レーザ加工システム、レーザ加工方法
【課題】装置構成を簡単にでき、制御を簡単にできるレーザ加工システム、レーザ加工方法を提供する。
【解決手段】インライン加工システム１は、制御情報に対応した量だけ、加工用紙Ｗを送り方向Ｘに送る前ローラ２１、サーボモータ２１ｂと、レーザ光を照射するレーザ照射部３１と、レーザ照射部３１からのレーザ照射方向を変更することにより、レーザ照射部の加工用紙Ｗ上へのレーザ照射位置を、送り方向Ｘ及び奥行方向Ｙに移動する照射位置変更部３２とを備え、管理制御部４２は、制御情報を前ローラ２１、サーボモータ２１ｂに出力して、加工用紙Ｗの送り方向Ｘへの送り量を制御し、照射位置変更部３２を、レーザ照射位置が、制御情報に対応した量だけ送り方向Ｘ及び奥行方向Ｙに変更するように制御する。
【解決手段】インライン加工システム１は、制御情報に対応した量だけ、加工用紙Ｗを送り方向Ｘに送る前ローラ２１、サーボモータ２１ｂと、レーザ光を照射するレーザ照射部３１と、レーザ照射部３１からのレーザ照射方向を変更することにより、レーザ照射部の加工用紙Ｗ上へのレーザ照射位置を、送り方向Ｘ及び奥行方向Ｙに移動する照射位置変更部３２とを備え、管理制御部４２は、制御情報を前ローラ２１、サーボモータ２１ｂに出力して、加工用紙Ｗの送り方向Ｘへの送り量を制御し、照射位置変更部３２を、レーザ照射位置が、制御情報に対応した量だけ送り方向Ｘ及び奥行方向Ｙに変更するように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザを照射して加工するレーザ加工システム、レーザ加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、連続用紙を搬送しながらレーザ加工する横ミシン目加工装置があった（例えば特許文献１）。
しかし、従来の横ミシン目加工装置は、エンコーダを設ける必要があるため、装置が複雑であり、また、制御が複雑であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４１３５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、装置構成を簡単にでき、制御を簡単にできるレーザ加工システム、レーザ加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により、課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。また、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【０００６】
・第１の発明は、制御情報に対応した量だけ、加工用紙（Ｗ）を送り方向に送る用紙送り駆動部（２１，２１ａ，２１ｂ）と、前記制御情報を用紙送り駆動部に対して出力するとともに、前記制御情報を前記加工用紙にレーザ光を照射するレーザ照射部に対して出力する制御部（４２，４２ａ，４２ｂ，２４２，２４２ａ，２４２ｂ，３４２ｂ）と、を備えるレーザ加工システムである。
・第２の発明は、第１の発明のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ照射部（３１）からのレーザ照射方向を変更することにより、前記レーザ照射部の前記加工用紙上へのレーザ照射位置（Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ））を、前記送り方向及び前記送り方向に直交する直交方向に移動する照射位置変更部（３２）を備え、前記制御部（４２ｂ，２４２ｂ，３４２ｂ）は、前記照射位置変更部を、前記レーザ照射位置が、前記制御情報に対応した量だけ前記送り方向及び前記直交方向に移動するように制御すること、を特徴とするレーザ加工システムである。
・第３の発明は、第２の発明のレーザ加工システムにおいて、前記照射位置変更部（３２）は、前記レーザ照射部（３１）からのレーザ光を反射するミラー（３２ａ）と、前記ミラーを前記送り方向の軸回り及び前記直交方向の軸回りに回転駆動させることにより、前記レーザ照射位置（Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ））を移動するミラー駆動部（３２Ｘ，３２Ｙ）とを備えること、を特徴とするレーザ加工システムである。
・第４の発明は、第１から第３までのいずれかの発明のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ照射部（３１）よりも前記送り方向の上流側（Ｘ１）に配置され、前記加工用紙（Ｗ）に印刷する印刷装置（１０）を備え、前記制御部（１４）は、前記印刷装置の送り駆動部である印刷装置送り駆動部（１１）を、前記制御情報に対応した量だけ前記加工用紙を前記送り方向に送るように制御すること、を特徴とするレーザ加工システムである。
・第５の発明は、第４の発明のレーザ加工システムにおいて、前記印刷装置（１０）は、レーザ照射のトリガー情報（５０）を前記加工用紙（Ｗ）に印刷し、前記トリガー情報を検出するトリガー情報検出部（３５）を備え、前記制御部（４２ｂ，３４２ｂ）は、前記トリガー情報検出部の出力に基づいて、前記レーザ照射部のレーザ照射を開始すること、を特徴とするレーザ加工システムである。
・第６の発明は、第３の発明のレーザ加工システムにおいて、前記用紙送り駆動部（２１，２１ａ，２１ｂ）は、前記制御情報に対応した量だけ回転駆動するサーボモータ（２１ｂ）を備え、前記照射位置変更部（３２）は、前記ミラー（３２ａ）を前記送り方向の軸回り及び前記直交方向の軸回りに回転させるサーボモータ又はステッピングモータ（３２Ｘ，３２Ｙ）を備え、前記制御部（４２ｂ，２４２ｂ，３４２ｂ）は、前記用紙送り駆動部の前記サーボモータの前記制御情報を、前記照射位置変更部の前記サーボモータ又はステッピングモータに対応し、かつ、前記加工用紙（Ｗ）の送り量に対応した駆動信号に変換して、前記照射位置変更部に出力すること、を特徴とするレーザ加工システムである。
・第７の発明は、第１から第５までのいずれかの発明のレーザ加工システムにおいて、前記用紙送り駆動部（２１，２１ａ，２１ｂ）は、前記制御情報に対応した量だけ回転駆動するサーボモータ（２１ｂ）又はステッピングモータを備えること、を特徴とするレーザ加工システムである。
【０００７】
・第８の発明は、第１から第７までのいずれかの発明のレーザ加工システムを用いたレーザ加工方法であって、前記制御情報を用紙送り駆動部（２１，２１ａ，２１ｂ）に対して出力するとともに、前記制御情報を前記加工用紙に（Ｗ）レーザ光を照射するレーザ照射部に対して出力する送り制御工程を備えること、を特徴とするレーザ加工方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
第１、第８の発明は、用紙送り駆動部の制御情報を用紙送り駆動部に対して出力するとともに、レーザ照射部に対して出力するので、用紙送り駆動部の制御情報を用紙送り駆動部だけでなく、レーザ照射部の制御にも利用して、加工用紙の送り量を検出する検出部を設けることなく、用紙送り及びレーザ照射を制御できる。また、加工用紙を送りながらレーザ加工できるので、加工用紙を滞留させるバッファ機構が不要である。これにより、装置構成を簡単にでき、かつ、制御を簡単にできる。
第２の発明は、制御情報に対応した量だけ加工用紙を送り、制御情報に対応した量だけレーザ照射位置を送り方向及び直交方向に変更するので、加工用紙の送り量を検出する検出部を設けることなく、用紙送り駆動部及び照射位置変更部のみで、レーザ照射位置を制御できる。
第３の発明は、ミラーを送り方向の軸回り及び直交方向の軸回りに回転させることにより、レーザ照射位置を移動するので、レーザ照射部及び照射位置変更部として、いわゆるガルバノ式のＸＹスキャナを利用できる。
【０００９】
第４の発明は、印刷部送り駆動部を、制御情報に対応した量だけ加工用紙を送り方向に送るように制御するので、レーザ加工領域、印刷領域での加工用紙の送り量を同じにして、同期をとることができる。
第５の発明は、トリガー情報を加工用紙に印刷し、トリガー情報検出部の出力に基づいて、レーザ照射を開始するので、トリガー情報をレーザ照射の開始のきっかけに利用できる。
【００１０】
第６の発明は、制御情報に対応した量だけ回転駆動するサーボモータを備えるので、応答性がよく、加工用紙の高負荷の送り駆動に適している。また、ミラーを送り方向の軸回り及び直交方向の軸回りに回転させるサーボモータ又はステッピングモータを備えるので、制御情報を、ミラーの駆動にも利用できるので、制御が簡単である。
第７の発明は、用紙送り駆動部は、制御情報に対応した量だけ回転駆動するサーボモータ又はステッピングモータを備える。このため、サーボモータの場合には、サーボモータをフィードバック制御して、加工用紙の送り量が所望の送り量になるように制御し、また、ステッピングモータの場合には、加工用紙の所望の送り量対したパルス信号を出力すればよいので、制御が簡単である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態のインライン加工システム１の構成を説明する図である。
【図２】第１実施形態のインライン加工システム１の加工処理を説明するフローチャートである。
【図３】第１実施形態のレーザ照射動作を説明する図である。
【図４】第２実施形態の加工システム２０１の構成を説明する図である。
【図５】第３実施形態のインライン加工システム３０１の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態のインライン加工システム１の構成を説明する図である。
インライン加工システム１（レーザ加工システム）は、インラインで、プリンタ１０（印刷装置）及びレーザ加工装置３０を接続することにより、加工用紙Ｗに対して、一連の工程で印刷及びレーザ加工行い、連続帳票等を作製できる加工システムである。
インライン加工システム１は、送出ローラ２、巻き取りローラ３、プリンタ１０、前ローラ２１、サーボアンプ２１ａ、サーボモータ２１ｂ、後ローラ２２、レーザ加工装置３０、トリガー情報検出部３５、管理装置４０を備える。
【００１３】
送出ローラ２は、加工前の加工用紙Ｗ（ワーク）が巻かれたローラであり、送り方向Ｘの上流側Ｘ１に設けられている。
巻き取りローラ３は、加工後の加工用紙Ｗを巻き取るローラであり、送り方向Ｘの下流側Ｘ２に設けられている。
【００１４】
プリンタ１０は、加工用紙Ｗに印刷する汎用の印刷装置であり、例えば、レーザビームプリンタ、インクジェットプリンタ等である。プリンタ１０は、レーザ加工装置３０の上流側Ｘ１に配置されている。プリンタ１０へは、管理装置４０から前ローラ制御情報（後述する）と同じ信号が入力されるようになっている。
プリンタ１０は、プリンタローラ１１（印刷部送り駆動部）、ヘッド１２、プリンタ記憶部１３、プリンタ制御部１４を備える。
【００１５】
プリンタローラ１１は、プリンタ１０内部において、加工用紙Ｗを下流側Ｘ２に送る装置である。プリンタローラ１１は、プリンタ１０内の上流側Ｘ１、下流側Ｘ２にそれぞれ配置されている。
ヘッド１２は、例えば、インクを射出したり、レーザを照射する装置であり、加工用紙Ｗに対して実際に印刷する装置である。
プリンタ記憶部１３は、プリンタ１０の動作に必要なプログラム、情報等を記憶するためのハードディスク、半導体メモリ素子等の記憶装置である。
プリンタ記憶部１３は、印刷情報を記憶する印刷情報記憶部１３ａを有する。なお、管理装置４０の管理記憶部４１（後述する）が印刷情報を記憶し、印刷情報をプリンタ１０に出力するようにしてもよい。
【００１６】
プリンタ制御部１４は、プリンタ１０を統括的に制御する制御部である。プリンタ制御部１４は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）等から構成される。プリンタ制御部１４は、プリンタ記憶部１３の印刷情報に基づいて、プリンタローラ１１、ヘッド１２を制御して、加工用紙Ｗに印刷する。
【００１７】
前ローラ２１、後ローラ２２は、加工用紙Ｗを下流側Ｘ２に送るローラである。前ローラ２１、後ローラ２２は、送り方向Ｘにおいて、レーザ加工装置３０を挟み込むように配置されている。
前ローラ２１は、プリンタ１０及びレーザ加工装置３０の間に配置されている。前ローラ２１は、サーボモータ２１ｂに機械的に接続され、サーボモータ２１ｂによって駆動される。前ローラ２１、サーボアンプ２１ａ、及びサーボモータ２１ｂは、用紙送り駆動部を構成する。
【００１８】
サーボアンプ２１ａは、前ローラ制御情報（目標値）に対応した量だけ、サーボモータ２１ｂを駆動する制御装置である。サーボアンプ２１ａは、前ローラ制御情報と、サーボモータ２１ｂからの回転検出情報（フィードバック情報）の差がなくなるようにサーボモータ２１ｂをフィードバック制御することにより、前ローラ制御情報（目標値）に対応した量だけ、サーボモータ２１ｂを回転駆動することができる。
サーボモータ２１ｂは、サーボアンプ２１ａの制御によって、前ローラ制御情報（目標値）に対応した量だけ、回転するモータである。サーボモータ２１ｂは、回転軸の回転検出部を内部に備えており、その回転検出情報をサーボアンプ２１ａに出力するようになっている。
【００１９】
これにより、前ローラ２１は、前ローラ制御情報（目標値）に対応した量だけ、加工用紙Ｗを送り方向Ｘに送ることができる。
なお、加工用紙Ｗの搬送にサーボモータ２１ｂを用いる理由は、高精度であり、応答性に優れ、また、高負荷の駆動に適しているからである。
後ローラ２２は、レーザ加工装置３０及び巻き取りローラ３の間に配置されている。前ローラ２１は、前ローラ制御情報を基準として、前ローラ２１と同じ周速になるように、サーボモータ（図示せず）によって駆動される。
【００２０】
なお、インライン加工システム１は、加工用紙Ｗの送り動作を安定するために、複数の前ローラ２１、複数の後ローラ２２を設けてもよい。この場合には、複数の前ローラ２１のうち１つを基準として、残りの前ローラ２１と、複数の後ローラ２２とを駆動すればよい。
【００２１】
レーザ加工装置３０は、加工用紙Ｗに対してレーザ加工を行う装置である。レーザ加工装置３０は、例えば、孔開加工、ミシン目加工、マーキング処理、ハーフカット加工、マージナル加工等を行うことができる。レーザ加工装置３０は、加工用紙Ｗにレーザ光Ｌを、送り方向Ｘ及び送り方向Ｘに直交した方向である奥行方向Ｙ（直交方向）にスキャンする、いわゆるＸＹスキャナである。
レーザ加工装置３０は、レーザ照射部３１、照射位置変更部３２を備える。
【００２２】
レーザ照射部３１は、レーザ光Ｌを照射する光源であり、レーザ発振素子等である。
照射位置変更部３２は、レーザ照射部３１からのレーザ光の照射方向を変更する装置である。照射位置変更部３２は、ミラー３２ａ、サーボモータ３２Ｘ，３２Ｙを備える。
ミラー３２ａは、レーザ照射部３１からのレーザ光Ｌを反射する部材である。ミラー３２ａは、いわゆるガルバノミラーであり、送り方向Ｘの軸回り及び奥行方向Ｙの軸回りに回転可能に支持される。ミラー３２ａは、回転駆動することによって、レーザ照射部３１の加工用紙Ｗ上へのレーザ照射位置を、送り方向Ｘ及び奥行方向Ｙに移動する。
【００２３】
サーボモータ３２Ｘは、ミラー３２ａを、送り方向Ｘの軸回りに回転駆動するモータである。サーボモータ３２Ｙは、ミラー３２ａを、奥行方向Ｙの軸回りに回転駆動するモータである。
サーボモータをミラー３２ａの駆動に用いる理由は、高精度であり、応答性に優れているからである。
トリガー情報検出部３５は、トリガー情報５０（後述する）を検出する光学センサである。
トリガー情報検出部３５は、レーザ加工装置３０の下流側Ｘ２に配置されている。
【００２４】
管理装置４０は、インライン加工システム１の前ローラ２１、レーザ加工装置３０等の各ハードウェアを統括的に制御するコンピュータである。
管理装置４０は、管理記憶部４１、管理制御部４２を備える。
管理記憶部４１は、管理装置４０の動作に必要なプログラム、情報等を記憶するためのハードディスク、半導体メモリ素子等の記憶装置である。管理記憶部４１は、加工情報記憶部４１ａを備える。
加工情報記憶部４１ａは、レーザ加工装置３０での加工形状を記憶する記憶領域である。
【００２５】
管理制御部４２は、管理装置４０を統括的に制御する制御部である。管理制御部４２は、例えばＣＰＵ等から構成される。管理制御部４２は、管理記憶部４１に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、前述したハードウェアと協働し、本発明に係る各種機能を実現している。管理制御部４２は、用紙送り制御部４２ａ、レーザ制御部４２ｂを備える。
用紙送り制御部４２ａは、前後のローラ２１，２２、巻き取りローラ３等を回転制御することにより、加工用紙Ｗの送り制御を行う制御部である。
レーザ制御部４２ｂは、加工情報記憶部４１ａの加工情報に基づいて、レーザ加工を行う制御部である。
各制御部の処理は、後述する。
【００２６】
次に、インライン加工システム１の加工処理について説明する。
図２は、第１実施形態のインライン加工システム１の加工処理を説明するフローチャートである。
図３は、第１実施形態のレーザ照射動作を説明する図である。
図３（ａ）は、レーザ照射を開始する状態を説明する図である。
図３（ａ−１）は、上面図、図３（ａ−２）は、手前側Ｙ１から見た正面図である。
図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から、加工用紙Ｗが下流側Ｘ２に移動した状態の上面図である。
【００２７】
最初に、ステップＳ（以下「Ｓ」という）１において、用紙送り制御部４２ａは、前ローラ制御情報をサーボアンプ２１ａ及びプリンタ１０に出力する。サーボアンプ２１ａは、サーボモータ２１ｂをフィードバック制御して、前ローラ制御情報に応じた量だけ、加工用紙Ｗを下流側Ｘ２に搬送する。
Ｓ２において、用紙送り制御部４２ａは、後ローラ２２を、前ローラ制御情報に応じた量だけ回転駆動する。つまり、用紙送り制御部４２ａは、前ローラ制御情報を基準として、前ローラ２１及び後ローラ２２が同じ周速で回転するように、後ローラ２２を制御する。なお、後ローラ２２は、前ローラ２１と同様に、サーボアンプによって制御してもよい。
【００２８】
Ｓ３において、プリンタ制御部１４は、前ローラ制御情報に基づいて、前ローラ制御情報に対応した量だけ、加工用紙Ｗを下流側Ｘ２に送るように、プリンタローラ１１を制御する。つまり、プリンタ制御部１４は、前ローラ制御情報を基準として、前ローラ２１及びプリンタローラ１１が同じ周速で回転するように、プリンタローラ１１を制御する。
プリンタ制御部１４は、例えば、以下の手順によってプリンタローラ１１を制御する。
（１）前ローラ制御情報を解析して前ローラ２１の周速、つまり、レーザ加工装置３０内での用紙送り速度を求める。
（２）求めた用紙送り速度になるように、プリンタローラ１１を回転駆動する。
【００２９】
これにより、インライン加工システム１は、前ローラ、後ローラ、プリンタローラ１１を同期して制御して、プリンタ１０内及びレーザ加工装置３０内において、同じ送り速度で加工用紙Ｗを搬送できる。
なお、Ｓ１〜Ｓ３の処理は、全ての加工処理が終了するまで行われる。このため、加工用紙Ｗの送り速度、つまり前ローラ制御情報の制御量は、一定でなくてもよい。インライン加工システム１は、加工用紙Ｗの送り速度が変化した場合であっても、加工開始から終了まで、プリンタ１０内及びレーザ加工装置３０内において、同期して加工用紙Ｗを搬送できるからである。
【００３０】
Ｓ４において、プリンタ１０は、印刷情報を加工用紙Ｗに印刷する。
図３に示すように、印刷情報にはトリガー情報５０が含まれている。なお、図３には、印刷情報は、簡略してトリガー情報５０のみ図示するが、実際には、文字、図形等が含まれている。
【００３１】
Ｓ５において、レーザ制御部４２ｂは、トリガー情報検出部３５の出力に基づいて、トリガー情報５０を検出したか否かを判定する。レーザ制御部４２ｂは、トリガー情報５０を検出したと判定した場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、Ｓ６に進み、一方、検出していないと判定した場合には（Ｓ５：ＮＯ）、Ｓ１２に進む。
【００３２】
Ｓ６において、図３（ａ）に示すように、レーザ制御部４２ｂは、トリガー情報５０を検出したことに応じて（Ｓ５：ＹＥＳ）、レーザ照射部３１を制御して、レーザ照射を開始する。
以下、円５１を孔開加工する例を説明するが、ミシン目加工等の場合でも、同様に加工できる。
Ｓ７において、レーザ制御部４２ｂは、用紙送り制御部４２ａから出力された前ローラ制御情報（Ｓ１参照）に基づいて、用紙送り速度を算出する。算出方法は、前述したプリンタ制御部１４と同様である（Ｓ３参照）。
【００３３】
Ｓ８において、レーザ制御部４２ｂは、Ｓ７で算出した用紙送り速度に基づいて、レーザ照射位置の送り方向Ｘ及び奥行方向Ｙのレーザ照射位置の移動速度を演算する。
Ｓ９において、レーザ制御部４２ｂは、サーボモータ３２Ｘ，３２Ｙに出力するための駆動信号を生成する。
【００３４】
図３（ａ）の場合、レーザ制御部４２ｂのＳ８，Ｓ９の処理は、以下の通りである。
図３（ａ）は、加工情報の円５１の先端から左回りに孔開加工する例であり、加工用紙Ｗの送り速度（Ｓ７で算出）が、下流側Ｘ２に送り速度ＶＸｗ（ａ）である。
図３（ａ）に示すように、加工開始直後は、仮に加工用紙Ｗが停止していたとすると、レーザ照射位置Ｐ（ａ）の接線は、奥行方向Ｙに平行なので、加工速度は、送り方向Ｘへの加工速度が０であり、奥側Ｙ２への加工速度ＶＹ（ａ）である。しかし、実際には、加工用紙Ｗが下流側Ｘ２に送り速度ＶＸｗ（ａ）で移動する。このため、レーザ照射位置Ｐ（ａ）は、下流側Ｘ２へ速度ＶＸｗ（ａ）、奥側Ｙ２へ速度ＶＹ（ａ）で移動する必要がある。
そこで、レーザ制御部４２ｂは、レーザ照射位置Ｐ（ａ）が下流側Ｘ２にＶＸｗ（ａ）で移動するように演算し（Ｓ８）、サーボモータ３２Ｘの駆動信号を算出する（Ｓ９）。同様に、レーザ制御部４２ｂは、レーザ照射位置が奥側Ｙ２へ速度ＶＹ（ａ）で移動するように演算し（Ｓ８）、サーボモータ３２Ｙの駆動信号を算出する（Ｓ９）。
【００３５】
Ｓ１０において、レーザ制御部４２ｂは、駆動信号を出力する。これにより、照射位置変更部３２のサーボモータ３２Ｘ，３２Ｙが駆動して、レーザ照射位置Ｐ（ａ）が速度ＶＸｗ（ａ），ＶＹ（ａ）で移動する。
このように、レーザ制御部４２ｂは、照射位置変更部３２を、前ローラ制御情報に対応した量だけレーザ照射位置が送り方向Ｘ及び奥行方向Ｙに変更するように、照射位置変更部３２を制御できる。
【００３６】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から、レーザ加工が進行した場合である。なお、加工用紙Ｗの移動距離は、前ローラ制御情報から用紙送り速度を算出（積分）することにより算出できる。このため、レーザ制御部４２ｂは、送り方向Ｘにおいて、レーザ照射すべき位置を判定できる。レーザ制御部４２ｂの制御は、図３（ａ）の場合と同様である。
すなわち、仮に加工用紙Ｗが停止していたとすると、加工速度は、レーザ照射位置Ｐ（ｂ）の接線方向に、加工速度ＶＸ（ｂ），ＶＹ（ｂ）である。しかし、実際には、加工用紙Ｗが下流側Ｘ２に用紙送り速度ＶＸｗ（ｂ）で移動する。このため、レーザ制御部４２ｂは、レーザ照射位置Ｐ（ｂ）が、下流側Ｘ２へ速度（−ＶＸ（ｂ）＋ＶＸｗ（ｂ））、手前側Ｙ１へ速度ＶＹ（ｂ）で移動するように、駆動信号を算出して出力する。
なお、孔開加工ではなく、ミシン目加工する場合等には、レーザ制御部４２ｂは、加工情報に基づいて、レーザ照射部３１のオン、オフを切り替えればよい。
【００３７】
Ｓ１１において、レーザ制御部４２ｂは、加工情報に基づいて、円５１の全周の孔開加工が終了したか否かを判定する。レーザ制御部４２ｂは、全周の孔開加工が終了したと判定した場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、Ｓ１２に進み、一方、全周の孔開加工が終了してないと判定した場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、Ｓ７からの処理を繰り返す。
【００３８】
Ｓ１２において、管理制御部４２は、例えば、電源がオフにされたか否か等を判断することによって、加工終了するか否かを判定する。管理制御部４２は、加工を終了すると判定した場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、Ｓ１３に進み、一方、加工を継続すると判定した場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、Ｓ１からの処理を繰り返す。
なお、繰り返されるＳ１からの処理では、管理制御部４２は、新たにトリガー情報５０を検出した場合には、次の孔開加工を開始する。これによって、インライン加工システム１は、複数の孔開加工を繰り返し行うことができる。
【００３９】
また、インライン加工システム１は、帳票等を作製する場合に、宛先毎に異なる印刷内容や枚数（ページ数）を加工用紙Ｗに印刷しておいてもよい。この場合、孔開加工等を行う枚目に対応したトリガー情報５０を有する印刷情報を作成しておき、加工用紙Ｗに印刷すれば、インライン加工システム１は、宛先毎に異なる枚目に孔開加工等を行うことができる。
【００４０】
Ｓ１３おいて、管理制御部４２は、加工終了情報をプリンタ１０に出力した後に、一連の処理を終了する（Ｓ１４）。
Ｓ１５において、プリンタ制御部１４は、加工終了情報を受信したか否かを判定する。プリンタ制御部１４は、加工終了情報を受信したと判定した場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、Ｓ１６に進んで一連の処理を終了し、一方、加工終了情報を受信していないと判定した場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｓ３からの処理を繰り返す。
【００４１】
以上説明したように、第１実施形態のインライン加工システム１は、加工用紙Ｗの送り量を検出する検出部を設けることなく、レーザ照射位置を制御できる。また、加工用紙Ｗを送りながらレーザ加工できるので、加工用紙Ｗを滞留させるバッファ機構が不要である。これにより、装置を簡単でき、かつ、制御が簡単である。
また、インライン加工システム１は、トリガー情報５０をレーザ照射の開始のきっかけに利用できるので、帳票等を作成する場合に、宛先毎に異なる加工を行うことができる。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図４は、第２実施形態の加工システム２０１の構成を説明する図である。
加工システム２０１は、第１実施形態のインライン加工システム１から、プリンタ１０、トリガー情報検出部３５を取り除いた構成である。
加工情報記憶部２４１ａには、孔開加工、ミシン目形状等の加工形状の情報に加えて、加工位置の情報が記憶されている。加工位置の情報は、例えば、孔開加工等を行う間隔等の情報である。つまり、加工システム２０１は、所定間隔毎に、孔開加工等を行うものである。
【００４３】
管理装置２４０の用紙送り制御部２４２ａは、加工用紙Ｗの送り量を、前ローラ制御情報に基づいて演算（積分）して求めることができるので、この所定間隔分だけ搬送したか否かを判定できる。このため、用紙送り制御部２４２ａが所定間隔分だけ搬送したと判定した場合に、レーザ制御部２４２ｂは、孔開加工等のレーザ加工を開始すればよい。
孔開加工等の処理は、第１実施形態のＳ６〜Ｓ１１と同様である。
【００４４】
以上説明したように、第２実施形態の加工システム２０１は、より簡単な構成で、レーザ加工を行うことができる。
【００４５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図５は、第３実施形態のインライン加工システム３０１の構成を説明する図である。
第３実施形態のインライン加工システム３０１は、第１実施形態と比較すると、以下の点が異なる。
・レーザ加工装置３３０自体が、加工情報記憶部３４１ａ、レーザ制御部３４２ｂを備える。つまり、レーザ加工装置３３０自体が、レーザ照射部３１、照射位置変更部３２を制御するようになっている。
・管理制御部３４０は、前ローラ制御情報を、プリンタ１０に加えて、レーザ加工装置３３０に出力する。また、管理制御部３４０は、トリガー情報検出部３５からのトリガー読み取り情報を、レーザ加工装置３３０に出力する。
【００４６】
上記構成により、管理制御部３４０は、主に加工用紙Ｗの送り制御を行う。また、レーザ加工装置３３０は、第１実施形態の図２のＳ６〜Ｓ１１の加工処理と同様に、以下の処理を行う。
（１）レーザ制御部３４２ｂは、管理制御部３４０からのトリガー読み取り情報に基づいて、レーザ照射部３１のレーザ照射のオン、オフを切り替える（図２のＳ６参照）。
（２）レーザ制御部３４２ｂは、管理制御部３４０からの前ローラ制御情報に基づいて、加工用紙Ｗの送り速度を算出する（図２のＳ７参照）。
【００４７】
（３）レーザ制御部３４２ｂは、算出した加工用紙Ｗの送り速度、加工情報記憶部３４１ａの加工情報に基づいて、レーザ照射位置の移動速度を演算する（図２のＳ８参照）。
（４）レーザ制御部３４２ｂは、演算したレーザ照射位置の移動速度に基づいて、照射位置変更部３２のサーボモータ３２Ｘ，３２Ｙの駆動信号を生成する（図２のＳ９参照）。
【００４８】
（５）レーザ制御部３４２ｂは、生成した駆動信号をサーボモータ３２Ｘ，３２Ｙに出力して、サーボモータ３２Ｘ，３２Ｙを駆動して、レーザ照射位置を移動する（図２のＳ１０参照）。
（６）レーザ制御部３４２ｂは、加工情報記憶部３４１ａの加工情報に基づいて、レーザ加工が終了したか否かを判定する（図２のＳ１１）。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態のインライン加工システム３０１は、レーザ加工装置３３０自体に加工情報記憶部３４１ａ、レーザ制御部３４２ｂを備えることにより、第１実施形態と同様に加工処理を行うことができる。また、汎用のレーザ加工装置をシステムに利用できるので、システム構築が容易である。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできる。例えば、第２実施形態において、第３実施形態と同様に、レーザ加工装置自体に、加工情報記憶部、レーザ制御部等を設けてもよい。
【００５１】
（変形形態）
（１）実施形態において、前ローラ、ミラーは、サーボモータにより駆動する例を示したが、これに限定されない。例えば、前ローラ等は、ステッピングモータによって、駆動してもよい。この場合でも、ステッピングモータは、制御情報に対応した量だけ回転駆動するので、実施形態と同様に制御できる。
【００５２】
（２）実施形態において、照射位置変更部は、ミラーを駆動するためにサーボモータを備える例を示したが、これに限定されない。例えば、照射位置変更部は、ステッピングモータを備えていてもよい。
【００５３】
（３）実施形態において、レーザ制御部は、トリガー情報の検出に応じてレーザ照射を開始する例を示したが、これに限定されない。例えば、トリガー検出部をレーザ照射部よりも上流側に配置して、レーザ制御部が、トリガー情報を検出後、さらに前ローラ制御情報の所定パルスをカウント後にレーザ照射してもよい。これにより、トリガー検出部の配置の自由度を向上でき、システムの設計の自由度を向上できる。
【符号の説明】
【００５４】
１，３０１ インライン加工システム
１０ プリンタ
２１ 前ローラ
２１ａ サーボアンプ
２１ｂ サーボモータ
３０，３３０ レーザ加工装置
３１ レーザ照射部
３２ 照射位置変更部
３２Ｘ，３２Ｙ サーボモータ
３５ トリガー情報検出部
４０，２４０，３４０ 管理装置
４１ 管理記憶部
４１ａ，２４１ａ，３４１ａ 加工情報記憶部
４２，３４２ 管理制御部
４２ａ，２４２ａ 用紙送り制御部
４２ｂ，２４２ｂ，３４２ｂ レーザ制御部
２０１ 加工システム
Ｗ 加工用紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザを照射して加工するレーザ加工システム、レーザ加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、連続用紙を搬送しながらレーザ加工する横ミシン目加工装置があった（例えば特許文献１）。
しかし、従来の横ミシン目加工装置は、エンコーダを設ける必要があるため、装置が複雑であり、また、制御が複雑であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４１３５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、装置構成を簡単にでき、制御を簡単にできるレーザ加工システム、レーザ加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段により、課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。また、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【０００６】
・第１の発明は、制御情報に対応した量だけ、加工用紙（Ｗ）を送り方向に送る用紙送り駆動部（２１，２１ａ，２１ｂ）と、前記制御情報を用紙送り駆動部に対して出力するとともに、前記制御情報を前記加工用紙にレーザ光を照射するレーザ照射部に対して出力する制御部（４２，４２ａ，４２ｂ，２４２，２４２ａ，２４２ｂ，３４２ｂ）と、を備えるレーザ加工システムである。
・第２の発明は、第１の発明のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ照射部（３１）からのレーザ照射方向を変更することにより、前記レーザ照射部の前記加工用紙上へのレーザ照射位置（Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ））を、前記送り方向及び前記送り方向に直交する直交方向に移動する照射位置変更部（３２）を備え、前記制御部（４２ｂ，２４２ｂ，３４２ｂ）は、前記照射位置変更部を、前記レーザ照射位置が、前記制御情報に対応した量だけ前記送り方向及び前記直交方向に移動するように制御すること、を特徴とするレーザ加工システムである。
・第３の発明は、第２の発明のレーザ加工システムにおいて、前記照射位置変更部（３２）は、前記レーザ照射部（３１）からのレーザ光を反射するミラー（３２ａ）と、前記ミラーを前記送り方向の軸回り及び前記直交方向の軸回りに回転駆動させることにより、前記レーザ照射位置（Ｐ（ａ），Ｐ（ｂ））を移動するミラー駆動部（３２Ｘ，３２Ｙ）とを備えること、を特徴とするレーザ加工システムである。
・第４の発明は、第１から第３までのいずれかの発明のレーザ加工システムにおいて、前記レーザ照射部（３１）よりも前記送り方向の上流側（Ｘ１）に配置され、前記加工用紙（Ｗ）に印刷する印刷装置（１０）を備え、前記制御部（１４）は、前記印刷装置の送り駆動部である印刷装置送り駆動部（１１）を、前記制御情報に対応した量だけ前記加工用紙を前記送り方向に送るように制御すること、を特徴とするレーザ加工システムである。
・第５の発明は、第４の発明のレーザ加工システムにおいて、前記印刷装置（１０）は、レーザ照射のトリガー情報（５０）を前記加工用紙（Ｗ）に印刷し、前記トリガー情報を検出するトリガー情報検出部（３５）を備え、前記制御部（４２ｂ，３４２ｂ）は、前記トリガー情報検出部の出力に基づいて、前記レーザ照射部のレーザ照射を開始すること、を特徴とするレーザ加工システムである。
・第６の発明は、第３の発明のレーザ加工システムにおいて、前記用紙送り駆動部（２１，２１ａ，２１ｂ）は、前記制御情報に対応した量だけ回転駆動するサーボモータ（２１ｂ）を備え、前記照射位置変更部（３２）は、前記ミラー（３２ａ）を前記送り方向の軸回り及び前記直交方向の軸回りに回転させるサーボモータ又はステッピングモータ（３２Ｘ，３２Ｙ）を備え、前記制御部（４２ｂ，２４２ｂ，３４２ｂ）は、前記用紙送り駆動部の前記サーボモータの前記制御情報を、前記照射位置変更部の前記サーボモータ又はステッピングモータに対応し、かつ、前記加工用紙（Ｗ）の送り量に対応した駆動信号に変換して、前記照射位置変更部に出力すること、を特徴とするレーザ加工システムである。
・第７の発明は、第１から第５までのいずれかの発明のレーザ加工システムにおいて、前記用紙送り駆動部（２１，２１ａ，２１ｂ）は、前記制御情報に対応した量だけ回転駆動するサーボモータ（２１ｂ）又はステッピングモータを備えること、を特徴とするレーザ加工システムである。
【０００７】
・第８の発明は、第１から第７までのいずれかの発明のレーザ加工システムを用いたレーザ加工方法であって、前記制御情報を用紙送り駆動部（２１，２１ａ，２１ｂ）に対して出力するとともに、前記制御情報を前記加工用紙に（Ｗ）レーザ光を照射するレーザ照射部に対して出力する送り制御工程を備えること、を特徴とするレーザ加工方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
第１、第８の発明は、用紙送り駆動部の制御情報を用紙送り駆動部に対して出力するとともに、レーザ照射部に対して出力するので、用紙送り駆動部の制御情報を用紙送り駆動部だけでなく、レーザ照射部の制御にも利用して、加工用紙の送り量を検出する検出部を設けることなく、用紙送り及びレーザ照射を制御できる。また、加工用紙を送りながらレーザ加工できるので、加工用紙を滞留させるバッファ機構が不要である。これにより、装置構成を簡単にでき、かつ、制御を簡単にできる。
第２の発明は、制御情報に対応した量だけ加工用紙を送り、制御情報に対応した量だけレーザ照射位置を送り方向及び直交方向に変更するので、加工用紙の送り量を検出する検出部を設けることなく、用紙送り駆動部及び照射位置変更部のみで、レーザ照射位置を制御できる。
第３の発明は、ミラーを送り方向の軸回り及び直交方向の軸回りに回転させることにより、レーザ照射位置を移動するので、レーザ照射部及び照射位置変更部として、いわゆるガルバノ式のＸＹスキャナを利用できる。
【０００９】
第４の発明は、印刷部送り駆動部を、制御情報に対応した量だけ加工用紙を送り方向に送るように制御するので、レーザ加工領域、印刷領域での加工用紙の送り量を同じにして、同期をとることができる。
第５の発明は、トリガー情報を加工用紙に印刷し、トリガー情報検出部の出力に基づいて、レーザ照射を開始するので、トリガー情報をレーザ照射の開始のきっかけに利用できる。
【００１０】
第６の発明は、制御情報に対応した量だけ回転駆動するサーボモータを備えるので、応答性がよく、加工用紙の高負荷の送り駆動に適している。また、ミラーを送り方向の軸回り及び直交方向の軸回りに回転させるサーボモータ又はステッピングモータを備えるので、制御情報を、ミラーの駆動にも利用できるので、制御が簡単である。
第７の発明は、用紙送り駆動部は、制御情報に対応した量だけ回転駆動するサーボモータ又はステッピングモータを備える。このため、サーボモータの場合には、サーボモータをフィードバック制御して、加工用紙の送り量が所望の送り量になるように制御し、また、ステッピングモータの場合には、加工用紙の所望の送り量対したパルス信号を出力すればよいので、制御が簡単である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態のインライン加工システム１の構成を説明する図である。
【図２】第１実施形態のインライン加工システム１の加工処理を説明するフローチャートである。
【図３】第１実施形態のレーザ照射動作を説明する図である。
【図４】第２実施形態の加工システム２０１の構成を説明する図である。
【図５】第３実施形態のインライン加工システム３０１の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態のインライン加工システム１の構成を説明する図である。
インライン加工システム１（レーザ加工システム）は、インラインで、プリンタ１０（印刷装置）及びレーザ加工装置３０を接続することにより、加工用紙Ｗに対して、一連の工程で印刷及びレーザ加工行い、連続帳票等を作製できる加工システムである。
インライン加工システム１は、送出ローラ２、巻き取りローラ３、プリンタ１０、前ローラ２１、サーボアンプ２１ａ、サーボモータ２１ｂ、後ローラ２２、レーザ加工装置３０、トリガー情報検出部３５、管理装置４０を備える。
【００１３】
送出ローラ２は、加工前の加工用紙Ｗ（ワーク）が巻かれたローラであり、送り方向Ｘの上流側Ｘ１に設けられている。
巻き取りローラ３は、加工後の加工用紙Ｗを巻き取るローラであり、送り方向Ｘの下流側Ｘ２に設けられている。
【００１４】
プリンタ１０は、加工用紙Ｗに印刷する汎用の印刷装置であり、例えば、レーザビームプリンタ、インクジェットプリンタ等である。プリンタ１０は、レーザ加工装置３０の上流側Ｘ１に配置されている。プリンタ１０へは、管理装置４０から前ローラ制御情報（後述する）と同じ信号が入力されるようになっている。
プリンタ１０は、プリンタローラ１１（印刷部送り駆動部）、ヘッド１２、プリンタ記憶部１３、プリンタ制御部１４を備える。
【００１５】
プリンタローラ１１は、プリンタ１０内部において、加工用紙Ｗを下流側Ｘ２に送る装置である。プリンタローラ１１は、プリンタ１０内の上流側Ｘ１、下流側Ｘ２にそれぞれ配置されている。
ヘッド１２は、例えば、インクを射出したり、レーザを照射する装置であり、加工用紙Ｗに対して実際に印刷する装置である。
プリンタ記憶部１３は、プリンタ１０の動作に必要なプログラム、情報等を記憶するためのハードディスク、半導体メモリ素子等の記憶装置である。
プリンタ記憶部１３は、印刷情報を記憶する印刷情報記憶部１３ａを有する。なお、管理装置４０の管理記憶部４１（後述する）が印刷情報を記憶し、印刷情報をプリンタ１０に出力するようにしてもよい。
【００１６】
プリンタ制御部１４は、プリンタ１０を統括的に制御する制御部である。プリンタ制御部１４は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）等から構成される。プリンタ制御部１４は、プリンタ記憶部１３の印刷情報に基づいて、プリンタローラ１１、ヘッド１２を制御して、加工用紙Ｗに印刷する。
【００１７】
前ローラ２１、後ローラ２２は、加工用紙Ｗを下流側Ｘ２に送るローラである。前ローラ２１、後ローラ２２は、送り方向Ｘにおいて、レーザ加工装置３０を挟み込むように配置されている。
前ローラ２１は、プリンタ１０及びレーザ加工装置３０の間に配置されている。前ローラ２１は、サーボモータ２１ｂに機械的に接続され、サーボモータ２１ｂによって駆動される。前ローラ２１、サーボアンプ２１ａ、及びサーボモータ２１ｂは、用紙送り駆動部を構成する。
【００１８】
サーボアンプ２１ａは、前ローラ制御情報（目標値）に対応した量だけ、サーボモータ２１ｂを駆動する制御装置である。サーボアンプ２１ａは、前ローラ制御情報と、サーボモータ２１ｂからの回転検出情報（フィードバック情報）の差がなくなるようにサーボモータ２１ｂをフィードバック制御することにより、前ローラ制御情報（目標値）に対応した量だけ、サーボモータ２１ｂを回転駆動することができる。
サーボモータ２１ｂは、サーボアンプ２１ａの制御によって、前ローラ制御情報（目標値）に対応した量だけ、回転するモータである。サーボモータ２１ｂは、回転軸の回転検出部を内部に備えており、その回転検出情報をサーボアンプ２１ａに出力するようになっている。
【００１９】
これにより、前ローラ２１は、前ローラ制御情報（目標値）に対応した量だけ、加工用紙Ｗを送り方向Ｘに送ることができる。
なお、加工用紙Ｗの搬送にサーボモータ２１ｂを用いる理由は、高精度であり、応答性に優れ、また、高負荷の駆動に適しているからである。
後ローラ２２は、レーザ加工装置３０及び巻き取りローラ３の間に配置されている。前ローラ２１は、前ローラ制御情報を基準として、前ローラ２１と同じ周速になるように、サーボモータ（図示せず）によって駆動される。
【００２０】
なお、インライン加工システム１は、加工用紙Ｗの送り動作を安定するために、複数の前ローラ２１、複数の後ローラ２２を設けてもよい。この場合には、複数の前ローラ２１のうち１つを基準として、残りの前ローラ２１と、複数の後ローラ２２とを駆動すればよい。
【００２１】
レーザ加工装置３０は、加工用紙Ｗに対してレーザ加工を行う装置である。レーザ加工装置３０は、例えば、孔開加工、ミシン目加工、マーキング処理、ハーフカット加工、マージナル加工等を行うことができる。レーザ加工装置３０は、加工用紙Ｗにレーザ光Ｌを、送り方向Ｘ及び送り方向Ｘに直交した方向である奥行方向Ｙ（直交方向）にスキャンする、いわゆるＸＹスキャナである。
レーザ加工装置３０は、レーザ照射部３１、照射位置変更部３２を備える。
【００２２】
レーザ照射部３１は、レーザ光Ｌを照射する光源であり、レーザ発振素子等である。
照射位置変更部３２は、レーザ照射部３１からのレーザ光の照射方向を変更する装置である。照射位置変更部３２は、ミラー３２ａ、サーボモータ３２Ｘ，３２Ｙを備える。
ミラー３２ａは、レーザ照射部３１からのレーザ光Ｌを反射する部材である。ミラー３２ａは、いわゆるガルバノミラーであり、送り方向Ｘの軸回り及び奥行方向Ｙの軸回りに回転可能に支持される。ミラー３２ａは、回転駆動することによって、レーザ照射部３１の加工用紙Ｗ上へのレーザ照射位置を、送り方向Ｘ及び奥行方向Ｙに移動する。
【００２３】
サーボモータ３２Ｘは、ミラー３２ａを、送り方向Ｘの軸回りに回転駆動するモータである。サーボモータ３２Ｙは、ミラー３２ａを、奥行方向Ｙの軸回りに回転駆動するモータである。
サーボモータをミラー３２ａの駆動に用いる理由は、高精度であり、応答性に優れているからである。
トリガー情報検出部３５は、トリガー情報５０（後述する）を検出する光学センサである。
トリガー情報検出部３５は、レーザ加工装置３０の下流側Ｘ２に配置されている。
【００２４】
管理装置４０は、インライン加工システム１の前ローラ２１、レーザ加工装置３０等の各ハードウェアを統括的に制御するコンピュータである。
管理装置４０は、管理記憶部４１、管理制御部４２を備える。
管理記憶部４１は、管理装置４０の動作に必要なプログラム、情報等を記憶するためのハードディスク、半導体メモリ素子等の記憶装置である。管理記憶部４１は、加工情報記憶部４１ａを備える。
加工情報記憶部４１ａは、レーザ加工装置３０での加工形状を記憶する記憶領域である。
【００２５】
管理制御部４２は、管理装置４０を統括的に制御する制御部である。管理制御部４２は、例えばＣＰＵ等から構成される。管理制御部４２は、管理記憶部４１に記憶された各種プログラムを適宜読み出して実行することにより、前述したハードウェアと協働し、本発明に係る各種機能を実現している。管理制御部４２は、用紙送り制御部４２ａ、レーザ制御部４２ｂを備える。
用紙送り制御部４２ａは、前後のローラ２１，２２、巻き取りローラ３等を回転制御することにより、加工用紙Ｗの送り制御を行う制御部である。
レーザ制御部４２ｂは、加工情報記憶部４１ａの加工情報に基づいて、レーザ加工を行う制御部である。
各制御部の処理は、後述する。
【００２６】
次に、インライン加工システム１の加工処理について説明する。
図２は、第１実施形態のインライン加工システム１の加工処理を説明するフローチャートである。
図３は、第１実施形態のレーザ照射動作を説明する図である。
図３（ａ）は、レーザ照射を開始する状態を説明する図である。
図３（ａ−１）は、上面図、図３（ａ−２）は、手前側Ｙ１から見た正面図である。
図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から、加工用紙Ｗが下流側Ｘ２に移動した状態の上面図である。
【００２７】
最初に、ステップＳ（以下「Ｓ」という）１において、用紙送り制御部４２ａは、前ローラ制御情報をサーボアンプ２１ａ及びプリンタ１０に出力する。サーボアンプ２１ａは、サーボモータ２１ｂをフィードバック制御して、前ローラ制御情報に応じた量だけ、加工用紙Ｗを下流側Ｘ２に搬送する。
Ｓ２において、用紙送り制御部４２ａは、後ローラ２２を、前ローラ制御情報に応じた量だけ回転駆動する。つまり、用紙送り制御部４２ａは、前ローラ制御情報を基準として、前ローラ２１及び後ローラ２２が同じ周速で回転するように、後ローラ２２を制御する。なお、後ローラ２２は、前ローラ２１と同様に、サーボアンプによって制御してもよい。
【００２８】
Ｓ３において、プリンタ制御部１４は、前ローラ制御情報に基づいて、前ローラ制御情報に対応した量だけ、加工用紙Ｗを下流側Ｘ２に送るように、プリンタローラ１１を制御する。つまり、プリンタ制御部１４は、前ローラ制御情報を基準として、前ローラ２１及びプリンタローラ１１が同じ周速で回転するように、プリンタローラ１１を制御する。
プリンタ制御部１４は、例えば、以下の手順によってプリンタローラ１１を制御する。
（１）前ローラ制御情報を解析して前ローラ２１の周速、つまり、レーザ加工装置３０内での用紙送り速度を求める。
（２）求めた用紙送り速度になるように、プリンタローラ１１を回転駆動する。
【００２９】
これにより、インライン加工システム１は、前ローラ、後ローラ、プリンタローラ１１を同期して制御して、プリンタ１０内及びレーザ加工装置３０内において、同じ送り速度で加工用紙Ｗを搬送できる。
なお、Ｓ１〜Ｓ３の処理は、全ての加工処理が終了するまで行われる。このため、加工用紙Ｗの送り速度、つまり前ローラ制御情報の制御量は、一定でなくてもよい。インライン加工システム１は、加工用紙Ｗの送り速度が変化した場合であっても、加工開始から終了まで、プリンタ１０内及びレーザ加工装置３０内において、同期して加工用紙Ｗを搬送できるからである。
【００３０】
Ｓ４において、プリンタ１０は、印刷情報を加工用紙Ｗに印刷する。
図３に示すように、印刷情報にはトリガー情報５０が含まれている。なお、図３には、印刷情報は、簡略してトリガー情報５０のみ図示するが、実際には、文字、図形等が含まれている。
【００３１】
Ｓ５において、レーザ制御部４２ｂは、トリガー情報検出部３５の出力に基づいて、トリガー情報５０を検出したか否かを判定する。レーザ制御部４２ｂは、トリガー情報５０を検出したと判定した場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、Ｓ６に進み、一方、検出していないと判定した場合には（Ｓ５：ＮＯ）、Ｓ１２に進む。
【００３２】
Ｓ６において、図３（ａ）に示すように、レーザ制御部４２ｂは、トリガー情報５０を検出したことに応じて（Ｓ５：ＹＥＳ）、レーザ照射部３１を制御して、レーザ照射を開始する。
以下、円５１を孔開加工する例を説明するが、ミシン目加工等の場合でも、同様に加工できる。
Ｓ７において、レーザ制御部４２ｂは、用紙送り制御部４２ａから出力された前ローラ制御情報（Ｓ１参照）に基づいて、用紙送り速度を算出する。算出方法は、前述したプリンタ制御部１４と同様である（Ｓ３参照）。
【００３３】
Ｓ８において、レーザ制御部４２ｂは、Ｓ７で算出した用紙送り速度に基づいて、レーザ照射位置の送り方向Ｘ及び奥行方向Ｙのレーザ照射位置の移動速度を演算する。
Ｓ９において、レーザ制御部４２ｂは、サーボモータ３２Ｘ，３２Ｙに出力するための駆動信号を生成する。
【００３４】
図３（ａ）の場合、レーザ制御部４２ｂのＳ８，Ｓ９の処理は、以下の通りである。
図３（ａ）は、加工情報の円５１の先端から左回りに孔開加工する例であり、加工用紙Ｗの送り速度（Ｓ７で算出）が、下流側Ｘ２に送り速度ＶＸｗ（ａ）である。
図３（ａ）に示すように、加工開始直後は、仮に加工用紙Ｗが停止していたとすると、レーザ照射位置Ｐ（ａ）の接線は、奥行方向Ｙに平行なので、加工速度は、送り方向Ｘへの加工速度が０であり、奥側Ｙ２への加工速度ＶＹ（ａ）である。しかし、実際には、加工用紙Ｗが下流側Ｘ２に送り速度ＶＸｗ（ａ）で移動する。このため、レーザ照射位置Ｐ（ａ）は、下流側Ｘ２へ速度ＶＸｗ（ａ）、奥側Ｙ２へ速度ＶＹ（ａ）で移動する必要がある。
そこで、レーザ制御部４２ｂは、レーザ照射位置Ｐ（ａ）が下流側Ｘ２にＶＸｗ（ａ）で移動するように演算し（Ｓ８）、サーボモータ３２Ｘの駆動信号を算出する（Ｓ９）。同様に、レーザ制御部４２ｂは、レーザ照射位置が奥側Ｙ２へ速度ＶＹ（ａ）で移動するように演算し（Ｓ８）、サーボモータ３２Ｙの駆動信号を算出する（Ｓ９）。
【００３５】
Ｓ１０において、レーザ制御部４２ｂは、駆動信号を出力する。これにより、照射位置変更部３２のサーボモータ３２Ｘ，３２Ｙが駆動して、レーザ照射位置Ｐ（ａ）が速度ＶＸｗ（ａ），ＶＹ（ａ）で移動する。
このように、レーザ制御部４２ｂは、照射位置変更部３２を、前ローラ制御情報に対応した量だけレーザ照射位置が送り方向Ｘ及び奥行方向Ｙに変更するように、照射位置変更部３２を制御できる。
【００３６】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から、レーザ加工が進行した場合である。なお、加工用紙Ｗの移動距離は、前ローラ制御情報から用紙送り速度を算出（積分）することにより算出できる。このため、レーザ制御部４２ｂは、送り方向Ｘにおいて、レーザ照射すべき位置を判定できる。レーザ制御部４２ｂの制御は、図３（ａ）の場合と同様である。
すなわち、仮に加工用紙Ｗが停止していたとすると、加工速度は、レーザ照射位置Ｐ（ｂ）の接線方向に、加工速度ＶＸ（ｂ），ＶＹ（ｂ）である。しかし、実際には、加工用紙Ｗが下流側Ｘ２に用紙送り速度ＶＸｗ（ｂ）で移動する。このため、レーザ制御部４２ｂは、レーザ照射位置Ｐ（ｂ）が、下流側Ｘ２へ速度（−ＶＸ（ｂ）＋ＶＸｗ（ｂ））、手前側Ｙ１へ速度ＶＹ（ｂ）で移動するように、駆動信号を算出して出力する。
なお、孔開加工ではなく、ミシン目加工する場合等には、レーザ制御部４２ｂは、加工情報に基づいて、レーザ照射部３１のオン、オフを切り替えればよい。
【００３７】
Ｓ１１において、レーザ制御部４２ｂは、加工情報に基づいて、円５１の全周の孔開加工が終了したか否かを判定する。レーザ制御部４２ｂは、全周の孔開加工が終了したと判定した場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、Ｓ１２に進み、一方、全周の孔開加工が終了してないと判定した場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、Ｓ７からの処理を繰り返す。
【００３８】
Ｓ１２において、管理制御部４２は、例えば、電源がオフにされたか否か等を判断することによって、加工終了するか否かを判定する。管理制御部４２は、加工を終了すると判定した場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、Ｓ１３に進み、一方、加工を継続すると判定した場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、Ｓ１からの処理を繰り返す。
なお、繰り返されるＳ１からの処理では、管理制御部４２は、新たにトリガー情報５０を検出した場合には、次の孔開加工を開始する。これによって、インライン加工システム１は、複数の孔開加工を繰り返し行うことができる。
【００３９】
また、インライン加工システム１は、帳票等を作製する場合に、宛先毎に異なる印刷内容や枚数（ページ数）を加工用紙Ｗに印刷しておいてもよい。この場合、孔開加工等を行う枚目に対応したトリガー情報５０を有する印刷情報を作成しておき、加工用紙Ｗに印刷すれば、インライン加工システム１は、宛先毎に異なる枚目に孔開加工等を行うことができる。
【００４０】
Ｓ１３おいて、管理制御部４２は、加工終了情報をプリンタ１０に出力した後に、一連の処理を終了する（Ｓ１４）。
Ｓ１５において、プリンタ制御部１４は、加工終了情報を受信したか否かを判定する。プリンタ制御部１４は、加工終了情報を受信したと判定した場合には（Ｓ１５：ＹＥＳ）、Ｓ１６に進んで一連の処理を終了し、一方、加工終了情報を受信していないと判定した場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｓ３からの処理を繰り返す。
【００４１】
以上説明したように、第１実施形態のインライン加工システム１は、加工用紙Ｗの送り量を検出する検出部を設けることなく、レーザ照射位置を制御できる。また、加工用紙Ｗを送りながらレーザ加工できるので、加工用紙Ｗを滞留させるバッファ機構が不要である。これにより、装置を簡単でき、かつ、制御が簡単である。
また、インライン加工システム１は、トリガー情報５０をレーザ照射の開始のきっかけに利用できるので、帳票等を作成する場合に、宛先毎に異なる加工を行うことができる。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
図４は、第２実施形態の加工システム２０１の構成を説明する図である。
加工システム２０１は、第１実施形態のインライン加工システム１から、プリンタ１０、トリガー情報検出部３５を取り除いた構成である。
加工情報記憶部２４１ａには、孔開加工、ミシン目形状等の加工形状の情報に加えて、加工位置の情報が記憶されている。加工位置の情報は、例えば、孔開加工等を行う間隔等の情報である。つまり、加工システム２０１は、所定間隔毎に、孔開加工等を行うものである。
【００４３】
管理装置２４０の用紙送り制御部２４２ａは、加工用紙Ｗの送り量を、前ローラ制御情報に基づいて演算（積分）して求めることができるので、この所定間隔分だけ搬送したか否かを判定できる。このため、用紙送り制御部２４２ａが所定間隔分だけ搬送したと判定した場合に、レーザ制御部２４２ｂは、孔開加工等のレーザ加工を開始すればよい。
孔開加工等の処理は、第１実施形態のＳ６〜Ｓ１１と同様である。
【００４４】
以上説明したように、第２実施形態の加工システム２０１は、より簡単な構成で、レーザ加工を行うことができる。
【００４５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図５は、第３実施形態のインライン加工システム３０１の構成を説明する図である。
第３実施形態のインライン加工システム３０１は、第１実施形態と比較すると、以下の点が異なる。
・レーザ加工装置３３０自体が、加工情報記憶部３４１ａ、レーザ制御部３４２ｂを備える。つまり、レーザ加工装置３３０自体が、レーザ照射部３１、照射位置変更部３２を制御するようになっている。
・管理制御部３４０は、前ローラ制御情報を、プリンタ１０に加えて、レーザ加工装置３３０に出力する。また、管理制御部３４０は、トリガー情報検出部３５からのトリガー読み取り情報を、レーザ加工装置３３０に出力する。
【００４６】
上記構成により、管理制御部３４０は、主に加工用紙Ｗの送り制御を行う。また、レーザ加工装置３３０は、第１実施形態の図２のＳ６〜Ｓ１１の加工処理と同様に、以下の処理を行う。
（１）レーザ制御部３４２ｂは、管理制御部３４０からのトリガー読み取り情報に基づいて、レーザ照射部３１のレーザ照射のオン、オフを切り替える（図２のＳ６参照）。
（２）レーザ制御部３４２ｂは、管理制御部３４０からの前ローラ制御情報に基づいて、加工用紙Ｗの送り速度を算出する（図２のＳ７参照）。
【００４７】
（３）レーザ制御部３４２ｂは、算出した加工用紙Ｗの送り速度、加工情報記憶部３４１ａの加工情報に基づいて、レーザ照射位置の移動速度を演算する（図２のＳ８参照）。
（４）レーザ制御部３４２ｂは、演算したレーザ照射位置の移動速度に基づいて、照射位置変更部３２のサーボモータ３２Ｘ，３２Ｙの駆動信号を生成する（図２のＳ９参照）。
【００４８】
（５）レーザ制御部３４２ｂは、生成した駆動信号をサーボモータ３２Ｘ，３２Ｙに出力して、サーボモータ３２Ｘ，３２Ｙを駆動して、レーザ照射位置を移動する（図２のＳ１０参照）。
（６）レーザ制御部３４２ｂは、加工情報記憶部３４１ａの加工情報に基づいて、レーザ加工が終了したか否かを判定する（図２のＳ１１）。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態のインライン加工システム３０１は、レーザ加工装置３３０自体に加工情報記憶部３４１ａ、レーザ制御部３４２ｂを備えることにより、第１実施形態と同様に加工処理を行うことができる。また、汎用のレーザ加工装置をシステムに利用できるので、システム構築が容易である。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、実施形態に記載したものに限定されない。なお、前述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできる。例えば、第２実施形態において、第３実施形態と同様に、レーザ加工装置自体に、加工情報記憶部、レーザ制御部等を設けてもよい。
【００５１】
（変形形態）
（１）実施形態において、前ローラ、ミラーは、サーボモータにより駆動する例を示したが、これに限定されない。例えば、前ローラ等は、ステッピングモータによって、駆動してもよい。この場合でも、ステッピングモータは、制御情報に対応した量だけ回転駆動するので、実施形態と同様に制御できる。
【００５２】
（２）実施形態において、照射位置変更部は、ミラーを駆動するためにサーボモータを備える例を示したが、これに限定されない。例えば、照射位置変更部は、ステッピングモータを備えていてもよい。
【００５３】
（３）実施形態において、レーザ制御部は、トリガー情報の検出に応じてレーザ照射を開始する例を示したが、これに限定されない。例えば、トリガー検出部をレーザ照射部よりも上流側に配置して、レーザ制御部が、トリガー情報を検出後、さらに前ローラ制御情報の所定パルスをカウント後にレーザ照射してもよい。これにより、トリガー検出部の配置の自由度を向上でき、システムの設計の自由度を向上できる。
【符号の説明】
【００５４】
１，３０１ インライン加工システム
１０ プリンタ
２１ 前ローラ
２１ａ サーボアンプ
２１ｂ サーボモータ
３０，３３０ レーザ加工装置
３１ レーザ照射部
３２ 照射位置変更部
３２Ｘ，３２Ｙ サーボモータ
３５ トリガー情報検出部
４０，２４０，３４０ 管理装置
４１ 管理記憶部
４１ａ，２４１ａ，３４１ａ 加工情報記憶部
４２，３４２ 管理制御部
４２ａ，２４２ａ 用紙送り制御部
４２ｂ，２４２ｂ，３４２ｂ レーザ制御部
２０１ 加工システム
Ｗ 加工用紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御情報に対応した量だけ、加工用紙を送り方向に送る用紙送り駆動部と、
前記制御情報を用紙送り駆動部に対して出力するとともに、前記制御情報を前記加工用紙にレーザ光を照射するレーザ照射部に対して出力する制御部と、
を備えるレーザ加工システム。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工システムにおいて、
前記レーザ照射部からのレーザ照射方向を変更することにより、前記レーザ照射部の前記加工用紙上へのレーザ照射位置を、前記送り方向及び前記送り方向に直交する直交方向に移動する照射位置変更部を備え、
前記制御部は、前記照射位置変更部を、前記レーザ照射位置が、前記制御情報に対応した量だけ前記送り方向及び前記直交方向に移動するように制御すること、
を特徴とするレーザ加工システム。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザ加工システムにおいて、
前記照射位置変更部は、
前記レーザ照射部からのレーザ光を反射するミラーと、
前記ミラーを前記送り方向の軸回り及び前記直交方向の軸回りに回転駆動させることにより、前記レーザ照射位置を移動するミラー駆動部とを備えること、
を特徴とするレーザ加工システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレーザ加工システムにおいて、
前記レーザ照射部よりも前記送り方向の上流側に配置され、前記加工用紙に印刷する印刷装置を備え、
前記制御部は、前記印刷装置の送り駆動部である印刷装置送り駆動部を、前記制御情報に対応した量だけ前記加工用紙を前記送り方向に送るように制御すること、
を特徴とするレーザ加工システム。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザ加工システムにおいて、
前記印刷装置は、レーザ照射のトリガー情報を前記加工用紙に印刷し、
前記トリガー情報を検出するトリガー情報検出部を備え、
前記制御部は、前記トリガー情報検出部の出力に基づいて、前記レーザ照射部のレーザ照射を開始すること、
を特徴とするレーザ加工システム。
【請求項６】
請求項３に記載のレーザ加工システムにおいて、
前記用紙送り駆動部は、前記制御情報に対応した量だけ回転駆動するサーボモータを備え、
前記照射位置変更部は、前記ミラーを前記送り方向の軸回り及び前記直交方向の軸回りに回転させるサーボモータ又はステッピングモータを備え、
前記制御部は、前記用紙送り駆動部の前記サーボモータの前記制御情報を、前記照射位置変更部の前記サーボモータ又はステッピングモータに対応し、かつ、前記加工用紙の送り量に対応した駆動信号に変換して、前記照射位置変更部に出力すること、
を特徴とするレーザ加工システム。
【請求項７】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレーザ加工システムにおいて、
前記用紙送り駆動部は、前記制御情報に対応した量だけ回転駆動するサーボモータ又はステッピングモータを備えること、
を特徴とするレーザ加工システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のレーザ加工システムを用いたレーザ加工方法であって、
前記制御情報を用紙送り駆動部に対して出力するとともに、前記制御情報を前記加工用紙にレーザ光を照射するレーザ照射部に対して出力する送り制御工程を備えること、
を特徴とするレーザ加工方法。
【請求項１】
制御情報に対応した量だけ、加工用紙を送り方向に送る用紙送り駆動部と、
前記制御情報を用紙送り駆動部に対して出力するとともに、前記制御情報を前記加工用紙にレーザ光を照射するレーザ照射部に対して出力する制御部と、
を備えるレーザ加工システム。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工システムにおいて、
前記レーザ照射部からのレーザ照射方向を変更することにより、前記レーザ照射部の前記加工用紙上へのレーザ照射位置を、前記送り方向及び前記送り方向に直交する直交方向に移動する照射位置変更部を備え、
前記制御部は、前記照射位置変更部を、前記レーザ照射位置が、前記制御情報に対応した量だけ前記送り方向及び前記直交方向に移動するように制御すること、
を特徴とするレーザ加工システム。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザ加工システムにおいて、
前記照射位置変更部は、
前記レーザ照射部からのレーザ光を反射するミラーと、
前記ミラーを前記送り方向の軸回り及び前記直交方向の軸回りに回転駆動させることにより、前記レーザ照射位置を移動するミラー駆動部とを備えること、
を特徴とするレーザ加工システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のレーザ加工システムにおいて、
前記レーザ照射部よりも前記送り方向の上流側に配置され、前記加工用紙に印刷する印刷装置を備え、
前記制御部は、前記印刷装置の送り駆動部である印刷装置送り駆動部を、前記制御情報に対応した量だけ前記加工用紙を前記送り方向に送るように制御すること、
を特徴とするレーザ加工システム。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザ加工システムにおいて、
前記印刷装置は、レーザ照射のトリガー情報を前記加工用紙に印刷し、
前記トリガー情報を検出するトリガー情報検出部を備え、
前記制御部は、前記トリガー情報検出部の出力に基づいて、前記レーザ照射部のレーザ照射を開始すること、
を特徴とするレーザ加工システム。
【請求項６】
請求項３に記載のレーザ加工システムにおいて、
前記用紙送り駆動部は、前記制御情報に対応した量だけ回転駆動するサーボモータを備え、
前記照射位置変更部は、前記ミラーを前記送り方向の軸回り及び前記直交方向の軸回りに回転させるサーボモータ又はステッピングモータを備え、
前記制御部は、前記用紙送り駆動部の前記サーボモータの前記制御情報を、前記照射位置変更部の前記サーボモータ又はステッピングモータに対応し、かつ、前記加工用紙の送り量に対応した駆動信号に変換して、前記照射位置変更部に出力すること、
を特徴とするレーザ加工システム。
【請求項７】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のレーザ加工システムにおいて、
前記用紙送り駆動部は、前記制御情報に対応した量だけ回転駆動するサーボモータ又はステッピングモータを備えること、
を特徴とするレーザ加工システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載のレーザ加工システムを用いたレーザ加工方法であって、
前記制御情報を用紙送り駆動部に対して出力するとともに、前記制御情報を前記加工用紙にレーザ光を照射するレーザ照射部に対して出力する送り制御工程を備えること、
を特徴とするレーザ加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−３５０２６（Ｐ２０１３−３５０２６Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７３１４８（Ｐ２０１１−１７３１４８）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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