JPS6048278B2

JPS6048278B2 - レ−ザ加工装置

Info

Publication number: JPS6048278B2
Application number: JP55140236A
Authority: JP
Inventors: 皖一磯部
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1980-10-07
Filing date: 1980-10-07
Publication date: 1985-10-26
Also published as: JPS5764488A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は原稿の図を光電的に読みとり、該図形に従つ
て物体を加工するレーザ加工装置に係わる。

原稿図を走査して図のパターンを光電的に読みとり、
光電信号によつて被加工物体を上記原稿図の走査に同
期させて走査するハイパワーレーザをオン・オフし、原
稿図と同形のパターンを被加工物体上に加工する加工装
置は既に実用化され広く使われているが、原稿図に従つ
てゴム等柔軟性のある材質を、ハイパワーＣＯ＿。

レーザで不要部分をえぐり取り、コム印等を作る場合に
は、補強のために第１図に示す如く、加工をしないて残
しておく部分０１、０２の周囲に中間の高さの肩０３を
一定の幅で設け、残りの底０４をそれよりも深くえぐり
取る必要がある。この中間の高さの肩０３はＣＯ＿。レ
ーザのパワーを底０４を加工する時のパワーよりも小さ
くすることよりも加工することが可能である。しかし例
えは原稿図が、白地に黒色て加工せずに残しておく部分
だけか描かれている場合、又は逆に、加工すべき部分だ
けが描かれている場合、この原稿図を例えばテレビのブ
ラウン管の走査と同様に走査して光電的に読み取ると、
その光電信号には第１図の肩０３となるべき部分の信号
は含まれていない。このため従来技術では・上記光電信
号を計算機に入れそこで図形処理を行なつて肩０３とす
べき部分を計算によつて導き出す必要があり、通常この
ような計算機はかなり大型のものとなるため装置全体が
高価なものになるいう欠点があつた。本発明は簡単な
装置で、上記の肩となるべき信号を得ることを可能にす
るものてある。

本発明によれば原稿図読取り部において原稿図上に細
く集光された光と、該細い光を中心として同軸状に、つ
けるべき段の幅を半径とする太い光とを照射する。

上記細い光と太い光とは互に区別できるものとし、上記
原稿図からの反射光を受光する光電変換器は２組を使用
し、それぞれ細い光の反射光と太い光の反射光とを選択
的に受光する。原稿図を上記２種類の光で走査し、被加
工物体と加工用レーザの相対的位置関係もそれに同期さ
せて動かしておく。原稿図が白地に黒で書いてある場合
は上記細い光と上記太い光の反射光が共に強い時にＣＯ
２レーザパワーを最大にし、細い光の反射が強く太い光
の反射が弱い時にＣＯ。レーザｊパワーを肩をつけるた
めに十分な強度とし、細い光の反射が弱い時はＣＯ。レ
ーザのパワーを被加工物体が加工されない値にまで小さ
くするような識別機能とパワー制御機能を有する処理回
路がある。原稿図が黒地に白の場合は上記識別機能を逆
にすればよい。本発明によれば複雑な計算機能を必要と
せず、単に原稿図を走査するだけで一定の幅の肩を所望
のパターンの周囲に設けることができる。

また原稿図のパターン周囲の肩を考慮せずに作成するこ
とができるという効果をもたらす。以下、図面を用いて
本発明を説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す図で、ドラム１は回転
しつつ方向２に移動する。この送りのピッチは集光され
たＣＯ２レーザのビーム径とほぼ一致してい．る。ドラ
ム１には例えば白の紙に黒色でパターン３が描かれた原
稿図４と、ゴム板等の被加工物体５が巻きつけられてお
り原稿図４と被加工物体５はドラム１と共に回転移動す
る。光源６は例えば白色ランプでそこからの光はレニン
ズ７で集光され例えば赤色フィルタ８を通り、ハーフミ
ラー９を透過して原稿図４上に細いビームとして集光し
ている。

光源１０は例えば白色ランプで、そこからの光はレンズ
１１で集光され、例えば青色フィルター１２を通り、ハ
ーフミラー３９で反射されて原稿図４上に太いビームと
して、上記光源６からの細いビームと同軸状に集光して
いる。ここで、光源６からの細いビームの原稿図４上の
ビーム径はＣＯ２レーザの集光されたビーム径とほぼ一
致しており、光源１？からの太いビー４ムの原稿図４上
のビーム半径は、被加工物体上に加工するパターンの周
囲につけるべき段の幅に一致している。原稿図４で散乱
もしくは反射された光は集光レンズ１３によつて集光さ
れた後ハーフミラー１４で２つに分けられ、それぞれ赤
色フィルター１５および青色フィルター１６を通り、赤
色の光は光電変換器１７に、青色の光は光電変換器１８
に入射している。光源１０からの太い青色ビームが原稿
図４の白地の部分にあたつている時は光電変換器１８に
は強い光が入射し、電気信号Ａは大きくなる。ドラム１
が回転移動して、光源１０からの太い青色ビームの一部
が黒色のパターン３にかかると、黒色のパターン３の部
分は反射Ｊ率が低いため、光電変換器１８に入射する光
は多小弱くなり、電気信号Ａは小さくなる。同様に光源
６からの赤色ビームが原稿図４の白地にあたつている時
は光電変換器１７から得られる電気信号Ｂは大きく、上
記赤色ビームがパターン３にあたると光電変換器１７か
ら得られる電気信号Ｂは小さくなる。処理回路１９は光
電変換器１７，１８からの信号の大きさを検出する識別
機能２０と識別機能２０で識別された情報に従つてＣＯ
。レーザのパワーと制御するパワー御機能２１とから成
る。させ青色ビームおよび赤色ビームが共に原稿図４の
白地にあつている場合は、電気信号ＡとＢは共に大きく
、これを底状態と名づける。青色ビームがパターン３に
かかり赤色ビームがパターンにあつていない時は電気信
号Ａが小さく、Ｂは大きい。これを肩状態と名づける。
赤色ビームがパターン３にあたる時は当然青色ビームも
パターン３にかかつており、電気信号ＡおよびＢは共に
小さくなる。これを山状態と名づける。識別機能２０は
この３通りの場合を識別し、その情報をパワー制御機能
２１に伝える。パワー制御機能２１では底状態の時ＣＯ
。レーザ２２の出力を、被加工物を十分にえぐるだけの
パワーとし、肩状態の時にＣＯ。レーザ２２の出力を被
加工物体に段をつけるに足るパワーとし、山状態の時に
被加工物体を加工しないパワー以下に制御する機能を有
している。ＣＯ。レーザ２２の出力ビーム２３は例えば
ＺｎＳｅからなるレンズ２４で集光され、ほぼ被加工物
体５の表面を結んでいる。ここで使用されるＣＯ２レー
ザは３段階にパワーが制御できる必要があり、かつその
制御は、ドラムの回転、移動の速度によるが、一般には
高速に行なえるものが好ましい。

また、レンズ２４の焦点距離は集光されたＣＯ。レーザ
出力ビーム２３のビーム経が必要とされる解像度よりも
小さくなるように決められ、上記ビーム径が決まれば光
源６からの赤色ビームの原稿図上での集光されたビーム
径が決定され、同時にドラム１の送りのピッチが決まる
。さて上述の実施例では、パターン３が赤色ビームで走
査され、光電変換器１７の出力に応じてＣＯ２レーザ２
２がオン・オフされ被加工物体５にパターン３に応じた
部分が未加工で残されるが、その未加工の部分の周囲に
は加工されてえぐられはするが底ほどにはえぐられない
肩がつけられる。

これにより、加工されたゴム等をスタンプ等に使用した
時にインクの付着する部分が紙に押されて形がくずれる
ことを防ぐことができる。この肩の幅は上述の青色ビー
ムの径を変えることにより容易に変えることができる。
又、パターン３がいかに複雑な図形であれ、その周囲に
は確実に肩を一定の幅でつけることができ、かつ装置全
体は計算機で図形処理をするような複雑なものではなく
、安価な装置ですむという特長がある。上記実施例ては
光源として白色ランプを用い、赤色と青色のフィルター
を用いているが、これは例えばＨｅＮｅレーザやＮイオ
ンレーザなどの単色光源であつてもよく、又ＨｅＮｅレ
ーザと白色光の組みあわせであつてもよい。ＨｅＮｅレ
ーザと白色光の場合には２つの光電変換器の前にＨｅＮ
ｅレーザ光のみを透過するフィルターと、ＨｅＮｅレー
ザ光を選択的に反射するフィルターをそれぞれ用いれば
よい。また白色光源を用いた場合フィルターを用いるこ
となく、グイクロイツクミラー（２色性ミラー）を用い
て２つの光の合成、分離を行なうこともできる。また、
上記実施例においては、原稿図と被加工物体はドラムに
巻かれていたが、これらを平面上に置き平面上で走査す
る方式であつてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレーザ加工装置によつて得られる
加工物体の断面図、第２図は本発明の一実施例の構成図
である。０１，０２・・・・・・加工せずに残された部分、０３
・・・・・・肩、０４・・・・・・底、１・・・・・
・ドラム、２・・・・・・ドラムの移動方向、３・・
・・・・パターン、４・・・・・・原稿図、５・・・
・・・被加工物体、６，１０・・・・・・光源、７，１
１・・・・・・レンズ、８，１５・・・・・・赤色フィ
ルター、９・・・・・・ハーフミラー、１２，１６・
・・・・・青色フイルタノー、１３・・・・・・集光レ
ンズ、１４・・・・・・ハーフミラー、１７，１８・・
・・・・光電変換器、１９・・・・・・処理回路、２０
・・・・・・識別機能、２１・・・・・・パワー制御機
能、２２・・・・・・ＣＯ。

Claims

【特許請求の範囲】

１互に区別することができ、一方は細く、他方は太く
、かつ同軸状の２つの円形の光ビームと、該２つの光ビ
ームで原稿図を走査する手段と、上記２つの光ビームが
該原稿図で散乱しもしくは反射された光をそれぞれ分離
して別個に受光する２組の光電変換器と、出力パワーを
少なくとも３段階に変調できるＣＯ＿２レーザと、該Ｃ
Ｏ＿２レーザからの出力ビームによつて加工される被加
工物体と、該被加工物体と該ＣＯ＿２レーザとの相対位
置関係を上記２つの光ビームによる原稿図の走査に同期
させて走査する手段と、上記２組の光電変換器の出力を
判断して上記細い光ビームが上記原稿図上の加工せずに
残すべき部分を照射した時は上記ＣＯ＿２レーザの出力
を最小にし、上記太い光ビームの全てが上記原稿図上の
加工すべき部分にある時は上記ＣＯ＿２レーザの出力を
最大にし、上記太の光ビームの一部でも上記原稿図上の
加工せずに残すべき部分を照射し、かつ上記細い光ビー
ムが該加工せずに残すべき部分を照射していない時は上
記ＣＯ＿２レーザの出力を中間的なパワーとするような
識別機能とパワー制御機能を有する処理回路とを具備す
ることを特徴とするレーザ加工装置。