(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物に対して所定の加工情報にしたがってレーザ光を照射して所定の加工を行うレーザ加工システムであって、
内部が吸引のための空間領域であり、前記被加工物の載置面に、当該被加工物の搬送方向に回転自在なローラが所定数設けられ、当該ローラ間を吸引のための開口とさせるステージと、
前記ステージの空間領域に対して備えられ、前記吸引のための開口から前記載置面上の被加工物を吸引固定する吸引機構と、
少なくとも、前記ステージに対して前記被加工物を搬送する搬送手段と、
前記ステージ上に位置された前記被加工物に対し、レーザ光を照射して所定の加工を行うためのレーザ照射手段と、
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、前記ステージに設けられる前記所定数のローラの占める範囲が、前記レーザ照射手段によるレーザ照射範囲より大であ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、単一の被加工物をステージ上に搬送してレーザ光を照射することにより所定の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、例えばレーザにより被加工物をステージ上で加工する際、当該ステージ上に被加工物を搬送して固定し、加工情報に基づいて当該被加工物にレーザ光を照射して所定の加工を施すのが一般的である。例えば、用紙に対してレーザにより貫通孔を形成し、又は所定深さ分を削り取ることにより、当該用紙に所定の情報を形成させることも行われている。このように加工をステージ上で行う場合の被加工物、特に用紙等の可撓性を有する被加工物の当該ステージ上への搬送が安定して行えることが必要である。
【０００３】
ここで、図７に、従来のレーザ加工システムにおけるステージ部分の説明図を示す。図７（Ａ）はレーザ加工システムにおけるステージ部分の概略斜視図、図７（Ｂ）はステージ表面の一形態の説明図、図７（Ｃ）はステージ表面の他形態の説明図である。図７（Ａ）において、レーザ加工システム１０１は、加工を行うステージ１０２の下方には被加工物を固定するための例えば吸引手段１０３が設けられ、上方にはレーザ照射部１０４が配置される。このステージ１０２に被加工物としての例えば単葉の用紙１０５が搬送され、当該ステージ１０２上の所定位置に搬送されたときに上記吸引手段１０３により当該ステージ１０２上で吸着状態として固定させるものである。なお、ステージ１０２上に用紙１０５を搬送する搬送手段は図示していないが、例えばベルト搬送駆動により行われる。
【０００４】
上記ステージ１０２は、上記吸引手段１０３により用紙１０５を吸引固定させるために、その表面には吸引のための孔が形成される。例えば、図７（Ｂ）に示すように、ステージ１０２の表面全面に平面円形孔１１１が等間隔又は不規則に所定数形成されたものや、図７（Ｃ）に示すように、ステージ１０２の表面をハニカム構造としたハニカム孔１１２が形成されたものが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ステージ１０２上に用紙１０５等の可撓性を有する被加工物を搬送させる際、当該ステージ１０２の表面が円形孔１１１やハニカム孔１１２で形成されていることから、そのエッジ部分で搬送される用紙（被加工物）が引っ掛かり、搬送障害を生じさせやすく、安定した被加工物のステージ上への搬送を行うことができな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、被加工物をステージ上に安定して搬送可能とする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、被加工物に対して所定の加工情報にしたがってレーザ光を照射して所定の加工を行うレーザ加工システムであって、内部が吸引のための空間領域であり、前記被加工物の載置面に、当該被加工物の搬送方向に回転自在なローラが所定数設けられ、当該ローラ間を吸引のための開口とさせるステージと、前記ステージの空間領域に対して備えられ、前記吸引のための開口から前記載置面上の被加工物を吸引固定する吸引機構と、少なくとも、前記ステージに対して前記被加工物を搬送する搬送手段と、前記ステージ上に位置された前記被加工物に対し、レーザ光を照射して所定の加工を行うためのレーザ照射手段と、を有する構成とする。
【０００８】
請求項２の発明では、「前記ステージに設けられる前記所定数のローラの占める範囲が、前記レーザ照射手段によるレーザ照射範囲より大である」構成である。
【０００９】
このように、搬送手段で搬送されてきた被加工物がステージに搬入され、所定数のローラの搬送方向への回転等で当該ステージの所定位置に載置されて当該ローラ間の吸引開口で当該被加工物を吸引固定された後にレーザ照射手段で所定のレーザ加工が行われる。すなわち、レーザ加工時に吸引手段で被加工物の位置ずれを防止すると共に、煙排出を行わせることができ、そのための吸引開口部分でローラが回転することで搬入される被加工物が吸引固定のための開口部分に引っ掛かることなく、スムーズにステージ上に位置されて搬送障害が防止され、被加工物をステージ上に安定して搬送させ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。本実施形態では、被加工物を用紙とし、これに文字、図形を適宜印字する場合として説明するもので、レーザによる加工形態を貫通または表面切削の何れにも適用することができるものである。このことは、被加工物が用紙に限らず、また加工形態に限らず、本発明におけるステージ上での搬送障害を防止するという効果を奏するものであれば何れのものであってもよいことはもちろんである。
【００１１】
図１に、本発明に係るレーザ加工システムの第１実施形態の構成図を示す。図１に示すレーザ加工システム１１は、その主要部を示したもので、ステージ１２、搬送手段であるベルト搬送部１３，１４、レーザ照射手段１５および固定手段としての吸引機構１６を有して構成される。上記ステージ１２は、被加工物である用紙の載置面に、当該用紙の少なくとも搬送方向に回転自在な回転部材であるローラ２１が所定数設けられたものである（図２で説明する）。各ローラ２１は、例えば外径６ｍｍ、長さ１５０ｍｍのアルミニウム製でレーザ光の反射を防止するために表面を陽極酸化して黒色の耐食性酸化皮膜を形成する処理が施される。
【００１２】
また、各ローラ２１はステージ１２の表面上より例えば０．５ｍｍ高く配置され、これがステージ１２上に占める範囲として、レーザ照射手段１５によるレーザ照射範囲より大に設けられるものである。これらローラ２１は、例えば軸２１Ａ内にバネを設ける等して１本ずつ取り外し可能とすることができるものである。なお、図では一例としての８本のローラ２１を配置した場合を示しているが、例えばＡ４サイズの用紙を使用する場合として、上記寸法のローラ２１が７ｍｍピッチで２１本配置される。
【００１３】
上記ベルト搬送部１３はステージ１２に対して用紙を搬送するためのもので、ベルト搬送部１４はステージ１２上でレーザ加工された用紙を排出するためのものである。なお、各ベルト搬送部１３，１４は、被加工物の用紙を載置した状態で搬送させるように図示してあるが、当該用紙を挟持して搬送させるように各２段で構成してもよい。また、用紙のベルト搬送部１４への排出機構は省略してあり、例えば、ベルト搬送１４側の所定数の回転部材２１を回転駆動させることで排出することができる。
【００１４】
上記レーザ照射手段１５は、ステージ１２上に位置された用紙に対し、図示しない制御手段より送信されてくる加工情報に基づいてレーザ光を照射して所定の加工を行うためのものである。なお、このレーザ照射手段１５によるレーザ照射は、図示しない駆動制御手段によりレーザ照射範囲で用紙上をスキャニングされるものである。
【００１５】
上記吸引機構１６は、レーザ加工時におけるステージ１２の加工位置上の用紙を、各ローラ２１間より吸引して固定することにより、レーザ加工時の用紙位置ずれを防止させるためのものである。この場合、吸引される用紙が各ローラ２１で波打たないように、当該用紙（被加工物）の厚さ、堅さ等に応じて吸引力が適宜調整される。また、吸引機構１６は、レーザ加工時発生する煙を排出する役割をも果たすものである。
【００１６】
ここで、図２に、図１のステージの構成図を示す。図２（Ａ）はステージの平面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２（Ａ）、（Ｂ）において、ステージ１２は、内部が空間領域であり、上面（表面）に開口部２２が形成される。そして、開口部２２内の対向する側部間で、同図では一例として８本（Ａ４サイズの用紙であれば２１本）のローラ２１が軸２１Ａにより用紙搬送方向で軸回転自在に軸支されたものである。これらローラ２１は、単に加えられる力によって回転するものでもよく、また図示しない駆動手段により回転制御を行ってもよい。
【００１７】
そして、ステージ１２上には二点鎖線で示される用紙３１が位置されるものとして、開口部２２内に設けられた各ローラ２１間がエアの通り道となって当該用紙３１を吸引固定させることとなるものである。また、ステージ１２上における上記レーザ照射手段１５によるレーザ照射の範囲３２が一点鎖線で示され、上記各ローラ２１は、そのステージ１２上で占める範囲がレーザ照射範囲３２より大に設けられるものである。
【００１８】
すなわち、図２（Ｂ）に示されるように、ステージ１２上に用紙３１が対応するローラ２１の回転（および／またはローラ２１表面上の滑り）で加工位置に位置されたときに、吸引機構１６の吸引駆動で各ローラ２１間での吸引力により、当該用紙２１が各ローラ２１表面上に吸着したと同様の状態となって固定されるものである。
【００１９】
そこで、図３に、図１におけるレーザ加工システムの加工時状態の説明図を示す。図３において、ベルト搬送部１３で用紙３１が搬送されて、ステージ１２上に搬入されるもので、その際、対応するローラ２１の回転（および表面滑り）で何れにも引っ掛かることなくスムーズにステージ１２上に搬入され、加工位置まで搬送されて位置される。そのとき、吸引機構１６の吸引駆動により当該用紙３１は吸引固定される。
【００２０】
そして、所定の加工情報に基づいてレーザ照射手段１５によりレーザ光１５Ａが用紙３１上の所定位置に順次照射されてレーザ加工が行われるものである。レーザ加工後は、吸引機構１６による吸引が解除され、加工済の用紙３１は、ベルト搬送部１４に排出され、スタッカ等に搬送されるものである。
【００２１】
このように、ステージ１２上に用紙３１が搬入される際に、対応のローラ２１の回転等で当該用紙３１が何れにも引っ掛かることなく、スムーズにステージ１２上に位置されることから搬送障害が防止され、用紙３１をステージ１２上に安定して搬送させることができるものである。また、各ローラ２１と用紙３１との接触面積が小さく、レーザによる貫通加工時に当該ローラ２１に与えるダメージを軽減させることができると共に、各ローラ２１をそれぞれ取り外し可能とさせることでダメージを受けたローラ２１の交換を容易とすることができるものである。
【００２２】
続いて、図４に、本発明に係るレーザ加工システムの他の実施形態の構成図を示す。図１〜図３に示すレーザ加工システム１１のステージ１２に設けられるローラ２１は、用紙搬送方向に対して１列で設けた場合を示したが、図４に示すレーザ加工システム１１ではステージ１２上に例えば２つの開口部２２Ａ，２２Ｂを形成し、各ローラ２１Ａを２列で配置した場合を示している。この場合のローラ２１Ａは長さが異なるだけであり、ステージ１２上で各ローラ２１Ａ全体の占める範囲がレーザ照射範囲３２により大であることは前記と同様である。
【００２３】
このように各ローラ２１Ａを用紙搬送方向に対して２列に配置することとしても、上記同様に用紙３１をステージ１２上に安定して搬送させることができるものである。したがって、各ローラ２１Ａを２列に配置させる場合に限らず、適宜複数列配置させることができるものである。
【００２４】
次に、図５に本発明に係るレーザ加工システムの第２実施形態の構成図を示すと共に、図６に図５のステージの構成図を示す。なお、図５および図６は、単独の実施形態として示されているが、前記第１の実施形態における回転部材と混在させたものであってもよい。図５に示すレーザ加工システム１１は、ステージ１２上に回転部材として、図６（Ｂ）に示すような保持体４１Ａ内で被加工物である用紙の少なくとも搬送方向に回転自在な所定数の転がり部材である球状のコロ４１が設けられると共に、所定箇所に所定数の孔４２が設けられたものであり（図５、図６（Ａ））、他の構成は図１および図４と同様であって、説明を省略する。なお、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００２５】
すなわち、球状の各コロ４１は、例えば外径６ｍｍのステンレス球製でレーザ光の反射を防止するために表面を黒色処理し、ステージ１２表面上より例えば５ｍｍの高さとなるように設けたものである。このような球状の各コロ４１は、図６（Ｂ）に示すように、ステージ１２上部に保持体４１Ａが対応数設けられて、当該保持体４１Ａ内に離脱されないように保持されたものであり、あたかもボールベアリングのように何れの方向にも回転自在に内在されたものである。
【００２６】
また、上記孔４２は、位置された用紙３１を吸引固定すると共に、貫通加工のレーザ照射により発生した煙を排出させるためのもので、その個数および配置は適宜設定される。さらに、少なくとも、上記各球状のコロ４１のステージ１２上での占める範囲は、上記同様にレーザ照射範囲３２より大に設けられるものである。
【００２７】
そして、図６（Ｂ）に示すように、ステージ１２上に搬入される用紙３１に対し、対応する球状のコロ４１が回転（および表面滑り）することによって、当該用紙３１が何れにも引っ掛かることなく、スムーズに加工位置まで搬送され、吸引機構１６で当該用紙３１を吸引固定した後に、加工情報にしたがってレーザ照射手段１５よりレーザ光１５Ａが照射されてレーザ加工が行われるものである。なお、図５および図６では、回転部材としての転がり部材を球状のコロ４１とした場合を示したが、用紙搬送方向に回転自在な棒状の転がり部材を用いてもよい。
【００２８】
上記のように、ステージ１２上に設けられる回転部材を転がり部材で構成することによっても、上記同様に、用紙３１をステージ１２上に安定して搬送させることができるものである。また、各球状のコロ４１（転がり部材）と用紙３１との接触面積が小さく、レーザによる貫通加工時に当該コロ４１（転がり部材）に与えるダメージを軽減させることができるものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、搬送手段で搬送されてきた被加工物がステージに搬入されてきたときに、所定数のローラの搬送方向への回転等で当該ステージの所定位置に載置されて当該ローラ間の吸引開口で当該被加工物を吸引固定された後にレーザ照射手段で所定のレーザ加工を行わせることにより、加工時における被加工物の位置ずれ防止、煙排出を図ることができると共に、搬入される被加工物が吸引固定のための開口部分に引っ掛かることなく、スムーズにステージ上に位置されて搬送障害を防止することができ、被加工物をステージ上に安定して搬送させ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第１実施形態の構成図である。
【図２】図１のステージの構成図である。
【図３】図１におけるレーザ加工システムの加工時状態の説明図である。
【図４】本発明に係るレーザ加工システムの他の実施形態の構成図である。
【図５】本発明に係るレーザ加工システムの第２実施形態の構成図である。
【図６】図５のステージの構成図である。
【図７】従来のレーザ加工システムにおけるステージ部分の説明図である。
【符号の説明】
１１                レーザ加工システム
１２                ステージ
１３，１４          ベルト搬送部
１５                レーザ照射手段
１６                吸引機構
２１                ローラ
２２                開口部
３１                用紙
３２                レーザ照射範囲
４１                コロ
４２                孔
【図１】
0003830809.tif 000002
【図２】
0003830809.tif 000003
【図３】
0003830809.tif 000004
【図４】
0003830809.tif 000005
【図５】
0003830809.tif 000006
【図６】
0003830809.tif 000007
【図７】
0003830809.tif 000008