JP3882288B2 - レーザビーム遮断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばレーザビームを用いた露光装置に設けられるレーザビーム遮断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年レーザビームを用いてプリント基板への回路パターンの描画が行われている。このようなレーザ描画装置は、レーザ出力部からのレーザビームが光学系に導かれて所定の光学処理が行われた後、光学処理後のレーザビームによって走査されることにより基板上に回路パターンが描画される。
【０００３】
レーザ出力部は、レーザ描画装置の電源がＯＮのときはレーザ光源から常時レーザビームを出力しており、高出力のレーザ描画装置では光学系の早期破損やメンテナンス時のレーザビーム出射を防止するために、非走査時にこのレーザビームの出射を阻止するための遮断機構を備えている。この遮断機構は、例えば幅がレーザビームの幅より長い平板状のシャッタ幕と、このシャッタ幕を開、閉位置に電磁的に付勢するためのソレノイドまたはバネなどを備えている。ソレノイドは電磁力によりシャッタ幕を一方向にのみ付勢しており、付勢方向周りにシャッタ幕が回転するため、レーザビームに対して常にシャッタ幕の平面が対向するように、シャッタ幕回転防止のガイドがシャッタ幕の両側面に設けられる。ガイドに形成されたガイド溝に沿ってシャッタ幕が開閉位置を移動することにより、レーザビームの遮断および通過を制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
シャッタ幕がガイド溝においてスムーズに移動できるようにするために、ガイド溝とシャッタ幕とはわずかなクリアランスを備えているが、このクリアランスのためにシャッタ幕が閉位置への移動時にガイド溝に引っ掛かり、レーザビームの遮断が十分行われず、シャッタ幕が正常に機能しないことがある。また、平板状のシャッタ幕の閉時に、反射した光がレーザ光源へ戻った場合、光量を一定に保つために設けられた光量モニタに悪影響をもたらすことがある。
【０００５】
本発明は、この様な点に鑑みてなされたものであり、動作不良のないシャッタを備えたレーザビーム遮断装置を提供することが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によるレーザビーム遮断装置は、柱状のシャッタを備えたレーザビーム遮断装置であって、この柱状のシャッタが、レーザビームの出射方向と交差する軸と、シャッタ側面に設けられレーザビームの通過を阻止するシャッタ面とを備え、このシャッタが軸に沿って進退可能であり、第１の位置においてレーザビームを遮断し、第２の位置においてレーザビームを通過させることを特徴としている。
【０００７】
レーザビーム遮断装置において、好ましくは、シャッタ面によってレーザビームが反射されることによりレーザビームが遮断される。
【０００８】
レーザビーム遮断装置において、好ましくはシャッタが略円柱である。さらに好ましくは、シャッタがテーパ状に形成されシャッタ面がこのテーパ状の円錐面を含む。
【０００９】
レーザビーム遮断装置において、好ましくは、シャッタを第１の位置から第２の位置に付勢する付勢手段を備え、この付勢手段と反対側に設けられた係止部にシャッタが当接することにより第１の位置が位置決めされる。さらに好ましくは、付勢手段がソレノイドである。
【００１０】
レーザビーム遮断装置において、好ましくは、シャッタの軸心がレーザビームの出力方向に対して垂直である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるレーザビーム遮断装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１には実施形態であるレーザビーム遮断装置の断面図が示される。
レーザビーム遮断装置１０はレーザ出力部１００の出射口１０２の近傍に設けられる。レーザビームＬＢは出射口１０２から図の左方向に出射される。レーザビームＬＢに対して垂直に取付板部１２が設けられる。取付板部１２にはレーザビームＬＢを通過させるための円形穴１４が形成されている。取付板部１２のレーザ出力装置１００とは反対側にはソレノイド２０が２つのボルト２２によって取り付けられ、ソレノイド２０の下方にはケーシング４０が２つのボルト４２によって取り付けられる。
【００１３】
ソレノイド２０は、内部にストッパ２４と円筒の磁性体２６とを備え、磁性体２６の円筒面上にはコイル２８が巻回される。コイル２８に通電することにより磁性体２６はレーザビームＬＢの出射方向と垂直な方向、即ち図の上下方向に直線運動をする。図１に示す通電状態、即ちプラス端子からマイナス端子へ通電した場合、電流の磁気作用により磁性体２６はストッパ２４による停止位置まで移動しているが、通電が行われない場合、磁性体２６はストッパ２４から離れ、重力によって図の下方向へ、即ちレーザビームＬＢの出射方向と垂直に交差する軸Ｌに沿って移動する。この磁性体２６の先端にはシャッタ３０が取り付けられる。
【００１４】
図２はシャッタ近傍の分解斜視図である。シャッタ３０は軸Ｌ周りの略円筒形状を呈しており、一端に取付部３２が設けられ、他端の反射部３６はテーパ状に形成されている。反射部３６の底面３８はフラットに形成される。反射部３６およびシャッタ底面３８の直径は、レーザビームＬＢの幅よりも大きく設けられる。反射部３６のテーパ状に形成された側面、即ち円錐面３７によってレーザビームＬＢが反射されることにより、レーザビームＬＢは出射穴５８からの出射が阻止される。
【００１５】
取付部３２は磁性体２６の下端に形成されたスリット２７に嵌合する。取付部３２と磁性体２６にはそれぞれ水平方向に貫通した穴３３、２９が形成され、これらの穴に挿入されるボルト３４とナット３５によって、シャッタ３０はソレノイド２０に固定される。これによりシャッタ３０はソレノイド２０と軸Ｌに沿って一体的に移動可能になる。磁性体２６がストッパ２４まで移動している時、図１に示すように磁性体２６およびシャッタ３０は上方に待避し、この時のシャッタ３０はレーザビームＬＢを通過させる開放位置に定められる。これに対して磁性体２６がストッパ２４から離れシャッタ３０がシャッタ係止部５０に当接したとき、シャッタ３０はレーザビームＬＢの通過を阻止する遮蔽位置に定められる。
【００１６】
反射部３６およびシャッタ底面３８の直径はレーザビームＬＢの幅よりも大きく設けられているので、ソレノイド２０の作用によりシャッタ３０が移動する際に軸Ｌ周りに回転しても常に同じ幅の円錐面３７がレーザビームＬＢに対向し、シャッタ３０が遮蔽位置にある時レーザビームＬＢは常に円錐面３７によって反射される。シャッタ３０が遮蔽位置にある時、レーザビームＬＢはほぼ水平方向から入射するが、反射部３６のレーザビームの当たる面、即ち円錐面３７は軸Ｌに対し傾斜しているので、レーザビームＬＢは入射方向とは異なる方向に乱反射される。
【００１７】
次に図１と図３を参照してケーシング４０について説明する。図３はケーシング４０の分解斜視図である。
ケーシング４０は、入射部４４とシャッタ係止部５０と出射部５６とを備える。入射部４４は取付板部１２の円形穴１４とほぼ同径の入射穴４６を備え、取付板部１２にボルト４２により取り付けられる。またシャッタ３０が移動する際にシャッタ外周面またはナット３５と入射部４４とが干渉しないように、入射部４４の取付板部１２と密着する面の反対側の面４５には、軸Ｌに平行の溝４８が形成される。
【００１８】
シャッタ係止部５０はボルト５４によって入射部４４に固定される。このシャッタ係止部５０は、シャッタ底面３８と対向する面が段状に形成され、フラットな係止面５２は、シャッタ３０が下降したとき底面３８と当接し、このシャッタ３０を遮蔽位置に位置決めする。出射部５６に形成されたボルト係合穴５７を介して入射部４４のボルト係合穴４７に図示しないボルトが挿入されることにより、出射部５６が入射部４４に固定される。出射部５６には入射穴４６よりも径が小さい出射穴５８が形成される。
【００１９】
図４を参照してシャッタ３０の開閉動作を説明する。図４（ａ）はシャッタ３０が開放位置にある状態を示し、図４（ｂ）はシャッタ３０が遮蔽位置にある状態を示す。
【００２０】
図４（ａ）に示すように、ソレノイド２０が通電されているとき磁性体２６はストッパ２４と密着し、シャッタ底面３８と係止面５２とは、軸Ｌ方向に関して距離αだけ離れている。このとき、入射穴４６から入射したレーザビームＬＢは、シャッタ底面３８と係止面５２との間隙を通り、出射穴５８から出射する。
【００２１】
図４（ｂ）に示すように、ソレノイド２０が通電されないとき、磁性体２６はストッパ２４から離れ、シャッタ底面３８が係止面５２に当接して停止するまで、重力により軸Ｌに沿って下方に移動する。即ちシャッタ３０が遮蔽位置にあり、このとき磁性体２６とストッパ２４とはαだけ離れている。入射穴４６から入射したレーザビームＬＢは、シャッタ３０の円錐面３７によって入射方向とは異なる方向に反射されて、出射穴５８からは出射しない。
【００２２】
このように、本実施形態のレーザビーム遮断装置では、シャッタ３０を柱状に形成しており、ソレノイド２０の付勢によりシャッタ３０が移動中に軸Ｌ周りに回転しても、常にレーザビームの幅より広い幅のシャッタ面が、レーザビームＬＢに対向する。従って平板状のシャッタに設けていたようなガイド機構は必要がなく、構成が簡単になり、またガイドとシャッタとの摩擦によるシャッタの動作不良も生じない。
【００２３】
従来のように平板状のシャッタを用いたレーザビーム遮断装置では、シャッタが遮蔽位置にあるときレーザ出力部から出射されたレーザビームは、シャッタにより再びレーザ出力部に反射されて戻る。レーザ出力部は、装置内のレーザ出力値を検出しモニタすることによってレーザ光量を制御するが、上述のように反射されて戻ったレーザビームによって、実際のレーザ光量が不安定になる。しかし、本実施形態のようにテーパ状に形成されたシャッタ３０を用いると、レーザ出力部１００にはレーザビームＬＢが戻ることなく、実際のレーザ出力光量が不安定になることが防止される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によると、動作不良のないシャッタを備えたレーザビーム遮断装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるレーザビーム遮断装置の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示すシャッタ近傍の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１に示すケーシングの構成を示す分解斜視図である。
【図４】図１に示すシャッタの開放状態および遮蔽状態を示す図である。
【符号の説明】
１０ レーザビーム遮断装置
１２ 取付板部
２０ ソレノイド
３０ シャッタ
３７ 円錐面
４０ ケーシング
４６ 入射穴
５０ シャッタ係止部
５２ 係止面
５８ 出射穴
１００ レーザ出力部

Claims (6)

1. テーパ状のシャッタを備えたレーザビーム遮断装置であって、
   このテーパ状のシャッタが、所定の幅を有するレーザビームの出射方向と交差する軸と、シャッタ側面に設けられレーザビームの通過を阻止する、前記軸に対して傾斜した円錐面であるシャッタ面とを備え、このシャッタが前記軸に沿って進退可能であり、第１の位置において前記レーザビームを遮断し、第２の位置において前記レーザビームを通過させ、前記シャッタのテーパ先端での直径が前記所定の幅よりも大きいことを特徴とするレーザビーム遮断装置。
2. 前記シャッタ面によって前記レーザビームが反射されることにより、前記レーザビームが遮断されることを特徴とする請求項１に記載のレーザビーム遮断装置。
3. 前記シャッタが略円柱であることを特徴とする請求項２に記載のレーザビーム遮断装置。
4. 前記第１の位置から前記第２の位置に付勢する付勢手段を備え、この付勢手段と反対側に設けられた係止部に前記シャッタが当接することにより前記第１の位置が位置決めされることを特徴とする請求項１に記載のレーザビーム遮断装置。
5. 前記付勢手段がソレノイドであることを特徴とする請求項４に記載のレーザビーム遮断装置。
6. 前記シャッタの軸心が前記レーザビームの出射方向に対して垂直であることを特徴とする請求項１に記載のレーザビーム遮断装置。

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