審判番号 不服2023-012598
請求人 トルンプフ レーザー- ウント ジュステームテヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング(代理人 弁理士5名)
特願2021-543427「レーザ加工に及ぼすレーザ加工パラメータの影響を自動的に特定する方法ならびにレーザ加工機械およびコンピュータプログラム製品」拒絶査定不服審判事件〔令和2年8月6日国際公開、WO2020/157050、令和4年3月22日国内公表、特表2022-519202〕について、次のとおり審決する。
結 論
本件審判の請求は、成り立たない。
理 由
第1 手続の経緯
本願は、2020年(令和2年)1月28日(パリ条約による優先権主張外国庁受理2019年1月28日、ドイツ連邦共和国)を国際出願日とする出願であって、令和3年(2021年)7月27日に国内書面が提出された後の主な手続の経緯は以下のとおりである。
令和4年8月23日付け:拒絶理由通知書
同年11月28日 :意見書及び手続補正書の提出
令和5年3月20日付け:拒絶査定
同年7月27日 :審判請求書の提出
令和6年10月31日付け:拒絶理由通知書
令和7年1月16日 :意見書及び手続補正書の提出(以下、この手続補正書による手続補正を「本件補正」という。)
第2 本願発明
本願の請求項1~12に係る発明は、本件補正後の特許請求の範囲の請求項1~12に記載された事項により特定されるとおりのものと認められるところ、その請求項1に係る発明(以下「本願発明」という。)は、以下のとおりのものである。
「 【請求項1】
レーザビーム(5)によるレーザ加工にレーザ加工パラメータが及ぼす影響を自動的に特定する方法であって、以下のステップ、すなわち、
(a)前記レーザ加工パラメータの異なる値(W1~W5)で直線状のレーザ加工(12;22;32)を自動的に実行し、前記レーザ加工(12;22;32)の際に、少なくとも不完全加工が生じるまで前記レーザビーム(5)の送り速度(v)をそれぞれ増大させるステップと、
(b)前記レーザ加工(12;22;32)の測定される加工長さ(L1~L5)、対応する加工時間(t1~t5)、または対応する不完全発生速度(vA,1~vA,5)に基づき、前記レーザ加工(12;22;32)の加工長さ(L)、対応する加工時間(t)または対応する不完全発生速度(vA)と、前記レーザ加工パラメータとの間の関係を自動的に特定するステップと、を有し、
前記レーザ加工(12;22;32)の前記加工長さ(L)もしくは対応する前記加工時間(t)もしくは対応する前記不完全発生速度(vA)が最大であるパラメータ値を最適パラメータ値として自動的に特定し、
特定対象の最適パラメータ値は、前記レーザビーム(5)の、ビーム方向(z)における最適焦点位置(Fopt)であり、ステップ(a)では、前記レーザビーム(5)の、ビーム方向(z)の異なる焦点位置において前記レーザ加工(12;22;32)を実行する、方法。」
なお、本願発明は、本件補正前の請求項1、8及び10に基づいて補正をしたものである。(令和7年1月16日提出の意見書の2.)
第3 拒絶の理由
令和6年10月31日付けで当審が通知した拒絶理由のうち、本件補正前の請求項1に対する理由1(新規性)、並びに本件補正前の請求項8及び10に対する理由2(進歩性)の概要は、次のとおりのものである。
理由1(新規性)本件補正前の請求項1に係る発明は、その優先日前日本国内または外国において、頒布された又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった、以下の引用文献1に記載された発明であるから、特許法29条1項3号に該当し、特許を受けることができない。
理由2(進歩性)本件補正前の請求項8及び10に係る発明は、本願の優先日前に日本国内又は外国において、頒布された又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった、以下の引用文献1に記載された発明に基づいて、その優先日前にその発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法29条2項の規定により特許を受けることができない。
引用文献1:特開2002-239760号公報
第4 引用文献1の記載及び引用発明
1 引用文献1の記載事項
引用文献1には、以下の事項が記載されている。なお、下線は当審で付したものである。(下線については、以下同様。)また、丸囲みの数字については、「○1」のように代替表記する。
「【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、各種のレーザ加工機に適用されるレーザ加工機の加工条件決定方法と、レーザ加工機の加工条件決定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、レーザ加工機の加工条件を決定するにあたり、従来は、加工担当者が実際に加工を行いながら、○1レーザ出力、○2パルスデューティ比(CWすなわち連続波の場合は100%)、○3パルス周波数(CWはこの指定は不要)、○4アシストガス圧、○5加工速度、○6レンズ焦点距離、等の各項目の最適値を経験と勘により決めていた。
【0003】また、最適な加工条件を決める場合の評価特性は、○1面あらさ、○2ドロス付着量、○3加工速度、○4アシストガス消費量、○5コーナ部の溶け、等が一般的なものであり、このうち○1面あらさと○2ドロス付着量は、担当者の目視による感覚的(定量的でない)な評価である。」
「【0007】さらに重要なことは、「加工速度」が、加工条件にも加工性能の評価特性にも含まれてしまっていることである。すなわち、「加工速度」は大きければ大きいほど良い特性であり、「加工速度」を調整して「面あらさ」、「ドロス付着量」を良くするという加工条件の決め方は、過少均衡の条件を選択する可能性が大きく、作業効率の悪いアルゴリズムである。」
「【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解決するものであって、請求項1に係る発明は、レーザ加工機の加工条件を決定する方法であって、加工速度を含まない所望の加工条件を仮に設定し、前記設定した加工条件下で加工速度を段階的に変更してその都度加工を行い、前記各段階の加工速度でのワークの加工状態に基づき、加工可能な加工速度の範囲を求め、前記設定する加工条件を変えて、前記加工を行うとともに前記加工可能な加工速度の範囲を求めることを所要回数繰り返し、前記加工可能な加工速度の範囲が最も大きくなる加工条件を最適の加工条件として決定するレーザ加工機の加工条件決定方法である。」
「【0014】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、この発明によるレーザ加工機の加工条件決定装置の一実施の形態を示す概略的構成図であり、このレーザ加工機の加工条件決定装置1は、レーザ加工機10、NC装置60、レーザ発振ユニット70、アシストガス圧制御ユニット80、軸駆動ユニット90、および撮像用コントロールユニット100を備えている。
【0015】レーザ加工機10は、レーザ加工ヘッド20、ワーククランプ30、および撮像ユニット40、50を備えている。
【0016】NC装置60は、「レーザ出力」「パルスデューティ比」「パルス周波数」の各信号をレーザ発振ユニット70に適用するものであり、NC装置60から適用された各信号に基づくパルス列によって、レーザ発振ユニット70からレーザビームが出力され、レーザ加工ヘッド20からノズル21を通してワークWに照射されるようになっている。このときNC装置60は、アシストガス圧制御ユニット80を介して、ノズル21から酸素、窒素等のアシストガスを供給する。また、NC装置60は、軸駆動ユニット90を制御してワーククランプ30およびレーザ加工ヘッド20をX、Y各方向に駆動し、ワークWに所望の形状を切断加工する。さらに、NC装置60は、撮像用コントロールユニット100を介して、撮像ユニット40、50によりワークWの切断箇所を撮像し、得られたワークWの切断状況を分析して、ワークWの加工状態が正常か否かを判定するようになっている。」
「【0024】図4は加工性能の評価方法を示す説明図である。図4に示すように、「レーザ出力」、「パルスデューティ比」、「パルス周波数」、「アシストガス圧」、「レンズ焦点距離」、等の中から最適化したい加工条件を適当数選び、加工速度を段階的に変更しながら、加工条件を決定したい材質、板厚のワークWに、長さ50~100mm程度で、X、Yのいずれか一方向または両方向にスリット加工を行う(スリット番号1~10)。このとき、最適化したい加工条件には「加工速度」を含まないことが重要である。
【0025】加工速度が極端に小さいときは、光エネルギが過大なため「セルフバーニング」となり、加工不可となる。セルフバーニングは異常燃焼で、レーザビームの当たる場所よりはるかに広い範囲で酸化燃焼が発生し、切断幅が異常に広く、切断線はがたがたになる(スリット番号1)。また、加工速度が小さいうちは、加工が可能でも、切断したスリットの幅が不均一になる(スリット番号2、3)。
【0026】加工速度を増加していくと、良好な品質で加工可能となる。ここで加工が可能とは、材料に対してレーザビームが貫通し切断線で分離でき、かつ切断幅が均一である場合をいう。この領域では切断線が狭く、ドロスの付着もない。ただし、ここではスリットの幅の均一性だけを問題にしていて、切断幅の大小、面あらさの良否、およびドロスの付着量は問題にしない(スリット番号4、5、6、7、8)。
【0027】さらに加工速度を増加していくと、光エネルギが過小になり、レーザビームが裏面に達するか達しないかの限界となるため、切断が不完全で裏面の状態も悪くなってくる(スリット番号9)。最終的に「ガウジング」を起こし、加工不可となる。ガウジングは、レーザビームが裏面まで到達せず、切断ではなく溝を掘ったにすぎないため、切断線で分離できない(スリット番号10)。
【0028】ここで、加工可能な加工速度のうち、小さい方の限界速度をF_min(図4ではF4)、大きい方の限界速度をF_max(図4ではF8)とし、F_max-F_min=F_range=F8-F4とする。F_rangeの値がこの場合の加工条件の評価値である。
【0029】そして、図5に示すように、適当数選んだ最適化したい加工条件の各値を変えながら、F_rangeの値を求め、F_rangeの一番大きい加工条件の組み合わせが最適条件である。
【0030】図5は、加工条件の各値が異なる3種類の加工条件1~3で加工した場合(ケース1~3)の加工性能の評価方法を示す説明図である。
【0031】図5(a)に示すように、ケース1(加工条件1)では、F1、F2は、セルフバーニングを起こし加工不可となる。また、F3~F5は良好な切断を行うことができ、加工可能領域である。さらに、F6、F7は、光エネルギが過小になり、切断が不完全な領域またはガウジング領域であり、加工不可領域である。したがって、加工条件1の評価値は、F_range=F5-F3である。
【0032】図5(b)に示すように、ケース2(加工条件2)では、加工可能領域はF2~F7であるから、加工条件2の評価値は、F_range=F7-F2である。
【0033】図5(c)に示すように、ケース3(加工条件3)では、加工可能領域はF2~F8であるから、加工条件3の評価値は、F_range=F8-F2である。
【0034】その結果、これら3つの加工条件のうち最適条件は、F_rangeの一番大きい加工条件3であることがわかる。」
「【0043】以上のように、ワークW表面を撮像する撮像ユニット40、および、ワークW裏面を撮像する撮像ユニット50を用いて、各スリットごとの加工可否を判定することで、加工条件の最適な組み合わせを決定することができることとなる。」
「【0046】なお、上記の実施の形態では、加工条件は「レーザ出力」「パルスデューティ比」「パルス周波数」の3種類の場合を示したが、これに限定するものでなく、例えば、レーザ出力、パルスデューティ比、パルス周波数、アシストガス圧、レンズ焦点距離、等の中から最適化したい加工条件を適当数選ぶことができ、3種類より多くても少なくても可能である。」
図1
「
〔図省略〕
」
図4
「
〔図省略〕
」
図5
「
〔図省略〕
」
2 引用文献1の記載事項から理解できる技術的事項
上記記載から、引用文献1には、次の技術的事項が記載されているものと認められる(なお、括弧内には、参照箇所を付した。)。
(1)引用文献1には、レーザ加工機の加工条件決定装置(【0001】、【0014】)と、その装置を用いてレーザ加工機の加工条件を決定する方法(【0001】、【0043】)が記載されている。
(2)レーザ加工機の加工条件決定装置1は、レーザ加工機10、NC装置60、レーザ発振ユニット70、軸駆動ユニット90、及び撮像用コントロールユニット100を備えており(【0014】)、NC装置60は、軸駆動ユニット90を介して、ワーククランプ30及びレーザ加工ヘッド20を駆動して、ワークWを切断加工し、さらに、撮像用コントロールユニット100を介して、ワークWの切断箇所を撮像して、加工状態が正常か否かを判定する(【0016】)。
(3)加工性能を評価する際には、最適化したい加工条件を選び、加工速度を段階的に変更しながら、レーザビームによりワークWに直線状のスリット加工を行うが(【0024】、【0046】、図4)、加工速度が極端に小さいときは加工不可となり(【0025】)、加工速度を増加すると良好な品質で加工可能となり(【0026】)、さらに加工速度を増加すると切断が不完全となり、最終的に加工不可となる(【0027】)。
そして、加工可能な加工速度のうち、小さい方の限界速度をF_min、大きい方の限界速度をF_maxとした場合の加工速度の範囲、すなわち、F_range=F_max-F_minの値を、加工条件の評価値として(【0009】、【0028】)、最適化したい加工条件の各値を変えながら、加工速度の範囲F_rangeの値を求め、加工速度の範囲F_rangeが一番大きい加工条件の値を最適な加工条件の値として決定する(【0009】、【0029】)。
(4)上記(3)において、最適化したい加工条件には、レンズ焦点距離が示されている(【0024】、【0046】)から、最適化したい加工条件としてレンズ焦点距離を選択した場合は、上記(3)において、最適化したい加工条件の各値を変えることは、レンズ焦点距離の各値を変えることといえる。
(5)上記(1)のレーザ加工機の加工条件決定装置は、加工条件を決定するための装置にほかならないし、その装置を用いて加工条件を決定する方法は、レーザ加工機の加工条件決定装置1が備えるNC装置60により、加工性能を評価して(上記(2)及び(3))行われるから、「自動的」に行われるといえる。
(6)上記(3)では、最適化したい加工条件の各値で、加工速度を段階的に増加させながら、ワークWに直線状のスリット加工を行い、切断が不完全となる限界速度F_maxを求めているから、「加工条件の各値で直線状のスリット加工を自動的に実行し、前記スリット加工の際に、少なくとも切断が不完全となるまで前記レーザビームの加工速度を増加させるステップ」が開示されているといえる。
(7)また、上記(3)では、最適化したい加工条件の各値を変えながら、加工可能な加工速度の範囲F_range=F_max-F_minの値を、加工条件の評価値として求め、レーザビームの加工速度の範囲F_rangeの値が一番大きい加工条件を最適な加工条件として決定するから、「レーザビームの加工速度の範囲F_rangeに基づき、前記レーザビームの加工速度の範囲F_rangeと前記加工条件との間の関係を自動的に決定するステップ」が開示されているといえる。
(8)そして、上記(3)における最適な加工条件は、レーザビームによる加工速度の範囲F_rangeが一番大きくなるようにスリット加工に影響を及ぼしているといえるから、上記(3)で最適な加工条件を決定することは、「レーザビームによるスリット加工に加工速度の範囲F_rangeが一番大きくなるように加工条件が及ぼす影響を自動的に決定する」ことといえる。
3 引用発明
上記1及び2から、引用文献1には、次の発明(以下「引用発明」という。)が記載されていると認められる。なお、括弧内に上記2の該当箇所を付記する。
「レーザビームによるスリット加工に加工速度の範囲F_rangeが一番大きくなるように加工条件が及ぼす影響を自動的に決定する方法(上記2(8))であって、以下のステップ、すなわち、
(A)前記加工条件の各値で直線状のスリット加工を自動的に実行し、前記スリット加工の際に、少なくとも切断が不完全となるまで前記レーザビームの加工速度を増加させるステップ(上記2(6))と、
(B)前記レーザビームの加工速度の範囲F_rangeに基づき、前記レーザビームの加工速度の範囲F_rangeと前記加工条件との間の関係を自動的に決定するステップ(上記2(7))と、を有し、
前記レーザビームの加工速度の範囲F_rangeが一番大きい加工条件の値を最適な加工条件の値として自動的に決定し(上記2(3)、(7))、
最適な加工条件の値は、レンズ焦点距離であり、ステップ(A)では、レンズ焦点距離の各値を変えながら(上記2(4))前記スリット加工を実行する(上記2(6))、方法。」
第5 対比
1 本願発明と引用発明との対比
(1)引用発明の「レーザビーム」が本願発明の「レーザビーム(5)」に相当することは明らかであり、以下同様に、「スリット加工」が「レーザ加工」に、「加工条件」が「レーザ加工パラメータ」に、「及ぼす影響を自動的に決定する方法」が「及ぼす影響を自動的に特定する方法」に、それぞれ相当する。
(2)引用発明の「前記加工条件の各値」は、本願発明のレーザ加工パラメータに相当する加工条件の異なる各値を意味するから、本願発明の「前記レーザ加工パラメータの異なる値(W1~W5)」に相当する。また、引用発明の「切断が不完全となるまで」が本願発明の「不完全加工が生じるまで」に相当することは明らかであり、同様に、「加工速度を増加させる」ことが「送り速度(v)をそれぞれ増大させる」ことに相当する。
(3)本願発明における「前記レーザ加工(12;22;32)の測定される加工長さ(L1~L5)、対応する加工時間(t1~t5)、または対応する不完全発生速度(vA,1~vA,5)」という記載や、「前記レーザ加工(12;22;32)の加工長さ(L)、対応する加工時間(t)または対応する不完全発生速度(vA)」という記載は、いずれも、選択的な記載であるから、選択的な記載における「対応する不完全発生速度」について引用発明と対比すると、引用発明の「前記レーザビームの加工速度の範囲F_range」と、本願発明の「対応する不完全発生速度(vA,1~vA,5)」及び「対応する不完全発生速度(vA)」は、「速度に関連する加工結果」という点で一致する。そして、引用発明の「自動的に決定」することは、本願発明の「自動的に特定」することに相当する。
(4)本願発明における「前記レーザ加工(12;22;32)の前記加工長さ(L)もしくは対応する前記加工時間(t)もしくは対応する前記不完全発生速度(vA)が最大であるパラメータ値」という記載は、上記(3)と同様に、選択的な記載であるから、選択的な記載における「対応する前記不完全発生速度(vA)が最大であるパラメータ値」について引用発明と対比すると、引用発明の「前記レーザビームの加工速度の範囲F_rangeが一番大きい加工条件の値」と、本願発明の「対応する前記不完全発生速度(vA)が最大であるパラメータ値」は、「速度に関連する加工結果が最大であるパラメータ値」という点で一致する。
(5)引用発明の「最適な加工条件の値は、レンズ焦点距離」であることは、本願発明の「特定対象の最適パラメータ値は、前記レーザビーム(5)の、ビーム方向(z)における最適焦点位置(Fopt)」であることに相当し、同様に、「レンズ焦点距離の各値を変えながら前記スリット加工を実行する」ことは、「前記レーザビーム(5)の、ビーム方向(z)の異なる焦点位置において前記レーザ加工(12;22;32)を実行する」ことに相当する。
2 一致点及び相違点
以上のことから、本願発明と引用発明との一致点及び相違点は、次のとおりである。
[一致点]
「レーザビームによるレーザ加工にレーザ加工パラメータが及ぼす影響を自動的に特定する方法であって、以下のステップ、すなわち、
(a)前記レーザ加工パラメータの異なる値で直線状のレーザ加工を自動的に実行し、前記レーザ加工の際に、少なくとも不完全加工が生じるまで前記レーザビームの送り速度をそれぞれ増大させるステップと、
(b)速度に関連する加工結果に基づき、速度に関連する加工結果と、前記レーザ加工パラメータとの間の関係を自動的に特定するステップと、を有し、
速度に関連する加工結果が最大であるパラメータ値を最適パラメータ値として自動的に特定し、
特定対象の最適パラメータ値は、前記レーザビームの、ビーム方向における最適焦点位置であり、ステップ(a)では、前記レーザビームの、ビーム方向の異なる焦点位置において前記レーザ加工を実行する、方法。」
である点。
[相違点]
速度に関連する加工結果が、本願発明では「対応する不完全発生速度」であるのに対して、引用発明では「レーザビームの加工速度の範囲F_range」である点。
第6 相違点の判断
本願発明における「対応する不完全発生速度」は、不完全加工が生じるまでレーザビームの送り速度を増大させて、不完全加工が発生したときの速度を意味する。
これに対して、引用発明における「レーザビームの加工速度の範囲F_range」は、加工可能な加工速度のうち、小さい方の限界速度をF_min、大きい方の限界速度をF_maxとした場合の、加工速度の範囲F_range=F_max-F_minをいうところ(引用文献1の【0028】)、限界速度F_maxは、加工可能な上限の速度であり、限界速度F_maxを超えると不完全加工が生じるから、本願発明における「対応する不完全発生速度」と表裏一体的な関係であって、実質的に等しいといえるから、引用発明における「レーザビームの加工速度の範囲F_range」は、本願発明における「対応する不完全発生速度」を含む概念といえる。
そして、引用文献1の図5を参照すると、引用発明において、加工速度の範囲F_rangeが最大である場合、すなわち、図5(c)の場合には、限界速度F_maxも最大となっている。
さらに、引用文献1の【0007】には、「「加工速度」は大きければ大きいほど良い特性」であることが示されているように、加工可能な範囲で加工速度を大きくしたいとのニーズは、本願の優先日前において、当業者における一般的な技術思想であるといえる。
したがって、引用発明における「レーザビームの加工速度の範囲F_range」を、相違点に係る本願発明の選択的な構成である「対応する不完全発生速度」に変更することは、当業者が容易に想到できた事項である。
第7 請求人の主張について
請求人は、令和7年1月16日に提出された意見書において、主に、引用発明においては、単に、加工可能な加工速度の範囲が最も大きくなる加工条件を最適の加工条件とすることが記載されているにすぎず、本願発明のように、特定対象の最適パラメータ値が、レーザビーム(5)のビーム方向(z)における最適焦点位置(Fopt)であることや、本願発明のステップ(a)では、レーザビーム(5)の、ビーム方向(z)の異なる焦点位置においてレーザ加工(12;22;32)を実行することについて、記載や示唆がされていないことを主張している。
しかし、上記第4の2(4)で説示したとおり、引用文献1には、最適化したい加工条件として、レンズ焦点距離が示されている(【0024】、【0046】)から、最適化したい加工条件としてレンズ焦点距離を選択した場合は、レンズ焦点距離の値を変えながら加工速度の範囲F_rangeの値を求めるように、各焦点距離について、加工速度を段階的に変更してスリット加工を行うといえる。
したがって、請求人の主張は採用できない。
第8 むすび
以上のとおり、本願発明は、特許法29条2項の規定により特許を受けることができないものであるから、他の請求項に係る発明について検討するまでもなく、本願は拒絶されるべきものである。
よって、結論のとおり審決する。
令和7年6月24日
審判長 特許庁審判官 鈴木 貴雄
特許庁審判官 刈間 宏信
特許庁審判官 大山 健
(行政事件訴訟法第46条に基づく教示)
この審決に対する訴えは、この審決の謄本の送達があった日から30日(附加期間がある場合は、その日数を附加します。)以内に、特許庁長官を被告として、提起することができます。
審判長 鈴木 貴雄
出訴期間として在外者に対し90日を附加する。
出典:特許庁「審決公報」(令和7年12月26日発行・号数2025-012、公報発行サイト https://www.gazette.jpo.go.jp/scciidl010 )を加工して作成(加工:TaiLexi AI)
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