カッター装置、および媒体加工方法
【課題】図案が形成された媒体を短時間で加工できるカッター装置を提供する。
【解決手段】媒体Sの搬送ユニット20と、それぞれにカッター刃41を有する複数のカッターユニット(40a〜40f)と、搬送方向と直交する走査方向に複数のカッターユニットを個別に移動させるキャリッジユニット30と、制御部10を備え、制御部は、複数のカッター刃のうち、同種の2以上のカッター刃の刃先42を媒体に当接させつつ、搬送ユニットとキャリッジユニットを制御してカッター刃と媒体とを相対的に移動させることで、2以上のカッター刃の刃先による2以上の軌跡を媒体に形成させる、カッター装置1としている。
【解決手段】媒体Sの搬送ユニット20と、それぞれにカッター刃41を有する複数のカッターユニット(40a〜40f)と、搬送方向と直交する走査方向に複数のカッターユニットを個別に移動させるキャリッジユニット30と、制御部10を備え、制御部は、複数のカッター刃のうち、同種の2以上のカッター刃の刃先42を媒体に当接させつつ、搬送ユニットとキャリッジユニットを制御してカッター刃と媒体とを相対的に移動させることで、2以上のカッター刃の刃先による2以上の軌跡を媒体に形成させる、カッター装置1としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、印刷装置による図案の印刷動作に連続して、印刷された図案をその輪郭に沿って裁断したり紙器などの折り線を形成したりするためのカッター装置、及び媒体を裁断したり、折り線を付けたりするための媒体加工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
紙などの媒体に形成された図案をその輪郭に沿って裁断したり、適宜な位置に折り線を付けたりするための装置(以下、カッター装置)が知られている。裁断の対象となる図案としては、例えば、剥離紙上に剥離可能に接着された媒体上に印刷されたラベルなどがある。ラベルは、後に剥離紙から剥離されて商品などの表面に貼着される。また、図案が紙製の容器(紙器)の展開図に相当する図案であれば、カッター装置は、展開図の外形に沿って裁断する加工動作に加え、その展開図を紙器として箱状に形成するための折り線をつける加工動作も行う。
【0003】
以下の特許文献1には、ラベルなどの図案を印刷する印刷装置とカッター装置とが一体化された装置について記載されており、カッター装置は、紙送り方向と紙の幅方向に移動可能なカッター刃を備えている。
【0004】
また、ラベルなどは、一般的に、ロール状に巻回された媒体(紙、フィルムなど、以下、ロール状媒体)の幅方向に複数印刷される。そのため、ラベルをその輪郭に沿って裁断するための方法としては、特許文献1に記載の印刷装置とカッター装置とが一体となった装置を用いる方法に限らず、例えば、以下の特許文献2に記載のスリッターを用いる方法もある。この方法では、すでに幅方向に複数のラベルが印刷されているロール紙を、スリッターを用いて巻回方向、すなわち長さ方向に切断しながら巻き取り、幅方向に複数のラベルが印刷されていたロール紙を幅方向に一つのラベルが印刷された複数のロール紙に分断する。その上で、さらに、印刷装置とは別体のカッター装置や抜き型などを用いて各ロール紙に印刷されているラベルをその輪郭に沿って一つずつ裁断していく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2006−281684号公報
【特許文献2】特開平6−31682号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
媒体上に形成されるラベルや紙器の展開図などの図案は、印刷装置によって大量かつ高速に印刷することが可能である。また、図案の種類が多くても、印刷データを変更するだけでよく、例えば、一つのロール紙に多種多様な図案を印刷することができる。しかしながら、その図案に対して裁断などを施すカッター装置は、印刷装置にて図案を形成するための印刷時間と比較すると、裁断や折り線加工などの媒体加工に要する処理時間が長い。そのため、印刷装置による図案の高速印刷が可能であっても、白紙状態の媒体から最終的に裁断した状態の製品にする際には、結局、図案の印刷速度を媒体に対する加工速度に合わせることになり、印刷装置における高速かつ大量印刷や少量多品種印刷によるコストダウン効果が阻害されてしまう。
【0007】
具体的には、引用文献1に記載のカッター装置では、印刷された図案の輪郭を一つの刃でなぞって描画するように裁断していくため、紙面の幅方向に複数の図案が印刷されている場合には、裁断に極めて長い時間が掛かる。もちろん、印刷後に別体のカッター装置や抜き型を使って裁断する場合は、印刷済みの媒体をカッター装置まで移動させる必要もあり、同様に、図案の裁断に長時間を要する。また、印刷物が少なくても高価な抜き型が必要となり、印刷装置の利点である少量多品種印刷への対応が極めて難しい。
【0008】
したがって、本発明は、印刷装置が図案を印刷するのに連続して、その図案が形成された媒体を短時間で加工することが可能なカッター装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するための主たる発明は、図案が形成されたシート状の媒体にカッター刃の刃先を当接させつつ当該カッター刃と前記媒体とを相対的に移動させて、前記刃先による任意の形状の軌跡を前記媒体に形成するカッター装置であって、
所定の搬送方向に前記媒体を反転自在に搬送する搬送ユニットと、
それぞれが、刃先を有するカッター刃を備えるとともに、当該カッター刃を前記媒体に対して個別に離間、接近自在に移動させて前記刃先を前記媒体に当接させる複数のカッターユニットと、
前記搬送方向と直交する走査方向に前記複数のカッターユニットを個別に移動させるキャリッジユニットと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記複数のカッターユニットのうち、同種のカッター刃を備える2以上のカッターユニットの前記カッター刃の刃先を前記媒体に当接させつつ、前記搬送ユニットに前記媒体を前記搬送方向に搬送させる動作と、前記キャリッジユニットに前記2以上のカッターユニットを前記走査方向に移動させる動作とを行わせることで、前記カッター刃と前記媒体とを相対的に移動させて、前記2以上のカッターユニットの前記カッター刃の前記刃先による2以上の軌跡を前記媒体に形成させる、
ことを特徴とするカッター装置としている。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施形態であるカッター装置の設置例を示す図である。
【図2】印刷装置と上記一実施形態に係るカッター装置とにおける媒体の搬送経路を示す図である。
【図3】上記一実施形態に係るカッター装置の機能ブロック図である。
【図4】上記一実施形態に係るカッター装置の要部を上方から見たときの平面図である。
【図5】上記一実施形態に係るカッター装置の要部を媒体の搬送方向から見たときの断面図である。
【図6】上記一実施形態に係るカッター装置を構成するカッターユニットの概略図である。
【図7】上記一実施形態に係るカッター装置の要部を斜め上方から見たときの一部破断斜視図である。
【図8】上記一実施形態に係るカッター装置によって媒体に折り線を付ける際の手順を示す図である。
【図9】上記一実施形態に係るカッター装置によって媒体を裁断する際の手順を示す図である。
【図10】上記一実施形態に係るカッター装置が加工対象とする図案についての概念を示す図である。
【図11】上記一実施形態に係るカッター装置が備えるカッター刃の経時変化の様子を示す図である。
【図12】上記一実施形態に係るカッター装置が備えるカッター刃のオフセット量と、媒体を裁断したときの刃先の軌跡との関係を示す図である。
【図13】上記一実施形態に係るカッター装置が備えるカッター刃の摩耗状態を特定するための方法の一例を示す図である。
【図14】その他の実施形態に係るカッター装置の要部を上方から見たときの一部破断斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
===実施形態、および実施例について===
本明細書及び添付図面の記載により、上記主たる発明に対応する実施形態に加え、少なくとも以下の実施形態に対応するカッター装置が明らかにされる。
【0012】
前記複数のカッターユニットは、前記図案に対する加工内容に応じて種類の異なる前記カッター刃を装着し、
前記制御部は、前記複数のカッターユニットのそれぞれに装着されている前記カッター刃の種類と、前記媒体において前記走査方向に亘って形成されている図案に対する加工内容とを記憶するとともに、当該加工内容に基づいて、前記複数のカッターユニットから前記カッター刃による軌跡の形成時に使用する前記2以上のカッターユニットを選択する、
ことを特徴とするカッター装置。
【0013】
前記制御部は、前記媒体において前記走査方向に亘って形成されている図案の数についてのデータを記憶するとともに、当該数に基づいて、前記カッター刃による軌跡の形成時に使用する前記2以上のカッターユニットの数を特定することを特徴とするカッター装置。
【0014】
前記図案の数は、内方が線で囲繞された閉鎖図形の数であることを特徴とするカッター装置。
【0015】
前記制御部は、前記複数のカッターユニットのそれぞれに装着されている前記カッター刃の状態についてのデータ入力を受け付けるとともに、当該カッター刃の状態についてのデータに基づいて、前記複数のカッターユニットから前記カッター刃による軌跡の形成時に使用する前記2以上のカッターユニットを選択することを特徴とするカッター装置。
【0016】
前記媒体を撮影するための撮像部を備え、
前記制御部は、
前記複数のカッターユニットのそれぞれに装着されている前記カッター刃の前記刃先を前記媒体に当接させつつ、当該刃先を所定の形状に沿って移動させた際に、当該カッター刃が前記媒体上に形成した前記刃先の軌跡を前記撮像部によって撮影させ、
当該撮影した映像を画像認識処理することで、それぞれの前記カッターユニットに装着されている前記カッター刃の状態を特定する、
ことを特徴とするカッター装置。
【0017】
前記撮像部は、前記媒体に形成されている位置合わせ用のマークを撮影するためのカメラであることを特徴とするカッター装置。
【0018】
前記制御部は、前記媒体に当接させた前記カッター刃の刃先を前記位置合わせ用マークに沿って移動させたときの当該刃先の軌跡に基づいて前記カッター刃の状態を特定することを特徴とするカッター装置。
【0019】
前記搬送ユニットは、前記媒体が斜行するのを防止するためのステアリング機構を含んで構成されていることを特徴とするカッター装置。
【0020】
そして、本発明の実施例は、上記実施形態に係るカッター装置における媒体加工方法であり、
所定の搬送方向に媒体を反転自在に搬送させる搬送ステップと、
複数のカッター刃を前記搬送方向と直交する走査方向に個別に移動させる移動ステップと、
前記複数のカッター刃のうち、同種の2以上のカッター刃の刃先を前記媒体に当接させつつ、前記搬送ステップと当該同種の2以上のカッター刃に対する前記移動ステップとを行わせて前記カッター刃と前記媒体とを相対的に移動させるステップと、
により、前記2以上のカッター刃の前記刃先による2以上の軌跡を前記媒体に形成させる、
ことを特徴としている。
なお、上記各実施形態や実施例についての具体例、および作用や効果については以下の記載で明らかにする。
【0021】
===カッター装置の設置例===
図1は、実施形態に係るカッター装置1の設置例を示している。この例では、カッター装置1は、ロール状に巻回された媒体Sを繰り出しながら文字や図形を含んだ図案(ラベルなど)を印刷する印刷装置100に付属して設置されている。カッター装置1は、印刷装置100から搬送されてくる図案が印刷された媒体Sを連続的して搬送しつつ、媒体S上の複数の図案を個々の図案に裁断したり、所定の位置に折り線や罫線をつけたりするなどの媒体加工動作を行う。なお、図1に示した実施形態に係るカッター装置1は、媒体Sを図案ごとに切断して個々に分離するのではなく、必要に応じて折り線や罫線を付けるとともに、図案ごとに切り離し可能な状態で裁断し、その裁断後の媒体Sを巻き取り装置に受け渡して再度ロール状に形成する構成となっている。
【0022】
図2に、媒体Sの搬送経路の概略を示した。なお図2における紙面奥行き方向を媒体Sの幅方向とし、媒体Sの巻き取り方向を搬送方向、あるいは長さ方向としている。また、搬送方向において、カッター装置1に対して印刷装置100側を上流、巻き取り装置110など加工後の媒体Sが受け渡される後段側を下流とする。なお、媒体Sについては、図案が印刷される面をおもて面、あるいは上面とする。そして、以後の説明では、これらの相対的な位置や方向の関係を踏襲することとする。
【0023】
ここに示した印刷装置100は、周知のインクジェット方式の印刷装置100であり、一定長(以下、1フレーム)分の媒体S面に一括してラベルなどの図案を印刷する構成となっている。また、インクを媒体上面に向かって吐出するノズルを備えたヘッド101は、媒体Sの幅方向に亘ってノズルが形成されたラインヘッド101であり、フラットベッド102上に1フレーム分の媒体Sが固定された状態で、そのヘッド101がインクを吐出しつつ搬送方向に移動する。それによって、媒体S上に図案が形成される。1フレーム分の媒体S面に図案が印刷されたら、次の1フレーム分の媒体Sがフラットベッド102上に搬送される。そして、図案が印刷された状態の媒体Sは、インクを媒体S上に固着させるための乾燥ユニット103を経てカッター装置1内に搬送されてくる。
【0024】
カッター装置1は、1フレーム単位で搬送されてくる媒体Sを印刷装置100側に逆流させることなく内部で保持しながら正逆自在に搬送し、最終的に後段に媒体Sを受け渡すための各種ローラー(21〜27)を内蔵し、その媒体Sの搬送途上の所定の媒体加工位置3において、媒体Sに対してカッター刃を当接させつつそのカッター刃を媒体Sに対して相対移動させることで、媒体S上にカッター刃の軌跡を形成させる。すなわち、媒体Sを任意の形状に沿って裁断したり、媒体Sに任意の形状の折り線や罫線を付けたりする媒体加工動作を行う。そして、本実施形態にかかるカッター装置1は、裁断や折り線加工などの媒体加工を施すための機構(媒体加工機構)2やその媒体加工機構2の制御方法に特徴を有し、印刷装置100における媒体Sの搬送速度、すなわち印刷速度を落とすことなく、図案の印刷から裁断などの媒体加工までの実効的な処理時間を短縮することができるようになっている。
【0025】
===カッター装置の構成===
図3に本実施形態に係るカッター装置1の機能ブロック構成を示した。また、図4と図5に、当該カッター装置1の要部となる媒体加工機構2の概略図を示した。図4は、この媒体加工機構2を媒体Sの上面側からみたときの図であり、図5(A)、および図5(B)は、それぞれ、図4におけるa−a矢視断面、およびb−b矢視断面に相当する図である。そして、カッター装置1は、図3に示したように、コントローラー10、搬送ユニット20、キャリッジユニット30、カッターユニット40、および検出器群50を主要な構成として含んでいる。
【0026】
コントローラー10は、実質的に、カッター装置1の制御用コンピューターであり、演算処理装置であるCPU11、CPU11からの命令に従って各ユニット(20,30,40)や検出器群50を制御したり、各ユニット(20,30,40)や検出器群50が出力するデータをCPU11に転送したりするためのユニット制御部12、CPU11により実行されるプログラムの格納領域やそのプログラムの作業領域が確保されるメモリー13、および印刷装置100やコンピューター120などの外部装置とCPU11とのデータ通信を仲介するための通信インターフェイス部(通信IF)14などを含んで構成されている。
【0027】
搬送ユニット20は、媒体Sを正逆双方向に搬送するための各種機構や構造を備え、媒体Sは、前後に移動しながら、上方からカッター刃の刃先が当接して切断されることになる。搬送ユニット20の概略構造は、先に図2に示したように、媒体Sのおもて面や裏面と接触して当該媒体Sを搬送するためのするローラー(21〜27)が各所に配置され、適宜なローラーが正逆に回転可能なモーター(図示せず)と機械的に接続されることで媒体Sが上流あるいは下流方向に向かって搬送される。そして、媒体加工位置3にはニップルローラー25が配置されて、媒体加工時には、このニップルローラー25上にてカッター刃41が媒体Sの上面に当接する。また、最も上流側と下流側のローラー(21,27)間では、媒体Sが正逆方向に搬送されることから、搬送ユニット20には、印刷装置100内に媒体Sが逆流しないように所定の長さ分(例えば、1フレーム分)の媒体Sをカッター装置1内に保持しておくバッファ機能が必要となる。この実施形態では、媒体加工位置3に対して上流側と下流側のそれぞれに上下移動が可能なフローティング・ローラー(21,22)が介在し、このフローティング・ローラー(21,22)が上下方向に移動することでバッファ機能を実現している。
【0028】
カッターユニット40は、媒体Sを裁断するためのカッター刃41と、媒体加工時にそのカッター刃41を媒体Sに当接させるための各種機構を含んで構成されており、本実施形態のカッター装置1は、6組のカッターユニット(40a〜40f)を備えている。図6に、一つのカッターユニット40の概略構成を示した。図6(A)はカッターユニット40の一部を透視した側面図であり、図6(B)は、カッター刃41の拡大図である。カッターユニット40に装着されるカッター刃41は、概して円柱状でその円柱の一方の端面側に刃先42が形成された形状である。そして、カッターユニット40には、そのカッター刃41の円柱部分を収納するホルダー部45と、当該ホルダー部45に内蔵されて、カッター刃41の上端43を吸着しつつ上下方向に移動可能な磁石44と、当該磁石44を上下に移動させる周知のソレノイドアクチュエーター46とを備えている。
【0029】
ソレノイドアクチュエーター(以下、ソレノイド)46は、ユニット制御部12からの電力供給を受けて、下方に移動する移動軸47を備えている。当該移動軸47は、その下端に連続するバネ48を圧縮するとともに、そのバネ48の下端に配置されている磁石44を下方に移動させる。それによって、それによってホルダー部45に収納されたカッター刃41が上下に移動し、カッター刃41の刃先42が媒体S上に当接したり離間したりすることが可能となっている。また、ソレノイド46に印加する電流を制御することで、刃先42を媒体Sに押しつける強度を調整することができ、媒体Sに所定の深さの裁断線や折り線などを形成することができる。例えば、ラベル用の媒体Sであれば、ラベルとなる図案が印刷された紙やフィルムが剥離紙上に貼着された二層構造であるため、その剥離紙を切断せずにラベルが印刷された紙やフィルムのみを切断することができる。もちろん、媒体Sの厚さに応じて押圧強度を調節し、種々の厚さの媒体Sを切断することも可能である。刃先42が所定の形状を有するカッター刃41を用いるとともに、押圧強度を調整することで、例えば、後に箱状に成型される紙器の折り線や罫線などを形成することも可能となる。そして、ソレノイド46への電力供給が解除されると、圧縮状態にあるバネ48が復元し、カッター刃41が上方に移動し、刃先42が媒体S上面から離間する。
【0030】
また、本実施形態におけるカッター刃41は、媒体S上に当接させた状態で、カッターユニット40を移動させると、その移動方向に刃先42が向くように追従する「自在刃」である。上述したように、カッター刃41は、総じて円柱状で、上端43は、上方を頂点とする円錐状で、下端に刃先42が形成されている。そして、刃先42の形成位置は、上端43の円錐の頂点を通る円柱の中心軸49と所定の距離dを有して離間している。すなわち、「偏芯カッター刃」などと呼ばれているカッター刃41となっている。また、カッター刃41を吸着する磁石44の下端も下方を頂点とする円錐状であり、カッター刃41と磁石44は互いに円錐の頂点の一点で当接した状態で吸着されている。それによって、カッター刃41の刃先42を媒体Sに当接させた状態でカッターユニット40を移動させると、刃先42が、中心軸49の軌跡に追従する。すなわち、中心軸49回りにカッター刃41を回転させるための別の動力や特別な機構を必要とせずに、カッター刃41自体が当該中心軸49回りに回転する。
【0031】
キャリッジユニット30は、カッターユニット40を媒体Sの幅方向(以下、走査方向)に移動させるためのものであり、6組のカッターユニット(40a〜40f)に対応して6組(30a〜30f)ある。各カッターユニット(40a〜40f)は、個別にキャリッジ(31a〜31f)に支持されて、走査方向に個別に往復移動する。
【0032】
図7にキャリッジユニット30の部分的な構成を破断斜視図にして示した。当該図7は、図4に示した媒体加工機構2を白抜き矢印4の方向から俯瞰したときの図に相当する。本実施形態において、キャリッジユニット30は、二つ一組で一つのカッターユニット(40a〜40f)を支持しつつガイドレール(35a〜35f)によって案内される6組のキャリッジ(31a〜31f)と、二つ一組のキャリッジ(31a〜31f)の一方が固定されて、当該キャリッジ(31a〜31f)を媒体Sの幅方向(以下、走査方向)に往復運動させるベルト(34a〜34f)と、そのベルト(34a〜34f)を正逆反転自在に巡回運動させるためのモーター(32a〜32f)やプーリー(33a〜33f)などを含んで構成されている。そして、計6本のベルト(34a〜34f)は、各カッターユニット(40a〜40f)の前後にそれぞれ3本ずつ配置されて、各ベルト(34a〜34f)がそれぞれのモーター(32a〜32f)とプーリー(33a〜33f)に架け渡されて、個別に往復運動する。キャリッジ(31a〜31f)を案内するガイドレール35は、全部で6本あり、上下に3本ずつ前後に配置されて、走査方向に延長している。そして、当該図7に示したように、同じ高さ位置にある前後一組のガイドレール(35af,35be,35cd)は、二組のキャリッジ(31aと31f,31bと31e,31cと31d)を案内し、二組のキャリッジ(31aと31f,31bと31e,31cと31d)が共通のガイドレール(35af,35be,35cd)によって案内されるようになっている。各カッターユニット(40a〜40f)は、一組のキャリッジ(31a〜31f)間に架設された支持部材(36a〜36f)を介して二つ一組のキャリッジ(31a〜31f)間に支持されている。そして、この例では、6組のキャリッジ(31a〜31f)のうち、走査方向において最も内側にある二組のキャリッジ(31c,31d)が上段のガイドレール35cdによって案内され、以後、外側に向かって二つ一組のキャリッジ(31b−31eと31a−31f)が、順に中段のガイドレール35beと下段のガイドレール35afに案内される。すなわち、走査方向を左右方向とすると、6組のカッターユニット(40a〜40f)は、上下位置については左右対称となるように配置されている。また、6組のカッターユニット(40a〜40f)は、それぞれのカッター刃41の中心軸49が走査方向に一列となるように左右方向に並んでいる。
【0033】
なお、各ガイドレール(35af,35be,35cd)の長さは、媒体加工位置3における媒体Sの幅方向長さ、すなわち媒体Sにおける左右の余白を除いた長さよりも長く、カッター装置1が媒体加工動作にないときは、6組のキャリッジ(31a〜31f)が3組ずつ左右の端部に移動し、この状態では一番内側のカッターユニット(40c,40d)は、媒体加工位置3よりも走査方向外側の位置(待機位置)にある。そして、各モーター(32a〜32f)がユニット制御部12からの制御信号に基づいて各ベルト(34a〜34f)を走行させることで、各キャリッジ(31a〜31f)に支持されている6組のカッターユニット(40a〜40f)が個別に走査方向に移動する。なお、図4、図5からも理解できるように、それぞれのカッターユニット(例えば、40b)は、隣接するカッターユニット(40a,40c)を超えて反対側に移動することができない。すなわち、各カッターユニット(40a〜40f)は、走査方向における相互の相対的な位置関係が固定されている。
【0034】
このように、カッター装置1では、搬送ユニット20によって媒体Sが正逆方向に搬送されるとともに、各カッターユニット(40a〜40f)が個別に走査方向に移動する。それによって、各カッターユニット(40a〜40f)に装着されているそれぞれのカッター刃(41a〜41f)の刃先42が媒体S上に任意の軌跡(裁断線、折り線など)を描くことが可能となる。
【0035】
なお、検出器群50は、カッター装置1内の様々な状態を検出するための各種センサーを含み、各センサーは、その検出結果(検出データ)をコントローラー10に出力する。この例では、各キャリッジ(31a〜31f)の走査方向での位置を検出するリニア式エンコーダー(図示せず)、媒体Sの搬送量や搬送方向を検出するためのローラロータリー式エンコーダー(図示せず)、媒体S上に印刷された「トンボ」などの位置合わせ用のマーク(以下、位置決めマーク)を撮影するためのカメラ(図示せず)などが検出器群50に含まれている。
【0036】
===実施形態に係るカッター装置の優位点===
以上の構成を備えたカッター装置1は、媒体Sに対して個別に相対移動する6組のカッターユニット(40a〜40f)を備えており、しかも、6組のカッターユニット(40a〜40f)には、裁断の深さや用途(例えば、裁断用と折り線加工用)など、異なる種類のカッター刃(41a〜41f)を装着させることができるため、原理的に媒体加工速度を向上させることができるようになっている。
【0037】
具体的には、媒体Sの幅方向に亘って複数の図案が形成されている場合、従来のカッター装置では、複数種類のカッター刃を備えていたとしても、幅方向にある複数の図案の一つずつに対して、ある種類のカッター刃を使って裁断したり折り線を付けたりする媒体加工動作を実行し、次に、異なるカッター刃を用いて異なる媒体加工動作を行っていた。すなわち、幅方向に形成されている複数の図案うちの一つの図案に対して異なるカッター刃による一連の媒体加工動作が終わると、次の図案に対する一連の媒体加工動作を最初から繰り返していた。そのため、媒体Sの加工に関わる速度を大きく向上させることが難しかった。
【0038】
一方、本実施形態に係るカッター装置1では、複数のカッターユニット(40a〜40f)を備え、しかも、それぞれのカッターユニット(40a〜40f)に装着されるカッター刃(41a〜41f)を異なる種類のものにすることができる。そして、走査方向については、複数のカッターユニット(40a〜40f)を同時に動作させることができる。例えば、紙器用の図案であれば、展開図に対応する外形を裁断するカッター刃(例えば、41d〜41f)を装着したカッターユニット(例えば、40d〜40f)と、折り線を形成するためのカッター刃(例えば、41a〜41c)を装着したカッターユニット(例えば、40a〜40c)の双方を搭載することができるとともに、複数のカッターユニット(40a〜40f)のうち、同じ種類のカッター刃(41a〜41c、または41d〜41f)を装着している複数のカッターユニット(例えば、40a〜40c,または40d〜40f)が、同時に媒体Sに対して同じ内容の媒体加工動作を実行することができる。なお、異なる種類のカッター刃(41a〜41f)とは、用途によって刃先42の形状自体が異なる場合だけでなく、同じ用途や形状であっても、ソレノイド46への印加電流やソレノイド46の移動軸47を上方へ付勢するバネ48の強さなどによって、各カッター刃41による媒体Sへの押圧強度が異なっている場合にも該当する。いずれにしても、カッター装置1は、媒体加工動作中にある複数のカッター刃(41a〜41f)については同じ種類のものを用いることで高い媒体加工速度を達成している。以下では、本実施形態に係るカッター装置1における媒体加工動作の幾つかを実施例として挙げる。
【0039】
===第1の実施例===
第1の実施例として、カッター装置1により、紙器用の図案が形成された媒体Sを加工対象として、その図案に折り線を形成する動作を実行した上で紙器の外周に切断線を形成する動作を連続、かつ高速に行う例を示す。図8と図9に第1の実施例に係る媒体加工動作の概略を示した。これらの図では、図4、図5に示した構成において、左右3組ずつのカッターユニット(40a〜40c,および40d〜40f)で、異なるカッター刃(41a〜41c,および41d〜41f)が装着されているものとする。図8、図9では、紙面左側にあるカッター刃(41a〜41c)が折り線加工用であり、図中では、黒丸で示されている。また、白丸で示された右側のカッター刃(41d〜41f)が、裁断用となっている。そして、図中における黒丸と白丸の位置を刃先42の位置としている。なお、紙器を形成するための媒体Sは、例えば、紙器の展開図に相当する図案が印刷された紙面の裏面側に台紙が積層された構成であり、ここでは、その図案200が形成されている紙面の所定位置に折り線202を形成する動作と、図案200の外形を裁断する動作とを行うこととしている。そして、媒体Sの幅方向に同じ図案200が三つ並んで形成され、この図案200に対して折り線加工と裁断とを行う。
【0040】
まず、折り線加工時の動作の流れを図8(A)〜(E)の順に示した。(A)に示したように、媒体加工動作が休止中にあるときは、カッターユニット(40a〜40f)は、それぞれ、走査方向の左右に3組ずつに分かれて所定の待機位置にある。また、コントローラー10のメモリー13には、カッターユニット(40a〜40f)のそれぞれとカッター刃(41a,41d)の種類との対応付けを記述したデータが記憶されているものとする。このカッターユニット(40a〜40f)と各カッター刃(41a〜41f)との対応関係を記述したデータは、印刷装置100やコンピューター120などの外部装置から送信されてくるものであってもよいし、カッター装置1にカッターユニット(40a〜40f)とカッター刃(41a,41d)との対応付けを利用者入力により受け付けるユーザーインターフェイスを備えさせてもよい。
【0041】
そして、加工対象となる図案200が印刷されている媒体Sが印刷装置100より搬送されてくると、CPU11は、搬送ユニット20を制御し、媒体Sを媒体加工位置3まで搬送させる。そして、外部装置(100,120)から受け取った加工対象となる図案200の位置や形状を記述したデータに基づいて、媒体Sへの加工開始位置204を特定する。本実施例では、ユニット制御部12が位置決めマーク203を撮影するカメラからの映像信号をサンプリングするなどして所定形式の映像データに変換し、CPU11がその映像データを周知の画像認識技術により処理することで、各図案に対応する位置決めマーク203の有無やその形成位置を検出する。そして、搬送ユニット20を制御し、検出した位置決めマーク203の位置と図案200の印刷領域とが所定の相対位置関係となるまで媒体Sを搬送させ、さらに、折り線加工用のカッターユニット(40a〜40c)を、それぞれの加工開始位置204まで移動させる(図8:B)。
【0042】
次に、ソレノイド46に通電させてカッター刃(41a〜41c)を媒体S上に当接させるとともに、各カッター刃(41a〜41c)の刃先42が所定の軌跡を描くように搬送ユニット20とキャリッジユニット30とを制御する。この例では、図案200は、扁平な箱の展開図に相当し、その箱の底面となる領域の周囲に折り線202を付ける動作を示している。図中では、形成前の折り線201が点線で示され、形成済の折り線202が太線で示されている。まず、矩形の底面の一つの角を加工開始位置204とし、媒体Sを下流側に搬送させて次の角まで折り線202を付けた後、走査方向に各カッターユニット(40a〜40c)を移動させる(図8:C)。そして、次の角まで折り線202が付くようにカッターユニット(40a〜40c)を移動させたならば、媒体Sを上流側に搬送させる(図8:D)。このようにして、カッター刃(41a〜41c)の刃先42を紙器の矩形底面の外周に沿って時計回りに「一筆書き」となるように周回させ、最終的に始点である加工開始位置204に戻るようにしている(図8:E)。もちろん、より複雑な折り線を付けるような場合では一筆書きができない場合もある、このような場合、折り線が不連続となっている区間では一度ソレノイド46への通電を遮断させてカッター刃(41a〜41c)を媒体S上から離間させ、その状態で次の加工開始位置まで刃先42を移動させればよい。
【0043】
以上の動作により、紙器の折り線が形成されたならば、次に紙器の外形を裁断する。図9(A)〜(E)にその裁断動作の手順を示した。まず、図9(A)に示したように、折り線加工用のカッター刃(41a〜41c)が装着されたカッターユニット(40a〜40c)を待機位置まで移動させたのち、裁断用のカッター刃(41d〜41f)が装着されたカッターユニット(40a〜40f)を裁断開始位置205まで移動させる。そして、図9(B)〜(D)に示したように、紙器の展開図に相当する図案200の外形に沿って刃先42が移動するように、搬送ユニット20とキャリッジユニット30を制御する。ここでは、図案200の外形206に対し、裁断された状態の裁断線207を太線で示している。そして、最終的に、図9(E)に示したように、図案200の外形206を描くように裁断線207を形成して刃先42が一筆書きで裁断開始位置205に戻るようにする。
【0044】
このように、カッター装置1は、折り線202の形成動作と裁断動作のそれぞれについて、走査方向に亘って形成されている複数の図案に対して一括して実行することができる。そして、走査方向に亘って形成されている複数の図案に対して折り線の形成動作と裁断動作からなる一連の媒体加工動作を終えたら、未加工の図案に対する加工開始位置まで媒体Sを下流に向けて搬送し、次の媒体加工動作を行う。このようにして一連の媒体加工動作を繰り返していく。
【0045】
また、カッター装置1における媒体加工動作は、例えば、印刷装置100において所定の媒体領域に図案が印刷されている時間内に行う。印刷装置100が1フレーム分の領域を一単位として図案を印刷する場合では、1フレーム分の図案200が印刷されている期間に媒体加工動作を行う。すなわち、印刷済みの1フレーム分の図案200に対する媒体加工動作を1フレーム分の図案200が印刷されている間に完了させる。それによって、印刷速度を減速させることなく、媒体加工動作を並行して実行させることができる。
【0046】
もちろん、印刷装置100は、1フレームを単位として印刷動作を実行せず、媒体Sの幅方向(走査方向)に移動可能なヘッドを備えて、媒体Sを搬送させつつヘッドを走査方向に移動させることで媒体S上に図案200を形成していく、所謂シリアルプリンターであってもよい。いずれにしても、カッター装置1は、所定の長さ分の媒体Sを、バッファとしてカッター装置1内に保持しつつ反転自在に搬送する搬送ユニット20と、上述した個別に走査方向に移動可能な複数のカッターユニット(40a〜40f)を備えて、印刷装置100における印刷動作を休止させずに連続し媒体加工動作を実行していくようになっている。
【0047】
===第2の実施例===
実施形態に係るカッター装置1は、走査方向に個別に移動可能な複数のカッターユニット(40a〜40f)を備えている。そして、媒体Sには、通常、図8、図9に示したように、幅方向に同じ図案200が複数形成されている。そこで、第2の実施例として、媒体Sの幅方向に同じ図案200が複数形成されている場合により効果的に媒体Sを加工できる動作を挙げる。概略的には、同種の媒体加工用のカッター刃41が装着されているカッターユニット40の数がその幅方向に形成されている図案200の数以上であれば、その種類の媒体加工を行う際、その種類のカッター刃41が装着されているユニット40を媒体Sの幅方向に形成されている図案200と同じ数だけ作動させるものである。
【0048】
例えば、図4、図5において、左右いずれかの三つのカッターユニット(例えば、40a〜40c)に折り線加工用のカッター刃(41a〜41c)が装着され、他方の三つのカッターユニット(40d〜40f)に裁断用のカッター刃(41d〜41f)が装着されているものとする。そして、媒体Sの幅方向に二つの図案が形成されているものとする。このとき、CPU11は、媒体Sの幅方向に形成されている図案の数に関するデータを外部装置(100,120)からのデータ通信やユーザー入力などによって受け取り、三つの同種のカッターユニット(41a〜41c、または41d〜41f)から使用する二つ(例えば、41bと41c、または41eと41f)を選択する。
【0049】
なお、媒体Sの幅方向に形成されている図案の数は、例えば、最終的に一つの製品となる図案(ラベルなど)の数であってもよいが、一つの閉鎖図形、すなわち線で内方が囲繞された図形とした方がより媒体加工速度を向上させることできる。図10に図案の数についての概念を示した。この図では、媒体Sの幅方向に二つのラベル300が形成されているが、各ラベル300には、同じ形状の閉鎖図形301が二つある。したがって、この場合は、閉鎖図形301が媒体Sの幅方向に四つあることになる。もし、全部で6組のカッターユニット(40a〜40f)がカッター装置1に搭載されていて、その全てに同じカッター刃41が装着されている場合、ラベル300の数を図案の数として二組のカッターユニット(例えば、41aと40b)を選択するよりも、閉鎖図形301の数を図案の数として4組のカッターユニット(例えば、41a〜41d)を用いた方が媒体加工速度が向上する。ラベル300の外形302を裁断する際には二組のカッターユニット(41eと41fなど)を選択し直せばよい。
【0050】
なお、複数のカッターユニット(40a〜40f)を選択する際には、一回の媒体加工動作ごとに、その組み合わせを順番に変えていってもよい。例えば、同種のカッター刃(例えば、41a〜41c)を装着したカッターユニット(例えば、40a〜40c)が3組あって、二つの図案に対して媒体加工動作を行う場合、3組のカッターユニット(例えば、40a〜40c)の内の二組(40aと40b、または40bと40c、または40aと40c)を順番に組み合わせて使うようにしてもよい。それによって、刃先42の摩耗状態を均一にすることができる。もちろん、媒体Sの幅方向に並列形成されている図案同士の距離が接近しているときには、必ず隣接する二つのカッターユニット(40aと40b、または40bと40c)を用いるように選択してもよい。この場合は、並列する三つのカッターユニット(40a〜40c)のうち、中央のカッターユニット40bに装着されているカッター刃(40b)の摩耗が早くなるが、異なる図案に対して両端のカッターユニット(40aと40c)を優先して使用するようにすれば、長期的には摩耗状態を均一にすることができる。
【0051】
このように、第2の実施例では、図案の数と同じ同種のカッター刃41を用いて媒体加工動作を行っているため、使用しないカッターユニット40を所定位置まで移動させるまでの時間を節約することができる。しかも、図案の数を閉鎖図形の数とすれば、媒体加工時間をさらに短縮することができる。また、例えば、同種のカッターユニット(例えば、40a〜40f)の数よりも加工対象となる図案の数(例えば、四つ)が少なければ、媒体加工動作時に使用されていないカッターユニット(例えば、40e,40f)がすぐに稼働できる状態で待機しているため、媒体加工動作中に一つのカッターユニット(例えば、40a)が故障したとしても、媒体加工動作を中断させることなく、速やかに代替のカッターユニット(例えば、40e)を動作させることができる。
【0052】
===媒体加工精度の経時変化について===
当然のことながら、カッター刃41は、使用されることによって摩耗していく。例えば、図6(B)に示したような偏芯カッター刃41であれば、摩耗によって、中心軸49と刃先42との距離(以下、オフセット量)dが徐々に大きくなっていく。図11に、カッター刃41の形状が経時変化していく様子を例示した。この図に示したように、カッターユニット40の移動に伴って刃先42は、中心軸49に追従するように矢印420方向に移動する。すなわち、偏芯カッター刃41では、刃先42から中心軸49方向に向かって斜め上方に向かいつつ、円柱側面に至る稜線420が実質的な刃となる。そして、この刃が摩耗していく。そのため、図11(A)に示した当初の刃先42の上下方向の位置422は、図11(B)に示したように、摩耗により徐々に上方の位置423に移動し、それに伴って当初のオフセット量d1がd2へと拡大していく。
【0053】
図12に、オフセット量dと刃先42の軌跡との関係を示した。この図では、所定の図形210に沿って媒体Sを裁断したときの状態を示しており、形成前の裁断線210を点線で示し、形成済みの裁断線207を実線で示している。また、図12(A1)〜(A5)ではカッター刃41の中心軸49を黒丸、実際の刃先42の位置を白丸で示した。図12(B1)〜(B5)、および図12(C1)〜(C5)では、摩耗がない当初の刃先142の位置、あるいはCPU11が認識している刃先142の位置を網点の丸で示している。
【0054】
図12(A1)〜(A5)は、当初の刃先142と実際の刃先42の位置とが一致しているときに所定の図形210に沿って媒体Sを裁断したときの裁断線207の形成手順を示している。なお、ここでは、搬送方向に媒体Sを切断して図中における縦の裁断線207を形成したのち、走査方向へ媒体Sを切断して横の裁断線207を形成して、最終的に外形が逆L字型となる裁断線207を形成する例を示している。まず、搬送方向に媒体Sを搬送させて縦の裁断線207を形成する(A1)(A2)。このとき、オフセット量dを考慮して刃先42が確実に縦線と横線の交点211まで移動するように、中心軸49は縦線の延長線上まで移動させる(A2)。すなわち、縦線を形成する際には、所定の距離だけ余分に媒体Sを搬送させて積極的に「オーバーラン」をさせる。次いで、この刃先42を中心にしてカッター刃41の中心軸49が円周上を移動しながら横線に向かう軌跡を描くように媒体Sを搬送させつつカッターユニット40を移動させる(A3)。すなわち、上流に向かう媒体Sの搬送速度と、図中でカッターユニット40が走査方向右方に向かう移動速度とを一致させる。カッター刃41の中心軸49と刃先42とが横線上に並んだならば(A4)、カッターユニット40を走査方向に移動させる(A5)。それによって、刃先42が目標とする鉤状の形状に沿って移動する。
【0055】
しかし、当初の刃先142の位置やCPU11が認識している刃先142の位置と、実際の刃先42の位置との間に誤差がある場合では、媒体Sを目標とする形状に裁断することができない。例えば、(B1)〜(B5)に示したように、中心軸49に対し、実際の刃先42が認識している刃先142よりも外側の位置にあるときは、制御自体は、先に示した(A1)〜(A5)と同様の手順(B1)〜(B5)で行うため、実際の刃先42の軌跡が上記交点211付近で走査方向外側にずれる。すなわち、最終的に(B5)に示したように、目標とする裁断線210に対し、交点211付近で走査方向外側に円周の1/4の円弧状に膨らんだ裁断線207が形成される。
【0056】
一方、実際の刃先42に対して、CPU11が認識している刃先142の位置が内側にあるときは、(C1)(C2)に示したように、オーバーランさせる距離が過剰となり、交点211を超えて縦線の延長方向に裁断線207が形成される。次いで、CPU11が認識している刃先142を中心にしてカッター刃41の中心軸49を円周上に沿って移動させるため、過剰にオーバーランした線分を半径とした円周の1/4の円弧が横線に向かって形成される(C2)(C3)。そして、カッターユニット40を走査方向へ移動させると、結果的に、(C5)に示したように、横線に対して搬送方向の外側に突出した1/4円周分の円弧が形成された裁断線207となってしまう。従って、実際の刃先42の位置が摩耗などによって経時変化する場合、媒体加工の精度が劣化することになる。そのため、カッター刃41の経時変化を考慮した制御方法が必要となる。そして、以下に、摩耗などによる刃先42の経時変化を考慮した媒体加工方法を第3の実施例として挙げる。
【0057】
===第3の実施例===
第3の実施例は、刃先42が摩耗するなどして、当初の刃先42の位置と現時点での刃先42の位置に誤差が発生した場合を想定してカッター装置1を制御するための方法である。当該制御方法では、まず、刃先42の位置の誤差を検出する。誤差の検出方法については、媒体加工動作を開始する前に刃先42の位置を作業者が測定し、その測定データを外部装置(100,120)やカッター装置1のユーザーインターフェイスを介して入力してもよいし、刃先42の状態を監視する撮像素子をカッター装置1に備えさせて、その撮像素子からの画像をCPU11が解析することで現在の刃先42の位置を特定してもよい。
【0058】
あるいは、媒体加工動作に先立って、媒体Sに刃先42を当接させた状態でカッターユニット40を所定の図形に沿って移動させれば、その加工によって刃先42の軌跡が媒体S上に形成されるため、その軌跡を画像認識して刃先42の状態を特定してもよい。図13に、刃先42の軌跡に基づいて刃先42の状態を特定するための方法の概略を示した。CPU11は、各カッターユニット(40a〜40f)に当初のカッター刃(41a〜41f)が装着されているものとして、媒体S上に刃先42を当接させた状態で所定の形状に沿って移動させて、媒体Sを裁断させたり、折り線を付けさせたりする。図13に示した例では、カッター刃41の中心軸49を逆L字型の図形210に沿って移動させる例を示している。
【0059】
図13(A1)〜(A3)に示したように、カッター刃41に摩耗が無く、刃先42aの位置が当初の位置に一致している場合に上記逆L字型の図形210に沿ってカッター刃41の中心軸49を移動させると、刃先42aによる軌跡207aは、逆L字型図形210の縦線と横線の交点211となるコーナー部分が所定の半径で面取りされた軌跡を描く。一方、図13(B1)〜(B3)に示したように、摩耗している刃先42bによる軌跡207bは、交点211における円弧の半径が、摩耗がない刃先42aが描く円弧よりも半径が大きくなる。そこで、例えば、双方の円弧と横線との交点の位置(212a,212b)を画像認識するとともに、当初の刃先42aによるその交点212aの位置と、経時変化後の刃先42bによるその交点の位置212bとの差分tに基づいて刃先42の状態を特定する。なお、刃先(42a,42b)の軌跡(207a,207b)がより鮮明に検出できるように、印刷装置100にて所定の領域を塗りつぶしたベタ画像をあらかじめ媒体S上に形成しておき、そのベタ画像の形成領域を事前に刃先42の軌跡を形成するための領域としてもよい。
【0060】
このようにして、CPU11に実際の刃先42の位置についての情報が入力されると、CPU11は、ある媒体加工動作を実行する際、その加工に要するカッター刃42を装着しているカッターユニット40の内、刃先42の位置、すなわち実際のオフセット量dが近似するものを選択する。例えば、三つのカッターユニット(例えば、40a〜40c)のカッター刃(40a〜40c)が同種であって、媒体Sの幅方向に裁断対象となる二つの図案が形成されていたとき、CPU11は、入力した各カッターユニット(40a〜40c)に装着されているカッター刃(40a〜40c)のオフセット量dに関するデータに基づいて、オフセット量dが最も近似する二つのカッター刃(例えば、41aと41b)が装着されている二つのカッターユニット(例えば、40aと40b)を選択する。そして、その状態が近似する二つのカッター刃(41aと41b)により裁断動作を実行すれば、その裁断状態を均一にすることができる。また、この裁断動作に際しては、図12(A1)〜(A5)に示したように、刃先42が図形210に沿って正しい軌跡を描くように、オフセット量dが近似する二つのカッター刃(例えば、41aと41b)の内の一方のカッター刃(例えば41a)のオフセット量d、あるいは双方のカッター刃(例えば、41aと41b)のオフセット量dの平均値などに基づいてオーバーランさせる距離を設定すればよい。
【0061】
<カッター刃の状態検出について>
第3の実施例では、図案を対象とした媒体加工動作に先だってカッター刃41の状態をあらかじめ検出しておく必要がある。そして、その検出に際しては、媒体Sの加工コストや時間を低減させるために、可能な限り自動化することが望ましい。もちろん、カッター装置1の構造を複雑にしたり、その検出のための新たな構成を追加したりしないようにすることも必要となる。そこで、以下では、位置決めマーク203を利用してカッター刃41の状態を精度を落とさずにより安価に検出する方法を挙げる。
【0062】
具体的には、カッター装置1では、媒体S上に印刷されている図案を対象として媒体加工動作を実行する前に、位置決めマーク203を撮像素子を用いて画像認識している。そこで、媒体S上に形成した刃先42の軌跡をこの位置決めマーク203用の撮像素子で撮影すれば、高価な撮像素子を別途追加する必要がない。また、媒体S上には可能な限り多くの図面を印刷した方が媒体Sに掛かるコストを低減させることができるため、媒体加工の対象となる図案に直接関係しない図案、あるいは媒体加工動作に先立って刃先42の軌跡を形成するための領域は、極力媒体S上に形成しないほうがいよい。そして、位置決めマーク203は、CPU11による画像認識処理を経て図案の位置や媒体Sに対して搬送すべき量が特定されると、その時点で不要となる。そこで、CPU11は、全カッターユニット40のそれぞれを制御し、各カッターユニット40に当初のカッター刃41が装着されているものとして、その位置決めマーク203に沿って裁断させたり、折り線を付けさせたりすれば、媒体S上に余分な領域を設ける必要が無くなる。すなわち、実際に形成された裁断線や折り線を位置決めマーク検出用の撮像素子にて撮影し、その撮影映像を画像認識する。摩耗などによって刃先42の形状などが経時変化していれば、想定される裁断線や折り線(以下、加工線)と、画像認識した加工線とが異なる。そして、想定される加工線からの差分を検出し、その差分に応じてカッターユニット40を制御する。このようにすることで、カッター装置1に、刃先42を監視する撮像素子や光学系などの新たな構成を追加することなく、CPU11による制御手順を工夫するだけで、確実かつ安価に実際のカッター刃41の状態を検出することができる。なお、第3の実施例は、偏芯カッター刃以外のカッター刃、すなわち中心軸49と刃先42の位置が当初から一致しているカッター刃に対しても適用可能である。この場合は、摩耗によって、カッター刃の総長が短小化したり、刃先42の先端形状がなだらかになっていくので、CPU11は、これらの状態を、ユーザー入力や撮像素子を用いた刃先42の画像処理によって認識したり、事前に位置決めマーク203に対して加工線を形成させることで認識したりすることができる。いずれにしても、状態が近似する複数のカッター刃41を用いることで常に均一な媒体加工状態を維持することができる。もちろん、不均一な加工状態が発覚した後に使用するカッター刃41を選択し直したり、カッター刃41を交換したりする必要がないため、印刷処理を含めた総合的な媒体処理時間を無駄に延長させることがない。
【0063】
===その他の実施形態、その他の実施例===
<キャリッジユニットの構成について>
上記実施形態に係るカッター装置1では、走査方向に延長しつつ互いに搬送方向に平行する2本一組のガイドレール(35af,35be,35cd)が上下方向に3組積層配置されて、計6本のガイドレール(35af−35af,35be−35be,35cd−35cd)を備えていた。そして、同じ高さ位置にて搬送方向に平行する一組のガイドレール(35af,35be,35cd)には、二組のキャリッジ(31a−31f,31b−31e,31c−31d)が摺動可能に支持されていた。すなわち、二組のキャリッジ(31a−31f,31b−31e,31c−31d)が一組のガイドレール(35af,35be,35cd)を共有していた。しかし、カッター装置1は、この例に限らず、例えば、図14に示したように、2本一組のガイドレール35を一組だけ備えて、全てのキャリッジ(31g〜31i)がこの一組のガイドレール35により案内される構造であってもよい。この図14では、3組のキャリッジ(31g〜31i)は、個別のベルト(34g〜34i)によって駆動されるものの、いずれも2本一組のガイドレール35に案内されている。そして、3組のカッターユニット(40g〜40i)が、それぞれ支持部材(36g〜36i)を介して対応するキャリッジ(31g〜31i)に支持されている。
【0064】
<媒体の斜行防止機構について>
上記実施形態に係るカッター装置1は、媒体加工動作時に走査方向に個別に移動する複数のカッターユニット40を用いて媒体加工動作の高速化を達成している。この特殊な構成により、複数のカッターユニット40は、搬送方向については常時同じ位置に配置される。そのため、搬送ユニット20による媒体Sの搬送方向は、走査方向に対して正確に直交するように調整されている必要がある。すなわち、媒体Sが目的とする搬送方向に対して蛇行したり斜めに走行したりするなどして斜行すれば、媒体S上に形成されている図案を対象とした正確な媒体加工動作を実行することができない。例えば、媒体Sを走査方向に平行に裁断する場合、媒体Sが斜行すると媒体Sが斜めに裁断されてしまう。そこで、図2に示した媒体Sの搬送経路中にステアリング機構を組み込んでおいてもよい。ステアリング機構は、周知のごとく、媒体Sの幅方向の両端での搬送速度を一定にする機構である。図2に示した搬送経路を例に挙げれば、印刷装置100の出口から媒体加工位置3までの搬送途上で媒体Sを挟持するローラー21の配置位置にステアリング機構を設けておくことができる。そして、このようにステアリング機構を搬送ユニット20の構成に組み込むことで、媒体Sが確実に走査方向と直交する方向に搬送され、高い精度で媒体Sを加工することができる。
【符号の説明】
【0065】
1 カッター装置、2 媒体加工機構、3 媒体加工位置、10 コントローラー、11 CPU、12 ユニット制御部、13 メモリー、20 搬送ユニット、21、22 フローティングローラー、23,24,26,27 ローラー、25 ニップルローラー、30,30a〜30f キャリッジユニット、31,31a〜31i キャリッジ,32a〜32f モーター、33a〜33f プーリー、34a〜34i ベルト、35,35af,35be,35cd ガイドレール、36a〜36i 支持部材、40,40a〜40i カッターユニット、41,41a〜41f カッター刃、42,42a,42b刃先、49 カッター刃の中心軸、100 印刷装置、200,210 図案、202 折り線、207,207a,207b 裁断線、203 位置決めマーク、300 ラベル、301 閉鎖図形、S 媒体、
【技術分野】
【0001】
この発明は、印刷装置による図案の印刷動作に連続して、印刷された図案をその輪郭に沿って裁断したり紙器などの折り線を形成したりするためのカッター装置、及び媒体を裁断したり、折り線を付けたりするための媒体加工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
紙などの媒体に形成された図案をその輪郭に沿って裁断したり、適宜な位置に折り線を付けたりするための装置(以下、カッター装置)が知られている。裁断の対象となる図案としては、例えば、剥離紙上に剥離可能に接着された媒体上に印刷されたラベルなどがある。ラベルは、後に剥離紙から剥離されて商品などの表面に貼着される。また、図案が紙製の容器(紙器)の展開図に相当する図案であれば、カッター装置は、展開図の外形に沿って裁断する加工動作に加え、その展開図を紙器として箱状に形成するための折り線をつける加工動作も行う。
【0003】
以下の特許文献1には、ラベルなどの図案を印刷する印刷装置とカッター装置とが一体化された装置について記載されており、カッター装置は、紙送り方向と紙の幅方向に移動可能なカッター刃を備えている。
【0004】
また、ラベルなどは、一般的に、ロール状に巻回された媒体(紙、フィルムなど、以下、ロール状媒体)の幅方向に複数印刷される。そのため、ラベルをその輪郭に沿って裁断するための方法としては、特許文献1に記載の印刷装置とカッター装置とが一体となった装置を用いる方法に限らず、例えば、以下の特許文献2に記載のスリッターを用いる方法もある。この方法では、すでに幅方向に複数のラベルが印刷されているロール紙を、スリッターを用いて巻回方向、すなわち長さ方向に切断しながら巻き取り、幅方向に複数のラベルが印刷されていたロール紙を幅方向に一つのラベルが印刷された複数のロール紙に分断する。その上で、さらに、印刷装置とは別体のカッター装置や抜き型などを用いて各ロール紙に印刷されているラベルをその輪郭に沿って一つずつ裁断していく。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2006−281684号公報
【特許文献2】特開平6−31682号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
媒体上に形成されるラベルや紙器の展開図などの図案は、印刷装置によって大量かつ高速に印刷することが可能である。また、図案の種類が多くても、印刷データを変更するだけでよく、例えば、一つのロール紙に多種多様な図案を印刷することができる。しかしながら、その図案に対して裁断などを施すカッター装置は、印刷装置にて図案を形成するための印刷時間と比較すると、裁断や折り線加工などの媒体加工に要する処理時間が長い。そのため、印刷装置による図案の高速印刷が可能であっても、白紙状態の媒体から最終的に裁断した状態の製品にする際には、結局、図案の印刷速度を媒体に対する加工速度に合わせることになり、印刷装置における高速かつ大量印刷や少量多品種印刷によるコストダウン効果が阻害されてしまう。
【0007】
具体的には、引用文献1に記載のカッター装置では、印刷された図案の輪郭を一つの刃でなぞって描画するように裁断していくため、紙面の幅方向に複数の図案が印刷されている場合には、裁断に極めて長い時間が掛かる。もちろん、印刷後に別体のカッター装置や抜き型を使って裁断する場合は、印刷済みの媒体をカッター装置まで移動させる必要もあり、同様に、図案の裁断に長時間を要する。また、印刷物が少なくても高価な抜き型が必要となり、印刷装置の利点である少量多品種印刷への対応が極めて難しい。
【0008】
したがって、本発明は、印刷装置が図案を印刷するのに連続して、その図案が形成された媒体を短時間で加工することが可能なカッター装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するための主たる発明は、図案が形成されたシート状の媒体にカッター刃の刃先を当接させつつ当該カッター刃と前記媒体とを相対的に移動させて、前記刃先による任意の形状の軌跡を前記媒体に形成するカッター装置であって、
所定の搬送方向に前記媒体を反転自在に搬送する搬送ユニットと、
それぞれが、刃先を有するカッター刃を備えるとともに、当該カッター刃を前記媒体に対して個別に離間、接近自在に移動させて前記刃先を前記媒体に当接させる複数のカッターユニットと、
前記搬送方向と直交する走査方向に前記複数のカッターユニットを個別に移動させるキャリッジユニットと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記複数のカッターユニットのうち、同種のカッター刃を備える2以上のカッターユニットの前記カッター刃の刃先を前記媒体に当接させつつ、前記搬送ユニットに前記媒体を前記搬送方向に搬送させる動作と、前記キャリッジユニットに前記2以上のカッターユニットを前記走査方向に移動させる動作とを行わせることで、前記カッター刃と前記媒体とを相対的に移動させて、前記2以上のカッターユニットの前記カッター刃の前記刃先による2以上の軌跡を前記媒体に形成させる、
ことを特徴とするカッター装置としている。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施形態であるカッター装置の設置例を示す図である。
【図2】印刷装置と上記一実施形態に係るカッター装置とにおける媒体の搬送経路を示す図である。
【図3】上記一実施形態に係るカッター装置の機能ブロック図である。
【図4】上記一実施形態に係るカッター装置の要部を上方から見たときの平面図である。
【図5】上記一実施形態に係るカッター装置の要部を媒体の搬送方向から見たときの断面図である。
【図6】上記一実施形態に係るカッター装置を構成するカッターユニットの概略図である。
【図7】上記一実施形態に係るカッター装置の要部を斜め上方から見たときの一部破断斜視図である。
【図8】上記一実施形態に係るカッター装置によって媒体に折り線を付ける際の手順を示す図である。
【図9】上記一実施形態に係るカッター装置によって媒体を裁断する際の手順を示す図である。
【図10】上記一実施形態に係るカッター装置が加工対象とする図案についての概念を示す図である。
【図11】上記一実施形態に係るカッター装置が備えるカッター刃の経時変化の様子を示す図である。
【図12】上記一実施形態に係るカッター装置が備えるカッター刃のオフセット量と、媒体を裁断したときの刃先の軌跡との関係を示す図である。
【図13】上記一実施形態に係るカッター装置が備えるカッター刃の摩耗状態を特定するための方法の一例を示す図である。
【図14】その他の実施形態に係るカッター装置の要部を上方から見たときの一部破断斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
===実施形態、および実施例について===
本明細書及び添付図面の記載により、上記主たる発明に対応する実施形態に加え、少なくとも以下の実施形態に対応するカッター装置が明らかにされる。
【0012】
前記複数のカッターユニットは、前記図案に対する加工内容に応じて種類の異なる前記カッター刃を装着し、
前記制御部は、前記複数のカッターユニットのそれぞれに装着されている前記カッター刃の種類と、前記媒体において前記走査方向に亘って形成されている図案に対する加工内容とを記憶するとともに、当該加工内容に基づいて、前記複数のカッターユニットから前記カッター刃による軌跡の形成時に使用する前記2以上のカッターユニットを選択する、
ことを特徴とするカッター装置。
【0013】
前記制御部は、前記媒体において前記走査方向に亘って形成されている図案の数についてのデータを記憶するとともに、当該数に基づいて、前記カッター刃による軌跡の形成時に使用する前記2以上のカッターユニットの数を特定することを特徴とするカッター装置。
【0014】
前記図案の数は、内方が線で囲繞された閉鎖図形の数であることを特徴とするカッター装置。
【0015】
前記制御部は、前記複数のカッターユニットのそれぞれに装着されている前記カッター刃の状態についてのデータ入力を受け付けるとともに、当該カッター刃の状態についてのデータに基づいて、前記複数のカッターユニットから前記カッター刃による軌跡の形成時に使用する前記2以上のカッターユニットを選択することを特徴とするカッター装置。
【0016】
前記媒体を撮影するための撮像部を備え、
前記制御部は、
前記複数のカッターユニットのそれぞれに装着されている前記カッター刃の前記刃先を前記媒体に当接させつつ、当該刃先を所定の形状に沿って移動させた際に、当該カッター刃が前記媒体上に形成した前記刃先の軌跡を前記撮像部によって撮影させ、
当該撮影した映像を画像認識処理することで、それぞれの前記カッターユニットに装着されている前記カッター刃の状態を特定する、
ことを特徴とするカッター装置。
【0017】
前記撮像部は、前記媒体に形成されている位置合わせ用のマークを撮影するためのカメラであることを特徴とするカッター装置。
【0018】
前記制御部は、前記媒体に当接させた前記カッター刃の刃先を前記位置合わせ用マークに沿って移動させたときの当該刃先の軌跡に基づいて前記カッター刃の状態を特定することを特徴とするカッター装置。
【0019】
前記搬送ユニットは、前記媒体が斜行するのを防止するためのステアリング機構を含んで構成されていることを特徴とするカッター装置。
【0020】
そして、本発明の実施例は、上記実施形態に係るカッター装置における媒体加工方法であり、
所定の搬送方向に媒体を反転自在に搬送させる搬送ステップと、
複数のカッター刃を前記搬送方向と直交する走査方向に個別に移動させる移動ステップと、
前記複数のカッター刃のうち、同種の2以上のカッター刃の刃先を前記媒体に当接させつつ、前記搬送ステップと当該同種の2以上のカッター刃に対する前記移動ステップとを行わせて前記カッター刃と前記媒体とを相対的に移動させるステップと、
により、前記2以上のカッター刃の前記刃先による2以上の軌跡を前記媒体に形成させる、
ことを特徴としている。
なお、上記各実施形態や実施例についての具体例、および作用や効果については以下の記載で明らかにする。
【0021】
===カッター装置の設置例===
図1は、実施形態に係るカッター装置1の設置例を示している。この例では、カッター装置1は、ロール状に巻回された媒体Sを繰り出しながら文字や図形を含んだ図案(ラベルなど)を印刷する印刷装置100に付属して設置されている。カッター装置1は、印刷装置100から搬送されてくる図案が印刷された媒体Sを連続的して搬送しつつ、媒体S上の複数の図案を個々の図案に裁断したり、所定の位置に折り線や罫線をつけたりするなどの媒体加工動作を行う。なお、図1に示した実施形態に係るカッター装置1は、媒体Sを図案ごとに切断して個々に分離するのではなく、必要に応じて折り線や罫線を付けるとともに、図案ごとに切り離し可能な状態で裁断し、その裁断後の媒体Sを巻き取り装置に受け渡して再度ロール状に形成する構成となっている。
【0022】
図2に、媒体Sの搬送経路の概略を示した。なお図2における紙面奥行き方向を媒体Sの幅方向とし、媒体Sの巻き取り方向を搬送方向、あるいは長さ方向としている。また、搬送方向において、カッター装置1に対して印刷装置100側を上流、巻き取り装置110など加工後の媒体Sが受け渡される後段側を下流とする。なお、媒体Sについては、図案が印刷される面をおもて面、あるいは上面とする。そして、以後の説明では、これらの相対的な位置や方向の関係を踏襲することとする。
【0023】
ここに示した印刷装置100は、周知のインクジェット方式の印刷装置100であり、一定長(以下、1フレーム)分の媒体S面に一括してラベルなどの図案を印刷する構成となっている。また、インクを媒体上面に向かって吐出するノズルを備えたヘッド101は、媒体Sの幅方向に亘ってノズルが形成されたラインヘッド101であり、フラットベッド102上に1フレーム分の媒体Sが固定された状態で、そのヘッド101がインクを吐出しつつ搬送方向に移動する。それによって、媒体S上に図案が形成される。1フレーム分の媒体S面に図案が印刷されたら、次の1フレーム分の媒体Sがフラットベッド102上に搬送される。そして、図案が印刷された状態の媒体Sは、インクを媒体S上に固着させるための乾燥ユニット103を経てカッター装置1内に搬送されてくる。
【0024】
カッター装置1は、1フレーム単位で搬送されてくる媒体Sを印刷装置100側に逆流させることなく内部で保持しながら正逆自在に搬送し、最終的に後段に媒体Sを受け渡すための各種ローラー(21〜27)を内蔵し、その媒体Sの搬送途上の所定の媒体加工位置3において、媒体Sに対してカッター刃を当接させつつそのカッター刃を媒体Sに対して相対移動させることで、媒体S上にカッター刃の軌跡を形成させる。すなわち、媒体Sを任意の形状に沿って裁断したり、媒体Sに任意の形状の折り線や罫線を付けたりする媒体加工動作を行う。そして、本実施形態にかかるカッター装置1は、裁断や折り線加工などの媒体加工を施すための機構(媒体加工機構)2やその媒体加工機構2の制御方法に特徴を有し、印刷装置100における媒体Sの搬送速度、すなわち印刷速度を落とすことなく、図案の印刷から裁断などの媒体加工までの実効的な処理時間を短縮することができるようになっている。
【0025】
===カッター装置の構成===
図3に本実施形態に係るカッター装置1の機能ブロック構成を示した。また、図4と図5に、当該カッター装置1の要部となる媒体加工機構2の概略図を示した。図4は、この媒体加工機構2を媒体Sの上面側からみたときの図であり、図5(A)、および図5(B)は、それぞれ、図4におけるa−a矢視断面、およびb−b矢視断面に相当する図である。そして、カッター装置1は、図3に示したように、コントローラー10、搬送ユニット20、キャリッジユニット30、カッターユニット40、および検出器群50を主要な構成として含んでいる。
【0026】
コントローラー10は、実質的に、カッター装置1の制御用コンピューターであり、演算処理装置であるCPU11、CPU11からの命令に従って各ユニット(20,30,40)や検出器群50を制御したり、各ユニット(20,30,40)や検出器群50が出力するデータをCPU11に転送したりするためのユニット制御部12、CPU11により実行されるプログラムの格納領域やそのプログラムの作業領域が確保されるメモリー13、および印刷装置100やコンピューター120などの外部装置とCPU11とのデータ通信を仲介するための通信インターフェイス部(通信IF)14などを含んで構成されている。
【0027】
搬送ユニット20は、媒体Sを正逆双方向に搬送するための各種機構や構造を備え、媒体Sは、前後に移動しながら、上方からカッター刃の刃先が当接して切断されることになる。搬送ユニット20の概略構造は、先に図2に示したように、媒体Sのおもて面や裏面と接触して当該媒体Sを搬送するためのするローラー(21〜27)が各所に配置され、適宜なローラーが正逆に回転可能なモーター(図示せず)と機械的に接続されることで媒体Sが上流あるいは下流方向に向かって搬送される。そして、媒体加工位置3にはニップルローラー25が配置されて、媒体加工時には、このニップルローラー25上にてカッター刃41が媒体Sの上面に当接する。また、最も上流側と下流側のローラー(21,27)間では、媒体Sが正逆方向に搬送されることから、搬送ユニット20には、印刷装置100内に媒体Sが逆流しないように所定の長さ分(例えば、1フレーム分)の媒体Sをカッター装置1内に保持しておくバッファ機能が必要となる。この実施形態では、媒体加工位置3に対して上流側と下流側のそれぞれに上下移動が可能なフローティング・ローラー(21,22)が介在し、このフローティング・ローラー(21,22)が上下方向に移動することでバッファ機能を実現している。
【0028】
カッターユニット40は、媒体Sを裁断するためのカッター刃41と、媒体加工時にそのカッター刃41を媒体Sに当接させるための各種機構を含んで構成されており、本実施形態のカッター装置1は、6組のカッターユニット(40a〜40f)を備えている。図6に、一つのカッターユニット40の概略構成を示した。図6(A)はカッターユニット40の一部を透視した側面図であり、図6(B)は、カッター刃41の拡大図である。カッターユニット40に装着されるカッター刃41は、概して円柱状でその円柱の一方の端面側に刃先42が形成された形状である。そして、カッターユニット40には、そのカッター刃41の円柱部分を収納するホルダー部45と、当該ホルダー部45に内蔵されて、カッター刃41の上端43を吸着しつつ上下方向に移動可能な磁石44と、当該磁石44を上下に移動させる周知のソレノイドアクチュエーター46とを備えている。
【0029】
ソレノイドアクチュエーター(以下、ソレノイド)46は、ユニット制御部12からの電力供給を受けて、下方に移動する移動軸47を備えている。当該移動軸47は、その下端に連続するバネ48を圧縮するとともに、そのバネ48の下端に配置されている磁石44を下方に移動させる。それによって、それによってホルダー部45に収納されたカッター刃41が上下に移動し、カッター刃41の刃先42が媒体S上に当接したり離間したりすることが可能となっている。また、ソレノイド46に印加する電流を制御することで、刃先42を媒体Sに押しつける強度を調整することができ、媒体Sに所定の深さの裁断線や折り線などを形成することができる。例えば、ラベル用の媒体Sであれば、ラベルとなる図案が印刷された紙やフィルムが剥離紙上に貼着された二層構造であるため、その剥離紙を切断せずにラベルが印刷された紙やフィルムのみを切断することができる。もちろん、媒体Sの厚さに応じて押圧強度を調節し、種々の厚さの媒体Sを切断することも可能である。刃先42が所定の形状を有するカッター刃41を用いるとともに、押圧強度を調整することで、例えば、後に箱状に成型される紙器の折り線や罫線などを形成することも可能となる。そして、ソレノイド46への電力供給が解除されると、圧縮状態にあるバネ48が復元し、カッター刃41が上方に移動し、刃先42が媒体S上面から離間する。
【0030】
また、本実施形態におけるカッター刃41は、媒体S上に当接させた状態で、カッターユニット40を移動させると、その移動方向に刃先42が向くように追従する「自在刃」である。上述したように、カッター刃41は、総じて円柱状で、上端43は、上方を頂点とする円錐状で、下端に刃先42が形成されている。そして、刃先42の形成位置は、上端43の円錐の頂点を通る円柱の中心軸49と所定の距離dを有して離間している。すなわち、「偏芯カッター刃」などと呼ばれているカッター刃41となっている。また、カッター刃41を吸着する磁石44の下端も下方を頂点とする円錐状であり、カッター刃41と磁石44は互いに円錐の頂点の一点で当接した状態で吸着されている。それによって、カッター刃41の刃先42を媒体Sに当接させた状態でカッターユニット40を移動させると、刃先42が、中心軸49の軌跡に追従する。すなわち、中心軸49回りにカッター刃41を回転させるための別の動力や特別な機構を必要とせずに、カッター刃41自体が当該中心軸49回りに回転する。
【0031】
キャリッジユニット30は、カッターユニット40を媒体Sの幅方向(以下、走査方向)に移動させるためのものであり、6組のカッターユニット(40a〜40f)に対応して6組(30a〜30f)ある。各カッターユニット(40a〜40f)は、個別にキャリッジ(31a〜31f)に支持されて、走査方向に個別に往復移動する。
【0032】
図7にキャリッジユニット30の部分的な構成を破断斜視図にして示した。当該図7は、図4に示した媒体加工機構2を白抜き矢印4の方向から俯瞰したときの図に相当する。本実施形態において、キャリッジユニット30は、二つ一組で一つのカッターユニット(40a〜40f)を支持しつつガイドレール(35a〜35f)によって案内される6組のキャリッジ(31a〜31f)と、二つ一組のキャリッジ(31a〜31f)の一方が固定されて、当該キャリッジ(31a〜31f)を媒体Sの幅方向(以下、走査方向)に往復運動させるベルト(34a〜34f)と、そのベルト(34a〜34f)を正逆反転自在に巡回運動させるためのモーター(32a〜32f)やプーリー(33a〜33f)などを含んで構成されている。そして、計6本のベルト(34a〜34f)は、各カッターユニット(40a〜40f)の前後にそれぞれ3本ずつ配置されて、各ベルト(34a〜34f)がそれぞれのモーター(32a〜32f)とプーリー(33a〜33f)に架け渡されて、個別に往復運動する。キャリッジ(31a〜31f)を案内するガイドレール35は、全部で6本あり、上下に3本ずつ前後に配置されて、走査方向に延長している。そして、当該図7に示したように、同じ高さ位置にある前後一組のガイドレール(35af,35be,35cd)は、二組のキャリッジ(31aと31f,31bと31e,31cと31d)を案内し、二組のキャリッジ(31aと31f,31bと31e,31cと31d)が共通のガイドレール(35af,35be,35cd)によって案内されるようになっている。各カッターユニット(40a〜40f)は、一組のキャリッジ(31a〜31f)間に架設された支持部材(36a〜36f)を介して二つ一組のキャリッジ(31a〜31f)間に支持されている。そして、この例では、6組のキャリッジ(31a〜31f)のうち、走査方向において最も内側にある二組のキャリッジ(31c,31d)が上段のガイドレール35cdによって案内され、以後、外側に向かって二つ一組のキャリッジ(31b−31eと31a−31f)が、順に中段のガイドレール35beと下段のガイドレール35afに案内される。すなわち、走査方向を左右方向とすると、6組のカッターユニット(40a〜40f)は、上下位置については左右対称となるように配置されている。また、6組のカッターユニット(40a〜40f)は、それぞれのカッター刃41の中心軸49が走査方向に一列となるように左右方向に並んでいる。
【0033】
なお、各ガイドレール(35af,35be,35cd)の長さは、媒体加工位置3における媒体Sの幅方向長さ、すなわち媒体Sにおける左右の余白を除いた長さよりも長く、カッター装置1が媒体加工動作にないときは、6組のキャリッジ(31a〜31f)が3組ずつ左右の端部に移動し、この状態では一番内側のカッターユニット(40c,40d)は、媒体加工位置3よりも走査方向外側の位置(待機位置)にある。そして、各モーター(32a〜32f)がユニット制御部12からの制御信号に基づいて各ベルト(34a〜34f)を走行させることで、各キャリッジ(31a〜31f)に支持されている6組のカッターユニット(40a〜40f)が個別に走査方向に移動する。なお、図4、図5からも理解できるように、それぞれのカッターユニット(例えば、40b)は、隣接するカッターユニット(40a,40c)を超えて反対側に移動することができない。すなわち、各カッターユニット(40a〜40f)は、走査方向における相互の相対的な位置関係が固定されている。
【0034】
このように、カッター装置1では、搬送ユニット20によって媒体Sが正逆方向に搬送されるとともに、各カッターユニット(40a〜40f)が個別に走査方向に移動する。それによって、各カッターユニット(40a〜40f)に装着されているそれぞれのカッター刃(41a〜41f)の刃先42が媒体S上に任意の軌跡(裁断線、折り線など)を描くことが可能となる。
【0035】
なお、検出器群50は、カッター装置1内の様々な状態を検出するための各種センサーを含み、各センサーは、その検出結果(検出データ)をコントローラー10に出力する。この例では、各キャリッジ(31a〜31f)の走査方向での位置を検出するリニア式エンコーダー(図示せず)、媒体Sの搬送量や搬送方向を検出するためのローラロータリー式エンコーダー(図示せず)、媒体S上に印刷された「トンボ」などの位置合わせ用のマーク(以下、位置決めマーク)を撮影するためのカメラ(図示せず)などが検出器群50に含まれている。
【0036】
===実施形態に係るカッター装置の優位点===
以上の構成を備えたカッター装置1は、媒体Sに対して個別に相対移動する6組のカッターユニット(40a〜40f)を備えており、しかも、6組のカッターユニット(40a〜40f)には、裁断の深さや用途(例えば、裁断用と折り線加工用)など、異なる種類のカッター刃(41a〜41f)を装着させることができるため、原理的に媒体加工速度を向上させることができるようになっている。
【0037】
具体的には、媒体Sの幅方向に亘って複数の図案が形成されている場合、従来のカッター装置では、複数種類のカッター刃を備えていたとしても、幅方向にある複数の図案の一つずつに対して、ある種類のカッター刃を使って裁断したり折り線を付けたりする媒体加工動作を実行し、次に、異なるカッター刃を用いて異なる媒体加工動作を行っていた。すなわち、幅方向に形成されている複数の図案うちの一つの図案に対して異なるカッター刃による一連の媒体加工動作が終わると、次の図案に対する一連の媒体加工動作を最初から繰り返していた。そのため、媒体Sの加工に関わる速度を大きく向上させることが難しかった。
【0038】
一方、本実施形態に係るカッター装置1では、複数のカッターユニット(40a〜40f)を備え、しかも、それぞれのカッターユニット(40a〜40f)に装着されるカッター刃(41a〜41f)を異なる種類のものにすることができる。そして、走査方向については、複数のカッターユニット(40a〜40f)を同時に動作させることができる。例えば、紙器用の図案であれば、展開図に対応する外形を裁断するカッター刃(例えば、41d〜41f)を装着したカッターユニット(例えば、40d〜40f)と、折り線を形成するためのカッター刃(例えば、41a〜41c)を装着したカッターユニット(例えば、40a〜40c)の双方を搭載することができるとともに、複数のカッターユニット(40a〜40f)のうち、同じ種類のカッター刃(41a〜41c、または41d〜41f)を装着している複数のカッターユニット(例えば、40a〜40c,または40d〜40f)が、同時に媒体Sに対して同じ内容の媒体加工動作を実行することができる。なお、異なる種類のカッター刃(41a〜41f)とは、用途によって刃先42の形状自体が異なる場合だけでなく、同じ用途や形状であっても、ソレノイド46への印加電流やソレノイド46の移動軸47を上方へ付勢するバネ48の強さなどによって、各カッター刃41による媒体Sへの押圧強度が異なっている場合にも該当する。いずれにしても、カッター装置1は、媒体加工動作中にある複数のカッター刃(41a〜41f)については同じ種類のものを用いることで高い媒体加工速度を達成している。以下では、本実施形態に係るカッター装置1における媒体加工動作の幾つかを実施例として挙げる。
【0039】
===第1の実施例===
第1の実施例として、カッター装置1により、紙器用の図案が形成された媒体Sを加工対象として、その図案に折り線を形成する動作を実行した上で紙器の外周に切断線を形成する動作を連続、かつ高速に行う例を示す。図8と図9に第1の実施例に係る媒体加工動作の概略を示した。これらの図では、図4、図5に示した構成において、左右3組ずつのカッターユニット(40a〜40c,および40d〜40f)で、異なるカッター刃(41a〜41c,および41d〜41f)が装着されているものとする。図8、図9では、紙面左側にあるカッター刃(41a〜41c)が折り線加工用であり、図中では、黒丸で示されている。また、白丸で示された右側のカッター刃(41d〜41f)が、裁断用となっている。そして、図中における黒丸と白丸の位置を刃先42の位置としている。なお、紙器を形成するための媒体Sは、例えば、紙器の展開図に相当する図案が印刷された紙面の裏面側に台紙が積層された構成であり、ここでは、その図案200が形成されている紙面の所定位置に折り線202を形成する動作と、図案200の外形を裁断する動作とを行うこととしている。そして、媒体Sの幅方向に同じ図案200が三つ並んで形成され、この図案200に対して折り線加工と裁断とを行う。
【0040】
まず、折り線加工時の動作の流れを図8(A)〜(E)の順に示した。(A)に示したように、媒体加工動作が休止中にあるときは、カッターユニット(40a〜40f)は、それぞれ、走査方向の左右に3組ずつに分かれて所定の待機位置にある。また、コントローラー10のメモリー13には、カッターユニット(40a〜40f)のそれぞれとカッター刃(41a,41d)の種類との対応付けを記述したデータが記憶されているものとする。このカッターユニット(40a〜40f)と各カッター刃(41a〜41f)との対応関係を記述したデータは、印刷装置100やコンピューター120などの外部装置から送信されてくるものであってもよいし、カッター装置1にカッターユニット(40a〜40f)とカッター刃(41a,41d)との対応付けを利用者入力により受け付けるユーザーインターフェイスを備えさせてもよい。
【0041】
そして、加工対象となる図案200が印刷されている媒体Sが印刷装置100より搬送されてくると、CPU11は、搬送ユニット20を制御し、媒体Sを媒体加工位置3まで搬送させる。そして、外部装置(100,120)から受け取った加工対象となる図案200の位置や形状を記述したデータに基づいて、媒体Sへの加工開始位置204を特定する。本実施例では、ユニット制御部12が位置決めマーク203を撮影するカメラからの映像信号をサンプリングするなどして所定形式の映像データに変換し、CPU11がその映像データを周知の画像認識技術により処理することで、各図案に対応する位置決めマーク203の有無やその形成位置を検出する。そして、搬送ユニット20を制御し、検出した位置決めマーク203の位置と図案200の印刷領域とが所定の相対位置関係となるまで媒体Sを搬送させ、さらに、折り線加工用のカッターユニット(40a〜40c)を、それぞれの加工開始位置204まで移動させる(図8:B)。
【0042】
次に、ソレノイド46に通電させてカッター刃(41a〜41c)を媒体S上に当接させるとともに、各カッター刃(41a〜41c)の刃先42が所定の軌跡を描くように搬送ユニット20とキャリッジユニット30とを制御する。この例では、図案200は、扁平な箱の展開図に相当し、その箱の底面となる領域の周囲に折り線202を付ける動作を示している。図中では、形成前の折り線201が点線で示され、形成済の折り線202が太線で示されている。まず、矩形の底面の一つの角を加工開始位置204とし、媒体Sを下流側に搬送させて次の角まで折り線202を付けた後、走査方向に各カッターユニット(40a〜40c)を移動させる(図8:C)。そして、次の角まで折り線202が付くようにカッターユニット(40a〜40c)を移動させたならば、媒体Sを上流側に搬送させる(図8:D)。このようにして、カッター刃(41a〜41c)の刃先42を紙器の矩形底面の外周に沿って時計回りに「一筆書き」となるように周回させ、最終的に始点である加工開始位置204に戻るようにしている(図8:E)。もちろん、より複雑な折り線を付けるような場合では一筆書きができない場合もある、このような場合、折り線が不連続となっている区間では一度ソレノイド46への通電を遮断させてカッター刃(41a〜41c)を媒体S上から離間させ、その状態で次の加工開始位置まで刃先42を移動させればよい。
【0043】
以上の動作により、紙器の折り線が形成されたならば、次に紙器の外形を裁断する。図9(A)〜(E)にその裁断動作の手順を示した。まず、図9(A)に示したように、折り線加工用のカッター刃(41a〜41c)が装着されたカッターユニット(40a〜40c)を待機位置まで移動させたのち、裁断用のカッター刃(41d〜41f)が装着されたカッターユニット(40a〜40f)を裁断開始位置205まで移動させる。そして、図9(B)〜(D)に示したように、紙器の展開図に相当する図案200の外形に沿って刃先42が移動するように、搬送ユニット20とキャリッジユニット30を制御する。ここでは、図案200の外形206に対し、裁断された状態の裁断線207を太線で示している。そして、最終的に、図9(E)に示したように、図案200の外形206を描くように裁断線207を形成して刃先42が一筆書きで裁断開始位置205に戻るようにする。
【0044】
このように、カッター装置1は、折り線202の形成動作と裁断動作のそれぞれについて、走査方向に亘って形成されている複数の図案に対して一括して実行することができる。そして、走査方向に亘って形成されている複数の図案に対して折り線の形成動作と裁断動作からなる一連の媒体加工動作を終えたら、未加工の図案に対する加工開始位置まで媒体Sを下流に向けて搬送し、次の媒体加工動作を行う。このようにして一連の媒体加工動作を繰り返していく。
【0045】
また、カッター装置1における媒体加工動作は、例えば、印刷装置100において所定の媒体領域に図案が印刷されている時間内に行う。印刷装置100が1フレーム分の領域を一単位として図案を印刷する場合では、1フレーム分の図案200が印刷されている期間に媒体加工動作を行う。すなわち、印刷済みの1フレーム分の図案200に対する媒体加工動作を1フレーム分の図案200が印刷されている間に完了させる。それによって、印刷速度を減速させることなく、媒体加工動作を並行して実行させることができる。
【0046】
もちろん、印刷装置100は、1フレームを単位として印刷動作を実行せず、媒体Sの幅方向(走査方向)に移動可能なヘッドを備えて、媒体Sを搬送させつつヘッドを走査方向に移動させることで媒体S上に図案200を形成していく、所謂シリアルプリンターであってもよい。いずれにしても、カッター装置1は、所定の長さ分の媒体Sを、バッファとしてカッター装置1内に保持しつつ反転自在に搬送する搬送ユニット20と、上述した個別に走査方向に移動可能な複数のカッターユニット(40a〜40f)を備えて、印刷装置100における印刷動作を休止させずに連続し媒体加工動作を実行していくようになっている。
【0047】
===第2の実施例===
実施形態に係るカッター装置1は、走査方向に個別に移動可能な複数のカッターユニット(40a〜40f)を備えている。そして、媒体Sには、通常、図8、図9に示したように、幅方向に同じ図案200が複数形成されている。そこで、第2の実施例として、媒体Sの幅方向に同じ図案200が複数形成されている場合により効果的に媒体Sを加工できる動作を挙げる。概略的には、同種の媒体加工用のカッター刃41が装着されているカッターユニット40の数がその幅方向に形成されている図案200の数以上であれば、その種類の媒体加工を行う際、その種類のカッター刃41が装着されているユニット40を媒体Sの幅方向に形成されている図案200と同じ数だけ作動させるものである。
【0048】
例えば、図4、図5において、左右いずれかの三つのカッターユニット(例えば、40a〜40c)に折り線加工用のカッター刃(41a〜41c)が装着され、他方の三つのカッターユニット(40d〜40f)に裁断用のカッター刃(41d〜41f)が装着されているものとする。そして、媒体Sの幅方向に二つの図案が形成されているものとする。このとき、CPU11は、媒体Sの幅方向に形成されている図案の数に関するデータを外部装置(100,120)からのデータ通信やユーザー入力などによって受け取り、三つの同種のカッターユニット(41a〜41c、または41d〜41f)から使用する二つ(例えば、41bと41c、または41eと41f)を選択する。
【0049】
なお、媒体Sの幅方向に形成されている図案の数は、例えば、最終的に一つの製品となる図案(ラベルなど)の数であってもよいが、一つの閉鎖図形、すなわち線で内方が囲繞された図形とした方がより媒体加工速度を向上させることできる。図10に図案の数についての概念を示した。この図では、媒体Sの幅方向に二つのラベル300が形成されているが、各ラベル300には、同じ形状の閉鎖図形301が二つある。したがって、この場合は、閉鎖図形301が媒体Sの幅方向に四つあることになる。もし、全部で6組のカッターユニット(40a〜40f)がカッター装置1に搭載されていて、その全てに同じカッター刃41が装着されている場合、ラベル300の数を図案の数として二組のカッターユニット(例えば、41aと40b)を選択するよりも、閉鎖図形301の数を図案の数として4組のカッターユニット(例えば、41a〜41d)を用いた方が媒体加工速度が向上する。ラベル300の外形302を裁断する際には二組のカッターユニット(41eと41fなど)を選択し直せばよい。
【0050】
なお、複数のカッターユニット(40a〜40f)を選択する際には、一回の媒体加工動作ごとに、その組み合わせを順番に変えていってもよい。例えば、同種のカッター刃(例えば、41a〜41c)を装着したカッターユニット(例えば、40a〜40c)が3組あって、二つの図案に対して媒体加工動作を行う場合、3組のカッターユニット(例えば、40a〜40c)の内の二組(40aと40b、または40bと40c、または40aと40c)を順番に組み合わせて使うようにしてもよい。それによって、刃先42の摩耗状態を均一にすることができる。もちろん、媒体Sの幅方向に並列形成されている図案同士の距離が接近しているときには、必ず隣接する二つのカッターユニット(40aと40b、または40bと40c)を用いるように選択してもよい。この場合は、並列する三つのカッターユニット(40a〜40c)のうち、中央のカッターユニット40bに装着されているカッター刃(40b)の摩耗が早くなるが、異なる図案に対して両端のカッターユニット(40aと40c)を優先して使用するようにすれば、長期的には摩耗状態を均一にすることができる。
【0051】
このように、第2の実施例では、図案の数と同じ同種のカッター刃41を用いて媒体加工動作を行っているため、使用しないカッターユニット40を所定位置まで移動させるまでの時間を節約することができる。しかも、図案の数を閉鎖図形の数とすれば、媒体加工時間をさらに短縮することができる。また、例えば、同種のカッターユニット(例えば、40a〜40f)の数よりも加工対象となる図案の数(例えば、四つ)が少なければ、媒体加工動作時に使用されていないカッターユニット(例えば、40e,40f)がすぐに稼働できる状態で待機しているため、媒体加工動作中に一つのカッターユニット(例えば、40a)が故障したとしても、媒体加工動作を中断させることなく、速やかに代替のカッターユニット(例えば、40e)を動作させることができる。
【0052】
===媒体加工精度の経時変化について===
当然のことながら、カッター刃41は、使用されることによって摩耗していく。例えば、図6(B)に示したような偏芯カッター刃41であれば、摩耗によって、中心軸49と刃先42との距離(以下、オフセット量)dが徐々に大きくなっていく。図11に、カッター刃41の形状が経時変化していく様子を例示した。この図に示したように、カッターユニット40の移動に伴って刃先42は、中心軸49に追従するように矢印420方向に移動する。すなわち、偏芯カッター刃41では、刃先42から中心軸49方向に向かって斜め上方に向かいつつ、円柱側面に至る稜線420が実質的な刃となる。そして、この刃が摩耗していく。そのため、図11(A)に示した当初の刃先42の上下方向の位置422は、図11(B)に示したように、摩耗により徐々に上方の位置423に移動し、それに伴って当初のオフセット量d1がd2へと拡大していく。
【0053】
図12に、オフセット量dと刃先42の軌跡との関係を示した。この図では、所定の図形210に沿って媒体Sを裁断したときの状態を示しており、形成前の裁断線210を点線で示し、形成済みの裁断線207を実線で示している。また、図12(A1)〜(A5)ではカッター刃41の中心軸49を黒丸、実際の刃先42の位置を白丸で示した。図12(B1)〜(B5)、および図12(C1)〜(C5)では、摩耗がない当初の刃先142の位置、あるいはCPU11が認識している刃先142の位置を網点の丸で示している。
【0054】
図12(A1)〜(A5)は、当初の刃先142と実際の刃先42の位置とが一致しているときに所定の図形210に沿って媒体Sを裁断したときの裁断線207の形成手順を示している。なお、ここでは、搬送方向に媒体Sを切断して図中における縦の裁断線207を形成したのち、走査方向へ媒体Sを切断して横の裁断線207を形成して、最終的に外形が逆L字型となる裁断線207を形成する例を示している。まず、搬送方向に媒体Sを搬送させて縦の裁断線207を形成する(A1)(A2)。このとき、オフセット量dを考慮して刃先42が確実に縦線と横線の交点211まで移動するように、中心軸49は縦線の延長線上まで移動させる(A2)。すなわち、縦線を形成する際には、所定の距離だけ余分に媒体Sを搬送させて積極的に「オーバーラン」をさせる。次いで、この刃先42を中心にしてカッター刃41の中心軸49が円周上を移動しながら横線に向かう軌跡を描くように媒体Sを搬送させつつカッターユニット40を移動させる(A3)。すなわち、上流に向かう媒体Sの搬送速度と、図中でカッターユニット40が走査方向右方に向かう移動速度とを一致させる。カッター刃41の中心軸49と刃先42とが横線上に並んだならば(A4)、カッターユニット40を走査方向に移動させる(A5)。それによって、刃先42が目標とする鉤状の形状に沿って移動する。
【0055】
しかし、当初の刃先142の位置やCPU11が認識している刃先142の位置と、実際の刃先42の位置との間に誤差がある場合では、媒体Sを目標とする形状に裁断することができない。例えば、(B1)〜(B5)に示したように、中心軸49に対し、実際の刃先42が認識している刃先142よりも外側の位置にあるときは、制御自体は、先に示した(A1)〜(A5)と同様の手順(B1)〜(B5)で行うため、実際の刃先42の軌跡が上記交点211付近で走査方向外側にずれる。すなわち、最終的に(B5)に示したように、目標とする裁断線210に対し、交点211付近で走査方向外側に円周の1/4の円弧状に膨らんだ裁断線207が形成される。
【0056】
一方、実際の刃先42に対して、CPU11が認識している刃先142の位置が内側にあるときは、(C1)(C2)に示したように、オーバーランさせる距離が過剰となり、交点211を超えて縦線の延長方向に裁断線207が形成される。次いで、CPU11が認識している刃先142を中心にしてカッター刃41の中心軸49を円周上に沿って移動させるため、過剰にオーバーランした線分を半径とした円周の1/4の円弧が横線に向かって形成される(C2)(C3)。そして、カッターユニット40を走査方向へ移動させると、結果的に、(C5)に示したように、横線に対して搬送方向の外側に突出した1/4円周分の円弧が形成された裁断線207となってしまう。従って、実際の刃先42の位置が摩耗などによって経時変化する場合、媒体加工の精度が劣化することになる。そのため、カッター刃41の経時変化を考慮した制御方法が必要となる。そして、以下に、摩耗などによる刃先42の経時変化を考慮した媒体加工方法を第3の実施例として挙げる。
【0057】
===第3の実施例===
第3の実施例は、刃先42が摩耗するなどして、当初の刃先42の位置と現時点での刃先42の位置に誤差が発生した場合を想定してカッター装置1を制御するための方法である。当該制御方法では、まず、刃先42の位置の誤差を検出する。誤差の検出方法については、媒体加工動作を開始する前に刃先42の位置を作業者が測定し、その測定データを外部装置(100,120)やカッター装置1のユーザーインターフェイスを介して入力してもよいし、刃先42の状態を監視する撮像素子をカッター装置1に備えさせて、その撮像素子からの画像をCPU11が解析することで現在の刃先42の位置を特定してもよい。
【0058】
あるいは、媒体加工動作に先立って、媒体Sに刃先42を当接させた状態でカッターユニット40を所定の図形に沿って移動させれば、その加工によって刃先42の軌跡が媒体S上に形成されるため、その軌跡を画像認識して刃先42の状態を特定してもよい。図13に、刃先42の軌跡に基づいて刃先42の状態を特定するための方法の概略を示した。CPU11は、各カッターユニット(40a〜40f)に当初のカッター刃(41a〜41f)が装着されているものとして、媒体S上に刃先42を当接させた状態で所定の形状に沿って移動させて、媒体Sを裁断させたり、折り線を付けさせたりする。図13に示した例では、カッター刃41の中心軸49を逆L字型の図形210に沿って移動させる例を示している。
【0059】
図13(A1)〜(A3)に示したように、カッター刃41に摩耗が無く、刃先42aの位置が当初の位置に一致している場合に上記逆L字型の図形210に沿ってカッター刃41の中心軸49を移動させると、刃先42aによる軌跡207aは、逆L字型図形210の縦線と横線の交点211となるコーナー部分が所定の半径で面取りされた軌跡を描く。一方、図13(B1)〜(B3)に示したように、摩耗している刃先42bによる軌跡207bは、交点211における円弧の半径が、摩耗がない刃先42aが描く円弧よりも半径が大きくなる。そこで、例えば、双方の円弧と横線との交点の位置(212a,212b)を画像認識するとともに、当初の刃先42aによるその交点212aの位置と、経時変化後の刃先42bによるその交点の位置212bとの差分tに基づいて刃先42の状態を特定する。なお、刃先(42a,42b)の軌跡(207a,207b)がより鮮明に検出できるように、印刷装置100にて所定の領域を塗りつぶしたベタ画像をあらかじめ媒体S上に形成しておき、そのベタ画像の形成領域を事前に刃先42の軌跡を形成するための領域としてもよい。
【0060】
このようにして、CPU11に実際の刃先42の位置についての情報が入力されると、CPU11は、ある媒体加工動作を実行する際、その加工に要するカッター刃42を装着しているカッターユニット40の内、刃先42の位置、すなわち実際のオフセット量dが近似するものを選択する。例えば、三つのカッターユニット(例えば、40a〜40c)のカッター刃(40a〜40c)が同種であって、媒体Sの幅方向に裁断対象となる二つの図案が形成されていたとき、CPU11は、入力した各カッターユニット(40a〜40c)に装着されているカッター刃(40a〜40c)のオフセット量dに関するデータに基づいて、オフセット量dが最も近似する二つのカッター刃(例えば、41aと41b)が装着されている二つのカッターユニット(例えば、40aと40b)を選択する。そして、その状態が近似する二つのカッター刃(41aと41b)により裁断動作を実行すれば、その裁断状態を均一にすることができる。また、この裁断動作に際しては、図12(A1)〜(A5)に示したように、刃先42が図形210に沿って正しい軌跡を描くように、オフセット量dが近似する二つのカッター刃(例えば、41aと41b)の内の一方のカッター刃(例えば41a)のオフセット量d、あるいは双方のカッター刃(例えば、41aと41b)のオフセット量dの平均値などに基づいてオーバーランさせる距離を設定すればよい。
【0061】
<カッター刃の状態検出について>
第3の実施例では、図案を対象とした媒体加工動作に先だってカッター刃41の状態をあらかじめ検出しておく必要がある。そして、その検出に際しては、媒体Sの加工コストや時間を低減させるために、可能な限り自動化することが望ましい。もちろん、カッター装置1の構造を複雑にしたり、その検出のための新たな構成を追加したりしないようにすることも必要となる。そこで、以下では、位置決めマーク203を利用してカッター刃41の状態を精度を落とさずにより安価に検出する方法を挙げる。
【0062】
具体的には、カッター装置1では、媒体S上に印刷されている図案を対象として媒体加工動作を実行する前に、位置決めマーク203を撮像素子を用いて画像認識している。そこで、媒体S上に形成した刃先42の軌跡をこの位置決めマーク203用の撮像素子で撮影すれば、高価な撮像素子を別途追加する必要がない。また、媒体S上には可能な限り多くの図面を印刷した方が媒体Sに掛かるコストを低減させることができるため、媒体加工の対象となる図案に直接関係しない図案、あるいは媒体加工動作に先立って刃先42の軌跡を形成するための領域は、極力媒体S上に形成しないほうがいよい。そして、位置決めマーク203は、CPU11による画像認識処理を経て図案の位置や媒体Sに対して搬送すべき量が特定されると、その時点で不要となる。そこで、CPU11は、全カッターユニット40のそれぞれを制御し、各カッターユニット40に当初のカッター刃41が装着されているものとして、その位置決めマーク203に沿って裁断させたり、折り線を付けさせたりすれば、媒体S上に余分な領域を設ける必要が無くなる。すなわち、実際に形成された裁断線や折り線を位置決めマーク検出用の撮像素子にて撮影し、その撮影映像を画像認識する。摩耗などによって刃先42の形状などが経時変化していれば、想定される裁断線や折り線(以下、加工線)と、画像認識した加工線とが異なる。そして、想定される加工線からの差分を検出し、その差分に応じてカッターユニット40を制御する。このようにすることで、カッター装置1に、刃先42を監視する撮像素子や光学系などの新たな構成を追加することなく、CPU11による制御手順を工夫するだけで、確実かつ安価に実際のカッター刃41の状態を検出することができる。なお、第3の実施例は、偏芯カッター刃以外のカッター刃、すなわち中心軸49と刃先42の位置が当初から一致しているカッター刃に対しても適用可能である。この場合は、摩耗によって、カッター刃の総長が短小化したり、刃先42の先端形状がなだらかになっていくので、CPU11は、これらの状態を、ユーザー入力や撮像素子を用いた刃先42の画像処理によって認識したり、事前に位置決めマーク203に対して加工線を形成させることで認識したりすることができる。いずれにしても、状態が近似する複数のカッター刃41を用いることで常に均一な媒体加工状態を維持することができる。もちろん、不均一な加工状態が発覚した後に使用するカッター刃41を選択し直したり、カッター刃41を交換したりする必要がないため、印刷処理を含めた総合的な媒体処理時間を無駄に延長させることがない。
【0063】
===その他の実施形態、その他の実施例===
<キャリッジユニットの構成について>
上記実施形態に係るカッター装置1では、走査方向に延長しつつ互いに搬送方向に平行する2本一組のガイドレール(35af,35be,35cd)が上下方向に3組積層配置されて、計6本のガイドレール(35af−35af,35be−35be,35cd−35cd)を備えていた。そして、同じ高さ位置にて搬送方向に平行する一組のガイドレール(35af,35be,35cd)には、二組のキャリッジ(31a−31f,31b−31e,31c−31d)が摺動可能に支持されていた。すなわち、二組のキャリッジ(31a−31f,31b−31e,31c−31d)が一組のガイドレール(35af,35be,35cd)を共有していた。しかし、カッター装置1は、この例に限らず、例えば、図14に示したように、2本一組のガイドレール35を一組だけ備えて、全てのキャリッジ(31g〜31i)がこの一組のガイドレール35により案内される構造であってもよい。この図14では、3組のキャリッジ(31g〜31i)は、個別のベルト(34g〜34i)によって駆動されるものの、いずれも2本一組のガイドレール35に案内されている。そして、3組のカッターユニット(40g〜40i)が、それぞれ支持部材(36g〜36i)を介して対応するキャリッジ(31g〜31i)に支持されている。
【0064】
<媒体の斜行防止機構について>
上記実施形態に係るカッター装置1は、媒体加工動作時に走査方向に個別に移動する複数のカッターユニット40を用いて媒体加工動作の高速化を達成している。この特殊な構成により、複数のカッターユニット40は、搬送方向については常時同じ位置に配置される。そのため、搬送ユニット20による媒体Sの搬送方向は、走査方向に対して正確に直交するように調整されている必要がある。すなわち、媒体Sが目的とする搬送方向に対して蛇行したり斜めに走行したりするなどして斜行すれば、媒体S上に形成されている図案を対象とした正確な媒体加工動作を実行することができない。例えば、媒体Sを走査方向に平行に裁断する場合、媒体Sが斜行すると媒体Sが斜めに裁断されてしまう。そこで、図2に示した媒体Sの搬送経路中にステアリング機構を組み込んでおいてもよい。ステアリング機構は、周知のごとく、媒体Sの幅方向の両端での搬送速度を一定にする機構である。図2に示した搬送経路を例に挙げれば、印刷装置100の出口から媒体加工位置3までの搬送途上で媒体Sを挟持するローラー21の配置位置にステアリング機構を設けておくことができる。そして、このようにステアリング機構を搬送ユニット20の構成に組み込むことで、媒体Sが確実に走査方向と直交する方向に搬送され、高い精度で媒体Sを加工することができる。
【符号の説明】
【0065】
1 カッター装置、2 媒体加工機構、3 媒体加工位置、10 コントローラー、11 CPU、12 ユニット制御部、13 メモリー、20 搬送ユニット、21、22 フローティングローラー、23,24,26,27 ローラー、25 ニップルローラー、30,30a〜30f キャリッジユニット、31,31a〜31i キャリッジ,32a〜32f モーター、33a〜33f プーリー、34a〜34i ベルト、35,35af,35be,35cd ガイドレール、36a〜36i 支持部材、40,40a〜40i カッターユニット、41,41a〜41f カッター刃、42,42a,42b刃先、49 カッター刃の中心軸、100 印刷装置、200,210 図案、202 折り線、207,207a,207b 裁断線、203 位置決めマーク、300 ラベル、301 閉鎖図形、S 媒体、
【特許請求の範囲】
【請求項1】
図案が形成されたシート状の媒体にカッター刃の刃先を当接させつつ当該カッター刃と前記媒体とを相対的に移動させて、前記刃先による任意の形状の軌跡を前記媒体に形成するカッター装置であって、
所定の搬送方向に前記媒体を反転自在に搬送する搬送ユニットと、
それぞれが、刃先を有するカッター刃を備えるとともに、当該カッター刃を前記媒体に対して個別に離間、接近自在に移動させて前記刃先を前記媒体に当接させる複数のカッターユニットと、
前記搬送方向と直交する走査方向に前記複数のカッターユニットを個別に移動させるキャリッジユニットと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記複数のカッターユニットのうち、同種のカッター刃を備える2以上のカッターユニットの前記カッター刃の刃先を前記媒体に当接させつつ、前記搬送ユニットに前記媒体を前記搬送方向に搬送させる動作と、前記キャリッジユニットに前記2以上のカッターユニットを前記走査方向に移動させる動作とを行わせることで、前記カッター刃と前記媒体とを相対的に移動させて、前記2以上のカッターユニットの前記カッター刃の前記刃先による2以上の軌跡を前記媒体に形成させる、
ことを特徴とするカッター装置。
【請求項2】
請求項1において、
前記複数のカッターユニットは、前記図案に対する加工内容に応じて種類の異なる前記カッター刃を装着し、
前記制御部は、前記複数のカッターユニットのそれぞれに装着されている前記カッター刃の種類と、前記媒体において前記走査方向に亘って形成されている図案に対する加工内容とを記憶するとともに、当該加工内容に基づいて、前記複数のカッターユニットから前記カッター刃による軌跡の形成時に使用する前記2以上のカッターユニットを選択する、
ことを特徴とするカッター装置。
【請求項3】
請求項1または2において、前記制御部は、前記媒体において前記走査方向に亘って形成されている図案の数についてのデータを記憶するとともに、当該数に基づいて、前記カッター刃による軌跡の形成時に使用する前記2以上のカッターユニットの数を特定することを特徴とするカッター装置。
【請求項4】
請求項3において、前記図案の数は、内方が線で囲繞された閉鎖図形の数であることを特徴とするカッター装置。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれかにおいて、前記制御部は、前記複数のカッターユニットのそれぞれに装着されている前記カッター刃の状態についてのデータ入力を受け付けるとともに、当該カッター刃の状態についてのデータに基づいて、前記複数のカッターユニットから前記カッター刃による軌跡の形成時に使用する前記2以上のカッターユニットを選択することを特徴とするカッター装置。
【請求項6】
請求項5において、
前記媒体を撮影するための撮像部を備え、
前記制御部は、
前記複数のカッターユニットのそれぞれに装着されている前記カッター刃の前記刃先を前記媒体に当接させつつ、当該刃先を所定の形状に沿って移動させた際に、当該カッター刃が前記媒体上に形成した前記刃先の軌跡を前記撮像部によって撮影させ、
当該撮影した映像を画像認識処理することで、それぞれの前記カッターユニットに装着されている前記カッター刃の状態を特定する、
ことを特徴とするカッター装置。
【請求項7】
請求項6において、前記撮像部は、前記媒体に形成されている位置合わせ用のマークを撮影するためのカメラであることを特徴とするカッター装置。
【請求項8】
請求項7において、前記制御部は、前記媒体に当接させた前記カッター刃の刃先を前記位置合わせ用マークに沿って移動させたときの当該刃先の軌跡に基づいて前記カッター刃の状態を特定することを特徴とするカッター装置。
【請求項9】
請求項1〜8のいずれかにおいて、前記搬送ユニットは、前記媒体が斜行するのを防止するためのステアリング機構を含んで構成されていることを特徴とするカッター装置。
【請求項10】
所定の搬送方向に媒体を反転自在に搬送させる搬送ステップと、
複数のカッター刃を前記搬送方向と直交する走査方向に個別に移動させる移動ステップと、
前記複数のカッター刃のうち、同種の2以上のカッター刃の刃先を前記媒体に当接させつつ、前記搬送ステップと当該同種の2以上のカッター刃に対する前記移動ステップとを行わせて前記カッター刃と前記媒体とを相対的に移動させるステップと、
により、前記2以上のカッター刃の前記刃先による2以上の軌跡を前記媒体に形成させる、
ことを特徴とする媒体加工方法。
【請求項1】
図案が形成されたシート状の媒体にカッター刃の刃先を当接させつつ当該カッター刃と前記媒体とを相対的に移動させて、前記刃先による任意の形状の軌跡を前記媒体に形成するカッター装置であって、
所定の搬送方向に前記媒体を反転自在に搬送する搬送ユニットと、
それぞれが、刃先を有するカッター刃を備えるとともに、当該カッター刃を前記媒体に対して個別に離間、接近自在に移動させて前記刃先を前記媒体に当接させる複数のカッターユニットと、
前記搬送方向と直交する走査方向に前記複数のカッターユニットを個別に移動させるキャリッジユニットと、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記複数のカッターユニットのうち、同種のカッター刃を備える2以上のカッターユニットの前記カッター刃の刃先を前記媒体に当接させつつ、前記搬送ユニットに前記媒体を前記搬送方向に搬送させる動作と、前記キャリッジユニットに前記2以上のカッターユニットを前記走査方向に移動させる動作とを行わせることで、前記カッター刃と前記媒体とを相対的に移動させて、前記2以上のカッターユニットの前記カッター刃の前記刃先による2以上の軌跡を前記媒体に形成させる、
ことを特徴とするカッター装置。
【請求項2】
請求項1において、
前記複数のカッターユニットは、前記図案に対する加工内容に応じて種類の異なる前記カッター刃を装着し、
前記制御部は、前記複数のカッターユニットのそれぞれに装着されている前記カッター刃の種類と、前記媒体において前記走査方向に亘って形成されている図案に対する加工内容とを記憶するとともに、当該加工内容に基づいて、前記複数のカッターユニットから前記カッター刃による軌跡の形成時に使用する前記2以上のカッターユニットを選択する、
ことを特徴とするカッター装置。
【請求項3】
請求項1または2において、前記制御部は、前記媒体において前記走査方向に亘って形成されている図案の数についてのデータを記憶するとともに、当該数に基づいて、前記カッター刃による軌跡の形成時に使用する前記2以上のカッターユニットの数を特定することを特徴とするカッター装置。
【請求項4】
請求項3において、前記図案の数は、内方が線で囲繞された閉鎖図形の数であることを特徴とするカッター装置。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれかにおいて、前記制御部は、前記複数のカッターユニットのそれぞれに装着されている前記カッター刃の状態についてのデータ入力を受け付けるとともに、当該カッター刃の状態についてのデータに基づいて、前記複数のカッターユニットから前記カッター刃による軌跡の形成時に使用する前記2以上のカッターユニットを選択することを特徴とするカッター装置。
【請求項6】
請求項5において、
前記媒体を撮影するための撮像部を備え、
前記制御部は、
前記複数のカッターユニットのそれぞれに装着されている前記カッター刃の前記刃先を前記媒体に当接させつつ、当該刃先を所定の形状に沿って移動させた際に、当該カッター刃が前記媒体上に形成した前記刃先の軌跡を前記撮像部によって撮影させ、
当該撮影した映像を画像認識処理することで、それぞれの前記カッターユニットに装着されている前記カッター刃の状態を特定する、
ことを特徴とするカッター装置。
【請求項7】
請求項6において、前記撮像部は、前記媒体に形成されている位置合わせ用のマークを撮影するためのカメラであることを特徴とするカッター装置。
【請求項8】
請求項7において、前記制御部は、前記媒体に当接させた前記カッター刃の刃先を前記位置合わせ用マークに沿って移動させたときの当該刃先の軌跡に基づいて前記カッター刃の状態を特定することを特徴とするカッター装置。
【請求項9】
請求項1〜8のいずれかにおいて、前記搬送ユニットは、前記媒体が斜行するのを防止するためのステアリング機構を含んで構成されていることを特徴とするカッター装置。
【請求項10】
所定の搬送方向に媒体を反転自在に搬送させる搬送ステップと、
複数のカッター刃を前記搬送方向と直交する走査方向に個別に移動させる移動ステップと、
前記複数のカッター刃のうち、同種の2以上のカッター刃の刃先を前記媒体に当接させつつ、前記搬送ステップと当該同種の2以上のカッター刃に対する前記移動ステップとを行わせて前記カッター刃と前記媒体とを相対的に移動させるステップと、
により、前記2以上のカッター刃の前記刃先による2以上の軌跡を前記媒体に形成させる、
ことを特徴とする媒体加工方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【公開番号】特開2013−99881(P2013−99881A)
【公開日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−244759(P2011−244759)
【出願日】平成23年11月8日(2011.11.8)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年5月23日(2013.5.23)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年11月8日(2011.11.8)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】
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