JP2023072814A - レーザー加工装置及びレーザー加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】情報量が多い画像等の情報であっても高精細に描画することができると共に、商品化可能なレベルの情報を高速で直接描画できるレーザー加工装置の提供。【解決手段】被加工物に対してレーザー光を照射する光照射手段と、偏向器及び結像光学素子を有し、前記偏向器及び結像光学素子によりレーザー光を走査する光走査手段と、被加工物を加工領域に搬送する搬送手段と、を有するレーザー加工装置であって、前記被加工物は、前記搬送手段により搬送されながら前記光走査手段で走査されたレーザー光を前記被加工物に照射することにより加工され、前記被加工物の搬送方向に対して直交する方向に走査を行い、前記被加工物の加工形状は、前記搬送方向よりも走査方向の方が長いレーザー加工装置である。【選択図】なし

Description

本発明は、レーザー加工装置及びレーザー加工方法に関する。

昨今、海洋プラスチックごみの問題等が取り沙汰され、世界的にプラスチックごみによる環境汚染をなくしていく動きが活発化している。このようなプラスチックごみの一例としてペットボトルは飲料の流通、販売において保存性などの様々な利点から、広く利用されており、大量の飲料用ペットボトルが生産、販売、使用されている。

飲料用ペットボトルは、その管理及び販売促進のためにラベルが添付されるのがほとんどである。ラベルには、商品名、成分表示、賞味期限、バーコード、ＱＲコード（登録商標）、リサイクルマーク、ロゴマーク等の消費者にとって必要不可欠な情報が多く印刷されている。加えて、飲料の製造元各社が消費者に訴求するために考案するデザイン画又はイラストの印刷も行われ、商品の個性発揮や競争力アップに寄与している。このように、現在では、飲料用ペットボトルには、上記のような印刷を施されたラベルを付加することが一般的となっている。

このようなラベル付き飲料用ペットボトルは、消費者が収容物を消費した後、回収され、環境を保護するために、再資源化を目的にリサイクルされている。このことは特に、飲料用ペットボトルにおいて「ボトルｔｏボトル」と呼ばれることもある、循環型リサイクルの促進が求められている。飲料用ペットボトルの循環型リサイクルとは、使用済みペットボトルを分別回収して、リサイクル業者で飲料用ペットボトルの原料となるフレークに変え、再度ペットボトルの生成に活用するというもので、この循環型リサイクルを円滑に回していくためには、分別回収が徹底される必要がある。

この際、ペットボトルとラベルとキャップとは材質が異なるために、リサイクルの過程できちんと分離される必要がある。そのため、消費者は１本１本のボトルからキャップとラベルを分離しなければならない。キャップは飲料を消費する際に、自然と外すことになるため手間にならないが、ラベルは手作業で剥がして分別しなければならず、リサイクルにおける煩わしさを生じている。つまり、この人手による作業が、大量に消費される飲料用ペットボトルのリサイクルを困難にしている。

しかしながら、従来技術では、炭酸ガスレーザーにより簡単な記号又は数字を記録することが精一杯であり、情報量が多い画像等の情報を記録することができないという問題があった。また、記録部の色が余り変化せず、記録部と非記録部の差が不明確であり、数字又は記号の判読が困難であったため、豊富な情報が記載されたラベルを炭酸ガスレーザーの記録で置き換えることができなかった。その結果、豊富な情報が記載されたラベルを必要としない、リサイクルが容易なラベルレスボトルのような収容容器は未だ実現できていない。

関連する先行技術文献として、例えば、加工ムラを抑制する目的で、ポリゴンミラーを非等速で回転駆動させ、等速で回転している場合に生じる走査速度の変化を小さくする構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この特許文献１では、生産性を上げるためにはレーザー出力を上げる必要があり、主にアルミニウムの切削で製造されるポリゴンミラーではレーザー耐力が不十分であり高生産性への対応という問題は解決できていない。

本発明は、情報量が多い画像等の情報であっても高精細に記録することができると共に、商品化可能なレベルの情報を高速で直接描画できるレーザー加工装置を提供することを目的とする。

本発明の課題を解決するための手段としての本発明のレーザー加工装置は、被加工物に対してレーザー光を照射する光照射手段と、偏向器及び結像光学素子を有し、前記偏向器及び結像光学素子によりレーザー光を走査する光走査手段と、被加工物を加工領域に搬送する搬送手段と、を有するレーザー加工装置であって、前記被加工物は、前記搬送手段により搬送されながら前記光走査手段で走査されたレーザー光を前記被加工物に照射することにより加工され、被加工物の搬送方向に対して直交する方向に走査を行い、被加工物の加工形状は、搬送方向よりも走査方向の方が長いものである。

本発明によると、情報量が多い画像等の情報であっても高精細に描画することができると共に、商品化可能なレベルの情報を高速で直接描画できるレーザー加工装置を提供することができる。

図１Ａは、被加工物としてのペットボトルの表面に所望の加工形状を設ける第１の実施形態のレーザー加工装置の一例を示す平面図である。 図１Ｂは、図１Ａの側面図である。 図２Ａは、加工領域における走査の動作の一例を示す概略図である。 図２Ｂは、被加工物に形成される加工形状の一例を示す概略図である。 図２Ｃは、被加工物に形成される加工形状の他の一例を示す概略図である。 図３Ａは、レーザー加工により得られる微細な凹形状によって、所定の文字を表した一例を示す図である。 図３Ｂは、図３Ａの変形例を示す図である。 図４は、主走査方向に並ぶ文字列を副走査方向に２列並べた場合の加工形状の一例を示す概略図である。 図５Ａは、光走査手段の副走査方向への走査を示す第２の実施形態に係るレーザー加工装置の一例を説明する図である。 図５Ｂは、図５Ａの拡大図である。 図６は、搬送されるペットボトルの位置を検出するための第３の実施形態に係るレーザー加工装置の一例を示す概略図である。 図７は、微小な凹形状の集合からなる文字の一例を示す図である。 図８は、複数の微細構造から構成されている文字の一例を示す図である。 図９は、複数の微細構造が繋がっている構成の文字の一例を示す図である。 図１０は、光走査手段の一例を示す概略図である。 図１１は、収容容器の外観の一例を示す図である。 図１２は、収容容器の外観の他の一例を示す図である。 図１３は、収容容器の外観の他の一例を示す図である。 図１４は、表面改質をレーザー照射によって行った場合の一例を示す図である。 図１５Ａは、表面性状の変化により形成された微細構造を集合させることで形成された印字面の拡大図である。 図１５Ｂは、表面性状の変化により形成された微細構造を集合させることで形成された印字面が複数の微細構造によって形成されている図である。 図１５Ｃは、表面性状の変化により形成された微細構造を集合させることで形成された印字面における微細構造が円形に近い形状を取る図である。 図１５Ｄは、表面性状の変化により形成された微細構造を集合させることで形成された印字面における微細構造が同一のライン加工である場合を示す図である。 図１６Ａは、収容容器における出力画素の画素値を調整する一例を示す図である。 図１６Ｂは、収容容器における出力画素の画素値を調整する他の一例を示す図である。 図１６Ｃは、収容容器における出力画素の画素値を調整する他の一例を示す図である。 図１７Ａは、第５の実施形態に係る一体記録を有する収容容器の一例を示す図である。 図１７Ｂは、図１７Ａの描画部分の拡大図である。 図１８は、一体記録を有する収容容器の口部付近の曲面に画像記録を実施した一例を示す図である。 図１９は、一体記録を有する収容容器の口部付近の曲面に画像記録を実施した他の一例を示す図である。 図２０は、一体記録を有する収容容器の口部付近の曲面に画像記録を実施した他の一例を示す図である。 図２１は、加工深度のバリエーションを表す模式図である。 図２２は、マルチビーム時の加工のビーム同士の重なりのイメージを表す図である。 図２３は、第６の実施形態に係るレーザー加工装置としての収容容器の製造装置の一例を示す概略図である。 図２４は、第６の実施形態に係るレーザー加工装置としての収容容器の製造装置の他の一例を示す概略図である。 図２５は、第６の実施形態に係るレーザー加工装置としての収容容器の製造装置の他の一例を示す概略図である。 図２６は、容器本体の傾斜部に描画できるように容器本体に対して傾斜を持たせてマーキング部を配置した収容容器の製造装置の一例を示す概略図である。 図２７は、容器本体を横置きに配置した場合の収容容器の製造装置の一例を示す概略図である。 図２８は、収容容器の製造装置の一例を示す機能ブロック図である。 図２９Ａは、収容容器の製造装置におけるレーザー駆動部の走査部（ラスター）の構成の一例を示す概略図である。 図２９Ｂは、図２９Ａの収容容器の製造装置を用いた処理を示すフローチャートである。 図３０Ａは、収容容器の製造装置におけるレーザー駆動部の光学系をアレイ化した場合の構成の一例を示す概略図である。 図３０Ｂは、図３０Ａの収容容器の製造装置を用いた処理を示すフローチャートである。

（レーザー加工装置及びレーザー加工方法）
本発明のレーザー加工装置は、第１の形態では、被加工物に対してレーザー光を照射する光照射手段と、偏向器及び結像光学素子を有し、偏向器及び結像光学素子によりレーザー光を走査する光走査手段と、被加工物を加工領域に搬送する搬送手段と、を有するレーザー加工装置であって、被加工物は、搬送手段により搬送されながら光走査手段で走査されたレーザー光を被加工物に照射することにより加工され、被加工物の搬送方向に対して直交する方向に走査を行い、被加工物の加工形状は、搬送方向よりも走査方向の方が長いものである。
本発明のレーザー加工方法は、第１の形態では、被加工物に対してレーザー光を照射する光照射工程と、偏向器及び結像光学素子を用いてレーザー光を走査する光走査工程と、被加工物を加工領域に搬送する搬送工程と、を含むレーザー加工方法であって、被加工物は、搬送工程で搬送されながら光走査工程で走査されたレーザー光を被加工物に照射することにより加工され、被加工物の搬送方向に対して直交する方向に走査を行い、被加工物の加工形状は、搬送方向よりも走査方向の方が長いものである。

本発明の第１の形態のレーザー加工装置及びレーザー加工方法においては、光走査手段としてのガルバノスキャナを往復走査させる場合、反転する際には必ず減速動作及び加速動作が入る。減速時及び加速時ではガルバノスキャナの角度とそれに対応する座標の一致が難しいので、基本的には非加工時間となってしまう。この非加工時間の時間的比率を小さくするために、ガルバノスキャナ等速動作の領域をなるべく長くとることによって生産性を上げる。即ち、ある加工面積を得る場合、ガルバノ往復動作する方向（主走査方向）を長く、それに直交する方向を短くすると、反転回数は少なく加工時間は前者の方が短くなり、生産性が向上し、情報量が多い画像等の情報であっても高精細に記録することができると共に、商品化可能なレベルの情報を高速で直接描画できる。

本発明の第１の実施形態における一態様において、被加工物の加工形状が微小なドットの集合体を含み、微小なドットの集合体における隣接するドット間が、走査方向と直交する方向に所定の間隔が設けられている。この態様によると、ラスター走査と搬送とを組み合わせてレーザー加工を行うため、副走査方向に所定のピッチを有しており、どのような加工内容に対しても高速化対応可能となる。
微小なドットの集合体である加工形状は、被加工物に対してレーザー照射することにより被加工物の表面が溶融又は変形して形成されるが、場合によっては、切削又は酸化反応を利用しても形成してもよい。
ここで、集合体とは、複数の構造（微小なドット）が集まったものを意味する。
微小なドットの集合体における隣接するドット間の所定の間隔は、走査方向と直交する方向における所望の解像度によって決まり適宜選択することができるが、例えば、２００ｄｐｉであれば１２７μｍ程度であることが好ましい。

本発明の第１の実施形態における一態様において、微小なドットの集合体が所定の文字列を含むことが好ましい。この態様によると、文字をベクター走査（一筆書き）で表わすのではなく、微小なドットの集合体により表わすので、高速化対応可能となる。
文字は、数字だけに限定されるものではなく、ひらがな、漢字、アルファベット等の人間が識別できる文字などを用いることができる。

本発明の第１の実施形態における一態様において、走査方向に並んだ文字列は、走査方向と直交する方向に所定の間隔をあけて設けている。この態様によると、副走査方向の走査線を減らすため行間に所定の空白を設けることによって、加工時間の短縮が可能となる。

本発明の第１の実施形態における一態様において、偏向器による走査は加工領域を往復走査することが好ましい。この態様によると、例えば、ガルバノスキャナで片側走査を行う場合は後端から先端までジャンプする必要があるため、非加工時間が増えてしまうので往復走査を行うことにより非加工時間を短縮することができる。

本発明の第１の実施形態における一態様において、偏向器は２軸に走査可能な構成である。この態様によると、主走査軸に加えて副走査軸を有することによりボトルへの追従を行い、加工時間率を上げて加工時間を短縮することが可能となる。

本発明の第１の実施形態における一態様において、偏向器の２軸が搬送方向に対して直交する方向に配されていることが好ましい。この態様によると、副走査追従を行って加工時間の短縮を図ることができる。

本発明の第１の実施形態における一態様において、偏向器の２軸における走査周波数は、搬送方向よりも搬送方向に対して直交する方向が速いことが好ましい。この態様によると、副走査追従を行って加工時間の短縮を図ることができる。

本発明の第１の実施形態における一態様において、搬送方向の走査軸の走査速度は、被加工物の搬送速度よりも遅いことが好ましい。この態様によると、副走査追従を行って加工時間の短縮を図ることができる。

本発明のレーザー加工装置は、第２の形態では、被加工物に対してレーザー光を照射する光照射手段と、偏向器及び結像光学素子を有し、偏向器及び結像光学素子によりレーザー光を走査する光走査手段と、被加工物を加工領域に搬送する搬送手段と、を有するレーザー加工装置であって、被加工物は、搬送手段により搬送されながら光走査手段で走査されたレーザー光を被加工物に照射することにより加工され、被加工物の加工形状は、偏向器の走査方向が長く、偏向器の走査方向に対して直交する方向が短いものである。
本発明のレーザー加工方法は、第２の形態では、被加工物に対してレーザー光を照射する光照射工程と、偏向器及び結像光学素子を用いてレーザー光を走査する光走査工程と、被加工物を加工領域に搬送する搬送工程と、を含むレーザー加工方法であって、被加工物は、搬送工程で搬送されながら光走査工程で走査されたレーザー光を被加工物に照射することにより加工され、被加工物の加工形状は、偏向器の走査方向が長く、偏向器の走査方向に対して直交する方向が短いものである。

本発明の第２の形態のレーザー加工装置及びレーザー加工方法においては、第１の形態における搬送方向と走査方向の制約を外したものであり、被加工物の加工形状が、偏向器の走査方向が長く、偏向器の走査方向に対して直交する方向が短く形成されるので、より高速化対応可能である。

本発明の第２の実施形態における一態様において、被加工物は、平面への投影面積が最大となる投影視における長手方向を走査方向とする。この態様によると、ペットボトルの長手と走査方向を一致させることにより高速化対応を図ることができる。

本発明のレーザー加工装置は、第３の形態では、被加工物に対してレーザー光を照射する光照射手段と、偏向器及び結像光学素子を有し、偏向器及び結像光学素子によりレーザー光を走査する光走査手段と、被加工物を加工領域に搬送する搬送手段と、を有するレーザー加工装置であって、被加工物は、搬送手段により搬送されながら光走査手段で走査されたレーザー光を被加工物に照射することにより加工され、被加工物の搬送方向に対して直交する方向に走査を行い、レーザー加工装置は、被加工物の搬送位置情報を検知する検知手段を有し、偏向器は前記搬送方向にも偏向が可能であり、偏向器は前記被加工物を加工する時刻以前に搬送方向に偏向し、偏向器により偏向されたレーザー光は搬送される被加工物の加工開始位置に位置され、検知手段による検知情報に基づき加工するタイミングを決定する。
本発明のレーザー加工方法は、第３の形態では、被加工物に対してレーザー光を照射する光照射工程と、偏向器及び結像光学素子を用いてレーザー光を走査する光走査工程と、被加工物を加工領域に搬送する搬送工程と、を含むレーザー加工方法であって、被加工物は、搬送工程で搬送されながら光走査工程で走査されたレーザー光を被加工物に照射することにより加工され、被加工物の搬送方向に対して直交する方向に走査を行い、レーザー加工方法は、被加工物の搬送位置情報を検知する検知工程を含み、偏向器は搬送方向にも偏向が可能であり、偏向器は被加工物を加工する時刻以前に搬送方向に偏向し、偏向器により偏向されたレーザー光は搬送される被加工物の加工開始位置に位置され、検知工程における検知情報に基づき加工するタイミングを決定する。

本発明の第３の形態のレーザー加工装置及びレーザー加工方法においては、被加工物の搬送位置情報を検知する検知工程を含み、偏向器は搬送方向にも偏向が可能であり、偏向器は被加工物を加工する時刻以前に搬送方向に偏向し、偏向器により偏向されたレーザー光は搬送される被加工物の加工開始位置に位置され、検知工程における検知情報に基づき加工するタイミングを決定するので、被加工物上の狙いの位置に対して精度の良い加工が実現できる。
被加工物の搬送速度は、搬送手段に設けられたエンコーダから取得してもよいし、検知手段を使って既知の形状が検知手段を通過する時間から算出してもよく、またその他の手段であってもよいが加工直前の搬送速度を取得できればよい。
被加工物の搬送位置情報を検知する検知手段としては、例えば、投光部と受光部とに分かれていてもよく、投光部と受光部は搬送されてくる被加工物を挟むように配置されていることが好ましい。投光部からは赤外線等のレーザーが射出され、赤外線レーザーを受光部の受光素子（例えば、光電変換素子等）によって受光することにより被加工物を検知することができる。

本発明の第３の実施形態における一態様において、被加工物の加工形状は、搬送方向よりも走査方向が長いことが好ましい。この態様によると、副走査追従を行って加工時間の短縮を図り、被加工物上の所望の位置に精度良く加工することができる。

＜光照射工程及び光照射手段＞
光照射工程は、被加工物に対してレーザー光を照射する工程であり、光照射手段により実施される。
レーザー光源はレーザー光を射出するパルスレーザーであることが好ましい。レーザー光源は、レーザー光が照射された被加工物の表面又は内部の少なくとも一方の性状を変化させるために好適な出力（光強度）のレーザー光を射出する。
レーザー光源は、レーザー光の射出のオン又はオフの制御、射出周波数の制御、及び光強度制御等が可能になっている。
レーザー光源の一例として、波長が３５５ｎｍ～１０６４ｎｍで、レーザー光のパルス幅が１ピコ秒～１０ナノ秒、平均出力１０～５０Ｗのレーザー光源を用いることができる。
被加工物を変化させる領域でのレーザー光のスポット径は、１μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、１０μｍ以上１００μｍ以下がより好ましい。

－被加工物－
被加工物としては、レーザー加工可能なものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、飲料用ペットボトル等の収容容器、収容体、成分表示、消費期限、メーカーロゴ、商品名等が表示されている樹脂材、樹脂材でできた液体又は固体等を収容する収容容器、パッケージなどが挙げられる。

－－収容容器－－
収容容器は、容器本体を有する。
容器本体としては、その材質、形状、大きさ、構造、色などについて特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
容器本体の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、樹脂、ガラス、金属などが挙げられる。これらの中でも、透明な樹脂又は透明なガラスがより好ましく、透明な樹脂が特に好ましい。
また、近年リサイクルで注目されている生分解性樹脂を用いることができる。１００％生分解性樹脂を用いることが望ましいが、生分解性樹脂が３０％程度であっても、環境へのやさしさは大幅に改善される。
容器本体の樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリブチレンアジペート／テレフタレート（ＰＢＡＴ）、ポリエチレンテレフタレートサクシネート、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロビレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリウレタン、エポキシ、バイオポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリ乳酸ブレンド（ＰＢＡＴ）、スターチブレンドポリエステル樹脂、ポリブチレンテレフタレートサクシネート、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリヒドロキシプチレート／ヒドロキシヘキサノエート（ＰＨＢＨ）、ポリヒドロキシアルカン酸（ＰＨＡ）、バイオＰＥＴ３０、バイオポリアミド（ＰＡ）６１０、４１０、５１０、バイオＰＡ１０１２、１０Ｔ、バイオＰＡ１１Ｔ、ＭＸＤ１０、バイオポリカーポネート、バイオポリウレタン、バイオＰＥ、バイオＰＥＴ１００、バイオＰＡ１１、バイオＰＡ１０１０などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境負荷の点から、ポリビニルアルコール、ポリブチレンアジペート／テレフタレート、ポリエチレンテレフタレートサクシネート等の生分解性樹脂が好ましい。

容器本体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ボトル状、円柱状、四角柱状、箱状、錐体状などが挙げられる。これらの中でも、ボトル状が好ましい。
ボトル状の容器本体は、口部と、口部に連結された肩部と、肩部に連結された胴部と、胴部に連結された底部とを備えている。
容器本体の大きさとしては、特に制限はなく、容器の用途に応じて適宜選定することができる。
容器本体の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、単層構造であっても複数層構造であっても構わない。
容器本体の色としては、例えば、無色透明、有色透明、有色不透明などが挙げられる。

－収容体－
収容体は、収容容器と、この収容容器に収容されている収容物と、収容物を収容容器内に密閉する密閉手段とを有し、更に必要に応じてその他の部材を有する。

－－収容物－－
収容物としては、例えば、液体、気体、粒状固形物などが挙げられる。
液体としては、水、お茶、コーヒー、紅茶、清涼飲料水などが挙げられる。収容物が液体飲料である場合には、透明、白色、黒色、茶色、又は黄色等の色を有していることが多い。
気体としては、例えば、酸素、水素、窒素などが挙げられる。
粒状固形物としては、例えば、果肉、野菜、ナタデココ、タピオカ、ゼリー、コンニャクなどの細片又は粒子などが挙げられる。

－－密閉手段－－
密閉手段は、収容物を収容容器内に密閉する手段であり、「容器のキャップ」と称することもある
密閉手段は、その材質、形状、大きさ、構造、色などについて特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

密閉手段の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、樹脂、ガラス、金属、セラミックスなどが挙げられる。これらの中でも、成形性の点から樹脂が好ましい。
密閉手段の樹脂としては、上記容器の本体の樹脂を同様なものを用いることができる。
密閉手段の色としては、例えば、有色不透明、有色透明などが挙げられる。
密閉手段の形状及び大きさとしては、容器本体の開口部を封じる（閉封する）ことができる形状及び大きさであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

密閉手段の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、開封した時に容器本体から離れる第１の部分と、容器本体に残る第２の部分とを有することが好ましい。
第１の部分の側面には、開封時に手が滑らないように、表面に凹凸形状が形成されていることが好ましい。第２の部分の側面には、凹凸形状は形成されておらず、表面は平坦であることが好ましい。

＜光走査工程及び光走査手段＞
光走査工程は、偏向器及び結像光学素子を用いてレーザー光を走査する工程であり、光走査手段により実施される。なお、光走査手段は光照射手段に具備されていてもよい。
光走査手段は、偏向器及び結像光学素子を有している。
偏向器としては、例えば、ガルバノスキャナなどが挙げられる。
結像光学素子としては、例えば、ｆθレンズなどが挙げられる。

ここで、図１０は、光走査手段の一例を示す概略図である。この図１０の光走査手段２９は、偏向器及び結像光学素子を有している。
偏向器としてのガルバノスキャナは２軸構成になっており、Ｘ軸用ガルバノスキャナとＹ軸用ガルバノスキャナから構成される。
Ｘ軸用ガルバノスキャナはＸ軸用ガルバノメータとその先端に回転可能に取り付けられた偏向ミラー３１から構成されている。また、Ｙ軸用ガルバノスキャナはＹ軸用ガルバノメータとその先端に回転可能に取り付けられた偏向ミラー３２から構成されている。２枚の偏向ミラーは回転方向が直交しており、偏向ミラーが回転することで、レーザー光を任意の位置に走査させることができる。

結像光学素子としてはｆθレンズを用いることができる。図１０に示すようにｆθレンズ３３は、偏向器により走査されて入射するレーザー光をその入射角に比例して、レンズ光軸中心から変位した位置に集光する。

＜搬送工程及び搬送手段＞
搬送工程は、被加工物を加工領域に搬送する工程であり、搬送手段により実施される。
搬送手段としては、例えば、ベルトコンベアなどが挙げられる。

＜その他の工程及びその他の手段＞
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、制御工程などが挙げられる。
その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、制御手段などが挙げられる。

ここで、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、下記構成部材の数、位置、形状などは本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状などにすることができる。

＜第１の実施形態＞
図１Ａは、被加工物としてのペットボトルの表面に所望の加工形状を設ける第１の実施形態のレーザー加工装置の一例を示す平面図、図１Ｂは図１Ａの側面図である。
この第１の実施形態のレーザー加工装置２０は、被加工物２１と、搬送手段２２と、光走査手段を含む光照射手段２３とを有する。光走査手段としては、例えば、図１０に示す偏向器及び結像光学素子を有する光走査手段２９が用いられる。

所定の間隔を隔てて並んだ被加工物２１としてのペットボトルは、ボトル搬送方向Ａに搬送手段２２によって一定の速度で加工領域２４に搬送される。ペットボトルは長手方向を重力方向として搬送手段２２上に並んでいる。加工領域２４は、光照射手段２３に具備されている光走査手段としての結像光学素子（例えば、ｆθレンズ）と、偏向器であるガルバノスキャナとの設定によって決定されている。被加工面であるペットボトルの表面はｆθレンズの焦点位置に略一致させている。
加工領域２４に進入したペットボトルは、所定の位置に加工を行うため、搬送手段２２上のペットボトル位置を検出系によって検出する。その位置から所定の遅延時間を設けて、レーザー照射を行い、加工を行う。加工領域２４内で加工が完了し、加工形状２５が形成されたペットボトルは一定の搬送速度のまま次工程に搬送手段２２によって搬送される。

図２Ａは、加工領域２４における走査の動作の一例を示す概略図である。図２Ｂは、被加工物であるペットボトルに形成される加工形状の一例を示す概略図である。図２Ｃは、被加工物に形成される加工形状の他の一例を示す概略図である。
被加工物２１であるペットボトルの表面加工の工程では、ペットボトル長手方向が重力方向となり、搬送手段２２により加工領域２４に搬送される。光走査手段は、ガルバノスキャナによりレーザーをボトル搬送方向Ａに直角な方向（ここでは主走査方向）に１次元的に往復走査が行われる。

図２Ａ中（１）から（５）は走査線の順番を示しており、数字がある側が走査先端側、無い側が走査後端側で、先端から後端へと走査が行われる。被加工物２１であるペットボトルが搬送手段２２により搬送され、被加工部２６が所定の位置に達するとガルバノスキャナの往復運動により（１）の走査が行われる。被加工部２６の主走査の領域ではガルバノスキャナは一定速度でレーザーを走査するように動作を行っている。レーザーの走査位置が被加工部２６の主走査後端に達すると、次の走査線（２）のために一定速度から減速し反転し加速して、被加工部にて一定速度となるような反転動作を行う。反転動作を行っている間にもペットボトルは搬送されているので、光走査手段の走査位置は動かずに被加工部が動いて次の走査線の加工が始まる。

図２Ｂ及び図２Ｃに示す被加工物２６に形成される加工形状２５は、レーザーのパルス発光によりドットに似た微細な凹形状がアブレーションにより形成される。主走査方向のドット間隔（主解像度）はレーザーの繰り返し周波数と被加工部２６上での走査速度により決まり、ボトル搬送方向Ａのドット（ライン）間隔（副走査解像度）は、ボトル搬送速度、主走査速度、反転動作に要する時間などによって決まる。

ここで
・像面走査速度［ｍ／ｓ］：ｖｓ
・副走査解像度［ｄｐｉ］：ｒｆ
・反転時間［ｓ］：ｔｒ
・主走査加工部長さ［ｍ］：Ｌｓ
・副走査（ボトル搬送方向）加工部長さ［ｍ］：Ｌｆ
とすると、被加工部の加工に要する時間ｔａ［ｓ］は、以下のように算出できる。
ｔａ＝（Ｌｓ／ｖｓ＋ｔｒ）＊Ｌｆ／２５．４＊ｒｆ・・・（数式１）

仮に、以下のような設定とする。
・像面走査速度ｖｓ［ｍ／ｓ］：５０
・副解像度ｒｆ［ｄｐｉ］：１００
・反転時間ｔｒ［ｓ］：０．００１
ここから被加工部の主副の長さを以下のようにする場合、同一面積の加工を行う際、主副の加工部長さ設定にて、上記（数式１）により加工時間に差異が生じる。

［主５０．８ｍｍ×副２５．４ｍｍ（面積１２９０ｍｍ^２）］
・主走査加工部長さＬｓ［ｍ］：５０．８＊１０^－３
・副走査（ボトル搬送方向）加工部長さＬｆ［ｍ］：２５．４＊１０^－３
・ｔａ［ｓ］：０．２０
［主２５．４ｍｍ×副５０．８ｍｍ（面積１２９０ｍｍ^２）］
・主走査加工部長さＬｓ［ｍ］：２５．４＊１０^－３
・副走査（ボトル搬送方向）加工部長さＬｆ［ｍ］：５０．８＊１０^－３
・ｔａ［ｓ］：０．３０
［主３５．９ｍｍ×副３５．９ｍｍ（面積１２９０ｍｍ^２）］
・主走査加工部長さＬｓ［ｍ］：３５．９＊１０^－３
・副走査（ボトル搬送方向）加工部長さＬｆ［ｍ］：３５．９＊１０^－３
・ｔａ［ｓ］：０．２４

これは上記（数式１）に示す通り、加工にかかる時間の算出の中で、主走査の加工時間に反転時間が加算され、それが副走査のライン数分だけ掛けられるので、副走査方向のライン数が小さい方が、加工時間が短いことを示している。図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃの被加工部２６がその形状を表していて、主走査方向に長く、それに直角な副走査方向（ボトル搬送方向Ａ）に短い形状の方が、両辺同一寸法の正方形や、主走査に短く副走査に長い形状よりも加工時間が短くなる。
つまりガルバノスキャナ往復走査により反転のための非加工時間が発生する場合は、副走査方向を短くして被加工部全体の中で非加工時間を減らすことが加工時間短縮に繋がり、高速化、高生産性が実現できる。

図３Ａは、レーザー加工により得られる微細な凹形状によって、所定の文字（ここでは数字「１２３」）を表した一例を示す概略図である。
ボトル搬送方向Ａ、主走査方向は図２Ａと同一としている。図２Ａと同様に（１）から（５）が走査の順を示しており、数字がある側が走査先端側、無い側が走査後端側である。１マスは解像度を表しており、入力される加工データがある箇所のみレーザーが点灯し、微細な凹形状が形成される。走査ライン１から５の走査線における副走査方向の隣接ラインは所定の副走査の解像度のピッチで間隔（ｐｆ）が設けられている。例えば１００ｄｐｉであれば２５４μｍ間隔である。上記（式１）の通り、主走査方向には長く副走査方向に短く、主走査方向は７ライン、副走査方向は５ラインで構成されている。
微細な凹形状の集合体で文字を表す場合、図３Ａのように副走査方向に隣接する凹形状（走査線間）に略均一な所定の間隔を設け、加工形状全体では主走査方向に長く、副走査方向に短くすることで加工時間の短縮を図ることが可能である。

図３Ｂは、図３Ａの変形例である。副走査方向のライン数は加工時間に影響するため５ラインのまま、主走査の解像度を上げて主走査の凹形状をライン状につなげたものである。図３Ｂでは、主走査方向の凹形状間隔も一定になっているが、主走査の解像度を上げることは加工時間には寄与しないため、加工時間そのままに加工形状によって形成される文字の視認性を上げることが可能である。主走査の凹形状をライン上に繋げるためには解像度を上げてもよいし、入力データをライン状に変更してもよい。副走査方向のライン数を安易に増やさずに視認性と副走査解像度のバランスをとることが重要である。

図４は、主走査方向に並ぶ文字列（ここでは数字「１２３４５」）を副走査方向に２列並べた場合の加工形状の一例を示す概略図である。
文字列の形状形成の仕方は図３Ａと同じ副走査方向５ライン分としている。文字列と文字列は副走査方向に所定の間隔（空白部分）があいており、その領域には加工形状（加工データ）が設けられていない。文字列と文字列の間に１点でも加工データが存在すると１ライン分走査することになり加工時間が増えてしまうため、文字列と文字列の間には副走査方向に所定の間隔あけて空白を設けている。

＜第２の実施形態＞
図５Ａは、第２の実施形態に係る光走査手段の副走査方向への走査の一例を説明する図である。図５Ｂは、図５Ａの拡大図である。
光走査手段は、偏向器として２軸のガルバノスキャナを具備している。一の１軸はペットボトルの長手方向へ走査を行い、他の一軸はボトル搬送方向Ａ（副走査方向）へ一定速度でボトルを追従しながら走査を行う。ペットボトルの長手方向の１軸は図２Ａの説明と同様である。副走査方向の１軸に関しては、以下に動作について説明を行う。
図５Ａに示す通り搬送手段２２によって被加工物２１としてのペットボトルが搬送され、被加工部が書き出し位置に到達したところから加工が始まる。副走査軸のガルバノスキャナは書き出し位置近傍では、ペットボトルの搬送よりも遅い速度で、一定速度で走査を行っている。その後、被加工物２１としてのペットボトルが搬送され被加工部が書き終わり位置に到達するまでそのまま一定速度で走査し、加工が終わると次の加工のために最初の位置まで戻り、次のペットボトルを待機する。これを繰り返すことにより、副走査軸のガルバノスキャナはボトル１本間隔での周波数での動作を行っている。

ここで
・副走査（ボトル搬送方向）加工部長さ［ｍ］：Ｌｆ
・次の加工形状先端までの光線待機位置［ｍ］：Ｌｈ
・副走査加工速度［ｍ／ｓ］：ｖｐ
・副走査隣接被加工部間隔［ｍ］：Ｌｐ
とし、仮に以下のように設定する。
・副走査（ボトル搬送方向）加工部長さＬｆ［ｍ］：５０．８＊１０^－３
・次の加工形状先端までの光線待機位置Ｌｈ［ｍ］：０．０１
・副走査加工速度ｖｐ［ｍ／ｓ］：５０＊１０^－３
・副走査隣接被加工部間隔Ｌｐ［ｍ］：１００＊１０^－３

ここから副走査へ追従した場合のペットボトルの生産性は、以下のようにして算出できる。
１本通過する時間：（Ｌｆ＋Ｌｈ）／ｖｐ＝１．２１ｓｅｃ
一方、副走査に追従しない場合の生産性は、以下のようにして算出できる。
１本通過する時間：（Ｌｆ＋Ｌｐ）／ｖｐ＝３．０６ｓｅｃ

副走査に追従する場合とそうでない場合では、追従する方が１本当たりの生産性が上がることになる。追従無しの場合は、搬送方向前後の加工部の間にある非加工部分は加工のできない待機時間となるが、追従有りの場合は、前の加工が終わると次の加工を待つ待機位置までジャンプするため加工のできない待機時間を小さくすることができる。ペットボトルが搬送され加工される工程において、非加工の待機時間をなるべく小さくすることで生産性の向上を図ることができる。

＜第３の実施形態＞
図６は、搬送されるペットボトルの位置を検出するための第３の実施形態に係るレーザー加工装置の一例を示す概略図である。
搬送手段２２により搬送されてきた被加工物２１としてのペットボトルは検出系によりその位置を検出される。検出系は、投光部２７と受光部２８に分かれてペットボトルを挟むように配置されている。投光部２７からは赤外線などのレーザーが射出され、それを受光部２８の受光素子（例えば、光電変換素子等）によって受光する。その間をペットボトルが通ることによって生じる受光部２８の検出信号変化からペットボトルの位置を特定する。その位置情報をもとに検知系と光走査手段の距離に応じた待機時間後に、レーザー照射を行い、加工を始める。

ここで副走査軸のガルバノスキャナの動作について説明する。副走査軸のガルバノスキャナ偏向面は、非加工時は所定の位置（角度）に待機をしている。検知系とガルバノスキャナによって偏向された光軸位置との距離に対して、検知系で検出されたペットボトルの位置情報から搬送速度と所定の待機時間から算出される距離にずれが生じている場合は、副走査軸のガルバノスキャナはそのずれを補正するように偏向し、光軸を書き出し位置に移動させる。そしてペットボトルが搬送されてきた位置に対して、検知系で取得したペットボトル位置情報から所定の待機時間をもってレーザー照射を始めると、ペットボトル上の所定の位置に加工が行われる。副走査軸のガルバノスキャナの偏光面の待機位置は、任意の位置においてもよいし、予め検知系からの書き出しタイミングと書き出しまでの待機時間と搬送速度から算出される距離に応じた位置に調整して待機していてもよく、ペットボトルが書き出し位置に搬送される以前に光軸を書き出し位置に合わせておけばよい。

生産性向上を図ることができれば、加工面積の拡大に繋がり、その分、情報量の多く表示することができる。また情報量を増やさなければ生産の高速化にも対応することが可能となる。
これまでに述べた、加工面積の縦横比率の設定を行うことで主走査方向の加工時間率を上げ、副走査方向に走査を追従させることで副走査方向の加工時間率を上げることで、従来の技術では成しえなかったレーザー加工の高速化を実現することが可能となる。

なお、これまではブロー成形されたペットボトルを例に具体例を説明したが、プリフォームに上記方法による加飾を施してから、最終製品であるボトル容器に成形してもよい。
また、被加工物はペットボトルに限るものではなく、成分表示、消費期限、メーカーロゴ、商品名などが表示されている樹脂材、樹脂材でできた液体や固体などの収容容器、パッケージなどにも適用できる。
また、微小な凹形状の集合からなる文字の方向は図３Ａに示すだけでなく、図７に示すように９０°回転させた方向など方向を限定するものではない。文字は数字だけに限定されるものではなく、ひらがな、漢字、アルファベット等の人間が識別できる文字などに適用できる。
また、図８及び図９に示すように、文字は複数の微細構造から構成されてもよく、微細構造が繋がっている構成であってもよい。

＜第４の実施形態＞
以下は、第４の実施形態に係るレーザー加工により形成される凹状の微細構造とその集合体によるマーキング、描画（加工）装置を示す。

本発明においては、ペットボトル等の収容容器に対して、他物質の塗布や混入をせずに、高精細に描画（印字）する手段を提供するものである。本発明で用いられる収容容器では、従来ラベルに記載されていた情報を、容器本体へ直接描画するために、容器本体の表面に微細構造の集合体を形成し、印字部分が、非印字部分と異なる光学特性を持つように表面性状を変化させている。

図１１は、本発明に用いられる収容容器の外観の一例である。印字部分は容器の表面性状を変化させることにより、画像を形成している。図１１は収容物もしくは背景が黒で、印字面が白い場合を示したが、例えば、図１２に示すように、収容物が白い場合などには、印字面の透過率を非印字面より小さくするなどにより、印字面側を非印字面より暗くしてもよい。また図１３に示すように、非印字面に微細構造の集合体を形成してもよい。

容器本体の表面に個々の微細構造を形成するための表面性状の変化とは、形状の変化と、物性の変化とがあり、表面改質を行う手段によって、少なくともどちらか一方の変化を伴って表面改質が行われる。
図１４は、例えば、表面改質をレーザー照射によって行った場合の例を示したものである。図１４はあくまでも一例であり、表面性状の変化の種類や変化させる手段を制限するものではなく、光学特性を伴うのであれば、例えば、樹脂材料における黄変や、切削加工による形状変化、酸化反応などを用いてもよい。

図１５Ａ～図１５Ｄは、本発明における表面性状の変化により形成された微細構造を集合させることで形成された印字面を示す。図１５Ａは印字面の拡大図である。図１５Ｂに示すように、本発明に用いられる収容容器では、任意の領域の印字面は複数の微細構造によって形成される。図１５Ｂでは印字の線幅に対して２つの微細構造が並ぶように構成しているが、個数を印字幅に対する構造の数を制限するものではない。また、微細構造の形成手段によっては図１５Ｃに示すように、微細構造が円形に近い形状を取ることも想像される。微細構造の形状についても、特に制限するものではなく、また、図１５Ｃに示すように印字する内容や、位置によって集合の仕方を変更してもよい。ここで、微細構造を集合させるとは、任意の範囲で異なる時間で並ぶ状態を言い、図１５Ｄに示すように、同一のライン加工で合っても、折り返して集合される場合も、本発明における微細構造の集合体となる。

本発明で用いられる収容容器は、印字する容器本体の表面の任意の領域を出力画素として割り当てることができる。図１６Ａに示すように、出力画素の領域内での微細構造の密度を調整することにより、出力画素の画素値を調整することができる。
図１６Ａの出力画素上の微細構造の位置はあくまでも一例であり、配置は任意に設定することができる。図１６Ａのように画素値を振り分ける場合、出力画素に必要な解像度と微細構造のサイズを鑑みて表現可能な諧調値が決まり、図１６Ａの諧調はあくまで一例である。出力画素に諧調値を持たせることは、図１６Ｂに示すように、容器本体の表面からの深度方向へ、表面性状を改質する範囲を調整することで達成してもよい。図１６Ｂはあくまでも一例であり、調整後の改質領域の分布を制限するものではない。
また、同様に出力画素に諧調値を持たせることは、図１６Ｃに示すように、単一の微細構造の光学特性を変更することで達成してもよい。

本実施形態では、簡単のため、ペットボトルを例に説明しているが、他の樹脂材料、ガラス等の透明収容容器でもよい。
また、微細加工の形成手段もレーザーに限らない。例えば、切削加工等の他の加工手段を制限しない。

本発明においては、中身の色によっては中身が入った状態の方がより視認性を高い。
視認領域が白色に見える場合には、容器に入れる収容物の色が黒の場合が、一番コントラストが高くなるが、その他、茶色や無色などでもよい。
また、視認領域が黒色の形成も可能であり、黒色に見える場合には容器に入れる収容物の色が白の場合が、一番コントラストが高くなる。
黒色の形成の場合には、炭化による視認性領域形成が考えられる。容器自体の色についても無色だけでなく、有色であっても問題ない。

＜第５の実施形態＞
図１７Ａは、第５の実施形態に係る一体記録を有する収容容器の一例を示す図である。図１７Ｂは、図１７Ａの描画部分の拡大図である。
図１７Ａ及び図１７Ｂは、一体記録を有する収容容器の一例であって、描画部分（識別可能領域・白色化領域）は容器の素材を変性させた微細構造の集合体である。

本発明に用いられる収容容器の構造は、形状は容器を輪切りにしたときの形状が円形のものや多角形のものなどがある。そのため、画像形成面は１つの平面だけでなく、複数の平面の組み合わせ、曲面、曲面と平面の組み合わせがある。
図１８は、一体記録を有する収容容器の口部付近の曲面に画像記録を実施した一例を示す図である。

図１９に示すように、収容容器の高さ方向をＺ軸とすると、Ｚ軸方向からＸＹ平面を見たときに形成されている描画はＺ軸方向からの視認性がよく、例えば、メーカ名、商品名、イメージ、ロゴ、ＱＲコード（登録商標）、バーコードなどを入れると箱などに詰めている状態でもわかりやすい。

バーコード等は収容容器の高さ方向をＺ軸としたときのＺ軸方向からの視認性をよくするため、例えば、図２０に示すように、下側の線の描画間隔を狭めて、曲率に合わせて描画すると読み取りやすい場合がある。

図２１は、加工深度のバリエーションを表している。
バリエーションとしては、以下のＡ～Ｄの４つの条件がある
Ａ：加工部対非加工部が、１～３対９～７となる加工深度、強度が強い
Ｂ：加工部対非加工部が、７～９対３～１となる加工深度
Ｃ：加工部対非加工部が、４～６対６～４となる加工深度
Ｄ：様々な加工深度が共存している状態、情報のバリエーションが広がる
具体的には、例えば、Ａ条件については容器厚みが１００μｍ～５００μｍの場合に加工深度は１０μｍなどとなる。
容器の容量は５００ｍＬ又は２Ｌのものなどがあり、最大で３０Ｌのものがある。

画像形成のレーザー照射において、高速化のためにマルチビームでの照射を行う。マルチビームのレーザー配置は１Ｄでの配置とし、ビーム同士の重なりは３つのバリエーションがある。
図２２は、マルチビーム時の加工のビーム同士の重なりのイメージを表す。
上記Ａ条件としては、例えば、加工幅：４２．６μｍに対して、隙間２３．６μｍがある。

＜第６の実施形態＞
図２３は、第６の実施形態に係るレーザー加工装置としての収容容器の製造装置の一例を示す概略図であり、回転機構１１により描画対象である容器本体１５を回転させながら、マーキング部１２からレーザー１３を照射し、加工形状を形成するものである。描画対象である容器本体１５はコンベア１４上に載置され、コンベア１４により移動されながらマーキングされる。図２３は、コンベアの進行方向から見た図である。
レーザー位置は固定で回転機構１１により容器本体を動かす場合と、容器本体が固定でレーザー位置を動かす場合がある。
また、容器本体を動かす場合、一定角度回転させ、レーザー描画を行った後、また同じ角度回転させ、再度レーザー描画を行うといった、同期制御によりレーザー描画を行う場合や、容器本体を等速回転とし、レーザー描画を行う場合がある。
容器保持部は口部でも容器本体部でも底部でもよい。収容容器は加工時縦置きでも横置きでも斜め置きでもよい。

図２４に示すようにコンベア等を通過する際に一方からレーザーマーキングしてもよいし、図２５に示すようにコンベア等を通過する際に複数個所から同時にレーザーマーキングしてもよい。

図２６は、容器本体１５の傾斜部に描画できるように容器本体１５に対して傾斜を持たせてマーキング部１２を配置したものである。容器本体１５に対して傾斜している箇所については、容器本体１５に対して所定角度傾斜してマーキング部１２を配置したものであり、その角度は調整可能である。
図２７は、容器本体１５を横置きにした場合の収容容器の製造装置の一例を示している。

図２８は、第６の実施形態に係るレーザー加工装置としての収容容器の製造装置におけるマーキング部の一例を示す機能ブロック図である。マーキング部は、レーザー光制御部と、レーザー駆動部と、容器保持部とを備えている。なお、容器保持部は無い場合もあり、レーザー駆動部には走査部がない場合もある。

第６の実施形態に係るレーザー加工装置としての収容容器の製造装置におけるレーザー駆動部の走査部（ラスター）については、図２９Ａに示すような構成を備えている。
図２９Ａに示すように、収容容器の製造装置１０は、レーザー発振器１と、ビームエキスパンダ２と、走査用光学素子３と、集光用光学素子４と、回転機構１１とを有する。
図２９Ｂは、収容容器の製造装置におけるレーザー駆動部の走査部の処理手順を示すフローチャートである。図２９Ａを参照して走査部の処理手順について説明する。

ステップＳ１０では、収容容器の製造装置におけるレーザー駆動部の走査部は、レーザー発振器１からレーザー光を射出すると、処理をＳ１１に移行する。
ステップＳ１１では、走査部は、ビームエキスパンダ２によりレーザー光の光束径を変更すると、処理をＳ１２に移行する。
ステップＳ１２では、走査部は、走査用光学素子３によりレーザー光を走査すると、処理をＳ１３に移行する。
ステップＳ１３では、走査部は、集光用光学素子４によりレーザー光を集光すると、処理をＳ１４に移行する。
ステップＳ１４では、走査部は、容器本体１５にレーザー光が照射されると、本処理を終了する。

第６の実施形態に係るレーザー加工装置としての収容容器の製造装置におけるレーザー駆動部の光学系をアレイ化した場合については、図３０Ａに示すような構成を備えている。
図３０Ａに示すように、収容容器の製造装置１０は、レーザー光源６と、回転機構１１とを有する。レーザー光源６は、アレイ状に配列する複数の光学素子（集光レンズ）７を有する。
図３０Ｂは、第６の実施形態に係るレーザー加工装置としての収容容器の製造装置におけるレーザー駆動部の光学系の処理手順を示すフローチャートである。図３０Ａを参照してレーザー駆動部の光学系の処理手順について説明する。

ステップＳ２０では、収容容器の製造装置１０におけるレーザー駆動部の光学系は、レーザー光源（ｎ個）６からレーザー光を射出すると、処理をＳ２１に移行する。
ステップＳ２１では、レーザー駆動部の光学系は、アレイ状の光学素子（集光用、ｎ個）７によりレーザー光を集光すると、処理をＳ２２に移行する。
ステップＳ２２では、レーザー駆動部の光学系は、容器本体１５にレーザー光が照射されると、本処理を終了する。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更しても差支えない。

本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ 被加工物に対してレーザー光を照射する光照射手段と、
偏向器及び結像光学素子を有し、前記偏向器及び結像光学素子によりレーザー光を走査する光走査手段と、
被加工物を加工領域に搬送する搬送手段と、を有するレーザー加工装置であって、
前記被加工物は、前記搬送手段により搬送されながら前記光走査手段で走査されたレーザー光を前記被加工物に照射することにより加工され、
前記被加工物の搬送方向に対して直交する方向に走査を行い、
前記被加工物の加工形状は、前記搬送方向よりも走査方向の方が長いことを特徴とするレーザー加工装置である。
＜２＞ 前記被加工物の加工形状が微小なドットの集合体を含み、前記微小なドットの集合体における隣接するドット間が、前記走査方向と直交する方向に所定の間隔で設けられている、前記＜１＞に記載のレーザー加工装置である。
＜３＞ 前記微小なドットの集合体が所定の文字列を含む、前記＜２＞に記載のレーザー加工装置である。
＜４＞ 前記走査方向に並んだ文字列は、前記走査方向と直交する方向に所定の間隔で設けられている、前記＜３＞に記載のレーザー加工装置である。
＜５＞ 前記偏向器による前記走査は加工領域を往復走査する、前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のレーザー加工装置である。
＜６＞ 前記偏向器は２軸で走査可能な構成である、前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載のレーザー加工装置である。
＜７＞ 前記偏向器の２軸が前記搬送方向に対して直交する方向に配されている、前記＜６＞に記載のレーザー加工装置である。
＜８＞ 前記偏向器の２軸における走査周波数は、前記搬送方向よりも前記搬送方向に対して直交する方向が速い、前記＜７＞に記載のレーザー加工装置である。
＜９＞ 前記搬送方向の走査軸における走査速度は、前記被加工物の搬送速度よりも遅い、前記＜７＞から＜８＞のいずれかに記載のレーザー加工装置である。
＜１０＞ 被加工物に対してレーザー光を照射する光照射工程と、
偏向器及び結像光学素子を用いてレーザー光を走査する光走査工程と、
被加工物を加工領域に搬送する搬送工程と、を含むレーザー加工方法であって、
前記被加工物は、前記搬送工程で搬送されながら前記光走査工程で走査されたレーザー光を前記被加工物に照射することにより加工され、
前記被加工物の搬送方向に対して直交する方向に走査を行い、
前記被加工物の加工形状は、前記搬送方向よりも走査方向の方が長いことを特徴とするレーザー加工方法である。
＜１１＞ 被加工物に対してレーザー光を照射する光照射手段と、
偏向器及び結像光学素子を有し、前記偏向器及び結像光学素子によりレーザー光を走査する光走査手段と、
被加工物を加工領域に搬送する搬送手段と、を有するレーザー加工装置であって、
前記被加工物は、前記搬送手段により搬送されながら前記光走査手段で走査されたレーザー光を前記被加工物に照射することにより加工され、
前記被加工物の加工形状は、前記偏向器の走査方向が長く、前記偏向器の走査方向に対して直交する方向が短いことを特徴とするレーザー加工装置である。
＜１２＞ 前記被加工物は、平面への投影面積が最大となる投影視における長手方向を前記走査方向とする、前記＜１１＞に記載のレーザー加工装置である。
＜１３＞ 被加工物に対してレーザー光を照射する光照射工程と、
偏向器及び結像光学素子を用いてレーザー光を走査する光走査工程と、
被加工物を加工領域に搬送する搬送工程と、を含むレーザー加工方法であって、
前記被加工物は、前記搬送工程で搬送されながら前記光走査工程で走査されたレーザー光を前記被加工物に照射することにより加工され、
前記被加工物の加工形状は、前記偏向器の走査方向が長く、前記偏向器の走査方向に対して直交する方向が短いことを特徴とするレーザー加工方法である。
＜１４＞ 被加工物に対してレーザー光を照射する光照射手段と、
偏向器及び結像光学素子を有し、前記偏向器及び結像光学素子によりレーザー光を走査する光走査手段と、
被加工物を加工領域に搬送する搬送手段と、を有するレーザー加工装置であって、
前記被加工物は、前記搬送手段により搬送されながら前記光走査手段で走査されたレーザー光を前記被加工物に照射することにより加工され、
前記被加工物の搬送方向に対して直交する方向に走査を行い、
前記レーザー加工装置は、前記被加工物の搬送位置情報を検知する検知手段を有し、
前記偏向器は前記搬送方向にも偏向が可能であり、
前記偏向器は前記被加工物を加工する時刻以前に前記搬送方向に偏向し、
前記偏向器により偏向されたレーザー光は搬送される被加工物の加工開始位置に位置され、
前記検知手段による検知情報に基づき加工するタイミングを決定することを特徴とするレーザー加工装置である。
＜１５＞ 前記被加工物の加工形状は、前記搬送方向よりも走査方向が長い、前記＜１４＞に記載のレーザー加工装置である。
＜１６＞ 被加工物に対してレーザー光を照射する光照射工程と、
偏向器及び結像光学素子を用いてレーザー光を走査する光走査工程と、
被加工物を加工領域に搬送する搬送工程と、を含むレーザー加工方法であって、
前記被加工物は、前記搬送工程で搬送されながら前記光走査工程で走査されたレーザー光を前記被加工物に照射することにより加工され、
前記被加工物の搬送方向に対して直交する方向に走査を行い、
前記レーザー加工方法は、前記被加工物の搬送位置情報を検知する検知工程を含み、
前記偏向器は前記搬送方向にも偏向が可能であり、
前記偏向器は前記被加工物を加工する時刻以前に前記搬送方向に偏向し、
前記偏向器により偏向されたレーザー光は搬送される被加工物の加工開始位置に位置され、
前記検知工程における検知情報に基づき加工するタイミングを決定することを特徴とするレーザー加工方法である。

前記＜１＞から＜９＞、前記＜１１＞から＜１２＞、及び前記＜１４から＜１５＞のいずれかに記載のレーザー加工装置、並びに前記＜１０＞、前記＜１３＞、及び前記＜１６＞のいずれかに記載のレーザー加工方法によると、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。

１０ レーザー加工装置（収容容器の製造装置）
１１ 回転機構
１２ マーキング部
１３ レーザー
１４ コンベア
１５ 容器本体
２０ レーザー加工装置
２１ 被加工物
２２ 搬送手段
２３ 光照射手段
２４ 加工領域
２５ 加工形状
２６ 被加工部
２９ 光走査手段
３０ 収容容器

特許第５９０６１１５号公報

Claims (16)

1. 被加工物に対してレーザー光を照射する光照射手段と、
   偏向器及び結像光学素子を有し、前記偏向器及び結像光学素子によりレーザー光を走査する光走査手段と、
   被加工物を加工領域に搬送する搬送手段と、を有するレーザー加工装置であって、
   前記被加工物は、前記搬送手段により搬送されながら前記光走査手段で走査されたレーザー光を前記被加工物に照射することにより加工され、
   前記被加工物の搬送方向に対して直交する方向に走査を行い、
   前記被加工物の加工形状は、前記搬送方向よりも走査方向の方が長いことを特徴とするレーザー加工装置。
2. 前記被加工物の加工形状が微小なドットの集合体を含み、前記微小なドットの集合体における隣接するドット間が、前記走査方向と直交する方向に所定の間隔で設けられている、請求項１に記載のレーザー加工装置。
3. 前記微小なドットの集合体が所定の文字列を含む、請求項２に記載のレーザー加工装置。
4. 前記走査方向に並んだ文字列は、前記走査方向と直交する方向に所定の間隔で設けられている、請求項３に記載のレーザー加工装置。
5. 前記偏向器による前記走査は加工領域を往復走査する、請求項１から４のいずれかに記載のレーザー加工装置。
6. 前記偏向器は２軸で走査可能な構成である、請求項１から５のいずれかに記載のレーザー加工装置。
7. 前記偏向器の２軸が前記搬送方向に対して直交する方向に配されている、請求項６に記載のレーザー加工装置。
8. 前記偏向器の２軸における走査周波数は、前記搬送方向よりも前記搬送方向に対して直交する方向が速い、請求項７に記載のレーザー加工装置。
9. 前記搬送方向の走査軸における走査速度は、前記被加工物の搬送速度よりも遅い、請求項７から８のいずれかに記載のレーザー加工装置。
10. 被加工物に対してレーザー光を照射する光照射工程と、
    偏向器及び結像光学素子を用いてレーザー光を走査する光走査工程と、
    被加工物を加工領域に搬送する搬送工程と、を含むレーザー加工方法であって、
    前記被加工物は、前記搬送工程で搬送されながら前記光走査工程で走査されたレーザー光を前記被加工物に照射することにより加工され、
    前記被加工物の搬送方向に対して直交する方向に走査を行い、
    前記被加工物の加工形状は、前記搬送方向よりも走査方向の方が長いことを特徴とするレーザー加工方法。
11. 被加工物に対してレーザー光を照射する光照射手段と、
    偏向器及び結像光学素子を有し、前記偏向器及び結像光学素子によりレーザー光を走査する光走査手段と、
    被加工物を加工領域に搬送する搬送手段と、を有するレーザー加工装置であって、
    前記被加工物は、前記搬送手段により搬送されながら前記光走査手段で走査されたレーザー光を前記被加工物に照射することにより加工され、
    前記被加工物の加工形状は、前記偏向器の走査方向が長く、前記偏向器の走査方向に対して直交する方向が短いことを特徴とするレーザー加工装置。
12. 前記被加工物は、平面への投影面積が最大となる投影視における長手方向を前記走査方向とする、請求項１１に記載のレーザー加工装置。
13. 被加工物に対してレーザー光を照射する光照射工程と、
    偏向器及び結像光学素子を用いてレーザー光を走査する光走査工程と、
    被加工物を加工領域に搬送する搬送工程と、を含むレーザー加工方法であって、
    前記被加工物は、前記搬送工程で搬送されながら前記光走査工程で走査されたレーザー光を前記被加工物に照射することにより加工され、
    前記被加工物の加工形状は、前記偏向器の走査方向が長く、前記偏向器の走査方向に対して直交する方向が短いことを特徴とするレーザー加工方法。
14. 被加工物に対してレーザー光を照射する光照射手段と、
    偏向器及び結像光学素子を有し、前記偏向器及び結像光学素子によりレーザー光を走査する光走査手段と、
    被加工物を加工領域に搬送する搬送手段と、を有するレーザー加工装置であって、
    前記被加工物は、前記搬送手段により搬送されながら前記光走査手段で走査されたレーザー光を前記被加工物に照射することにより加工され、
    前記被加工物の搬送方向に対して直交する方向に走査を行い、
    前記レーザー加工装置は、前記被加工物の搬送位置情報を検知する検知手段を有し、
    前記偏向器は前記搬送方向にも偏向が可能であり、
    前記偏向器は前記被加工物を加工する時刻以前に前記搬送方向に偏向し、
    前記偏向器により偏向されたレーザー光は搬送される被加工物の加工開始位置に位置され、
    前記検知手段による検知情報に基づき加工するタイミングを決定することを特徴とするレーザー加工装置。
15. 前記被加工物の加工形状は、前記搬送方向よりも走査方向が長い、請求項１４に記載のレーザー加工装置。
16. 被加工物に対してレーザー光を照射する光照射工程と、
    偏向器及び結像光学素子を用いてレーザー光を走査する光走査工程と、
    被加工物を加工領域に搬送する搬送工程と、を含むレーザー加工方法であって、
    前記被加工物は、前記搬送工程で搬送されながら前記光走査工程で走査されたレーザー光を前記被加工物に照射することにより加工され、
    前記被加工物の搬送方向に対して直交する方向に走査を行い、
    前記レーザー加工方法は、前記被加工物の搬送位置情報を検知する検知工程を含み、
    前記偏向器は前記搬送方向にも偏向が可能であり、
    前記偏向器は前記被加工物を加工する時刻以前に前記搬送方向に偏向し、
    前記偏向器により偏向されたレーザー光は搬送される被加工物の加工開始位置に位置され、
    前記検知工程における検知情報に基づき加工するタイミングを決定することを特徴とするレーザー加工方法。
    
    

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