(57)【要約】【課題】幅の広い被加工媒体に対し高品質なカット加工を施すカッティングプロッタを提供する。【解決手段】  カッティングプロッタ１は、ガイドレール１５ａと、ガイドレール１５ａに沿って左右方向に移動可能なキャリッジ２１と、キャリッジ２１に搭載されて上下方向に移動可能なカッター刃２６と、キャリッジ２１を移動させる制御、および上下方向にカッター刃２６を移動させる制御を行ってカット加工を施すコントロールユニットとを有し、コントロールユニットにより、ガイドレール１５ａに沿ってキャリッジ２１を移動させる制御が行われるとき、シート材Ｍとキャリッジ２１との間隔が、所定間隔よりも広い場合は、カッター刃２６をシート材Ｍに食い込ませる方向に移動させる制御を加えた制御が行われ、所定間隔よりも狭い場合は、シート材Ｍに対してカッター刃２６を離間させる方向に移動させる制御を加えた制御が行われる。【選択図】図６
2010188427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の被加工媒体を支持する媒体支持手段と、
前記媒体支持手段に対向した状態で、前記媒体支持手段に支持された被加工媒体に対して搬送方向に相対移動されるとともに、前記搬送方向に対して直交する走査方向に延びて設けられたガイド部材と、
前記ガイド部材に取り付けられて、前記ガイド部材に沿って前記走査方向に移動可能なキャリッジと、
前記キャリッジに搭載されて、前記媒体支持手段に支持された被加工媒体に対して垂直な食い込み方向に移動可能な加工具と、
前記ガイド部材を前記搬送方向へ相対移動させる制御、前記ガイド部材に沿って前記キャリッジを移動させる制御、および前記食い込み方向に前記加工具を移動させる制御を行い、前記加工具により被加工媒体に対してカット加工を施す加工制御手段とを有したカッティングプロッタにおいて、
前記加工制御手段により、前記ガイド部材に沿って前記走査方向に前記キャリッジを移動させる制御が行われるとき、
被加工媒体と前記キャリッジとの前記食い込み方向における間隔が、所定間隔よりも広い場合は、前記加工具を前記被加工媒体に食い込ませる方向に移動させる制御を加えた制御が行われ、
前記所定間隔よりも狭い場合は、前記被加工媒体に対して前記加工具を離間させる方向に移動させる制御を加えた制御が行われることを特徴とするカッティングプロッタ。
【請求項２】
前記キャリッジには、前記加工具を前記食い込み方向に移動させるソレノイドが搭載されおり、
前記加工制御手段は、前記ソレノイドへの供給電流を制御することにより、前記加工具を前記食い込み方向に移動させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のカッティングプロッタ。
【請求項３】
シート状の被加工媒体を支持する媒体支持手段と対向し走査方向に延びたガイド部材に沿って移動可能なキャリッジに対して、前記媒体支持手段に支持された被加工媒体に対し直交する食い込み方向に移動可能に搭載された加工具を、前記被加工媒体に食い込ませた状態で相対移動させながらカット加工を施すカッティングプロッタを用いて行うカット方法であって、
被加工媒体と前記キャリッジとの前記食い込み方向における間隔に応じて、前記加工具を前記食い込み方向に移動させる第１のステップと、
前記第１のステップにおいて移動された前記加工具を、前記ガイド部材に沿って前記走査方向に移動させる第２のステップとを有することを特徴とするカット方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工媒体に対してカッター刃等の加工具を押し付けた状態で相対移動させることにより、カット加工を施すカッティングプロッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記カッティングプロッタには、例えばシート状の被加工媒体を前後方向に移動させる制御、この前後方向に直交する左右方向に加工具を移動させる制御、および被加工媒体に対してカッター刃を押し付けまたは離隔させる制御を組み合わせて行うことにより、カット加工を施すタイプのものがある。このタイプのカッティングプロッタは、一般に、左右方向に延びて設けられたガイド部材（Ｙバーとも称される）に対してカッティングユニットが左右方向に移動自在に取り付けられ、このカッティングユニットに上記加工具が上下移動可能に搭載されて構成される。
【０００３】
図１４に、従来のカッティングプロッタにおけるガイド部材８００の斜視図を示す。このガイド部材８００は、左右方向に延びたガイド本体部８１０と、このガイド本体部８１０の前面に取り付けられて左右に延びるガイドレール８２０とから構成される。ガイド本体部８１０は、例えばアルミニウム材料を押し出しまたは引き抜き成形することにより形成される。ガイドレール８２０には、機械加工により溝部８２１，８２２が高精度に形成されており、この溝部８２１，８２２に対してカッティングユニット（図示せず）が左右方向へ移動自在に取り付けられる。また、ガイド部材８００に下方には、上面に被加工媒体が載置されるプラテン８３０が位置している。
【０００４】
このような構成より、カット加工を施す際には、使用する被加工媒体よりも左右幅の広いガイド部材８００からなるカッティングプロッタを用いる必要がある。従来は、比較的左右幅の狭い（例えば、左右幅約５０ｃｍ）被加工媒体を用いたカット加工が多く行われており、このような被加工媒体に対応させるため、左右幅約６０ｃｍのガイド部材８００を用いてカッティングプロッタが構成されていた。このガイド本体部８１０は、押し出しまたは引き抜きにより成形されるため、厳密に真っ直ぐに製作することは困難であり、例えば左右幅約６０ｃｍのガイド部材８００の場合には、約０．３ｍｍの歪みが発生していた。
【０００５】
特に、厚さ約２〜３ｍｍの被加工媒体に対してカット加工を施す場合には、この約０．３ｍｍの歪みにより加工具が被加工媒体に押し付けられる力（カット圧）が部分的に変化することにより、加工具の食い込み深さが不均一となってしまい、カット品質に影響を及ぼすことがある。
【０００６】
そのため、ガイド本体部８１０に対してガイドレール８２０を取り付ける際、ガイドレール８２０とプラテン８３０との上下間隔が一定となるように、細かな調整を行いながら取り付けていた。こうすることで、ガイド本体部８１０に生じた約０．３ｍｍの歪みが、カット品質に影響を及ぼすことを防止していた。上記カット圧の制御に関しては、従来種々の提案がなされている（例えば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２２０５９４号公報
【特許文献２】特開平１１−１２９１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで近年、左右幅の広い（例えば、約１．５ｍ）被加工媒体に対してカット加工を施したいという要求がある。このような被加工媒体に対してカット加工を施すためには、約１．６ｍのガイド部材８００を用いてカッティングプロッタを構成する必要がある。約１．６ｍのガイド部材８００を押し出しまたは引き抜きにより成形すると、現在の成形技術では少なくとも約１ｍｍの歪みが発生してしまう。このように、約１ｍｍの歪みが生じたガイド部材８００に対して、ガイドレール８２０を調整しながら取り付けたとしても、このガイド部材８００の歪みがカット品質に与える影響を完全になくすことは困難であるという課題があった。また、ガイドレール８２０は、上記のように高精度な機械加工により製作されるため製造コストが高く、特に約１．６ｍの長さのガイドレール８２０を製作する場合には格段に高価になるという課題もあった。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、製造コストを抑えつつ、幅の広い被加工媒体に対して高品質なカット加工を施すことができるカッティングプロッタ、およびそのカット方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係るカッティングプロッタは、シート状の被加工媒体（例えば、実施形態におけるシート材Ｍ）を支持する媒体支持手段（例えば、実施形態におけるプラテン１２ａ）と、前記媒体支持手段に対向した状態で、前記媒体支持手段に支持された被加工媒体に対して搬送方向に相対移動されるとともに、前記搬送方向に対して直交する走査方向に延びて設けられたガイド部材（例えば、実施形態におけるガイドレール１５ａ）と、前記ガイド部材に取り付けられて、前記ガイド部材に沿って前記走査方向に移動可能なキャリッジと、前記キャリッジに搭載されて、前記媒体支持手段に支持された被加工媒体に対して垂直な食い込み方向に移動可能な加工具（例えば、実施形態におけるカッター刃２６）と、前記ガイド部材を前記搬送方向へ相対移動させる制御、前記ガイド部材に沿って前記キャリッジを移動させる制御、および前記食い込み方向に前記加工具を移動させる制御を行い、前記加工具により被加工媒体に対してカット加工を施す加工制御手段（例えば、実施形態におけるコントロールユニット５０）とを有し、前記加工制御手段により、前記ガイド部材に沿って前記走査方向に前記キャリッジを移動させる制御が行われるとき、被加工媒体と前記キャリッジとの前記食い込み方向における間隔が、所定間隔よりも広い場合は、前記加工具を前記被加工媒体に食い込ませる方向に移動させる制御を加えた制御が行われ、前記所定間隔よりも狭い場合は、前記被加工媒体に対して前記加工具を離間させる方向に移動させる制御を加えた制御が行われる。
【００１１】
なお、上記カッティングプロッタにおいて、前記キャリッジには、前記加工具を前記食い込み方向に移動させるソレノイド（例えば、実施形態における電磁石２３、永久磁石２８）が搭載されおり、前記加工制御手段は、前記ソレノイドへの供給電流を制御することにより、前記加工具を前記食い込み方向に移動させる制御を行う構成が好ましい。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係るカット方法は、シート状の被加工媒体を支持する媒体支持手段と対向し走査方向に延びたガイド部材に沿って移動可能なキャリッジに対して、前記媒体支持手段に支持された被加工媒体に対し直交する食い込み方向に移動可能に搭載された加工具を、前記被加工媒体に食い込ませた状態で相対移動させながらカット加工を施すカッティングプロッタを用いて行うカット方法であって、被加工媒体と前記キャリッジとの前記食い込み方向における間隔に応じて、前記加工具を前記食い込み方向に移動させる第１のステップと、前記第１のステップにおいて移動された前記加工具を、前記ガイド部材に沿って前記走査方向に移動させる第２のステップとを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るカッティングプロッタは、ガイド部材に沿って走査方向にキャリッジを移動させる制御において、被加工媒体とキャリッジとの食い込み方向における間隔に応じて、加工具を前記食い込み方向に移動させる制御を加えた制御が行われるように構成されている。この構成から、例えば歪みが生じたガイド部材をそのまま用いても、所望のカット圧（切り込み深さ）で加工具を被加工媒体に押し付けることが可能となる。よって、加工具の切り込み深さが部分的に変化することを自動で防止でき、全体として均一な切り込み深さのカット加工を施すことができる。また、本発明に係るカッティングプロッタにおいては、従来のようにガイド部材とガイドレールとを別々に形成して、調整しながら取り付けることで歪みの影響を抑える必要がなく、例えばガイドレールが一体形成されたガイド部材を用いることが可能である。よって、高価なガイドレールを別途作成する必要がなく、製造コストを大幅に低減できる。さらに、ガイド部材の歪みをある程度許容できるので、歪みの生じた例えば約１．６ｍの長さのガイド部材をそのまま用いて、左右幅約１．５ｍの被加工媒体に対して高品質なカット加工を施すことが可能となる。
【００１４】
なお、上記カッティングプロッタにおいて、キャリッジに加工具を食い込み方向に移動させるソレノイドが搭載された構成が好ましい。このように構成した上で、例えばソレノイドへの供給電流を制御することにより、加工具の食い込み方向への移動応答性を高めることができるとともに、このときの加工具の移動量（移動位置）を高精度に制御可能となる。
【００１５】
本発明に係るカット方法は、被加工媒体とキャリッジとの食い込み方向における間隔に応じて、加工具を食い込み方向に移動させる第１のステップと、加工具をガイド部材に沿って走査方向に移動させる第２のステップとを有する。このカット方法により、例えば歪みが生じたガイド部材をそのまま用いたとしても、所望のカット圧（切り込み深さ）で加工具を被加工媒体に押し付けることができる。よって、キャリッジの移動位置によって、加工具の切り込み深さが部分的に変化することを防止でき、全体として均一な切り込み深さのカット加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用したカッティングプロッタを示す正面図である。
【図２】上記カッティングプロッタのカッティングユニット周辺の斜視図である。
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ部分の断面図であって、（ａ）は支持台が下動した状態を、（ｂ）は支持台が上動した状態をそれぞれ示す。
【図４】カッター刃のストロークとカット圧との関係を示したグラフである。
【図５】上記カッティングプロッタの制御系統図である。
【図６】ガイドレールの歪んだ状態を示す模式図である。
【図７】ストローク情報と電流値との関係を示した表である。
【図８】ストローク情報とカット圧との関係を示したグラフである。
【図９】食い込み時および離間時の制御を示したグラフである。
【図１０】（ａ）はカット加工されたシート材の平面図を、（ｂ）は各領域におけるストローク情報と電流値との関係（制御テーブル）を示した表である。
【図１１】カット加工を施すときのフローチャートである。
【図１２】実施例２に係るカッティングプロッタの正面図である。
【図１３】実施例３に係るカッティングプロッタのブロック図である。
【図１４】従来のカッティングプロッタに搭載されたガイドレールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について、実施例１〜３を挙げて説明する。なお、説明の便宜上、各図面に示す矢印方向を左右、前後、および上下と定義して説明を行う。
【実施例１】
【００１８】
まず、本発明を適用した実施例１に係るカッティングプロッタ１の構成について、図１〜５を参照しながら説明する。図１はカッティングプロッタ１を前方から見た図を、図２は後述するカッティングユニット２０周辺の斜視図を、図３は図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ部分の断面図を、図４は後述する支持台２２のストローク（キャリッジ２１に対する支持台２２の上下位置）とカット圧との関係を、図５はカッティングプロッタ１の制御系統図をそれぞれ示している。
【００１９】
なお、以下においては、カット加工の対象であるシート状のシート材Ｍを前後に送る制御、後述するカッティングユニット２０を左右に移動させる制御、および後述するカッター刃２６を上下に移動させる制御を行うことにより、シート材Ｍに対して所望のカット加工を施す構成を例示している。
【００２０】
カッティングプロッタ１は、図１に示すように、左右の支持脚１１ａ，１１ｂを有した支持脚１１と、支持脚１１により支持された中央ボディ部１２と、中央ボディ部１２の左側に設けられた左ボディ部１３ａと、中央ボディ部１２の右側に設けられた右ボディ部１３ｂと、左右ボディ部１３ａ，１３ｂを繋ぐとともに中央ボディ部１２の上側に離間して平行に延びた上ボディ部１４とを備えて構成される。中央ボディ部１２には、その上面に露出して左右に延びた平板状のプラテン１２ａが設けられている。
【００２１】
上ボディ部１４の内部には、左右に延びたガイド部材１５が配設されている（図２参照）。このガイド部材１５の下部には、複数のクランプ装置１８が左右に並んで取り付けられている。クランプ装置１８の前方先端部には、ピンチローラ１８ａが回転自在に取り付けられている。ピンチローラ１５ｃの下方には、左右に延びる円筒状の送りローラ１９がプラテン１２ａに露出して配設されている。この送りローラ１９は、例えば中央ボディ部１２に内蔵された前後駆動モータ（図示せず）により回転駆動される。
【００２２】
クランプ装置１８は、ピンチローラ１８ａが送りローラ１９に押し付けられたクランプ位置と、送りローラ１９に対して離間したアンクランプ位置とに設定可能となっている。この構成より、シート材Ｍをピンチローラ１８ａと送りローラ１９との間に挟み、クランプ装置１8をクランプ位置に設定した上で、前後駆動モータを駆動させて送りローラ１９を回転させることにより、印刷シートＭを所定距離だけ前方または後方に送ることができるようになっている。
【００２３】
図２に示すように、ガイド部材１５は左右方向に延びて配設されている。カッティングプロッタ１においては、左右幅約１．５ｍのシート材Ｍに対してもカット加工ができるように、このガイド部材１５の左右幅は約１．６ｍとなっている。このガイド部材１５は、例えばアルミニウム材料を押し出すまたは引き抜くことにより、前面側に左右に延びたガイドレール１５ａが一体的に形成されている。また、ガイド部材１５の前面側には、ガイド溝１５ｂ，１５ｃが左右に延びて形成されている。後述するキャリッジ２１が、このガイド溝１５ｂ，１５ｃに係合するように取り付けられ、カッティングユニット２０がガイドレール１５ａ（ガイド溝１５ｂ，１５ｃ）に沿って左右に移動自在となっている。なお、カッティングユニット２０は、例えば右ボディ部１３ｂの内部に搭載された左右駆動モータ（図示せず）により、左右へ移動される構成となっている。
【００２４】
カッティングユニット２０は、図３（ａ）に示すように、キャリッジ２１、このキャリッジ２１に対して上下移動可能に搭載された支持台２２、およびキャリッジ２１と支持台２２とを繋ぐ戻しばね２７を主体に構成される。なお、図３（ａ）は支持台２２が下動した状態を、図３（ｂ）は支持台２２が上動した状態をそれぞれ示している。
【００２５】
キャリッジ２１には、中心部が空洞となった円筒状に形成された永久磁石２８が、その中心軸を上下に向けた状態で取り付けられている。キャリッジ２１の右側には、支持台２２に取り付けられて上下に延びるスリット板３０を挟むように、エンコーダ２９が取り付けられている。エンコーダ２９は、図示しない発光部および受光部を備えており、発光部と受光部との間に上記スリット板３０が挟まれている。よって、支持台２２が上下動されることにより、発光部から発光された検査光が、強弱と交互に強度が変化しながら受光部で検出される。このようにして検出された検査光の強度変化を基に、キャリッジ２１に対する支持台２２の上下位置が検出できるようになっている。
【００２６】
キャリッジ２１の底部には、案内棒２４が上方に向けて立設されており、この案内棒２４が、支持台２２に形成された案内孔２２ａに挿通されている。この構成から、支持台２２が上下動する際に、支持台２２が案内棒２４によりガイドされて真っ直ぐ上下動できるようになっている。
【００２７】
支持台２２には、上記永久磁石２８の空洞部分と対向する位置に、円柱状の電磁石２３がその中心軸を上下に向けた状態で取り付けられている。この電磁石２３は、磁性材料からなる芯部材（図示せず）の外周部にコイル２３ａを巻き付けて構成される。この構成から、コイル２３ａに電流を供給して一時的に磁力を発生させることにより、この電磁石２３と永久磁石２８とが反発する力または引き合う力を利用して、キャリッジ２１に対して支持台２２を上下動させることができるようになっている。また、コイル２３ａに供給する電流の向きおよび大きさを制御することにより、支持台２２を上下動させる方向、および支持台２２に作用する力を制御可能となっている。支持台２２の左部には、上下に貫通した保持孔２２ｂが上下に貫通して形成されており、この保持孔２２ｂに対して、下端部にカッター刃２６が着脱可能に装着された保持部材２５が挿入されて保持されている。
【００２８】
戻しばね２７は、キャリッジ２１に対して支持台２２が下動したときに、支持台２２に対して上向きの付勢力を作用させるように、予めその長さおよび取り付け位置が調整されている。図３（ａ）は、電磁石２３の磁力と永久磁石２８の磁力とが反発して支持台２２が下動するとともに、この下動した支持台２２に対して戻しばね２７による上向きの付勢力が作用して釣合った状態を示す。一方、図３（ｂ）は、コイル２３ａに対して上記図３（ａ）とは反対方向に電流を流すことにより、電磁石２３の磁力と永久磁石２８の磁力とが引き合うように作用して、支持台２２が上動した状態を示す。なお、コイル２３ａに電流が供給されていないときは、電磁石２３に磁力が発生しておらず、このときのキャリッジ２１に対する支持台２２の上下位置は、図３（ｂ）よりも上方（例えば、支持台２２の底部と永久磁石２８の下端部とが当接する位置）となっている。
【００２９】
図４に、上記のように構成されたカッティングユニット２０において、キャリッジ２１に対して支持台２２を下動させる向きにコイル２３ａに対して電流を供給した場合の、ストロークとカット圧（シート材Ｍにカッター刃２６を押し付ける力）との関係を示す。図４の２本のラインはそれぞれ、コイル２３ａに電流値Ａ８の電流を供給した場合と、電流値Ａ９（＞Ａ８）の電流を供給した場合とを示す。この図４から分かるように、より大きな電流値の電流を供給することにより、電磁石２３に大きな磁力を発生させることができて、大きなカット圧を作用させることができる。よって、コイル２３ａへの供給電流値を制御することにより、カット圧を制御することが可能である。また、同一電流値の電流を供給しても、ストロークに応じてカット圧が異なる構成となっている。
【００３０】
図１に示すように、カッティングプロッタ１の左部には、コントロールユニット５０が搭載されている。コントロールユニット５０は、図５に示すように、カット形状データ読込部５１、制御テーブル設定部５２、操作部５３、および駆動制御部５４を主体に構成される。操作部５３は、カッティングプロッタ１の上部に構成されている。カット形状データ読込部５１および制御テーブル設定部５２は、データが予め記憶されたＲＯＭ（図示せず）や一時的にデータを記憶可能なＲＡＭ（図示せず）等からなり、中央ボディ部１２の左端部分に内蔵された基板（図示せず）に搭載されている。カット形状データ読込部５1は、カット加工用の形状データを読み込む部分であり、読み込まれた形状データは制御テーブル設定部５２に出力される。操作部５３は、オペレータが例えばカット加工を施すシート材Ｍの材質を選択したり、そのシート材の厚みを入力したりする部分であり、この操作部５３に入力された設定データは制御テーブル設定部５２に出力される。制御テーブル設定部５２は、上記エンコーダ２９と電気接続されている。
【００３１】
この制御テーブル設定部５２には、エンコーダ２９において検出されたキャリッジ２１に対する支持台２２の上下位置、カット形状データ読込部５1からの形状データ、および操作部５３からの設定データが入力される。制御テーブル設定部５２は入力された上記各データを基にして、後述するように、前後駆動モータの駆動制御、左右駆動モータの駆動制御、およびコイル２３ａへの電流供給制御に関する制御テーブルを設定する。駆動制御部５４は、制御テーブル設定部５２において設定された制御テーブルに基づいて、前後駆動モータおよび左右駆動モータの駆動制御を行うとともに、コイル２３ａに対する電流供給制御を行う。
【００３２】
以上ここまでは、カッティングプロッタ１の構成について説明した。以下に、このカッティングプロッタ１を用いて、カッター刃２６をシート材Ｍに食い込ませてカット加工を施す場合の作動について説明する。
【００３３】
まず、ピンチローラ１８ａと送りローラ１９との間にシート材Ｍを挟んだ上で、クランプ装置１8をクランプ位置に設定するとともに、カット加工を施す部分（シート材Ｍの前端部分）をプラテン１２ａに載置させる。そして、コイル２３ａに対して電流供給制御を行い、シート材Ｍにカッター刃２６を押し付けて食い込ませる。シート材Ｍにカッター刃２６を食い込ませた状態のまま、前後駆動モータの駆動制御および左右駆動モータの駆動制御を行う。そうすることにより、カッター刃２６に対してシート材Ｍを相対移動させて、所望の形状のカット加工を施すことができるようになっている。
【００３４】
ところで、カッティングユニット２０が取り付けられるガイド部材１５（ガイドレール１５ａ）の左右幅は、上述のように約１．６ｍとなっている。このガイド部材１５は、押し出しまたは引き抜きにより成形されるが、この成形時に現在の製造技術では約１ｍｍの歪みが生じてしまう。このように、約１ｍｍの歪みが生じたガイド部材１５（ガイドレール１５ａ）を用いてカッティングプロッタ１を構成した場合、カッティングユニット２０がガイドレール１５ａに沿って左右へ移動されるときに、カッター刃２６がシート材Ｍに押し付けられる力（カット圧）が部分的に変化して、カッター刃２６の食い込み深さが不均一となってしまいカット品質に影響を及ぼす虞がある。
【００３５】
そこで、本発明を適用したカッティングプロッタ１においては、ガイド部材１５に生じた歪みに起因するカット品質低下を防ぐために、カット加工に以下に説明する制御が行われる。この制御について、図６〜１０を追加参照しながら、図１１に示すフローチャートに沿って説明する。図６は歪んだガイドレール１５ａを模式的に示した図を、図７はストローク情報と電流値との関係を、図８はストローク情報とカット圧との関係を、図９は食い込み時および離間時の制御を、図１０（ａ）はシート材の平面図を、図１０（ｂ）は制御テーブルＤをそれぞれ示す。
【００３６】
なお、以下においては、図１０に示すように、シート材Ｍに対して前側から順に１つずつ同一形状の楕円のカット加工を施す場合を例示して説明する。つまり、図１０に示す楕円７０が、シート材Ｍに対して最初にカット加工される楕円であり、楕円７０のカット加工が終了した後、楕円７０の後方に隣接して楕円８０がカット加工され、次に楕円８０の後方に隣接して楕円９０がカット加工されるようになっている。
【００３７】
まず、図１１に示すステップＳ１０１において、オペレータが操作部５３を操作することによりシート材Ｍの種類や厚み等が入力され、このようにして入力された設定データが制御テーブル設定部５２へ出力される。また、楕円７０，８０，９０，…の形状データが、カット形状データ読込部５１から制御テーブル設定部５２へ出力される。制御テーブル設定部５２は、このようにして入力された上記各データを基にして、楕円７０のカット加工を施すための初期テーブルを設定する。この初期テーブルには、前後駆動モータおよび左右駆動モータの駆動制御、およびコイル２３ａへの電流供給制御が設定されている。また、初期テーブルは、例えばガイド部材１５（ガイドレール１５ａ）の歪みを考慮することなく、ガイド部材１５（ガイドレール１５ａ）とプラテン１２ａとが平行に位置しているという仮定の下で、所望のカット加工ができるように設定されたものである。
【００３８】
ステップＳ１０２に進み、上記ステップＳ１０１において設定された初期テーブルのデータが駆動制御部５４に出力される。駆動制御部５４は、初期テーブルに従って前後駆動モータおよび左右駆動モータを駆動させるとともに、コイル２３ａへの電流供給制御を行うことにより、楕円７０をカット加工する（図１０参照）。このとき、カッター刃２６を例えば食い込み位置７１の上方に位置させておき、支持台２２を下動させてカッター刃２６を食い込み位置７１に食い込ませる。このように食い込ませた状態で、カッター刃２６に対してシート材Ｍを反時計回りに相対移動させて、カッター刃２６を上記食い込み位置７１に位置させる。そして、この食い込み位置７１において支持台２２を上動させることにより、カッター刃２６をシート材Ｍから離間させて楕円７０のカット加工が完了する。
【００３９】
上記のようにして楕円７０をカット加工するとき、シート材Ｍに対するカッター刃２６の食い込み深さが一定となるように、コイル２３ａへの供給電流制御を行いながら、ゆっくりとカッター刃２６に対してシート材Ｍを相対移動させてカット加工を施す。このように、ゆっくりとカット加工を行いながら、左右方向の例えば５ｃｍ毎の位置においてエンコーダ２９により検出されたキャリッジ２１に対する支持台２２の上下位置が、制御テーブル設定部５２へ出力されてストローク情報として記憶される。
【００４０】
図６には、左右位置とストローク情報との関係を示している。図６は、ガイドレール１５ａからシート材Ｍまでが基準間隔（ガイドレール１５ａに歪みがない場合）の場合を「０」とし、基準間隔に対して狭くなる方向を−（マイナス）方向、拡大する方向を＋（プラス）方向と定義している。この定義の下で、図６および図１０に示すように、例えば「０」と示した右端部から２．５ｃｍ、７．５ｃｍ、１２．５ｃｍ、１７．５ｃｍ、…の５ｃｍ毎の各位置において、０、−２、−１、＋１、…というストローク情報が得られたとする。
【００４１】
続いてステップＳ１０３に進み、制御テーブル設定部５２において、上記の各検出位置を中心として左右に例えば５ｃｍの領域（２．５ｃｍの位置を中心に領域Ｒ１、７．５ｃｍの位置を中心に領域Ｒ２、１２．５ｃｍの位置を中心に領域Ｒ３、…）が設定される。さらに、この各領域をカット加工するときに、所望の食い込み深さとなるような電流値が領域毎に設定される。この電流値の設定は、図７に示すように、ストローク情報に基づいて設定される。また、図７に示すストローク情報と電流値との関係に、さらにカット圧を合わせて示したグラフが図８である。この図８から分かるように、ストローク情報に応じて電流値を制御することにより、所望の食い込み深さとなる所望カット圧Ｐ１に維持することができる。例えば領域Ｒ２の場合、ストローク情報は「−２」なので、図７を参照して電流値Ａ３と設定される。
【００４２】
よって、この領域Ｒ２をカット加工する場合には、コイル２３ａへの供給電流値がＡ３に制御されることにより、ガイドレール１５ａのこの部分（右端から７．５ｃｍ部分）が下方へ向けて歪んでいても、所望の食い込み深さとなるようなカット加工が可能となる。このようにして、領域毎に電流値を設定したものが、制御テーブルＤのうちのコイル２３ａへの電流供給制御に関する部分であり（図１０（ｂ）参照）、これに前後駆動モータおよび左右駆動モータの駆動制御を加えて、制御テーブルＤが構成される。なお、図４にも示したように、ストロークが大きくなるほど（電磁石２３と永久磁石２８とが上下に離れるほど）、所望カット圧Ｐ１を確保するために、より大きな電流値の電流を供給する必要があるため、図７および図８に示す電流値の大小関係は、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３＜Ａ４＜Ａ５＜Ａ６＜Ａ７となっている。
【００４３】
ステップＳ１０4に進み、上記ステップＳ１０３において作成された制御テーブルＤに基づいて、楕円８０をカット加工する。まず、図１０に示す食い込み位置８１の上方にカッター刃２６を位置させ、この状態で支持台２２を下動させてカッター刃２６を食い込ませる。このとき、例えば一気に支持台２２を下動させて、カッター刃２６を食い込み位置８１に食い込ませると、移動時間を短縮できる一方でカッター刃２６を破損する虞がある。そこで、本発明を適用したカッティングプロッタ１においては、ステップＳ１０２において検出されたガイドレール１５ａの歪み（ストローク情報）を反映させた上で、カッター刃２６の損傷を防止しつつ移動時間を短縮させた制御を行っている。このカッター刃２６をシート材Ｍに食い込ませる制御について、図９を参照しながら以下に説明する。
【００４４】
上記の楕円７０のカット加工が完了して、カッター刃２６をシート材Ｍから離間させたとき、例えば電流値Ｂ１に制御することにより、永久磁石２８に電磁石２３を引き寄せて上昇位置に保持する。そして、楕円８０のカット加工を開始するとき、電流値Ｂ１の状態でカッター刃２６を食い込み位置８１の上方に位置させ、電流値Ｂ２に制御することにより支持台２２（カッター刃２６）を下動させる（時間Ｔ１〜Ｔ２）。こうすることにより、カッター刃２６を、高さ位置（シート材Ｍから距離）Ｈ４から高さ位置Ｈ３まで一気に下動させる。エンコーダ２９により高さ位置Ｈ３まで下動したことが検出されると、支持台２２を上動させるように電流値Ｂ３に制御し、カッター刃２６の下動速度を減速させる（時間Ｔ２〜Ｔ３）。エンコーダ２９により、支持台２２の高さの変化がほぼ零になった（一定時間内における支持台２２の高さ変化が一定値以下になった）ことが検出されると（高さ位置Ｈ２）、電流値Ｂ４に制御して下動させ、目標とする高さ位置Ｈ１に位置させる（時間Ｔ３〜Ｔ４）。
【００４５】
その後、電流値Ｂ４よりも大きなカット圧を作用させるように電流値Ａ４に制御し、所望の食い込み深さまで食い込ませる（時間Ｔ４〜Ｔ５）。このように、電流値Ａ４に制御して大きなカット圧を作用させることにより、戻しばね２７により生じる支持台２２（カッター刃２６）の上下振動を、短時間のうちに安定させることができる。以上説明したように、目標とする高さ位置Ｈ１の近傍まで一気に下動させた後、ゆっくりと高さ位置Ｈ１に位置させることで、カッター刃２６を損傷させることなく短時間のうちに食い込ませることが可能となる。
【００４６】
なお、上記においては、食い込み位置８１のストローク情報が「０」の場合について説明した。食い込み位置８１のストローク情報が、例えば「−２」の場合（食い込み開始前にカッター刃２６が高さ位置Ｈ５（図９参照）に位置した場合）には、電流値Ｂ２で制御する時間Ｔ１〜Ｔ２を短縮させるように設定する。また、食い込み位置８１のストローク情報が、例えば「＋２」の場合（食い込み開始前にカッター刃２６が高さ位置Ｈ６（図９参照）に位置した場合）には、電流値Ｂ２で制御する時間Ｔ１〜Ｔ２を延ばすように設定する。こうすることにより、食い込み位置８１のストローク情報（ガイドレール１５ａの歪み）に応じて、カッター刃２６を破損させることなく短時間でカッター刃２６をシート材Ｍに食い込ますことができる。
【００４７】
上記のようにして、カッター刃２６をシート材Ｍに食い込ませた後、図１０に示すように反時計回りに楕円８０をカット加工する。このとき、食い込み位置８１から境界点８２までは領域Ｒ１（ストローク情報「０」）に含まれるため、上記制御テーブルＤに基づいて電流値Ａ４に制御してカット加工を施す。そうすることにより、食い込み位置８１から境界点８２までを、所望の食い込み深さでカット加工できる。次の境界点８２から境界点８３までは、領域Ｒ２（ストローク情報「−２」）に含まれるため、制御テーブルＤに基づいて電流値Ａ３に制御してカット加工を施す。こうすることにより、ガイドレール１５ａが下方に向けて歪んだ（下方に凸となった）状態であっても、この歪み量に関らず食い込み深さを一定に維持しながらカット加工を施すことが可能となる。
【００４８】
同様に、境界点８３から境界点８４までは電流値Ａ４、境界点８４から境界点８５までは電流値Ａ５、境界点８５から境界点８６までは電流値Ａ６、境界点８６から境界点８７までは電流値Ａ５というように、カット加工を施す各領域に応じて電流値を制御しながら連続して楕円８０をカット加工する。このようにしてカット加工を行うことにより、ガイドレール１５ａに生じている歪みの方向および歪み量に関係なく、所望の食い込み深さを維持しながら楕円８０をカット加工することができる。また、この楕円８０をカット加工するとき、制御テーブルＤを参照することにより、全ての制御情報が得られるので、比較的高速でカッター刃２６に対してシート材Ｍを相対移動させながらカット加工を施すことが可能である。
【００４９】
そして、境界点８８から食い込み位置８１までカット加工を施した後、食い込み位置８１にカッター刃２６を位置させた状態でカッター刃２６を上動させる。このとき、図９に示すように、カッター刃２６を上動させる電流値Ｂ６に制御して、シート材Ｍに食い込んだ状態のカッター刃２６を、高さ位置Ｈ１から高さ位置Ｈ７まで一気に上動させる（時間Ｔ６〜Ｔ７）。エンコーダ２９により、エンコーダ２９により高さ位置Ｈ７まで上動したことが検出されると、支持台２２を下動させるように電流値Ｂ７に制御し、カッター刃２６の上動速度を減速させる（時間Ｔ７〜Ｔ８）。
【００５０】
そして、エンコーダ２９により、支持台２２の高さの変化がほぼ零になった（一定時間内における支持台２２の高さ変化が一定値以下になった）ことが検出されると（高さ位置Ｈ８）、電流値Ｂ８に制御して上動させ、目標とする高さ位置Ｈ４に位置させる（時間Ｔ８〜Ｔ９）。その後、電流値Ｂ８よりも大きな上向きの力を作用させるように電流値Ｂ１に制御し、カッター刃２６を上昇位置に保持する（時間Ｔ９以降）。このように、目標とする高さ位置Ｈ４の近傍まで一気に上動させた後、ゆっくりと高さ位置Ｈ４に位置させることで、短時間のうちにカッター刃２６を上昇位置に移動させることが可能となる。
【００５１】
なお、上記カッター刃２６を食い込ませるときと同様に、食い込み位置８１のストローク情報に応じて、時間Ｔ６〜Ｔ７が設定されるようになっている。食い込み位置８１のストローク情報が例えば「−２」の場合には、電流値Ｂ６で制御する時間Ｔ６〜Ｔ７を短縮させるように設定する。一方、食い込み位置８１のストローク情報が例えば「＋２」の場合には、電流値Ｂ６で制御する時間Ｔ６〜Ｔ７を延ばすように設定する。
【００５２】
ステップＳ１０５に進み、シート材Ｍを所定距離だけ前方に送った後、楕円８０の後方側に楕円９０をカット加工する。このときも、制御テーブルＤに基づき、領域にＲ１〜Ｒ６に応じて電流値を制御しながら連続してカット加工を施す。このようにして、シート材Ｍの前端から順に楕円７０，８０，９０…をカット加工することで、シート材Ｍへのカット加工が完了してこのフローは終了する。
【００５３】
ところで、従来はガイド部材とガイドレールとを別々に作成し、ガイド部材に対してガイドレールを調整しながら取り付けることで、ガイド部材に生じた歪みによるカット品質低下を防止していた。一方、本発明を適用したカッティングプロッタ１においては、ガイド部材１５およびガイドレール１５ａを、押し出しまたは引き抜きにより一体成形している。そのため、従来のようにして作成した場合と比較して、製造コストを大幅に低減することができる。また、ガイド部材に対してガイドレールを調整しながら取り付ける作業を省くことができるので、作業工数を減らして組立作業を簡易にすることが可能である。
【００５４】
さらに、本発明を適用したカッティングプロッタ１は、エンコーダ２９において検出されたストローク情報を基にして、ガイド部材１５（ガイドレール１５ａ）の歪みに対応させて電流値を制御する構成となっている。そのため、ガイド部材１５の歪みに関らず、所望の切り込み深さとなるように自動で制御が行われるので、ガイド部材１５の歪みをある程度許容しつつ、カット加工の品質を確保することが可能となる。
【実施例２】
【００５５】
図１２を参照しながら、実施例２に係るカッティングプロッタ２について説明する。上述の実施例１に係るカッティングプロッタ１と同一部材には同一番号を付して説明を省略し、カッティングプロッタ１と比較して構成の異なる部分を中心に説明する。
【００５６】
カッティングプロッタ２は、プロッタ本体２ａ、ディスプレイからなる操作部５３、およびホストコンピュータ１０１を主体に構成される。ホストコンピュータ１０１には、カット形状データ読込部５１および制御テーブル設定部５２が内蔵されている。プロッタ本体２ａは、カット形状データ読込部５１、制御テーブル設定部５２、および操作部５３を備えていない点を除いては、上述のカッティングプロッタ１と同一構成となっている。プロッタ本体２ａに搭載された駆動制御部５４およびエンコーダ２９は、ホストコンピュータ１０１の制御テーブル設定部５２と電気接続されている。
【００５７】
カッティングプロッタ２の作動について、図１０（ａ）に示す楕円をカット加工する場合を例示して、以下に説明する。
【００５８】
まず、カット加工を施すシート材Ｍをプロッタ本体２ａにセットする。次に、操作部５３を介してこのシート材Ｍの種類や厚みを入力する。制御テーブル設定部５２には、操作部５３からのシート材Ｍの種類や厚みに関する設定データや、カット形状データ読込部５１からの形状データが入力される。そうすることにより、制御テーブル設定部５２において、楕円７０のカット加工を施すための初期テーブルを設定される。そして、この初期テーブルに基づいて、前端部の楕円７０をカット加工する。このとき、上述の実施例１と同様に、エンコーダ２９において検出されたキャリッジ２１に対する支持台２２の上下位置が、制御テーブル設定部５２に出力されてストローク情報として記憶される。制御テーブル設定部５２は、このストローク情報を基にして制御テーブルＤを作成する。そして、上述の実施例１と同様に、楕円８０，９０，…をこの制御テーブルＤを参照しながらカット加工する。
【００５９】
このように、ホストコンピュータ１０１にカット形状データ読込部５１および制御テーブル設定部５２を内蔵させて、ディスプレイからなる操作部５３を見ながら操作できる構成とすることにより、例えばカット形状データ読込部５１に記憶されている形状データの更新や追加等を簡易に行うことが可能となる。
【実施例３】
【００６０】
図１３を参照しながら、実施例３に係るカッティングプロッタ３ついて説明する。上述の実施例２に係るカッティングプロッタ２と同一部材には同一番号を付して説明を省略し、カッティングプロッタ２と比較して構成の異なる部分を中心に説明する。
【００６１】
実施例３に係るカッティングプロッタ３は、ディスプレイからなる操作部５３、ホストコンピュータ１０１、および複数のプロッタ本体２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，…を主体に構成される。各プロッタ本体３ａ，４ａ，５ａ，…は、上述のプロッタ本体２ａと同一構成となっており、各プロッタ本体に搭載された駆動制御部５４およびエンコーダ２９は、ホストコンピュータ１０１の制御テーブル設定部５２と電気接続されている。このように構成することにより、複数のプロッタ本体２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，…の各々を、１台のホストコンピュータ１０１により駆動制御できる。そのため、複数のプロッタ本体２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，…を同時に稼動させるような場合に、特に有効な装置構成となる。
【００６２】
上述の実施形態において、前後方向に隣接するように、同一形状の楕円７０，８０，９０，…をカット加工する構成を例示して説明したが、この構成に限定されない。例えば楕円に限らず種々の形状や、左右方向に複数のカット加工を施す場合にも、本発明を適用することが可能である。
【００６３】
上述の実施形態では、２つ目以降の楕円８０，９０，…のカット加工を施す際に、１つ目のカット時に得られたストローク情報を基に、カット加工を施す制御構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、２つ目以降の楕円８０，９０，…のカット加工時において、所望カット圧Ｐ１が維持されるように電流値を制御するとともに、この電流値を検出するように構成しておく。このようにして検出された電流値が、予め設定された閾値を超えたとき、閾値を超えた領域の制御テーブル（電流値）を修正する。そして、上記カット加工時に閾値を超えた楕円に対して、その次の楕円のカット加工時には、この修正した制御テーブルに基づいてカット加工を施すように構成すると、より高精度に所望の食い込み深さを維持しながら楕円をカット加工することが可能となる。
【００６４】
また、上述の実施形態において、前後にシート材Ｍを送る制御と、ガイドレール１５ａに沿ってカッター刃２６を左右に移動させる制御とを組み合わせて行うことにより、カッター刃２６に対してシート材Ｍを相対移動させる構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、固定されたシート材に対して、カッター刃を前後および左右に移動させるタイプのカッティングプロッタに対しても、本発明を適用することが可能である。
【００６５】
上述の実施形態においては、カッター刃２６を用いてシート材Ｍにカット加工を施す構成を例示したが、本発明はこの構成に限定して適用されるものではない。例えばカッター刃２６に代えて、被加工媒体に切削加工を施すエンドミルを用いたカッティングプロッタにも、本発明を適用することができる。
【００６６】
上述の実施形態において、カッター刃２６に対してシート材Ｍを相対移動させてカット加工を施すときに、例えばカッター刃２６を細かく上下移動させることにより、シート材Ｍに対してカッター刃２６を貫通させる部分と貫通させない部分とを形成することも可能である。このようなカット加工を行うことにより、シート材Ｍに対して楕円７０，８０，９０，…が完全に分離しないようにすることができ、カット加工を施したシート材Ｍの搬送等が容易となる。
【００６７】
上述の実施形態において、５ｃｍ毎にストローク情報して領域Ｒ１〜Ｒ６を作成し、これらの領域毎に所望カットＰ１となる電流値を設定する方法について説明したが、この構成に限定されない。例えば、５ｃｍ毎ではなく連続的にストローク情報を取得して、カット加工時にキャリッジ２１の左右方向への移動位置に応じて電流値を連続的に制御する方法でも良い。
【００６８】
なお、上述の実施形態では、初期テーブルに従って楕円７０をカット加工しながらストローク情報を取得する方法について説明したが、本発明はこの方法に限定されない。例えば、カッター刃２６をシート材Ｍに対して食い込まない程度の圧力で押し付けておき、その状態でカッター刃２６とシート材Ｍとを相対移動させることで、ストローク情報を取得する方法も可能である。
【００６９】
上述の実施形態に例示した制御以外に、次のような制御も可能である。例えば図１０（ａ）に示す楕円７０を食い込み位置７１をからカット加工するときに、食い込み位置７１におけるストローク情報に基づいて、楕円７０のすべてをカット加工するようにしても良い。この場合、食い込み位置７１におけるストローク情報は「０」なので、電流値Ａ４に制御された状態で、楕円７０がカット加工される。仮に、領域Ｒ４に含まれる食い込み位置７９からカット加工するときは、電流値Ａ５に制御された状態で、楕円７０がカット加工される。このような制御を行うことにより、制御構成をシンプルにすることができ、カット加工に要する作業時間を短縮することが可能となる。
【符号の説明】
【００７０】
Ｍ    シート材（被加工媒体）
１    カッティングプロッタ
１２ａ  プラテン（媒体支持手段）
１５    ガイド部材
１５ａ  ガイドレール（ガイド部材）
２１    キャリッジ
２３    電磁石（ソレノイド）
２６    カッター刃（加工具）
２８    永久磁石（ソレノイド）
５０    コントロールユニット（加工制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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