JP2014210277A - レーザ切断方法、レーザ出射ユニット及びレーザ切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】板材を一定のパターンで分断するレーザ切断加工の性能および効率を向上させること。【解決手段】このレーザ切断加工では、金属テープＷTをテープ送り方向（Ｙ+方向）に一定速度ＶTで移動させながら、かつノズル４０のスリット状先端口４０ａよりアシストガスＡＧを金属テープＷTに吹き付けながら、ガルバノスキャナ４４のスキャニングによってレーザビームＬＢをノズル４０のスリット状先端口４０ａの中を周回方向に可変の移動方向および速度で繰り返し移動させることにより、レーザビームＬＢのビームスポットＢＳが金属テープＷT上の切断経路ＣＫをたどる（トレースする）。これによって、金属テープＷTが切断経路ＣＫに沿って分断される。【選択図】 図５

Description

本発明は、板材にレーザビームとアシストガスを同時に当てて切断加工を行うレーザ切断方法、レーザ出射ユニットおよびレーザ切断装置に関する。

今日、レーザ切断法は、金属、非金属を問わず、様々な板材の切断加工に使われている。特に、薄い金属板材の精密切断加工において、レーザ切断法は、バリの発生が少ないこと、複雑な輪郭形状の切断にも容易に対応できること、高速切断が可能であることなど、多くの利点を有している。

一般に、レーザ切断法は、板材にアシストガスを吹き付けながら、細く絞ったレーザビームにより板材を局所的に加熱溶融または蒸発させ、板材上でレーザビームのビームスポットを予め設定された切断経路に沿って相対的に移動させる。ここで、アシストガスは、切断によって生じた溶融物や蒸発物を吹き飛ばして除去するだけでなく、板材を冷却する役目や、レーザ光学系（特に集光レンズ）を飛散物から保護する役目もある。さらに、酸素ガスがアシストガスに用いられる場合は、酸化反応熱によって板材の溶融、蒸発を助長する働きもある。

特開平７−１８５８７４号公報

しかしながら、たとえば、銅箔テープやアルミ箔テープのような薄い金属テープ（板材）をテープ長さ方向の切断経路とテープ幅方向の切断経路とを交互に繰り返すパターンで数メートル以上あるいは数１０メートル以上に亘り連続的に分断する切断加工において、従来のレーザ切断方法および装置は、切断加工の性能や効率の面で限界に突き当たっている。

すなわち、従来のレーザ切断装置は、加工対象の板材にアシストガスを十分高い圧力で吹き付けるために、細径の先端口を有するガンタイプのノズルをレーザ出射ユニットに取り付けている。このため、金属テープをテープ長さ方向に延びる切断経路に対してはガンタイプノズルまたは金属テープを相対的にテープ長さ方向で移動させ、金属テープ上でテープ幅方向に延びる切断経路に対してはガンタイプノズルまたは金属テープを相対的にテープ幅方向で移動させることになる。しかし、ガンタイプノズルまたは金属テープのどちらを移動させる場合でも、直交する２方向の移動を交互に途切れなくかつ高速に（たとえば数メートル／秒のテープ送り速度で）行うことは到底不可能である。

また、従来のレーザ切断装置において、切り抜き加工を行うときは、板材上でレーザビームのビームスポットが切り抜きパターンの輪郭を一周するように、板材に対してガンタイプノズルを相対的に移動させている。やはり、ガンタイプノズルまたは板材のどちらを移動させる場合でも、切り抜き加工の速度はその移動速度に律速されており、高速化は困難である。

本発明は、上記のような切断加工の現実的な要請および従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、板材を一定パターンの経路に沿って分断するレーザ切断加工の性能および効率を飛躍的に向上させるレーザ切断方法、レーザ出射ユニットおよびレーザ切断装置を提供する。

本発明のレーザ切断方法は、加工対象の板材に対して、アシストガスを吹き付けながら、レーザ発振器より発振出力されたレーザビームを集光レンズにより集光して照射し、前記レーザビームのビームスポットを相対的に移動させることにより、前記板材を前記ビームスポットの移動する経路に沿って溶融または蒸発させて分断するレーザ切断方法であって、前記レーザビームの光路上で、前記集光レンズの前段にガルバノスキャナを配置するとともに、前記集光レンズの後段に無端のループ形状をなすスリット状先端口を有するノズルを配置し、前記アシストガスを前記ノズルの前記スリット状先端口を介して前記板材に吹き付けながら、前記レーザ発振器からの前記レーザビームを前記ガルバノスキャナ、前記集光レンズおよび前記ノズルの前記スリット状先端口を介して前記板材に照射し、前記板材上で前記レーザビームのビームスポットが予め設定された切断経路をトレースするように、前記ガルバノスキャナにより前記レーザビームをスキャニングして、前記レーザビームを前記ノズルの前記スリット状先端口の中で周回方向に移動させる。

上記構成のレーザ切断方法においては、ガルバノスキャナのスキャニング動作によりレーザビームをノズルのスリット状先端口の中で周回方向に移動させて板材上に集光させ、かつこのスリット状先端口より高圧力の鋭利な吐出流でアシストガスを板材に吹き付けることにより、板材上でレーザビームのビームスポットを二次元方向に途切れなく連続的かつ高速に移動させることができる。これにより、板材をスリット状先端口のループ形状に対応する輪郭形状にレーザ切断（切り抜き）加工することが可能である。さらには、スリット状先端口の無端ループの中でレーザビームを周回方向に移動させるレーザスキャニングと、板材とノズル間の必要最小限の相対移動（典型的には直線移動）とを同時併用することにより、板材を一定の二次元的な切断経路（特に上記直線移動の方向で一定のパターンを繰り返す切断経路）に沿って高速に分断することができる。

本発明の好ましい一形態において、板材は金属テープであり、この金属テープ上にテープ長さ方向の切断経路とテープ幅方向の切断経路とを交互に繰り返すパターンの切断経路が設定される。この場合、スリット状先端口のループ形状は三角形である。そして、金属テープを切断経路に沿って分断するために、金属テープがノズルに対して相対的にテープ長さ方向に一定の速度で移動しながら、レーザビームがノズルの前記スリット状先端口の中で周回方向に一周する動作が一定の周期で繰り返される。

本発明のレーザ出射ユニットは、レーザ切断加工のために加工対象の板材に向けてアシストガスを吹き付けながらレーザビームを出射するレーザ出射ユニットであって、レーザ発振器より伝送されて来る前記レーザビームを前記板材上に集光させるための集光レンズと、前記レーザビームの光路上で前記集光レンズの前段に設けられ、前記レーザビームのビームスポットが前記板材上に設定された切断経路をトレースするように、前記レーザビームを二次元方向でスキャニングするためのガルバノスキャナと、前記レーザビームの光路上で前記集光レンズの後段に設けられ、アシストガス供給部より送られて来る前記アシストガスを導入するとともに、前記集光レンズを透過して来る前記レーザビームを導入する筒状のノズル本体と、無端のループ形状をなすスリット状先端口とを有し、前記スリット状先端口より前記アシストガスを噴射するとともに前記レーザビームを出射するノズルとを有する。

上記構成のレーザ出射ユニットによれば、ガルバノスキャナのスキャニング動作によりレーザビームをノズルのスリット状先端口の中で周回方向に移動させて板材上に集光させ、かつこのスリット状先端口より高圧力の鋭利な吐出流でアシストガスを板材に吹き付けることにより、板材上でレーザビームのビームスポットを二次元方向に途切れなく連続的かつ高速に移動させることができる。

本発明の好ましい一形態において、集光レンズはテレセントリック性のｆθレンズである。ガルバノスキャナによりスキャニングされるレーザビームは、集光レンズ上の入射位置または入射角に関係なく常にレンズの光軸と平行にノズル本体内のスペースとスリット状先端口を通り抜け、板材上の切断経路に集光する。

また、好ましい一形態として、ノズル本体の上端の開口を塞いで、集光レンズからのレーザビームを透過させる透明板が設けられる。そして、ノズル本体の中には、上端が透明板に結合され、下端がスリット状先端口によって周囲を包囲されている吊り部材が設けられる。ノズルのスリット状先端口は、吊り部材の下端の周囲を囲むように形成される。

好ましくは、この吊り部材は上から下に向かって逆テーパ状に太くなる吊り棒を有し、この吊り棒の側面とノズル本体の側壁との間のスペースは上から下に向かってテーパ状に狭くなる。かかる構成により、アシストガスをスリット状先端口より乱流の少ない高圧力で鋭利に噴出させることができる。

本発明のレーザ切断装置は、上記レーザ出射ユニットと、レーザビームを発振出力するレーザ発振器と、前記レーザ発振器から前記レーザ出射ユニットへ前記レーザビームを伝送するレーザ伝送部と、前記レーザ出射ユニットの前記ノズルにアシストガスを供給するアシストガス供給部とを有する。

上記構成のレーザ切断装置においては、ガルバノスキャナのスキャニング動作によりレーザビームをノズルのスリット状先端口の中で周回方向に移動させて板材上に集光させ、かつこのスリット状先端口より高圧力の鋭利な吐出流でアシストガスを板材に吹き付けることにより、板材上でレーザビームのビームスポットを二次元方向に途切れなく連続的かつ高速に移動させることができる。

本発明の好ましい一形態によれば、上記レーザ出射ユニットと加工対象の板材との間で所定方向に相対的な移動（典型的には直線移動）を行わせる移動機構を備えることで、板材を一定の二次元的な切断経路（特に上記直線移動の方向で一定のパターンを繰り返す切断経路）に沿って高速に分断することができる。

本発明のレーザ切断方法、レーザ出射ユニットまたはレーザ切断装置によれば、上記のような構成および作用により、板材を一定のパターンで分断するレーザ切断加工の性能および効率を飛躍的に向上させることができる。

本発明の一実施形態におけるレーザ切断装置の全体構成を示す図である。 一実施例における板材および切断経路の形態を示す平面図である。 実施例における加工テーブル機構の構成を示す正面図である。 上記加工テーブル機構のテーブルローラ回りの構成を示す斜視図である。 上記テーブルローラの胴部の構成を示す斜視図である。 レーザ出射ユニット内の光学系の構成を示す斜視図である。 実施例におけるノズルの構成を示す斜視図である。 上記ノズルの構成を示す平面図である。 図６ＢのＡ−Ｎ−Ａ線に沿う縦断面図である。 実施例において切断経路とスリット状先端口のループ形状との間に設定されるレイアウト条件の一例を示す図である。 上記レイアウト条件の別の例を示す図である。 上記レイアウト条件の別の例を示す図である。 実施例において切断経路の一単位を切断するレーザ切断加工の各段階を示す図である。 実施例において切断経路の一単位を切断するレーザ切断加工の各段階を示す図である。 一変形例におけるスリット状先端口のループ形状とレイアウト条件を示す図である。 一変形例におけるノズルの構成を示す縦断面図である。 別の変形例におけるノズルの構成を示す縦断面図である。

以下、添付図を参照して本発明の一実施形態を説明する。
［装置全体の構成］

図１に、本発明の一実施形態におけるレーザ切断装置の構成を示す。このレーザ切断装置は、レーザ発振器１０、レーザ電源１２、レーザ伝送系１４、レーザ出射ユニット１６、主制御部１８、スキャナ制御部２０、アシストガス供給部２２、加工テーブル機構２４およびタッチパネル２６を備えている。

レーザ発振器１０は、たとえばシングルモードのファイバレーザ発振器であり、発光元素としてたとえば希土類元素のイオンをドープしたコアを有する発振用の光ファイバと、この発振用光ファイバの一端面にポンピング用の励起光を照射する電気光学励起部と、発振用光ファイバの両端より軸方向に出る所定波長の光を共振増幅して出力する一対の光共振器ミラーとを有しており、たとえば５００Ｗ以上の高出力で集光性の高い連続波またはＱスイッチパルスのレーザビームＬＢを発振出力する。

レーザ電源１２は、主制御部１８の制御の下で、レーザ発振器１０の電気光学励起部の光源（一般にレーザダイオード）に励起電流を供給する。図示省略するが、レーザ発振器１０より出力されるレーザビームＬＢのパワーをレーザ電源１２にフィードバックして励起電流を制御するパワーフィードバック機構を備えることも可能である。

レーザ発振器１０より出力されたレーザビームＬＢは、レーザ伝送系１４において、たとえばベントミラー３０で所定方向に折り返され、次いで入射ユニット３２内で集光レンズ３４により集光されて伝送用の光ファイバ３６の一端面に入射する。この伝送用光ファイバ３６は、たとえばＳＩ（ステップインデックス）形ファイバからなり、入射ユニット３２内で一端面より入力したレーザビームＬＢをレーザ出射ユニット１６まで伝送する。

レーザ出射ユニット１６は、伝送用光ファイバ３６の終端に接続されるスキャナ筺体３８と、このスキャナ筺体３８の出口に接続されるノズル４０とを有する。スキャナ筺体３８には、コリメートレンズ４２、ガルバノスキャナ４４（図５）および集光レンズ４６等の光学部品が収容されている。集光レンズ４６は、スキャナ筺体３８の底部または出口付近に設けられ、ノズル４０と同軸に配置されている。スキャナ筺体３８内の光学系の具体的な構成および作用については、図５につき後に詳しく説明する。

ノズル４０は、そのスリット状先端口４０ａを加工テーブル機構２４に向けた姿勢（通常は垂直に起立した姿勢）でスキャナ筺体３８の出口（下端）に接続され、集光レンズ３４を透過して来たレーザビームＬＢをそのまま無反射で垂直下方に通過させてスリット状先端口４０ａより加工テーブル機構２４上の板材Ｗに向けて出射するとともに、アシストガス供給部２２よりガス供給管４８を介して送られてくるアシストガスＡＧをスリット状先端口４０ａより板材Ｗに吹き付けるようになっている。ノズル４０およびスリット状先端口４０ａの具体的な構成および作用については、図６Ａ〜図６Ｃにつき後に詳しく説明する。

加工テーブル機構２４は、加工対象の板材Ｗをノズル４０のスリット状先端口４０ａに対向させて少なくともその直下付近では水平に支持し、かつノズル４０のスリット状先端口４０ａの近傍を水平方向に移動させるようになっている。加工テーブル機構２４は、板材Ｗの形状および切削加工の内容等に応じて任意の構成を採り得る。

主制御部１８は、ＣＰＵ（マイクロコンピュータ）を含んでおり、プログラムメモリに格納している各種プログラム（ソフトウェア）にしたがって装置全体ないし各部、特にレーザ出射ユニット１６および加工テーブル機構２４の動作を制御し、タッチパネル２６の入力部２６ａおよび表示部２６ｂを介してユーザ（作業員、保守員等）と情報（設定値、モニタ情報等）をやりとりする。

［実施例］

このレーザ切断装置は、一実施例として、図２の（ａ）に示すように、銅箔テープやアルミ箔テープのような薄い金属テープＷ_Tを加工対象の板材Ｗとし、この金属テープＷ_Tをパルス波形に似た繰り返しのパターン（テープ長さ方向の切断経路とテープ幅方向の切断経路とを交互に繰り返すパターン）の切断経路ＣＫに沿って数メートル以上あるいは数１０メートル以上に亘り連続的に分断する切断加工に好適な装置構成および機能を有する。切断加工の後、金属テープＷ_Tは、図２の（ｂ）に示すように切断経路ＣＫを境に２片（Ｗ_m，Ｗ_M）に分離される。一例として、縁部の細い帯片Ｗ_mは捨てられ、幅広の帯片Ｗ_Mが加工品としてたとえばリチウムイオン電池の電極に用いられる。

図３に、この実施例における加工テーブル機構２４の全体構成を示す。この加工テーブル機構２４は、金属テープＷ_Tを繰り出すための繰り出しリール５０と、金属テープＷ_Tを巻き取るための巻き取りリール５２と、繰り出しリール５０と巻き取りリール５２との間でノズル４０のスリット状先端口４０ａと対向して配置され、繰り出しリール５０から巻き取りリール５２へ送られる途中の金属テープＷ_Tをその回転する外周面に一定の回転角度だけ載せてノズル４０のスリット状先端口４０ａの近傍を水平な一方向（Ｙ₊方向）に通過させるテーブルローラ５４と、このテーブルローラ５４の前後で金属テープＷ_Tにテンションを与えるための一対のテンションローラ５６とを有している。

さらに、加工テーブル機構２４は、金属テープＷ_Tがノズル４０のスリット状先端口４０ａの直下を一定の速度でテープ送り方向（Ｙ₊方向）に移動するように、繰り出しリール５０、巻き取りリール５２およびテーブルローラ５４をそれぞれ回転駆動するモータ５８，６０，６２と、主制御部１８からの指令にしたがってこれらのモータ５８，６０，６２の回転動作（特に回転速度）を個別にかつ統括して制御する送り制御部６４とを備えている。

図４Ａおよび図４Ｂに、テーブルローラ５４の構成を示す。テーブルローラ５４の胴部６６は、多孔質の金属またはセラミックからなる中空の円筒体として構成されている。この胴部６６の両端部には、金属テープＷ_Tの横ずれを防止するための鍔部またはフランジ部６８が設けられている。胴部６６の両端面は閉塞され、一方の端面から突出する中空の回転軸７０が従動プーリ７２、タイミングベルト７４および駆動プーリ（図示せず）を介してモータ６０（図３）の駆動軸に結合されている。さらに、中空の回転軸７０の先端はロータリージョイント（図示せず）を介してバキューム管（図示せず）に接続されている。バキューム装置（図示せず）からのバキュームがバキューム管、ロータリジョイント、回転軸７０を介してテーブルローラ５４の内部に与えられ、さらにテーブルローラ５４の内部から多孔質の胴部６６を介して金属テープＷ_Tに与えられる。これにより、金属テープＷ_Tは、テーブルローラ５４の胴部６６に所定の回転角度に亘ってバキューム力で吸着または保持されながら、ノズル４０のスリット状先端口４０ａの直下を通過するようになっている。

また、テーブルローラ５４の胴部６６において、ノズル４０のスリット状先端口４０ａの直下を通過する外周面には、切断経路ＣＫ（図２）と同じ形状および繰り返しのパターンで円周方向に延びる無端の溝７６が形成されている。これにより、レーザ切断加工中に金属テープＷ_T上の切断経路ＣＫで生じた溶融飛散物は、スリット状先端口４０ａより吹き付けられるアシストガスＡＧの圧力によって真下の溝７６の中に落ちるようになっている。これにより、金属テープＷ_Tがローラ５４に溶着することなく、確実に切断できる。

図５に、レーザ出射ユニット１６のスキャナ筺体３８（図１、図３）に内蔵されている光学系の構成を示す。

スキャナ筺体３８内には、コリメートレンズ４２、ガルバノスキャナ４４および集光レンズ４６が図５に示すような配置構成で設けられている。より詳しくは、コリメートレンズ４２がスキャナ筐体３８の側壁付近に光軸を水平にして垂直の姿勢で配置され、このコリメートレンズ４２にＸ軸ガルバノスキャナ４４_XのＸ軸ガルバノミラー８０_Xが約４５°斜めの姿勢で水平に向き合っている。Ｘ軸ガルバノスキャナ４４_Xの回転駆動部は、円筒状のＸ軸ガルバノケーシング８２_X内に収められ、電気ケーブル８４_Xを介してスキャナ制御部２０（図１）に接続されている。

一方、スキャナ筐体３８の出口付近に光軸を垂直にして水平な姿勢で配置される集光レンズ４６に、Ｙ軸ガルバノスキャナ４４_YのＹ軸ガルバノミラー８０_Yが約４５°斜めの姿勢で垂直に向き合っている。光学系筐体３８の中で、Ｘ軸ガルバノミラー８０_XとＹ軸ガルバノミラー８０_Y同士も互いに所定の交差する角度で斜めに対向している。Ｙ軸ガルバノスキャナ４４_Yの回転駆動部は、Ｙ軸ガルバノケーシング８２_Y内に収められ、電気ケーブル８４_Yを介してスキャナ制御部２０に接続されている。

スキャナ筐体３８の中で、伝送用光ファイバ３６の終端面から所定の拡がり角で出たレーザビームＬＢは、コリメートレンズ４２により平行光になってＸ軸ガルバノミラー８０_XおよびＹ軸ガルバノミラー８０_Yに順次入射して反射し、最後に集光レンズ４６を透過するようになっている。そして、集光レンズ４６を透過したレーザビームＬＢは、ノズル４０の中を垂直下方に通り抜けて、金属テープＷ_T上の切断経路ＣＫに集光するようになっている。なお、集光レンズ４６は、テレセントリック性のｆθレンズであり、Ｙ軸ガルバノミラー８０_Yより入射するレーザビームＬＢをその入射位置または入射角に関係なく常にレンズの光軸と平行に垂直下方に向けて集光するようになっている。

図６Ａ〜図６Ｃに、レーザ出射ユニット１６のノズル４０の構成を示す。ノズル４０は、三角筒状のノズル本体８６と、このノズル本体８６の中に宙吊で配置される三角柱状の吊り棒８８と、この吊り棒８８を支持する透明板たとえばガラス板９０とを有している。ガラス板９０は、ノズル本体８６の上端開口を塞いでおり、その下面が吊り棒８８の上端面８８ａおよびノズル本体８６の上端面８６ａに接合されている。ノズル本体８６および吊り棒８８の材質には、被加工材（板材）からの光をはね返す金属たとえば銅が好適に用いられる。

ノズル本体８６と吊り棒８８は、平面視で互いに略相似な三角形の端面ないし断面を有している（図６Ｂ）。また、上から下に向かって、ノズル本体８６の側壁８６ｂがテーパ状に細くなっているのに対して、吊り棒８８は逆テーパ状に太くなっている（図６Ｃ）。これによって、吊り棒８８の側面８８ｂとノズル本体８６の側壁８６ｂとの間のスペースＳＰは、上から下に向かってテーパ状に狭くなっている。そして、ノズル４０の先端（下端）には、ノズル本体８６の下端８６ｃと吊り棒８８の下端８８ｃとの間で無端のループ形状（三角形）をなすスリット状先端口４０ａが形成されている。つまり、スリット状先端口４０ａは、吊り棒８８の下端８８ｃの周囲に沿って一周し、無端の三角形ループ形状をなしている。

集光レンズ４６を透過してきたレーザビームＬＢは、ビーム径を絞りながら、ガラス板９０を透過し、ノズル本体８６内のスペースＳＰおよびスリット状先端口４０ａを無反射で垂直下方に通り抜けるようになっている。たとえば、レーザビームＬＢがスリット状先端口４０ａを通り抜けるときのビーム径が２０μｍである場合、スリット状先端口４０ａのスリット幅Ｄ_W（図６Ｂ）は７０〜１００μｍに選ばれる。また、スリット状先端口４０ａと金属テープＷ_Tとの距離間隔Ｄ_H（図６Ｃ）は、たとえば１００〜３００μｍに選ばれる。

ノズル本体８６の一側面の上部にガス導入口９２が形成されている。このガス導入口９２にアシストガス供給管４８の先端部が接続される。アシストガス供給部２２よりアシストガス供給管４８を介して送られて来たアシストガスＡＧは、ガス導入口９２からノズル本体８６内のスペースＳＰに流れ込み、スペースＳＰの開口部である狭いスリット状先端口４０ａから噴出するようになっている。特に、この実施例では、ノズル本体８６内でスペースＳＰを上から下に向かってテーパ状に狭くしているので、アシストガスＡＧがスリット状先端口４０ａより乱流の少ない高圧力で鋭利に噴出する構成になっている。なお、アシストガスＡＧには、酸素ガス、窒素ガス、エア等が用いられる。

次に、図７Ａ〜図８Ｂを参照して、この実施例におけるレーザ切断加工の作用を説明する。

上記のように、この実施例においては、加工対象の板体Ｗが金属テープＷ_Tであり、この金属テープＷ_T上にパルス波形に似た一定繰り返しパターンの切断経路ＣＫが設定される（図２）。この場合、レーザ出射ユニット１６に備わるノズル４０のスリット状先端口４０ａは、このような切断経路ＣＫに対して、図７Ａに示すようなレイアウト上の３つの条件を満たす必要がある。

すなわち、スリット状先端口４０ａの三角形ループは、３つの頂点Ａ，Ｂ，Ｃおよび３つの辺（線分）ａ，ｂ，ｃにより構成されているとする。第１の条件は、任意の底辺たとえばａが、切断経路ＣＫの１単位（１サイクル）の中でテープ送り方向（Ｙ₊方向）と逆の方向（Ｙ_-方向）に延びる第４の切断区間（パルスの水平基底部分に相当する区間）Ｋ₄に重なり、しかもこの第４の切断区間Ｋ₄の距離Ｅより短いことである。第２の条件は、この底辺ａと直交する三角形の高さｈが、切断経路ＣＫの１単位（１サイクル）の中で外向きのテープ幅方向（Ｘ₊方向）に延びる第１の切断区間（パルスの垂直立ち上がり部分に相当する区間）Ｋ₁および内向きのテープ幅方向（Ｘ_-方向）に延びる第３の切断区間（パルスの垂直立ち下がり部分に相当する区間）Ｋ₃の距離Ｈに等しいことである。また、第３の条件は、斜辺ｂ，ｃが第３および第１の切断区間にそれぞれ斜めに交差し得ることである。

なお、切断経路ＣＫの１単位（１サイクル）の中で、第１の切断区間Ｋ₁の終端から第３の切断区間Ｋ₃の始端までテープ送り方向（Ｙ₊方向）と逆の方向（Ｙ_-方向）に延びる区間は、第２の区間（パルスの水平ピーク部分に相当する区間）Ｋ₂である。

図７Ａに示す切断経路ＣＫの各角部は、相当厳密に直角になっている。しかし、図７Ｂに示すように、切断経路ＣＫの各角部が適当に丸まっていてもよい。また、スリット状先端口４０ａの三角形ループは、必ずしも２等辺三角形（ｂ＝ｃ）である必要はなく、たとえば図７Ｃに示すような不等辺三角形（ｂ≠ｃ）であってもよい。

主制御部１８は、操作パネル２６を通じて上記のような加工条件および各種設定値を入力し、ガルバノスキャナ４４のスキャニング動作および加工テーブル機構２４のテープ送り動作に用いる各種パラメータ値をメモリ上のテーブルに格納しておく。そして、金属テープＷＴが加工テーブル機構２４に装填された状態で、起動信号が入力されると、主制御部１８は、メモリに格納されている所定のプログラム（ソフトウェア）および上記パラメータ値にしたがって装置内の各部を制御し、レーザ切断加工を実行する。

このレーザ切断加工では、レーザ電源１２が、レーザ発振器１０に所定のパワーで連続波またはＱスイッチパルスのレーザビームＬＢを発振出力させる。スキャナ制御部２０は、レーザ出射ユニット１６のガルバノスキャナ４４を通じてレーザビームＬＢをスキャニングし、金属テープＷ_T上でレーザビームＬＢのビームスポットＢＳを水平面内の二次元方向つまりＸ方向（テープ幅方向）およびＹ方向（テープ長さ方向）で移動させる。アシストガス供給部２２は、レーザ出射ユニット１６のノズル４０を通じてアシストガスＡＧを金属テープＷ_Tに吹き付ける。加工テーブル機構２４の送り制御部６４は、金属テープＷ_Tがノズル４０のスリット状先端口４０ａの直下をテープ送り方向（Ｙ₊方向）に一定速度Ｖ_Tで通過するように、モータ５８，６０，６２の回転速度ひいては繰り出しリール５０、巻き取りリール５２およびテーブルローラ５４の回転速度を制御する。

金属テープＷ_Tにおいては、ノズル４０のスリット状先端口４０ａと対向する切断経路ＣＫ上の母材がレーザビームＬＢのエネルギーにより加熱されて溶融または蒸発し、溶融飛散物はスリット状先端口４０ａからのアシストガスＡＧの圧力によって切断部から分離され、テーブルローラ５４の溝７６に落ちる。後述するように、金属テープＷ_Tがテープ送り方向（Ｙ₊方向）に一定速度Ｖ_Tで移動しながら、レーザビームＬＢがノズル４０のスリット状先端口４０ａの中をガルバノスキャナ４４のスキャニングによって周回方向に可変の移動方向および速度で繰り返し移動することにより、レーザビームＬＢのビームスポットＢＳが金属テープＷ_T上の切断経路ＣＫをたどる（トレースする）。これによって、金属テープＷ_Tが切断経路ＣＫに沿って分断されるようになっている。

図８Ａおよび図８Ｂに、この実施例のレーザ切断加工において、レーザビームＬＢのビームスポットＢＳが金属テープＷ_T上で切断経路ＣＫの１単位（１サイクル）をトレースするときの各段階を示す。図中、点線の切断経路＜ＣＫ＞は未切断の部分であり、塗り潰しの切断経路［ＣＫ］は切断済みの部分である。

先ず、図８Ａの（ａ）に示すように、或る時点ｔ₁で、レーザビームＬＢがスリット状先端口４０ａの中で頂点Ａに位置し、かつ切断経路ＣＫの１単位の中で第１の切断区間Ｋ₁の始端に位置しているとする。この時、金属テープＷ_Tはテープ送り方向（Ｙ₊方向）に一定速度Ｖ_Tで移動している最中であり、レーザビームＬＢもスリット状先端口４０ａの中を周回方向に可変の移動方向および速度で移動している最中である。ここで、頂点Ａは、テープ送り方向（Ｙ₊方向）においては、スリット状先端口４０ａの中で最上流に位置している。

上記時点ｔ₁の直後、上記第１の切断区間Ｋ₁がテープ送り方向（Ｙ₊方向）において頂点Ａよりも下流側を移動する時、図８Ａの（ｂ）に示すように、レーザビームＬＢは頂点Ａから頂点Ｂに向かってスリット状先端口４０ａの斜辺ｂの中を移動する。この時のレーザビームＬＢの移動速度Ｖ_bは、テープ送り方向（Ｙ₊方向）のビーム移動速度成分Ｖ_Y+と、外向きのテープ幅方向（Ｘ₊方向）のビーム移動速度成分Ｖ_X+とのベクトル合成として与えられ、Ｖ_b＝√（Ｖ_X+ ²＋Ｖ_Y+ ²）である。ここで、テープ送り方向（Ｙ₊方向）のビーム移動速度成分Ｖ_Y+は、Ｙ軸ガルバノスキャナ４４_Yのスキャニング動作によって規定され、テープ移動速度Ｖ_Tと等しい速度（すなわちＶ_Y+＝Ｖ_T）に制御される。

また、切断経路ＣＫが直角に角張っていて、スリット状先端口４０ａが２等辺三角形の場合（図７Ａの場合）、底辺ａの長さをＬ_aとすると、図８Ａの（ｃ）に示すように、第１の切断区間Ｋ₁の始端が底辺ａの真中を通過する時点ｔ₂（ｔ₂＝ｔ₁＋Ｌ_a／２Ｖ_T）で、レーザビームＬＢが第１の切断区間Ｋ₁の終端つまり頂点Ｂに到達するように、外向きのテープ幅方向（Ｘ₊方向）におけるビーム移動速度成分Ｖ_Xが制御される。すなわち、レーザビームＬＢが斜辺ｂを移動する時の外向きのテープ幅方向（Ｘ₊方向）のビーム移動速度成分Ｖ_X+は、Ｘ軸ガルバノスキャナ４４_Xのスキャニング動作によって規定され、Ｌ_a／２Ｖ_T＝ｈ／Ｖ_X+の条件を満たす速度（すなわちＶ_X+＝２Ｖ_T＊ｈ／Ｌ_a）に制御される。

上記のように、金属テープＷ_Tがテープ送り方向（Ｙ₊方向）に一定速度Ｖ_Tで移動し続ける一方で、レーザビームＬＢがスリット状先端口４０ａの斜辺ｂの中を頂点Ａから頂点Ｂへ向かって所定の速度Ｖ_bで移動することにより、レーザビームＬＢのビームスポットＢＳは切断経路ＣＫの１単位（１サイクル）の中で起点から外向きのテープ幅方向（Ｘ₊方向）に延びる第１の切断区間Ｋ₁をトレースすることになる。

そして、レーザビームＬＢが第１の切断区間Ｋ₁の終端つまり頂点Ｂに到達すると、ガルバノスキャナ４４はこの頂点Ｂの位置でレーザビームＬＢの移動をいったん停止する。一方、金属テープＷ_Tは間断なくテープ送り方向（Ｙ₊方向）に一定速度Ｖ_Tで移動しているので、レーザビームＬＢはスリット状先端口４０ａの頂点Ｂに位置したまま金属テープＷ_T上の第２の切断経路Ｋ₂をテープ送り方向（Ｙ₊方向）と逆の方向（Ｙ_-方向）に速度Ｖ_Tで相対的に移動することになる。これにより、図８Ａの（ｄ）に示すように、上記時点ｔ₂からＬ_a／２Ｖ_TまたはＬ_K2／Ｖ_T経過した時点ｔ₃で、レーザビームＬＢは第２の切断区間Ｋ₂の終端に到達する。ここで、Ｌ_K2は、第２の切断区間Ｋ₂の距離であり、図７Ａの例ではＬ_K2＝Ｌ_a／２である。

このように、金属テープＷ_Tがテープ送り方向（Ｙ₊方向）に一定速度Ｖ_Tで移動し続ける一方で、レーザビームＬＢがスリット状先端口４０ａの頂点Ｂに一定時間止まることにより、レーザビームＬＢのビームスポットＢＳは切断経路ＣＫの１単位（１サイクル）の中で第１の切断区間Ｋ₁の終端からテープ送り方向（Ｙ₊方向）とは逆の方向（Ｙ_-方向）に延びる第２の切断区間Ｋ₂をトレースすることになる。

レーザビームＬＢが第２の切断区間Ｋ₂の終端に到達すると、ガルバノスキャナ４４がスキャニング動作を再開し、図８Ｂの（ｅ）に示すように、レーザビームＬＢは頂点Ｂから頂点Ｃに向かってスリット状先端口４０ａの斜辺ｃの中を移動する。ここで、頂点Ｃは、テープ送り方向（Ｙ₊方向）においては、スリット状先端口４０ａの中で最下流に位置している。

レーザビームＬＢが斜辺ｃの中を移動する時の速度Ｖ_cは、テープ送り方向（Ｙ₊方向）のビーム移動速度成分Ｖ_Y+と、内向きのテープ幅方向（Ｘ_-方向）のビーム移動速度成分Ｖ_X-とのベクトル合成として与えられ、Ｖ_c＝√（Ｖ_X- ²＋Ｖ_Y+ ²）である。この場合も、テープ送り方向（Ｙ₊方向）におけるビーム移動速度成分Ｖ_Y+は、Ｙ軸ガルバノスキャナ４４_Yのスキャニング動作によって規定され、テープ移動速度Ｖ_Tと等しい速度（すなわちＶ_Y+＝Ｖ_T）に制御される。また、内向きのテープ幅方向（Ｘ_-方向）におけるビーム移動速度成分Ｖ_X-は、Ｘ軸ガルバノスキャナ４４_Xのスキャニング動作によって規定され、Ｌ_a／２Ｖ_T＝ｈ／Ｖ_X-の条件を満たす速度（Ｖ_X-＝２Ｖ_T＊ｈ／Ｌ_a）に制御される。

こうして、金属テープＷ_Tがテープ送り方向（Ｙ₊方向）に一定速度Ｖ_Tで移動し続ける一方で、レーザビームＬＢがスリット状先端口４０ａの斜辺ｃの中を頂点Ｂから頂点Ｃへ向かって所定の速度Ｖ_cで移動することにより、レーザビームＬＢのビームスポットＢＳは切断経路ＣＫの１単位（１サイクル）の中で第２の切断区間Ｋ₂の終端から内向きのテープ幅方向（Ｘ_-方向）に延びる第３の切断区間Ｋ₃をトレースすることになる。そして、図８Ｂの（ｆ）に示すように、上記時点ｔ₃からＬ_c／Ｖ_c経過した時点ｔ₄で、レーザビームＬＢは頂点Ｃに到達する。

レーザビームＬＢが第３の切断区間Ｋ₃の終端つまり頂点Ｃに到達すると、ガルバノスキャナ４４はレーザビームＬＢの移動方向をテープ送り方向（Ｙ₊方向）と逆の方向（Ｙ_-方向）に切り換える。こうして、図８Ｂの（ｇ）に示すように、レーザビームＬＢは頂点Ｃから頂点Ａへ向かってスリット状先端口４０ａの底辺ａの中を所定の速度Ｖ_aで移動する。この場合、テープ送り方向（Ｙ₊方向）に移動している切断経路ＣＫの次の１単位の起点がスリット状先端口４０ａの頂点Ａの真下に到着するのと同時に、それと逆方向（Ｙ_-方向）に移動するレーザビームＬＢも同じ頂点Ａに到着するように、ビーム移動速度Ｖ_aが制御される。すなわち、（Ｅ−Ｌ_a）／Ｖ_T＝Ｌ_a／Ｖ_aの条件を満たせばよく、Ｙ軸ガルバノスキャナ４４_Yのスキャニング動作によって、Ｖ_a＝Ｌ_a＊Ｖ_T／（Ｅ−Ｌ_a）に制御される。

こうして、金属テープＷ_Tがテープ送り方向（Ｙ₊方向）に一定速度Ｖ_Tで移動し続ける一方で、レーザビームＬＢがスリット状先端口４０ａの底辺ａの中を頂点Ｃから頂点Ａへ向かって所定の速度Ｖ_aで移動することにより、レーザビームＬＢのビームスポットＢＳは切断経路ＣＫの１単位（１サイクル）の中で第３の切断区間Ｋ₃の終端からテープ送り方向（Ｙ₊方向）と逆の方向（Ｙ_-方向）に延びる第４（最後）の切断区間Ｋ₄をトレースすることになる。そして、図８Ｂの（ｈ）に示すように、上記時点ｔ₄からＬ_a／Ｖ_a経過した時点ｔ₅で、レーザビームＬＢは頂点Ａに到達する。そして、この時点ｔ₅から、切断経路ＣＫの次の１単位（１サイクル）に対するレーザ切断加工が上記と全く同じ動作で繰り返される。

上述したように、この実施例においては、金属テープＷ_Tがテープ長さ方向と平行なテープ送り方向（Ｙ₊方向）に一定速度Ｖ_Tで移動しながら、かつノズル４０が物理的に静止した状態でそのスリット状先端口４０ａより乱流の少ない高圧力の鋭利な噴出流でアシストガスＡＧを金属テープＷ_Tに吹き付けながら、ガルバノスキャナ４４のスキャニングによってレーザビームＬＢがノズル４０のスリット状先端口４０ａの中を周回方向に可変の移動方向および移動速度で繰り返し移動することにより、金属テープＷ_T上のパルス波形に似た繰り返しパターンの切断経路ＣＫを途切れなく連続的かつ高速に（たとえば５メートル／秒以上のテープ送り速度で）分断することができる。すなわち、金属テープＷ_Tを上記切断経路ＣＫに沿って分断するレーザ切断加工の性能および効率を飛躍的に向上させることができる。

なお、図７Ｂに示すように金属テープＷ_T上で切断経路ＣＫの各角部が丸まっている場合は、スリット状先端口４０ａの各頂点Ａ，Ｂ，Ｃ付近においてレーザビームＬＢの移動速度に適当な変化（減速または加速）を付ければよい。すなわち、切断経路ＣＫの角部は、レーザビームＬＢの減速期間または加速期間が長いほどカーブが大きくなり、減速期間または加速期間が短いほどカーブが小さくなる。そして、減速期間または加速期間が極度に短い場合には、図７Ａのように角張る。

また、図７Ｃに示すように、ノズル４０のスリット状先端口４０ａが不等辺三角形（ｂ≠ｃ）のループ形状をなしている場合も、レーザビームＬＢが斜辺ｂ，ｃを移動する時のビーム移動速度Ｖ_b，Ｖ_c（特にテープ幅方向の速度成分Ｖ_X）に違いがあるだけで、レーザ切断加工の全体的な動作は２等辺三角形の場合と殆ど同じである。

［他の実施形態または変形例］

上記実施形態のレーザ切断装置において、ノズル４０のスリット状先端口４０ａが台形のループ形状を有していても、金属テープＷ_T上に上記実施例と同様のレーザ切断加工を施すことができる。この場合、スリット状先端口４０ａの台形ループは、図９に示すようなレイアウト上の条件を満たせばよく、三角形ループの場合の上記３つの条件に加えて、上辺ｄの長さｆが切断経路ＣＫの第２の切断区間Ｋ₂の距離Ｆよりも短いことが第４の条件として追加される。そして、上辺ｄにおいては、金属テープＷ_Tがテープ送り方向（Ｙ₊方向）に距離Ｆだけ移動する間に、レーザビームＬＢが頂点Ｂ'から頂点Ｂ"に向かって上辺ｄの中をテープ送り方向（Ｙ₊方向）に距離ｆだけ移動するようなレーザスキャニングが行われる。また、ノズル４０のノズル本体８６の中には、スリット状先端口４０ａのループ形状に対応した台形形状の下端面を有する四角柱の吊り棒（図示せず）が宙吊で設けられる。

このように、ノズル４０のスリット状先端口４０ａは、四角形のループ形状を有してもよく、さらには金属テープＷ_T上に設定される切断経路のパターンに応じて任意の多角形のループ形状を有することができる。

また、上記実施例は、金属テープＷ_Tを加工対象の板材Ｗとし、レーザ出射ユニット１６（特にノズル４０）を固定して金属テープＷ_Tをそのテープ長さ方向に移動させながら同方向で途切れなく連続的に分断するレーザ切断加工に係るものであった。しかし、上記実施形態のレーザ切断装置においては、任意の形状を有する任意の材質の板材Ｗを加工テーブル機構２４上で任意の方向（特に任意の二次元方向）に移動させるレーザ切断加工を行うことができる。

あるいは、別の実施例として、好ましくはノズル４０および板材Ｗの双方を固定して、レーザ出射ユニット１６内でガルバノスキャナ４４によりレーザビームＬＢをスリット状先端口４０ａの中で周回方向に移動させるレーザスキャニングを行うことにより、任意の板材Ｗ上で任意のパターンを切り抜くレーザ切断加工（レーザ切り抜き加工）を行うことも可能である。この場合、スリット状先端口４０ａは、多角形、円、楕円等の標準図形に限らず、切り抜くパターンの所望の輪郭を直接規定する任意のループ形状を有してよい。

この実施例においては、ノズル４０および板材Ｗの双方を静止させたまま、ガルバノスキャナ４４のスキャニングによりレーザビームＬＢをスリット状先端口４０ａの中を一周させるだけで、板材Ｗ上でスリット状先端口４０ａのループ形状に応じた輪郭を有するパターンを切り抜くことができる。この方式によれば、ガルバノスキャナ４４におけるレーザスキャニングの動作速度によって切り抜き加工速度が律速されるので、切り抜くパターンの輪郭に応じてノズル４０または板材Ｗを二次元方向に移動させる場合（従来方式）に比して桁違いに高速・短時間のレーザ切り抜き加工を実現することができる。

ノズル４０の各部の構造や材質も、種種の変形が可能である。たとえば、図１０Ａに示すように、ノズル本体８６を上端から下端まで一様な太さ（または口径）の角筒体または円筒体として構成することも可能である。ノズル本体８６の中に宙吊で設けられる吊り棒８８は、必ずしも中実体である必要はなく、中空体であってもよい。また、吊り棒８８の下端面は、任意の輪郭形状を有することができる。したがって、吊り棒８８において、下端面の形状と上端面の形状あるいは中間部の断面形状とは非相似であってもよい。

さらには、単一部材の吊り棒８８を複合部材に置き換えることも可能である。たとえば、図１０Ｂに示すように、ガラス板９０に接合される上部板部材９２と、スリット状先端口４０ａのループ形状を規定する下部板部材９４と、上部板部材９２と下部板部材９４とを連結する棒部材９６とを一体的に結合した複合的な吊り部材９８をノズル本体８６の中に設けることも可能である。このような複合的吊り部材９８においては、ノズル先端の下部板部材９４のみを高反射性の金属（たとえば銅）で構成し、ノズル４０の中に設けられる他の部材９４，９６を別の部材たとえば樹脂等で構成してもよい。

上記実施形態において、レーザ発振器１０は、シングルモードのファイバレーザ発振器に限定されず、他の型式のファイバレーザ発振器やＹＡＧレーザ発振器等であってもよい。レーザ伝送系１４において、伝送用光ファイバ３６を省く構成も可能である。レーザ出射ユニット１６のノズル４０を可動式に構成することも勿論可能である。

１０ レーザ発振器
１２ レーザ電源
１６ レーザ出射ユニット
１８ 主制御部
２０ スキャナ制御部
２２ アシストガス供給部
２４ 加工テーブル機構
４０ ノズル
４０ａ スリット状先端口
４４ ガルバノスキャナ
４６ 集光レンズ
５４ テーブルローラ
８６ ノズル本体
８８ 吊り棒
９０ ガラス板

Claims (21)

1. 加工対象の板材に対して、アシストガスを噴き付けながら、レーザ発振器より発振出力されたレーザビームを集光レンズにより集光して照射し、前記レーザビームのビームスポットを相対的に移動させることにより、前記板材を前記ビームスポットの移動する経路に沿って溶融または蒸発させて分断するレーザ切断方法であって、
   前記レーザビームの光路上で、前記集光レンズの前段にガルバノスキャナを配置するとともに、前記集光レンズの後段に無端のループ形状をなすスリット状先端口を有するノズルを配置し、
   前記アシストガスを前記ノズルの前記スリット状先端口を介して前記板材に噴き付けながら、前記レーザ発振器からの前記レーザビームを前記ガルバノスキャナ、前記集光レンズおよび前記ノズルの前記スリット状先端口を介して前記板材に照射し、
   前記板材上で前記レーザビームのビームスポットが予め設定された切断経路をトレースするように、前記ガルバノスキャナにより前記レーザビームをスキャニングして、前記レーザビームを前記ノズルの前記スリット状先端口の中で周回方向に移動させる、
   ことを特徴とするレーザ切断方法。
2. 前記スリット状先端口のループ形状は多角形である、請求項１記載のレーザ切断方法。
3. 前記スリット状先端口のループ形状は三角形である、請求項２記載のレーザ切断方法。
4. 前記板材に、前記切断経路の１単位として、起点から第１の方向に任意の第１の距離だけ延びる第１の切断区間と、前記第１の切断区間の終端から前記第１の方向と直交する第２の方向に任意の第２の距離だけ延びる第２の切断区間と、前記第２の切断区間の終点から前記第１の方向と逆の方向に前記第１の距離と等しい第３の距離だけ延びる第３の切断区間と、前記第３の切断区間の終点から前記第２の方向に任意の第４の距離だけ延びる第４の切断区間とが設定され、
   前記スリット状先端口は、前記第４の距離よりも短くて前記第４の切断区間と重なり得る底辺としての第１の辺と、前記第１または第３の距離と等しい高さと、切断途中の前記第１の切断区間と斜めに交差し得る第２の辺と、切断途中の前記第３の切断区間と斜めに交差し得る第３の辺とを有し、
   前記板材上で前記切断経路の１単位の分断を行うときは、前記板材が前記ノズルに対して相対的に前記第２の方向と逆の方向に移動しながら、前記レーザビームが、前記スリット状先端口において、前記第１の切断区間を切断するために前記第１の辺と対向する第２の頂点へ向かって前記第２の辺の中を移動し、前記第２の切断区間を切断するために前記第２の頂点で静止し、前記第３の切断区間を切断するために第２の頂点から前記第１の辺と前記第３の辺が交わる第３の頂点へ向かって前記第３の辺の中を移動し、前記第４の切断区間を切断するために前記第３の頂点から前記第１の頂点へ向かって前記第１の辺の中を移動する、
   請求項３に記載のレーザ切断方法。
5. 前記板材上で前記切断経路の１単位の分断を前記第２の方向において複数回または無数回連続的に繰り返して行うときは、前記ノズルに対する前記板材の相対的な移動を持続しながら、前記スリット状先端口における前記レーザビームの一周移動を一定の周期で複数回または無数回連続的に繰り返す、請求項４に記載のレーザ切断方法。
6. 前記板材は金属テープであり、
   前記金属テープ上にテープ長さ方向の切断経路とテープ幅方向の切断経路とを交互に繰り返すパターンの切断経路が設定され、
   前記金属テープを前記切断経路に沿って分断するために、前記金属テープが前記ノズルに対して相対的にテープ長さ方向に一定の速度で移動しながら、前記レーザビームが前記ノズルの前記スリット状先端口の中で周回方向に一周する動作が一定の周期で繰り返される、
   請求項３に記載のレーザ切断方法。
7. レーザ切断加工のために加工対象の板材に向けてアシストガスを噴き付けながらレーザビームを出射するレーザ出射ユニットであって、
   レーザ発振器より伝送されて来る前記レーザビームを前記板材上に集光させるための集光レンズと、
   前記レーザビームの光路上で前記集光レンズの前段に設けられ、前記レーザビームのビームスポットが前記板材上に設定された切断経路をトレースするように、前記レーザビームを二次元方向でスキャニングするためのガルバノスキャナと、
   前記レーザビームの光路上で前記集光レンズの後段に設けられ、アシストガス供給部より送られて来る前記アシストガスを導入するとともに、前記集光レンズを透過して来る前記レーザビームを導入する筒状のノズル本体と、無端のループ形状をなすスリット状先端口とを有し、前記スリット状先端口より前記アシストガスを噴射するとともに前記レーザビームを出射するノズルと
   を備えるレーザ出射ユニット。
8. 前記集光レンズは、テレセントリック性のｆθレンズである、請求項７に記載のレーザ出射ユニット。
9. 前記ノズル本体の上端の開口を塞いで、前記集光レンズからの前記レーザビームを透過させる透明板を有する、請求項７または請求項８に記載のレーザ出射ユニット。
10. 前記ノズル本体の中に、上端が前記透明板に結合され、下端が前記スリット状先端口によって周囲を包囲されている吊り部材が設けられている、請求項７〜９のいずれか一項に記載のレーザ出射ユニット。
11. 前記吊り部材の下端面は多角形である、請求項１０に記載のレーザ出射ユニット。
12. 前記吊り部材の下端面は三角形である、請求項１１に記載のレーザ出射ユニット。
13. 前記吊り部材は、上から下に向かって逆テーパ状に太くなる吊り棒を有する、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のレーザ出射ユニット。
14. 前記吊り棒の側面と前記ノズル本体の側壁との間のスペースは、上から下に向かってテーパ状に狭くなる、請求項１３に記載のレーザ出射ユニット。
15. 前記レーザビームは、前記ノズル本体および前記スリット状先端口の中を無反射で通過する、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載のレーザ出射ユニット。
16. 請求項７〜１５のいずれか一項に記載のレーザ出射ユニットと、
    レーザビームを発振出力するレーザ発振器と、
    前記レーザ発振器から前記レーザ出射ユニットへ前記レーザビームを伝送するレーザ伝送部と、
    前記レーザ出射ユニットの前記ノズルにアシストガスを供給するアシストガス供給部と
    を有するレーザ切断装置。
17. 前記レーザ出射ユニットと加工対象の板材との間で所定方向に相対的な移動を行わせる移動機構を有する、請求項１６に記載のレーザ切断装置。
18. 前記移動機構は、静止状態の前記スリット状先端口の近傍を前記板材が前記所定方向で通過するように、前記板材を搬送する加工テーブル機構を有する、請求項１７に記載のレーザ切断装置。
19. 前記板材は金属テープであり、
    前記加工テーブル機構は、前記金属テープをその回転する外周面に一定の回転角度だけ載せて前記スリット状先端口の近傍を通過させるローラを有する、
    請求項１８に記載のレーザ切断装置。
20. 前記ローラは、バキューム機構に接続されている多孔質の金属またはセラミックを含む円筒状の胴部を有し、前記バキューム機構より前記胴部の内部に与えられるバキュームの吸引力によって、その外周面に載っている前記金属テープを保持する、請求項１９に記載のレーザ切断装置。
21. 前記ローラの外周面には、前記金属テープ上の前記切断経路と対向する位置に溝部が形成されている、請求項２０に記載のレーザ切断装置。

Images