JP2016013593A

JP2016013593A - カッティングプロッタ

Info

Publication number: JP2016013593A
Application number: JP2014136592A
Authority: JP
Inventors: 渡辺　和宏; Kazuhiro Watanabe; 和宏渡辺; 良一岡; Ryoichi Oka
Original assignee: Graphtec Corp
Current assignee: Graphtec Corp
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2016-01-28
Anticipated expiration: 2034-07-02
Also published as: EP2962821B1; EP2962821A1; US10011034B2; JP6383196B2; US20160001458A1

Abstract

【課題】簡単な構成で被切断媒体が浮き上がることを抑えることができるとともに、被切断媒体の表面を不必要に凹ませたり汚すことがないカッティングプロッタを提供する。【解決手段】シート状被切断媒体２の主面と平行な方向に延び、駆動装置８によって駆動される駆動ローラ３と、駆動ローラ３と平行な回転軸１１と、回転軸１１に設けられた複数のピンチローラ４とを備える。シート状被切断媒体２に選択的に圧接されるカッティングペン５を有し、駆動ローラ３の軸線方向に移動するペンブロック６を備える。回転軸１１における隣り合う一対のピンチローラ４の間に設けられて被切断媒体２を駆動ローラ３に押し付ける媒体押圧用ローラ１３を備える。媒体押圧用ローラ１３は、回転軸１１の周囲に巻かれた巻回部１３ａを有するばねによって構成されている。【選択図】図３

Description

従来、シート状の被切断媒体とカッターとを移動させて被切断媒体を切断するグリットローリング型カッティングプロッタは、特許文献１や特許文献２に記載されているように、被切断媒体を挟む一対のローラを有している。これらのローラとは、駆動装置によって回転される駆動ローラと、この駆動ローラと協働して被切断媒体を挟むピンチローラである。

駆動ローラは、駆動装置によって駆動されて正転あるいは逆転する。駆動ローラが正転することにより被切断媒体が例えば前進し、駆動ローラが逆転することによって、被切断媒体が後退する。
カッターは、被切断媒体の主面と直交する方向である上下方向と、被切断媒体の移動方向である前後方向とは直交する左右方向とに移動する。カッターは、下方に移動して被切断媒体に圧接されることにより、被切断媒体に刺さる。
従来のグリットローリング型カッティングプロッタは、カッターが被切断媒体に刺されている状態でカッターを左右方向に移動させ、かつ被切断媒体を前後方向に移動させることによって、被切断媒体を所定の形状に切断する。

上述した駆動ローラとピンチローラとからなる駆動部は、被切断媒体の少なくとも両端部と対応する位置に配置されている。従来のカッティングプロッタは、被切断媒体における駆動部どうしの間の中間部分を押圧するために媒体押圧用ローラを備えている。被切断媒体の中間部分を押圧する理由は、後述するように、主に２つある。

第１の理由は、切断時にカッターが正しく被切断媒体を切断できるように、被切断媒体を駆動ローラに沿わせるためである。第２の理由は、切断後にカッターが上昇するときに、被切断媒体がカッターによって引かれて浮くことを防ぐためである。
従来の媒体押圧用ローラは、ゴムによって形成されている。なお、大型のカッティングプロッタにおいては、例えば特許文献３に開示されているように、媒体押圧用ローラを支持する押圧機構を備えることがある。この押圧機構は、媒体押圧用ローラが揺動端部に回転自在に設けられた揺動アームと、この揺動アームを媒体押圧用ローラが被切断媒体に押し付けられる方向へ付勢するばね部材とを備えている。

特開２００３−３０５６８８号公報特開２００５−２０５５３９号公報特開平０８−０７２４８９号公報

ゴム製の媒体押圧用ローラを備えたカッティングプロッタは、被切断媒体として相対的に厚いものを使用する場合に問題が生じる。相対的に厚い被切断媒体としては、例えばフルート材や、エンボス加工が施されたシートなどがある。この種の厚い被切断媒体が媒体押圧用ローラと駆動ローラとの間に通されると、媒体押圧用ローラが被切断媒体に強く押し付けられ、被切断媒体に凹状の溝が形成されてしまう。

また、媒体押圧用ローラが黒色のゴムによって形成されている場合には、この媒体押圧用ローラが押し付けられた被切断媒体の表面に黒い線状の痕跡が残存するようになる。なお、このような不具合は、媒体押圧用ローラを揺動アームに支持させ、ばね部材のばね力で被切断媒体に押し付ける構成を採ることによって、ある程度は解消することができる。しかし、このように揺動アームを使用する構成を採ると、製造コストが高くなってしまう。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、簡単な構成で被切断媒体が浮き上がることを抑えることができるとともに、被切断媒体の表面を不必要に凹ませたり汚すことがないカッティングプロッタを提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係るカッティングプロッタは、シート状被切断媒体の主面と平行な方向に延び、駆動装置によって駆動されて回転する駆動ローラと、前記駆動ローラと平行な軸線を中心にして回転自在に構成され、前記駆動ローラと平行に延びて前記駆動ローラとの間に前記シート状被切断媒体が通る通路を形成する回転軸と、前記回転軸に設けられ、前記シート状被切断媒体の少なくとも両端部を前記駆動ローラと協働してそれぞれ挟む複数のピンチローラと、前記シート状被切断媒体に選択的に圧接されるカッターを有し、前記駆動ローラの軸線方向に移動する移動部材と、前記回転軸における隣り合う一対のピンチローラの間に設けられ、前記シート状被切断媒体を前記駆動ローラに押し付ける媒体押圧用ローラとを備え、前記媒体押圧用ローラは、前記回転軸の周囲に巻かれた巻回部を有するばねによって構成されているものである。
本発明は、前記発明において、前記ばねは、前記回転軸との間に変形用隙間が形成された引っ張りコイルばねによって構成され、この引っ張りコイルばねの両端部が前記回転軸に支持されていることを特徴とする。
本発明は、前記発明において、前記引っ張りコイルばねの両端部は、先端に向かうにしたがって内径が漸次小さくなる形状に形成され、最も内径が小さくなる先端部分において前記回転軸に固定されていることを特徴とする。

被切断媒体が媒体押圧用ローラと駆動ローラとの間に通されると、巻回部を有するばねからなる媒体押圧用ローラが被切断媒体の表面に接触して撓む。このため、被切断媒体は、媒体押圧用ローラによって過度に大きな力が表面に加えられることはなく、媒体押圧用ローラのばね力によって駆動ローラに向けて押される。
したがって、本発明によれば、簡単な構成で被切断媒体が浮き上がることを抑えることができるとともに、被切断媒体の表面を不必要に凹ませたり汚すことがないカッティングプロッタを提供することができる。

本発明に係るカッティングプロッタの構成を示す斜視図である。媒体押圧用ローラを示す図で、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は平面図、図２（Ｃ）は背面図、図２（Ｄ）は斜視図である。要部を拡大して示す断面図である。図３は、被切断媒体が装填されていない状態を示している。要部を拡大して示す断面図である。図４は、被切断媒体が装填されている状態を示している。

以下、本発明に係るカッティングプロッタの一実施の形態を図１〜図４によって詳細に説明する。
図１に示すカッティングプロッタ１は、シート状の被切断媒体２から図形や文字などを切り出すためのものである。被切断媒体２は、シート状の紙やフィルム、カッティングフィルムや、フルート材や、エンボス加工が施されたシートなどを用いることができる。

被切断媒体２から図形や文字などを切り出す作業は、被切断媒体２の主面（上面）と平行な方向に延びる駆動ローラ３と、この駆動ローラ３の上方近傍に位置するピンチローラ４とによって被切断媒体２を挟み、被切断媒体２に上方らカッティングペン５を刺した状態で行われる。

カッティングペン５は、ペンブロック６に図示していないリニアアクチュエータを介して昇降可能に取付けられている。カッティングペン５がリニアアクチュエータによって駆動されて下方に移動することにより、カッティングペン５の下端に設けられている刃５ａが被切断媒体２に圧接させられて刺さる。

ペンブロック６は、移動装置７に支持されており、この移動装置７によって駆動されることにより駆動ローラ３の軸線方向に移動する。このペンブロック６の移動する方向を以下においては左右方向という。
この実施の形態においては、カッティングペン５が本発明でいう「カッター」に相当し、ペンブロック６が本発明でいう「移動部材」に相当する。

駆動ローラ３は、このカッティングプロッタ１の一側部から他側部まで延びる細長い円柱状に形成されている。この駆動ローラ３の一端部には、駆動用モータ（図示せず）を有する駆動装置８が接続されている。駆動ローラ３は、この駆動装置８によって駆動されることにより回転する。

ピンチローラ４は、駆動ローラ３の上方近傍に位置する回転軸１１に取付けられており、この回転軸１１と一体に回転する。
回転軸１１は、駆動ローラ３と平行に延びており、駆動ローラ３と平行な軸線を中心にして回転自在に構成されている。また、この回転軸１１は、駆動ローラ３との間に被切断媒体２が通る通路１２（図３参照）が形成される位置に配置されている。

この実施の形態によるピンチローラ４は、回転軸１１の両端部にそれぞれ設けられている。これらのピンチローラ４の位置は、被切断媒体２の両端部を駆動ローラ３と協働して挟むことができる位置である。駆動ローラ３とピンチローラ４とによって被切断媒体２が挟まれている状態で駆動ローラ３が一方に回転することにより、被切断媒体２が前進し、駆動ローラ３が逆方向に回転することにより、被切断媒体２が後退する。被切断媒体２から図形や文字を切り出す作業は、カッティングペン５が被切断媒体２に刺さっている状態で、カッティングペン５が左右方向に移動するとともに、被切断媒体２が前進あるいは後退することにより行われる。

これらの一対のピンチローラ４，４の間には、被切断媒体２を駆動ローラ３に押し付けるための媒体押圧用ローラ１３が設けられている。
この媒体押圧用ローラ１３は、回転軸１１の周囲に巻かれた巻回部１３ａを有するばねによって構成されている。この実施の形態による媒体押圧用ローラ１３は、回転軸１１が内部に通された引っ張りコイルばねによって形成されている。

この引っ張りコイルばねは、図２（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、ばね素材が螺旋状に巻かれて形成された筒状の巻回部１３ａと、この巻回部１３ａの両端から径方向の内側に延びるうず巻部１３ｂとを有している。巻回部１３ａは、ばね素材が複数回にわたって巻かれて形成されている。この媒体押圧用ローラ１３の両端部を構成するうず巻部１３ｂは、回転軸１１に支持されている。

また、この媒体押圧用ローラ１３は、図３に示すように、自然状態で巻回部１３ａと駆動ローラ３との間に隙間ｄ１が形成される大きさに形成されている。隙間ｄ１は、相対的に薄い被切断媒体２の厚みより小さい。巻回部１３ａの内径は、図３に示すように、自然状態で回転軸１１の外径より隙間ｄ２だけ大きい。隙間ｄ２は、図４に示すように、フルート材のような相対的に厚い被切断用媒体２が使用される場合であっても、巻回部１３ａが回転軸１１に接触することがない大きさである。この実施の形態においては、この隙間ｄ２が請求項２記載の発明でいう「変形用隙間」に相当する。

媒体押圧用ローラ１３のうず巻部１３ｂは、先端に向かうにしたがって内径が漸次小さくなるうず巻状に形成されている。この両端部における最も内径が小さくなる先端部分が回転軸１１に固定されている。この先端部分は、図３に示すように、回転軸１１に形成された環状溝１１ａの中に挿入されており、図示していない固定構造によって回転軸１１に動くことができないように固定されている。

媒体押圧用ローラ１３の先端部分を回転軸１１に固定するにあたっては、回転軸１１に粘着テープで貼り付けたり、接着剤によって接着したり、あるいは溶接によって行うことができる。

このように引っ張りコイルばねからなる媒体押圧用ローラ１３を備えたカッティングプロッタ１において、相対的に厚い被切断用媒体２が媒体押圧用ローラ１３と駆動ローラ３との間に通されると、図４に示すように、媒体押圧用ローラ１３が被切断媒体２に接触して撓む。

すなわち、媒体押圧用ローラ１３の巻回部１３ａが被切断媒体２の表面に接触してうず巻部１３ｂが縮径するように弾性変形し、巻回部１３ａが駆動ローラ３から離間する方向に変位する。このため、被切断媒体２の表面には、媒体押圧用ローラ１３によって過度に大きな力が加えられることはない。この結果、被切断媒体２は、変形することが無い状態で、引っ張りコイルばねからなる媒体押圧用ローラ１３のばね力によって駆動ローラ３に向けて押される。

したがって、この実施の形態によれば、簡単な構成で被切断媒体２が浮き上がることを抑えることができるとともに、被切断媒体２の表面を不必要に凹ませたり汚すことがないカッティングプロッタを提供することができる。

この実施の形態による引っ張りコイルばねは、回転軸１１との間に変形用隙間ｄ２が形成された引っ張りコイルばねによって構成されている。この引っ張りコイルばねの両端部（うず巻部１３ｂ）が回転軸１１に支持されている。
このため、この実施の形態によれば、媒体押圧用ローラ１３の外周面が円筒面になるから、媒体押圧用ローラ１３が被切断媒体２を押す力を被切断媒体２の広い範囲に分散させることが可能になる。
したがって、媒体押圧用ローラ１３が被切断媒体２を押すときの押圧痕がより一層残り難いカッティングプロッタを提供することができる。

この実施の形態による引っ張りコイルばねの両端部（うず巻部１３ｂ）は、先端に向かうにしたがって内径が漸次小さくなる形状に形成され、最も内径が小さくなる先端部分において回転軸１１に固定されている。
このため、媒体押圧用ローラ１３が被切断媒体２を押しながら回転するときの押圧力の変化を可及的に小さく抑えることができる。したがって、この実施の形態によれば、被切断媒体２が前進あるいは後退するときに媒体押圧用ローラ１３から受ける力が略一定になり、被切断媒体２が浮き上がることを防ぐ能力が高くなる。したがって、被切断媒体２をより一層高い精度で切断することが可能なカッティングプロッタを提供することができる。

上述した実施の形態においては、媒体押圧用ローラ１３を引っ張りコイルばねによって構成する例を示した。しかし、本発明は、このような限定にとらわれることはない。すなわち、媒体押圧用ローラ１３は、回転軸１１の周囲に巻かれた巻回部１３ａを有するものであれば、どのようなものであってもよい。媒体押圧用ローラ１３は、例えば、圧縮コイルばね、ねじりコイルばね、うず巻ばね、竹の子ばねなどによっても構成することができる。

１…カッティングプロッタ、２…被切断媒体、３…駆動ローラ、４…ピンチローラ、５…カッティングペン、６…ペンブロック、８…駆動装置、１１…回転軸、１２…通路、１３…媒体押圧用ローラ、１３ａ…巻回部、１３ｂ…うず巻部。

Claims

シート状被切断媒体の主面と平行な方向に延び、駆動装置によって駆動されて回転する駆動ローラと、
前記駆動ローラと平行な軸線を中心にして回転自在に構成され、前記駆動ローラと平行に延びて前記駆動ローラとの間に前記シート状被切断媒体が通る通路を形成する回転軸と、
前記回転軸に設けられ、前記シート状被切断媒体の少なくとも両端部を前記駆動ローラと協働してそれぞれ挟む複数のピンチローラと、
前記シート状被切断媒体に選択的に圧接されるカッターを有し、前記駆動ローラの軸線方向に移動する移動部材と、
前記回転軸における隣り合う一対のピンチローラの間に設けられ、前記シート状被切断媒体を前記駆動ローラに押し付ける媒体押圧用ローラとを備え、
前記媒体押圧用ローラは、前記回転軸が内部に通されたコイルばねによって形成されていることを特徴とするカッティングプロッタ。
請求項１記載のカッティングプロッタにおいて、
前記ばねは、前記回転軸との間に変形用隙間が形成された引っ張りコイルばねによって構成され、
この引っ張りコイルばねの両端部が前記回転軸に支持されていることを特徴とするカッティングプロッタ。
請求項２記載のカッティングプロッタにおいて、
前記引っ張りコイルばねの両端部は、先端に向かうにしたがって内径が漸次小さくなる形状に形成され、最も内径が小さくなる先端部分において前記回転軸に固定されていることを特徴とするカッティングプロッタ。