JPS63171235A - アイレス針の穴明装置 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はアイレス針の穴明装置に係り、特にレーザー光
により針材の元端面に針軸方向の穴明加工を行なう穴明
装置に関するものである。

〈従来の技術〉 従来からアイレス針に穴明は加工するに当たり実開昭５
５−４３８９１号公報や実公昭５８−３７９１８号公報
に示される如く■溝上に針材を＠、置し、レーザー光に
よって穴明けする方法が考案されている。この方法は第
５図に示す如くレーザー発振装置ｌから加工用レーザー
光２を発振し、これをグイクロイックミラー３（又はプ
リズム）によって曲げ、集光レンズ４で集光してＶ溝５
−ヒにＪａｉｆｆした針材６に穴明けを行なうものであ
る。

しかしこの方法は針材６の径を変えるとき、或いはレン
ズ４を変えるときなど、鉛材径の変更或いはレンズ４の
焦点距離の変更に合わせてＶ溝５を上下方向或いは前後
方向に位置調節する必要があり、またＶ溝５が摩耗し或
いはキズ付いた場合、これを再研磨して使用する場合も
Ｖ＠５の加工用レーザー光との平行度及び位置を調節す
る必要が出てくる。

従って、従来は上記Ｖ溝５の位置を７Ａ節する場合に、
第５図に示す如くグイクロイー２クミラー３（或いはプ
リズム）に対して集光レンズ４と反対側に顕微＃ｔ１７
を設置し、これを覗くか、又はテレビカメラで撮影して
モニターテレビで見ることにより針材６及びＶ溝５の端
面を目視してＶ溝５の位置を調節していた。

〈発明が解決しようとする問題点〉 然るに従来の如く、レーザー光を反射して直角にグイク
ロイー２クミラーやプリズムを使用した場合には次の如
き問題が発生していた。

即ち、アイレス針の穴明加工は他の一般的なレーザー加
工に比べて極めて細い針材例えば０．０５ｍｍ程度の髪
の毛より細い針径のものを加工しなければならず、かつ
針材径に対して比較的大径の穴例えば０．１０５ｍ径の
針材に０．０６■■径の穴［壁厚が（０゜１０÷０．０
８）÷２　＝　０．０２ｍｍ１を穿設しなければならず
、又穴の深さが穴径の５〜１０倍の深さを有する穴例え
ば０．０６會麓の穴径で深さが０．４層■の穴を穿設し
なければならず、更に穴が外部から観察することが出来
るような抜は孔でなくて、目〈ら穴である等の点で一般
のレーザー加工ではそれ程問題にはならない問題が、ア
イレス針の穴明加工では大きな問題となり、高度の加工
精度が要求される。

これを成功させる為には針材の元端面に照射するレーザ
ー光の性質を極めて良くすることが必要であり、その目
的の為に先ず第１にはレーザー発振ロッド例えばＹＡＧ
ロッドの良性のものを使わなければならなかった。特に
ＹＡＧロッド中のＮｄイオン濃度の均一性が大きな要因
となり、例えばロー２ド中のＮｄイオンが部分的に濃い
場合には不均一な加工、即ち大曲がり、大技は等の不良
品が発生し、精度の良い加工が困難であった。

更に第２には発振系例えば全反射ミラー、半反射ミラー
等も反射率の均一なものを使用しなければならなかった
。

従って発振装置の吟味は充分に行なうと同時にその一部
にゴミが付着したり、表面に汚れが発生したり、或いは
表面の蒸着膜の剥離が発生したりすることを完全に防止
しなければならなかった。

特に観察の為にレーザー光を直角に曲げることを目的と
して使用されるダイクロイックミラーは前述の発振装置
の外方にあるので、ゴミが付着し易く、かつ外気に触れ
易いので温度変化で結露し易いと共に結露した所にレー
ザー光が当たって蒸着膜が破損する恐れがあり、更に針
材の穴明にはピーク値の高いレーザー出力を使用するの
で、出力側の光学系にダメージを与える恐れがあり、又
穴明の為に照射されるレーザー光の最初の瞬間は針元端
面で一部が反射してはね返ってレンズによってグイクロ
イックミラー上で集束されることがあるので、ダイクロ
イックミラーの一部が破損する等の問題があった。

更にレーザー光は人間の目に非常に悪いので、ダイクロ
イックミラーを斜め下向方に向けて取り付け、水平方向
に投光されたレーザー光を垂直方向に変えていたが、加
工用パルスレーザ−光は１発１発が大きなエネルギーで
あり、かつ１秒間に３発位の割合で発射されるので、ミ
ラー自体が温度上昇して中央部がタレ下がって変形し、
真円で来たレーザー光が楕円形となってしまい、加工不
良を発生する問題もあった。

又、グイクロイー、クミラーの欠点を改善する為にプリ
ズムを使用することも考えられるが、このプリズムはガ
ラスの容量が大きいので前述の如きタレ下がって変形す
る恐れはないが、ガラスの加熱による膨張によって入口
面と出口面が膨出し、これによってレンズ効果が発生し
、レーザー光をゆがませる問題が生じていた。

本発明は従来のこれ等の問題に鑑み開発された全く新規
な発明であり、特に上述の如き多くの問題点を有するダ
イクロイックミラー或いはプリズムを全く不要とする装
置を提供しようとするものである。

く問題点を解決するための手段〉 本発明はアイレス針用針材の元端面にレーザー光により
針軸方向に穴明を行なう装置に於いて。

針材を載置し得るＶ溝と加工用レーザー発振装置と可視
レーザー発振装置とを備え、かつ該可視レーザー発振装
置を前記加工用レーザー発振装置の出力側と反対側から
加工用レーザー光軸と同軸に可視レーザー光を投入通過
せしめる位置に配置し、更に前記Ｖ溝を加工用レーザー
光軸と同軸−Ｅに設置して前記加工用レーザー発振装置
と該Ｖ溝との間に観察用光学系を介在せしめないように
構成したことを特徴としたアイレス針の穴明装置である
。

く作用〉 本発明に係る装置に於いては上述の如く、針材をａ匿し
得るＶ溝と加工用レーザー発振装置と可視レーザー発振
装置とを夫々備え、かつ該可視レーザー発振装置を前記
加工用レーザー発振装置の出力側と反対側に設置し、こ
の可視レーザー発振装置から可視レーザーを加工用レー
ザーの光軸と同軸に投入し得るように構成したので、可
視レーザーを目視しなから■溝の位置を調節することに
よってＶ溝の姿勢及び位置を簡単かつ確実に調節するこ
とが出来、従って従来の如く、ダイクロイックミラー或
いはプリズムでレーザー光を屈折させて顕微鏡或いはモ
ニターテレビで覗いて調節する必要がなく、これによっ
て前述の如き使用により種々の問題が発生するダイクロ
イツクミラー或いはプリズムの使用を全く不要とするこ
とが出来る。

〈実施例〉 図面を参照して本発明の一実施例を説明すると、第１図
は本発明に係る方法を実施する為の装置であって、半反
射ミラー８１発振ロッド９及び全反射ミラーｌＯよりな
る加工用レーザー発振装置１１からパルス化されたレー
ザー光１２が発振され、集光レンズ１３によって焦点１
４で集束されて一定の焦点ずらし量Ｓだけずれて、ｖｙ
ｔ１５上に載置された針材１Ｂの端部に照射するもので
ある。　１７はＨｅ−Ｎｅガスレーザー等の可視レーザ
ー光束１８を連続的に発振し得る発振装置であって、加
工用レーザー発振装置１１１の後方に配置され、発振さ
れる可視レーザー光束１８はスリット１３によって極細
に絞られ、かつ加工用レーザー光１２と同軸上に投入さ
れるものである。

尚、可視レーザー光（例えばＨｅ−Ｎｅガスレーザー光
の波長的０．８３　％■）１８は加工用レーザー光（例
えばＹＡＧレーザー光の波長的１．０Ｂ７ｈｍ）１２と
は波長が異なる為に半反射ミラー８及び全反射ミラーｌ
Ｏをそのまま透過するものである。

次に上記装置によってＶｉ１１１１５の位置を調節する
方法について説明する。先ず発振装置１７からＨｅ−Ｎ
ｅガスレーザーを加工用パルスレーザ−光１２と同軸で
発振すると、このレーザー光束１８はスリット１９によ
ってピンスポット状に絞られ、かつ加工用レーザー発振
装置１１を透過し、Ｖ溝１５或いはＶ１１＄１５上に＠
置された針材１６の端面に照射する。このＨｅ−Ｎｅガ
スレーザー光束１８は赤色光で目視可能であるので第２
図に示す如く目視によって針材１Ｂの端面中心にレーザ
ー光束１８が照射される様にＶ溝１５のＸ−Ｙ方向を調
節することが出来る。このときＶ溝１５がレーザー光軸
に平行であるか否かを見るには第３図に示す如く初めに
Ｖ溝１５上のＡ位置に針材１６を置いて針材端面中心に
レーザー光束１８が照射されたとき、針材１８をＢ位置
にスライドしてもレーザー光束１８が針材ｌＢの中心に
照射していればＶ溝１５とレーザー光軸は平行で同軸で
あることが確認出来る。この時、位置決め用Ｏｆ視し−
ザー光１８を細く絞り、かつレンズ１４を取り除いてお
けば、位２１Ｂが焦点１４から大きく離れていてもＶ溝
１５の上行状態を確認出来る。

又、別な方法として第３図に於いて、前述の如く針材ｌ
Ｂの元端中心にレーザー光束１８が当たるように調節し
た後、針材ｌＢを取り除いてレーザー光束１ＢがＶ溝１
５を構成している左右傾斜面のどちらが手前側からレー
ザー光束１８の赤い光に染められるかによって、ＶＩ１
１！１５の左右の傾きを知ることが出来る。更にレンズ
１３を取り除いた状態でＶ溝１５の手前端と終端に紙辺
を立て、手前端の紙辺の■溝１５の底近くに針穴を明け
て光束１８の一部を通過させることによっても傾き方向
を目視で簡単に知ることが出来、よってＶ１１５の姿勢
を容易に調節することが出来る。

次にＺ軸方向の位置調節をするにはスリブ）１９を取り
除きレーザー光束１８を絞らずに照射すると、第４図に
示す如く集光レンズ１３によって集束される焦点１４を
目視することが出来るので、該焦点１４から所定の焦点
ずらし量Ｓだけずれた位置に針材１８の端面が来る様に
かつ針材端部が所定罎突き出される如＜Ｖｌ＋ｔ１５及
び針材１６の位置を調節することによってＶｔＪＨ５の
位置調節が出来る。

本発明に於いては従来の如く顕微鏡或いはモニタータレ
ビで覗く必要がないので、レーザー光を直進させて針材
１６に照射して加工することが出来、従って従来のレー
ザー加工装置に於いて必須の構成要件とされていたグイ
クロイックミラー或いはプリズムを全く不要とすること
が出来る。

尚、前述の第１図の実施例に於いて、可視レーザー発振
装置１７は加工用レーザー発振装置１１の後方に配置し
たが、必ずしもこの位置でなくとも可視レーザー光１８
が加工用レーザー光１２と同軸上に投入されれば、別な
位置、例えば加工用レーザー光軸と直交する位置に置い
てミラーで曲げて加工用レーザー光軸と同軸に後方から
投入する配置でも良い。

〈発明の効果〉 本発明に係る技術は細径に大径の深い目くら穴を穴明加
工するという他に類のない困難な加工で、特にレーザー
光に対する針材の位置及び平行度の精度を要求されるレ
ーザー光によるアイレス針の大川装置に於いて、上述の
如く目視可能な可視レーザーを利用してＶ溝の姿勢及び
位置を精度良く調節する如く構成したので、加工用レー
ザー光軸がどこにあるか一目でわかり、従来の如く顕微
鏡或いはモニタータレビを覗くことなく簡単かつ１０時
間でＶ溝位置の調節が出来、また従来の如く顕微鏡等を
覗く必要が無くなったので、レーザー光を直進させて針
材を加工することが出来、これによってレーザー光を屈
曲させる為のグイクロイックミラー等を全く不要とする
ことが出来、全体の構造を簡単にして故障の原因を少な
くし、かつコストを安くすると共に光学的損失を少なく
し、かつグイクロイックミラー等の使用によって発生し
た前述のミラー等の変形、損傷、破損等によるレーザー
加工不良の発生を全て防止することが出来、更に従来の
ｍ微鏡を使用する装置にあっては針材の加工位置では集
光レンズの焦点がずれているので該位置で針材端面の像
を見ることは出来なかったが、本発明の装置によれば焦
点ずらしに関係なく加工位置に於いて針材端がレーザー
光軸とにあるか否かを明確に判断し得る等の特徴を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の全体の構成を示す簡略図、第２
図乃至第４図はその使用状態を示す要部の説明図、第５
図は従来の装置を示す説明図である。 １．１１は加工用レーザー発振装置、２．１２は加工用
レーザー光、３はグイクロイックミラー。 ４．１３は集光Ｌ／７ズ、５，１５はＶ溝、６　、１６
４−１針材、７は＄ｌｌ微鏡、１４は焦点、１７は可視
レーザー発振装置、１Ｂは可視レーザー光、１９はスリ
ットである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アイレス針用針材の元端面にレーザー光により針軸方向
   に穴明を行なう装置に於いて、針材を載置し得るＶ溝と
   加工用レーザー発振装置と可視レーザー発振装置とを備
   え、かつ該可視レーザー発振装置を前記加工用レーザー
   発振装置の出力側と反対側から加工用レーザー光軸と同
   軸に可視レーザー光を投入通過せしめる位置に配置し、
   更に前記Ｖ溝を加工用レーザー光軸と同軸上に設置して
   前記加工用レーザー発振装置と該Ｖ溝との間に観察用光
   学系を介在せしめないように構成したことを特徴とした
   アイレス針の穴明装置。