JPH10305377A - レーザ加工状態検出方法及びレーザ加工システム - Google Patents
レーザ加工状態検出方法及びレーザ加工システムInfo
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- JPH10305377A JPH10305377A JP9118940A JP11894097A JPH10305377A JP H10305377 A JPH10305377 A JP H10305377A JP 9118940 A JP9118940 A JP 9118940A JP 11894097 A JP11894097 A JP 11894097A JP H10305377 A JPH10305377 A JP H10305377A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ加工において、被加工物に対するレー
ザの加工状態を直接的、かつ、インラインでリアルタイ
ムに検出し、管理することが可能なレーザ加工状態管理
方法及びそのための装置を提供する。 【解決手段】 レーザ照射により被加工物に加工を施す
レーザ加工における加工状態の検出方法において、前記
レーザの照射位置における前記被加工物の表面の温度を
測定することによりレーザ加工状態を検出する。
ザの加工状態を直接的、かつ、インラインでリアルタイ
ムに検出し、管理することが可能なレーザ加工状態管理
方法及びそのための装置を提供する。 【解決手段】 レーザ照射により被加工物に加工を施す
レーザ加工における加工状態の検出方法において、前記
レーザの照射位置における前記被加工物の表面の温度を
測定することによりレーザ加工状態を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工の技術
分野に属し、特に、レーザの照射により加工が行われる
部分の加工状態を管理する技術に関する。
分野に属し、特に、レーザの照射により加工が行われる
部分の加工状態を管理する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】包装材料の分野においては、樹脂フィル
ムなどの加工にレーザ加工が用いられる。具体的には、
フィルムの切断、孔開けの他、フィルム上へ文字などを
記録するマーキング、多層フィルムの一部の層を溶融さ
せて切り溝を形成し、包装袋に易開封性を付与するいわ
ゆるハーフカットなどにおいて、レーザ加工が使用され
る。
ムなどの加工にレーザ加工が用いられる。具体的には、
フィルムの切断、孔開けの他、フィルム上へ文字などを
記録するマーキング、多層フィルムの一部の層を溶融さ
せて切り溝を形成し、包装袋に易開封性を付与するいわ
ゆるハーフカットなどにおいて、レーザ加工が使用され
る。
【０００３】レーザ加工においては、レーザが被加工物
に照射される状態、具体的にはレーザの強度、レーザの
集光の程度（照射点におけるレーザスポット径）などに
より加工の良否、精度が変化する。従って、精度のよい
良好な加工を継続的に行うためには上記加工状態を検
出、管理することが必要となる。従来、このレーザ加工
における加工状態の評価は、２種類の手法により行われ
ていた。
に照射される状態、具体的にはレーザの強度、レーザの
集光の程度（照射点におけるレーザスポット径）などに
より加工の良否、精度が変化する。従って、精度のよい
良好な加工を継続的に行うためには上記加工状態を検
出、管理することが必要となる。従来、このレーザ加工
における加工状態の評価は、２種類の手法により行われ
ていた。
【０００４】第１の方法は実際の加工後に被加工物の加
工状態の良否、精度などを観察し、評価する方法であ
る。また、第２の方法は、被加工物にレーザを集光照射
するとともに、集光手段以前の光路においてレーザ光の
一部をハーフミラー等により分岐させ、分岐したレーザ
を受光してその強度などを測定し、評価する方法であ
る。
工状態の良否、精度などを観察し、評価する方法であ
る。また、第２の方法は、被加工物にレーザを集光照射
するとともに、集光手段以前の光路においてレーザ光の
一部をハーフミラー等により分岐させ、分岐したレーザ
を受光してその強度などを測定し、評価する方法であ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記第１の方
法は事後的であり、測定、評価結果をレーザ加工装置側
に反映して良好な加工状態を得るまでに多数の不良品が
製造されることが避けられない。また、被加工物のある
数のサンプルについて加工部分を評価することとなるの
で、製造ラインの速度との関係からインラインにおいて
リアルタイムに全数の測定、評価を行うことは困難とな
る。
法は事後的であり、測定、評価結果をレーザ加工装置側
に反映して良好な加工状態を得るまでに多数の不良品が
製造されることが避けられない。また、被加工物のある
数のサンプルについて加工部分を評価することとなるの
で、製造ラインの速度との関係からインラインにおいて
リアルタイムに全数の測定、評価を行うことは困難とな
る。
【０００６】一方、第２の方法は、レーザ光の一部を測
定目的のために分岐して使用することとなるので、レー
ザ出力の損失が生じる。また、レーザ光の光路中にレー
ザ光を分岐するためのハーフミラーなどの光学素子を必
要とするので、光学系の構成が複雑化する。更には、ミ
ラーの汚れなどにより分岐出力が低下すると測定精度が
低下し、ミラーのメインテナンスなども必要となる。ま
た、分岐したレーザ光の測定はあくまでも間接的であ
り、実際に被加工物に照射されているレーザの状態を直
接的に検出しているわけではない。よって、例えば、レ
ーザ光を被加工物に集光させるレンズに曇り、汚れ等が
生じて被加工物に照射されているレーザが不適当な状態
にあったとしても、分岐したレーザ光からはその不具合
を検知することはできない。
定目的のために分岐して使用することとなるので、レー
ザ出力の損失が生じる。また、レーザ光の光路中にレー
ザ光を分岐するためのハーフミラーなどの光学素子を必
要とするので、光学系の構成が複雑化する。更には、ミ
ラーの汚れなどにより分岐出力が低下すると測定精度が
低下し、ミラーのメインテナンスなども必要となる。ま
た、分岐したレーザ光の測定はあくまでも間接的であ
り、実際に被加工物に照射されているレーザの状態を直
接的に検出しているわけではない。よって、例えば、レ
ーザ光を被加工物に集光させるレンズに曇り、汚れ等が
生じて被加工物に照射されているレーザが不適当な状態
にあったとしても、分岐したレーザ光からはその不具合
を検知することはできない。
【０００７】従って、上記いずれの方法によっても、被
加工物に照射されるレーザ光の状態を直接的に、かつ、
インラインでリアルタイムに検出することはできなかっ
た。
加工物に照射されるレーザ光の状態を直接的に、かつ、
インラインでリアルタイムに検出することはできなかっ
た。
【０００８】本発明は、以上の点に鑑みてなされたもの
であり、レーザ加工において、被加工物に対するレーザ
の加工状態を直接的、かつ、インラインでリアルタイム
に検出し、管理することが可能なレーザ加工状態管理方
法及びそのための装置を提供することを課題とする。
であり、レーザ加工において、被加工物に対するレーザ
の加工状態を直接的、かつ、インラインでリアルタイム
に検出し、管理することが可能なレーザ加工状態管理方
法及びそのための装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、レーザ照射により被加工物
に加工を施すレーザ加工における加工状態の検出方法に
おいて、前記レーザの照射位置における前記被加工物の
表面の温度を測定することによりレーザ加工状態を検出
するように構成する。
め、請求項１記載の発明は、レーザ照射により被加工物
に加工を施すレーザ加工における加工状態の検出方法に
おいて、前記レーザの照射位置における前記被加工物の
表面の温度を測定することによりレーザ加工状態を検出
するように構成する。
【００１０】上記のように構成された方法によれば、測
定された被加工物表面の温度がレーザ強度を含む加工状
態を表わすので、実際に加工が施される部分の加工状態
を直接的に検出することができる。
定された被加工物表面の温度がレーザ強度を含む加工状
態を表わすので、実際に加工が施される部分の加工状態
を直接的に検出することができる。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載のレ
ーザ加工状態検出方法において、前記被加工物は、少な
くとも一層に所定のレーザ波長の吸収性を有する樹脂フ
ィルムであるように構成する。これにより樹脂フィルム
のハーフカットなどの種々の加工が可能となる。
ーザ加工状態検出方法において、前記被加工物は、少な
くとも一層に所定のレーザ波長の吸収性を有する樹脂フ
ィルムであるように構成する。これにより樹脂フィルム
のハーフカットなどの種々の加工が可能となる。
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載のレーザ加工状態検出方法において、前記被加工物の
表面の温度を非接触で検出するように構成する。これに
より、被加工物に影響を与えることなく加工が可能とな
る。
載のレーザ加工状態検出方法において、前記被加工物の
表面の温度を非接触で検出するように構成する。これに
より、被加工物に影響を与えることなく加工が可能とな
る。
【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれかに記載のレーザ加工状態検出方法において、前
記レーザは炭酸ガスレーザにより構成する。これによ
り、樹脂フィルムのレーザ加工が容易に可能となる。
いずれかに記載のレーザ加工状態検出方法において、前
記レーザは炭酸ガスレーザにより構成する。これによ
り、樹脂フィルムのレーザ加工が容易に可能となる。
【００１４】請求項５記載の発明は、レーザ加工システ
ムにおいて、レーザ照射により被加工物にレーザ加工を
施すレーザ加工装置と、前記レーザの照射位置における
前記被加工物の表面の温度を検出する温度検出装置と、
前記温度検出装置の出力に応じて前記レーザ加工装置を
制御する制御装置と、を備えるように構成する。
ムにおいて、レーザ照射により被加工物にレーザ加工を
施すレーザ加工装置と、前記レーザの照射位置における
前記被加工物の表面の温度を検出する温度検出装置と、
前記温度検出装置の出力に応じて前記レーザ加工装置を
制御する制御装置と、を備えるように構成する。
【００１５】上記のように構成されたシステムによれ
ば、測定された被加工物表面の温度がレーザ強度を含む
加工状態を表わすので、加工部分の加工状態を直接的に
検出し、これに応じてレーザ加工装置を適切に制御する
ことができる。
ば、測定された被加工物表面の温度がレーザ強度を含む
加工状態を表わすので、加工部分の加工状態を直接的に
検出し、これに応じてレーザ加工装置を適切に制御する
ことができる。
【００１６】請求項６記載の発明は請求項５記載のレー
ザ加工システムにおいて、前記被加工物は、少なくとも
一層に所定のレーザ波長の吸収性を有する樹脂フィルム
であるように構成する。これにより樹脂フィルムのハー
フカットなどの種々の加工が可能となる。
ザ加工システムにおいて、前記被加工物は、少なくとも
一層に所定のレーザ波長の吸収性を有する樹脂フィルム
であるように構成する。これにより樹脂フィルムのハー
フカットなどの種々の加工が可能となる。
【００１７】請求項７記載の発明は、請求項５又は６記
載のレーザ加工システムにおいて、前記温度検出装置
は、前記被加工物の表面の温度を非接触で検出するよう
に構成する。これにより、被加工物に影響を与えること
なく加工が可能となる。
載のレーザ加工システムにおいて、前記温度検出装置
は、前記被加工物の表面の温度を非接触で検出するよう
に構成する。これにより、被加工物に影響を与えること
なく加工が可能となる。
【００１８】請求項８記載の発明は、請求項５乃至７の
いずれかに記載のレーザ加工システムにおいて、前記レ
ーザは炭酸ガスレーザにより構成する。これにより、樹
脂フィルムのレーザ加工が容易に可能となる。
いずれかに記載のレーザ加工システムにおいて、前記レ
ーザは炭酸ガスレーザにより構成する。これにより、樹
脂フィルムのレーザ加工が容易に可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施の形態について説明する。
適な実施の形態について説明する。
【００２０】先ず始めに、本発明におけるレーザ加工状
態検出の原理について説明する。本発明においては、被
加工物の加工は、レーザの照射による被加工物表面の溶
融により行う。レーザ光の波長に吸収のある物体にレー
ザを照射すると、その物体はレーザのエネルギーにより
溶融、蒸発する。レーザ照射部分の発熱（温度）は照射
するレーザパワーにほぼ比例する。よって、レーザ照射
の対象となる被加工物表面の加工状態を、その部分の発
熱温度を検出することにより検出する。
態検出の原理について説明する。本発明においては、被
加工物の加工は、レーザの照射による被加工物表面の溶
融により行う。レーザ光の波長に吸収のある物体にレー
ザを照射すると、その物体はレーザのエネルギーにより
溶融、蒸発する。レーザ照射部分の発熱（温度）は照射
するレーザパワーにほぼ比例する。よって、レーザ照射
の対象となる被加工物表面の加工状態を、その部分の発
熱温度を検出することにより検出する。
【００２１】本発明では、物体から放射されている放射
エネルギーないしは電磁的性質を利用する方法で、非接
触方式により温度を測定する。非接触方式の利点として
は、測定対象物に影響を与えず、光学系の適切な設計
により微小面の測定が可能であること、動体の測定が
容易であること、応答が早いこと、などが挙げられ
る。
エネルギーないしは電磁的性質を利用する方法で、非接
触方式により温度を測定する。非接触方式の利点として
は、測定対象物に影響を与えず、光学系の適切な設計
により微小面の測定が可能であること、動体の測定が
容易であること、応答が早いこと、などが挙げられ
る。
【００２２】いかなる物体でも絶対零度以上ならばある
波長のエネルギーを放射している。この放射エネルギー
は様々な波長をもっており、さらに温度によってもその
放射強度は異なる。放射強度が最大となる波長は温度に
よって異なるため、そのピーク波長を検出することによ
り物体表面の温度測定が可能となる。本発明において
は、温度の測定装置は非接触のものであれば特に限定さ
れないが、常温〜１０００℃の範囲では放射エネルギー
のピーク波長は赤外波長にあるため、赤外線カメラが好
適である。
波長のエネルギーを放射している。この放射エネルギー
は様々な波長をもっており、さらに温度によってもその
放射強度は異なる。放射強度が最大となる波長は温度に
よって異なるため、そのピーク波長を検出することによ
り物体表面の温度測定が可能となる。本発明において
は、温度の測定装置は非接触のものであれば特に限定さ
れないが、常温〜１０００℃の範囲では放射エネルギー
のピーク波長は赤外波長にあるため、赤外線カメラが好
適である。
【００２３】加工を行うためのレーザの種類について
は、上述のように非加工物の表面がレーザを吸収し、発
熱、溶融することにより加工が行われるのであるから、
その被加工物レーザを吸収する波長を考慮してレーザの
種類を決定すればよい。例として挙げれば、エキシマレ
ーザ、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ、半導体レーザ、
アルゴンレーザなどが使用可能である。なお、以下に述
べる実施形態においては被加工物として樹脂フィルムを
使用しており、樹脂フィルムは波長１０．６μｍ付近に
吸収があるため、炭酸ガスレーザを使用している。
は、上述のように非加工物の表面がレーザを吸収し、発
熱、溶融することにより加工が行われるのであるから、
その被加工物レーザを吸収する波長を考慮してレーザの
種類を決定すればよい。例として挙げれば、エキシマレ
ーザ、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ、半導体レーザ、
アルゴンレーザなどが使用可能である。なお、以下に述
べる実施形態においては被加工物として樹脂フィルムを
使用しており、樹脂フィルムは波長１０．６μｍ付近に
吸収があるため、炭酸ガスレーザを使用している。
【００２４】以下の実施例においては、被加工物として
は樹脂フィルムを採用しているが、それは単層であって
も多層であっても構わない。単層の樹脂フィルムの場合
は、レーザ加工の態様は切断、孔あけマーキングなどが
挙げられる。また、レーザ吸収性の異なる樹脂フィルム
を組み合わせた多層フィルムの場合は、包装袋などに易
開封性を付与するためのハーフカット加工（一部の層の
みを溶融させること）が挙げられる。なお、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンなどの炭酸ガスレーザを殆ど透過す
るフィルムや、アルミ箔などの炭酸ガスレーザを殆ど反
射させる材料をレーザ吸収性の高いフィルムと組み合わ
せて使用することにより、種々の性質の包装材料におい
て所望のレーザ加工が可能となる。なお、以下の実施形
態においては、多層樹脂フィルムのハーフカット加工を
例にとって説明する。
は樹脂フィルムを採用しているが、それは単層であって
も多層であっても構わない。単層の樹脂フィルムの場合
は、レーザ加工の態様は切断、孔あけマーキングなどが
挙げられる。また、レーザ吸収性の異なる樹脂フィルム
を組み合わせた多層フィルムの場合は、包装袋などに易
開封性を付与するためのハーフカット加工（一部の層の
みを溶融させること）が挙げられる。なお、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンなどの炭酸ガスレーザを殆ど透過す
るフィルムや、アルミ箔などの炭酸ガスレーザを殆ど反
射させる材料をレーザ吸収性の高いフィルムと組み合わ
せて使用することにより、種々の性質の包装材料におい
て所望のレーザ加工が可能となる。なお、以下の実施形
態においては、多層樹脂フィルムのハーフカット加工を
例にとって説明する。
【００２５】図１に、本発明の実施形態にかかるレーザ
加工装置及びそのライン管理装置の構成を模式的に示
す。図１において、被加工物である樹脂フィルム１０
は、ロール状態で供給され、矢印の方向に搬送される。
樹脂フィルム１０の表面には、図示しない光源から放射
されたレーザ光Ｌが対物レンズ４を通じて集光され、微
小なレーザスポットが形成される。
加工装置及びそのライン管理装置の構成を模式的に示
す。図１において、被加工物である樹脂フィルム１０
は、ロール状態で供給され、矢印の方向に搬送される。
樹脂フィルム１０の表面には、図示しない光源から放射
されたレーザ光Ｌが対物レンズ４を通じて集光され、微
小なレーザスポットが形成される。
【００２６】樹脂フィルム１０は、本実施形態において
は、図２（Ａ）に示すように、ＯＮｙ（延伸ナイロン）
層とＬＬＤＰＥ（線状低密度ポリエチレン）層を有する
２層フィルムとし、このＯＮｙ層側から発振波長１０．
６μｍの炭酸ガスレーザを集光照射してスポット径０．
００４インチのレーザスポットを形成し、同時に、速度
３０ｍ／分で樹脂フィルム１０を矢印の方向に搬送す
る。照射されるレーザ光のエネルギーによりＯＮｙ層が
溶融し、ＯＮｙ層に切り溝１１が形成される。
は、図２（Ａ）に示すように、ＯＮｙ（延伸ナイロン）
層とＬＬＤＰＥ（線状低密度ポリエチレン）層を有する
２層フィルムとし、このＯＮｙ層側から発振波長１０．
６μｍの炭酸ガスレーザを集光照射してスポット径０．
００４インチのレーザスポットを形成し、同時に、速度
３０ｍ／分で樹脂フィルム１０を矢印の方向に搬送す
る。照射されるレーザ光のエネルギーによりＯＮｙ層が
溶融し、ＯＮｙ層に切り溝１１が形成される。
【００２７】図１に示すライン管理装置は赤外線カメラ
２を有し、これによりレーザ光の照射される部分（レー
ザスポットの部分）の温度を検出する。この赤外線カメ
ラ２は、測定点（即ち、レーザスポット）との距離２５
０ｍｍの位置に配置し、測定視野φ１０ｍｍで測定す
る。
２を有し、これによりレーザ光の照射される部分（レー
ザスポットの部分）の温度を検出する。この赤外線カメ
ラ２は、測定点（即ち、レーザスポット）との距離２５
０ｍｍの位置に配置し、測定視野φ１０ｍｍで測定す
る。
【００２８】前述のように、ＯＮｙ層の溶融はレーザ照
射による温度変化（発熱）の度合いに依存する。よっ
て、照射レーザ強度が不十分であると樹脂フィルム１０
のＯＮｙ層の溶融が不十分となり、切り溝が十分に形成
されない。そのため、この樹脂フィルムにより包装袋を
形成した場合、使用者が開封の際に当該切り溝に沿って
袋を切り裂こうとしても、切り溝に沿って正しくフィル
ムが切断されない。即ち、切り溝から外れてフィルムが
切り裂かれることが起き（「ガイド外れ」と呼ばれ
る）、包装袋の易開封性が確保されない。一方、照射レ
ーザが強すぎると樹脂フィルム１０のＯＮｙ層のみなら
ず、その下のＬＬＤＰＥ層までもが部分的に溶融してし
まう。従って、開封は容易となるものの、逆に包装袋と
しての耐衝撃性が弱くなり、内容物の漏れなどの恐れが
生じる。従って、レーザは、樹脂フィルム１０表面の照
射部分において、ＯＮｙ層が十分に溶融し、かつ、その
下のＬＬＤＰＥ層にまでは溶融が生じない程度の強度を
有することが必要となる。
射による温度変化（発熱）の度合いに依存する。よっ
て、照射レーザ強度が不十分であると樹脂フィルム１０
のＯＮｙ層の溶融が不十分となり、切り溝が十分に形成
されない。そのため、この樹脂フィルムにより包装袋を
形成した場合、使用者が開封の際に当該切り溝に沿って
袋を切り裂こうとしても、切り溝に沿って正しくフィル
ムが切断されない。即ち、切り溝から外れてフィルムが
切り裂かれることが起き（「ガイド外れ」と呼ばれ
る）、包装袋の易開封性が確保されない。一方、照射レ
ーザが強すぎると樹脂フィルム１０のＯＮｙ層のみなら
ず、その下のＬＬＤＰＥ層までもが部分的に溶融してし
まう。従って、開封は容易となるものの、逆に包装袋と
しての耐衝撃性が弱くなり、内容物の漏れなどの恐れが
生じる。従って、レーザは、樹脂フィルム１０表面の照
射部分において、ＯＮｙ層が十分に溶融し、かつ、その
下のＬＬＤＰＥ層にまでは溶融が生じない程度の強度を
有することが必要となる。
【００２９】上記の点から、樹脂フィルム表面に照射す
るレーザ強度を変えて、照射レーザ強度と赤外線カメラ
２により検出される樹脂フィルム表面の温度と多層フィ
ルムの溶融状態とを比較検討した。図２（Ａ）に示すよ
うに、レーザ光Ｌを対物レンズ４により樹脂フィルム１
０の表面にＯＮｙ層側から照射し、レーザ光Ｌの強度を
２ワット（Ｗ）から１０ワットの間で変化させた。
るレーザ強度を変えて、照射レーザ強度と赤外線カメラ
２により検出される樹脂フィルム表面の温度と多層フィ
ルムの溶融状態とを比較検討した。図２（Ａ）に示すよ
うに、レーザ光Ｌを対物レンズ４により樹脂フィルム１
０の表面にＯＮｙ層側から照射し、レーザ光Ｌの強度を
２ワット（Ｗ）から１０ワットの間で変化させた。
【００３０】図２（Ｂ）及び図３（Ａ）から（Ｃ）に示
すように、照射レーザ出力が２ワットの場合は、ＯＮｙ
層が十分に溶融せず、その結果形成される溝がＯＮｙ層
とＬＬＰＤＥ層の境界まで達しない。従って、包装袋と
しての易開封性が不十分となる。
すように、照射レーザ出力が２ワットの場合は、ＯＮｙ
層が十分に溶融せず、その結果形成される溝がＯＮｙ層
とＬＬＰＤＥ層の境界まで達しない。従って、包装袋と
しての易開封性が不十分となる。
【００３１】レーザ出力が４ワットから８ワットの間で
は、ＯＮｙ層は十分に溶融し、ＬＬＤＰＥ層との境界付
近にまで至る溝が形成された。なお、２ワットから８ワ
ットの範囲内では、レーザ強度が増加するにつれて形成
される溝の幅（加工幅、図３（Ｂ）参照）が増加する
が、ＬＬＤＰＥ層までの溶融は生じない。従って、この
範囲内であれば包装袋としての易開封性は良好となる。
は、ＯＮｙ層は十分に溶融し、ＬＬＤＰＥ層との境界付
近にまで至る溝が形成された。なお、２ワットから８ワ
ットの範囲内では、レーザ強度が増加するにつれて形成
される溝の幅（加工幅、図３（Ｂ）参照）が増加する
が、ＬＬＤＰＥ層までの溶融は生じない。従って、この
範囲内であれば包装袋としての易開封性は良好となる。
【００３２】一方、レーザ強度が１０ワットにまで達す
ると、ＬＬＤＰＥ層の溶融が生じる。従って、包装袋と
しての強度、耐衝撃性などの面で問題が生じる。
ると、ＬＬＤＰＥ層の溶融が生じる。従って、包装袋と
しての強度、耐衝撃性などの面で問題が生じる。
【００３３】図４（Ａ）に照射したレーザパワーとＯＮ
ｙ層の加工幅との関係を示し、図４（Ｂ）にレーザパワ
ーと加工深さ（図３（Ｃ）参照）との関係を示す。図４
（Ａ）に示すように、ＯＮｙ層においては、レーザパワ
ーが増加すると、加工幅はほぼ比例して増加する。ま
た、図４（Ｂ）に示すように、レーザパワーを変化させ
ると、４ワット付近でＯＮｙ層がＬＬＤＰＥ層との境界
まで溶融する。その後８ワット付近までは加工深さは一
定のまま、即ち、ＬＬＤＰＥ層までは溶融しない状態で
加工幅が増加する。更にレーザパワーを増加させると、
ＬＬＤＰＥ層の溶融が始まる。
ｙ層の加工幅との関係を示し、図４（Ｂ）にレーザパワ
ーと加工深さ（図３（Ｃ）参照）との関係を示す。図４
（Ａ）に示すように、ＯＮｙ層においては、レーザパワ
ーが増加すると、加工幅はほぼ比例して増加する。ま
た、図４（Ｂ）に示すように、レーザパワーを変化させ
ると、４ワット付近でＯＮｙ層がＬＬＤＰＥ層との境界
まで溶融する。その後８ワット付近までは加工深さは一
定のまま、即ち、ＬＬＤＰＥ層までは溶融しない状態で
加工幅が増加する。更にレーザパワーを増加させると、
ＬＬＤＰＥ層の溶融が始まる。
【００３４】次に、上記のようにしてハーフカット加工
を施した多層フィルムから包装袋を製作し、開封試験及
び落下衝撃試験を行った。具体的には、上記のようにハ
ーフカット加工を施した多層フィルムのＬＬＤＰＥフィ
ルム面を、形成された切り溝がパウチ表裏の同位置にな
るように対向させ、その周辺端部をシールして１２５ｍ
ｍ×２５０ｍｍの包装袋を製作した。
を施した多層フィルムから包装袋を製作し、開封試験及
び落下衝撃試験を行った。具体的には、上記のようにハ
ーフカット加工を施した多層フィルムのＬＬＤＰＥフィ
ルム面を、形成された切り溝がパウチ表裏の同位置にな
るように対向させ、その周辺端部をシールして１２５ｍ
ｍ×２５０ｍｍの包装袋を製作した。
【００３５】開封試験として、この包装袋１０袋につい
て、形成された開封用切れ目を利用して開封し、その時
に切り口がガイド外れを起こした数を確認した。また、
落下衝撃試験として、製作した包装袋に内容物として水
５００ミリリットルを充填し、口部をヒートシールして
包装体を製作した。そして、この包装体１０個を１２０
ｃｍの高さからコンクリート面に対して垂直に２０回落
下させてハーフカット加工を施した部分が衝撃により破
れた包装体の個数を計数した。結果を図５（Ａ）に示
す。
て、形成された開封用切れ目を利用して開封し、その時
に切り口がガイド外れを起こした数を確認した。また、
落下衝撃試験として、製作した包装袋に内容物として水
５００ミリリットルを充填し、口部をヒートシールして
包装体を製作した。そして、この包装体１０個を１２０
ｃｍの高さからコンクリート面に対して垂直に２０回落
下させてハーフカット加工を施した部分が衝撃により破
れた包装体の個数を計数した。結果を図５（Ａ）に示
す。
【００３６】図５（Ａ）から分かるように、赤外線カメ
ラ２で測定された温度が２ワットの場合、開封試験にお
いて、１０個の袋のうち、３個がガイド外れを起こし
た。これは、図３（Ａ）に示すように、２ワットのレー
ザ照射では、ＯＮｙ層が完全に溶融しないことによると
推測される。一方、落下衝撃試験においては、１０ワッ
トのレーザパワーの場合、１０個の袋のうち２個が落下
の衝撃によりハーフカット加工部から破裂が生じた。こ
れは、図３（Ｃ）に示すように、レーザパワーが強すぎ
てＬＬＤＰＥ層まで溶融が生じたために袋の耐衝撃性が
低下したためと推測される。
ラ２で測定された温度が２ワットの場合、開封試験にお
いて、１０個の袋のうち、３個がガイド外れを起こし
た。これは、図３（Ａ）に示すように、２ワットのレー
ザ照射では、ＯＮｙ層が完全に溶融しないことによると
推測される。一方、落下衝撃試験においては、１０ワッ
トのレーザパワーの場合、１０個の袋のうち２個が落下
の衝撃によりハーフカット加工部から破裂が生じた。こ
れは、図３（Ｃ）に示すように、レーザパワーが強すぎ
てＬＬＤＰＥ層まで溶融が生じたために袋の耐衝撃性が
低下したためと推測される。
【００３７】以上の結果より、赤外線カメラ２で検出さ
れる温度としては、摂氏９０度から摂氏２０３度の範囲
内が良好であることが分かる。従って、図１に示すレー
ザ加工装置に樹脂フィルムにハーフ加工を行いつつ、赤
外線カメラ２で加工部の温度を検出し、検出温度が上記
範囲を逸脱した場合に、ライン管理装置５がこれを検知
して警告を発する、又はラインを自動的に停止するなど
の処置を行う。
れる温度としては、摂氏９０度から摂氏２０３度の範囲
内が良好であることが分かる。従って、図１に示すレー
ザ加工装置に樹脂フィルムにハーフ加工を行いつつ、赤
外線カメラ２で加工部の温度を検出し、検出温度が上記
範囲を逸脱した場合に、ライン管理装置５がこれを検知
して警告を発する、又はラインを自動的に停止するなど
の処置を行う。
【００３８】次に、図１に示すレーザ加工装置により、
同一の樹脂フィルムを、レーザ出力を５ワットに固定
し、搬送速度を１０メートル（ｍ）／分から５０ｍ／分
の範囲で変化させてハーフカット加工を行った。そし
て、得られたフィルムから上記と同様に包装袋を製作
し、同様の開封試験及び落下衝撃試験を実施した。その
結果を図５（Ｂ）に示す。図５（Ｂ）から分かるよう
に、搬送速度が１０ｍ／分の場合、落下衝撃試験におい
て１０袋のうち６袋が衝撃に耐えられず破裂した。これ
は、搬送速度１０ｍ／分の場合は搬送速度が遅いために
フィルム表面の単位面積に加えられるレーザのエネルギ
ーが高く、ＬＬＤＰＥ層まで溶融が生じたことが原因と
推測される。
同一の樹脂フィルムを、レーザ出力を５ワットに固定
し、搬送速度を１０メートル（ｍ）／分から５０ｍ／分
の範囲で変化させてハーフカット加工を行った。そし
て、得られたフィルムから上記と同様に包装袋を製作
し、同様の開封試験及び落下衝撃試験を実施した。その
結果を図５（Ｂ）に示す。図５（Ｂ）から分かるよう
に、搬送速度が１０ｍ／分の場合、落下衝撃試験におい
て１０袋のうち６袋が衝撃に耐えられず破裂した。これ
は、搬送速度１０ｍ／分の場合は搬送速度が遅いために
フィルム表面の単位面積に加えられるレーザのエネルギ
ーが高く、ＬＬＤＰＥ層まで溶融が生じたことが原因と
推測される。
【００３９】以上のように、フィルムに対するレーザ加
工は、レーザの照射によるフィルムの溶融により行われ
るので、照射するレーザ強度に応じてレーザ照射部分の
温度は変化する。従って、レーザ強度を測定する代わり
に、照射位置の被加工物の温度を検出することにより、
レーザ加工状態を評価することが可能となる。
工は、レーザの照射によるフィルムの溶融により行われ
るので、照射するレーザ強度に応じてレーザ照射部分の
温度は変化する。従って、レーザ強度を測定する代わり
に、照射位置の被加工物の温度を検出することにより、
レーザ加工状態を評価することが可能となる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１及び４記
載の発明によれば、測定された被加工物の表面の温度が
レーザ強度を含む加工状態を表わすので、加工部分の加
工状態を直接的に検出することができる。
載の発明によれば、測定された被加工物の表面の温度が
レーザ強度を含む加工状態を表わすので、加工部分の加
工状態を直接的に検出することができる。
【００４１】請求項２及び６記載の発明によれば、被加
工物が一層にレーザの吸収を有する樹脂フィルムにより
構成されるので、樹脂フイルムのハーフカットなどの種
々の加工が可能となる。
工物が一層にレーザの吸収を有する樹脂フィルムにより
構成されるので、樹脂フイルムのハーフカットなどの種
々の加工が可能となる。
【００４２】請求項３及び７記載の発明によれば、被加
工物の表面温度を非接触で検出するので、非加工物に影
響を与えることなく加工状態の検出が可能となる。
工物の表面温度を非接触で検出するので、非加工物に影
響を与えることなく加工状態の検出が可能となる。
【００４３】請求項４及び８記載の発明によれば、レー
ザを炭酸ガスレーザにより構成するので、樹脂フィルム
のレーザ加工が容易に可能となる。
ザを炭酸ガスレーザにより構成するので、樹脂フィルム
のレーザ加工が容易に可能となる。
【図１】本発明の実施形態にかかるレーザ加工装置及び
管理装置の概略図である。
管理装置の概略図である。
【図２】レーザ加工方法の例を示す図である。
【図３】レーザ加工による樹脂フィルム層の溶融状態を
示す図である。
示す図である。
【図４】レーザ加工方法におけるレーザパワーと被加工
物の状態との関係を示す図である。
物の状態との関係を示す図である。
【図５】レーザ加工された樹脂フィルムの包装袋の開封
試験及び落下衝撃試験の結果を示す図である。
試験及び落下衝撃試験の結果を示す図である。
２…赤外線カメラ ４…対物レンズ ５…ライン管理装置 １０…樹脂フィルム Ｌ…レーザ光
Claims (8)
- 【請求項１】 レーザ照射により被加工物に加工を施す
レーザ加工における加工状態の検出方法において、前記
レーザの照射位置における前記被加工物の表面の温度を
測定することによりレーザ加工状態を検出することを特
徴とするレーザ加工状態検出方法。 - 【請求項２】 前記被加工物は、少なくとも一層に所定
のレーザ波長の吸収性を有する樹脂フィルムであること
を特徴とする請求項１記載のレーザ加工状態検出方法。 - 【請求項３】 前記被加工物の表面の温度を非接触で検
出することを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ加
工状態検出方法。 - 【請求項４】 前記レーザは炭酸ガスレーザであること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のレーザ
加工状態検出方法。 - 【請求項５】 レーザ照射により被加工物にレーザ加工
を施すレーザ加工装置と、 前記レーザの照射位置における前記被加工物の表面の温
度を検出する温度検出装置と、 前記温度検出装置の出力に応じて前記レーザ加工装置を
制御する制御装置と、を備えることを特徴とするレーザ
加工システム。 - 【請求項６】 前記被加工物は、少なくとも一層に所定
のレーザ波長の吸収性を有する樹脂フィルムであること
を特徴とする請求項５記載のレーザ加工システム。 - 【請求項７】 前記温度検出装置は、前記被加工物の表
面の温度を非接触で検出することを特徴とする請求項５
又は６記載のレーザ加工システム。 - 【請求項８】 前記レーザは炭酸ガスレーザであること
を特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のレーザ
加工システム。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11894097A JP3860879B2 (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | レーザ加工状態検出方法及びレーザ加工システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11894097A JP3860879B2 (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | レーザ加工状態検出方法及びレーザ加工システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10305377A true JPH10305377A (ja) | 1998-11-17 |
| JP3860879B2 JP3860879B2 (ja) | 2006-12-20 |
Family
ID=14749004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11894097A Expired - Fee Related JP3860879B2 (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | レーザ加工状態検出方法及びレーザ加工システム |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3860879B2 (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1310824A2 (en) | 2001-11-07 | 2003-05-14 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Photosensitive material and laser marking method |
| WO2004044568A1 (ja) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Nikko Materials Co., Ltd. | 金属箔の熱量測定方法、表面特性の調整方法、レーザー穴開け方法又は熱量測定装置 |
| EP1479472A1 (en) * | 2003-05-19 | 2004-11-24 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Marking determining method and marking determining apparatus |
| US6908728B2 (en) | 2002-04-15 | 2005-06-21 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Laser marking on photosensitive material and photosensitive material including the marking |
| JP2006341368A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-12-21 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | 研磨パッドの製造方法および研磨パッドの溝加工方法 |
| US7199812B2 (en) | 2002-10-28 | 2007-04-03 | Fujifilm Corporation | Laser marking method |
| JP2008037448A (ja) * | 2006-08-03 | 2008-02-21 | Daiwa Can Co Ltd | ポリエステル樹脂製プレススルーパック及びその製造方法 |
| JP2010017726A (ja) * | 2008-07-08 | 2010-01-28 | Dainippon Printing Co Ltd | レーザーカット装置 |
| JP2010053310A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Nitto Denko Corp | レーザーハーフカット加工品の製造方法 |
| JP2010265041A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | G D Spa | 穿刺用器具 |
| JP2011020743A (ja) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | G D Spa | 製品包装装置における包装材料の供給方法及び供給ユニット |
| WO2011096436A1 (ja) * | 2010-02-03 | 2011-08-11 | シャープ株式会社 | 光電変換装置の製造方法および光ビーム照射加工装置 |
| JP2013078803A (ja) * | 2012-12-10 | 2013-05-02 | Nitto Denko Corp | レーザー加工方法及びレーザー加工品 |
| CN103561961A (zh) * | 2011-05-25 | 2014-02-05 | Rls梅里那技术公司 | 用于将图案写入基底的设备和方法 |
| US9566663B2 (en) | 2007-06-06 | 2017-02-14 | Nitto Denko Corporation | Laser processing method and land laser processed product |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI547333B (zh) * | 2013-02-04 | 2016-09-01 | 旭東機械工業股份有限公司 | 雷射切割設備 |
-
1997
- 1997-05-09 JP JP11894097A patent/JP3860879B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN100365502C (zh) * | 2002-04-15 | 2008-01-30 | 富士胶片株式会社 | 感光材料上的激光标记及包括该标记的感光材料 |
| US6908728B2 (en) | 2002-04-15 | 2005-06-21 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Laser marking on photosensitive material and photosensitive material including the marking |
| EP1726989A2 (en) | 2002-04-15 | 2006-11-29 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Laser marking on photosensitive material and photosensitive material including the marking |
| US7199812B2 (en) | 2002-10-28 | 2007-04-03 | Fujifilm Corporation | Laser marking method |
| WO2004044568A1 (ja) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Nikko Materials Co., Ltd. | 金属箔の熱量測定方法、表面特性の調整方法、レーザー穴開け方法又は熱量測定装置 |
| US7126124B2 (en) | 2003-05-19 | 2006-10-24 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Marking determining method and marking determining apparatus |
| CN1326708C (zh) * | 2003-05-19 | 2007-07-18 | 富士胶片株式会社 | 标记判定方法及标记判定装置 |
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| CN103561961A (zh) * | 2011-05-25 | 2014-02-05 | Rls梅里那技术公司 | 用于将图案写入基底的设备和方法 |
| US10578418B2 (en) | 2011-05-25 | 2020-03-03 | Rls Merilna Tehnika D.O.O. | Apparatus and method for writing a pattern in a substrate |
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|---|---|
| JP3860879B2 (ja) | 2006-12-20 |
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