JPS58184080A - レ−ザ加工装置 - Google Patents

レ−ザ加工装置

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Publication number
JPS58184080A
JPS58184080A JP57066617A JP6661782A JPS58184080A JP S58184080 A JPS58184080 A JP S58184080A JP 57066617 A JP57066617 A JP 57066617A JP 6661782 A JP6661782 A JP 6661782A JP S58184080 A JPS58184080 A JP S58184080A
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JP
Japan
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light
reflected
raded
mirror
sealed
Prior art date
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Pending
Application number
JP57066617A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuki Mori
泰樹 森
Sumio Hashimoto
純男 橋本
Hideaki Naruo
成尾 英明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP57066617A priority Critical patent/JPS58184080A/ja
Publication of JPS58184080A publication Critical patent/JPS58184080A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/10Devices involving relative movement between laser beam and workpiece using a fixed support, i.e. involving moving the laser beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は例えば被加工物にレーザ光を肺射して加熱等
の加工を行うレーデ加工装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
この種のレーデ加工装置は被加工物として例えばガラス
類の封着予定部にレーデ光を照射することで、仁の封着
予定部の加熱を行い、これによってその封着加工を行え
るようにできることから、上記封着予定部の加熱装置し
て適用可能である。そして、このようにレーデ加工装置
を加熱装置して使用すれば、高出力のレーデ光を微小ス
/、)として上記封着予定部に照射できることから、そ
の加熱時間の短縮を図れ、また封着予定線以外への熱影
醤を・防止するうえで特有の効果を奏するものである。
また、特にラングの製造においては・9−す等の燃料ガ
スである水素等の混入を避けることができることから、
クリーンは加工が可能となる利点とも有するものである
しかしながら、上記従来のレーデ加工装置においては通
常、そのレーデ光の光束断面形状か円形であり、またそ
の・臂ワー密度は光束の中心が最も高くなるようなガウ
ス分布をなすものであった。このため、上記レーデ光の
光束中心が照射される封着予定部では加熱が良好となる
が光束の周辺側では加熱不良となシ上記封着予定部に加
熱むら等の加工むらが生じる問題があった。また、この
ようなことから、上記レーザ光の光束径を被加工物の加
工範囲よシも充分太きく確保して加熱を行うことも考え
られるが仁のようにすると、レーデ光のエネルギ損失が
大となシ、実用に適さないものであった。
〔発明の目的〕
この発明はこのような事情にもとづいてなされたもので
、その目的とするところは、エネルギ損失を抑えなおか
つ加工むらを防止することのできるレーザ加工装置を提
供することにある。
〔発明の概要〕
すなわち、この発明はレーデ光を凹thi鏡によ・: 
・)。
り反射して被加工物に照射するとともに、上1凹面鏡を
往復傾動可能に構成し、上記被加工物に照射される反射
レーデ光を光束の径方向に所ある。
〔発明の実施例〕
以下この発明の一実施例を図面にもとづき説明する。
第1図中IFi放電管の到着装置を示し、xrd放電管
、JFi放電管2のパルプホルダ、4は電極マウントホ
ルダ、5,5はピンチャ−である。
4お、槙2図において放tIIL管の全体を示す。
そして、10は上記封着装ft2に適用されるレーデ加
工装置を示し、このレーデ加工装置10は第3図26m
で示すレーデ発振器から出射したレーデ光11を反射鏡
12・・・等からなる光学系によプ上記パルプホルダ3
に保持された放電管2パルプ2aの封着予定部2bに照
射するように構成されている。また、とのレーデ加工装
&10全体はよ記パルプ2aの管軸を中心として回転可
能に構成され、レーデ光11を上記封着予定部2bの全
周にわたって照射するようになっている。なお、このレ
ーデ光11としてはガラス製のパルプ2aに対して吸収
のよい炭酸ガスレーデを用いるのが望ましい。
そして、この一実施例では上記光学系を構成する反射鏡
12・・・のうち直接上記封着予定部2bにレーデ光1
1を反射する反射鏡が凹球面鏡12aで構成されている
。この凹球面鏡I Jmは第3図に示す如く曲率半切8
の球の一部内面−を反射面13として構成したもので、
レーザ光111dこの反射面13で反射されて封着予定
部2bに照射されるものである。
また、この一実施例の場合、凹球面fjkx2a#i鏡
ホルダ13に対し回動ピン14を介して連結され、この
回動ピン14を中心としてエアシリンダ15により前稜
に往復傾動可能となっている。
次に、上記一実施例の作用について説明する。
まず、レーデ発振器から出射されたレーデ光11は上記
光学系の反射fil12・・・および凹球面鏡12aで
順次反射されて封着予定部2 b F(照射されること
になるが、ここで上記凹球面鏡12&の作用を以下に説
明する。
レーデ発振器1−aから凹球面鏡12aに入射角−をも
ってX方向から入射した入射レーデ光がY方向に反射さ
れるものとすると、この反射レーデ光は上記反射面2a
上のム、B、C,Dで囲まれるレーデ光照射部14から
の反射によって得られるものである仁とがわかる。した
がって、上記A、B、C,Dおよびその中心00点に入
射した入射レーデ光a、b、e、−および0の反射を追
跡することで上記反射レーザ光全体のビーム形状を求め
ることができる。なお、上記入射角0は上記0点に入射
する入射レーデ光04とこの0点と自車中心P点とを結
ぶ線分Qとのなす角をいう・ まず、上記レーデ光反射部14におけるA −0−B点
での反射レーデ光alt・1+b1 を追跡すると、と
のA−0−B点の軌跡が曲率中心P点を中心とする曲率
半径Rの円弧となることからA、O,B点においてそれ
ぞれ接線を引き、これら各点と112点とを結ぶ線分つ
’tlih。
0、B点での法面に対するその入射角と等しい反射角を
有する直線をそれぞれ引くことによ)、上記反射レーザ
光&1  p(11、blを第3図に示す如く求めるこ
とができる。この結果、第3図から明らかなように反射
レーデ光al g・l。
blは第1焦点f′lで交わシ、その第1焦点距離F1
は、 Fl;:R−(2)θ/2   ・・・(1)で示され
ることがわかった。なお、厳密に考えれば、入射レーデ
光全体KToる程度の幅があるため、上記ム、0.B点
での入射角はそれぞれ異なるものであるが、上記曲率半
径RK対し上記入射レーザ光の光束径が充分小さいとす
れば上記各点での入射角の差異を無視することができ、
上記第1焦点f、を求めることができる亀のである。ま
た、上記凹球面鏡12aに対し上記線分Qと平行に入射
する入射光についてみれば、その焦点距離Fが F = R/2 で示されることから、動式は F b F as e とIn直すことができる。すなゎ也、上記第1焦点距離
r1は上記線分QK対し角度−で交差する平面上に上記
焦点距離Fを投影した亀のと考えることができる。
次に、上記レーデ光反射部14におけるC−0−D点で
の反射レーデ光el  s*1  、d、について追跡
する場合KFiこれら反射レーデ光e1  j・1 、
dlを鮪4図に示す如く凹球面鏡11mを構成する一率
半111の球5で考えると理解しやすす、す表わち、上
記C,O,DAKそれぞれ入射角−で入射した入射レー
デ光C2・、シは各点における法面での入射−反射側に
したがって反射されゐことから、上記反射レーデ光c1
 、・1、−1は第4図中中径R(2)θの円1−上に
沿りてそれぞれ進むことになる。そして、これら反射レ
ーア光ぐ1eQ1edl#′i上記円tg上を進みかつ
上記C#O,D点がそれぞれ半@n、aの円周上に位置
していることから、反射レーデ光・凰に対す反射レーデ
光d1とその間には0点、D点でのそれぞれの法面がな
す角と同等の角度ψをもりて交差するヒとに1+%また
反射レーデ光・1と−1も同様に上記角度ψをもりて交
差する仁とにな為、すなわち、仁のことから第3図に示
す如く第2焦点f、が存在し、そのjI2焦点距離r廊
はF B a B IXII # −1F m #  
 ”(2)でTo9た。
仁のように上記凹球面鏡xxhK対し入射角−で入射し
て反射される反射レーデ光には上記第1焦点f1および
第2焦点f1が存在し、このことからムーo−m点の軌
跡を縦軸VIC−0−D点の軌跡を横軸■とした場合の
反射レーデ光における光束の1比を調べた結果、第5図
に示される結果が得られた。すなわち、第5図から明ら
かなように反射レーデ光の光束における断面形状は第1
焦点f1と第2焦点fsとの関に存在する変曲点2まで
の間で横長の楕円状とな)、上記変曲点2以降において
は縦長の楕円状となる。なお、上記蛮曲点z#′iル僧
比が1となる点を示す。
したがって、上記第1@点f1の近傍では上記断面形状
が横長のスリ、ト状となシ、また上記第2焦点f、の近
傍では縦長のスリ、ト状となることがわかる。なお、第
5図に示した実験結果は曲率亭径虱−200■、直径4
0wm、厚さ4■の凹球面鏡JJaを使用して得られた
も/′)であ如、入射レーず光の入射角は0千45°で
ある。
また、上記実験結果で得られた第1焦点距離Flおよび
第2焦点距離F、はそれぞれF、=107籠、Fax3
11−付近でTo〕、これらの値は前記した式(1)、
(2)よル得られる理論値FI m (290Xaw4
5°)/2≧102.5 waFm −290XmJ5
° :206 wmK対して近似していることもわかる
し九がって、反射鏡として上記凹球面鏡12mを用いれ
ば、封着予定部2bの大きさ、姿勢および形状などによ
)その位置を変えることで上記封着予定部2bに応じ九
反射レーデ光の光束形状が得られ、多品種の放電管にお
ける到着予足部2bの加熱に適用可能である0例えば、
この一実施例の場合のようK z4ルプ21の管軸が垂
直とfk2ている場合には上記変曲点2よ)も遠い所に
封着予定部2bを位置させることKよυ、反射レーデ光
の光束形状を縦長のスリ、ト状もしくは楕円形状にする
ことができ、この反射レーデ光を効果的に照射できるも
のである。
なお、実際の加工においては反射レーデ光の・母ワー*
mが高い0.8≦f1≦1.2もしくは0.8≦f3≦
1.2の範囲に被加工物を位置させることが望壕しく、
また入射レーデ光の入射角−は30°≦O≦600の範
囲が望ましい。
そして、上記−実施例では王妃凹球面鏡12&を前後に
傾動可能に構成しであるから、王妃反射レーデ光をその
光束の径方向つま)バルブ21の管軸方向に所定の振@
して振動させることができる。この結果、第6図に示さ
れるように反射レーデ光のノ譬ワー密度ががウス分布で
あっても上記封着予定郁2bの管軸方向全体を均等に加
熱することができ、この後のピンチャ−5,5による封
着を東好に行うことができる。
kお、封着予定部21の管軸周シについてけレーデ加工
装置全体が上記管軸を中心として回転されるので加熱む
らが生じたシすることは々い。
また、上記反射レーデ光を振動させる場合、装置J#O
11転角度位置に対するその振動モードを第7図ないし
第9図のように設定すれば、振幅中心Mよ)も振輻端N
側において反射レーデ光の光束中心軸が長く照射される
ことになシ、一層封着予足部1′bを均4!に加熱する
ことができる。
また、上記したように封着予定部xbの大きさ姿勢形状
に応じて反射レーザ光の光束形状を選ぶことができるの
で、エネルギ損失を大幅に低減できるものであみ。
さらに、上記レーず加工装置においては、加工時反射鏡
12・・・鯛よび凹球面鏡JJaを水などの冷却液で冷
却する必要があるが、これら反射鏡12・・・および凹
球面鏡12aの場合にはそれぞれの反射面の裏側全面を
冷却液で冷却することができるので、その冷却効果は高
く、よってレーデ光に高出力のものを利用できる効J[
有する。
なお、上記一実施例では放電管の封着装置に適用した例
を示したが、このようなガラス類の加熱に限らず、金属
における焼入れまたは溶接切断などの加工においても適
用できることけ4ちろんであシ、また加熱加工のみ表ら
ず上記焼入れ、溶接および切断などの加工においてもそ
あってもよい々ど、種々と変更して実施可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したようkこの発明はレーデ光を聞耐鏡により
反射して被加工物に照射するとともに上記a番・鏡を往
復傾動可能に構成して上記被加工物に照射される反射レ
ーデ光を光束軸と直交する方向に所定の振幅で振動させ
るようにした奄のである。(−たがって、反射レーデ光
の・947%−8度がガラス分布であっても上記振動に
)〉賛加工物への加工が均一なものとなる。また、この
ように加工範囲以上に反射レーデ光を照射する必要もな
いので、この反射レーデ光のエネルギ損失を極力防止で
きるなど、種々と優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示し、第1図は封着および
レーデ加工装置全体の概略図、第2図は放電管の正面図
、第3図および第4図は凹球面鏡の反射作用をそれぞれ
示す図、第5図は凹球面鏡による反射レーデ光の光束形
状を示す特性図、第6図は反射レーデ光の振動による作
用を示す図、第7図ないし第9図は反射レーザ光の振動
モードを示す図である。 2b・・・封着予定部(被加工物)、23m・・・凹球
面鏡(反射鏡)、13・・・鏡ホルダ、15・・・エア
シリンダ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被加工物にレーデ光を照射してこの被加工物の加
    工を行うようにしたレーず加工装置において、上記レー
    デ光は凹面鏡によシ反射されて上記被加工物に照射され
    るとともに、上記凹面鏡を往復傾動可能に構成し上記被
    加物に照射される反射レーデ光を光束の径方向に所定の
    振幅で振動させることを特徴とするレーデ加工装置。
  2. (2)上記反射レーデ光の振動によるレーデ光光束軸の
    照射時間は振幅中心よシも振幅端側か長く設定されてい
    ることを特徴とする特許情求の範囲第(1)項記載のレ
    ーデ加工装置。
JP57066617A 1982-04-21 1982-04-21 レ−ザ加工装置 Pending JPS58184080A (ja)

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JPS58184080A true JPS58184080A (ja) 1983-10-27

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JP57066617A Pending JPS58184080A (ja) 1982-04-21 1982-04-21 レ−ザ加工装置

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JP (1) JPS58184080A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4661679A (en) * 1985-06-28 1987-04-28 Eaton Corporation Semiconductor laser processing with mirror mask
US5172261A (en) * 1990-11-01 1992-12-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Oscillatory mirror device with two exciting means

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4661679A (en) * 1985-06-28 1987-04-28 Eaton Corporation Semiconductor laser processing with mirror mask
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