| 【発明の名称】 |
レーザ加工装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】小西 靖宏
【住所又は居所】埼玉県入間市大字新光１８２番地 株式会社ワイ・イー・データ内
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| 【要約】 |
【課題】極力パーティクルを発生させることなく凹部を形成することができるレーザ加工装置を提供することを課題とする。
【解決手段】ガス封入レーザ管２、高反射ミラー３、出力結合ミラー４、Ｑ−スイッチ５及び励起光源６を備えたレーザ発振器１の前記Ｑ−スイッチ５をパルス照射指令信号に応じて動作するレーザ制御部７で制御して共振器内のＱ値を制御する構成とする。レーザ制御部７はあらかじめ設定された値によって緩やかなパルスと急峻なパルスを順に照射するための制御信号をレーザ共振器内のＱ−スイッチ５に送出する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 パルス発振レーザを用いてマーキングする装置において、パルス幅が狭く尖頭値が高いパルスビームを照射する直前に、相対的にパルス幅が広く尖頭値が低いパルスビームを照射することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】 パルス幅が狭く尖頭値が高いパルスビームとパルス幅が広く尖頭値が低いパルスビームを、一箇所に所定の間隔、回数で交互に繰り返し照射することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】 レーザ共振器内のＱ値を徐変させることによりパルス幅が広く尖頭値が低いパルスビームを発生させることを特徴とする請求項１または請求項２記載のレーザ加工装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、パルス発振レーザを用いて対象材料に微細な凹部を所定の位置に加工する装置、例えば前記凹部を所定の位置に複数形成することで材料、部品に対して識別記号、識別文字等を付与するためのマーキング装置に用いられるレーザ加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザを利用した加工は既に広く行われており、その原理はレーザビームエネルギーによる熱加工あるいは高エネルギー密度のレーザビーム照射による分子間結合の破壊である。加工の応用としてレーザマーキングがある。レーザマーキングとして利用価値があると考えられている方法は、レーザビーム照射によって材料を部分的に除去してピットとなる微細な凹部を形成し、ピットの集合体として記号、文字等を識別子として付与するものである。
【０００３】レーザマーキングは対象物を識別するために行うのであり、目視もしくは画像認識装置等で確認できる外観が必要である。従って形成されるピットはある程度の深さが必要とされる。しかし、工程管理用のマーキングの場合、後工程により研削や塗装などが施されることがあり、それらの処理後でも識別子が見えなくなるようなことが無いようにさらに深いピットが必要になる場合がある。このような深いピットを形成するには高パワーエネルギー密度のレーザパルスを一箇所に繰り返し照射すればよいが、この方法は材料によっては多量のパーティクル（除去された材料の飛散物質）を発生することがあり、塵埃を嫌うプロセスでは適用できないため、相反する要求を満たすことができないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、極力パーテイクルを発生させることなく凹部を形成することができるレーザ加工装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、パルス発振レーザを用いてマーキングする装置において、パルス幅が狭く尖頭値が高いパルスビームを照射する直前に、相対的にパルス幅が広く尖頭値が低いパルスビームを照射するものである。
【０００６】その具体的な方法は、レーザ共振器内のＱ値の切り替えを穏やかに行うことでパルス幅が広く尖頭値が穏やかなレーザパルスを作り出し、切り替えを急激に行うことでパルス幅が狭く尖頭値が高い急峻なレーザパルスを作り出すものである。
【０００７】この組み合わせの照射を１回もしくは複数回行うことで所望の探さのピットを極力パーティクルを発生させることなく形成させることができる。
【０００８】これを可能にしている原理は、穏やかなレーザパルスが主に材料加熱・溶融作用を、また急峻なレーザパルスが溶融材料を押しのける作用をそれぞれ分担していると考えられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例の全体の構成を示す模式図で、図中１はレーザ発振器、２はガス封入レーザ管、３は高反射ミラー、４は出力結合ミラー、５はＱ−スイッチ、６は励起光源である。
【００１０】このレーザ発振器１はＱ−スイッチパルスレーザと呼ばれるもので、Ｑ−スイッチ５によって共振器内のＱ値を制御することによりパルス状のレーザビームを発生する。なお、レーザ媒体は励起光源６により常時励起されているものとする。レーザ制御部７はあらかじめ設定値指令部８から指定された設定値を格納しておき、パルス照射指令信号を受けると、設定値に従ってレーザパルスを順次放出するためにＱ−スイッチを操作する。
【００１１】レーザ制御部７に入力されるレーザパルス照射指令は、通常マーキング対象部材９の移動もしくはビームスキャンミラーの回動と協調動作するように発せられ、複数の所定の位置にピットを形成する構成となっているが、この図ではそれらの部材移動、ビームスキャン系は省略してある。
【００１２】動作説明として図２に指令信号のチャートを示す。レーザパルス照射指令が入力されると、レーザ制御部７はあらかじめ設定された値によって緩やかなパルスと急峻なパルスを順に照射するためにレーザ共振器内のＱ−スイッチ５に図２に示すような指令を出す。
【００１３】図２の中のｔ１、ｔ２は設定値指令部８から指定された時間パラメータによりきめられるインターバル時間であり、対象材料と必要なピット深さに対して最適な設定がなされる。共振器内のＱ値はＱ−スイッチ指令値に比例するものとする。
【００１４】Ｑ値が小さい状態ではレーザ共振器内では共振は起こらないが、常に励起光源６から励起されているためレーザ管２内では反転分布が生じている。この状態でＱ値を徐々に上げていくと共振が徐々に生じレーザビームの放射が始まる。Ｑ値が最大になった時点から反転分布は減少し始めビ一ムのパワーも徐々に小さくなる。これに対してＱ値を急激に大きくすると反転分布は一挙にレーザビームとなり傾が狭く尖塔値が高いパルスビームとなるが、これはパルスレーザの通常の使用法である（図３参照）。
【００１５】この穏やかなパルスと急峻なパルスの組み合わせがパーティクルの少ない、深いピットを形成することを可能にするが、さらに深いピットが必要であればこの組み合わせの照射を繰り返し行えばよい。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によればパーティクルの発生が極少で有りながら視認性のよい深いピットを形成することが可能になった。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１３９３６６
【氏名又は名称】株式会社ワイ・イー・データ
【住所又は居所】埼玉県入間市大字新光１８２番地
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| 【出願日】 |
平成１３年１０月１８日（２００１．１０．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２７９７
【弁理士】
【氏名又は名称】服部 修一
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１２６９７６（Ｐ２００３−１２６９７６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年５月８日（２００３．５．８） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３２０６７１（Ｐ２００１−３２０６７１） |
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