JP7452092B2 - レーザ加工装置、レーザ加工方法、およびレーザ加工装置の制御方法 - Google Patents
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Description
この構成によれば、被加工物が、例えば集電体のように、芯材の加工に必要なレーザ光のエネルギー密度が異なる場合に、同じレーザ発振源を用いてビーム径を変化させることにより、加工箇所に応じたレーザ光のエネルギー密度に変化させることができる。
この構成によれば、被加工物が、例えば集電体のように、芯材の加工と芯材の表面を覆う材料の加工とに必要なレーザ光のエネルギー密度が異なる場合に、加工しやすい表面の材料を広く除去でき、加工品質が向上する。
この構成では、レーザ集光径調整部がビーム径を変更することにより、レーザ光のビーム径を瞬時に変更できる。これにより、制御部は、レーザ発振源などを制御せずに、第1の組み合わせのレーザ光から、第2の組み合わせのレーザ光へと瞬時に切り替えることができる。
この構成によれば、第1の組み合わせのレーザ光が照射された際に活物質層が除去されているため、金属箔の切断時に、活物質層の飛散活物質からプルームが発生しない。これにより、金属箔の切断時に、レーザ光がプルームに吸収されないため、被加工物に照射されるエネルギー量の効率を高めることができ、被加工物の切断品質が向上する。
図1は、本発明の実施形態としてのレーザ加工装置10の概略ブロック図である。レーザ加工装置10は、レーザ発振源1から照射されたレーザ光LZを加工対象である被加工物OBに照射することにより、被加工物OBを任意の形状に切断する装置である。図1に示されるように、レーザ加工装置10は、レーザ光を照射するレーザ発振源(レーザ発振部)1と、レーザ発振源1から照射されたレーザ光を平行光に調整するレーザビーム径調整部2と、レーザビーム径調整部2により平行光に調整されたレーザ光のビーム径を変更可能なレーザ集光径調整部3と、レーザ集光径調整部3により調整されたレーザ光LZが被加工物OBに照射される照射位置を走査する走査部4と、レーザ発振源1とレーザ集光径調整部3と走査部4とを制御する制御部5と、を備えている。
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
2…レーザビーム径調整部
3…レーザ集光径調整部
4…走査部
5…制御部
10…レーザ加工装置
AM1…上面活物質層
AM2…下面活物質層
CS…直交座標系
LZ,LZx…レーザ光
LZ1…第1レーザ光
LZ2…第2レーザ光
MF…金属箔
OB…被加工物
P1…除去部
P2…切断箇所
PL…プルーム
Claims (5)
- レーザ加工装置であって、
レーザ光を照射するレーザ発振部と、
被加工物に対するレーザ光の照射位置を走査する走査部と、
前記レーザ発振部から照射されるレーザ光のエネルギー密度およびビーム径を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記被加工物の所定箇所に対して、エネルギー密度とビーム径との第1の組み合わせで前記レーザ光を照射させ、
前記被加工物の前記所定箇所に対して、前記第1の組み合わせと比較して、前記レーザ光のエネルギー密度を高くし、かつ、前記レーザ光のビーム径を狭くした第2の組み合わせで前記レーザ光を、前記第1の組み合わせの前記レーザ光と同時に照射させ、
前記第2の組み合わせのビーム径の範囲を前記第1の組み合わせのビーム径の範囲内に配置し、
レーザ加工の走査方向に沿って、前記第2の組み合わせの前記レーザ光の光軸を、前記第1の組み合わせの前記レーザ光の光軸の後方側に配置し、
前記被加工物は、金属箔と、前記金属箔の表面に形成された活物質層であって、切断に要するレーザ光のエネルギー密度が前記金属箔よりも小さい活物質層と、を含み、
前記制御部は、
前記第1の組み合わせにおける前記レーザ光のエネルギー密度を、前記活物質層を切断可能、かつ、前記金属箔を切断不可能なエネルギー密度とし、
前記第2の組み合わせにおける前記レーザ光のエネルギー密度を、前記金属箔を切断可能なエネルギー密度以上にする、レーザ加工装置。 - 請求項1に記載のレーザ加工装置であって、
前記制御部は、前記第1の組み合わせにおいて、前記第2の組み合わせと比較して、前記レーザ光のビーム径を1.5倍以上とする、レーザ加工装置。 - 請求項1または請求項2に記載のレーザ加工装置であって、さらに、
前記レーザ光のビーム径を変更するレーザ集光径調整部を備え、
前記制御部は、前記レーザ集光径調整部に前記レーザ光のビーム径を変更させる、レーザ加工装置。 - レーザ加工方法であって、
エネルギー密度とビーム径とが第1の組み合わせのレーザ光を照射する第1照射工程と、
被加工物の所定箇所に対して、前記第1の組み合わせの前記レーザ光の照射位置を走査する第1走査工程と、
前記第1の組み合わせと比較して、前記レーザ光のエネルギー密度を高くし、かつ、前記レーザ光のビーム径を狭くした第2の組み合わせの前記レーザ光を、前記第1の組み合わせの前記レーザ光と同時に照射する第2照射工程と、
前記被加工物の前記所定箇所に対して、前記第2の組み合わせの前記レーザ光の照射位置を、前記第1走査工程と同時に走査する第2走査工程と、
を備え、
前記第2照射工程は、前記第2の組み合わせのビーム径の範囲を前記第1の組み合わせのビーム径の範囲内に配置し、
前記第2走査工程は、前記第1走査工程におけるレーザ加工の走査方向に沿って、前記第2の組み合わせの前記レーザ光の光軸を、前記第1の組み合わせの前記レーザ光の光軸の後方側に配置し、
前記被加工物は、金属箔と、前記金属箔の表面に形成された活物質層であって、切断に要するレーザ光のエネルギー密度が前記金属箔よりも小さい活物質層と、を含み、
前記第1照射工程は、前記第1の組み合わせにおける前記レーザ光のエネルギー密度を、前記活物質層を切断可能、かつ、前記金属箔を切断不可能なエネルギー密度とし、
前記第2照射工程は、前記第2の組み合わせにおける前記レーザ光のエネルギー密度を、前記金属箔を切断可能なエネルギー密度以上にする、レーザ加工方法。 - レーザ光を照射するレーザ発振部と、被加工物に対するレーザ光の照射位置を走査する走査部と、を備えるレーザ加工装置の制御方法であって、
前記レーザ発振部が、エネルギー密度とビーム径とが第1の組み合わせのレーザ光を照射する第1照射工程と、
前記被加工物の所定箇所に対して、前記第1の組み合わせの前記レーザ光の照射位置を走査する第1走査工程と、
前記レーザ発振部が、前記第1の組み合わせと比較して、前記レーザ光のエネルギー密度を高くし、かつ、前記レーザ光のビーム径を狭くした第2の組み合わせの前記レーザ光を、前記第1の組み合わせの前記レーザ光と同時に照射する第2照射工程と、
前記走査部が、前記被加工物の前記所定箇所に対して、前記第2の組み合わせの前記レーザ光の照射位置を、前記第1走査工程と同時に走査する第2走査工程と、
を備え、
前記第2照射工程は、前記第2の組み合わせのビーム径の範囲を前記第1の組み合わせのビーム径の範囲内に配置し、
前記第2走査工程は、前記第1走査工程におけるレーザ加工の走査方向に沿って、前記第2の組み合わせの前記レーザ光の光軸を、前記第1の組み合わせの前記レーザ光の光軸の後方側に配置し、
前記被加工物は、金属箔と、前記金属箔の表面に形成された活物質層であって、切断に要するレーザ光のエネルギー密度が前記金属箔よりも小さい活物質層と、を含み、
前記第1照射工程は、前記第1の組み合わせにおける前記レーザ光のエネルギー密度を、前記活物質層を切断可能、かつ、前記金属箔を切断不可能なエネルギー密度とし、
前記第2照射工程は、前記第2の組み合わせにおける前記レーザ光のエネルギー密度を、前記金属箔を切断可能なエネルギー密度以上にする、レーザ加工装置の制御方法。
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