JP2009028762A - レーザ加工用集塵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ加工において、加工点に発生するプラズマ、蒸発物、溶融物、薄膜片等の飛散した塵を、レーザ光路を構成する光学素子を汚染することなく、加工点の上方から吸引することができるようにして、基板への塵の付着を抑制し、加工品質を安定させることができるレーザ加工用集塵装置を提供する。
【解決手段】レーザ加工用集塵装置(V)は、吸引装置と、吸引装置に通じておりレーザ光が通る吸引口(40)を有する吸引体(4)と、吸引体(4)の内部に設けられている除塵装置(5)とを備えている。除塵装置(5)にはレーザ光が通る除塵室(54)が設けられ、除塵室(54)は、レーザ光が透過可能で光学系(1)により射出されるレーザ光が通る光路を気密に塞ぐことができる光学素子(52)と、除塵室(54)内に圧縮気体を供給する給気路(55)と、レーザ光が通り吸引体(4)の吸引口(40)の近傍に位置して開口している排気口(540)及び圧縮気体を誘導して光学素子(52)の表面に沿って流れるようにする誘導排気口(542)を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ加工用集塵装置に関する。更に詳しくは、例えば表面に薄膜が形成された基板に、光学系を介してレーザ光を集光し照射して薄膜の一部を除去する加工を行うに当たり、加工点において発生するプラズマ、蒸発物、溶融物及び薄膜片等の塵を吸引するとともに、レーザ光路を形成する光学素子を保護し、加工品質を安定させることができるものに関する。

プラズマディスプレイパネルや液晶ディスプレイパネル等のフラットパネルディスプレイや薄膜太陽電池、あるいは複層薄膜構造の製品等には、薄膜をレーザ光で除去することでパターンが形成された基板が使用されている。このような基板の製造においては、基板上の薄膜をレーザ光により加工する際、加工点（レーザ光の照射点）に、プラズマ、蒸発物、溶融物及び薄膜片等の複数種類の塵が同時に発生する。そして、その塵が基板上に付着すると加工欠陥を生じて製品不良となる。このような課題を解消するためには、例えばレーザ光が照射された加工点で発生した塵を加工点の上方より吸引し、集塵することで塵の基板への付着及び飛散を防ぐ方法を採用するのが好ましい。

しかし、加工点の上方は、レーザ光を照射するための光路が存在するために吸引体の設置が困難である。仮に光路を避けた上方に吸引体を設けることができても、レーザ光の射出される方向に沿って吸引することで、光路を形成する末端の光学素子へ塵を誘導することになり、集塵できずに吸引体より漏れて浮遊した塵が光学素子を汚染しやすくなる。
レーザ光路を形成する光学素子が塵によって汚染されると、光学素子によるレーザ光の吸収が生じ、レーザ光の安定した伝送が阻害されるとともに、光学素子に損傷を与えてしまうことになる。また、それが原因となって基板の加工品質が低下してしまう。

このため一般的には、負圧発生源からダクトを介して加工点に向けた吸引体を設け、加工点近傍の雰囲気を横方向へ吸引することで集塵するようにしている（特許文献１参照）。
特許文献１記載の「集塵ダクト装置」は、被加工物を設置する加工エリアを有する加工テーブルと、加工エリア内で発生する塵を集塵ダクトで吸引する集塵機とを備えており、加工エリアと集塵ダクトの吸引口との距離を１０ｍｍを超え１００ｍｍ以下に設定し、加工テーブルとその上方の集塵ダクトとの距離を５ｍｍを超え１０ｍｍ以下に設定し、集塵ダクトの吸引口と集塵機ホースの断面積を等しくして、効率の良い安定した吸引を行うことができるというものである。

特開２００２−１２６８９０

しかしながら、特許文献１記載の「集塵ダクト装置」には、次のような課題があった。
すなわち、集塵ダクト装置のように、加工点で発生する塵を加工点の横に設けた集塵ダクトにより横方向へ吸引する構造では、加工点から時には弾けるように強く、しかも放射状に飛散する塵のうち、集塵ダクトと遠い側の塵はどうしても吸引されにくいため、実用性に課題がある。
また、加工点の横に設けた集塵ダクトが向けられている構造では、加工される基板上に様々な素子、部品が設けられている場合は、それらが邪魔になって集塵ダクトの位置設定が困難になる課題もあった。

そこで本発明の目的は、例えば表面に薄膜が形成された基板に、光学系を介してレーザ光を集光、照射して薄膜の一部を除去する加工を行うに当たり、加工点において発生するプラズマ、蒸発物、溶融物及び薄膜片等の飛散した塵を、レーザ光路を構成する光学素子を汚染することなく、加工点の上方から吸引することができるようにして、基板への塵の付着を抑制し、加工品質を安定させることができるレーザ加工用集塵装置を提供することである。

上記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
本発明は、
吸引装置と、
中空体であり、レーザ光が通る吸引口を有する吸引体と、
吸引体の内部に、吸引体内壁との間に吸引装置に通じる搬送空間部を形成して設けられている除塵装置と、
を備えており、
除塵装置には、レーザ光が通る除塵室が設けられ、
除塵室は、
レーザ光が透過可能で、光学系により射出されるレーザ光が通る光路を気密に塞ぐことができる光学素子と、
除塵室内の気圧を高めるための圧縮気体供給手段と、
レーザ光が通り、前記吸引体の吸引口の近傍に位置して開口している排気口と、
を備えている、
レーザ加工用集塵装置である。

本発明は、
除塵室が、圧縮気体供給手段により供給される圧縮気体を誘導して光学素子の表面に沿って流れるようにする誘導排気口を備えているのがより好ましい。

本発明は、
光学素子が着脱可能に装着されているのがより好ましい。

本発明は、
光学素子が着脱可能に装着されており、光学素子と光学系の間に、レーザ光が透過可能で、光学系により射出されるレーザ光が通る光路を常に気密に塞ぐための隔離用光学素子を備えているのがより好ましい。

本発明は、
光学素子が着脱可能に装着されており、光学素子の装着時の向きを変えることによって、光学素子におけるレーザ光の透過点の位置を変える手段を備えているのがより好ましい。

本発明は、
除塵室の排気口の排出側が、吸引体の吸引口側または被加工体側へ向けテーパー状に拡大するように設けられているのがより好ましい。

本発明は、
吸引装置に通じる搬送空間部を有する中空の吸引体の内部に設けられ、レーザ光が通る光路を気密に塞ぐ光学素子に通じる除塵室の内部の気圧を搬送空間部より高くし、加工点において発生し吸引体で吸引された塵を搬送空間部に通して集塵を行う、
レーザ加工における集塵方法である。

特許請求の範囲及び明細書において、「光学系」とは、レーザ光を発生させるレーザ発振器及びレーザ光を集中、発散、反射、屈折させるための光学素子（レンズ・反射鏡・プリズム等）の組み合わせをいう。

（作用）
本発明に係るレーザ加工用集塵装置の作用を説明する。なお、ここでは、説明で使用する各構成要件に、後述する実施の形態において各部に付与した符号を対応させて付与するが、この符号は、特許請求の範囲の各請求項に記載した符号と同様に、あくまで内容の理解を容易にするためであって、各構成要件の意味を上記各部に限定するものではない。

例えば、薄膜が形成された基板に光学系により射出されるレーザ光を集光し照射して薄膜の一部を除去する加工において、基板等のワーク上面の加工点(60)にはプラズマ、蒸発物、溶融物及び薄膜片等の複数種類の塵が同時に発生する。
前記レーザ光は、レーザ加工用集塵装置の光学素子(52)を透過し、除塵室(54)及び排気口(540)を通り、加工点(60)へ向け照射されている。そして、前記加工と並行して、レーザ加工用集塵装置によって加工点(60)で発生している塵の集塵が行われる。

具体的には、レーザ加工用集塵装置の吸引装置が作動し、同時に除塵室内の気圧を高めるための圧縮気体供給手段(55,550,551)が作動する。
これにより、吸引体(4)から加工点(60)近傍の雰囲気が加工に伴い発生している塵と共に吸引される。吸引体(4)は、加工点(60)の上方に所要間隔を開けて位置しており、加工点(60)から放射状に飛散する塵全体のほぼ中心部（平面視）で吸引するので、塵全体をムラなく吸引することができる。

また、除塵室(54)内の気圧は、圧縮気体によって吸引体(4)内（除塵室(54)を除く）の気圧より高くなっており、かつ除塵室(54)の排気口(540)が吸引体(4)の吸引口(540)の近傍に位置して開口していることにより、圧縮気体が除塵室(54)から排気口(540)を通り吸引体(4)内へ排出される流れが生じる。

これにより、吸引体(4)から雰囲気と共に吸引された塵が排気口(540)から除塵室(54)内に入ることは防止され、除塵室(54)と光学系(1)を気密に隔離している光学素子(52)の表面に塵が付着することに起因する表面の汚染を防止または低減できる。
また、除塵室(54)から排気口(540)を通り排出される圧縮気体は、排気口(540)を出るとすぐに吸引体(4)内へ取り込まれるので、例えば圧縮気体が吸引体(4)を逆流して吸引体(4)の外部へ排出され、加工点(60)近傍の雰囲気の負圧を乱す等して塵の飛散を助長することも防止される。

除塵室(54)が、圧縮気体供給手段(55,550,552)により供給される圧縮気体を誘導して光学素子(52)の表面に沿って流れるようにする誘導排気口(542)を備えているものは、塵が排気口(540)から除塵室(54)に入っても、除塵室(54)内の圧縮気体と共に誘導排気口(542)へ向かって流れて除塵室(54)外へ排気されるので、光学素子(52)の表面には付着しにくい。また、仮に一旦付着しても、光学素子(52)の表面に沿って流れる圧縮気体によってその多くを表面から剥離または離脱させることができる。

光学素子(52)が着脱可能に装着されているものは、例えば長期の使用で光学素子(52)の表面が汚染されたり損傷した場合に、新しい光学素子と交換することができる。

光学素子(52)が着脱可能に装着されており、光学素子(52)と光学系(1)の間に、レーザ光が透過可能で、光学系(1)により射出されるレーザ光が通る光路を常に気密に塞ぐための隔離用光学素子(30)を備えているものは、光学系(1)に通じる光路が隔離用光学素子(30)によって常に気密に塞がれているので、例えば除塵室(54)側の光学素子(52)を交換のために取り外した場合でも、光学系(1)側には塵等は侵入できない。

光学素子(52)が着脱可能に装着されており、光学素子(52)の装着時の向きを変えることによって、光学素子(52)におけるレーザ光の透過点の位置を変える手段を備えているものは、例えば光学素子(52)が塵によって汚染され、これによりレーザ光の吸収が生じて光学素子(52)に損傷を与えてしまった場合でも、光学素子(52)の装着時の向きを変えて光学素子(52)におけるレーザ光の透過点の位置を変えることによって、同じ光学素子(52)を何度も繰り返し使用することができる。

除塵室(54)の排気口(540)の排出側(544)が、吸引体(4)の吸引口(40)側または被加工体側へ向けテーパー状に拡大するように設けられているものは、排気口(540)から排出された圧縮気体は拡がりやすくなり、さらに拡がることで圧縮気体の流速及び圧力もより減衰する。

（ａ）本発明は、レーザ加工時において、吸引体が加工点の上方に基板とは所要間隔を開けて位置することができ、加工点から放射状に飛散する塵全体のほぼ中心部（平面視）で吸引することにより、塵全体をムラなく吸引することができる。また、除塵室から排気口を通り排出される圧縮気体は、排気口を出るとすぐに吸引体内へ取り込まれるので、例えば圧縮気体が吸引体を逆流して吸引体の外部へ排出され、加工点近傍の雰囲気の負圧を乱す等して塵の飛散を助長することも防止される。
これにより、飛散した塵が基板表面に付着して汚染されることを防止できるので、基板等の加工品質を安定させることができる。

（ｂ）本発明によれば、除塵室内の気圧は、圧縮気体によって吸引体内の搬送空間部の気圧より高くなっており、かつ除塵室の排気口が吸引体の吸引口の近傍に位置して開口していることにより、圧縮気体が除塵室から排気口を通って吸引体内の搬送空間部へ排出される流れが生じる。これにより、吸引体から雰囲気と共に吸引された塵が排気口から除塵室内に入ることは防止され、除塵室と光学系を気密に隔離している光学素子の表面に塵が付着することに起因する表面の汚染を防止または低減できるので、レーザ光の安定した伝送が阻害されることもなく、基板等の加工品質を安定させることができる。

（ｃ）請求項２の発明によれば、塵が排気口から除塵室に入っても、除塵室内の圧縮気体と共に誘導排気口へ向かって流れて除塵室外へ排気されるので光学素子の表面には付着しにくい。また、仮に塵が一旦付着しても光学素子の表面に沿って流れる圧縮気体によってその多くを表面から剥離または離脱させることができる。このようにして、塵が付着することに起因する光学素子の表面の汚染をさらに低減することができる。

（ｄ）請求項３の発明によれば、例えば長期の使用で光学素子の表面が汚染されたり損傷した場合に、新しい光学素子と交換することができる。

（ｅ）請求項４の発明によれば、光学系に通じる光路が隔離用光学素子によって常に気密に塞がれているので、例えば除塵室側の光学素子を交換のために取り外した場合でも、光学系側には塵等は侵入できない。これにより、塵またはその他の塵埃、湿気等の侵入による光学系の汚染、あるいはそれに起因する故障や不具合の発生を防止または低減することができる。

（ｆ）請求項５の発明によれば、例えば光学素子が塵によって汚染され、これによりレーザ光の吸収が生じて光学素子に損傷を与えてしまった場合でも、光学素子の装着時の向きを変えて光学素子におけるレーザ光の透過点の位置を変えることによって、同じ光学素子を何度も繰り返し使用することができる。これにより、光学素子の無駄を抑えることができ、交換のためのコストも削減できる。

（ｇ）請求項６の発明によれば、排気口から排出された圧縮気体は拡がりやすくなり、さらに拡がることで圧縮気体の圧力もより低くなる。したがって、前記した圧縮気体が排気口を出るとすぐに吸引体内へ取り込まれ、圧縮気体が吸引体を逆流して加工点近傍の雰囲気の負圧を乱すことがないという効果もより顕著になる。

本発明を図に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
〔実施の形態〕

図１は本発明に係る集塵装置をレーザ光学系が収納された構造体に取付けた状態の断面図、
図２は図１のＡ−Ａ断面図及びＡ−Ａ断面の気体の圧力分布を示す説明図、
図３は図１のＢ−Ｂ断面図及びＢ−Ｂ断面の気体の圧力分布を示す説明図、
図４は図１のＣ−Ｃ断面図及びＣ−Ｃ断面の気体の圧力分布を示す説明図、
図５は図１のＤ−Ｄ断面図及びＤ−Ｄ断面の気体の圧力分布を示す説明図、
図６は図１のＥ−Ｅ断面図及びＥ−Ｅ断面の気体の圧力分布を示す説明図である。

レーザ加工用集塵装置Ｖは、レーザ発振器及び各種光学素子を組み合わせた光学系１（図示省略：レーザ発振器、レンズ１０、反射鏡、プリズム等の組合せ）を収納した気密性の高い構造体２に取り付けられている。構造体２の底板２０には射出口２１が貫通して設けられている。光学系１でつくられたレーザ光は射出口２１を通りレーザ加工用集塵装置Ｖ側へ射出される。

レーザ加工用集塵装置Ｖは取付部材３を備え、取付部材３によって構造体２の底板２０下面側に取り付けられている。取付部材３には、前記射出口２１に対応する箇所にガラス製の隔離用光学素子３０が設けられている。隔離用光学素子３０は、レーザ光を透過させることができると共に光路を構成する射出口２１を常に気密に塞ぐことができ、構造体２内の気密性を保持する。
なお、符号３１は有機樹脂製で円環状のパッキンであり、パッキン３１を円環板状の固定部材３２により上面側から押さえて隔離用光学素子３０の取付境界部の気密性を高めている。

レーザ加工用集塵装置Ｖは、上部側が前記固定部材３２との間で気密に設けられている吸引体４を備えている。吸引体４は中空体で、いわゆるケーシング状であり、下側の外形がやや窄まるように形成され、下端の中心には円形の吸引口４０が開口されている。
また、吸引体４の上端寄りには、吸引装置（図示省略）に通じる吸引管４１が接続されている。この構造により、吸引口４０から吸い込まれた気体は、吸引体４内の搬送空間部４３を通り吸引管４１から吸引装置へ入る。

吸引体４の上端寄りには、前記吸引管４１と相対向する側に、閉じたときに気密性を保つことができる開閉可能な扉４２が設けられている。扉４２は、後述する光学素子５２を交換するとき、または差し替えるときに開けて作業口を形成するためのものである。

吸引体４の内部には、除塵装置５が設けられている。除塵装置５は、スペーサ５０、ホルダ５１、光学素子５２が設けられている着脱板５３及び除塵室５４で構成されている。
スペーサ５０は短い円筒形状であり、上部側が前記取付部材３との間で気密に設けられている。スペーサ５０の下端には、ホルダ５１が設けられている。ホルダ５１は、前記着脱板５３の抜き差し、及び固定が可能な空間部５１０を有している。

また、ホルダ５１の中央には上下方向に貫通した円形の通孔５１１が設けられている。ホルダ５１のうち前記扉４２側には、着脱板５３を抜き差しするための装着口５１２が設けられている。前記空間部５１０の平面視形状は、抜き差し方向において奥側が半円形であり、それとは反対側の装着口５１２側は、直径幅で直線的に設けられている（図２参照）。

ホルダ５１に装着される着脱板５３は円板状である。着脱板５３のほぼ中央には、ガラス製の光学素子５２が設けられている。光学素子５２はレーザ光を透過させることができる。
なお、前記光学系１でつくられて射出されるレーザ光の光軸は、光学素子５２を通るようになってはいるが、着脱板５３に対してはその中心からややずらしてある。これにより、着脱板５３を差し替えるときに着脱板５３を周方向へ回して装着時の向きを変えれば、光学素子５２におけるレーザ光の透過点の位置を変えることができる。

本実施の形態では、着脱板５３を円形に形成したがこれに限定するものではなく、例えば四角形や六角形など多角形に形成し、前記ホルダ５１の奥側の形状もそれに合わせて平面視多角形状に形成することもできる。この場合は、基板を差し替えるときに基板側とホルダ側の各辺部を合わせるようにすれば、レーザ光の光軸が通る位置を周方向へ等間隔でずらすことができるので好ましい。

ホルダ５１の下部には除塵室５４が設けられている。前記搬送空間部４３は、吸引体４内壁と除塵室５４外壁の間に形成されている。除塵室５４は、下部に排気口５４０が設けられ、ほぼ円筒形状に形成されている。除塵室５４の壁部５４１の上端部のうち前記吸引管４１が設けられている側には、誘導排気口５４２が水平方向に貫通して設けられている。また、壁部５４１の内面は、最も径小な排気口５４０に向けてはテーパー状に縮小するように縮小面５４３が設けられ、排気口５４０より外側には吸引体４の吸引口４０側へ向けテーパー状に拡大するように拡大面５４４が設けられている。

また、壁部５４１のうち縮小面５４３に対応する部分の内部には圧縮気体供給手段を構成する給気路５５が設けられている。給気路５５には、外部から圧縮気体を導入する給気管５５０が接続されている。縮小面５４３には、給気路５５に通じる所要数の給気スリット５５１が開口させてある。この構造により、各給気スリット５５１から除塵室５４内に吐出される圧縮気体の流速の均一化を図っている。圧縮気体の圧力は、排気口５４０と誘導排気口５４２における気体の流れが共に吸引体４内部（吸引体４内における除塵室５４を除く搬送空間部４３）へ向かうよう調節または設定されている。なお、気圧センサ等を設けて前記圧力を維持できるように常に制御するようにしてもよい。供給される圧縮気体の種類は、例えば空気、窒素ガス、アルゴンガスなどであるが、少なくとも不燃性であり、かつ毒性のないガスであればこれらに限定はされない。

そして、前記光学系１でつくられたレーザ光は、レンズ１０で集光され、光軸がほぼ垂直になるようにして下方の基板６へ向けて射出される。レーザ光は、順に射出口２１、隔離用光学素子３０、光学素子５２、除塵室５４、排気口５４０、吸引体４の吸引口４０を通り、加工対象である基板６上面の加工点に照射されるようになっている。

（作用）
図１ないし図６を参照し、レーザ加工用集塵装置Ｖの作用を説明する。本実施の形態では、薄膜が形成された基板６に光学系１により射出されるレーザ光を集光し照射して薄膜の一部を除去する加工での作用を説明する。

加工に当たっては、吸引体４の吸引口４０が、加工点６０の上方に基板６とは所要間隔（例えば１０〜２０ｃｍ）を開けて位置させてある（図１参照）。
そして、レーザ加工用集塵装置Ｖの吸引装置を作動させて吸引体４内に負圧を発生させる。これにより、吸引体４の吸引口４０から吸引口４０の周りの雰囲気が吸気される。

また、光学系１でつくられたレーザ光はレーザ加工用集塵装置Ｖの隔離用光学素子３０と光学素子５２を透過し、さらに除塵室５４及び排気口５４０を通り、加工点６０へ向け照射される。これにより、基板６上面から薄膜を除去する加工が行われる。この加工に伴い、加工点６０にはプラズマ、蒸発物、溶融物及び薄膜片等の複数種類の塵７（説明の便宜上、図１に表した）が発生する。

発生した塵７は、前記したようにレーザ加工用集塵装置Ｖの吸引体４によって加工点６０の周りの雰囲気と共に吸気され、これにより集塵が行われる。このとき、吸引体４は、前記したように加工点６０の上方に基板６とは所要間隔を開けて位置しており、加工点６０から放射状に飛散する塵７のほぼ中心部（平面視）で吸引するので、塵７の全体をムラなく吸引することができる。

前記吸引装置の作動と同時に、給気管５５０から給気路５５に圧縮気体が供給され、給気スリット５５１から除塵室５４内に圧縮気体が供給されて除塵室５４内の気圧が上がる（図３参照）。これにより、除塵室５４内の気圧は、吸引体４内（除塵室５４を除く搬送空間部４３）の気圧より高くなっている。また、除塵室５４の排気口５４０が吸引体４の吸引口４０の内部側近傍に位置して開口している。これにより、圧縮気体が除塵室５４から排気口５４０を通り吸引体４内へ排出される流れが生じる。

このとき、除塵室５４内の縮小面５４３の作用で、排気口５４０へ向かう圧縮気体の横断面積を徐々に縮小させることにより、排気口５４０における圧縮気体の流速の均一化と高速化を図っている。また、除塵室５４の排気口５４０外側の拡大面５４４が、被加工体である基板６側へ向けテーパー状に拡大するように設けられているので、排気口５４０から排出された圧縮気体は拡がりやすくなり、さらに拡がることで圧縮気体の圧力や流速が減衰し、吸引体４内の負圧に取り込まれやすくなる（図４、図５参照）。

これにより、吸引体４の吸引口４０から雰囲気と共に吸引された塵７が排気口５４０から除塵室５４内に入ることは防止され、除塵室５４と光学系１を気密に隔離している光学素子５２の表面に塵７が付着することに起因する表面の汚染を防止または低減できる。
さらには、除塵室５４から排気口５４０を通り排出される圧縮気体は、前記のように排気口５４０を出るとすぐに吸引体４内へ取り込まれるので、吸引体４先端側の負圧環境を維持することができる（図６参照）。
これにより、例えば圧縮気体が吸引体４の外部へ排出され、加工点６０近傍の雰囲気の負圧を乱したりして塵の飛散を助長することを防止できる。

なお、除塵室５４には、除塵室５４に供給される圧縮気体を誘導して光学素子５２の表面（下面側）に沿って流れるようにする誘導排気口５４２が設けられているので、仮に、塵７が排気口５４０から除塵室５４内に入っても、除塵室５４内の圧縮気体と共に誘導排気口５４２へ向かって流れて除塵室５４外へ排気され、光学素子５２の表面には付着しにくい（図２参照）。また、一旦付着したとしても、圧縮気体は光学素子５２の表面に沿って流れるので、その多くを表面から剥離または離脱させることができ、光学素子５２の表面の汚染を防止することができる。

着脱板５３に設けられた光学素子５２はホルダ５１に着脱可能に装着されているので、例えば長期の使用で光学素子５２の表面が汚染されたり損傷した場合に、新しい光学素子と交換することができる。なお、本実施の形態では、前記したように着脱板５３を差し替えるときに着脱板５３を周方向へ回して装着時の向きを変えれば、光学素子５２におけるレーザ光の透過点の位置を変えることができる。これにより、同じ光学素子５２を交換することなく何度も繰り返し使用することができるので、コストを抑えることができる。

また、光学素子５２と光学系１の間に、構造体２の射出口２１を常に気密に塞ぐための隔離用光学素子３０を備えているので、除塵室側の光学素子５２を交換や差し替えのために取り外した場合でも、隔離用光学素子３０の作用によって光学系１側には塵７等は侵入できないので、構造体２内部の光学系１の汚染を防止することができる。

ここで、レーザ加工用集塵装置Ｖの装置内各部の気体の圧力分布について説明する。なお、ここでの説明において「正圧」とは大気圧より高い圧力を表し、「負圧」とは大気圧より低い圧力を表す。
図２に示すように断面Ａ−Ａにおいて、図において右側の搬送空間部４３は比較的強い負圧を示している。また、左側の搬送空間部４３も右側の搬送空間部４３とほぼ同等の負圧を示している。除塵室５４内と、左側の搬送空間部４３につながる誘導排気口５４２にかけては、左側の搬送空間部４３の負圧の影響が出て、搬送空間部４３よりやや弱い負圧を示している。

図３に示すように断面Ｂ−Ｂにおいて、図において左右側の搬送空間部４３は比較的強い負圧を示している。また、除塵室５４内は、やや強い正圧を示している。

図４に示すように断面Ｃ−Ｃにおいて、図において左右側の搬送空間部４３は比較的強い負圧を示している。また、除塵室５４の排気口５４０の径小部分では、強い正圧を示している。

図５に示すように断面Ｄ−Ｄにおいて、図において左右側の搬送空間部４３は比較的強い負圧を示している。また、除塵室５４の排気口５４０より外側の拡大面５４４の出口部分では、やや弱い正圧を示している。

図６に示すように断面Ｅ−Ｅにおいて、吸引体４の吸引口４０の入口部分では、やや強い負圧を示している。

なお、本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。

本発明に係る集塵装置をレーザ光学系が収納された構造体に取付けた状態の断面図。 図１のＡ−Ａ断面図及びＡ−Ａ断面の気体の圧力分布を示す説明図。 図１のＢ−Ｂ断面図及びＢ−Ｂ断面の気体の圧力分布を示す説明図。 図１のＣ−Ｃ断面図及びＣ−Ｃ断面の気体の圧力分布を示す説明図。 図１のＤ−Ｄ断面図及びＤ−Ｄ断面の気体の圧力分布を示す説明図。 図１のＥ−Ｅ断面図及びＥ−Ｅ断面の気体の圧力分布を示す説明図。

符号の説明

Ｖ レーザ加工用集塵装置
１ 光学系
１０ レンズ
２ 構造体
２０ 底板
２１ 射出口
３ 取付部材
３０ 隔離用光学素子
３１ パッキン
３２ 固定部材
４ 吸引体
４０ 吸引口
４１ 吸引管
４２ 扉
４３ 搬送空間部
５ 除塵装置
５０ スペーサ
５１ ホルダ
５１０ 空間部
５１１ 通孔
５１２ 装着口
５２ 光学素子
５３ 着脱板
５４ 除塵室
５４０ 排気口
５４１ 壁部
５４２ 誘導排気口
５４３ 縮小面
５４４ 拡大面
５５ 給気路
５５０ 給気管
５５１ 給気スリット
６ 基板
６０ 加工点

Claims (7)

1. 吸引装置と、
   中空体であり、レーザ光が通る吸引口(40)を有する吸引体(4)と、
   吸引体(4)の内部に、吸引体(4)内壁との間に吸引装置に通じる搬送空間部(43)を形成して設けられている除塵装置(5)と、
   を備えており、
   除塵装置(5)には、レーザ光が通る除塵室(54)が設けられ、
   除塵室(54)は、
   レーザ光が透過可能で、光学系(1)により射出されるレーザ光が通る光路を気密に塞ぐことができる光学素子(52)と、
   除塵室(54)内の気圧を高めるための圧縮気体供給手段(55,550,551)と、
   レーザ光が通り、前記吸引体(4)の吸引口(40)の近傍に位置して開口している排気口(540)と、
   を備えている、
   レーザ加工用集塵装置。
2. 除塵室(54)が、圧縮気体供給手段(55,550,551)により供給される圧縮気体を誘導して光学素子(52)の表面に沿って流れるようにする誘導排気口(542)を備えている、
   請求項１のレーザ加工用集塵装置。
3. 光学素子(52)が着脱可能に装着されている、
   請求項１のレーザ加工用集塵装置。
4. 光学素子(52)が着脱可能に装着されており、光学素子(52)と光学系(1)の間に、レーザ光が透過可能で、光学系(1)により射出されるレーザ光が通る光路を常に気密に塞ぐための隔離用光学素子(30)を備えている、
   請求項１のレーザ加工用集塵装置。
5. 光学素子(52)が着脱可能に装着されており、光学素子(52)の装着時の向きを変えることによって、光学素子(52)におけるレーザ光の透過点の位置を変える手段を備えている、
   請求項１のレーザ加工用集塵装置。
6. 除塵室(54)の排気口(540)の排出側が、吸引体(4)の吸引口(540)側または被加工体側へ向けテーパー状に拡大するように設けられている、
   請求項１のレーザ加工用集塵装置。
7. 吸引装置に通じる搬送空間部(43)を有する中空の吸引体(4)の内部に設けられ、レーザ光が通る光路を気密に塞ぐ光学素子(52)に通じる除塵室(54)の内部の気圧を搬送空間部(43)より高くし、加工点において発生し吸引体(4)で吸引された塵を搬送空間部(43)に通して集塵を行う、
   レーザ加工における集塵方法。