JPH0579439B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、レーザ光線により紙又はプラスチ
ツクフイルム、金属板などの被加工物に孔開けを
するレーザ孔開け装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、レーザ孔開け装置としては、例えば特開
昭59−42194号公報に開示されたものが知られて
いる。

第４図は従来のレーザ孔開け装置の構成を示す
概略図である。図において、１は紙又はプラスチ
ツクフイルムなどの長尺な被加工物、２は被加工
物１の移動速度を検出しその移動速度に比例した
電圧を発生するタコジエネレータなどの速度検出
器、３は速度検出器２の検出信号が入力され、こ
の速度検出器２の検出信号に比例した周波数を発
生する電圧−周波数変換器（Ｖ／Ｆ）を構成する
パルス発生器、４はパルス発生器３の信号により
被加工物１への孔開けのピツチが一定となるよう
な周波数のスロープ信号を発生するスロープ発生
器、５はデユーテイ設定値信号を出力するデユー
テイ設定器、６はスロープ発生器４のスロープ信
号とデユーテイ設定器５のデユーテイ設定値信号
がそれぞれ入力され、被加工物１に対し所定の孔
開けに必要なパルス幅の信号を発生する孔開けパ
ルス信号発生器、７は孔開けパルス信号発生器６
の信号により開閉するスイツチ、８は速度検出器
２の信号に比例したレーザ出力を設定する信号を
発生するレーザ出力設定器、１１はパルスレーザ
光を１２を出力するパルスレーザ発振器、１３は
パルスレーザ光１２を反射するベンドミラー、１
４はレンズである。

第５図は第４図のレーザ孔開け装置の動作を説
明するための図である。

次に、上記第４図に示す従来のレーザ孔開け装
置の動作について説明する。まず、紙又はプラス
チツクフイルムなどの長尺の被加工物１を第４図
の矢印方向へ移動させると、その移動速度を検出
するタコジエネレータなどの速度検出器２は上記
移動速度に比例した電圧を発生する。パルス発生
器３は電圧−周波数変換器（Ｖ／Ｆ）を構成して
いるので、速度検出器２の出力電圧をパルス周波
数に変換して出力し、その出力波形を第５図ａに
示す。スロープ発生器４はパルス発生器３の信号
により被加工物１への孔開けのピツチが一定とな
るような周波数のスロープ信号を発生し、その出
力波形を第５図ｂに示す。また、孔開けパルス信
号発生器６はスロープ発生器４の発生するスロー
プ信号とデユーテイ設定器５のデユーテイ設定値
信号との入力に基いて、被加工物１に対し所定の
孔開けに必要なパルス幅のパルス信号を発生し、
その出力波形を第５図ｃに示す。そして、孔開け
パルス信号発生器６の発生するパルス信号に基い
てスイツチ７は開閉動作される。また、レーザ出
力設定器８は速度検出器２の信号に比例したレー
ザ出力を設定する信号を発生し、その信号はスイ
ツチ７を介してパルスレーザ発振器１１に入力
し、その出力波形を第５図ｄに示す。レーザ出力
設定器８により出力される信号をパルスレーザ発
振器１１に伝送することにより、このパルスレー
ザ発振器１１はパルスピーク値が被加工物１に比
例するパルスレーザ光１２を出力する。なお、レ
ーザ出力設定器８よりのレーザ出力を設定する信
号は被加工物１の移動速度に比例するので、被加
工物１の移動速度が変化しても常に最適なレーザ
出力が得られる。パルスレーザ発振器１１より出
力されたパルスレーザ光１２はベンドミラー１３
で反射され、レンズ１４を介して被加工物１上に
集光照射されるので、この被加工物１に、第５図
ｅに示すような所定のパルス幅を有し、所定間隔
（ピツチ）ごとの所定形状の孔を連続して開ける
ことができることになる。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記した従来のレーザ孔開け装置は以上のよう
に構成されているので、パルスレーザ発振器１１
より出力されたパルスレーザ光１２がベンドミラ
ー１３及びレンズ１４を介して被加工物１上に集
光照射されるとき、その焦点距離が固定している
ために、パルスレーザ発振器１１からのレーザ出
力のパルス応答速度により被加工物１に孔開けが
できる速度に限界があつた。また、被加工物１に
開ける孔のピツチが短くその形状が真円に近い
程、早いパルス応答速度を有するパルスレーザ発
振器１１が必要になる。その結果、被加工物１上
に微小な孔を高ピツチで、かつ高速度で開けるこ
とができ、特に真円に近い孔開けを高速度で行う
ことができるレーザ孔開け装置を実現することは
極めて困難であるという問題点があつた。

この発明はかかる問題点を解決するためになさ
れたもので、比較的にパルス応答速度の遅いパル
スレーザ発振器であつても、微小な孔を高ピツチ
で、かつ高速度で開けることができるレーザ孔開
け装置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るレーザ孔開け装置は、被加工物
の移動速度を検出する速度検出器の検出信号に比
例した周波数を発生するパルス発生器の信号によ
り、上記被加工物への孔開けのピツチが一定とな
るような周波数のスロープ信号をスロープ発生器
によつて発生し、このスロープ信号に同期して所
定の孔開けに必要なパルス幅の信号を発生する孔
開けパルス信号発生器を設け、この孔開けパルス
信号発生器の信号によりスイツチを開閉動作さ
せ、このスイツチを介してレーザ出力設定器より
発生する上記速度検出器の信号に比例したレーザ
出力を設定する信号をパルスレーザ発振器に伝送
すると共に、上記スロープ発生器の信号によりス
キヤナミラーを駆動するスキヤナミラー駆動装置
を設け、上記パルスレーザ発振器より出力された
パルスレーザ光を光学系を介して上記被加工物上
に集光照射する際に、上記パルスレーザ光に焦点
位置を上記被加工物の移動速度と同じ方向へ移動
させるべく、上記スキヤナミラー駆動装置が上記
スキヤナミラーの角度を制御するようにしたもの
である。

［作用］ この発明のレーザ孔開け装置においては、スキ
ヤナミラー駆動装置はスロープ発生器の信号によ
りスキヤナミラーを駆動してその角度を制御する
ことができるので、パルスレーザ発振器より出力
されたパルスレーザ光を光学系を介して被加工物
上に集光照射する際に、上記パルスレーザ光の焦
点位置を上記被加工物の移動素度と同じ方向へ移
動させることが可能であり、これにより、比較的
にパルス応答速度の遅いパルスレーザ発振器であ
つても、微小な孔を高ピツチで、かつ高速度で開
けることができる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例であるレーザ孔開
け装置の構成を示す概略図で、第４図と同一又は
相当部分は同一符号を用いて表示してあり、その
詳細な説明は省略する。図において、９はスキヤ
ナミラー、１０はスロープ発生器４の信号により
スキヤナミラー９を駆動するスキヤナミラー駆動
装置である。

第２図は第１図のレーザ孔開け装置の動作を説
明するための図である。

次に、上記第１図に示すこの発明の一実施例で
あるレーザ孔開け装置の動作について説明する。
まず、紙又はプラスチツクフイルムなどの長尺の
被加工物１を第１図の矢印方向へ移動させると、
その移動速度を検出するタコジエネレータなどの
速度検出器２は上記移動速度に比例した電圧を発
生する。パルス発生器３は電圧−周波数変換器
（Ｖ／Ｆ）を構成しているので、速度検出器２の
出力電圧をパルス周波数に変換して出力し、その
出力波形を第２図ａに示す。スロープ発生器４は
パルス発生器３の信号により被加工物１への孔開
けのピツチが一定となるような周波数のスロープ
信号を発生し、その出力波形を第２図ｂに示す。
また、孔開けパルス信号発生器６はスロープ発生
器４の信号に同期して、その信号が一定レベルに
達した時点から所定の孔開けに必要な一定幅のパ
ルス信号を発生し、その出力波形を第２図ｃに示
す。そして、孔開けパルス信号発生器６の発生す
るパルス信号に基いてスイツチ７は開閉動作され
る。また、レーザ出力設定器８は速度検出器２の
信号に比例したレーザ出力を設定する信号を発生
し、その信号はスイツチ７を介してパルスレーザ
発生器１１に入力し、その出力波形を第５図ｄに
示す。レーザ出力設定器８により出力される信号
をパルスレーザ発振器１１に伝送することによ
り、このパルスレーザ発振器１１はパルスピーク
値が被加工物１に比例するパルスレーザ光１２を
出力する。なお、レーザ出力設定器８よりのレー
ザ出力を設定する信号は被加工物１の移動速度に
比例するので、被加工物１の移動速度が変化して
も常に最適なレーザ出力が得られる。

一方、スキヤナミラー駆動装置１０はスロープ
発生器４の信号によりスキヤナミラー９を駆動し
てその角度を制御することができるので、パルス
レーザ発振器１１より出力されたパルスレーザ光
１２をベンドミラー１３、レンズ１４、スキヤナ
ミラー９等の光学系を介して被加工物１上に集光
照射する際に、パルスレーザ光１２の焦点位置を
被加工物１の移動速度と同じ方向へ移動させるこ
とが可能である。従つて、スキヤナミラー９の角
度を第２図ｅに示すように角度制御して、パルス
レーザ光１２の焦点位置の移動速度を被加工物１
の移動速度と同じにすると、被加工物１には第２
図ｇに示すように真円形状の孔を開けることがで
きる。また、スキヤナミラー９の角度を第２図ｆ
に示すように角度制御を遅くして、パルスレーザ
光１２の焦点位置の移動速度を被加工物１の移動
速度に比較して遅くすると、被加工物１には第２
図ｈに示すように長円形状の孔を開けることがで
きる。

また、パルスレーザ発振器１１の出力すること
ができる最高のパルス周波数は50％のデユーテイ
の時であり、この出願の発明によればデユーテイ
が50％においてもスキヤナミラー９の角度制御に
よりパルスレーザ発振器１１の出力することがで
きる最も高い周波数で任意形状の孔開けを行うこ
とができる。すなわち、一定のピツチにおいて被
加工物１の移動速度を最も速い速度で孔開けをす
ることができる。

第３図はこの発明の他の実施例であるレーザ孔
開け装置の要部の構成を示す概略図である。図に
おいて、９はスキヤナミラー、１２はパルスレー
ザ光、１４はレンズ、１５はスキヤナミラー９を
駆動する素子としての圧電アクチユエータ、１６
は圧電アクチユエータ１５の駆動信号を発生する
信号発生器である。第３図に示すものは、スキヤ
ナミラー９を駆動する素子として圧電アクチユエ
ータ１５使用した場合である。圧電アクチユエー
タ１５はパルス応答速度が非常に速いので数ＫHz
までの振動をすることができ、これにより被加工
物１の孔開け加工に対して十分に速い振動をする
ことができる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、レーザ孔開け
装置において、スキヤナミラー駆動装置はスロー
プ発生器の信号によりスキヤナミラーを駆動して
その角度を制御することができるようにし、パル
スレーザ発振器より出力されたパルスレーザ光を
光学系を介して被加工物上に集光照射する際に、
上記パルスレーザ光の焦点位置を上記被加工物の
移動速度と同じ方向へ移動させることができるよ
うにしたので、比較的にパルス応答速度の遅いパ
ルスレーザ発振器であつても、微小な孔を高ピツ
チで、かつ高速度で開けることができ、さらに真
円形状又は長円形状の孔を連続的に高精度で開け
ることができるのなどの優れた効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるレーザ孔開
け装置の構成を示す概略図、第２図は第１図のレ
ーザ孔開け装置の動作を説明するための図、第３
図はこの発明の他の実施例であるレーザ孔開け装
置の要部の構成を示す概略図、第４図は従来のレ
ーザ孔開け装置の構成を示す概略図、第５図は第
４図のレーザ孔開け装置の動作を説明するための
図である。 図において、１……被加工物、２……速度検出
器、３……パルス発生器、４……スロープ発生
器、５……デユーテイ設定器、６……孔開けパル
ス信号発生器、７……スイツチ、８……レーザ出
力設定器、９……スキヤナミラー、１０……スキ
ヤナミラー駆動装置、１１……パルスレーザ発振
器、１２……パルスレーザ光、１３……ベンドミ
ラー、１４……レンズ、１５……圧電アクチユエ
ータ、１６……信号発生器である。なお、図中、
同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動手段により移動される長尺な被加工物
   に、所定間隔ごとに所定形状の孔を断続したレー
   ザ光により連続的に形成するレーザ孔開け装置に
   おいて、上記被加工物の移動速度を検出する速度
   検出器と、この速度検出器の検出信号が入力され
   上記速度検出器の検出信号に比例した周波数を発
   生するパルス発生器と、このパルス発生器の信号
   により上記被加工物への孔開けのピツチが一定と
   なるような周波数のスロープ信号を発生するスロ
   ープ発生器と、このスロープ発生器の信号に同期
   して所定の孔開けに必要なパルス幅の信号を発生
   する孔開けパルス信号発生器と、この孔開けパル
   ス信号発生器の信号により開閉するスイツチと、
   上記速度検出器の信号に比例したレーザ出力を設
   定する信号を発生するレーザ出力設定器と、上記
   スロープ発生器の信号によりスキヤナミラーを駆
   動するスキヤナミラー駆動装置と、パルスレーザ
   光を出力するパルスレーザ発振器と、このパルス
   レーザ発振器から発振されたパルスレーザ光を上
   記スキヤナミラーに導く光学系とを備えたことを
   特徴とするレーザ孔開け装置。 ２ 上記スキヤナミラーを駆動する素子として、
   圧電アクチユエータを使用したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のレーザ孔開け装置。