JPS5933073B2

JPS5933073B2 - レ−ザ除去装置

Info

Publication number: JPS5933073B2
Application number: JP52034575A
Authority: JP
Inventors: 建興宮内; 幹雄本郷; 正男三谷
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1984-08-13
Also published as: JPS53121296A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はレーザ光を物質上に集光加熱して物質を除去す
るレーザ除去装置に関するものである。

レーザ除去装置においては、レンズヘの除去物の付着、
除去部の盛上りの発生などの問題点があり、応用の分野
によつてはこれらが重大な障害となることがある。第１
図は従来のレーザ加工機の例である。レーザ装置１より
出たレーザ光２は集光レンズ３によつて被加工物５の加
工部６に集光照射され加工が行われる。その際溶融飛散
蒸発などが起り、飛散蒸発物４はレンズ３の表面に付着
物７として残るものもある。このためレンズのレーザ光
透過率が低下し、以後の加工に悪影響を与える。特に真
空中の加工の場合＆基若が行われるため大きな問題とな
る。これを解決する従来技術として第２図に示す技術が
知られている。集光レンズ３と被加工物５との間に真空
を保つための容器の窓１１と、可動な透明板９と、１個
または複数個冴Ｌを有する固定またば可動な平板１０を
設けている。飛散蒸発物４は一部ば平板１０に７で示す
ように付着し、孔を通つた一部は透明板９に８で示すよ
うに付着する。加工に影響が出るほど付着する前に透明
板９を移動させることにより、連続的に作業を行うこと
ができる。第３図Ｉ用口をもつた平板１２を運動させ、
開口がレーザ光軸に一致した時レーザ光が出るようにし
たものである。

レーザ光２は集光レンズ３で被加工物５の上に集光照射
され加工が行われるが、レーザの照射に開口位置が同期
するように平板１２が回転しており、これに付けられた
ヒレ１３によつて空気の流れが生じ、加工時の飛散蒸発
物４が流され、レンズの方へは上つてこない。第４図は
従来の加工法による加工を行つた場合の→ｌである。レ
ーザ光２は集光レンズ３によつて被加工物５の加工物６
（−集光照射され、除去が行われるが、このとき飛び出
した溶融物が周辺部に不都合な盛上り１４として残る。
この対策としては第５図に示すダブルレンズ方式などが
知られている。レーザ光２の中心部１５はレンズＡｌ７
とレンズＢｌ８で被加工物５の加工部６に集光照射され
、その周辺に盛り上り１４が生じる。周辺部のレーザ光
１６はレンズ１７だけで集光され、レンズＡの焦点１９
に集まるように集光するため、盛り上り１４に照射され
、盛上り１４は除去される。以上のように、除去物の付
着、盛上りの発生は個々に対策が考えられているが、こ
れらの両問題点を同時に解決できるものは知られておら
ず、これらを組合せるど複雑な装置になることは容易に
想像できる。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点をなくし、飛散蒸
発物の付着がなく、同時に不都合な加工部周辺の盛上り
を生じないようなレーザ除去装置を提供するにあ？即ち
本発明は１つまたは複数の開口とこれに隣接し、同数の
必要な厚さをもつた透明板を備えた可動の平板を被加工
物と集光レンズの間におき、開口と透明板をレーザ照射
時に順次光軸内に入れ、加工部の同一ケ所を両方の状態
で加工することにより、透明板を通して加工する場合は
焦点のピットが合つた状態で加工が行われ、その時生じ
る飛散蒸発物は透明板で遮られ、、開口を通して加工す
る場合は透明板がない分だけピット外れとなり、このた
め加工レーザ密度が低いために飛散蒸発物はわずかで、
すでに生じている不都合な盛り上りを溶融安定化し、平
板の移動によつて、透明板１枚への飛散蒸発物の付着は
少なく、連続作業を行うことが出来るようにしたもので
ある。

また本発明は上記レーザ除去装置において、透明板の被
加工物側の表面に油状の膜をつけ、この透明板表面に付
着した飛散物を払拭うワイパーを設置し、透明板の交換
を不要にしたレ一明余去装置である。以下本発明を第６
図〜第８図に示す一実施例にもとづいて具体的に説明す
る。第６図でレーザ光２は集光レンズ３を通り真空容器
の窓１１可動板２０に取付けられた透明板２１を通つて
被加工物５の加工部６に焦点を結び除去が行われる。除
去の際生じる飛散蒸発物４は透明板２１の表面に付着す
る。このため窓１１には飛散蒸発物４は付着しない。こ
の加工の際、第７図ａに示したような加工部の盛上り１
４が生じる。この除去加工が終ると次に、可動平板２０
を動かし、薄い透明板２２をレーザ光軸に一致させる。
こうすることにより、レーザ光１は被加工物５の手前で
焦点２３を結び被加工物５の盛上り部１４（第７図ａ）
に低いパワー密度で集光照射されるため、加工はほとん
ど行われず、盛り上り１４を溶融し、基材に安定に溶着
する（第７図Ｂｌ４）。このとき生ずるわずかな飛散蒸
発物は薄い透明板２３に付着する。どちらの場合も、光
路中以外の透明板に付着しないようにじやま板２４をお
くと著しい効果がある。以上のようにすることにより平
板２０ｆ１Ｃ交互に取付けられた透明板２１と薄い透明
板２２を順次光軸に一致させるように、平板２０を円板
（第８図）にしておいてこれを回転させ、飛散蒸発物が
急速に光透過率を低下させることなく、連続して真空中
で除去加を行うことができる。

薄い透明板に付着する量が十分少ない場合は薄い透明板
２２の代りに開口のみとしてよい。真空蒸着は、蒸着膜
をつけられる表面が清浄でないと膜がうまく着かないこ
とはよく知られている。これを逆に利用することにより
、窓材の真空側をわざと汚しておくと、窓に付着した飛
散蒸発物は容易に取ることができる。第９図は本発明の
他の実施例の一つである。

レーザ光２は集光レンズ３を通つて真空容器２５の窓１
１を経て被加工物５の加工部６に集光照射され除去が行
われる。そして飛散蒸発物が窓１１に付着する。窓１１
の近くに設けられたワイパー２６は真空オイルのように
蒸発性の低い油で湿らされており、加工前に窓１１をこ
のワイパー２６で拭つてお，く。但し２７はワイパーの
運動［ＴＪを示す。、従つて飛散蒸発物は油膜を介して
窓面に付着することになる。付着物が加工に影響を与え
るだけの厚さになる前にこのワイパー２６で窓１１を拭
うと付当物は容易に取り除くことができる。第１０図（
ｌ埋９図の実施例を第６図の実施例に応用した一つの実
施例である。平板２０に取付けられた透明板２１と薄い
透明板２１の付着物のつく面を、予め油などで汚してお
くための油塗布用ワイパー２６ａと加工後付着面を払拭
するための払拭用ワイパー２６ｂを備えておいてやる。
これを設けることにより、透明板２１，２２は毎回ワイ
パーで付着物を除去されるため、交換の必要がなくなり
、作業性は著しく向上した。実用上は、ワイパー２６ａ
，２６ｂは油などの塗布と、付着物の除去を同時に行う
ようにして一つにしても問題はない。第１１図は第１０
図の実施例において、平板２０の回転をワイパーの払拭
にも利用した別の実施例である。

レーザ光２は集光レンズ３と真空容器２５の窓１１を通
つて回転板２０に取付けられた１つまたは複数の透明板
２１のうちの１つを経て被加工物５に集光照射され、除
去加工が行われる。次に駆動部からの回転力によつて回
転板２８は回転する。そして薄い透明板２２がレーザ光
軸に一致したとき回転を停止し、焦点外れの状態でレー
ザ光が照射され、盛上りが溶融安定化される。以上が次
々と繰返されて回転板２０は回転していくが、一周のあ
る所にワイパー２６ｃが設けられていて、すべての透明
板は必ず一周に一回はこのワイパー２６ｃで払拭される
。円板２０が回転する際回転トルクが傘歯車２９，３０
を介して軸３１に伝えられ、回転式ワイパー２６ｃが回
転する。ワイパー２６ｃには蒸発性の低い油がしみ込ま
されていて、払拭の際除去による付着物を取ると同時に
油膜を透明板に塗る。払拭面での円板２０の周速と、ワ
イパー２６ｃの周速は異なるように設定してあり、互い
にころがりではなく、周速差分だけ摺動を起すようにし
て払拭の効果を保つている。また、払拭の際の圧力を最
適に保つため、一定圧力に調整するバネ３２と圧力調整
ネジ３３でワイパー２６ｃの軸の―端の軸受けをおさえ
るようにしている。このように除去、払拭を繰返すこと
により、部品交換をほとんど行うことなく作業を続ける
ことができる。透明板２１，２２の位相は駆動部２８で
検出し、これをレーザ制御部へ送り、光軸に透明板が入
つたことを確認してレーザを発射するようになつている
。被加工物５が回転している場合は、被加工物回転位相
信号を回転板制御部３４に入れてやり、ここから被力旺
物と透明板が同時にレーザ光軸に一致するように、駆動
位相信号を１駆動部へ送つてやることにより、被加工物
の回転に同期して連続的に自動的に加工を行うことがで
きる。

以上説明したように本発明によれば真空中で、飛散蒸発
物の窓への付着を防ぎ、加工盛り上りを安定化しながら
連続して除去加工を行うことができるようになり、真空
中での加工性が大『Ｄに向上するとともに、窓の付着物
を真空を破つて拭つたり、窓を交換したりする時間が不
要になり、作業性が著しくよくすることができる効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一般的レーザ加工機を示した図、第２図
＆．＠真空中で被加工物にレーザ加工を施す従来のレー
ザ加工機を示した図、第３図は開口をもつた平板を回転
させて被加工物にレーザ加工を施す従来のレーザ加工機
を示した図、第４図は従来のレーザ加工方法で被加工物
に加工する状態を示す図、第５図は従来のダブルレンズ
方式によつて周囲の盛り上りも除去安定化させる状態を
示した図、第６図は本発明によるレーザ除去装置の一実
施例を示した図、第７図ａぱ第６図に示す透明板で除去
加工した状態を示す図、第７図ｂは第６図に示す薄い透
明板によつて盛上り部を除去安定化する状態を示した図
、第８図ａは第６図に示す可動平板を回転円板状に形成
した状態を示す図、第８図ｂは第８図Ａｆ）Ａ−Ａ矢視
断面図、第９図ａは本発明に係り、透明板にワイパーを
設置したレーザ除去装置を示す正面図、第９図ｂは第９
図ａの平面図、第１０図は第９図に示すワイパーを第６
図に示すレーザ除去装置に適用した場合の装置を示した
図、第１１図Ａ，ｂは第１０図に示すレーザ除去装置を
回転体で形成された被加工物に適用した場合の装置を示
した図である。符号の説明２・・・レーザ光、３・・・集光レンズ、
５・・・被加工物、６・・・加工部、１４・・・盛上り
部、２０・・・可動平板、２１・・・透明板、２２・・
・薄い透明板、２４・・・じやま板、２５・・・真空容
器、２６・・・ワイパ一、２８・・・駆動部、３４・・
・回転板制御部。

Claims

【特許請求の範囲】１レーザ光を被加工物上に集光して除去加工を行う装
置において、集光レンズと被加工物との間にレーザ光軸
に対して垂直なる方向に可動する可動体を設け、該可動
体に透明板と開口、または厚さの異なる２種類の透明板
を交互に配設したことを特徴とするレーザ除去装置。２レーザ光を被加工物上に集光して除去加工を行う装
置において、集光レンズと被加工物との間に光軸に対し
て垂直なる方向に可動する可動体を設け、該可動体に透
明板と開口または厚さの異なる２種類の透明板を交互に
配置し、該透明板の被加工物側の表面に付着した飛散物
を払拭うワイパーを設置したことを特徴とするレーザ除
去装置。３レーザ光を被加工物上に集光して除去加工を行う装
置において、集光レンズを被加工物との間に光軸と垂直
なる方向に回転可動な回転可動体を設け、該回転可動体
に透明板と開口または厚さの異なる２種類の透明板を交
互に配置し、該透明板の被加工物側の表面に付着した飛
散物を払拭うワイパーを設置し、被加工物と透明板とが
レーザ光軸に一致するように回転可動体または被加工物
の少くともいずれか一方を移動させてレーザ制御部へト
リガー信号を出力する駆動系を設けたことを特徴とする
レーザ除去装置。