JP7434120B2 - 光学加工装置 - Google Patents
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Description
図1に、第1実施形態の光学加工装置10の模式図を示す。図1の光学加工装置10は、ワーク(加工対象物)8のある断面に沿う面上にあるとする。
図2は、第1実施形態の光学加工装置10の変形例を示す。
以下、第2実施形態に係る光学加工装置10について、図3から図6を参照して詳細に説明する。本実施形態は第1実施形態の変形例であり、第1実施形態で説明した部材と同一の部材又は同一の機能を有する部材に同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
図7に示すように、光学加工装置10は、第1の光源12、第2の光源14、第1の集光レンズ24、第1のガルバノノミラー72、第2の集光レンズ28、第2のガルバノミラー74を有する。
以下、第3実施形態に係る光学加工装置10について、図8を参照して説明する。
以下、第3実施形態の変形例に係る光学加工装置10について、図9を参照して説明する。本変形例の光学加工装置10は、基本的には、第3実施形態の光学加工装置10と主な構成は同じである。
以下、第4実施形態に係る光学加工装置10について、図10及び図11を参照して説明する。
以下、特許出願時の請求項を付記する。
[1]
ワークの第1の位置から前記ワークの反対側の面の第2の位置に、前記ワークの溶融温度よりも低い温度の熱を伝熱させるように、前記第1の位置に第1のビームを照射する、第1の光源と、
前記第2の位置が前記伝熱により昇温した状態で、前記第2の位置に、前記ワークの溶融温度を超えるように第2のビームを照射する第2の光源と
を備える、光学加工装置。
[2]
前記第1の光源からの前記第1のビームの照射、及び、前記第2の光源からの前記第2のビームの照射を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記第1の光源からの前記第1の位置での前記第1のビームの照射による、前記第2の位置への前記伝熱に応じて、前記第2の光源から前記第2のビームを照射させる、付記[1]に記載の光学加工装置。
[3]
前記制御部は、前記第1の光源からの前記第1のビームの照射タイミング、及び、前記第2の光源からの前記第2のビームの照射タイミングを制御し、
前記制御部は、前記ワークの情報に基づいて、前記第1の光源からの前記第1のビームの照射タイミング、及び、前記第2の光源からの前記第2のビームの照射タイミングを調整する、付記[2]に記載の光学加工装置。
[4]
前記ワークの前記第2の位置から所定距離、離れた位置の表面温度を計測する温度モニター部を備え、
前記制御部は、前記温度モニター部で計測した温度測定値に基づいて前記第2の光源からの前記第2のビームの照射強度を調整する、付記[2]又は付記[3]に記載の光学加工装置。
[5]
前記制御部は、前記第1のビームが照射される前記第1の位置、及び、前記第2のビームが照射される前記第2の位置を、前記第1の位置と前記第2の位置との位置関係を保つように制御する、付記[2]ないし付記[4]のいずれか1に記載の光学加工装置。
[6]
前記第1のビームの前記第1の位置での第1のビームスポット径を、前記第2のビームの前記第2の位置での第2のビームスポット径に対して大きくする、付記[1]ないし付記[5]のいずれか1に記載の光学加工装置。
[7]
前記第1のビームの第1の波長は、
前記第2のビームの第2の波長とは異なり、
前記第1の波長は、溶融前の前記ワークに対し、前記第2の波長に対する吸収率に比べ、吸収率が高くなるようにする、
付記[1]ないし付記[6]のいずれか1に記載の光学加工装置。
[8]
前記第1の光源と前記ワークとの間に設けられ、前記第1の光源から射出された前記第1のビームの前記第1の位置でのビーム形状を、第1の軸方向及び前記第1の軸方向に直交する第2の軸方向のうち、前記第1の軸方向の1軸方向に延びる直線状に発散させる第1の光学素子を有する、第1の集光部と、
前記第2の光源と前記ワークとの間に設けられ、前記第2の光源から射出された前記第2のビームの前記第2の位置でのビーム形状を、前記第1の軸方向に平行な第3の軸方向と、前記第3の軸方向に直交する第4の軸方向とのうち、前記第3の軸方向の1軸方向に延びる直線状に発散させる第2の光学素子を有する、第2の集光部と
を備える、付記[1]ないし付記[4]のいずれか1に記載の光学加工装置。
[9]
前記第1の集光部は、前記第1の光学素子と前記ワークとの間に設けられ、前記第1の光学素子で発散させた前記第2の軸方向に発散する前記第1のビームを前記第1の軸方向に集光する第3の光学素子を有し、
前記第2の集光部は、前記第2の光学素子と前記ワークとの間に設けられ、前記第2の光学素子で発散させた前記第4の軸方向に発散する前記第2のビームを前記第3の軸方向に集光する第4の光学素子を有する、付記[8]に記載の光学加工装置。
[10]
前記ワークの前記第1の位置の側に設けられ、ガスを射出又は吸入する第1のアシストガス口を備え、
前記ワークの前記第2の位置の側に設けられ、前記ガスを射出又は吸入する第2のアシストガス口を備え、
前記第1の光源の光軸を、前記ワークの前記第1の位置を含む面の法線に対して傾け、 前記第1のアシストガス口と、前記第2のアシストガス口とを、前記ワークを間に配置した状態で、対向させる、
付記[1]ないし付記[9]のいずれか1に記載の光学加工装置。
Claims (11)
- ワークの第1の位置から前記ワークの反対側の面の第2の位置に、前記ワークの溶融温度よりも低い温度の熱を伝熱させるように、前記第1の位置に第1のビームを照射する、第1の光源と、
前記第2の位置が前記伝熱により昇温した状態で、前記第2の位置に、前記ワークの溶融温度を超えるように第2のビームを照射する第2の光源と
を備え、
前記第1のビームの前記第1の光源に前記第2のビームが照射されることを防止するように、前記ワークの法線に対し前記第1のビームの光軸は異なる方向を持ち、前記第1のビームの光軸と前記第2のビームの光軸は異なる方向を持つ、光学加工装置。 - 前記ワークの法線に対し前記第2のビームの光軸は異なる方向を持つ、請求項1に記載の光学加工装置。
- 前記第1の光源からの前記第1のビームの照射、及び、前記第2の光源からの前記第2のビームの照射を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記第1の光源からの前記第1の位置での前記第1のビームの照射による、前記第2の位置への前記伝熱に応じて、前記第2の光源から前記第2のビームを照射させる、請求項1又は請求項2に記載の光学加工装置。 - 前記制御部は、前記第1の光源からの前記第1のビームの照射タイミング、及び、前記第2の光源からの前記第2のビームの照射タイミングを制御し、
前記制御部は、前記ワークの情報に基づいて、前記第1の光源からの前記第1のビームの照射タイミング、及び、前記第2の光源からの前記第2のビームの照射タイミングを調整する、請求項3に記載の光学加工装置。 - 前記ワークの前記第2の位置から所定距離、離れた位置の表面温度を計測する温度モニター部を備え、
前記制御部は、前記温度モニター部で計測した温度測定値に基づいて前記第2の光源からの前記第2のビームの照射強度を調整する、請求項3又は請求項4に記載の光学加工装置。 - 前記制御部は、前記第1のビームが照射される前記第1の位置、及び、前記第2のビームが照射される前記第2の位置を、前記第1の位置と前記第2の位置との位置関係を保つように制御する、請求項3ないし請求項5のいずれか1項に記載の光学加工装置。
- 前記第1のビームの前記第1の位置での第1のビームスポット径を、前記第2のビームの前記第2の位置での第2のビームスポット径に対して大きくする、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の光学加工装置。
- 前記第1のビームの第1の波長は、
前記第2のビームの第2の波長とは異なり、
前記第1の波長は、溶融前の前記ワークに対し、前記第2の波長に対する吸収率に比べ、吸収率が高くなるようにする、
請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の光学加工装置。 - 前記第1の光源と前記ワークとの間に設けられ、前記第1の光源から射出された前記第1のビームの前記第1の位置でのビーム形状を、第1の軸方向及び前記第1の軸方向に直交する第2の軸方向のうち、前記第1の軸方向の1軸方向に延びる直線状に発散させる第1の光学素子を有する、第1の集光部と、
前記第2の光源と前記ワークとの間に設けられ、前記第2の光源から射出された前記第2のビームの前記第2の位置でのビーム形状を、前記第1の軸方向に平行な第3の軸方向と、前記第3の軸方向に直交する第4の軸方向とのうち、前記第3の軸方向の1軸方向に延びる直線状に発散させる第2の光学素子を有する、第2の集光部と
を備える、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の光学加工装置。 - 前記第1の集光部は、前記第1の光学素子と前記ワークとの間に設けられ、前記第1の光学素子で発散させた前記第2の軸方向に発散する前記第1のビームを前記第1の軸方向に集光する第3の光学素子を有し、
前記第2の集光部は、前記第2の光学素子と前記ワークとの間に設けられ、前記第2の光学素子で発散させた前記第4の軸方向に発散する前記第2のビームを前記第3の軸方向に集光する第4の光学素子を有する、請求項9に記載の光学加工装置。 - ワークの第1の位置から前記ワークの反対側の面の第2の位置に、前記ワークの溶融温度よりも低い温度の熱を伝熱させるように、前記第1の位置に第1のビームを照射する、第1の光源と、
前記第2の位置が前記伝熱により昇温した状態で、前記第2の位置に、前記ワークの溶融温度を超えるように第2のビームを照射する第2の光源と
を備え、
前記ワークの前記第1の位置の側に設けられ、ガスを射出又は吸入する第1のアシストガス口を備え、
前記ワークの前記第2の位置の側に設けられ、前記ガスを射出又は吸入する第2のアシストガス口を備え、
前記第1の光源の光軸を、前記ワークの前記第1の位置を含む面の法線に対して傾け、
前記第1のアシストガス口と、前記第2のアシストガス口とを、前記ワークを間に配置した状態で、対向させる、
光学加工装置。
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