(57)【要約】【課題】本発明は、搬送される連続状態の加工媒体の加工領域がレーザ照射領域に達したときに所定の加工データに基づいてレーザ照射による加工を行うレーザ加工システムに関し、連続加工媒体の搬送による位置ずれ等を生じてもレーザ照射位置を高精度に特定して加工品質の向上を図ることを目的とする。【解決手段】連続加工媒体１４の搬送路中に、レーザ照射手段２１によるレーザ照射の走査角度θに応じた傾斜角度θで当該連続加工媒体をガイドすべく斜行手段１９が設けられ、当該斜行手段１９が設けられた傾斜角度θと対象の逆傾斜角度θで連続加工媒体１４を当該斜行手段１９で斜行される以前の搬送状態に戻すべくガイドする斜行解除手段２０が設けられもので、例えば斜行手段１９上でレーザ照射を行わせる構成とする。【選択図】  図１
2004330198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送状態の連続加工媒体に対して、所定の加工領域にレーザ光を照射して貫通または非貫通で所定形態を形成するレーザ加工を行うレーザ加工システムであって、
前記連続加工媒体を媒体供給手段より加工後の収容手段まで搬送させる媒体搬送手段と、
前記搬送状態の連続加工媒体における所定加工領域に、当該連続加工媒体上の幅方向に対して搬送方向に所定の走査角度でレーザ光を走査させながら照射するレーザ照射手段と、
前記連続加工媒体の搬送路中に設けられ、前記レーザ照射の走査角度に応じた傾斜角度で当該連続加工媒体をガイドする斜行手段と、
前記斜行手段が設けられた傾斜角度と対象の逆傾斜角度で設けられ、前記連続加工媒体を当該斜行手段で斜行される以前の搬送状態に戻すべくガイドする斜行解除手段と、
少なくとも、前記レーザ照射手段によるレーザ照射を制御するもので、少なくとも前記斜行手段上の前記連続加工媒体に当該レーザ照射を前記走査角度でレーザ照射させる制御手段と、
を有することを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項２】
請求項１記載のレーザ加工システムであって、前記制御手段は、前記斜行手段上の前記連続加工媒体にレーザ照射を行わせると共に、前記斜行解除手段上の当該連続加工媒体に異なる方向よりレーザ照射を行わせることを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項３】
請求項１または２記載のレーザ加工システムであって、前記制御手段は、前記斜行手段および斜行解除手段の少なくとも何れかにおけるレーザ照射の幅を、前記連続加工媒体の幅より大とさせることを特徴とするレーザ加工システム。
【請求項４】
請求項１〜３の少なくとも何れかに記載のレーザ加工システムであって、前記収容手段は、前記連続加工媒体に対して前記レーザ照射により少なくとも折り線を形成する場合に、Ｚ状に折り重ねることを特徴とするレーザ加工システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送される連続状態の加工媒体の加工領域がレーザ照射領域に達したときに所定の加工データに基づいてレーザ照射による加工を行うレーザ加工システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、用紙等の連続された加工媒体に折込線や切取線のミシン目線の形成や、所定形状での型抜き等を行う加工に際して、型押し刃を使用して行っていたものを、レーザ光を照射してフルカット、ハーフカットでレーザ加工することが盛んになってきている。このようなレーザ加工では加工媒体の加工位置をレーザ照射領域まで搬送されてきたときに行うことから、当該搬送によるずれを生じることもあって、加工品質を維持させる必要がある。特に、ミシン目線を形成する場合においては、当該連続加工媒体のレーザ加工後にＺ状に折り込む場合に、当該ミシン目線における折り目部分の重なり具合の折り姿が良好であることが望まれている。
【０００３】
図４に、従来のレーザ加工システムの構成説明図を示す。図４（Ａ）に示されるレーザ加工システム１０１は、例えば用紙等の連続状態の加工媒体にミシン目線をレーザ加工によって形成する場合を示したもので、加工媒体供給手段１０２より加工媒体折込手段１０３の間で連続加工媒体１０４が搬送される。当該連続加工媒体１０４はガイドローラ１０５，１０６によりガイドされ、搬送ローラ１０７およびニップローラ１０８により搬送駆動される。そして、ガイドローラ１０６と搬送ローラ１０７との略中間部分の上方にレーザ照射手段１０９の照射ノズルが配置されたものである。
【０００４】
上記レーザ加工システム１０１では、連続加工媒体１０４を搬送移動させながらレーザ照射によるミシン目線１１０を形成させるために、図４（Ｂ）に示すように、搬送速度に応じてレーザ照射が搬送方向斜めにレーザ光を照射するすることによって結果的に連続加工媒体１０４の幅方向で垂直に当該ミシン目線１１０を形成させるもので、このレーザ照射方法が以下の特許文献に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２５９８６９号公報
【０００６】
また、図４（Ｂ）に示すように、レーザ照射は、連続加工媒体１０４に確実にミシン目線１１０を形成させるために当該連続加工媒体１０４の幅方向で所定量のマージンをとって行われ、レーザ照射効率を向上させるために▲１▼の方向でレーザ照射が行われた終点Ｆより、当該連続加工媒体１０４の加工位置が移動されて次のレーザ照射開始位置Ｓ（＝Ｆ）からレーザ照射を行う往復照射で制御することも知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図５に、図４のレーザ加工システムにおける加工状態の説明図を示す。上述のように、連続加工媒体１０４が搬送ローラ１０７（ニップローラ１０８）により順次搬送させることから、搬送状態が寄りや傾斜（搬送方向の両端部分での異なる伸び）によって図５（Ａ）に示すようなレーザ照射位置に百μｍオーダのずれΔを生じ、以降のレーザ照射位置の誤差が累積してくるという事態が生じる。そのため、図５（Ｂ）に示すように、上記折込手段１０３で加工済の連続媒体１０４がＺ状に折り込まれ、千枚オーダで重ねられたたときに、幅方向の両端の重ね状態１１１Ａ，１１１Ｂが不揃いとなって、この状態での品質低下を招くという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、連続加工媒体の搬送による位置ずれ等を生じてもレーザ照射位置を高精度に特定して加工品質の向上を図るレーザ加工システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明では、搬送状態の連続加工媒体に対して、所定の加工領域にレーザ光を照射して貫通または非貫通で所定形態を形成するレーザ加工を行うレーザ加工システムであって、前記連続加工媒体を媒体供給手段より加工後の収容手段まで搬送させる媒体搬送手段と、前記搬送状態の連続加工媒体における所定加工領域に、当該連続加工媒体上の幅方向に対して搬送方向に所定の走査角度でレーザ光を走査させながら照射するレーザ照射手段と、前記連続加工媒体の搬送路中に設けられ、前記レーザ照射の走査角度に応じた傾斜角度で当該連続加工媒体をガイドする斜行手段と、前記斜行手段が設けられた傾斜角度と対象の逆傾斜角度で設けられ、前記連続加工媒体を当該斜行手段で斜行される以前の搬送状態に戻すべくガイドする斜行解除手段と、少なくとも、前記レーザ照射手段によるレーザ照射を制御するもので、少なくとも前記斜行手段上の前記連続加工媒体に当該レーザ照射を前記走査角度でレーザ照射させる制御手段と、を有する構成とする。
【００１０】
請求項２〜４の発明では、「前記制御手段は、前記斜行手段上の前記連続加工媒体にレーザ照射を行わせると共に、前記斜行解除手段上の当該連続加工媒体に異なる方向よりレーザ照射を行わせる」構成であり、
「前記制御手段は、前記斜行手段および斜行解除手段の少なくとも何れかにおけるレーザ照射の幅を、前記連続加工媒体の幅より大とさせる」構成であり、
「前記収容手段は、前記連続加工媒体に対して前記レーザ照射により少なくとも折り線を形成する場合に、Ｚ状に折り重ねる」構成である。
【００１１】
このように、連続加工媒体の搬送路中に、レーザ照射による走査角度に応じた傾斜角度で当該連続加工媒体をガイドすべく斜行手段が設けられ、当該斜行手段が設けられた傾斜角度と対象の逆傾斜角度で連続加工媒体を当該斜行手段で斜行される以前の搬送状態に戻すべくガイドする斜行解除手段が設けられる。すなわち、レーザ照射による走査角度で設けられた斜行手段上で連続加工媒体が斜行状態で強制的に位置特定されると共に、搬送ばたづきが回避されることから、連続加工媒体の搬送時に位置ずれ等を生じてもレーザ照射位置を高精度に特定することが可能となり、ひいてはレーザ照射による加工品質の向上を図ることが可能となるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図により説明する。本実施形態では、連続加工媒体に対して、その幅方向に所定間隔で折り込み線（切り取り線）としてのミシン目線をレーザ照射により貫通または非貫通で形成する場合を示すが、これに限らず型抜きや透かし等の形態をレーザ光のライン走査により貫通または非貫通で形成する場合にも適用することができるものである。
【００１３】
図１に、本発明に係るレーザ加工システムの構成図を示す。図１（Ａ）は本システムの概略構成図、図１（Ｂ）は連続加工媒体搬送における斜行手段および斜行解除手段部分の説明図である。図１（Ａ）において、レーザ加工システム１１は、媒体供給手段１２より加工後の収容手段１３間で用紙、フィルム等の連続加工媒体１４が搬送されるもので、媒体供給手段１２は例えば連続加工媒体１４がロール状に形成され、収容手段１３は例えば加工後の連続加工媒体１４を例えばＺ状に折り重ねて収容する。なお、加工後に一旦巻き取り、印刷等の処理の後にＺ状に折り重ねることとしてもよい。
【００１４】
また、上記媒体供給手段１２よりガイドローラ１５，１６が配置され、斜行手段１９、斜行解除手段２０および搬送ローラ１７が配置されて当該連続加工媒体１４がこれらに懸架される。また、搬送ローラ１７上にはニップローラ１８が当接され、当該搬送ローラ１７とニップローラ１８とにより連続加工媒体１４を挾持して上記媒体供給手段１２より収容手段１３まで搬送する。さらに、上記斜行手段１９の上方にはレーザ照射手段２１が配置される。そして、上記搬送ローラ１７は、搬送手段２２により回転駆動されるもので、当該搬送ローラ１７または関連機構に回転を検出する回転検出手段２３が設けられるものである。
【００１５】
上記レーザ照射手段２１は、構成を図示しないが、レーザ発生機構およびスキャン機構を備えた既存のシステムを使用することができる。上記レーザ発生機構は、例えば既存のレーザ発生の機構によりＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ等の適宜選択されたレーザ光を発生させる。また、スキャン機構は、レーザ加工の種類により、例えば一次元的にレーザ光をスキャンする場合にはポリゴンミラースキャン機構やミラーおよび集光レンズ構成部の一次元移動機構等が採用され、二次元的にレーザ光をスキャンさせる場合にはガルバノスキャン機構が採用される。
【００１６】
また、上記レーザ照射手段２１は、制御手段２４によりレーザ照射、レーザ走査等が駆動制御されるもので、当該制御手段２４は、回転検出手段２３で検出された搬送ローラ１７の回転数のタイミングに応じて搬送状態の連続加工媒体１４の所定加工領域（ここでは後述の斜行手段１９上）に、当該連続加工媒体上の幅方向に対して搬送進行方向に所定の走査角度（θ）でレーザ光を走査させながら照射させる。また、適宜、レーザ照射の幅を、連続加工媒体１４の幅より大とさせるものである。なお、制御手段２４において、搬送手段２２や収容手段１３等を駆動制御させてもよい。
【００１７】
上記斜行手段１９は、主ガイドローラ３１および補助ガイドローラ３２，３３がそれぞれ平行配置されて構成され、図１（Ｂ）に示すように、レーザ照射手段２１によるレーザ照射の走査角度（θ）に応じた傾斜角度θで当該連続加工媒体１４をガイドさせるべく配置される。上記補助ガイドローラ３２，３３は、主ガイドローラ３１上に連続加工媒体１４が巻き付けられたときに、当該連続加工媒体１４に適度なテンションを付加させるためのものである。
【００１８】
ところで、上記レーザ照射の走査角度（θ）は、前述のように、連続加工媒体１４の搬送速度と当該連続加工媒体１４の幅方向でのレーザ照射の走査時間によって設定されるもので、進行方向に対する角度θで走査させることにより、加工後の状態で連続加工媒体１４の垂直幅方向に折り込み線（または切り取り線）としてミシン目線４１が形成されることとなるものである。このレーザ照射の走査角度θと好ましくは同一の傾斜角度θで上記斜行手段１９（斜行解除手段２０は線対称の逆傾斜角度θ）が配置されるものである。なお、斜行手段１９（斜行解除手段２０）の傾斜角度は、主ガイドローラ３１の大きさによってレーザ照射の焦点距離を変えずに走査角度θを吸収できる角度であれば、当該走査角度θと必ずしも同一とさせる必要はない。
【００１９】
上記斜行解除手段２０は、主ガイドローラ３４およびテンション付加のための補助ガイドローラ３５，３６がそれぞれ平行配置されて構成され、図１（Ｂ）に示すように、斜行手段が設けられた傾斜角度θと線対象の逆傾斜角度θで設けられ、連続加工媒体１４を当該斜行手段１９で斜行される以前の搬送状態に戻すべくガイドするものである。例えば、主ガイドローラ３１，３４の長さを５００ｍｍ、直径１６０ｍｍとし、補助ガイドローラ３２，３３，３５，３６の長さを５００ｍｍ、直径６０ｍｍとした場合に、連続加工媒体１４に対して４３１，８ｍｍ（１７インチ）まで対応させることができる。
【００２０】
上記のように、連続加工媒体１４は、上記媒体供給手段１２からの搬送状態から上記斜行手段１９により強制的に斜行状態とされ、斜行解除手段２０により強制的に当該斜行手段１９で斜行される以前（媒体供給手段１２からの搬送状態）に戻されるものである。
【００２１】
そこで、図２に、図１に係るレーザ照射の説明図を示す。図２（Ａ）に示すように、搬送される連続加工媒体１４が斜行手段１９により強制的に斜行され、上記レーザ照射手段２１が、斜行手段１９における主ガイドローラ３１上であって、上述のように、レーザ照射の幅を、当該連続加工媒体１４の幅より大とさせるように走査角度θでレーザ光を照射させる。
【００２２】
そして、図２（Ｂ）に示すように、上記回転検出手段での回転検出に応じて制御手段２４がレーザ照射手段２１を駆動制御することにより、順次斜行手段１９の主ガイドローラ３１上において上記走査角度θにより矢印方向でレーザ照射されることによって順次ミシン目線４１が所定の等間隔で形成されるものである。この場合、斜行解除手段２０により、ミシン目線４１が形成された連続加工媒体１４の搬送状態を逆傾斜角度θで元に戻すことにより、上記収容手段１３で良好にＺ状に折り重ねられるものである。
【００２３】
このように、レーザ照射の走査角度θで設けられた斜行手段１９の主ガイドローラ３１上で補助ガイドローラ３２，３３によって連続加工媒体１４を堅固に巻き付けた状態とさせることにより、当該連続加工媒体１４の搬送時に生じる位置ずれ等の影響が受けにくくなると共に、搬送ばたづきやシワ発生が回避されることとなる。
【００２４】
すなわち、連続加工媒体１４が斜行手段１９の斜行状態で強制的に位置特定されることから、搬送時に位置ずれ等を生じてもレーザ照射位置を高精度に特定することができるもので、ひいてはミシン目線４１が高精度に形成できるもので、上記Ｚ状に折り重ねた状態で前述の幅方向両端の重ね状態（折り姿）が良好となり（図５（Ｂ）参照）、加工品質を向上させることができるものである。また、上述のように、ミシン目線４１以外の型抜きや透かし形成等のレーザ加工を行う場合であっても、搬送時に生じる位置ずれ等の影響が受けにくいことから、レーザ光の照射位置（特に照射開始位置）の誤差が低減され、加工品質の向上を図ることができるものである。
【００２５】
次に、図３に、本発明に係るレーザ加工システムの他の構成説明図を示す。図３（Ａ）に示すレーザ加工システム１１は、上記斜行手段１９および斜行解除手段２０を、好ましくは極力近接させ、当該斜行手段１９および斜行解除手段２０間の略中央の上方にレーザ照射手段２１（レーザ照射ノズル）を配置させたもので、他の構成は図１（Ａ）と同様としている。
【００２６】
そして、制御手段２４が、上記レーザ照射手段２１に対して斜行手段１９上に巻き付けられた連続加工媒体１４に対してレーザ照射を行わせると共に、斜行解除手段２０上に巻き付けられた連続加工媒体１４に対してもレーザ照射を行わせるものである。
【００２７】
すなわち、図３（Ｂ）に示すように、連続加工媒体１４に対して例えば斜行手段１９上で矢印方向のレーザ照射によるミシン目線４１を形成させ（▲１▼）、つづいて斜行解除手段２０上で矢印方向のレーザ照射によるミシン目線４１を形成させる（▲２▼）。そして、順次、斜行手段１９上でのレーザ照射（▲３▼、▲５▼・・・）と、斜行解除手段２０上でのレーザ照射（▲４▼、▲６▼・・・）とを繰り返してミシン目線４１を形成させるものである。
【００２８】
この場合、上記のような交互のレーザ照射では、当該ミシン目線４１を、各斜行手段１９、斜行解除手段２０上でそれぞれ１本置き（またはそれ以上）に形成させることとすることにより等間隔で形成させることができる。なお、レーザ照射の順番は、当所必ずしも斜行手段１９上から先に行う必要はなく、制御手段２４により適宜設定することができるものである。
【００２９】
これらのことは、レーザ照射手段２１によるレーザ照射の開始位置を、図２に示すように、その都度同じ位置に戻す必要がなく、異なる方向よりあたかも一筆書きのようなジグザク状に往復走査させることができるもので、上記同様の効果を奏することができると共に、加工効率の向上をさせることができるものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、連続加工媒体の搬送路中に、レーザ照射による走査角度に応じた傾斜角度で当該連続加工媒体をガイドすべく斜行手段が設けられ、当該斜行手段が設けられた傾斜角度と対象の逆傾斜角度で連続加工媒体を当該斜行手段で斜行される以前の搬送状態に戻すべくガイドする斜行解除手段が設けられることにより、連続加工媒体の搬送時に位置ずれ等を生じてもレーザ照射位置を高精度に特定することができるもので、ひいてはレーザ照射による加工品質の向上を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザ加工システムの構成図である。
【図２】図１に係るレーザ照射の説明図である。
【図３】本発明に係るレーザ加工システムの他の構成説明図である。
【図４】従来のレーザ加工システムの構成説明図である。
【図５】図４のレーザ加工システムにおける加工状態の説明図である。
【符号の説明】
１１            レーザ加工システム
１４            連続加工媒体
１７            搬送ローラ
１８            ニップローラ
１９            斜行手段
２０            斜行解除手段
２１            レーザ照射手段
２２            搬送手段
２３            回転検出手段
２４            制御手段
３１，３４      主ガイドローラ
４１            ミシン目線
【図１】
2004330198.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004330198.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004330198.tif 000007