(57)【要約】【課題】レーザ加工の際に発生するヒュームを除去すると共にその固化物の成長によってシートの損傷を防ぐことができるようにする。【解決手段】空洞の周囲を取り囲む壁面を備え、その空洞内部に負圧が導入される吸引ボックス５０が設けられ、吸引ボックス５０は、加工地点に対してシートの搬送方向の下流側に配置されて加工地点に対向する吸引口５０ａを有し、該吸引口５０ａは、搬送方向下流側に延びて、シートに面する水平開口面５０ａ２を有しており、吸引ボックス５０の壁面は、水平開口面の端部からシートに沿って延設される下壁面５０ｂと、下壁面の下流側端部からシートに対して離反して立設される側壁面５０ｃとを有する。【選択図】図４
2011156541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されるシートに対して、そのシートの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、
シートの上側に、空洞の周囲を取り囲む壁面を備え、その空洞内部に負圧が導入される吸引ボックスが設けられ、
前記吸引ボックスは、加工地点に対してシートの搬送方向の下流側に配置されて加工地点に対向する吸引口を有し、該吸引口は、搬送方向下流側に延びてシートに面する開口面を有しており、
前記吸引ボックスの壁面は、前記開口面の端部からシートに沿って少なくとも搬送方向下流側に延設される下壁面と、下壁面の下流側端部からシートに対して離反して立設される側壁面とを有することを特徴とするレーザ加工機。
【請求項２】
前記吸引ボックスの壁面は、屈曲部を有する上壁面を有し、該屈曲部の真下には、前記開口面の端部から延設された前記下壁面が存在することを特徴とする請求項１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、加工されるシートから発生するヒューム（煙）を吸引する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、搬送されるシートに対して、そのシートの加工地点にレーザビームを照射して搬送方向に沿って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、シートの加工地点から発生するヒューム（煙）がシート表面に付着し、加工面を汚すだけでなく、周辺機械部品を汚し、異臭を放ち、クリーンルームにおいてはクリーン度を下げる、という問題がある。
【０００４】
このようなヒュームによる問題を防ぐために、ヒュームを吸引して除去することが従来行われており、例えば、特許文献１や特許文献２に記載されたものが知られている。
【０００５】
特許文献１では、照射部分の近傍に吸引ノズルを配置して、レーザ光の照射の際に発生する分解物を吸引ノズルで吸引除去しながらレーザ加工を行っている。
【０００６】
また、特許文献２では、シートの加工部分から発生する煙を吸引排出するための吸引排出ダクトを備え、該吸引排出ダクト内に、煙に含まれる微粒子がシート上に落下することがないように堆積させるための堆積部を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２８４５７２号公報
【特許文献２】特開２００２−１６００８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２のように、加工地点近傍に吸引ノズルや吸引排出ダクト等を設ける場合、それらの吸引口で煙を吸引する際に、煙が冷却されることにより固化物が吸引口の周囲に固着しそれが成長して、吸引口近傍にあるシートの表面に接触して、その表面に傷をつける原因となるという問題がある。
【０００９】
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、レーザ加工の際に発生するヒュームを除去すると共にその固化物の成長によってシートが損傷することを防ぐ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】
【００１０】
前述した目的を達成するために、請求項１記載の発明は、搬送されるシートに対して、そのシートの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、
シートの上側に、空洞の周囲を取り囲む壁面を備え、その空洞内部に負圧が導入される吸引ボックスが設けられ、
前記吸引ボックスは、加工地点に対してシートの搬送方向の下流側に配置されて加工地点に対向する吸引口を有し、該吸引口は、搬送方向下流側に延びてシートに面する開口面を有しており、
前記吸引ボックスの壁面は、前記開口面の端部からシートに沿って少なくとも搬送方向下流側に延設される下壁面と、下壁面の下流側端部からシートに対して離反して立設される側壁面とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のレーザ加工機において、前記吸引ボックスの壁面が、屈曲部を有する上壁面を有し、該屈曲部の真下には、前記開口面の端部から延設された前記下壁面が存在することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
シートの溶解、分解等により加工地点から発生するヒュームはシートの搬送方向の下流側に流れる傾向があるので、本発明によれば、加工地点に対してシートの搬送方向の下流側に配置された吸引ボックスの吸引口によって、ヒュームを効率的に吸引して、吸引ボックスの空洞内部へ誘導することができる。
【００１３】
また、吸引口に、搬送方向下流側に延びてシートに面する開口面を設けることで、吸引口の周囲の下部からのヒュームの固化物の成長の可能性を低下させることができて、シートの損傷を防ぐことができる。
【００１４】
また、吸引ボックス内においては、ヒュームが吸引ボックスの壁面等に接触することで、冷却されて固化されるが、ヒュームの固化及びその成長はすべて吸引ボックスの内部に留まり、固化物が落下したとしても下壁面で受け止めることができるため、吸引ボックスの外部に影響を及ぼさず、シートに損傷を与えることはない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】本発明の実施形態に係るレーザ加工機の一部の斜視図である。
【図３】図１のヒューム吸引部付近の一部分解斜視図である。
【図４】図１のヒューム吸引部の部分断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るレーザ加工機の概略側面図である。
【図６】図５のヒューム吸引部付近の斜視図である。
【図７】（ａ）は図５のヒューム吸引部の搬送方向に平行な面で切って見た断面図、（ｂ）は図５のヒューム吸引部の搬送方向に直交する面で切って見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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を吸引するヒューム吸引部１８と、シートＳの加工時に発生するヒュームを吸引する第２ヒューム吸引部１９とを備える。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、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。
【００２０】
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、前記加工地点Ｐを挟んで幅方向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、前記加工地点Ｐを挟んで搬送方向に配置される一対の第２補助ローラ４２、４２とを備え、これらの補助ローラで加工地点ＰにおけるシートＳの振動を抑圧している。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、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おり、第１補助ローラ４０自身の振動が抑圧される。
【００２１】
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。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。そして、複数の第３補助ローラ４４が、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の周面に摺接しており、第２補助ローラ４２自身の振動を抑圧している。
【００２２】
第１補助ローラ４０及びレーザ光学系３２は、後述のヒューム吸引部１８と共に、移動手段４８によって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。
【００２３】
ヒューム吸引部１８は、シートＳの上側に配置されて、図３及び図４に示すように、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。
【００２４】
吸引ボックス５０は、内部が空洞となりその周囲を取り囲む壁面を備えており、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。隔壁５６ｂは加工地点Ｐから発生するヒュームが第１補助ローラ４０側へと流れることを防いでいる。
【００２５】
吸引ボックス５０の壁面には、加工地点Ｐから発生するヒュームをボックス内部に導入するための吸引口５０ａが形成される。吸引口５０ａは、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、言い換えると、シートＳの搬送方向の下流側に配置される。
【００２６】
吸引口５０ａは、少なくとも、加工地点Ｐ及び第１補助ローラ４０、４０に対向する鉛直開口面５０ａ１と、鉛直開口面５０ａ１の下端から搬送方向の下流側に延びて、シートＳに面する水平開口面５０ａ２とを有している。そして、吸引ボックス５０には、水平開口面５０ａ２の端部からシートＳに沿って延設される下壁面５０ｂが形成されている。
【００２７】
下壁面５０ｂは、水平開口面５０ａ２の端部から搬送方向の下流側へと延設されており、下壁面５０ｂの下流側端部からは、シートＳに対して離反するようにして垂直に立設される側壁面５０ｃが形成されている。
【００２８】
また、図４に示すように、吸引ボックス５０の上壁面５０ｄは、吸引管５２に連なるために１つ以上の屈曲部５０ｄ１を備えており、屈曲部５０ｄ１の真下には下壁面５０ｂが存在している。好ましくは吸引ボックス５０は、上下に分解可能となって空洞内の清浄が可能となっている。
【００２９】
第２ヒューム吸引部１９は、シートＳの下側に配置されて、図１に示すように、吸引管６０を有しており、吸引管６０の他端は図示しないブロアに連結されている。
【００３０】
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。
【００３１】
加工地点Ｐからは、シートＳの溶解、分解等によりヒュームが発生するが、このヒュームは加工地点ＰからシートＳの加工進行方向において後方に、即ち、シートＳの搬送方向の下流に流れる傾向がある。吸引口５０ａは、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ているために、吸引口５０ａからヒュームが効率的に吸引されて、吸引ボックス５０内部へ誘導される。
【００３２】
吸引ボックス５０内においては、ヒュームが吸引ボックス５０の壁面等に接触することで、冷却されて固化される。そのため、ヒュームが固化される個所は、ヒュームの流れに対向する壁面や、渦、乱流が発生する吸引ボックス５０の壁面の不連続個所となり、例えば、図４において、側壁面５０ｃ、側壁面５０ｃと下壁面５０ｂとが交わる角部、屈曲部５０ｄ１の回り込んだ個所等において、ヒュームの固化が発生する。
【００３３】
しかしながら、本発明によれば、ヒュームの固化及びその成長は、すべて吸引ボックス５０の内部に留まり、吸引ボックス５０の外部に影響を及ぼさないようになっている。例えば、側壁面５０ｃや屈曲部５０ｄ１付近で成長した固化物は、成長に伴い重力によって落下するおそれがあるが、かかる落下物は下壁面５０ｂに受け止められるため、シートＳに損傷を与えることはない。また、側壁面５０ｃと下壁面５０ｂとが交わる角部で成長した固化物は、下壁面５０ｂに支持されているために、シートＳに損傷を与えることはない。
【００３４】
また、仮に吸引口５０ａに水平開口面５０ａ２が設けられていないとすると、ヒュームが吸引口５０ａの周囲に接触してヒュームの固化が発生し、その固化物が吸引口５０ａ下部からさらに下方へと成長してシートＳに損傷を与えるおそれがある。しかしながら、水平開口面５０ａ２を設けることで、かかる固化物の成長を防ぐことができる。吸引口５０ａから吸引されたヒュームは、ボックス内で吸引管５２の方に向かって上昇していくために、水平開口面５０ａ２の周囲にある下壁面５０ｂの端部に固化する可能性は低くなっている。
【００３５】
以上のヒューム吸引部１８によって、ヒュームを効率的に吸引・除去して、周囲にヒュームが拡散することによるシートＳを含む周辺機械部品の汚染、異臭の発生を防ぐことができる。また、ヒュームの固化物によるシートＳの損傷を防止することができる。
【００３６】
また、第２ヒューム吸引部１９は、シートＳのビーム照射側とは反対側から発生するヒュームを吸引する。ビーム照射側の反対側からは、ビーム照射側ほどではないが、いくらかのヒュームが発生するので、これを吸引管６０で吸引する。吸引管６０は、シートＳの下側にあるので、ヒュームの固化がシートＳに影響を与えることは少ない。
【００３７】
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。
【００３８】
図５〜図７は、本発明の他の実施形態によるヒューム吸引部１８’を表している。このヒューム吸引部１８’において、吸引管５２が吸引ボックス５０の吸引口５０ａに対して、前実施形態のように、シートＳの加工進行方向において後方側、即ち、シートＳの搬送方向の下流側に配置されてはおらず、シートＳの搬送方向に直交するシート幅方向にずれて配置されている。この場合であっても、前実施形態と同様に、吸引口５０ａ、鉛直開口面５０ａ１、水平開口面５０ａ２、下壁面５０ｂ、側壁面５０ｃ、上壁面５０ｄ、屈曲部５０ｄ１を配することで、前実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３９】
尚、以上の実施形態では、搬送ローラ２４，２４間で水平方向に搬送されるシートＳに対して加工を行っていたが、傾斜して搬送されるシートであっても、その上側に吸引ボックス５０を配置することで、同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  レーザ加工機
５０  吸引ボックス
５０ａ  吸引口
５０ａ２  水平開口面
５０ｂ  下壁面
５０ｃ  側壁面
５０ｄ  上壁面
５０ｄ１  屈曲部
Ｓ    シート
Ｐ    加工地点
【図１】
2011156541.tif 000003
【図２】
2011156541.tif 000004
【図３】
2011156541.tif 000005
【図４】
2011156541.tif 000006
【図５】
2011156541.tif 000007
【図６】
2011156541.tif 000008
【図７】
2011156541.tif 000009