(57)【要約】【課題】小ロットであっても高い生産性をもってシートを加工することができるシート加工方法及びシート加工システムを提供する。【解決手段】シート１０は、例えば耐水紙であり、このシート１０に画像１２を形成する（画像形成工程）。次に、画像形成されたシート１０を液体（例えば水）に浸漬し、シート１０の表裏に液体を付着させる（付着工程）。次に、シート１０を所定枚数重ね合わせる（重ね工程）。次に、重ね合わされたシート１０の合わせ方向に圧力を加える（加圧工程）。シート１０間は、空気がほとんど無くなり、液体で満たされることになる。次に、加圧を解除し、レーザにより、重ね合わされたシートに加工を施す（加工工程）。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに液体を付着させる付着工程と、シートを複数枚重ねる重ね工程と、液体が付着して重ねられたシートに圧力を加える加圧工程と、圧力を加えた後の複数枚のシートにレーザ加工を行う加工工程と、を有するシート加工方法。
【請求項２】
シートは耐水紙であり、液体は水である請求項１記載のシート加工方法。
【請求項３】
付着工程は、シートを液体に浸漬させる請求項１又は２記載のシート加工方法。
【請求項４】
シートに液体を付着させる前に、シートに画像を形成する画像形成工程をさらに有する請求項１乃至３いずれか記載のシート加工方法。
【請求項５】
画像形成工程においては耐液体性のインクを用いる請求項４記載のシート加工方法。
【請求項６】
シートに液体を付着させる付着手段と、シートを複数枚重ねる重ね手段と、前記付着手段により液体が付着され、前記重ね手段により重ねられた複数枚のシートに圧力を加える加圧手段と、この加圧手段により加圧された複数枚のシートにレーザ加工を行う加工手段とを有するシート加工システム。
【請求項７】
前記付着手段による液体の付着前に、シートに画像を形成する画像形成手段をさらに設けた請求項６記載のシート加工システム。
【請求項８】
前記画像形成手段は、ゼログラフィ方式である請求項７記載のシート加工システム。
【請求項９】
シートに画像を形成する画像形成手段と、この画像形成手段により画像が形成されたシートを複数枚重ねる重ね手段と、この重ね手段により重ねられた複数枚のシートを加工する加工手段と、前記画像形成手段、重ね手段及び加工手段を制御する制御手段とを有するシート加工システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙等のシートを加工する方法及びシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙等のシートを加工（カット）する方法としては、カットすべき形状に形成された型を作成し、この型により複数枚重ねられたシートを型抜きして行うのが一般的である。しかしながら、このような方法では、加工形状に合わせた型を作成する必要があるため、小ロットの加工製品を作るのには適していない。
【０００３】シートを加工する方法として、レーザを用いることは知られている。例えば特許文献１においては、ステージ上にシートを搬送し、この搬送されたシートにレーザを照射することにより所定の加工を施すようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６４９８８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においては、シート一枚毎にレーザ加工を施すようにしているので、生産性が低く、加工製品のコストが高くなる。
このため、複数枚のシートを重ね合わせ、この重ね合わされた複数枚のシートにレーザを照射して一度に複数枚のシートを加工することが考えられる。
しかしながら、本発明者による実験によると、例えば１０枚の用紙を重ねてレーザ加工すると、レーザ加工を施した周縁に用紙が焦げた後が残り、商品としては使用することができないことが判明した。
【０００６】本発明の目的は、小ロットであっても高い生産性をもってシートを加工することができるシート加工方法及びシート加工システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、シートに液体を付着させる付着工程と、シートを複数枚重ねる重ね工程と、液体が付着して重ねられたシートに圧力を加える加圧工程と、圧力を加えた後の複数枚のシートにレーザ加工を行う加工工程と、を有するシート加工方法にある。ここで、シートには、紙、ＯＨＰ、プラスチック薄膜、金属薄膜等が含まれる。また、液体には、水、耐火性油脂等が含まれる。
【０００８】好適には、シートは耐水紙であり、液体は水である。
【０００９】また、付着手段においては、スプレイ等により液体をシートに吹きかけることもできるが、好適には、シートを液体に浸漬してシートに液体を付着させる。
【００１０】好適には、シートに液体を付着させる前に、シートに画像を形成する画像形成工程を設ける。これにより画像形成とシート加工とを連続して行うことができる。
【００１１】好適には、画像形成工程においては耐液体性のインクを用いる。耐液体性、例えば耐水性のインクとしてはトナーがあり、ゼログラフィ方式の画像形成装置を用いることができる。
【００１２】本発明の第２の特徴とするところは、シートに液体を付着させる付着手段と、シートを複数枚重ねる重ね手段と、前記付着手段により液体が付着され、前記重ね手段により重ねられた複数枚のシートに圧力を加える加圧手段と、この加圧手段により加圧された複数枚のシートにレーザ加工を行う加工手段とを有するシート加工システムにある。
【００１３】好適には、付着手段による液体の付着前に、シートに画像を形成する画像形成手段をさらに設ける。
【００１４】好適には、前記画像形成手段は、ゼログラフィ方式であり、さらには、両面にカラー画像を形成できるものが好ましい。
【００１５】本発明の第３の特徴とするところは、シートに画像を形成する画像形成手段と、この画像形成手段により画像が形成されたシートを複数枚重ねる重ね手段と、この重ね手段により重ねられた複数枚のシートを加工する加工手段と、前記画像形成手段、重ね手段及び加工手段を制御する制御手段とを有するシート加工システムにある。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、シート加工方法の一例が示されている。シート１０は、例えば耐水紙であり、このシート１０に画像１２を形成する（画像形成工程）。次に、画像形成されたシート１０を液体（例えば水）に浸漬し、シート１０の表裏に液体を付着させる（付着工程）。次に、シート１０を所定枚数重ね合わせる（重ね工程）。次に、重ね合わされたシート１０の合わせ方向に圧力を加える（加圧工程）。この加圧工程における圧力は、シート１０間の空気を排除する程度であればよい。これにより、図２に示すように、シート１０間は、空気がほとんど無くなり、液体１４で満たされることになる。次に、加圧を解除し、レーザにより、重ね合わされたシートに加工を施す（加工工程）。レーザ加工は、例えば２点鎖線で示すように、所定の形状となるよう複数枚のシート１０をカットする。この加工工程においては、シート１０間から空気が排除された状態でレーザを照射するので、加工部分が燃えるのを防止することができ、加工部分に焦げた後がない製品を一度のレーザ加工により作ることができる。
なお、上記実施形態においては、画像形成工程において、画像形成されたシート１０にレーザ加工を施したが、予め画像形成されたシートを用いてもよいし、画像形成されていないシート１０に対してレーザ加工を施すこともできる。また、上記実施形態においては、シート１０を重ねる前にシート１０に液体を付着するようにしたが、シート１０を重ねた後に、シート１０間に液体が入り込むように、シート１０に液体を付着させるようにしてもよい。
【００１７】次に上記シート加工方法を実施するためのシステムについて説明する。
図３において、シート加工システム１６の一例が示されている。シート加工システム１６は、画像形成装置１８を有する。この画像形成装置１８は、例えばゼログラフィ方式のもので、両面に画像形成が可能なカラープリンタである。
【００１８】即ち、画像形成装置１８は、例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対応する４つの感光体２０が並設され、この感光体２０に対向して中間転写ベルト２２が配置されている。感光体２０のそれぞれには、図示しない露光装置及び現像機等が周囲に配置され、画像データに基づいて露光装置により感光体２０に潜像が書き込まれ、現像機のトナーにより可視化され、中間転写ベルト２２を挟んで感光体２０に対向して設けれた一次転写ロール２１により中間転写ベルト２２に転写される。この中間転写ベルト２２に転写されたトナー像は、中間転写ベルト２２の回転により搬送され、二次転写ロール２４によりシートへ転写される。シートは、給紙トレイ２６から搬送され、二次転写ロール２４によりトナー像が転写されると、定着装置を構成する定着ロール２７間を通ってトナー像が定着され、排出ロール２８により排出される。ただし、両面印刷の場合は、定着後のシートは、フィードバック部３０に送られて反転され、反転路３２を通って二次転写ロール２４の上流側に戻され、その後は上面印刷と同様に裏面の印刷がなされる。
【００１９】付着装置（浸漬装置）３４は、例えばシートを水に浸漬するもので、画像形成装置１８の後流側に接続されている。この付着装置３４は、浸漬容器３６と、この浸漬容器３６内に形成された浸漬通路３８とを有する。浸漬通路３８には、搬送ロール４０と、出口ロール４２とが設けられている。浸漬容器３６には、液体として例えば水が収容されており、画像形成装置１８を出たシートが浸漬通路３８を通ることによりシートの両面に十分な水が付着するようになっている。
【００２０】トレイ４４は、複数枚のシートを重ねる重ね手段を構成し、付着装置３４の後流側に接続されている。このトレイ４４には、タンパ等を設けてシートが整合された状態で重ね合わせるようにすることが好ましい。このトレイ４４の先端側には、離間距離を調整できる送りロール４６が設けられている。トレイ４４にシートが搬入されている場合には送りロール４６が離れてトレイ４４にシートが重ねられるのを許容し、所定枚数のシートの重ね合わせが完了すると、送りロール４６が重ね合わせられたシート束を挟み、後流側に送るようになっている。
【００２１】例えば２本のロールから構成された圧力ロール４８は、重ね合わせられたシートに重ね方向の圧力を加える加圧手段を構成している。この圧力ロール４８をシート束のシート間に液体が満たし、シート間の空気を排除するようになっている。
【００２２】そして、圧力ロール４８の後流側にはレーザ加工装置５０が設けられている。このレーザ加工装置５０には、ベルト等の搬送装置が設けられ、圧力ロール４８から排出されたシート束が所定位置に配置されるよう位置決めがなされる。
【００２３】図４において、レーザ加工装置５０の概略が示されている。レーザ加工装置５０は、平坦に形成されたシート載置台５２を有し、このシート載置台５２上にレーザヘッド５４が配置されている。このシート載置台５２は、例えば石綿のように耐熱性が優れた材料から構成されている。このレーザヘッド５４は、Ｘ−Ｙプロッタ５６に支持され、このＸ−Ｙプロッタ５６のより二次元方向に移動できるようになっている。即ち、Ｘ−Ｙプロッタ５６は、Ｘ方向に延びる第１のレール５８と、Ｙ方向に延びる第２のレール６０とを有し、この第２のレール６０に摺動自在であるようレーザヘッド５４が支持されていると共に、第２のレール６０が設けられたレール保持部６２が第１のレール５８に摺動自在であるよう支持されている。そして、レール保持部６２は、第１のベルト６４ａ，６４ｂを介して第１のモータ６６に接続され、レーザヘッド５４は、第２のベルト６８ａ，６８ｂを介して第２のモータ７０に接続されている。したがって、第１のモータ６６と第２のモータ７０の駆動を制御することによりレーザヘッド５４がＸ−Ｙ方向に移動できる。
【００２４】また、レール保持部６２の一端付近には、リフレクタ７２が固定され、例えばＣＯ２レーザ発光源（図示せず）から発したレーザ光がリフレクタ７２を介してレーザヘッド５４に供給される。
【００２５】図５において、レーザヘッド５４の一例が示されている。レーザヘッド５４は、レーザ光通路７４が形成されたヘッド本体７６を有する。このヘッド本体７６の上部には反射ミラー７８が設けられ、レーザ光通路７４内にはレンズ８０が設けられ、送られたきたレーザ光は、反射ミラー７８で反射し、レンズ８０で絞られ、シート載置台５２上のシート束８２を加工するようになっている。また、ヘッド本体７６の外周には、レーザ光の集光部分に向けて、例えば２本のノズル８４ａ，８４ｂが開口ていると共に、吸入管８６が接続されている。ノズル８４ａ，８４ｂからは例えば不活性ガスが噴出し、レーザ加工中に生じたダストを取り除くと共に、加工部分を冷却する。吸入管８６は、ダストを吸引する。また、前述したシート載置台５２には、吸引孔８８が形成され、この吸引孔８８を介して導入される負圧によりシート束の下端をシート載置台５２に密着させて固定するようになっている。
【００２６】次に上述したシート加工システムの制御について説明する。
図６において、シート加工システムの制御システムが示されている。主制御装置９０は、例えば前述した画像形成装置に設けれ、この主制御装置９０に例えばネットワークを介して印刷データと加工データとが入力される。この主制御装置９０からは、印刷制御装置９２、レーザ加工制御装置９４、トレイ制御装置９６、圧力ロール制御装置９８等に制御信号が送られる。
【００２７】図７において、上記主制御装置９０の制御フローが示されている。まずステップＳ１０において、印刷制御装置９２へ制御信号を送出して画像形成装置１８により印刷を実行する。次のステップＳ１２においては、画像形成装置１８により印刷されたシートを一枚ずつ付着装置３４に送り、シートを水の中に浸漬し、トレイ４４に供給する。次のステップ１４においては、所定枚数のシートが送られたか否かを判定し、所定枚数に達していないと判定した場合は、ステップＳ１０に戻り、所定枚数に達した場合は次のステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６においては、トレイ４４に重ねられたシート束をまとめて排出するようトレイ制御装置９６を介してトレ４４を制御する。次のステップＳ２０においては、圧力ロール制御装置９８を介して圧力ロール４６を回転させてシート束を加圧し、レーザ加工装置５０へ送る。次のステップＳ２０においては、レーザ加工装置５０に送られたシート束が所定位置に配置されるように位置決めを行う。そして、次のステップＳ２２においては、加工データに基づいてレーザの発光とレーザヘッド５４の移動を制御して加工を行う。
【００２８】以上述べたように、上記レーザ加工システムにおいては、シートの画像形成から加工までをオンデマンドで行うことができる。
【００２９】次に変形例について説明する。
図８において、第１の変形例が示され、この第１の変形例においては、付着装置３４の上流側にトレイ１００が配置されており、トレイ１００により画像形成されたシートを重ねてシート束とし、このシート束を付着装置３４内の液体に浸漬するようにしてある。付着装置３４の出口側には圧力ロール４８が設けられ、この圧力ロール４８によりシート束を加圧するようになっている。
【００３０】図９において、第２の変形例が示されている。この第２の変形例は、付着装置３４の浸漬容器３６内の液体にシートを手により浸漬し、シート束とした後、圧力ロール４８を自動又は手動で駆動してシート束を加圧するようにしたものである。浸漬容器３６内には、シートを取り出し易いように、斜めに形成されたシート支持台１０２が設けられている。
【００３１】このようにして形成した加工製品としては、雑誌の付録、ペーパークラフト、パチンコ台等の掲示板、テーブルメニュ等の掲示物、しおり、チケット等がある。
なお、レーザ加工装置５０における加工は、シートのカットに限らず、ミシン目等を形成してもよい。例えば図１０に示すように、シート１０はチケットであり、イベント（例えばピアノコンサート）に対応したミシン目１０４が形成され（例えばピアノ）、このミシン目１０４で切断される部分が半券となる。また、画像１２も、イベントに対応したもの（例えばピアノ演奏者の写真）にすることができる。
【００３２】次に上述したシート加工方法の実施例について説明する。
用いたシートは、富士ゼロックスオフィスサプライ株式会社製の耐水用フィルムコート紙ＧＡＡＡ２８６４（坪量２１５ｇ／ｍ２）である。耐水用フィルムコート紙を水に十分浸漬し、１０枚を重ね合わせ、シート間に空気が無くなるように圧力を加えた。そして、前述したレーザ加工装置を用いて周囲をカットした。
その結果、最下部のシートを除いて、カット部分には燃えた痕跡は見られなかった。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、液体を付着させたシートを重ねて加圧し、シート束として一括してレーザ加工するようにしたので、小ロットであっても高い生産性をもってシートを加工することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るシート加工方法を示す工程図である。
【図２】本発明の実施形態に係るシート加工方法において、浸漬したシートを重ねた状態を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るシート加工システムを示す側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るレーザ加工装置を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るレーザ加工装置に用いたヘッド部分を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るシート加工システムの制御装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態に係るシート加工システムの制御フローを示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１の変形例におけるトレイと付着装置を示す側面図である。
【図９】本発明の第２の変形例における付着装置を示す側面図である。
【図１０】本発明の実施形態により作成した加工製品の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０    シート
１２    画像
１４    液体
１６    シート加工システム
１８    画像形成装置
３４    付着装置
４４    トレイ
４８    圧力ロール
５０    レーザ加工装置
５４    ヘッド
【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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【図８】
2005028396.tif 000010
【図９】
2005028396.tif 000011
【図１０】
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