(57)【要約】【課題】キャリッジに対するカッタカートリッジの位置決め精度を高め、高精度な切断が可能となるカッタカートリッジ及び切断装置を提供する。【解決手段】カッタカートリッジは、その外郭ケースに当接部を有し、カートリッジホルダは、前記当接部に当接する被当接部を有する。これら当接部と被当接部とのうち少なくとも何れか一方が、カッタの基部の中心軸と同心状のテーパ状に形成され、前記カッタカートリッジを前記カートリッジホルダに装着する際に、前記当接部と前記被当接部とが当接することにより、前記カッタの前記中心軸を所定位置に位置決めするように構成されている。【選択図】図１５
2014108464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延びる基部の先端側に刃部を有するカッタと、少なくとも前記カッタの基部を収容する外郭ケースと、を有するカッタカートリッジを用いて被切断物を切断する切断装置であって、
前記カッタカートリッジが着脱可能に装着されるカートリッジホルダが設けられたキャリッジと、
前記被切断物と前記キャリッジとを相対的に移動させて前記カッタにより切断を行う相対移動手段とを備え、
前記外郭ケースは、当接部を有し、
前記カートリッジホルダは、前記当接部に当接する被当接部を有しており、
前記当接部と前記被当接部とのうち少なくとも何れか一方が、前記カッタの前記基部の中心軸と同心状のテーパ状に形成され、
前記カッタカートリッジを前記カートリッジホルダに装着する際に、前記当接部と前記被当接部とが当接することにより、前記カッタの前記中心軸を所定位置に位置決めするように構成されていることを特徴とする切断装置。
【請求項２】
前記当接部は前記テーパ状に形成され、
前記被当接部は、前記当接部の少なくとも一部と接触するテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の切断装置。
【請求項３】
切断装置におけるキャリッジのカートリッジホルダに着脱可能に装着されるカッタカートリッジであって、
一方向に延びる基部の先端側に刃部を有するカッタと、
少なくとも前記カッタの基部を収容する外郭ケースとを備え、
前記外郭ケースは、前記カートリッジホルダの被当接部に当接する当接部であって、前記カッタの基部の中心軸と同心状のテーパ状に形成された当接部を有し、
前記カートリッジホルダに装着する際に、前記当接部が前記被当接部に当接することにより、前記カッタの前記中心軸が所定位置に位置決めされるように構成されていることを特徴とするカッタカートリッジ。
【請求項４】
前記当接部は、前記外郭ケースの前記中心軸方向における前記刃部寄りの部位に形成されていることを特徴とする請求項３記載のカッタカートリッジ。
【請求項５】
前記外郭ケースは、
前記外郭ケースの内部に設けられ、前記カッタの基部を、前記中心軸を回動中心として回動可能に且つ前記中心軸方向に移動不能に支持する支持部と、
前記刃部の周囲を囲うキャップ部とを備え、
前記当接部は、前記キャップ部の全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項３または４記載のカッタカートリッジ。
【請求項６】
前記キャップ部は、前記支持部に対する前記中心軸方向への位置調整が可能に構成されていることを特徴とする請求項５記載のカッタカートリッジ。
【請求項７】
前記外郭ケースは、前記キャップ部とは反対側の端部に摘み部を備え、
前記カッタカートリッジを、前記キャップ部が上向きの姿勢にて平面上に置いたとき、自重によって横向きに倒れるように、前記摘み部の先端は円弧状または傾斜状に形成されていることを特徴とする請求項５または６記載のカッタカートリッジ。
【請求項８】
前記被切断物の種類に応じて複数種類の前記カッタカートリッジが用意されており、
前記外郭ケースは、前記カッタカートリッジの種類を識別可能な識別部を備え、
前記カートリッジホルダに装着された際に、前記キャリッジまたは当該カートリッジホルダに設けられた検出手段が前記識別部を検出することに基づき、前記カッタカートリッジの種類が検出されることを特徴とする請求項３から７の何れかに記載のカッタカートリッジ。
【請求項９】
前記識別部は、前記摘み部に設けられた凹凸部であることを特徴とする請求項８記載のカッタカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カッタを有するカッタカートリッジ、及びカッタカートリッジを用いて被切断物を切断する切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば紙等のシート状の被切断物を、切断データに従って所定形状に切断する切断装置が知られている。この切断装置は、被切断物を、移送機構によって前後方向（Ｙ方向）に移送すると共に、カッタを有するカッタカートリッジを、キャリッジにより左右方向（Ｘ方向）に移動させることにより、被切断物を所望の形状に切断する。
【０００３】
この種の切断装置では、キャリッジに円筒形状のホルダ部を設け、このホルダ部の内側に略円柱形状のカッタカートリッジ（カッタユニット）を着脱自在に装着する構成のものがある（例えば特許文献１参照）。前記ホルダ部は上下方向に延びており、その内周面はカッタユニットよりも若干径大とされている。ホルダ部に挿通されたカッタユニットは、ホルダ部内周面の上下２箇所に配設されたＯリングにより支持される。また、ホルダ部には、カッタユニットの外周面に形成された係合凹部に係合可能な係合部材が設けられている。係合部材は、ばねによりカッタユニット側面を内側方向に押圧するよう付勢されている。カッタユニットは、係合凹部に係合部材が係合することで、キャリッジのホルダ部に保持される。尚、係合部材には操作摘みが設けられており、前記ばねの付勢力に抗して操作摘みをカッタユニットから離れる方向に引くことで、係合凹部と係合部材との係合が解除される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記カッタユニットの側面が、ばねにより係合部材を介して一方向から押圧されているため、Ｏリングが僅かに弾性変形することでカッタの刃先の位置がずれることがある。また、上記のように被切断物とカッタユニットとを相対移動させて、カッタで被切断物の切断を行う場合、カッタの刃先が被切断物から切断抵抗力としての反力を受ける。この切断抵抗力により、前記ばねの付勢力やＯリングの弾性力に抗してホルダ部でカッタユニットがガタつき、切断精度が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、キャリッジに対するカッタカートリッジの位置決め精度を高め、高精度な切断が可能となるカッタカートリッジ及び切断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、本発明の請求項１の切断装置は、一方向に延びる基部の先端側に刃部を有するカッタと、少なくとも前記カッタの基部を収容する外郭ケースと、を有するカッタカートリッジを用いて被切断物を切断するものであり、前記カッタカートリッジが着脱可能に装着されるカートリッジホルダが設けられたキャリッジと、前記被切断物と前記キャリッジとを相対的に移動させて前記カッタにより切断を行う相対移動手段とを備え、前記外郭ケースは当接部を有し、前記カートリッジホルダは、前記当接部に当接する被当接部を有しており、前記当接部と前記被当接部とのうち少なくとも何れか一方が、前記カッタの前記基部の中心軸と同心状のテーパ状に形成され、前記カッタカートリッジを前記カートリッジホルダに装着する際に、前記当接部と前記被当接部とが当接することにより、前記カッタの前記中心軸を所定位置に位置決めするように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３のカッタカートリッジは、切断装置におけるキャリッジのカートリッジホルダに着脱可能に装着されるカッタカートリッジであって、一方向に延びる基部の先端側に刃部を有するカッタと、少なくとも前記カッタの基部を収容する外郭ケースとを備え、前記外郭ケースは、前記カートリッジホルダの被当接部に当接する当接部であって、前記カッタの基部の中心軸と同心状のテーパ状に形成された当接部を有し、前記カートリッジホルダに装着する際に、前記当接部が前記被当接部に当接することにより、前記カッタの前記中心軸が所定位置に位置決めされるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の切断装置によれば、カッタカートリッジは、その外郭ケースの当接部とカートリッジホルダの被当接部とが当接するテーパ状の部分で、カッタの中心軸が当該テーパ状の部分と同心状をなす所定位置に位置決めされる。このため、カッタカートリッジの交換等に伴うカッタの中心軸のずれを防止することができ、高精度な切断が可能となる。
【００１０】
請求項３のカッタカートリッジによれば、その外郭ケースに形成されたテーパ状の当接部が、切断装置のカートリッジホルダの被当接部と当接するように装着されるので、カッタの中心軸が所定位置に位置決めされる。このため、前記カッタカートリッジを装着する切断装置においては、被切断物を高精度に切断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態について切断装置の内部構造を本体カバーと共に示す斜視図
【図２】切断装置の内部構造を示す平面図
【図３】図２のIII−III線に沿う縦断左側面図
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、カートリッジホルダと共に示すキャリッジの平面図及び正面図
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、カートリッジホルダの正面図、左側面図及び平面図
【図６】（ａ）は上ホルダの平面図、（ｂ）は、（ａ）のVIｂ−VIｂ線に沿う縦断面図
【図７】（ａ）は下ホルダの平面図、（ｂ）は、（ａ）のVIIｂ−VIIｂ線に沿う縦断面図
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、カッタカートリッジの正面図、縦断正面図及び縦断側面図
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、カッタカートリッジ上部の背面図及び平面図
【図１０】カッタカートリッジを装着した状態で示すカートリッジホルダと検出手段の右側面図
【図１１】（ａ）は検出手段近傍部を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）のXIｂ−XIｂ線に沿う縦断面図
【図１２】切断時におけるカッタ先端の近傍部の拡大図
【図１３】電気的構成を示すブロック図
【図１４】カッタカートリッジを装着した状態で示すカートリッジホルダの正面図
【図１５】カッタカートリッジを装着した状態で示す図４（ａ）のXV−XV線に沿う縦断面図
【図１６】第２実施形態を示す図８（ａ）相当図
【図１７】第３実施形態を示す図８（ａ）相当図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、切断装置１は、筐体としての本体カバー２と、本体カバー２内に配設されたプラテン３と、切断手段としての切断ヘッド５と、画像読取手段としてのスキャナ部６（図２、図１３参照）とを備えている。
【００１３】
また、切断装置１は、切断の対象及び画像読取りの対象となる対象物Ｓを保持するための保持シート１０を備えている。例えば、図１に示すように、保持シート１０には、紙や布等の複数種類の被切断物や、切断データ作成用の原画が描かれた紙や写真等のシート状の対象物Ｓが保持される。本実施形態の切断装置１では、被切断物の種類に応じて複数種類のカッタカートリッジ４０が用意されており、後述する切断ヘッド５のカートリッジホルダ３２に対して、カッタカートリッジ４０が装着される。
【００１４】
前記本体カバー２は横長な矩形箱状をなしており、その正面部には、前面開口部２ａが形成されると共に当該開口部２ａを開閉する前カバー２ｂが設けられている。前面開口部２ａが開放された状態で、対象物Ｓを保持した保持シート１０がプラテン３上にセットされ、或はカッタカートリッジ４０がカートリッジホルダ３２に対して着脱される。
切断装置１には、対象物Ｓを所定の移送方向（Ｙ方向）に移送する移送機構７が設けられている。また、切断装置１には、切断ヘッド５を、対象物Ｓの移送方向と交差する方向（例えば移送方向と直交するＸ方向）に移動させるカッタ移動機構８が設けられている。尚、以下の説明では、移送機構７による対象物Ｓの移送方向を前後方向とする。つまり、前後方向がＹ方向であり、Ｙ方向と直交する左右方向がＸ方向である。
【００１５】
前記本体カバー２の上面の右側部位には、フルカラー表示が可能な液晶カラーディスプレイ（以下、ディスプレイ９ａと称す）が設けられると共に、ユーザにより操作される各種操作スイッチ９ｂが設けられている。ディスプレイ９ａは、種々の模様や、ユーザに対して必要なメッセージ等を表示する表示手段として構成されている。各種操作スイッチ９ｂは、ディスプレイ９ａに表示された模様の選択や、各種パラメータの設定、機能の指示、入力の操作等が可能に構成されている。
【００１６】
前記プラテン３は、対象物Ｓの切断の際、保持シート１０の下面を受けるもので、図２にも示すように、前プラテン３ａと後プラテン３ｂとからなる。このプラテン３の上面部は、水平面状をなし、対象物Ｓを保持した保持シート１０が載置された状態で移送される。保持シート１０の上面には、周縁部１０ａ〜１０ｄを除いた内側の領域に粘着剤が塗布された粘着層１０ｖ（図１２参照）が形成されており、粘着層１０ｖに対象物Ｓが貼り付けられて保持される。粘着層の粘着力は、対象物Ｓを簡単に剥がせるように比較的小さく設定されている。
【００１７】
前記移送機構７及びカッタ移動機構８は、対象物Ｓを保持した保持シート１０と切断ヘッド５とをＸ方向及びＹ方向に相対移動させるための相対移動手段として構成されている。
先ず、移送機構７は、プラテン３の上面側で保持シート１０をＹ方向へ自在に移送させるものである。即ち、図１、図２に示すように、本体カバー２内には、機枠１１が設けられている。その機枠１１には、前記プラテン３の左右両側に夫々位置して、左右の側壁部１１ａ、１１ｂが向い合うように設けられている。それら左右の側壁部１１ａ、１１ｂ間には、前プラテン３ａと後プラテン３ｂとのなす隙間部分に位置して、Ｘ方向に夫々延びる駆動ローラ１２及びピンチローラ１３が設けられている。駆動ローラ１２とピンチローラ１３は、上下方向に並ぶように配設されており、駆動ローラ１２は下側に位置し、その上側にピンチローラ１３が位置する。
【００１８】
前記駆動ローラ１２は、上端がプラテン３の上面と略同等の高さとなるようにして、左右の両端側が、夫々前記側壁部１１ａ、１１ｂに回転可能に支持されている。図２に示すように、駆動ローラ１２の右端部は、右側の側壁部１１ｂを貫通して右方に延び、その先端に径大な従動ギヤ１７が固着されている。右側の側壁部１１ｂの外面側には、取付フレーム１４が固定されている。取付フレーム１４には、例えばステッピングモータからなるＹ軸モータ１５が取付けられている。Ｙ軸モータ１５の出力軸には、前記従動ギヤ１７に噛合する径小な駆動ギヤ１６が固定されている。
【００１９】
前記ピンチローラ１３は、左右の両端部が、夫々前記側壁部１１ａ、１１ｂに回転可能、且つ上下方向に若干量の変位が可能に支持されている。側壁部１１ａ、１１ｂの外面側において、ピンチローラ１３の左右の両端部の夫々を下方に付勢するバネ（図示せず）が設けられている。それゆえ、ピンチローラ１３は、前記バネにより、常に下方（駆動ローラ１２側）に付勢されている。また、ピンチローラ１３には、左右の端部寄り部位に位置して、やや径大なローラ部（右側のローラ部１３ａのみ図示）が設けられている。
【００２０】
こうして、保持シート１０の左右の縁部１０ａ、１０ｂは、駆動ローラ１２と、ピンチローラ１３のローラ部１３ａ、１３ａとの間において夫々挟持される。そして、Ｙ軸モータ１５を正転駆動、或は逆転駆動させると、その回転運動がギヤ１６，１７を介して駆動ローラ１２に伝わることで、保持シート１０を対象物Ｓと共に後方或いは前方へ移送する。これら駆動ローラ１２、ピンチローラ１３、Ｙ軸モータ１５、減速機構としてのギヤ１６，１７は、移送機構７を構成する。
【００２１】
前記カッタ移動機構８は、切断ヘッド５のキャリッジ１９を、Ｘ方向へ自在に移動させるものである。即ち、図１、図２に示すように、左右の側壁部１１ａ、１１ｂ間には、前記ピンチローラ１３よりもやや後部寄りの上方に位置させて、一対のガイドレール２１，２２が固定されている。ガイドレール２１，２２は、ピンチローラ１３と略平行つまり左右方向に延びており、例えばその延設方向（図３の紙面に対して直交する方向）から見た断面が何れも略コ字状をなす。上側のガイドレール２１と下側のガイドレール２２は、各開放面が対向するように、上下に対称的に並ぶ配置とされている。
【００２２】
上側のガイドレール２１の上面部には、その左端から右端にわたってガイド溝２１ａが形成されており、ガイドレール２２の下面部にも、左端から右端にわたってガイド溝２２ａ（図３にのみ図示）が形成されている。また、図３に示すように、前記キャリッジ１９の上下両側部には、両ガイド溝２１ａ，２２ａを挟む突条部２３，２３が設けられている。これら突条部２３，２３は左右方向に延びており、ガイド溝２１ａ，２２ａに対して係合する。こうして、キャリッジ１９は、ガイドレール２１，２２により左右方向への摺動が可能に支持されている。
【００２３】
図１、図２に示すように、左側の側壁部１１ａの外面側の後部寄りには、水平状の取付フレーム２４が固定されている。当該左側の取付フレーム２４には、後側に位置してＸ軸モータ２５が下向きに取付けられると共に、その前側に垂直方向に延びるプーリ軸２６（図２参照）が設けられている。Ｘ軸モータ２５の出力軸には、径小な駆動ギヤ２７が固定されている。前記プーリ軸２６には、駆動ギヤ２７に噛合する径大な従動ギヤ２９と、タイミングプーリ２８とが回転可能に支持されている。タイミングプーリ２８と従動ギヤ２９は一体的に回転するように形成されている。
【００２４】
一方、右側の取付フレーム１４には、タイミングプーリ３０が軸方向を上下方向として回転可能に設けられている。これらタイミングプーリ３０と前記タイミングプーリ２８との間には、無端状のタイミングベルト３１が左右方向に延びて水平に掛装されている。このタイミングベルト３１の途中部が、キャリッジ１９の取付部（図示略）に連結されている。尚、詳しい図示は省略するが、側壁部１１ａ、１１ｂのうちタイミングベルト３１が通過する部分には、貫通孔部が設けられている。
【００２５】
ここで、Ｘ軸モータ２５を正転駆動、或は逆転駆動させると、その回転運動がギヤ２７，２９及びタイミングプーリ２８を介してタイミングベルト３１に伝わることで、キャリッジ１９（切断ヘッド５）を左方或いは右方へ移動させる。こうして、キャリッジ１９は、対象物Ｓの移送方向と直交する左右方向に自在に移動する。上記のガイドレール２１，２２、Ｘ軸モータ２５、減速機構としてのギヤ２７，２９、タイミングプーリ２８，３０、タイミングベルト３１等は、カッタ移動機構８を構成する。
【００２６】
前記切断ヘッド５は、図３、図４に示すように、キャリッジ１９に対してカートリッジホルダ３２と上下駆動機構３３とを前後に配置してなる。上下駆動機構３３は、カートリッジホルダ３２をカッタカートリッジ４０ごと上下方向（Ｚ方向）に駆動させる。以下、切断ヘッド５の構成について、図３〜図１２も参照しながら説明する。
【００２７】
キャリッジ１９の前壁部１９ａは、図４（ｂ）に示すように、正面から見てやや縦長な略矩形板状をなす。前壁部１９ａの左端部には、前方に張出す上下一対の支持部３４ａ，３４ｂが設けられている。支持部３４ａ，３４ｂには、上下方向に長い丸棒状の軸３５が貫通するよう配置された状態で固定されている。同様に、前壁部１９ａの右端部にも支持部３４ｃ，３４ｄが設けられ、当該支持部３４ｃ，３４ｄに軸３６が固定されている。カートリッジホルダ３２は、その両側部（後述する挿通孔５７ａ〜６０ａ、図５（ａ）参照）に軸３５，３６が挿通されることにより、上下動可能に支持される。
【００２８】
また、図３、図４（ａ）にも示すように、キャリッジ１９の上辺部には、前壁部１９ａから後方に延びる左右一対の上アーム３７ａ，３７ｂが設けられている。上アーム３７ａ，３７ｂには、ガイドレール２１のガイド溝２１ａに係合する前記突条部２３が夫々設けられている。同様に、キャリッジ１９の下辺部にも、図４（ｂ）に示すように左右一対の下アーム３７ｃ，３７ｄが設けられている。下アーム３７ｃ，３７ｄには、ガイドレール２２のガイド溝２２ａに係合する前記突条部２３が夫々設けられている。キャリッジ１９の後壁部１９ｂは略矩形板状をなし、その４隅が各アーム３７ａ〜３７ｄの後端に取付け固定されている。こうして、キャリッジ１９は、上下のアーム３７ａ〜３７ｄと前後の壁部１９ａ，１９ｂとで、ガイドレール２１，２２の上下両側と前後両側とを囲う形状をなしている。
【００２９】
図３、図４（ａ）に示すように、キャリッジ１９の後壁部１９ｂには、やや上寄りの部位にＺ軸モータ３８が前向きに取付けられている。Ｚ軸モータ３８は、例えばステッピングモータからなり、その出力軸には、径小な駆動ギヤ３８ａが固定されている。また、後壁部１９ｂには、Ｚ軸モータ３８の右下側に位置して、前方に延びるギヤ軸３９が取付けられている。ギヤ軸３９には、従動ギヤ部材４１とピニオンギヤ部材４２とが回転可能に支持されている。
【００３０】
従動ギヤ部材４１は、径小部と径大部を一体に有し、その径大部に、駆動ギヤ３８ａと噛合するギヤ４１ａが形成されている（図３、図１５参照）。従動ギヤ部材４１は、その内部に後述のねじりコイルばね４３を収容する前側が開放された収容部が形成されている。ピニオンギヤ部材４２は、従動ギヤ部材４１の収容部を前側から覆うフランジ部４２ｂと径小部を一体に有し、その径小部にギヤ４２ａが形成されている。従動ギヤ部材４１の収容部には、図３に示すねじりコイルばね４３が収容されている。ねじりコイルばね４３は、一端が従動ギヤ部材４１側に係止され、他端がピニオンギヤ部材４２側に係止されている。そして、ピニオンギヤ部材４２のギヤ４２ａには、カートリッジホルダ３２に一体的に設けられたラック４４が噛合する（図４（ａ）、図５（ｃ）参照）。
【００３１】
ここで、Ｚ軸モータ３８を正転駆動、或は逆転駆動させると、その駆動力が、駆動ギヤ３８ａ、従動ギヤ部材４１、ねじりコイルばね４３、及びピニオンギヤ部材４２を介して、ラック４４に伝わることにより、カートリッジホルダ３２をカッタカートリッジ４０ごと上方或いは下方へ昇降させる。これによって、カッタカートリッジ４０は、後述するカッタ４の刃先４ａ（図１２参照）が対象物Ｓを貫通して圧接する下降位置（図３の２点鎖線参照）と、刃先４ａが対象物Ｓから所定距離、離間する上昇位置との間で移動する。前記Ｚ軸モータ３８、減速機構としての各ギヤ部材３８ａ，４１，４２、ねじりコイルばね４３、ラック４４等は、上下駆動機構３３を構成する。尚、図３に示すように、各ギヤ部材３８ａ，４１，４２は、ガイドレール２１，２２内に収容されるように配置されるため、装置全体の小型化を図ることができる。
【００３２】
前記Ｚ軸モータ３８の右方の後壁部１９ｂには、カッタカートリッジ４０を装着するカートリッジホルダ３２の上昇位置を検出する上昇位置検出センサ４５が設けられている（図３、図１３参照）。上昇位置検出センサ４５は光学センサであって、従動ギヤ部材４１と一体的に回転するように設けられたシャッタ片（図示略）の回転位置を検出するフォトインタラプタで構成される。これにより、カッタカートリッジ４０を装着するカートリッジホルダ３２の上昇位置は、上昇位置検出センサ４５の検出信号に基づき規定される。
【００３３】
一方、上記したように、Ｚ軸モータ３８の回転運動は、従動ギヤ部材４１、ねじりコイルばね４３を介してピニオンギヤ部材４２に伝わり、ピニオンギヤ部材４２とラック４４との間で上下運動に変換される。以下、これを詳細に説明する。Ｚ軸モータ３８を正面視にて時計回り方向に回転させると、従動ギヤ部材４１が正面視にて反時計回り方向に回転する。従動ギヤ部材４１が反時計回り方向に回転することにより、ねじりコイルばね４３を介してピニオンギヤ部材４２を反時計回り方向に回転させる。ピニオンギヤ部材４２の反時計回り方向に回転より、ギヤ４２ａはラック４４を下方に移動させる。このように、カートリッジホルダ３２つまりカッタカートリッジ４０は、上昇位置から下方へ移動する。そして、カッタ４の刃先４ａとカッタカートリッジ４０の下面部４０ａが対象物Ｓに圧接すると、カッタカートリッジ４０は、それよりも下方には移動できなくなる。このとき、ピニオンギヤ部材４２は、それ以上回転できないので停止する。しかし、その後もＺ軸モータ３８が回転を続けると、従動ギヤ部材４１のみが回転するので、ねじりコイルばね４３を巻込む方向にたわませる。このように、切断に係るカッタ４の刃部４ｃの圧力は、ねじりコイルばね４３のたわみ角に比例する付勢力に設定される。以下、上記の圧力をカッタ圧と称す。このため、カートリッジホルダ３２の下降位置では、Ｚ軸モータ３８の回転量に基づき、ねじりコイルばね４３の付勢力を設定することで所定のカッタ圧が得られる。一方、移送機構７とカッタ移動機構８による対象物Ｓとカッタ４の相対移動に際して、その対象物Ｓに凹凸部分があっても、ねじりコイルばね４３の付勢力に抗してカッタ４の上方への移動を許容する。
【００３４】
一方、Ｚ軸モータ３８を正面視にて反時計回り方向に回転させると、従動ギヤ部材４１が正面視にて時計回り方向に回転する。従動ギヤ部材４１の時計回り方向の回転は、ねじりコイルばね４３を巻戻す方向になる。このときには、詳しく図示はしないが、ねじりコイルばね４３は作用することなく、従動ギヤ部材４１が、直接、ピニオンギヤ部材４２を時計回り方向に回転させる。ピニオンギヤ部材４２の時計回り方向に回転より、ギヤ４２ａはラック４４を上方に移動させる。このように、カートリッジホルダ３２つまりカッタカートリッジ４０は、下降位置から上方へ移動する。
【００３５】
図５（ａ）〜（ｃ）は、前記カートリッジホルダ３２の正面図、左側面図及び平面図を示している。カートリッジホルダ３２は、前記ラック４４が設けられたホルダフレーム５０と、当該ホルダフレーム５０に固定された上ホルダ５１及び下ホルダ５２とを備える。
ホルダフレーム５０は例えば金属材料からなり、上下両面及び前面が開放された形状をなしている。ホルダフレーム５０の後壁部５０ｃには、ラック４４が上下方向に延びる向きに取付けられている。図５（ａ）に示すように、ホルダフレーム５０の左右の壁部５０a，５０ｂには、上端部に上ホルダ５１用の取付孔５３，５４が形成され、下端部に下ホルダ５２用の取付孔５５，５６が形成されている。
【００３６】
また、ホルダフレーム５０の左右の壁部５０a，５０ｂには、上端部を夫々外側へ折り返すようにして一対の支持片５７，５８が設けられている。また、左右の壁部５０a，５０ｂには、その上下方向の中間部を夫々外側へ切り起こすようにして一対の支持片５９，６０が設けられている。各支持片５７〜６０には、夫々挿通孔５７ａ〜６０ａが形成されている。
左側の支持片５７，５９の挿通孔５７ａ，５９ａに、前記キャリッジ１９の軸３５が挿通され、右側の支持片５８，６０の挿通孔５８ａ，６０ａに、キャリッジ１９の軸３６が挿通される。こうして、ホルダフレーム５０は、キャリッジ１９の軸３５，３６に沿って上下動可能に支持される。尚、キャリッジ１９には、ホルダフレーム５０の支持片５７〜６０や軸３５，３６を覆うカバー部材６１（図１、図２参照）が装着される。カバー部材６１の中央部には、上ホルダ５１及び下ホルダ５２とホルダフレーム５０の内壁部を露出させる開口が形成されている。
【００３７】
上ホルダ５１は樹脂材料からなり、ホルダフレーム５０に収まる枠状をなしている。図６（ａ）に平面図で示すように、上ホルダ５１の外周は略矩形状に形成され、その後縁部に、左右一対の係止突起６３，６４が一体に設けられている。また、上ホルダ５１の左右の縁部には、前寄りの部位に係止突起６５，６６が一体に設けられている。上ホルダ５１は、係止突起６３，６４をホルダフレーム５０後壁部５０ｃの上縁に係止すると共に、係止突起６５，６６を取付孔５３，５４に係止することで、ホルダフレーム５０に取付けられている。
【００３８】
図６（ｂ）に示すように、上ホルダ５１において円形をなす内径の寸法ｄ１は、装着されるカッタカートリッジ４０の外周と嵌合するように設定されている（図１４参照）。上ホルダ５１の上方開口端側には、テーパ６７が設けられている。テーパ６７は、上ホルダ５１の上部において、上端側に向かうに従い内径寸法ｄ１が広くなるように傾斜して開口を拡げるように形成されている。また、上ホルダ５１の内周部には、後縁部に沿う凹状の切欠部６８が設けられている。切欠部６８は、カッタカートリッジ４０の背面部の形状と合致する形状をなしており、カッタカートリッジ４０が所定の向きで装着される。
【００３９】
下ホルダ５２は、上ホルダ５１と同様に樹脂材料から枠状に形成されている。下ホルダ５２の左右の縁部には、上ホルダ５１と同様に係止突起７０，７１が一体に設けられている。一方、図５（ａ）に示すように、ホルダフレーム５０の左右の壁部５０a，５０ｂには、下端部を夫々内側へ折り返すようにして一対の支持片７２，７３が設けられている。下ホルダ５２は、係止突起７０，７１がホルダフレーム５０の取付孔５５，５６に係止され、当該ホルダ５２の下端が支持片７２，７３に支持されることで、ホルダフレーム５０に取付けられている。
【００４０】
図７（ａ）に示すように、下ホルダ５２において円形をなす内径の寸法ｄ２は、カッタカートリッジ４０下端部の挿通を許容する大きさに設定されている。そして、下ホルダ５２には、第１テーパ７４及び第２テーパ７５が上方開口端の周りに形成されている。これらのテーパ７４，７５及び上ホルダ５１のテーパ６７は、カートリッジホルダ３２において上ホルダ５１及び下ホルダ５２の各中心Ｏ１、Ｏ２を通る中心軸線Ｌ１（図４（ｂ）参照）に対し、同心状をなすテーパ面として構成されている。
【００４１】
即ち先ず、第２テーパ７５は、上ホルダ５１の上方開口部において、上端側に向かうに従い内径寸法ｄ２が広くなるように傾斜して開口を拡げるように形成されている。第２テーパ７５は、後述するカッタカートリッジ４０の当接部と同じ所定の角度（図８（ａ）に示す傾斜角α）で傾斜している。一方、下ホルダ５２の上部には、上方開口端の周りに位置させて、弾性部７６ａ〜７６ｄが例えば９０度間隔で設けられている。各弾性部７６ａ〜７６ｄは、図７（ｂ）に示すように舌片状（短冊状）をなし、第２テーパ７５の外縁部（上端部）から内側下方へ向けて傾斜している。
【００４２】
各弾性部７６ａ〜７６ｄの傾斜面は、第２テーパ７５よりも若干、隆起した位置に形成された第１テーパ７４とされている。第１テーパ７４は、第２テーパ７５と同じ傾斜角αで傾斜しており、第２テーパ７５の直ぐ上側でカッタカートリッジ４０の当接部と当接する被当接部に相当する。また、各弾性部７６ａ〜７６ｄの両側部には、図７（ａ）に示すように内周部から径方向外側へ延びる切込みが形成されていて、各弾性部７６ａ〜７６ｄは、自身の可撓性によりばね片の如く機能する。これにより、各弾性部７６ａ〜７６ｄは、カッタカートリッジ４０の当接部が第１テーパ７４に当接することにより弾性変形する。尚、符号７６ｃ，７６ｄで示す後側の弾性部は、他の部材との干渉を避けるべく、図７（ｂ）に示すように下方への突出寸法と肉厚が小さく設定されている。これら後側の弾性部７６ｃ，７６ｄを前側の弾性部７６ａ，７６ｂと同じ形状とする等、弾性部７６ａ〜７６ｄの形状や個数は、適宜変更してもよい。弾性部７６ａ〜７６ｄは、カッタカートリッジ４０の当接部が当接することにより、カッタ４の中心軸線Ｌ２（図１２参照）とカートリッジホルダ３２の中心軸線Ｌ１とが一致するように位置決めする。
【００４３】
下ホルダ５２における下端側の内周部には、カッタカートリッジ４０の位置を規制するための規制部７７ａ，７７ｂが、例えば１８０度間隔で設けられている。各規制部７７ａ，７７ｂは、図７（ａ）に示すように下ホルダ５２の内周部から径方向内側に向けて突出し、左右で対をなすように形成されている。また、図１４に示すように、各規制部７７ａ，７７ｂは、ホルダフレーム５０の支持片７２，７３上に位置し、カッタカートリッジ４０に対して下方への移動を阻止するように当接する。
【００４４】
図５に示すように、ホルダフレーム５０には、カッタカートリッジ４０の押圧手段としてレバー部材８０が設けられている。レバー部材８０は、左右一対のアーム部８１ａ，８１ｂと、これらアーム部８１ａ，８１ｂの先端側を繋ぐように設けられた操作部８２とを有する。図５（ｂ）の側面図において、レバー部材８０は、先端側たる前半部の操作部８２が、基端側たる後半部のアーム部８１ａ，８１ｂと直交する手前側へ延びており、全体としてＬ字状をなす。また、アーム部８１ａ，８１ｂは板状をなしており、カッタカートリッジ４０の両側部を挟むように配置されている。
【００４５】
レバー部材８０の基端部には、アーム部８１ａ，８１ｂの外面側に位置させて小円柱状の枢支軸８３ａ，８３ｂが夫々設けられている。これら枢支軸８３ａ，８３ｂは、ホルダフレーム５０の壁部５０a，５０ｂに形成された円形孔８４ａ，８４ｂに挿通されている。これにより、レバー部材８０は、枢支軸８３ａ，８３ｂを揺動中心点Ｏ３として、図５（ｂ）に２点鎖線で示す開放位置と、実線で示す固定位置との間で切換え可能に揺動する。
【００４６】
また、アーム部８１ａ，８１ｂの内面側には、枢支軸８３ａ，８３ｂ寄りの部位に小円柱状の係合部８５ａ，８５ｂが設けられている。係合部８５ａ，８５ｂは、レバー部材８０の開放位置でカッタカートリッジ４０と非接触になる前側に位置し、且つ固定位置で、後述するカッタカートリッジ４０のキャップ部９２上端に上側から係合するように配置されている。この係合部８５ａ，８５ｂとキャップ部９２の係合により、カッタカートリッジ４０は、規制部７７ａ，７７ｂに当接して押圧方向たる下方への移動が不能に規制されると共に、弾性部７６ａ〜７６ｄの各テーパ７４に当接して弾性部７６ａ〜７６ｄを弾性変形させた状態で固定される（図１４、図１５参照）。また、係合部８５ａ，８５ｂは、レバー部材８０の固定位置において、揺動中心点Ｏ３を通る鉛直線Ｌ３（前記中心軸線Ｌ２と平行な仮想直線）よりも固定位置側へ揺動する方向（図５（ｂ）、図１０の矢印方向）にずれた位置に形成されている。従って、係合部８５ａ，８５ｂがキャップ部９２を下方へ押圧する構成にあって、その押圧力の反力は、固定位置側へ揺動する方向へ作用する。
【００４７】
他方、レバー部材８０は、固定位置から前記矢印方向とは逆方向の開放位置側へ揺動させることに伴い、係合部８５ａ，８５ｂがキャップ部９２から離間してその固定状態を開放する。こうして、レバー部材８０は、係合部８５ａ，８５ｂでカッタカートリッジ４０を押圧することにより固定解除可能に固定し、その固定位置では、前述したカッタ４の位置決め状態を保持する。
【００４８】
次に、カッタカートリッジ４０の構成について、図８、図９、図１２も参照しながら詳述する。
カッタカートリッジ４０は、カッタ４と、このカッタ４のカッタ軸４ｂを収容する外郭ケース９０とを備える。カッタ４は、基部としての丸棒状をなすカッタ軸４ｂと、先端部（下端部）の刃部４ｃとを一体に形成してなる。カッタ軸４ｂの下部には、止め輪８７が係止されている。刃部４ｃは、対象物Ｓに対して傾斜した略三角形状をなしている。刃部４ｃにおける最下端の刃先４ａは、図１２に示すようにカッタ軸４ｂの中心軸線Ｌ２から距離ｄだけ偏心した位置に形成されている。
【００４９】
前記外郭ケース９０は、ケース本体９１と、この本体９１の一端部及び他端部に設けられたキャップ部９２及び摘み部９３とを備え、何れの部材９１〜９３も樹脂材料により成形されている。ケース本体９１は上下方向に延び、且つ下部側が径小となる段部９４，９５（図８（ｂ）（ｃ）参照）を有する段付き円筒状をなしている。ケース本体９１における左右の側部には、上下方向の中間部に位置させて、レバー部材８０の係合部８５ａ，８５ｂとの接触をさけるべく、逃げ部９６ａ，９６ｂが設けられている。また、図９（ａ）に示すように、ケース本体９１の背面部には、上下に延びる直線状のガイド突部９７，９７が設けられている。ガイド突部９７，９７は、前述した上ホルダ５１の切欠部６８に上下方向へガイドされる。従って、カッタカートリッジ４０は、ガイド突部９７，９７を後方に向けて、切欠部６８に合せた所定の向きでカートリッジホルダ３２に装着される。
【００５０】
ケース本体９１の内部には、上半部に設けられた取付部材９８の収容室９１ａと、下半部に設けられたカッタ軸４ｂの収容室９１ｂとが連通するように形成されている。カッタ軸４ｂの収容室９１ａにおける上端部及び下端部には、軸受１０１，１０２が設けられている。これら軸受１０１，１０２により、カッタ４は、その中心軸線Ｌ２の回りに回動可能に支持される。尚、下端部に設けられる軸受１０２は、ベアリングを使用することが望ましい。また、収容室９１ａの下端面には、軸受１０２の抜止め用の止め板１０３が設けられている。
【００５１】
前記取付部材９８は、ケース本体９１における収容室９１ａの底部に固着されている。取付部材９８には、図８（ｂ）に示す摘み部９３を取付けるための角（つの）状をなす取付孔部９８ａ，９８ｂと図８（ｃ）に示す取付片９８ｃ，９８ｃとを一体に有する。取付部材９８の中心下部には、磁石１０４が配設されていて、その磁力によりカッタ軸４ｂが上方へ吸引されている。このため、カッタ軸４ｂは、止め板１０３の貫通孔（図示略）を下方から貫通するようにして挿入されると、磁石１０４の磁力によって、止め輪８７が止め板１０３に係止される位置で中心軸線Ｌ２方向へ移動しないように保持される。これら磁石１０４及び止め板１０３は、上記した軸受１０１，１０２と共に支持部１１１を構成する。
【００５２】
ケース本体９１の外周部には、逃げ部９６ａ，９６ｂの下方に位置させてキャップ部９２の雌ねじ部１００と螺合する雄ねじ部９９が形成されている。雄ねじ部９９におけるねじピッチは、図８（ａ）に示す刃先４ａ（刃部４ｃ）の突出寸法の調整代Ａに応じて設定されている。即ち、キャップ部９２において、その下面部４０ａと刃先４ａとが揃う収容位置（図８（ａ）の２点鎖線参照）と、上端面とケース本体９１の段部９４（図８（ｃ）参照）とが当接する最大突出位置との間の距離が調整代Ａとされる。本実施形態においては、ねじピッチと調整代Ａとを略同じ寸法に設定する。この場合、キャップ部９２を収容位置から１／４回転、半回転、３／４回転させると、刃先４ａの突出量を、最大突出量Ａの１／４、１／２、３／４に順次調整することができる。また、雄ねじ部９９の軸方向の長さは、調整代Ａに比し大きく設定されている。よって、キャップ部９２を収容位置に移動させる際に、キャップ部９２をある程度余分に回転させたとしても、キャップ部９２がケース本体９１から外れることはない。
【００５３】
キャップ部９２は、ケース本体９１の段部９４，９５に対応させた径大部１０５と径小部１０６とからなり、段付きの有底円筒容器状をなしている。径大部１０５の外周面には、複数の細溝が等間隔に形成されている。複数の細溝は、径大部１０５の外周面の上下方向略中央より下方に延びるように形成される。複数の細溝は、ユーザがキャップ部９２を手指で摘まんで回転させるときに、滑り止めの作用をなす。径大部１０５の内周面には、ケース本体９１の雄ねじ部９９と螺合する雌ねじ部１００が形成されている。これらねじ部９９，１００の螺合により、キャップ部９２は、ケース本体９１に対して中心軸線Ｌ２への位置調整が可能に結合している。
【００５４】
また、径大部１０５内には、ケース本体９１下部に外装された圧縮コイルばね１０７が収容されている。それゆえ、キャップ部９２は、圧縮コイルばね１０７により常に下方へ付勢される。このため、ねじ部９９，１００の嵌合における緩みやガタつきが防止され、刃先４ａの突出量を正確に調整することができる。尚、詳しい図示は省略するが、ケース本体９１下部には、段部９５側に圧縮コイルばね１０７の上端部を係止する小突起１０８が形成されている。このため、カッタ４の交換時に、ケース本体９１からキャップ部９２を外しても、圧縮コイルばね１０７がケース本体９１から外れることはない。また、カッタ４は、ケース本体９１において磁石１０４の吸引力と止め輪８７により上下位置が保持されているので、カッタ４を交換する際には、磁石１０４の吸引力に抗して下方へ引き抜くだけで、ケース本体９１から簡単に取り外すことができる。
【００５５】
そして、径大部１０５の下部には、カートリッジホルダ３２の第１テーパ７４に当接する当接部として円錐台形部１１０が設けられている。円錐台形部１１０の表面は、径大部１０５の全周にわたって形成されたテーパ状をなしている。また、円錐台形部１１０は、第１テーパ７４と同様に、下方に向かうに従い径寸法が小さくなるように形成されている。即ち、円錐台形部１１０は、傾斜角がαに設定される共に、カッタ軸４ｂの中心軸線Ｌ２と同心状をなしている。こうして、円錐台形部１１０は、外郭ケース９０の中心軸線Ｌ２方向における刃部４ｃ寄りの部位に位置し、第１テーパ７４と嵌合するように当接する。なお、円錐台形部１１０の傾斜角は、上記の傾斜角αよりも僅かに大きい角度であってもよい。この場合、カッタカートリッジ４０をカートリッジホルダ３２から取り外すときに、円錐台形部１１と第１テーパ７４とが離れ易くなる。
【００５６】
キャップ部９２における径小部１０６の下面部４０ａは、円形をなす水平な平坦面であり、対象物Ｓに対して面接触する。下面部４０ａには、カッタ４の刃部４ｃが通過可能な孔４０ｂが形成されている。キャップ部９２は、ケース本体９１に対して、径方向には殆どガタが無い状態で組み付けられている。
具体的には、図８（ｂ）（ｃ）に示すように、キャップ部９２における雌ねじ部１００より上方の内径寸法ｄ３と、ケース本体９１における雄ねじ部９９より上方の外径寸法ｄ４との嵌め合い公差が、極力小さく設定されている。同様に、キャップ部９２における径小部１０６の内径寸法ｄ５と、ケース本体９１における下端部の外径寸法ｄ６との嵌め合い公差が、極力小さく設定されている。
【００５７】
前記摘み部９３は、ケース本体９１の上面を閉塞する蓋板１１２と、蓋板１１２の上側に設けられた摘み板１１３及び後面板１１４とを一体に有する。図８（ｂ）（ｃ）に示すように、蓋板１１２の下面には、中心部から下方に延びる棒状部１１２ａと、左右一対の爪部１１２ｂ，１１２ｂが設けられている。爪部１１２ｂ，１１２ｂが取付孔部９８ａ，９８ｂに係止されることで、摘み部９３がケース本体９１に対して取付け固定されている。棒状部１１２ａは、磁石１０４が取付部材９８から上方に外れてしまうことを防止する。
【００５８】
摘み板１１３は、蓋板１１２の左右方向の中央部に縦向きに設けられている。図８（ｃ）に示すように、摘み板１１３の先端たる上縁側は円弧状に形成されている。また、図８（ａ）に示すように、後面板１１４上縁の左右両側も円弧状に形成されている。このため、カッタカートリッジ４０は、キャップ部９２が上向きとなる姿勢、つまり摘み部９３を下にして例えば作業テーブルの上面（平面上）に置くと、自立することなく自重によって横向きに倒れるようになっている。即ち、刃先４ａがキャップ部９２から突出している状態のときに、刃先４ａが上を向いた姿勢にならないので、カッタカートリッジ４０を安全に取り扱うことができる。また、図９（ｂ）に示すように、摘み部９３の外周における後面側は、後面板１１４により平面状をなしている。このため、カッタカートリッジ４０は、横向きの姿勢で例えば作業テーブルの上面に置かれても、転がらない。よって、カッタカートリッジ４０が転がり、作業テーブルから落下して、刃先４ａが欠けてしまうことが防止される。
【００５９】
図９（ａ）に例示するように、摘み部９３の後面板１１４は、上下方向に延びる溝１１５Ａ，１１５Ｂが形成された凹凸部とされている。これらの溝１１５Ａ，１１５Ｂは、カッタカートリッジ４０の種類を特定するもので、カッタカートリッジの種類に応じて凹凸パターンを異ならせてある。即ち例えば、カッタカートリッジ４０とは別のカッタカートリッジは、後面板における中央の溝１１５Ｂが省略され、その右側（図９（ａ）では左側）に溝１１５Ｃが形成される。このため、カッタカートリッジ４０と別のカッタカートリッジは、溝１１５Ａ〜１１５Ｃの有無により識別することができる。従って、後面板における３つの溝１１５Ａ〜１１５Ｃの有無を異ならせることで、７種類のカッタカートリッジを識別することができる。
【００６０】
本実施形態では、キャリッジ１９のカートリッジホルダ３２に、カッタカートリッジの種類を識別するための検出手段として検出ユニットが設けられている。図１１に示すように、検出ユニットは、基板ホルダ１１６に設けられた３つの接触子１１７Ａ〜１１７Ｃと、基板ホルダ１１６の基板１１８に実装された３つの種類検出センサ１１９Ａ〜１１９Ｃとを備える。
【００６１】
具体的には、ホルダフレーム５０の後面側には、上アーム３７ａ，３７ｂ間に位置して前記基板ホルダ１１６が配設されている。また、キャリッジ１９には、摘み部９３の後面板１１４に臨む矩形状の孔１０９が形成されている。３つの接触子１１７Ａ〜１１７Ｃは、後面板１１４側から３つの種類検出センサ１１９Ａ〜１１９Ｃ側にわたって延びる板状をなす。図１１（ｂ）に示すように、３つの接触子１１７Ａ〜１１７Ｃの長手方向中間部には、軸部１２０が形成されている。基板ホルダ１１６には、板厚方向に並べた３つの接触子１１７Ａ〜１１７Ｃを、夫々の軸部１２０にて揺動可能に支持する軸受部１１６ａが設けられている。
【００６２】
また、３つの接触子１１７Ａ〜１１７Ｃの上寄りの部位と基板ホルダ１１６との間には、夫々引張りコイルばね１３０が掛け渡されるように設けられている。これら引張りコイルばね１３０によって、３つの接触子１１７Ａ〜１１７Ｃは、上端部が３つの種類検出センサ１１９Ａ〜１１９Ｃ側へ傾く方向、つまり下端部が孔１０９から突出して摘み部９３の後面板１１４に接触する方向へ付勢されている。
図１１（ａ）に示すように、３つの種類検出センサ１１９Ａ〜１１９Ｃが、基板１１８に設けられている。３つの種類検出センサ１１９Ａ〜１１９Ｃは検出器としての光学センサであって、フォトインタラプタからなる。３つの種類検出センサ１１９Ａ〜１１９Ｃのうち、中央に位置する種類検出センサ１１９Ｂのみが、左右の種類検出センサ１１９Ａ，１１９Ｃよりも上方にずれた位置に配置されている。これは、３つの接触子１１７Ａ〜１１７Ｃの左右方向の間隔に合わせる為である。
【００６３】
ここで、カッタカートリッジ４０がカートリッジホルダ３２に装着された時、接触子１１７Ｃは、下端部が後面板１１４に接触して揺動することに伴い、上端部が種類検出センサ１１９Ｃから離間する（図１０の２点鎖線参照）。一方、他の接触子１１７Ａ，１１７Ｂは、下端部が後面板１１４の溝１１５Ａ，１１５Ｂ側へ、上端部が種類検出センサ１１９Ａ，１１９Ｂ側へ収まるように傾いた姿勢が維持される。尚、接触子１１７Ａ〜１１７Ｃの上端部は、図１１（ｂ）に示すように種類検出センサ１１９Ａ〜１１９Ｃの配列に対応させた二股状に形成されている。このため、上記のように配置した種類検出センサ１１９Ａ〜１１９Ｃであっても、接触子１１７Ａ〜１１７Ｃの移動を確実に検出することができる。
【００６４】
上記したカッタカートリッジ４０は、切断ヘッド５のカートリッジホルダ３２に装着された状態で、上下駆動機構３３により上下動される。この上下駆動機構３３によってカッタカートリッジ４０が上昇位置から下降位置へ移動されると（図３参照）、前記刃先４ａとカッタカートリッジ４０の下面部４０ａが対象物Ｓに順次圧接することに伴い、ねじりコイルばね４３をたわませる。このときのカッタ圧は、後述する制御回路１２１（図１３参照）によって、カッタカートリッジの種類に応じて設定される。また、この場合、上記のように予めユーザにより刃先４ａの突出量が調整されており、図１２に示すように、刃先４ａが保持シート１０上の対象物Ｓを貫通して、保持シート１０に僅かに刺さっている状態となる。
【００６５】
この状態で、移送機構７により保持シート１０をＹ方向に自在に移動させると共に、カッタ移動機構８により切断ヘッド５をＸ方向に自在に移動させることにより、対象物Ｓに対する切断動作が実行される。尚、切断装置１では、例えば図１に示す保持シート１０の左角部を原点ＯとしたＸＹ座標系が設定され、そのＸＹ座標系に基づいて上記した保持シート１０（対象物Ｓ）と切断ヘッド５（カッタ４）との相対移動が行われる。
【００６６】
また、本実施形態の切断装置１は、前記対象物Ｓの画像を読取るスキャナ部６を備えている（図２、図１３参照）。詳しい図示は省略するが、スキャナ部６は、例えばＸ方向に並設された複数の撮像素子からなるラインセンサを有する密着型イメージセンサで構成されている。スキャナ部６は、前記ガイドレール２２の後ろ側に位置し、保持シート１０の幅寸法とほぼ同等の長さでＸ方向に延びて下向きに設けられている。スキャナ部６は、保持シート１０に保持された対象物Ｓ（例えば切断データの原画）の画像を読取って切断データを作成したり、対象物Ｓが保持された位置や対象物Ｓの大きさを検出するために用いられる。
【００６７】
次に、切断装置１の制御系の構成について、図１３を参照しながら説明する。切断装置１全体の制御を司る制御回路（制御手段）１２１は、コンピュータ（ＣＰＵ）を主体に構成されており、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２３、外部メモリ１２４が接続されている。
ＲＯＭ１２２には、切断動作を制御するための切断制御プログラムや、切断データ作成のプログラム、ディスプレイ９ａの表示を制御する表示制御プログラム等の各種制御プログラムが記憶されている。また、ＲＯＭ１２２には、３つの種類検出センサ１１９Ａ〜１１９Ｃからの検出情報と切断情報とを対応させた切断情報テーブルが記憶されている。切断情報テーブルは、切断情報としてカッタカートリッジの種類毎に設定された前記カッタ圧のデータや相対移動速度（Ｙ軸モータ１５、Ｘ軸モータ２５の速度データ）を含む。ＲＡＭ１２３には、各種処理に必要なデータやプログラムが一時的に記憶される。
【００６８】
制御回路１２１には、スキャナ部６からの読取画像信号、前記プラテン３上へセットされた保持シート１０の先端部を検出するシート検出センサ１２６の信号、各種操作スイッチ９ｂの操作信号が入力される。また、制御回路１２１には、上昇位置検出センサ４５の信号や、種類検出センサ１１９Ａ〜１１９Ｃの信号が入力される。前記外部メモリ１２４には、複数種類の模様について、その模様を切断するための切断データが記憶されている。前記切断データは、基本サイズ情報及び切断ラインデータと、表示用のデータとを含んだものである。基本サイズ情報は、模様の縦横の大きさを表す値で、模様の形状に対応する形状データである。前記切断ラインデータは、複数の線分からなる切断ラインの頂点を夫々ＸＹ座標によって示した座標値のデータからなり、切断装置１のＸＹ座標系で規定されている。
【００６９】
また、制御回路１２１には、ディスプレイ９ａが接続されている。ディスプレイ９ａの画面には、模様選択画面、配置表示画面等が表示される。ユーザは、ディスプレイ９ａの表示を見ながら、各種操作スイッチ９ｂを操作することにより、所望する模様を選択したり、切断位置を設定したりすることができる。更に、制御回路１２１には、Ｙ軸モータ１５、Ｘ軸モータ２５、Ｚ軸モータ３８を夫々駆動する駆動回路１２７，１２８，１２９が接続されている。制御回路１２１は、切断制御プログラムの実行により、Ｙ軸モータ１５、Ｘ軸モータ２５、Ｚ軸モータ３８等を制御し、保持シート１０上の対象物Ｓに対する切断動作を自動で実行させる。
【００７０】
制御回路１２１は、当該切断動作の実行前に、スキャナ部６による画像読取り動作の実行が可能とされている。この場合、切断用の対象物Ｓを保持した保持シート１０を、移送機構７によってプラテン３の後部側へＹ方向に移動させながら、その移動に同期してスキャナ部６による読取動作を行うことにより、対象物Ｓの読取画像を取得する。そして、読取画像を周知の画像処理の手法で処理して、保持シート１０上の対象物Ｓの位置及び大きさを抽出し、ディスプレイ９ａへの表示や切断位置の決定などを行う。この後、前述した模様の切断ラインデータに基づき、対象物Ｓを保持した保持シート１０と切断ヘッド５と相対移動させることにより、模様の輪郭線に沿って対象物Ｓを切断する上記の切断動作を実行する。尚、保持シート１０に、切断データ作成用の原画が描かれた紙や写真等のシート状の読取専用の対象物Ｓを保持し、その対象物Ｓの画像を読取って切断データを作成することができる。
【００７１】
さて、上記のようにカッタカートリッジ４０を用いて対象物Ｓを切断する構成にあっては、切断ヘッド５のカートリッジホルダ３２に対するカッタカートリッジ４０の装着状態（取付状態）が僅かに変化すると、切断データに基づく本来の切断ラインからのずれが生じる虞がある。特に、カッタカートリッジ４０に上下にガタが生じ（或は刃先４ａの突出量の調整が正確に行われずに）、対象物Ｓに対する切り込み深さが浅くなると、対象物Ｓを確実に切断できないことがある。一方、対象物Ｓに対する切り込み深さが増すと、刃先４ａが被切断物から受ける抵抗力が大きくなって切れ味が低下し、刃先４ａの破損の虞が高まる。また、本実施形態の切断装置１はスキャナ部６を備え、前記読取画像に基づき対象物Ｓの位置及び大きさを抽出して、切断位置を決定する構成にある。このため、カッタカートリッジ４０の取付け精度によっては、切断ラインの対象物Ｓに対する位置関係がずれる虞がある。
【００７２】
そこで、本実施形態の切断装置１では、上記したカッタカートリッジ４０の円錐台形部１１０とカートリッジホルダ３２の第１テーパ７４とが当接することにより、カッタ４の中心軸の位置が所定位置に精度良く位置決めされる。また、カートリッジホルダ３２に装着されたカッタカートリッジ４０は、レバー部材８０で押圧固定されるため、カッタ４のずれが防止され、高精度な切断が可能とされている。
【００７３】
次に、上記構成の作用について、図１４、図１５も参照しながら説明する。以下では、保持シート１０に対し、例えば図１に示すように切断する対象物Ｓとして紙を貼り付け、紙に対応したカッタカートリッジ４０を装着する場合を例に説明する。尚、切断装置１において、対象物Ｓの切断開始前の状態では、カートリッジホルダ３２が上昇位置に移動され、前記レバー部材８０は開放位置にあるものとする。
【００７４】
ユーザは、予めカッタカートリッジ４０のキャップ部９２を回動操作して、刃先４ａの突出量が対象物Ｓの厚みより若干大きくなるように調整する。この場合、キャップ部９２は、圧縮コイルばね１０７の付勢力により、ねじ部９９，１００における緩みやガタつきが防止されており、刃先４ａの突出量を正確に調整することができる。そして、ユーザは、カッタカートリッジ４０の摘み板１１３を摘んで、その外郭ケース９０におけるキャップ部９２側（刃先４ａ側）を下向きにし、カートリッジホルダ３２に装着する。この装着は、単に、カッタカートリッジ４０を上ホルダ５１と下ホルダ５２に対して上側から順に挿通することにより行われる。詳細には、カッタカートリッジ４０は、摘み板１１３を左右から摘んで後面板１１４を後側に向けた状態で上ホルダ５１に挿通すれば、そのホルダ５１の切欠部６８にガイド突部９７，９７がガイドされる所定の向きでセットされる。この場合、カッタカートリッジ４０は、ケース本体９１が上ホルダ５１の内周部で支持され（図１５参照）、キャップ部９２の円錐台形部１１０が下ホルダ５２の弾性部７６ａ〜７６ｄの第１テーパ７４に当接する。
【００７５】
そして、ユーザは、レバー部材８０の操作部８２を摘んで、レバー部材８０を開放位置から固定位置へ切り換えるように揺動させる。このとき、レバー部材８０の係合部８５ａ，８５ｂがキャップ部９２の上端たる周縁端に係合してキャップ部９２を下方へ押圧する。これに伴い、カッタカートリッジ４０は、円錐台形部１１０の下面側が規制部７７ａ，７７ｂに当接して下方への移動が不能に規制されると共に（図１４参照）、第１テーパ７４に当接した円錐台形部１１０が弾性部７６ａ〜７６ｄを下方へ弾性変形させた状態で固定される（図１５参照）。こうして押圧固定されたカッタカートリッジ４０は、カッタ４の中心軸線Ｌ２とカートリッジホルダ３２の中心軸線Ｌ１とが一致する所定位置に位置決めされる。
【００７６】
また、この場合、カートリッジホルダ３２において、セットされたカッタカートリッジ４０の後面板１１４に接触子１１７Ｃが接触して揺動する一方（図１０の２点鎖線参照）、他の接触子１１７Ａ，１１７Ｂは、後面板１１４の溝１１５Ａ，１１５Ｂに収まるように傾いた姿勢が維持される。これにより、制御回路１２１は、３つの接触子１１７Ａ〜１１７Ｃの移動の有無を、３つの種類検出センサ１１９Ａ〜１１９Ｃにより検出することで、カッタカートリッジ４０の種類を識別する。
【００７７】
ユーザは、カッタカートリッジ４０を装着した後、切断装置１のプラテン３上に、対象物Ｓを保持した保持シート１０をセットする。このとき、シート検出センサ１２６によって、保持シート１０が挿入されたことが検出されると、移送機構７により保持シート１０をスキャナ部６側へ搬送して、前述した画像読取りの処理が行われ、保持シート１０上の対象物Ｓの位置及び大きさが抽出される。また、ユーザは、各種操作スイッチ９ｂを操作することによって、外部メモリ１２４に記憶されている切断データの中から所望する模様の切断データを選択すると共に、切断開始を指示する。
【００７８】
ここで、制御回路１２１は、抽出した対象物Ｓの位置及び大きさに基づいて、当該対象物Ｓにおける前記模様の切断位置を設定する。また、制御回路１２１は、接触子１１７Ａ〜１１７Ｃの検出信号に基づき、前記切断情報テーブルを照合して、カッタカートリッジ４０の種類に応じた前記カッタ圧のデータや速度データを設定する。このため、切断装置１における切断動作にあっては、切断データと速度データに基づきＹ軸モータ１５及びＸ軸モータ２５を駆動させることで、対象物Ｓの種類に適した切断速度で模様を切断することができる。また、切断時には、カッタ圧のデータに基づき対象物Ｓに対し適したカッタ圧が作用するため、当該カッタ圧との関係で、対象物Ｓの保持シート１０からのずれを防止し、モータ１５，２５が脱調しないように制御することができる。また、カッタカートリッジ４０は、カートリッジホルダ３２においてレバー部材８０により押圧固定され且つ弾性部７６ａ〜７６ｄの弾性力によりガタつかないように保持されるため、総じて安定した高精度な切断を行うことができる。
【００７９】
対象物Ｓの切断が終了し、当該対象物Ｓとは別の種類の対象物である例えば布を切断する場合、カッタカートリッジ４０を別の布用カッタカートリッジに交換する。この場合、ユーザは、レバー部材８０を固定位置から開放位置へ切り換え、カッタカートリッジ４０の固定状態を開放する。次いで、カッタカートリッジ４０の摘み板１１３を摘んで引き上げることにより、カッタカートリッジ４０をカートリッジホルダ３２から外す。尚、別の布用カッタカートリッジの装着については、カッタカートリッジ４０と同様、カートリッジホルダ３２に対して確実且つ簡単に装着することができ、カッタ４の中心軸線Ｌ２を所定位置に位置決めすることができる。
【００８０】
以上のようにカッタカートリッジ４０は、その外郭ケース９０に当接部を有し、カートリッジホルダ３２は、当接部に当接する被当接部を有しており、これら当接部と被当接部とのうち少なくとも何れか一方が、カッタ４の基部の中心軸（中心軸線Ｌ２）と同心状のテーパ状に形成され、カッタカートリッジ４０をカートリッジホルダ３２に装着する際に、当接部と被当接部とが当接することにより、カッタ４の中心軸線Ｌ２を所定位置に位置決めするように構成されている。
これによれば、カッタカートリッジ４０は、その外郭ケース９０の当接部とカートリッジホルダ３２の被当接部とが当接するテーパ状の部分で、カッタ４の中心軸線Ｌ２が当該テーパ状の部分と同心状をなす所定位置に位置決めされる。このため、カッタカートリッジ４０の交換等に伴うカッタ４（刃部４ｃ）の中心軸線Ｌ２のずれを防止することができ、高精度な切断が可能となる。
【００８１】
カッタカートリッジ４０の当接部は前記テーパ状に形成され、カートリッジホルダ３２の被当接部は、当接部の少なくとも一部と接触するテーパ状に形成されている。これによれば、カッタカートリッジ４０の当接部とカートリッジホルダ３２の被当接部との双方がテーパ状をなすため、カッタカートリッジ４０の取付け精度をより向上させることができる。
【００８２】
前記当接部は、外郭ケース９０の前記中心軸線Ｌ２方向における刃部４ｃ寄りの部位に形成されている。これによれば、カッタカートリッジ４０において、当接部を刃部４ｃに近接させることができ、その刃部４ｃ寄りの部位でカッタ４をより確実且つ正確に位置決めすることができる。
【００８３】
前記外郭ケース９０は、その内部に設けられカッタ４の基部を、中心軸線Ｌ２を回動中心として回動可能に且つ中心軸線Ｌ２方向に移動不能に支持する支持部１１１と、刃部４ｃの周囲を囲うキャップ部９２とを備え、当接部は、キャップ部９２の全周にわたって形成されている。これによれば、キャップ部９２の全周にわたって当接部が形成されているため、カッタカートリッジ４０又はキャップ部９２の周方向の位置如何に係らず、より高精度のカッタ４の位置決めを行うことができる。また、カッタカートリッジ４０について、キャップ部９２に当接部を形成し、外郭ケース９０の内部でカッタ４の基部を支持した簡単な構成で、正確な位置決めを実現することができる。
【００８４】
キャップ部９２は、前記支持部１１１に対する中心軸線Ｌ２方向への位置調整が可能に構成されている。これによれば、カッタカートリッジ４０における中心軸線Ｌ２方向へのキャップ部９２の位置調整により、刃部４ｃの突出寸法を変更することができ、使い勝手のよいものとすることができる。
一方、カッタカートリッジ４０がカートリッジホルダ３２に装着されて、レバー部材８０によってキャップ部９２が押圧固定されているときには、当然ながら、キャップ部９２は回転することなく固定された状態にある。よって、切断動作を実行しても、キャップ部９２から突出する刃部４ｃの突出寸法が勝手に変化することはない。
【００８５】
前記外郭ケース９０は、キャップ部９２とは反対側の端部に摘み部９３を備え、カッタカートリッジ４０を、キャップ部９２が上向きの姿勢にて平面上に置いたとき、自重によって横向きに倒れるように、摘み部９３の先端は円弧状に形成されている。従って、カッタカートリッジ４０は、キャップ部９２が上向きの姿勢では自立しない。このため、仮にキャップ部９２から刃部４ｃが露出していたとしても、その刃部４ｃが上向きにはなることはなく、安全性を高めることができる。
【００８６】
前記外郭ケース９０は、カッタカートリッジ４０の種類を識別可能な識別部を備え、カートリッジホルダ３２に装着された際に、キャリッジ１９（当該カートリッジホルダ３２）に設けられた検出手段が前記識別部を検出することに基づき、カッタカートリッジ４０の種類が検出される構成とした。これによれば、切断装置１において、検出手段によりカッタカートリッジ４０の種類を識別することができる。従って例えば、カッタカートリッジ４０の種類毎に、切断装置１における前記カッタ圧や前記相対移動速度を設定することで、対象物Ｓに応じた切断を行うことが可能となる。
前記識別部は、摘み部９３に設けられた凹凸部であることから、簡単且つ安価な構成で、カッタカートリッジ４０の種類を識別することができる。
【００８７】
＜その他の実施形態＞
図１６及び図１７は、本発明の第２実施形態及び第３実施形態を示すものであり、既述の部分と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる点につき説明する。
図１６に示す第２実施形態のキャップ部９２には、径大部１０５の上下方向の略中間に位置させて環状凸部１３１が設けられている。環状凸部１３１は、径大部１０５の全周にわたって径方向外側へ張り出しており、キャップ部９２の周縁端となる。このカッタカートリッジ４０がカートリッジホルダ３２に装着された状態で、レバー部材８０は、固定位置において係合部８５ａ，８５ｂが環状凸部１３１に上側から係合して、キャップ部９２を下方へ押圧するように構成されている。これら係合部８５ａ，８５ｂと環状凸部１３１との係合により、カッタカートリッジ４０は、円錐台形部１１０の下面側が規制部７７ａ，７７ｂに当接し、且つ円錐台形部１１０が弾性部７６ａ〜７６ｄを弾性変形させた状態で固定される。
【００８８】
図１７に示す第３実施形態のキャップ部９２には、径大部１０５の上部に位置させて環状凹部１３２が設けられている。環状凹部１３２は、径大部１０５の全周にわたって径方向内側へ窪む溝状をなしており、その下端にキャップ部９２の上端と平行な周縁端１３２ａを形成する。このカッタカートリッジ４０がカートリッジホルダ３２に装着された状態で、レバー部材８０は、固定位置において係合部８５ａ，８５ｂが環状凹部１３２に位置し且つ周縁端１３２ａに上側から係合して、キャップ部９２を下方へ押圧するように構成されている。これら係合部８５ａ，８５ｂと周縁端１３２ａとの係合により、カッタカートリッジ４０は、円錐台形部１１０の下面側が規制部７７ａ，７７ｂに当接し、且つ円錐台形部１１０が弾性部７６ａ〜７６ｄを弾性変形させた状態で固定される。従って、第２実施形態及び第３実施形態の構成によっても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００８９】
尚、本発明は上記しかつ図面に示す実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。本発明は、上記したカッティングプロッタとしての切断装置１に限られず、切断機能を備えた各種の装置に適用できるものである。
前記当接部としての円錐台形部１１０及び被当接部としての第１テーパ７４の如く、当接部及び被当接部の双方を前記のテーパ状に形成してもよいし、当接部及び被当接部のうちの何れか一方を、前記のテーパ状に形成してもよい。例えば、弾性部７６ａ〜７６ｄについて、より大きく撓むように肉厚を小さく設定し、且つ第１テーパ７４を省略する。この弾性部でも、カッタカートリッジ４０をレバー部材８０により押圧固定することに伴い、円錐台形部１１０に沿って弾性変形させることができ、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００９０】
また、カートリッジホルダ３２は、上ホルダ５１と下ホルダ５２を備えた構成に限らず、例えば第１テーパ７４を有する１つのホルダで構成する等、適宜変更してもよい。
カッタカートリッジ４０におけるキャップ部９２や摘み部９３等の形状は、上記構成に限定するものではない。例えば、キャップ部９２の円錐台形部１１０に代えて、キャップ部９２の周方向に所定間隔でテーパ状の部分を形成してもよい。また、摘み部９３の先端側の形状は、上記した円弧状若しくは曲面状に限らず、傾斜状若しくは斜面状に形成してもよい。即ち、カッタカートリッジ４０を、キャップ部９２が上向きの姿勢にて平面上に置いたとき、自重によって横向きに倒れるように、摘み部９３の先端を傾斜状に形成する。これにより、第１実施形態と同様、安全性を高めることができる。
【符号の説明】
【００９１】
Ｓ    被切断物
Ｌ２  中心軸
１    切断装置
４    カッタ
４ｂ  基部
４ｃ  刃部
７    移送機構（相対移動手段）
８    カッタ移動機構（相対移動手段）
１９  キャリッジ
３２  カートリッジホルダ
４０  カッタカートリッジ
７４  被当接部
９０  外郭ケース
９２  キャップ部
９３  摘み部
１１０  当接部
１１１  支持部
１１７Ａ〜１１７Ｃ  接触子（検出手段）
１１９Ａ〜１１９Ｃ  種類検出センサ（検出手段）
【図１】
2014108464.tif 000003
【図２】
2014108464.tif 000004
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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