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公開番号2025088997
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-12
出願番号2023203902
出願日2023-12-01
発明の名称レーザ照射装置、被加工物及びレーザ照射方法
出願人株式会社リコー
代理人個人,個人,個人
主分類B23K 26/00 20140101AFI20250605BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】走査時間の増大を抑制しつつ、画像パターンの視認性を向上させる。
【解決手段】レーザ光を照射するレーザ照射装置100であって、レーザ光を偏向走査する第1偏向手段20と、第1偏向手段20によって偏向されたレーザ光を偏向する第2偏向手段30とを備え、第1偏向手段20は、非慣性偏向装置を含み、第1ラインに沿ってレーザ光を照射しながら、第1ラインと平行な少なくとも1本以上のラインに沿って第1ラインの横にレーザ光を照射する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
レーザ光を照射するレーザ照射装置であって、
前記レーザ光を偏向走査する第１偏向手段と、
前記第１偏向手段によって偏向された前記レーザ光を偏向する第２偏向手段とを備え、
前記第１偏向手段は、非慣性偏向装置を含み、
第１ラインに沿って前記レーザ光を照射しながら、前記第１ラインと平行な少なくとも１本以上のラインに沿って前記第１ラインの横に前記レーザ光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 1,200 文字）【請求項２】
前記第２偏向手段によって、前記レーザ光を前記第１ラインに沿って照射するように偏向し、
前記第１偏向手段によって、前記レーザ光を前記第１ラインと平行な少なくとも１本以上のラインに沿って前記第１ラインの横に照射するように偏向する請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項３】
前記画像パターンを分解した複数のライン要素の座標データに基づく前記第１ラインに沿って被加工物の表面にレーザ照射のオンオフによる微小なレーザ照射変性部を連続して形成するように前記レーザ光を偏向する偏向手段を備える請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項４】
前記非慣性偏向装置は、音響光学偏向器である請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項５】
前記第１ラインは、前記第１偏向手段の偏向角を所定の基準値に保った場合に、前記第２偏向手段の走査によって生じるレーザ光の走査軌跡である請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項６】
前記レーザ照射装置は、樹脂製の被加工物に対して前記レーザ光を照射する請求項１に記載のレーザ照射装置。
【請求項７】
前記被加工物は、互いに平行な複数のライン上に、複数のレーザ照射変性部が並んで形成される被加工物であって、
互いに隣り合う２つの前記ライン同士の間で隣り合って配置される前記レーザ照射変性部同士の、前記ラインと平行な方向の位置ずれ量の標準偏差が１０μｍ以下である請求項６に記載のレーザ照射装置。
【請求項８】
前記被加工物は、互いに平行な複数のライン上に、複数のレーザ照射変性部が並んで形成される被加工物であって、
互いに隣り合う２つの前記ライン同士の間で隣り合って配置される前記レーザ照射変性部同士の、中心間距離の標準偏差が６μｍ以下である請求項６に記載のレーザ照射装置。
【請求項９】
円弧状の内側ラインと、前記内側ラインの半径方向の外側に前記内側ラインと隣り合って位置する円弧状の外側ラインとを少なくとも含む複数の平行なライン上に、複数のレーザ照射変性部が並んで形成される被加工物であって、
前記内側ライン上の前記レーザ照射変性部同士の中心間距離をＡ、前記内側ラインの半径をｒ、前記内側ラインと前記外側ラインとの半径差をα、前記内側ラインのＮ個分の前記レーザ照射変性部が並ぶ円弧長さと前記外側ラインのＮ個分の前記レーザ照射変性部が並ぶ円弧長さとの差をＳとすると、２αＡＮ／３ｒ＜Ｓ＜４αＡＮ／３ｒの関係を満たすことを特徴とする被加工物。
【請求項１０】
互いに平行な複数のライン上に、複数のレーザ照射変性部が並んで形成される被加工物であって、
互いに隣り合う２つの前記ライン同士の間で隣り合って配置される前記レーザ照射変性部同士の、前記ラインと平行な方向の位置ずれ量の標準偏差が１０μｍ以下であることを特徴とする被加工物。
（【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、被加工物及びレーザ照射方法に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）ボトルなどの被加工物にレーザ光を照射して文字などの画像パターンを形成するレーザ照射装置が知られている。
【０００３】
このようなレーザ照射装置に用いられるレーザ走査方式には、画像パターンの形状に関わらずレーザ光を平行線状に繰り返し走査するラスタ走査方式と、画像パターンの形状に倣ってレーザ光を走査するベクタ走査方式とがある。
【０００４】
例えば、特許文献１（特許第３４２５５５３号公報）においては、ベクタ走査方式のレーザ照射装置として、ガルバノスキャナによってレーザ光を二次元的に走査することにより、画像パターンの形状に倣ってレーザ光を照射するレーザ照射装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１においては、レーザ光の照射精度については考慮されていなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、レーザ光の照射精度を良くして、画像パターンの視認性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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明は、レーザ光を照射するレーザ照射装置であって、前記レーザ光を偏向走査する第１偏向手段と、前記第１偏向手段によって偏向された前記レーザ光を偏向する第２偏向手段とを備え、前記第１偏向手段は、非慣性偏向装置を含み、第１ラインに沿って前記レーザ光を照射しながら、前記第１ラインと平行な少なくとも１本以上のラインに沿って前記第１ラインの横に前記レーザ光を照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、レーザ光の照射精度を良くして、画像パターンの視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の第１実施形態に係るレーザ照射装置の平面図である
本発明の第１実施形態に係るレーザ照射装置を用いて被加工物に画像パターンを形成するフロー図である。
被加工物上に形成されるレーザ照射変性部の態様を示す図である。
被加工物上に形成される画像パターンの一例を示す図である。
２本の画像線によって画像パターンを形成した場合の一例を示す図である。
ＡＯＤ（音響光学偏向器）の機能を説明するための図である。
ＡＯＤの偏向角を示す図である。
本発明の第１実施形態に係るレーザ照射装置を用いて形成される画像パターンの一例を拡大して示す図である。
図８の画像パターンを１画素ずつマトリクス状に区画し、各画素の位置をｘ座標及びｙ座標から成る座標（ｘ，ｙ）にて示す図である。
本発明の第１実施形態に係るレーザ照射装置を用いて形成される画像パターンの他の例を拡大して示す図である。
図１０の画像パターンを１画素ずつマトリクス状に区画し、各画素の位置をｘ座標及びｙ座標から成る座標（ｘ，ｙ）にて示す図である。
互いに隣り合うライン同士の間で隣り合って配置されるレーザ照射変性部同士を、第１ラインに対して直交する方向へ並ぶように位置合わせした例を示す図である。
ガルバノスキャナのレーザ走査方向と、ＡＯＤの偏向方向が同じ方向である場合の画像パターンの幅を示す図である。
ガルバノスキャナのレーザ走査方向がｘ軸に対して４５°傾斜する方向である場合の画像パターンの幅を示す図である。
本発明の第２実施形態に係るレーザ照射装置の平面図である。
本発明の第２実施形態に係るレーザ照射装置の側面図である。
本発明の第２実施形態に係るレーザ照射装置を用いて形成される画像パターンの幅を示す図である。
本発明の各実施形態に係るレーザ照射装置を制御する制御部の一例を示す図である。
画像パターンが直線状の画像線によって形成された場合の主走査方向の位置ずれ及び変性部間距離を示す図である。
画像パターンが円弧状の画像線によって形成された場合の主走査方向の位置ずれ及び変性部間距離を示す図である。
比較例のレーザ照射装置を用いて形成された画像線の主走査方向の位置ずれを示す図である。
比較例のレーザ照射装置を用いて形成された画像線の円弧半径ごとの主走査方向の位置ずれの量を示す図である。
本発明のレーザ照射装置を用いて形成された画像線の主走査方向の位置ずれを示す図である。
本発明のレーザ照射装置を用いて形成された画像線の円弧半径ごとの主走査方向の位置ずれの量を示す図である。
比較例のレーザ照射装置を用いて形成された画像線の変性部間距離を示す図である。
比較例のレーザ照射装置を用いて形成された画像線の円弧半径ごとの変性部間距離を示す図である。
本発明のレーザ照射装置を用いて形成された画像線の変性部間距離を示す図である。
本発明のレーザ照射装置を用いて形成された画像線の円弧半径ごとの変性部間距離を示す図である。
画像パターンが形成される前の被加工物の断面を示す図である。
画像パターンが形成された状態の被加工物の断面を示す図である。
撮影システムの一例を示す図である。
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。
撮影システムで撮影した被加工物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。
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。
文字「Ａ」の上下方向の大きさを合わせた測定スクエアの１辺を１と規定した場合の評価イメージを示す図である。
１本線で書かれた７ポイントサイズの文字「Ａ」に対して測定スクエアの大きさを変化させた場合の視認性値の違いを示すグラフである。
文字「Ａ」についての文字の大きさ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。
立体物の造形装置の一例である粉末床溶融結合装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の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。
（【００１１】以降は省略されています）

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