WO2022004827A1 - 金属箔のレーザ切断方法およびレーザ切断装置 - Google Patents

Abstract

金属箔のレーザ切断方法にあっては、例えば、レーザ光を加工対象としての金属箔の表面に照射することにより当該加工対象をレーザ切断する、レーザ切断方法であって、レーザ光は、複数のビームを含み、複数のビームは、少なくとも一つの主ビームと、当該主ビームよりもパワー密度が小さい少なくとも一つの副ビームとを含み、表面上に、少なくとも一つの主ビームを含む主パワー領域と、少なくとも一つの副ビームを含む副パワー領域と、が形成される。レーザ光は、例えば、表面に対して掃引され、主パワー領域に対して、レーザ光の表面に対する掃引方向の後方に、副パワー領域の少なくとも一部が配置されてもよい。

Description

金属箔のレーザ切断方法およびレーザ切断装置

　本発明は、金属箔のレーザ切断方法およびレーザ切断装置に関する。

　金属材料で作られた加工対象を溶断する手法の一つとして、レーザ光の照射によるレーザ切断が知られている。レーザ切断とは、レーザ光を加工対象の切断する部分に照射し、レーザ光のエネルギで当該部分を溶融させて切断する手法である（例えば、特許文献１参照）。

特許第５３８４３５４号

　レーザ切断において、加工対象が金属箔である場合、当該金属箔は変形したり破れたりしやすいため、例えば、レーザ発振器から出力するレーザ光のパワーのような、レーザ切断における各種パラメータを、より厚い金属部材の場合と同様に設定すると、レーザ切断が難しくなる場合があった。

　そこで、本発明の課題の一つは、例えば、加工対象としての金属箔をレーザ切断することが可能な、より改善された新規な金属箔のレーザ切断方法およびレーザ切断装置を得ること、である。

　本発明の金属箔のレーザ切断方法にあっては、レーザ光を加工対象としての金属箔の表面に照射することにより当該加工対象をレーザ切断する、レーザ切断方法であって、前記レーザ光は、複数のビームを含み、前記複数のビームは、少なくとも一つの主ビームと、当該主ビームよりもパワー密度が小さい少なくとも一つの副ビームとを含み、前記表面上に、前記少なくとも一つの主ビームを含む主パワー領域と、前記少なくとも一つの副ビームを含む副パワー領域と、が形成される。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記レーザ光は、前記表面に対して掃引され、前記主パワー領域に対して、前記レーザ光の前記表面に対する掃引方向の後方に、前記副パワー領域の少なくとも一部が配置されてもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記副パワー領域の前記表面に沿った幅が、前記主パワー領域の前記表面に沿った幅以上であってもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記主パワー領域の幅方向の両側に、前記副パワー領域の少なくとも一部が配置されてもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記副パワー領域の幅方向に沿った第一方向の端部は、前記主パワー領域の掃引軌跡の前記第一方向の端縁と重なるか、あるいは当該端縁から前記第一方向にずれて位置されてもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記主パワー領域に対して、前記掃引方向の前方に、前記副パワー領域の少なくとも一部が配置されてもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記加工対象には、前記レーザ光の照射位置から当該レーザ光の掃引方向の反対方向に延びるカーフが形成され、前記副ビームの少なくとも一部が前記カーフの切断縁に照射されてもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記副ビームのパワー密度は、前記カーフの切断縁において溶融した金属の溶融状態を維持できる大きさに設定されてもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記副パワー領域の幅は、前記カーフの幅と略同じであってもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記カーフは、前記主ビームの照射位置から前記掃引方向の反対方向に向かうにつれて幅が徐々に拡がる拡幅区間と、前記拡幅区間に対して前記照射位置とは反対側で前記掃引方向の反対方向に略等幅で延びる等幅区間と、を有し、前記副ビームの少なくとも一部は、前記拡幅区間において前記切断縁に照射されてもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記副パワー領域の幅は、前記等幅区間における前記カーフの幅より小さくてもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記副パワー領域は、前記主パワー領域の中心から前記掃引方向の反対方向に前記カーフの幅の１／２後方の位置を含むように、照射されてもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記主パワー領域のパワー密度は、照射領域の周辺から略中心に位置したピークに向けて徐々に大きくなってもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記主ビームと前記副ビームとが前記表面に同時に照射されてもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記主パワー領域と前記副パワー領域とが少なくとも部分的に接していてもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記副パワー領域の面積が、前記主パワー領域の面積以上であってもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記加工対象の厚さは、０．５［ｍｍ］以下であってもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記加工対象の厚さは、０．０５［ｍｍ］以下であってもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記加工対象の厚さは、０．０２［ｍｍ］以下であってもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記副ビームとして複数の副ビームが照射されてもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記複数のビームの配置が、ビームシェイパによって形成されてもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記ビームシェイパは回折光学素子であってもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記少なくとも一つの副ビームのレーザ光の波長は、前記少なくとも一つの主ビームのレーザ光の波長よりも、前記加工対象に対する吸収率が高い波長であってもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記主ビームのレーザ光の波長は、８００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下であり、前記副ビームのレーザ光の波長は、５５０［ｎｍ］以下であってもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記副ビームのレーザ光の波長は、４００［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下であってもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記レーザ光は、パルスレーザであってもよい。

　前記金属箔のレーザ切断方法では、前記加工対象は、銅系金属材料、アルミニウム系金属材料、ニッケル系金属材料、鉄系金属材料、およびチタン系金属材料のうちのいずれか一つで作られてもよい。

　また、本発明のレーザ切断装置にあっては、例えば、レーザ発振器と、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を加工対象としての金属箔の表面に照射する光学ヘッドと、を備え、前記レーザ光は、複数のビームを含み、前記複数のビームは、少なくとも一つの主ビームと、当該主ビームよりもパワー密度が小さい少なくとも一つの副ビームとを含み、前記表面上に、前記少なくとも一つの主ビームを含む主パワー領域と、前記少なくとも一つの副ビームを含む副パワー領域と、を形成する。

　本発明によれば、加工対象としての金属箔をレーザ切断することが可能な、より改善された新規な金属箔のレーザ切断方法およびレーザ切断装置を得ることができる。

図１は、第１実施形態のレーザ切断装置の例示的な概略構成図である。 図２は、第１実施形態のレーザ切断装置の加工対象の表面上におけるビーム（スポット）の一例を示す模式図である。 図３は、照射するレーザ光の波長に対する各金属材料の光の吸収率を示すグラフである。 図４は、第２実施形態のレーザ切断装置の例示的な概略構成図である。 図５は、第２実施形態のレーザ切断装置の加工対象の表面上におけるビーム（スポット）の一例を示す模式図である。 図６は、第２実施形態のレーザ切断装置の加工対象の表面上におけるビーム（スポット）の一例を示す模式図である。 図７は、第２実施形態のレーザ切断装置の加工対象の表面上におけるビーム（スポット）の一例を示す模式図である。 図８は、第２実施形態のレーザ切断装置の加工対象の表面上におけるビーム（スポット）の一例を示す模式図である。 図９は、第２実施形態のレーザ切断装置の加工対象の表面上におけるビーム（スポット）の一例を示す模式図である。 図１０は、第２実施形態のレーザ切断装置の加工対象の表面上におけるビーム（スポット）の一例を示す模式図である。 図１１は、第３実施形態のレーザ切断装置の例示的な概略構成図である。 図１２は、第４実施形態のレーザ切断装置の例示的な概略構成図である。 図１３は、第４実施形態のレーザ切断装置に含まれる回折光学素子の原理の概念を示す説明図である。 図１４は、第４実施形態のレーザ切断装置の加工対象の表面上におけるビーム（スポット）の一例を示す模式図である。 図１５は、第４実施形態のレーザ切断装置の加工対象の表面上におけるビーム（スポット）の一例を示す模式図である。 図１６は、第４実施形態のレーザ切断装置の加工対象の表面上におけるビーム（スポット）の一例を示す模式図である。 図１７は、第５実施形態のレーザ切断装置の例示的な概略構成図である。 図１８は、第６実施形態のレーザ切断装置による加工対象の表面を示す例示的かつ模式的な平面図である。 図１９は、第６実施形態のレーザ切断装置によって照射される主ビームの表面上でのパワー密度分布を示すグラフである。

　以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

　以下に示される実施形態は、同様の構成を備えている。よって、各実施形態の構成によれば、当該同様の構成に基づく同様の作用および効果が得られる。また、以下では、それら同様の構成には同様の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される場合がある。

　また、各図において、Ｘ方向を矢印Ｘで表し、Ｙ方向を矢印Ｙで表し、Ｚ方向を矢印Ｚで表している。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに交差するとともに直交している。Ｚ方向は、加工対象Ｗの表面Ｗａ（加工面）の法線方向である。また、各図では、掃引方向ＳＤがＸ方向である場合が例示されているが、掃引方向ＳＤは、Ｚ方向と交差していればよく、Ｘ方向には限定されない。

　また、本明細書において、序数は、部品や、部材、部位、レーザ光、方向等を区別するために便宜上付与されており、優先度や順番を示すものではない。

［第１実施形態］
［レーザ切断装置の構成］
　図１は、第１実施形態のレーザ切断装置１００の概略構成図である。図１に示されるように、レーザ切断装置１００は、レーザ装置１１１と、レーザ装置１１２と、光学ヘッド１２０と、光ファイバ１３０と、を備えている。

　レーザ装置１１１，１１２は、それぞれ、レーザ発振器を有しており、一例としては、数ｋＷのパワーのレーザ光を出力できるよう構成されている。また、レーザ装置１１１，１１２は、例えば、内部に複数の半導体レーザ素子を備え、当該複数の半導体レーザ素子の合計の出力として数ｋＷのパワーのマルチモードのレーザ光を出力できるよう構成されてもよい。また、レーザ装置１１１，１１２は、ファイバレーザ、ＹＡＧレーザ、ディスクレーザ等様々なレーザ光源を備えてもよい。

　レーザ装置１１１は、８００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下の波長の第一レーザ光を出力する。レーザ装置１１１は、第一レーザ装置の一例である。レーザ装置１１１が有するレーザ発振器は、第一レーザ発振器の一例である。

　他方、レーザ装置１１２は、５５０［ｎｍ］以下の波長の第二レーザ光を出力する。レーザ装置１１２は、第二レーザ装置の一例である。レーザ装置１１２は、４００［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下の波長の第二レーザ光を出力するのが好適である。レーザ装置１１２が有するレーザ発振器は、第二レーザ発振器の一例である。

　光ファイバ１３０は、それぞれ、レーザ装置１１１，１１２から出力されたレーザ光を光学ヘッド１２０に導く。

　光学ヘッド１２０は、レーザ装置１１１，１１２から入力されたレーザ光を、加工対象Ｗに向かって照射するための光学装置である。光学ヘッド１２０は、コリメートレンズ１２１と、集光レンズ１２２と、フィルタ１２４と、を備えている。コリメートレンズ１２１、集光レンズ１２２、およびフィルタ１２４は、光学部品とも称されうる。なお、光学ヘッド１２０は、レーザ光の光路の途中にミラーのような他の光学部品を有してもよい。

　光学ヘッド１２０は、加工対象Ｗの表面Ｗａ上でレーザ光Ｌの照射を行いながらレーザ光Ｌを掃引するために、加工対象Ｗとの相対位置を変更可能に構成されている。光学ヘッド１２０と加工対象Ｗとの相対移動は、光学ヘッド１２０の移動、加工対象Ｗの移動、または光学ヘッド１２０および加工対象Ｗの双方の移動により、実現されうる。

　なお、光学ヘッド１２０は、図示しないガルバノスキャナ等を有することにより、表面Ｗａ上でレーザ光Ｌを掃引可能に構成されてもよい。

　コリメートレンズ１２１（１２１－１，１２１－２）は、それぞれ、光ファイバ１３０を介して入力されたレーザ光をコリメートする。コリメートされたレーザ光は、平行光になる。

　フィルタ１２４は、第一レーザ光を透過し、かつ第二レーザ光を透過せずに反射する。フィルタ１２４は、例えば、閾値波長よりも長い波長の光を通過させるダイクロイックミラーである。第一レーザ光は、フィルタ１２４を透過してＺ方向の反対方向へ進み、集光レンズ１２２へ向かう。他方、フィルタ１２４は、コリメートレンズ１２１－２で平行光となった第二レーザ光を反射する。フィルタ１２４で反射した第二レーザ光は、Ｚ方向の反対方向に進み、集光レンズ１２２へ向かう。

　集光レンズ１２２は、平行光としての第一レーザ光および第二レーザ光を集光し、レーザ光Ｌ（出力光）として、加工対象Ｗへ照射する。

　レーザ切断装置１００の加工対象Ｗは、金属箔である。加工対象Ｗとしての金属箔の厚さＴは、例えば、０．５［ｍｍ］以下である。本実施形態のレーザ切断装置１００によれば、加工対象Ｗが、例えば、厚さＴが０．０５［ｍｍ］以下や、０．０２［ｍｍ］以下のような、より薄い金属箔である場合にも、適用することができる。なお、加工対象Ｗは、１枚の金属箔には限定されず、複数枚の金属箔が重ね合わせられたものであってもよい。

　また、加工対象Ｗは、例えば、熱伝導率の比較的高い金属材料で作られ得る。金属材料は、例えば、銅系金属材料や、アルミニウム系金属材料、ニッケル系金属材料、鉄系金属材料、チタン系金属材料などであり、具体的には、銅や、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、錫、ニッケル、ニッケル合金、鉄、ステンレス、チタン、チタン合金等である。

　なお、本実施形態では、レーザ切断の際に、加工対象Ｗとしての金属箔に対して、例えば窒素ガスのような不活性ガスを吹き付けない。加工対象Ｗにガスが当たると、金属箔の撓みや変形が生じ、好適な切断を行えなくなる虞があるからである。よって、レーザ切断装置１００は、ガス供給機構を有しなくてよい。

　図２は、加工対象Ｗの表面Ｗａ上に照射されたレーザ光Ｌのビーム（スポット）を示す模式図である。図２に示されるように、表面Ｗａ上において、レーザ光Ｌのビームは、第一レーザ光のビームＢ１と第二レーザ光のビームＢ２とが重なり、ビームＢ２のスポット径Ｄ２がビームＢ１のスポット径Ｄ１よりも大きく（広く）、かつ、ビームＢ２の外縁Ｂ２ａがビームＢ１の外縁Ｂ１ａを取り囲むように、形成されている。主パワー領域は、ビームＢ１を含む領域であり、副パワー領域は、ビームＢ２を含む領域である。本実施形態では、主パワー領域は、一つのビームＢ１を含み、副パワー領域は、一つのビームＢ２を含む。ビームＢ１は、主ビームの一例であり、ビームＢ２は、副ビームの一例である。また、本明細書では、加工対象Ｗの表面Ｗａにおけるビーム径を、スポット径と称する。

　ビームＢ１およびビームＢ２のそれぞれは、そのビームの光軸方向と直交する断面の径方向において、例えばガウシアン形状のパワー分布を有している。図２のように各ビームＢ１，Ｂ２を円で表している各図においては、当該ビームＢ１，Ｂ２を表す円の直径が、各ビームＢ１，Ｂ２のビーム径（図２では、表面Ｗａにおけるスポット径Ｄ１，Ｄ２）を表す。各ビームＢ１，Ｂ２のビーム径は、そのビームのピークを含み、ピーク強度の１／ｅ^２以上の強度の領域の径として定義する。なお、図示されないが、円形でないビームの場合は、掃引方向ＳＤと垂直方向における、ピーク強度の１／ｅ^２以上の強度となる領域の長さをビーム径と定義できる。なお、ビームＢ１およびビームＢ２のパワー分布はガウシアン形状に限定されない。

　また、図２に示される矢印ＳＤは、掃引方向を示す。図２に示されるように、レーザ光Ｌのビームは、中心点Ｃに対する点対称形状を有しているため、任意の掃引方向ＳＤについて、レーザ光Ｌのビーム（スポット）の形状は同じになる。よって、レーザ光Ｌの表面Ｗａ上での掃引のために光学ヘッド１２０と加工対象Ｗとを相対的に動かす移動機構を備える場合、当該移動機構は、少なくとも相対的に並進可能な機構を有すればよく、相対的に回転可能な機構は省略できる場合がある。

［波長と光の吸収率］
　ここで、金属材料の光の吸収率について説明する。図３は、照射するレーザ光Ｌの波長に対する各金属材料の光の吸収率を示すグラフである。図３のグラフの横軸は波長であり、縦軸は吸収率である。図２には、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、およびチタン（Ｔｉ）について、波長と吸収率との関係が示されている。

　材料によって特性が異なるものの、図３に示されている各金属に関しては、一般的な赤外線（ＩＲ）のレーザ光（第一レーザ光）を用いるよりも、青や緑のレーザ光（第二レーザ光）を用いた方が、エネルギの吸収率がより高いことが理解できよう。この特徴は、銅（Ｃｕ）や、金（Ａｕ）等においては顕著となる。

　使用波長に対して吸収率が比較的低い加工対象Ｗにレーザ光が照射された場合、大部分の光エネルギは反射され、加工対象Ｗに熱としての影響を及ぼさない。そのため、十分な深さの溶融部位を得るには比較的高いパワーを与える必要がある。その場合、ビーム中心部は急激にエネルギが投入されることで、昇華が生じ、キーホールが形成される。

　他方、使用波長に対して吸収率が比較的高い加工対象Ｗにレーザ光が照射された場合、投入されるエネルギの多くが加工対象Ｗに吸収され、熱エネルギへと変換される。この過程において、パワー密度が低いレーザ光を照射した場合には、熱伝導型の溶融となる。

　本実施形態では、加工対象Ｗの第二レーザ光に対する吸収率が、第一レーザ光に対する吸収率よりも高くなるよう、第一レーザ光の波長、第二レーザ光の波長、および加工対象Ｗの材質が、選択される。

　ここで、図２に示されるレーザ光Ｌのスポットが表面Ｗａに対して掃引方向ＳＤに掃引される場合、表面Ｗａのレーザ切断される部位には、まずは、ビームＢ２のうちビームＢ１よりも図２における掃引方向ＳＤの前方に位置する領域Ｂ２ｆによって、第二レーザ光が照射される。その後、当該切断される部位には、第一レーザ光のビームＢ１が照射され、さらにその後、ビームＢ２のうちビームＢ１よりも掃引方向ＳＤの後方に位置する領域Ｂ２ｂによって、再度第二レーザ光が照射される。

　したがって、加工対象Ｗには、まずは、領域Ｂ２ｆにおける吸収率が高い第二レーザ光の照射により、熱伝導型の溶融部位が生じる。その後、溶融部位には、第一レーザ光の照射によって、より深いキーホール型の溶融部位が生じる。この場合、溶融部位には、予め熱伝導型の溶融部位が形成されているため、当該熱伝導型の溶融部位が形成されない場合に比べて、より低いパワーの第一レーザ光によって所要の深さの溶融部位を形成することができる。溶融部位の深さが加工対象Ｗの厚さよりも大きい場合に、溶融部位は加工対象Ｗを貫通する。このような観点から、第二レーザ光の波長は５５０［ｎｍ］以下が好ましく、５００［ｎｍ］以下がより好ましい。

　さらに、ビームＢ１における第一レーザ光の照射の後の、ビームＢ２の領域Ｂ２ｂにおける第二レーザ光の照射により、加工対象Ｗとしての金属箔の切断縁（端面）の付着物（ドロス）を溶融するとともに昇華させ、除去することができる。この工程は、ドロスのクリーニングとも称されうる。発明者らの実験的研究により、表面Ｗａ上におけるビームＢ２のパワー密度が、表面Ｗａ上におけるビームＢ１のパワー密度よりも小さい場合に、より良好なレーザ切断を実行可能であることが判明した。また、当該実験的研究により、所定のパワー密度のビームの照射により加工対象Ｗを切断した後、当該切断された加工対象Ｗの切断縁に、よりパワー密度の高いビームを照射した場合には、当該切断縁において、加工対象Ｗとしての金属箔の変形や破れが生じる場合があることが判明した。具体的には、厚さＴ：０．２［ｍｍ］の金属箔サンプルにおいて、ビームＢ１のパワー密度：１６［ＭＷ／ｃｍ^２］かつビームＢ２のパワー密度：０．２４［ＭＷ／ｃｍ^２］の場合や、ビームＢ１のパワー密度：８［ＭＷ／ｃｍ^２］かつビームＢ２のパワー密度：０．３６［ＭＷ／ｃｍ^２］の場合等に、より位置精度が高く、より残渣が少なく、かつより変形や破れの少ない高品質な切断縁を得ることができた。

　なお、ビームＢ２の少なくとも一部がビームＢ１よりも掃引方向ＳＤの後方に位置するとは、図２に示されるように、表面Ｗａ上において、ビームＢ１の掃引方向ＳＤの後端を通り掃引方向ＳＤと直交する仮想直線Ｌｂよりも掃引方向ＳＤの後方の領域Ｚｂ内に、ビームＢ２の少なくとも一部が存在していることを言う。また、ビームＢ２の少なくとも一部がビームＢ１よりも掃引方向ＳＤの前方に位置するとは、表面Ｗａ上において、ビームＢ１の掃引方向ＳＤの前端を通り掃引方向ＳＤと直交する仮想直線Ｌｆよりも掃引方向ＳＤの前方の領域Ｚｆ内に、ビームＢ２の少なくとも一部が存在していることを言う。

［切断方法］
　レーザ切断装置１００を用いた切断にあっては、まず、加工対象Ｗが、光学ヘッド１２０からのレーザ光Ｌが照射される領域にセットされる。そして、レーザ光Ｌが表面Ｗａ上に照射されながら当該表面Ｗａ上を掃引方向ＳＤに移動する（掃引する）。レーザ光Ｌの照射によって加工対象Ｗを貫通した溶融部位が掃引方向ＳＤに移動することにより、加工対象Ｗが切断される。

　以上、説明したように、本実施形態では、レーザ切断装置１００が出力するレーザ光Ｌは、複数のビームを含み、複数のビームは、少なくとも一つのビームＢ１（主ビーム）と、当該ビームＢ１よりもパワー密度が小さい少なくとも一つのビームＢ２（副ビーム）とを含み、表面Ｗａ上に、少なくとも一つのビームＢ１を含む主パワー領域と、少なくとも一つのビームＢ２を含む副パワー領域と、が形成されている。

　また、本実施形態では、例えば、ビームＢ１（主パワー領域）に対して、掃引方向ＳＤの後方に、ビームＢ２（副パワー領域）の少なくとも一部である領域Ｂ２ｂが配置されている。

　このような方法によれば、例えば、加工対象Ｗとしての金属箔のレーザ切断において、より位置精度が高く、より残渣が少なく、かつより変形や破れの少ない切断縁を得ることができる、という効果が得られる。

　また、本実施形態では、例えば、図２に示されるように、ビームＢ２の表面Ｗａに沿った幅が、ビームＢ１の表面Ｗａに沿った幅よりも大きい。ここで、ビーム（スポット）の幅は、掃引方向ＳＤと直交する面における表面Ｗａに沿ったビームの長さとする。図２の例では、ビームＢ２の幅は、スポット径Ｄ２であり、ビームＢ１の幅は、スポット径Ｄ１である。

　また、本実施形態では、例えば、図２に示されるように、ビームＢ１の幅方向の両側に、ビームＢ２の少なくとも一部が配置されている。

　加工対象Ｗにおいて、レーザ光Ｌの照射による切断縁は、スポットの表面Ｗａ上における帯状の掃引軌跡の、掃引方向に対して直交する幅方向の両側に、形成される。よって、このような方法によれば、例えば、主としてビームＢ１によって形成された切断縁に、ビームＢ２をより確実に照射することができ、ひいては当該切断縁に生じるドロスをより確実に除去することができる。

　また、本実施形態では、例えば、ビームＢ１に対して、掃引方向の前方に、ビームＢ２の領域Ｂ２ｆが配置されている。

　また、本実施形態では、例えば、ビームＢ１とビームＢ２とが、表面Ｗａ上に同時に照射される。

　このような方法によれば、例えば、ビームＢ２あるいはその一部である領域Ｂ２ｆによる予熱効果が得られるため、当該ビームＢ２が照射されない場合よりもビームＢ１のパワーをより小さくできる場合がある。

　また、本実施形態では、例えば、少なくとも一つのビームＢ２の第二レーザ光の波長は、少なくとも一つのビームＢ１の第一レーザ光の波長よりも、加工対象Ｗに対する吸収率が高い波長である。

　また、本実施形態では、例えば、第一レーザ光の波長は、８００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下であり、第二レーザ光の波長は、５５０［ｎｍ］以下である。

　また、本実施形態では、例えば、第二レーザ光の波長は、４００［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下である。

　このような方法によれば、例えば、より低いパワーの第二レーザ光のビームＢ２によって、より効率良くドロスを除去することができる。また、第二レーザ光のビームＢ２による予熱効果を得ることができるため、より低いパワーの第一レーザ光のビームＢ１によってより効率良くレーザ切断を実行することができる。

　また、加工対象Ｗが、例えば、銅のような、温度上昇に応じて第一レーザ光または第二レーザ光の吸収率が高くなる材料で作られている場合、第一レーザ光または第二レーザ光の照射による温度上昇に伴って、加工対象Ｗにおける第一レーザ光または第二レーザ光の吸収率が増大する。この場合、加工対象Ｗをより迅速に切断できたり、より少ないエネルギで切断できたりといった、利点が得られる。

　また、本実施形態では、例えば、図２に示されるように、ビームＢ２の面積は、ビームＢ１の面積以上である。このような方法により、例えば、ビームＢ２のパワー密度をビームＢ１のパワー密度よりも小さく設定しやすい。

［第２実施形態］
　図４は、第２実施形態のレーザ切断装置１００Ａの概略構成図である。レーザ切断装置１００Ａは、第１実施形態のレーザ切断装置１００をベースとして改変されている。図４に示されるように、本実施形態では、光学ヘッド１２０は、第一部位１２０－１と、第二部位１２０－２と、第三部位１２０－３と、を有している。第一部位１２０－１は、コリメートレンズ１２１－１およびミラー１２３を含む。第二部位１２０－２は、コリメートレンズ１２１－２、フィルタ１２４、および集光レンズ１２２を含む。第三部位１２０－３は、第一部位１２０－１と第二部位１２０－２との間に介在している。ミラー１２３で反射し第一部位１２０－１から出力された第一レーザ光は、第三部位１２０－３の開口部を貫通し、第二部位１２０－２へ入力されフィルタ１２４へ入力される。また、第一部位１２０－１、第二部位１２０－２、および第三部位１２０－３は、それぞれ、第一部位１２０－１から出力され第二部位１２０－２へ入力されるレーザ光の光軸が平行な状態のまま、当該光軸に対して直交する方向（Ｚ方向に対して直交する方向）にずれることが可能となるよう、相対スライド可能に構成されている。具体的に、図４の例では、第一部位１２０－１と第三部位１２０－３とは、Ｚ方向に対する姿勢変化の無い状態でＸ方向またはＸ方向の反対方向に相対スライド可能に構成されている。また、第二部位１２０－２と第三部位１２０－３とは、Ｚ方向に対する姿勢変化の無い状態でＹ方向およびＹ方向の反対方向に相対スライド可能に構成されている。具体的に、第一部位１２０－１の第一レーザ光の出口、および第二部位１２０－２の第一レーザ光の入口には、それぞれ、第一レーザ光の光軸方向と直交する方向に広がる円環状かつ板状のフランジ１２０ａが設けられている。そして、これら二つのフランジ１２０ａの間に、第一レーザ光の光軸方向と直交する方向に広がる円環状かつ板状の形状を有した第三部位１２０－３が挟まれている。二つのフランジ１２０ａおよび第三部位１２０－３は、それぞれの当接面に沿ってＺ軸に対する姿勢変化の無い状態で相対的にスライドすることができる。第一部位１２０－１と第三部位１２０－３との間には、Ｘ方向への相対スライドをガイドするとともにＸ方向における任意の相対位置で固定可能なガイド機構（不図示）が設けられる。第二部位１２０－２と第三部位１２０－３との間には、Ｙ方向への相対スライドをガイドするとともにＹ方向における任意の相対位置で固定可能なガイド機構（不図示）が設けられる。このような構成において、二つのガイド機構におけるスライド位置の調整により、フィルタ１２４へ入力されフィルタ１２４から出力される第一レーザ光の光軸とフィルタ１２４から出力される第二レーザ光の光軸とを、それら光軸に対して直交する方向にずらすことができる。なお、第一部位１２０－１とレーザ装置１１１との間、および第二部位１２０－２とレーザ装置１１２との間は、それぞれ可撓性を有した光ファイバ１３０で接続されているため、第一部位１２０－１あるいは第二部位１２０－２の位置の変化が生じた場合にあっても、レーザ装置１１１，１１２は固定しておくことができる。

　図５～１０は、レーザ切断装置１００Ａによって加工対象Ｗの表面Ｗａ上に形成されたレーザ光のビームＢ１，Ｂ２の例を示している。図５～１０に示されるように、レーザ切断装置１００Ａによれば、ビームＢ１，Ｂ２の相対位置を、任意に変更することができる。発明者らの研究により、表面Ｗａ上において、図５～１０のように、ビームＢ２（第二スポット）の少なくとも一部がビームＢ１（第一スポット）よりも掃引方向ＳＤの後方に位置している場合であって、図５，６，１０のようにビームＢ１とビームＢ２とが少なくとも部分的に重なっているか、図８，９のようにビームＢ１とビームＢ２とが互いに接するか、あるいは図７のように所定距離以内で近接している場合においては、第１実施形態と同様の効果が得られることが判明している。

　また、図８に示されるように、ビームＢ２（副パワー領域）の幅方向に沿ったＹ方向（第一方向）の端部Ｂ２ｃがビームＢ１（主パワー領域）の掃引方向ＳＤに沿った掃引軌跡のＹ方向の端縁ＬｓからＹ方向にずれている場合、言い換えると、ビームＢ２がビームＢ１の掃引軌跡の端縁Ｌｓよりも幅方向にはみ出している場合には、主としてビームＢ１によって形成された切断縁に、ビームＢ２をより確実に照射することができ、ひいては当該切断縁に生じるドロスをより確実に除去することができる。また、図９に示されるように、当該端部Ｂ２ｃが端縁Ｌｓと略重なっている場合においても、主としてビームＢ１によって形成された切断縁に、ビームＢ２をより確実に照射することができ、ひいては当該切断縁に生じるドロスをより確実に除去することができる。なお、図示しないが、ビームＢ２のＹ方向の反対方向の端部は、ビームＢ１の掃引軌跡のＹ方向の反対方向の端縁と重なってもよいし、当該端縁をＹ方向の反対方向にはみ出してもよい。

　また、図５～１０は、それぞれ一例に過ぎず、レーザ切断装置１００Ａによって得られるビームＢ１，Ｂ２の配置や各ビームＢ１，Ｂ２のサイズは、図５～１０の例には限定されない。

［第３実施形態］
　図１１は、第３実施形態のレーザ切断装置１００Ｂの概略構成図である。本実施形態では、光学ヘッド１２０は、フィルタ１２４と集光レンズ１２２との間に、ガルバノスキャナ１２６を有している。この点を除き、レーザ切断装置１００Ｂは、第１実施形態のレーザ切断装置１００と同様の構成を備えている。

　ガルバノスキャナ１２６は、２枚のミラー１２６ａを有しており、当該２枚のミラー１２６ａの角度を制御することで、光学ヘッド１２０を移動させることなく、レーザ光Ｌの照射位置を移動させ、レーザ光Ｌを掃引することができる装置である。ミラー１２６ａの角度は、それぞれ、例えば不図示のモータによって変更される。このような構成によれば、光学ヘッド１２０と加工対象Ｗとを相対的に移動する機構が不要になり、例えば、装置構成を小型化できるという利点が得られる。

［第４実施形態］
　図１２は、第４実施形態のレーザ切断装置１００Ｃの概略構成図である。本実施形態では、レーザ切断装置１００Ｃは、レーザ装置１１１のみを備えている。また、レーザ切断装置１００Ｃは、ＤＯＥ１２５（diffractive　optical　element、回折光学素子）を備えている。ＤＯＥ１２５は、一例として、コリメートレンズ１２１と集光レンズ１２２との間であって、コリメートレンズ１２１とガルバノスキャナ１２６との間に配置され、レーザ光のビームの形状（以下、ビーム形状と称する）を成形する。なお、ガルバノスキャナ１２６において、ミラー１２６ａは、モータ１２６ｂによって駆動されている。

　図１３は、ＤＯＥ１２５の原理の概念を示す説明図である。図１３に概念的に例示されるよう、ＤＯＥ１２５は、例えば、周期の異なる複数の回折格子１２５ａが重ね合わせられた構成を備えている。ＤＯＥ１２５は、平行光を、各回折格子１２５ａの影響を受けた方向に曲げたり、重ね合わせたりすることにより、ビーム形状を成形することができる。ＤＯＥ１２５は、ビームシェイパとも称されうる。

［ビーム（スポット）の形状］
　ＤＯＥ１２５は、コリメートレンズ１２１から入力されたレーザ光を、複数のビームに分割する。図１４～１６は、それぞれ、加工対象Ｗの表面Ｗａ上に形成されたレーザ光Ｌのビームの一例を示す図である。なお、図１４～１６では、簡単のため、ビームＢ１が実線で示され、ビームＢ２が破線で示されている。なお、光学ヘッド１２０は、ＤＯＥ１２５を交換することにより、種々の配置の複数のビームを含むレーザ光を出力することができる。

　ＤＯＥ１２５は、レーザ光を複数のビームに分割する。分割された複数のビームは、少なくとも一つのビームＢ１と、少なくとも一つのビームＢ２と、を含む。ビームＢ２は、上記実施形態と同様、ビームＢ１よりもパワー密度が小さいビームである。

　また、ＤＯＥ１２５は、表面Ｗａ上に、少なくとも一つのビームＢ１のスポットと、少なくとも一つのビームＢ２のスポットとが形成されるよう、レーザ光を分割する。図１４の例では、ＤＯＥ１２５によるビームの成形により、表面Ｗａ上には、一つのビームＢ１のスポットと、当該ビームＢ１のスポットの周囲に正方形状（四角形状）に並んだ複数のビームＢ２のスポットと、が形成されている。図１４の例では、複数のビームは、３行×３列の正方形のマトリクス状に配置されており、行方向（Ｙ方向）におけるビーム間の間隔と列方向（Ｘ方向、掃引方向ＳＤ）におけるビーム間の間隔とは全て同一に設定されている。そして、９個のビームのうち、中央の１個のビームがビームＢ１であり、当該１個のビームＢ１の周囲の８個のビームがビームＢ２である。また、図１５の例では、複数のビームは、４行×４列の正方形のマトリクス状に配置されており、行方向（Ｙ方向）におけるビーム間の間隔と列方向（Ｘ方向、掃引方向ＳＤ）におけるビーム間の間隔とは全て同一に設定されている。そして、１６個のビームのうち、中央の４個のビームがビームＢ１であり、当該４個のビームＢ１の周囲の１２個のビームがビームＢ２である。また、図１６の例では、ＤＯＥ１２５によるビームの成形により、表面Ｗａ上には、一つのビームＢ１のスポットの周囲に、複数のビームＢ２のスポットが、略円弧状（略円環状）に配置されている。なお、図１４～１６のように、レーザ光Ｌが複数のビームＢ２を有する場合、当該ビームＢ２（副ビーム領域）のスポット径Ｄ２は、図１４に示されるように、掃引方向ＳＤと直交する方向に最も離れた二つのビームの中心間の距離と定義する。また、図１５のように、レーザ光Ｌが複数のビームＢ１を有する場合、当該ビームＢ１（主ビーム領域）のスポット径Ｄ１は、掃引方向ＳＤと直交する方向に最も離れた二つのビームの中心間の距離と定義する。

　以上のように、本実施形態では、例えば、複数のビームの配置が、ＤＯＥ１２５（ビームシェイパ）によって形成される。

　このような構成によれば、例えば、ＤＯＥ１２５によってビームＢ１，Ｂ２を適宜に配置することにより、加工対象Ｗとしての金属箔の切断おいて、切断縁からドロスをより確実に除去することができたり、より高品質な切断縁を得ることができたりといった、利点が得られる。

　また、本実施形態では、ビームＢ１の第一レーザ光と、ビームＢ２の第二レーザ光とが、同一の発振器から出射されている。

　また、本実施形態では、ビームＢ１の第一レーザ光の波長と、ビームＢ２の第二レーザ光の波長とが、同一である。

　このような構成によれば、単一のレーザ発振器から出射されたレーザ光からビームＢ１およびビームＢ２を生成できるため、例えば、レーザ切断装置１００Ｃをより簡素化することができたり、より小型化することができたりという効果が得られる。

　なお、本実施形態においても、ビームＢ１のレーザ光と、ビームＢ２のレーザ光とが、異なるレーザ発振器から出射されてもよい。この場合、ビームＢ１およびビームＢ２のそれぞれの特性を独立に設定し易くなる。また、ＤＯＥ１２５によって、複数のビームＢ１と一つのビームＢ２とを形成してもよい。

［第５実施形態］
　図１７は、第５実施形態のレーザ切断装置１００Ｄの概略構成図である。本実施形態では、光学ヘッドは、それぞれ別のボディ（ハウジング）によって構成された、第一レーザ光Ｌ１を照射する第一部位１２０－１と、第二レーザ光Ｌ２を照射する第二部位１２０－２と、を備えている。このような構成によっても、上記実施形態と同様の作用および効果が得られる。

［第６実施形態］
　図１８は、レーザ光のスポットを表面Ｗａ上で掃引している状態を示す平面図である。ビームＢ１（主ビーム領域）およびビームＢ２（副ビーム領域）は、図１８のように形成するとともに配置してもよい。

　図１８に示されるように、レーザ光の照射によって、加工対象Ｗには、レーザ光の掃引方向ＳＤの反対方向に延びるカーフＫが形成される。カーフＫは、掃引方向ＳＤの前方に位置した拡幅区間Ｓ１と、当該拡幅区間Ｓ１に対して掃引方向ＳＤの後方に位置した等幅区間Ｓ２と、を有する。拡幅区間Ｓ１では、ビームＢ１（主ビーム）の照射位置から掃引方向ＳＤの反対方向に向かうにつれて幅Ｗｋが徐々に拡がっている。これは、主としてビームＢ１によって加工対象Ｗに与えられた熱が、時間の経過とともに幅方向に伝達され、溶融されて除去される部位、すなわちカーフＫの幅Ｗｋが徐々に拡大することを示している。よって、カーフＫの幅Ｗｋは、ビームＢ１の幅（図１８の例ではスポット径Ｄ１）よりも大きい。他方、等幅区間Ｓ２では、幅Ｗｋは略一定である。これは、加工対象Ｗが冷却され、溶融される部位の拡大が停止するためである。等幅区間Ｓ２は、略等幅で掃引方向ＳＤの反対方向に延びている。

　ここで、本実施形態では、カーフＫの縁としての切断縁Ｃｅに、溶融した金属のドロスが塊となって残存するのを抑制するため、図１８に示されるように、ビームＢ２の少なくとも一部を、切断縁Ｃｅに照射する。言い換えると、切断縁Ｃｅに対するビームＢ２の照射によって、ドロスの塊が生じるのを抑制する。

　この場合において、ドロスは、上述したように昇華させることによって除去してもよいが、切断縁Ｃｅにおいて溶融金属の溶融状態（流動状態）を維持し、溶融金属を薄く濡れ広がらせることで、塊となるのを抑制してもよい。その場合、昇華によりドロスを除去する場合に比べて、ビームＢ２のパワーをより低くすることができる。ビームＢ２のパワー密度は、切断縁Ｃｅにおいて溶融した溶融金属の溶融状態をある程度の時間維持できる大きさに設定される。また、その場合のビームＢ２のパワーは、溶融金属の温度が上昇しない大きさであるのが好ましい。

　また、ビームＢ２の照射範囲がカーフＫの幅Ｗｋに対して広くなりすぎると、例えば、金属箔に塗布されている活物質に熱影響を与えるなどの不都合な事象が生じる虞がある。このような観点で、発明者らは鋭意検討を行った結果、ビームＢ２の幅（図１８の例ではスポット径Ｄ２）は、最大でもカーフＫの幅Ｗｋと略同じである（幅Ｗｋよりも１０％程度まで大きい場合を含む）のが好適であることが判明した。ビームＢ２の照射範囲は、拡幅区間Ｓ１または等幅区間Ｓ２において、切断縁Ｃｅと重なっていればよい。

　ここで、切断縁Ｃｅには、拡幅区間Ｓ１において、ビームＢ２を照射するのが好ましい。言い換えると、ビームＢ２の少なくとも一部は、拡幅区間Ｓ１において切断縁Ｃｅに照射されるのが好ましい。これにより、溶融金属が冷却されてドロスの塊が形成あるいは成長する前に、ビームＢ２によって溶融金属に熱エネルギを与えることができるため、等幅区間Ｓ２において切断縁ＣｅにビームＢ２を照射する場合に比べて、より低いパワー密度でより効率良くドロスの塊の形成ならびに成長を抑制することができる。

　また、拡幅区間Ｓ１は、等幅区間Ｓ２よりも幅が狭いため、より狭い幅のビームＢ２によって、切断縁Ｃｅを照射することができる。すなわち、ビームＢ２の幅は、等幅区間Ｓ２におけるカーフＫの幅Ｗｋよりも小さくすることができる。このようなビームＢ２の狭小化は、ビームＢ２のパワーを低くすることができる他、金属箔に塗布されている活物質に熱影響を与えるなどの不都合を抑制できる点でも有利である。

　また、発明者らの検討から、ビームＢ２は、ビームＢ１の中心Ｃ１から掃引方向ＳＤにおいてカーフＫの幅Ｗｋの１／２だけ後方の点Ｃｖを含むように照射されていれば、切断縁Ｃｅにおいて溶融金属の溶融状態を維持することができ、ドロスの塊の形成および成長を抑制できることが判明した。

　図１９は、表面Ｗａ上でのビームＢ１の中心Ｃ１を通る仮想直線上におけるビームＢ１のパワー密度Ｐの分布を示すグラフである。カーフＫの周辺への熱影響を抑制するという観点から、ビームＢ１のパワー密度のプロファイルは、図１９に示されるように、照射領域の周辺から略中心に位置した一つのピークに向けて徐々に大きくなるピーク状の分布、例えばガウシアン形状に近い分布を有するのが好ましいことが判明した。

　また、発明者らの検討から、レーザ光は、パルスレーザとすることにより、加工対象Ｗへの熱エネルギの過度な供給を抑制することができ、より高品質なカーフＫが得られることが判明した。具体的に、パルス周波数は、５０［ｋＨｚ］以上である場合に、良好な結果が得られた。

　以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

　例えば、加工対象に対してレーザ光を掃引する場合には、公知のウォブリングやウィービングや出力変調等により掃引を行い、溶融池の表面積を調節するようにしてもよい。

　また、加工対象は、めっき付き金属板のように、金属の表面に薄い他の金属の層が存在するものでもよい。

　本発明は、金属箔のレーザ切断方法およびレーザ切断装置に利用することができる。

１００，１００Ａ～１００Ｄ…レーザ切断装置
１１１，１１２…レーザ装置（レーザ発振器）
１２０…光学ヘッド
１２０ａ…フランジ
１２０－１…第一部位
１２０－２…第二部位
１２０－３…第三部位
１２１，１２１－１，１２１－２…コリメートレンズ
１２２…集光レンズ
１２３…ミラー
１２４…フィルタ
１２５…ＤＯＥ（回折光学素子、ビームシェイパ）
１２５ａ…回折格子
１２６…ガルバノスキャナ
１２６ａ…ミラー
１２６ｂ…モータ
１３０…光ファイバ
Ｂ１…ビーム（主ビーム、主パワー領域）
Ｂ１ａ，Ｂ２ａ…外縁
Ｂ２…ビーム（副ビーム、副パワー領域）
Ｂ２ｂ…領域
Ｂ２ｃ…端部
Ｂ２ｆ…領域
Ｃ…中心点
Ｃ１…中心
Ｃｅ…切断縁
Ｃｖ…点
Ｄ１，Ｄ２…スポット径
Ｋ…カーフ
Ｌ…レーザ光
Ｌ１…第一レーザ光
Ｌ２…第二レーザ光
Ｌｂ，Ｌｆ…仮想直線
Ｌｓ…端縁
ＳＤ…掃引方向
Ｔ…厚さ
Ｐ…パワー密度
Ｓ１…拡幅区間
Ｓ２…等幅区間
Ｗ…加工対象
Ｗａ…表面
Ｗｋ…幅
Ｘ…方向
Ｙ…方向
Ｚ…方向（法線方向）
Ｚｂ，Ｚｆ…領域

Claims (28)

1. 　レーザ光を加工対象としての金属箔の表面に照射することにより当該加工対象をレーザ切断する、レーザ切断方法であって、
   　前記レーザ光は、複数のビームを含み、
   　前記複数のビームは、少なくとも一つの主ビームと、当該主ビームよりもパワー密度が小さい少なくとも一つの副ビームとを含み、
   　前記表面上に、前記少なくとも一つの主ビームを含む主パワー領域と、前記少なくとも一つの副ビームを含む副パワー領域と、が形成される、金属箔のレーザ切断方法。
2. 　前記レーザ光は、前記表面に対して掃引され、
   　前記主パワー領域に対して、前記レーザ光の前記表面に対する掃引方向の後方に、前記副パワー領域の少なくとも一部が配置される、請求項１に記載の金属箔のレーザ切断方法。
3. 　前記副パワー領域の前記表面に沿った幅が、前記主パワー領域の前記表面に沿った幅以上である、請求項２に記載の金属箔のレーザ切断方法。
4. 　前記主パワー領域の幅方向の両側に、前記副パワー領域の少なくとも一部が配置される、請求項２または３に記載の金属箔のレーザ切断方法。
5. 　前記副パワー領域の幅方向に沿った第一方向の端部は、前記主パワー領域の掃引軌跡の前記第一方向の端縁と重なるか、あるいは当該端縁から前記第一方向にずれて位置される、請求項２～４のうちいずれか一つに記載の金属箔のレーザ切断方法。
6. 　前記主パワー領域に対して、前記掃引方向の前方に、前記副パワー領域の少なくとも一部が配置される、請求項２～５のうちいずれか一つに記載の金属箔のレーザ切断方法。
7. 　前記加工対象には、前記レーザ光の照射位置から当該レーザ光の掃引方向の反対方向に延びるカーフが形成され、
   　前記副ビームの少なくとも一部が前記カーフの切断縁に照射される、請求項２～６のうちいずれか一つに記載の金属箔のレーザ切断方法。
8. 　前記副ビームのパワー密度は、前記カーフの切断縁において溶融した金属の溶融状態を維持できる大きさに設定される、請求項７に記載の金属箔のレーザ切断方法。
9. 　前記副パワー領域の幅は、前記カーフの幅と略同じである、請求項７または８に記載の金属箔のレーザ切断方法。
10. 　前記カーフは、前記主ビームの照射位置から前記掃引方向の反対方向に向かうにつれて幅が徐々に拡がる拡幅区間と、前記拡幅区間に対して前記照射位置とは反対側で前記掃引方向の反対方向に略等幅で延びる等幅区間と、を有し、
    　前記副ビームの少なくとも一部は、前記拡幅区間において前記切断縁に照射される、請求項７～９のうちいずれか一つに記載の金属箔のレーザ切断方法。
11. 　前記副パワー領域の幅は、前記等幅区間における前記カーフの幅よりも小さい、請求項１０に記載の金属箔のレーザ切断方法。
12. 　前記副パワー領域は、前記主パワー領域の中心から前記掃引方向の反対方向に前記カーフの幅の１／２後方の位置を含むように、照射される、請求項７～１１のうちいずれか一つに記載の金属箔のレーザ切断方法。
13. 　前記主パワー領域のパワー密度は、照射領域の周辺から略中心に位置したピークに向けて徐々に大きくなる、請求項７～１２のうちいずれか一つに記載の金属箔のレーザ切断方法。
14. 　前記主ビームと前記副ビームとが前記表面に同時に照射される、請求項１～１３のうちいずれか一つに記載の金属箔のレーザ切断方法。
15. 　前記主パワー領域と前記副パワー領域とが少なくとも部分的に接している、請求項１～１４のうちいずれか一つに記載の金属箔のレーザ切断方法。
16. 　前記副パワー領域の面積が、前記主パワー領域の面積以上である、請求項１～１５のうちいずれか一つに記載の金属箔のレーザ切断方法。
17. 　前記加工対象の厚さは、０．５［ｍｍ］以下である、請求項１～１６のうちいずれか一つに記載の金属箔のレーザ切断方法。
18. 　前記加工対象の厚さは、０．０５［ｍｍ］以下である、請求項１７に記載の金属箔のレーザ切断方法。
19. 　前記加工対象の厚さは、０．０２［ｍｍ］以下である、請求項１８に記載の金属箔のレーザ切断方法。
20. 　前記副ビームとして複数の副ビームが照射される、請求項１～１９のうちいずれか一つに記載の金属箔のレーザ切断方法。
21. 　前記複数のビームの配置が、ビームシェイパによって形成される、請求項１～２０のうちいずれか一つに記載の金属箔のレーザ切断方法。
22. 　前記ビームシェイパは回折光学素子である、請求項２１に記載の金属箔のレーザ切断方法。
23. 　前記少なくとも一つの副ビームのレーザ光の波長は、前記少なくとも一つの主ビームのレーザ光の波長よりも、前記加工対象に対する吸収率が高い波長である、請求項１～２２のうちいずれか一つに記載の金属箔のレーザ切断方法。
24. 　前記主ビームのレーザ光の波長は、８００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下であり、前記副ビームのレーザ光の波長は、５５０［ｎｍ］以下である、請求項２３に記載の金属箔のレーザ切断方法。
25. 　前記副ビームのレーザ光の波長は、４００［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］以下である、請求項２４に記載の金属箔のレーザ切断方法。
26. 　前記レーザ光は、パルスレーザである、請求項１～２５のうちいずれか一つに記載の金属箔のレーザ切断方法。
27. 　前記加工対象は、銅系金属材料、アルミニウム系金属材料、ニッケル系金属材料、鉄系金属材料、およびチタン系金属材料のうちのいずれか一つで作られる、請求項１～２６のうちいずれか一つに記載の金属箔のレーザ切断方法。
28. 　レーザ発振器と、
    　前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を加工対象としての金属箔の表面に照射する光学ヘッドと、
    　を備え、
    　前記レーザ光は、複数のビームを含み、
    　前記複数のビームは、少なくとも一つの主ビームと、当該主ビームよりもパワー密度が小さい少なくとも一つの副ビームとを含み、
    　前記表面上に、前記少なくとも一つの主ビームを含む主パワー領域と、前記少なくとも一つの副ビームを含む副パワー領域と、を形成する、レーザ切断装置。

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