JP2005305537A - レーザ加工副次物の集塵方法及びその装置、レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワーク加工時に生じる副次物を効率的かつ確実に除去することができ、加工室内の温度変化が位置決め機構等に影響を及ぼすことのない副次物の集塵方法及び集塵装置を提供する。
【解決手段】加工台３０５近傍に開口する給気口３０９を有し、前記給気口と略閉鎖した室３０３の外部と連通し外気を導入できる第１給気手段３０７と、所定の隙間を介して前記第１給気手段と対向して配置され、前記第１給気手段の給気口３０９を介して外気を吸引し第１気流を加工空間領域３０２に供給するための吸引手段３１１，３１５と、前記第１給気手段の給気口の内部に配置され、前記ワークの加工面に所定の角度で衝突させるように前記第１気流より高圧の第２気流を高圧気流供給源３２６より供給する第２給気手段３２１，３２５と、を備え、前記第１気流は、前記ワークの加工空間領域３０２を覆い、前記第２気流の周囲を取り囲むような流れである。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電子部品のレーザ加工の際に生じる副次物を捕集する集塵方法及びその装置、集塵装置を備えるレーザ加工装置に関する。

従来より、マスクの開口径を任意縮小倍率で加工面に投影する、いわゆる縮小投影加工光学系を有するレーザ加工機を用いて電子部品、例えばセラミックグリーンシートや回路基板の穴開け加工が行われている。レーザ加工機を用いてセラミックグリーンシートを加工する場合には、セラミックグリーンシートから塵、切り欠き等の副次物が生じる。このような副次物を捕集するために種々の集塵装置が使用されている。

図８は、レーザ加工機に適用された従来の集塵装置の模式図である。レーザ加工機の加工室カバー６０１内には、レーザ源からレーザビームを導入するためのｆθレンズ６６１と、集塵装置６００と、加工室カバー６０１内へ搬送され加工されるシート状ワーク６０９と、シート状ワーク６０９を載置するための加工台６１４と、加工台６１４を移動するためのボールねじ６１５，６１７が配置されている。

集塵装置６００は、シート状ワーク６０９の表面の一定領域を囲む筒体６０３を備える。筒体６０３は、側面６０４（６０６）と、レーザビームが通過する開口部を備える上面６０８と、シート状ワーク６０９の進行方向に関する上流側側面６１０と、下流側側面６１２とを有し、筒体６０３の内部にほぼ閉じた空間である加工空間領域６０２を画成する。

上流側側面６１０には不図示の給気源に連通する給気口６３１ａ〜ｄが設けられ、下流側側面６１２には吸引口６１１が設けられている。

筒体６０３は、シート状ワーク６０９の上に配置され、ワーク６０９は加工台６１４に載置されている。加工台６１４は、ボールねじ機構６１５、６１７等によりｘ軸方向、ｙ軸方向に移動可能であり、ワーク６０９の位置決めをすることができる。

上記構成において集塵装置６００は以下のように作動する。給気口６１３ａ〜ｄの内、主給気口６１３ｂ、６１３ｃからは高流量の気流がワーク６０９の加工面（ｆθレンズ６６１に対面している面）に対して平行に加工室カバー６０１内に導入され、副給気口６１３ａ、６１３ｄからは低流量の気流が同様に導入される。そして、レーザ加工機の不図示のレーザ源からレーザビームを照射する。そしてｆθレンズ６６１を経由したレーザビームによりワーク６０９の加工がなされる。低流量の外側気流は内側の高流量の内側気流に巻き込まれる。よって、ワークの加工において加工空間領域６０２に生じる粉塵等の副次物は、低流量の気流に乗り、高流量の気流に巻き込まれ吸引口６１１から加工６０２外へ排出する（特許文献１参照。）。

別の従来の集塵装置７００について説明する。図９は、レーザ加工機に適用された従来の集塵装置の断面図である。レーザ加工機の加工室カバー７０１には、不図示のレーザ源からレーザビームをシート状ワークに導くｆθレンズ７６１と、集塵装置７００と、シート状ワーク７０９を載置するための加工台７１９と、加工台７１９を移動するためのボールねじ７２１、７２３とを備える。

集塵装置７００は、内部に加工空間領域７０２を構成する筒体７０３を備える。筒体７０３は、側面７０４（７０６）と、気流を導入するための第１給気口７１３ａ及び第２給気口７１３ｂを備える上流側側面７１５と、上流側側面７１５に対向する吸引口７１１を備える下流側側面７１７と、を有する。さらに、筒体７０３の上方に上下方向移動可能なレンズ台７６３が設けられ、筒体７０３の側面７０４（７０６）、７０８、７１０と、レンズ台７６３の底面７６５により加工空間領域７０２が画成される。また、レンズ台７６３上には集光レンズ７６１が配置されている。

ワーク７０９が載置される加工台７１９は、ボールねじ機構７２１、７２３によりｘ軸方向、ｙ軸方向へ移動可能である。ワーク７０９は上記ボールねじ機構７２１，７２３を用いて位置決めされる。

上記構成において、気流供給源に連通する給気口７１３ａ、ｂから加工空間領域７０２内に気流を供給する。その気流は吸引口７１１を介して加工空間領域７０２外へ排出され、加工空間領域７０２内にワークの加工表面（ｆθレンズに対向する面）に平行な気流の流れを形成する。そして、レーザ源からｆθレンズ７６１へ導かれたレーザビームをワーク７０９の加工表面に照射する。レーザ加工によりワーク７０９から生じる粉塵等の副次物は、上記気流の流れに乗り加工空間領域７０２外へ排出される（特許文献２参照。）。
特開２０００−３１７６７０号公報（段落番号〔０００３〕〜段落番号〔０００７〕、第１図〜第２図） 特開２００１−３２１９７９号公報（段落番号〔０００７〕〜段落番号〔００１７〕、第１図）

図８及び図９に示す集塵装置は、その加工空間領域においてワークの加工表面に対して平行な気流の流れを形成し、ワークを加工する際に生じる粉塵等の副次物をその気流の流れに乗せ排出する。従って、ワークから舞い上がった粉塵を捕集することは可能である。しかしながら、ワークの表面上に付着している副次物を除去することは困難である。

また、従来の集塵装置では、加工空間領域内の気流の流れをスムーズにするため、加工空間領域を側面等を用いて規制している。しかし、加工室カバーの対向する２つの側面は、リール状のワークが加工室カバー内を出入りするための開口部（図８の６３１、図９の７３１参照。）を備える。そうすると、加工空間領域内で形成された流体流れにより当該開口部等を介して外気が加工室カバー内に流入する虞がある。結果として、外気により加工室カバー内の温度が変化し、ワークを移動するための駆動手段であるボールねじ機構等が膨張若しくは収縮し、ワークの位置決め精度が低下することがある。また、加工室カバー内にレーザビーム発生手段が配置されている場合には、加工機内の温度変化によりレーザ発生装置等のレーザ照射の安定性が図れない場合が生じる。結果として加工精度が低下するという問題がある。

そこで本発明は、ワーク加工時に生じる副次物を効率的かつ確実に除去することができ、加工室内の温度変化が位置決め機構等に影響を及ぼすことのない副次物の集塵方法及び集塵装置、レーザ加工装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の集塵装置の第１の態様は、レーザ光源から放射されたレーザビームを集光するための集光レンズと、集光レンズにより集光されたレーザビームを用いて加工されるワークを載置するための加工台と、を略閉鎖した室内に有するレーザ加工機に使用され、前記ワークを加工する際に前記ワークから生じる副次物を捕集するための集塵装置であって、加工台近傍に開口する給気口を有し、前記給気口と前記略閉鎖した室の外部と連通し外気を導入できる第１給気手段と、所定の隙間を介して前記第１給気手段と対向して配置され、前記第１給気手段の給気口を介して外気を吸引し第１気流を加工空間領域に供給するための吸引手段と、前記第１給気手段の給気口の内部に配置され、前記ワークの加工面に所定の角度で衝突させるように前記第１気流より高圧の第２気流を高圧気流供給源より供給する第２給気手段と、を備え、前記第１気流は、前記ワークの加工空間領域を覆い、前記第２気流の周囲を取り囲むような流れである。

上記態様によれば、ワークの加工表面を覆うようにエアカーテンを形成し、ワーク上のレーザビームの照射位置には、直接高圧気流を衝突させワークに付着している副次物を除去する。高圧気流により吹き飛ばされた副次物を、エアカーテンにより囲まれた領域外に拡散するのを防止できるとともに、吹き飛ばされた副次物は、エアカーテンを構成する気流流れに乗せ捕集することができる。

また、第１給気手段は、略閉鎖した室の外部と給気口とを連通する構成であればよいので、強制的に外気を導入する機構が不必要となり集塵装置の構成を簡易にできる。

本発明の集塵装置の第２の態様は、前記第１気流の流れを邪魔するための邪魔板を前記第１給気手段の給気口近傍に設け、第２給気手段が邪魔板を貫通して配置されるエアノズルである。

第１気流の流速を、第１給気手段の給気口に設けられた邪魔板を回り込ませることにより速くでき、外気の混入防止を目的とするエアカーテンとしての機能を高めることができる。また、第２給気手段からの第２気流と、第２気流の周囲を取り囲む第１気流との間の領域では、圧力の低い第２気流側への流れが形成される。よって、第２気流により巻き上げれた副次物を第１気流に乗せ、吸引手段へと導くことができる。

本発明の集塵装置の第３の態様は、前記副次物若しくは前記ワークに生じた静電気を除去するための除電手段を備える。

上記態様によれば、加工空間領域において、従来の集塵装置において必要であった筒体等を設ける必要がないため、加工空間領域近傍にイオン発生装置等の除電手段を配置することが可能となる。よって、副次物やワークに帯びた静電気を除去することにより、静電気により固着した副次物を容易に取り除くことが可能となる。

本発明のレーザ加工装置は、上述した集塵装置の態様の何れか一を備える。

本発明の集塵方法の一の態様は、レーザビームによりワークをレーザ加工する際に生じる副次物を集塵装置を用いて捕集する集塵方法であって、集塵装置は、前記ワークを載置するための加工台が配置された略閉鎖した室と、前記室の加工台近傍に開口する給気口を有し、前記給気口と前記略閉鎖した室の外部とを連通する第１給気手段と、所定の隙間を介して前記第１給気手段と対向して配置される吸引手段と、前記第１給気手段の給気口の内部に配置され、前記ワークの加工面に衝突し前記第１気流より高圧の第２気流を高圧気流供給源より供給する第２給気手段と、を備え、前記集塵方法は、ワークの加工空間領域を覆うような第１給気口から吸引口への第１気流の流れを形成する工程と、前記吸引工程を開始した後、前記ワークの加工表面に前記第１気流より圧力の高い第２気流を噴射し所定の角度で衝突させる工程と、を備え、前記第２気流が衝突する前記ワークの加工表面では、前記第１気流が第２気流の周囲を囲み、前記副次物が前記第１気流若しくは第２気流に乗り捕集される。

上記方法によれば、ワークの加工表面を覆うようにエアカーテンを形成し、レーザビームの照射位置では、直接高圧気流を衝突させワークに付着している副次物を除去する方法である。よって、高圧気流により吹き飛ばされ副次物はエアカーテンにより加工室内に拡散するのを防止できるとともに、吹き飛ばされた副次物は、エアカーテンを形成する気流流れに乗せ捕集することができる。

本発明において粉塵とは、ワークをレーザ加工する際に生じる、ワークの切断片、ワークへの付着物、ワークの粒子、煙、蒸気等を意味する。

加工空間領域とは、ワークとｆθレンズとの間の上下空間を意味する。ワーク加工面とは、レーザビームが照射される側のワーク表面をいう。

ワークに付着している副次物に高圧気流を直接衝突させることにより副次物を確実に吹き飛ばすことができる。さらに、高圧気流の周囲には低圧気流が流れているので、吹き飛ばされた副次物がその低圧気流に乗り、副次物を確実に吸引口へと導くことが可能である。

また、加工室内の温度変化を低圧気流により形成されるエアカーテンで囲まれた領域内に制限できるため、温度変化に伴いガルバノボックス及び加工台の移動を行うボールねじ機構の収縮及び膨張が生じることを防止できる。また、レーザビームを照射するビーム発生部を加工室内に設ける場合でも、集塵に伴う温度変化がレーザビームの照射部に影響を与え、照射が不安定となることを防止できる。結果としてワークの位置決め精度を高くでき、安定したレーザ照射が可能となり、加工精度を高く維持できる。

さらに、吸引流量を調節することにより加工空間領域内への給気流量を調節することが可能となり、給気量と吸引量を等しくするための機構を設ける必要が無くなり集塵装置の構成を簡素化できる。

以下、図面を参照して本発明の集塵装置を適用したレーザ加工機の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、レーザ加工の際に用いるレーザ加工機の基本構成の斜視図を示す。レーザ加工機１０１は、レーザ発振器１０３及びガイドレーザ発振器１０５を有するビーム発生部１０７と、レーザビームを被加工物であるリール状のセラミックグリーンシート１０９すなわちワークに導く光学系２０１と、ｘガルバノスキャン２５１、ｙガルバノスキャン２５３等を載置するための支持架台２５５と、集塵装置が配置されセラミックグリーンシート１０９のレーザ加工を行うための加工室の加工室カバー（略閉鎖した室）３０３と、セラミックグリーンシート１０９を搬送するための搬送系（搬送ローラ２７０、２７２等）と、を備える。なお、加工室カバー３０３は、レーザ加工機１０１の全体を明瞭に示すため破線で示し、加工室カバー３０３内に配置された集塵装置については後述する。

まず、光学系２０１について説明する。光学系２０１は、複数の全反射ミラー２０３、２０５、２０７、２０９、２１１、コンバイナ２１３、マスク２１５、コリメータレンズ２１７、ｘガルバノスキャナ２５１、ｙガルバノスキャナ２５３の各々が有するガルバノスキャンミラー２５７，２５９、集光レンズ２６１からなる。

ｘガルバノスキャナ２５１、ｙガルバノスキャナ２５３は、ガルバノボックス２５５内に配置されている。各スキャナに設けられたガルバノスキャンミラー２５７、２５９は、その反射角度を変えることによりレーザビームの照射位置を規定する。

次に、支持架台２６３について説明する。支持架台２６３は逆Ｕ字形状であり、鉛直方向に延びる一対の脚部２６５、２６７と、両脚部２６５、２６７の上端部間を連結しほぼ水平に延在する一対の横断部材２６９、２７１からなる。横断部材２６９、２７１は、平行でかつ互いに離間している。横断部材２６９、２７１間には、ボールねじ機構３４３により矢印２７３方向（ｙ軸方向）に移動可能なガルバノボックス２５５が装着されている。ガルバノボックス２５５の側面には、鉛直方向下方に向けられセラミックグリーンシート１０９の位置を認識するための画像処理用カメラ２７９が配置されている。

さらに、搬送系について説明する。搬送系は、Ｘ軸ステージ２７５及び連続リール状セラミックグリーンシート１０９を支持する一対のローラ２７０、２７２とからなる。連続リール状セラミックグリーンシート１０９は、支持架台２６３の横断部材２６９、２７１と交差する方向（すなわち、図１において左から右方向）に搬送される。また、Ｘ軸ステージ２７５は、セラミックグリーンシート１０９の延在する方向、すなわちｘ軸方向（矢印２７７）に移動可能である。

次に、本発明の集塵装置３０１について説明する。図２は、レーザ加工機１０１の加工室カバー３０３内を示す側面図である。

断面ほぼ矩形状のレーザ加工室カバー３０３内部にはガルバノボックス２５５とＸ軸ステージ２７５とが上下方向に対向して配置されている。ガルバノボックス２５５は、矢印方向２７３（図中左右方向）に移動可能である。ガルバノボックス２５５の下面にはｆθレンズ２６１が配置され、Ｘ軸ステージ２７５方向に対面している。Ｘ軸ステージ２７５は、ボールねじ機構３４１により矢印２７７方向（図１参照。）、すなわち図面の厚み方向に移動可能である。Ｘ軸ステージ２７５の上面にはセラミックグリーンシート１０９を吸引固定するための吸着ステージ３０５が設けられている。吸着ステージ３０５の表面には不図示の吸引孔が設けられて、吸引孔は吸引用バキューム（不図示）に連通している。セラミックグリーンシート１０９は、吸引孔に生じる吸引力により吸着ステージ３０５に固定される。

レーザ加工室カバー３０３を横断する方向に延在するのは、給気手段すなわち外気導入チューブ３０７である。外気導入チューブ３０７の一端部は加工室カバー３０３外部に連通し、外気導入チューブ３０７の他端部すなわち、外気導入口（給気口）３０９は吸着ステージ３０５まで延在する。外気導入チューブ３０７には、開閉バルブ３１７が設けられ、バルブ駆動手段３１９により外気導入チューブ３０７の開閉を行うことで外気の導入のオン・オフを行う。

吸引チューブ３１１は、その吸引口３１３が外気導入口３０９に対向し、吸着ステージ３０５の近傍に位置するように配置されている。吸引チューブ３１１は、吸引機３１５に連通する。

外気導入口３２７の形状及び寸法は、吸引口３１３の形状及び寸法とほぼ同じである。外気導入口３２７と吸引口３１３は、加工空間領域３０２を挟んで対向配置されているので、外気導入口３２７を介して加工空間領域３０２に流入した気流は、吸引口３１３内に吸い込まれる。

さらに、吸引チューブ３０７の内部であって、外気導入口３０９の近傍には、エアノズル３２１が加工台２７５に対して傾斜配置されている。エアノズル３２１には、ノズルチューブ３２５を介してコンプレッサ等のエア源３２６から高圧エアが供給される。エアノズルから吐出されるエアは、加工台２７５の上部にある吸着ステージ３０５の上面に直接衝突する。さらに、外気導入チューブ３０７内には、後述する邪魔板３２７が配置される。

また、加工室カバー３０３内には、レーザ加工の際に発生する副次物の除電を行うため、フォトイオナイザ３３３が設けられている。

図３は、加工室カバー内部を示す正面図である。加工室カバー３０３を横断する方向にセラミックグリーンシート１０９が延在する。そして、加工室カバー３０３の側壁の貫通孔３２９、３３１を介して加工室カバー３０３との行き来を行う。加工室カバー３０３外部には、ローラ２７０、２７２が配置され、セラミックグリーンシート１０９を加工室カバー３０３外部において支持している。

次に邪魔板３２７の構成について説明する。図４は、図２の部分拡大図である。

外気導入口３０９の近傍であって外気導入チューブ３０７の内部には、気流の流れを遮断するように、導入チューブの長手方向軸線に対して直交する方向に延在する板部材である邪魔板３２７が配置されている。

また、外気導入チューブ３０７内に設けられたエアノズル３２１は、邪魔板３２７を貫通する。さらに、エアノズル３２１からエアを斜め下方に噴射できるようなにエアノズル３２１が傾斜配置されている。

また、加工空間領域３０２近傍には、図４に示されるように、対向する外気導入チューブ３０７と吸引チューブ３１１とが配置されるのみで、従来例で見られる集塵装置の筒体等の他の要素は存在しない。このことにより、集塵装置の構成が簡易となるとともに、前述したフォトイオナイザ（図２の３３３参照。）を配置することが可能となる。

図５は、図４の矢印Ｖ方向から外気導入口３０９を見た図である。図に明瞭に示されているように、外気導入チューブの断面は、外気導入チューブに対向配置された吸引チューブとほぼ同じ断面形状を呈している。また、外気導入チューブ内に配置されている邪魔板３２７は、外気導入チューブの断面と相補的な形状を有し、外気導入チューブの内周面と、邪魔板３２７の外周面とが所定寸法離間するように寸法付けされている。よって、外気導入チューブ内の流れは、邪魔板３２７を回避してその隙間を通り抜けることとなる（図４の矢印３３５、３３７参照。）。また邪魔板３２７の下方には、エアノズルが貫通するための切り欠き３２９を有する。

次に上記構成のレーザ加工機１０１によるレーザビーム２０４の照射について図１を参照して説明する。被加工物を加工するための加工用レーザビーム（波長３５５ｎｍ）は、ビーム発生部１０７のレーザ発振器１０３から放射される。レーザ発振器１０３としては、従来から知られるエキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ等を用いる。

レーザ発振器１０３から照射された加工用レーザビームは全反射ミラー２０３により所定の方向に反射されコンバイナ２１３に入射する。他方、ガイドレーザ発振器１０５から照射された可視光領域のガイドレーザビームも同じくコンバイナ２１３に入射する。加工用レーザビームとガイドレーザビームは、コンバイナ２１３により光軸が互いに一致する。

さらに、コンバイナ２１３で同軸になった加工用レーザビームとガイドレーザビームは、反射ミラー２０５を介してマスク２１５の開口部を通過する。マスク２１５を通過したレーザビーム２０４は、加工形状と同一の形状に成形される。成形されたレーザビーム２０４は、反射ミラー２０７、２０９、２１１を介してコリメータレンズ２１７に入射する。コリメータレンズ２１７によりレーザビームは、拡大されると共に平行光束に成形される。さらに、レーザビームは、ｘガルバノスキャナー２５１、ｙガルバノスキャナー２５３のｘガルバノスキャンミラー２５７、ｙガルバノスキャンミラー２５９に到達する。

ガルバノスキャンミラー２５７、２５９を反射したレーザビームは集光レンズであるｆθレンズ２６１に入射する。ｆθレンズ２６１に入射したレーザビームは集光され、セラミックグリーンシート１０９を照射する。

一方、レーザ加工機を稼動しセラミックグリーンシートのレーザ加工を行う際の集塵装置３０１の作動工程を図６を参照して説明する。図６は、集塵装置の集塵工程の工程図である。まず、開閉バルブ３１７を開く（ステップ４０１）。次に吸引機３１５を作動する（ステップ４０３）。すると、吸引口３１３を介して加工空間領域３０２の吸引が行われ、さらに、吸引口３１３に対向する外気導入チューブ３０７を介して外気を吸引する。そうすると、外気が外気導入チューブ３０７と、外気導入口３２７と、吸引口３１３への気流の流れが生じ、セラミックグリーンシート１０９の加工面に対して平行な流体流れ（エアカーテン）が形成される。さらに、エアノズル３２１を駆動して（ステップ４０５）高圧気流（図７の４２３参照。）をセラミックグリーンシート１０９に衝突させる。さらに、フォトイオナイザ３３３を稼動して、副次物の除電を行う（ステップ４０７）。

上記のように、外気導入バルブ３１７を開き、エアノズル３２１を駆動した場合、加工空間領域３０２には図７に示すような気流が形成される。図７は、加工空間領域３０２を吸引口３１３から外気導入口３０９を見た流れを示す。すなわち、レーザビームの照射位置におけるセラミックグリーンシート１０９上には、２層流れが形成される。内側にはエアノズルから吐出された高圧気流４２３、その外側には低圧気流４２１が存在する。

また、外気導入チューブ３０７は、加工室３０３の外部と連通し、外気導入口３０９と吸引口３１３とを対向させることにより、吸引口３１３からの吸引量に応じて外気が導入される。よって、外気を強制的に供給することなく外気を導入することができるとともに、吸引流量とほぼ等しい給気流量を加工室内に導入することができる。ここで、従来の装置で見られた外気導入口及びエアノズルからの給気流量が吸引流量より多い場合には、加工室内の吸引されない量の気流が拡散し、加工室内の温度変化を生じさせてしまう。また、吸引流量が、給気流量より多い場合には、加工室とその外部とを連通する開口部等から外気を加工室内に導入し加工室内の温度変化を生じさせてしまう。

上記のような流体流れを加工空間領域３０２に形成した後、セラミックグリーンシートのレーザ加工を行う。

エアノズル３２１から吐出される高圧流がセラミックグリーンシートに吹き付けられる。レーザ加工によりセラミックグリーンシート表面に付着した粉塵は、高圧気流により吹き飛ばされたり、舞い上がったりする。セラミックグリーンシート表面から除去された粉塵等は、外気導入口３０９からの外側の気流（低圧気流）に乗り、吸入口３１３内へと導かれる。

レーザ加工の終了後は、レーザ加工機１０１を不作動とする。そして、フォトイオナイザ３３３の電源を切る（ステップ４１１）。エアノズル３２１の電源を切る（ステップ４１３）。最後に吸引機３１５を停止し（ステップ４１５）、開閉バルブ３１７を閉める（ステップ４１７）。

上記実施形態では、フォトイオナイザを採用したが、ワークから発生した副次物を除電できる装置であれば適宜変更できることは言うまでもない。

また、筒状の外気導入チューブ内にエアノズルを配置する構成としているが、エアノズルの代わりに管状のチューブ等を配置し、外気導入チューブ内に別のチューブを配置する２重構造のチューブとしてもよい。すなわち、高圧気流の周囲に低圧気流の流れを形成できる構成であれば適宜変更できることは言うまでもない。

また、上記実施形態は、吸引チューブからの吸引力のみで外気導入口を介して外気の導入を行う構成であるが、外気導入チューブへ強制的に外気を送り込む構成を適宜設けることもできる。

さらに、実施形態では、リール状のセラミックグリーンシートをレーザ加工する際に生じる副次物の集塵方法、集塵装置について説明したが、異なる形状や材質からなる部材のレーザ加工にも適用できることは言うまでもない。

この発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。

本発明の集塵装置を適用したレーザ加工機の模式図である。 レーザ加工機の加工室カバー内を示す側面図である。 レーザ加工機の加工室カバー内を示す正面図である。 図２の部分拡大図である。 図４のＶ矢視図である。 集塵装置の集塵工程の工程図である。 加工空間領域を吸引口から外気導入口から見た流れを示す。 レーザ加工機に適用された従来の集塵装置の模式図である。 レーザ加工機に適用された別の従来の集塵装置の模式図である。

符号の説明

１０１ レーザ加工機
１０９ セラミックグリーンシート
３０１ 集塵装置
３０２ 加工空間領域
３０３ 加工室カバー
３０７ 外気導入チューブ
３１１ 吸引チューブ
３１３ 吸引口
３１７ 開閉バルブ
３１９ バルブ駆動手段

Claims (5)

1. レーザ光源から放射されたレーザビームを集光するための集光レンズと、集光レンズにより集光されたレーザビームを用いて加工されるワークを載置するための加工台と、を略閉鎖した室内に有するレーザ加工機に使用され、前記ワークを加工する際に前記ワークから生じる副次物を捕集するための集塵装置であって、
   加工台近傍に開口する給気口を有し、前記給気口と前記略閉鎖した室の外部と連通し外気を導入できる第１給気手段と、
   所定の隙間を介して前記第１給気手段と対向して配置され、前記第１給気手段の給気口を介して外気を吸引し第１気流を加工空間領域に供給するための吸引手段と、
   前記第１給気手段の給気口の内部に配置され、前記ワークの加工面に所定の角度で衝突させるように前記第１気流より高圧の第２気流を高圧気流供給源より供給する第２給気手段と、を備え、
   前記第１気流は、前記ワークの加工空間領域を覆い、前記第２気流の周囲を取り囲むような流れであることを特徴とする集塵装置。
2. 前記第１気流の流れを邪魔するための邪魔板を前記第１給気手段の給気口近傍に設け、第２給気手段が邪魔板を貫通して配置されるエアノズルであることを特徴とする請求項１に記載の集塵装置。
3. 前記副次物若しくは前記ワークに生じた静電気を除去するための除電手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の集塵装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の集塵装置を備えるレーザ加工装置。
5. レーザビームによりワークをレーザ加工する際に生じる副次物を集塵装置を用いて捕集する集塵方法であって、集塵装置は、前記ワークを載置するための加工台が配置された略閉鎖した室と、前記室の加工台近傍に開口する給気口を有し、前記給気口と前記略閉鎖した室の外部とを連通する第１給気手段と、所定の隙間を介して前記第１給気手段と対向して配置される吸引手段と、前記第１給気手段の給気口の内部に配置され、前記ワークの加工面に衝突し前記第１気流より高圧の第２気流を高圧気流供給源より供給する第２給気手段と、を備え、前記集塵方法は、
   ワークの加工空間領域を覆うような第１給気口から吸引口への第１気流の流れを形成する工程と、
   前記吸引工程を開始した後、前記ワークの加工表面に前記第１気流より圧力の高い第２気流を噴射し所定の角度で衝突させる工程と、を備え、
   前記第２気流が衝突する前記ワークの加工表面では、前記第１気流が第２気流の周囲を囲み、前記副次物が前記第１気流若しくは第２気流に乗り捕集されることを特徴とする集塵方法。
   

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