(57)【要約】【課題】本発明は、被加工体を折り曲げるためのラインをレーザ照射により形成する折曲用ラインのレーザ加工システムに関し、簡易に被加工体の材質に応じて確実に折り曲げ用のライン形成を可能とすると共に、自由度の向上を図ることを目的とする。【解決手段】レーザ制御処理手段１２が、被加工体１４の材質に応じて所定深さでレーザ加工する際のレーザ照射の程度が関連付けられたテーブルを加工ＤＢ１８に有するもので、少なくとも、入力手段１６より入力される加工設定データに基づいて、当該被加工体１４の材質、加工深さに応じたレーザ照射の程度を当該テーブルより取得することで特定し、レーザ照射制御システム１３より当該被加工体１４にレーザ照射させる構成とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工体を折曲加工するための折曲用ラインをレーザ照射により所定深さで形成する折曲用ラインのレーザ加工システムであって、
前記被加工体の材質に応じて所定深さでレーザ加工する際のレーザ照射の程度が関連付けられたテーブルを有し、少なくとも、入力される加工設定データに基づいて、当該被加工体の材質、加工深さに応じたレーザ照射の程度を当該テーブルより取得して特定すると共に、当該加工設定データ基づいてレーザ加工する加工位置を特定するレーザ制御処理手段と、
前記レーザ制御処理手段からの制御駆動信号に基づいて、前記特定されたレーザ照射の程度で前記被加工体の特定された加工位置にレーザ照射を行うレーザ照射制御システムと、を有することを特徴とする折曲用ラインのレーザ加工システム。
【請求項２】
請求項１記載の折曲用ラインのレーザ加工システムであって、前記被加工体に形成される折曲用ラインは、非貫通のハーフカットによる連続若しくは断続の形態であり、またはフルカットによる断続の形態であることを特徴とする折曲用ラインのレーザ加工システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の折曲用ラインのレーザ加工システムであって、前記レーザ制御処理手段は、前記折曲用ライン形成の前記駆動制御信号を生成する他に、当該折曲用ラインで折曲して組立体とする場合の展開外周部分を、前記被加工体の材質に応じたレーザ照射の程度で連続的なフルカットによりレーザ加工を行わせる制御駆動信号を含んで生成することを特徴とする折曲用ラインの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、被加工体を折り曲げるためのラインをレーザ照射により形成する折曲用ラインのレーザ加工システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば各種商品を立体形状の包装体で包装することが行われており、当該包装体を立体形状とするために包装基材を展開させた状態で折り曲げ部分に筋を形成することが行われる。上記筋の形成は、筋押しと称され、筋押し刃（筋刃）で両側より凹圧することで形成させることが一般的に行われている。このような筋押し加工については以下の特許文献等に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１８９８３号公報
【特許文献２】
特開２００１−２２５４００号公報
【特許文献３】
特開２００１−２１９４８６号公報
【０００４】
上記の特許文献も含めて一般的に行われている筋押し加工では、装置が比較的単純であり、縦横自在な間欠送りによる筋押し加工や、被加工体の連続搬送方向のみの筋押し加工に対応しており、当該加工内容により適宜選択することができるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような筋押し加工では、例えばラミネートされた紙に行う場合に折り目がつかない場合があり、折り目がついても不十分となる場合が多く、被加工体の材質に対応させるために当該材質毎に刃圧調整が必要となって煩雑であると共に、非効率であるという問題がある。また、上記筋押し刃や装置毎に加工できる被加工体に厚み制限があり、例えば主に厚さ０．０８ｍｍの薄紙を対象としている装置ではラミネート紙やダンボール紙への筋押し加工が不十分であり、自由度が低いという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、簡易に被加工体の材質に応じて確実に折り曲げ用のライン形成を可能とすると共に、自由度の向上を図る折曲用ラインのレーザ加工システム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、請求項１の発明では、被加工体を折曲加工するための折曲用ラインをレーザ照射により所定深さで形成する折曲用ラインのレーザ加工システムであって、前記被加工体の材質に応じて所定深さでレーザ加工する際のレーザ照射の程度が関連付けられたテーブルを有し、少なくとも、入力される加工設定データに基づいて、当該被加工体の材質、加工深さに応じたレーザ照射の程度を当該テーブルより取得して特定すると共に、当該加工設定データ基づいてレーザ加工する加工位置を特定するレーザ制御処理手段と、前記レーザ制御処理手段からの制御駆動信号に基づいて、前記特定されたレーザ照射の程度で前記被加工体の特定された加工位置にレーザ照射を行うレーザ照射制御システムと、を有する構成とする。
【０００８】
請求項２、３の発明では、「前記被加工体に形成される折曲用ラインは、非貫通のハーフカットによる連続若しくは断続の形態であり、またはフルカットによる断続の形態である」構成であり、
「前記レーザ制御処理手段は、前記折曲用ライン形成の前記駆動制御信号を生成する他に、当該折曲用ラインで折曲して組立体とする場合の展開外周部分を、前記被加工体の材質に応じたレーザ照射の程度で連続的なフルカットによりレーザ加工を行わせる制御駆動信号を含んで生成する」構成である。
【０００９】
このように、被加工体の材質に応じて所定深さでレーザ加工する際のレーザ照射の程度が関連付けられたテーブルを有するもので、少なくとも、入力される加工設定データに基づいて、当該被加工体の材質、加工深さに応じたレーザ照射の程度を当該テーブルより取得することで特定して当該被加工体にレーザ照射させる。すなわち、被加工体の材質に応じたレーザ照射の程度で折曲用ラインが形成されることから簡易に被加工体の材質に応じて確実に折り曲げ用のライン形成が可能となり、被加工体の材質毎に装置変更する必要がなく自由度の向上を図ることが可能となるものである。
【００１０】
【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。
図１に、本発明に係るレーザ加工システムのブロック構成図を示す。図１（Ａ）は折曲用ラインのレーザ加工システムの概念ブロック図、図１（Ｂ）は内部構成のブロック図である。図１（Ａ）において、レーザ加工システム１１は、レーザ制御処理手段１２およびレーザ照射制御システム１３により構成され、当該レーザ照射制御システム１３はレーザ照射部分のノズル１３Ａを備えて被加工体１４の折り曲げ位置となる加工位置にレーザ光を照射する。
【００１１】
すなわち、上記構成のレーザ加工システム１１は、被加工体１４を折曲加工するための折曲用ラインをレーザ照射により所定深さで形成するさせるものであり、当該被加工体１４は、例えば折り重ね用の連続用紙や、各種商品を包装するための包装体であり、所定種類の紙材やプラスチック材等の折り曲げ可能な基材で構成され、図示しない加工ステージ上に搬送されるものである（搬送手段も図示せず）。そして、上記加工ステージ上で位置決めのための検出手段１５が配置される。
【００１２】
また、レーザ制御処理手段１２は、図１（Ｂ）に示すように、入力手段１６および加工データベース（ＤＢ）１８を備え、適宜表示手段１７備える。当該表示手段１７および加工ＤＢ１８はレーザ制御処理手段１２に含ませることもできる。上記入力手段１６は、オペレータにより加工設定データを、例えば表示手段１７上での表示を参照しながら入力するもので、当該加工設定データには、例えば加工位置、被加工体１４の材質（厚さも含む）、加工の種類のデータがある。なお、加工ＤＢ１８は、被加工体の材質、加工深さとレーザ照射の程度であるレーザ照射量（照射量に対するレーザ周波数）などが関係付けられたテーブルを備える（図４で説明する）。
【００１３】
上記加工の種類としては、例えば非貫通のハーフカットによる連続若しくは断続の形態があり、またはフルカットによる断続の形態がある。さらに、折曲用ライン形成の他に、当該折曲用ラインで折曲して組立体とする場合の展開外周部分を、当該被加工体１４の材質に応じたレーザ照射の程度での連続的なフルカットを行わせる形態がある。
【００１４】
上記レーザ照射制御システム１３は、レーザ制御処理手段１２からの制御駆動信号に基づいて、特定されたレーザ照射の程度で被加工体１４の特定された加工位置にレーザ照射を行うもので、図１（Ｂ）に示すように、レーザ発生手段２１、スキャン駆動手段２２を備える。上記レーザ発生手段２１は、内部構成は図２で説明するが、ハーフカット加工のためにレーザ照射量（レーザパワー）が制御自在なレーザ光を発生させるためのものである。上記スキャン駆動手段２２は、被加工体１４に対して折曲用ラインを形成するための当該レーザ光をスキャンさせるもので、例えば従前より知られているガルバノ機構を備える。
【００１５】
一方、上記レーザ制御処理手段１２は、少なくとも、入力される加工設定データに基づいて、当該被加工体の材質、加工深さに応じたレーザ照射の程度を当該テーブルより取得して特定すると共に、当該加工設定データ基づいてレーザ加工する加工位置を特定するもので、図１（Ｂ）に示すように、制御手段３１、バス３２、インタフェース（ＩＦ）３３、加工特定処理手段３４、加工ファイル作成手段３５、スキャン駆動制御手段３６およびレーザ照射駆動制御手段３７を適宜備える。
【００１６】
上記制御手段３１は、当該レーザ加工システム１１を統括的に制御するもので、そのためのプログラムを格納する。上記ＩＦ３３は、レーザ照射制御システム１３、検出手段１５、入力手段１６、表示手段１７および加工ＤＢ１８とのデータ授受の整合を行う。上記加工特定処理手段３４は、入力手段１６より入力される少なくとも加工位置、被加工体１４の材質（定型の場合は厚さを含む）、加工の種類の加工設定データに基づいて、当該被加工体１４の材質、加工深さに応じたレーザ照射の程度を上記加工ＤＢ１８のテーブルより取得することによりレーザ照射量制御の因子（例えばレーザ周波数）を特定すると共に、上記加工位置情報に基づく加工位置や加工長さ等を特定するための処理を行う。
【００１７】
上記加工ファイル作成手段３５は、上記加工特定処理手段３４で特定されたレーザ加工のための情報に基づいてレーザ照射の制御を行うための加工ファイルを作成する。この加工ファイルには、少なくとも加工位置、折曲用ラインの長さ、被加工体１４の材質および加工深さに応じたレーザ照射量（例えば、パルス幅を一定とした場合のレーザパワーＷに応じたレーザ周波数）の情報が含まれる。
【００１８】
上記スキャン駆動制御手段３６は、レーザ照射制御システム１３のスキャン駆動手段２２を駆動させるための制御信号を、上記作成された加工ファイルに基づいて生成して送出する。例えば、被加工体１４の折曲用ライン形成面へのレーザ光の照射がＸ方向（またはＹ方向若しくは両方向）にスキャンさせるためのそれぞれの駆動制御信号が生成される。
【００１９】
そして、上記レーザ照射駆動制御手段３７は、上記作成された加工ファイルに基づきレーザ加工情報に応じて各折曲用ライン毎にレーザ照射量（レーザパワーＷ）が設定されたレーザ発生の制御信号（本実施形態ではレーザ周波数を調整する制御信号とする）を生成してレーザ照射制御システム１３のレーザ発生手段２１に送出する。なお、レーザ加工位置をビットマップ展開し、そのビットに応じたレーザ照射量（レーザパワーＷ）でのレーザ発生の制御信号を生成することとしてもよい。
【００２０】
ここで、図２に図１のレーザ照射制御システムの説明図を示す。図２（Ａ）はレーザ照射制御システムのブロック図、図２（Ｂ）はレーザ照射量制御の説明図である。図２（Ａ）において、レーザ照射制御システム１３は、上記レーザ発生手段２１およびスキャン駆動手段２２の他に、ＤＣ電源４１を備える。そして、上記レーザ発生手段２１は、ＲＦアンプ４２およびレーザ発振部４３を備える。
【００２１】
上記ＲＦアンプ４２は、レーザ制御処理手段１２より送出されてくる加工データ（レーザ発生データ）を入力して、レーザ発振部４３に駆動信号を送出する。当該レーザ発振部４３にはレーザ発生データに基づく照射時間、レーザパワーＷ（例えば、対応周波数）の駆動信号を送出する。すなわち、レーザ発生データがＲＦアンプ４２に入力され、当該ＲＦアンプ４２よりレーザ発振部４３に駆動信号が入力された時点から当該レーザ発振部４３より被加工体１４にレーザ照射が行われ、当該駆動信号の周波数でレーザパワーが定まる。なお、レーザ発振部４３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、当該スキャン駆動手段２２には加工データのうち、加工位置データとしてスキャン駆動信号が入力されるもので、当該スキャン駆動信号に応じてレーザ照射位置にレーザ光を導く。
【００２２】
このようなレーザ照射制御システム１３においては、一般的に図２（Ｂ）に示すように、レーザ光の照射量を各折曲用ラインに応じて制御することができる。すなわち、図２（Ｂ）において、レーザ照射の駆動パルスのパルス幅を５（μ／ｓｅｃ）として固定した場合、レーザ周波数ｆ（ＫＨｚ）に対するデューティ比（％）およびレーザ照射量としてのレーザパワー（Ｗ）との関係が得られ、レーザ周波数ｆを変化させることでレーザパワー（Ｗ）を変化させることができるものである。この場合のデューティ比はレーザ周波数に対してパルス幅で自動的に特定される。
【００２３】
なお、レーザ光の照射量を制御する他の方法としては、デューティ比（％）を固定した場合においても、同様にレーザ周波数ｆを変化させることでレーザパワー（Ｗ）を変化させることができ、また、レーザ周波数（ＫＨｚ）を固定した場合には、デューティ比（％）またはパルス幅（ｓ）を変化させることでレーザパワー（Ｗ）を変化させることができるものである。
【００２４】
そこで、図３に、本発明に係るレーザ加工システムによる折曲用ライン形成の説明図を示す。図３（Ａ）は被加工体を展開した状態での折曲用ラインを形成させた場合の図、図３（Ｂ）は折曲用ラインを形成した被加工体を折曲した場合の図、図３（Ｃ）は形成する折曲用ラインの他の形態図である。図３（Ａ）において、被加工体１４における折り曲げ位置に非貫通のハーフカット（本実施形態では、カット率５０％前後としている）により連続した折曲用ライン５１が形成され、図３（Ｂ）に示すように、形成された当該折曲用ライン５１で折り曲げられる。このとき、当該ハーフカットを被加工体１４の材質に応じてカット率５０％前後とすべくレーザパワーが設定されることから、簡易に材質に応じて確実に折り曲げ用のラインを形成することができるものである。なお、図３（Ａ）のハーフカットを断続的な形態で形成してもよい。
【００２５】
また、図３（Ｃ）においては、被加工体１４に対してフルカットで断続的な形態で折曲用ライン５２を形成した場合であり、この場合においても被加工体１４の材質に応じてカット率５０％前後とすべくレーザパワーを設定することで、簡易に材質に応じて確実に折り曲げ用のラインを形成することができるものである。なお、図３（Ｂ）では、折曲用ライン５１を外側として折り曲げを行った場合を示しているが、当該折曲用ライン５１を内側として折り曲げても同様である。
【００２６】
ここで、図４に、本発明のレーザ加工システムにおける折曲用ライン形成のレーザパワー特定するためのテーブルの説明図を示す。図４（Ａ）は被加工体の材質と、折り曲げ具合の加工深さ（貫通を含む）に加工するためのレーザ周波数ｆとの関係を示したものであり、図４（Ｂ）は本発明の加工ＤＢ１８に格納されるテーブルＴ（被加工体の材質、加工深さで加工するレーザ周波数ｆとの関係）の一例のものである。
【００２７】
図４（Ａ）は、一例として上質紙（連量５５ｋｇ）、上質紙（連量１３５ｋｇ）、コート紙（連量１３５ｋｇ）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート：無色透明）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート：乳白色透明）、ポリイミド（茶色透明）の各厚さに対して加工深さ（各ハーフカット、フルカット）にレーザ加工した際のレーザ周波数ｆ（ＫＨｚ）の関係が得られたことを示している。この場合のレーザ周波数ｆは、上記図２（Ｂ）に示すように、駆動パルス幅を固定した場合としてレーザパワー（Ｗ）が関係付けられる。ここで、折り曲げ具合の「×」は、例えば人手作業によっては折れない、若しくは折りにくいことを示している。
【００２８】
そして、上記図４（Ａ）で得られた結果より、図４（Ｂ）に示すように、例えば各材質毎にカット率５０％前後でハーフカットさせる場合と、フルカットさせる場合のレーザ周波数ｆをテーブルＴとして作成し、これを加工ＤＢ１８に格納しておき、レーザ加工する際に参照されるものである。なお、図４（Ａ）、（Ｂ）は被加工体の一例の材質を示したもので、ここに示されない材質（例えばラミネート紙、ダンボール等）であっても加工程度とレーザ周波数ｆとの関係を得ておくことによって、上記テーブルＴに反映させることができるものである。
【００２９】
例えば、被加工体１４を連量１３５（Ｋｇ）の上質紙（厚さ０．１９６ｍｍ）で５０％ハーフカットする場合に、テーブルＴによればレーザ周波数２５（ＫＨｚ）が得られ、図２（Ｂ）によれば４０（Ｗ）のレーザパワーで加工させることになるものである。
【００３０】
そこで、図５に、本発明に係る折曲用ライン形成におけるレーザパワー特定の処理フローチャートを示す。図５において、まず、入力手段１６により少なくとも被加工体の種類（材質）、カット種類（ハーフカット、貫通）、加工位置等の加工設定データが入力される（ステップ（Ｓ１））。
【００３１】
レーザ制御処理手段１３のおける加工特定処理手段３４では、加工設定データの加工位置データより被加工体対１４の全体の加工位置、加工量（加工長さ）を特定すると共に、被加工体１４の材質、カット種類に基づいて、加工ＤＢ１８に格納されているテーブルＴ（図４（Ｂ））を参照して対応のレーザ周波数ｆを取得して特定する（Ｓ２）。そして、加工ファイル作成手段３５が、上記加工特定処理手段３４で得た上記全部の加工位置および加工量と、全部の折曲用ラインの加工深さに対応したレーザ周波数ｆのデータに基づいて加工ファイルを作成する（Ｓ３）。
【００３２】
作成された上記加工ファイルに基づいて、スキャン駆動制御手段３６が駆動制御信号（加工位置データ）を生成して加工データとしてレーザ照射制御システム１３のスキャン駆動手段２２に送出すると共に、レーザ照射制御駆動手段３７がレーザ発振のための駆動制御信号（レーザ発生データ）を生成して加工データとしてレーザ照射制御システム１３のレーザ発生手段２１に送出するものである（Ｓ４）。そして、レーザ照射制御システム１３では、図３（Ａ）または図３（Ｃ）に示すように、被加工体対１４の折曲する位置に、折曲用ライン５１，５２を５０％前後でハーフカットするものである。
【００３３】
このように、被加工体１４の材質に応じたレーザ照射の程度で折曲用ラインが形成されることから、簡易に被加工体１４の材質に応じて確実に折曲用ライン５１，５２を形成することができ、被加工体１４の材質毎に装置変更することを必要とせずにレーザ加工の自由度を向上させることができるものである。
【００３４】
次に、図６に、本発明における折曲用ラインが形成された被加工体の折り曲げ適用例の説明図を示す。図６（Ａ）は、箱状の包装体を作製するために、被加工体６１の材質にＰＥＴを使用し、展開状態でレーザ照射により折曲用ライン５１（ハーフカット）を形成し、これを箱状に組み立てて包装物６２を内包させたものとして示している。この場合、被加工体６１はＰＥＴであることから、図４（Ｂ）のテーブルＴを参照したときに、レーザ周波数ｆを１５（ＫＨｚ）としてレーザ照射させることにより確実に折曲用ラインを形成することができるもである。
【００３５】
また、図６（Ｂ）は、紙製のＣＤジャケットを作製する場合として、被加工体７１の材質に上質紙（連量１３５ｋｇ）を使用し、適宜対応の止め片７２および切り込み線７３が形成された３連のものに対し、展開された状態で折曲用ライン５１がそれぞれ折り込み位置に形成されたものである。この場合、被加工体７１は上質紙（連量１３５ｋｇ）であることから、図４（Ｂ）のテーブルＴを参照したときに、レーザ周波数ｆを１５（ＫＨｚ）としてレーザ照射させることにより確実に折曲用ラインを形成することができるもである。
【００３６】
上記のように折曲用ライン５１が形成された被加工体７１は、下片の大な切り込み線７３が形成された部分にＣＤ７４を固定し、これを下方の折曲用ライン５１，５１で中片方向に折り込み、これに被せるように上片を折り込んで小な切り込み線７３に止め片７２をはめ込むことによって、当該ＣＤ７４を包装するものである。
【００３７】
すなわち、図６（Ａ）おける被加工体６１の材質のＰＥＴと、図６（Ｂ）における被加工体７１の材質の上質紙（連量１３５ｋｇ）とでレーザ周波数ｆを異ならせるだけで、各材質に応じた折曲用ライン５１を容易に形成することができるものである。
【００３８】
次に、図７に、本発明における折曲用ライン形成の他の形態の説明図を示す。
図７（Ａ）、（Ｂ）は、被加工体１４を、例えば上述のＰＥＴとして原板材より上記図６（Ａ）の被加工体６１を折曲用ラインと共に作製する場合を示したものである。すなわち、被加工体１４より展開外周部分の打ち抜きライン８１と、設定された所定数の折曲用ライン５１とを形成させるために、材質がＰＥＴであることから図４（Ｂ）のテーブルＴを参照したときに、打ち抜きライン８１を形成する部分には貫通のためのレーザ周波数ｆを２５（ＫＨｚ）としてレーザ光１３Ｌをノズル１３Ａより照射させ、折曲用ライン５１を形成する部分にはハーフカットのためのレーザ周波数ｆを１５（ＫＨｚ）としてレーザ光１３Ｌをノズル１３Ａより照射させることとするものである。
【００３９】
これによって、図６（Ａ）に示すような被加工体６１を、それぞれの折曲用ライン５１と共に、一工程で作製させることができるものである。すなわち、被加工体の材質に応じて適切なレーザパワーでレーザ加工を行わせることができるものである。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、被加工体の材質に応じて所定深さでレーザ加工する際のレーザ照射の程度が関連付けられたテーブルを有するもので、少なくとも、入力される加工設定データに基づいて、当該被加工体の材質、加工深さに応じたレーザ照射の程度を当該テーブルより取得することで特定して当該被加工体にレーザ照射させることにより、簡易に被加工体の材質に応じて確実に折り曲げ用のラインを形成することができ、ライン形成の自由度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ブロック構成図である。
【図２】図１のレーザ照射制御システムのブロック説明図である。
【図３】本発明に係るレーザ加工システムによる折曲用ライン形成の説明図である。
【図４】本発明のレーザ加工システムにおける折曲用ライン形成のレーザパワー特定するためのテーブルの説明図である。
【図５】本発明に係る折曲用ライン形成におけるレーザパワー特定の処理フローチャートである。
【図６】本発明における折曲用ラインが形成された被加工体の折り曲げ適用例の説明図である。
【図７】本発明における折曲用ライン形成の他の形態の説明図である。
【符号の説明】
１１              レーザ加工システム
１２              レーザ制御処理手段
１３              レーザ照射制御システム
１４，６１，７１  被加工体
１５              検出手段
１６              入力手段
１７              表示手段
１８              加工データベース（ＤＢ）
２１              レーザ発生手段
２２              スキャン駆動手段
３４              加工特定処理手段
３５              加工ファイル作成手段
３６              スキャン駆動制御手段
３７              レーザ照射駆動制御手段
５１，５２        折曲用ライン
【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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