JPH04279292A - 帯状シートの穿孔装置 - Google Patents
帯状シートの穿孔装置Info
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- JPH04279292A JPH04279292A JP9140191A JP4019191A JPH04279292A JP H04279292 A JPH04279292 A JP H04279292A JP 9140191 A JP9140191 A JP 9140191A JP 4019191 A JP4019191 A JP 4019191A JP H04279292 A JPH04279292 A JP H04279292A
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、巻紙或は、チップペー
パー等の帯状シートの穿孔装置に係り、特に均一な形状
の穿孔を高速で帯状シートに穿孔することができる穿孔
装置に関する。
パー等の帯状シートの穿孔装置に係り、特に均一な形状
の穿孔を高速で帯状シートに穿孔することができる穿孔
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の穿孔装置では、穿孔形状が均一で
、しかも、正確な穿孔模様を有する多数の微小孔を巻紙
、或は、チップペーパー等の帯状シートに形成する為に
パルスレーザビームが用いられている。従来、レーザー
ビームをパルス化する方法として（１） パルスビーム
発振方式、（２） スリット方式、（３） チョパー方
式、及び（４）シャッター方式、即ち、ビーム走査方式
が知られている。
、しかも、正確な穿孔模様を有する多数の微小孔を巻紙
、或は、チップペーパー等の帯状シートに形成する為に
パルスレーザビームが用いられている。従来、レーザー
ビームをパルス化する方法として（１） パルスビーム
発振方式、（２） スリット方式、（３） チョパー方
式、及び（４）シャッター方式、即ち、ビーム走査方式
が知られている。
【０００３】（１） のパルスビーム発振方式では、通
常、レーザービーム発振源としてパルス状のレーザービ
ームを発生する炭酸ガスレーザーが用いられる。これは
、炭酸ガスレーザーは、パルス状のレーザービームを大
きなパワーで発生し、しかも、チップペーパー等の帯状
シートに含まれる水を吸収するに最適な波長である１０
μの波長を有するレーザービームをこの炭酸ガスレーザ
ーが発生することから選定されている。現状では、紙に
穿孔を施すレーザーとしてこの炭酸ガスレーザー以外に
最適なレーザーが開発されていないとされている。然な
がら、炭酸ガスレーザは、そのレーザービームの立ち上
がり及び立ち下がりに数百μｓｅｃ を要し、十分に短
い周期でレーザービームパルス列を発生させることがで
きない。従って、光源に炭酸ガスレーザーを用いた穿孔
装置では、高速で微細孔を形成することに限界があり、
より高速化することができない問題がある。具体的には
、１ｍｍピッチの穿孔を紙に施すには、２ｍｍ／ｓｅｃ
で穿孔を施すことが限界であり、穿孔の能率が悪い問題
がある。
常、レーザービーム発振源としてパルス状のレーザービ
ームを発生する炭酸ガスレーザーが用いられる。これは
、炭酸ガスレーザーは、パルス状のレーザービームを大
きなパワーで発生し、しかも、チップペーパー等の帯状
シートに含まれる水を吸収するに最適な波長である１０
μの波長を有するレーザービームをこの炭酸ガスレーザ
ーが発生することから選定されている。現状では、紙に
穿孔を施すレーザーとしてこの炭酸ガスレーザー以外に
最適なレーザーが開発されていないとされている。然な
がら、炭酸ガスレーザは、そのレーザービームの立ち上
がり及び立ち下がりに数百μｓｅｃ を要し、十分に短
い周期でレーザービームパルス列を発生させることがで
きない。従って、光源に炭酸ガスレーザーを用いた穿孔
装置では、高速で微細孔を形成することに限界があり、
より高速化することができない問題がある。具体的には
、１ｍｍピッチの穿孔を紙に施すには、２ｍｍ／ｓｅｃ
で穿孔を施すことが限界であり、穿孔の能率が悪い問題
がある。
【０００４】また、（２） のスリット方式では、連続
して発生されるレーザービームがレンズ系によって穿孔
面に集光された状態でスリット列が形成されたスリット
部材が穿孔が施される紙とともに穿孔面上を走行され、
断続的に紙にスリットを介してレーザビームが集光され
る。 従って、穿孔紙には、スリット列に対応して穿孔が断続
的に形成される。このスリット方式は、パルスビーム発
振方式とは異なり、レーザービームが連続的に発振され
ることからレーザービームの立ち上がり及び立ち下がり
に伴う穿孔速度に関する制約はなく、パルスビーム発振
方式に比べて高速で紙に穿孔を施すことができ、穿孔に
伴うコストを低減することができるとされている。例え
ば、このスリット方式の実際の例では、６ｍｍ／ｓｅｃ
の穿孔速度で穿孔を紙に施すことができる。然ながら、
このスリット方式にも、次のような問題がある。
して発生されるレーザービームがレンズ系によって穿孔
面に集光された状態でスリット列が形成されたスリット
部材が穿孔が施される紙とともに穿孔面上を走行され、
断続的に紙にスリットを介してレーザビームが集光され
る。 従って、穿孔紙には、スリット列に対応して穿孔が断続
的に形成される。このスリット方式は、パルスビーム発
振方式とは異なり、レーザービームが連続的に発振され
ることからレーザービームの立ち上がり及び立ち下がり
に伴う穿孔速度に関する制約はなく、パルスビーム発振
方式に比べて高速で紙に穿孔を施すことができ、穿孔に
伴うコストを低減することができるとされている。例え
ば、このスリット方式の実際の例では、６ｍｍ／ｓｅｃ
の穿孔速度で穿孔を紙に施すことができる。然ながら、
このスリット方式にも、次のような問題がある。
【０００５】（ａ） スリット部材に形成されたスリッ
トの寸法上のバラツキがそのまま紙に転写されることと
なることから、スリットの加工精度に依存して穿孔のサ
イズ及びピッチが変化される。通常、パルスビーム発振
方式に比べてスリット方式では、穿孔のサイズ及びピッ
チのバラツキが大きい問題がある。
トの寸法上のバラツキがそのまま紙に転写されることと
なることから、スリットの加工精度に依存して穿孔のサ
イズ及びピッチが変化される。通常、パルスビーム発振
方式に比べてスリット方式では、穿孔のサイズ及びピッ
チのバラツキが大きい問題がある。
【０００６】（ｂ） スリットは、レンズ系の略焦点付
近に位置され、集光されたレーザービームがスリット部
材に常に照射される。従って、スリット部材は、この集
光レーザービームによって損傷される虞がある。損傷が
生じた場合には、この損傷によって各々のスリットのサ
イズが変化され、穿孔のバラツキが更に大きくなる問題
がある。
近に位置され、集光されたレーザービームがスリット部
材に常に照射される。従って、スリット部材は、この集
光レーザービームによって損傷される虞がある。損傷が
生じた場合には、この損傷によって各々のスリットのサ
イズが変化され、穿孔のバラツキが更に大きくなる問題
がある。
【０００７】（ｃ） 穿孔の際に紙は、レーザーエネル
ギーによって焼かれるが、この焼かれる紙のカスがスリ
ットに付着し、集光レーザービームの通過を妨害する虞
がある。これにより、より穿孔サイズのバラツキが大き
くなる問題がある。
ギーによって焼かれるが、この焼かれる紙のカスがスリ
ットに付着し、集光レーザービームの通過を妨害する虞
がある。これにより、より穿孔サイズのバラツキが大き
くなる問題がある。
【０００８】（３） のチョッパー方式では、連続して
発生されるレーザービームが回転されているチョッパー
円盤に向けられ、この回転円盤によってチョップされて
、セグメントレーザービームに分離され、このセグメン
トレーザービームが次々と紙に集光されることによって
紙には、穿孔が間欠的に一定の周期で形成される。この
チョッパー方式は、上述したパルスビーム発振方式及び
スリット方式に特有の問題を解決することができるが、
チョッパー円盤を高速で回転することが要求され、場合
によっては、チョッパー円盤が回転に伴う遠心力で破壊
される虞がある。具体的には、直径３０ｃｍのチョッパ
ー円盤でチョップ数を２０個とすると、回転数が１，０
００ｒ．ｐ．ｍで２０，０００個／ｍｉｎの穿孔しか形
成できないに対し、回転数が６０，０００ｒ．ｐ．ｍ
では、１，２００，０００ 個／ｍｉｎの穿孔を形成す
ることができる。然ながら、６０，０００ｒ．ｐ．ｍ
の回転数でチョッパー円盤を回転する場合には、この回
転円盤が破壊される虞が大きい問題がある。
発生されるレーザービームが回転されているチョッパー
円盤に向けられ、この回転円盤によってチョップされて
、セグメントレーザービームに分離され、このセグメン
トレーザービームが次々と紙に集光されることによって
紙には、穿孔が間欠的に一定の周期で形成される。この
チョッパー方式は、上述したパルスビーム発振方式及び
スリット方式に特有の問題を解決することができるが、
チョッパー円盤を高速で回転することが要求され、場合
によっては、チョッパー円盤が回転に伴う遠心力で破壊
される虞がある。具体的には、直径３０ｃｍのチョッパ
ー円盤でチョップ数を２０個とすると、回転数が１，０
００ｒ．ｐ．ｍで２０，０００個／ｍｉｎの穿孔しか形
成できないに対し、回転数が６０，０００ｒ．ｐ．ｍ
では、１，２００，０００ 個／ｍｉｎの穿孔を形成す
ることができる。然ながら、６０，０００ｒ．ｐ．ｍ
の回転数でチョッパー円盤を回転する場合には、この回
転円盤が破壊される虞が大きい問題がある。
【０００９】上述した（１） のパルスビーム発振方式
では、間欠的にレーザービームが発生されることから、
レーザー発生源自体が効率的にレーザービームを発生し
ない問題があり、（２） のスリット方式及び（３）
のシャッター方式は、発生されたレーザービームのパワ
ーを有効に活用していない問題がある。即ち、スリット
方式及びシャッタ方式に於いては、非穿孔部に相当する
紙の領域に於いては、レーザービームがスリット部材、
或は、チョッパー円盤によって遮蔽されることから、レ
ーザーから発生されたレーザービームが有効に利用され
ていない問題がある。
では、間欠的にレーザービームが発生されることから、
レーザー発生源自体が効率的にレーザービームを発生し
ない問題があり、（２） のスリット方式及び（３）
のシャッター方式は、発生されたレーザービームのパワ
ーを有効に活用していない問題がある。即ち、スリット
方式及びシャッタ方式に於いては、非穿孔部に相当する
紙の領域に於いては、レーザービームがスリット部材、
或は、チョッパー円盤によって遮蔽されることから、レ
ーザーから発生されたレーザービームが有効に利用され
ていない問題がある。
【００１０】（４） のシャッター方式は、特公昭５７
−３７４３７、特公昭５７−４９３１８及び特公昭５９
−３１８に開示されるように、連続して発生されるレー
ザービームが複数組の反射面及び開口部を設けた複数の
回転円盤に向けられ、反射面に於ける反射及び開口部に
於ける透過よってレーザービームがセグメントパルスに
分離されて穿孔されるべき紙に集光されている。このシ
ャッター方式では、同時に複数列の穿孔が形成されるこ
とから、レーザーパワーを有効利用して効率的に紙に穿
孔を施すことができるが、穿孔列数に応じた複数の回転
円盤が必要とされ、高速穿孔を考慮する場合には、これ
らの回転円盤は、極めて高い加工精度で作られることが
要求される。加工精度が低い場合には、回転円盤の回転
バランスがくずれて穿孔精度が低下したり、最悪の場合
には、装置自体が破壊される虞がある。また、回転円盤
上に複数組の反射面及び開口部を配置する必要から、回
転円盤の径が通常大きくする必要があり、このことから
も回転円盤の加工精度が低下し、穿孔精度の低下或は、
装置の破壊を招く虞がある。
−３７４３７、特公昭５７−４９３１８及び特公昭５９
−３１８に開示されるように、連続して発生されるレー
ザービームが複数組の反射面及び開口部を設けた複数の
回転円盤に向けられ、反射面に於ける反射及び開口部に
於ける透過よってレーザービームがセグメントパルスに
分離されて穿孔されるべき紙に集光されている。このシ
ャッター方式では、同時に複数列の穿孔が形成されるこ
とから、レーザーパワーを有効利用して効率的に紙に穿
孔を施すことができるが、穿孔列数に応じた複数の回転
円盤が必要とされ、高速穿孔を考慮する場合には、これ
らの回転円盤は、極めて高い加工精度で作られることが
要求される。加工精度が低い場合には、回転円盤の回転
バランスがくずれて穿孔精度が低下したり、最悪の場合
には、装置自体が破壊される虞がある。また、回転円盤
上に複数組の反射面及び開口部を配置する必要から、回
転円盤の径が通常大きくする必要があり、このことから
も回転円盤の加工精度が低下し、穿孔精度の低下或は、
装置の破壊を招く虞がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】いずれの方式を採用し
た従来の穿孔装置にあっては、高速穿孔が困難であった
り、穿孔サイズにバラツキが生じて穿孔精度が低下した
り、レーザーパワーが有効的に利用されず、更に、高速
穿孔を施そうとすると回転円盤の加工精度が悪い場合に
は、装置自体が破損する問題がある。この発明の目的は
、上述した事情に鑑みなされたものであって、帯状シー
トに高い精度で高速穿孔を安定して施すことができる穿
孔装置を提供するにある。
た従来の穿孔装置にあっては、高速穿孔が困難であった
り、穿孔サイズにバラツキが生じて穿孔精度が低下した
り、レーザーパワーが有効的に利用されず、更に、高速
穿孔を施そうとすると回転円盤の加工精度が悪い場合に
は、装置自体が破損する問題がある。この発明の目的は
、上述した事情に鑑みなされたものであって、帯状シー
トに高い精度で高速穿孔を安定して施すことができる穿
孔装置を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、連続
的にレーザービームを発生するレーザ発生源と、レーザ
ービームを集束する集束レンズと、集束性のレーザービ
ームを偏向する回転多面体ミラーと、多面体ミラーから
の偏向レーザービームで走査され、このレーザービーム
の走査に伴いこのレーザービームを分割反射するビーム
分割ミラーと、ビーム分割ミラーから向けられたレーザ
ービームを２つのセグメントビームに分離して夫々異な
る方向に向ける分離ミラーと、及び分離ミラーからのセ
グメントレーザービームを帯状シートに集光する集光レ
ンズと、を具備することを特徴とする帯状シートの穿孔
装置が提供される。また、この発明の穿孔装置の好まし
い実施例によれば、分離ミラーは、夫々台形形状の反射
面を有し、その反射面に沿って移動可能に配置されてい
る。
的にレーザービームを発生するレーザ発生源と、レーザ
ービームを集束する集束レンズと、集束性のレーザービ
ームを偏向する回転多面体ミラーと、多面体ミラーから
の偏向レーザービームで走査され、このレーザービーム
の走査に伴いこのレーザービームを分割反射するビーム
分割ミラーと、ビーム分割ミラーから向けられたレーザ
ービームを２つのセグメントビームに分離して夫々異な
る方向に向ける分離ミラーと、及び分離ミラーからのセ
グメントレーザービームを帯状シートに集光する集光レ
ンズと、を具備することを特徴とする帯状シートの穿孔
装置が提供される。また、この発明の穿孔装置の好まし
い実施例によれば、分離ミラーは、夫々台形形状の反射
面を有し、その反射面に沿って移動可能に配置されてい
る。
【００１３】
【作用】この発明の帯状シートの穿孔装置にあっては、
連続的にレーザービームが発生されることから、安定し
たパワーで穿孔が帯状シートに施されることとなり、均
一な穿孔が帯状シートに形成される。また、レーザービ
ームは、回転多面体ミラーと反射ミラーの組み合せで分
割され、全てのエネルギーが穿孔に利用されることから
、装置としてのエネルギー利用効率が良く、同時に複数
列を開孔することから穿孔効率を向上させることができ
る。
連続的にレーザービームが発生されることから、安定し
たパワーで穿孔が帯状シートに施されることとなり、均
一な穿孔が帯状シートに形成される。また、レーザービ
ームは、回転多面体ミラーと反射ミラーの組み合せで分
割され、全てのエネルギーが穿孔に利用されることから
、装置としてのエネルギー利用効率が良く、同時に複数
列を開孔することから穿孔効率を向上させることができ
る。
【００１４】
【実施例】以下図面を参照してこの発明の穿孔装置の一
実施例を説明する。
実施例を説明する。
【００１５】第１図に示されるようにレーザー源１から
連続的にレーザービーム２がＸ方向に向けて発生されて
集光レンズ３によって集束される。この集束性のレーザ
ービームは、第１のミラー４によってＹ方向に９０度向
きを変えて多面体ミラー、即ち、ポリゴンミラー５に入
射される。このポリゴンミラー５は、第２Ａ図及び第２
Ｂ図に示すように裁頭円錐状に形成され、その周囲には
、略４５度に傾斜された所定数の反射面５Ａが設けられ
ている。このポリゴンミラー５は、第１図に示されるよ
うに高速回転回転されるスピンドル６に取り付けられて
いる。このポリゴンミラー５によって反射されたレーザ
ービームは、このポリゴンミラー５の回転に伴い偏向さ
れて第２の反射ミラー７に向けられる。ポリゴンミラー
５によって偏向されるレーザービームの偏向角、換言す
れば、偏向範囲は、ポリゴンミラー５の反射面の数によ
って決定される。
連続的にレーザービーム２がＸ方向に向けて発生されて
集光レンズ３によって集束される。この集束性のレーザ
ービームは、第１のミラー４によってＹ方向に９０度向
きを変えて多面体ミラー、即ち、ポリゴンミラー５に入
射される。このポリゴンミラー５は、第２Ａ図及び第２
Ｂ図に示すように裁頭円錐状に形成され、その周囲には
、略４５度に傾斜された所定数の反射面５Ａが設けられ
ている。このポリゴンミラー５は、第１図に示されるよ
うに高速回転回転されるスピンドル６に取り付けられて
いる。このポリゴンミラー５によって反射されたレーザ
ービームは、このポリゴンミラー５の回転に伴い偏向さ
れて第２の反射ミラー７に向けられる。ポリゴンミラー
５によって偏向されるレーザービームの偏向角、換言す
れば、偏向範囲は、ポリゴンミラー５の反射面の数によ
って決定される。
【００１６】第２の反射ミラー７は、Ｚ方向に微動調整
可能に支持され、第１図に示されるようにその頂部がポ
リゴンミラー５に向けられた三角柱状に形成され、その
三角柱状部の頂部で連接する一対の面が反射に定められ
ている。偏向されたレーザービームは、第３図の矢印Ｉ
で示されるように反射ミラー７の頂部を境とする一対の
反射面７Ａ７Ｂを順番に走査することとなり、この一対
の反射面７Ａ、７Ｂの走査にともない第１及び第２のレ
ーザービームに分割されて夫々第３及び第４のミラー対
８、９、１０、１１に向けて反射される。即ち、反射ミ
ラー７の反射面７Ａをレーザービームが走査している間
は、レーザービームは、第３のミラー対８、９に向けら
れ、レーザービームが反射ミラー７の頂部を越えて反射
面７Ｂに達するとレーザービームは、第４のミラー対１
０、１１に向けられるようになり、反射ミラー７の反射
面７Ｂをレーザービームが走査している間は、レーザー
ビームは、第４のミラー対１０、１１に向けられ続ける
。レーザービームの偏向が繰り返されるにともない、レ
ーザービームは、交互に第３及び第４のミラー対８、９
、１０、１１に振り分けられる。
可能に支持され、第１図に示されるようにその頂部がポ
リゴンミラー５に向けられた三角柱状に形成され、その
三角柱状部の頂部で連接する一対の面が反射に定められ
ている。偏向されたレーザービームは、第３図の矢印Ｉ
で示されるように反射ミラー７の頂部を境とする一対の
反射面７Ａ７Ｂを順番に走査することとなり、この一対
の反射面７Ａ、７Ｂの走査にともない第１及び第２のレ
ーザービームに分割されて夫々第３及び第４のミラー対
８、９、１０、１１に向けて反射される。即ち、反射ミ
ラー７の反射面７Ａをレーザービームが走査している間
は、レーザービームは、第３のミラー対８、９に向けら
れ、レーザービームが反射ミラー７の頂部を越えて反射
面７Ｂに達するとレーザービームは、第４のミラー対１
０、１１に向けられるようになり、反射ミラー７の反射
面７Ｂをレーザービームが走査している間は、レーザー
ビームは、第４のミラー対１０、１１に向けられ続ける
。レーザービームの偏向が繰り返されるにともない、レ
ーザービームは、交互に第３及び第４のミラー対８、９
、１０、１１に振り分けられる。
【００１７】第３のミラー対８、９に向けられた第１の
レーザービームは、この第３のミラー対８、９によって
第１及び第２のセグメントビームに分離されて互いに反
対方向に反射される。第１及び第２のセグメントビーム
は、集光レンズ１２、１３によって光学系７、８、９、
１１、１２、１３の周囲を矢印ＩＩに沿って走行するシ
ート１８に向けて集光される。このシート１８の集光レ
ンズ１２、１３に対向する領域は、集光レンズ１２、１
３の焦点面を通過するように定められている。従って、
集光レンズ１２、１３で集光された第１及び第２のセグ
メントビームは、集光レンズ１２、１３に対向するシー
ト１８の領域に最小ビームスポットを形成し、シート１
８に微細孔２０を形成することとなる。同様に、第４の
ミラー対１０、１１に向けられた第２のレーザービーム
は、この第４のミラー対１０、１１によって第３及び第
４のセグメントビームに分離されて互いに反対方向に反
射される。第３及び第４のセグメントビームは、集光レ
ンズ１４、１５によって光学系７、８、９、１１、１２
、１３、１４、１５の周囲を走行するシート１６に向け
て集光される。このシート１８の集光レンズ１４、１５
に対向する領域は、同様に集光レンズ１４、１５の焦点
面を通過するように定められている。従って、集光レン
ズ１４、１５で集光された第１及び第２のセグメントビ
ームは、集光レンズ１４、１５に対向するシート１８の
領域に最小ビームスポットを形成し、シート１８に微細
孔２０を形成することとなる。
レーザービームは、この第３のミラー対８、９によって
第１及び第２のセグメントビームに分離されて互いに反
対方向に反射される。第１及び第２のセグメントビーム
は、集光レンズ１２、１３によって光学系７、８、９、
１１、１２、１３の周囲を矢印ＩＩに沿って走行するシ
ート１８に向けて集光される。このシート１８の集光レ
ンズ１２、１３に対向する領域は、集光レンズ１２、１
３の焦点面を通過するように定められている。従って、
集光レンズ１２、１３で集光された第１及び第２のセグ
メントビームは、集光レンズ１２、１３に対向するシー
ト１８の領域に最小ビームスポットを形成し、シート１
８に微細孔２０を形成することとなる。同様に、第４の
ミラー対１０、１１に向けられた第２のレーザービーム
は、この第４のミラー対１０、１１によって第３及び第
４のセグメントビームに分離されて互いに反対方向に反
射される。第３及び第４のセグメントビームは、集光レ
ンズ１４、１５によって光学系７、８、９、１１、１２
、１３、１４、１５の周囲を走行するシート１６に向け
て集光される。このシート１８の集光レンズ１４、１５
に対向する領域は、同様に集光レンズ１４、１５の焦点
面を通過するように定められている。従って、集光レン
ズ１４、１５で集光された第１及び第２のセグメントビ
ームは、集光レンズ１４、１５に対向するシート１８の
領域に最小ビームスポットを形成し、シート１８に微細
孔２０を形成することとなる。
【００１８】集光レンズ１２、１３、１４、１５の夫々
は、その焦点がシート１８の幅方向に関し異なる座標点
に位置されるようにシート１８に向けられている。従っ
て、集光レンズ１２によって集光される第１のセグメン
トビームによって第１列の微細孔２０が形成され、同様
に夫々集光レンズ１３、１４、１５によって集光される
第２、第３及び第４のセグメントビームによって第２、
第３、第４列の微細孔２０がシート１８に並列に形成さ
れる。
は、その焦点がシート１８の幅方向に関し異なる座標点
に位置されるようにシート１８に向けられている。従っ
て、集光レンズ１２によって集光される第１のセグメン
トビームによって第１列の微細孔２０が形成され、同様
に夫々集光レンズ１３、１４、１５によって集光される
第２、第３及び第４のセグメントビームによって第２、
第３、第４列の微細孔２０がシート１８に並列に形成さ
れる。
【００１９】第３及び第４のミラー対８、９、１０、１
１の各ミラーの反射面は、その平面形状が略台形に形成
され、その面に沿って微小範囲内において移動可能に配
置されている。即ち、第４図に示すようにミラー８は、
台形の１つの側辺の方向ＩＩＩに沿って微小移動可能に
配置されている。このミラー８を方向ＩＩＩに沿って移
動させることによって第５図に示す微小孔２０の長さａ
と微小孔２０のピッチｂとの比である開口比ｂ／ａを変
化させることができる。即ち、ミラー８を方向ＩＩＩに
沿って移動させると、レーザービームが反射される領域
の幅が変化される。例えば、ミラー８の最大幅を有する
領域にレーザービームが照射されてこの領域がレーザー
ビームで走査される場合には、最大幅を有する領域を走
査する期間の間、レーザービームは、この領域から反射
されて集光レンズ１３を介してシート１８に集光されて
最大の開口長ｂを有する微細孔２０が形成される。これ
に対して、ミラー８が移動されると、第２のミラー７か
ら反射されたレーザービームは、最大幅を有する領域よ
りも小さい幅を有するミラー８の領域に照射され、この
領域を走査することとなる。従って、最大幅を有する領
域を走査する期間に比べて短い期間の間、レーザービー
ムがミラー８から反射されて集光レンズ１３に向けられ
る。その結果、レーザービームが照射されたミラー８の
領域に応じた開口長ｂを有する微細孔が形成される。こ
のように開口長ｂが変化可能なことから開口比ｂ／ａが
変化される。 具体例
１の各ミラーの反射面は、その平面形状が略台形に形成
され、その面に沿って微小範囲内において移動可能に配
置されている。即ち、第４図に示すようにミラー８は、
台形の１つの側辺の方向ＩＩＩに沿って微小移動可能に
配置されている。このミラー８を方向ＩＩＩに沿って移
動させることによって第５図に示す微小孔２０の長さａ
と微小孔２０のピッチｂとの比である開口比ｂ／ａを変
化させることができる。即ち、ミラー８を方向ＩＩＩに
沿って移動させると、レーザービームが反射される領域
の幅が変化される。例えば、ミラー８の最大幅を有する
領域にレーザービームが照射されてこの領域がレーザー
ビームで走査される場合には、最大幅を有する領域を走
査する期間の間、レーザービームは、この領域から反射
されて集光レンズ１３を介してシート１８に集光されて
最大の開口長ｂを有する微細孔２０が形成される。これ
に対して、ミラー８が移動されると、第２のミラー７か
ら反射されたレーザービームは、最大幅を有する領域よ
りも小さい幅を有するミラー８の領域に照射され、この
領域を走査することとなる。従って、最大幅を有する領
域を走査する期間に比べて短い期間の間、レーザービー
ムがミラー８から反射されて集光レンズ１３に向けられ
る。その結果、レーザービームが照射されたミラー８の
領域に応じた開口長ｂを有する微細孔が形成される。こ
のように開口長ｂが変化可能なことから開口比ｂ／ａが
変化される。 具体例
【００２０】レーザー源１として連続的にレーザービー
ムを発生可能な炭酸ガスレーザーを用い、この炭酸ガス
レーザーから１３ｍｍのビーム径を有するレーザービー
ムが発生される。このレーザービームは、焦点距離２５
４ｍｍ を有する集光レンズ３を用いてポリゴンミラー
５の反射面上で略１ｍｍ から２ｍｍ の径となるよう
に集光される。通常、レーザー源からは、１０ｍｍから
１５ｍｍのビーム径を有するレーザービームが発生され
るが、レーザー源１から１ｍｍ から２ｍｍ のビーム
径を有するレーザービームを発生させることができる場
合には、この集光レンズ３は、不用となる。多面体ミラ
ー、即ち、ポリゴンミラー５は、５０ｍｍの直径を有し
、その外周は、２４面体に形成され、各面は、６ｍｍ
Ｘ ６ｍｍ の大きさを有する反射面５Ａに形成されて
いる。このポリゴンミラー５は、高速スピンドル６によ
って７０，０００ ｒ．ｐ．ｍで回転される。ポリゴン
ミラー５が３０ｃｍ程の直径を有している場合には、ポ
リゴンミラー５の反射面の大きさを十分に大きくするこ
とができ、１０ｍｍから１５ｍｍのビーム径を有するレ
ーザービームを集光レンズ３を介さず、そのままポリゴ
ンミラー５に導入することができるが、ポリゴンミラー
５を高速回転させることができない。即ち、３０ｃｍ程
の直径を有するポリゴンミラー５が７０，０００ ｒ．
ｐ．ｍもの回転数で高速回転される場合には、回転時の
遠心力でポリゴンミラー５が破壊される虞があるからで
ある。このポリゴンミラーに入射されるレザービームの
径は、反射面の一辺の長さの１／３から１／４以下であ
ることが好ましい。これは、回転するポリゴンミラー５
の１つの反射面とこれに境界部を介して接する反射面に
同時にレーザービームが照射される期間は、無駄時間と
なることとことから、この期間をできる限り小さくする
観点から定められている。また、上述した開口比ａ／ｂ
に関しては、シガレットのフィルター用チップペーパー
の場合、その開口比ａ／ｂが略１／４に定められること
が望ましい。 比較例
ムを発生可能な炭酸ガスレーザーを用い、この炭酸ガス
レーザーから１３ｍｍのビーム径を有するレーザービー
ムが発生される。このレーザービームは、焦点距離２５
４ｍｍ を有する集光レンズ３を用いてポリゴンミラー
５の反射面上で略１ｍｍ から２ｍｍ の径となるよう
に集光される。通常、レーザー源からは、１０ｍｍから
１５ｍｍのビーム径を有するレーザービームが発生され
るが、レーザー源１から１ｍｍ から２ｍｍ のビーム
径を有するレーザービームを発生させることができる場
合には、この集光レンズ３は、不用となる。多面体ミラ
ー、即ち、ポリゴンミラー５は、５０ｍｍの直径を有し
、その外周は、２４面体に形成され、各面は、６ｍｍ
Ｘ ６ｍｍ の大きさを有する反射面５Ａに形成されて
いる。このポリゴンミラー５は、高速スピンドル６によ
って７０，０００ ｒ．ｐ．ｍで回転される。ポリゴン
ミラー５が３０ｃｍ程の直径を有している場合には、ポ
リゴンミラー５の反射面の大きさを十分に大きくするこ
とができ、１０ｍｍから１５ｍｍのビーム径を有するレ
ーザービームを集光レンズ３を介さず、そのままポリゴ
ンミラー５に導入することができるが、ポリゴンミラー
５を高速回転させることができない。即ち、３０ｃｍ程
の直径を有するポリゴンミラー５が７０，０００ ｒ．
ｐ．ｍもの回転数で高速回転される場合には、回転時の
遠心力でポリゴンミラー５が破壊される虞があるからで
ある。このポリゴンミラーに入射されるレザービームの
径は、反射面の一辺の長さの１／３から１／４以下であ
ることが好ましい。これは、回転するポリゴンミラー５
の１つの反射面とこれに境界部を介して接する反射面に
同時にレーザービームが照射される期間は、無駄時間と
なることとことから、この期間をできる限り小さくする
観点から定められている。また、上述した開口比ａ／ｂ
に関しては、シガレットのフィルター用チップペーパー
の場合、その開口比ａ／ｂが略１／４に定められること
が望ましい。 比較例
【００２１】穿孔列を４列、穿孔間隔０．５ｍｍ とし
た場合において従来の穿孔装置の回転部が４０組のミラ
ー数を必要とするに対して本願の穿孔装置の回転部は、
２４面の反射ミラー数を有するにも拘らず、下記のよう
な結果が得られ、この発明の穿孔装置によれば、高速穿
孔が可能であるこることが確認されている。 回転数 穿孔速度（ｍ／ｍｉｎ
）ｒｐｍ 従来技術
本案５０００ ５ｘ４０ｘ０．５＝１
００ ５ｘ２４ｘ０．５＝６０１００００
２００
１２０２００００
４００ ２４０３０００
０ ／
３６０５００００
／ ６００７００００
／
８４０
た場合において従来の穿孔装置の回転部が４０組のミラ
ー数を必要とするに対して本願の穿孔装置の回転部は、
２４面の反射ミラー数を有するにも拘らず、下記のよう
な結果が得られ、この発明の穿孔装置によれば、高速穿
孔が可能であるこることが確認されている。 回転数 穿孔速度（ｍ／ｍｉｎ
）ｒｐｍ 従来技術
本案５０００ ５ｘ４０ｘ０．５＝１
００ ５ｘ２４ｘ０．５＝６０１００００
２００
１２０２００００
４００ ２４０３０００
０ ／
３６０５００００
／ ６００７００００
／
８４０
【００２２】
【発明の効果】以上のようにこの発明の穿孔装置におい
ては、連続して発生されるレーザービームを利用してい
ることから、そのパワーが安定することとなり、その結
果、穿孔されて形成された微細孔のサイズ及び形状のバ
ラツキが小さくすることができる。レーザービームは、
回転多面体ミラーと反射ミラーの組み合せで分割され、
全てのエネルギーが穿孔に利用されることから、装置と
してのエネルギー利用効率が良く、同時に複数列を開孔
することから穿孔効率を向上させることができる。
ては、連続して発生されるレーザービームを利用してい
ることから、そのパワーが安定することとなり、その結
果、穿孔されて形成された微細孔のサイズ及び形状のバ
ラツキが小さくすることができる。レーザービームは、
回転多面体ミラーと反射ミラーの組み合せで分割され、
全てのエネルギーが穿孔に利用されることから、装置と
してのエネルギー利用効率が良く、同時に複数列を開孔
することから穿孔効率を向上させることができる。
【００２３】また、回転部は、高速スピンドルとこれに
取り付けられた多面体ミラーであり、この多面体ミラー
は、主要な構成要素が反射面のみであることから、回転
部の構造が簡略となり、比較的加工容易に製造すること
ができるとともに回転部の回転速度を大きくすることに
よって穿孔速度をより高速化することが可能となる。
取り付けられた多面体ミラーであり、この多面体ミラー
は、主要な構成要素が反射面のみであることから、回転
部の構造が簡略となり、比較的加工容易に製造すること
ができるとともに回転部の回転速度を大きくすることに
よって穿孔速度をより高速化することが可能となる。
【００２４】更に、第３および第４のミラー対のミラー
が略台形形状に形成され、このミラーが微小範囲亙って
可動可能に構成されていることから、比較的容易に集光
されるレーザービームのビーム径を変更することができ
、これにより容易に穿孔により形成される微細孔の開口
比を変化させることができる。
が略台形形状に形成され、このミラーが微小範囲亙って
可動可能に構成されていることから、比較的容易に集光
されるレーザービームのビーム径を変更することができ
、これにより容易に穿孔により形成される微細孔の開口
比を変化させることができる。
【図１】 図１は、この発明の穿孔装置の一実施例を
示す概略図。
示す概略図。
【図２】 図２（ａ）、（ｂ）は、図１に示された穿
孔装置に組み込まれる回転多面体ミラーを示す平面図及
び側面図、
孔装置に組み込まれる回転多面体ミラーを示す平面図及
び側面図、
【図３】 図３は、図１に示された穿孔装置の第２の
反射ミラーから第３及び第４の反射ミラーに至る光学系
を概略的に示す平面図、
反射ミラーから第３及び第４の反射ミラーに至る光学系
を概略的に示す平面図、
【図４】 図４は、図１に示された穿孔装置の第２の
反射ミラーから穿孔されるチップペーパーに至る光学系
を概略的に示す斜視図、
反射ミラーから穿孔されるチップペーパーに至る光学系
を概略的に示す斜視図、
【図５】 図５は、この発明の穿孔装置によって穿孔
された微細孔のピッチと開口長との関係を示す図。
された微細孔のピッチと開口長との関係を示す図。
１・・・レーザー源、３・・・集光レンズ、４・・・第
１の反射ミラー、５・・・回転多面体ミラー、７・・・
第２のミラー、８、９、１０、１１・・・ミラー対、１
２、１３、１４、１５・・・集光レンズ、１８・・・チ
ップペーパー、２０・・・微細孔
１の反射ミラー、５・・・回転多面体ミラー、７・・・
第２のミラー、８、９、１０、１１・・・ミラー対、１
２、１３、１４、１５・・・集光レンズ、１８・・・チ
ップペーパー、２０・・・微細孔
Claims (2)
- 【請求項１】 連続的にレーザービームを発生するレ
ーザ発生源と、レーザービームを集束する集束レンズと
、集束性のレーザービームを偏向する回転多面体ミラー
と、多面体ミラーからの偏向レーザービームで走査され
、このレーザービームの走査に伴いこのレーザービーム
を分割反射するビーム分割ミラーと、ビーム分割ミラー
から向けられたレーザービームを２つのセグメントビー
ムに分離して夫々異なる方向に向ける分離ミラーと、及
び分離ミラーからのセグメントレーザービームを帯状シ
ートに集光する集光レンズと、を具備することを特徴と
する帯状シートの穿孔装置。 - 【請求項２】 分離ミラーは、夫々台形形状の反射面
を有し、その反射面に沿って移動可能に配置されている
ことを特徴とする請求項１の帯状シートの穿孔装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3040191A JP3071227B2 (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 帯状シートの穿孔装置 |
| DE69202785T DE69202785T2 (de) | 1991-03-06 | 1992-03-06 | Gerät zum Bohren von Perforierungen in eine Bahn. |
| EP92103866A EP0502538B1 (en) | 1991-03-06 | 1992-03-06 | Apparatus for boring perforations in a web sheet |
| US07/845,041 US5210390A (en) | 1991-03-06 | 1992-06-03 | Apparatus for boring perforations in a web sheet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3040191A JP3071227B2 (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 帯状シートの穿孔装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04279292A true JPH04279292A (ja) | 1992-10-05 |
| JP3071227B2 JP3071227B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=12573887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3040191A Expired - Fee Related JP3071227B2 (ja) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | 帯状シートの穿孔装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5210390A (ja) |
| EP (1) | EP0502538B1 (ja) |
| JP (1) | JP3071227B2 (ja) |
| DE (1) | DE69202785T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007283481A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-11-01 | Hitachi Chem Co Ltd | 穴開け加工方法 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1253040B (it) * | 1991-09-25 | 1995-07-10 | Gd Spa | Dispositivo e metodo per la foratura di materiale di incarto di sigarette mediante almeno un fascio laser |
| JP3101636B2 (ja) * | 1991-11-21 | 2000-10-23 | 日本たばこ産業株式会社 | 帯状シートの穿孔装置 |
| JP2658809B2 (ja) * | 1992-08-27 | 1997-09-30 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置 |
| JP3146076B2 (ja) * | 1992-10-20 | 2001-03-12 | 日本たばこ産業株式会社 | 通気度検出方法及びその装置 |
| FR2733447B1 (fr) * | 1995-04-25 | 1997-06-06 | Poste | Procede et dispositifs de decoupe de materiau par faisceau laser |
| US6168110B1 (en) * | 1998-02-24 | 2001-01-02 | Philip Morris Management Corp. | Dual bobbin mandrel |
| US7094193B2 (en) * | 2003-08-28 | 2006-08-22 | Philip Morris Usa Inc. | High speed laser perforation of cigarette tipping paper |
| GB201108475D0 (en) | 2011-05-20 | 2011-07-06 | British American Tobacco Co | Smoking article wrapper |
| TW201438607A (zh) | 2012-10-16 | 2014-10-16 | British American Tobacco Co | 菸品包裝紙及製作菸品之方法 |
| AT515408B1 (de) | 2014-04-03 | 2015-09-15 | Tannpapier Gmbh | Diffusionsoptimiertes Mundstückbelagpapier |
| CN105880847A (zh) * | 2016-06-04 | 2016-08-24 | 吴江市三达五金工具厂 | 一种激光切割机设备 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5726872A (en) * | 1980-07-25 | 1982-02-13 | Kyocera Corp | Copying machine |
| JPS6058648B2 (ja) * | 1980-08-14 | 1985-12-20 | 東一工業株式会社 | 陣痛計の外測用トランスデュ−サ |
| JPS5749318A (en) * | 1980-09-08 | 1982-03-23 | Nippon Telegraph & Telephone | Submarine cable connector |
| CA1197476A (en) * | 1982-04-19 | 1985-12-03 | Albert C. Frost | Gas separation process |
| IT1163485B (it) * | 1982-07-06 | 1987-04-08 | Hauni Werke Koerber & Co Kg | Dispositivo per perforare articoli dell'industria di lavorazione del tabacco |
| JPS5942194A (ja) * | 1982-09-01 | 1984-03-08 | Mitsubishi Electric Corp | レ−ザ穴開け装置 |
| JPS5978067A (ja) * | 1982-10-28 | 1984-05-04 | Fuji Xerox Co Ltd | 用紙等へのミシン目加工装置 |
| JPS6123591A (ja) * | 1984-07-12 | 1986-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レ−ザ加工機 |
| JPS6289593A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-24 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | レ−ザ加工装置 |
| JPS63188486A (ja) * | 1987-01-30 | 1988-08-04 | Japan Tobacco Inc | 帯状シ−ト材料の穿孔方法及び装置 |
| JPH0237983A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-02-07 | Japan Tobacco Inc | 帯状シートの穿孔装置 |
| JPH1157787A (ja) * | 1997-08-26 | 1999-03-02 | Ii T S Kk | 汚水の処理方法及びその装置 |
-
1991
- 1991-03-06 JP JP3040191A patent/JP3071227B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-03-06 DE DE69202785T patent/DE69202785T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-03-06 EP EP92103866A patent/EP0502538B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-03 US US07/845,041 patent/US5210390A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007283481A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-11-01 | Hitachi Chem Co Ltd | 穴開け加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69202785T2 (de) | 1995-10-12 |
| EP0502538B1 (en) | 1995-06-07 |
| JP3071227B2 (ja) | 2000-07-31 |
| EP0502538A3 (en) | 1993-02-17 |
| US5210390A (en) | 1993-05-11 |
| EP0502538A2 (en) | 1992-09-09 |
| DE69202785D1 (de) | 1995-07-13 |
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