JP2012050994A - Laser beam machining apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ光を被加工対象物に出射して加工を施すレーザ加工装置に関するものである。 The present invention relates to a laser processing apparatus that emits laser light to a workpiece and performs processing.
従来、被加工対象物にレーザ光を照射することで、その表面に文字、記号、図形等（以下、「文字等」）のマーキング加工を行うレーザ加工装置として特許文献１に開示されたものがある。このレーザ加工装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、マーキング加工を行う所望の文字等に基づいてレーザ光源から出射されるレーザ光の方向を変更するためのガルバノミラーと、ガルバノミラーからのレーザ光を収束して被加工対象物上に照射するための収束レンズ等とを備える。
2. Description of the Related Art Conventionally, a laser processing apparatus disclosed in
ところで、レーザ加工装置としては、収束レンズからのレーザ光を出射する出射口に、該レーザ光を通過させつつ収束レンズを保護する保護カバー（保護ガラス）が設けられたものがある。このようなレーザ加工装置では、高精度で比較的高価な収束レンズが何らかの理由で汚れたり損傷するといったことが防止される。 By the way, some laser processing apparatuses are provided with a protective cover (protective glass) that protects the convergent lens while allowing the laser beam to pass through the exit port that emits the laser beam from the convergent lens. In such a laser processing apparatus, it is possible to prevent the highly accurate and relatively expensive converging lens from being stained or damaged for some reason.
しかしながら、被加工対象物が例えばプラスチックに代表される樹脂部材等の場合、レーザ光が照射された際に樹脂が溶融しつつ煙が発生し、その煙に含まれる有機化合物が保護カバーの表面に達して付着してしまうという虞がある。 However, when the object to be processed is, for example, a resin member typified by plastic, smoke is generated while the resin melts when irradiated with laser light, and the organic compound contained in the smoke is deposited on the surface of the protective cover. There is a risk of reaching and adhering.
そして、このように保護カバーの表面が汚れると（保護カバーに対する不純物が付着すると）、例えば、被加工対象物上に照射するレーザ光の出力が低下してしまうという虞がある。又、例えば、汚れで反射されたレーザ光が収束レンズで収束されつつガルバノミラー側に向かうことで、ガルバノミラー等の光学部品が損傷してしまうといった虞がある。 If the surface of the protective cover becomes dirty (impurities attached to the protective cover), for example, there is a possibility that the output of the laser light irradiated onto the workpiece is reduced. Further, for example, there is a possibility that an optical component such as a galvano mirror may be damaged by the laser beam reflected by dirt traveling toward the galvano mirror while being converged by the converging lens.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、保護カバーの表面の汚れを防いだり汚れを落とすことができるレーザ加工装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus that can prevent or remove dirt on the surface of a protective cover.
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されるレーザ光の方向を変更するための少なくとも１つのガルバノミラーと、前記ガルバノミラーからのレーザ光を収束して被加工対象物上に照射するための収束レンズと、透光性を有して前記収束レンズからのレーザ光を通過させつつ前記収束レンズを保護するための保護カバーとを備えたレーザ加工装置であって、前記保護カバーの出射側の表面には、光触媒のコーティングがなされ、前記光触媒に光触媒反応を起こさせるための光を出射可能な光触媒反応光出射手段を備えたことを要旨とする。
In order to solve the above problem, in the invention according to
同構成によれば、保護カバーの出射側の表面には、光触媒のコーティングがなされる。そして、光触媒に光触媒反応を起こさせるための光を出射可能な光触媒反応光出射手段を備えるため、保護カバーの出射側の表面（光触媒のコーティング）に光を照射することで、強力な酸化力を発生させ、該表面の汚れ（保護カバーに対する不純物の付着）を防いだり、汚れ（付着した不純物）を落とすことができる。その結果、例えば、被加工対象物上に照射するレーザ光の出力が低下してしまうことを低減することができる。又、例えば、汚れで反射されたレーザ光が収束レンズで収束されつつガルバノミラー側に向かうことで、ガルバノミラー等の光学部品が損傷してしまうといったことを低減することができる。 According to the configuration, the surface of the protective cover on the emission side is coated with the photocatalyst. And since it has a photocatalytic reaction light emitting means capable of emitting light for causing the photocatalytic reaction to occur in the photocatalyst, the surface on the emitting side of the protective cover (photocatalyst coating) is irradiated with light, thereby providing a strong oxidizing power. It is possible to prevent the contamination (attachment of impurities to the protective cover) of the surface and to remove the contamination (attached impurities). As a result, for example, it is possible to reduce the decrease in the output of the laser light irradiated onto the workpiece. Further, for example, it is possible to reduce the damage of the optical components such as the galvanometer mirror by moving the laser beam reflected by the dirt toward the galvanometer mirror while being converged by the converging lens.
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記光触媒は、二酸化チタンを含むことを要旨とする。
同構成によれば、光触媒は、二酸化チタンを含むため、より具体的な構成で請求項１に記載の発明の効果を得ることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to the first aspect, the photocatalyst includes titanium dioxide.
According to this configuration, since the photocatalyst includes titanium dioxide, the effect of the invention described in
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載のレーザ加工装置において、前記光触媒反応光出射手段は、紫外光を出射可能な紫外光出射手段であることを要旨とする。
同構成によれば、光触媒反応光出射手段は、紫外光を出射可能な紫外光出射手段であり、対する光触媒は紫外光が照射されると光触媒反応を起こすものとなることから、一般的な波長の長いレーザ光は勿論のこと、作業者がレーザ光の照射位置を確認するための可視光であるガイド光についても光触媒に吸収されない構成とすることができる。詳しくは、光触媒反応光出射手段が可視光を出射し光触媒が可視光にて光触媒反応を起こすものでは、作業者がレーザ光の照射位置を確認するための可視光であるガイド光が光触媒に吸収される可能性が発生してしまうが、これを容易且つ確実に回避することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to the first or second aspect, the photocatalytic reaction light emitting means is an ultraviolet light emitting means capable of emitting ultraviolet light.
According to this configuration, the photocatalytic reaction light emitting means is an ultraviolet light emitting means capable of emitting ultraviolet light, and the photocatalyst corresponding to the photocatalytic reaction causes a photocatalytic reaction when irradiated with ultraviolet light. In addition to long laser light, guide light that is visible light for the operator to confirm the irradiation position of the laser light can be configured not to be absorbed by the photocatalyst. Specifically, when the photocatalytic reaction light emitting means emits visible light and the photocatalyst causes a photocatalytic reaction with visible light, the photocatalyst absorbs guide light, which is visible light, for the operator to confirm the irradiation position of the laser light. However, this can be easily and reliably avoided.
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、少なくともレーザ光を出射しているタイミングで前記光触媒反応光出射手段からの光を出射させる制御部を備えたことを要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to any one of the first to third aspects, control is performed to emit light from the photocatalytic reaction light emitting means at least at the timing when the laser light is emitted. The gist is that it has a part.
同構成によれば、少なくともレーザ光を出射しているタイミングで光触媒反応光出射手段からの光を出射させる制御部を備えるため、少なくとも加工中（例えば、マーキング中）に保護カバーの表面の汚れを防いだり、汚れを落とすことができる。 According to this configuration, since the control unit that emits the light from the photocatalytic reaction light emitting means at least at the timing when the laser light is emitted, the surface of the protective cover is stained at least during processing (for example, during marking). It can prevent or remove dirt.
請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、少なくともレーザ光の出射が終了した直後以降に前記光触媒反応光出射手段からの光を出射させる制御部を備えたことを要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the light from the photocatalytic reaction light emitting means is emitted at least immediately after the emission of the laser light is completed. The gist is that a control unit is provided.
同構成によれば、少なくともレーザ光の出射が終了した直後以降に光触媒反応光出射手段からの光を出射させる制御部を備えるため、レーザ光が照射された際に発生した煙が保護カバーの表面に到達する可能性の高いタイミングで保護カバーの表面の汚れ（保護カバーに対する不純物の付着）を防ぐことができる。 According to this configuration, since the control unit for emitting the light from the photocatalytic reaction light emitting means is provided at least immediately after the emission of the laser light is completed, the smoke generated when the laser light is irradiated is detected on the surface of the protective cover. It is possible to prevent contamination of the surface of the protective cover (attachment of impurities to the protective cover) at a timing at which it is likely to reach.
請求項６に記載の発明では、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、少なくともレーザ光の出射の開始に先立ってレーザ光の出射が開始されるまでに前記光触媒反応光出射手段からの光を出射させる制御部を備えたことを要旨とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the photocatalytic reaction is performed at least before the start of laser beam emission before the start of laser beam emission. The gist is that a control unit for emitting light from the light emitting means is provided.
同構成によれば、少なくともレーザ光の出射の開始に先立ってレーザ光の出射が開始されるまでに前記光触媒反応光出射手段からの光を出射させる制御部を備えるため、レーザ光が出射される前に、保護カバーの表面の汚れ（使用していなかった間に付着した不純物等）を落とすことができる。 According to this configuration, since the control unit that emits the light from the photocatalytic reaction light emitting means at least before the emission of the laser light is started prior to the start of the emission of the laser light, the laser light is emitted. Before, dirt on the surface of the protective cover (impurities attached while not in use) can be removed.
請求項７に記載の発明では、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、前記光触媒反応光出射手段の光を出射する出射部は、光が前記保護カバー内部を全反射するように設けられたことを要旨とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the light emitted from the photocatalytic reaction light emitting means has a light that passes through the entire protective cover. The gist is that it is provided to reflect.
同構成によれば、光触媒反応光出射手段の光を出射する出射部は、光が保護カバー内部を全反射するように設けられるため、出射部から出射された光が外部に漏れることが防止される。よって、特に請求項３に記載の構成にこの構成が適用されることで、紫外光が外部に漏れることが防止されるといった効果を得ることができる。 According to this configuration, the light emitting part of the photocatalytic reaction light emitting means is provided so that the light is totally reflected inside the protective cover, so that the light emitted from the light emitting part is prevented from leaking to the outside. The Therefore, in particular, by applying this configuration to the configuration described in claim 3, it is possible to obtain an effect that ultraviolet light is prevented from leaking to the outside.
請求項８に記載の発明では、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、前記保護カバーは円盤状に形成されたものであって、前記光触媒反応光出射手段の光を出射する出射部は、前記保護カバーの平面と対向する側であって同保護カバーの軸中心からずれた位置に配設され、光触媒用光源と、該光触媒用光源から出射された光を発散するための発散レンズと、発散された光の外縁の通過を阻止すべく孔が形成されたフィルタ板とからなることを要旨とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the laser processing apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the protective cover is formed in a disc shape, and the light of the photocatalytic reaction light emitting means is used. The emitting part for emitting light is disposed on the side facing the flat surface of the protective cover and at a position shifted from the axial center of the protective cover, and diverges the light emitted from the photocatalyst light source and the photocatalyst light source. The gist of the present invention is that it comprises a diverging lens for the purpose and a filter plate in which holes are formed so as to prevent the diverged light from passing through the outer edge.
同構成によれば、光触媒反応光出射手段の光を出射する出射部は、保護カバーの平面と対向する側であって同保護カバーの軸中心からずれた位置に配設される。そして、出射部は、光触媒用光源と、該光触媒用光源から出射された光を発散するための発散レンズと、発散された光の外縁（光の弱い部分）の通過を阻止すべく孔が形成されたフィルタ板とからなるため、むらの少ない（ほぼ一定の量の）光を保護カバーの広範囲に照射することが可能となる。よって、保護カバーの表面にコーティングされた光触媒の光触媒反応をほぼ均等に起こさせることができる。 According to this configuration, the emission part that emits the light of the photocatalytic reaction light emission unit is disposed on the side facing the plane of the protective cover and at a position shifted from the axial center of the protective cover. The emitting portion is formed with a hole to block the passage of the light source for the photocatalyst, the diverging lens for diverging the light emitted from the light source for the photocatalyst, and the outer edge (light weak part) of the diverged light. Therefore, it is possible to irradiate a wide range of the protective cover with light with little unevenness (substantially constant amount). Therefore, the photocatalytic reaction of the photocatalyst coated on the surface of the protective cover can be caused almost uniformly.
請求項９に記載の発明では、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、前記保護カバーの入射側の表面にも光触媒のコーティングがなされたことを要旨とする。
The invention according to claim 9 is summarized in that, in the laser processing apparatus according to any one of
同構成によれば、保護カバーの（レーザ光の）入射側の表面にも光触媒のコーティングがなされるため、保護カバーの入射側の表面についても、汚れを防いだり汚れを落とすことができる。 According to this configuration, since the photocatalyst coating is also applied to the surface on the incident side (laser light) of the protective cover, the surface on the incident side of the protective cover can be prevented from being stained or cleaned.
本発明によれば、保護カバーの表面の汚れを防いだり汚れを落とすことができるレーザ加工装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laser processing apparatus which can prevent the dirt on the surface of a protective cover and can remove dirt can be provided.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、レーザ加工装置１は、被加工対象物としてのプラスチック等からなるワークＷの上方（詳しくは、ワークＷを搬送するラインの上方）に配置されるレーザマーカ２と、レーザマーカ２にケーブル等を介して接続されたコントローラ３と、コントローラ３にケーブル等を介して接続されたコンソール４とを備えている。
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a
レーザ加工装置１は、順次搬送される複数のワークＷの表面に文字・記号・図形等のパターンをそれぞれマーキングするものである。レーザマーカ２は、そのハウジング５内にレーザ光源１１、ビームエキスパンダ１２、ガルバノスキャナ１３、及び収束レンズ（ｆθレンズ）１４を備えている（図２参照）。コントローラ３は、レーザ加工装置１を統括的に制御するための制御部１５と、制御部１５に接続されたメモリ１６を備えている。
The
レーザ光源１１は、コントローラ３の制御部１５にてその発振が制御され、マーキング用のレーザ光Ｌを出射するようになっている。レーザ光源１１の後段に配置されたビームエキスパンダ１２は、レーザ光源１１から出射されたレーザ光Ｌのビーム径を所定の倍率で一旦拡大する。
The oscillation of the
ビームエキスパンダ１２の後段に配置されたガルバノスキャナ１３は、ガルバノミラー１３ａと、そのガルバノミラー１３ａを駆動するためのガルバノモータ１３ｂとを有している。ガルバノミラー１３ａは、ビームエキスパンダ１２にて径が拡大されたレーザ光Ｌを反射してその照射方向を変更するものであり、例えば対をなすＸ軸ミラーとＹ軸ミラーとで構成されている。ガルバノミラー１３ａは、制御部１５の制御に基づくガルバノモータ１３ｂの駆動により角度制御され、予め設定された所望のパターンのデータに基づいて２次元的にレーザ光Ｌを走査する。
The
ガルバノミラー１３ａの後段に配置された収束レンズ１４は、ワークＷの表面に照射されるレーザ光Ｌが所定のスポット径となるようにレーザ光Ｌを収束させてエネルギー密度をマーキングに適した値にまで高める。これにより、ワークＷにマーキングが施されるようになっている。
The converging
又、収束レンズ１４の後段には、透光性を有してレーザ光Ｌを通過させつつ収束レンズ１４を保護するための保護カバーとしての保護レンズ２１が設けられている。
詳しくは、本実施の形態のハウジング５には、図２に示すように、ユニット固定孔５ａが形成され、そのユニット固定孔５ａにはレンズユニット２２が取付けられている。
Further, a
Specifically, as shown in FIG. 2, the
レンズユニット２２は、その直径が下方に向かうほど大きくなるように３段階で変化する円筒状に形成されたレンズユニットハウジング２３を有し、そのレンズユニットハウジング２３の各直径の内周面に前記収束レンズ１４を構成する３つの収束レンズ部材１４ａ〜１４ｃがそれぞれ固定されている。即ち、本実施の形態の収束レンズ１４は具体的には３つの収束レンズ部材１４ａ〜１４ｃからなり、３段階でワークＷの表面に照射されるレーザ光Ｌを所定のスポット径とするように設定されている。又、レンズユニットハウジング２３の最下段であって、収束レンズ部材１４ｃより下側（外側）の内周面には円盤状の前記保護レンズ２１が固定されている。尚、本実施の形態では、レンズユニットハウジング２３は、その軸方向中間部が前記ハウジング５に固定され、最下段部分（最も径の大きな部分）がハウジング５の下方に突出するように設けられている。そして、保護レンズ２１の出射側（レーザ光Ｌの出射側であって、下側）の表面には、光触媒としての二酸化チタン２４（図１及び図２中、便宜上太線にて図示する）のコーティングがなされている。尚、この二酸化チタン２４は、波長が３８０ｎｍ程度の光、即ち紫外光の照射によって（そのエネルギーを吸収して）光触媒反応を起こすものである。
The
又、本実施の形態のハウジング５には、図２に示すように、前記レンズユニット２２（ユニットハウジング２３）の下方に突出した部分に外嵌されるように光触媒反応光出射手段及び紫外光出射手段としての紫外光出射ユニット３１が取付けられている。この紫外光出射ユニット３１は、前記二酸化チタン２４に光触媒反応を起こさせるための光（即ち本実施の形態では紫外光）を出射可能に構成される。
Further, as shown in FIG. 2, the
詳しくは、紫外光出射ユニット３１は、図２及び図３に示すように、円筒状に形成された紫外光ユニットハウジング３２を有し、その上端（軸方向一端）に形成された係止爪３２ａが前記ハウジング５に形成された係止部５ｂ（図２参照）に係止されることでハウジング５に取外し可能に取付けられている。そして、紫外光ユニットハウジング３２において前記保護レンズ２１の外周面と対向する位置には、径方向内側に向かって紫外光を出射可能な出射部３３が設けられている。本実施の形態では、出射部３３は、図４に示すように、保護レンズ２１の周方向外側に等角度（１２０°）間隔に３つ配設されている。尚、前記レンズユニットハウジング２３において、出射部３３と対応した位置には出射部３３からの紫外光を径方向内側に通過させるための窓２３ａ（図２参照）が形成されている。又、本実施の形態の出射部３３は、紫外光を出射可能な紫外光ＬＥＤ３４と、紫外光ＬＥＤ３４から出射された紫外光を軸方向ら見て（図４参照）広角度に発散するための発散レンズ３５とからなる。又、本実施の形態の出射部３３は、紫外光が保護レンズ２１内部を全反射するように設定されて設けられている。又、紫外光ＬＥＤ３４は、紫外光ユニットハウジング３２の上端に設けられた電極パッド３６（図２及び図３参照）に電気的に接続され、紫外光ユニットハウジング３２が前記ハウジング５に取付けられた状態で電極パッド３６に接続される端子３７（図２参照）を介して前記制御部１５に電気的に接続されている。
Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the ultraviolet
コントローラ３の制御部１５は、コンソール４にて設定されたパターンのデータが入力されると、そのパターンのデータをメモリ１６に記憶させ、同データに基づいて上記レーザマーカ２を駆動させる。
When the pattern data set on the console 4 is input, the
ここで、制御部１５が行う制御の具体例を、図５を参照しつつ以下に記載する。
まずコンソール４によって、順次搬送される樹脂製のワークＷの表面に「ＡＢＣ」の文字群をそれぞれマーキングする操作がなされると、制御部１５は、レーザ光源１１及びガルバノミラー１３ａ（ガルバノモータ１３ｂ）を制御して、ラインによって搬送されてくるワークＷの表面に「ＡＢＣ」の文字群をそれぞれマーキングさせる。即ち、制御部１５は、図５に示すように、レーザマーカ２の下方にワークＷが搬送されるとタイミングｔ１〜ｔ２でレーザ光源１１をオン制御しつつガルバノモータ１３ｂ（ガルバノミラー１３ａ）を駆動制御してワークＷの表面に「ＡＢＣ」の文字群をマーキングさせるといった動作を繰り返す。
Here, a specific example of the control performed by the
First, when the console 4 performs an operation of marking the character group of “ABC” on the surface of the resin workpiece W that is sequentially conveyed, the
そして、本実施の形態の制御部１５は、少なくともレーザ光Ｌを出射しているタイミング（ｔ１〜ｔ２）で前記紫外光出射ユニット３１の出射部３３から紫外光を出射させる。又、本実施の形態の制御部１５は、少なくともレーザ光Ｌの出射が終了した直後（ｔ２）から予め設定した時間（ｔ３）まで紫外光出射ユニット３１の出射部３３から紫外光を出射させる。具体的には、本実施の形態の制御部１５は、「ＡＢＣ」の文字群をマーキングする上でのレーザ光Ｌの出射の開始（ｔ１）と同時に紫外光ＬＥＤ３４をオン制御し、レーザ光Ｌの出射が終了した直後（ｔ２）以降の予め設定した時間（ｔ３）に紫外光ＬＥＤ３４をオフ制御する。そして、その紫外光が出射されている間（前記ｔ１〜ｔ３）は、二酸化チタン２４に紫外光が照射され、強力な酸化力が発生されて、保護レンズ２１の表面の汚れ（保護レンズ２１に対する不純物の付着）が防止されるとともに、汚れ（付着した不純物）が落ちることになる。
And the
次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
（１）保護レンズ２１の出射側の表面には、光触媒（二酸化チタン２４）のコーティングがなされ、光触媒（二酸化チタン２４）に光触媒反応を起こさせるための光（紫外光）を出射可能な紫外光出射ユニット３１を備える。よって、保護レンズ２１の出射側の表面（二酸化チタン２４のコーティング）に光（紫外光）を照射することで、強力な酸化力を発生させ、該表面の汚れ（保護レンズ２１に対する不純物の付着）を防いだり、汚れ（付着した不純物）を落とすことができる。特に、本実施の形態のようにワークＷが樹脂製の場合、レーザ光Ｌが照射された際に樹脂が溶融しつつ煙が発生し、その煙に含まれる有機化合物が保護レンズ２１の表面に達して付着してしまうということが考えられるが、その汚れの発生を防いだり、その汚れを落とすことができる。その結果、例えば、ワークＷ上に照射するレーザ光Ｌの出力が低下してしまうことを低減することができる。又、例えば、汚れで反射されたレーザ光が収束レンズ１４で収束されつつガルバノミラー１３ａ側に向かうことで、ガルバノミラー１３ａ等の光学部品が損傷してしまうといったことを低減することができる。
Next, characteristic effects of the above embodiment will be described below.
(1) The surface on the emission side of the
（２）光触媒反応光出射手段として紫外光を出射可能な紫外光出射ユニット３１（紫外光出射手段）を用い、対する光触媒として波長が３８０ｎｍ程度の光、即ち紫外光の照射によって（そのエネルギーを吸収して）光触媒反応を起こす二酸化チタン２４を用いた。このようにすると、一般的な波長の長いレーザ光Ｌは勿論のこと、作業者がレーザ光Ｌの照射位置を確認するための可視光であるガイド光についても光触媒（二酸化チタン２４）に吸収されない構成とすることができる。詳しくは、まず上記した本実施の形態では言及していないが、レーザ加工装置１から出射されるレーザ光Ｌは可視領域でない波長の長いレーザ光Ｌを用いるのが一般的であるため、例えばワークＷにレーザ光Ｌの照射位置を決定する場合などにおいて作業者によるレーザ光Ｌの視認が困難であり、正確なレーザ光Ｌの照射位置を決定するのが難しい。そのため、このようなレーザ加工装置１には、一般的に、ワークＷに対してレーザ光Ｌと同一位置に可視領域の波長を有するガイド光を照射するガイド光照射手段が備えられる。それに対して、光触媒反応光出射手段が可視光を出射し光触媒が可視光にて光触媒反応を起こすものとすると、作業者がレーザ光Ｌの照射位置を確認するための可視光であるガイド光が光触媒に吸収され効率が低下する可能性が発生してしまうが、これを容易且つ確実に回避することができる。
(2) The ultraviolet light emitting unit 31 (ultraviolet light emitting means) capable of emitting ultraviolet light is used as the photocatalytic reaction light emitting means, and the photocatalyst is irradiated with light having a wavelength of about 380 nm, that is, ultraviolet light (absorbs its energy).
（３）制御部１５は、レーザ光Ｌを出射しているタイミング（ｔ１〜ｔ２）で紫外光出射ユニット３１の出射部３３から紫外光を出射させるため、マーキング中に保護レンズ２１の表面の汚れを防いだり、汚れを落とすことができる。
(3) Since the
（４）制御部１５は、レーザ光Ｌの出射が終了した直後（ｔ２）から予め設定した時間（ｔ３）まで紫外光出射ユニット３１の出射部３３から紫外光を出射させるため、レーザ光Ｌが照射された際に発生した煙が保護レンズ２１の表面に到達する可能性の高いタイミングで保護レンズ２１の表面の汚れ（不純物の付着）を防ぐことができる。
(4) Since the
（５）紫外光出射ユニット３１の紫外光を出射する出射部３３は、紫外光が保護レンズ２１内部を全反射するように設けられるため、出射部３３から出射された紫外光が外部に漏れることが防止される。
(5) Since the
（６）出射部３３は、円盤状の保護レンズ２１の周方向外側に等角度（１２０°）間隔に３つ配設されるため、１つの出射部３３から出射される紫外光の中心が他の２つの出射部３３同士の中間位置となる。よって、少ない出射部３３で、紫外光をバランス良く（位置によって照射される量の差を少なく）保護レンズ２１の広範囲に照射させることができる。
(6) Since the three
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、制御部１５は、「ＡＢＣ」の文字群をマーキングする上でのレーザ光Ｌの出射の開始（ｔ１）と同時に紫外光ＬＥＤ３４をオン制御し、レーザ光Ｌの出射が終了した直後（ｔ２）以降の予め設定した時間（ｔ３）に紫外光ＬＥＤ３４をオフ制御するとしたが、他のタイミングで紫外光を出射させるようにしてもよい。
The above embodiment may be modified as follows.
In the above embodiment, the
例えば、図６（ａ）に示すように、制御部１５は、「ＡＢＣ」の文字群をマーキングする上でのレーザ光Ｌの出射が終了した直後（ｔ２）から次のワークＷへのレーザ光Ｌの出射の開始時（次のｔ１）までの間でのみ紫外光出射ユニット３１から紫外光を出射させるようにしてもよい。具体的には、この制御部１５は、レーザ光Ｌの出射が終了した直後（終了と同時であってｔ２）に紫外光ＬＥＤ３４をオン制御し、次のレーザ光Ｌの出射の開始（ｔ１）と同時に紫外光ＬＥＤ３４をオフ制御する。このようにしても、上記実施の形態の効果（４）と同様の効果を得ることができる。
For example, as illustrated in FIG. 6A, the
又、例えば、図６（ｂ）に示すように、制御部１５は、少なくともレーザ光Ｌの出射の開始（ｔ１）に先立ったタイミングｔ０からレーザ光Ｌの出射が開始されるまで（ｔ１）に紫外光出射ユニット３１から紫外光を出射させるようにしてもよい。具体的には、この例の制御部１５は、「ＡＢＣ」の文字群をマーキングする上でのレーザ光Ｌの出射の開始（ｔ１）に先立った（予め設定された時間だけ早い）タイミングｔ０に紫外光ＬＥＤ３４をオン制御し、順次搬送されてくるワークＷの全てへの加工（マーキング）が終了するまではオン制御したままとする。このように、レーザ光Ｌの出射の開始（ｔ１）に先立ってレーザ光Ｌの出射が開始されるまでに紫外光出射ユニット３１からの紫外光を出射させると、レーザ光Ｌが出射される前に、保護レンズ２１の表面の汚れ（使用していなかった間に付着した不純物等）を落とすことができる。
For example, as shown in FIG. 6B, the
又、例えば、図７に示すように、制御部１５は、「ＡＢＣ」の文字群をマーキングする上での各文字「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」毎にレーザ光源１１がオフ制御されることにも応じて紫外光ＬＥＤ３４を制御するようにしてもよい。具体的には、例えば文字「Ａ」をマーキングする上でのレーザ光Ｌの出射が終了した直後（ｔ４）から次の文字「Ｂ」をマーキングする上でのレーザ光Ｌの出射の開始時（ｔ５）までの間でのみ紫外光出射ユニット３１から紫外光を出射させるようにしてもよい。具体的には、この制御部１５は、各文字に対するレーザ光Ｌの出射が終了した直後（終了と同時であってｔ４）に紫外光ＬＥＤ３４をオン制御し、次の文字に対するレーザ光Ｌの出射の開始（ｔ５）と同時に紫外光ＬＥＤ３４をオフ制御する。このようにしても、上記実施の形態の効果（４）と同様の効果を得ることができる。尚、上記実施の形態及び別例（図５〜図７参照）において紫外光ＬＥＤ３４は、それぞれの例で示した（オン）時間の範囲でオン状態（点灯）を続けるように図示したが、これに限定されず、それぞれの例で示した（オン）時間の範囲内で点滅するように制御（パルス制御）してもよい。
For example, as shown in FIG. 7, the
・上記実施の形態では、紫外光出射ユニット３１の紫外光を出射する出射部３３は、紫外光が保護レンズ２１内部を全反射するように設けられるとしたが、光触媒（二酸化チタン２４）に光触媒反応を起こさせるための光（紫外光）を出射可能であれば、他の態様に変更してもよい。
In the above embodiment, the
例えば、図８に示すように、変更してもよい。即ち、この例（図８参照）では、上記実施の形態の紫外光出射ユニット３１に換えて、光触媒反応光出射手段及び紫外光出射手段を構成する出射部４１が、保護レンズ２１の平面と対向する側（ハウジング５の内部側）であって同保護レンズ２１の軸中心からずれた（ガルバノミラー１３ａによる走査範囲の邪魔にならない）位置に配設されている。そして、この例の出射部４１は、光触媒用光源としての紫外光ＬＥＤ４２と、該紫外光ＬＥＤ４２から出射された紫外光を発散するための発散レンズ４３と、発散された紫外光の外縁（光の弱い部分）の通過を阻止すべく孔４４ａが形成されたフィルタ板４４とからなる。
For example, it may be changed as shown in FIG. In other words, in this example (see FIG. 8), instead of the ultraviolet
このようにすると、場所によってむらの少ない（ほぼ一定の量の）紫外光を保護レンズ２１の広範囲に照射することが可能となる。よって、保護レンズ２１の表面にコーティングされた光触媒（二酸化チタン２４）の光触媒反応をほぼ均等に起こさせることができる。尚、この例では、１つの出射部４１が光触媒反応光出射手段及び紫外光出射手段を構成するとしたが、２つ以上の出射部４１にて光触媒反応光出射手段及び紫外光出射手段を構成するようにしてもよい。又、この例では、出射部４１が収束レンズ１４の前段（上方）に配置される（図８参照）としたが、これに限定されず、例えば、収束レンズ１４の後段（下方）であって、保護レンズ２１の前段（上方）に配置してもよい。
In this way, it is possible to irradiate a wide range of the
・上記実施の形態では、光触媒を二酸化チタン２４としたが、これに限定されず、例えば、二酸化チタンに炭素や窒素を添加した二酸化チタンを含む他の光触媒に変更してもよい。又、二酸化チタン以外の光触媒としてもよく、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、ジルコニウム酸化物等の所謂金属酸化物半導体（材料）に変更してもよい。
In the above embodiment, the photocatalyst is
・上記実施の形態では、光触媒反応光出射手段として紫外光を出射可能な紫外光出射ユニット３１（紫外光出射手段）を用い、対する光触媒として紫外光の照射によって（そのエネルギーを吸収して）光触媒反応を起こす二酸化チタン２４を用いたが、これに限定されず、光触媒反応が起こる他の組み合わせに変更してもよい。例えば、光触媒反応光出射手段を、可視光を出射可能なものとし、対する光触媒を、可視光の照射によって（そのエネルギーを吸収して）光触媒反応を起こすものとしてもよい。
In the above embodiment, an ultraviolet light emitting unit 31 (ultraviolet light emitting means) capable of emitting ultraviolet light is used as the photocatalytic reaction light emitting means, and the photocatalyst is irradiated with ultraviolet light (absorbing its energy) as a photocatalyst. Although
・上記実施の形態では、紫外光出射手段としての紫外光出射ユニット３１における出射部３３（４１）が紫外光を出射可能な紫外光ＬＥＤ３４（４２）を備えるとしたが、最終的に紫外光を出射可能な紫外光出射手段であれば、紫外光ＬＥＤ３４（４２）を備えない構成に変更してもよい。即ち、光源自体が紫外光を出射しなくても、波長変換技術によって最終的に紫外光を出射できれば、光源自体は赤色ＬＥＤを用いる等、他の構成の紫外光出射手段に変更してもよい。又、例えば、紫外光を照射する際にビームエキスパンダ１２の後段であってガルバノミラー１３ａの前段に波長変換素子（非線形光学結晶）を配置するようにしてレーザ光Ｌを紫外光に変換し光触媒（二酸化チタン２４）に照射する構成及び方法としてもよい。
In the above embodiment, the emission part 33 (41) in the ultraviolet
・上記実施の形態では、保護レンズ２１の出射側（レーザ光Ｌの出射側であって、下側）の表面に光触媒（二酸化チタン２４）のコーティングがなされているものとしたが、これに加えて、保護レンズ２１の入射側（レーザ光Ｌの入射側であって、上側）の表面にも光触媒（二酸化チタン２４）のコーティングがなされたものとしてもよい。
In the above embodiment, the photocatalyst (titanium dioxide 24) is coated on the surface of the
・上記実施の形態では、保護レンズ２１の出射側の表面の全面に光触媒（二酸化チタン２４）のコーティングがなされているように図示（図２参照）したが、少なくともレーザ光Ｌが走査される範囲がコーティングされていれば、全面より小さな範囲をコーティングしたものとしてもよい。又、保護レンズ２１の表面の全面に光触媒（二酸化チタン２４）のコーティングがなされているか否かに関わらず、光触媒反応を起こさせるための光（紫外光）は、少なくともレーザ光Ｌが走査される範囲に照射すればよく、全面より小さな範囲に照射する構成としてもよい。
In the above embodiment, the entire surface on the emission side of the
・上記実施の形態では、本発明をワークＷ上に文字等をマーキングするレーザ加工装置１に具体化したが、これに限定されず、レーザ光を被加工対象物に照射して加工を施すものであれば他のレーザ加工装置に具体化してもよい。
In the above embodiment, the present invention is embodied in the
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（イ）請求項７に記載のレーザ加工装置において、前記保護カバーは円盤状に形成されたものであって、前記出射部は、前記保護カバーの周方向外側に等角度間隔に複数配設されたことを特徴とするレーザ加工装置。
The technical idea that can be grasped from the above embodiments will be described below together with the effects thereof.
(A) In the laser processing apparatus according to
同構成によれば、出射部は、保護カバーの周方向外側に等角度間隔に複数配設されるため、光をバランス良く（位置によって照射される量の差を少なく）保護カバーの広範囲に照射させることが可能となる。 According to this configuration, since a plurality of emission portions are arranged at equal angular intervals on the outer side in the circumferential direction of the protective cover, light is irradiated in a wide range of the protective cover in a well-balanced manner (small difference in the amount of light irradiated depending on the position). It becomes possible to make it.
（ロ）上記（イ）に記載のレーザ加工装置において、前記出射部は、奇数個配設されたことを特徴とするレーザ加工装置。
同構成によれば、出射部は、保護カバーの周方向外側に等角度間隔に奇数個配設されるため、１つの出射部から出射される光の中心を容易に対向側にある２つの出射部同士の中間位置とすることができる。よって、光をバランス良く（位置によって照射される量の差を少なく）保護カバーの広範囲に照射させることができる。
(B) The laser processing apparatus according to (a) above, wherein an odd number of the emission sections are arranged.
According to this configuration, since the odd number of emission parts are arranged at equal angular intervals on the outer side in the circumferential direction of the protective cover, the center of the light emitted from one emission part can be easily arranged on the opposite side. It can be an intermediate position between the parts. Therefore, it is possible to irradiate light over a wide range of the protective cover in a well-balanced manner (small difference in the amount of irradiation depending on the position).
１１…レーザ光源、１３ａ…ガルバノミラー、１４…収束レンズ、１５…制御部、２１…保護レンズ（保護カバー）、２４…二酸化チタン（光触媒）、３１…紫外光出射ユニット（光触媒反応光出射手段及び紫外光出射手段）、３３，４１…出射部、４２…紫外光ＬＥＤ（光触媒用光源）、４３…発散レンズ、４４…フィルタ板、４４ａ…孔、Ｌ…レーザ光、Ｗ…ワーク（被加工対象物）。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記レーザ光源から出射されるレーザ光の方向を変更するための少なくとも１つのガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーからのレーザ光を収束して被加工対象物上に照射するための収束レンズと、
透光性を有して前記収束レンズからのレーザ光を通過させつつ前記収束レンズを保護するための保護カバーと
を備えたレーザ加工装置であって、
前記保護カバーの出射側の表面には、光触媒のコーティングがなされ、
前記光触媒に光触媒反応を起こさせるための光を出射可能な光触媒反応光出射手段を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 A laser light source for emitting laser light;
At least one galvanometer mirror for changing the direction of laser light emitted from the laser light source;
A converging lens for converging the laser beam from the galvanometer mirror and irradiating the object to be processed;
A laser processing apparatus comprising a protective cover for protecting the converging lens while allowing the laser light from the converging lens to pass therethrough,
The surface of the protective cover on the emission side is coated with a photocatalyst,
A laser processing apparatus comprising a photocatalytic reaction light emitting means capable of emitting light for causing the photocatalyst to cause a photocatalytic reaction.
前記光触媒は、二酸化チタンを含むことを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus of Claim 1,
The laser processing apparatus, wherein the photocatalyst includes titanium dioxide.
前記光触媒反応光出射手段は、紫外光を出射可能な紫外光出射手段であることを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus according to claim 1 or 2,
The laser processing apparatus, wherein the photocatalytic reaction light emitting means is an ultraviolet light emitting means capable of emitting ultraviolet light.
少なくともレーザ光を出射しているタイミングで前記光触媒反応光出射手段からの光を出射させる制御部を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A laser processing apparatus comprising: a control unit that emits light from the photocatalytic reaction light emitting means at least at a timing when laser light is emitted.
少なくともレーザ光の出射が終了した直後以降に前記光触媒反応光出射手段からの光を出射させる制御部を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A laser processing apparatus comprising: a control unit that emits light from the photocatalytic reaction light emitting means at least immediately after the emission of laser light is completed.
少なくともレーザ光の出射の開始に先立ってレーザ光の出射が開始されるまでに前記光触媒反応光出射手段からの光を出射させる制御部を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A laser processing apparatus comprising: a control unit that emits light from the photocatalytic reaction light emitting means until at least emission of laser light is started prior to the start of emission of laser light.
前記光触媒反応光出射手段の光を出射する出射部は、光が前記保護カバー内部を全反射するように設けられたことを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus of any one of Claims 1 thru | or 6,
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein an emission part that emits light of the photocatalytic reaction light emitting unit is provided so that the light is totally reflected inside the protective cover.
前記保護カバーは円盤状に形成されたものであって、
前記光触媒反応光出射手段の光を出射する出射部は、前記保護カバーの平面と対向する側であって同保護カバーの軸中心からずれた位置に配設され、光触媒用光源と、該光触媒用光源から出射された光を発散するための発散レンズと、発散された光の外縁の通過を阻止すべく孔が形成されたフィルタ板とからなることを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus of any one of Claims 1 thru | or 6,
The protective cover is formed in a disk shape,
The light emitting portion for emitting the light of the photocatalytic reaction light emitting means is disposed on the side facing the flat surface of the protective cover and at a position shifted from the axial center of the protective cover. A laser processing apparatus comprising: a diverging lens for diverging light emitted from a light source; and a filter plate in which holes are formed to prevent the diverged light from passing through an outer edge.
前記保護カバーの入射側の表面にも光触媒のコーティングがなされたことを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus of any one of Claims 1 thru | or 8,
A laser processing apparatus, wherein the incident surface of the protective cover is also coated with a photocatalyst.
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|---|---|---|---|---|
| JP2013193090A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Disco Corp | Laser processing apparatus |
| CN113514476A (en) * | 2021-07-02 | 2021-10-19 | 江苏中科院智能科学技术应用研究院 | Automatic monitoring device for pollution of vibrating mirror protective lens |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000077752A (en) * | 1998-08-28 | 2000-03-14 | Sony Corp | Photocatalyst excitation device |
| JP2009285674A (en) * | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Sunx Ltd | Marking device using laser beam |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000077752A (en) * | 1998-08-28 | 2000-03-14 | Sony Corp | Photocatalyst excitation device |
| JP2009285674A (en) * | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Sunx Ltd | Marking device using laser beam |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013193090A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Disco Corp | Laser processing apparatus |
| CN113514476A (en) * | 2021-07-02 | 2021-10-19 | 江苏中科院智能科学技术应用研究院 | Automatic monitoring device for pollution of vibrating mirror protective lens |
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