(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の表面にレーザー光の焦点を合わせて照射し、このレーザ光を操作制御手段で走査制御して、物体の表面を酸化させてバーコード状のマーキングを施すレーザーマーキング方法であって、
前記レーザー光を物体の表面で走査、停止、折り返し制御して走査させると共に、前記レーザ光の走査開始点付近と折り返し付近の物体の表面をマスクで覆ってマーキングすることで、物体の表面にスパイク穴が形成されないようにしたことを特徴とするレーザーマーキング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体、例えば核燃料棒の被覆管の表面にレーザーを用いてバーコード状のマーキングするためのレーザーマーキング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ところで、原子力の分野では、燃料棒等の部材の運搬・保管・利用等の流れを追跡できるように、部材の識別管理が必要である。
【０００３】
例えば、通常のウラン燃料では、燃料棒を製造したときに被覆管に識別用のラベルを剥離可能に貼り付け、燃料集合体を組み立てた場合にラベルを剥離して管理表に再度張り付けて管理を行うようにしている。
【０００４】
しかしながら、ＭＯＸ燃料のようにプルトニウムが混合された燃料の場合には、被曝の低減の観点から、上記方法は採用することができない。なお、ＭＯＸ燃料の場合には、被覆管に直接マーキングを施し、このマーキングを直接読み取って管理を行う方法等を採用する必要がある。
【０００５】
ここで、被覆管にマーキングを施す方法としては、文字パターンを透孔として備える文字パターンマスクを用いて、文字を被覆管に直接マーキングする方法が考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記文字パターンマスクを用いるマーキング方法では、マーキングする文字に合わせて各種の文字パターンマスクを用意して交換する必要があり、マーキング作業の効率化を図ることができず、各種の文字パターンマスクを例えばエッチングにより製造する場合には製造コストが過大となる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、マーキング作業の効率化を図ると共に物体の表面にスパイクという微細な穴を形成しないようにしたレーザーマーキング方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によるレーザーマーキング方法は、物体の表面にレーザー光の焦点を合わせて照射し、このレーザ光を操作制御手段で走査制御して、物体の表面を酸化させてバーコード状のマーキングを施すレーザーマーキング方法であって、レーザー光を物体の表面で走査、停止、折り返し制御して走査させると共に、レーザ光の走査開始点付近と折り返し付近の物体の表面をマスクで覆ってマーキングすることで、物体の表面にスパイク穴が形成されないようにしたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態であるレーザーマーキング方法及びレーザーマーキング装置について説明する。
【００１６】
本発明のレーザーマーキング装置は、物体（燃料棒の被覆管１）の表面にレーザー光の焦点を合わせて照射する照射手段と、前記レーザー光を被覆管の周方向に走査・停止・折り返し制御する走査制御手段とを備える。
【００１７】
前記被覆管１には、方形状の窓部２ａが形成されたマスク２がマスクジョイント部３を介して取り付けられている。このマスク２は、前記レーザー光の走査開始点、折り返し点付近の被覆管１の表面を、窓部２ａを形成する額縁部２ｂにより表面を覆うために取り付けられるものである。上記マスク２は所定の厚さを有しており、前記額縁部２ｂの表面が前記被覆管１の表面から突出するようになっている。前記マスク２は、マスクジョイント部３から取り外し可能となっており、マーキングの寸法等に応じて交換自在となっている。
【００１８】
なお、前記被覆管が柱状体である場合において、必要とするマーキング幅が大きく一度のレーザー光の走査によりマーキングを行うことができない場合には、周方向の少なくとも一部にマーキングを施した後、被覆管１又はマスク２を周方向に回転させる駆動手段を設けてもよい。これにより、一度目のマーキングに連続して周方向の少なくとも一部に２度目のマーキングを施すことができる。
【００１９】
なお、マスク２の額縁部２ｂにミラーを設けレーザー光を反射により減衰させるようにしてもよい。
【００２０】
次に、前記レーザーマーキング装置を用いたレーザーマーキング方法について説明する。
【００２１】
照射手段により物体（被覆管１）の表面にレーザー光の焦点を合わせて照射し、走査制御手段によりレーザ光を走査・停止・折り返し制御して（図３参照）、物体の表面を酸化させてバーコード状のマーキング４を施す（図２参照）。
【００２２】
ここで、図４に示すように、マーキングスタート時にレーザービームの出力が瞬間に高くなるといった現象が起きる（図４中ａ参照）。この結果、マーキング開始点、折り返し点付近の被覆管１の表面にスパイクという微細な穴が形成される場合がある。
【００２３】
そこで、図１に示すように、マーキング開始点、折り返し点付近の被覆管１の表面をマスク２の額縁部２ｂにより覆うようにしてある。これにより、レーザービームの出力が瞬間的に高くなったときには、レーザー光はマスク２の額縁部２ｂに当たるので、被覆管１にスパイクが形成されることがない。
【００２４】
上記マスク２は所定の厚さを有しており、額縁部２ｂの表面が前記被覆管１の表面から突出するようになっているので、額縁部２ｂではレーザー光の焦点があってはいない。したがって、レーザー光によりマスク２が溶損することがない。
【００２５】
前記マスク２はマスクジョイント部３から取り外し可能となっており、マーキングの寸法、ワークの形状等に応じて交換することができる。
【００２６】
前記被覆管が柱状体である場合において、必要とするマーキング幅が大きく一度のレーザー光の走査によりマーキングを行うことができない場合には、周方向の少なくとも一部にマーキングを施した後、駆動手段により被覆管１又はマスク２を周方向に回転させ、これにより、一度目のマーキングに連続して周方向の少なくとも一部に２度目のマーキングを施すことができ、幅広のマーキング又は全周にわたったマーキングを柱状体の表面に施すことができる。
【００２７】
本レーザーマーキング方法によれば、装置が簡単でマーキング作業性が非常によい。文字パターンマスクも必要ではなく、消耗品もほとんどなく、ランニングコストも非常に少なくてすむ。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１記載のレーザーマーキング方法によれば、物体の表面にレーザー光の焦点を合わせて照射し、このレーザ光を操作制御手段で走査制御して、物体の表面を酸化させてバーコード状のマーキングを施すレーザーマーキング方法であって、レーザー光を物体の表面で走査、停止、折り返し制御して走査させると共に、レーザ光の走査開始点付近と折り返し付近の物体の表面をマスクで覆ってマーキングすることで、物体の表面にスパイク穴が形成されないようにしたから、装置を簡単とすることができ、マーキング作業性を向上させることができる上に、スパイクという微細な穴の発生を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のレーザーマーキング装置を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態のレーザーマーキング方法により施されたバーコード状のマーキングを示す図である。
【図３】本発明の実施の形態のレーザーマーキング方法を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態のレーザーマーキング装置におけるレーザー光の出力分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１  被覆管（物体）
２  マスク
２ａ  窓部
２ｂ  額縁部
３  マスクジョイント部
４  マーキング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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