JP2016203220A - 折曲げ線形成具付きレーザカッター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的とするところは、レーザカッター装置において、レーザ加工を施す機能に加えて、シート状ワークに対して溝状の折曲げ線加工を施す機能を合わせ持った装置を提供することである。【解決手段】レーザカッター装置１において、レーザノズル１１及び折曲げ線形成具１３を一体的に搭載する。キャリッジ１０と、前記キャリッジ１０と前記シート状ワーク３とを、二次元方向に相対的に移動させる相対移動機構と、前記折り曲げ線形成具１３の下端を、前記シート状ワーク３に接触・退避させる自動昇降手段７０と、を備えた。【選択図】図２

Description

本発明は、レーザノズルから照射されるレーザビームによりシート状ワークの切断を行うレーザカッター装置に関するものである。

紙、プラスチック、金属薄板等のシート状の材料（以下「シート状ワーク」と呼ぶ）を支持面で支持し、シート状ワークから必要なパーツを切り出すレーザカッター装置については、例えば、以下の特許文献１に開示されている。前記レーザカッター装置を用いれば、シート状ワークから「曲線」を含む複雑な外形形状のパーツを容易に切り出すことが可能である。又、以下の特許文献２には、プロッタのキャリッジにボールペン（下端部が半球状に形成された溝状折り曲げ線形成具）を取り付け、前記ボールペンの先端部によりシート状ワークに溝状折り曲げ線加工を施すことのできる装置が開示されている。前記プロッタ装置を用いれば、前記シート状ワークに「曲線」を含む複雑な折り曲げ線を容易に付けることが可能である。

前記レーザカッター装置と前記プロッタ装置の双方を用いて、レーザ加工と折曲げ線加工を施せば、「曲線」を含む複雑な外形形状と共に、「曲線」を含む複雑な折曲げ線を有するパーツ（型紙）をシート状ワークから切り出すことができ、前記両加工後の型紙を用いれば、箱状の成果物を簡単に組み立てることができる。

特開平８−３０９５７０号公報 特開平８−９０９８９号公報

しかしながら、上記従来技術においては、前記折曲げ線付きの型紙を作成しようとする場合、前記レーザカッター装置と前記プロッタ装置の２台を準備する必要があり、コスト高であり又、設置に広いスペースを必要とする。さらに、両装置間において、レーザ加工と折曲げ線の加工が別々に行われる為、シート状ワークの位置決めが難しい。

本発明は上述した課題を解決するものであり、その目的とするところは、レーザノズルから照射されるレーザビームによりシート状ワークの切断を行うレーザカッター装置において、前記レーザ加工を施す機能に加えて、シート状ワークに対して溝状の折曲げ線加工を施す機能を合わせ持った装置を提供することであり、その際、レーザ加工と折曲げ線加工との間におけるシート状ワークの加工時の位置決めを不要とすることである。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、レーザノズルから照射されるレーザビームによりシート状ワークの切断を行うレーザカッター装置において、前記シート状ワークを支持するシート状ワーク支持部と、前記レーザノズル及び折曲げ線形成具を一体的に搭載し、前記シート状ワークの上方に設置されるキャリッジと、前記キャリッジのレーザノズルに光学系を介してレーザビームを供給するレーザ発振器と、前記キャリッジと前記シート状ワークとを、二次元方向に相対的に移動させる相対移動機構と、前記折り曲げ線形成具の下端を、前記シート状ワークに接触・退避させる自動昇降手段と、を備えることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置において、前記相対移動機構は、Ｘ方向移動手段とＹ方向移動手段で構成され、前記Ｘ方向移動手段は、前記キャリッジをＸ方向に移動させるための移動手段であって、前記シート状ワーク上方に設置されるＸ方向移動バーと、前記Ｘ方向移動バーの長手方向に沿って移動するＸ方向移動体と、前記Ｘ方向移動バーを駆動するＸ方向駆動手段を備え、又、前記Ｙ方向移動手段は、前記シート状ワークをＹ方向に移動させるための移動手段であって、前記シート状ワーク支持部のシート状ワークをＹ方向に搬送するＹ方向搬送手段と、前記Ｙ方向搬送手段を駆動するＹ方向駆動手段を備えることを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置において、前記折曲げ線形成具がＸ方向に移動する経路の下方には、金属製の支承ローラが延在するように配置され、且つ、レーザノズルの移動方向の下方には、レーザビーム回避空間が設けられることを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置において、前記Ｙ方向搬送手段は、キャリッジのＹ方向の両側であって、前記Ｘ方向移動バーと平行に配置される第１搬送ローラ対と第２搬送ローラ対で構成され、前記両搬送ローラ対の間には、少なくとも、レーザノズルからレーザビームが照射されるエリアを避けるように、前記シート状ワークを移送可能に支持する為のガイド部材が設置されることを特徴とするものである。

請求項５記載の発明は、請求項１記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置において、前記相対移動機構は、Ｘ方向移動手段とＹ方向移動手段で構成され、前記Ｘ方向移動手段は、前記キャリッジをＸ方向に移動させるための移動手段であって、前記シート状ワーク上方に設置されるＸ方向移動バーと、前記Ｘ方向移動バーの長手方向に沿って移動するＸ方向移動体と、前記Ｘ方向移動バーを駆動するＸ方向駆動手段を備え、又、前記Ｙ方向移動手段は、前記キャリッジをＹ方向に移動させるための移動手段であって、前記Ｘ方向移動バーを駆動可能に支持すると共に、前記Ｘ方向移動バーをＹ方向移動バーの長手方向に沿って平行に移動させるＹ方向移動体と、前記Ｙ方向移動バーを駆動するＹ方向駆動手段を備えることを特徴とするものである。

請求項６記載の発明は、請求項１記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置において、前記折曲げ線形成具のシート状ワークの表面に接触する接触部が、半球状に形成されていることを特徴とするものである。

請求項７記載の発明は、請求項１記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置において、前記折曲げ線形成具がボールペンで構成されていることを特徴とするものである。

請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置において、前記折曲げ線形成具をシート状ワークに対して接触させた状態で移動させることにより、折曲げ線を形成する折曲げ線加工工程と、レーザビームによりシート状ワークの切断を行うレーザ加工工程とを備え、前記一連の加工工程においては、前記折曲げ線加工工程をすべて終えてから、前記レーザ加工工程を行うように制御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置において、前記制御手段及び前記自動昇降手段は、前記折曲げ線加工工程において、前記シート状ワークを折曲げる際の折曲げ部の中心線及び、前記中心線を挟んで対象となる位置に、対となる折曲げ線を少なくとも１対形成するように前記折曲げ線形成具をシート状ワークに対して移動させることを特徴とするものである。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置において、前記対となる折曲げ線の形成数は、シート状ワークの厚さに応じて決定されることを特徴とするものである。

請求項１記載の発明によれば、一つの装置内に、レーザ加工を施す機能と、溝状の折曲げ線加工を施す機能とを合わせ持っている為、安価で設置スペースも抑えることができる。又、同一キャリッジに、レーザノズル及び折曲げ線形成具を一体的に搭載している為、レーザ加工と折曲げ線加工相互間におけるシート状ワークに対するそれぞれの基準位置（Ｘ、Ｙ方向の０位置）の位置決めを不要とすることができる。さらに、キャリッジに折り曲げ線形成具の自動昇降手段を備えている為、折り曲げ線が必要な場合だけ選択的に作動させることができる。したがって、レーザ加工と折曲げ線加工の切替えは、すべて自動的に行うことができ、前記切替えに伴う操作者の負担はない。

請求項２記載の発明によれば、シート状ワークをＹ方向に移動させる搬送ローラ対を備えることにより、Ｙ方向に機械サイズを小さくすることができる。

請求項３記載の発明によれば、折曲げ線形成具の下に金属製の支承ローラを配置することにより、支承ローラ表面の剛性により、折り曲げ線の窪みは、シート状ワークに表面にしか形成されず、したがって、シート状ワークの全体的な縮みは最小限に抑えられる。
さらに、レーザノズルの移動方向の下方には、何も配置されない所定範囲の空間であるレーザービーム回避空間が設けられ、レーザビームの照射によるシート状ワーク以外の部材が発熱し、損傷することを防ぐ。

請求項４記載の発明によれば、ガイド部材を設置することにより、シート状ワークを一方の搬送ローラ対から他の搬送ローラ対に移送する際、シート状ワーク先端部が垂れることを防ぎ、精度よく加工できるようにする。

請求項５記載の発明によれば、シート状ワークをシート状ワーク支持部に固定し、キャリッジをＸ、Ｙ方向に自在に移動できるように構成した為、キャリッジとシート状ワークとを、容易に相対移動させることができる。

請求項６記載の発明によれば、折曲げ時においては、折曲げ部の強度を損なうことなく、
また、折曲げ部の割れ等がなく精度的にも良好に折曲げることができる。

請求項７記載の発明によれば、折曲げ線形成具として、一般的なボールペンを使用することにより、特別な部材を作成する必要がなく、安価に構成できる。

請求項８記載の発明によれば、溝状折曲げ線加工工程をすべて終えてから、レーザ加工工程を行うように制御する為、シート状ワークに折り曲げ線加工を施す際、基材としてのシート状ワークは安定する。逆工程の場合、レーザ加工によって切り出されたパーツ（型紙）は小さい為、その型紙に折り曲げ線加工を施す際、加工時に型紙がずれる可能性がある。

請求項９記載の発明によれば、折曲げ部の中心線を基準に、折り曲げ線に沿って対称に折曲げることができる。

請求項１０記載の発明によれば、シート状ワークの厚さに応じた折り曲げ加工処理を施すことができ、成果物として折曲げ部表面に割れ等の発生がなく、品質上良好な仕上がりとなる。

本発明によるレーザカッタ装置の概念を示す図である。 本発明による第１実施形態のレーザカッタ装置の概略構成図である。（図２では、図３の搬送ローラ１７ａ、１７ｂは不図示である。） 図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明に係る実施例の自動昇降手段の作動説明図である。（接触状態） 本発明に係る実施例の自動昇降手段の作動説明図である。（退避状態） 本発明による第２実施形態のレーザカッタ装置の概略構成図である。 図５のＢ方向矢視図である。 切断したパーツ（型紙）を示す図である。 切断したパーツ（型紙）を用いて組み立てた箱を示す斜視図である。 シート状ワークに加工を施す動作を示すフローチャートである。 エア吹付け吸引手段の概略構成図である。 図９Ａの軟質ホース先端部の断面図である。 本発明に係る実施例の折曲げ線加工状態を示す説明図である。 図２の基本構成に第１従動ローラと第２従動ローラを加えた説明図である。

〔レーザカッター装置の基本構成〕
以下、本発明による折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置について、概念を示す図１を中心に説明する。

図１において、本発明のレーザカッター装置１は、ＰＣ２の所定のプログラムソフト（カッタドライバ）に従って、コンピュータ制御によって、シート状ワーク３にレーザ加工及び、溝状の折曲げ線加工を施すことが可能である。詳しくは、前記ＰＣ２からの指令によりコントローラ２０を介して、レーザ発振器３０の作動、キャリッジ１０の移動及び、折り曲げ線形成具１３（ボールペン）の昇降動作等を制御する。

加工材料としてのシート状ワーク３は、シート状ワーク支持部４０上に固定され、その上方には、レーザノズル１１及び折曲げ線形成具１３を一体的に搭載したキャリッジ１０が設置される。前記キャリッジ１０と前記シート状ワーク３とを二次元方向に相対的に移動させることにより、シート状ワーク３の所定の位置にレーザ加工及び、溝状の折曲げ線加工を施す。レーザビーム３１の照射源であるレーザ発振器３０は、キャリッジ１０のレーザノズル１１に光学系（ミラー５０、ミラー５１）を介してレーザビーム３１を供給する。前記レーザノズル１１に供給されたレーザビーム３１は、レーザノズル１１内の焦点レンズ１２（凸レンズ）により、いっそう集光され、シート状ワーク３に照射される。

前記折曲げ線形成具１３は、取付部７１に保持され、自動昇降手段７０にて、折り曲げ線形成具１３の下端を前記シート状ワーク３に接触・退避するように制御される。

前記レーザカッター装置１が、シート状ワーク３に所望のレーザ加工及び、折曲げ線加工を施すには、操作者は、予め、加工するパーツ（型紙）８０のデザインデータ（折曲げ線データ、切断データ等）をＰＣ２上の所定のプログラムソフトに入力する。レーザカッター装置１は、前記入力されたデザインデータに従い、レーザ加工時には、折り曲げ線形成具１３を退避させた状態で、キャリッジ１０を駆動制御し、レーザノズル１１によるレーザビーム３１の照射によりシート状ワーク３を所要の直線や曲線に沿って切断する。この時、レーザ発振器３０に対してプログラムソフトに従って発振・停止の制御を行う。
又、折曲げ線加工時には、レーザ発振器３０を停止させた状態で、シート状ワーク３の所要の位置にて、折曲げ線形成具１３をシート状ワーク３に対して接触させた状態で、キャリッジ１０を駆動制御する。この時、折曲げ線形成具１３に対してプログラムソフトに従って接触・退避の制御を行う。

〔第１実施形態〕
以下本発明の第１実施形態に係る折曲げ線形成具付きレーザカッター装置について、図２〜図４を参照して説明する。

（レーザ部の構成）
レーザ発振器３０は、キャリッジ１０の上方に設置されている。前記レーザ発振器３０より出射されたレーザビーム３１が、図２の一点鎖線で示すようにレーザカッター装置１上に設けたミラー５０にて９０°方向転換されて、Ｘ方向移動体１９のレーザーノズル１１上方に設けてあるミラー５１に入射するようになされている。
前記ミラー５１に入射したレーザビーム３１は、更に９０°方向転換されてレーザノズル１１に入射し、レーザノズル１１内の焦点レンズ１２にて所定強度に絞られ、シート状ワーク支持部４０上のシート状ワーク３に照射される。

（シート状ワーク支持部）
レーザカッター装置１は、シート状ワーク３にレーザ加工及び折曲げ線加工を行う際に、シート状ワーク３を支持するシート状ワーク支持部４０を備える。
前記シート状ワーク支持部４０は、図３に示すように、シート状ワーク３を下方から支持する複数の搬送ローラ（１６、１７、１８）で構成される。

（相対移動機構）
ここで、シート状ワーク３とキャリッジ１０（レーザノズル１１、折曲げ線形成具１３）を二次元方向（Ｘ、Ｙ方向）に相対移動させる相対移動機構について図２及び図３を用いて説明する。尚、図２及び図３においては、仮に、Ｘ方向移動バー（リードスクリュー）２１の長手方向をＸ方向とし、前記Ｘ方向に対して直角方向をＹ方向として説明する。
前記相対移動機構は、Ｘ方向移動手段とＹ方向移動手段で構成され、前記Ｘ方向移動手段は、前記キャリッジ１０をＸ方向に移動させるための移動手段であり、又、前記Ｙ方向移動手段は、前記シート状ワーク３をＹ方向に移動させるための移動手段である。

前記Ｘ方向移動手段は、前記シート状ワーク３上方に設置されるＸ方向移動バー２１（リードスクリュー）と、前記Ｘ方向移動バー２１の長手方向に沿って移動するＸ方向移動体１９と、前記Ｘ方向移動バーを駆動するＸ方向駆動手段としてのＸドライブモータ２２を備える。前記Ｘ方向移動体１９を移動させる動力源は、Ｘ方向駆動手段としてのＸドライブモータ２２である。前記Ｘドライブモータ２２が駆動すると、Ｘドライブモータの駆動軸と同軸上のプーリ２６からＸ方向移動バー２１と同軸上のプーリ２７にタイミングベルト２４を介して動力が伝達される。その結果、Ｘ方向移動バー２１が回転し、Ｘ方向移動バー２１（リードスクリュー）と前記リードスクリューと対をなす内ねじが形成された軸受け１５により噛合するＸ方向移動体１９がＸ方向移動バーの長手方向に沿って移動する。尚、前記Ｘ方向移動バー２１と前記軸受け１５によるキャリッジ１０本体の支持手段以外に、キャリッジ１０本体を支持する手段として、ガイドレールによりＸ方向に移動可能に嵌合する不図示の支持手段を備える。

又、前記Ｙ方向移動手段は、前記シート状ワーク支持部のシート状ワークをＹ方向に搬送するＹ方向搬送手段と、前記Ｙ方向搬送手段を駆動するＹ方向駆動手段を備える。
シート状ワーク支持部４０の前記Ｙ方向搬送手段は、図３に示すように、キャリッジ１０のＹ方向の両側であって、Ｘ方向移動バー２１と平行に配置される第１搬送ローラ対１６ａ、１６ｂ及び、第２搬送ローラ対１７ａ、１７ｂで構成される。さらに、折曲げ線形成具１３の先端下部を支承する支承ローラ１８が折曲げ線形成具１３の移動方向の下方に配置される。

前記支承ローラ１８を金属製とすることにより、支承ローラ１８表面の剛性により、折り曲げ線の溝状の窪みは、シート状ワーク３の表面にしか形成されず、したがって、シート状ワーク３の全体的な縮みは最小限に抑えられる。さらに、レーザノズルの移動方向の下方には、何も配置されない所定範囲の空間であるレーザービーム回避空間が設けられ、レーザビームの照射によるシート状ワーク以外の部材が発熱し、損傷することを防ぐ。

図２、図３においては、前記支承ローラ１８（駆動ローラ）の上方には従動ローラを設置しない形態を示したが、図１１に示すように、前記支承ローラ１８（駆動ローラ）とそれぞれ対をなす第１従動ローラ１０１及び第２従動ローラ１０２を、シート状ワーク３のＸ方向両端部に設置してもよい。それにより、折曲げ線形成具１３が下降してシート状ワーク３に折曲げ線加工を行っている場合であっても、前記加工部にてシート状ワーク３に皺が発生することを防ぎ、安定して搬送することができる。尚、第１従動ローラ１０１及び第２従動ローラ１０２は、それぞれ、上方に退避できると共に、シート状ワーク３のサイズに合わせて、Ｘ方向に自在に位置調整することが可能である。

第１搬送ローラ対１６ａ、１６ｂと前記第２搬送ローラ対１７ａ、１７ｂのシート状ワーク３の搬送経路間には、少なくとも、レーザノズル１１からレーザビーム３１が照射されるエリアを避けるように、前記シート状ワーク３を移送可能に支持する為のガイド部材が設置される。前記ガイド部材を設置することにより、シート状ワーク３を一方の搬送ローラ対から他方の搬送ローラ対に移送する際、用紙先端部が垂れることを防ぎ、精度よく加工できるようにする。

図２において、前記シート状ワーク支持部４０のＹ方向搬送手段（１６、１７、１８）を回転させる動力源は、Ｙ方向駆動手段としてのＹドライブモータ２３である。前記搬送ローラ対１６の駆動ローラ１６ｂ、搬送ローラ対の駆動ローラ１７ｂ及び、支承ローラ１８は、各々のローラと同軸上にプーリが取付けられ（支承ローラ１８のプーリ２９、その他のローラ１６ｂ、１７ｂのプーリは不図示）、前記Ｙドライブモータ２３が駆動すると、Ｙドライブモーター２３の駆動軸と同軸上のプーリ２８から各々のプーリ（２９その他不図示のプーリ）にタイミングベルト２５を介して動力が伝達される。その結果、シート状ワーク３がＹ方向に搬送される。

上述のレーザカッター装置１の構成によれば、一つの装置内に、レーザ加工を施す機能と、折曲げ線加工を施す機能とを合わせ持っている為、安価で設置スペースも抑えることができる。又、同一キャリッジに、レーザノズル１１及び折曲げ線形成具１３を一体的に搭載している為、レーザ加工と折曲げ線加工相互間におけるシート状ワーク３に対するそれぞれの基準位置（Ｘ、Ｙ方向の０位置）の位置決めを不要とすることができる。又、レーザ加工と折曲げ線加工の切替えは、自動的に行うことができ、前記切替に伴う操作者の負担はない。

さらに、上述のレーザカッター装置１の構成によれば、シート状ワーク３をＹ方向に移動させる搬送ローラ対を備えている為、シート状ワーク３の端部をＹ方向に垂れて保持することができ、Ｙ方向に機械サイズを小さくすることができる。

（自動昇降手段）
次に、前記レーザノズル１１と共に、キャリッジ１０に一体的に搭載される折曲げ線形成具１３に関して、前記折り曲げ線形成具１３の下端を、前記シート状ワーク３に接触・退避させる自動昇降手段７０について説明する。

前記自動昇降手段７０は、折曲げ線の加工時には、前記折り曲げ線形成具１３の下端を、シート状ワーク３に接触させると共に、折曲げ線の非加工時には、前記折り曲げ線形成具１３の下端を、シート状ワーク３から所定の距離を開けて退避させるように昇降制御する。

図４Ａは、前記折曲げ線の加工時において、前記折り曲げ線形成具１３の下端を、シート状ワーク３に接触させた状態を示す図である。ソレノイド７６は通電状態であり、プランジャ７３（可動鉄心）が復帰スプリング７５の上方への復帰力に反して、アーム７２と共に下方に降下し、ソレノイド７６内の固定鉄心（不図示）に吸着している。尚、折り曲げ線形成具１３の取付部７１は、前記アーム７２と一体的に構成されており、前記アーム７２が降下することにより折り曲げ線形成具１３の下端を、前記シート状ワーク３に接触させることができる。前記折り曲げ線形成具１３の下端を、前記シート状ワーク３に接触させた状態でキャリッジ１０又は、シート状ワーク３を二次元方向に相対的に移動させることにより、所望の溝状の折曲げ線を形成することができる。尚、前記自動昇降手段７０はケーシング７７で覆われており、アーム７２は、ケーシング７７に設けられたスリット７８を通して上下に移動することができる。

図４Ｂは、前記折曲げ線の非加工時において、前記折り曲げ線形成具１３の下端を、シート状ワーク３から退避させた状態を示す図である。ソレノイド７６は非通電状態であり、プランジャ７３が復帰スプリング７５の復帰力によりストッパ７４に当接する位置まで上昇する。その結果、折り曲げ線形成具１３の下端を、前記シート状ワーク３から所定の距離ｈを開けて退避させることができる。

尚、前記折曲げ線形成具１３は、シート状ワーク３の表面に接触する接触部が、半球状に形成されている為、折曲げ時においては、折曲げ部の強度を損なうことなく、また、折曲げ部の割れ等がなく精度的にも良好に折曲げることができる。

又、前記折曲げ線形成具１３を一般的なボールペンでインクのなくなったものを用いれば、折曲げ線形成具１３として、特別な部材を作成する必要がなく、安価に構成できる。

シート状ワーク３が厚いものである場合や折曲げ難いものである場合には、図１０に示すように、前記自動昇降手段７０は、前記折曲げ線加工工程において、前記シート状ワークを折曲げる折曲げ部の中心線及び、前記中心線を挟んで対象となる位置に、対となる折曲げ線を少なくとも１対形成するように前記折曲げ線形成具１３をシート状ワーク３に対して移動させる。その結果、良好な折曲げ加工を行うことができる。

前記対となる折曲げ線の形成数は、シート状ワーク３の厚さに応じて決定される。
すなわち、シート状ワーク３の厚さが厚くなる程折曲げ線の形成数を増やすように構成することにより、折曲げ部の表面に割れ等の損傷が生じることもなく良好に折曲げ加工を行うことができる。

（折曲げ線加工及びレーザ加工（切断加工）動作）
次に、図７Ａ、図７Ｂを参照して、シート状ワーク３に折曲げ線加工を施し、さらに、前記折曲げ線加工を施したシート状ワーク３をレーザ加工により切断する動作について説明する。図７Ａは、折曲げ線加工を施し、切断した型紙を示す図であり、図７Ｂは、図７Ａの型紙を用いて組み立てた箱を示す図である。図８は、シート状ワーク３に折曲げ線加工を施し、当該シート状ワーク３を切断する動作を示すフローチャートである。図８に示すステップＳ１００〜ステップＳ１０３の各動作により、図７Ｂに示す箱を組み立てる元となる型紙８０（図７Ａ参照）を作成する。

図８のフローチャートに示すステップＳ１００では、コントローラ２０の制御部が、ホストコンピュータＰＣ２のプログラムソフト（カッタドライバ）から折曲げ線データを受信する。前記折曲げ線データには、折曲げ線の形状をベクトル形式で表したベクトルデータならびに折曲げ線形成具の自動昇降手段７０、キャリッジ１０の移動及びその他のシート状ワーク３の折曲げ線の加工に係る各部を制御するコマンドが含まれる。

ステップＳ１０１では、受信した折曲げ線データに基づき、シート状ワーク３に対して溝状の折曲げ線を形成する。

ステップＳ１０２では、Ｓ１００と同様に、コントローラ２０の制御部が、ホストコンピュータＰＣ２のカッタドライバから切断データを受信し、ステップＳ１０３において、受信した切断データに基づき、シート状ワーク３をレーザ加工により切断して型紙として切り抜く。

このとき、照射されるレーザ光は、シート状ワーク３を切断する程度の光量に調整される。図７Ａは、シート状ワーク３から切り抜いたパーツ（型紙）８０を示しており、同図の折曲げ線８１ａ〜８１ｋ及び、８１ｍに従って型紙８０を折曲げ、糊代面８３ａ〜８３ｅに糊等の接着剤を塗布して当該面と対応する面とを接合することにより、図７Ｂに示した箱状の成果物８２が完成する。図７Ａにおいて、８１ｈは楕円形状の折曲げ線であり、折曲げ時に凹状の窪みに形成される（図７Ｂ参照）。尚、開封口８１ｐは、レーザ光による複数の切断線８１ｑにより構成される。そして、箱状の成果物８２において、開封口８１ｐを破り取る場合には、前記凹状の窪みは、開封口８１ｐの先端部に指をかけ易くする役割を果たすものである。前記のように、曲線状に折曲げ線を形成できることは有用なことである。

又、前述のように、折曲げ線加工工程をすべて終えてから、レーザ加工（切断加工）工程を行うように制御する為、シート状ワーク３に折り曲げ線加工を施す際、基材としてのシート状ワークは安定する。逆工程の場合、レーザ加工によって切り出されたパーツ（型紙）８０は小さい為、その型紙に折り曲げ線加工を施す際、加工時に型紙がずれる可能性がある。

（エア吹付け吸引手段）
前記レーザによる切断加工時においては、レーザノズル１１の焦点レンズ１２により集光されたレーザビーム３１を、切断材料（シート状ワーク３）に照射すると、照射された部分が加熱され、切断材料は蒸発又は、溶融する。図９Ａに示すエア吹付け吸引手段は、前記蒸発又は、溶融した切断材料をレーザビーム３１が照射された部分から排除するという目的で用いられる。

図９Ａ、図９Ｂ（図９Ａに示す軟質ホース９１、９２先端部の断面図）において、エア吹付け吸引手段９０は、二重構造の軟質ホース９１、９２及び、前記軟質ホース９１、９２を介してエアを吹付け、吸引するコンプレッサー（不図示）で構成される。
前記軟質ホース９１、９２は、レーザノズル１１の両側に設置され、両ホースの先端部は、シート状ワーク３上のレーザビーム３１の照射部分９５に向けて、ホース内側孔９３よりエアが吹付けられ（矢印９３ａ参照）又、ホース外側孔９４よりエアが吸引される（矢印９４ａ参照）。前記エアの吹付けにより、前記蒸発又は、溶融した切断材料をシート状ワーク３上に飛ばし、さらに、その飛ばされた切断材料を前記エア吸引により、ホース外側孔９４から切断材料と共に吸込み排除する。

（シート状ワークの初期セット手段）
第１実施形態において、シート状ワーク３をシート状ワーク支持部４０に初期セットする場合は、例えば、図３に示す搬送ローラ対１６ａ、１６ｂを回転させながら、シート状ワーク３を手差しで挿入してもよいし、前記搬送ローラ対１６ａ、１６ｂの上流側にシート状ワーク３を複数積載できる積載部を有し、給紙手段により一枚ずつ捌きながら前記搬送ローラ対１６ａ、１６ｂに向けて送り出すように構成してもよい。又は、前記搬送ローラ対１６ａ、１６ｂの上流側にロール紙の保持部を備え、前記ロール紙を送り出す給紙手段により、前記ロール紙を前記搬送ローラ対１６ａ、１６ｂに向けて搬送するように構成してもよい。この場合、前記ロール紙を前記シート状ワーク３に相当する所定長さに切断する手段として、レーザビーム３１を用いて切断することができる。

（シート状ワークの搬送手段）
図３において、シート状ワーク３をＹ方向に搬送する手段として、第１搬送ローラ対１６ａ、１６ｂ及び、第２搬送ローラ対１７ａ、１７ｂの双方でシート状ワーク３をニップしながら搬送する形態を示したが、この形態に限られず、例えば、一方の搬送ローラ対だけを用いてガイド板上をＹ方向に搬送するように構成してもよい。

〔第２実施形態〕
以下本発明の第２実施形態に係る折曲げ線形成具付きレーザカッター装置について、図５及び図６を参照して説明する。尚、第２実施形態については、上述の第１実施形態とは異なる部分についてのみ説明することにする。

（レーザ部の構成）
レーザ発振器３０は、レーザカッター装置１の装置側方に設置され、前記レーザ発振器３０よりＹ方向に水平に出射されたレーザビーム３１が、図５の一点鎖線で示すようにレーザ装置１上に設けた２枚のミラー５２、５０にて各々９０°ずつ方向転換されて、Ｘ方向移動体９のレーザノズル１１上方に設けてあるミラー５１に入射するようになされている。前記ミラー５１に入射したレーザビーム３１は、更に９０°方向転換されてレーザノズル１１に入射し、下向きに方向転換してレーザノズル１１の焦点レンズ１２にて所定強度に絞られ、シート状ワーク支持部４０上のシート状ワーク３に照射される。

（シート状ワーク支持部）
レーザカッター装置１は、シート状ワーク３にレーザ加工及び折曲げ線加工を行う際に、シート状ワーク３を支持するシート状ワーク支持部４０を備える。前記シート状ワーク支持部４０は、レーザビームの熱エネルギーを逃がす為に金属製のハニカムテーブル４１で構成される。このハニカムテーブル４１の上表面が、シート状ワークを展開状態で保持する支持面である。シート状ワーク３を直接にハニカムテーブル４１上に載置すると共に、静電気や真空吸引ポンプ等にてシート状ワーク３を支持面に吸着固定する。

（相対移動機構）
ここで、シート状ワーク３とキャリッジ１０（レーザノズル１１、折曲げ線形成具１３）を二次元方向（Ｘ、Ｙ方向）に相対移動させる相対移動機構について図５及び図６により説明する。尚、図５及び図６においては、仮に、Ｘ方向移動バー（リードスクリュー）２１の長手方向をＸ方向とし、前記Ｘ方向に対して直角方向をＹ方向として説明する。前記相対移動機構は、Ｘ方向移動手段とＹ方向移動手段で構成され、前記Ｘ方向移動手段は、前記キャリッジをＸ方向に移動させるための移動手段であり、又、前記Ｙ方向移動手段は、前記キャリッジをＹ方向に移動させるための移動手段である。

前記シート状ワーク３の上方には、キャリッジ１０が設置され、前記キャリッジ１０は、レーザノズル１１及び折曲げ線形成具１３を一体的に搭載している。前記キャリッジ１０は、前記シート状ワーク３に対して、Ｘ方向又は、Ｙ方向に相対的に移動することができる。

前記Ｘ方向移動手段は、前記シート状ワーク３上方に設置されるＸ方向移動バー２１（リードスクリュー）と、前記Ｘ方向移動バー２１の長手方向に沿って移動するＸ方向移動体１９と、前記Ｘ方向移動バー２１を駆動するＸ方向駆動手段を備える。

図５において、前記Ｘ方向移動体１９を移動させる動力源は、Ｘ方向駆動手段としてのＸドライブモータ２２である。Ｘドライブモーター２２が駆動すると、Ｘドライブモータの駆動軸と同軸上のギア６３からＸ方向移動バー２１と同軸上のギア６４に動力が伝達される。その結果、Ｘ方向移動バー２１が回転し、Ｘ方向移動バー２１と軸受（不図示）により噛合するＸ方向移動体１９がＸ方向移動バーの長手方向に沿って移動する。

又、前記Ｙ方向移動手段は、前記キャリッジ１０をＹ方向に移動させるための移動手段であって、前記Ｘ方向移動バー２１を駆動可能に支持すると共に、前記Ｘ方向移動バー２１をＹ方向移動バー６２の長手方向に沿って平行に移動させるＹ方向移動体６０と、前記Ｙ方向移動バー６２を駆動するＹ方向駆動手段を備える。

図６において、前記Ｙ方向移動体６０を移動させる動力源は、Ｙ方向駆動手段としてのＹドライブモータ２３である。前記Ｙドライブモータ２３が駆動すると、Ｙドライブモータの駆動軸と同軸上のギア６５からＹ方向移動バー６２と同軸上のギア６６に動力が伝達される。その結果、Ｙ方向移動バー６２が回転し、前記Ｙ方向移動バー６２と前記リードスクリューと対をなす内ねじが形成された軸受６８により噛合するＹ方向移動体６０がＸ方向移動バー２１と共に、Ｙ方向移動バー６２の長手方向に沿って一体的に移動する。

前述の構成によれば、シート状ワーク３をシート状ワーク支持部４０に固定し、キャリッジ１０をＸ、Ｙ方向に自在に移動できるように構成した為、キャリッジ１０とシート状ワーク３とを容易に相対移動させることができる。

〔その他の構成〕
本件発明の折曲げ線形成具付きレーザカッター装置は、上述の実施形態に限らず、複写機、印刷機等の画像形成装置に用紙後処理装置として搭載するように構成してもよい。

１ レーザカッター装置
３ シート状ワーク
１０ キャリッジ
１１ レーザノズル
１３ 折曲げ線形成具
３０ レーザ発振器
３１ レーザビーム
４０ シート状ワーク支持部
７０ 自動昇降手段

Claims (10)

1. レーザノズルから照射されるレーザビームによりシート状ワークの切断を行うレーザカッター装置において、前記シート状ワークを支持するシート状ワーク支持部と、前記レーザノズル及び折曲げ線形成具を一体的に搭載し、前記シート状ワークの上方に設置されるキャリッジと、前記キャリッジのレーザノズルに光学系を介してレーザビームを供給するレーザ発振器と、前記キャリッジと前記シート状ワークとを、二次元方向に相対的に移動させる相対移動機構と、前記折り曲げ線形成具の下端を、前記シート状ワークに接触・退避させる自動昇降手段と、を備える折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置。
2. 前記相対移動機構は、Ｘ方向移動手段とＹ方向移動手段で構成され、前記Ｘ方向移動手段は、前記キャリッジをＸ方向に移動させるための移動手段であって、前記シート状ワーク上方に設置されるＸ方向移動バーと、前記Ｘ方向移動バーの長手方向に沿って移動するＸ方向移動体と、前記Ｘ方向移動バーを駆動するＸ方向駆動手段を備え、又、前記Ｙ方向移動手段は、前記シート状ワークをＹ方向に移動させるための移動手段であって、前記シート状ワーク支持部のシート状ワークをＹ方向に搬送するＹ方向搬送手段と、前記Ｙ方向搬送手段を駆動するＹ方向駆動手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置。
3. 前記折曲げ線形成具がＸ方向に移動する経路の下方には、金属製の支承ローラが延在するように配置され、且つ、レーザノズルの移動方向の下方には、レーザビーム回避空間が設けられることを特徴とする請求項２に記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置。
4. 前記Ｙ方向搬送手段は、キャリッジのＹ方向の両側であって、前記Ｘ方向移動バーと平行に配置される第１搬送ローラ対と第２搬送ローラ対で構成され、前記両搬送ローラ対の間には、少なくとも、レーザノズルからレーザビームが照射されるエリアを避けるように、前記シート状ワークを移送可能に支持する為のガイド部材が設置されることを特徴とする請求項３に記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置。
5. 前記相対移動機構は、Ｘ方向移動手段とＹ方向移動手段で構成され、前記Ｘ方向移動手段は、前記キャリッジをＸ方向に移動させるための移動手段であって、前記シート状ワーク上方に設置されるＸ方向移動バーと、前記Ｘ方向移動バーの長手方向に沿って移動するＸ方向移動体と、前記Ｘ方向移動バーを駆動するＸ方向駆動手段を備え、又、前記Ｙ方向移動手段は、前記キャリッジをＹ方向に移動させるための移動手段であって、前記Ｘ方向移動バーを駆動可能に支持すると共に、前記Ｘ方向移動バーをＹ方向移動バーの長手方向に沿って平行に移動させるＹ方向移動体と、前記Ｙ方向移動バーを駆動するＹ方向駆動手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置。
6. 前記折曲げ線形成具のシート状ワークの表面に接触する接触部が、半球状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置。
7. 前記折曲げ線形成具がボールペンで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置。
8. 前記折曲げ線形成具をシート状ワークに対して接触させた状態で移動させることにより、折曲げ線を形成する折曲げ線加工工程と、レーザビームによりシート状ワークの切断を行うレーザ加工工程とを備え、前記一連の加工工程においては、前記折曲げ線加工工程をすべて終えてから、前記レーザ加工工程を行うように制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置。
9. 前記制御手段及び前記自動昇降手段は、前記折曲げ線加工工程において、前記シート状ワークを折曲げる際の折曲げ部の中心線及び、前記中心線を挟んで対象となる位置に、対となる折曲げ線を少なくとも１対形成するように前記折曲げ線形成具をシート状ワークに対して移動させることを特徴とする請求項８に記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置。
10. 前記対となる折曲げ線の形成数は、シート状ワークの厚さに応じて決定されることを特徴とする請求項９に記載の折曲げ線形成具付きのレーザカッター装置。
    
    

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