JP2014050864A - ラベル用レーザ加工機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 加工途中のラベルと、そのラベルをその粘着面において支持する台紙とからなる中間製品としての台紙付ラベルに加工を行うラベル用レーザ加工機であって、前記台紙付ラベルを所定の搬送経路に沿って搬送する搬送部と、前記搬送経路においてマーキング加工を行う第1レーザ加工ユニットと、前記搬送経路においてハーフカット加工を行う第2レーザ加工ユニットと、を有するラベル用レーザ加工機。
【選択図】 図1
Description
そのための従来のレーザ加工機としては、たとえば、所定形状の感熱ラベルを切り抜くための切目を得るために、基材の裏面側に感熱接着剤層が形成された長尺帯状のラベル形成材料をレーザ切断するレーザ加工機が知られている(特許文献1)。切目は基材に所定ピッチで形成されており、感熱接着剤層は、レーザ切断によって形成された切目部分がレーザ切断後の予熱によって再溶着されている。したがって、多数の感熱ラベルを一体的に取り扱うことができる。
また、たとえば、ラベルシート巻取ユニットと、レーザ照射ユニットと、不活性ガス噴射ユニットとを含むレーザ加工機(セキュリティラベル加工装置)が知られている(特許文献2)。不活性ガス噴射ユニットは、ラベルシート巻取ユニットに支持されたラベルシートのレーザビーム照射面に、レーザ照射ユニットによって連続または間欠的にレーザビームを照射するときに、不活性ガスを付与する。このレーザ加工機によると、レーザによる熱傷痕のないラベルを得ることができる。また、極薄被膜にレーザ細密加工を行うことができる。
そのため、各工程間における中間製品の受け渡しにおける脱落ロス(紛失)が生じ、材料が無駄になるという問題が生じる。また、その問題に留まらず、中間製品が流出するリスクを有する、等のセキュリティの問題が生じる。
また、本発明の請求項2に係るラベル用レーザ加工機は、請求項1に係るラベル用レーザ加工機において、前記台紙付ラベルは台紙に複数の同一形態のラベルを配置した台紙付ラベルであって、前記配置された複数のラベルの各々の位置に対して、所定の相対的な位置に位置合わせマークを有し、また、前記位置合わせマークを撮影し、その位置を検出する位置合わせマーク検出手段を有し、前記第1レーザ加工ユニットと前記第2レーザ加工ユニットは、前記検出された位置合わせマークの位置に応じて、それらが加工する位置を修正するようにしたものである。
また、本発明の請求項3に係るラベル用レーザ加工機は、請求項2に係るラベル用レーザ加工機において、前記搬送部は前記台紙付ラベルの搬送と停止を繰り返す間欠搬送を行う搬送部であって、前記搬送部は、前記検出された位置合わせマークの位置に応じて、前記台紙付ラベルを停止する位置を修正することを特徴とするラベル用レーザ加工機。
また、本発明の請求項4に係るラベル用レーザ加工機は、請求項1〜3のいずれかに係るラベル用レーザ加工機において、前記マーキング加工の部位を撮像してマーキング加工が適正に行われているか否かを判定するマーキング検査手段を有するようにしたものである。
また、本発明の請求項5に係るラベル用レーザ加工機は、請求項1〜4のいずれかに係るラベル用レーザ加工機において、前記ハーフカット加工の部位を撮像してハーフカット加工が適正に行われているか否かを判定するハーフカット検査手段を有するようにしたものである。
また、本発明の請求項6に係るラベル用レーザ加工機は、請求項1〜5のいずれかに係るラベル用レーザ加工機において、前記マーキング加工を行うときには、前記第1レーザ加工ユニットのレーザは、出力5W〜20Wのレーザであるようにしたものである。
また、本発明の請求項7に係るラベル用レーザ加工機は、請求項1から6に係るラベル用レーザ加工機において、前記ラベルの基材であるPET(Polyethylene terephthalate)そのものにマーキング加工を行うときには、前記第1レーザ加工ユニットのレーザは炭酸ガスレーザ(出力波長が約10.000nm)であるようにしたものである。
また、本発明の請求項8に係るラベル用レーザ加工機は、請求項1〜6に係るラベル用レーザ加工機において、前記ラベルの基材であるPET(Polyethylene terephthalate)の金属蒸着膜にマーキング加工を行うときには、前記第1レーザ加工ユニットのレーザはYVO4 ガスレーザ(出力波長が約1.000nm)であるようにしたものである。
また、本発明の請求項9に係るラベル用レーザ加工機は、請求項1〜8のいずれかに係るラベル用レーザ加工機において、前記ハーフカット加工を行うときには、前記第2レーザ加工ユニットのレーザは、出力200W〜1KWのレーザであるようにしたものである。
また、本発明の請求項10に係るラベル用レーザ加工機は、請求項1〜9のいずれかに係るラベル用レーザ加工機において、前記搬送部は、前記ラベルを支持している台紙の搬送方向に対して平行方向に延びる端部の把持とその把持を解除するために開閉動作を行うグリッパーと、前記グリッパーの開閉動作の駆動を行う開閉駆動手段と、前記台紙の搬送方向に前記グリッパーを往復動作させるグリッパー移動手段と、前記台紙を前記搬送方向に搬送するために前記開閉駆動手段とグリッパー移動手段の動作を制御する制御手段と、を有するようにしたものである。
また、本発明の請求項11に係るラベル用レーザ加工機は、請求項1〜10のいずれかに係るラベル用レーザ加工機において、前記ラベルを支持している台紙は長尺の台紙を巻き取って得た巻取体であって、その巻取体を支持する巻取体支持手段を有し、前記巻取体から巻き解いて前記台紙を搬送するようにしたものである。
また、本発明の請求項12に係るラベル用レーザ加工機は、請求項1〜11のいずれかに係るラベル用レーザ加工機において、前記ラベルを支持している台紙の搬送停止時において、前記台紙を静止させておく静止手段を有するようにしたものである。
図1、図4(A)において、100は台紙、100aは紙、100bは剥離層、101,102は端部、103は中央部、110はラベル、110aは基材、110bは剥離層、110cはホログラム層、110dは蒸着層、110eは粘着層、121は見当マーク、122はラベル絵柄である。
ラベル110は、プラスチックフィルム(通常はPET(Polyethylene terephthalate)フィルム)を材料とする基材110aに対して、剥離層110b、ホログラム層110c、蒸着層110d、粘着層eをその順番に形成した構成を有する。その構成のラベル110は台紙100の剥離層100bを形成した面(剥離面)に貼り合わされ、台紙付ラベルとなる(図4(A)参照)。
なお、前述した台紙付ラベルの構成において、各層に使用する材料、各層を形成する方法、等については、特許文献(たとえば、特開2008−139714)等において公知であるから、ここでは詳細な説明を省略する。また、台紙は紙を基材とするものに限定されず、プラスチックフィルムであってもよい。
台紙100の中央部103は、台紙付ラベルにおいて辺近傍の部分であり、ラベル(製品となるラベルの部分)が存在する部分である。
見当マーク121は台紙付ラベルにおける余白部分、すなわち端部101または102に設けられた見当マークである。見当マーク121は、図1に示す一例において、端部101に複数が設けられており、各々の見当マーク121は、行列配置する文字列の各々の行の位置に対して、位置的に同期する所定の配置となっている。すなわち、行の位置を示す見当マークである。図1に示す一例において、見当マーク121の形状は、矩形となっているが、十字マーク(トンボ)、その他の形状であってもよい。
ラベル絵柄122は、台紙100の中央部103に存在し、図1に示す一例において、文字列「ABC」を行列配置した絵柄である。各々の文字列「ABC」を含む所定の部分に対して、マーキング加工と、ハーフカット加工をレーザ加工によって行うことにより、各々の文字列の全体と同数のラベル(アイランドラベル)を得ることができる(後述する図2、図3を参照)。
見当マーク121とラベル絵柄122は、図4に示す一例において、ラベル110のホログラム層110cに形成することができる。すなわち、ホログラムで形成することができる。また、図4に示す一例におけるホログラム層110cを印刷層に置き換えて、見当マーク121とラベル絵柄122をその印刷層に形成することができる。すなわち、印刷で形成することができる。
本発明のラベル用レーザ加工機においてマーキング加工(印字)が行われた後のラベルの構成の一例を平面図として図2に示す。図2において、121は見当マーク、122はラベル絵柄、140はレーザ加工マークである。図2に一例を示すように、台紙付ラベルにおけるラベルが存在する部位には、図1においては存在しなかったレーザ加工マーク140として、4桁の数字(図2に示す一例において「0001」〜「1060」)が付与されている。
台紙付ラベルに配置された複数の同一形態の個々のラベルに対して、個々のラベルによって相違する情報をマーキング加工することにより、偽造防止ラベルとして、性能、機能を向上させることができる。このように、個々のラベルによって相違する情報をマーキング加工する、等の用途においては本発明のラベル用レーザ加工機を好適に使用することができる。
ハーフカット溝150は、図4(B)に示すように、ラベル110の部分を完全に分離する切断。その一方で、ハーフカット加工は、図4(B)に示すように、台紙110の部分は全く分離しないか、一部の分離に止まる。図4(B)に示す一例においては、剥離層100bだけの分離に止まる。
図3に一例を示すように、ハーフカット溝150によって囲まれた個々の部分が、個々のラベル110となる。図3に示す一例においては、レーザ加工マーク140として0001〜0060までの数値、数量にして60のラベル110(アイランドラベル)が示されている。
ハーフカット加工を行うことにより、台紙付ラベルのラベル110の部分は、個々のラベル110の部分と、個々のラベル以外の部分に分けられる。個々のラベル以外の部分は、個々のラベルに切り抜かれた製品となる部分ではなく、製品としては不要の部分(粕)である。その個々のラベル以外の部分(粕)は、図3に示す一例においては、台紙付ラベルから取り除かれ、その取り除かれた部分に存在した見当マークは見られない。
図5〜図7に示す一例において、台紙付ラベルは巻取体から巻き解かれた長尺シートの形態で供給され搬送される。搬送部はレーザ加工の対象である台紙付ラベルを間欠的に送り出す(詳細を後述する)。その台紙付ラベルの搬送における上流側から下流側に向かって、レーザ加工部の構成が順番に配置されている。その配置の順番に、215は第1カメラ、211は第1レーザ加工ユニット、216は第2カメラ、212は第2レーザ加工ユニット、213aは剥離ローラ、213bは駆動ローラ、214は基材巻取手段、217は第3カメラ、218はシートカットユニット、219は集積箱、220は検査データ収集手段である。
制御手段380の処理部382の第1見当マーク位置演算手段は、第1撮像画像における見当マークを識別し、第1カメラの座標系における位置を演算する。さらに、第1見当マーク位置演算手段は、その位置を第1レーザ加工ユニット211の座標系における位置に変換する。記憶部381は、第1カメラの座標系における位置と、第1レーザ加工ユニット211の座標系における位置の両方、または一方(たとえば、第1レーザ加工ユニット211の座標系における位置)を第1見当マーク位置として記憶する。
なお、第1見当マーク位置演算手段は、搬送部による搬送(間欠搬送)が行われると、そのときの搬送量に応じて、第1見当マーク位置を更新する。たとえば、第1カメラ215によって撮像が行われた見当マーク121は、第1カメラ215の撮像領域に存在しているが、第1レーザ加工ユニット211によって加工が行われる加工領域からは外れている座標となっている。一方、搬送後においては、撮像が行われた見当マーク121は、第1カメラ215の撮像領域からは外れるが、第1レーザ加工ユニット211の加工領域に達している座標となっている。
第1カメラ215による撮像位置と、第1レーザ加工ユニット211による加工位置は相違している。すなわち、前述したように、第1カメラ215によって撮像した台紙付ラベルの部位が、第1レーザ加工ユニット211によって加工が行われる加工領域に達するためには、搬送部によって台紙付ラベルの搬送が行われなくてはならない。したがって、第1見当マーク位置演算手段は、その搬送における搬送量に応じて、搬送後の第1レーザ加工ユニット211の座標系における位置を演算し、第1見当マーク位置とする。
そのとき、搬送部は、第1見当マーク位置に基づいて、見当マーク121が第1レーザ加工ユニット211の座標系における所定の位置となるように搬送量を決定し、搬送(間欠搬送)を行う。図1に示す一例において、台紙付ラベルには複数の見当マーク121が印刷されている。搬送部は、その内の1つの見当マークの位置が所定の位置となるように搬送を行う。台紙付ラベルは、温湿度の変化、等によって伸縮をする。しかも長尺の台紙付ラベルであるときには、巻取体の中心部と周辺部では伸縮量に相違を有することがある。したがって、固定した搬送量とすると、台紙付ラベルにおけるラベルの周期と搬送量との位相のずれが累積することになる。そのような、位相のずれの累積が起きないように、搬送部は、搬送量を修正しながら搬送を行う。
第1レーザ加工ユニット211は、複数の見当マーク121の各々の位置に対して位置ずれを補正する。図1に示す一例においては、台紙付ラベルには行列配置する複数の個々のラベルの部分が、文字列「ABC」によって示されている。見当マーク121は、その行の位置を示す見当マークである。したがって、第1レーザ加工ユニット211は、記憶部381に記憶されている第1見当マーク位置に基づいて、すなわち、複数の見当マークの各々の位置に基づいて、補正された位置に対して、レーザ加工マーク140を記録するマーキング加工を行う。
第2カメラ216がレーザ加工マーク140と見当マーク121を撮像して得た撮像画像は、図7に一例を示す構成の制御手段380に入力され、記憶部381に第2撮像画像として記憶される。図1に一例を示すように、複数のレーザ加工マーク140と、複数の見当マーク121が存在するときには、複数のレーザ加工マーク140と、複数の見当マーク121のすべてが第2撮像画像に含まれるように撮像が行われる。
制御手段380の処理部382の第1加工品質検査手段は、第2撮像画像におけるレーザ加工マーク140を識別し、第1レーザ加工ユニット211の座標系における所定の範囲に納まっているか否か(適正に行われているか否か)を検査する。たとえば、第1加工品質検査手段は、レーザ加工マーク140をマーキングする位置の外縁に対応する矩形の範囲を所定の範囲として設定して前述した検査を行う。記憶部381は、その検査結果を、第1加工検査データとして記憶する。
制御手段380の処理部382の第2見当マーク位置演算手段は、第2撮像画像の見当マークを識別し、第2カメラ216の座標系における位置を演算する。さらに、第2見当マーク位置演算手段は、その位置を第2レーザ加工ユニット212の座標系における位置に変換する。記憶部381には、第2カメラ216の座標系における位置と、第2レーザ加工ユニット212の座標系における位置の両方、または一方(たとえば、第2レーザ加工ユニット212の座標系における位置)を第2見当マーク位置として記憶する。
なお、第2見当マーク位置演算手段は、搬送部による搬送(間欠搬送)が行われると、そのときの搬送量に応じて、第2見当マーク位置を更新する。
第2カメラ216による撮像位置と、第2レーザ加工ユニット212による加工位置は相違している。すなわち、第2カメラ216によって撮像した台紙付ラベルの部位が、第2レーザ加工ユニット212によって加工が行われる加工領域に達するためには、搬送部によって台紙付ラベルの搬送が行われなくてはならない。したがって、第2見当マーク位置演算手段は、その搬送における搬送量に応じて、搬送後の第2レーザ加工ユニット212の座標系における位置を、前述の演算によって得た見当マーク121の位置、すなわち第2見当マーク位置とする。
なお、搬送部は、前述したように、第1見当マーク位置に基づいて、見当マーク121が第1レーザ加工ユニット211の座標系における所定の位置となるように搬送量を決定し、搬送(間欠搬送)を行う。
第2レーザ加工ユニット212は、複数の見当マーク121の各々の位置に対して位置ずれを補正する。図1に示す一例においては、台紙付ラベルには行列配置する複数の個々のラベルの部分が、文字列「ABC」によって示されている。見当マーク121は、その行の位置を示す見当マークである。したがって、第2レーザ加工ユニット212は、記憶部381に記憶されている第2見当マーク位置に基づいて、すなわち、複数の見当マークの各々の位置に基づいて、補正された位置に対して、ハーフカット溝150を形成するためのラベルハーフカット加工を行う。
また、ハーフカット加工を行うときには、第2レーザ加工ユニット212のレーザとして、出力200W〜1KWのレーザを使用するようにすると、出力が小さく、加工に時間がかかる、出力が大き過ぎて、ハーフカット溝150がシャープに成らない、等の問題を生じることなく、好適である。
また、ラベルの基材であるPET(Polyethylene terephthalate)そのものにマーキング加工を行うときには、第1レーザ加工ユニット211のレーザとして、炭酸ガスレーザ(出力波長が約10.000nm)を使用するようにすると、PETへのレーザビームの吸収効率が良く、好適である。
また、ラベルの基材であるPET(Polyethylene terephthalate)に形成した金属蒸着膜にマーキング加工を行うときには、第2レーザ加工ユニット212のレーザとして、YVO4 ガスレーザ(出力波長が約1.000nm)を使用するようにすると、金属蒸着膜へのレーザビームの吸収効率が良く、好適である。
駆動ローラ213bは、剥離ローラ213aと一対でニップローラを形成する駆動ローラである。駆動ローラ213bは、所定のトルクで回転駆動される。台紙付ラベルの搬送は、搬送部(後述する)によって行われるが、駆動ローラ213bは、台紙付ラベルに対して所定のテンションを付与する。
基材巻取手段214は、前述した不要部分(粕)を巻き取る。
第3カメラ217がハーフカット溝150とレーザ加工マーク140とを撮像して得た撮像画像は、図7に一例を示す構成の制御手段380に入力され、記憶部381に第3撮像画像として記憶される。図1に一例を示すように、複数のハーフカット溝150と、複数のレーザ加工マーク140が存在するときには、複数のハーフカット溝150と、複数のレーザ加工マーク140のすべてが第3撮像画像に含まれるように撮像が行われる。
制御手段380の処理部382の第2加工品質検査手段は、第3撮像画像におけるハーフカット溝150を識別し、第2レーザ加工ユニット212の座標系における所定の範囲に納まっているか否かを検査する。たとえば、第2加工品質検査手段は、ハーフカット溝150レーザ加工を行う位置の外縁に対応する矩形の範囲を所定の範囲として設定して上記の検査を行う。記憶部381は、その検査結果を、第2加工検査データとして記憶する。
また、第2加工品質検査手段は、レーザ加工マーク140については、たとえば、第3撮像画像におけるレーザ加工マーク140を識別し、レーザ加工マーク140として特定の位置に記録されたID番号を読み取り、そのID番号がその特定の位置に記録すべきID番号と一致しているか否か(適正に行われているか否か)を検査する。記憶部381は、その検査結果を、第2加工検査データとして記憶する。
シートカットユニット218は、レーザ加工済のラベルを支持する長尺の台紙100をシートカットするユニットである。これにより、シートカットされた台紙付ラベルを得ることができる。シートカットユニット218は、搬送部による間欠搬送が行われると、停止期間中に切断を行う。その切断は、台紙付ラベルにおける所定の箇所において長尺の台紙ラベルを搬送方向に対して直角方向に切断するように行われる。これにより、ラベル用レーザ加工機における生産品としてのシート状の台紙付ラベルを得る。
集積箱219はシートカットされた台紙付ラベルを集積し収納する箱である。シートカットされ切り離された台紙付ラベルは、自然落下して集積箱219に収められる。
検査データ収集手段220は、一連の台紙付ラベルのレーザ加工における検査データ、すなわち第1加工データと第2加工データを収集する。検査データ収集手段220は、パーソナルコンピュータ、等のデータ処理装置のハードウェアとソフトウェアによって実現することができる。
また、本発明のラベル用レーザ加工機におけるグリッパーと開閉駆動手段の構成の一例を図9に示す。図9において、313は当接部、320は開閉駆動手段、321はエアシリンダ、322はロッド、323はグリッパー軸、324はコイルバネ、332は移動ステージである。
また、操作盤390はラベル用レーザ加工機を操作するオペレータとのインタフェースを提供する。たとえば、操作盤390はラベル用レーザ加工機の動作状態(ラベルの搬送速度、搬送距離、等)を表示する。また、この操作盤390から、オペレータは、ラベル用レーザ加工機の一連の動作の指令(開始、終了、等)、動作の態様の設定、等を行うことができる。操作盤390からオペレータが制御手段380を操作することによって、オペレータは、ラベル用レーザ加工機を操作することができる。
図10において、211は、第1レーザ加工ユニット、212は第2レーザ加工ユニット、214は基材巻取手段、215は第1カメラ、216は第2カメラ、217は第3カメラ、218はシートカットユニット、220は検査データ収集手段である。それらの手段については、図7を参照した説明がすでにされているから詳細は省略する。
また、図10において、310はグリッパー、320は開閉駆動手段、330はグリッパー移動手段、341は第1静止手段、342は第2静止手段、350は巻取体支持手段、360は搬送案内手段、370はグリッパー間隔調整手段である。
グリッパー移動手段330はグリッパー310を往復動作させるときに、範囲、速度、周期を外部の制御装置が出力する操作信号に基いて操作する機構を有している。制御手段380は、往復動作の範囲(移動開始と移動終了位置、すなわち搬送量)、往路と復路における移動速度、往復動作の周期(往路の移動開始タイミング)、等のデータを、グリッパー移動手段330の専用の制御手段に出力する。その専用の制御手段は、そのデータに基づいて、グリッパー移動手段330の動作の態様を設定する。
第1静止手段341、第2静止手段342は、それがグリッパー310と同様の機構のものであればグリッパーを有する。第1静止手段341、第2静止手段342は、そのグリッパーを開閉させるときに、その開閉を外部の制御装置が出力する操作信号に基いて操作する機構を有している。第1静止手段341、第2静止手段342は、それが静止させる台紙100が存在するか否かを検出するセンサ、静止動作を検出するセンサ、等を有する。制御手段380はそれらのセンサが出力する信号を入力して、第1静止手段341、第2静止手段342が適正な動作を行うか否かを監視する。
制御手段380は動作の態様を設定するデータおよび同期信号を生成し巻取体支持手段350に出力する。巻取体支持手段350の専用の制御部は、そのデータに基づいて、制動力、逆回転トルク、等のデータを入力して、巻取体支持手段350自身の動作の態様を設定する。
ガイドローラ351は巻取体190から巻き解かれた台紙100を適正な搬送位置へ案内するガイドローラである。ガイドローラ351は、図5(A)に一例を示すように、巻取体190の巻径が変化した場合においても、台紙100を適正な搬送位置へ案内することができる。
別個の部材とする構成においては、それら一方の部材と他方の部材との間隔を調整する手段すなわち間隔調整機構を搬送案内手段360に設けることができる。その間隔調整機構は、グリッパー310によって把持する端部102の位置を制限する部材の位置を固定し、グリッパー310によって把持されない端部101の位置を制限する部材の位置を調整する。さらに、その間隔調整機構は、外部の制御装置が出力する操作信号に基いて操作が行われ、所望の間隔を設定する。この間隔調整機構を有する搬送案内手段360によって、ラベル用レーザ加工機は、台紙100が幅の相違する複数種類であっても、自動設定するだけで好適に対応して搬送することができる。
搬送案内手段360は、その当接部の部材の一方である台紙100の端部101の位置を制限する部材と、その当接部の他方である台紙100の端部102の位置を制限する部材と、が別個の部材とする構成であるときに、それら一方の部材と他方の部材との間隔を調整する手段すなわち間隔調整機構を搬送案内手段360に設けることができる。制御手段380はその間隔を設定するデータと、調整開始信号を生成し搬送案内手段360に出力する。搬送案内手段360の専用の制御手段は、そのデータを入力して、この間隔調整機構を使用し、一方の部材と他方の部材との間隔を自動調整する。
第1把持部311の側の部材と第2把持部312の側の部材は、それら部材における把持部の端とその反対側の端の中間位置近辺に存在するグリッパー軸323によって回動可能に結合している。第2把持部312の側の部材が固定しているとみなすと、第1把持部311の側の部材はシーソー(seesaw)と同様の動作(把持部の端とその反対側の端の開閉は反対)を行う。その動作を行うための駆動手段が開閉駆動手段320である。
なお、第1把持部311の側の部材と第2把持部312の側の部材の動作は、図9に示す一例においては、グリッパー軸323を支点とするシーソー(seesaw)と同様の動作であるが、グリッパー軸323を支点とする洋鋏(scissors)と同様の動作(把持部の端とその反対側の端の開閉は同一)とする構成も可能である。
グリッパー310は、それが把持する位置に台紙100が存在するか否かを検出するセンサ、グリッパー310の開閉を検出するセンサ、等を有する。制御手段380はそれらのセンサが出力する信号を入力して、グリッパー310が適正な動作を行うか否かを監視する。
グリッパー間隔調整手段370は、グリッパー310が一対のグリッパーを有するときに、その間隔を調整する手段である。グリッパー間隔調整手段370は、その間隔を設定するデータを入力して、間隔調整機構を使用し、一方のグリッパーと他方のグリッパーとの間隔を自動調整する。制御手段380はその間隔を設定するデータと、調整開始信号を生成しグリッパー間隔調整手段370に出力する。
エアシリンダ321は第1把持部311の側の部材に固定されており、ロッド322は第2把持部312の側の部材を押圧する。したがって、図9において実線で示すように、ロッド322を伸ばしたときには、第1把持部311と第2把持部312の反対側の端が間隔を広げ、第1把持部311と第2把持部312はその間隔を狭めグリッパー310は閉の状態となる。逆に、ロッド322を縮めたときには、図9において破線で示すように、第1把持部311と第2把持部312の反対側の端が間隔を狭め、第1把持部311と第2把持部312はその間隔を広げグリッパー310は開の状態となる。
なお、エアシリンダ321はそれに限らず、ソレノイドを使用したアクチュエータ、等に置き換えることができる。
開閉駆動手段320はグリッパー310の開閉動作を行う開閉信号を入力する。開閉駆動手段320は、図8に示す一例においては、その開閉信号に基いて高圧空気の電磁弁を操作し、エアシリンダ321のロッド322を伸ばしたり縮めたりする。制御手段380はラベル用レーザ加工機の一連の動作における所定のタイミングで、その開閉信号を生成し開閉駆動手段320に出力する。
なお、エアシリンダ321がロッド322を伸ばすときに、ロッド322の先端が第2把持部312の側の部材に対して作用する力(F1)と、コイルバネ324によって第2把持部312の側の部材のその部位に作用する力(F2)は互いに反対方向となっている。当然ながら、力(F1)は力(F2)よりも大きくする。それら力(F1)と力(F2)の差によってグリッパー310が台紙100を把持する力が決定する。すなわち、エアシリンダ321に供給する高圧空気の圧力を調整することによりグリッパー310が台紙100を把持する力を調整することができる。
まず、図11のステップS101(動作態様設定)において、オペレータは、操作盤390を通じて、制御手段380に対し、ラベルを支持する台紙の幅、グリッパーの移動速度、往復動作の周期(またはラベルの搬送速度)、動作終了までのラベルの搬送距離(搬送量)、等の設定データを入力する。また、その搬送距離(搬送量)の設定に対して、見当マーク121の検出位置、たとえば第1見当マーク位置に応じて補正を行い、台紙付ラベルの周期に同期した搬送を行うモード(同期モード)とするか否かの設定を行う。通常は、同期モードを設定する。制御手段380は、その設定に従って搬送部が動作するように、搬送部の専用の制御手段を操作する。
制御手段380は、オペレータが入力したラベルを支持する台紙の幅に基づいて、搬送案内手段360とグリッパー間隔調整手段370に対して間隔調整のための設定データを出力する。また、制御手段380は、オペレータが入力したグリッパーの移動速度、往復動作の周期に基いて、開閉駆動手段320、グリッパー移動手段330、第1静止手段341、第2静止手段342の動作の態様を決める設定データを出力する。また、制御手段380は、一連の動作をそれらの手段が行うための指令信号を生成する。制御手段380は、その指令信号を、ステップS102以降のステップにおける所定のタイミングでそれらの手段に出力する。
次に、ステップS103(搬送開始位置復帰)において、制御手段380はグリッパー移動手段330に対して搬送開始位置復帰の指令信号を出力する。グリッパー移動手段330はその指令信号を入力しグリッパー310を搬送開始位置すなわち移動開始位置に移動する。
次に、ステップS104(グリッパーによる把持)において、制御手段380は開閉駆動手段320に対して把持の指令信号を出力する。開閉駆動手段320はその指令信号を入力しグリッパー310を閉の状態にする。これにより、グリッパー310の第1把持部311と第2把持部312によって、台紙100の端部が把持される。
次に、ステップS105(静止手段による静止を解除)において、制御手段380は第1静止手段341、第2静止手段342に対して静止解除の指令信号を出力する。静止手段341,342はその指令信号を入力し静止解除の状態にする。これにより、台紙100の静止が解除される。
次に、ステップS106(グリッパーを移動)において、制御手段380はグリッパー移動手段330に対してグリッパー移動の指令信号を出力する。グリッパー移動手段330はその指令信号を入力は搬送開始位置(移動開始位置)から搬送終了位置(移動終了位置)まで設定された速度で搬送される。
次に、ステップS108(グリッパーによる把持を解除)において、制御手段380は開閉駆動手段320に対して把持解除の指令信号を出力する。開閉駆動手段320はその指令信号を入力しグリッパー310を開の状態にする。これにより、グリッパー310の第1把持部311と第2把持部312による台紙100の端部の把持が解除される。
次に、ステップS109(搬送完了出力)において、搬送部の専用の制御手段は、制御手段380に対して搬送完了出力を行う。この搬送完了出力を受けて、制御手段380は、第1レーザ加工ユニット211、第2レーザ加工ユニット212、シートカットユニット218の各々に対して、各々の動作を開始(待機から再開と)する操作信号を出力する。
次に、ステップS110(搬送終了)において、制御手段380は設定されたラベルの搬送距離に達したか、割り込み等のその他の終了要求の入力の有無を確認し、搬送終了の判定を行う。判定が搬送終了ではないときにはステップS102に戻って、上述した以降のステップを繰り返す。判定が搬送終了のときには終了(END)とする。
まず、図12のステップS201(動作態様設定)において、オペレータは、操作盤390を通じて、制御手段380に対し、レーザ加工ユニット211において行うレーザ加工の動作態様を設定する。たとえば、オペレータは、台紙付ラベルに印字する文字絵柄、ID番号、それらの配置データ、等からなるレーザ加工マークのデータを編集したファイルの設定を行う。また、レーザビームの強度、描画速度、等の設定、等を行う。制御手段380は、その設定に従って第1レーザ加工ユニット211が動作するように、第1レーザ加工ユニット211の専用の制御手段を操作する。
次に、ステップS202(搬送完了入力)において、制御手段380は、搬送部の専用の制御手段が、搬送部の動作の過程で出力する搬送完了出力を、出力したか否かを判定しする。そして、その搬送完了出力があったときには、制御手段380は、ステップS203に進み、それ以外のときにはステップS202において待機する操作信号を、第1レーザ加工ユニットの専用の制御手段に出力する。
次に、ステップS203(印字データ読込)において、前述の設定されているファイルから、繰り返すステップの中の、この一つのステップにおいて印字する印字データの部分を抽出してレーザ加工するデータの記憶部(第1レーザ加工ユニット211のレジスター)に読み込む。
次に、ステップS205(位置合わせ印字)において、第1レーザ加工ユニット211は、第1位置操作量(位置合わせデータ)に基づいて、印字する位置の修正を行って、印字、すなわちレーザ加工によるマーキングを実行する。
次に、ステップS206(印字完了出力)において、第1レーザ加工ユニット211の専用の制御手段は、制御手段380に対して印字完了出力を行う。制御手段380は、この印字完了出力を受けることを必要条件(他のユニットにおける加工、等も完了していることが十分条件)として、搬送部の動作を開始(停止から開始と)する出力を搬送部の専用の制御手段に出力する。
次に、ステップS207(印字終了)において、制御手段380は、指定したファイルの印字範囲をすべて印字したか、割り込み等のその他の終了要求の入力の有無を確認し、印字終了の判定を行う。判定が印字終了ではないときにはステップS202に戻って、上述した以降のステップを繰り返す。判定が印字終了のときには終了(END)とする。
まず、図13のステップS301(動作態様設定)において、オペレータは、操作盤390を通じて、制御手段380に対し、第2レーザ加工ユニット212において行うレーザ加工の動作態様を設定する。たとえば、オペレータは、台紙付ラベルに対して行うハーフカット(切抜)の形状、位置、等からなる切抜データを編集したファイルの設定を行う。また、レーザビームの強度、描画速度、等の設定、等を行う。制御手段380は、その設定に従って第1レーザ加工ユニット212が動作するように、第2レーザ加工ユニット212の専用の制御手段を操作する。
次に、ステップS302(搬送完了入力)において、制御手段380は、搬送部の専用の制御手段が、搬送部の動作の過程で出力する搬送完了出力を、出力したか否かを判定しする。そして、その搬送完了出力があったときには、制御手段380は、ステップS303に進み、それ以外のときにはステップS302において待機する操作信号を、第2レーザ加工ユニットの専用の制御手段に出力する。
次に、ステップS303(切抜データ読込)において、前述の設定されているファイルから、繰り返すステップの中の、この一つのステップにおいて切り抜く切抜データの部分を抽出してレーザ加工するデータの記憶部(第2レーザ加工ユニット212のレジスター)に読み込む。
次に、ステップS305(位置合わせ切抜)において、第2レーザ加工ユニット212は、第2位置操作量(位置合わせデータ)に基づいて、切り抜く位置の修正を行って、切抜、すなわちレーザ加工によるハーフカットを実行する。
次に、ステップS306(切抜完了出力)において、第2レーザ加工ユニット212の専用の制御手段は、制御手段380に対して印字完了出力を行う。制御手段380は、この印字完了出力を受けることを必要条件(他のユニットにおける加工、等も完了していることが十分条件)として、搬送部の動作を開始(停止から開始と)する出力を搬送部の専用の制御手段に出力する。
次に、ステップS307(切抜終了)において、制御手段380は、指定したファイルの切抜範囲をすべて切り抜いたか、割り込み等のその他の終了要求の入力の有無を確認し、切抜終了の判定を行う。判定が切抜終了ではないときにはステップS302に戻って、上述した以降のステップを繰り返す。判定が切抜終了のときには終了(END)とする。
まず、図14のステップS401(動作態様設定)において、オペレータは、操作盤390を通じて、制御手段380に対し、シートカットユニット218において行うシートカットの動作態様を設定する。たとえば、オペレータは、搬送部が間欠搬送において搬送を行った台紙付ラベルに対して、切断位置が所定の位置となるようにカッターの搬送経路における位置を設定する。また、切断を複数箇所でおこなうときには、各々の切断箇所を設定する、等の設定を行う。制御手段380は、その設定に従ってシートカットユニット218が動作するように、シートカットユニット218の専用の制御手段を操作する。
次に、ステップS402(搬送完了入力)において、制御手段380は、搬送部の専用の制御手段が、搬送部の動作の過程で出力する搬送完了出力を、出力したか否かを判定しする。そして、その搬送完了出力があったときには、制御手段380は、ステップS403に進み、それ以外のときにはステップS402において待機する操作信号を、シートカットユニットの専用の制御手段に出力する。
次に、ステップS404(シートカット完了出力)において、シートカットユニット218の専用の制御手段は、制御手段380に対してシートカット完了出力を行う。制御手段380は、このシートカット完了出力を受けることを必要条件(他のユニットにおける加工、等も完了していることが十分条件)として、搬送部の動作を開始(停止から開始と)する出力を搬送部の専用の制御手段に出力する。
次に、ステップS405(シートカット終了)において、制御手段380は、割り込み等のその他の終了要求の入力の有無を確認し、シートカット終了の判定を行う。判定がシートカット終了ではないときにはステップS402に戻って、上述した以降のステップを繰り返す。判定がシートカット終了のときには終了(END)とする。
まず、図15のステップS501(処理態様設定)において、オペレータは、操作盤390を通じて、制御手段380に対し、その処理態様を設定する。たとえば、オペレータは、第1レーザ加工ユニット211の座標系において、レーザ加工マーク140をマーキングする位置の外縁に対応する矩形の範囲を所定の範囲として設定する。すなわち、レーザ加工マーク140がこの所定範囲に収まっているか否かによって、適正に行われているか否かを判定するように設定する。制御手段380は、その設定に従って第1加工品質検査手段が動作するように、第1加工品質検査手段を操作する。
次に、ステップS502(搬送完了入力?)において、制御手段380は、搬送部の専用の制御手段が、搬送部の動作の過程で出力する搬送完了出力を、出力したか否かを判定しする。そして、その搬送完了出力があったときには、制御手段380は、ステップS503に進み、それ以外のときにはステップS502において待機する操作信号を、第1加工品質検査手段に出力する。
次に、ステップS504(レーザ加工マーク抽出)において、第1加工品質検査手段は、第2撮像画像からレーザ加工マークを抽出する処理を行う。
次に、ステップS505(品質(印字位置)検査)において、第1加工品質検査手段は、レーザ加工マーク140が、前述した所定範囲に収まっているか否かを検査する。
次に、ステップS506(検査結果記憶)において、第1加工品質検査手段は、検査結果を記憶する。たとえば、繰り返されるこのステップにおける検査結果を、第1加工検査データに付け加える処理を行い、第1加工検査データを更新する。
次に、ステップS507(第1加工品質検査完了出力)において、第1加工品質検査手段は印字完了出力を行う。制御手段380は、この印字完了出力を受けることを必要条件(他のユニットにおける加工、等も完了していることが十分条件)として、搬送部の動作を開始(停止から開始と)する出力を搬送部の専用の制御手段に出力する。
次に、ステップS508(第1加工品質検査終了)において、第1加工品質検査手段は、割り込み等のその他の終了要求の入力の有無を確認し、第1加工品質検査終了の判定を行う。判定が第1加工品質検査終了ではないときにはステップS502に戻って、上述した以降のステップを繰り返す。判定が第1加工品質検査終了のときには終了(END)とする。
まず、図16のステップS601(処理態様設定)において、オペレータは、操作盤390を通じて、制御手段380に対し、その処理態様を設定する。たとえば、台紙付ラベルに印字する文字絵柄、ID番号、それらの配置データ、等からなるレーザ加工マークのデータを編集したファイルであって、オペレータが第1レーザ加工のデータとして指定したファイルを、検査において参照するファイルとして指定する。また、オペレータは、第2レーザ加工ユニット212の座標系において、ハーフカット溝150をハーフカットする位置の外縁に対応する矩形の範囲を所定の範囲として設定する。すなわち、ハーフカット溝150がこの所定範囲に収まっているか否かによって、適正に行われているか否かを判定するように設定する。制御手段380は、その設定に従って第2加工品質検査手段が動作するように、第2加工品質検査手段を操作する。
次に、ステップS602(搬送完了入力?)において、制御手段380は、搬送部の専用の制御手段が、搬送部の動作の過程で出力する搬送完了出力を、出力したか否かを判定しする。そして、その搬送完了出力があったときには、制御手段380は、ステップS603に進み、それ以外のときにはステップS602において待機する操作信号を、第2加工品質検査手段に出力する。
次に、ステップS604(レーザ加工マーク抽出)において、第2加工品質検査手段は、第3撮像画像からレーザ加工マークを抽出する処理を行う。
次に、ステップS605(品質(ID番号)検査)において、第2加工品質検査手段は、レーザ加工マーク140が、上述したオペレータが指定したファイルにおける対応するID番号と一致しているか否かを検査する。
次に、ステップS606(ハーフカット溝抽出)において、第2加工品質検査手段は、第3撮像画像からハーフカット溝を抽出する処理を行う。
次に、ステップS607(品質(ハーフカット溝位置)検査)において、第2加工品質検査手段は、ハーフカット溝150が、上述した所定範囲に収まっているか否かを検査する。
次に、ステップS608(検査結果記憶)において、第2加工品質検査手段は、ID番号とハーフカット溝位置の検査結果を記憶する。たとえば、繰り返されるこれらのステップにおける検査結果を、第2加工検査データに付け加える処理を行い、第2加工検査データを更新する。
次に、ステップS609(第2加工品質検査完了出力)において、第2加工品質検査手段は第2加工品質検査完了出力を行う。制御手段380は、この印字完了出力を受けることを必要条件(他のユニットにおける加工、等も完了していることが十分条件)として、搬送部の動作を開始(停止から開始と)する出力を搬送部の専用の制御手段に出力する。 次に、ステップS610(第2加工品質検査終了)において、第2加工品質検査手段は、割り込み等のその他の終了要求の入力の有無を確認し、第2加工品質検査終了の判定を行う。判定が第2加工品質検査終了ではないときにはステップS602に戻って、上述した以降のステップを繰り返す。判定がシートカット終了のときには終了(END)とする。
100a 紙
100b 剥離層
101,102 端部
103 中央部
110 ラベル
110a 基材
110b 剥離層
110c ホログラム層
110d 蒸着層
110e 粘着層
121 見当マーク
122 ラベル絵柄
140 レーザ加工マーク
150 ハーフカット溝
190 巻取体
215 第1カメラ
211 第1レーザ加工ユニット
216 第2カメラ
212 第2レーザ加工ユニット
213a 剥離ローラ
213b 駆動ローラ
214 基材巻取手段
217 第3カメラ
218 シートカットユニット
219 集積箱
220 検査データ収集手段
310 グリッパー
311 第1把持部
312 第2把持部
313 当接部
320 開閉駆動手段
321 エアシリンダ
322 ロッド
323 グリッパー軸
324 コイルバネ
332 移動ステージ
330 グリッパー移動手段
331 直線駆動手段
332 移動ステージ
341 第1静止手段
342 第2静止手段
350 巻取体支持手段
351 ガイドローラ
360 搬送案内手段
370 グリッパー間隔調整手段
380 制御手段
381 記憶部
382 処理部
390 操作盤
Claims (12)
- 加工途中のラベルと、そのラベルをその粘着面において支持する台紙とからなる中間製品としての台紙付ラベルに加工を行うラベル用レーザ加工機であって、
前記台紙付ラベルを所定の搬送経路に沿って搬送する搬送部と、
前記搬送経路においてマーキング加工を行う第1レーザ加工ユニットと、
前記搬送経路においてハーフカット加工を行う第2レーザ加工ユニットと、
を有することを特徴とするラベル用レーザ加工機。 - 請求項1に記載のラベル用レーザ加工機において、前記台紙付ラベルは台紙に複数の同一形態のラベルを配置した台紙付ラベルであって、前記配置された複数のラベルの各々の位置に対して、所定の相対的な位置に位置合わせマークを有し、
また、前記位置合わせマークを撮影し、その位置を検出する位置合わせマーク検出手段を有し、
前記第1レーザ加工ユニットと前記第2レーザ加工ユニットは、前記検出された位置合わせマークの位置に応じて、それらが加工する位置を修正することを特徴とするラベル用レーザ加工機。 - 請求項2に記載のラベル用レーザ加工機において、前記搬送部は前記台紙付ラベルの搬送と停止を繰り返す間欠搬送を行う搬送部であって、前記搬送部は、前記検出された位置合わせマークの位置に応じて、前記台紙付ラベルを停止する位置を修正することを特徴とするラベル用レーザ加工機。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のラベル用レーザ加工機において、前記マーキング加工の部位を撮像してマーキング加工が適正に行われているか否かを判定するマーキング検査手段を有することを特徴とするラベル用レーザ加工機。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のラベル用レーザ加工機において、前記ハーフカット加工の部位を撮像してハーフカット加工が適正に行われているか否かを判定するハーフカット検査手段を有することを特徴とするラベル用レーザ加工機。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のラベル用レーザ加工機において、前記マーキング加工を行うときには、前記第1レーザ加工ユニットのレーザは、出力5W〜20Wのレーザであることを特徴とするラベル用レーザ加工機。
- 請求項1〜6に記載のラベル用レーザ加工機において、前記ラベルの基材であるPET(Polyethylene terephthalate)そのものにマーキング加工を行うときには、前記第1レーザ加工ユニットのレーザは炭酸ガスレーザ(出力波長が約10.000nm)であることを特徴とするラベル用レーザ加工機。
- 請求項1〜6に記載のラベル用レーザ加工機において、前記ラベルの基材であるPET(Polyethylene terephthalate)の金属蒸着膜にマーキング加工を行うときには、前記第1レーザ加工ユニットのレーザはYVO4 ガスレーザ(出力波長が約1.000nm)であることを特徴とするラベル用レーザ加工機。
- 請求項1〜8のいずれかに記載のラベル用レーザ加工機において、前記ハーフカット加工を行うときには、前記第2レーザ加工ユニットのレーザは、出力200W〜1KWのレーザであることを特徴とするラベル用レーザ加工機。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のラベル用レーザ加工機において、前記搬送部は、前記ラベルを支持している台紙の搬送方向に対して平行方向に延びる端部の把持とその把持を解除するために開閉動作を行うグリッパーと、
前記グリッパーの開閉動作の駆動を行う開閉駆動手段と、
前記台紙の搬送方向に前記グリッパーを往復動作させるグリッパー移動手段と、
前記台紙を前記搬送方向に搬送するために前記開閉駆動手段とグリッパー移動手段の動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするラベル用レーザ加工機。 - 請求項1〜10のいずれかに記載のラベル用レーザ加工機において、前記ラベルを支持している台紙は長尺の台紙を巻き取って得た巻取体であって、その巻取体を支持する巻取体支持手段を有し、前記巻取体から巻き解いて前記台紙を搬送することを特徴とするラベル用レーザ加工機。
- 請求項1〜11のいずれかに記載のラベル用レーザ加工機において、前記ラベルを支持している台紙の搬送停止時において、前記台紙を静止させておく静止手段を有することを特徴とするラベル用レーザ加工機。
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