(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材に対し圧接離反するよう設けられた切断部材をシート材表面に圧接するとともに、切断データに基づいてシート材に対して相対的に移動することにより、当該シート材を所望の形状に切断する切断手段と、上記シート材に対し圧接離反するよう設けられた罫引き部材をシート材表面に押圧するとともに、罫線データに基づいてシート材に対して相対的に移動することにより、当該シート材表面に凹状の溝部である罫線を形成する罫引き手段と、上記シート材表面上に形成された基準図形を検出する基準図形検出センサ機構とを有した罫引き機能を有するカッティングプロッタにおいて、
上記基準図形検出センサ機構により検出した基準図形に基づいて、上記切断手段によりシート状部材を貫通する基準切断図形を形成し、当該基準切断図形の位置を上記基準図形を含む印刷等が施された面と反対の面より検出し、これに基づき上記基準図形を含む印刷等が施された面と反対の面に形成すべき罫線データを補正し、当該補正した罫線データに基づいて上記基準図形を含む印刷等が施された面と反対の面に罫線を形成することを特徴とする罫引き機能を有するカッティングプロッタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、段ボールよりなるシート状部材を箱体が展開された形状に切断すると共に、この箱体を組み立てる際に折り曲げるべき部分に、凹状の溝である押圧跡（罫線）を形成する装置に好適な罫引き機能を有するカッティングプロッタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５および図６は、この種の装置として利用可能なカッティングプロッタの構成を示す図であり、このカッティングプロッタにおいては、切断部によりシート材を箱体が展開された形状に切断すると共に、箱体を組み立てる際に折り曲げるべき部分に、罫引き部により凹状の溝である罫線を形成するよう構成されている。図において１はカッティングプロッタ本体、２はＹバー、３はペンブロック、４はカッティング部、５は罫引き部、７は切断されるシート状部材の一例である段ボールである。Ｙバー２の摺動子２１はプロッタ本体１のレール材に対して摺動するように設けられており、これによりＹバー２はＸ軸方向に移動可能となるよう構成されている。また、プロッタ本体１のＸ軸方向の一端側には駆動モータ２４とこれに係合する歯車機構２３、その他端側に設けられたプーリ２２の間に架渡された伝達ベルト２５が設けられており、この駆動モータ２４を回転駆動させることにより、伝達ベルト２５に取りつけられたＹバー２をＸ軸方向に移動制御する。ペンブロック３の摺動子３１は、Ｙバー２に沿ってＹ方向に摺動するよう設けられており、また、Ｙバー２のＹ軸方向一端側に固定された駆動モータ３４とこれに係合する歯車機構３３、および他端側に設けられたプーリ３２の間に架渡された伝達ベルト３５が設けられている。この伝達ベルト３５にＹバー２の摺動子３１が取り付けられており、駆動モータ３４を回転駆動させてペンブロック３をＹ軸方向に移動制御するよう構成されている。よって、Ｙバー２およびペンブロック３を制御装置により駆動させることにより、ペンブロック３に設けたカッティング部４および罫引き部５をプロッタ本体１の載置テーブル１０上に載置した段ボール７に対して所望の軌跡で２次元方向に移動可能に設けられている。
【０００３】
カッティング部４および罫引き部５は、各々独立にペンブロック３に対して昇降可能となるよう取り付けられている。図７のペンブロック３の構成図に示されるとおり、これらのカッティング部４および罫引き部５は、それぞれペンブロック３の摺動子３１に固定して取り付けられた基台３０と、この基台３０に取り付けられたペンアクチュエータ３６、スライド軸３７、このスライド軸３７に摺動するとともにペンアクチュエータ３６により上下動されるペンアーム３８、このペンアーム３８に取り付けられるペンホルダ３９とを有している。このペンホルダ３９に、カッティングペン４１および罫引き部材５１が取り付けられる。また、ペンアーム３８と基台３０との間にはペンアーム３８の高さ、すなわちカッティングペン４１（或いは罫引き部材５１）の高さを検出するための高さ検出器６５が設けられている。また、このカッティングプロッタの制御装置はこの高さ検出器６５の出力を監視するとともに、上記ペンアクチュエータ３６に付与する電流（或いは電圧）を制御して、カッティングペン４１或いは罫引き部材５１の圧接・離反（上下動）ならびにシート状部材７への押圧力（筆圧）を制御するよう設けられている。
このカッティングプロッタにおいては、カッター刃がカッティングペン４１に対して回転可能となる構造を有しており、シート状媒体７を切断する際にはカッター刃の刃先が常にその移動方向に向けられるよう構成されている。また、罫引き部５の罫引き部材５１は、その先端部分が球状あるいは面取り加工が施される等により角部のない滑らかな形状を有しており、シート状媒体７に押圧された状態で移動することにより、その表面部分に凹状の溝部である罫線を形成するよう構成されている。
【０００４】
このカッティングプロッタにより、シート状媒体である段ボール７より展開された状態の箱体を作成する場合は、先ず、プロッタ本体１の載置テーブル１０上に段ボール材７を載置し、作成する箱体の外形データに基づいてＹバー２およびペンブロック３を制御装置により駆動させてＸＹ平面上に移動させるとともに、カッティング部４のカッティングペン４１を選択的に段ボール材７に圧接させてこれを切断する。段ボール７を箱体の展開形状に切断した後に、折り曲げ線データ（すなわち罫線データ）に基づいてＹバー２およびペンブロック３を制御装置により駆動させてＸＹ平面上に移動させるとともに、罫引き部５の罫引き部材５１を選択的に段ボール材７に押圧して、その表面上に箱体を組み立てる際の折り目部分となる罫線を形成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このカッティングプロッタにより、予めその表面上に図形等の印刷が施されたシート状媒体を用いてこれを切断し、箱体を組み立てた際にこの図形等の印刷部分が所定の位置に現れるようにする場合、カッティングプロッタのＸＹ平面の座標軸と、シート状媒体の座標軸とを正確に合致させて切断する必要があり、このカッティングプロッタとシート状媒体の座標軸合わせのために、従来はシート状媒体の表面に図形等の印刷を施す際にその座標軸を表示する基準図形（いわゆるトンボ）を形成するとともに、カッティングプロッタにおいては、ペンブロック３にこの基準図形を読み取るためのセンサ機構を設け、切断動作前にペンブロック３を移動させて、このセンサ機構によりシート状媒体上に形成された基準図形の座標検出を行い、検出した座標軸に基づいて切断データを補正した上でカッティング動作を行うよう構成し、これによりシート状媒体の位置合わせ作業を容易にするとともにシート状媒体とカッティングプロッタの座標軸を正確に合致させるよう設けられていた。
しかしながら、このシート状媒体を用いて箱体を作成する場合であって、上記図形等が印刷された表面がこの箱体の表側になるように折り曲げる為の罫線を形成する際には、基準図形が形成された面を下にしてシート状媒体を載置テーブル１０上に載置しなければならず、この基準図形をセンサ機構により検出することができないので、カッティングプロッタとシート状媒体の座標軸合わせが非常に困難なものとなり、箱体を組み立てた際に印刷された図形が所望の位置に現れない等の不具合を生じていた。
【０００６】
本発明はこの不具合を解決するためになされたもので、印刷等が施された面と反対側であってもシート状媒体と装置本体の座標軸を正確に合致させて罫線を形成することができるカッティングプロッタを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のカッティングプロッタにおいては、基準図形検出センサ機構により検出した基準図形に基づいて、切断手段によりシート状部材を貫通する基準切断図形を形成するよう構成した。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の罫引き機能を有するカッティングプロッタを説明する。
図１は本発明の罫引き機能を有する採用したカッティングプロッタの構成を示す図であり、上述の従来のカッティングプロッタと同等部分については同一符号をもって示されている。
図において６は各種制御を行う制御部であり、コンピュータ等の上位装置から送信される切断データおよび罫線データに基づいて、カッティング部４による切断データおよび罫引き部５による罫引きデータを作成する制御装置６０、制御装置６０から送信される切断データおよび罫引きデータに基づいてＸ軸駆動制御手段６２，Ｙ軸駆動制御手段６３およびＺ軸駆動制御手段６４を各々駆動制御する駆動制御部６１により構成されている。
Ｘ軸駆動制御手段６２は、Ｙバー２のＸ軸方向の位置を検出するとともにこれを所望の位置に移動制御する駆動モータ２４を、Ｙ軸駆動制御手段６３は、ペンブロック３のＹ軸方向の位置を検出するとともにこれを所望の位置に移動制御する駆動モータ３４を、また、Ｚ軸駆動制御手段６４は、カッティングペン４１或いは罫引き部材５１をシート材７に圧接離反させるとともにその押圧力を制御するペンアクチュエータ３６を、それぞれ駆動制御する。
ペンブロック３（基台３０或いは摺動子３１）には、基準図形を検出する基準図形検出センサ部８が設けられており、この基準図形検出センサ部８は、反射方フォトセンサよりなるＸ軸検出センサ８１と、Ｙ軸検出センサ８２により構成されており、各々基準図形のＸ軸上および基準図形のＹ軸上の座標点を検出し、これらの基準図形データを制御装置６０に送信する。
【０００９】
次に、本発明の罫引き機能を有するカッティングプロッタにより、予め印刷等が施された面の反対の面に罫線を形成する場合を説明する。
本発明のカッティングプロッタにおいては、先ず被切断媒体である段ボール７に対して基準切断図形の形成作業を行う。
この基準切断図形の形成動作において、操作者は段ボール７を記録が施された面を上側に向けてプロッタ本体の載置テーブル１０上に載置する。
図３は（予め図形，文字等の印刷とともに、図形等の基準点を示す基準図形、すなわちトンボＭ１〜Ｍ４が予め施されている。）段ボール７を示す図であり、また図中一点鎖線は作成すべき箱体の外形データ、すなわち切断データを示し、さらに点線は折り曲げ線データ、すなわち罫線データを示している。また、段ボール７上に形成されているトンボの線幅は予め決められているものとする。
【００１０】
基準切断図形形成動作においては、初めに基準図形の位置検出を行う。
すなわち、制御装置６０はＸ軸検出センサ８１を動作させながらペンブロック３をＸ軸方向に移動するよう駆動制御装置６１を制御する。制御装置６０は、ペンブロック３を＋Ｘ方向に移動させながらＸ軸検出センサ８１の出力を監視し、図２（ｂ）に示す標準図形Ｍ１のＸ軸標線の左端を検出する。この標準図形Ｍ１のＸ軸標線の左端を検出すると、制御装置６０はペンブロック３を所定量＋Ｘ方向に移動させた後、−Ｘ方向に移動させながら標準図形Ｍ１のＸ軸標線の右端を検出する。制御装置６０は、これら検出した標準図形Ｍ１のＸ軸標線の両端座標の中間点Ａの座標を算出し、これを標準図形Ｍ１のＸ軸標線の中心線上の点として、記憶手段に格納する。
続いて制御装置６０は、Ｙ軸検出センサ８２を動作させながら標準図形Ｍ１の下端および上端を検出し、これら検出した両端座標の中間点Ｂの座標を算出し（図２（ｂ）下図）、これを標準図形Ｍ１のＹ軸標線の中心線上の点として格納する。
【００１１】
次に制御装置６０は、標準図形Ｍ２のＸ軸標線の左端および右端を検出して、その中心線上の点Ｃの座標を算出し、続いてＹ軸標線の下端および上端を検出して、その中心線上の点Ｄの座標を算出する。
【００１２】
この二つの標準図形Ｍ１，Ｍ２におけるそれぞれのＸ軸，Ｙ軸標線の中心線上の点Ａ〜Ｄの座標を用いて、制御装置６０は各々の標準図形Ｍ１，Ｍ２における基準点であるＸ軸，Ｙ軸標線の交点Ｐ１，Ｐ２（図２（ａ））を算出する。
すなわち、上記算出した２つの点ＢおよびＤを通る直線が、Ｍ１，Ｍ２の２つのＹ軸標線の中心線と一致するので、この点ＢおよびＤを通る直線に対して、点Ａから垂線をおろしたその交点が標準図形Ｍ１における基準点Ｐ１となり、同様に点Ｂ，Ｄを通る直線に対して点Ｃから垂線をおろし、その交点Ｐ２の座標を標準図形Ｍ２における基準点とし、これらの座標値を記憶手段に格納する。
また、同様の手順でもって標準図形Ｍ３，Ｍ４の基準点を算出し、制御装置６０はその座標値を格納，保持する。
【００１３】
各標準図形Ｍ１〜Ｍ４の基準点およびＸ軸，Ｙ軸標線の中心線上の点の座標を算出した後、制御装置６０は基準切断図形の切断データ（軌跡）を算出する。
すなわち、標準図形Ｍ１においては、図２（ｃ）に示すように、Ｘ軸標線の中心線（Ｐ１，Ａを通る直線）およびＹ軸標線の中心線（Ｐ１，Ｂを通る直線）より各々所定距離ｋだけ離反した平行線上の点ａ〜ｆの座標を算出する。この所定距離ｋの値は、標準図形の線幅等により予め設定された値であり、これら値はＲＯＭ６５に格納されているものである。
制御装置６０は、算出した点ａ〜ｆを基準切断図形データとして、駆動制御装置６１を駆動制御して点ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆ−ａの順の軌跡でカッティング部４により段ボール７の切断を行い、標準図形Ｍ１におけるＸ軸標線としての基準切断図形Ｍ１（Ｘ）およびＹ軸標線としての基準切断図形Ｍ１（Ｙ）を形成する。
同様に、標準図形Ｍ２〜Ｍ４についても各々基準切断図形データを作成し、切断動作を行う。
これらの動作により切断した部分を除去して、基準切断図形形成動作が完了する。
【００１４】
基準切断図形の形成が完了した段ボール７に対して罫線を形成する場合、操作者は基準切断図形部分が除去された段ボール７を、その印刷等が施された面を下側に向けてプロッタ本体の載置テーブル１０上に載置する。（図３（ｂ））
次に制御装置６０は、各標準図形Ｍ１〜Ｍ４部分に形成された基準切断図形の位置検出動作を行う。
この基準切断図形の位置検出動作は、上述の基準図形検出動作と同様の動作により行われ、図３（ｂ）に示す基準切断図形Ｍ１（Ｘ）、Ｍ１（Ｙ）について説明すると、制御装置６０は基準図形検出センサ部８を動作させながらペンブロック３を＋Ｘ軸方向に移動させて、基準切断図形Ｍ１（Ｘ）の左端を検出する。その後、Ｍ１（Ｘ）の右端を検出し、その中間点Ｅの座標を算出する。同様に、基準切断図形Ｍ１（Ｙ）の上端および下端を検出して、その中間点Ｆの座標を算出する。さらに同様の手順により、図３（ｂ）に示す基準切断図形Ｍ２（Ｘ）、Ｍ２（Ｙ）における各々の中心線上の点Ｇ、Ｈを算出し、これら算出した座標値より基準切断図形Ｍ１（Ｘ），Ｍ１（Ｙ）の基準点Ｒ１、および基準切断図形Ｍ２（Ｘ），Ｍ２（Ｙ）の基準点Ｒ２の座標を算出する。
【００１５】
この基準点Ｒ１は、段ボール７のその反対側表面に形成された基準図形Ｍ１の基準点Ｐ１と正確に一致し、同様に基準切断図形Ｍ２（Ｘ），Ｍ２（Ｙ）の基準点Ｒ２は、その反対側表面に形成された基準図形Ｍ２の基準点Ｐ２と一致する。
以降同様の検出動作により基準切断図形Ｍ３（Ｘ），Ｍ３（Ｙ）の基準点Ｒ３、基準切断図形Ｍ４（Ｘ），Ｍ４（Ｙ）の基準点Ｒ４をそれぞれ算出する。
【００１６】
これら算出した基準点Ｒ１〜Ｒ４の座標値に基づいて、制御装置６０は上位装置から送信される罫線データ（折り曲げ線データ）を補正するとともに、この補正した罫線データに基づいて、駆動モータ２４を回転駆動させてＹバー２をＸ軸方向に移動させるとともに、駆動モータ３４を回転駆動させてペンブロック３をＹ軸方向に移動させることにより、ペンブロック３に設けた罫引き部５を、図３に点線により示される箱体の折り曲げ部に応じた軌跡で移動させ、同時に罫引き部材５１を選択的に下降させて段ボール７に圧接し、罫線を形成する。
【００１７】
罫線の形成が完了すると、操作者は段ボール７を印刷等が施された面を上側に向けてプロッタ本体の載置テーブル１０上に載置し、上記基準切断図形の位置検出動作と同様の検出動作を行うことにより、基準図形Ｍ１〜Ｍ４の基準点Ｐ１〜Ｐ４の座標値を算出する。
これら算出した基準点Ｐ１〜Ｐ４の座標値に基づいて、制御装置６０は上位装置から送信される切断データ（外形データ）を補正するとともに、この補正した切断データに基づいて駆動モータ２４を回転駆動させてＹバー２をＸ軸方向に移動させるとともに、駆動モータ３４を回転駆動させてペンブロック３をＹ軸方向に移動させることにより、ペンブロック３に設けたカッティング部４を、図２に実線により示される箱体の外形に応じた軌跡で移動させ、同時にカッティングペン４１を選択的に下降させて段ボール７に圧接してこれを切断する。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明のカッティングプロッタにおいては、基準図形検出センサ機構により検出した基準図形に基づいて、切断手段によりシート状部材を貫通する基準切断図形を形成するよう構成したので、印刷等が施された面と反対側であってもシート状媒体と装置本体の座標軸を正確に合致させて罫線を形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカッティングプロッタの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のカッティングプロッタによる基準図形の読取方法の説明図である。
【図３】切断および罫線データ並びに基準図形を示す図である。
【図４】基準切断図形の検出動作および基準点の算出方法の説明図である。
【図５】この種のカッティングプロッタの構成を示す図である。
【図６】この種のカッティングプロッタの構成を示す図である。
【図７】この種のカッティングプロッタにおけるペンブロックの構成を示す図である。
【符号の説明】
１    カッティングプロッタ本体
２    Ｙバー
３    ペンブロック
４    カッティング部
５    罫引き部
６    制御部
７    シート状部材
８    基準図形検出センサ部
【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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