特許ウォッチ

公開番号2024129473
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-27
出願番号2023038703
出願日2023-03-13
発明の名称レーザ照射装置、レーザ照射方法及びシステム
出願人株式会社リコー
代理人個人,個人,個人
主分類B23K 26/08 20140101AFI20240919BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】曲線状の搬送経路に沿って搬送される対象物へのレーザ照射精度を向上させる。
【解決手段】曲線状の搬送経路20に沿って搬送される対象物1に対してレーザLを照射するレーザ照射装置であって、対象物1の搬送方向Fにおける対象物1上の下流側の位置からレーザLを照射し、続いて、対象物1上の上流側の位置に対してレーザLを照射することを特徴とするレーザ照射装置。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
曲線状の搬送経路に沿って搬送される対象物に対してレーザを照射するレーザ照射装置であって、
前記対象物の搬送方向における前記対象物上の下流側の位置からレーザを照射し、続いて、前記対象物上の上流側の位置に対してレーザを照射することを特徴とするレーザ照射装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記対象物上のレーザ照射開始点から前記対象物の搬送方向とは交差する方向へレーザを照射し、続いて、レーザ照射位置を前記対象物の搬送方向の上流側へずらして、前記対象物の搬送方向とは交差する方向へレーザを照射する請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項３】
レーザを発振するレーザ発振源と、
前記レーザ発振源によって発振されたレーザを偏向する偏向部と、
を備え、
前記搬送経路に沿って配置される搬送経路円を含む平面に対して直交する方向から見て、
前記対象物に対してレーザ照射が開始されたときの前記対象物の中心位置をＡ、前記搬送経路円の中心をＯ、前記偏向部からレーザが射出される射出点に対して前記対象物が最も近づいたときの前記対象物の中心位置をＢとしたときの角ＡＯＢをθ１とし、
前記対象物上のレーザ照射開始点をａ１、前記対象物の中心をＡ、前記対象物の正面位置をｃ１としたときの角ａ１‐Ａ‐ｃ１をθ２とし、
前記搬送経路円の半径をＲとし、
前記対象物の半径をｒとし、
レーザの焦点深度をＤｏＦとすると、
Ｒ（１－ｃｏｓθ１）＋ｒ（１－ｃｏｓ（θ２－θ１））＜２×ＤｏＦの関係を満たす請求項１又は２に記載のレーザ照射装置。
【請求項４】
レーザを発振するレーザ発振源と、
前記レーザ発振源によって発振されたレーザを偏向する偏向部と、
を備え、
前記搬送経路に沿って配置される搬送経路円を含む平面に対して直交する方向から見て、
前記搬送経路円の中心と、前記偏向部からレーザが射出される射出点に対して前記対象物が最も近づいたときの前記対象物の正面位置とを通る直線方向をＹ軸方向とすると、
前記対象物に対してレーザ照射が開始されたときの前記対象物上のレーザ照射開始点と、前記対象物が前記射出点に対して最も近づいたときの前記対象物の正面位置との間の前記Ｙ軸方向の中間位置が、レーザのベストフォーカス位置となるように設定される請求項１又は２に記載のレーザ照射装置。
【請求項５】
レーザを発振するレーザ発振源と、
前記レーザ発振源によって発振されたレーザを偏向する偏向部と、
を備え、
前記搬送経路に沿って配置される搬送経路円を含む平面に対して直交する方向から見て、
前記偏向部からレーザが射出される射出点は、前記偏向部からレーザが射出される射出点に対して前記対象物が最も近づいたときの前記対象物の中心位置と前記搬送経路円の中心とを通る直線上に配置される請求項１又は２に記載のレーザ照射装置。
【請求項６】
レーザを発振するレーザ発振源と、
前記レーザ発振源によって発振されたレーザを偏向する偏向部と、
を備え、
前記搬送経路に沿って配置される搬送経路円を含む平面に対して直交する方向から見て、
前記偏向部からレーザが射出される射出点は、前記偏向部からレーザが射出される射出点に対して前記対象物が最も近づいたときの前記対象物の中心位置と前記搬送経路円の中心とを通る直線を基準に、前記対象物が前記射出点に対して最も近づいたときの前記対象物の中心位置を中心とする円周方向に±５°未満の範囲内に配置される請求項１又は２に記載のレーザ照射装置。
【請求項７】
複数のレーザ発振源を備え、
前記複数のレーザ発振源から発振されるレーザは、前記対象物上の前記対象物の搬送方向に対して交差する方向に分割された異なるレーザ照射領域に対してそれぞれ照射される請求項１又は２に記載のレーザ照射装置。
【請求項８】
前記分割された異なるレーザ照射領域のうち、上側の前記レーザ照射領域から順にレーザが照射される請求項７に記載のレーザ照射装置。
【請求項９】
前記対象物上のレーザ照射領域に気流を発生させる気流発生部を備える請求項８に記載のレーザ照射装置。
【請求項１０】
前記気流発生部は、上方へ向かって気流を発生させる請求項９に記載のレーザ照射装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ照射装置、レーザ照射方法及びシステムに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ベルトコンベアなどの搬送装置によって搬送される対象物に対してレーザを照射するレーザ照射装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２０２１－３７６８５号公報）においては、回転する円筒ロールの外周面に保持される対象物に対してレーザを照射して加工を施すレーザ照射装置の構成が開示されている。
【０００４】
このように、対象物が円筒ロールの外周面に保持される場合など、対象物が曲線状の搬送経路に沿って搬送される場合は、対象物が直線状の搬送経路に沿って搬送される場合に比べて、レーザ照射精度が低下する虞がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明においては、曲線状の搬送経路に沿って搬送される対象物へのレーザ照射精度を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は、曲線状の搬送経路に沿って搬送される対象物に対してレーザを照射するレーザ照射装置であって、前記対象物の搬送方向における前記対象物上の下流側の位置からレーザを照射し、続いて、前記対象物上の上流側の位置に対してレーザを照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、曲線状の搬送経路に沿って搬送される対象物へのレーザ照射精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の第一実施形態に係るレーザ照射装置が搭載されるシステムの側面図である
本発明の第一実施形態に係るシステムの平面図である。
本発明の第一実施形態に係る制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。
本発明の第一実施形態に係る制御部の機能構成を示すブロック図である。
本発明の第一実施形態に係る収容器の性状変化を示す図である。
本発明の第一実施形態に係る収容器が曲線状の搬送経路に沿って搬送される場合と、収容器が直線状の搬送経路に沿って搬送される場合との、収容器上のレーザ照射領域と有効な焦点範囲との位置関係を示す平面図である。
本発明の第一実施形態に係る搬送方向の下流側の位置から順にレーザ照射を行うシステムの平面図である。
搬送方向の上流側の位置から順にレーザ照射を行うシステムの平面図である。
レーザのビーム径と焦点深度との関係を示す図である。
パターンの視認性値とデフォーカス量との関係を示す図である。
本発明の第一実施形態に係る収容器のレーザ照射領域を示す側面図である。
本発明の第二実施形態に係るレーザ照射装置を含むシステムの構成を示す平面図である。
本発明の一実施形態に係るレーザ照射点を説明するための図である。
パターンの長さと生産性との関係を示す図である。
本発明の第三実施形態に係るレーザ照射装置を含むシステムの構成を示す平面図である。
本発明の第三実施形態において用いられる収容器の側面図である。
偏向部の射出点が最適な位置からずれて配置された場合のパターンの視認性を示す図である。
最適な位置に対する射出点のずれ量を示す平面図である。
本発明の一実施形態に係るレーザ照射順の一例を示す側面図である。
本発明の一実施形態に係る気流発生部を備えるシステムの側面図である。
レーザ照射の順番と気流の向きの関係を示す図である。
本発明の一実施形態に係る収容器の撮影システムの一例を示す図である。
本発明の一実施形態に係る収容器の撮影システムに白色拡散面を設置した状態を示す図である。
本発明の一実施形態に係る撮像システムで撮影した収容器の像と像以外の部分を示す概略図である。
Ｇ信号と三次元多項式から換算した明度との関係を示すグラフである。
像の明度（Ｌ
＊
０
）と主観評価点との関係を示すグラフである。
像の明度と像以外の部分の明度との差（ΔＬ
＊
）と主観評価点との関係を示すグラフである。
数式：Ｙ＝１－ｅｘｐ（－ｘ）におけるｘとＹとの関係を示すグラフである。
主観評価点と視認性値との関係を示すグラフである。
評価ランクと視認性値との関係を示すグラフである。
レーザ照射装置が搬送経路に対してその中心よりも内側に配置されるシステムの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るレーザ照射装置の実施形態について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材及び構成部品などの構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００１０】
図１は、本発明の第一実施形態に係るレーザ照射装置が搭載されるシステムの側面図、図２は、本発明の第一実施形態に係るシステムの平面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許