JP3945028B2 - カッティング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カッティング装置、詳しくは、搬送されるシートをカットするためのカッティング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、粘着シートに離型紙が貼り合わされたタックシートなどを所定の形状にカットするカッティング装置が知られている。この種のカッティング装置としては、たとえば、シートを搬送する搬送ローラと、この搬送ローラによって搬送されるシートをカットするカッティング機構とを備えているものがある。このカッティング機構は、通常、シートをカットするカッタと、このカッタを、粘着シートのみをカットするハーフカット位置と、粘着シートとともに離型紙をもカットする全カット位置とに選択的に支持するカッタユニットと、このカッタユニットが着脱自在に装着され、シートの搬送方向と略直交する方向（シートの幅方向）において往復移動可能とされるキャリッジとを備えている。また、カッタはカッタユニットによってその軸心回りに回転可能に支持されるとともに、楔状の刃がカッタの軸心に対して偏心して設けられており、これによって、シートのカット時には、刃の向かう方向が、カッタの軸心回りの回転によって常にシートをカットする方向に向くように構成されている。
【０００３】
そして、このようなカッティング装置では、たとえば、搬送ローラの正回転および逆回転と、キャリッジのシートの幅方向の往復移動によって、シートを所定の形状にハーフカットした後に、シートの幅方向に全カットするようなカット動作が行なわれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなカッティング装置によってシートをカットする場合、カッタと対向する位置にはシートを受けるベッドを設けることが必要である。
【０００５】
一方、このようなベッドを設けると、全カットするときには、カッタの刃先がシートを貫通してベッドに突き当たるため、ベッドが傷つき、そのためベッドの表面に凹凸を生じることがある。このような凹凸が生じると、ハーフカット時においては、シートがこの凹凸に沿って撓み、一定したカット深さでハーフカットできないという不具合を招く。
【０００６】
そこで、カッティング機構においてよく知られているように、カッタの刃の移動範囲と対向するように長溝を形成して、全カット時には、シートを貫通する刃先を、この長溝で受け入れるようにすることが考えられる。
【０００７】
しかし、このような長溝を形成した場合には、カッタの刃がカッタの軸心に対して偏心して設けられ、かつ、シートのカット時には、刃の向かう方向が、カッタの軸心回りの回転によって常にシートをカットする方向に向くように構成されていることから、たとえば、図１１に示すように、カッタ１がキャリッジの往復移動によってシート２をその幅方向に沿ってハーフカットするときの、刃先３と長溝４の開口部５との相対位置関係と、図１２に示すように、カッタ１が搬送ローラの搬送によってシート２をその搬送方向に沿ってハーフカットするときの、刃先３と長溝４の開口部５との相対位置関係とが変化するため、シート２が長溝４の開口部５においてその幅方向に撓んでいる場合には、やはり、一定したカット深さでハーフカットできないという不具合を生じる。
【０００８】
本発明は、上記した不具合に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、確実なハーフカットを行なえながら、かつ全カットを行なってもベッドに傷がつくことがないカッティング装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、シートを搬送する搬送手段と、シートをカットするカット手段とを備え、前記カット手段は、カッタと、このカッタをシートの厚さ方向途中までをカットするハーフカット位置と、シートの厚さ方向を貫通してカットする全カット位置とに選択的に支持し、シートの搬送方向に略直交する方向に往復移動可能とされるカッタ支持手段とを備え、前記カッタは、前記カッタ支持手段によって軸心回りに回転可能に支持されるカッタ本体と、このカッタ本体の先端部において楔状に形成され、前記カッタ本体の軸心に対して偏心して設けられるカッタ刃とを有し、シートをカットする時には、前記カッタ本体の軸心回りの回転によって、前記カッタ刃の向かう方向が、常にシートをカットする方向に向くように構成されている、カッティング装置において、前記カッタとシートを挟んで対向する位置に、シートを受ける受け部材を設けるとともに、この受け部材に、前記カッタ支持手段の往復移動に伴って移動される前記カッタの移動範囲と対向するような長溝を、その長溝の開口幅が、前記カッタ刃が向かう方向における前記カッタ本体の厚さ以下となるように形成していることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によると、シートを全カットするときには、シートを貫通するカッタの刃先が長溝に受け入れられるため、受け部材が、刃先の当接によって傷付けられることがない。また、シートをハーフカットする場合において、シートをカットする方向を変更したときに、その変更に従ってカッタ本体の軸心回りの回転によってカッタ刃の向かう方向が変わり、そのため、刃先と長溝の開口との相対位置関係が変わっても、長溝の開口幅が、カッタ刃が向かう方向におけるカッタ本体の厚さ以下となるような狭い幅に形成されているので、シートの撓みが少なく、ほぼ一定したカット深さでハーフカットすることができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記カッタが前記受け部材の前記長溝に沿ってカットする時に、前記カッタ刃の刃先が、実質的に前記長溝の開口部における幅方向中央に配置されることを特徴としている。
【００１２】
カッタ刃の刃先が、実質的に長溝の開口部における幅方向中央に配置されていると、全カット時において刃先が長溝に受け入れられやすくなる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記カッタ本体の軸心に対して前記カッタ刃が偏心した時の前記刃先の偏心距離が、前記長溝の開口幅の２分の１以上であることを特徴としている。
【００１４】
刃先の偏心距離を長溝の開口幅の２分の１以上とすることによって、カッタが長溝に沿ってカットする時には、刃先が、実質的に長溝の開口部における幅方向中央に配置されるのに対して、カッタがシートの搬送方向に沿ってカットする時には、カッタ本体の軸心回りの回転によって刃先の向きが搬送方向に向かった状態において、その刃先が、長溝の開口端縁か、それよりも長溝に対して幅方向外側に位置されるようになる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、第１層および第２層からなる２層構造によって構成されるシートを搬送する搬送手段と、前記シートをカットするカット手段とを備え、前記カット手段は、前記シートに押圧されるカッタと、このカッタを前記シートの第１層までをカットするハーフカット位置と、第１層とともに第２層をもカットする全カット位置とに選択的に支持し、前記シートの搬送方向に略直交する方向に往復移動可能とされるカッタ支持手段とを備え、前記カッタは、前記カッタ支持手段によって軸心回りに回転可能に支持されるカッタ本体と、このカッタ本体の先端部において楔状に形成され、前記カッタ本体の軸心に対して偏心して設けられるカッタ刃とを有し、前記シートをカットする時には、前記カッタ本体の軸心回りの回転によって、前記カッタ刃の向かう方向が、常に前記シートをカットする方向に向くように構成されている、カッティング装置において、前記カッタと前記シートを挟んで対向する位置に、前記シートを受ける受け部材を設けて、この受け部材に、前記カッタ支持手段の往復移動に伴って移動される前記カッタの移動範囲と対向するような長溝を、その長溝の開口幅が、次式：
Ｌ3 ＜（４ＥＢｈ3 ｈ1 ）／Ｐ
（Ｌ：長溝の開口幅、Ｅ：シートのヤング率、Ｂ：シートの幅、ｈ：シートの厚さ、ｈ1 ：第２層の厚さ、Ｐ：シートに対するカッタの押圧荷重）
を満足するように形成するとともに、前記カッタが前記長溝に沿ってカットする時に、前記カッタ刃の刃先が、実質的に前記長溝の開口部の幅方向中央に配置されるようにしたことを特徴としている。
【００１６】
このような構成によると、シートを全カットするときには、シートを貫通するカッタの刃先が長溝に受け入れられるため、受け部材が、刃先の当接によって傷付けられることがない。また、シートをハーフカットする場合において、シートをカットする方向を変更したときに、その変更に従ってカッタ本体の軸心回りの回転によってカッタ刃の向かう方向が変わり、そのため、刃先と長溝の開口部との相対位置関係が変わっても、長溝の開口幅が上記式を満足するように形成されていると、カッタの刃先が第２層を貫通することなく、かつ第１層を確実にカットすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のカッティング装置の一実施形態としてのカッティングプリンタ１１の要部平面図、図２は、図１に示すカッティングプリンタ１１の要部側断面図である。
【００１８】
図１および図２において、このカッティングプリンタ１１は、左右両側に配設される側壁９および１０を持つケーシング１２内に、シートとしてのロール紙１３を回転自在に支持するためのロール支持部材１４と、ロール紙１３を搬送するための搬送手段としての搬送機構部１５と、搬送機構部１５によって搬送されるロール紙１３をカットするカット手段としてのカッティング機構部１６と、ロール紙１３の搬送方向において、このカッティング機構部１６の上流側に配設され、ロール紙１３に所定の画像を形成するための画像形成機構部１７とが設けられている。
【００１９】
このロール紙１３は、図３に示すように、表面が印刷可能とされ裏面に粘着剤が塗布された第１層としての粘着シート１８と、この粘着シート１８の裏面に貼り合わされる第２層としての離型紙１９との２層構造によって構成されるタックシートが、筒２０にロール状に巻回されたものである。図１に示すように、このロール紙１３はケーシング１２内の一側端部において、筒２０を支持するロール支持部材１４によって回転自在に支持されている。
【００２０】
搬送機構部１５は、図２に示すように、ロール紙１３の下方に配設され、ロール紙１３を送り出すための送り出しローラ２３と、後述する画像形成機構部１７の構成要素でもあるプラテンローラ２４と、カッティング機構部１６の下流側に配設される排出ローラ２５とを備えている。送り出しローラ２３は、ケーシング１２に支持される揺動アーム２６によって回転自在に支持されている。この揺動アーム２６は、図示しないばねによって上向きに回動するように付勢されており、これによって、送り出しローラ２３が常にロール紙１３の外周面に当接されるように構成されている。
【００２１】
また、排出ローラ２５とロール紙１３を挟んで対向する位置には、従動ローラ８が配設されている。この従動ローラ８は、ばねにより従動ローラ８を排出ローラ２５に向かって押圧するように付勢する押さえ板７によって支持されている。
【００２２】
そして、ケーシング１２内に配設される第１駆動モータ２１によって、この送り出しローラ２３が、ケーシング１２の側壁１０の外側に設けられる第１ギヤ列２２と、揺動アーム２６に設けられる第２ギヤ列２７と、これら第１ギヤ列２２と第２ギヤ列２７とを連結する伝動シャフト２８とを介して、また、プラテンローラ２４および排出ローラ２５が、第１駆動モータ２１から第１ギヤ列２２を介して、それぞれ、ロール紙１３を同一方向に搬送するように駆動される。
【００２３】
また、画像形成機構部１７は、図１および図２に示すように、ロール紙１３の幅寸法にほぼ等しい長さを持つ、印字ヘッドとしてのライン型のサーマルヘッド４４と、このサーマルヘッド４４とロール紙１３を挟んで対向するプラテンローラ２４とを備えている。
【００２４】
また、カッティング機構部１６は、図２に示すように、カッタ支持手段としてのカッタユニット３０と、このカッタユニット３０が着脱自在に装着されるキャリッジ３１とを備えている。また、カッタユニット３０とロール紙１３を挟んで対向する位置には、ロール紙１３を受ける受け部材としての裁断ベッド２９が設けられている。
【００２５】
図１に示すように、キャリッジ３１は、ケーシング１２の両側壁９および１０の外側に配設された１対のプーリ３２および３３に掛け渡されるエンドレス状のタイミングベルト３４の１箇所に連結されている。図２に示すように、１対のプーリ３２および３３のうち、１つのプーリ３２は、ケーシング１２の側壁１０の外側に配設された第２駆動モータ３５によって、ベベルギヤなどを含む第３ギヤ列３６を介して駆動される。これによって、キャリッジ３１は、ロール紙１３の搬送方向と略直交する方向（ロール紙１３の幅方向）に往復移動される。
【００２６】
また、図４に示すように、このキャリッジ３１におけるカッタユニット３０が装着される側の端部と反対側の端部には、その両端がケーシング１２の両側壁９および１０に支持されるメインガイドシャフト３７を摺動可能に挿通している。また、カッタユニット３０が装着される側の端部とメインガイドシャフト３７が挿通される側の端部との間の途中部位には、メインガイドシャフト３７と略平行に延びる補助ガイドシャフト３８が摺動可能に挿通されている。図１にも示すように、この補助ガイドシャフト３８の両端部は、ケーシング１２の両側壁９および１０に回動可能に設けられた１対の回動アーム３９に支持されるとともに、補助ガイドシャフト３８の一方の端部は、作動リンク４０を介してソレノイド４１の出力軸４２に連結されている。そして、ソレノイド４１がオン状態（励磁状態）のときには、カッタユニット３０は、図示しないばねの付勢力によって、その下端側が裁断ベッド２９の上面を押圧するように作動され、ソレノイド４１がオフ状態（励磁されていない状態）のときには、ソレノイド４１の出力軸４２が進出し、作動リンク４０および補助ガイドシャフト３８を介してキャリッジ３１のカッタユニット３０が装着される側の端部を、メインガイドシャフト３７を支点として上向きに回動させて、カッタユニット３０の下端側が裁断ベッド２９の上面から離れるように作動される。
【００２７】
図５に示すように、カッタユニット３０は、略円筒形状の大径とされたハウジング部５２と、このハウジング部５２より小径であって、このハウジング部５２の下方に一体に形成されるカッタ挿入部５３とを有している。カッタ挿入部５３には、先端にカッタ４３を持つ丸棒状のカッタ軸５６が、カッタ挿入部５３の上下に設けられるベアリング５４および５５を介して、軸心回りに回動可能に支持されている。また、このカッタ軸５６は、ハウジング部５２に設けられる昇降機構５１によって、ロール紙１３の厚さ方向を貫通して、粘着シート１８とともに離型紙１９をもカットする全カット位置と、ロール紙１３の厚さ方向途中まで、すなわち、粘着シート１８のみをカットするハーフカット位置とに選択的に支持されている。
【００２８】
この昇降機構５１はハウジング部５２内に設けられており、大径の第１剛球５７と小径の第２剛球５８とが、剛球支持部材５９の凹所に嵌め込まれ、突起６６を有するカバー部材６０によって、これら第１剛球５７および第２剛球５８が上方から覆われるとともに、カッタ軸５６の上端面に、これら第１剛球５７および第２剛球５８が選択的に当接するように構成されている。カバー部材６０には、その上方から調節ねじ６１が当接されており、この調節ねじ６１による押圧によって、第１剛球５７および第２剛球５８が固定されるとともに、その高さが調節される。また、剛球支持部材５９は、平面視略矩形板状であって、その両端部をハウジング部５２の両側壁に形成された開口孔６２および６３から外側へ突出するように形成されている。また、カバー部材６０の両側には、下方に向かって湾曲状に延びる１対の弾性ばね片６４および６５の一端が当接しており、この弾性ばね片６４および６５の他端は、ハウジング部５２の底壁を押圧するように当接している。
【００２９】
そして、大径の第１剛球５７がカッタ軸５６の上端面を押圧しているときには、カッタ４３は、カッタ挿入部５３から粘着シート１８とともに離型紙１９をもカットする全カット位置まで降下した状態となり、一方、図５には示されないが、小径の第２剛球５８がカッタ軸５６の上端面を押圧するように切り換わると、カッタ４３は、大径の第１剛球５７から小径の第２剛球５８に当接する分だけ上昇し、粘着シート１８のみをカットするハーフカット位置に上昇した状態となる。この全カット位置とハーフカット位置との切り換えは、ハウジング部５２の両側壁に形成された開口孔６２および６３から外側へ突出する剛球支持部材５９の端部を、反対側の端部に向かって押圧することによって、剛球支持部材５９をスライドさせて、これによって、カッタ軸５６の上端面に対し、大径の第１剛球５７および小径の第２剛球５８を選択的に当接させることによって行なわれる。なお、剛球支持部材５９のスライドは、調節ねじ６１がカバー部材６０の突起６６を乗り越えることによって行なわれるので、そのために必要な押圧力が加えられないときには、この調節ねじ６１および突起６６によって、剛球支持部材５９のスライドが規制される。
【００３０】
また、図６に示すように、カッタ軸５６の先端に設けられるカッタ４３は、カッタ軸５６に連結され、このカッタ軸５６とともに軸心回りに回動される丸棒状のカッタ本体７１と、このカッタ本体７１の先端部において一体に形成されるカッタ刃７２とを有している。カッタ刃７２は、楔状をなし、その刃先７３がカッタ本体７１の軸心７４に対して偏心距離７５で示される分だけ偏心するように形成されている。これによって、ロール紙１３をカットする時には、カッタ本体７１がカットするロール紙１３の抵抗によって回転し、カッタ刃７１の向かう方向が、常にロール紙１３をカットする方向、つまりカッタ４３の進行方向（矢印７６で示す方向）を向くように構成される。
【００３１】
そして、本実施形態においては、図１に示すように、カッタユニット３０とロール紙１３を挟んで対向する裁断ベッド２９に、ロール紙１３の幅方向に延びる長溝７７が形成されている。この長溝７７は、キャリッジ３１の往復移動に伴って移動されるカッタ４３の移動範囲と対向するように形成されており、図７で示されるように、その開口部７８のロール紙１３の搬送方向における開口幅７９が、カッタ刃７２が向かう方向におけるカッタ本体７１の厚さ８０以下となるように形成されている。そして、図８に示すように、カッタユニット３０は、キャリッジ３１の往復移動によって、ロール紙１３をその幅方向にカットする時、つまり、カッタ４３が裁断ベッド２９の長溝７７に沿ってカットする時に、カッタ刃７２の刃先７３が、実質的に長溝７７の開口部７８における幅方向中央に位置するように配置される。また、図７に示すように、本実施形態においては、上記した刃先７３の、カッタ本体７１の軸心７４に対する偏心距離７５が、長溝７７の開口幅７９の２分の１以上とされている。
【００３２】
次に、このように構成されたカッティングプリンタ１１の動作について説明する。まず、ロール支持部材１４によって支持されているロール紙１３の先端を画像形成機構部１７の近傍に位置させておき、図示しない電源を投入する。そうすると、図示しないコンピュータなどの外部装置もしくはカッティングプリンタ１１内で予め作成された文字、記号および図形などの画像データが、カッティングプリンタ１１内の図示しないメモリに伝達される。そして、印刷開始の指令を受けると、第１駆動モータ２１が正回転され、送り出しローラ２３、プラテンローラ２４および排出ローラ２５が、ロール紙１３を正方向に搬送するように回転される。これによって、ロール紙１３の先端が画像形成機構部１７、すなわち、サーマルヘッド４４とプラテンローラ２４との間に進入される。進入されてきたロール紙１３には、サーマルヘッド４４の発熱素子が駆動されることによって、所定の画像が形成される。そして、所定の画像が形成されたロール紙１３は、次いで、カッティング機構部１６に搬送される。
【００３３】
カッティング機構部１６に搬送されたロール紙１３は、たとえば、所定の画像が形成された部分を囲むようにしてハーフカットされた後に全カットされる。すなわち、ハーフカット時においては、まず、カッタ４３を、昇降機構５１によって、粘着シート１８のみをカットするハーフカット位置で支持させる。ハーフカット位置で支持させるには、キャリッジ３１をロール紙１３の幅方向外側のケーシング１２の一方の側壁９まで移動させて、この側壁９によって剛球支持部材５９の一方の端部を押圧する。これによって、剛球支持部材５９をスライドさせて、前述したようにカッタ４３を全カット位置からハーフカット位置に切り換える。そして、ハーフカットの開始位置において、ソレノイド４１がオン状態とされ、カッタユニット３０がロール紙１３に向かって降下する。次いで、第１駆動モータ２１を正回転および逆回転させて、ロール紙１３を正方向および逆方向に搬送させることによって、粘着シート１８を搬送方向に沿ってカットする。このとき、カッタ４３のカッタ刃７２は、ロール紙１３の搬送方向に向かっている。なお、この状態は図７に示される。また、このようなロール紙１３の搬送方向に沿ったハーフカットとともに、第２駆動モータ３５を正回転および逆回転させて、キャリッジ３１をロール紙１３の幅方向に往復移動させることによって、粘着シート１８をロール紙１３の幅方向に沿ってカットする。このとき、カッタ４３のカッタ刃７２は、カッタ本体７１の回転によってロール紙１３の幅方向に向かっている。なお、この状態は図８に示される。さらに、第１駆動モータ２１の正回転および逆回転と、第２駆動モータ３５の正回転および逆回転が同時に行なわれると、粘着シート１８は搬送方向に対して斜め状や円弧状にカットされる。つまり、このようにして、第１駆動モータ２１と第２駆動モータ３５とを相対的に駆動させることによって、ロール紙１３における所定の画像が形成された部分が、矩形状あるいは楕円状などの任意の形状にハーフカットされる。
【００３４】
次に、ロール紙１３の幅方向に全カットするには、まず、ソレノイド４１をオフ状態として、カッタユニット３０をロール紙１３から離した状態とし、次いでキャリッジ３１をロール紙１３の幅方向外側であって、ケーシング１２の他方の側壁１０まで移動させて、この側壁１０によって剛球支持部材５９の他方の端部を押圧する。これによって、剛球支持部材５９をスライドさせて、前述したようにカッタ４３をハーフカット位置から全カット位置に切り換える。そして、再びソレノイド４１をオン状態として、カッタユニット３０をロール紙１３に向かって降下させ、第２駆動モータ３５を正回転および逆回転させて、キャリッジ３１をロール紙１３の幅方向に往復移動させることによって、ロール紙１３をその幅方向に沿って全カットする。このとき、図９に示すように、カッタ４３のカッタ刃７２が、ロール紙１３を貫通して裁断ベッド２９の長溝７７に受け入れられた状態で、ロール紙１３が全カットされる。
【００３５】
このような構成によると、ロール紙１３を全カットするときには、ロール紙１３を貫通するカッタ４３の刃先７２が長溝７７に受け入れられるため、裁断ベッド２９が、刃先７２の当接によって傷付けられることがない。また、ロール紙１３をハーフカットする場合において、ロール紙１３をカットする方向を変更したときに、その変更に従ってカッタ本体７１の軸心回りの回転によってカッタ刃７２の向かう方向が変わり、そのため、刃先７３と長溝７７の開口部７８との相対位置関係が変わっても、長溝７７の開口幅７９が、カッタ刃７２が向かう方向におけるカッタ本体７１の厚さ８０以下となるような狭い幅に形成されているので、ロール紙１３の撓みが少なく、ほぼ一定したカット深さでハーフカットすることができる。したがって、確実なハーフカットを達成できる。
また、カッタ刃７２の刃先７３が、実質的に長溝７７の開口部７８における幅方向中央に配置されていることから、全カット時においては、刃先７３が長溝７７に受け入れられやすく、そのため、確実な全カットを行なうことができる。
【００３６】
さらに、本実施形態においては、刃先７３のカッタ本体７１の軸心７４に対する偏心距離７５が、長溝７７の開口幅７９の２分の１以上とされているため、カッタ４３がロール紙１３の搬送方向に沿ってカットする時には、カッタ本体７１の軸心回りの回転によって刃先７３の向きが搬送方向に向かった状態において、その刃先７３が、長溝７７の開口端縁か、それよりも長溝７７に対して長溝７７の幅方向外側に位置されるようになる。そのため、シートの搬送方向における確実なハーフカットを達成することができる。
【００３７】
また、以上の実施形態では、長溝７７の開口幅７９を、カッタ刃７２が向かう方向におけるカッタ本体７１の厚さ８０以下となるように形成したが、その開口幅７９を、次式（１）：
Ｌ3 ＜（４ＥＢｈ3 ｈ1 ）／Ｐ （１）
（Ｌ：長溝の開口幅、Ｅ：ロール紙のヤング率、Ｂ：ロール紙の幅、ｈ：ロール紙の厚さ、ｈ1 ：離型紙の厚さ、Ｐ：ロール紙に対するカッタの押圧荷重）
を満足するように形成してもよい。
【００３８】
この式（１）は、カット刃７２が、ロール紙１３の幅方向をカットする方向に向いているときのロール紙１３の撓み量ｆx と、カット刃７２が、ロール紙１３の搬送方向をカットする方向に向いているときのロール紙１３の撓み量ｆY とから導くことができる。
【００３９】
すなわち、ロール紙１３の搬送方向および幅方向のハーフカット時において、粘着シート１９を貫通して、かつ離型紙１９を貫通しないようにハーフカットするためには、カット刃７２が、ロール紙１３の幅方向をカットする方向に向いているときのロール紙１３の撓み量ｆx から、カット刃７２が、ロール紙１３の搬送方向をカットする方向に向いているときのロール紙１３の撓み量ｆY を差し引いた値が、離型紙１９の厚さよりも小さくなることが条件とされる。この条件は、次式（２）で表わすことができる。
【００４０】
ｆx −ｆY ＜ｈ1 （２）
また、図１０に示すように、長溝７７の開口部７８において、その幅方向の両端縁に支持されるロール紙１３がカッタ４３によって押圧されたときの撓み量は、一般に次式（３）で与えられる。
【００４１】
ｆ＝４Ｐａ2 ｂ2 ／ＥＢｈ3 Ｌ （３）
（ａ：カッタの刃先から一方の開口端縁までの距離、ｂ：カッタの刃先から他方の開口端縁までの距離、その他の記号は、式（１）と同じ）
そして、カット刃７２が、ロール紙１３の幅方向に沿ってカットする方向に向いているときは、カッタ刃７２の刃先７３が、実質的に長溝７７の開口部７８における幅方向中央に位置するように配置されているので、式（３）中、ａ＝ｂ＝Ｌ／２となり、その撓み量ｆX は、次式（４）で与えられる。
【００４２】
ｆX ＝ＰＬ3 ／４ＥＢｈ3 （４）
一方、カット刃７２が、ロール紙１３の搬送方向に沿ってカットする方向に向いているときに、カッタ刃７２の刃先７３が、長溝７７の開口部７８の端縁に配置されているとすると、式（３）中、ａ＝Ｌ、ｂ＝０またはａ＝０、ｂ＝Ｌとなり、その撓み量ｆY は、
ｆY ＝０ （５）
となる。したがって、式（２）に式（４）および式（５）を代入することにより、上記式（１）が与えられる。
【００４３】
このような式（１）を満足するような開口幅７８で長溝７７を形成すると、カッタ４３の刃先７３が離型紙１９を貫通することなく、かつ粘着シート１８を確実にカットすることができ、確実なハーフカットを達成できる。
【００４４】
なお、本実施形態においては、カッタ本体７１は丸棒状に形成されているが、本発明においては、その形状は特に限定されず偏平状であってもよい。したがって、長溝７７の開口幅７９は、少なくともカッタ刃７２が向かう方向における厚さ８０以下であればよく、カッタ刃７２が向かう方向と直交する方向の厚さより広く形成されていてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明によれば、長溝の開口幅を、カッタ刃が向かう方向におけるカッタ本体の厚さ以下となるような狭い幅に形成したので、シートの撓みが少なく、そのため、カッタ本体の軸心回りの回転によってカッタ刃の向かう方向が変わり、刃先と長溝の開口との相対位置関係が変わっても、ほぼ一定したカット深さでハーフカットすることができる。したがって、確実なハーフカットを達成できる。
【００４６】
請求項２に記載の発明によれば、カッタ刃の刃先が、実質的に長溝の開口部における幅方向中央に配置されるので、全カット時において刃先が長溝に受け入れられ易くなる。そのため、確実な全カットを行なうことができる。
請求項３に記載の発明によれば、カッタがシートの搬送方向に沿ってカットする時には、カッタの刃先が、長溝の開口端縁か、それよりも長溝に対して幅方向外側に位置されるようになる。そのため、シートの搬送方向における確実なハーフカットを達成することができる。
【００４７】
請求項４に記載の発明によれば、長溝の開口幅を、特定の式を満足するように形成したことによって、ハーフカット時においては、カッタの刃先は第２層を貫通することなく、かつ確実に第１層をカットする。したがって、確実なハーフカットを達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカッティング装置の一実施形態としてのカッティングプリンタの要部平面図である。
【図２】図１に示すカッティングプリンタの要部側断面図である。
【図３】図１に示すカッティングプリンタに使用されるロール紙の斜視図である。
【図４】図１に示すカッティングプリンタのカッティング機構部を示す要部側断面図である。
【図５】カッタユニットの昇降機構を示す要部側断面図である。
【図６】カッタによってハーフカットする状態を示す要部拡大断面図である。
【図７】ロール紙を、その幅方向にハーフカットする状態を示す、要部拡大断面図である。
【図８】ロール紙を、その搬送方向にハーフカットする状態を示す、要部拡大断面図である。
【図９】ロール紙を、その幅方向にフルカットする状態を示す、要部拡大断面図である。
【図１０】式（１）を導くための記号が示されている、カッタ刃および長溝の要部拡大断面図である。
【図１１】ロール紙を、その幅方向にハーフカットする従来の例を示す、要部拡大断面図である。
【図１２】ロール紙を、その搬送方向にハーフカットする従来の例を示す、要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１１ カッティングプリンタ
１３ ロール紙
１５ 搬送機構部
１６ カッティング機構部
１８ 粘着シート
１９ 離型紙
２９ 裁断ベッド
３０ カッタユニット
３１ キャリッジ
４３ カッタ
７１ カッタ本体
７２ カッタ刃
７５ 刃先の偏心距離
７７ 長溝
７９ 開口幅
８０ カッタ本体の厚さ
【発明の属する技術分野】
本発明は、カッティング装置、詳しくは、搬送されるシートをカットするためのカッティング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、粘着シートに離型紙が貼り合わされたタックシートなどを所定の形状にカットするカッティング装置が知られている。この種のカッティング装置としては、たとえば、シートを搬送する搬送ローラと、この搬送ローラによって搬送されるシートをカットするカッティング機構とを備えているものがある。このカッティング機構は、通常、シートをカットするカッタと、このカッタを、粘着シートのみをカットするハーフカット位置と、粘着シートとともに離型紙をもカットする全カット位置とに選択的に支持するカッタユニットと、このカッタユニットが着脱自在に装着され、シートの搬送方向と略直交する方向（シートの幅方向）において往復移動可能とされるキャリッジとを備えている。また、カッタはカッタユニットによってその軸心回りに回転可能に支持されるとともに、楔状の刃がカッタの軸心に対して偏心して設けられており、これによって、シートのカット時には、刃の向かう方向が、カッタの軸心回りの回転によって常にシートをカットする方向に向くように構成されている。
【０００３】
そして、このようなカッティング装置では、たとえば、搬送ローラの正回転および逆回転と、キャリッジのシートの幅方向の往復移動によって、シートを所定の形状にハーフカットした後に、シートの幅方向に全カットするようなカット動作が行なわれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなカッティング装置によってシートをカットする場合、カッタと対向する位置にはシートを受けるベッドを設けることが必要である。
【０００５】
一方、このようなベッドを設けると、全カットするときには、カッタの刃先がシートを貫通してベッドに突き当たるため、ベッドが傷つき、そのためベッドの表面に凹凸を生じることがある。このような凹凸が生じると、ハーフカット時においては、シートがこの凹凸に沿って撓み、一定したカット深さでハーフカットできないという不具合を招く。
【０００６】
そこで、カッティング機構においてよく知られているように、カッタの刃の移動範囲と対向するように長溝を形成して、全カット時には、シートを貫通する刃先を、この長溝で受け入れるようにすることが考えられる。
【０００７】
しかし、このような長溝を形成した場合には、カッタの刃がカッタの軸心に対して偏心して設けられ、かつ、シートのカット時には、刃の向かう方向が、カッタの軸心回りの回転によって常にシートをカットする方向に向くように構成されていることから、たとえば、図１１に示すように、カッタ１がキャリッジの往復移動によってシート２をその幅方向に沿ってハーフカットするときの、刃先３と長溝４の開口部５との相対位置関係と、図１２に示すように、カッタ１が搬送ローラの搬送によってシート２をその搬送方向に沿ってハーフカットするときの、刃先３と長溝４の開口部５との相対位置関係とが変化するため、シート２が長溝４の開口部５においてその幅方向に撓んでいる場合には、やはり、一定したカット深さでハーフカットできないという不具合を生じる。
【０００８】
本発明は、上記した不具合に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、確実なハーフカットを行なえながら、かつ全カットを行なってもベッドに傷がつくことがないカッティング装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、シートを搬送する搬送手段と、シートをカットするカット手段とを備え、前記カット手段は、カッタと、このカッタをシートの厚さ方向途中までをカットするハーフカット位置と、シートの厚さ方向を貫通してカットする全カット位置とに選択的に支持し、シートの搬送方向に略直交する方向に往復移動可能とされるカッタ支持手段とを備え、前記カッタは、前記カッタ支持手段によって軸心回りに回転可能に支持されるカッタ本体と、このカッタ本体の先端部において楔状に形成され、前記カッタ本体の軸心に対して偏心して設けられるカッタ刃とを有し、シートをカットする時には、前記カッタ本体の軸心回りの回転によって、前記カッタ刃の向かう方向が、常にシートをカットする方向に向くように構成されている、カッティング装置において、前記カッタとシートを挟んで対向する位置に、シートを受ける受け部材を設けるとともに、この受け部材に、前記カッタ支持手段の往復移動に伴って移動される前記カッタの移動範囲と対向するような長溝を、その長溝の開口幅が、前記カッタ刃が向かう方向における前記カッタ本体の厚さ以下となるように形成していることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によると、シートを全カットするときには、シートを貫通するカッタの刃先が長溝に受け入れられるため、受け部材が、刃先の当接によって傷付けられることがない。また、シートをハーフカットする場合において、シートをカットする方向を変更したときに、その変更に従ってカッタ本体の軸心回りの回転によってカッタ刃の向かう方向が変わり、そのため、刃先と長溝の開口との相対位置関係が変わっても、長溝の開口幅が、カッタ刃が向かう方向におけるカッタ本体の厚さ以下となるような狭い幅に形成されているので、シートの撓みが少なく、ほぼ一定したカット深さでハーフカットすることができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記カッタが前記受け部材の前記長溝に沿ってカットする時に、前記カッタ刃の刃先が、実質的に前記長溝の開口部における幅方向中央に配置されることを特徴としている。
【００１２】
カッタ刃の刃先が、実質的に長溝の開口部における幅方向中央に配置されていると、全カット時において刃先が長溝に受け入れられやすくなる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記カッタ本体の軸心に対して前記カッタ刃が偏心した時の前記刃先の偏心距離が、前記長溝の開口幅の２分の１以上であることを特徴としている。
【００１４】
刃先の偏心距離を長溝の開口幅の２分の１以上とすることによって、カッタが長溝に沿ってカットする時には、刃先が、実質的に長溝の開口部における幅方向中央に配置されるのに対して、カッタがシートの搬送方向に沿ってカットする時には、カッタ本体の軸心回りの回転によって刃先の向きが搬送方向に向かった状態において、その刃先が、長溝の開口端縁か、それよりも長溝に対して幅方向外側に位置されるようになる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、第１層および第２層からなる２層構造によって構成されるシートを搬送する搬送手段と、前記シートをカットするカット手段とを備え、前記カット手段は、前記シートに押圧されるカッタと、このカッタを前記シートの第１層までをカットするハーフカット位置と、第１層とともに第２層をもカットする全カット位置とに選択的に支持し、前記シートの搬送方向に略直交する方向に往復移動可能とされるカッタ支持手段とを備え、前記カッタは、前記カッタ支持手段によって軸心回りに回転可能に支持されるカッタ本体と、このカッタ本体の先端部において楔状に形成され、前記カッタ本体の軸心に対して偏心して設けられるカッタ刃とを有し、前記シートをカットする時には、前記カッタ本体の軸心回りの回転によって、前記カッタ刃の向かう方向が、常に前記シートをカットする方向に向くように構成されている、カッティング装置において、前記カッタと前記シートを挟んで対向する位置に、前記シートを受ける受け部材を設けて、この受け部材に、前記カッタ支持手段の往復移動に伴って移動される前記カッタの移動範囲と対向するような長溝を、その長溝の開口幅が、次式：
Ｌ3 ＜（４ＥＢｈ3 ｈ1 ）／Ｐ
（Ｌ：長溝の開口幅、Ｅ：シートのヤング率、Ｂ：シートの幅、ｈ：シートの厚さ、ｈ1 ：第２層の厚さ、Ｐ：シートに対するカッタの押圧荷重）
を満足するように形成するとともに、前記カッタが前記長溝に沿ってカットする時に、前記カッタ刃の刃先が、実質的に前記長溝の開口部の幅方向中央に配置されるようにしたことを特徴としている。
【００１６】
このような構成によると、シートを全カットするときには、シートを貫通するカッタの刃先が長溝に受け入れられるため、受け部材が、刃先の当接によって傷付けられることがない。また、シートをハーフカットする場合において、シートをカットする方向を変更したときに、その変更に従ってカッタ本体の軸心回りの回転によってカッタ刃の向かう方向が変わり、そのため、刃先と長溝の開口部との相対位置関係が変わっても、長溝の開口幅が上記式を満足するように形成されていると、カッタの刃先が第２層を貫通することなく、かつ第１層を確実にカットすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のカッティング装置の一実施形態としてのカッティングプリンタ１１の要部平面図、図２は、図１に示すカッティングプリンタ１１の要部側断面図である。
【００１８】
図１および図２において、このカッティングプリンタ１１は、左右両側に配設される側壁９および１０を持つケーシング１２内に、シートとしてのロール紙１３を回転自在に支持するためのロール支持部材１４と、ロール紙１３を搬送するための搬送手段としての搬送機構部１５と、搬送機構部１５によって搬送されるロール紙１３をカットするカット手段としてのカッティング機構部１６と、ロール紙１３の搬送方向において、このカッティング機構部１６の上流側に配設され、ロール紙１３に所定の画像を形成するための画像形成機構部１７とが設けられている。
【００１９】
このロール紙１３は、図３に示すように、表面が印刷可能とされ裏面に粘着剤が塗布された第１層としての粘着シート１８と、この粘着シート１８の裏面に貼り合わされる第２層としての離型紙１９との２層構造によって構成されるタックシートが、筒２０にロール状に巻回されたものである。図１に示すように、このロール紙１３はケーシング１２内の一側端部において、筒２０を支持するロール支持部材１４によって回転自在に支持されている。
【００２０】
搬送機構部１５は、図２に示すように、ロール紙１３の下方に配設され、ロール紙１３を送り出すための送り出しローラ２３と、後述する画像形成機構部１７の構成要素でもあるプラテンローラ２４と、カッティング機構部１６の下流側に配設される排出ローラ２５とを備えている。送り出しローラ２３は、ケーシング１２に支持される揺動アーム２６によって回転自在に支持されている。この揺動アーム２６は、図示しないばねによって上向きに回動するように付勢されており、これによって、送り出しローラ２３が常にロール紙１３の外周面に当接されるように構成されている。
【００２１】
また、排出ローラ２５とロール紙１３を挟んで対向する位置には、従動ローラ８が配設されている。この従動ローラ８は、ばねにより従動ローラ８を排出ローラ２５に向かって押圧するように付勢する押さえ板７によって支持されている。
【００２２】
そして、ケーシング１２内に配設される第１駆動モータ２１によって、この送り出しローラ２３が、ケーシング１２の側壁１０の外側に設けられる第１ギヤ列２２と、揺動アーム２６に設けられる第２ギヤ列２７と、これら第１ギヤ列２２と第２ギヤ列２７とを連結する伝動シャフト２８とを介して、また、プラテンローラ２４および排出ローラ２５が、第１駆動モータ２１から第１ギヤ列２２を介して、それぞれ、ロール紙１３を同一方向に搬送するように駆動される。
【００２３】
また、画像形成機構部１７は、図１および図２に示すように、ロール紙１３の幅寸法にほぼ等しい長さを持つ、印字ヘッドとしてのライン型のサーマルヘッド４４と、このサーマルヘッド４４とロール紙１３を挟んで対向するプラテンローラ２４とを備えている。
【００２４】
また、カッティング機構部１６は、図２に示すように、カッタ支持手段としてのカッタユニット３０と、このカッタユニット３０が着脱自在に装着されるキャリッジ３１とを備えている。また、カッタユニット３０とロール紙１３を挟んで対向する位置には、ロール紙１３を受ける受け部材としての裁断ベッド２９が設けられている。
【００２５】
図１に示すように、キャリッジ３１は、ケーシング１２の両側壁９および１０の外側に配設された１対のプーリ３２および３３に掛け渡されるエンドレス状のタイミングベルト３４の１箇所に連結されている。図２に示すように、１対のプーリ３２および３３のうち、１つのプーリ３２は、ケーシング１２の側壁１０の外側に配設された第２駆動モータ３５によって、ベベルギヤなどを含む第３ギヤ列３６を介して駆動される。これによって、キャリッジ３１は、ロール紙１３の搬送方向と略直交する方向（ロール紙１３の幅方向）に往復移動される。
【００２６】
また、図４に示すように、このキャリッジ３１におけるカッタユニット３０が装着される側の端部と反対側の端部には、その両端がケーシング１２の両側壁９および１０に支持されるメインガイドシャフト３７を摺動可能に挿通している。また、カッタユニット３０が装着される側の端部とメインガイドシャフト３７が挿通される側の端部との間の途中部位には、メインガイドシャフト３７と略平行に延びる補助ガイドシャフト３８が摺動可能に挿通されている。図１にも示すように、この補助ガイドシャフト３８の両端部は、ケーシング１２の両側壁９および１０に回動可能に設けられた１対の回動アーム３９に支持されるとともに、補助ガイドシャフト３８の一方の端部は、作動リンク４０を介してソレノイド４１の出力軸４２に連結されている。そして、ソレノイド４１がオン状態（励磁状態）のときには、カッタユニット３０は、図示しないばねの付勢力によって、その下端側が裁断ベッド２９の上面を押圧するように作動され、ソレノイド４１がオフ状態（励磁されていない状態）のときには、ソレノイド４１の出力軸４２が進出し、作動リンク４０および補助ガイドシャフト３８を介してキャリッジ３１のカッタユニット３０が装着される側の端部を、メインガイドシャフト３７を支点として上向きに回動させて、カッタユニット３０の下端側が裁断ベッド２９の上面から離れるように作動される。
【００２７】
図５に示すように、カッタユニット３０は、略円筒形状の大径とされたハウジング部５２と、このハウジング部５２より小径であって、このハウジング部５２の下方に一体に形成されるカッタ挿入部５３とを有している。カッタ挿入部５３には、先端にカッタ４３を持つ丸棒状のカッタ軸５６が、カッタ挿入部５３の上下に設けられるベアリング５４および５５を介して、軸心回りに回動可能に支持されている。また、このカッタ軸５６は、ハウジング部５２に設けられる昇降機構５１によって、ロール紙１３の厚さ方向を貫通して、粘着シート１８とともに離型紙１９をもカットする全カット位置と、ロール紙１３の厚さ方向途中まで、すなわち、粘着シート１８のみをカットするハーフカット位置とに選択的に支持されている。
【００２８】
この昇降機構５１はハウジング部５２内に設けられており、大径の第１剛球５７と小径の第２剛球５８とが、剛球支持部材５９の凹所に嵌め込まれ、突起６６を有するカバー部材６０によって、これら第１剛球５７および第２剛球５８が上方から覆われるとともに、カッタ軸５６の上端面に、これら第１剛球５７および第２剛球５８が選択的に当接するように構成されている。カバー部材６０には、その上方から調節ねじ６１が当接されており、この調節ねじ６１による押圧によって、第１剛球５７および第２剛球５８が固定されるとともに、その高さが調節される。また、剛球支持部材５９は、平面視略矩形板状であって、その両端部をハウジング部５２の両側壁に形成された開口孔６２および６３から外側へ突出するように形成されている。また、カバー部材６０の両側には、下方に向かって湾曲状に延びる１対の弾性ばね片６４および６５の一端が当接しており、この弾性ばね片６４および６５の他端は、ハウジング部５２の底壁を押圧するように当接している。
【００２９】
そして、大径の第１剛球５７がカッタ軸５６の上端面を押圧しているときには、カッタ４３は、カッタ挿入部５３から粘着シート１８とともに離型紙１９をもカットする全カット位置まで降下した状態となり、一方、図５には示されないが、小径の第２剛球５８がカッタ軸５６の上端面を押圧するように切り換わると、カッタ４３は、大径の第１剛球５７から小径の第２剛球５８に当接する分だけ上昇し、粘着シート１８のみをカットするハーフカット位置に上昇した状態となる。この全カット位置とハーフカット位置との切り換えは、ハウジング部５２の両側壁に形成された開口孔６２および６３から外側へ突出する剛球支持部材５９の端部を、反対側の端部に向かって押圧することによって、剛球支持部材５９をスライドさせて、これによって、カッタ軸５６の上端面に対し、大径の第１剛球５７および小径の第２剛球５８を選択的に当接させることによって行なわれる。なお、剛球支持部材５９のスライドは、調節ねじ６１がカバー部材６０の突起６６を乗り越えることによって行なわれるので、そのために必要な押圧力が加えられないときには、この調節ねじ６１および突起６６によって、剛球支持部材５９のスライドが規制される。
【００３０】
また、図６に示すように、カッタ軸５６の先端に設けられるカッタ４３は、カッタ軸５６に連結され、このカッタ軸５６とともに軸心回りに回動される丸棒状のカッタ本体７１と、このカッタ本体７１の先端部において一体に形成されるカッタ刃７２とを有している。カッタ刃７２は、楔状をなし、その刃先７３がカッタ本体７１の軸心７４に対して偏心距離７５で示される分だけ偏心するように形成されている。これによって、ロール紙１３をカットする時には、カッタ本体７１がカットするロール紙１３の抵抗によって回転し、カッタ刃７１の向かう方向が、常にロール紙１３をカットする方向、つまりカッタ４３の進行方向（矢印７６で示す方向）を向くように構成される。
【００３１】
そして、本実施形態においては、図１に示すように、カッタユニット３０とロール紙１３を挟んで対向する裁断ベッド２９に、ロール紙１３の幅方向に延びる長溝７７が形成されている。この長溝７７は、キャリッジ３１の往復移動に伴って移動されるカッタ４３の移動範囲と対向するように形成されており、図７で示されるように、その開口部７８のロール紙１３の搬送方向における開口幅７９が、カッタ刃７２が向かう方向におけるカッタ本体７１の厚さ８０以下となるように形成されている。そして、図８に示すように、カッタユニット３０は、キャリッジ３１の往復移動によって、ロール紙１３をその幅方向にカットする時、つまり、カッタ４３が裁断ベッド２９の長溝７７に沿ってカットする時に、カッタ刃７２の刃先７３が、実質的に長溝７７の開口部７８における幅方向中央に位置するように配置される。また、図７に示すように、本実施形態においては、上記した刃先７３の、カッタ本体７１の軸心７４に対する偏心距離７５が、長溝７７の開口幅７９の２分の１以上とされている。
【００３２】
次に、このように構成されたカッティングプリンタ１１の動作について説明する。まず、ロール支持部材１４によって支持されているロール紙１３の先端を画像形成機構部１７の近傍に位置させておき、図示しない電源を投入する。そうすると、図示しないコンピュータなどの外部装置もしくはカッティングプリンタ１１内で予め作成された文字、記号および図形などの画像データが、カッティングプリンタ１１内の図示しないメモリに伝達される。そして、印刷開始の指令を受けると、第１駆動モータ２１が正回転され、送り出しローラ２３、プラテンローラ２４および排出ローラ２５が、ロール紙１３を正方向に搬送するように回転される。これによって、ロール紙１３の先端が画像形成機構部１７、すなわち、サーマルヘッド４４とプラテンローラ２４との間に進入される。進入されてきたロール紙１３には、サーマルヘッド４４の発熱素子が駆動されることによって、所定の画像が形成される。そして、所定の画像が形成されたロール紙１３は、次いで、カッティング機構部１６に搬送される。
【００３３】
カッティング機構部１６に搬送されたロール紙１３は、たとえば、所定の画像が形成された部分を囲むようにしてハーフカットされた後に全カットされる。すなわち、ハーフカット時においては、まず、カッタ４３を、昇降機構５１によって、粘着シート１８のみをカットするハーフカット位置で支持させる。ハーフカット位置で支持させるには、キャリッジ３１をロール紙１３の幅方向外側のケーシング１２の一方の側壁９まで移動させて、この側壁９によって剛球支持部材５９の一方の端部を押圧する。これによって、剛球支持部材５９をスライドさせて、前述したようにカッタ４３を全カット位置からハーフカット位置に切り換える。そして、ハーフカットの開始位置において、ソレノイド４１がオン状態とされ、カッタユニット３０がロール紙１３に向かって降下する。次いで、第１駆動モータ２１を正回転および逆回転させて、ロール紙１３を正方向および逆方向に搬送させることによって、粘着シート１８を搬送方向に沿ってカットする。このとき、カッタ４３のカッタ刃７２は、ロール紙１３の搬送方向に向かっている。なお、この状態は図７に示される。また、このようなロール紙１３の搬送方向に沿ったハーフカットとともに、第２駆動モータ３５を正回転および逆回転させて、キャリッジ３１をロール紙１３の幅方向に往復移動させることによって、粘着シート１８をロール紙１３の幅方向に沿ってカットする。このとき、カッタ４３のカッタ刃７２は、カッタ本体７１の回転によってロール紙１３の幅方向に向かっている。なお、この状態は図８に示される。さらに、第１駆動モータ２１の正回転および逆回転と、第２駆動モータ３５の正回転および逆回転が同時に行なわれると、粘着シート１８は搬送方向に対して斜め状や円弧状にカットされる。つまり、このようにして、第１駆動モータ２１と第２駆動モータ３５とを相対的に駆動させることによって、ロール紙１３における所定の画像が形成された部分が、矩形状あるいは楕円状などの任意の形状にハーフカットされる。
【００３４】
次に、ロール紙１３の幅方向に全カットするには、まず、ソレノイド４１をオフ状態として、カッタユニット３０をロール紙１３から離した状態とし、次いでキャリッジ３１をロール紙１３の幅方向外側であって、ケーシング１２の他方の側壁１０まで移動させて、この側壁１０によって剛球支持部材５９の他方の端部を押圧する。これによって、剛球支持部材５９をスライドさせて、前述したようにカッタ４３をハーフカット位置から全カット位置に切り換える。そして、再びソレノイド４１をオン状態として、カッタユニット３０をロール紙１３に向かって降下させ、第２駆動モータ３５を正回転および逆回転させて、キャリッジ３１をロール紙１３の幅方向に往復移動させることによって、ロール紙１３をその幅方向に沿って全カットする。このとき、図９に示すように、カッタ４３のカッタ刃７２が、ロール紙１３を貫通して裁断ベッド２９の長溝７７に受け入れられた状態で、ロール紙１３が全カットされる。
【００３５】
このような構成によると、ロール紙１３を全カットするときには、ロール紙１３を貫通するカッタ４３の刃先７２が長溝７７に受け入れられるため、裁断ベッド２９が、刃先７２の当接によって傷付けられることがない。また、ロール紙１３をハーフカットする場合において、ロール紙１３をカットする方向を変更したときに、その変更に従ってカッタ本体７１の軸心回りの回転によってカッタ刃７２の向かう方向が変わり、そのため、刃先７３と長溝７７の開口部７８との相対位置関係が変わっても、長溝７７の開口幅７９が、カッタ刃７２が向かう方向におけるカッタ本体７１の厚さ８０以下となるような狭い幅に形成されているので、ロール紙１３の撓みが少なく、ほぼ一定したカット深さでハーフカットすることができる。したがって、確実なハーフカットを達成できる。
また、カッタ刃７２の刃先７３が、実質的に長溝７７の開口部７８における幅方向中央に配置されていることから、全カット時においては、刃先７３が長溝７７に受け入れられやすく、そのため、確実な全カットを行なうことができる。
【００３６】
さらに、本実施形態においては、刃先７３のカッタ本体７１の軸心７４に対する偏心距離７５が、長溝７７の開口幅７９の２分の１以上とされているため、カッタ４３がロール紙１３の搬送方向に沿ってカットする時には、カッタ本体７１の軸心回りの回転によって刃先７３の向きが搬送方向に向かった状態において、その刃先７３が、長溝７７の開口端縁か、それよりも長溝７７に対して長溝７７の幅方向外側に位置されるようになる。そのため、シートの搬送方向における確実なハーフカットを達成することができる。
【００３７】
また、以上の実施形態では、長溝７７の開口幅７９を、カッタ刃７２が向かう方向におけるカッタ本体７１の厚さ８０以下となるように形成したが、その開口幅７９を、次式（１）：
Ｌ3 ＜（４ＥＢｈ3 ｈ1 ）／Ｐ （１）
（Ｌ：長溝の開口幅、Ｅ：ロール紙のヤング率、Ｂ：ロール紙の幅、ｈ：ロール紙の厚さ、ｈ1 ：離型紙の厚さ、Ｐ：ロール紙に対するカッタの押圧荷重）
を満足するように形成してもよい。
【００３８】
この式（１）は、カット刃７２が、ロール紙１３の幅方向をカットする方向に向いているときのロール紙１３の撓み量ｆx と、カット刃７２が、ロール紙１３の搬送方向をカットする方向に向いているときのロール紙１３の撓み量ｆY とから導くことができる。
【００３９】
すなわち、ロール紙１３の搬送方向および幅方向のハーフカット時において、粘着シート１９を貫通して、かつ離型紙１９を貫通しないようにハーフカットするためには、カット刃７２が、ロール紙１３の幅方向をカットする方向に向いているときのロール紙１３の撓み量ｆx から、カット刃７２が、ロール紙１３の搬送方向をカットする方向に向いているときのロール紙１３の撓み量ｆY を差し引いた値が、離型紙１９の厚さよりも小さくなることが条件とされる。この条件は、次式（２）で表わすことができる。
【００４０】
ｆx −ｆY ＜ｈ1 （２）
また、図１０に示すように、長溝７７の開口部７８において、その幅方向の両端縁に支持されるロール紙１３がカッタ４３によって押圧されたときの撓み量は、一般に次式（３）で与えられる。
【００４１】
ｆ＝４Ｐａ2 ｂ2 ／ＥＢｈ3 Ｌ （３）
（ａ：カッタの刃先から一方の開口端縁までの距離、ｂ：カッタの刃先から他方の開口端縁までの距離、その他の記号は、式（１）と同じ）
そして、カット刃７２が、ロール紙１３の幅方向に沿ってカットする方向に向いているときは、カッタ刃７２の刃先７３が、実質的に長溝７７の開口部７８における幅方向中央に位置するように配置されているので、式（３）中、ａ＝ｂ＝Ｌ／２となり、その撓み量ｆX は、次式（４）で与えられる。
【００４２】
ｆX ＝ＰＬ3 ／４ＥＢｈ3 （４）
一方、カット刃７２が、ロール紙１３の搬送方向に沿ってカットする方向に向いているときに、カッタ刃７２の刃先７３が、長溝７７の開口部７８の端縁に配置されているとすると、式（３）中、ａ＝Ｌ、ｂ＝０またはａ＝０、ｂ＝Ｌとなり、その撓み量ｆY は、
ｆY ＝０ （５）
となる。したがって、式（２）に式（４）および式（５）を代入することにより、上記式（１）が与えられる。
【００４３】
このような式（１）を満足するような開口幅７８で長溝７７を形成すると、カッタ４３の刃先７３が離型紙１９を貫通することなく、かつ粘着シート１８を確実にカットすることができ、確実なハーフカットを達成できる。
【００４４】
なお、本実施形態においては、カッタ本体７１は丸棒状に形成されているが、本発明においては、その形状は特に限定されず偏平状であってもよい。したがって、長溝７７の開口幅７９は、少なくともカッタ刃７２が向かう方向における厚さ８０以下であればよく、カッタ刃７２が向かう方向と直交する方向の厚さより広く形成されていてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の発明によれば、長溝の開口幅を、カッタ刃が向かう方向におけるカッタ本体の厚さ以下となるような狭い幅に形成したので、シートの撓みが少なく、そのため、カッタ本体の軸心回りの回転によってカッタ刃の向かう方向が変わり、刃先と長溝の開口との相対位置関係が変わっても、ほぼ一定したカット深さでハーフカットすることができる。したがって、確実なハーフカットを達成できる。
【００４６】
請求項２に記載の発明によれば、カッタ刃の刃先が、実質的に長溝の開口部における幅方向中央に配置されるので、全カット時において刃先が長溝に受け入れられ易くなる。そのため、確実な全カットを行なうことができる。
請求項３に記載の発明によれば、カッタがシートの搬送方向に沿ってカットする時には、カッタの刃先が、長溝の開口端縁か、それよりも長溝に対して幅方向外側に位置されるようになる。そのため、シートの搬送方向における確実なハーフカットを達成することができる。
【００４７】
請求項４に記載の発明によれば、長溝の開口幅を、特定の式を満足するように形成したことによって、ハーフカット時においては、カッタの刃先は第２層を貫通することなく、かつ確実に第１層をカットする。したがって、確実なハーフカットを達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカッティング装置の一実施形態としてのカッティングプリンタの要部平面図である。
【図２】図１に示すカッティングプリンタの要部側断面図である。
【図３】図１に示すカッティングプリンタに使用されるロール紙の斜視図である。
【図４】図１に示すカッティングプリンタのカッティング機構部を示す要部側断面図である。
【図５】カッタユニットの昇降機構を示す要部側断面図である。
【図６】カッタによってハーフカットする状態を示す要部拡大断面図である。
【図７】ロール紙を、その幅方向にハーフカットする状態を示す、要部拡大断面図である。
【図８】ロール紙を、その搬送方向にハーフカットする状態を示す、要部拡大断面図である。
【図９】ロール紙を、その幅方向にフルカットする状態を示す、要部拡大断面図である。
【図１０】式（１）を導くための記号が示されている、カッタ刃および長溝の要部拡大断面図である。
【図１１】ロール紙を、その幅方向にハーフカットする従来の例を示す、要部拡大断面図である。
【図１２】ロール紙を、その搬送方向にハーフカットする従来の例を示す、要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１１ カッティングプリンタ
１３ ロール紙
１５ 搬送機構部
１６ カッティング機構部
１８ 粘着シート
１９ 離型紙
２９ 裁断ベッド
３０ カッタユニット
３１ キャリッジ
４３ カッタ
７１ カッタ本体
７２ カッタ刃
７５ 刃先の偏心距離
７７ 長溝
７９ 開口幅
８０ カッタ本体の厚さ
Claims (4)
- シートを搬送する搬送手段と、シートをカットするカット手段とを備え、
前記カット手段は、カッタと、このカッタをシートの厚さ方向途中までをカットするハーフカット位置と、シートの厚さ方向を貫通してカットする全カット位置とに選択的に支持し、シートの搬送方向に略直交する方向に往復移動可能とされるカッタ支持手段とを備え、
前記カッタは、前記カッタ支持手段によって軸心回りに回転可能に支持されるカッタ本体と、このカッタ本体の先端部において楔状に形成され、前記カッタ本体の軸心に対して偏心して設けられるカッタ刃とを有し、シートをカットする時には、前記カッタ本体の軸心回りの回転によって、前記カッタ刃の向かう方向が、常にシートをカットする方向に向くように構成されている、カッティング装置において、
前記カッタとシートを挟んで対向する位置に、シートを受ける受け部材を設けるとともに、この受け部材に、前記カッタ支持手段の往復移動に伴って移動される前記カッタの移動範囲と対向するような長溝を、その長溝の開口幅が、前記カッタ刃が向かう方向における前記カッタ本体の厚さ以下となるように形成していることを特徴とする、カッティング装置。 - 前記カッタが前記受け部材の前記長溝に沿ってカットする時に、前記カッタ刃の刃先が、実質的に前記長溝の開口における幅方向中央に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のカッティング装置。
- 前記カッタ本体の軸心に対して前記カッタ刃が偏心した時の前記刃先の偏心距離が、前記長溝の開口幅の２分の１以上であることを特徴とする、請求項２に記載のカッティング装置。
- 第１層および第２層からなる２層構造によって構成されるシートを搬送する搬送手段と、前記シートをカットするカット手段とを備え、
前記カット手段は、前記シートに押圧されるカッタと、このカッタを前記シートの第１層までをカットするハーフカット位置と、第１層とともに第２層をもカットする全カット位置とに選択的に支持し、前記シートの搬送方向に略直交する方向に往復移動可能とされるカッタ支持手段とを備え、
前記カッタは、前記カッタ支持手段によって軸心回りに回転可能に支持されるカッタ本体と、このカッタ本体の先端部において楔状に形成され、前記カッタ本体の軸心に対して偏心して設けられるカッタ刃とを有し、前記シートをカットする時には、前記カッタ本体の軸心回りの回転によって、前記カッタ刃の向かう方向が、常に前記シートをカットする方向に向くように構成されている、カッティング装置において、
前記カッタと前記シートを挟んで対向する位置に、前記シートを受ける受け部材を設けて、この受け部材に、前記カッタ支持手段の往復移動に伴って移動される前記カッタの移動範囲と対向するような長溝を、その長溝の開口幅が、
次式：
Ｌ3 ＜（４ＥＢｈ3 ｈ1 ）／Ｐ
（Ｌ：長溝の開口幅、Ｅ：シートのヤング率、Ｂ：シートの幅、ｈ：シートの厚さ、ｈ1 ：第２層の厚さ、Ｐ：シートに対するカッタの押圧荷重）
を満足するように形成するとともに、
前記カッタが前記長溝に沿ってカットする時に、前記カッタ刃の刃先が、実質的に前記長溝の開口部の幅方向中央に配置されるようにしたことを特徴とする、カッティング装置。
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