JP2003225788A - 帯状包装材料のレーザー加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】本発明は、帯状包装材料に走査制御可能なレー
ザービームで所定の位置に所定の形状を正確に加工を施
すことのできるレーザー加工方法を提供する。 【解決手段】帯状包装材料２は、一定の搬送速度で搬送
され、一方、レーザー発振器９から導出されたレーザー
光を、駆動機構１１ａにより互いに垂直なＸ方向とＹ方
向の２方向に任意に走査可能とするレーザー光照射部１
１と、前記帯状包装材料に設けられた基準位置となる印
刷絵柄と予め設定されたレーザー加工開始位置または加
工経路を検出する検出部８，８′は、ＸＹ方向への移動
距離を測定する距離測定手段を有し、位置ずれを計測
し、該位置ずれを入力されたコントローラ部１０は、ず
れ量から求めて得られた補正出力指令信号を発生し、該
指令信号に応答して前記レーザー光照射部の駆動機構１
１ａを制御することを特徴とするレーザー加工方法であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、帯状包装材料にレ
ーザ加工を施す方法に関し、さらに詳しくは帯状包装材
料に設けられた基準位置となる印刷絵柄と予め設定され
たレーザー加工開始位置または加工経路を検出し、基準
位置となる印刷絵柄に対する予め設定されたレーザー加
工開始位置または加工経路のＸ方向とＹ方向の計測され
たずれ量から求めて得られた補正出力に応答して駆動機
構により互いに垂直なＸ方向とＹ方向の２方向に任意に
制御可能なレーザービームで所定の位置に正確に加工す
ることができるレーザ加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術に、レーザビームによつて包
装材料を局所的に蒸発させ、刻み目を付与する方法が知
られている。例えば、容器の所望の位置に刻み目を付与
することは、容器をハサミ、ナイフ、爪または歯などの
特段の道具を用いることなく、容易に開封することがで
きる。開封の際の破れ目が無秩序に拡がる事態に比べ、
開封個所を所望の形状とすることができるので、開封後
の内容物の使い勝手が格段に改善される。開封後の美観
が向上するなどの点である。

【０００３】一方、刻み目を付した後の包装材料は、そ
れ以降の内容物の充填や輸送および保管などとして取扱
われる期間、破損してはならない。容器は予め設定され
る経時的な価値、すなわち内容物から芳香や臭い、味な
どが失われてはならず、また水蒸気や酸素などが刻み目
を通してて内容物に進入してはならないなどの要求を満
たすものである。

【０００４】このように、制御されたレーザビームを用
いて、単層または積層された包装材料の一部を局所的に
蒸発させて、帯状包装材料に刻み目を付与する方法が提
案されている。上記の提案は、図４に示すように、帯状
包装材料２２は調整可能な実質的に一定な搬送速度で搬
送され、表側には一定の画像が繰返して印刷されてい
る。制御信号は予め定められた模様に従つて、また帯状
包装材料２２の搬送速度に応答して、帯状包装材料２２
の表側に付与すべき刻み目の経路を決定し、前記画像の
予め定められた部分を読取つて第１のレーザビーム走査
装置２９に走査指示をする。第１のレーザビームは帯状
包装材料２２の表側に照射され、前記制御信号の走査指
示に従つて固定点から互いに垂直な２方向に調整された
強度で走査する。刻み目は、レーザビームの焦点の位置
で帯状包装材料２２を蒸発させて付与されるので、刻み
目が付与される間、帯状包装材料の表面に焦点がくるよ
うに第１のレーザビームの焦点が調整される。また、レ
ーザビームの強度は、たとえば走査早さを調整すること
によつて行われる。

【０００５】この制御信号は、入力装置３３によつて制
御装置３２に入力される刻み目の所望の形状によるもの
と、帯状包装材料２２の搬送速度とに関連する。搬送速
度は、帯状包装材料２２に接する速度計によつて計測さ
れ、制御装置３２に適用可能な変換器３４によつて変換
されて、制御装置３２に入力される。画像の予め定めら
れた部分を読取つたとき第１のレーザビームが走査を開
始すれば、帯状包装材料２２の表側の刻み目を付与され
るべき位置に原則として刻み目が付与されるが、帯状包
装材料２２の印刷表示による刻み目と実際に付与する刻
み目とのずれや伸縮、歪みが生じることがあり、制御信
号によつて監視され調整される。この調整は、帯状包装
材料２２の搬送経路中に設けられるテンシヨンローラ装
置３８によつて移動可能なローラー装置を備えて、その
ローラーの移動によるテンションを調整したり、帯状包
装材料２２に接する速度計によつて計測され、制御装置
３２に適用可能な変換器３４によつて変換されて、制御
装置３２に入力される搬送速度を調整することで行われ
る。しかしながら、一般にフィルムを搬送する装置にお
いて、テンションによるフィルムの歪みの発生は避けら
れず、特に伸縮性のあるフィルムではテンションの影響
を強く受け、フィルムの伸び縮みのために印刷絵柄全体
の縦横の伸縮率を考慮しなければ、刻み目が印刷表示と
著しくずれて、デザイン性やレーザー加工によってえら
れる機能が損なわれるという危惧が生じる問題がある。
さらに、移動可能なローラー装置を備えたテンシヨンロ
ーラ装置等によりレーザー加工装置が大型化し、装置ス
ペースが必要となる等の問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のレー
ザー加工方法のように、印刷表示による刻み目と実際に
付与する刻み目とのずれ、伸縮、歪みの補正を帯状包装
材料のテンションを調整したり、搬送速度を調整したり
する方法とは異なるレーザー加工方法を提案するもので
あって、帯状包装材料に設けられた基準位置となる印刷
絵柄と予め設定されたレーザー加工開始位置または加工
経路とのＸ，Ｙ方向のずれ量を求めて得られる補正を可
能とし、その補正出力に応答して駆動機構により互いに
垂直なＸ方向とＹ方向の２方向に任意に走査制御可能な
レーザー光照射部のレーザービームで所定の位置に正確
にレーザー加工を施すことのできるレーザー加工方法を
提供することを課題とする。

【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に係る発明は、制御されたレーザビームを
用いて、基準位置となる印刷絵柄を有する帯状包装材料
のその基準位置に対して予め設定された位置にレーザー
加工を施す方法において、前記帯状包装材料は、調整可
能ではあるが、実質的に一定の搬送速度で搬送され、一
方、レーザー発振器から導出されたレーザー光を光学系
を通して前記帯状包装材料に投射する、駆動機構により
互いに垂直なＸ方向とＹ方向の２方向に任意に走査可能
とするレーザー光照射部と、前記帯状包装材料に設けら
れた基準位置となる印刷絵柄と予め設定されたレーザー
加工開始位置または加工経路を検出する検出部と、該検
出部は、Ｘ方向とＹ方向への移動距離を測定する距離測
定手段を有し、基準位置となる印刷絵柄と予め設定され
たレーザー加工開始位置または加工経路との位置ずれを
計測し、該位置ずれを入力されるコントローラ部と、該
コントローラ部の出力指令信号に応答して前記駆動機構
を制御するドライバ部とを備え、前記コントローラ部
は、計測されたＸ方向とＹ方向のずれ量から求めて得ら
れた補正出力指令信号を発生し、前記ドライバ部は、前
記補正出力指令信号に応答して前記レーザー光照射部の
駆動機構を制御することを特徴とする帯状包装材料のレ
ーザー加工方法である。

【０００８】また、請求項２に係る発明は、請求項１記
載の帯状包装材料のレーザー加工方法において、前記検
出部が、画像処理による検出手段を有し、基準位置とな
る印刷絵柄と予め設定されたレーザー加工開始位置また
は加工経路との位置ずれを計測することを特徴とする。

【０００９】また、請求項３に係る発明は、請求項１ま
たは２記載の帯状包装材料のレーザー加工方法におい
て、前記補正指令信号が、基準位置となる印刷絵柄と予
め設定されたレーザー加工開始位置または加工経路との
位置ずれを計測し、収縮率から求めて得られた補正指令
信号を発生することを特徴とする。

【００１０】また、請求項４に係る発明は、請求項１〜
３のいずれか１項に記載の帯状包装材料のレーザー加工
方法において、帯状包装材料に刻み目を付与することを
特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。第１図は、本発明に係
る方法を実現する一実施例を示した製造装置の系統図で
ある。ここでは、周期的な表示が印刷された帯状包装材
料の印刷された刻み目の表示と合致させるように、上記
帯状包装材料の表面に刻み目を本発明のレーザー加工方
法によって付与する一例を説明する。

【００１２】帯状包装材料２は、複数の方向転換ローラ
４〜７によつて走査装置１１に導かれ、走査装置１１
は、レーザー発振器９が発生したレーザー光を投射する
集光レンズや光学シャッタや反射鏡等からなる光学系を
備えている。

【００１３】この走査装置１１は、レーザー光照射部の
レーザー加工ヘッド１１ｂをＸＹ２軸制御する装置１１
ａが、Ｘ軸方向へ延伸するフレームを備えている。この
フレームの上部には、Ｘ軸方向へ延びるＸ軸ガイドが設
けてあり、このＸ軸ガイドにはＸ軸駆動ドライバによ
り、Ｘ軸方向へ移動位置決めされるＸ軸キャリッジが設
けてある。前記Ｘ軸キャリッジには、Ｙ軸方向にオーバ
ーハングしたＹ軸ガイドが設けてある。このＹ軸ガイド
にはＹ軸駆動ドライバにより、Ｙ軸方向に移動位置決め
されるＹ軸キャリッジが設けてあり、搬送される帯状包
装材料２上を、たとえば帯状包装材料の搬送方向（Ｙ方
向）と幅方向（Ｘ方向）相互に垂直なＸ方向およびＹ方
向にレーザー光照射部のレーザー加工ヘッド１１ｂを任
意に走査制御が可能となる。

【００１４】前記帯状包装材料２に設けられた基準位置
となる印刷絵柄と予め設定されたレーザー加工開始位置
または加工経路を検出する検出部８は、Ｘ方向とＹ方向
への移動距離を測定する距離測定手段を有し、基準位置
となる印刷絵柄と予め設定されたレーザー加工開始位置
または加工経路との位置ずれを計測し、適用可能な変換
器によってコントローラ部１０に位置ずれを入力される
と、コントローラ部１０は、計測されたＸ方向とＹ方向
のずれ量から求めて得られた補正出力指令信号を発生
し、その出力指令信号に応答して前記駆動機構を制御す
るドライバ部は、前記補正出力指令信号に応答して前記
レーザー光照射部の駆動機構を制御し、基準位置となる
印刷絵柄と予め設定されたレーザー加工開始位置または
加工経路の位置を決定して所定の位置に正確にレーザー
加工を施すことができる。

【００１５】前記検出部８が、例えばＣＣＤカメラ、マ
ークセンサー等の検出器を備えた画像処理による検出手
段を有し、基準位置となる印刷絵柄と予め設定されたレ
ーザー加工開始位置または加工経路との位置ずれを計測
することもできる。さらに、前記補正指令信号が、基準
位置となる印刷絵柄と予め設定されたレーザー加工開始
位置または加工経路との位置ずれを計測し、収縮率から
求めて得られた補正指令信号を発生することもできる。
検出部の位置は、図１に示すように、レーザー照射部１
１の設置位置の以前に設けてもよく、また以後に設けて
もよい（検出部８′）。勿論、レーザー照射部１１の設
置位置の前後両方の位置に検出部を設けることも可能で
ある。

【００１６】この刻み目は、帯状包装材料２に印刷され
た刻み目の表示と合致させるように刻み目が付与された
後、帯状包装材料２はロール３に巻取られ、これから個
々の袋が切取られ、内容物の充填や封止などのこれ以降
の処理が行われる。

【００１７】袋の種類によつては、帯状包装材料の表裏
両面に刻み目を付与することが望ましい。このような場
合は、図２に示すように、本発明の請求項第２項に従つ
て、第１のレーザー光照射部１１のレーザビームによつ
て表側に刻み目を付与した後、裏側から第２のレーザー
光照射部１２のレーザビームによつて刻み目を付与す
る。そして第２のレーザビームは、第１のレーザビーム
と同様に制御可能であり、第１のレーザビームによつて
形成される刻み目に重なるように刻み目を付与する。

【００１８】図３（ａ）は、一例としてスープやソース
などの乾燥製品を収容する袋を示し、この袋１５には右
上方隅部に袋の表裏に刻み目１７が付与されている。こ
の刻み目１７は、連続して形成されてもよく、また断続
した形状であつてもよい。図３（ｂ）の展開図におい
て、帯状包装材料１９に設けられた基準位置となる第１
の印刷絵柄１６と第２の印刷絵柄２０を有し、印刷絵柄
の基準位置に対して所定の位置に半楕円形状の刻み目１
７が形成されている。

【００１９】本発明で用いられる包装材料は、単一の素
材および積層された複合材であってもよく特に限定され
るものではない。この複合材としては、紙、セロハン、
アルミニウム箔や広範な種類の合成樹脂からなるフイル
ム、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエス
テル、ポリアミド、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン
などの合成樹脂からなるフイルムなどの一層または複数
層からなるものでもよい。また、上記複合材は、異なる
層が粘着剤などによつて積層される。

【００２０】一般にフィルムを搬送する装置において、
特に伸縮性のあるフィルムではテンションの影響を強く
受け、テンションによるフィルムの歪みの発生は避けら
れないが、本発明のレーザー加工方法によれば、このよ
うな伸縮性のあるフィルムであっても、付与する刻み目
が印刷表示と合致するので、デザイン性やレーザー加工
によってえられる機能が損なわれることがない。

【００２１】本実施例では、レーザー加工として刻み目
の例について説明したが、刻み目に限定されるものでは
なく、本発明のレーザー加工方法により、抜き、ミシン
目など様々なレーザー加工を施すことができる。

【００２２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、帯状包装材料の伸縮、歪みなどに伴い、基準位
置となる印刷絵柄を有する帯状包装材料のその基準位置
に対して予め設定された加工位置もしくは加工経路が変
化しても、ＸＹ方向の変化量から求められる補正出力指
令信号に応答して駆動機構を制御するように働くので、
常時、ＸＹ方向に任意に走査可能なレーザー光照射部の
レーザービームを正確な加工位置まで移動させることが
可能になり、所定の位置に所定の加工形状になるように
レーザー加工ができるという効果がある。

【００２３】さらに、本発明によれば、フィルムを搬送
する装置において、特にテンションの影響を強く受ける
伸縮性のあるフィルムであっても、所定の位置に所定の
加工形状になるようにレーザー加工できるので、デザイ
ン性やレーザー加工によって得られる機能が損なわれる
ことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施するレーザー加工方法を説明する
ための構成の一例を示した系統図である。

【図２】本発明を実施するレーザー加工方法を説明する
ための構成の他の例を示した系統図である。

【図３】（ａ）は、刻み目を加工した帯状包装材料を切
取られてなる袋の正面図で、（ｂ）は、本発明のレーザ
ー加工方法の一実施例として刻み目を加工した帯状包装
材料を具体的に説明した斜視図正面図である。

【図４】従来のレーザー加工方法を説明するための構成
の一例を示した系統図である。

【符号の説明】

１、２１・・・巻出しロール ２、２２・・・帯状包装材料 ３、２３・・・巻取りロール ４、５、６、７、２４、２５、２６、２７、２８・・・
方向転換ロール ８、８′・・・印刷絵柄検出装置 ９、３１・・・レーザー発振器 １０・・・制御装置 １１・・・第１のレーザー光照射照射装置 １１ａ・・・第１のＸＹ制御駆動装置 １１ｂ・・・第１のレーザー加工ヘッド １２・・・第２のレーザー光照射照射装置 １２ａ・・・第２のＸＹ制御駆動装置 １２ｂ・・・第２のレーザー加工ヘッド １３、３６・・・ビームスプリッター １４、３７・・・反射鏡 １５・・・刻み目加工を施された包装体 １６・・・第１の印刷絵柄 １７・・・刻み目 １８・・・シール部 １９・・・連続する印刷絵柄と刻み目を有する帯状包装
材料 ２０・・・第２の印刷絵柄 ２９・・・第１のレーザービーム走査装置 ３０・・・第２のレーザービーム走査装置 ３２・・・制御装置 ３３・・・入力装置 ３４・・・変換器 ３５・・・印刷表示検出器 ３８・・・テンションローラー装置 ３９・・・モータ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3E086 AB02 AC12 AD01 BA15 CA01 DA08 4E068 CA06 CB03 CC02 CE01 DA00 5H269 AB11 BB03 EE05 FF06 JJ09 JJ20

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制御されたレーザビームを用いて、基準位
   置となる印刷絵柄を有する帯状包装材料のその基準位置
   に対して予め設定された位置にレーザー加工を施す方法
   において、前記帯状包装材料は、調整可能ではあるが、
   実質的に一定の搬送速度で搬送され、一方、レーザー発
   振器から導出されたレーザー光を光学系を通して前記帯
   状包装材料に投射する、駆動機構により互いに垂直なＸ
   方向とＹ方向の２方向に任意に走査可能とするレーザー
   光照射部と、前記帯状包装材料に設けられた基準位置と
   なる印刷絵柄と予め設定されたレーザー加工開始位置ま
   たは加工経路を検出する検出部と、該検出部は、Ｘ方向
   とＹ方向への移動距離を測定する距離測定手段を有し、
   基準位置となる印刷絵柄と予め設定されたレーザー加工
   開始位置または加工経路との位置ずれを計測し、該位置
   ずれを入力されるコントローラ部と、該コントローラ部
   の出力指令信号に応答して前記駆動機構を制御するドラ
   イバ部とを備え、前記コントローラ部は、計測されたＸ
   方向とＹ方向のずれ量から求めて得られた補正出力指令
   信号を発生し、前記ドライバ部は、前記補正出力指令信
   号に応答して前記レーザー光照射部の駆動機構を制御す
   ることを特徴とする帯状包装材料のレーザー加工方法。
2. 【請求項２】前記検出部が、画像処理による検出手段を
   有し、基準位置となる印刷絵柄と予め設定されたレーザ
   ー加工開始位置または加工経路との位置ずれを計測する
   ことを特徴とする請求項１記載の帯状包装材料のレーザ
   ー加工方法。
3. 【請求項３】前記補正指令信号が、基準位置となる印刷
   絵柄と予め設定されたレーザー加工開始位置または加工
   経路との位置ずれを計測し、該位置ずれ量から収縮率を
   求めて得られた補正指令信号を発生することを特徴とす
   る請求項１または２記載の帯状包装材料のレーザー加工
   方法。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の帯状
   包装材料のレーザー加工方法において、帯状包装材料に
   刻み目を付与することを特徴とする帯状包装材料のレー
   ザー加工方法。