(57)【要約】【課題】加工中においても、加工に使用されるレーザー光の強度を測定でき、レーザー光による加工を安定して行うことが可能なレーザー加工装置を提供する【解決手段】レーザー光を照射してワークに加工を施すレーザー加工装置１０であって、前記レーザー光を発振するレーザー発振器１１と、加工に使用されるレーザー光の強度を調整する音響光学素子を備えたレーザー光制御部３０と、前記レーザー光が通過するレーザー経路上に配置され、前記レーザー光の一部を反射するとともに残りのレーザー光を透過する部分反射板６１と、この部分反射板６１によって反射されたレーザー光の強度を測定することにより、前記部分反射板を通過したレーザー光の強度を算出する強度算出手段６３と、を備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を照射してワークに加工を施すレーザー加工装置であって、
前記レーザー光を発振するレーザー発振器と、
加工に使用されるレーザー光の強度を調整するレーザー光制御部と、
前記レーザー光が通過するレーザー経路上に配置され、前記レーザー光の一部を反射するとともに残りのレーザー光を透過する部分反射板と、
この部分反射板によって反射されたレーザー光の強度を測定することにより、前記部分反射板を通過したレーザー光の強度を算出する強度算出手段と、
を備えていることを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項２】
前記部分反射板が、前記レーザー光制御部のレーザー光入射部の直前に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレーザー加工装置。
【請求項３】
前記強度算出手段によって算出されたレーザー光の強度に基づいて、前記レーザー発振器の出力を調整する出力調整手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザー加工装置。
【請求項４】
前記部分反射板において、反射率が１％以上５０％以下、透過率が５０％以上９９％以下に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に一項に記載のレーザー加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光をワークに照射し、ワークに対して加工を施すレーザー加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前述のレーザー加工装置としては、例えば特許文献１、２に開示されているように、レーザー光を発振するレーザー発振器と、レーザー発振器から発振されたレーザー光を反射させてレーザー光の進路を変更するミラー部材と、レーザー光のビーム径を調整するレンズ部材と、ワークに対してレーザー光を照射する加工ヘッドと、を備えたものが提供されている。
【０００３】
このようなレーザー加工装置においては、レーザー光の強度を制御することによって、ワークにおける加工深さが調整されることになるため、レーザー光の強度制御が重要となる。特に、例えば、スリーブ状の印刷版の外周面に凸版を形成する場合等においては、レーザー加工による加工深さが印刷品質に大きく影響するため、レーザー光の強度調整を特に精度良く行う必要がある。
【０００４】
前述のレーザー加工装置においては、レーザー発振器から発振されるレーザ光の出力を一定とし、音響光学変調器（ＡＯＭ；ＡＣＯＵＳＴＩＣ  ＯＰＴＩＣＡＬ  ＭＯＤＵＬＡＴＯＲ）等を備えたレーザー光制御部を用いてレーザー光の強度を調整している。
ここで、このレーザー光制御部に入射されるレーザー光の強度が変動した場合には、加工に使用されるレーザー光の強度を精度良く制御することができなくなってしまう。
【０００５】
そこで、従来、レーザー光制御部に入射されるレーザー光の強度を確認するために、レーザー加工を実施する前に、レーザー光制御部の前段側に出力計を設置し、レーザー光の強度を測定していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０７−２５６４７７号公報
【特許文献２】特開平０２−１５００８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述のように、出力計を設置してレーザー光の強度を測定する方法では、レーザー加工を停止した状態でしかレーザー光の強度を測定することができない。このため、レーザー加工を実施している間に発生するレーザー光の強度変動については全く対応できず、ワークに不良等が発生した後でなければレーザー光の強度変動を検知することができない。よって、長時間にわたってワークを安定して加工することは困難であった。
なお、レーザー発振器におけるレーザー出力が一定であった場合においても、レーザ光がレーザー光制御部にまで伝送されるレーザー経路中に配設されたミラー部材やレンズ部材が劣化していた場合には、レーザー光制御部に入射されるレーザー光の強度変動がレーザー加工中に発生するおそれがある。
【０００８】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであって、加工中においても、加工に使用されるレーザー光の強度を測定でき、レーザー光による加工を安定して行うことが可能なレーザー加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述の課題を解決するために、本発明に係るレーザー加工装置は、レーザー光を照射してワークに加工を施すレーザー加工装置であって、前記レーザー光を発振するレーザー発振器と、加工に使用されるレーザー光の強度を調整するレーザー光制御部と、前記レーザー光が通過するレーザー経路上に配置され、前記レーザー光の一部を反射するとともに残りのレーザー光を透過する部分反射板と、この部分反射板によって反射されたレーザー光の強度を測定することにより、前記部分反射板を通過したレーザー光の強度を算出する強度算出手段と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
この構成のレーザー加工装置によれば、レーザー光が通過するレーザー経路上に配置され、前記レーザー光の一部を反射するとともに残りのレーザー光を透過する部分反射板と、この部分反射板によって反射されたレーザー光の強度を測定することにより、前記部分反射板を通過したレーザー光の強度を算出する強度算出手段と、を備えているので、部分反射板を透過したレーザー光によってレーザー加工を実施することができ、レーザー加工を実施している状態でもレーザー光の強度測定を行うことができる。つまり、部分反射板の反射率と透過率とを予め把握しておくことによって、反射されたレーザー光の強度から、透過して加工に用いられるレーザー光の強度を算出することが可能となるのである。
【００１１】
ここで、前記部分反射板が、前記レーザー光制御部のレーザー光入射部の直前に配置されていることが好ましい。
この場合、レーザー光の強度を調整するレーザー光制御部に入射されるレーザー光の強度を測定することができ、レーザー光制御部におけるレーザー光の強度調整を精度良く行うことができる。よって、ワークの加工を安定して行うことができる。
【００１２】
また、前記強度算出手段によって算出されたレーザー光の強度に基づいて、前記レーザー発振器の出力を調整する出力調整手段を備えていることが好ましい。
この場合、例えばレーザー発振器から発振されたレーザー光がレーザー光制御部まで伝送されるレーザー経路中に配設されたミラー部材やレンズ部材が劣化していた場合でも、レーザー発振器の出力を上げることによって、レーザー光制御部に入射されるレーザー光の強度を一定に維持することができる。よって、レーザー加工をさらに安定して行うことができる。また、ワークの加工中に、レーザー光の強度変動があったとしても、加工に用いられるレーザー光の強度が精度良く制御されることになり、加工を安定して行うことが可能となる。
【００１３】
さらに、前記部分反射板において、反射率が１％以上５０％以下、透過率が５０％以上９９％以下に設定されていることが好ましい。
この場合、部分反射板の反射率が１％以上５０％以下とされているので、反射されたレーザー光の出力を測定することが可能となる。さらに、部分反射板の透過率が５０％以上９９％以下とされているので、透過したレーザー光によって確実にワークの加工を行うことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、加工中においても、加工に使用されるレーザー光の強度を測定でき、レーザー光による加工を安定して行うことが可能なレーザー加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態であるレーザー加工装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態について添付した図面を参照して説明する。
本実施形態であるレーザー加工装置１０は、例えば円筒状のなすスリーブ印刷版において、その外周面に凸版を形成する際に用いられるものである。
図１に示すレーザー加工装置１０は、赤外線領域の波長のレーザー光を発振するレーザー発振器１１と、このレーザー発振器１１から発振されたレーザ光を遮断するシャッター部１２と、レーザ光を反射してレーザー光の進路を変更する第１ミラー部材２１と、レーザー光のビーム径を縮小させるコンパウンダー１５と、ビーム径が縮小されたレーザー光を反射してレーザー光の進路を変更する第２ミラー部材２２と、レーザー光の強度を調整するレーザー光制御部３０と、レーザー光制御部３０を通過したレーザー光を反射してレーザー光の進路を変更する第３ミラー部材２３と、レーザー光のビーム径を拡大するエクスパウンダー１７と、ビーム径が拡大されたレーザー光を反射してレーザー光の進路を変更する第４ミラー部材２４と、レーザー光をワークＷに対して照射する加工ヘッド１８と、を備えている。
【００１７】
レーザー発振器１１は、炭酸ガスが充填された光共振器を備えており、この光共振器内の光を炭酸ガス中において誘導放出によって増幅し、レーザー光を発振する構成とされている。この炭酸ガスを用いたレーザー発振器１１からは、波長が１０．６μｍ程度の赤外線領域のレーザー光が発振されることになる。なお、このレーザー発振器１１は、安定してレーザー光を発振するために、常時、レーザー光を発振した状態とされている。
【００１８】
シャッター部材１２は、レーザー発振器１１から発振されるレーザー光を遮断するように移動可能とされている。このシャッター部材１２がレーザー光の経路上に移動されると、レーザー光が、シャッター部材１２によって反射されてビーム吸収器１３へと照射されるように構成されている。ビーム吸収器１３は、照射されたレーザー光のエネルギーを熱に変換し、冷却することによって吸収するものである。
【００１９】
第１ミラー部材２１は、レーザー発振器１１から発振されたレーザー光を反射して、レーザー光をコンパウンダー１５へと伝送する。なお、この第１ミラー部材２１には、位置及び角度を調整する駆動部２１ａが設けられている。
コンパウンダー１５は、レーザー光の進行方向に対して複数のレンズが積層するように配設されており、レーザー光のビーム径を縮小するものである。なお、本実施形態では、約２０ｍｍのビーム径を約５ｍｍまで縮小する構成とされている。
第２ミラー部材２２は、コンパウンダー１５を通過したレーザー光を反射して、レーザー光をレーザー光制御部３０へと伝送する。なお、この第２ミラー部材２２には、位置及び角度を調整する駆動部２２ａが設けられている。
【００２０】
レーザー光制御部３０は、音響波によってレーザー光の強度を変調することができ、かつ、その屈折率を変化させて通過するレーザー光の進行方向を変更することができる音響光学素子（Ａｃｏｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ  Ｍｏｄｕｒａｔｏｒ：ＡＯＭ／Ａｃｏｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ  Ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ：ＡＯＤ）を備えている。
このレーザー光制御部３０では、レーザー光の強度を変調させて、レーザー光によるワークＷの加工深さを調整することになる。また、レーザー光の進行方向を偏向させることによって、レーザー光による加工のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
【００２１】
第３ミラー部材２３は、レーザー光制御部３０を通過したレーザー光を反射するものである。ここで、レーザー光制御部３０においてレーザー光が偏向された場合、図１の点線で示すように、第３ミラー部材２３に反射されたレーザー光は、ビーム吸収器１６へと照射されるように構成されている。一方、レーザー光制御部３０においてレーザー光が偏向されない場合には、図１の実線で示すように、レーザー光はエクスパウンダー１７へと伝送される。なお、この第３ミラー部材２３には、位置及び角度を調整する駆動部２３ａが設けられている。
【００２２】
エクスパウンダー１７は、レーザー光の進行方向に対して複数のレンズが積層するように配設されており、レーザー光のビーム径を拡大するものである。なお、本実施形態では、約５ｍｍのビーム径を約２０ｍｍまで拡大する構成とされている。
第４ミラー部材２４は、エクスパウンダー１７を通過したレーザー光を反射して、レーザー光を加工ヘッド１８へと伝送する。なお、この第４ミラー部材２４には、位置及び角度を調整する駆動部２４ａが設けられている。
加工ヘッド１８は、ワークＷに対してレーザー光を照射して、ワークＷの加工を行うものである。
【００２３】
そして、本実施形態においては、レーザー光制御部３０の前段側（レーザー発振器１１側）に、レーザー光の一部を反射するとともに残りのレーザー光を透過する部分反射板６１と、この部分反射板６１で反射された反射光の強度を測定する強度測定部６２が設けられている。
また、強度測定部６２で測定されたレーザー光の強度から、部分反射板を透過したレーザー光の強度を算出する算出部６３と、この算出部６３によって算出されたレーザー光の強度に基づいて、レーザー発振器１１に対してレーザー出力を調整する制御信号を発信する調整部６４と、が設けられている。
【００２４】
ここで、部分反射板６１は、反射率が１％以上５０％以下、透過率が５０％以上９９％以下に設定されており、本実施形態では、例えば反射率が２％、透過率が９８％とされている。
よって、部分反射板６１によって反射されたレーザー光の強度が、全レーザー光の２％であり、透過されたレーザー光の強度は全レーザー光の９８％となるので、部分反射板６１によって反射されたレーザー光の強度から、部分反射板６１を透過したレーザー光の強度が算出されることになる。
【００２５】
以上のような構成とされた本実施形態であるレーザー加工装置１０によれば、レーザー光が通過するレーザー経路上に、レーザー光の一部を反射するとともに残りのレーザー光を透過する部分反射板６１が配設され、強度測定部６２によって部分反射板６１で反射されたレーザー光の強度を測定することにより、算出部６３において部分反射板６１を通過したレーザー光の強度を算出することが可能となる。ここで、部分反射板６１を透過したレーザー光によって加工を行うことができるため、レーザー加工を実施している状態においても、レーザー光の強度測定を行うことができる。よって、ワークＷの加工を安定して行うことができる。
【００２６】
そして、本実施形態では、部分反射板６１がレーザー光制御部３０のレーザー光入射部の直前に配置されているので、レーザー光の強度を調整するレーザー光制御部３０に入射されるレーザー光の強度を確実に測定することができ、レーザー光制御部３０に入射されるレーザー光の強度が一定になり、レーザー光制御部３０におけるレーザー光の強度調整を精度良く行うことができる。よって、ワークの加工深さを精度良く制御することができ、加工品質を向上させることができる。
【００２７】
また、算出部６３によって算出されたレーザー光の強度に基づいて、レーザー発振器１１の出力を調整する調整部６４を備えているので、レーザー発振器１１から発振されたレーザー光をレーザー光制御部３０まで伝送するまでの間に配設された第１ミラー部材２１、コンパウンダー１５、第２ミラー部材２２が劣化し、レーザー光の強度が変動した場合でも、調整部６４からの制御信号によりレーザー発振器１１の出力を上げることによって、レーザー光制御部３０に入射されるレーザー光の強度を一定に維持することができる。よって、ワークの加工中に、レーザー光の強度変動があったとしても、加工に用いられるレーザー光の強度が精度良く制御されることになり、加工を安定して行うことが可能となる。
【００２８】
さらに、部分反射板６１において、反射率が１％以上５０％以下、透過率が５０％以上９９％以下に設定されており、本実施形態では、反射率が２％、透過率が９８％に設定されているので、部分反射板６１で反射されたレーザー光の出力を確実に測定することができ、かつ、部分反射板を透過したレーザー光によって確実にワークの加工を行うことができる。
【００２９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、レーザー光制御部の直前に部分反射板を配設したものとして説明したが、これに限定されることはなく、他のレーザー経路上に部分反射板を配設してもよい。
また、ミラー部材の数、レンズ部材の数、レーザー発振器の配置等は、本実施形態に限定されることはなく、適宜設計変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  レーザー加工装置
１１  レーザー発振器
３０  レーザー光制御部
６１  部分反射板
６２  強度測定部
６３  算出部（強度算出手段）
６４  調整部（出力調整手段）
【図１】
2010221291.tif 000003