JPH05269584A - レーザー加工方法及び装置 - Google Patents
レーザー加工方法及び装置Info
- Publication number
- JPH05269584A JPH05269584A JP3059733A JP5973391A JPH05269584A JP H05269584 A JPH05269584 A JP H05269584A JP 3059733 A JP3059733 A JP 3059733A JP 5973391 A JP5973391 A JP 5973391A JP H05269584 A JPH05269584 A JP H05269584A
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- Japan
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- workpiece
- laser beam
- laser
- closed container
- laser processing
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザー光の照射により被加工物の金属表面
に種々のパターンを描画するレーザー加工において、照
射面における酸化防止と酸化促進の何れにも対処できる
レーザー加工方法及び装置を提供する。 【構成】 金属表面を有する被加工物４を密閉容器３内
に配置し、この容器３の内部を高真空又は置換ガス雰囲
気として、外部からレーザービーム７を密閉容器３の透
明カバー２８を通して上記被加工物４の金属表面に照射
することにより、その表面に照射軌跡による描画を施
す。
に種々のパターンを描画するレーザー加工において、照
射面における酸化防止と酸化促進の何れにも対処できる
レーザー加工方法及び装置を提供する。 【構成】 金属表面を有する被加工物４を密閉容器３内
に配置し、この容器３の内部を高真空又は置換ガス雰囲
気として、外部からレーザービーム７を密閉容器３の透
明カバー２８を通して上記被加工物４の金属表面に照射
することにより、その表面に照射軌跡による描画を施
す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光の照射によ
り被加工物の金属表面に種々のパターンを描画するレー
ザー加工方法及び装置に関するものであり、金属表面に
図柄、模様、マーク、文字等を線や点よりなるパターン
で構成したり、パターン自体の反射光沢の色合いが入射
光の角度や見る方向によって虹色様に多彩に変化する所
謂虹色発色加工を施す場合等に好適に利用される。
り被加工物の金属表面に種々のパターンを描画するレー
ザー加工方法及び装置に関するものであり、金属表面に
図柄、模様、マーク、文字等を線や点よりなるパターン
で構成したり、パターン自体の反射光沢の色合いが入射
光の角度や見る方向によって虹色様に多彩に変化する所
謂虹色発色加工を施す場合等に好適に利用される。
【０００２】
【従来技術とその課題】金属等の表面に図柄、模様、マ
ーク、文字等を描画する手段として、レーザー光を照射
して照射軌跡に形成される細い溝や凹点によって所要パ
ターンのの描画を施す方法が汎用されている。また、近
年では、レーザー光の照射面で干渉縞を生じさせ、金属
表面に該レーザー光の干渉縞に対応した微細凹凸を形成
することにより、描画パターン自体を反射光沢の色合い
が入射光の角度や見る方向によって虹色様に多彩に変化
するものとする、虹色発色加工技術も提案されている
（例えば特開平２−２６３５８９号公報等）。
ーク、文字等を描画する手段として、レーザー光を照射
して照射軌跡に形成される細い溝や凹点によって所要パ
ターンのの描画を施す方法が汎用されている。また、近
年では、レーザー光の照射面で干渉縞を生じさせ、金属
表面に該レーザー光の干渉縞に対応した微細凹凸を形成
することにより、描画パターン自体を反射光沢の色合い
が入射光の角度や見る方向によって虹色様に多彩に変化
するものとする、虹色発色加工技術も提案されている
（例えば特開平２−２６３５８９号公報等）。
【０００３】しかるに、被加工物の表面がステンレス鋼
等の金属である場合、レーザー光の照射面が高熱によっ
て酸化され易く、描画パターンが金属素地とは異なる色
合いの酸化層によって着色して視認されるため、被加工
物の種類や用途によっては上記着色が問題になることが
あり、この酸化を防止することが要望される。特に、虹
色発色加工では、反射光沢の色合いが上記酸化着色に影
響され、鮮明さや彩度の点で装飾的価値の低下を招くと
いう問題があった。
等の金属である場合、レーザー光の照射面が高熱によっ
て酸化され易く、描画パターンが金属素地とは異なる色
合いの酸化層によって着色して視認されるため、被加工
物の種類や用途によっては上記着色が問題になることが
あり、この酸化を防止することが要望される。特に、虹
色発色加工では、反射光沢の色合いが上記酸化着色に影
響され、鮮明さや彩度の点で装飾的価値の低下を招くと
いう問題があった。
【０００４】一方、金属表面に焼入れマーク等を施す場
合には加工効率や仕上がりの点から酸化性の強い方が好
ましく、また上記酸化着色を目的とした加工もあり、こ
れらの加工においては上記とは全く逆に酸化を促進する
ことが要望される。
合には加工効率や仕上がりの点から酸化性の強い方が好
ましく、また上記酸化着色を目的とした加工もあり、こ
れらの加工においては上記とは全く逆に酸化を促進する
ことが要望される。
【０００５】本発明は、上述の事情に鑑みて、レーザー
光の照射面における酸化防止と酸化促進という相矛盾し
た要望にも充分に対処できるレーザー加工方法及び装置
を提供することを目的としている。
光の照射面における酸化防止と酸化促進という相矛盾し
た要望にも充分に対処できるレーザー加工方法及び装置
を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るレーザー加工方法の第１は、金属表面
を有する被加工物を密閉容器内に配置し、該容器の内部
を高真空又は置換ガス雰囲気として、外部からレーザー
ビームを密閉容器の透明部を通して上記被加工物の金属
表面に照射することにより、該表面に照射軌跡による描
画を施すことを特徴とする構成を採用したものである。
に、本発明に係るレーザー加工方法の第１は、金属表面
を有する被加工物を密閉容器内に配置し、該容器の内部
を高真空又は置換ガス雰囲気として、外部からレーザー
ビームを密閉容器の透明部を通して上記被加工物の金属
表面に照射することにより、該表面に照射軌跡による描
画を施すことを特徴とする構成を採用したものである。
【０００７】また本発明に係るレーザー加工方法の第２
は上記第１の加工方法における置換ガスとして不活性ガ
スを用い、同じく第３は同置換ガスとして酸素ガス又は
高酸素濃度のガスを用いるものである。
は上記第１の加工方法における置換ガスとして不活性ガ
スを用い、同じく第３は同置換ガスとして酸素ガス又は
高酸素濃度のガスを用いるものである。
【０００８】一方、同様目的において、本発明に係るレ
ーザー加工装置の第１は、真空吸引口又は（及び）置換
ガス導入口を備えると共に少なくとも一部が透明な被加
工物配置用の密閉容器と、レーザー共振器と、該共振器
より出射されるレーザービームを上記密閉容器の透明部
を通して被加工物の表面に照射するスキャンヘッドとを
具備してなる構成を採用したものである。
ーザー加工装置の第１は、真空吸引口又は（及び）置換
ガス導入口を備えると共に少なくとも一部が透明な被加
工物配置用の密閉容器と、レーザー共振器と、該共振器
より出射されるレーザービームを上記密閉容器の透明部
を通して被加工物の表面に照射するスキャンヘッドとを
具備してなる構成を採用したものである。
【０００９】更に本発明に係るレーザー加工装置の第２
は、上記第１の加工装置における密閉容器内に、被加工
物を保持して回転駆動する回転テーブルが配置されてな
る構成を採用したものである。
は、上記第１の加工装置における密閉容器内に、被加工
物を保持して回転駆動する回転テーブルが配置されてな
る構成を採用したものである。
【００１０】
【作用】密閉容器内を高真空雰囲気とすれば、その内部
に配置された被加工物の表面に容器外からレーザー光が
照射されても酸化のもとになる酸素が存在しないため、
照射面で酸化層を生じることはない。同様に、密閉容器
内を窒素ガス等の不活性ガスで置換しても照射面で酸化
層を生じない。従って、通常の加飾加工や虹色発色加工
等で酸化発色による描画パターンの着色を嫌う場合は、
本発明において密閉容器内を高真空雰囲気又は不活性ガ
ス雰囲気に設定すればよい。
に配置された被加工物の表面に容器外からレーザー光が
照射されても酸化のもとになる酸素が存在しないため、
照射面で酸化層を生じることはない。同様に、密閉容器
内を窒素ガス等の不活性ガスで置換しても照射面で酸化
層を生じない。従って、通常の加飾加工や虹色発色加工
等で酸化発色による描画パターンの着色を嫌う場合は、
本発明において密閉容器内を高真空雰囲気又は不活性ガ
ス雰囲気に設定すればよい。
【００１１】一方、密閉容器内を酸素ガス又は高酸素濃
度のガスで置換すれば、通常の空気中におけるレーザー
加工の場合よりも、被加工物のレーザー光照射面で酸化
が生じ易くなる。従って、金属表面に焼入れマーク等を
施す場合や描画パターンの酸化による着色を積極的に利
用する加飾加工等では、本発明において密閉容器内を酸
素ガス又は高酸素濃度のガス雰囲気に設定すればよい。
度のガスで置換すれば、通常の空気中におけるレーザー
加工の場合よりも、被加工物のレーザー光照射面で酸化
が生じ易くなる。従って、金属表面に焼入れマーク等を
施す場合や描画パターンの酸化による着色を積極的に利
用する加飾加工等では、本発明において密閉容器内を酸
素ガス又は高酸素濃度のガス雰囲気に設定すればよい。
【００１２】しかして、密閉容器内に被加工物を保持し
て回転駆動する回転テーブルを設けておけば、被加工物
が壺や花器等の回転体外形を有する場合に、その中心軸
を回転テーブルの回転軸心に一致させることにより、レ
ーザービームを照射するスキャンヘッド側を定位置に設
定した状態で、回転テーブルの回転により連続的あるい
は間欠的に被加工物のスキャン面を更新しつつ上記の各
雰囲気による加工を施すことができる。従って、通常の
加飾加工では被加工物の照射面に加工用収束レンズの焦
点を位置させる必要があり、また虹色発色加工において
は照射面で干渉縞を生じさせる上で同レンズの焦点より
深浅一方向にずれた一定位置に照射面を位置させる必要
があるが、上記回転テーブルによって回転体外形の三次
元曲面に対する加工においてもスキャン面の位置を一定
に保持できるから、描画におけるレーザービームの焦点
深度を調整する光学系の制御が非常に容易となる。
て回転駆動する回転テーブルを設けておけば、被加工物
が壺や花器等の回転体外形を有する場合に、その中心軸
を回転テーブルの回転軸心に一致させることにより、レ
ーザービームを照射するスキャンヘッド側を定位置に設
定した状態で、回転テーブルの回転により連続的あるい
は間欠的に被加工物のスキャン面を更新しつつ上記の各
雰囲気による加工を施すことができる。従って、通常の
加飾加工では被加工物の照射面に加工用収束レンズの焦
点を位置させる必要があり、また虹色発色加工において
は照射面で干渉縞を生じさせる上で同レンズの焦点より
深浅一方向にずれた一定位置に照射面を位置させる必要
があるが、上記回転テーブルによって回転体外形の三次
元曲面に対する加工においてもスキャン面の位置を一定
に保持できるから、描画におけるレーザービームの焦点
深度を調整する光学系の制御が非常に容易となる。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係るレーザー加工
機を示す。図中の１は右前面に描画操作盤１ａを有する
と共に左前面にレーザー操作盤１ｂを備えた加工機本
体、２は本体１上部の中央前部側に突出状に配置したス
キャンヘッド、３は同後部側に配置して内部に被加工物
４を収納した密閉容器、５は本体１の左上部に設置され
た加工面観察用の画像表示装置、５ａはその撮像カメ
ラ、５ｂは加工面を照明する投光器である。
機を示す。図中の１は右前面に描画操作盤１ａを有する
と共に左前面にレーザー操作盤１ｂを備えた加工機本
体、２は本体１上部の中央前部側に突出状に配置したス
キャンヘッド、３は同後部側に配置して内部に被加工物
４を収納した密閉容器、５は本体１の左上部に設置され
た加工面観察用の画像表示装置、５ａはその撮像カメ
ラ、５ｂは加工面を照明する投光器である。
【００１４】図２は同レーザー加工機における光学系の
構成を示す。図中の６はＹＡＧレーザー等のレーザー共
振器であり、これより出射されたレーザービーム７は、
反射鏡８にて９０°方向転換し、拡大レンズを内蔵した
ビームエキスパンダー９にて光軸径を拡大してＺスキャ
ナー（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｆｏｃｕｓ）１０の可動レンズ
１０ａを通り、集光レンズ（Ｉｍａｇｉｎｇ Ｏｂｊｅ
ｃｔｉｖｅ）１１にて収束されＸスキャナー１２及びＹ
スキャナー１３の回転反射鏡１２ａ，１３ａにてビーム
方向を制御されて被加工物４の表面に照射される。
構成を示す。図中の６はＹＡＧレーザー等のレーザー共
振器であり、これより出射されたレーザービーム７は、
反射鏡８にて９０°方向転換し、拡大レンズを内蔵した
ビームエキスパンダー９にて光軸径を拡大してＺスキャ
ナー（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｆｏｃｕｓ）１０の可動レンズ
１０ａを通り、集光レンズ（Ｉｍａｇｉｎｇ Ｏｂｊｅ
ｃｔｉｖｅ）１１にて収束されＸスキャナー１２及びＹ
スキャナー１３の回転反射鏡１２ａ，１３ａにてビーム
方向を制御されて被加工物４の表面に照射される。
【００１５】ここで、Ｚスキャナー１０は、Ｘ及びＹス
キャナー１２，１３による所定のスキャン範囲内で、集
光レンズ１１による焦点位置をビーム角度と予め測定し
た被加工物４の曲面形状のデータに応じて加工面上の定
位置に設定する。すなわち、この焦点の定位置は、通常
の加飾加工では被加工物４の表面、虹色発色加工では該
表面に対して上下一方にずれた位置である。
キャナー１２，１３による所定のスキャン範囲内で、集
光レンズ１１による焦点位置をビーム角度と予め測定し
た被加工物４の曲面形状のデータに応じて加工面上の定
位置に設定する。すなわち、この焦点の定位置は、通常
の加飾加工では被加工物４の表面、虹色発色加工では該
表面に対して上下一方にずれた位置である。
【００１６】なお、レーザービーム７の照射位置におけ
る加工状態は、投光器５ｂにより照らされた被加工物４
の加工面を撮像カメラ５ａにて捉えて画像表示装置５で
画面表示して観察される。またレーザー共振器６の後方
同軸上には、レーザービーム７の可視化と焦点位置の観
察を行うために、Ｈｅ−Ｎｅレーザー等からなる補助レ
ーザー１４が設置されている。
る加工状態は、投光器５ｂにより照らされた被加工物４
の加工面を撮像カメラ５ａにて捉えて画像表示装置５で
画面表示して観察される。またレーザー共振器６の後方
同軸上には、レーザービーム７の可視化と焦点位置の観
察を行うために、Ｈｅ−Ｎｅレーザー等からなる補助レ
ーザー１４が設置されている。
【００１７】図３は上記レーザー加工機のレーザー加工
部を示す。図中の１５は該加工部の全体を装備したキャ
スター１５ａ付きの台車型機枠であり、その下部にレー
ザー共振器６が取付けボルト６ａを介して高さ調整可能
に水平に設置され、また該機枠１５に取り付けた垂直支
持板１６に縦型スライド基台１７が固設されると共に、
このスライド基台１７にはモーター１８ａの駆動によっ
て昇降するＺテーブル１８が嵌装されている。そして、
Ｚテーブル１８に直立状態に固定された角筒状ヘッド支
持杆１９の上部に、前記のＸスキャナー１２及びＹスキ
ャナー１３を内蔵したスキャンヘッド２が取り付けられ
ている。２ａはスキャンヘッド２を覆うヘッドカバーで
ある。
部を示す。図中の１５は該加工部の全体を装備したキャ
スター１５ａ付きの台車型機枠であり、その下部にレー
ザー共振器６が取付けボルト６ａを介して高さ調整可能
に水平に設置され、また該機枠１５に取り付けた垂直支
持板１６に縦型スライド基台１７が固設されると共に、
このスライド基台１７にはモーター１８ａの駆動によっ
て昇降するＺテーブル１８が嵌装されている。そして、
Ｚテーブル１８に直立状態に固定された角筒状ヘッド支
持杆１９の上部に、前記のＸスキャナー１２及びＹスキ
ャナー１３を内蔵したスキャンヘッド２が取り付けられ
ている。２ａはスキャンヘッド２を覆うヘッドカバーで
ある。
【００１８】レーザー共振器６からスキャンヘッド２に
至るレーザービーム光路は水平光導管２０及び垂直光導
管２１の内部に設定されており、両光導管２０，２１の
間に前記の反射鏡８とビームエキスパンダー９が介装さ
れると共に、垂直光導管２０の上端部とスキャンヘッド
２との間に前記の集光レンズ１１とＺスキャナー１０が
介装されている。なお、垂直光導管２１は、Ｚテーブル
１８の昇降に伴うレーザービーム光路の距離変化に対応
できるように、スキャンヘッド２側に連結した太径の上
部管２１ａに、ビームエキスパンダー９側に連結した細
径の下部管２１ｂが挿嵌した伸縮型構造となっている。
至るレーザービーム光路は水平光導管２０及び垂直光導
管２１の内部に設定されており、両光導管２０，２１の
間に前記の反射鏡８とビームエキスパンダー９が介装さ
れると共に、垂直光導管２０の上端部とスキャンヘッド
２との間に前記の集光レンズ１１とＺスキャナー１０が
介装されている。なお、垂直光導管２１は、Ｚテーブル
１８の昇降に伴うレーザービーム光路の距離変化に対応
できるように、スキャンヘッド２側に連結した太径の上
部管２１ａに、ビームエキスパンダー９側に連結した細
径の下部管２１ｂが挿嵌した伸縮型構造となっている。
【００１９】一方、機枠１５には、レーザー共振器６の
上方に横型スライド基台２２が取付けられており、この
基台２２上にはモーター２３ａの駆動によって図３にお
ける紙面に対して垂直方向つまり左右方向に移動するＸ
テーブル２３が嵌装され、更に該Ｘテーブル２３上には
モーター２４ａの駆動によって前後方向に移動するＹテ
ーブル２４が嵌装されており、このＹテーブル２４上に
設けた受け枠２５に前記密閉容器３が枢軸３ａを介して
枢支されている。しかして、該密閉容器３は、受け枠２
５に取り付けたモーター２５ａの駆動によって、枢軸３
ａを中心として前後方向に傾動し得るように構成されて
いる。
上方に横型スライド基台２２が取付けられており、この
基台２２上にはモーター２３ａの駆動によって図３にお
ける紙面に対して垂直方向つまり左右方向に移動するＸ
テーブル２３が嵌装され、更に該Ｘテーブル２３上には
モーター２４ａの駆動によって前後方向に移動するＹテ
ーブル２４が嵌装されており、このＹテーブル２４上に
設けた受け枠２５に前記密閉容器３が枢軸３ａを介して
枢支されている。しかして、該密閉容器３は、受け枠２
５に取り付けたモーター２５ａの駆動によって、枢軸３
ａを中心として前後方向に傾動し得るように構成されて
いる。
【００２０】図４に示すように、密閉容器３は、前方斜
め上方略４５°を向く円形開口部２６ａを有する金属製
の容器本体２６と、この開口部２６ａに締め付け具２７
（図３参照）を介して密閉状に嵌着される略半球形のガ
ラス製カバー２８とで構成されている。しかして、容器
本体２６には、側壁後部に置換ガス導入口２９ａ及び真
空吸引口２９ｂが設けられると共に、底壁前部に径断面
略Ｔ字形の回転テーブル３０がベアリング３１，３１を
介して垂直方向の軸線回りに回転自在に軸支されてい
る。この回転テーブル３０は、本体２６の下面側に取り
付けたモーター３２の駆動により、軸部３０ａの容器本
体２６から下方外部へ突出した下端部に固着したベベル
ギヤ３３ａと該モーター３２の軸心に設けたベベルギヤ
３３ｂとの噛合を介して回転駆動する。
め上方略４５°を向く円形開口部２６ａを有する金属製
の容器本体２６と、この開口部２６ａに締め付け具２７
（図３参照）を介して密閉状に嵌着される略半球形のガ
ラス製カバー２８とで構成されている。しかして、容器
本体２６には、側壁後部に置換ガス導入口２９ａ及び真
空吸引口２９ｂが設けられると共に、底壁前部に径断面
略Ｔ字形の回転テーブル３０がベアリング３１，３１を
介して垂直方向の軸線回りに回転自在に軸支されてい
る。この回転テーブル３０は、本体２６の下面側に取り
付けたモーター３２の駆動により、軸部３０ａの容器本
体２６から下方外部へ突出した下端部に固着したベベル
ギヤ３３ａと該モーター３２の軸心に設けたベベルギヤ
３３ｂとの噛合を介して回転駆動する。
【００２１】そして、回転テーブル３０には軸心に沿い
上下に透通する真空吸引孔３４が形成されており、該回
転テーブル３０上に受け座３５を介して載置された被加
工物４が真空吸引によって該回転テーブル３０に吸着固
定されるように構成されている。なお、受け座３５は、
中心に回転テーブル３０の真空吸引孔３４に連通する透
孔３５ａを備えて、且つ被加工物４の種類に応じてその
底部形状に対応した上面形状を有するものが使用され、
回転テーブル３０にねじ止めによって着脱可能に取り付
けられる。図３では被加工物４が壺であり、受け座３５
として上面に該壺の底部を密に嵌合する凹部３５ｂを有
するものを用いている。また回転テーブル３０と受け座
３５との界面、ならびに受け座３５と被加工物４との界
面には、それぞれシールリング３６ａ，３６ｂが介装さ
れている。３６ｃは容器本体２６とカバー２８との接面
を気密封止するガスケットである。
上下に透通する真空吸引孔３４が形成されており、該回
転テーブル３０上に受け座３５を介して載置された被加
工物４が真空吸引によって該回転テーブル３０に吸着固
定されるように構成されている。なお、受け座３５は、
中心に回転テーブル３０の真空吸引孔３４に連通する透
孔３５ａを備えて、且つ被加工物４の種類に応じてその
底部形状に対応した上面形状を有するものが使用され、
回転テーブル３０にねじ止めによって着脱可能に取り付
けられる。図３では被加工物４が壺であり、受け座３５
として上面に該壺の底部を密に嵌合する凹部３５ｂを有
するものを用いている。また回転テーブル３０と受け座
３５との界面、ならびに受け座３５と被加工物４との界
面には、それぞれシールリング３６ａ，３６ｂが介装さ
れている。３６ｃは容器本体２６とカバー２８との接面
を気密封止するガスケットである。
【００２２】図５は上記構成のレーザー加工機における
ガス回路の一例を示す。図中のＬ１は密閉容器３の置換
ガス導入口２９ａに接続された配管、Ｌ２は真空吸引口
２９ｂに接続された配管、Ｌ３は回転テーブル３０に接
続された配管、ＳＯＬ１〜６は電磁弁、ＶＰは真空ポン
プ、Ｆはフィルター、ＰＳは圧力スイッチ、ＶＳは真空
圧スイッチ、ＰＧは圧力計、ＶＧは真空圧計、Ａは大気
開放口であり、電磁弁ＳＯＬ１は窒素ガスボンベＮ2 に
接続し、電磁弁ＳＯＬ２は酸素ガスボンベＯ2に接続し
ている。
ガス回路の一例を示す。図中のＬ１は密閉容器３の置換
ガス導入口２９ａに接続された配管、Ｌ２は真空吸引口
２９ｂに接続された配管、Ｌ３は回転テーブル３０に接
続された配管、ＳＯＬ１〜６は電磁弁、ＶＰは真空ポン
プ、Ｆはフィルター、ＰＳは圧力スイッチ、ＶＳは真空
圧スイッチ、ＰＧは圧力計、ＶＧは真空圧計、Ａは大気
開放口であり、電磁弁ＳＯＬ１は窒素ガスボンベＮ2 に
接続し、電磁弁ＳＯＬ２は酸素ガスボンベＯ2に接続し
ている。
【００２３】加工に際し、回転テーブル３０上で被加工
物４を吸着固定するにはＳＯＬ５及びＳＯＬ６をＯＮと
して真空ポンプＶＰを作動すればよい。しかして、通常
の加飾加工や虹色発色加工等で酸化発色による描画パタ
ーンの着色を嫌う場合、ＳＯＬ３及びＳＯＬ４をＯＮ，
ＳＯＬ１及びＳＯＬ２をＯＦＦとして真空ポンプＶＰに
よる吸引により密閉容器３内を高真空雰囲気にするか、
ＳＯＬ１をＯＮ、ＳＯＬ２及びＳＯＬ４をＯＦＦとして
窒素ガスボンベＮ2 より導入される窒素ガスによって密
閉容器３内を置換して不活性ガス雰囲気とすればよい。
一方、焼入れマーク等を施したり、描画パターンの酸化
による着色を積極的に利用する加飾加工を行う場合は、
ＳＯＬ２をＯＮ、ＳＯＬ１及びＳＯＬ４をＯＦＦとして
酸素ガスボンベＯ2 より導入される酸素ガスによって密
閉容器３内を置換して酸素ガス雰囲気とすればよい。
物４を吸着固定するにはＳＯＬ５及びＳＯＬ６をＯＮと
して真空ポンプＶＰを作動すればよい。しかして、通常
の加飾加工や虹色発色加工等で酸化発色による描画パタ
ーンの着色を嫌う場合、ＳＯＬ３及びＳＯＬ４をＯＮ，
ＳＯＬ１及びＳＯＬ２をＯＦＦとして真空ポンプＶＰに
よる吸引により密閉容器３内を高真空雰囲気にするか、
ＳＯＬ１をＯＮ、ＳＯＬ２及びＳＯＬ４をＯＦＦとして
窒素ガスボンベＮ2 より導入される窒素ガスによって密
閉容器３内を置換して不活性ガス雰囲気とすればよい。
一方、焼入れマーク等を施したり、描画パターンの酸化
による着色を積極的に利用する加飾加工を行う場合は、
ＳＯＬ２をＯＮ、ＳＯＬ１及びＳＯＬ４をＯＦＦとして
酸素ガスボンベＯ2 より導入される酸素ガスによって密
閉容器３内を置換して酸素ガス雰囲気とすればよい。
【００２４】被加工物４が図示の壺形のように回転体外
形を有する場合の加工は、密閉容器３内を所要の雰囲気
に設定すると共に、Ｘ，Ｙ，Ｚの各テーブル２３，２
４，１８の移動調整で被加工物４表面に対するレーザー
ビーム７のスキャン中心における照射位置及び焦点位置
を定めた上で、回転テーブル３０を連続的又は間欠的に
駆動しつつ、スキャンヘッド２からレーザービーム７を
密閉容器３のガラス製カバー２８を通して被加工物４の
表面に照射して行う。この時、レーザービーム７は目的
とする図柄、模様、マーク、文字等の描画パターンに対
応して回転テーブル３０の回転と連携して光軸方向を変
位制御する。そして、被加工物４の表面におけるスキャ
ン範囲の上下方向の移動は、被加工物４の外形に応じて
密閉容器３を前後傾動させるか、Ｚテーブル１８を昇降
させるが、これと共に、被加工物４の表面とスキャンヘ
ッド２との距離が変わる場合にはＹテーブル２４を前後
移動させる。
形を有する場合の加工は、密閉容器３内を所要の雰囲気
に設定すると共に、Ｘ，Ｙ，Ｚの各テーブル２３，２
４，１８の移動調整で被加工物４表面に対するレーザー
ビーム７のスキャン中心における照射位置及び焦点位置
を定めた上で、回転テーブル３０を連続的又は間欠的に
駆動しつつ、スキャンヘッド２からレーザービーム７を
密閉容器３のガラス製カバー２８を通して被加工物４の
表面に照射して行う。この時、レーザービーム７は目的
とする図柄、模様、マーク、文字等の描画パターンに対
応して回転テーブル３０の回転と連携して光軸方向を変
位制御する。そして、被加工物４の表面におけるスキャ
ン範囲の上下方向の移動は、被加工物４の外形に応じて
密閉容器３を前後傾動させるか、Ｚテーブル１８を昇降
させるが、これと共に、被加工物４の表面とスキャンヘ
ッド２との距離が変わる場合にはＹテーブル２４を前後
移動させる。
【００２５】また、被加工物４が非回転体外形で且つ三
次元曲面を有する場合でも、Ｘ，Ｙ，Ｚの各テーブル２
３，２４，１８の移動、回転テーブル３０による被加工
物４の向きの変化、密閉容器３の傾動により、自在にス
キャン範囲を移動して所要の描画を施すことができる。
しかして、これら各可動部の描画中の動作は、予め被加
工物４の外面形状を測定し、この測定データを制御系に
インプットすることにより、自動制御される。
次元曲面を有する場合でも、Ｘ，Ｙ，Ｚの各テーブル２
３，２４，１８の移動、回転テーブル３０による被加工
物４の向きの変化、密閉容器３の傾動により、自在にス
キャン範囲を移動して所要の描画を施すことができる。
しかして、これら各可動部の描画中の動作は、予め被加
工物４の外面形状を測定し、この測定データを制御系に
インプットすることにより、自動制御される。
【００２６】なお、上記実施例では密閉容器３の透明部
をガラス製カバー２８にて構成したが、該透明部を窓状
にしてもよい。また、例示したレーザー加工機ではスキ
ャンヘッド２の昇降手段や密閉容器３の前後及び左右移
動手段と前後傾動手段を備えているが、本発明において
は、これら手段の具体的機構は種々設計変更可能である
と共に、これら手段は必須ではない。
をガラス製カバー２８にて構成したが、該透明部を窓状
にしてもよい。また、例示したレーザー加工機ではスキ
ャンヘッド２の昇降手段や密閉容器３の前後及び左右移
動手段と前後傾動手段を備えているが、本発明において
は、これら手段の具体的機構は種々設計変更可能である
と共に、これら手段は必須ではない。
【００２７】
【発明の効果】本発明のレーザー加工方法及びレーザー
加工装置によれば、金属製被加工物を密閉容器内に配置
して外部からのレーザービー照射により該被加工物の金
属表面に照射軌跡による描画を施すことができるため、
通常の加飾加工や虹色発色加工等で酸化発色による描画
パターンの着色を嫌う場合に、上記密閉容器内を高真空
雰囲気又は不活性ガス雰囲気に設定して上記酸化を防止
できると共に、焼入れマーク等を施したり描画パターン
の酸化による着色を積極的に利用する加飾加工を行う場
合に、該密閉容器内を酸素ガス又は高酸素濃度のガス雰
囲気に設定して酸化を促進することが可能であり、いず
れの場合でも高品位のレーザー加工を施すことができ
る。
加工装置によれば、金属製被加工物を密閉容器内に配置
して外部からのレーザービー照射により該被加工物の金
属表面に照射軌跡による描画を施すことができるため、
通常の加飾加工や虹色発色加工等で酸化発色による描画
パターンの着色を嫌う場合に、上記密閉容器内を高真空
雰囲気又は不活性ガス雰囲気に設定して上記酸化を防止
できると共に、焼入れマーク等を施したり描画パターン
の酸化による着色を積極的に利用する加飾加工を行う場
合に、該密閉容器内を酸素ガス又は高酸素濃度のガス雰
囲気に設定して酸化を促進することが可能であり、いず
れの場合でも高品位のレーザー加工を施すことができ
る。
【００２８】なお、本発明のレーザー加工装置におい
て、密閉容器内に被加工物を保持して回転駆動する回転
テーブルを配置した構成によれば、被加工物が三次元曲
面を有する立体形状、特に回転体外形である場合に、該
回転テーブルの回転によってレーザービームの照射位置
を一定に保持したままスキャン面を更新でき、描画にお
けるレーザービームの焦点深度を調整する光学系の制御
が非常に容易になると言う利点がある。
て、密閉容器内に被加工物を保持して回転駆動する回転
テーブルを配置した構成によれば、被加工物が三次元曲
面を有する立体形状、特に回転体外形である場合に、該
回転テーブルの回転によってレーザービームの照射位置
を一定に保持したままスキャン面を更新でき、描画にお
けるレーザービームの焦点深度を調整する光学系の制御
が非常に容易になると言う利点がある。
【図１】 本発明の一実施例に係るレーザー加工機全体
の斜視図。
の斜視図。
【図２】 同レーザー加工機における光学系の構成を示
す概略斜視図。
す概略斜視図。
【図３】 同レーザー加工機のレーザー加工部の側面
図。
図。
【図４】 同レーザー加工部の密閉容器部分の縦断側面
図。
図。
【図５】 同密閉容器に対応するガス回路図。
１…レーザー加工機本体 ２…スキャンヘッド ３…密閉容器 ４…被加工物 ６…レーザー共振器 ７…レーザービーム ２８…ガラス製カバー（透明部） ２９ａ…置換ガス導入口 ２９ｂ…真空吸引口 ３０…回転テーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/00 Ｂ 8934−4Ｍ (72)発明者 岡野 良和 兵庫県尼崎市常光寺１丁目９番１号 大阪 富士工業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 金属表面を有する被加工物を密閉容器内
に配置し、該容器の内部を高真空又は置換ガス雰囲気と
して、外部からレーザービームを密閉容器の透明部を通
して上記被加工物の金属表面に照射することにより、該
表面に照射軌跡による描画を施すことを特徴とするレー
ザー加工方法。 - 【請求項２】 置換ガスが不活性ガスである請求項１記
載のレーザー加工方法。 - 【請求項３】 置換ガスが酸素ガス又は高酸素濃度のガ
スである請求項１記載のレーザー加工方法。 - 【請求項４】 真空吸引口又は（及び）置換ガス導入口
を備えると共に少なくとも一部が透明な被加工物配置用
の密閉容器と、レーザー共振器と、該共振器より出射さ
れるレーザービームを上記密閉容器の透明部を通して被
加工物の表面に照射するスキャンヘッドとを具備してな
るレーザー加工装置。 - 【請求項５】 密閉容器内に、被加工物を保持して回転
駆動する回転テーブルが配置されてなる請求項４記載の
レーザー加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3059733A JP2530944B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | レ―ザ―加工方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3059733A JP2530944B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | レ―ザ―加工方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05269584A true JPH05269584A (ja) | 1993-10-19 |
| JP2530944B2 JP2530944B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=13121705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3059733A Expired - Fee Related JP2530944B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | レ―ザ―加工方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2530944B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005089585A1 (ja) * | 2004-03-18 | 2005-09-29 | Yugen Kaisha Makihara | 指輪及び指輪への写真画像形成方法 |
| JP2006095600A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | General Electric Co <Ge> | 移動型プレナムレーザ成形 |
| JP2007512139A (ja) * | 2003-11-27 | 2007-05-17 | ストルク プリンツ オーストリア ゲーエムベーハー | 放射線によりワークピース表面を構造化するために使用される装置用の真空抽出装置 |
| CN104625406A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-05-20 | 湖北三江航天红阳机电有限公司 | 一种用于骨架蒙皮激光焊接的吸附装夹设备及其方法 |
| JP2017505511A (ja) * | 2013-12-19 | 2017-02-16 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | 非導電性の構造化表面を備えた電池 |
| JP2018190673A (ja) * | 2017-05-11 | 2018-11-29 | 日本特殊陶業株式会社 | 点火プラグ及び点火プラグの製造方法 |
| JP2020077603A (ja) * | 2018-11-08 | 2020-05-21 | 日本特殊陶業株式会社 | 内燃機関用部品及び内燃機関用部品の製造方法 |
| CN111313239A (zh) * | 2018-11-08 | 2020-06-19 | 日本特殊陶业株式会社 | 内燃机用部件及内燃机用部件的制造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61273294A (ja) * | 1985-05-27 | 1986-12-03 | Nec Corp | レ−ザマ−キング装置 |
| JPH02258183A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-18 | Tokai Rika Co Ltd | キーのマーク形成方法 |
-
1991
- 1991-02-28 JP JP3059733A patent/JP2530944B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US10454253B2 (en) | 2017-05-11 | 2019-10-22 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method for manufacturing an ignition plug including a mark formed of an oxide film |
| US10468859B2 (en) | 2017-05-11 | 2019-11-05 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ignition plug including a mark formed of an oxide film and method for manufacturing thereof |
| JP2020077603A (ja) * | 2018-11-08 | 2020-05-21 | 日本特殊陶業株式会社 | 内燃機関用部品及び内燃機関用部品の製造方法 |
| CN111313239A (zh) * | 2018-11-08 | 2020-06-19 | 日本特殊陶业株式会社 | 内燃机用部件及内燃机用部件的制造方法 |
| US11476643B2 (en) | 2018-11-08 | 2022-10-18 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Internal combustion engine component and method of manufacturing internal combustion engine component |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2530944B2 (ja) | 1996-09-04 |
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