JP3097429B2 - レ−ザ加工装置 - Google Patents
レ−ザ加工装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レ−ザ光で加工対象
物を加工するレ−ザ加工装置に関し、特にレ−ザ光を伝
送する光学系等の汚染防止に関する。
物を加工するレ−ザ加工装置に関し、特にレ−ザ光を伝
送する光学系等の汚染防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は例えば特開平１−２７１０９０
号公報の第１図に示された従来のレ−ザ加工装置の構成
図である。図において、１はレ−ザ発振器で例えば紫外
レ−ザであるエキシマレ−ザ発振器、２はレ−ザ光、３
は例えばポリイミドやポリメチルメタクリレ−ト等の有
機高分子材料からなる加工対象物、４は集光レンズ、５
は加工対象物３を保持するサセプタ、６は反応チャン
バ、７はレ−ザ光２を透過させるため反応チャンバ６に
設けられたウインド、８は補助ガスとして例えば酸素ガ
スを加工対象物３上に導入するための補助ガス導入口、
９は分解ガスを排出するための真空排気系（図示せず）
へ通じるガス排出口である。この従来例における酸素ガ
スは加工対象物３の光分解反応で生成される分解生成物
と反応しうるガスである。
号公報の第１図に示された従来のレ−ザ加工装置の構成
図である。図において、１はレ−ザ発振器で例えば紫外
レ−ザであるエキシマレ−ザ発振器、２はレ−ザ光、３
は例えばポリイミドやポリメチルメタクリレ−ト等の有
機高分子材料からなる加工対象物、４は集光レンズ、５
は加工対象物３を保持するサセプタ、６は反応チャン
バ、７はレ−ザ光２を透過させるため反応チャンバ６に
設けられたウインド、８は補助ガスとして例えば酸素ガ
スを加工対象物３上に導入するための補助ガス導入口、
９は分解ガスを排出するための真空排気系（図示せず）
へ通じるガス排出口である。この従来例における酸素ガ
スは加工対象物３の光分解反応で生成される分解生成物
と反応しうるガスである。
【０００３】このような従来のレ−ザ加工装置において
は、サセプタ５上に置かれた加工対象物３は、集光レン
ズ４により適正なエネルギー密度で整形されたエキシマ
レ−ザのレ−ザ光２の光子エネルギーによって光解離さ
れる。このとき発生した分解生成物は酸素などの反応ガ
スにより揮発しやすい分解ガスとなってガス排出口９か
ら排出される。
は、サセプタ５上に置かれた加工対象物３は、集光レン
ズ４により適正なエネルギー密度で整形されたエキシマ
レ−ザのレ−ザ光２の光子エネルギーによって光解離さ
れる。このとき発生した分解生成物は酸素などの反応ガ
スにより揮発しやすい分解ガスとなってガス排出口９か
ら排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のレ
−ザ加工装置では、レ−ザ光２を加工対象物３まで伝送
する集光レンズ４及びウィンド７等の光学系は大気中の
汚れた雰囲気に曝された状態となっており、大気中に浮
遊する塵埃等が光学系に付着してレ−ザ光２の出力の低
下や集光特性の異常を招き、加工が不安定になったり光
学系の寿命が短くなるという問題点があった。
−ザ加工装置では、レ−ザ光２を加工対象物３まで伝送
する集光レンズ４及びウィンド７等の光学系は大気中の
汚れた雰囲気に曝された状態となっており、大気中に浮
遊する塵埃等が光学系に付着してレ−ザ光２の出力の低
下や集光特性の異常を招き、加工が不安定になったり光
学系の寿命が短くなるという問題点があった。
【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、光学系を清浄な雰囲気に保持して
塵埃等が付着するのを防止し、光学系の寿命を延ばすと
共に安定な加工が行なえるレ−ザ加工装置を得るもので
ある。
めになされたもので、光学系を清浄な雰囲気に保持して
塵埃等が付着するのを防止し、光学系の寿命を延ばすと
共に安定な加工が行なえるレ−ザ加工装置を得るもので
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレ−ザ加
工装置は、レ−ザ発振器、このレ−ザ発振器のレ−ザ光
出射窓から出射したレ−ザ光を光学系を介して加工対象
物に照射するレ−ザ光伝送手段、及び上記レ−ザ光伝送
手段と加工対象物を収納し、上記レ−ザ発振器のレ−ザ
光出射窓を密封装着する開口部を設けると共に内部の気
体を排気する排気手段を設けた収納室を備えたレ−ザ加
工装置において、上記収納室内に清浄気体を供給する気
体供給手段を備えたものである。
工装置は、レ−ザ発振器、このレ−ザ発振器のレ−ザ光
出射窓から出射したレ−ザ光を光学系を介して加工対象
物に照射するレ−ザ光伝送手段、及び上記レ−ザ光伝送
手段と加工対象物を収納し、上記レ−ザ発振器のレ−ザ
光出射窓を密封装着する開口部を設けると共に内部の気
体を排気する排気手段を設けた収納室を備えたレ−ザ加
工装置において、上記収納室内に清浄気体を供給する気
体供給手段を備えたものである。
【０００７】また、気体供給手段をレ−ザ光伝送手段及
び加工対象物のレ−ザ光照射面の少なくとも何れか一方
の近傍に設けたものである。
び加工対象物のレ−ザ光照射面の少なくとも何れか一方
の近傍に設けたものである。
【０００８】また、レ−ザ発振器、このレ−ザ発振器の
レ−ザ光出射窓から出射したレ−ザ光を光学系を介して
加工対象物に照射するレ−ザ光伝送手段、及び上記レ−
ザ光伝送手段と加工対象物を収納し、上記レ−ザ発振器
のレ−ザ光出射窓を密封装着する開口部を設けると共に
内部の気体を排気する排気手段を設けた収納室を備えた
レ−ザ加工装置において、上記収納室内に吸着剤を備え
たものである。
レ−ザ光出射窓から出射したレ−ザ光を光学系を介して
加工対象物に照射するレ−ザ光伝送手段、及び上記レ−
ザ光伝送手段と加工対象物を収納し、上記レ−ザ発振器
のレ−ザ光出射窓を密封装着する開口部を設けると共に
内部の気体を排気する排気手段を設けた収納室を備えた
レ−ザ加工装置において、上記収納室内に吸着剤を備え
たものである。
【０００９】
【００１０】
【００１１】また、レ−ザ発振器、このレ−ザ発振器の
レ−ザ光出射窓から出射したレ−ザ光を光学系を介して
加工対象物に照射するレ−ザ光伝送手段、及び上記レ−
ザ光伝送手段と加工対象物を収納し、上記レ−ザ発振器
のレ−ザ光出射窓を密封装着する開口部を設けると共に
内部の気体を排気する排気手段を設けた収納室を備えた
レ−ザ加工装置において、上記収納室の内面をレ−ザ光
が乱反射するように粗度の仕上げ面としたものである。
レ−ザ光出射窓から出射したレ−ザ光を光学系を介して
加工対象物に照射するレ−ザ光伝送手段、及び上記レ−
ザ光伝送手段と加工対象物を収納し、上記レ−ザ発振器
のレ−ザ光出射窓を密封装着する開口部を設けると共に
内部の気体を排気する排気手段を設けた収納室を備えた
レ−ザ加工装置において、上記収納室の内面をレ−ザ光
が乱反射するように粗度の仕上げ面としたものである。
【００１２】さらに、レ−ザ発振器、このレ−ザ発振器
のレ−ザ光出射窓から出射したレ−ザ光を光学系を介し
て加工対象物に照射するレ−ザ光伝送手段、及び上記レ
−ザ光伝送手段を収納し、上記レ−ザ発振器のレ−ザ光
出射窓を密封装着する開口部とレ−ザ光導出部とを設け
ると共に上記レ−ザ発振器の共振器との差圧を少なくす
るように排気する排気手段を設けた収納室を備えたレ−
ザ加工装置において、上記収納室の内面をレ−ザ光が乱
反射するように粗度の仕上げ面としたものである。
のレ−ザ光出射窓から出射したレ−ザ光を光学系を介し
て加工対象物に照射するレ−ザ光伝送手段、及び上記レ
−ザ光伝送手段を収納し、上記レ−ザ発振器のレ−ザ光
出射窓を密封装着する開口部とレ−ザ光導出部とを設け
ると共に上記レ−ザ発振器の共振器との差圧を少なくす
るように排気する排気手段を設けた収納室を備えたレ−
ザ加工装置において、上記収納室の内面をレ−ザ光が乱
反射するように粗度の仕上げ面としたものである。
【００１３】さらにまた、レ−ザ発振器、このレ−ザ発
振器のレ−ザ光出射窓から出射したレ−ザ光を光学系を
介して加工対象物に照射するレ−ザ光伝送手段、及び上
記レ−ザ光伝送手段を収納し、上記レ−ザ発振器のレ−
ザ光出射窓を密封装着する開口部とレ−ザ光導出部とを
設けると共に上記レ−ザ発振器の共振器との差圧を少な
くするように排気する排気手段を設けた収納室を備えた
レ−ザ加工装置において、上記レ−ザ光導出部に向けて
清浄気体を吹き付ける気体吹き付けノズルを備えたもの
である。
振器のレ−ザ光出射窓から出射したレ−ザ光を光学系を
介して加工対象物に照射するレ−ザ光伝送手段、及び上
記レ−ザ光伝送手段を収納し、上記レ−ザ発振器のレ−
ザ光出射窓を密封装着する開口部とレ−ザ光導出部とを
設けると共に上記レ−ザ発振器の共振器との差圧を少な
くするように排気する排気手段を設けた収納室を備えた
レ−ザ加工装置において、上記レ−ザ光導出部に向けて
清浄気体を吹き付ける気体吹き付けノズルを備えたもの
である。
【００１４】
【作用】上記のように構成されたレ−ザ加工装置におい
ては、収納室に設けた清浄気体を供給する気体供給手段
が収納室内部に清浄気体の流れを作り、収納室内部の気
体を排気手段の気体取入れ口に導く。
ては、収納室に設けた清浄気体を供給する気体供給手段
が収納室内部に清浄気体の流れを作り、収納室内部の気
体を排気手段の気体取入れ口に導く。
【００１５】また、気体供給手段をレ−ザ光伝送手段及
び加工対象物のレ−ザ光照射面の少なくとも何れか一方
の近傍に設けて、レ−ザ光伝送手段又は加工対象物に飛
散する塵埃等を吹き飛ばす。
び加工対象物のレ−ザ光照射面の少なくとも何れか一方
の近傍に設けて、レ−ザ光伝送手段又は加工対象物に飛
散する塵埃等を吹き飛ばす。
【００１６】また、収納室に設けた吸着剤が収納室内部
に浮遊する塵埃等を吸着する。
に浮遊する塵埃等を吸着する。
【００１７】
【００１８】
【００１９】また、収納室内面を粗度の仕上げ面として
収納室内面に散乱したレ−ザ光を乱反射してレ−ザ光の
エネルギ−を分散する。
収納室内面に散乱したレ−ザ光を乱反射してレ−ザ光の
エネルギ−を分散する。
【００２０】さらに、収納室内面を粗度の仕上げ面とし
て収納室内面に散乱したレ−ザ光を乱反射してレ−ザ光
のエネルギ−を分散する。
て収納室内面に散乱したレ−ザ光を乱反射してレ−ザ光
のエネルギ−を分散する。
【００２１】さらにまた、レ−ザ光導出部に向けて清浄
気体を吹き付ける気体吹き付けノズルを設けて、レ−ザ
光導出部に付着する塵埃等を吹き飛ばす。
気体を吹き付ける気体吹き付けノズルを設けて、レ−ザ
光導出部に付着する塵埃等を吹き飛ばす。
【００２２】
【実施例】以下、図に示す実施例をもとに説明する。な
お、従来と同一又は相当部分には同一符号を付してい
る。
お、従来と同一又は相当部分には同一符号を付してい
る。
【００２３】実施例１． 図１はこの発明の一実施例であるレ−ザ加工装置の構成
を示すもので、図において、１０は一端にレ−ザ光出射
窓（以下、単に出射窓という。）１１を有するレ−ザ発
振器（以下、単に発振器という。）１内の共振器で、こ
の実施例では共振器１０の内部は炭酸ガスレ−ザを発振
するレ−ザガス（図示せず）を真空密封（約７０Ｔｏｒ
ｒ）している。１２はレ−ザ光伝送手段で、この実施例
では整形光学系１２ａ、１２ｂ、反射光学系１２ｃ、加
工用マスク（以下、単にマスクという。）１２ｄ及び結
像光学系１２ｅから構成している。１３は収納室で、内
部にレ−ザ光伝送手段１２と加工対象物３を密閉収納
し、開口部１３ａにて出射窓１１を密封装着している。
１４は排気手段で、この実施例ではバルブ１５と真空ポ
ンプ１６を排気管１７を介して収納室１３と連通してい
る。なお、１７ａは収納室１３内に設けた排気管１７の
気体取入れ口である。
を示すもので、図において、１０は一端にレ−ザ光出射
窓（以下、単に出射窓という。）１１を有するレ−ザ発
振器（以下、単に発振器という。）１内の共振器で、こ
の実施例では共振器１０の内部は炭酸ガスレ−ザを発振
するレ−ザガス（図示せず）を真空密封（約７０Ｔｏｒ
ｒ）している。１２はレ−ザ光伝送手段で、この実施例
では整形光学系１２ａ、１２ｂ、反射光学系１２ｃ、加
工用マスク（以下、単にマスクという。）１２ｄ及び結
像光学系１２ｅから構成している。１３は収納室で、内
部にレ−ザ光伝送手段１２と加工対象物３を密閉収納
し、開口部１３ａにて出射窓１１を密封装着している。
１４は排気手段で、この実施例ではバルブ１５と真空ポ
ンプ１６を排気管１７を介して収納室１３と連通してい
る。なお、１７ａは収納室１３内に設けた排気管１７の
気体取入れ口である。
【００２４】このように構成された実施例１のレ−ザ加
工装置においては、レ−ザ光２を出射する前にまず真空
ポンプ１６によって収納室１３内を排気する。その結
果、収納室１３内は真空となると共に、浮遊する塵埃等
が排出されて清浄雰囲気となり、出射窓１１、レ−ザ光
伝送手段１２及び加工対象物３に塵埃等が付着すること
がないので光学系等の寿命を延ばすことができる。
工装置においては、レ−ザ光２を出射する前にまず真空
ポンプ１６によって収納室１３内を排気する。その結
果、収納室１３内は真空となると共に、浮遊する塵埃等
が排出されて清浄雰囲気となり、出射窓１１、レ−ザ光
伝送手段１２及び加工対象物３に塵埃等が付着すること
がないので光学系等の寿命を延ばすことができる。
【００２５】なお、この際の収納室１３内の圧力は共振
器１０との差圧が少なくなる圧力、即ち大気圧よりも低
ければ良いが、好ましくは共振器１０と同じ真空圧にす
れば、出射窓１１の両側の圧力差がなくなり出射窓１１
の変形を防止でき、安定したレ−ザ発振ができる。
器１０との差圧が少なくなる圧力、即ち大気圧よりも低
ければ良いが、好ましくは共振器１０と同じ真空圧にす
れば、出射窓１１の両側の圧力差がなくなり出射窓１１
の変形を防止でき、安定したレ−ザ発振ができる。
【００２６】次に、発振器１からのレ−ザ光２を出射窓
１１を透過して収納室１３に出射し、整形光学系１２
ａ、１２ｂ、反射光学系１２ｃを介してマスク１２ｄに
伝送する。マスク１２ｄには、加工に必要なレ−ザ光２
のみ透過しそれ以外は反射するようなパタ−ンが刻まれ
ている。マスク１２ｄを透過したレ−ザ光２は結像光学
系１２ｅに入射し、所定の倍率に結像したのち加工対象
物３に照射して所定のパタ−ンの加工を行なう。レ−ザ
光２の照射により加工対象物３から発生する蒸発物は真
空ポンプ１６により排気されるので、収納室１３内は加
工中でも清浄な雰囲気に保持されるので、レ−ザ光伝送
手段１２が汚れることなく安定した加工ができる。
１１を透過して収納室１３に出射し、整形光学系１２
ａ、１２ｂ、反射光学系１２ｃを介してマスク１２ｄに
伝送する。マスク１２ｄには、加工に必要なレ−ザ光２
のみ透過しそれ以外は反射するようなパタ−ンが刻まれ
ている。マスク１２ｄを透過したレ−ザ光２は結像光学
系１２ｅに入射し、所定の倍率に結像したのち加工対象
物３に照射して所定のパタ−ンの加工を行なう。レ−ザ
光２の照射により加工対象物３から発生する蒸発物は真
空ポンプ１６により排気されるので、収納室１３内は加
工中でも清浄な雰囲気に保持されるので、レ−ザ光伝送
手段１２が汚れることなく安定した加工ができる。
【００２７】実施例２． 図２はこの発明の他の一実施例であるレ−ザ加工装置の
要部の構成を示すもので、排気手段１４の気体取入れ口
１７ａを、図１に示したような加工対象物３のレ−ザ光
照射面３ａの反対側にではなく、加工対象物３のレ−ザ
光照射面３ａ近傍の該レ−ザ光照射面３ａと同じ側に設
けたものである。
要部の構成を示すもので、排気手段１４の気体取入れ口
１７ａを、図１に示したような加工対象物３のレ−ザ光
照射面３ａの反対側にではなく、加工対象物３のレ−ザ
光照射面３ａ近傍の該レ−ザ光照射面３ａと同じ側に設
けたものである。
【００２８】このようにすれば、加工中に加工対象物３
のレ−ザ光照射面から発生する蒸発物は、近傍にある気
体取入れ口１７ａから直ちに効率良く排気される。従っ
て、この蒸発物が収納室１３内を浮遊してレ−ザ光伝送
手段１２に付着したり、加工対象物３の表面に堆積する
ことを防止できる。
のレ−ザ光照射面から発生する蒸発物は、近傍にある気
体取入れ口１７ａから直ちに効率良く排気される。従っ
て、この蒸発物が収納室１３内を浮遊してレ−ザ光伝送
手段１２に付着したり、加工対象物３の表面に堆積する
ことを防止できる。
【００２９】実施例３． 図３はこの発明の他の一実施例であるレ−ザ加工装置の
構成を示すもので、２０は収納室１３内に清浄気体を供
給する気体供給手段で、この実施例では、清浄気体をバ
ルブ２１を介して収納室１３と連通する気体流入管２２
から供給する構成としている。なお、２２ａは加工対象
物３のレ−ザ光照射面３ａの近傍にある気体取入れ口１
７ａと対向して設けた気体流入管２２の吐出口である。
構成を示すもので、２０は収納室１３内に清浄気体を供
給する気体供給手段で、この実施例では、清浄気体をバ
ルブ２１を介して収納室１３と連通する気体流入管２２
から供給する構成としている。なお、２２ａは加工対象
物３のレ−ザ光照射面３ａの近傍にある気体取入れ口１
７ａと対向して設けた気体流入管２２の吐出口である。
【００３０】図３に示す実施例３では、先ず実施例１と
同様に真空ポンプ１６によって収納室１３内を排気す
る。次に、バルブ２１を開いて清浄気体を収納室１３内
に流入する。清浄気体としては窒素、乾燥空気又はヘリ
ウムなどの希ガスの何れかを使用する。清浄気体の流入
により収納室１３内の圧力が上昇するが、真空ポンプ１
６を同時に作動しておくと、清浄気体は吐出口２２ａか
ら気体取入れ口１７ａの方向へ流れ、加工対象物３から
発生する蒸発物を清浄気体の流れに乗せて効率良く排気
できる。また、収納室１３内の気体は気体流入管２２か
らの新しい清浄気体と入れ替えられるので清浄な雰囲気
をより一層保持できる。
同様に真空ポンプ１６によって収納室１３内を排気す
る。次に、バルブ２１を開いて清浄気体を収納室１３内
に流入する。清浄気体としては窒素、乾燥空気又はヘリ
ウムなどの希ガスの何れかを使用する。清浄気体の流入
により収納室１３内の圧力が上昇するが、真空ポンプ１
６を同時に作動しておくと、清浄気体は吐出口２２ａか
ら気体取入れ口１７ａの方向へ流れ、加工対象物３から
発生する蒸発物を清浄気体の流れに乗せて効率良く排気
できる。また、収納室１３内の気体は気体流入管２２か
らの新しい清浄気体と入れ替えられるので清浄な雰囲気
をより一層保持できる。
【００３１】さらに、真空ポンプ１６で排気する気体の
量よりも多い量の清浄気体を流入して収納室１３内を加
圧状態に保持すると、例えばエキシマレ−ザ発振器のよ
うな共振器１０に大気圧よりも高い圧力のレ−ザガスを
封入する発振器１を使用する場合には、出射窓１１の両
側の圧力差を大気圧時より小さくでき出射窓１１の変形
を防止できる。
量よりも多い量の清浄気体を流入して収納室１３内を加
圧状態に保持すると、例えばエキシマレ−ザ発振器のよ
うな共振器１０に大気圧よりも高い圧力のレ−ザガスを
封入する発振器１を使用する場合には、出射窓１１の両
側の圧力差を大気圧時より小さくでき出射窓１１の変形
を防止できる。
【００３２】なお、図３では清浄気体として窒素等を直
接収納室１３に流入するようにしたが、図４に示すよう
に気体供給手段２０の気体流入管２２に吸着フィルタ２
３を接続し、工場エアやコンプレッサで圧縮したエアを
吸着フィルタ２３を通して清浄気体にして、収納室１３
に供給すれば、低コストの気体を使用して収納室１３を
清浄にできる。
接収納室１３に流入するようにしたが、図４に示すよう
に気体供給手段２０の気体流入管２２に吸着フィルタ２
３を接続し、工場エアやコンプレッサで圧縮したエアを
吸着フィルタ２３を通して清浄気体にして、収納室１３
に供給すれば、低コストの気体を使用して収納室１３を
清浄にできる。
【００３３】また、図５に示すように気体流入管２２に
吸着フィルタ２３ａ、２３ｂとそれらを加熱再生するヒ
−タ２４ａ、２４ｂを各２系統設け、切替えバルブ２５
により吸着フィルタ２３ａ、又は２３ｂを交互に使用す
る回路にする。このようにすれば、例えば吸着フィルタ
２３ａの吸着性能が劣化した場合、切替えバルブ２５に
より、工場エアが吸着フィルタ２３ｂを通るように回路
を切り替える。そしてこの間に吸着フィルタ２３ａをヒ
−タ２４ａで加熱再生処理しておけば、吸着フィルタが
劣化しても清浄気体の供給を止める必要がない。
吸着フィルタ２３ａ、２３ｂとそれらを加熱再生するヒ
−タ２４ａ、２４ｂを各２系統設け、切替えバルブ２５
により吸着フィルタ２３ａ、又は２３ｂを交互に使用す
る回路にする。このようにすれば、例えば吸着フィルタ
２３ａの吸着性能が劣化した場合、切替えバルブ２５に
より、工場エアが吸着フィルタ２３ｂを通るように回路
を切り替える。そしてこの間に吸着フィルタ２３ａをヒ
−タ２４ａで加熱再生処理しておけば、吸着フィルタが
劣化しても清浄気体の供給を止める必要がない。
【００３４】さらに、図６（ａ）に示すようにレ−ザ加
工装置の起動、停止信号に基づき、排気管１７に設けた
排気バルブ２６と気体流入管２２に設けた給気バルブ２
７の開閉を自動的に行なう制御手段２８を設ける。この
ようにすればレ−ザ加工装置の停止に伴い真空ポンプ１
６と清浄気体の流入も停止した場合、排気バルブ２６と
給気バルブ２７を閉鎖すれば収納室１３内に汚れた大気
が侵入するのを防止できる。なお、レ−ザ加工装置を停
止させるときの排気バルブ２６、給気バルブ２７の閉鎖
順序を図６（ｂ）に示す。また、レ−ザ加工装置を起動
させるときの排気バルブ２６、給気バルブ２７の開放順
序を図６（ｃ）に示す。
工装置の起動、停止信号に基づき、排気管１７に設けた
排気バルブ２６と気体流入管２２に設けた給気バルブ２
７の開閉を自動的に行なう制御手段２８を設ける。この
ようにすればレ−ザ加工装置の停止に伴い真空ポンプ１
６と清浄気体の流入も停止した場合、排気バルブ２６と
給気バルブ２７を閉鎖すれば収納室１３内に汚れた大気
が侵入するのを防止できる。なお、レ−ザ加工装置を停
止させるときの排気バルブ２６、給気バルブ２７の閉鎖
順序を図６（ｂ）に示す。また、レ−ザ加工装置を起動
させるときの排気バルブ２６、給気バルブ２７の開放順
序を図６（ｃ）に示す。
【００３５】また、上記実施例では排気手段１４として
真空ポンプ１６を使用したが、吸気ファンでもよいし、
単に収納室１３に気体取入れ口１７ａとバルブ１５のみ
設けてもよい。
真空ポンプ１６を使用したが、吸気ファンでもよいし、
単に収納室１３に気体取入れ口１７ａとバルブ１５のみ
設けてもよい。
【００３６】実施例４． 図７はこの発明の他の一実施例であるレ−ザ加工装置の
構成を示すもので、上記実施例３の気体供給手段２０を
レ−ザ光伝送手段１２及び加工対象物３のレ−ザ光照射
面３ａの少なくとも何れか一方の近傍に設けたもので、
この実施例では分岐管３０により出射窓１１、整形光学
系１２ａ、１２ｂ、反射光学系１２ｃ、マスク１２ｄ、
結像光学系１２ｅ及び加工対象物３の全ての近傍に設け
ている。
構成を示すもので、上記実施例３の気体供給手段２０を
レ−ザ光伝送手段１２及び加工対象物３のレ−ザ光照射
面３ａの少なくとも何れか一方の近傍に設けたもので、
この実施例では分岐管３０により出射窓１１、整形光学
系１２ａ、１２ｂ、反射光学系１２ｃ、マスク１２ｄ、
結像光学系１２ｅ及び加工対象物３の全ての近傍に設け
ている。
【００３７】この図７に示す実施例４では、分岐管３０
により清浄気体を整形光学系１２ａ、１２ｂ等に直接吹
き付けるので、光学系等の表面は清浄な気体で満たさ
れ、収納室１３内の塵埃等が光学系等に飛散しても清浄
気体が吹き飛ばすので光学系等に付着することがない。
また、清浄気体の吹き付けにより光学系等が空冷され熱
変形が防止できる。
により清浄気体を整形光学系１２ａ、１２ｂ等に直接吹
き付けるので、光学系等の表面は清浄な気体で満たさ
れ、収納室１３内の塵埃等が光学系等に飛散しても清浄
気体が吹き飛ばすので光学系等に付着することがない。
また、清浄気体の吹き付けにより光学系等が空冷され熱
変形が防止できる。
【００３８】なお、分岐管３０の先端の吐出口、例えば
吐出口３０ａの吹き付け方向は特に塵埃等が焼き付き易
い光学系等のレ−ザ光２の入射面側で、好ましくは入射
面に向けて吹き付けると一層効果的である。
吐出口３０ａの吹き付け方向は特に塵埃等が焼き付き易
い光学系等のレ−ザ光２の入射面側で、好ましくは入射
面に向けて吹き付けると一層効果的である。
【００３９】実施例５． 上記実施例４でレ−ザ加工装置の運転を停止し、真空ポ
ンプ１６と清浄気体の流入も停止した場合、図７に示す
ように収納室１３内に吸着剤４０を設ければ、レ−ザ加
工装置の運転を停止した場合でも収納室１３内の塵埃等
を吸着して、清浄雰囲気を保持することができる。なお
吸着剤４０としては活性炭、活性アルミナ、合成ゼオラ
イト等が使用できる。また、吸着剤４０を取り外し容易
なカ−トリッジ式とすれば交換が素早くできる。
ンプ１６と清浄気体の流入も停止した場合、図７に示す
ように収納室１３内に吸着剤４０を設ければ、レ−ザ加
工装置の運転を停止した場合でも収納室１３内の塵埃等
を吸着して、清浄雰囲気を保持することができる。なお
吸着剤４０としては活性炭、活性アルミナ、合成ゼオラ
イト等が使用できる。また、吸着剤４０を取り外し容易
なカ−トリッジ式とすれば交換が素早くできる。
【００４０】また、上記実施例５において吸着剤４０と
共に、または単独で収納室１３内に湿度センサを設けて
収納室１３内の湿度をモニタすれば、光学系が汚れ易い
状態かどうか又は収納室１３内が加工に適した状態かど
うかを見極めることができる。
共に、または単独で収納室１３内に湿度センサを設けて
収納室１３内の湿度をモニタすれば、光学系が汚れ易い
状態かどうか又は収納室１３内が加工に適した状態かど
うかを見極めることができる。
【００４１】実施例６． 図８はこの発明のさらに他の一実施例であるレ−ザ加工
装置の構成を示すもので、図において５０は収納室で、
内部にレ−ザ光伝送手段１２を密閉収納し、開口部１３
ａにて出射窓１１を密封装着すると共に、加工対象物３
と対向する位置にレ−ザ光導出部５０ｂを設けている。
５１はレ−ザ光導出部５０ｂに向けて清浄気体を吹き付
ける気体吹き付けノズルである。なお、この実施例で
は、共振器１０内は真空に保持されている。
装置の構成を示すもので、図において５０は収納室で、
内部にレ−ザ光伝送手段１２を密閉収納し、開口部１３
ａにて出射窓１１を密封装着すると共に、加工対象物３
と対向する位置にレ−ザ光導出部５０ｂを設けている。
５１はレ−ザ光導出部５０ｂに向けて清浄気体を吹き付
ける気体吹き付けノズルである。なお、この実施例で
は、共振器１０内は真空に保持されている。
【００４２】このように構成された実施例６のレ−ザ加
工装置においては、真空ポンプ１６によって収納室５０
内を真空にすると共に浮遊する塵埃等を排出して収納室
５０内を清浄雰囲気にする。その結果、収納室５０内の
レ−ザ光伝送手段１２を清浄に保持できると共に、共振
器１０と収納室５０との差圧が少なくなるように排気す
れば出射窓１１の変形が防止でき、安定したレ−ザ発振
が可能となる。また、加工対象物３を収納室５０内に収
納していないので、加工対象物３を交換する際レ−ザ光
伝送手段１２を大気に開放する必要がない。
工装置においては、真空ポンプ１６によって収納室５０
内を真空にすると共に浮遊する塵埃等を排出して収納室
５０内を清浄雰囲気にする。その結果、収納室５０内の
レ−ザ光伝送手段１２を清浄に保持できると共に、共振
器１０と収納室５０との差圧が少なくなるように排気す
れば出射窓１１の変形が防止でき、安定したレ−ザ発振
が可能となる。また、加工対象物３を収納室５０内に収
納していないので、加工対象物３を交換する際レ−ザ光
伝送手段１２を大気に開放する必要がない。
【００４３】なお、上記実施例において収納室５０の対
角線長をχ（ｃｍ）、気体密度をｎ（１／ｃｍ3）、気
体分子の断面積をσ（ｃｍ2）とすると、 χ＝１／（４√２ｎσ） ・・・・・（１） の関係があり、この関係と次式の気体の状態方程式 ｐ＝ｎｋＴ ・・・・・（２） （ｐは気体圧力 （Ｔｏｒｒ）、ｋはボルツマン定数、
Ｔは気体温度（°Ｋ））より、 ｐ≦ｋＴ／（４√２χσ） ・・・・・（３） の関係を満足するように圧力ｐを決めれば、収納室５０
の対角線長が気体分子、例えば塵埃分子の平均自由行程
以下となるので、塵埃が相互衝突することなく、直接収
納室５０の壁面に到達し吸着する確率が高くなる。従っ
て、塵埃が光学系に付着する確率が低くなり、光学系を
より清浄な雰囲気に保持できる。上記の式によると、例
えば対角線長χ＝１００ｃｍの収納室５０内を温度Ｔ＝
３００°Ｋの状態で真空にする場合、圧力ｐ＝５ｘ１０
-5Ｔｏｒｒ以下にすればよい。
角線長をχ（ｃｍ）、気体密度をｎ（１／ｃｍ3）、気
体分子の断面積をσ（ｃｍ2）とすると、 χ＝１／（４√２ｎσ） ・・・・・（１） の関係があり、この関係と次式の気体の状態方程式 ｐ＝ｎｋＴ ・・・・・（２） （ｐは気体圧力 （Ｔｏｒｒ）、ｋはボルツマン定数、
Ｔは気体温度（°Ｋ））より、 ｐ≦ｋＴ／（４√２χσ） ・・・・・（３） の関係を満足するように圧力ｐを決めれば、収納室５０
の対角線長が気体分子、例えば塵埃分子の平均自由行程
以下となるので、塵埃が相互衝突することなく、直接収
納室５０の壁面に到達し吸着する確率が高くなる。従っ
て、塵埃が光学系に付着する確率が低くなり、光学系を
より清浄な雰囲気に保持できる。上記の式によると、例
えば対角線長χ＝１００ｃｍの収納室５０内を温度Ｔ＝
３００°Ｋの状態で真空にする場合、圧力ｐ＝５ｘ１０
-5Ｔｏｒｒ以下にすればよい。
【００４４】実施例７． 図９（ａ）はこの発明のさらにまた他の一実施例である
レ−ザ加工装置の収納室１３の部分破断斜視図を示すも
ので、図において、６０は収納室１３の内面をレ−ザ光
が乱反射するようにした粗度の仕上げ面で、この実施例
ではサンドブラスト又はグリッドブラスト加工により、
表面粗さ（表面の凹凸の高さ）が１５〜１００μｍ程度
の砂面状に仕上げている。
レ−ザ加工装置の収納室１３の部分破断斜視図を示すも
ので、図において、６０は収納室１３の内面をレ−ザ光
が乱反射するようにした粗度の仕上げ面で、この実施例
ではサンドブラスト又はグリッドブラスト加工により、
表面粗さ（表面の凹凸の高さ）が１５〜１００μｍ程度
の砂面状に仕上げている。
【００４５】このように構成された実施例７のレ−ザ加
工装置においては、図９（ｂ）に示すように、レ−ザ光
伝送中にマスク１２ｄで反射した散乱光６１が収納室１
３の内面に照射すると、砂面状の仕上げ面で乱反射して
エネルギ−が分散した乱反射光６３となる。この乱反射
光６３が収納室１３の内面に吸着した蒸着物質６２に照
射しても、それを加熱蒸発させるほどのエネルギ−が無
いため収納室１３内には蒸発物が発生しにくい。また、
この乱反射光６３が加工対象物３の表面に照射しても加
工に悪影響を及ぼすほどのエネルギ−が無いため加工不
良となることが少ない。
工装置においては、図９（ｂ）に示すように、レ−ザ光
伝送中にマスク１２ｄで反射した散乱光６１が収納室１
３の内面に照射すると、砂面状の仕上げ面で乱反射して
エネルギ−が分散した乱反射光６３となる。この乱反射
光６３が収納室１３の内面に吸着した蒸着物質６２に照
射しても、それを加熱蒸発させるほどのエネルギ−が無
いため収納室１３内には蒸発物が発生しにくい。また、
この乱反射光６３が加工対象物３の表面に照射しても加
工に悪影響を及ぼすほどのエネルギ−が無いため加工不
良となることが少ない。
【００４６】なお上記実施例７では粗度の仕上げ面６０
として砂面状に仕上げたが、収納室１３をアルミニウム
で構成し内面を硬質アルマイト処理して粗度の仕上げ面
としても上記と同様の効果を奏する。
として砂面状に仕上げたが、収納室１３をアルミニウム
で構成し内面を硬質アルマイト処理して粗度の仕上げ面
としても上記と同様の効果を奏する。
【００４７】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。
ているので、以下に示すような効果を奏する。
【００４８】収納室内に清浄気体を供給する気体供給手
段を備えたので、気体供給手段から排気手段に向って、
収納室内部に清浄気体の流れができ、内部の気体をさら
に効率良く排気する。
段を備えたので、気体供給手段から排気手段に向って、
収納室内部に清浄気体の流れができ、内部の気体をさら
に効率良く排気する。
【００４９】また、気体供給手段をレ−ザ光伝送手段及
び加工対象物のレ−ザ光照射面の少なくとも何れか一方
の近傍に設けたので、レ−ザ光伝送手段及び加工対象物
に飛散する塵埃等を効率良く吹き飛ばして付着するのを
防止する。
び加工対象物のレ−ザ光照射面の少なくとも何れか一方
の近傍に設けたので、レ−ザ光伝送手段及び加工対象物
に飛散する塵埃等を効率良く吹き飛ばして付着するのを
防止する。
【００５０】また、収納室内に吸着剤を備えたので、塵
埃等が収納室内を浮遊するのを防止できる。
埃等が収納室内を浮遊するのを防止できる。
【００５１】
【００５２】
【００５３】また、収納室の内面をレ−ザ光が乱反射す
るように粗度の仕上げ面として収納室内面に照射した散
乱光をエネルギ−の低い乱反射光に分散するようにした
ので 、散乱光による収納室内面の蒸着物質の再加熱を少
なくでき、また散乱光の加工対象物への照射による加工
への影響も少なくできる。
るように粗度の仕上げ面として収納室内面に照射した散
乱光をエネルギ−の低い乱反射光に分散するようにした
ので 、散乱光による収納室内面の蒸着物質の再加熱を少
なくでき、また散乱光の加工対象物への照射による加工
への影響も少なくできる。
【００５４】さらに、収納室の内面をレ−ザ光が乱反射
するように粗度の仕上げ面として収納室内面に照射した
散乱光をエネルギ−の低い乱反射光に分散するようにし
たので、散乱光による収納室内面の蒸着物質の再加熱を
少なくでき、また散乱光の加工対象物への照射による加
工への影響も少なくできる。
するように粗度の仕上げ面として収納室内面に照射した
散乱光をエネルギ−の低い乱反射光に分散するようにし
たので、散乱光による収納室内面の蒸着物質の再加熱を
少なくでき、また散乱光の加工対象物への照射による加
工への影響も少なくできる。
【００５５】さらにまた、レ−ザ光導出部に向けて清浄
気体を吹き付ける気体吹き付けノズルを設けたので、レ
−ザ光導出部に付着する塵埃等を吹き飛ばすことができ
る。
気体を吹き付ける気体吹き付けノズルを設けたので、レ
−ザ光導出部に付着する塵埃等を吹き飛ばすことができ
る。
【図１】図１はこの発明の一実施例であるレ−ザ加工装
置の構成図である。
置の構成図である。
【図２】図２はこの発明の他の一実施例であるレ−ザ加
工装置の構成図である。
工装置の構成図である。
【図３】図３はこの発明の他の一実施例であるレ−ザ加
工装置の構成図である。
工装置の構成図である。
【図４】図４はこの発明の他の一実施例であるレ−ザ加
工装置の構成図である。
工装置の構成図である。
【図５】図５はこの発明の他の一実施例であるレ−ザ加
工装置の構成図である。
工装置の構成図である。
【図６】図６はこの発明の他の一実施例であるレ−ザ加
工装置を説明するもので、（ａ）はその構成図、
（ｂ）、（ｃ）は動作説明図である。
工装置を説明するもので、（ａ）はその構成図、
（ｂ）、（ｃ）は動作説明図である。
【図７】図７はこの発明の他の一実施例であるレ−ザ加
工装置の構成図である。
工装置の構成図である。
【図８】図８はこの発明のさらに他の一実施例であるレ
−ザ加工装置の構成図である。
−ザ加工装置の構成図である。
【図９】図９はこの発明のさらにまた他の一実施例であ
るレ−ザ加工装置の要部を説明するもので、（ａ）は収
納室の部分破断斜視図、（ｂ）は収納室内面の状態説明
図である。
るレ−ザ加工装置の要部を説明するもので、（ａ）は収
納室の部分破断斜視図、（ｂ）は収納室内面の状態説明
図である。
【図１０】図１０は従来のレ−ザ加工装置の構成図であ
る。
る。
１ レ−ザ発振器 ２ レ−ザ光 ３ 加工対象物 ３ａ レ−ザ光照射面 １０ 共振器 １１ レ−ザ光出射窓 １２ レ−ザ光伝送手段 １３、５０ 収納室 １３ａ 開口部 １４ 排気手段 １７ａ 気体取入れ口 ２０ 気体供給手段 ４０ 吸着剤 ５０ｂ レ−ザ光導出部 ６０ 粗度の仕上げ面
フロントページの続き (72)発明者 杉立 厚志 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社 伊丹製作所内 (72)発明者 中谷 元 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社 伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−189093（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−228687（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/42
Claims (6)
- 【請求項１】 レ−ザ発振器、このレ−ザ発振器のレ−
ザ光出射窓から出射したレ−ザ光を光学系を介して加工
対象物に照射するレ−ザ光伝送手段、及び上記レ−ザ光
伝送手段と加工対象物を収納し、上記レ−ザ発振器のレ
−ザ光出射窓を密封装着する開口部を設けると共に内部
の気体を排気する排気手段を設けた収納室を備えたレ−
ザ加工装置において、 上記収納室内に清浄気体を供給する気体供給手段を備え
たことを特徴とするレ−ザ加工装置。 - 【請求項２】 気体供給手段をレ−ザ光伝送手段及び加
工対象物のレ−ザ光照射面の少なくとも何れか一方の近
傍に設けたことを特徴とする請求項１記載のレ−ザ加工
装置。 - 【請求項３】 レ−ザ発振器、このレ−ザ発振器のレ−
ザ光出射窓から出射したレ−ザ光を光学系を介して加工
対象物に照射するレ−ザ光伝送手段、及び上記レ−ザ光
伝送手段と加工対象物を収納し、上記レ−ザ発振器のレ
−ザ光出射窓を密封装着する開口部を設けると共に内部
の気体を排気する排気手段を設けた収納室を備えたレ−
ザ加工装置において、 上記収納室内に吸着剤を備えたことを特徴とするレ−ザ
加工装置。 - 【請求項４】 レ−ザ発振器、このレ−ザ発振器のレ−
ザ光出射窓から出射したレ−ザ光を光学系を介して加工
対象物に照射するレ−ザ光伝送手段、及び上記レ−ザ光
伝送手段と加工対象物を収納し、上記レ−ザ発振器のレ
−ザ光出射窓を密封装着する開口部を設けると共に内部
の気体を排気する排気手段を設けた収納室を備えたレ−
ザ加工装置において、 上記収納室の内面をレ−ザ光が乱反射するように粗度の
仕上げ面としたことを特徴とするレ−ザ加工装置。 - 【請求項５】 レ−ザ発振器、このレ−ザ発振器のレ−
ザ光出射窓から出射したレ−ザ光を光学系を介して加工
対象物に照射するレ−ザ光伝送手段、及び上記レ−ザ光
伝送手段を収納し、上記レ−ザ発振器のレ−ザ光出射窓
を密封装着する開口部とレ−ザ光導出部とを設けると共
に上記レ−ザ発振器の共振器との差圧を少なくするよう
に排気する排気手段を設けた収納室を備えたレ−ザ加工
装置において、 上記収納室の内面をレ−ザ光が乱反射するように粗度の
仕上げ面としたことを特徴とするレ−ザ加工装置。 - 【請求項６】 レ−ザ発振器、このレ−ザ発振器のレ−
ザ光出射窓から出射したレ−ザ光を光学系を介して加工
対象物に照射するレ−ザ光伝送手段、及び上記レ−ザ光
伝送手段を収納し、上記レ−ザ発振器のレ−ザ光出射窓
を密封装着する開口部とレ−ザ光導出部とを設けると共
に上記レ−ザ発振器の共振器との差圧を少なくするよう
に排気する排気手段を設けた収納室を備えたレ−ザ加工
装置において、 上記レ−ザ光導出部に向けて清浄気体を吹き付ける気体
吹き付けノズルを備えたことを特徴とするレ−ザ加工装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05330744A JP3097429B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | レ−ザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05330744A JP3097429B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | レ−ザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07185871A JPH07185871A (ja) | 1995-07-25 |
| JP3097429B2 true JP3097429B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=18236074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05330744A Expired - Fee Related JP3097429B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | レ−ザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3097429B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7060932B2 (en) * | 2003-03-18 | 2006-06-13 | Loma Linda University Medical Center | Method and apparatus for material processing |
| WO2006043848A1 (fr) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Yuri Konstantinovich Nizienko | Procede de modification des regions d'une couche en surface d'un article et dispositif correspondant |
| JP6333786B2 (ja) * | 2015-09-17 | 2018-05-30 | ファナック株式会社 | レーザ光路の清浄化機能を有するレーザ加工システム |
| PL3398709T3 (pl) * | 2017-05-03 | 2021-06-28 | Agathon AG, Maschinenfabrik | Układ do obróbki laserowej z koncepcją termiczną |
| US11822081B2 (en) | 2019-08-29 | 2023-11-21 | Apple Inc. | Optical module for head-mounted device |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP05330744A patent/JP3097429B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07185871A (ja) | 1995-07-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |