JP6480725B2 - Laser irradiation apparatus and laser irradiation method - Google Patents
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Description
本発明は、対象物へレーザー光を照射するレーザー照射装置及びレーザー照射方法に関する。 The present invention relates to a laser irradiation apparatus and a laser irradiation method for irradiating an object with laser light.
レーザー発振器から出力されるレーザー光を対象物に照射する場合、レーザー発振器内や、光路上に配置された光学部材の温度変化に起因して、予め設定された光軸が経時的に変化したり、装置の経年変化によって光軸がずれたりすることがある。そのような光軸のずれをアライメントする方法が種々提案されている。 When irradiating an object with laser light output from a laser oscillator, the preset optical axis may change over time due to temperature changes in the laser oscillator or the optical member placed on the optical path. The optical axis may shift due to aging of the device. Various methods for aligning such optical axis deviations have been proposed.
例えば特許文献1には、ビームスプリッタを用いてレーザー光を2方向に分岐させ、分岐した一方のレーザー光の位置を二次元位置検出装置によって検出することで光軸のずれを求め、そのずれ量に応じてミラーを移動させて光軸を調整する方法が記載されている。ビームスプリッタを用いた光軸のずれの補正方法は、特許文献2にも記載されている。
For example, in
一方、ビームスプリッタを用いず、その代わりに2波長以上のレーザー光源を用いて光軸のずれ及びその補正を行う方法が特許文献3及び4に記載されている。
On the other hand,
ビームスプリッタを用いた光軸のアライメント法では、一つの光源で発生したレーザー光を分岐させることに起因して、対象物へ照射するレーザー光のエネルギーロスが生じてしまうという課題がある。一方、2波長以上のレーザー光源を用いた光軸のアライメント法であれば、対象物へ照射するレーザー光のエネルギーにロスが生じることはない。しかし2波長以上のレーザー光源を用いた場合、特許文献3に記載の技術では、2つの波長のレーザー光の戻り光の両方を検出しているため、光学系の構造が複雑になってしまうという課題がある。特許文献4に記載の技術では、波長の異なるすべてのレーザー光について、受光素子に受光されたときの出力を取得して、その出力値に基づき光軸のずれを検出しているので、それら波長の異なるすべてのレーザー光を対象物に照射する必要があるという課題がある。
In the optical axis alignment method using a beam splitter, there is a problem in that energy loss of laser light irradiated to an object occurs due to branching of laser light generated by one light source. On the other hand, if the optical axis alignment method uses a laser light source having two or more wavelengths, there is no loss in the energy of the laser light applied to the object. However, when a laser light source having two or more wavelengths is used, the technique described in
したがって本発明の課題は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得るレーザー照射装置及びレーザー照射方法を提供することにある。 Therefore, the subject of this invention is providing the laser irradiation apparatus and laser irradiation method which can eliminate the fault which the prior art mentioned above has.
本発明は、対象物に照射する照射用レーザー光を発生させる第1光源と、
照射用レーザー光と異なる波長を有する位置ずれ検出用光を発生させる第2光源と、
第2光源で発生した位置ずれ検出用光の進行方向を変更する第1反射部材と、
第1反射部材を経て入射された位置ずれ検出用光を反射させるとともに、第1光源から入射された照射用レーザー光を透過させて、両光を同軸にする第1ダイクロイックミラーと、
照射用レーザー光を対象物へ照射するための最終光学ユニットの直前に配置され、且つ同軸の状態の照射用レーザー光及び位置ずれ検出用光が入射される第2ダイクロイックミラーであって、位置ずれ検出用光を反射させるとともに照射用レーザー光を透過させて、該照射用レーザー光のみを該最終光学ユニットに導く該第2ダイクロイックミラーと、
第2ダイクロイックミラーで反射した位置ずれ検出用光を受光する二次元検出器とを備え、
二次元検出器で受光した位置ずれ検出用光の検出位置に基づき、照射用レーザー光が対象物の照射予定位置に照射されているか否かを判断するようにしたレーザー照射装置を提供するものである。
The present invention includes a first light source that generates irradiation laser light for irradiating an object;
A second light source for generating misalignment detection light having a wavelength different from that of the irradiation laser light;
A first reflecting member that changes the traveling direction of the misalignment detection light generated by the second light source;
A first dichroic mirror that reflects the misalignment detection light incident through the first reflecting member and transmits the irradiation laser light incident from the first light source so as to make both lights coaxial;
A second dichroic mirror that is disposed immediately before the final optical unit for irradiating the irradiation laser beam to the object and receives the coaxial irradiation laser beam and misalignment detection light. The second dichroic mirror that reflects the detection light and transmits the irradiation laser light and guides only the irradiation laser light to the final optical unit;
A two-dimensional detector that receives the misalignment detection light reflected by the second dichroic mirror;
Provided is a laser irradiation apparatus for determining whether or not an irradiation laser beam is irradiated on an irradiation target position of an object based on a detection position of a misalignment detection light received by a two-dimensional detector. is there.
また本発明は、対象物に照射する照射用レーザー光を第1光源で発生させるとともに、照射用レーザー光と異なる波長を有する位置ずれ検出用光を第2光源で発生させ、
第2光源で発生した位置ずれ検出用光の進行方向を第1反射部材によって変更し、
照射用レーザー光及び進行方向が変更された位置ずれ検出用光を第1ダイクロイックミラーに入射させ、照射用レーザー光を透過させるとともに位置ずれ検出用光を反射させて、両光を同軸にし、
照射用レーザー光を対象物へ照射するための最終光学ユニットの直前に配置された第2ダイクロイックミラーに、同軸状態の照射用レーザー光及び位置ずれ検出用光を入射させ、該第2ダイクロイックミラーによって位置ずれ検出用光を反射させるとともに照射用レーザー光を透過させて、該照射用レーザー光のみを該最終光学ユニットへと導き、
第2ダイクロイックミラーで反射した位置ずれ検出用光を二次元検出器で受光するとともに、最終光学ユニットに導かれた照射用レーザー光を対象物に照射する、レーザー照射方法であって、
二次元検出器で受光した位置ずれ検出用光の検出位置に基づき、照射用レーザー光が対象物の照射予定位置に照射されているか否かを判断するようにした、レーザー照射方法を提供するものである。
In addition, the present invention generates an irradiation laser beam for irradiating an object with the first light source, and generates a misalignment detection light with a wavelength different from that of the irradiation laser beam with the second light source,
The traveling direction of the misalignment detection light generated by the second light source is changed by the first reflecting member,
The laser beam for irradiation and the misalignment detection light whose traveling direction is changed are made incident on the first dichroic mirror, the irradiation laser beam is transmitted and the misalignment detection light is reflected, and both lights are coaxial.
Coaxially irradiated irradiation laser light and misalignment detection light are incident on a second dichroic mirror disposed immediately before the final optical unit for irradiating the irradiation laser light onto the object, and the second dichroic mirror Reflecting the misalignment detection light and transmitting the irradiation laser light, leading only the irradiation laser light to the final optical unit,
A laser irradiation method in which a misalignment detection light reflected by a second dichroic mirror is received by a two-dimensional detector, and an irradiation laser beam guided to the final optical unit is irradiated to an object,
Provided a laser irradiation method for determining whether or not an irradiation laser beam is irradiated on a target irradiation position based on a detection position of a misalignment detection light received by a two-dimensional detector It is.
更に本発明は、複数枚のシートが重ねられたシート積層体にレーザー光を照射することにより、該シート積層体を分断するのと同時に、その分断によって生じた複数枚のシートの切断縁部どうしを融着させてシール縁部を形成する、シート融着体の製造方法であって、
前記シート積層体に照射する照射用レーザー光を第1光源で発生させるとともに、照射用レーザー光と異なる波長を有する位置ずれ検出用光を第2光源で発生させ、
第2光源で発生した位置ずれ検出用光の進行方向を第1反射部材によって変更し、
照射用レーザー光及び進行方向が変更された位置ずれ検出用光を第1ダイクロイックミラーに入射させ、照射用レーザー光を透過させるとともに位置ずれ検出用光を反射させて、両光を同軸にし、
照射用レーザー光を前記シート積層体へ照射するための最終光学ユニットの直前に配置された第2ダイクロイックミラーに、同軸状態の照射用レーザー光及び位置ずれ検出用光を入射させ、該第2ダイクロイックミラーによって位置ずれ検出用光を反射させるとともに照射用レーザー光を透過させて、該照射用レーザー光のみを該最終光学ユニットへと導き、
第2ダイクロイックミラーで反射した位置ずれ検出用光を二次元検出器で受光するとともに、最終光学ユニットに導かれた照射用レーザー光を前記シート積層体に照射する工程を有し、
二次元検出器で受光した位置ずれ検出用光の検出位置に基づき、照射用レーザー光が前記シート積層体照射予定位置に照射されているか否かを判断するようにした、シート融着体の製造方法を提供するものである。
Furthermore, the present invention divides the sheet laminate by irradiating a laser beam onto the sheet laminate in which a plurality of sheets are stacked, and at the same time, cut edges of the plurality of sheets generated by the division. Is a method for producing a sheet fusion body, in which a seal edge is formed by fusing
A laser beam for irradiating the sheet laminate is generated by a first light source, and a misalignment detection light having a wavelength different from that of the laser beam for irradiation is generated by a second light source,
The traveling direction of the misalignment detection light generated by the second light source is changed by the first reflecting member,
The laser beam for irradiation and the misalignment detection light whose traveling direction is changed are made incident on the first dichroic mirror, the irradiation laser beam is transmitted and the misalignment detection light is reflected, and both lights are coaxial.
The second dichroic light is incident on a second dichroic mirror disposed immediately before the final optical unit for irradiating the laser beam for irradiation to the sheet laminate, and the coaxial laser light for irradiation and misalignment detection light are incident on the second dichroic mirror. Reflecting the misalignment detection light by the mirror and transmitting the irradiation laser light, leading only the irradiation laser light to the final optical unit,
Receiving the misalignment detection light reflected by the second dichroic mirror with a two-dimensional detector, and irradiating the sheet laminate with the irradiation laser light guided to the final optical unit;
Manufacture of a sheet fusion body in which it is determined whether or not the irradiation position of the sheet laminate is irradiated based on the detection position of the misalignment detection light received by the two-dimensional detector. A method is provided.
本発明によれば、レーザー光の照射中でもレーザー光のエネルギーロスを生じさせることなく、レーザー光の光軸のずれを容易に検出することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the shift | offset | difference of the optical axis of a laser beam can be easily detected, without producing the energy loss of a laser beam even in laser beam irradiation.
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図1には、本発明のレーザー照射装置の一実施形態が模式的に示されている。同図に示すレーザー照射装置10は、照射対象物Tに照射する照射用レーザー光20を発生させる第1光源21を有している。また照射装置10は、照射用レーザー光20と異なる波長を有する位置ずれ検出用光23を発生させる第2光源22を有している。
The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an embodiment of the laser irradiation apparatus of the present invention. The
第2光源22で発生した位置ずれ検出用光23は、第1ミラー31及び第2ミラー32から構成される第1反射部材30Aによって、その進行方向が変更される。第1反射部材30Aによって進行方向が変更された位置ずれ検出用光23は、該第1反射部材30Aを経て、第1ダイクロイックミラー41に入射される。一方、第1光源20で発生した照射用レーザー光20は、直接に第1ダイクロイックミラー41に入射される。
The movement direction of the
第1ダイクロイックミラー41は、第1反射部材30Aを経て入射された位置ずれ検出用光23を反射させるとともに、第1光源21から入射された照射用レーザー光20を透過させて、両光20,23を同軸にする。「同軸にする」とは、照射用レーザー光20の光軸と、位置ずれ検出用光23の光軸とを一致させることをいう。また「光軸」とは、光源からターゲットまでを通過する光束の中心線のことをいう。照射用レーザー光20と位置ずれ検出用光23とを同軸の状態にするために、第1ダイクロイックミラー41への照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23の入射角度を第1反射部材30Aで調整することが必要である。また、第1ダイクロイックミラー41によって照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23が同軸の状態になったか否かは、第1ダイクロイックミラー41よりも下流に、第1光源21から照射対象物Tまでの光路長と同等以上の距離をもつ位置をA点と定義すると、用いる波長帯によっても異なるが、例えば2波長各々検出可能な広波長域のセンサで、第1ダイクロイックミラーからA点までの光路中の複数点において両光20,23を感知し、その各位置で検出位置を同じにすることによって判断することができる。
The first
ダイクロイックミラーは、多層光学機能反射鏡や二色鏡とも呼ばれるものであり、特殊な光学素材を用いて製造された鏡の一種である。ダイクロイックミラーは、特定の波長の光を反射し、且つその他の波長の光を透過する特性を有する。本実施形態で用いられる第1ダイクロイックミラー41としては、上述のとおり、位置ずれ検出用光23を反射させるとともに、照射用レーザー光20を透過させる性質を有するものが用いられる。
The dichroic mirror is also called a multilayer optical functional reflecting mirror or dichroic mirror, and is a kind of mirror manufactured using a special optical material. The dichroic mirror has a characteristic of reflecting light of a specific wavelength and transmitting light of other wavelengths. As the first
レーザー照射装置10は、第1ダイクロイックミラー41に加えて、第2ダイクロイックミラー42も備える。第2ダイクロイックミラー42には、第1第2ダイクロイックミラー41によって同軸の状態にされた照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23が入射される。第2ダイクロイックミラー42は、照射用レーザー光20を照射対象物Tへ照射するための最終光学ユニット43の直前に配置される。「直前に配置される」とは、第2ダイクロイックミラー42と最終光学ユニット43との間に何らの光学部品も介在しないことをいう。また「最終光学ユニット」とは、照射対象物Tの直前に配置されるレンズ若しくはミラー又はガルバノスキャナなどレンズを含んだ光学ユニットなどのことをいう。
The
最終光学ユニット43は、照射対象物Tの種類やレーザー光20の照射の目的に応じて種々のものを採用し得る。例えば後述するとおり、照射対象物Tが、熱可塑性の樹脂を含むものであり、レーザー光20の照射によって搬送過程の該照射対象物Tを一方向に沿って溶断・融着する場合には、最終光学ユニット43としてFθレンズを備えたガルバノスキャナを用いることができる。また、一般的なステージ移動式のレーザー加工機の場合には、最終光学ユニット43として任意の焦点距離を持つ凸レンズを用いることができる。
As the final
第1ダイクロイックミラー41と第2ダイクロイックミラー42との間においては、照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23は、同軸の状態で進行する。そして、同軸の状態で進行する照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23は、第1ダイクロイックミラー41と第2ダイクロイックミラー42との間に配置された少なくとも1つの第2反射部材30Bによって進行方向が変更されて、第1ダイクロイックミラー41から第2ダイクロイックミラーへと導かれる。本実施形態では第2反射部材30Bは複数のミラー群33−36から構成される。
Between the first
第1ダイクロイックミラー41と第2ダイクロイックミラー42との間の光路を、同軸の状態で進行する照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23は、第2ダイクロイックミラー42に入射することによって、照射用レーザー光20と位置ずれ検出用光23とに分離される。この目的のために、第2ダイクロイックミラー42としては、位置ずれ検出用光23を反射させるとともに照射用レーザー光20を透過させるものが用いられる。位置ずれ検出用光23を反射させることが可能であるとともに、照射用レーザー光20を透過させることが可能である限り、第2ダイクロイックミラー42は、第1ダイクロイックミラー41と同種のものであってもよく、あるいは異種のものであってもよい。
The
第2ダイクロイックミラー42に入射することで反射した位置ずれ検出用光23は、二次元検出器44によって受光される。二次元検出器44は、平面状の受光部を有する光学センサからなる。この平面状の受光部に対して直交する方向から位置ずれ検出用光23を入射させることで、該受光部における位置ずれ検出用光23の受光位置、すなわち受光座標を検出することができる。
The
二次元検出器44としては、従来この種の光学センサとして用いられてきたものと同様のものを用いることができる。例えば二次元検出器44として、例えば半導体位置検出素子(PSD)や電荷結合素子(CCD)などを用いることができる。二次元検出器44の分解能は、照射用レーザー光20の位置ずれ検出の精度に影響を及ぼすものであり、この分解能が高いほど、位置ずれ検出の精度が高くなる。また、二次元検出器44の分解能は、照射対象物Tに照射される照射用レーザー光20のビーム径や装置の必要精度に応じて決定すればよい。
As the two-
本実施形態のレーザー照射装置10においては、上述した第2反射部材30Bによって形成された光路内には、上述した各種の光学部材に加え、必要に応じてその他の光学部材が配置されていてもよい。例えば図1に示すレーザー照射装置10においては、第4ミラー34と第5ミラー35との間に、付加的な光学部材としてビームエキスパンダ45が配置されている。
In the
以上の構成を有するレーザー照射装置10を用いて、照射対象物Tにレーザー光20を照射する方法について説明する。先ず、対象物Tに照射する照射用レーザー光20を第1光源21で発生させる。これとともに、位置ずれ検出用光23を第2光源22で発生させる。照射用レーザー光20としては、照射対象物Tの種類や照射の目的に応じて適切なものが用いられ、レーザー光20の第1光源21として、CO2レーザー、YAGレーザー、LDレーザー(半導体レーザー)、YVO4レーザー、ファイバーレーザー等を用いることができる。
A method of irradiating the irradiation target T with the
一方、位置ずれ検出用光23は、第1及び第2ダイクロイックミラーによって照射用レーザー光20と分離可能な波長を有するものであれば、レーザー光に限られない。例えば、位置ずれ検出用光23の第2光源22として、レーザーダイオード、He−Neレーザー、発光ダイオード(LED)やハロゲン光源などを用いることができる。発光ダイオード(LED)やハロゲン光源を用いる場合には、レンズ系を調整して光が拡散しないようにすることが好ましい。光学系の距離が長い場合には、レーザーダイオードやHe−Neレーザーなどのレーザー光源を用いることが有利である。また位置ずれ検出用光23の波長は、アライメントがし易いように、例えば400nm以上700nm以下の可視光領域とすることが好ましい。一方、照射用レーザー光20に可視光領域の波長を用いる場合は、遠赤外領域など可視領域とは異なる波長を用いることが好ましい。
On the other hand, the
第2光源22で発生した位置ずれ検出用光23は、第1ミラー31及び第2ミラー32から構成される第1反射部材30Aによって進行方向が変更されて、第1ダイクロイックミラー41に入射して反射する。一方、第1光源21で発生した照射用レーザー光20は、直接に第1ダイクロイックミラー41に入射して、これを透過する。それによって、照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23は同軸の状態になる。
The
同軸の状態になった照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23は、複数のミラー33−36から構成される第2反射部材30Bによって形成される光路を進行する。必要に応じ、この光路内に配置された光学部材、例えばビームエキスパンダ45を通過して、収差の発生を抑える等の光学的な処理が施される。
The
第2反射部材30Bによって形成される光路を進行してきた照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23は、次いで第2ダイクロイックミラー42に入射する。第2ダイクロイックミラー42は、上述のとおり、照射用レーザー光20を反射し、且つ照射用レーザー光20を透過させるものであるから、同軸の状態で第2ダイクロイックミラー42に入射した照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23のうち、位置ずれ検出用光23は、第2ダイクロイックミラー42によって反射され、これを透過しない。第2ダイクロイックミラー42によって反射された位置ずれ検出用光23は、反射方向に配置された二次元検出器44によって受光される。一方、照射用レーザー光20は、第2ダイクロイックミラー42によって反射されず、これを透過する。そして、照射用レーザー光20のみが最終光学ユニット43に導かれる。
The
最終光学ユニット43に導かれた照射用レーザー光20は、該レンズ43を通過して焦点合わせ等の光学的処理が施された後に、照射対象物Tに向けて照射される。通常は、レーザー光20を照射対象物Tに本照射するのに先立ち、照射箇所の位置合わせのために事前照射を行い、レーザー光20の光軸のアライメントを行っているので、本照射時には、照射対象物Tの照射予定位置に正しくレーザー光20が照射される。しかし場合によっては、レーザー発振器内や、光路上に配置された光学部材の温度変化に起因して、予めアライメントされた光軸が経時的に変化したり、装置10の経年変化によってレーザー光20光軸がずれたりすることがある。その場合には、照射対象物Tの照射予定位置に正しくレーザー光20が照射されず、照射位置にずれが生じる。この位置ずれが発生したか否かを、第2ダイクロイックミラー42によって反射され、二次元検出器44に入射した位置ずれ検出用光23を用いて判断する。その具体的な手法は以下のとおりである。
The
二次元検出器44は上述のとおり、平面状の受光部(図示せず)を有し、該受光部が、これに入射する位置ずれ検出用光23と直交するように配置されている。この平面状の受光部に対して直交する方向から位置ずれ検出用光23を入射させることで、該受光部における位置ずれ検出用光23の受光位置、すなわち受光座標を検出する。この受光座標のことを「検出受光座標」という。検出受光座標は、照射対象物Tにレーザー光20を照射し続けている間にわたって継続的に求められるか、又は所定の間隔を置いて断続的に求められる。
As described above, the two-
先に述べたとおり、レーザー光20を照射対象物Tに本照射するのに先立ち、照射箇所の位置合わせのために事前照射を行い、レーザー光20の光軸のアライメントを行う。このときに、レーザー光20に加えて、位置ずれ検出用光23も同軸の状態で照射し、該位置ずれ検出用光23を二次元検出器44で受光して、アライメント状態での受光座標を予め検出しておく。この受光座標のことを「標準受光座標」という。そして、上述した検出受光座標を、この標準受光座標と比較し、座標のずれが、予め設定したおいた閾値内である場合には、照射用レーザー光20が対象物Tの照射予定位置に正しく照射されていると判断する。逆に、検出受光座標と標準受光座標とのずれが、閾値を超えた場合には、照射用レーザー光20が対象物Tの照射予定位置に正しく照射されていないと判断し、アラートを発生させることで、使用者に光軸調整の必要性を知らせることができる。
As described above, prior to the main irradiation of the
上述の検出受光座標及び標準受光座標はいずれも二次元座標である。検出受光座標を(xd,yd)とし、標準受光座標を(xs,ys)とした場合、両座標のずれが閾値内であるとは、閾値の値をLとすると、√{(xd−xs)2+(yd−ys)2}<Lであることをいう。一方、両座標のずれが閾値を超えるとは、閾値の値をLとすると、√{(xd−xs)2+(yd−ys)2}≧Lであることをいう。 The detected light receiving coordinates and the standard light receiving coordinates are both two-dimensional coordinates. When the detected light receiving coordinates are (x d , y d ) and the standard light receiving coordinates are (x s , y s ), the deviation between the two coordinates is within the threshold value. If the threshold value is L, √ { (x d -x s) 2 + (y d -y s) 2} refers to a <L. On the other hand, the difference between the two coordinates exceeding the threshold means that {L (x d −x s ) 2 + (y d −y s ) 2 } ≧ L, where L is the threshold value.
以上の手法によれば、照射用レーザー光20の光軸のずれを、該照射用レーザー光20とは別の光である位置ずれ検出用光23を用いて検出するので、照射用レーザー光20にエネルギーロスを生じさせることなく、該照射用レーザー光20の光軸のずれを容易に検出することができる。
According to the above method, since the deviation of the optical axis of the
照射用レーザー光20の光軸にずれが生じたと判断した場合には、照射用レーザー光20の光路内に設置された反射部材、特に第1ダイクロイックミラー41と第2ダイクロイックミラー42との間に配置された第2反射部材30Bを構成する各ミラー33−36の向きを調整してアライメントを行う。このアライメントを行う場合、一般に、どの光学系が原因で光軸にずれが生じたかの判断が難しいので、複数の光学系を使用する際、再度最上流からアライメントし直さなければならないことが多い。しかし本発明においては、照射用レーザー光20の光軸調整を補助するための光軸調整補助具を用いることで、容易に光軸のアライメント状態を復旧することができるレーザー照射装置及びレーザー照射方法も提供される。その実施形態を図2に示す。
When it is determined that a deviation has occurred in the optical axis of the
図2に示す実施形態のレーザー照射装置10Aは、図1に示すレーザー照射装置10が更に光軸調整補助具50を具備するものである。したがって、本実施形態においては、光軸調整補助具50及びこれを用いた照射用レーザー光20の光軸調整法を中心に説明することとし、それ以外の点については、図1に示す実施形態に関する説明が本実施形態にも適用される。
The
光軸調整補助具50は、ミラー等の光学部材からなる反射部材51と、二次元検出器52とが、ハウジング53内に収容されて構成されており、それによって反射部材51と二次元検出器52とは一体化された構造になっている。光軸調整補助具50は、少なくとも1つの第2反射部材30Bと、該第2反射部材30Bの直ぐ下流に位置する光学部材と間の位置に着脱自在に配置可能になっている。「少なくとも1つの第2反射部材30Bと、第2反射部材30Bの直ぐ下流に位置する光学部材と間」とは、第2反射部材30Bが1つの反射部材から構成されている場合には、1つの該反射部材と、その直ぐ下流に位置する光学部材との間のことをいう。一方、第2反射部材30Bが2以上の複数の反射部材から構成されている場合には、複数の第2反射部材のうちの任意の1つの第2反射部材と、その第2反射部材の直ぐ下流に位置する別の第2反射部材との間のことをいうか、又は複数の該反射部材のうちの最下流に位置する第2反射部材と、その直ぐ下流に位置する光学部材との間のことをいう。レーザー照射装置10Aにおける第2反射部材30Bは、複数のミラー33−36から構成されているので、光軸調整補助具50は、ミラー33−36のうち、上下流で隣り合う2つのミラー間の位置、又はミラー36と第2ダイクロイックミラー42との間の位置に着脱自在に配置可能になっている。図2に示す実施形態では、第3ミラー33と第4ミラー34との間の位置に光軸調整補助具50が配置されている状態が示されている。
The optical axis
光軸調整補助具50における反射部材51は、該光軸調整補助具50が第3ミラー33と第4ミラー34との間の位置に配された状態において、同軸の状態の照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23の光路内に位置して該光路を切り替えて、該光軸調整補助具50における二次元検出器52に導くようになっている。したがって、該光路内に光軸調整補助具50が配置されると、ダイクロイックミラー41によって同軸になった照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23は、第3ミラー33及び反射部材51によって進行方向が変更されて二次元検出器52に導かれ、第4ミラー34以降の第2反射部材30Bへは到達しないようになっている。
The reflecting
光軸調整補助具50を用いた照射用レーザー光20の光軸調整は次の手順で行われる。レーザー光20を照射対象物Tに本照射するのに先立ち、対象物Tにおけるレーザー光20の照射箇所の位置合わせのために事前照射を行い、第1ダイクロイックミラー41と第2ダイクロイックミラー42との間の光路で同軸の状態の照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23が予めアライメントされた状態にするための調整を行う。この調整は、第2反射部材30Bを構成する各ミラー33−36の向きを調整することで行われる。アライメントが完了したら、このアライメントされた状態下に、第2反射部材30Bの一つである第3ミラー33と第4ミラー34との間の位置に光軸調整補助具50を配置する。光軸調整補助具50の配置位置は、第3ミラー33と第4ミラー34との間のうち、第4ミラー34寄りの位置とすることが、光軸のずれを一層敏感に検知できることから好ましい(以下に述べる第4ミラー34と第5ミラー35との間、第5ミラー35と第6ミラー36との間、及び第6ミラー36と第2ダイクロイックミラー42との間においても同じ)。これとともに、第2光源22によって位置ずれ検出用光23のみを発生させる。発生した位置ずれ検出用光23は、第1反射部材30Aを構成する第1及び第2ミラー31,32、第1ダイクロイックミラー41、並びに第2反射部材30Bを構成する第3ミラー33を経て、光軸調整補助具50に入射する。光軸調整補助具50に入射した位置ずれ検出用光23は、該光軸調整補助具50内に配置された反射部材51によって反射して進行方向が変更されて、同じく光軸調整補助具50内に配置された二次元検出器52で受光する。このようにして、アライメント状態での第3ミラー33と第4ミラー34との間の位置における受光座標を予め検出し、それを記憶しておく。この受光座標のことを「第3ミラー標準受光座標」という。
The optical axis adjustment of the
先に述べた二次元検出器44による検出受光座標と、標準受光座標との比較の結果、照射用レーザー光20の光軸にずれが生じていると判断された場合には、照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23の照射を中止し、第2反射部材30Bの一つである第3ミラー33と第4ミラー34との間の位置に光軸調整補助具50を配置する。これとともに、第2光源22によって位置ずれ検出用光23のみを発生させる。そして、発生した位置ずれ検出用光23を、光軸調整補助具50内に配置された二次元検出器52で受光する。それによって、二次元検出器52の受光部における位置ずれ検出用光23の受光位置である受光座標を検出する。この受光座標のことを「第3ミラー検出受光座標」という。第3ミラー検出受光座標は、照射用レーザー光20の光軸を調整している間にわたって継続的に求められるか、又は所定の間隔を置いて断続的に求められる。
If it is determined that the optical axis of the
照射用レーザー光20の光軸の調整は、第3ミラー検出受光座標を、予め記憶しておいた第3ミラー標準受光座標と比較することで行う。具体的には、第3ミラー検出受光座標の値が、予め記憶しておいた第3ミラー標準受光座標の値に復帰するように、光軸調整補助具50の直ぐ上流に配置された第2反射部材30Bである第3ミラー33の向きを調整する。この調整は人手で又は機械的に自動化して行うことができる。先に述べたとおり、照射用レーザー光20と位置ずれ検出光23とは、既に同軸にアライメントされているので、位置ずれ検出光23に関してこの確認ないし調整を行えば、結果的に照射用レーザー光20の光軸が、どの光学系が原因で位置ずれが起きているのかを特定し、その光学系だけを調整することによって、予め調整しておいたアライメント状態に復帰する。したがって、この後は、レーザー照射装置10を通常の状態で運転すれば、対象物Tの照射予定位置に、照射用レーザー光20が適正に照射される。このように、本実施形態によれば、どの光学系が原因で位置ずれが起きているのかを、上流から順に調べることで特定することができ、ずれが生じていない他の光学系を不必要に動かすことなく、その光学系だけを調整し復旧できるという利点がある。
The adjustment of the optical axis of the
光軸調整補助具50を用いた照射用レーザー光20の光軸調整においては、該光軸調整補助具50を光路内に容易に着脱自在に配置可能にすることが有利である。これに加えて、配置状態での位置ずれが生じないようにすることも有利である。これらの観点から、光軸調整補助具50を第2反射部材30Bと、第2反射部材30Bの下流に位置する光学部材と間の位置に配するときの位置決めが可能な位置決め部材を、第1ダイクロイックミラー41と第2ダイクロイックミラー42との間の光路に設けることが好ましい。本実施形態においては、図2における紙面と平行な面を有する支持板(図示せず)から複数の位置決めピン54aないし54dを突設させ、これらの位置決めピン54aないし54dを用いて光軸調整補助具50を着脱自在に光路内に保持している。
In the optical axis adjustment of the
以上の方法によって、照射用レーザー光20に生じた光軸のずれを修正して、第1ダイクロイックミラー41と第3ミラー33との間の光路において照射用レーザー光20の光軸をアライメント状態に復帰させることができる。しかし、場合によっては、第1ダイクロイックミラー41と第3ミラー33との間では照射用レーザー光20の光軸にずれは生じていないが、第3ミラー33よりも下流の光路において照射用レーザー光20の光軸にずれが生じている場合がある。この場合には、図2に示す操作を行って第1ダイクロイックミラー41と第3ミラー33との間の光路において照射用レーザー光20の光軸をアライメント状態にした後に、図3に示すとおり、光軸調整補助具50の配置位置を、第4ミラー34と第5ミラー35との間の位置に配置して、図2に示す操作と同様の操作を行えばよい。詳細は以下のとおりである。
By the above method, the deviation of the optical axis generated in the
先ず、図2に示す操作と同様に、レーザー光20を照射対象物Tに本照射するのに先立ち、照射箇所の位置合わせのために事前照射を行い、第1ダイクロイックミラー41と第2ダイクロイックミラー42との間の光路で、同軸の状態の照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23が予めアライメントされた状態に調整を行う。アライメントが完了したら、このアライメントされた状態下に、第4ミラー34と第5ミラー35との間の位置に光軸調整補助具50を配置する。これとともに、第2光源22によって位置ずれ検出用光23のみを発生させる。発生した位置ずれ検出用光23は、光軸調整補助具50に入射する。光軸調整補助具50に入射した位置ずれ検出用光23は、光軸調整補助具50内に配置された二次元検出器52で受光される。このようにして、アライメント状態での第4ミラー34と第5ミラー35との間の位置における受光座標を予め検出し、それを記憶しておく。この受光座標のことを「第4ミラー標準受光座標」という。
First, similarly to the operation shown in FIG. 2, prior to the main irradiation of the
レーザー照射装置10Aを動作させ、照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23を照射している間に、照射用レーザー光20の光軸にずれが生じている判断された場合には、照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23の照射を中止し、第4ミラー34と第5ミラー35との間の位置に光軸調整補助具50を配置する。これとともに、第2光源22によって位置ずれ検出用光23のみを発生させる。そして、発生した位置ずれ検出用光23を、光軸調整補助具50内に配置された二次元検出器52で受光する。それによって、二次元検出器52の受光部における位置ずれ検出用光23の受光位置の受光座標である第4ミラー検出受光座標を求める。そして、第4ミラー検出受光座標を、予め記憶しておいた第4ミラー標準受光座標と比較することで、照射用レーザー光20の光軸を調整する。具体的には、第4ミラー検出受光座標の値が、予め記憶しておいた第4ミラー標準受光座標の値に復帰するように、第4ミラー34の向きを調整する。
When it is determined that a deviation has occurred in the optical axis of the
図3に示す操作は、第4ミラー34と第5ミラー35との間に光軸調整補助具50を配置して、第1ダイクロイックミラー41から第4ミラー34までの間の光路での、照射用レーザー光20の光軸のアライメントを行うものであったのに対し、図4に示す操作は、第5ミラー35と第6ミラー36との間に光軸調整補助具50を配置して、第1ダイクロイックミラー41から第5ミラー35までの間の光路での、照射用レーザー光20の光軸のアライメントを行うものである。図4に示す操作を行う場合には、それに先立ち図2に示す操作を行って第1ダイクロイックミラー41と第3ミラー33との間の光路において照射用レーザー光20の光軸をアライメント状態に調整し、引き続き図3に示す操作を行って第3ミラー33と第4ミラー34との間の光路において照射用レーザー光20の光軸をアライメント状態に調整しておく。然る後、図4に示す操作を、図3に示す操作と同様に行う。
In the operation shown in FIG. 3, the optical axis adjustment
以上の光軸調整補助具50を用い、図2ないし図4に示す方法で照射用レーザー光20の光軸のアライメント状態を復旧させるときには、それに先立ち、位置ずれ検出用光23の第2光源22から第2反射部材30Bまでの間の光路、具体的には、第2光源22から第3ミラー33までの間の光路において、位置ずれ検出用光23の光軸をアライメント状態にしておくことが好ましい。この操作を行うことで、アライメント状態にずれが生じた照射用レーザー光20の光軸を、確実に復旧することができる。具体的には、以下の操作を行う。
When the alignment state of the optical axis of the
先ず、照射用レーザー光20を照射対象物Tに本照射するのに先立ち、対象物Tにおけるレーザー光20の照射箇所の位置合わせのために事前照射を行い、第1ダイクロイックミラー41と第2ダイクロイックミラー42との間の光路で同軸の状態の照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23が予めアライメントされた状態にするための調整を行う。アライメントが完了したら、このアライメントされた状態下に、図5に示すとおり、第2光源22と第1ミラー31との間の位置に光軸調整補助具50を配置する。これとともに、第2光源22によって位置ずれ検出用光23を発生させる。発生した位置ずれ検出用光23を光軸調整補助具50内に配置された二次元検出器52で受光する。このようにして、アライメント状態での第2光源22と第1ミラー31との間の位置における受光座標を予め検出し、それを記憶しておく。この受光座標のことを「第1ミラー標準受光座標」という。
First, prior to the main irradiation of the irradiation target T with the
第1ミラー標準受光座標が取得できたら、光軸調整補助具50を装置10Aから取り外し、レーザー光照射装置10Aを動作させて、照射用レーザー光20を照射対象物Tに本照射する。レーザー光20を本照射している間に、二次元検出器44による検出受光座標と、標準受光座標との比較の結果、照射用レーザー光20の光軸にずれが生じていると判断された場合には、照射用レーザー光20及び位置ずれ検出用光23の照射を中止し、図5に示すとおり、第2光源22と第1ミラー31との間の位置に光軸調整補助具50を配置する。これとともに、第2光源22によって位置ずれ検出用光23のみを発生させる。そして、発生した位置ずれ検出用光23を、光軸調整補助具50内に配置された二次元検出器52で受光する。それによって、二次元検出器52の受光部における位置ずれ検出用光23の受光位置である受光座標を検出する。この受光座標のことを「第1ミラー検出受光座標」という。
When the first mirror standard light receiving coordinates can be acquired, the optical axis adjustment
位置ずれ検出用光23の光軸の調整は、第1ミラー検出受光座標を、予め記憶しておいた第1ミラー標準受光座標と比較することで行う。具体的には、第1ミラー検出受光座標の値が、予め記憶しておいた第1ミラー標準受光座標の値に復帰するように、第2光源22の向きを調整する。
The adjustment of the optical axis of the
以上と同様の操作を、光軸調整補助具50を第1ミラー31と第2ミラー32との間、第2ミラー32と第1ダイクロイックミラー41との間、及び第1ダイクロイックミラー41と第3ミラー33との間の位置においても行い、第1ミラー31、第2ミラー32及び第1ダイクロイックミラーの向きを調整する。これによって、第2光源22から第3ミラー33までの間の光路において、位置ずれ検出用光23の光軸をアライメント状態にすることができる。その後に、上述した図2ないし図4に示す操作を行い、照射用レーザー光20の光軸をアライメント状態にする。
The same operation as described above is performed using the optical axis
本発明のレーザー照射装置及びレーザー照射方法は、様々な照射対象物Tに適用することができる。その一例として、シート融着体の製造方法に本発明を適用した実施形態を以下に説明する。 The laser irradiation apparatus and laser irradiation method of the present invention can be applied to various irradiation objects T. As an example, an embodiment in which the present invention is applied to a method for manufacturing a sheet fusion body will be described below.
図6及び図7にはシート融着体の一例であるパンツ型使い捨ておむつ1が示されている。おむつ1は、吸収性本体2と、該吸収性本体2の非肌当接面側に配されて該吸収性本体2を固定している外装体3とを備え、且つ腹側部1Aにおける外装体3の両側縁部と背側部1Bにおける該外装体の両側縁部とが接合されて一対のサイドシール部4,ウエスト開口部8及び一対のレッグ開口部9,形成されているパンツ型使い捨ておむつである。外装体3は、外層シート3aと内層シート3bから構成されている。このおむつ1は、複数枚のシートが重ねられたシート積層体にレーザー光を照射することにより、該シート積層体を分断するのと同時に、その分断によって生じた複数枚のシートの切断縁部どうしを融着させてシール縁部を形成する、シート融着体の製造方法に従い、図8及び図9に示す方法で製造される。
6 and 7 show a pants-type
図8に示すとおり、原反ロール(図示せず)から連続的に供給される帯状の外層シート3aと、原反ロール(図示せず)から連続的に供給される帯状の内層シート3bの間に、ウエストギャザーを形成するウエスト部弾性部材5、胴回りギャザーを形成する胴回り部弾性部材6及びレッグギャザーを形成するレッグ部弾性部材7を、所定の伸長率に伸長させた伸長状態で各々複数本配する。このとき、ウエスト部弾性部材5及び胴回り部弾性部材6には、接着剤塗工機(図示せず)によってホットメルト型接着剤を連続的あるいは間欠的に塗工し、レッグ部弾性部材7は、シートの流れ方向とは直交して往復運動する公知の揺動ガイド(図示せず)を介して、所定の脚周りパターンを形成しながら配される。また、帯状の外層シート3a及び帯状の内層シート3bには、それらを重ね合わせる前に、両シートのいずれか一方又は双方の相対向する面の所定部位に、接着剤塗工機(図示せず)によりホットメルト型接着剤を塗工する。
As shown in FIG. 8, between the strip-shaped
そして、図8に示すように、一対のニップロール111,111の間に、ウエスト部弾性部材5、胴回り部弾性部材6及びレッグ部弾性部材7を伸長状態で挟み込んだ帯状の外層シート3a及び帯状の内層シート3bを送り込んで加圧することにより、帯状シート3a,3b間に複数本の弾性部材5,6,7が伸長状態で配された帯状の外装体3を形成する。その後、弾性部材プレカット手段(図示せず)を用いて、後述する吸収性本体2を配する位置に対応させて、複数本の胴回り部弾性部材6及び複数本のレッグ部弾性部材7を押圧して、収縮機能が発現されないように個々複数個に分断する。前記弾性部材プレカット手段としては、例えば、特開2002−253605号公報に記載の複合伸縮部材の製造方法に用いる弾性部材分断部等が挙げられる。
And as shown in FIG. 8, the belt-shaped
次いで、図8に示すように、別工程で製造された吸収性本体2に予めホットメルト接着剤等の接着剤を塗工し、該吸収性本体2を90度回転させて、帯状の外 装体3を構成する内層シート32上に間欠的に供給して固定する。なお、吸収性本体固定用の接着剤は、吸収性本体2ではなく、内層シート32における吸収性本体2の配置予定位置に予め塗工してもよい。
Next, as shown in FIG. 8, an adhesive such as a hot melt adhesive is applied in advance to the absorbent
引き続き、図8に示すように、吸収性本体2が配置された帯状の外装体3におけるレッグ部弾性部材7で環状に囲まれた環状部の内側にレッグホールLO’を形成する。このレッグホール形成工程は、ロータリーカッター、レーザーカッター等の従来からこの種の物品の製造方法における手法と同様の手法を用いて実施することができる。なお、本実施態様においては、帯状の外装体3に吸収性本体2を配置した後にレッグホールを形成しているが、吸収性本体2の配置前にレッグ ホールを形成してもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 8, a leg hole LO ′ is formed inside the annular portion surrounded by the leg
次いで、帯状の外装体3をその幅方向(外装体3の搬送方向と直交する方向)に折り畳む。より具体的には、図8に示すように、帯状の外装体3の搬送方向に 沿う両側部3’,3’を、吸収性本体2の長手方向両端部を覆うように折り返して吸収性本体2の長手方向両端部を固定した後、外装体3を吸収性本体2とともに その幅方向に二つ折りする。こうして、おむつ連続体1’が得られる。
Next, the belt-shaped
こうして製造されたおむつ連続体1’に対して、本発明のレーザー照射装置を含む、図9に示すレーザー式接合装置120を用いてレーザー光を照射して、一対のサイドシール部4,4を有する外装体3を具備する、シート融着体としてのパンツ型使い捨ておむつ1を連続的に製造する。
The diaper
レーザー式接合装置120について説明すると、この装置120は、図9に示すように、矢印A方向に回転駆動される円筒状の支持部材121を備えた中空の円筒ロール123と、該支持部材121の中空部に配され、レーザー光20を集光するレンズ134を有する照射ヘッド135と、加圧手段として無端状の加圧ベルト124及び該加圧ベルト124が架け渡された状態で回転する複数本のロール125a,125b,125cを備えたベルト式加圧装置126とを備えている。レーザー式接合装置120は、環状の支持部材121の外周面、すなわち円筒ロール123の周面部に巻き掛ける加圧ベルト124の張力を増減調整できる張力調整機構(図示せず)を備え、該張力の調整により、支持部材121と加圧ベルト124とによって、おむつ連続体1’に加える圧力を適宜調整することができる。
The
加圧ベルト124としては、加工時に発生する熱に耐え得る耐熱性を有する金属又は樹脂製のベルトを用いることができる。例えば加圧ベルト124は、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料からなる。また、加圧ベルト124としては、通常、被加工物であるおむつ連続体1’に対して照射されるレーザー光20の透過性を有しないものが用いられるが、該透過性を有するものを用いることもできる。
As the
支持部材121は、円筒ロール123の周面部を形成しており、円筒ロール123の左右両側縁部を形成する一対の環状の枠体122,122間に挟持固定されている。支持部材121は、環状の枠体122の周長と同じ長さの単一の環状部材から構成されており、例えば鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、銅等の金属材料又はセラミックス等の耐熱性を有する材料からなる。
The
支持部材121は、レーザー光が通過可能な光通過部である、該支持部材21を厚み方向に貫通するスリット状の開口部127を有している。開口部127は、平面視して矩形形状を有し、その長手方向を支持部材121の幅方向、すなわち図9中符号Xで示す方向に一致させて、円筒状の支持部材121の周方向に所定間隔を置いて複数形成されている。支持部材121は、開口部127ではレーザー光20を通過させる一方、開口部127以外の部分ではレーザー光20を透過させない。支持部材121に開口部127を形成する方法としては、1)支持部材121の所定箇所にエッチング、パンチング、レーザー加工等により開口部127を穿設する方法や、2)支持部材121として、単一の環状部材に代えて、湾曲した矩形形状の部材を複数用い、それら複数の部材を、一対の枠体122,122間に、該枠体122の周方向に所定間隔を置いて配置する方法が挙げられる。前記2)の方法では、隣接する2つの部材の間隔が、スリット状の開口部127となる。
The
支持部材121である中空の円筒ロール123の中空部には、該円筒ロール123の周面部を形成する支持部材121に向けてレーザー光20を照射する照射ヘッド135が設けられている。照射ヘッド135には、レーザー光20を集光するレンズ134が備えられている。また照射ヘッド135は、レーザー光20を自在に走査するガルバノスキャナ、すなわちモータ軸にミラーが付いた装置を備えている。照射ヘッド135は、レーザー光20を円筒ロール123の回転軸と平行な方向、すなわち図9中符号Xで示す方向に進退させる機構、レーザー光20が支持部材121上のおむつ連続体1’に当たる位置である照射点を円筒ロール123の周方向に移動させる機構、及び円筒ロール123の周面上でレーザー光20のスポット径を一定にする機構等を備えている。照射ヘッド135は、このような構成を有することによって、レーザー光20の照射点を、円筒ロール123の周方向及び該周方向と直交する方向の両方向に任意に移動させることができる。この照射ヘッド135が、図1ないし図4に示す最終光学ユニット43に対応する。
An
以上の構成を有するレーザー式接合装置120を用いておむつ1を製造するときには、おむつ連続体1’を連続搬送しつつ、その一方の面を、円筒ロール123の周面部を形成し且つレーザー光20が通過可能なスリット状の開口部127を有する、支持部材121の外面に当接させ、加圧状態となったおむつ連続体1’に対して、支持部材121側から開口部27を介してレーザー光20を照射することにより、おむつ連続体1’を分断するのと同時に、その分断によって生じた前記加圧状態にある複数枚のシートの切断縁部どうしを融着させて、サイドシール部4を形成する。
When the
サイドシール部4の形成時に、おむつ連続体1’におけるレーザー光20の照射予定位置P(図9参照)に適正にレーザー光20が照射されているか否かは、
上述した図1に示す操作によって判断することができる。そして、照射用レーザー光20が照射予定位置Pに照射されていないと判断したときには、上述した光軸調整補助具50を用い、図2ないし図4に示す操作によって、照射用レーザー光20の光軸のアライメントを行う。
Whether or not the
This can be determined by the operation shown in FIG. When it is determined that the
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば図6ないし図9に示す実施形態は、本発明のレーザー照射装置及びレーザー照射方法を、シート融着体を有する物品の一例であるパンツ型使い捨ておむつの製造に適用したものであるが、これ以外の物品の製造にも適用することができる。他の物品としては、前述したパンツ型使い捨ておむつ以外の他の吸収性物品として、前記シート融着体が吸収性物品の一部を構成している物品、例えば、生理用ナプキン、失禁パッド等が挙げられる。吸収性物品以外には、床面清掃用のシート、身体清拭用のシート、身体加温用の発熱具等が挙げられる。吸収性物品を構成するシート融着体としては、a)吸収性物品の肌当接面を形成する表面シートと非肌当接面を形成する裏面シートとが、吸収体の周縁部より延出した部分で接合されているもの、b)生理用ナプキンにおける、表面シートとウイング部形成用シート、ウイング部形成用シートと裏面シート、又は表面シートとウイング部形成用シートと裏面シートが融着したもの等が挙げられる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable embodiment, this invention is not restrict | limited to the said embodiment. For example, in the embodiment shown in FIGS. 6 to 9, the laser irradiation apparatus and the laser irradiation method of the present invention are applied to the manufacture of a pants-type disposable diaper that is an example of an article having a sheet fusion body. It can also be applied to the manufacture of other articles. Examples of other articles include absorbent articles other than the above-described pants-type disposable diapers, such as articles in which the sheet fusion body constitutes a part of the absorbent article, such as sanitary napkins and incontinence pads. Can be mentioned. In addition to absorbent articles, floor cleaning sheets, body wiping sheets, body warming heating tools, and the like can be given. As a sheet fusion body which constitutes an absorptive article, a) A surface sheet which forms a skin contact surface of an absorptive article, and a back sheet which forms a non-skin contact surface extend from a peripheral part of an absorber B) In the sanitary napkin, the top sheet and the wing part forming sheet, the wing part forming sheet and the back sheet, or the top sheet, the wing part forming sheet and the back sheet are fused. And the like.
10,10A レーザー照射装置
20 照射用レーザー光
21 第1光源
22 第2光源
23 位置ずれ検出用光
30A 第1反射部材
30B 第2反射部材
31 第1ミラー
32 第2ミラー
33 第3ミラー
34 第4ミラー
35 第5ミラー
36 第6ミラー
41 第1ダイクロイックミラー
42 第2ダイクロイックミラー
43 最終光学ユニット
44 二次元検出器
50 光軸調整補助具
51 反射部材
52 二次元検出器
T 照射対象物
10, 10A
Claims (5)
第2光源で発生した位置ずれ検出用光の進行方向を第1反射部材によって変更し、
照射用レーザー光及び進行方向が変更された位置ずれ検出用光を第1ダイクロイックミラーに入射させ、照射用レーザー光を透過させるとともに位置ずれ検出用光を反射させて、両光を同軸にし、
照射用レーザー光を対象物へ照射するための最終光学ユニットの直前に配置された第2ダイクロイックミラーに、同軸状態の照射用レーザー光及び位置ずれ検出用光を入射させ、該第2ダイクロイックミラーによって位置ずれ検出用光を反射させるとともに照射用レーザー光を透過させて、該照射用レーザー光のみを該最終光学ユニットへと導き、
第2ダイクロイックミラーで反射した位置ずれ検出用光を二次元検出器で受光するとともに、最終光学ユニットに導かれた照射用レーザー光を対象物に照射する、レーザー照射方法であって、
第1ダイクロイックミラーから出射した同軸の状態の照射用レーザー光及び位置ずれ検出用光の進行方向を変更させて、第2ダイクロイックミラーへと導く第2反射部材を、第1ダイクロイックミラーと第2ダイクロイックミラーとの間に配した状態下に、同軸の状態の照射用レーザー光及び位置ずれ検出用光を照射し、
二次元検出器で受光した位置ずれ検出用光の検出位置に基づき、照射用レーザー光が対象物の照射予定位置に照射されているか否かを判断し、
照射用レーザー光が対象物の照射予定位置に照射されていないと判断したときに、第2反射部材を構成するミラーの向きを調整して照射用レーザー光の光軸を調整する工程を行い、
前記照射用レーザー光の光軸を調整する工程に先立ち、第2光源から第2反射部材までの間の光路において、光軸調整補助具を用いて位置ずれ検出用光の光軸を調整する工程を行い、
光軸調整補助具は、反射部材と二次元検出器とが一体化された構造を有し、且つ第2光源と第2反射部材との間の位置に着脱自在に配置可能となっており、
光軸調整補助具における反射部材は、該光軸調整補助具が第2光源と第2反射部材との間の位置に配された状態において、位置ずれ検出用光の光路内に位置して該光路を切り替えて、該光軸調整補助具における二次元検出器に導くようになっており、
前記位置ずれ検出用光の光軸を調整する工程を行うに先立ち、第1ダイクロイックミラーと第2ダイクロイックミラーとの間の光路で同軸の状態の照射用レーザー光及び位置ずれ検出用光を予めアライメントされた状態としておき、光軸調整補助具を第2光源と第2反射部材との間の位置に配するとともに位置ずれ検出用光のみを発生させ、これを光軸調整補助具の二次元検出器で受光して、アライメントされた状態での位置ずれ検出用光の検出位置を予め記憶しておき、
前記位置ずれ検出用光の光軸を調整する工程においては、照射用レーザー光が対象物の照射予定位置に照射されていないと判断した場合に、第2光源と第2反射部材との間の位置に光軸調整補助具を配するとともに位置ずれ検出用光のみを発生させ、これを光軸調整補助具の二次元検出器で受光するとともに第2光源から第2反射部材までの光路をアライメントして、該二次元検出器で受光された該位置ずれ検出用光の検出位置を、予め記憶しておいたアライメントされた状態での位置ずれ検出用光の検出位置に復帰させる、レーザー照射方法。 A laser beam for irradiating an object is generated by the first light source, and a misalignment detection light having a wavelength different from that of the laser beam for irradiation is generated by the second light source.
The traveling direction of the misalignment detection light generated by the second light source is changed by the first reflecting member,
The laser beam for irradiation and the misalignment detection light whose traveling direction is changed are made incident on the first dichroic mirror, the irradiation laser beam is transmitted and the misalignment detection light is reflected, and both lights are coaxial.
Coaxially irradiated irradiation laser light and misalignment detection light are incident on a second dichroic mirror disposed immediately before the final optical unit for irradiating the irradiation laser light onto the object, and the second dichroic mirror Reflecting the misalignment detection light and transmitting the irradiation laser light, leading only the irradiation laser light to the final optical unit,
A laser irradiation method in which a misalignment detection light reflected by a second dichroic mirror is received by a two-dimensional detector, and an irradiation laser beam guided to the final optical unit is irradiated to an object,
The first dichroic mirror and the second dichroic are connected to the second reflecting member that changes the traveling direction of the coaxially irradiated laser beam and the positional deviation detection light emitted from the first dichroic mirror and leads them to the second dichroic mirror. Under the condition of being arranged between the mirrors, irradiate the irradiation laser light and the position shift detection light in a coaxial state,
Based on the detection position of the misalignment detection light received by the two-dimensional detector, determine whether or not the irradiation laser beam is irradiated on the target irradiation position of the object ,
When it is determined that the irradiation laser beam is not irradiated on the target irradiation position of the object, the step of adjusting the optical axis of the irradiation laser beam by adjusting the direction of the mirror constituting the second reflecting member is performed,
Prior to the step of adjusting the optical axis of the irradiation laser light, the step of adjusting the optical axis of the misalignment detection light using the optical axis adjustment assisting tool in the optical path from the second light source to the second reflecting member. And
The optical axis adjustment auxiliary tool has a structure in which the reflecting member and the two-dimensional detector are integrated, and can be detachably disposed at a position between the second light source and the second reflecting member.
The reflecting member in the optical axis adjustment assisting tool is positioned in the optical path of the misalignment detection light in a state where the optical axis adjustment assisting tool is disposed at a position between the second light source and the second reflecting member. The optical path is switched and guided to the two-dimensional detector in the optical axis adjustment aid.
Prior to performing the step of adjusting the optical axis of the misalignment detection light, the irradiation laser beam and misalignment detection light that are coaxial in the optical path between the first dichroic mirror and the second dichroic mirror are aligned in advance. In this state, the optical axis adjustment assisting tool is arranged at a position between the second light source and the second reflecting member, and only the positional deviation detection light is generated, and this is detected by the two-dimensional detection of the optical axis adjustment assisting tool. Received in advance, and stored in advance the detection position of the misalignment detection light in the aligned state,
In the step of adjusting the optical axis of the misalignment detection light, when it is determined that the irradiation laser beam is not irradiated on the irradiation target position of the object, between the second light source and the second reflecting member, An optical axis adjustment assisting tool is disposed at the position, and only a positional deviation detection light is generated. This light is received by the two-dimensional detector of the optical axis adjustment assisting tool, and the optical path from the second light source to the second reflecting member is aligned. Then, the laser irradiation method for returning the detection position of the misalignment detection light received by the two-dimensional detector to the pre-stored detection position of the misalignment detection light in the aligned state .
光軸調整補助具は、反射部材と二次元検出器とが一体化された構造を有し、且つ第2反射部材と、該第2反射部材の直ぐ下流に位置する光学部材との間の位置に着脱自在に配置可能となっており、
光軸調整補助具における反射部材は、該光軸調整補助具が第2反射部材と、該第2反射部材の直ぐ下流に位置する光学部材との間の位置に配された状態において、同軸の状態の照射用レーザー光及び位置ずれ検出用光の光路内に位置して該光路を切り替えて、該光軸調整補助具における二次元検出器に導くようになっており、
前記照射用レーザー光の光軸を調整する工程を行うに先立ち、第1ダイクロイックミラーと第2ダイクロイックミラーとの間の光路で同軸の状態の照射用レーザー光及び位置ずれ検出用光を予めアライメントされた状態としておき、光軸調整補助具を第2反射部材と、該第2反射部材の直ぐ下流に位置する光学部材との間の位置に配するとともに位置ずれ検出用光のみを発生させ、これを光軸調整補助具の二次元検出器で受光して、アライメントされた状態での位置ずれ検出用光の検出位置を予め記憶しておき、
前記照射用レーザー光の光軸を調整する工程においては、照射用レーザー光が対象物の照射予定位置に照射されていないと判断した場合に、第2反射部材と、該第2反射部材の直ぐ下流に位置する光学部材との間の位置に光軸調整補助具を配するとともに位置ずれ検出用光のみを発生させ、これを光軸調整補助具の二次元検出器で受光するとともに第2反射部材から第2反射部材までの光路をアライメントして、該二次元検出器で受光された該位置ずれ検出用光の検出位置を、予め記憶しておいたアライメントされた状態での位置ずれ検出用光の検出位置に復帰させる、請求項1に記載のレーザー照射方法。 In the step of adjusting the optical axis of the irradiating laser beam, have use optical axis adjustment aid for the assistance of optical axis adjustment of the irradiation laser beam,
Optical axis adjustment aid, positioned between the reflective member and having a two-dimensional detector and is integrated structure, and a second reflecting member, the optical member located immediately downstream of the second reflecting member It can be detachably placed on the
The reflecting member in the optical axis adjustment aid, and the optical axis adjusting aid is a second reflecting member, in a state arranged at a position between the optical member located immediately downstream of the second reflecting member, coaxial Is positioned in the optical path of the irradiation laser light and the misalignment detection light in the state, is switched to the optical path, and is guided to the two-dimensional detector in the optical axis adjustment assisting tool,
Prior to performing the step of adjusting the optical axis of the irradiating laser beam are previously aligned irradiated laser beam and the positional shift detection light coaxial state light path between the first dichroic mirror and the second dichroic mirror state and to keep the optical axis adjusting aid and the second reflecting member to generate only the positional deviation detecting light with disposed at a position between the optical member located immediately downstream of the second reflecting member, which Is received by the two-dimensional detector of the optical axis adjustment auxiliary tool, and the detection position of the misalignment detection light in the aligned state is stored in advance,
In the step of adjusting the optical axis of the irradiation laser beam, when it is determined that the irradiation laser beam is not irradiated to the irradiation target position of the object, the second reflecting member and the second reflecting member immediately It is generated only positional deviation detecting light with arranging the optical axis adjustment aid to the position between the optical member located downstream, second reflection with receiving this two-dimensional detector of the optical axis adjustment aid Aligning the optical path from the member to the second reflecting member , and detecting the position of the position detection light received by the two-dimensional detector in a previously stored alignment state The laser irradiation method according to claim 1 , wherein the laser is returned to the light detection position.
前記シート積層体に照射する照射用レーザー光を第1光源で発生させるとともに、照射用レーザー光と異なる波長を有する位置ずれ検出用光を第2光源で発生させ、
第2光源で発生した位置ずれ検出用光の進行方向を第1反射部材によって変更し、
照射用レーザー光及び進行方向が変更された位置ずれ検出用光を第1ダイクロイックミラーに入射させ、照射用レーザー光を透過させるとともに位置ずれ検出用光を反射させて、両光を同軸にし、
照射用レーザー光を前記シート積層体へ照射するための最終光学ユニットの直前に配置された第2ダイクロイックミラーに、同軸状態の照射用レーザー光及び位置ずれ検出用光を入射させ、該第2ダイクロイックミラーによって位置ずれ検出用光を反射させるとともに照射用レーザー光を透過させて、該照射用レーザー光のみを該最終光学ユニットへと導き、
第2ダイクロイックミラーで反射した位置ずれ検出用光を二次元検出器で受光するとともに、最終光学ユニットに導かれた照射用レーザー光を前記シート積層体に照射する工程を有し、
第1ダイクロイックミラーから出射した同軸の状態の照射用レーザー光及び位置ずれ検出用光の進行方向を変更させて、第2ダイクロイックミラーへと導く第2反射部材を、第1ダイクロイックミラーと第2ダイクロイックミラーとの間に配した状態下に、同軸の状態の照射用レーザー光及び位置ずれ検出用光を照射し、
二次元検出器で受光した位置ずれ検出用光の検出位置に基づき、照射用レーザー光が前記シート積層体照射予定位置に照射されているか否かを判断し、
照射用レーザー光が前記シート積層体照射予定位置に照射されていないと判断したときに、第2反射部材を構成するミラーの向きを調整して照射用レーザー光の光軸を調整する工程を行い、
前記照射用レーザー光の光軸を調整する工程に先立ち、第2光源から第2反射部材までの間の光路において、光軸調整補助具を用いて位置ずれ検出用光の光軸を調整する工程を行い、
光軸調整補助具は、反射部材と二次元検出器とが一体化された構造を有し、且つ第2光源と第2反射部材との間の位置に着脱自在に配置可能となっており、
光軸調整補助具における反射部材は、該光軸調整補助具が第2光源と第2反射部材との間の位置に配された状態において、位置ずれ検出用光の光路内に位置して該光路を切り替えて、該光軸調整補助具における二次元検出器に導くようになっており、
前記位置ずれ検出用光の光軸を調整する工程を行うに先立ち、第1ダイクロイックミラーと第2ダイクロイックミラーとの間の光路で同軸の状態の照射用レーザー光及び位置ずれ検出用光を予めアライメントされた状態としておき、光軸調整補助具を第2光源と第2反射部材との間の位置に配するとともに位置ずれ検出用光のみを発生させ、これを光軸調整補助具の二次元検出器で受光して、アライメントされた状態での位置ずれ検出用光の検出位置を予め記憶しておき、
前記位置ずれ検出用光の光軸を調整する工程においては、照射用レーザー光が対象物の照射予定位置に照射されていないと判断した場合に、第2光源と第2反射部材との間の位置に光軸調整補助具を配するとともに位置ずれ検出用光のみを発生させ、これを光軸調整補助具の二次元検出器で受光するとともに第2光源から第2反射部材までの光路をアライメントして、該二次元検出器で受光された該位置ずれ検出用光の検出位置を、予め記憶しておいたアライメントされた状態での位置ずれ検出用光の検出位置に復帰させる、シート融着体の製造方法。 By irradiating a laser beam onto a sheet laminate in which a plurality of sheets are stacked, the sheet laminate is divided, and at the same time, the cut edges of the plurality of sheets generated by the division are fused together. A method for manufacturing a sheet fusion body, which forms a seal edge,
A laser beam for irradiating the sheet laminate is generated by a first light source, and a misalignment detection light having a wavelength different from that of the laser beam for irradiation is generated by a second light source,
The traveling direction of the misalignment detection light generated by the second light source is changed by the first reflecting member,
The laser beam for irradiation and the misalignment detection light whose traveling direction is changed are made incident on the first dichroic mirror, the irradiation laser beam is transmitted and the misalignment detection light is reflected, and both lights are coaxial.
The second dichroic light is incident on a second dichroic mirror disposed immediately before the final optical unit for irradiating the laser beam for irradiation to the sheet laminate, and the coaxial laser light for irradiation and misalignment detection light are incident on the second dichroic mirror. Reflecting the misalignment detection light by the mirror and transmitting the irradiation laser light, leading only the irradiation laser light to the final optical unit,
Receiving the misalignment detection light reflected by the second dichroic mirror with a two-dimensional detector, and irradiating the sheet laminate with the irradiation laser light guided to the final optical unit;
The first dichroic mirror and the second dichroic are connected to the second reflecting member that changes the traveling direction of the coaxially irradiated laser beam and the positional deviation detection light emitted from the first dichroic mirror and leads them to the second dichroic mirror. Under the condition of being arranged between the mirrors, irradiate the irradiation laser light and the position shift detection light in a coaxial state,
Based on the detection position of the misalignment detection light received by the two-dimensional detector, determine whether the irradiation laser beam is irradiated to the irradiation position of the sheet laminate ,
When it is determined that the irradiation laser beam is not irradiated to the irradiation position of the sheet laminate, the step of adjusting the optical axis of the irradiation laser beam by adjusting the direction of the mirror constituting the second reflecting member is performed. ,
Prior to the step of adjusting the optical axis of the irradiation laser light, the step of adjusting the optical axis of the misalignment detection light using the optical axis adjustment assisting tool in the optical path from the second light source to the second reflecting member. And
The optical axis adjustment auxiliary tool has a structure in which the reflecting member and the two-dimensional detector are integrated, and can be detachably disposed at a position between the second light source and the second reflecting member.
The reflecting member in the optical axis adjustment assisting tool is positioned in the optical path of the misalignment detection light in a state where the optical axis adjustment assisting tool is disposed at a position between the second light source and the second reflecting member. The optical path is switched and guided to the two-dimensional detector in the optical axis adjustment aid.
Prior to performing the step of adjusting the optical axis of the misalignment detection light, the irradiation laser beam and misalignment detection light that are coaxial in the optical path between the first dichroic mirror and the second dichroic mirror are aligned in advance. In this state, the optical axis adjustment assisting tool is arranged at a position between the second light source and the second reflecting member, and only the positional deviation detection light is generated, and this is detected by the two-dimensional detection of the optical axis adjustment assisting tool. Received in advance, and stored in advance the detection position of the misalignment detection light in the aligned state,
In the step of adjusting the optical axis of the misalignment detection light, when it is determined that the irradiation laser beam is not irradiated on the irradiation target position of the object, between the second light source and the second reflecting member, An optical axis adjustment assisting tool is disposed at the position, and only a positional deviation detection light is generated. This light is received by the two-dimensional detector of the optical axis adjustment assisting tool, and the optical path from the second light source to the second reflecting member is aligned. Then, the sheet fusion for returning the detection position of the misalignment detection light received by the two-dimensional detector to the pre-stored detection position of the misalignment detection light in the aligned state Body manufacturing method .
前記シート融着体は、前記パンツ型使い捨ておむつの一部を構成しており、
帯状の前記外装体をその幅方向に折り畳み、折り畳まれた帯状の該外装体の所定箇所に前記レーザー光を照射することにより、帯状の該外装体を分断するのと同時に前記サイドシール部を形成して前記シート融着体とする、請求項4に記載の吸収性物品の製造方法。 The absorbent article includes an absorbent main body and an exterior body that is disposed on the non-skin contact surface side of the absorbent main body and fixes the absorbent main body, A pants-type disposable diaper in which a pair of side seal parts is formed by joining both side edges of the exterior body at both side edges and a back side part,
The sheet fusion body constitutes a part of the pants-type disposable diaper,
Folding the strip-shaped exterior body in the width direction and irradiating the laser beam to a predetermined portion of the folded strip-shaped exterior body, the band-shaped exterior body is divided and the side seal portion is formed at the same time. The method for producing an absorbent article according to claim 4 , wherein the sheet fusion body is used.
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