(57)【要約】【課題】搬送されるシートをレーザで加工する際に、シートの振動を極力低減して、正確に且つ安定して加工を行うことができるようにする。【解決手段】一対の搬送ローラ間に渡り搬送されるシートに対して、その搬送ローラの間に設定された加工地点にレーザビームを照射して搬送方向に沿って加工を行う。一対の搬送ローラ２４、２４の間には、搬送ローラ２４よりもローラ径が小さく且つその軸方向の長さが短い一対の第１補助ローラ４０、４０が、シートの面の一方側に配置される。一対の第１補助ローラ４０、４０は、搬送方向に直交して加工地点を挟んで左右に配置される。また、一対の搬送ローラ２４、２４の間には、搬送ローラ２４よりもローラ径が小さい一対の第２補助ローラ４２、４２が、シートの面の他方側に配置される。一対の第２補助ローラ４２、４２は、搬送方向に沿って加工地点を挟んで前後に配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の搬送ローラ間に渡り搬送されるシートに対して、その搬送ローラの間に設定された加工地点にレーザビームを照射して搬送方向に沿って加工を行うレーザ加工機において、
一対の搬送ローラの間に、該搬送ローラよりもローラ径が小さく且つその軸方向の長さが短い一対の第１補助ローラが、シートの面の一方側に配置され、
一対の搬送ローラの間に、該搬送ローラよりもローラ径が小さい第２補助ローラが、シートの面の他方側に配置され、
前記一対の第１補助ローラは、搬送方向に直交して加工地点を挟んで左右に配置され、
前記一対の第２補助ローラは、搬送方向に沿って加工地点を挟んで前後に配置されることを特徴とするレーザ加工機。
【請求項２】
前記一対の第１補助ローラは、シートのレーザビームの照射される側に配置されることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工機。
【請求項３】
前記各第２補助ローラの軸方向の長さは、一対の第１補助ローラ間の距離以上であることを特徴とする請求項１または２記載のレーザ加工機。
【請求項４】
前記一対の第１補助ローラは、シートの搬送方向に直交するシート幅方向に移動可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項５】
前記第２補助ローラよりもローラ径が小さく軸方向の長さの短い複数の第３補助ローラが第２補助ローラの周面に摺接されて、第２補助ローラを支持することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のレーザ加工機。
【請求項６】
一対の搬送ローラ間に渡り搬送されるシートに対して、その搬送ローラの間に設定された加工地点にレーザビームを照射して搬送方向に沿って加工を行うレーザ加工機において、
一対の搬送ローラの間に、該搬送ローラよりもローラ径が小さく且つその軸方向の長さが短い一対の補助ローラが、搬送方向に直交して加工地点を挟んで左右に配置され、
加工地点に対して搬送方向の下流側には、加工地点に対向し且つ前記一対の補助ローラに対向して、加工地点から発生するヒュームを吸引する吸引口が配置されることを特徴とするレーザ加工機。
【請求項７】
前記吸引口が設けられた吸引ボックスを備え、前記一対の補助ローラは吸引ボックスの壁面に支持されることを特徴とする請求項６記載のレーザ加工機。
【請求項８】
前記一対の補助ローラと前記吸引ボックスとは、シートの搬送方向に直交するシート幅方向に移動可能であることを特徴とする請求項７記載のレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送されるシートをレーザで加工するレーザ加工機に関し、特に、シートの振動を防ぐことができるレーザ加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のレーザ加工機では、一対のローラを備えており、該一対のローラ間に渡りシートを搬送しており、一対のローラ間の中心部分においてレーザビームを照射してシートの切断等の加工を行っている。
【０００３】
しかしながら、かかるレーザ加工機においては、レーザのレンズの焦点深度に対してシートの振動が大きいため安定して加工を行うことが困難であるという問題がある。
【０００４】
そのため、例えば特許文献１では、レーザビーム照射部位を挟んだ近傍位置でシート裏面を支持する一対の搬送ローラを有しており、この搬送ローラによってシートの振動を極力小さく抑えて、精密で細かい加工を行うようにしている。そして、この搬送ローラ間の距離(中心距離)は、１５０〜４００ｍｍの範囲（通常３００ｍｍ程度）に設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４９３３３号公報（請求項１、段落００１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような一対の搬送ローラによってシートの振動を抑えようとする場合、搬送ローラ間の距離を小さくする必要があるが、搬送ローラ間の距離は搬送ローラの直径以下に抑えることはできない。そのため、搬送ローラ間の距離を小さくするためには、搬送ローラの直径を小さくしなければならないが、搬送ローラの直径を小さくすると、曲率半径の小さいローラ面でシートを曲げることになり、シートの品質に対する悪影響が出るおそれがある。
【０００７】
また、シートの幅が広い場合、シートの幅に合わせて搬送ローラの面長幅（軸方向の長さ）が大きく搬送ローラが大型化するため、搬送ローラ自身が振動を発生する、という問題がある。
【０００８】
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、シートの振動を極力低減して、正確に且つ安定して加工を行うことができるレーザ加工機を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために、請求項１記載の発明は、一対の搬送ローラ間に渡り搬送されるシートに対して、その搬送ローラの間に設定された加工地点にレーザビームを照射して搬送方向に沿って加工を行うレーザ加工機において、
一対の搬送ローラの間に、該搬送ローラよりもローラ径が小さく且つその軸方向の長さが短い一対の第１補助ローラが、シートの面の一方側に配置され、
一対の搬送ローラの間に、該搬送ローラよりもローラ径が小さい第２補助ローラが、シートの面の他方側に配置され、
前記一対の第１補助ローラは、搬送方向に直交して加工地点を挟んで左右に配置され、
前記一対の第２補助ローラは、搬送方向に沿って加工地点を挟んで前後に配置されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の前記一対の第１補助ローラが、シートのレーザビームの照射される側に配置されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の前記各第２補助ローラの軸方向の長さが、一対の第１補助ローラ間の距離以上であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の前記一対の第１補助ローラが、シートの搬送方向に直交するシート幅方向に移動可能であることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のレーザ加工機において、前記第２補助ローラよりもローラ径が小さく軸方向の長さの短い複数の第３補助ローラが第２補助ローラの周面に摺接されて、第２補助ローラを支持することを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、一対の搬送ローラ間に渡り搬送されるシートに対して、その搬送ローラの間に設定された加工地点にレーザビームを照射して搬送方向に沿って加工を行うレーザ加工機において、
一対の搬送ローラの間に、該搬送ローラよりもローラ径が小さく且つその軸方向の長さが短い一対の補助ローラが、搬送方向に直交して加工地点を挟んで左右に配置され、
加工地点に対して搬送方向の下流側には、加工地点に対向し且つ前記一対の補助ローラに対向して、加工地点から発生するヒュームを吸引する吸引口が配置されることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項６記載のレーザ加工機において、前記吸引口が設けられた吸引ボックスを備え、前記一対の補助ローラは吸引ボックスの壁面に支持されることを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の前記一対の補助ローラと前記吸引ボックスとが、シートの搬送方向に直交するシート幅方向に移動可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、一対の第１補助ローラと一対の第２補助ローラとによって、シートを挟みつけて、加工地点の近傍を局所的に押さえているために、加工地点におけるシートの振動を効果的に抑えることができ、加工地点にレーザビームの焦点を正確に合わせることができて、正確に且つ安定して加工を行うことができる。
【００１８】
一対の第１補助ローラと一対の第２補助ローラとは、それぞれ直交する異なる配置方向となっているために、シートを異なる方向で押さえることにより、シートの振動を効果的に抑えることができる。
【００１９】
第１補助ローラと第２補助ローラは、搬送ローラよりも小型化されるため、補助ローラ自身の振動が小さく、補助ローラ自体がシートの振動を誘発するおそれを低減することができる。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、一対の第１補助ローラを、シートのレーザビームの照射される側に配置することで、加工地点との間の位置合わせを確実に行うことができる。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、第２補助ローラの軸方向の長さを一対の第１補助ローラ間の距離以上とすることで、一対の第１補助ローラがシートを押さえる範囲を、シートの反対側から第２補助ローラで押さえることができる。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、一対の第１補助ローラを、シートの搬送方向に直交するシート幅方向に移動可能とすることで、加工地点がシート幅方向で変更になった場合にも、加工地点の変更に対応することができる。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、第１補助ローラよりも寸法が大きくなる可能性のある第２補助ローラをさらに第３補助ローラで支持することにより、補助ローラの振動をより確実に抑えることができる。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、一対の補助ローラと吸引口からの負圧により、シートを吸引して一対の補助ローラに押し付けるため、加工地点におけるシートの振動を効果的に抑えることができ、加工地点にレーザビームの焦点を正確に合わせることができて、正確に且つ安定して加工を行うことができる。
【００２５】
補助ローラは、搬送ローラよりも小型化されるため、補助ローラ自身の振動が小さく、補助ローラ自体がシートの振動を誘発するおそれを低減することができる。
【００２６】
請求項７記載の発明によれば、一対の補助ローラの支持を簡単に行うことができる。
【００２７】
請求項８記載の発明によれば、一対の補助ローラと吸引ボックスとを、シートの搬送方向に直交するシート幅方向に移動可能とすることで、加工地点がシート幅方向で変更になった場合にも、加工地点の変更に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザ加工機の概略側面図である。
【図２】図１のレーザ加工機の概略斜視図である。
【図３】図１の要部平面図である。
【図４】図１のヒューム吸引部付近の一部分解斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るレーザ加工機の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
この実施形態によるレーザ加工機１０は、図１及び図２に示すように、シートＳの供給、巻取及び搬送を行うシート搬送部１２と、シートＳに対してレーザビームの照射を行うレーザ照射部１４と、シートＳの振動を防ぐシート振動抑圧部１６と、シートＳの加工時に発生するヒューム（煙）を吸引するヒューム吸引部１８と、を備える。
【００３０】
このレーザ加工機１０で切断等の加工を行う加工対象物であるシートＳは、偏光フィルム等の機能性フィルム、布、合成樹脂フィルム、紙その他、任意の材料よりなるシートとすることができる。
【００３１】
シート搬送部１２は、加工前のシートＳが巻き出される供給ローラ２０と、加工後のシートＳが巻き取られる巻取ローラ２２と、供給ローラ２０と巻取ローラ２２との間に設けられる一対の搬送ローラ２４、２４とを備える。一対の搬送ローラ２４、２４の間において、シートＳを水平に搬送するようになっており、その中間地点が、シートＳの加工を行う加工地点Ｐとなる。また、供給ローラ２０と巻取ローラ２２との間には、必要に応じて張力を付加するためのローラを設けることができる。
【００３２】
レーザ照射部１４は、レーザ発振機３０と、レーザ発振機３０から照射されたレーザビームを、シートＳの加工地点Ｐまで案内するレーザ光学系３２と、を有している。レーザ光学系３２によって、前記加工地点Ｐにレーザビームの焦点が合わされている。レーザ照射部１４の照射位置は、後述のようにシートの幅方向（搬送方向と直交する方向）に変更可能となっており、これによって、加工地点Ｐはシートの幅方向に変更可能となっている。
【００３３】
シート振動抑圧部１６は、前記一対の搬送ローラ２４、２４の間に且つ前記加工地点Ｐの周囲に配置される。シート振動抑圧部１６は、シートＳのレーザビームが照射される側である上側に配置される一対の第１補助ローラ４０、４０と、レーザビームが照射される側と反対側である下側に配置される一対の第２補助ローラ４２、４２とを備える。
【００３４】
第１補助ローラ４０、４０と第２補助ローラ４２、４２の配置関係は互いに直交するようになっており、具体的には、第１補助ローラ４０、４０が搬送方向に直交する方向に前記加工地点Ｐを挟んで左右に互いに離間して配置されるのに対して、第２補助ローラ４２、４２は搬送方向に沿って前記加工地点Ｐを挟んで前後に互いに離間して配置される。
【００３５】
第１補助ローラ４０、４０の軸方向の長さは、搬送ローラ２４の軸方向の長さよりもかなり短くなっている。即ち、搬送ローラ２４及び第２補助ローラ４２に関しては、その軸方向の長さが、シートＳを搬送するため等によりシートの幅以上の寸法になっているのに対して、第１補助ローラ４０に関しては、その軸方向の長さがシートの幅よりもかなり短いものとなっている。また、第１補助ローラ４０及び第２補助ローラ４２のいずれも搬送ローラ２４よりもローラ径が小径となっており、さらに第１補助ローラ４０の方が第２補助ローラ４２よりもローラ径が小径で、且つ軸方向の長さが短いものとなっている。
【００３６】
シート振動抑圧部１６は、さらに、第２補助ローラ４２、４２を補助する複数の第３補助ローラ４４、４４を備える。複数の第３補助ローラ４４は、第２補助ローラ４２、４２の円周方向及び軸方向に分散して配置されて、第２補助ローラ４２の周面に摺接している。各第３補助ローラ４４は、第２補助ローラ４２よりも小径で、且つその軸方向の長さは短くなっている。
【００３７】
ヒューム吸引部１８は、図３及び図４に示すように、大まかに、吸引ボックス５０と、吸引ボックス５０に一端が連結された吸引管５２と、を有しており、吸引管５２の他端は図示しないブロアに連結されている。
【００３８】
吸引ボックス５０の壁面には、前記第１補助ローラ４０、４０が軸支されるブラケット５４が固定されており、このブラケット５４を介して第１補助ローラ４０は、吸引ボックス５０に支持される。好ましくは、第１補助ローラ４０の上側には、蓋板５６が第１補助ローラ４０を覆うようにして配置される。蓋板５６には、レーザビームが透過する透過孔５６ａと、各第１補助ローラ４０と加工地点Ｐとを隔てる隔壁５６ｂとが設けられる。吸引ボックス５０の吸引口５０ａは、加工地点Ｐから発生するヒューム（煙）を効果的に吸引することができるように、加工地点Ｐ及び第１補助ローラ４０、４０に対向するようにして、且つ加工地点Ｐに対してシートＳの加工進行方向において後方側に、即ち、シートＳの搬送方向の下流側に配置される。
【００３９】
ヒューム吸引部１８は、移動手段４８（図１）によってシートの幅方向に移動可能となっている。レーザ光学系３２もヒューム吸引部１８に連結されることで、第１補助ローラ４０、ヒューム吸引部１８及びレーザ光学系３２は、移動手段４８によって一体的にシートの幅方向に移動可能となっており、これによって、加工地点Ｐの変更に対応可能となっている。
【００４０】
以上のように構成されるレーザ加工機１０において、供給ローラ２０から巻き出されたシートＳは、一対の搬送ローラ２４、２４の間に架け渡された後、巻取ローラ２２に巻き取られており、シートＳはこれらのローラ間を所定の速度で搬送され、また、一対の搬送ローラ２４、２４間においてほぼ水平状態で搬送される。そして、搬送方向において搬送ローラ２４、２４の中間地点である加工地点Ｐに合焦されたレーザ照射部１４からのレーザビームの照射によって、シートＳの切断といった加工がなされる。
【００４１】
レーザビームの焦点深度は、焦点距離にもよるが、通常２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度と小さく、シートＳが焦点深度を超えて振動すると、レーザによる切断等の加工ができなくなったり、または、加工面が変化したりするという不具合が発生する。
【００４２】
しかしながら、本発明では、この際に、搬送ローラ２４、２４の間に設けられたシート振動抑圧部１６における第１補助ローラ４０と第２補助ローラ４２とによって、上下からシートＳを挟みつけており、且つ、第１補助ローラ４０、４０及び第２補助ローラ４２、４２は、加工地点Ｐの近傍を局所的に押さえているために、加工地点ＰにおけるシートＳの振動を抑えることができる。一対の第１補助ローラ４０、４０と一対の第２補助ローラ４２、４２とが直交する異なる配置方向となっているために、シートＳを異なる方向で押さえることにより、シートＳの振動を効果的に抑えることができる。搬送方向に沿って前後に配置される第２補助ローラ４２を搬送ローラ２４よりも小径にすることで、第２補助ローラ４２、４２間の距離を小さくすることができる。
【００４３】
さらには、ヒューム吸引部１８の吸引ボックス５０の吸引口５０ａが、加工地点Ｐの近傍に配置されているために、吸引口５０ａからの負圧によって加工地点ＰにおけるシートＳを吸引して、第１補助ローラ４０に対してシートＳを押し付ける役割をするので、シートＳの振動をより一層抑えることができる。この吸引を利用することで、第２補助ローラ４２、４２を省略することも可能である。
【００４４】
第１補助ローラ４０及び第２補助ローラ４２は、搬送ローラ２４よりも小型で、特に第１補助ローラ４０は軸方向の長さも短く、そのために質量も小さいために遠心力が小さい。そのために、ローラ自身の振動が小さいために、補助ローラ自体がシートＳの振動を誘発するおそれはない。
【００４５】
また、第１補助ローラ４０よりもやや大型化となる第２補助ローラ４２に対して、さらに第３補助ローラ４４でその周面を摺接させて、支持することにより、第２補助ローラ４２の振動を極力小さく抑えることができる。
【００４６】
以上のシート振動抑圧部１６によって、シートＳをレーザビームの焦点位置に配置することができるために、正確に安定的に加工作業を行うことができるようになる。
【００４７】
尚、加工としては、シートを連続的に切断する他、間欠的に切断してもよく、切断の他、穴あけ、溶接等とすることも可能である。
【００４８】
図５は、本発明の他の実施形態を表す要部斜視図である。
この例では、第２補助ローラ４２の軸方向の長さも、搬送ローラ２４の軸方向の長さよりもかなり短くなっており、第１補助ローラ４０及び第２補助ローラ４２共に、その軸方向の長さがシートの幅よりもかなり短いものとなっている。且つ、第１補助ローラ４０及び第２補助ローラ４２共に搬送ローラ２４よりもローラ径が小径となっている。第２補助ローラ４２の軸方向の長さは、一対の第１補助ローラ４０、４０間に跨る程度のものとなっていればよい。
【００４９】
第２補助ローラ４２は、支持部４６によって回転可能に軸支されており、該支持部４６は、移動手段４９によって、または共通の移動手段４８によって第１補助ローラ４０と共に、シートの幅方向に移動可能となっており、加工地点Ｐの変更に対応可能となっている。
【００５０】
この実施形態においても、前実施形態と同様の作用効果が得られる。第２補助ローラ４２の軸方向の長さが短くなっているために、第２補助ローラ４２自体の振動の発生を低減させることができる。このため、第３補助ローラ４４を省略することも可能である。
【００５１】
尚、以上の例においては、搬送方向に直交して左右に配置され小型の第１補助ローラをシートの上側に、搬送方向に沿って前後に配置されやや大型の第２補助ローラをシートの下側に配置していたが、これに限るものではなく、第２補助ローラをシートの下側に、第１補助ローラをシートの上側に配置してもよい。第１補助ローラは、レーザビームが照射されるシートの側と同じ側とすると、位置合わせしやすく、好適であるが、これに限るものではなく、レーザビームが照射されるシートの側と反対側に配置することも可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  レーザ加工機
２４  搬送ローラ
４０  第１補助ローラ
４２  第２補助ローラ
４４  第３補助ローラ
５０  吸引ボックス
５０ａ  吸引口
Ｓ    シート
Ｐ    加工地点
【図１】
2011156540.tif 000003
【図２】
2011156540.tif 000004
【図３】
2011156540.tif 000005
【図４】
2011156540.tif 000006
【図５】
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