JPH1147965A - レーザ加工装置 - Google Patents

レーザ加工装置

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JPH1147965A
JPH1147965A JP9184019A JP18401997A JPH1147965A JP H1147965 A JPH1147965 A JP H1147965A JP 9184019 A JP9184019 A JP 9184019A JP 18401997 A JP18401997 A JP 18401997A JP H1147965 A JPH1147965 A JP H1147965A
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laser
processing
light
irradiation time
work
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JP9184019A
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Kazuo Ota
一男 太田
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】加工速度をできるだけ高速に維持しつつ熱の影
響を抑えた高精度のレーザ加工をなし得るようにする。 【解決手段】ワークの複数の異なる加工箇所Ａ，Ｂ，Ｃ
を加工するレーザ加工装置であって、レーザ光を発生す
るレーザ発振器１と、このレーザ発振器から発生される
レーザ光が前記ワーク上の複数の異なる加工箇所に順次
照射されるようにレーザ光を偏向するレーザ光スキャナ
手段５と、前記ワーク上の１つの加工箇所への１回の加
工当たりのレーザ照射時間が予め設定される照射時間設
定手段と、各加工箇所への１回の加工の際のレーザ照射
時間が前記設定照射時間を超えないよう前記加工箇所を
時分割的に順次移行させるべく前記レーザ光スキャナ手
段を制御する制御手段２０とを具えるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ光を用い
て高分子材料、セラミックス、複合材料などに孔空け、
切断等のレーザ加工を施すレーザ加工装置に関し、特に
加工時の熱の影響による加工精度の低下を抑止するため
の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、孔空けや切断などのレーザ加工に
は、通常、ＣＯ2レーザなどの赤外光レーザが多く用い
られているが、かかる赤外光レーザによる切断は切断部
を加熱して蒸発または溶融させる熱切断であるため、切
断部周辺の熱変質、熱変形が避けられず、加工精度にも
限界がある。
【０００３】これに代わって、昨今、エキシマレーザや
ＹＡＧレーザの高調波などのＵＶレーザ光（紫外レーザ
光）を用いた孔空け、切断加工が注目されている。
【０００４】このＵＶレーザ光によるレーザ切断は、レ
ーザビームを熱エネルギーとして利用するのではなく、
レーザ波長に共鳴して光化学反応により結合を切断する
冷たい切断である。このため、このレーザ切断は、原理
的に熱影響や熱変形のない理想的な高精度の切断であ
る。特に、エキシマレーザは、高分子材料、セラミック
ス、複合材料などの孔空け、切断に適していると言われ
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなＵＶ光を用いたレーザ加工装置において、パルス発
振の繰り返し周波数（発振周波数）を数１００ＨＺ程度
の最高周波数付近まで上げて運転を行った場合、上記赤
外光レーザによる加工で見られたような熱影響が発生
し、加工精度を著しく低下させるという問題が発生し
た。この原因は、パルス発振の繰り返し周波数を上げた
場合、切断や孔空けが進行するにつれ、ＵＶレーザ光加
工の場合にも赤外線加工の場合のような被加工材の蒸発
が発生し、この蒸発した被加工材の加熱分子が被加工材
の表面に再度付着することによるものと考えられる。
【０００６】このように、従来技術においては、ＵＶパ
ルスレーザ光によって孔空けや切断などを行う際、孔空
け、切断が終了するまで１つの加工箇所に対してＵＶパ
ルスレーザ光を連続的に照射するようにしていたので、
パルスレーザ光の繰り返し周波数を上げて加工速度を向
上させようとした場合、赤外光レーザ加工で見られたよ
うな熱影響が発生し、加工精度を著しく低下させるとい
う問題があった。
【０００７】この問題を解消させるために、レーザ光照
射を定期的に休止するという方法が考えられるが、これ
では何のために繰り返し周波数を上げて加工速度を向上
させようとしたかが判らなくなる。
【０００８】この発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、加工速度をできるだけ高速に維持しつつ熱の
影響を抑えた高精度のレーザ加工をなし得るレーザ加工
装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用効果】第１発明で
は、ワークの複数の異なる加工箇所を加工するレーザ加
工装置であって、レーザ光を発生するレーザ発振器と、
このレーザ発振器から発生されるレーザ光が前記ワーク
上の複数の異なる加工箇所に順次照射されるようにレー
ザ光を偏向するレーザ光スキャナ手段と、前記ワーク上
の１つの加工箇所への１回の加工当たりのレーザ照射時
間が予め設定される照射時間設定手段と、各加工箇所へ
の１回の加工の際のレーザ照射時間が前記設定照射時間
を超えないよう前記加工箇所を時分割的に順次移行させ
るべく前記レーザ光スキャナ手段を制御する制御手段と
を具えるようにしている。
【００１０】係る第１発明では、各加工箇所への１回の
加工の際のレーザ照射時間が予め設定された設定照射時
間を超えないよう前記加工箇所を時分割的に順次移行さ
せるようにしている。すなわち、当該加工箇所に対して
前記設定照射時間分だけレーザ照射を行った後、他の照
射箇所に対し少なくとも１回レーザ照射を前記設定照射
時間分だけ行い、この後当該照射箇所に対するレーザ照
射を再開させる。
【００１１】したがって、この発明では、レーザ連続照
射による熱の影響が当該加工箇所に発生する前に加工箇
所を他の箇所に移行させ、温度が下がってから当該加工
箇所に対するレーザ照射を再開させるようにしたので、
レーザ加工速度を落とすことなくワークの熱歪みの影響
を抑えることができ、これにより高速かつ高精度のレー
ザ加工をなし得るようになる。
【００１２】また第２発明では、ワークの複数の異なる
加工箇所を加工するレーザ加工装置であって、レーザ光
を発生するレーザ発振器と、前記ワークが載置されると
共に、前記レーザ発振器から発生されるレーザ光が前記
ワーク上の複数の異なる加工箇所に順次照射されるよう
に移動可能な移動ステージと、前記ワーク上の１つの加
工箇所への１回の加工当たりのレーザ照射時間が予め設
定される照射時間設定手段と、各加工箇所への１回の加
工の際のレーザ照射時間が前記設定照射時間を超えない
よう前記加工箇所を時分割的に順次移行させるべく前記
移動ステージを移動制御する制御手段とを具えるように
した。
【００１３】かかる第２発明では、先の第１発明のレー
ザ光スキャナに代えて移動ステージを用い、この移動ス
テージによるワークの移動によって加工箇所を移動させ
るようにしている。
【００１４】したがって、この第２発明においても、レ
ーザ加工速度を落とすことなくワークの熱歪みの影響を
抑えることができ、高速かつ高精度のレーザ加工をなし
得るようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施例を添付図面
に従って詳細に説明する。
【００１６】図１にこの発明の第１の実施例を示す。
【００１７】この第１の実施例のレーザ加工装置は、エ
キシマレーザ光を用いて高分子材料、セラミックス、複
合材料などのワークに孔空け加工を実行するものであ
る。
【００１８】図１において、エキシマレーザ発振器のレ
ーザヘッド１から発生されたエキシマパルスレーザ光
は、レーザ光を通過／遮断させるシャッタ２を経由して
ビームスプリッタ３に入射される。シャッタ２は、ガル
バノメータまたは圧電素子を利用したレーザ光の通過／
遮断を切り換えるシャッタなどで構成され、数msecレベ
ルで光路の開閉を切り換える。
【００１９】ビームスプリッタ３でサンプリングされた
一部のレーザ光は、レーザ出力センサ４に入射される。
レーザ出力センサ４は受光素子で構成されその出力を制
御部２０に入力する。制御部２０はこの受光出力に基づ
いて出射されたパルスレーザ光の各パルスの出力エネル
ギーＥを測定する。
【００２０】ビームスプリッタ３を通過したレーザ光は
レーザスキャナ５に入射され、このレーザスキャナ５に
よって入射されたレーザ光はワーク１０上の複数の異な
る加工箇所（この場合は３つの加工箇所Ａ，Ｂ，Ｃ）に
順次照射されるようにその光路が偏向スキャンされる。
【００２１】このレーザスキャナ５としては、ガルバノ
メータあるいは圧電素子を用いて偏向ミラーを回転駆動
する機構などが採用され、入射されたレーザ光を高速に
任意の方向に偏向スキャンする。
【００２２】レーザスキャナ５によって偏向される各光
路上（この場合は３つの光路）には、スリットＳＬ1〜
ＳＬ3と、スキャナミラーＭ1〜Ｍ6と、加工パターンと
相似形のマスクパターンが形成されたビーム成形用マス
ク（アパーチャ）ＭＫ1〜ＭＫ3と、レンズＬ1〜Ｌ3が配
され、これらを経由してレーザ光がワーク１０に照射さ
れる。これらスキャナミラーＭ1〜Ｍ6、ビーム成形用マ
スク（アパーチャ）ＭＫ1〜ＭＫ3、レンズＬ1〜Ｌ3の位
置、角度は制御部２０によって微調整できるようになっ
ている。
【００２３】ワーク１０はＸＹ方向に移動可能な加工テ
ーブル１１上に載置され、入射されたレーザ光によって
孔空け加工される。
【００２４】制御部２０は、レーザ発振器１の起動停
止、シャッタ２の開閉、レーザスキャナ５のレーザスキ
ャン制御、加工テーブル１１の移動制御、スキャナミラ
ーＭ1〜Ｍ6，ビーム成形用マスク（アパーチャ）ＭＫ1
〜ＭＫ，レンズＬ1〜Ｌ3の位置、角度の微調整制御など
を実行する。
【００２５】かかる構成において、図１の示す３つの加
工箇所Ａ，Ｂ，Ｃに孔を形成する際、図２に示すよう
に、レーザスキャナ５によってパルスレーザ光を３つの
加工箇所Ａ，Ｂ，Ｃに時分割分配してワーク１０に照射
することによって熱の悪影響を排除するようにしてい
る。
【００２６】すなわち図２においては、１つの加工箇所
で１回（１サイクル分）の加工の際に連続照射するレー
ザショット数ｑcを予め設定する。このレーザショット
数ｑcは、１つの加工箇所にレーザ光の連続照射を行っ
ても前述した熱の影響が発生しない個数に設定し、この
１サイクルがｑc個から成るレーザ照射を複数回（ｎサ
イクル分）繰り返すことによって１つの加工箇所に完全
な孔を形成する。したがって、１つの加工箇所への全レ
ーザショット数Ｑtはｎ・ｑcとなる。
【００２７】すなわち図２では、まず加工箇所Ａに対し
てｑc個だけパルスレーザ光を連続照射し、つぎにレー
ザスキャナ５によって加工箇所をＢに移動してｑc個だ
けパルスレーザ光を連続照射し、これが終了するとレー
ザスキャナ５によって加工箇所をさらにＣに移動してｑ
c個だけパルスレーザ光を連続照射する。これで第１加
工サイクルが終了する。そして、このような加工サイク
ルをｎ回繰り返すことによって３つの加工箇所Ａ、Ｂ、
Ｃに孔を形成する。
【００２８】以下、上記孔空けレーザ加工を実行する際
の、制御部２０の動作手順を図３のフローチャート、図
４のタイムチャートを参照してより詳細に説明する。
【００２９】まず、運転開始に先立って、制御部２０に
以下の各パラメータを設定する（ステップ１００）。
【００３０】・レーザ発振器１の各パルスの発振エネル
ギーの目標値Ｅ ・レーザ発振器１のパルス発振の発振周波数（繰り返し
周波数）ｆ ・１つの加工箇所に対する１回の加工当たりのレーザシ
ョット数ｑc ・加工点数ｊc ・加工サイクル数ｎ この場合、発振周波数ｆは当該レーザ発振器１で発振可
能な最高周波数、例えば５００ＨＺに設定しており、こ
のような高周波数では従来手法においては加工の際に熱
の影響が発生していた。
【００３１】上記パラメータのうち加工点数ｊcは加工
箇所数を示し、この場合ｊc＝３である 上記設定が終了すると、制御部２０はシャッタ２を閉に
した後（ステップ１１０）、加工位置を表す変数パラメ
ータｊをｊ＝１にする（ステップ１２０）。なお、ｊ＝
１が加工箇所Ａに対応し、ｊ＝２が加工箇所Ｂに対応
し、ｊ＝３が加工箇所Ｃに対応するとする。
【００３２】次に、制御部２０は、第１加工箇所Ａにレ
ーザ光が照射されるようスキャナ５に指令を与える。こ
れによりスキャナ５は駆動され（図４(c)参照）、与え
られた指令に対応した位置決めが終了すると、制御部２
０に位置決め完了信号を返送する（ステップ１３０、１
４０）。
【００３３】制御部２０は、この位置決め完了信号を受
信すると、閉状態にあったシャッタ２を開にした後（図
４(d)参照）、レーザ発振器１を起動してパルスレーザ
発振を開始させる（ステップ１５０、１６０、図４(a)
参照）。
【００３４】この結果、ワーク１０の第１加工箇所Ａに
対してパルスレーザ光が照射されることになり、第１加
工箇所Ａに対する孔空け加工が開始される（図４(b)参
照）。
【００３５】制御部２０においては、例えばレーザ出力
センサ（受光素子）４の出力に基づいてシャッタ２が開
になった後のレーザショット数を計数するようにしてお
り、この計数値を設定ショット数値ｑcと比較すること
により、計数値が設定ショット数値ｑcに一致するまで
の間はパルスレーザ光をワーク１０の第１加工箇所Ａに
対して連続照射させる（ステップ１７０、１８０）。
【００３６】一方、前記計数値が設定ショット数ｑcに
達すると、制御部２０は開状態にあるシャッタ２を閉に
する処理を開始する。この際、この実施例では、シャッ
タ２が完全に閉にならなくとも、加工に影響のないエネ
ルギーレベルまでレーザ光を遮断することができるとこ
ろまでシャッタ２が閉になると、直ちにレーザスキャナ
５による次の加工箇所へのスキャン動作が開始されるよ
うにして、より高速のレーザ加工をなし得るようにして
いる。
【００３７】このため、制御部２０は、レーザ出力セン
サ４によって検出したレーザ出力エネルギーを所定の設
定値Ｅと比較し、レーザ出力エネルギーが設定値を下回
った時点でレーザスキャナ５による次の加工箇所へのス
キャン動作を開始するようにしている。
【００３８】１個１個のパルスエネルギー値Ｅにはばら
つきがあるので、この場合は、レーザ出力センサ４の出
力を用いてｍ個のパルスＰi〜Ｐi+mのパルスエネルギー
値Ｅi〜Ｅi+mの平均値Ｅavを求め、この値Ｅavが所定の
設定値Ｅc以下になった時点で次の加工箇所へのスキャ
ン動作を開始するようにしている（ステップ２００）。
【００３９】次に、Ｅav≦Ｅcが成立すると、制御部２
０は加工位置を表す変数パラメータｊを＋１して２にし
た後、この変数パラメータｊが前記設定された加工点数
ｊc（この場合は３）を超えたか否かを判定する（ステ
ップ２１０、２２０）。
【００４０】ステップ２２０において、ｊ≦ｊcである
場合は、当該加工サイクルにおいて全ての加工箇所での
レーザ照射終了していないことになるので、制御部２０
は加工箇所を次の第ｊ加工箇所（この場合は第２加工箇
所Ｂ）に移動するようレーザスキャナ５に指令を与える
（図４(c)参照）。
【００４１】以下同様にして、ステップ１４０〜ステッ
プ２３０の手順が、あと２回繰り返されることにより、
ワーク１０の第２加工箇所Ｂおよび第３加工箇所Ｃに対
してパルス光がそれぞれ設定ショット数ｑcずつレーザ
照射されることになる。
【００４２】以上で第１加工サイクルのレーザ照射が終
了する。
【００４３】第１加工サイクルの第３加工箇所Ｃに対す
るレーザ照射が終了した後、ステップ２１０で変数パラ
メータｊが＋１されると、ｊ＝４になるので、ステップ
２２０ではｊ＞ｊcが成立する。したがって、この場合
手順はつぎにステップ２４０に移行される。
【００４４】ステップ２４０においては、加工サイクル
数が設定値ｎに達したか否かが判定される。
【００４５】現段階では、第１加工サイクルが終了した
だけなので、手順はステップ１２０に移行されて、再度
第１加工箇所Ａにレーザが照射されるようにレーザスキ
ャナ５がスキャンされる（ステップ１３０）。以下同様
にして、ステップ１４０〜ステップ２３０の手順が、３
回繰り返されることにより、ワーク１０の第１加工箇所
Ａ、第２加工箇所Ｂおよび第３加工箇所Ｃに対してパル
ス光がそれぞれ設定ショット数ｑcずつレーザ照射され
る第２加工サイクルが実行される。
【００４６】そして、このような加工サイクルがｎ回繰
り返される事で、ワーク１０の第１加工箇所Ａ、第２加
工箇所Ｂおよび第３加工箇所Ｃに対して所定の孔が形成
される。
【００４７】このようなｎ回の加工サイクルが終了する
と（ステップ２４０）、制御部２０によってシャッタ２
が閉にされ、レーザ発振が停止される。また、ワーク１
０上に他の加工箇所が存在する場合は、加工テーブル１
１を移動して、再度前述と同様の動作を実行する。
【００４８】なお、シャッタ２の開閉速度線図は、図４
(d)に示すように、加工材料、加工深さなどの加工条件
に応じて、その立上がり時間、立下がり時間などを任意
に調整できるようにしている。
【００４９】このようにこの第１実施例においては、１
つの加工箇所に対する連続ショット数が所定の設定値ｑ
cを超えないように加工箇所を時分割に分配した加工を
行うようにしたので、紫外線エキシマレーザ光を高繰り
返し周波数で長時間連続照射したときに発生する熱の悪
影響が抑止され、高精度のレーザ加工をなし得るように
なる。
【００５０】図５にこの発明の第２の実施例を示す。
【００５１】この第２の実施例では、スキャナ５からワ
ーク１０までのレーザ光路中に配する光学系の構成を変
形するようにしている。
【００５２】すなわち、レーザスキャナ５によって偏向
された各光路上（この場合は３つの光路）には、まずビ
ーム成形用マスクＭＫ1〜ＭＫ3が配し、その後段にスキ
ャナミラーＭ1〜Ｍ6が配し、さらにその後段に入射レー
ザ光の偏向角度に比例したワーク位置にレーザ光を結像
可能するＦθレンズ３０を配するようにしている。
【００５３】この実施例においても、先の第１の実施例
同様、１つの加工箇所に対する連続ショット数が所定の
設定値ｑcを超えないように加工箇所を時分割に分配し
たレーザ加工を行うようにして、熱の影響を抑止した高
精度のレーザ加工を行うようにしている。
【００５４】図６にこの発明の第３実施例を示す。
【００５５】この第３実施例では、先の実施例のように
レーザスキャナ５によってレーザ光をスキャンするので
はなく、加工ステージ１１をＸＹ方向に２次元移動する
ことによってワーク１０に対するレーザ照射位置を移動
させるようにしている。
【００５６】図６において、エキシマレーザ発振器のレ
ーザヘッド１から発生されたエキシマパルスレーザ光
は、シャッタ２、ビームスプリッタ３、偏向ミラー４
０、ビーム成形用マスクＭＫ、レンズ４１を介して加工
ステージ１１上のワーク１０に照射される。
【００５７】この場合、ワーク１０には、４つの加工箇
所Ａ〜Ｄを有している。
【００５８】図７はこの第３の実施例によるレーザ加工
手順を示すもので、図７のフローチャートにおいては先
の図３のフローチャートのステップ１３０および２３０
をステップ１３５および２３５に代替しており、他は図
３のフローチャートと同様である。
【００５９】すなわちこの第３実施例においても、１つ
の加工箇所に対する連続ショット数が設定値ｑcを超え
ないように加工箇所を時分割に分配したレーザ加工を行
う点は先の実施例と同じであるが、この第３実施例でに
おいてはレーザ照射箇所を移動する際に、加工ステージ
１１を移動するようにしているのである。
【００６０】図８にこの発明の第４実施例を示す。
【００６１】この第４実施例では、レーザ光路上に配設
されるビーム成形用マスクＭＫa〜ＭＫcを図９に示すよ
うな、複数の異なる形状及び大きさの光通過孔（マスク
パターン）５０がマスクプレート５１上に形成されたロ
ータリーマスクとすると共に、これらロータリーマスク
ＭＫa〜ＭＫcをモータＭＴa〜ＭＴcによってそれぞれ回
転位置決めさせることによって所望の形状及び大きさの
マスクパターン５０（５０ａ，５０ｂ）を選択してレー
ザ光路上に位置させるようにしている。モータＭＴa〜
ＭＴcの回転軸にはエンコーダ５２がそれぞれ配されて
おり、制御部２０はこれらエンコーダ５２によって検出
されるモータ軸の回転位置信号をフィードバックしてロ
ータリーマスクＭＫa〜ＭＫcの回転位置決め制御を実行
する。
【００６２】この場合、ロータリーマスクＭＫa〜ＭＫc
は、複数の異なるマスクパターン５０が、異なる半径を
有する２つの円周上に（同心円状に）配置されており、
外円周側のマスクパターン５０ａを選択する場合は、ハ
ッチングを付した位置Ｘaにレーザが照射され、内円周
側のマスクパターン５０ｂを選択する場合は、ハッチン
グを付した位置Ｘbにレーザが照射されるようになって
いる。５３は回転中心である。
【００６３】すなわち、図８に示すように、レーザスキ
ャナ５によって偏向される各光路上（この場合は３つの
光路）には、固定式ベンダーミラーＭ1，Ｍ3，Ｍ5と、
可動式ベンダーミラーＭ2，Ｍ4，Ｍ6と、ビーム成形用
マスクＭＫa〜ＭＫcと、可動式結像レンズＬa〜Ｌcが配
され、これらを経由してレーザ光がワーク１０に照射さ
れるようになっているが、可動式ベンダーミラーＭ2，
Ｍ4，Ｍ6と可動式結像レンズＬa〜Ｌcとは、この場合Ｘ
方向へスライド移動が可能なようになっており、これら
のスライド移動によって上記マスクＭＫa〜ＭＫc上の２
つの照射位置Ｘa，Ｘbにレーザ光が照射されるようにレ
ーザ光の光路が切り替えられる。
【００６４】これら可動式ベンダーミラーＭ2，Ｍ4，Ｍ
6および可動式結像レンズＬa〜Ｌcの移動は、制御部２
０によってレーザスキャナ５のスキャン動作と同期して
行われる。なお、図９に示すように、内円周の半径をφ
d、外円周の半径をφDとした場合、上記照射位置Ｘa，
Ｘbを切り替える際の可動式ベンダーミラーＭ2，Ｍ4，
Ｍ6および可動式結像レンズＬa〜Ｌcの移動距離はφD−
φdとなる。
【００６５】このように、この第４実施例においては、
複数の異なるマスクパターンが形成されたビーム成形用
マスクＭＫa〜ＭＫcを用い、これらビーム成形用マスク
ＭＫa〜ＭＫcを回転させることによって任意のマスクパ
ターンを即座に選択できるようにしたので、マスクパタ
ーン変更のためのマスク交換作業がなくなり、作業効率
を向上させることができる。
【００６６】なお、この第４の実施例においても、先の
第１の実施例同様、１つの加工箇所に対する連続ショッ
ト数が所定の設定値ｑcを超えないように加工箇所を時
分割に分配したレーザ加工を行うようにして、熱の影響
を抑止した高精度のレーザ加工を行うようにしている。
【００６７】図１０は先の図８に示した実施例で用いる
ビーム成形用マスクＭＫa〜ＭＫcの変形例を示すもの
で、この場合はマスクを回転させるのではなく、マスク
をスライド移動させることによって所望のマスクパター
ンを選択する。
【００６８】エンコーダ５２が付設されたモータＭＴの
回転軸に接続されたドライブローラ５４と、テンション
ローラ５５間には、シート状のマスク５６が巻架されて
おり、シート状マスク５６には、１次元方向に複数の異
なるマスクパターン５０が並設されている。裏側のシー
ト材５６には、レーザ光が通過できるように長孔５７形
成されている。
【００６９】したがって、この場合は、モータＭＴを回
転駆動してシート材５６をＸ方向にスライド移動させる
ことで、所望のマスクパターンがレーザ照射位置上に位
置するようにする。
【００７０】なお、図９及び図１０に示したビーム成形
用マスクを先の図６に示した第３実施例に適用するよう
にしてもよい。
【００７１】なお、この図１０に示したシート状マスク
を用いる場合は、図８に示した構成において、可動式ベ
ンダーミラーＭ2，Ｍ4，Ｍ6および可動式結像レンズＬa
〜Ｌcをスライド移動可能にする必要はない。
【００７２】なお、前述した各実施例においては、加工
サイクル数ｎを設定し、この加工サイクル数ｎの加工が
終了するとレーザ加工を終了するようにしたが、１つの
加工箇所の切断に要するトータルのショット数Ｑtを予
め設定し、各加工箇所においてレーザショット数の延べ
の計数値がこの設定ショット数値Ｑtに達すると、当該
加工箇所でのレーザ切断を自動的に終了させるようにし
てもよい。
【００７３】また、上記実施例では、１つの加工箇所で
のレーザショット数が設定値ｑcに到達すると、その後
他の全ての加工箇所でのレーザ照射を順次実行した後、
当該加工箇所でのレーザ照射を再開させるようにした
が、このレーザ照射の順番は任意である。要は、１つの
加工箇所において、或るサイクルでの連続レーザ照射と
次のサイクルでのレーザ照射の間に、他の加工箇所での
レーザ照射を少なくとも１回挿入するようにすればよい
のである。
【００７４】ところで、上記実施例では、パルスレーザ
のレーザショット数によって１つの加工箇所での１回当
たりの連続照射時間を制限するようにしたが、１つの加
工箇所での１回当たりの連続照射時間Ｔcを予め設定
し、各加工箇所でのレーザ照射の際に、連続照射時間を
実際に計時し、該計時した連続照射時間と前記設定時間
Ｔcを比較することによってレーザ照射時間を制限する
ようにしてもよい。
【００７５】また、連続照射時間Ｔcによって１つの加
工箇所での１回当たりのレーザ照射を制限するようにす
れば、パルスレーザ光だけでなく連続光レーザにも本発
明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例を示す図。
【図２】第１実施例によるレーザ加工動作を示すタイム
チャート。
【図３】第１実施例によるレーザ加工動作を示すフロー
チャート。
【図４】第１実施例によるレーザ加工動作を示すタイム
チャート。
【図５】この発明の第２実施例を示す図。
【図６】この発明の第３実施例を示す図。
【図７】第３実施例によるレーザ加工動作を示すフロー
チャート。
【図８】この発明の第４実施例を示す図。
【図９】第４実施例で用いるビーム成形用マスクを示す
図。
【図１０】第４実施例で用いるビーム成形用マスクの変
形例を示す図。
【符号の説明】
１…レーザ発振器 ２…シャッタ ３…ビームスプ
リッタ ４…レーザ出力センサ ５…レーザ光スキャナ １０…ワーク １１…移動ステージ ２０…制御部 ３０…Ｆθレンズ ４０…偏向ミラー ４１…レン
ズ Ｍ1〜Ｍ6…スキャナミラー ＭＫ…ビーム成形用マス
ク Ｌ1〜Ｌ3、Ｌa〜Ｌc…レンズ ＭＴ…モータ ５０…マスクパターン ５２…エンコーダ ５４…ドライブローラ ５５…テンションブローラ

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ワークの複数の異なる加工箇所を加工する
    レーザ加工装置であって、 レーザ光を発生するレーザ発振器と、 このレーザ発振器から発生されるレーザ光が前記ワーク
    上の複数の異なる加工箇所に順次照射されるようにレー
    ザ光を偏向するレーザ光スキャナ手段と、 前記ワーク上の１つの加工箇所への１回の加工当たりの
    レーザ照射時間が予め設定される照射時間設定手段と、 各加工箇所への１回の加工の際のレーザ照射時間が前記
    設定照射時間を超えないよう前記加工箇所を時分割的に
    順次移行させるべく前記レーザ光スキャナ手段を制御す
    る制御手段と、 を具えるようにしたことを特徴とするレーザ加工装置。
  2. 【請求項２】前記レーザ発振器とレーザ光スキャナ手段
    との間に配設され、入射されたレーザ光の通過／遮断を
    切り換えるシャッタ手段を更に具え、 前記制御手段は、前記レーザ光スキャナ手段による加工
    箇所の移行の際に前記シャッタ手段を遮断側に切り換え
    る請求項２記載のレーザ加工装置。
  3. 【請求項３】前記シャッタ手段通過後のレーザ光の出力
    エネルギーを検出するレーザ光出力検出手段を更に具
    え、 前記制御手段は、この検出した出力エネルギーが所定の
    設定値より小さくなると、前記レーザ光スキャナ手段に
    よる加工箇所の移行を開始する請求項２記載のレーザ加
    工装置。
  4. 【請求項４】前記レーザ発振器はパルスレーザ光を発生
    するものであり、 前記照射時間設定手段には、ワーク上の１つの加工箇所
    への１回の加工当たりの連続ショット数が設定され、 前記制御手段は、各加工箇所への１回の加工の際のレー
    ザショット数が前記設定ショット数を超えないよう前記
    加工箇所を時分割的に順次移行させるべく前記レーザ光
    スキャナ手段を制御する請求項１記載のレーザ加工装
    置。
  5. 【請求項５】前記制御手段は、各加工箇所への前記設定
    照射時間ずつのレーザ照射を予め設定された所定の順番
    で実行する処理を複数サイクル繰り返し行うよう前記レ
    ーザ光スキャナ手段を制御する請求項１記載のレーザ加
    工装置。
  6. 【請求項６】前記ワークとレーザ光スキャナ手段との間
    のレーザ光路上に配設され、複数の異なる形状または大
    きさの光通過孔が同一円周上に並べられるように形成さ
    れたマスクと、 このマスクを前記円周の中心を中心として回転駆動し
    て、前記複数の光通過孔の１つを前記レーザ光路上に位
    置させる回転駆動手段と、 を更に備えるようにした請求項１記載のレーザ加工装
    置。
  7. 【請求項７】前記ワークとレーザ光スキャナ手段との間
    のレーザ光路上に配設され、複数の異なる形状または大
    きさの光通過孔が一次元方向に並べられるように形成さ
    れたシート状マスクと、 このシート状マスクを前記光通過孔が並設された方向に
    スライド移動して、前記複数の光通過孔の１つを前記レ
    ーザ光路上に位置させるスライド手段と、 を更に備えるようにした請求項１記載のレーザ加工装
    置。
  8. 【請求項８】ワークの複数の異なる加工箇所を加工する
    レーザ加工装置であって、 レーザ光を発生するレーザ発振器と、 前記ワークが載置されると共に、前記レーザ発振器から
    発生されるレーザ光が前記ワーク上の複数の異なる加工
    箇所に順次照射されるように移動可能な移動ステージ
    と、 前記ワーク上の１つの加工箇所への１回の加工当たりの
    レーザ照射時間が予め設定される照射時間設定手段と、 各加工箇所への１回の加工の際のレーザ照射時間が前記
    設定照射時間を超えないよう前記加工箇所を時分割的に
    順次移行させるべく前記移動ステージを移動制御する制
    御手段と、 を具えるようにしたことを特徴とするレーザ加工装置。
  9. 【請求項９】前記レーザ発振器とワークとの間に配設さ
    れ、入射されたレーザ光の通過／遮断を切り換えるシャ
    ッタ手段を更に具え、 前記制御手段は、前記移動ステージによる加工箇所の移
    行の際に前記シャッタ手段を遮断側に切り換える請求項
    ８記載のレーザ加工装置。
  10. 【請求項１０】前記シャッタ手段通過後のレーザ光の出
    力エネルギーを検出するレーザ光出力検出手段を更に具
    え、 前記制御手段は、この検出した出力エネルギーが所定の
    設定値より小さくなると、前記移動ステージによる加工
    箇所の移行を開始する請求項９記載のレーザ加工装置。
  11. 【請求項１１】前記レーザ発振器はパルスレーザ光を発
    生するものであり、 前記照射時間設定手段には、ワーク上の１つの加工箇所
    への１回の加工当たりの連続ショット数が設定され、 前記制御手段は、各加工箇所への１回の加工の際のレー
    ザショット数が前記設定ショット数を超えないよう前記
    加工箇所を時分割的に順次移行させるべく前記移動ステ
    ージを移動制御する請求項８記載のレーザ加工装置。
  12. 【請求項１２】前記制御手段は、各加工箇所への前記設
    定照射時間ずつのレーザ照射を予め設定された所定の順
    番で実行する処理を複数サイクル繰り返し行うよう前記
    移動ステージを移動制御する請求項８記載のレーザ加工
    装置。
  13. 【請求項１３】前記レーザ発振器とワークとの間のレー
    ザ光路上に配設され、複数の異なる形状または大きさの
    光通過孔が同一円周上に並べられるように形成されたマ
    スクと、 このマスクを前記円周の中心を中心として回転駆動し
    て、前記複数の光通過孔の１つを前記レーザ光路上に位
    置させる回転駆動手段と、 を更に備えるようにした請求項８記載のレーザ加工装
    置。
  14. 【請求項１４】前記レーザ発振器とワークとの間のレー
    ザ光路上に配設され、複数の異なる形状または大きさの
    光通過孔が一次元方向に並べられるように形成されたシ
    ート状マスクと、 このシート状マスクを前記光通過孔が並設された方向に
    スライド移動して、前記複数の光通過孔の１つを前記レ
    ーザ光路上に位置させるスライド手段と、 を更に備えるようにした請求項８記載のレーザ加工装
    置。
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