JP5980750B2

JP5980750B2 - ラベル用紙の加工装置

Info

Publication number: JP5980750B2
Application number: JP2013190550A
Authority: JP
Inventors: 井沢　秀男; 秀男井沢; 並木　孝夫; 孝夫並木; 石川　晃; 石川　　晃; 山崎　祐一; 祐一山崎
Original assignee: Miyakoshi Printing Machinery Co Ltd
Current assignee: Miyakoshi Printing Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2033-09-13
Also published as: US9358814B2; CA2861929C; CN104439722B; EP2848418A1; US20150078798A1; CA2861929A1; JP2015054495A; CN104439722A; EP2848418B1

Description

本発明は、ラベル用紙のラベル紙に印刷絵柄の印刷及び型抜きする抜き形状にハーフカットを行うラベル用紙の加工装置に関する。

従来、台紙とラベル紙を粘着剤で貼り合わせたラベル用紙（積層ラベル）のラベル紙に印刷し、型抜きする抜き形状にハーフカットし、ラベル紙における抜き形状の部分を台紙から剥離して、型抜きすることでラベルなどとして用いるラベル用紙が種々提案されている。
このように、ラベル用紙のラベル紙に印刷、ハーフカットを行う加工装置が特許文献１に開示されている。
すなわち、印刷ユニットを４組並設した間欠送り方式の印刷装置と、この印刷装置の下流に１つのカット部を備えた加工装置で、間欠送り方式の印刷装置でラベル紙に図柄を印刷し、カット部でハーフカットする加工装置である。

特開２００６−１２３４３１号公報

特許文献１に開示したラベル用紙の加工装置は、印刷装置が刷版を交換して異なる印刷絵柄を印刷するもので、カット部は、被印刷部カット刃と境界カット刃を有したカットロールと刃当ロールを備え、ラベル用紙の順送及び逆送に合わせてカットロールと刃当ロールを回転することで、ラベル紙を抜き形状にハーフカットするものである。
このために、近年増加している多品種、小ロット製品に対応するには、刷版及び各カット刃等が大量に必要になるため、コスト的にも納期的にも製造の大きな負担になっている。
また、ラベル用紙の台紙にカット刃が入り台紙をカットすることがないように微少量の切り込み増減してカット深さの調整を行うので、その切り込み量の調整に時間と技術が必要で、煩わしく、型抜きのサイズ変更時の調整、制御に時間がかかる。つまり、ハーフカットする際の制御が面倒である。
さらに、カット刃の切れ不良、カット刃にカットされたラベル紙の張り付きが生じ、カット刃の清掃、メンテナンスに時間がかかる。

また、ラベル用紙は、印刷装置では間欠走行し、カット部では連続走行するので、ラベル用紙の走行制御が面倒である。

本発明は、前述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、多品種、小ロット製品に対応できると共に、そのためのコストを低減し、納期を大幅に短縮でき、コスト的にも納期的にも製造の大きな負担となることがなく、しかもラベル用紙をハーフカットする際の制御が容易であると共に、メンテナンスに時間がかかることがなく、さらにはラベル用紙の走行制御が簡単であるラベル用紙の加工装置とすることである。

本発明は、ラベル用紙の走行方向に、ラベル用紙を給送する給紙部と、該給紙部から連続して給紙されたラベル用紙に、印刷絵柄及び型抜きする型抜き形状の輪郭に沿ったカット軌跡をそれぞれ印刷するデジタルプリンタと、該デジタルプリンタで印刷された前記カット軌跡の上をなぞるように、加工エネルギーをカット深さがラベル紙の厚さとなる値に設定したレーザー光を照射してラベル用紙をハーフカットの抜き加工するレーザー加工部とを備え、
前記デジタルプリンタは、前記カット軌跡を同一幅に連続して単色で印刷するようにし、
前記給紙部、デジタルプリンタ、レーザー加工部は単独駆動構造で、機械的繋がりがないようにし、
前記給紙部とデジタルプリンタとの間及び、該デジタルプリンタとレーザー加工部との間に、ラベル用紙にループを形成するループ形成部をそれぞれ設け、
前記各ループ形成部のループ量が概略一定となるように給紙部、デジタルプリンタ、レーザー加工部のラベル用紙送り量を制御するようにしたことを特徴とするラベル用紙の加工装置である。

本発明のラベル用紙の加工装置は、前記ループ形成部のループ量を検出するループ量検出センサを設け、
該ループ量検出センサが検出したループ量が設定の値となるように、給紙部及びレーザー加工部のラベル用紙の送り量を制御するようにできる。

このようにすれば、デジタルプリンタのラベル用紙送り量が異なる場合でも、給紙部とデジタルプリンタとの間のラベル用紙のループ量及び、給紙部とレーザー加工部との間のラベル用紙のループ量が設定の値となるので、種類の異なるデジタルプリンタを用いることができる。

本発明のラベル用紙の加工装置は、前記各ループ形成部に、そのループにテンションを付与するテンション付与部を設けることができる。

このようにすれば、ラベル用紙に適正なテンションを与え、ラベル用紙を安定走行させることができる。

本発明のラベル用紙の加工装置においては、前記レーザー加工部は、前記レーザー光の出力及び照射径を一定とし、走査速度を制御することで、レーザー光の加工エネルギーをラベル用紙のラベル紙の厚さに見合う値に設定することができる。

このようにすれば、カット深さ精度に優れたハーフカットの型抜き加工ができ、安定した深さ精度によりカット深さのバラつきが小さくなって、台紙の厚さをより薄くできる。
また、レーザー光の出力を一定にすることによって、走査速度を速くしてハーフカットの型抜き加工を効率良く行え、生産性が向上する。

本発明のラベル用紙の加工装置においては、前記デジタルプリンタは、前記カット軌跡を、印刷絵柄を印刷するインクと同一種類の黒色で同一幅に連続して印刷するようにできる。

このようにすれば、カット軌跡を印刷する専用のインクを準備しなくとも良い。
また、カット軌跡が黒色であるから、レーザー光の加工エネルギーを吸収しやすく、少ない加工エネルギーですむので、生産コストを低減できる。

本発明のラベル用紙の加工装置においては、前記デジタルプリンタは、前記カット軌跡の幅を、そのカット軌跡に照射するレーザー光の照射径よりも狭くできる。

このようにすれば、カット軌跡がレーザー光で焼き切られ残存しないので、型抜きしたラベル用紙がカット軌跡のために見苦しくなることがない。

本発明によれば、デジタルプリンタでラベル用紙に印刷絵柄を印刷するようにしたので、異なる印刷絵柄を、版胴交換などの面倒な手間をかけずに簡単に印刷できるから、多品種、小ロット製品に対応できると共に、そのためのコストを低減し、納期を大幅に短縮でき、コスト的にも納期的にも製造の大きな負担となることがない。
しかも、ラベル用紙を連続走行しながらカット軌跡に沿ってレーザー光を照射してハーフカットの抜き加工することで、ラベル紙をハーフカットする際の制御及び煩わしい切り込み量の調整を軽減できると共に、台紙をカットせずにラベル紙だけを正しくカットでき、ハーフカットする際の制御が容易であると共に、レーザー光を照射してカットするので、メンテナンスに時間がかかることがない。
さらに、ループ形成部で給紙部とデジタルプリンタとの間及び、デジタルプリンタとレーザー加工部との間で、ラベル用紙に、常時概略一定のループ量のループを形成するので、給紙部から給紙したラベル用紙をデジタルプリンタ及びレーザー加工部で連続走行することができ、ラベル用紙の走行制御が簡単である。

本発明のラベル用紙の加工装置の実施の形態を示す正面図である。ループ形成部の拡大図である。印刷絵柄及びカット軌跡を印刷したラベル用紙の平面図である。印刷絵柄とカット軌跡の説明図である。印刷絵柄の領域内にカット軌跡を印刷した説明図である。

図１に示すように、本発明のラベル用紙の加工装置１は、ラベル用紙２を連続的に給紙する給紙部３と、この給紙部３の下流側に設けられ、ラベル用紙２に印刷するデジタルプリンタ４と、デジタルプリンタ４の下流側に設けられ、ラベル用紙２をハーフカットの抜き加工するレーザー加工部５、レーザー加工部５の下流側に設けた粕上げ部６、粕上げ部６の下流側に設けた巻取部７を備えている。
給紙部３とデジタルプリンタ４との間及び、デジタルプリンタ４とレーザー加工部５との間に、ラベル用紙２を下向きに湾曲してループを形成するループ形成部８がそれぞれ設けてある。

ラベル用紙２は、台紙２０にラベル紙２１を貼り合わせたもので、そのラベル紙２１にデジタルプリンタ４で印刷し、レーザー加工部５でラベル紙２１を型抜き加工（ハーフカット）する。

給紙部３は、回転部３ａを単独のモータで回転駆動することで、ロール状に巻き取りされたラベル用紙２を、そのラベル紙２１が上となるように連続してデジタルプリンタ４に給紙する。
この給紙部３はデジタルプリンタ４、レーザー加工部５とは機械的繋がりがなく、単独駆動構造である。

デジタルプリンタ４は、電子写真印刷機やインクジェットを用いたインクジェット印刷機などで、従来の印刷機のように刷版を交換して異なる印刷絵柄を印刷するものでなく、異なる印刷絵柄を簡単に印刷できるから、多品種、小ロッド製品に対応できると共に、そのためのコストを低減し、納期を大幅に短縮できるので、コスト的にも納期的にも製造の大きな負担となることがない。
このデジタルプリンタ４は給紙部３、レーザー加工部５と機械的繋がりがなく、単独駆動構造である。

レーザー加工部５はＣＯ_２やＹＡＧを元にレーザー光を作り出すレーザー発振器と、そのレーザー光を増幅する手段、例えば、ビームエキスパンダと、レーザー光を光学レンズにて集光させる手段と、反射ミラーを１つ以上備え、反射ミラーを制御することでレーザー光の焦点距離や照射位置を自在に変化させることができる。
そして、レーザー加工部５は、単独のモータで回転駆動する一対の送りロール５ａを備え、この一対の送りロール５ａ間でラベル用紙２を一直線状に連続走行させ、その連続走行するラベル用紙２のラベル紙２１の表面にレーザー光を照射し、ハーフカットの型抜き加工を行う。
レーザー加工部５は給紙部３、デジタルプリンタ４と機械的繋がりがなく、単独駆動構造である。

粕上げ部６は、独立したモータで回転部６ａを回転することで、ラベル紙２１のハーフカットした後の粕を台紙２０から剥離して巻き取る。
巻取部７は、独立したモータで回転部７ａを回転することで、粕を剥離したラベル用紙２を巻き取る。

ループ形成部８は、図２に示すように、上面が開口した風洞８ａと、この風洞８ａの開口部のラベル用紙走行方向の上流側と下流側とに設けた一対の案内ロール８ｂ，８ｂを備え、ラベル用紙２をループ状に垂れ下げて風洞８ａ内でループ２ａを形成する。
この風洞８ａ内のラベル用紙２の垂れ下がり量（ループ量）は、給紙部３のラベル用紙送り量（速度）とデジタルプリンタ４のラベル用紙送り量（速度）との差、デジタルプリンタ４のラベル用紙送り量（速度）とレーザー加工部５のラベル用紙送り量（速度）との差で決定される。

ループ形成部８の風洞８ａ内のラベル用紙２の垂れ下がり量（ループ量）は、ループ量検出センサ９で検出される。
そして、ループ量検出センサ９で検出したループ量が設定の値と異なる場合には、そのループ形成部８のラベル用紙走行方向の上流側と下流側に位置する装置のラベル用紙の送り量を制御してループ量を常時概略一定とする。

このようにすることで、給紙部３から給紙されたラベル用紙２をデジタルプリンタ４及びレーザー加工部５で連続走行することができ、ラベル用紙２の走行制御が簡単である。

例えば、給紙部３とデジタルプリンタ４との間に設けたループ形成部８のループ量が設定の値よりも小さいとき、つまり給紙部３のラベル用紙送り量がデジタルプリンタ４のラベル用紙送り量よりも少ないときには、給紙部３のラベル用紙送り量を多くする。
ループ量が設定の値よりも大きいとき、つまり給紙部３のラベル用紙送り量がデジタルプリンタ４のラベル用紙送り量よりも多いときには、給紙部３のラベル用紙送り量を少なくする。

デジタルプリンタ４とレーザー加工部５との間に設けたループ形成部８のループ量が設定の値よりも小さいとき、つまりレーザー加工部５のラベル用紙送り量がデジタルプリンタ４のラベル用紙送り量よりも多いときにはレーザー加工部５のラベル用紙送り量を少なくする。
ループ量が設定の値よりも大きいとき、つまりレーザー加工部５のラベル用紙送り量がデジタルプリンタ４のラベル用紙送り量よりも少ないときには、レーザー加工部５のラベル用紙送り量を多くする。

前記ループ形成部８は、ループ２ａのテンションを概略一定とするテンション付与部１０を備えている。
このテンション付与部１０は、風洞８ａの下部に設けた吸引ファン１０ａを備え、その吸引ファン１０ａを回転して風洞８ａ内の空気を吸引して排出することで風洞８ａ内を減圧し、ラベル用紙２のループ２ａを下方に引張ることで、ラベル用紙２のループ２ａにテンションを与える。
このようにすることで、ラベル用紙２に無接触状態でテンションを与えることができる。

吸引ファン１０ａの回転速度を変えて風洞８ａ内を減圧する空気圧の強さを調整することで、ラベル用紙２のループ２ａのテンションを調整することができる。
例えば、吸引ファン１０ａを高速回転すると風洞８ａ内を減圧する空気圧が高くなり、テンションが強くなる。
吸引ファン１０ａを低速回転すると風洞８ａ内を減圧する空気圧が低くなり、テンションが弱くなる。

テンション付与部１０は前述のものに限ることはない。
例えば、ラベル用紙２のループ２ａにテンションロールを接し、そのテンションロールの下向き力をシリンダ等を可変とするようにしても良い。

このように、ラベル用紙２の走行方向に配置した給紙部３、デジタルプリンタ４、レーザー加工部５は単独駆動構造で、給紙部３、デジタルプリンタ４、レーザー加工部５間ごとの機械的繋がりがないので、種々の給紙部３、デジタルプリンタ４、レーザー加工部５を任意に組み合わせてラベル用紙の加工装置とすることができる。

しかも、給紙部３とデジタルプリンタ４との間に設けたループ形成部８及びデジタルプリンタ４とレーザー加工部５との間に設けたループ形成部８を、給紙部３のラベル用紙送り量及びレーザー加工部５のラベル用紙送り量を制御することで常時概略一定のループ量としている。
つまり、デジタルプリンタ４のラベル用紙入口側（上流側）とラベル用紙出口側（下流側）にループ形成部８を設け、デジタルプリンタ４内で搬送されるラベル用紙２の量だけ繰り出し、回収を行っている。

これにより、内部でのラベル用紙の搬送量が異なる複数種類のデジタルプリンタ４を用いて、ラベル用紙２のラベル紙２１に印刷、型抜き加工を行うことができる。

しかも、給紙部３とデジタルプリンタ４との間及びデジタルプリンタ４とレーザー加工部５との間に、ラベル用紙２に適正テンションを与え、ラベル用紙２を安定走行させるためのテンション付与部１０を備えているので、給紙部３から給紙したラベル用紙２を安定して走行することができ、ラベル用紙２のラベル紙２１にデジタルプリンタ４で印刷する動作及びレーザー加工部５でラベル紙２１を打ち抜き加工（ハーフカット）する動作を確実に実施できる。

次に、ラベル用紙２の加工方法の一例を説明する。
給紙部３からラベル用紙２を、そのラベル紙２１が上で台紙２０が下となるようにして連続してデジタルプリンタ４に向けて給紙する。
デジタルプリンタ４でラベル紙２１に印刷絵柄を印刷すると共に、そのラベル紙２１の表面にカット軌跡を印刷する。

次に、カット軌跡の印刷の具体例を説明する。
図３に示すように、ラベル紙２１の表面に印刷絵柄２２を印刷すると共に、そのラベル紙２１の表面における印刷絵柄２２のない領域（印刷絵柄２２の周囲の余白部分）にカット軌跡２３を、黒色の単色で、印刷絵柄２２を印刷したインクと同一種類のインクを用いて印刷する。
カット軌跡２３は、型抜きする抜き形状の輪郭に沿った形状である。

印刷絵柄２２とカット軌跡２３を印刷したラベル用紙２を連続走行しながら、レーザー加工部５でカット軌跡２３をなぞるようにレーザー光を照射してラベル紙２１だけをカット軌跡２３に沿ってカットする。
つまり、ラベル用紙２でカット軌跡２３に沿ってレーザー光でハーフカットの型抜き加工を行う。

このように、ラベル用紙２を連続走行しながら、あらかじめ印刷されたカット軌跡２３に沿ってレーザー光を照射してハーフカットの型抜き加工を行うので、ハーフカットする際の制御及び煩わしいカット深さの調整を軽減できると共に、ハーフカット作業の準備時間が短縮され、生産効率が向上する。

また、レーザー光を照射してカットするので、カット深さの精度が良く、台紙２０をカットせずにラベル紙２１だけを正しくカットすることができる。
これにより、台紙２０の厚さを薄くできることから、廃棄物（ラベル紙２１を剥離した台紙２０）の削減及びラベル用紙２のコストを低減できる。
つまり、従来は台紙２０がカットされることがあるので、台紙２０の厚さを厚くして台紙２０が完全にカットされることがないようにしているので、廃棄物が多くなると共に、ラベル用紙２のコストが高い。
また、レーザー光を照射してラベル紙２１をカットするので、長期間使用してもラベル紙２１を正しくカットでき、メンテナンスに時間がかかることがない。

次にレーザー光によるラベル紙２１のカットについて説明する。
ラベル紙２１の表面にレーザー光を照射してカットする際のカット深さは、レーザー光の加工エネルギーと、ラベル紙２１の表面の色によって決定される。
つまり、カット深さは、レーザー光の加工エネルギーが大きいと深く、小さいと浅くなると共に、ラベル紙２１の表面の色が暗いとレーザー光の吸収効率が良いから深く、明るいとレーザー光の吸収効率が悪いから浅くなる。
前述のレーザー光の加工エネルギーは、レーザー光の出力、照射時間、照射密度によって決定されるので、カット深さをレーザー光の出力、照射時間、照射密度によって調整することができる。
照射時間は、レーザー光の走査速度で制御され、照射密度はレーザー光の加工面に当たる照射径であるスポット径で変化する。

本発明は、レーザー光の加工エネルギーを、カット深さがラベル紙２１の厚さとなる値に設定することで、ハーフカットの型抜き加工を行うようにして、台紙２０をカットすることなしにラベル紙２１だけを正しくカットできるようにしている。
例えば、レーザー光の出力及びスポット径を一定とし、走査速度を変えることでレーザー光の加工エネルギーを、カット深さがラベル紙２１の厚さとなる値に設定している。

このようにすることで、カット深さ精度に優れたハーフカットの型抜き加工ができ、安定したカット深さ精度によりカット深さのバラつきが小さくなって台紙２０の厚さをより薄くすることができる。
また、レーザー光の出力を一定にすることによって、走査速度を速くでき、ラベル用紙２のハーフカットの型抜き加工が効率良く行え、生産性を向上することができる。

カット軌跡２３は、同一幅で連続して印刷する。
カット軌跡２３の幅はレーザー光のスポット径よりも狭くする。なお、スポット径はΦ０．２ｍｍ〜０．３ｍｍが望ましい。
このようにすることで、カット軌跡２３はレーザー光が照射されることで幅方向全域がカット（焼き切られ）され、カット軌跡２３が残存しないので、型抜きしたラベル用紙２（ラベル）がカット軌跡２３のために見苦しくなることがない。

カット軌跡２３は黒色のインクで印刷するので、レーザー光の加工エネルギーを吸収しやすく、少ない加工エネルギーですむので、生産コストを低減できる。
しかも、図４に示すように印刷絵柄２２がない領域に印刷したカット軌跡２３及び、図５に示すように印刷絵柄２２の領域内に印刷したカット軌跡２３を、カット軌跡２３の背景に関係なくレーザー光で同じようにカットできる。

カット軌跡２３を印刷するインクは、印刷絵柄２２を印刷するインクと同種類のインクを使用する。
このようにすれば、カット軌跡２３を印刷する専用のインクを準備しなくとも良い。

レーザー加工部５は、レーザー発振器の出力を制御及びレーザー光の走査速度を制御するそれぞれの制御部を備えている。
そして、直線及び曲線のカット（加工）は、走査速度を、開始点から終点まで加速、等速、減速され、レーザー発振器の出力と走査速度の制御で行う。
また、つなぎ目部分（コーナー部分等）は、切断形状が一定幅で品質の低下をすることなくレーザー発振器の出力と走査速度の制御で行う。

２…ラベル用紙、３…給紙部、４…デジタルプリンタ、５…レーザー加工部、８…ループ形成部、１０…テンション付与部。

Claims

ラベル用紙の走行方向に、ラベル用紙を給送する給紙部と、該給紙部から連続して給紙されたラベル用紙に、印刷絵柄及び型抜きする型抜き形状の輪郭に沿ったカット軌跡をそれぞれ印刷するデジタルプリンタと、該デジタルプリンタで印刷された前記カット軌跡の上をなぞるように、加工エネルギーをカット深さがラベル紙の厚さとなる値に設定したレーザー光を照射してラベル用紙をハーフカットの抜き加工するレーザー加工部とを備え、
前記デジタルプリンタは、前記カット軌跡を同一幅に連続して単色で印刷するようにし、
前記給紙部、デジタルプリンタ、レーザー加工部は単独駆動構造で、機械的繋がりがないようにし、
前記給紙部とデジタルプリンタとの間及び、該デジタルプリンタとレーザー加工部との間に、ラベル用紙にループを形成するループ形成部をそれぞれ設け、
前記各ループ形成部のループ量が概略一定となるように給紙部、デジタルプリンタ、レーザー加工部のラベル用紙送り量を制御するようにしたことを特徴とするラベル用紙の加工装置。
前記ループ形成部のループ量を検出するループ量検出センサを設け、
該ループ量検出センサが検出したループ量が設定の値となるように、給紙部及びレーザー加工部のラベル用紙の送り量を制御するようにした請求項１記載のラベル用紙の加工装
置。
前記各ループ形成部に、そのループにテンションを付与するテンション付与部を設けた請求項２記載のラベル用紙の加工装置。
前記レーザー加工部は、前記レーザー光の出力及び照射径を一定とし、走査速度を制御することで、レーザー光の加工エネルギーをラベル用紙のラベル紙の厚さに見合う値に設定するようにした請求項１〜３いずれか１項記載のラベル用紙の加工装置。
前記デジタルプリンタは、前記カット軌跡を、印刷絵柄を印刷するインクと同一種類の黒色で印刷するようにした請求項１〜４いずれか１項記載のラベル用紙の加工装置。
前記デジタルプリンタは前記カット軌跡の幅を、そのカット軌跡に照射するレーザー光の照射径よりも狭くした請求項１〜５いずれか１項記載のラベル用紙の加工装置。