JPH11151584A - レーザ加工方法及びその装置 - Google Patents
レーザ加工方法及びその装置Info
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- JPH11151584A JPH11151584A JP9315175A JP31517597A JPH11151584A JP H11151584 A JPH11151584 A JP H11151584A JP 9315175 A JP9315175 A JP 9315175A JP 31517597 A JP31517597 A JP 31517597A JP H11151584 A JPH11151584 A JP H11151584A
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- processing
- laser light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、加工対象の表面加工において加工時
の除去深さを一定に制御する。 【解決手段】ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１から出力
されたレーザ光を各ガルバノミラースキャナ２、３によ
り偏向して加工対象５に照射して加工する場合、加工対
象５上の一か所当たりにＱスイッチパルスのレーザ光を
パルス数制御部１２により所定パルス数以上づつ照射す
る。
の除去深さを一定に制御する。 【解決手段】ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１から出力
されたレーザ光を各ガルバノミラースキャナ２、３によ
り偏向して加工対象５に照射して加工する場合、加工対
象５上の一か所当たりにＱスイッチパルスのレーザ光を
パルス数制御部１２により所定パルス数以上づつ照射す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザマー
キングなどの表面処理加工に適用されるもので、Ｑスイ
ッチパルスのレーザ光を偏向しながら加工対象に照射し
てレーザ加工を行うレーザ加工方法及びその装置に関す
る。
キングなどの表面処理加工に適用されるもので、Ｑスイ
ッチパルスのレーザ光を偏向しながら加工対象に照射し
てレーザ加工を行うレーザ加工方法及びその装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】加工対象の表面にレーザ加工を施す技術
は、レーザマーキングをはじめとして近年ニーズが増え
ている。このような加工対象の表面にレーザ加工を施す
表面加工には、その加工処理の均一性の高さが要求され
ている。例えばレーザマーキングでは、加工対象の表面
の除去深さが浅く、かつその加工処理の均一性が要求さ
れる。
は、レーザマーキングをはじめとして近年ニーズが増え
ている。このような加工対象の表面にレーザ加工を施す
表面加工には、その加工処理の均一性の高さが要求され
ている。例えばレーザマーキングでは、加工対象の表面
の除去深さが浅く、かつその加工処理の均一性が要求さ
れる。
【０００３】このことは近年、ＩＣパッケージの薄型化
が進み、ＩＣチップ等のチップ素子上のエポキシ樹脂の
厚みが益々薄くなっている背景に関係している。すなわ
ち、レーザ加工を施す場合には、チップ素子に対しレー
ザ照射時のダメージを与えないために、エポキシ樹脂表
面だけにレーザ照射時の熱影響を止める必要がある。
が進み、ＩＣチップ等のチップ素子上のエポキシ樹脂の
厚みが益々薄くなっている背景に関係している。すなわ
ち、レーザ加工を施す場合には、チップ素子に対しレー
ザ照射時のダメージを与えないために、エポキシ樹脂表
面だけにレーザ照射時の熱影響を止める必要がある。
【０００４】このような背景の下、レーザマーキングの
方式は、マスクを使用するマスク投影方式と、レーザ光
を偏向ミラーで偏向して加工対象の表面に移動させてマ
ーキングを行う一筆書き方式（スキャニング方式）との
２つに大別される。
方式は、マスクを使用するマスク投影方式と、レーザ光
を偏向ミラーで偏向して加工対象の表面に移動させてマ
ーキングを行う一筆書き方式（スキャニング方式）との
２つに大別される。
【０００５】このうちマスク投影方式は、各種の加工パ
ターンに応じてそれぞれマスクが必要となり、これらマ
スクの交換や管理が必要となる。このような煩雑さから
最近は、スキャニング方式が好まれている。
ターンに応じてそれぞれマスクが必要となり、これらマ
スクの交換や管理が必要となる。このような煩雑さから
最近は、スキャニング方式が好まれている。
【０００６】図１１はかかるスキャニング方式のレーザ
加工装置の構成図である。ＱスイッチＹＡＧレーザ発振
器１から出力されるＱスイッチパルスのレーザ光の光路
上には、互いに直交するＸ方向のガルバノミラースキャ
ナ２とＹ方向のガルバノミラースキャナ３とが配置され
ている。
加工装置の構成図である。ＱスイッチＹＡＧレーザ発振
器１から出力されるＱスイッチパルスのレーザ光の光路
上には、互いに直交するＸ方向のガルバノミラースキャ
ナ２とＹ方向のガルバノミラースキャナ３とが配置され
ている。
【０００７】これらガルバノミラースキャナ２、３によ
り偏向されたレーザ光の光路上には、集光レンズ４が配
置され、レーザ光の集光スポットを加工対象５の表面に
照射するものとなっている。
り偏向されたレーザ光の光路上には、集光レンズ４が配
置され、レーザ光の集光スポットを加工対象５の表面に
照射するものとなっている。
【０００８】このような構成であれば、加工対象５に対
するマーキング時、ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１か
ら出力されるＱスイッチパルスのレーザ光は、各ガルバ
ノミラースキャナ２、３の動作により加工パターンに従
って偏向され、集光レンズ４を通して集光スポットとし
て加工対象５の表面上で移動する。
するマーキング時、ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１か
ら出力されるＱスイッチパルスのレーザ光は、各ガルバ
ノミラースキャナ２、３の動作により加工パターンに従
って偏向され、集光レンズ４を通して集光スポットとし
て加工対象５の表面上で移動する。
【０００９】例えば、図１２に示すように加工対象５の
表面上にマーキングパターンに従ってマーキングする場
合、ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１をオン／オフ動作
させ、かつ集光スポットをガルバノミラースキャナ２の
動作によりＸ方向に移動させ、ガルバノミラースキャナ
３の動作によりＹ方向に移動させて、マーキングパター
ンに従った描写を行っている。
表面上にマーキングパターンに従ってマーキングする場
合、ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１をオン／オフ動作
させ、かつ集光スポットをガルバノミラースキャナ２の
動作によりＸ方向に移動させ、ガルバノミラースキャナ
３の動作によりＹ方向に移動させて、マーキングパター
ンに従った描写を行っている。
【００１０】しかしながら、ＱスイッチＹＡＧレーザ発
振器１から出力されるレーザ光には、図１２に示すよう
にパルス出力に変動があるために、加工対象５へのレー
ザ照射時にパルス出力変動により加工表面の除去深さに
ばらつきが生じてしまう。
振器１から出力されるレーザ光には、図１２に示すよう
にパルス出力に変動があるために、加工対象５へのレー
ザ照射時にパルス出力変動により加工表面の除去深さに
ばらつきが生じてしまう。
【００１１】特にＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１で
は、繰り返し周波数が２０ｋＨｚ以上になると、パルス
間の出力変動が増大し、マーキングの外観上の品質を低
下させてしまう。
は、繰り返し周波数が２０ｋＨｚ以上になると、パルス
間の出力変動が増大し、マーキングの外観上の品質を低
下させてしまう。
【００１２】一方、ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１
は、図１３に示すように２枚の対向する共振器ミラー
６、７の間にレーザロッド８を配置し、かつ各共振器ミ
ラー６、７のうち共振器ミラー７とレーザロッド８との
間に音響光学Ｑスイッチ素子（以下、Ｑスイッチ素子と
省略する）９を配置した構成となっている。
は、図１３に示すように２枚の対向する共振器ミラー
６、７の間にレーザロッド８を配置し、かつ各共振器ミ
ラー６、７のうち共振器ミラー７とレーザロッド８との
間に音響光学Ｑスイッチ素子（以下、Ｑスイッチ素子と
省略する）９を配置した構成となっている。
【００１３】このうちレーザロッド８には、励起ランプ
１０が並設され、ランプ電源１１からの電力供給により
発光してレーザロッド８を励起するものとなっている。
又、Ｑスイッチ素子９には、高周波電力を供給するＱス
イッチドライバ１２が接続されている。
１０が並設され、ランプ電源１１からの電力供給により
発光してレーザロッド８を励起するものとなっている。
又、Ｑスイッチ素子９には、高周波電力を供給するＱス
イッチドライバ１２が接続されている。
【００１４】このような構成であれば、励起ランプ１０
の発光によりレーザロッド８を励起してレーザ発振して
いる状態に、Ｑスイッチ素子９に高周波電力が印加され
ると、Ｑスイッチ素子９の内部で光学的な損失が形成さ
れてレーザ発振が停止する。このとき、レーザ発振が停
止していてもレーザロッド８の励起は行われているの
で、レーザロッド８内にはエネルギーが蓄積される。
の発光によりレーザロッド８を励起してレーザ発振して
いる状態に、Ｑスイッチ素子９に高周波電力が印加され
ると、Ｑスイッチ素子９の内部で光学的な損失が形成さ
れてレーザ発振が停止する。このとき、レーザ発振が停
止していてもレーザロッド８の励起は行われているの
で、レーザロッド８内にはエネルギーが蓄積される。
【００１５】この状態に、Ｑスイッチ素子９への高周波
電力の供給を停止すると、Ｑスイッチ素子９の内部で光
学的損失が解消されるので、レーザ発振が可能な状態に
なる。このときのレーザ出力は、レーザロッド８内に蓄
積されていたエネルギーが一度に放出されるので、パル
ス幅が短くピーク値の高いパルスとなる。
電力の供給を停止すると、Ｑスイッチ素子９の内部で光
学的損失が解消されるので、レーザ発振が可能な状態に
なる。このときのレーザ出力は、レーザロッド８内に蓄
積されていたエネルギーが一度に放出されるので、パル
ス幅が短くピーク値の高いパルスとなる。
【００１６】従って、Ｑスイッチ素子９への高周波電力
の印加と停止とを繰り返すことによって、Ｑスイッチパ
ルスのレーザ光が繰り返し出力される。ところで、この
ようなＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１では、Ｑスイッ
チ素子９に対して高周波電力の印加と停止とを繰り返す
ときの停止の期間は、図１４(a)(b)に示すようにレーザ
出力の繰り返し数に関係なく固定値ｔo に設定されてい
る。なお、同図(a) は繰り返し周波数が低い場合であ
り、同図(b) は繰り返し周波数が高い場合である。
の印加と停止とを繰り返すことによって、Ｑスイッチパ
ルスのレーザ光が繰り返し出力される。ところで、この
ようなＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１では、Ｑスイッ
チ素子９に対して高周波電力の印加と停止とを繰り返す
ときの停止の期間は、図１４(a)(b)に示すようにレーザ
出力の繰り返し数に関係なく固定値ｔo に設定されてい
る。なお、同図(a) は繰り返し周波数が低い場合であ
り、同図(b) は繰り返し周波数が高い場合である。
【００１７】実際に加工する場合、Ｑスイッチ素子９の
繰り返し周波数を変化させても、高周波電力の停止期間
ｔo は一定に固定され、Ｑスイッチ素子９への高周波電
力の印加の時間幅を変化させている。
繰り返し周波数を変化させても、高周波電力の停止期間
ｔo は一定に固定され、Ｑスイッチ素子９への高周波電
力の印加の時間幅を変化させている。
【００１８】このように高周波電力の停止期間ｔo を固
定しているので、励起ランプ１０に流れる電流が一定の
とき、レーザロッド８には、高周波電力の印加時間と同
じ割合で励起量が増減するので、レーザ出力の繰り返し
数に応じてレーザロッド８内に蓄積されるエネルギーの
量が異なる。
定しているので、励起ランプ１０に流れる電流が一定の
とき、レーザロッド８には、高周波電力の印加時間と同
じ割合で励起量が増減するので、レーザ出力の繰り返し
数に応じてレーザロッド８内に蓄積されるエネルギーの
量が異なる。
【００１９】このため、Ｑスイッチ素子９の繰り返し数
が低い場合と高い場合とでは、図１４(a)(b)に示すよう
にレーザ利得が異なり、かつ高周波電力印加の終了の瞬
時からＱスイッチパルス発生までの時間（以下、ビルド
アップタイムと称する）も繰り返し数が低い場合（ｔ
a ）と高い場合（ｔb ）とで異なる。
が低い場合と高い場合とでは、図１４(a)(b)に示すよう
にレーザ利得が異なり、かつ高周波電力印加の終了の瞬
時からＱスイッチパルス発生までの時間（以下、ビルド
アップタイムと称する）も繰り返し数が低い場合（ｔ
a ）と高い場合（ｔb ）とで異なる。
【００２０】例えば、Ｑスイッチ素子９の繰り返し数が
高い場合では、図１４(b) に示すように繰り返し数の低
い場合と比較して利得が低くなり、かつビルドアップタ
イムｔb （＞ｔa ）が長くなり、Ｑスイッチパルス幅も
長くなるｄb （＞ｄa ）。
高い場合では、図１４(b) に示すように繰り返し数の低
い場合と比較して利得が低くなり、かつビルドアップタ
イムｔb （＞ｔa ）が長くなり、Ｑスイッチパルス幅も
長くなるｄb （＞ｄa ）。
【００２１】一般にＱスイッチレーザでは、通常ビルド
アップタイムが性能範囲で最も長くなる高繰り返し周波
数（例えば５０ｋＨｚ）において高周波電力の停止期間
ｔoを設定しているので、それよりも低い繰り返し周波
数では、高周波電力の停止期間ｔo が過剰に長いことに
なる。
アップタイムが性能範囲で最も長くなる高繰り返し周波
数（例えば５０ｋＨｚ）において高周波電力の停止期間
ｔoを設定しているので、それよりも低い繰り返し周波
数では、高周波電力の停止期間ｔo が過剰に長いことに
なる。
【００２２】この高周波電力の停止期間ｔo が長いと、
図１４(a) に示すようにＱスイッチパルスのレーザ光を
出力した後、レーザ利得が少し回復し、レーザ光出力に
引き続き、ＣＷ出力ｇや低レベルのパルス出力が再発す
る。
図１４(a) に示すようにＱスイッチパルスのレーザ光を
出力した後、レーザ利得が少し回復し、レーザ光出力に
引き続き、ＣＷ出力ｇや低レベルのパルス出力が再発す
る。
【００２３】このため、加工対象にレーザ光を照射中に
Ｑスイッチ素子９の繰り返し周波数を変化させると、加
工に必要とするレーザ光以外に余計なレーザ光が加工対
象に照射されてしまい、加工対象に対して過剰な熱入力
が行われてしまう。
Ｑスイッチ素子９の繰り返し周波数を変化させると、加
工に必要とするレーザ光以外に余計なレーザ光が加工対
象に照射されてしまい、加工対象に対して過剰な熱入力
が行われてしまう。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】以上のようにＱスイッ
チＹＡＧレーザ発振器１から出力されるレーザ光には、
パルス出力に変動があるため、このパルス出力変動によ
り加工表面の除去深さにばらつきが生じ、例えばマーキ
ングの外観上の品質を低下させてしまう。
チＹＡＧレーザ発振器１から出力されるレーザ光には、
パルス出力に変動があるため、このパルス出力変動によ
り加工表面の除去深さにばらつきが生じ、例えばマーキ
ングの外観上の品質を低下させてしまう。
【００２５】又、高周波電力の停止期間ｔo が長いと、
レーザ光出力に引き続き、ｃｗ出力ｇや低レベルのパル
ス出力が再発し、加工に必要とするレーザ光以外に余計
なレーザ光が加工対象に照射されてしまい、加工対象に
対して過剰な熱入力が行われてしまう。
レーザ光出力に引き続き、ｃｗ出力ｇや低レベルのパル
ス出力が再発し、加工に必要とするレーザ光以外に余計
なレーザ光が加工対象に照射されてしまい、加工対象に
対して過剰な熱入力が行われてしまう。
【００２６】そこで本発明は、加工対象の表面加工で加
工時の除去深さを一定に制御できるレーザ加工方法及び
その装置を提供することを目的とする。又、本発明は、
Ｑスイッチ素子の繰り返し周波数に応じて高周波電力の
停止期間を変化させ、余計なレーザ光を出力させないレ
ーザ加工方法及びその装置を提供することを目的とす
る。
工時の除去深さを一定に制御できるレーザ加工方法及び
その装置を提供することを目的とする。又、本発明は、
Ｑスイッチ素子の繰り返し周波数に応じて高周波電力の
停止期間を変化させ、余計なレーザ光を出力させないレ
ーザ加工方法及びその装置を提供することを目的とす
る。
【００２７】
【課題を解決するための手段】請求項１によれば、Ｑス
イッチレーザ発振器から出力されるパルス状のレーザ光
を偏向しながら加工対象に照射するレーザ加工方法にお
いて、加工対象の一か所当たりにパルス状のレーザ光を
所定のパルス数以上づつ照射し、レーザ光を加工パター
ンに従って偏向して加工対象を加工するレーザ加工方法
である。
イッチレーザ発振器から出力されるパルス状のレーザ光
を偏向しながら加工対象に照射するレーザ加工方法にお
いて、加工対象の一か所当たりにパルス状のレーザ光を
所定のパルス数以上づつ照射し、レーザ光を加工パター
ンに従って偏向して加工対象を加工するレーザ加工方法
である。
【００２８】請求項２によれば、請求項１記載のレーザ
加工方法において、加工対象の一か所当たりに照射する
レーザ光による積算エネルギーを測定し、加工対象の一
か所当たりに照射するレーザ光のパルス数を制御する。
加工方法において、加工対象の一か所当たりに照射する
レーザ光による積算エネルギーを測定し、加工対象の一
か所当たりに照射するレーザ光のパルス数を制御する。
【００２９】請求項３によれば、請求項１記載のレーザ
加工方法において、Ｑスイッチレーザ発振器内にてレー
ザ光の積算エネルギーを測定し、加工対象の一か所当た
りについて照射するレーザ光のパルス数を制御する。
加工方法において、Ｑスイッチレーザ発振器内にてレー
ザ光の積算エネルギーを測定し、加工対象の一か所当た
りについて照射するレーザ光のパルス数を制御する。
【００３０】請求項４によれば、請求項１記載のレーザ
加工方法において、加工対象の一か所当たりについて３
パルス以上のレーザ光を照射する。請求項５によれば、
請求項１記載のレーザ加工方法において、Ｑスイッチレ
ーザ発振器におけるＱスイッチ素子のオフする期間を切
り替える。
加工方法において、加工対象の一か所当たりについて３
パルス以上のレーザ光を照射する。請求項５によれば、
請求項１記載のレーザ加工方法において、Ｑスイッチレ
ーザ発振器におけるＱスイッチ素子のオフする期間を切
り替える。
【００３１】請求項６によれば、請求項１記載のレーザ
加工方法において、Ｑスイッチレーザ発振器の繰り返し
周波数に応じてＱスイッチ素子のオフする期間をそれぞ
れ切り替える。
加工方法において、Ｑスイッチレーザ発振器の繰り返し
周波数に応じてＱスイッチ素子のオフする期間をそれぞ
れ切り替える。
【００３２】請求項７によれば、Ｑスイッチレーザ発振
器から出力されるＱスイッチパルスのレーザ光を加工対
象に照射するレーザ加工装置において、加工対象の一か
所当たりに照射されるレーザ光のパルス数が所定の回数
以上になるようにＱスイッチレーザ発振器を動作制御す
るパルス制御手段と、加工対象の一か所当たりについて
照射されるレーザ光のパルス数が所定の回数以上に達す
ると、Ｑスイッチレーザ発振器から出力されるレーザ光
を偏向し、レーザ光の加工対象に対する照射位置を加工
パターンに従って移動する偏向手段と、を備えたレーザ
加工装置である。
器から出力されるＱスイッチパルスのレーザ光を加工対
象に照射するレーザ加工装置において、加工対象の一か
所当たりに照射されるレーザ光のパルス数が所定の回数
以上になるようにＱスイッチレーザ発振器を動作制御す
るパルス制御手段と、加工対象の一か所当たりについて
照射されるレーザ光のパルス数が所定の回数以上に達す
ると、Ｑスイッチレーザ発振器から出力されるレーザ光
を偏向し、レーザ光の加工対象に対する照射位置を加工
パターンに従って移動する偏向手段と、を備えたレーザ
加工装置である。
【００３３】請求項８によれば、請求項７記載のレーザ
加工装置において、加工対象の一か所当たりについて照
射するレーザ光が与える積算エネルギーを測定するエネ
ルギー測定手段と、このエネルギー測定手段により測定
された積算エネルギーに応じて加工対象の一か所当たり
について照射するレーザ光のパルス数を制御するパルス
数制御手段と、を備えた。
加工装置において、加工対象の一か所当たりについて照
射するレーザ光が与える積算エネルギーを測定するエネ
ルギー測定手段と、このエネルギー測定手段により測定
された積算エネルギーに応じて加工対象の一か所当たり
について照射するレーザ光のパルス数を制御するパルス
数制御手段と、を備えた。
【００３４】請求項９によれば、請求項７記載のレーザ
加工装置において、Ｑスイッチレーザ発振器内にてレー
ザ光の積算エネルギーを測定するエネルギー測定手段
と、このエネルギー測定手段により測定された積算エネ
ルギーに応じて加工対象の一か所当たりについて照射す
るレーザ光のパルス数を制御するパルス数制御手段と、
を備えた。
加工装置において、Ｑスイッチレーザ発振器内にてレー
ザ光の積算エネルギーを測定するエネルギー測定手段
と、このエネルギー測定手段により測定された積算エネ
ルギーに応じて加工対象の一か所当たりについて照射す
るレーザ光のパルス数を制御するパルス数制御手段と、
を備えた。
【００３５】請求項１０によれば、請求項７記載のレー
ザ加工装置において、Ｑスイッチレーザ発振器における
Ｑスイッチ素子のオフする期間を切り替えるオフ期間切
替手段を備えた。
ザ加工装置において、Ｑスイッチレーザ発振器における
Ｑスイッチ素子のオフする期間を切り替えるオフ期間切
替手段を備えた。
【００３６】請求項１１によれば、請求項１０記載のレ
ーザ加工装置において、オフ期間切替手段は、Ｑスイッ
チレーザ発振器の繰り返し周波数に応じてＱスイッチ素
子のオフする期間をそれぞれ切り替える機能を有する。
ーザ加工装置において、オフ期間切替手段は、Ｑスイッ
チレーザ発振器の繰り返し周波数に応じてＱスイッチ素
子のオフする期間をそれぞれ切り替える機能を有する。
【００３７】請求項１２によれば、請求項１０記載のレ
ーザ加工装置において、オフ期間切替手段は、Ｑスイッ
チレーザ発振器のＱスイッチ素子をオン／オフするため
のタイミング信号を作成するタイミング信号作成回路
と、このタイミング信号作成回路により作成されるタイ
ミング信号の周波数を決定するためのコンデンサ及び複
数の抵抗と、これらコンデンサ及び複数の抵抗のうち各
抵抗をＱスイッチレーザ発振器の繰り返し周波数に応じ
て選択してコンデンサに接続する切替回路とを有する。
ーザ加工装置において、オフ期間切替手段は、Ｑスイッ
チレーザ発振器のＱスイッチ素子をオン／オフするため
のタイミング信号を作成するタイミング信号作成回路
と、このタイミング信号作成回路により作成されるタイ
ミング信号の周波数を決定するためのコンデンサ及び複
数の抵抗と、これらコンデンサ及び複数の抵抗のうち各
抵抗をＱスイッチレーザ発振器の繰り返し周波数に応じ
て選択してコンデンサに接続する切替回路とを有する。
【００３８】
【発明の実施の形態】(1) 以下、本発明の第１の実施の
形態について図面を参照して説明する。なお、図１１と
同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略す
る。図１はレーザ加工装置の構成図である。
形態について図面を参照して説明する。なお、図１１と
同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略す
る。図１はレーザ加工装置の構成図である。
【００３９】ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１から出力
されるＱスイッチパルスのレーザ光の光路上には、Ｘ方
向及びＹ方向の各ガルバノミラースキャナ２、３が配置
され、かつこれらガルバノミラースキャナ２、３により
偏向されたレーザ光の光路上には、集光レンズ４が配置
されている。
されるＱスイッチパルスのレーザ光の光路上には、Ｘ方
向及びＹ方向の各ガルバノミラースキャナ２、３が配置
され、かつこれらガルバノミラースキャナ２、３により
偏向されたレーザ光の光路上には、集光レンズ４が配置
されている。
【００４０】スキャナドライバ２０は、加工パターン記
憶部２１に記憶されている加工対象５に対する加工パタ
ーンデータに従ってＸ方向及びＹ方向の各ガルバノミラ
ースキャナ２、３を駆動し、かつこれらガルバノミラー
スキャナ２、３を駆動したときの加工対象５上の走査位
置を示すスキャナポジション信号ｓを出力する機能を有
している。
憶部２１に記憶されている加工対象５に対する加工パタ
ーンデータに従ってＸ方向及びＹ方向の各ガルバノミラ
ースキャナ２、３を駆動し、かつこれらガルバノミラー
スキャナ２、３を駆動したときの加工対象５上の走査位
置を示すスキャナポジション信号ｓを出力する機能を有
している。
【００４１】なお、加工パターン記憶部２１に記憶され
ている加工パターンデータは、加工対象５に照射される
レーザ光の集光スポットの大きさや加工対象５上に照射
される集光スポットのオーバラップを考慮して作成され
ている。
ている加工パターンデータは、加工対象５に照射される
レーザ光の集光スポットの大きさや加工対象５上に照射
される集光スポットのオーバラップを考慮して作成され
ている。
【００４２】又、スキャナドライバ２０は、各ガルバノ
ミラースキャナ２、３を駆動してレーザ光を加工対象５
上に走査するとき、例えばレーザ光を３パルス以上加工
対象５上の一か所に照射し、次にレーザ光の照射位置を
加工パターンに従って移動して再びレーザ光を３パルス
以上加工対象５上の一か所に照射するとき、これらレー
ザ光の集光スポットが加工対象５上でオーバラップする
ように位置決めする機能を有している。
ミラースキャナ２、３を駆動してレーザ光を加工対象５
上に走査するとき、例えばレーザ光を３パルス以上加工
対象５上の一か所に照射し、次にレーザ光の照射位置を
加工パターンに従って移動して再びレーザ光を３パルス
以上加工対象５上の一か所に照射するとき、これらレー
ザ光の集光スポットが加工対象５上でオーバラップする
ように位置決めする機能を有している。
【００４３】パルス数制御部２２は、ＱスイッチＹＡＧ
レーザ発振器１から出力されたレーザ光を加工対象５に
照射するとき、加工対象５上の一か所当たりについて照
射するレーザ光のパルス数が所定パルス数以上、例えば
３パルス以上になるようにＱスイッチレーザ発振器１を
動作させるとともに制御する機能を有している。
レーザ発振器１から出力されたレーザ光を加工対象５に
照射するとき、加工対象５上の一か所当たりについて照
射するレーザ光のパルス数が所定パルス数以上、例えば
３パルス以上になるようにＱスイッチレーザ発振器１を
動作させるとともに制御する機能を有している。
【００４４】この場合、パルス数制御部２２は、スキャ
ナドライバ２０から出力されるスキャナポジション信号
ｓを受けてレーザ光の照射位置を確認し、加工対象５上
の一か所当たりについて３パルス以上のレーザ光を出力
させる機能を有している。
ナドライバ２０から出力されるスキャナポジション信号
ｓを受けてレーザ光の照射位置を確認し、加工対象５上
の一か所当たりについて３パルス以上のレーザ光を出力
させる機能を有している。
【００４５】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。加工対象５に対するマーキング時、Ｑス
イッチＹＡＧレーザ発振器１は、Ｑスイッチパルスのレ
ーザ光を所定の繰り返し数で出力する。
いて説明する。加工対象５に対するマーキング時、Ｑス
イッチＹＡＧレーザ発振器１は、Ｑスイッチパルスのレ
ーザ光を所定の繰り返し数で出力する。
【００４６】このときスキャナドライバ２０は、加工パ
ターン記憶部２１に記憶されている加工対象５に対する
加工パターンデータに従ってＸ方向及びＹ方向の各ガル
バノミラースキャナ２、３を駆動し、かつこれらガルバ
ノミラースキャナ２、３を駆動したときの加工対象５上
の走査位置を示すスキャナポジション信号ｓを出力す
る。
ターン記憶部２１に記憶されている加工対象５に対する
加工パターンデータに従ってＸ方向及びＹ方向の各ガル
バノミラースキャナ２、３を駆動し、かつこれらガルバ
ノミラースキャナ２、３を駆動したときの加工対象５上
の走査位置を示すスキャナポジション信号ｓを出力す
る。
【００４７】これらガルバノミラースキャナ２、３の駆
動によりＱスイッチパルスのレーザ光は、加工パターン
に従って偏向され、集光レンズ４を通して集光スポット
として加工対象５の表面上で走査される。
動によりＱスイッチパルスのレーザ光は、加工パターン
に従って偏向され、集光レンズ４を通して集光スポット
として加工対象５の表面上で走査される。
【００４８】一方、パルス数制御部２２は、スキャナド
ライバ２０から出力されるスキャナポジション信号ｓを
受けてレーザ光の照射位置を確認し、ＱスイッチＹＡＧ
レーザ発振器１から出力されるレーザ光を加工対象５上
の一か所当たりについて３パルス以上に制御する。
ライバ２０から出力されるスキャナポジション信号ｓを
受けてレーザ光の照射位置を確認し、ＱスイッチＹＡＧ
レーザ発振器１から出力されるレーザ光を加工対象５上
の一か所当たりについて３パルス以上に制御する。
【００４９】例えば、図２に示すように加工対象５の表
面上に「Ｖ」という文字をマーキングする場合、加工対
象５上の一か所当たりについて３パルス以上、例えば５
パルスのレーザ光を照射し、次にレーザ光の照射位置を
加工パターンに従って走査し、再びレーザ光を５パルス
だけ加工対象５上の一か所に照射し、以降これを繰り返
し、「Ｖ」という文字のマーキングパターンに従った描
写を行う。
面上に「Ｖ」という文字をマーキングする場合、加工対
象５上の一か所当たりについて３パルス以上、例えば５
パルスのレーザ光を照射し、次にレーザ光の照射位置を
加工パターンに従って走査し、再びレーザ光を５パルス
だけ加工対象５上の一か所に照射し、以降これを繰り返
し、「Ｖ」という文字のマーキングパターンに従った描
写を行う。
【００５０】ここでは、例えば各照射位置ｐ1 、ｐ2 、
ｐ3 、ｐ4 に対してそれぞれ５パルスから成る各レーザ
光群ｑ1 、ｑ2 、ｑ3 、ｑ4 が照射される。なお、レー
ザ光の照射位置の位置決めは、図３に示すようにパルス
数制御部２２においてスキャナドライバ２０から出力さ
れるスキャナポジション信号ｓを受けてレーザ光の照射
位置を確認することにより行い、その上でＱスイッチＹ
ＡＧレーザ発振器１から出力されるレーザ光を加工対象
５上の一か所当たり、例えば各照射位置ｐ1 、ｐ2 、ｐ
3 、ｐ4 において３パルス以上に制御している。
ｐ3 、ｐ4 に対してそれぞれ５パルスから成る各レーザ
光群ｑ1 、ｑ2 、ｑ3 、ｑ4 が照射される。なお、レー
ザ光の照射位置の位置決めは、図３に示すようにパルス
数制御部２２においてスキャナドライバ２０から出力さ
れるスキャナポジション信号ｓを受けてレーザ光の照射
位置を確認することにより行い、その上でＱスイッチＹ
ＡＧレーザ発振器１から出力されるレーザ光を加工対象
５上の一か所当たり、例えば各照射位置ｐ1 、ｐ2 、ｐ
3 、ｐ4 において３パルス以上に制御している。
【００５１】又、このとき各レーザ光の照射位置ｐ1 、
ｐ2 、ｐ3 、ｐ4 は、各レーザ光群ｑ1 、ｑ2 、ｑ3 、
ｑ4 での集光スポットが加工対象５上でオーバラップす
るように位置決めされている。
ｐ2 、ｐ3 、ｐ4 は、各レーザ光群ｑ1 、ｑ2 、ｑ3 、
ｑ4 での集光スポットが加工対象５上でオーバラップす
るように位置決めされている。
【００５２】このように加工対象５上の一か所当たり、
例えば５パルスづつレーザ光を照射して順次加工を行う
と、その加工深さは均一化される。ここで、加工深さが
均一化される理由について説明する。
例えば５パルスづつレーザ光を照射して順次加工を行う
と、その加工深さは均一化される。ここで、加工深さが
均一化される理由について説明する。
【００５３】所定加工深さをＨとし、１パルス当たりの
加工深さをｈ＋αとする。このαは深さの変動分を表わ
す。加工深さは、パルス当たりのエネルギーに比例す
る。パルス間のエネルギーのばらつきが図４に示すよう
に正規分布に従うと仮定すると、１パルス加工では正規
分布に従って加工深さも変動する。
加工深さをｈ＋αとする。このαは深さの変動分を表わ
す。加工深さは、パルス当たりのエネルギーに比例す
る。パルス間のエネルギーのばらつきが図４に示すよう
に正規分布に従うと仮定すると、１パルス加工では正規
分布に従って加工深さも変動する。
【００５４】複数パルスで一か所を所定加工深さＨまで
加工しようとするとき、１パルス当たりの積算した加工
深さＨ´は、 Ｈ´＝Ｈ＋α´ ＝（ｈ＋αm ）ｍ …(1) となる。
加工しようとするとき、１パルス当たりの積算した加工
深さＨ´は、 Ｈ´＝Ｈ＋α´ ＝（ｈ＋αm ）ｍ …(1) となる。
【００５５】このとき１パルスのみでの加工と比較す
る。もし複数パルスを用いた加工での変動α´と１パル
ス当たりの変動αとが等しい結果が得られたとき、すな
わち α＝α1 ＋α2 ＋α3 ＋α4 ＋…＋αm …(2) のときその確率は、 Ｐ（α1 ）×Ｐ（α2 ）×Ｐ（α3 ）×Ｐ（α4 ）×…×Ｐ（αm ） Ｐ（αm ）：αm 変動する確率 …（３）
となる。
る。もし複数パルスを用いた加工での変動α´と１パル
ス当たりの変動αとが等しい結果が得られたとき、すな
わち α＝α1 ＋α2 ＋α3 ＋α4 ＋…＋αm …(2) のときその確率は、 Ｐ（α1 ）×Ｐ（α2 ）×Ｐ（α3 ）×Ｐ（α4 ）×…×Ｐ（αm ） Ｐ（αm ）：αm 変動する確率 …（３）
となる。
【００５６】従って、パルス数が増加するほど深さが変
動する確率は低下する。レーザマーキングの実験では、
おおよそ３パルス以上で加工深さの均一性が改善される
効果が認められた。
動する確率は低下する。レーザマーキングの実験では、
おおよそ３パルス以上で加工深さの均一性が改善される
効果が認められた。
【００５７】このように上記第１の実施の形態において
は、加工対象５上の一か所当たりにＱスイッチパルスの
レーザ光を所定パルス数以上づつ照射し、レーザ光を加
工パターンに従って偏向して加工対象５を加工するよう
にしたので、ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１から出力
されるレーザ光のパルス出力に変動があっても、加工表
面の除去深さが均一化され、マーキングの外観上の品質
を確保できる。 （２） 次に本発明の第２の実施の形態について図面を
参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号
を付してその詳しい説明は省略する。
は、加工対象５上の一か所当たりにＱスイッチパルスの
レーザ光を所定パルス数以上づつ照射し、レーザ光を加
工パターンに従って偏向して加工対象５を加工するよう
にしたので、ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１から出力
されるレーザ光のパルス出力に変動があっても、加工表
面の除去深さが均一化され、マーキングの外観上の品質
を確保できる。 （２） 次に本発明の第２の実施の形態について図面を
参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号
を付してその詳しい説明は省略する。
【００５８】図５はレーザ加工装置の構成図である。Ｑ
スイッチＹＡＧレーザ発振器１から出力されるレーザ光
の光路上、例えばＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１とガ
ルバノミラースキャナ２との間の光路上には、ビームス
プリッタ２３が配置され、このビームスプリッタ２３の
分岐光路上にミラー２４を介してエネルギー測定部２５
が設けられている。
スイッチＹＡＧレーザ発振器１から出力されるレーザ光
の光路上、例えばＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１とガ
ルバノミラースキャナ２との間の光路上には、ビームス
プリッタ２３が配置され、このビームスプリッタ２３の
分岐光路上にミラー２４を介してエネルギー測定部２５
が設けられている。
【００５９】このエネルギー測定部２５は、加工対象５
上の一か所当たりについて照射するレーザ光が与える積
算エネルギーを測定し、その測定結果をパルス数制御部
２６に送出する機能を有している。
上の一か所当たりについて照射するレーザ光が与える積
算エネルギーを測定し、その測定結果をパルス数制御部
２６に送出する機能を有している。
【００６０】このパルス数制御部２６は、エネルギー測
定部２５により測定されたレーザ光が与える積算エネル
ギーに応じて加工対象５上の一か所当たりについて照射
するレーザ光のパルス数を制御する、すなわちレーザ光
の積算エネルギーが所定の積算エネルギーに達したらレ
ーザ光の照射を停止させる機能を有している。
定部２５により測定されたレーザ光が与える積算エネル
ギーに応じて加工対象５上の一か所当たりについて照射
するレーザ光のパルス数を制御する、すなわちレーザ光
の積算エネルギーが所定の積算エネルギーに達したらレ
ーザ光の照射を停止させる機能を有している。
【００６１】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。加工対象５に対するマーキング時、Ｑス
イッチＹＡＧレーザ発振器１は、Ｑスイッチパルスのレ
ーザ光を所定の繰り返し数で出力する。
いて説明する。加工対象５に対するマーキング時、Ｑス
イッチＹＡＧレーザ発振器１は、Ｑスイッチパルスのレ
ーザ光を所定の繰り返し数で出力する。
【００６２】このときスキャナドライバ１０は、上記の
如く加工パターンデータに従ってＸ方向及びＹ方向の各
ガルバノミラースキャナ２、３を駆動し、かつこれらガ
ルバノミラースキャナ２、３を駆動したときの加工対象
５上の走査位置を示すスキャナポジション信号ｓを出力
する。
如く加工パターンデータに従ってＸ方向及びＹ方向の各
ガルバノミラースキャナ２、３を駆動し、かつこれらガ
ルバノミラースキャナ２、３を駆動したときの加工対象
５上の走査位置を示すスキャナポジション信号ｓを出力
する。
【００６３】これらガルバノミラースキャナ２、３の駆
動によりＱスイッチパルスのレーザ光は、加工パターン
に従って偏向され、集光レンズ４を通して集光スポット
として加工対象５の表面上で走査される。
動によりＱスイッチパルスのレーザ光は、加工パターン
に従って偏向され、集光レンズ４を通して集光スポット
として加工対象５の表面上で走査される。
【００６４】これと共にレーザ光は、ビームスプリッタ
１３でその一部が分岐され、ミラー１４で反射してエネ
ルギー測定部２５に入射する。このエネルギー測定部２
５は、レーザ光を受光し、その受光信号から加工対象５
上の一か所当たりについて照射するレーザ光が与える積
算エネルギーを測定し、その測定結果をパルス数制御部
２６に送出する。
１３でその一部が分岐され、ミラー１４で反射してエネ
ルギー測定部２５に入射する。このエネルギー測定部２
５は、レーザ光を受光し、その受光信号から加工対象５
上の一か所当たりについて照射するレーザ光が与える積
算エネルギーを測定し、その測定結果をパルス数制御部
２６に送出する。
【００６５】このパルス数制御部２６は、エネルギー測
定部２５により測定されたレーザ光の積算エネルギーに
応じて加工対象５上の一か所当たりについて照射するレ
ーザ光のパルス数を制御し、レーザ光の積算エネルギー
が所定の積算エネルギーに達したらレーザ光の照射を停
止させる。
定部２５により測定されたレーザ光の積算エネルギーに
応じて加工対象５上の一か所当たりについて照射するレ
ーザ光のパルス数を制御し、レーザ光の積算エネルギー
が所定の積算エネルギーに達したらレーザ光の照射を停
止させる。
【００６６】例えば、上記図２に示すように加工対象５
の表面上に「Ｖ」という文字をマーキングする場合、加
工対象５上の一か所当たりについて５パルスだけレーザ
光を照射し、このときのレーザ光が与える積算エネルギ
ーが所定の積算エネルギーに達したら、レーザ光の照射
を停止する。
の表面上に「Ｖ」という文字をマーキングする場合、加
工対象５上の一か所当たりについて５パルスだけレーザ
光を照射し、このときのレーザ光が与える積算エネルギ
ーが所定の積算エネルギーに達したら、レーザ光の照射
を停止する。
【００６７】これ以降、加工対象５上の一か所当たりに
ついて照射するレーザ光の積算エネルギーが所定の積算
エネルギーに達したら、レーザ光の照射を停止し、これ
を繰り返すことにより「Ｖ」という文字のマーキングパ
ターンに従った描写を行う。
ついて照射するレーザ光の積算エネルギーが所定の積算
エネルギーに達したら、レーザ光の照射を停止し、これ
を繰り返すことにより「Ｖ」という文字のマーキングパ
ターンに従った描写を行う。
【００６８】このように上記第２の実施の形態において
は、加工対象５上の一か所当たりについて照射するレー
ザ光が与える積算エネルギーを測定し、この積算エネル
ギーに応じて加工対象５の一か所当たりについて照射す
るレーザ光のパルス数を制御するようにしたので、Ｑス
イッチＹＡＧレーザ発振器１から出力されるレーザ光の
パルス状の出力に変動があっても、加工対象５上に投入
するエネルギーが等しくなったところ、すなわち加工表
面の除去深さが同じになるところでレーザ光の出力を停
止でき、加工表面の除去深さを均一化し、マーキングの
外観上の品質を確保できる。
は、加工対象５上の一か所当たりについて照射するレー
ザ光が与える積算エネルギーを測定し、この積算エネル
ギーに応じて加工対象５の一か所当たりについて照射す
るレーザ光のパルス数を制御するようにしたので、Ｑス
イッチＹＡＧレーザ発振器１から出力されるレーザ光の
パルス状の出力に変動があっても、加工対象５上に投入
するエネルギーが等しくなったところ、すなわち加工表
面の除去深さが同じになるところでレーザ光の出力を停
止でき、加工表面の除去深さを均一化し、マーキングの
外観上の品質を確保できる。
【００６９】なお、上記第２の実施の形態では、エネル
ギー測定部２５をＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１の外
部に設けているが、ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１の
内部に設けてレーザ光による積算エネルギーを測定する
ようにしてもよい。 (3) 次に本発明の第３の実施の形態について図面を参照
して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明は省略する。
ギー測定部２５をＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１の外
部に設けているが、ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１の
内部に設けてレーザ光による積算エネルギーを測定する
ようにしてもよい。 (3) 次に本発明の第３の実施の形態について図面を参照
して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付
してその詳しい説明は省略する。
【００７０】図６はレーザ加工装置の構成図である。Ｑ
スイッチＹＡＧレーザ発振器３０は、２枚の対向する共
振器ミラー３１、３２の間にレーザロッド３３を配置
し、かつ各共振器ミラー３１、３２のうち共振器ミラー
３２とレーザロッド３３との間にＱスイッチ素子３４を
配置した構成となっている。
スイッチＹＡＧレーザ発振器３０は、２枚の対向する共
振器ミラー３１、３２の間にレーザロッド３３を配置
し、かつ各共振器ミラー３１、３２のうち共振器ミラー
３２とレーザロッド３３との間にＱスイッチ素子３４を
配置した構成となっている。
【００７１】又、レーザロッド３３には、励起ランプ３
５が並設され、ランプ電源３６からの電力供給により発
光してレーザロッド３３を励起するものとなっている。
Ｑスイッチ素子３４には、高周波電力を供給するＱスイ
ッチドライバ３７が接続されている。
５が並設され、ランプ電源３６からの電力供給により発
光してレーザロッド３３を励起するものとなっている。
Ｑスイッチ素子３４には、高周波電力を供給するＱスイ
ッチドライバ３７が接続されている。
【００７２】一方、コンピュータ３８は、スキャナドラ
イバ２０から出力されるスキャナポジション信号ｓを受
けてレーザ光の照射位置を確認し、ランプ電源３６を動
作制御して加工対象５上の一か所当たりに３パルス以上
のレーザ光を出力させる機能を有している。
イバ２０から出力されるスキャナポジション信号ｓを受
けてレーザ光の照射位置を確認し、ランプ電源３６を動
作制御して加工対象５上の一か所当たりに３パルス以上
のレーザ光を出力させる機能を有している。
【００７３】又、コンピュータ３８は、ＱスイッチＹＡ
Ｇレーザ発振器３０の繰り返し周波数に応じた２ビット
のチャンネル切替え信号ＣＨをオフ期間切替回路３９に
送出する機能を有している。
Ｇレーザ発振器３０の繰り返し周波数に応じた２ビット
のチャンネル切替え信号ＣＨをオフ期間切替回路３９に
送出する機能を有している。
【００７４】このオフ期間切替回路３９は、Ｑスイッチ
ＹＡＧレーザ発振器３０の繰り返し周波数に応じてＱス
イッチ素子３４のオフする期間をそれぞれ切り替える機
能を有している。
ＹＡＧレーザ発振器３０の繰り返し周波数に応じてＱス
イッチ素子３４のオフする期間をそれぞれ切り替える機
能を有している。
【００７５】図７はオフ期間切替回路３９の具体的な構
成図である。タイミング信号作成回路としてのタイマー
用ＩＣ４０は、ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器３０のＱ
スイッチ素子３４をオン／オフするためのタイミング信
号Ｔを作成する機能を有するもので、矩形パルスをＡ端
子に入力し、この矩形パルスのローレベル期間すなわち
Ｑスイッチ素子３４をオフさせる期間（高周波電力の停
止期間）を調整し、タイミング信号ＴとしてＱ端子から
出力する機能を有している。
成図である。タイミング信号作成回路としてのタイマー
用ＩＣ４０は、ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器３０のＱ
スイッチ素子３４をオン／オフするためのタイミング信
号Ｔを作成する機能を有するもので、矩形パルスをＡ端
子に入力し、この矩形パルスのローレベル期間すなわち
Ｑスイッチ素子３４をオフさせる期間（高周波電力の停
止期間）を調整し、タイミング信号ＴとしてＱ端子から
出力する機能を有している。
【００７６】このタイマー用ＩＣ４０には、高周波電力
の停止期間を調整するための回路素子、すなわち時定数
を決定するコンデンサＣ及び複数の可変抵抗ＶＲ1 〜Ｖ
Ｒ4がマルチプレクサ４１を介して接続されている。
の停止期間を調整するための回路素子、すなわち時定数
を決定するコンデンサＣ及び複数の可変抵抗ＶＲ1 〜Ｖ
Ｒ4がマルチプレクサ４１を介して接続されている。
【００７７】このマルチプレクサ４１は、コンピュータ
３８からの２ビットのチャンネル切替え信号ＣＨを受け
て複数の可変抵抗ＶＲ1 〜ＶＲ4 から１つの可変抵抗Ｖ
Ｒ1〜ＶＲ4 を選択し、この選択した可変抵抗ＶＲ1 、
…ＶＲ4 とコンデンサＣとを接続してＱスイッチ素子３
４への高周波電力の停止期間を設定する切替回路として
の機能を有するもので、各チャンネルｃｈ1 〜ｃｈ4 に
それぞれ可変抵抗ＶＲ1 〜ＶＲ4 が接続され、アドレス
端子（ADRS）にコンピュータ３８からの切替信号ＣＨが
入力し、出力端子（OUT ）にコンデンサＣを介してタイ
マー用ＩＣ４０が接続されている。
３８からの２ビットのチャンネル切替え信号ＣＨを受け
て複数の可変抵抗ＶＲ1 〜ＶＲ4 から１つの可変抵抗Ｖ
Ｒ1〜ＶＲ4 を選択し、この選択した可変抵抗ＶＲ1 、
…ＶＲ4 とコンデンサＣとを接続してＱスイッチ素子３
４への高周波電力の停止期間を設定する切替回路として
の機能を有するもので、各チャンネルｃｈ1 〜ｃｈ4 に
それぞれ可変抵抗ＶＲ1 〜ＶＲ4 が接続され、アドレス
端子（ADRS）にコンピュータ３８からの切替信号ＣＨが
入力し、出力端子（OUT ）にコンデンサＣを介してタイ
マー用ＩＣ４０が接続されている。
【００７８】このマルチプレクサ４１の選択動作を説明
すると、このマルチプレクサ４１は、図８に示すように
２ビットのチャンネル切替え信号ＣＨの両方がローレベ
ルのときにチャンネルｃｈ1 を選択し、いずれか一方が
ローレベルで他方がハイレベルのときにチャンネルｃｈ
2 又はチャンネルｃｈ3 を選択し、両方がハイレベルの
ときにチャンネルｃｈ4 を選択する機能を有している。
すると、このマルチプレクサ４１は、図８に示すように
２ビットのチャンネル切替え信号ＣＨの両方がローレベ
ルのときにチャンネルｃｈ1 を選択し、いずれか一方が
ローレベルで他方がハイレベルのときにチャンネルｃｈ
2 又はチャンネルｃｈ3 を選択し、両方がハイレベルの
ときにチャンネルｃｈ4 を選択する機能を有している。
【００７９】このようにして可変抵抗ＶＲ1 〜ＶＲ4 を
選択する場合、Ｑスイッチ素子３４の繰り返し周波数の
使用する範囲に応じ、例えば繰り返し周波数５００Ｈｚ
〜１５ｋＨｚの範囲ではチャンネルｃｈ1 の可変抵抗Ｖ
Ｒ1 を選択し、繰り返し周波数１５ｋＨｚ〜１８ｋＨｚ
の範囲ではチャンネルｃｈ2 の可変抵抗ＶＲ2 を選択
し、繰り返し周波数１８ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲では
チャンネルｃｈ3 の可変抵抗ＶＲ3 を選択し、繰り返し
周波数２５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲ではチャンネルｃ
ｈ4 の可変抵抗ＶＲ4 を選択するように設定し、Ｑスイ
ッチ素子３４への高周波電力の停止期間を変化させるも
のとなっている。
選択する場合、Ｑスイッチ素子３４の繰り返し周波数の
使用する範囲に応じ、例えば繰り返し周波数５００Ｈｚ
〜１５ｋＨｚの範囲ではチャンネルｃｈ1 の可変抵抗Ｖ
Ｒ1 を選択し、繰り返し周波数１５ｋＨｚ〜１８ｋＨｚ
の範囲ではチャンネルｃｈ2 の可変抵抗ＶＲ2 を選択
し、繰り返し周波数１８ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲では
チャンネルｃｈ3 の可変抵抗ＶＲ3 を選択し、繰り返し
周波数２５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲ではチャンネルｃ
ｈ4 の可変抵抗ＶＲ4 を選択するように設定し、Ｑスイ
ッチ素子３４への高周波電力の停止期間を変化させるも
のとなっている。
【００８０】各可変抵抗ＶＲ1 〜ＶＲ4 の抵抗値は、Ｑ
スイッチパルスの立上がり、そのパルスが出力し終わる
までの時間特性を実際に調べ、高周波電力の停止期間を
決定するような値にする。
スイッチパルスの立上がり、そのパルスが出力し終わる
までの時間特性を実際に調べ、高周波電力の停止期間を
決定するような値にする。
【００８１】すなわち、例えば図９に示すようにＱスイ
ッチ繰り返し周波数に対するＱスイッチパルスビルドア
ップ時間に合わせ、高周波電力の停止期間が繰り返し周
波数５００Ｈｚ〜１５ｋＨｚの範囲では６μｓ、繰り返
し周波数１５ｋＨｚ〜１８ｋＨｚの範囲では７．５μ
ｓ、繰り返し周波数１８ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲では
９．５μｓ、繰り返し周波数２５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの
範囲では１１μｓになるように各可変抵抗ＶＲ1 〜ＶＲ
4 の抵抗値が設定されている。
ッチ繰り返し周波数に対するＱスイッチパルスビルドア
ップ時間に合わせ、高周波電力の停止期間が繰り返し周
波数５００Ｈｚ〜１５ｋＨｚの範囲では６μｓ、繰り返
し周波数１５ｋＨｚ〜１８ｋＨｚの範囲では７．５μ
ｓ、繰り返し周波数１８ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲では
９．５μｓ、繰り返し周波数２５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの
範囲では１１μｓになるように各可変抵抗ＶＲ1 〜ＶＲ
4 の抵抗値が設定されている。
【００８２】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。加工対象５に対するマーキング時、Ｑス
イッチＹＡＧレーザ発振器１は、Ｑスイッチパルスのレ
ーザ光を所定の繰り返し数で出力する。
いて説明する。加工対象５に対するマーキング時、Ｑス
イッチＹＡＧレーザ発振器１は、Ｑスイッチパルスのレ
ーザ光を所定の繰り返し数で出力する。
【００８３】このレーザ光は、加工パターンデータに従
った各ガルバノミラースキャナ２、３の駆動により偏向
され、集光レンズ４を通して集光スポットとして加工対
象５の表面上で走査される。
った各ガルバノミラースキャナ２、３の駆動により偏向
され、集光レンズ４を通して集光スポットとして加工対
象５の表面上で走査される。
【００８４】一方、コンピュータ３８は、スキャナドラ
イバ２０から出力されるスキャナポジション信号ｓを受
けてレーザ光の照射位置を確認し、ＱスイッチＹＡＧレ
ーザ発振器１から出力されるレーザ光を加工対象５上の
一か所当たりに３パルス以上に制御する。
イバ２０から出力されるスキャナポジション信号ｓを受
けてレーザ光の照射位置を確認し、ＱスイッチＹＡＧレ
ーザ発振器１から出力されるレーザ光を加工対象５上の
一か所当たりに３パルス以上に制御する。
【００８５】又、コンピュータ３８は、ＱスイッチＹＡ
Ｇレーザ発振器３０の繰り返し周波数に応じた２ビット
のチャンネル切替え信号ＣＨをオフ期間切替回路３９に
送出する。
Ｇレーザ発振器３０の繰り返し周波数に応じた２ビット
のチャンネル切替え信号ＣＨをオフ期間切替回路３９に
送出する。
【００８６】このオフ期間切替回路３９は、Ｑスイッチ
ＹＡＧレーザ発振器３０の繰り返し周波数に応じてＱス
イッチ素子３４のオフする期間をそれぞれ切り替える。
このオフ期間切替回路３９は、図７に示すように、例え
ば繰り返し周波数５００Ｈｚ〜１５ｋＨｚの範囲でチャ
ンネルｃｈ1 の可変抵抗ＶＲ1 を選択し、繰り返し周波
数１５ｋＨｚ〜１８ｋＨｚの範囲でチャンネルｃｈ2 の
可変抵抗ＶＲ2を選択し、繰り返し周波数１８ｋＨｚ〜
２５ｋＨｚの範囲でチャンネルｃｈ3 の可変抵抗ＶＲ3
を選択し、繰り返し周波数２５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範
囲でチャンネルｃｈ4 の可変抵抗ＶＲ4 を選択する。
ＹＡＧレーザ発振器３０の繰り返し周波数に応じてＱス
イッチ素子３４のオフする期間をそれぞれ切り替える。
このオフ期間切替回路３９は、図７に示すように、例え
ば繰り返し周波数５００Ｈｚ〜１５ｋＨｚの範囲でチャ
ンネルｃｈ1 の可変抵抗ＶＲ1 を選択し、繰り返し周波
数１５ｋＨｚ〜１８ｋＨｚの範囲でチャンネルｃｈ2 の
可変抵抗ＶＲ2を選択し、繰り返し周波数１８ｋＨｚ〜
２５ｋＨｚの範囲でチャンネルｃｈ3 の可変抵抗ＶＲ3
を選択し、繰り返し周波数２５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範
囲でチャンネルｃｈ4 の可変抵抗ＶＲ4 を選択する。
【００８７】この場合、高周波電力の停止期間は、繰り
返し周波数５００Ｈｚ〜１５ｋＨｚの範囲で６μｓ、繰
り返し周波数１５ｋＨｚ〜１８ｋＨｚの範囲で７．５μ
ｓ、繰り返し周波数１８ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲で
９．５μｓ、繰り返し周波数２５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの
範囲で１１μｓになる。
返し周波数５００Ｈｚ〜１５ｋＨｚの範囲で６μｓ、繰
り返し周波数１５ｋＨｚ〜１８ｋＨｚの範囲で７．５μ
ｓ、繰り返し周波数１８ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲で
９．５μｓ、繰り返し周波数２５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの
範囲で１１μｓになる。
【００８８】すなわち、図１０に示すように高周波電力
の停止期間ｔo は、Ｑスイッチ素子３４の繰り返し周波
数に応じて変化し、同図(a) に示す繰り返し周波数が低
い場合にｔo であるものが、同図(b) に示す繰り返し周
波数が高い場合には停止期間ｔo よりも長いｔo ´に変
更設定される。
の停止期間ｔo は、Ｑスイッチ素子３４の繰り返し周波
数に応じて変化し、同図(a) に示す繰り返し周波数が低
い場合にｔo であるものが、同図(b) に示す繰り返し周
波数が高い場合には停止期間ｔo よりも長いｔo ´に変
更設定される。
【００８９】従って、ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器１
から出力されるレーザ光を加工対象５上の一か所当たり
３パルス以上照射するとき、各パルス出力の直後に余計
な発振であるＣＷ出力や低レベルのパルス出力が出力さ
れることなく、加工対象５へのレーザ光の照射で不要な
入熱がなくなる。
から出力されるレーザ光を加工対象５上の一か所当たり
３パルス以上照射するとき、各パルス出力の直後に余計
な発振であるＣＷ出力や低レベルのパルス出力が出力さ
れることなく、加工対象５へのレーザ光の照射で不要な
入熱がなくなる。
【００９０】このように上記第３の実施の形態において
は、オフ期間切替回路３９によりＱスイッチＹＡＧレー
ザ発振器３０の繰り返し周波数に応じてＱスイッチ素子
３４のオフする期間をそれぞれ切り替えるようにしたの
で、適正な高周波電力の停止期間を設定でき、Ｑスイッ
チパルスが出力完了の後、速やかに高周波電力の印加を
開始できる。
は、オフ期間切替回路３９によりＱスイッチＹＡＧレー
ザ発振器３０の繰り返し周波数に応じてＱスイッチ素子
３４のオフする期間をそれぞれ切り替えるようにしたの
で、適正な高周波電力の停止期間を設定でき、Ｑスイッ
チパルスが出力完了の後、速やかに高周波電力の印加を
開始できる。
【００９１】これにより、ＱスイッチＹＡＧレーザ発振
器３０の損失が大きくなり、余計な発振であるＣＷ出力
や低レベルのパルス出力を出力することを防止でき、実
際に加工対象５へのレーザ光の照射で不要な入熱を防ぐ
ことができる。
器３０の損失が大きくなり、余計な発振であるＣＷ出力
や低レベルのパルス出力を出力することを防止でき、実
際に加工対象５へのレーザ光の照射で不要な入熱を防ぐ
ことができる。
【００９２】特にＩＣパッケージなどの樹脂へマーキン
グするレーザマーキングへの応用では、能率的な高速マ
ーキングのため、文字をなぞるときのレーザ光の移動速
度に比例して、印字するときにＱスイッチパルス周波数
を変えることができ、過剰入熱のために樹脂が炭化する
ことがない。
グするレーザマーキングへの応用では、能率的な高速マ
ーキングのため、文字をなぞるときのレーザ光の移動速
度に比例して、印字するときにＱスイッチパルス周波数
を変えることができ、過剰入熱のために樹脂が炭化する
ことがない。
【００９３】又、上記第１の実施の形態と同様に、Ｑス
イッチＹＡＧレーザ発振器１から出力されるレーザ光の
パルス出力に変動があっても、加工表面の除去深さが均
一化され、マーキングの外観上の品質を確保できる。
イッチＹＡＧレーザ発振器１から出力されるレーザ光の
パルス出力に変動があっても、加工表面の除去深さが均
一化され、マーキングの外観上の品質を確保できる。
【００９４】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、加
工対象の表面加工で加工時の除去深さを一定に制御でき
るレーザ加工方法及びその装置を提供できる。又、本発
明によれば、Ｑスイッチ素子の繰り返し周波数に応じて
高周波電力の停止期間を変化させ、余計なレーザ光を出
力させないレーザ加工方法及びその装置を提供できる。
工対象の表面加工で加工時の除去深さを一定に制御でき
るレーザ加工方法及びその装置を提供できる。又、本発
明によれば、Ｑスイッチ素子の繰り返し周波数に応じて
高周波電力の停止期間を変化させ、余計なレーザ光を出
力させないレーザ加工方法及びその装置を提供できる。
【図１】本発明に係わるレーザ加工装置の第１の実施の
形態を示す構成図。
形態を示す構成図。
【図２】同装置によるマーキングの加工作用を説明する
ための模式図。
ための模式図。
【図３】同装置によるレーザ光の位置決め作用を説明す
るための模式図。
るための模式図。
【図４】正規分布に従うとするパルス間のエネルギーの
ばらつきを示す図。
ばらつきを示す図。
【図５】本発明に係わるレーザ加工装置の第２の実施の
形態を示す構成図。
形態を示す構成図。
【図６】本発明に係わるレーザ加工装置の第３の実施の
形態を示す構成図。
形態を示す構成図。
【図７】同装置に用いられるオフ期間切替回路の具体的
な構成図。
な構成図。
【図８】同装置に用いられるマルチプレクサの選択動作
を示すタイミング図。
を示すタイミング図。
【図９】Ｑスイッチ繰り返し周波数に対するＱスイッチ
パルスビルドアップ時間の関係を示す図。
パルスビルドアップ時間の関係を示す図。
【図１０】繰り返し周波数に応じて高周波電力の停止期
間を変化させる作用を示す図。
間を変化させる作用を示す図。
【図１１】従来のレーザ加工装置の構成図。
【図１２】同装置によるマーキングの作用を示す図。
【図１３】ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器の構成図。
【図１４】ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器における固定
された高周波電力の停止期間を示す図。
された高周波電力の停止期間を示す図。
１…ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器、 ２，３…ガルバノミラースキャナ、 ４…集光レンズ、 ５…加工対象、 ２０…スキャナドライバ、 ２１…加工パターン記憶部、 ２２…パルス数制御部、 ２５…エネルギー測定部、 ３０…ＱスイッチＹＡＧレーザ発振器、 ３１，３２…共振器ミラー、 ３３…レーザロッド、 ３４…Ｑスイッチ素子、 ３８…コンピュータ、 ３９…オフ期間切替回路、 ４０…タイマー用ＩＣ、 ４１…マルチプレクサ、 ＶＲ1 〜ＶＲ4 …可変抵抗、 Ｃ…コンデンサ。
Claims (12)
- 【請求項１】 Ｑスイッチレーザ発振器から出力される
パルス状のレーザ光を偏向しながら加工対象に照射する
レーザ加工方法において、 前記加工対象の一か所当たりに前記パルス状のレーザ光
を所定のパルス数以上づつ照射し、前記レーザ光を加工
パターンに従って偏向して前記加工対象を加工すること
を特徴とするレーザ加工方法。 - 【請求項２】 前記加工対象の一か所当たりに照射する
前記レーザ光による積算エネルギーを測定し、前記加工
対象の一か所当たりに照射する前記レーザ光のパルス数
を制御することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工
方法。 - 【請求項３】 前記Ｑスイッチレーザ発振器内にて前記
レーザ光の積算エネルギーを測定し、前記加工対象の一
か所当たりについて照射する前記レーザ光のパルス数を
制御することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方
法。 - 【請求項４】 前記加工対象の一か所当たりについて３
パルス以上の前記レーザ光を照射することを特徴とする
請求項１記載のレーザ加工方法。 - 【請求項５】 前記Ｑスイッチレーザ発振器におけるＱ
スイッチ素子のオフする期間を切り替えることを特徴と
する請求項１記載のレーザ加工方法。 - 【請求項６】 前記Ｑスイッチレーザ発振器の繰り返し
周波数に応じて前記Ｑスイッチ素子のオフする期間をそ
れぞれ切り替えることを特徴とする請求項１記載のレー
ザ加工方法。 - 【請求項７】 Ｑスイッチレーザ発振器から出力される
Ｑスイッチパルスのレーザ光を加工対象に照射するレー
ザ加工装置において、 前記加工対象の一か所当たりに照射される前記レーザ光
のパルス数が所定の回数以上になるように前記Ｑスイッ
チレーザ発振器を動作制御するパルス制御手段と、 前記加工対象の一か所当たりについて照射される前記レ
ーザ光のパルス数が前記所定の回数以上に達すると、前
記Ｑスイッチレーザ発振器から出力される前記レーザ光
を偏向し、前記レーザ光の前記加工対象に対する照射位
置を加工パターンに従って移動する偏向手段と、を具備
したことを特徴とするレーザ加工装置。 - 【請求項８】 前記加工対象の一か所当たりについて照
射する前記レーザ光が与える積算エネルギーを測定する
エネルギー測定手段と、 このエネルギー測定手段により測定された前記積算エネ
ルギーに応じて前記加工対象の一か所当たりについて照
射する前記レーザ光のパルス数を制御するパルス数制御
手段と、を備えたことを特徴とする請求項７記載のレー
ザ加工装置。 - 【請求項９】 前記Ｑスイッチレーザ発振器内にて前記
レーザ光の積算エネルギーを測定するエネルギー測定手
段と、 このエネルギー測定手段により測定された前記積算エネ
ルギーに応じて前記加工対象の一か所当たりについて照
射する前記レーザ光のパルス数を制御するパルス数制御
手段と、を備えたことを特徴とする請求項７記載のレー
ザ加工装置。 - 【請求項１０】 前記Ｑスイッチレーザ発振器における
Ｑスイッチ素子のオフする期間を切り替えるオフ期間切
替手段を備えたことを特徴とする請求項７記載のレーザ
加工装置。 - 【請求項１１】 前記オフ期間切替手段は、前記Ｑスイ
ッチレーザ発振器の繰り返し周波数に応じて前記Ｑスイ
ッチ素子のオフする期間をそれぞれ切り替える機能を有
することを特徴とする請求項１０記載のレーザ加工装
置。 - 【請求項１２】 前記オフ期間切替手段は、前記Ｑスイ
ッチレーザ発振器のＱスイッチ素子をオン／オフするた
めのタイミング信号を作成するタイミング信号作成回路
と、 このタイミング信号作成回路により作成される前記タイ
ミング信号の周波数を決定するためのコンデンサ及び複
数の抵抗と、 これらコンデンサ及び複数の抵抗のうち前記各抵抗を前
記Ｑスイッチレーザ発振器の繰り返し周波数に応じて選
択して前記コンデンサに接続する切替回路と、を有する
ことを特徴とする請求項１０記載のレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9315175A JPH11151584A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | レーザ加工方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9315175A JPH11151584A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | レーザ加工方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11151584A true JPH11151584A (ja) | 1999-06-08 |
Family
ID=18062332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9315175A Pending JPH11151584A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | レーザ加工方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11151584A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002224864A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-13 | Sunx Ltd | レーザマーキング方法及びレーザマーキング装置 |
| JP2002224863A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-13 | Sunx Ltd | レーザマーキング方法、レーザマーキング装置及びそのプログラム |
| JP2003506216A (ja) * | 1999-08-03 | 2003-02-18 | イクシィル・テクノロジー・リミテッド | 回路シンギュレーションシステム及び方法 |
| JP2005514211A (ja) * | 2002-01-18 | 2005-05-19 | カール ツアイス メディテック アクチエンゲゼルシャフト | 材料及び組織の精密加工用フェムト秒レーザーシステム |
| WO2005101487A1 (en) * | 2004-04-19 | 2005-10-27 | Eo Technics Co., Ltd. | Laser processing apparatus |
| JP5465363B1 (ja) * | 2013-02-14 | 2014-04-09 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置、加工制御装置およびパルス周波数制御方法 |
| JP2015145926A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-13 | 日本電産コパル株式会社 | レーザ露光装置 |
-
1997
- 1997-11-17 JP JP9315175A patent/JPH11151584A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003506216A (ja) * | 1999-08-03 | 2003-02-18 | イクシィル・テクノロジー・リミテッド | 回路シンギュレーションシステム及び方法 |
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| JP4499934B2 (ja) * | 2001-01-31 | 2010-07-14 | サンクス株式会社 | レーザマーキング方法及びレーザマーキング装置 |
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| US7688492B2 (en) | 2004-04-19 | 2010-03-30 | Eo Technics Co., Ltd. | Laser processing apparatus |
| JP5465363B1 (ja) * | 2013-02-14 | 2014-04-09 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置、加工制御装置およびパルス周波数制御方法 |
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| WO2014125597A1 (ja) * | 2013-02-14 | 2014-08-21 | 三菱電機株式会社 | レーザ加工装置、加工制御装置およびパルス周波数制御方法 |
| CN104105568A (zh) * | 2013-02-14 | 2014-10-15 | 三菱电机株式会社 | 激光加工装置、加工控制装置及脉冲频率控制方法 |
| JP2015145926A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-13 | 日本電産コパル株式会社 | レーザ露光装置 |
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