JPH022559Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH022559Y2 JPH022559Y2 JP1984073430U JP7343084U JPH022559Y2 JP H022559 Y2 JPH022559 Y2 JP H022559Y2 JP 1984073430 U JP1984073430 U JP 1984073430U JP 7343084 U JP7343084 U JP 7343084U JP H022559 Y2 JPH022559 Y2 JP H022559Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- convex
- workpiece
- axis
- tube
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- Expired
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005459 micromachining Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この考案は、レーザ光を被加工物に照射して溶
断等の加工を行なう際のレーザ光の集光装置に関
する。
断等の加工を行なう際のレーザ光の集光装置に関
する。
従来、レーザ光を被加工物に照射して被加工物
の溶断等を行なうレーザ加工装置が開発されてお
り、最近ではレーザ加工装置により、陰極線管の
曲面状フエースプレートの内面に螢光体を施こす
際のフオトマスクを作成することも行なわれてい
る。
の溶断等を行なうレーザ加工装置が開発されてお
り、最近ではレーザ加工装置により、陰極線管の
曲面状フエースプレートの内面に螢光体を施こす
際のフオトマスクを作成することも行なわれてい
る。
このとき、加工に用いられるレーザ発振器は通
常パルスレーザ発振器であり、凸レンズ、凹レン
ズ等からなる集光装置により、表面に金属薄膜が
形成され、曲面状フエースプレートと同じ曲率を
有する曲面ガラス基板に、第１図に示すように、
ビームスポツトＰが重なるように発振器からのレ
ーザ光を順次直線的に移動させながら集光し、前
記金属薄膜を非常に小さな一定幅で溶断し、これ
らの動作を繰り返して所定のマスクパターンのフ
オトマスクを作成しているが、発振器を出たレー
ザ光のビーム形状が円形であるため、被加工物表
面に集光されるビームスポツトＰが円形となり、
円形のビームスポツトＰを重ねたときに加工部分
に同図に示すようなばりＯが生じ、フオトマスク
の各加工線の幅がばらついて所望のマスクパター
ンを形成できず、しかも前記集光装置の最終段の
集光レンズと被加工物との距離がわずかに変動し
ただけで、ビームスポツトＰのスポツト径が大き
く変動するため、前記フオトマスクのような高精
度の微細加工を行なうことができないという欠点
がある。
常パルスレーザ発振器であり、凸レンズ、凹レン
ズ等からなる集光装置により、表面に金属薄膜が
形成され、曲面状フエースプレートと同じ曲率を
有する曲面ガラス基板に、第１図に示すように、
ビームスポツトＰが重なるように発振器からのレ
ーザ光を順次直線的に移動させながら集光し、前
記金属薄膜を非常に小さな一定幅で溶断し、これ
らの動作を繰り返して所定のマスクパターンのフ
オトマスクを作成しているが、発振器を出たレー
ザ光のビーム形状が円形であるため、被加工物表
面に集光されるビームスポツトＰが円形となり、
円形のビームスポツトＰを重ねたときに加工部分
に同図に示すようなばりＯが生じ、フオトマスク
の各加工線の幅がばらついて所望のマスクパター
ンを形成できず、しかも前記集光装置の最終段の
集光レンズと被加工物との距離がわずかに変動し
ただけで、ビームスポツトＰのスポツト径が大き
く変動するため、前記フオトマスクのような高精
度の微細加工を行なうことができないという欠点
がある。
そこで、実開昭57−28416号公報に開示されて
いるような集光装置によりスポツトを四角形でか
つ変形自在にすることが考えられている。
いるような集光装置によりスポツトを四角形でか
つ変形自在にすることが考えられている。
すなわち、第２図に示すように、それぞれ主軸
が四角形のビーム形状のレーザビーム１の光軸３
に一致した２個の凸面筒レンズS1，S2を、両凸面
筒レンズS1，S2の筒軸２，２′が直交するように
配置して集光装置を構成し、両凸面筒レンズS1，
S2および被照射体の関係位置を調節することによ
り、被照射体上に集光されるスポツトの形を正方
形や長方形に変形し、あるいはスポツトの大きさ
を変形するものであるが、スポツトが矩形である
ため、加工の際に第１図に示すようなばりＯが生
じることがない反面、第２の凸面筒レンズS2と被
照射体との距離がわずかに変動しただけでスポツ
トの形や大きさが大きく変動するため、この種の
装置によりレーザ光を集光して前記フオトマスク
のような加工線幅の非常に小さな加工を行なう場
合には、加工線幅が大きく変動してしまい、やは
り微細加工には適さないという欠点がある。
が四角形のビーム形状のレーザビーム１の光軸３
に一致した２個の凸面筒レンズS1，S2を、両凸面
筒レンズS1，S2の筒軸２，２′が直交するように
配置して集光装置を構成し、両凸面筒レンズS1，
S2および被照射体の関係位置を調節することによ
り、被照射体上に集光されるスポツトの形を正方
形や長方形に変形し、あるいはスポツトの大きさ
を変形するものであるが、スポツトが矩形である
ため、加工の際に第１図に示すようなばりＯが生
じることがない反面、第２の凸面筒レンズS2と被
照射体との距離がわずかに変動しただけでスポツ
トの形や大きさが大きく変動するため、この種の
装置によりレーザ光を集光して前記フオトマスク
のような加工線幅の非常に小さな加工を行なう場
合には、加工線幅が大きく変動してしまい、やは
り微細加工には適さないという欠点がある。
この考案は、前記の点に留意してなされたもの
であり、第２凸面筒レンズと被加工物との間の距
離の変動による被加工物表面におけるビームスポ
ツトの幅の変動を大幅に低減することを目的とす
る。
であり、第２凸面筒レンズと被加工物との間の距
離の変動による被加工物表面におけるビームスポ
ツトの幅の変動を大幅に低減することを目的とす
る。
この考案は、主軸がレーザ光の光軸に一致し、
かつ筒軸が被加工物の加工方向に平行に配設され
た第１凸面筒レンズと、筒軸が前記加工方向に平
行に、かつ前記第１凸面筒レンズの焦点線近傍に
配設され前記第１凸面筒レンズを介した前記レー
ザ光をほぼ平行光にする凹面筒レンズと、筒軸が
前記加工方向に垂直に、かつ前記凹面筒レンズと
前記被加工物との間に前記光軸方向に移動自在に
配設された集光用の第２凸面筒レンズとを備えた
集光装置である。
かつ筒軸が被加工物の加工方向に平行に配設され
た第１凸面筒レンズと、筒軸が前記加工方向に平
行に、かつ前記第１凸面筒レンズの焦点線近傍に
配設され前記第１凸面筒レンズを介した前記レー
ザ光をほぼ平行光にする凹面筒レンズと、筒軸が
前記加工方向に垂直に、かつ前記凹面筒レンズと
前記被加工物との間に前記光軸方向に移動自在に
配設された集光用の第２凸面筒レンズとを備えた
集光装置である。
したがつて、この考案の集光装置によると、第
１凸面筒レンズの焦点線近傍に凹面筒レンズを配
設し、凹面筒レンズと被加工物との間に第２凸面
筒レンズを配設し、第１凸面筒レンズ、凹面筒レ
ンズの筒軸を加工方向に平行にし、第２凸面筒レ
ンズの筒軸を加工方向に垂直にしたことにより、
第２凸面筒レンズと被加工物との間の距離がわず
かに変動した場合に、加工方向へのビームスポツ
トの長さは変動しても、従来のようにスポツトの
幅が大きく変動することはなく、ビームスポツト
の幅の変動を大幅に低減することができ、前記し
たフオトマスクのように加工線幅の小さな微細加
工を精度よく行なうことができ、しかも加工部分
にばりが生じることもなく、被加工物を高精度か
つ高品位に加工することができ、非常に実用的で
ある。
１凸面筒レンズの焦点線近傍に凹面筒レンズを配
設し、凹面筒レンズと被加工物との間に第２凸面
筒レンズを配設し、第１凸面筒レンズ、凹面筒レ
ンズの筒軸を加工方向に平行にし、第２凸面筒レ
ンズの筒軸を加工方向に垂直にしたことにより、
第２凸面筒レンズと被加工物との間の距離がわず
かに変動した場合に、加工方向へのビームスポツ
トの長さは変動しても、従来のようにスポツトの
幅が大きく変動することはなく、ビームスポツト
の幅の変動を大幅に低減することができ、前記し
たフオトマスクのように加工線幅の小さな微細加
工を精度よく行なうことができ、しかも加工部分
にばりが生じることもなく、被加工物を高精度か
つ高品位に加工することができ、非常に実用的で
ある。
〔実施例〕
つぎに、この考案を、その１実施例を示した第
３図以下の図面とともに詳細に説明する。
３図以下の図面とともに詳細に説明する。
第３図において、４は主軸が四角形にビーム形
成されたレーザ光Ｌの光軸５に一致し、かつ筒軸
４′が加工方向Ａに平行に配設された第１凸面筒
レンズ、６は主軸が光軸５に一致し筒軸６′が加
工方向に平行に、かつ第１凸面筒レンズ４の焦点
線近傍に配設され第１凸面筒レンズ４を介したレ
ーザ光Ｌをほぼ平行光にする凹面筒レンズ、７は
主軸が光軸５に一致し筒軸７′が加工方向Ａに垂
直に、かつ凹面筒レンズ６と被加工物（図示せ
ず）との間に配設された集光用の第２凸面筒レン
ズであり、光軸５方向に移動自在に配設されると
ともに、各レンズ４，６，７が光軸５を中心に一
体となつて回転自在に支持されており、各レンズ
４，６，７により集光装置８が構成されている。
成されたレーザ光Ｌの光軸５に一致し、かつ筒軸
４′が加工方向Ａに平行に配設された第１凸面筒
レンズ、６は主軸が光軸５に一致し筒軸６′が加
工方向に平行に、かつ第１凸面筒レンズ４の焦点
線近傍に配設され第１凸面筒レンズ４を介したレ
ーザ光Ｌをほぼ平行光にする凹面筒レンズ、７は
主軸が光軸５に一致し筒軸７′が加工方向Ａに垂
直に、かつ凹面筒レンズ６と被加工物（図示せ
ず）との間に配設された集光用の第２凸面筒レン
ズであり、光軸５方向に移動自在に配設されると
ともに、各レンズ４，６，７が光軸５を中心に一
体となつて回転自在に支持されており、各レンズ
４，６，７により集光装置８が構成されている。
そして第１凸面筒レンズ４により横方向に絞ら
れた四角形のビーム形状のレーザ光Ｌが凹面筒レ
ンズ６により平行光にされ、この平行光が第２凸
面筒レンズ７により縦方向に絞られるため、被加
工物表面におけるビームスポツトＰの形状は四角
形となる。
れた四角形のビーム形状のレーザ光Ｌが凹面筒レ
ンズ６により平行光にされ、この平行光が第２凸
面筒レンズ７により縦方向に絞られるため、被加
工物表面におけるビームスポツトＰの形状は四角
形となる。
このとき、被加工物が第２凸面筒レンズ７のほ
ぼ焦点線上に位置している場合に、被加工物表面
のレーザ光ＬのビームスポツトＰが第４図ａに示
すような形状であるとすると、第２凸面筒レンズ
７が移動して被加工物が第２凸面筒レンズ７の焦
点線の前方あるいは後方に位置するようになつた
場合、前記したように第２凸面筒レンズ７により
平行光が縦方向に絞られているため、被加工物表
面におけるビームスポツトＰは、同図ｂに示すよ
うに、加工方向Ａに垂直な方向への長さ、すなわ
ちスポツトの幅はほとんど変わらずに加工方向Ａ
にのみ長くなる。
ぼ焦点線上に位置している場合に、被加工物表面
のレーザ光ＬのビームスポツトＰが第４図ａに示
すような形状であるとすると、第２凸面筒レンズ
７が移動して被加工物が第２凸面筒レンズ７の焦
点線の前方あるいは後方に位置するようになつた
場合、前記したように第２凸面筒レンズ７により
平行光が縦方向に絞られているため、被加工物表
面におけるビームスポツトＰは、同図ｂに示すよ
うに、加工方向Ａに垂直な方向への長さ、すなわ
ちスポツトの幅はほとんど変わらずに加工方向Ａ
にのみ長くなる。
したがつて、前記実施例によると、第２凸面筒
レンズ７と被加工物との間の距離が変動した場
合、被加工物表面における加工方向Ａへのビーム
スポツトＰの長さは大きく変動しても、従来のよ
うにスポツトの幅が大きく変動することはなく、
前記フオトマスクの場合のような微細加工を容易
に行なうことができ、しかも加工部分にばりが生
じることもなく、被加工物を高精度かつ高品位に
加工することが可能となり、非常に実用的であ
る。
レンズ７と被加工物との間の距離が変動した場
合、被加工物表面における加工方向Ａへのビーム
スポツトＰの長さは大きく変動しても、従来のよ
うにスポツトの幅が大きく変動することはなく、
前記フオトマスクの場合のような微細加工を容易
に行なうことができ、しかも加工部分にばりが生
じることもなく、被加工物を高精度かつ高品位に
加工することが可能となり、非常に実用的であ
る。
また、各レンズ４，６，７が一体となつて回転
自在に支持されているため、被加工物の加工線が
曲つていても、曲つた前記加工線に追従して各レ
ンズ４，６，７を回転させることにより、前記加
工線の加工を行なうことができる。
自在に支持されているため、被加工物の加工線が
曲つていても、曲つた前記加工線に追従して各レ
ンズ４，６，７を回転させることにより、前記加
工線の加工を行なうことができる。
第１図はレーザ加工の動作説明図、第２図は従
来の集光装置の斜視図、第３図以下の図面はこの
考案の集光装置の１実施例を示し、第３図は斜視
図、第４図ａ，ｂは動作説明図である。 ４，７……第１、第２凸面筒レンズ、６……凹
面筒レンズ、５……光軸、４′，６′，７′……筒
軸、８……集光装置。
来の集光装置の斜視図、第３図以下の図面はこの
考案の集光装置の１実施例を示し、第３図は斜視
図、第４図ａ，ｂは動作説明図である。 ４，７……第１、第２凸面筒レンズ、６……凹
面筒レンズ、５……光軸、４′，６′，７′……筒
軸、８……集光装置。
Claims (1)
- 主軸がレーザ光の光軸に一致し、かつ筒軸が被
加工物の加工方向に平行に配設された第１凸面筒
レンズと、筒軸が前記加工方向に平行に、かつ前
記第１凸面筒レンズの焦点線近傍に配設され前記
第１凸面筒レンズを介した前記レーザ光をほぼ平
行光にする凹面筒レンズと、筒軸が前記加工方向
に垂直に、かつ前記凹面筒レンズと前記被加工物
との間に前記光軸方向に移動自在に配設された集
光用の第２凸面筒レンズとを備えた集光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984073430U JPS60186984U (ja) | 1984-05-19 | 1984-05-19 | 集光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1984073430U JPS60186984U (ja) | 1984-05-19 | 1984-05-19 | 集光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60186984U JPS60186984U (ja) | 1985-12-11 |
| JPH022559Y2 true JPH022559Y2 (ja) | 1990-01-22 |
Family
ID=30612789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1984073430U Granted JPS60186984U (ja) | 1984-05-19 | 1984-05-19 | 集光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60186984U (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2633306B2 (ja) * | 1988-06-23 | 1997-07-23 | 松下電子工業株式会社 | レーザ加工方法 |
| JP2533633B2 (ja) * | 1989-01-27 | 1996-09-11 | 富士電機株式会社 | 多階調パタ―ンマ―キング装置 |
| JP4584683B2 (ja) * | 2003-11-14 | 2010-11-24 | 川崎重工業株式会社 | レーザ溶接用集光ヘッド |
| JP6204964B2 (ja) * | 2015-12-08 | 2017-09-27 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ加工機 |
-
1984
- 1984-05-19 JP JP1984073430U patent/JPS60186984U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60186984U (ja) | 1985-12-11 |
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