(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物にパルス状のレーザ光を照射しつつアシストガスを噴射して前記被加工物の溶接をするレーザ加工方法であって、
前記パルス状のレーザ光のパルスに対して前記アシストガスをパルス状に噴射し、前記パルス状のレーザ光のパルス間では前記アシストガスを噴射しない期間を設けること特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
前記アシストガスを複数の噴射手段を用いてパルス状に噴射し、
前記複数の噴射手段のそれぞれの手段から順次前記アシストガスを噴射することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
前記アシストガスを噴射しない前記期間を前記パルス状のレーザ光の前記パルス間毎に設けることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
前記パルス状のレーザ光の前記パルスの周波数と、パルス状の前記アシストガスの周波数と、が異なることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ加工方法。
【請求項５】
前記アシストガスのガス噴射量及びガス噴射圧の少なくともいずれかを段階的に変化させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
前記アシストガスを、第１の噴射手段と、第２の噴射手段と、を用いてパルス状に噴射し、
前記第１の噴射手段から噴射される前記アシストガスの前記パルスの位相と、前記第２の噴射手段から噴射される前記アシストガスの前記パルスの位相と、がずれており、
前記第１の噴射手段と、前記第２の噴射手段と、から交互に前記アシストガスを噴射させることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
前記アシストガスを、第１の噴射手段と、第２の噴射手段と、第３の噴射手段と、第４の噴射手段と、を用いてパルス状に噴射し、
前記第１の噴射手段から噴射される前記アシストガスの前記パルスの位相と、前記第２の噴射手段から噴射される前記アシストガスの前記パルスの位相と、前記第３の噴射手段から噴射される前記アシストガスの前記パルスの位相と、前記第４の噴射手段から噴射される前記アシストガスの前記パルスの位相と、が各々ずれており、
前記第１の噴射手段および前記第２の噴射手段を組にした噴射手段と、前記第３の噴射手段および前記第４の噴射手段を組にした噴射手段と、から交互に前記アシストガスを噴射させることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
前記第１の噴射手段から噴射される前記アシストガスの前記パルスの時間と、前記第２の噴射手段から噴射される前記アシストガスの前記パルスの時間と、を足しあわせた期間が前記パルス状のレーザ光の前記パルスの少なくとも１周期と前記パルス状のレーザ光の前記パルスの時間とを足しあわせた期間に重複していることを特徴とする請求項６記載のレーザ加工方法。
【請求項９】
前記第１の噴射手段から噴射される前記アシストガスの前記パルスの期間が前記パルスレーザ光の前記パルスの少なくとも１周期と前記パルスレーザ光の前記パルスの時間とを足しあわせた期間に重複し、
前記第２の噴射手段から噴射される前記アシストガスの前記パルスの期間が前記パルス状のレーザ光の前記パルスの少なくとも１周期と前記パルス状のレーザ光の前記パルスの時間とを足しあわせた期間に重複していることを特徴とする請求項６記載のレーザ加工方法。
【請求項１０】
パルス状のレーザ光を被加工物に照射して、前記被加工物の溶接をするレーザ加工装置であって、
前記被加工物に前記パルス状のレーザ光を照射する照射手段と、
前記被加工物にアシストガスをパルス状に噴射する噴射手段と、
を備え、
前記アシストガスをパルス状に噴射する時間、
前記アシストガスをパルス状に噴射する際のガス噴射量、
前記アシストガスをパルス状に噴射する際のガス噴射圧、
前記アシストガスの噴射を繰り返す周波数、
前記アシストガスのガス種、および、
複数の前記アシストガスを前記被加工物に噴射する場合のガス混合比、
の少なくともいずれかを制御することが可能であることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１１】
パルス状のレーザ光を被加工物に照射して、前記被加工物の溶接をするレーザ加工装置であって、
前記被加工物に前記レーザ光を照射する照射手段と、
前記被加工物にアシストガスをパルス状に噴射する噴射手段と、
を備え、
前記噴射手段は、複数設けられ、
複数の前記噴射手段は、それぞれの手段により前記アシストガスを順次噴射することが可能であることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１２】
前記アシストガスをパルス状に噴射する時間、
前記アシストガスをパルス状に噴射する際のガス噴射量、
前記アシストガスをパルス状に噴射する際のガス噴射圧、
前記アシストガスの噴射を繰り返す周波数、
前記アシストガスのガス種、および、
複数の前記アシストガスを前記被加工物に噴射する場合のガス混合比、
の少なくともいずれかを制御することが可能であることを特徴とする請求項１１記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工方法およびレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、金属板等を切断したり、溶接したりする方法で、レーザ加工が注目されている。  レーザ光は、極めて小さく絞ることができるため、被加工物の微細加工に優れている。また、非接触で被加工物を加工できる点で有利である。  
そして、最近では、被加工物にレーザ光を照射する際に、そのレーザ光照射部分に、アシストガスを噴射しながら加工をする方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような方法によれば、レーザ照射部分の酸化防止あるいは切断時の酸化促進、または加工物の融解、蒸発、昇華、加工点近傍への付着残留物除去等の促進を図ることができる。その結果、レーザ加工が良好になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−２３６６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これまでの方法では、連続的にアシストガスを供給しながら、レーザ加工を施している。従って、アシストガスが大量に消費されてしまうという問題がある。  
また、これまでの方法では、通常、ガスボンベや工場配管等のアシストガス供給源からバルブを介して、アシストガスをレーザ光照射部分に供給している。従って、アシストガスの噴射量は、アシストガス供給源の封入圧力に委ねられてしまう。これにより、アシストガスの噴射量が頭打ちになってしまい、最適な加工条件にできす、加工不良が生じるという問題があった。  
本発明は、上記課題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、被加工物にパルス状のレーザ光を照射しつつアシストガスを噴射して前記被加工物の溶接をするレーザ加工方法であって、前記パルス状のレーザ光のパルスに対して前記アシストガスをパルス状に噴射し、前記パルス状のレーザ光のパルス間では前記アシストガスを噴射しない期間を設けること特徴とするレーザ加工方法が提供される。
【０００７】
また、本発明の一態様によれば、パルス状のレーザ光を被加工物に照射して、前記被加工物の溶接をするレーザ加工装置であって、前記被加工物に前記パルス状のレーザ光を照射する照射手段と、前記被加工物にアシストガスをパルス状に噴射する噴射手段と、を備え、前記アシストガスをパルス状に噴射する時間、前記アシストガスをパルス状に噴射する際のガス噴射量、前記アシストガスをパルス状に噴射する際のガス噴射圧、前記アシストガスの噴射を繰り返す周波数、前記アシストガスのガス種、および、複数の前記アシストガスを前記被加工物に噴射する場合のガス混合比、の少なくともいずれかを制御することが可能であることを特徴とするレーザ加工装置が提供される。
また、本発明の一態様によれば、パルス状のレーザ光を被加工物に照射して、前記被加工物の溶接をするレーザ加工装置であって、前記被加工物に前記レーザ光を照射する照射手段と、前記被加工物にアシストガスをパルス状に噴射する噴射手段と、を備え、前記噴射手段は、複数設けられ、複数の前記噴射手段は、それぞれの手段により前記アシストガスを順次噴射することが可能であることを特徴とするレーザ加工装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、レーザ加工による被加工物の加工形状がより良好になるとともに、アシストガスの消費量を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態に係わるレーザ加工装置の要部図である。
【図２】本実施の形態に係わるレーザ加工装置の要部図である。
【図３】レーザ加工方法を説明する図である。
【図４】レーザ加工方法の変形例を説明する図である。
【図５】レーザ加工方法の別の変形例を説明する図である。
【図６】レーザ加工方法の別の変形例を説明する図である。
【図７】レーザ加工方法の別の変形例を説明する図である。
【図８】レーザ加工方法の別の変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１、図２は、本実施の形態に係わるレーザ加工装置の要部図である。  
まず、図１（ａ）には、レーザ加工装置１の概念構成が示され、図１（ｂ）には、レーザ加工装置１のガス供給装置２０の内部構造が示されている。
【００１２】
レーザ加工装置１は、図１（ａ）に示すように、レーザ発振器１０と、加工本体部１１と、加工ノズル１２と、ガス供給装置２０と、ステージ３０と、制御部４０とを有している。加工本体部１１内には、ミラー１１ｍと集光レンズ１１ｌが設けられている。また、加工ノズル１２は、加工本体部１１の集光レンズ１１ｌ側に設けられている。
【００１３】
ガス供給装置２０の一部には、配管２１Ａが接続され、この配管２１Ａには、少なくとも１つのガス種がガスボンベ、工場配管等から供給される。また、ガス供給装置２０の別の一部は、配管２１Ｂを経由して、加工ノズル１２に接続されている。  
そして、レーザ発振器１０、ガス供給装置２０、ステージ３０は、制御部４０により制御される。
【００１４】
このようなレーザ加工装置１のレーザ発振器１０からは、強度がパルス状、あるいは連続のレーザ光１０ｌが発せられる。そして、発せられたレーザ光１０ｌは、加工本体部１１内のミラー１１ｍによって反射されて、ミラー１１ｍの下方に位置する集光レンズ１１ｌにまで到達する。さらに、レーザ光１０ｌは、集光レンズ１１ｌにより集光されて、加工ノズル１２先端の開口部１２ｈから放射される。これにより、レーザ発振器１０から発せられたレーザ光１０ｌは、ステージ３０上に設置された被加工物５０に照射することができる。また、レーザ加工装置１においては、ステージ３０（または、加工本体部１１）の位置を移動（スキャン）することにより、被加工物５０の加工位置を変えることができる。
【００１５】
また、レーザ加工装置１においては、加工ノズル１２の開口部１２ｈから、例えば、噴射量（または、噴射圧）がパルス状のアシストガス２０ｇを断続的（または、周期的）に噴射することができる。アシストガス２０ｇをパルス状に噴射する噴射手段としては、例えば、ピストンポンプ、ロータリポンプ等の加圧ポンプが用いられる。あるいは、安定したガス噴射を可能にする加圧チャンバ、開閉制御が可能な電磁弁等が用いられる。
【００１６】
すなわち、レーザ加工装置１は、被加工物５０にレーザ光を照射する照射手段と、レーザ光が照射された被加工物５０に、アシストガス２０ｇをパルス状に噴射する噴射手段と、を備えている。これにより、レーザ光１０ｌを開口部１２ｈから通過させると同時に、パルス状のアシストガス２０ｇを被加工物５０のレーザ光が照射される近傍に噴射させることができる。
【００１７】
次に、アシストガス２０ｇが断続的に噴射する原理を、図１（ｂ）を用いて説明する。以下の説明では、噴射手段の一例として、電磁弁、加圧ポンプ等を用いる手段が例示されている。  
図示するように、ガス供給装置２０は、電磁弁２０ａ、加圧チャンバ２０ｂと、加圧ポンプ２０ｃと、を有している。なお、電磁弁２０ａは、圧力または流量の調整機能をあわせて持つものとして説明する。
【００１８】
ここで、配管２１Ａから加圧ポンプ２０ｃにガスが供給されて、加圧ポンプ２０ｃにより加圧チャンバ２０ｂ内に高圧のアシストガス２０ｇが形成される。この状態では、電磁弁２０ａは閉状態である。そして、電磁弁２０ａが開状態になると、アシストガス２０ｇが瞬間的にガス供給装置２０から放出される。このとき、放出されるアシストガスの圧力あるいは流量は、所望する状態とされている。そして、このアシストガス２０ｇは、配管２１Ｂを経由して加工ノズル１２内に供給されて、加工ノズル１２の開口部１２ｈからパルスジェットとなって噴射される。さらに、ガス供給装置２０では、電磁弁２０ａの開閉が繰り返される。これにより、噴射量がパルス状のアシストガス２０ｇが断続的に開口部１２ｈから噴射される。
【００１９】
なお、加圧チャンバ２０ｂについては、適宜取り除き、電磁弁２０ａと加圧ポンプ２０ｃとを直結してもよい。また、複数のガス供給装置２０を加工ノズル１２に接続して、それぞれのガス供給装置２０からのガス放出のタイミングをずらす方式でも上記手段は実施可能である。
【００２０】
このような構成によって、加工ノズル１２の開口部１２ｈからは、レーザ光１０ｌが放射される。また、開口部１２ｈからは、噴射量がパルス状のアシストガス２０ｇが断続して噴射される。なお、レーザ光の伝送手段は、ミラー１１ｍの代わりに、例えば、光ファイバを用いてもよい。供給されるガスは、必要に応じて切換弁等により、ガス種を選択できる構成としてもよい。
【００２１】
また、レーザ加工装置１においては、レーザ光１０ｌをパルス状に照射する場合、そのパルス周期とアシストガス２０ｇのパルス周期を同じにしたり、パルス周期をずらしたり、それぞれのパルスの立ち上がり位置を調整することができる。  
また、レーザ加工装置１においては、１パルス当たりのアシストガス２０ｇの噴射量、供給圧力、パルス幅、周期等については、加圧チャンバ２０ｂの容量、加圧ポンプ２０ｃによる加圧、電磁弁２０ａの開閉のタイミング等を適宜選択することによって、任意に選択することができる。
【００２２】
なお、アシストガス２０ｇとは、例えば、窒素（Ｎ２）ガス、希ガス、酸素（Ｏ２）ガス等が該当する。これらのガスについては、例えば、被加工物５０を溶接する際には、窒素ガス、希ガス等が用いられ、被加工物５０を切断する際には、酸素ガス等が用いられる。但し、ガス種の選択に関しては、この例に限ることはなく、必要に応じて適宜変更される。被加工物５０は、例えば、金属板（アルミニウム、銅、鉄、ステンレス鋼等）、セラミック板、ガラス板等が該当する。
【００２３】
また、レーザ加工装置は、図２に示す形態であってもよい。  
例えば、図２（ａ）に示すレーザ加工装置２では、加工ノズル１２を、加工本体部１１から独立させた噴射手段により、アシストガス２０ｇを被加工物５０に噴射できる構成になっている。  
また、図２（ｂ）に示すレーザ加工装置３では、上述した噴射手段が複数設けられた構成になっている。  
このようなレーザ加工装置２、３も本実施の形態に含まれる。また、配管２１Ｂを加工ノズル１２とすることができる。
【００２４】
次に、レーザ加工装置１を例に、レーザ加工方法について説明する。なお、以下に例示されるレーザ加工方法は、制御部４０によって自動的に行われる。  
図３は、レーザ加工方法を説明する図である。  
ここで、図３（ａ）の横軸は、時間（ミリ秒）であり、縦軸は、上述した開口部１２ｈから放射されるレーザ光の強度である。  
また、図３（ｂ）の横軸は、時間（ミリ秒）であり、縦軸は、開口部１２ｈから噴射されるアシストガス２０ｇの噴射量（または、噴射圧）である。  
これらの図３（ａ）、（ｂ）の組み合わせが本実施の形態のレーザ加工方法である。
【００２５】
また、図３（ｃ）には、図３（ｂ）に対応させた比較例が示されている。例えば、図３（ｃ）には、パルス状ではなく、連続的にアシストガス２０ｇが開口部１２ｈから噴射される様子が示されている。すなわち、図３（ａ）、（ｃ）の組み合わせが比較例のレーザ加工方法になる。
【００２６】
また、本実施の形態では、ステージ３０を移動することにより、被加工物５０の照射ポイントを変えることもできる。この場合、図３の横軸は、時間（ミリ秒）のほか、移動距離（ｍｍ）にも対応する。  
また、図３では、図３（ｂ）に示す噴射量「Ｑ」と、図３（ｃ）に示す噴射量「Ｑ’」とが等しい場合を例示している。また、図３の縦軸は、いずれも規格値（ａ．ｕ．）である。
【００２７】
本実施の形態では、図３（ａ）に示すように、加工ノズル１２の開口部１２ｈから、強度がパルス状のレーザ光を断続的に放射する。このレーザ光の強度、周波数、パルス幅は、被加工物５０の加工容量、被加工物５０の形状、加工速度、ステージ３０の移動速度等に見合った条件であるとする。これにより、所望の溶接（または、切断）が可能になる。
例えば、一例として、レーザ光の周波数は、１００ＰＰＳ（Pulse Per Second）であり、パルス幅は、０．６ｍｓｅｃである。
【００２８】
そして、図３（ｂ）に示すように、上述したアシストガス２０ｇを加工ノズル１２の開口部１２ｈから断続的に噴射する。このアシストガス２０ｇにおいては、アシストガス２０ｇをパルス状に噴射する時間（パルス幅とも称する。）、アシストガス２０ｇをパルス状に噴射する際の噴射量（または、噴射圧）、アシストガス２０ｇの噴射を繰り返す周波数、アシストガス２０ｇのガス種の切り替え、複数の前記アシストガス２０ｇを被加工物５０に噴射する場合のガス混合比等が適宜制御される。
【００２９】
例えば、図３（ｂ）では、アシストガス２０ｇの周波数は、レーザ光のパルス周波数と同じである。但し、アシストガス２０ｇについては、パルス状のレーザ光の立ち上がり前から噴射を開始して、レーザ光の立ち下がり後にガス供給装置２０からの供給を停止する。これにより、被加工物５０にレーザ光が照射されている最中には、その照射ポイントに所望する高圧のアシストガス２０ｇが噴射されることになる。  
このような方法で、被加工物５０にパルス状のレーザ光を照射しながら、同様にパルス状のアシストガス２０ｇを噴射する。
【００３０】
ここで、比較例として引用した図３（ｃ）の場合を説明する。  
図３（ｃ）では、アシストガス２０ｇを開口部１２ｈから連続して噴射している。従って、図３（ｃ）に示す方法では、レーザ光を被加工物５０に照射しない期間においても、アシストガス２０ｇは、開口部１２ｈから噴射され続けることになる。
【００３１】
例えば、レーザ光の周波数が１００ＰＰＳで、パルス幅が０．６ｍｓｅｃなので、レーザ光のパルス間隔（１０ｍｓｅｃ）のうちの９．４ｍｓｅｃは、レーザ光が被加工物５０に照射されていない期間である。そして、この期間においても、アシストガス２０ｇは、開口部１２ｈから噴射され続けている。従って、図３（ｃ）に示す方法では、図３（ｂ）に示す方法よりも、アシストガス２０ｇが無駄に消費されてしまう。従って、アシストガス２０ｇを被加工物５０に噴射し続ける方法（図３（ｃ））は、好ましくない。
【００３２】
このように、本実施の形態では、アシストガス２０ｇの消費を抑制して、レーザ加工を施している。なお、図３（ｂ）に示す方法では、図３（ｃ）に示す方法よりも、アシストガス２０ｇの消費量が約９４％削減されている。
【００３３】
また、本実施の形態でのレーザ光、並びにアシストガス２０ｇのパルス幅、パルス形状は、図３（ａ）、（ｂ）に示す形態に限らず、所望の加工ができるように適宜選択される。
【００３４】
例えば、図３に示す形態では、レーザ光のパルス毎にアシストガス２０ｇを噴射しているが、これらに限らず、２あるいはそれ以上のレーザ光のパルスにわたるアシストガス２０ｇを噴射してもよい（詳細は後述）。このような形態であっても、連続噴射よりもガス消費量を抑制することができる。
【００３５】
また、アシストガス２０ｇについては、図３（ｂ）に例示した場合よりも、その１パルス当たりのアシストガス２０ｇの噴射量（または噴射圧）を増大してもよい。  
この場合、レーザ照射部分のアシストガス量（圧）がより増大する。従って、アシストガス２０ｇによる効果をより増大させることができる。
【００３６】
図４は、レーザ加工方法の変形例を説明する図である。ここで、図４（ａ）の（１）に示す図の横軸は、時間（ミリ秒）であり、縦軸は、上述した開口部１２ｈから放射されるレーザ光の強度である。また、図４（ａ）の（２）に示す図の横軸は、時間（ミリ秒）であり、縦軸は、開口部１２ｈから噴射されるアシストガス２０ｇの噴射量（または、噴射圧）である。
【００３７】
まず、図４（ａ）の（１）に示すように、加工ノズル１２の開口部１２ｈから、強度がパルス状のレーザ光を断続的に放射する。  
但し、この実施例では、図４（ａ）の（２）に示すように、パルス状のアシストガス２０ｇの噴射のタイミングをレーザ光の照射のタイミングとずらしている。例えば、アシストガス２０ｇは、２つのレーザ光のパルスに重複するように、これら２つのパルスに跨って噴射している。  
このような形態は、図４（ｂ）に示すように、１つのガス供給装置２０から噴射される噴射タイミングを２つのレーザ光のパルスに跨って噴射すれば達成し得る。
【００３８】
図５は、レーザ加工方法の別の変形例を説明する図である。ここで、図５（ａ）の横軸は、時間（ミリ秒）であり、縦軸は、上述した開口部１２ｈから放射されるレーザ光の強度である。また、図５（ｂ）の横軸は、時間（ミリ秒）であり、縦軸は、開口部１２ｈから噴射されるアシストガス２０ｇの噴射量（または、噴射圧）である。
【００３９】
まず、図５（ａ）に示すように、加工ノズル１２の開口部１２ｈから、強度がパルス状のレーザ光を断続的に放射する。但し、この実施例では、１パルス当たりのレーザ光の強度を段階的に変化させている。そして、これに対応して、図５（ｂ）に示すアシストガス２０ｇの噴射においても、そのパルス状の噴射量（または、噴射圧）を段階的に変化させている。
【００４０】
このような方法で、被加工物５０にパルス状のレーザ光を照射しながら、同様にパルス状のアシストガス２０ｇを噴射する。  
また、段階的なアシストガス２０ｇのパターンは、図５（ｃ）に示すように、さまざまな段階的なアシストガス２０ｇのパターンが形成できる。  
また、このようなパルス状の噴射量（圧）変化は、レーザ加工状態に応じて適宜選択可能とすることができる。
【００４１】
すなわち、このようなレーザ加工装置１を用いて、被加工物５０を溶接や切断加工したときには、溶接部分の酸化防止、切断部分の酸化促進がなされる。さらには、レーザ照射部分付近への金属、金属酸化物の付着を抑制したり、加工物の融解、蒸発、昇華の促進等のアシストガス効果の増大を図ることができる。また、光学系部品（集光レンズ１１ｌ等）へのスプラッシュ付着もより抑制される。
【００４２】
このように、本実施の形態によれば、アシストガス２０ｇの効果を損なうことなく、アシストガス２０ｇの消費量が図３（ｃ）に例示した方法に比べて、大幅に低減する。さらに、アシストガス２０ｇの噴射量が頭打ちになることもなく、高圧のガスを噴射することができるので、アシストガス２０ｇの効果を増大でき、レーザ加工による被加工物の加工形状がより良好になる。このようなときでも、アシストガス２０ｇの消費量は、従来同様あるいは低減できる。また、アシストガス２０ｇの噴射パターンを最適化できるので同様にレーザ加工による被加工物の加工形状がより良好になる。
【００４３】
これにより、レーザ加工を施した部分の品質が向上し、レーザ加工処理が施された製品歩留まりが向上すると共に、アシストガス２０ｇのコスト低下を図ることができる。
【実施例２】
【００４４】
次に、レーザ加工方法の別の変形例について説明する。この実施例２では、一例として、複数のガス供給装置２０からなるそれぞれの噴射手段から順次、アシストガス２０ｇを噴射する。この実施例では、レーザ照射近傍でのアシストガス２０ｇの圧力の立ち上がり、立ち下がりやガス装置の応答性等を考慮し、それぞれの噴射タイミングを制御している。
【００４５】
図６は、レーザ加工方法の別の変形例を説明する図である。ここで、図６（ａ）の（１）に示す図の横軸は、時間（ミリ秒）であり、縦軸は、上述した開口部１２ｈから放射されるレーザ光の強度である。また、図６（ａ）の（２）に示す図の横軸は、時間（ミリ秒）であり、縦軸は、開口部１２ｈから噴射されるアシストガス２０ｇの噴射量（または、噴射圧）である。
【００４６】
まず、図６（ａ）の（１）に示すように、加工ノズル１２の開口部１２ｈから、強度がパルス状のレーザ光を断続的に放射する。レーザ光の周波数は、１００ＰＰＳであり、パルス幅は、０．６ｍｓｅｃである。  
また、図６（ａ）の（２）に示すように、パルス状のレーザ光に対応するように、パルス状のアシストガス２０ｇを噴射している。
【００４７】
但し、実施例２では、複数のパルス状のアシストガス２０ｇの各々の噴射タイミングをレーザ光の照射のタイミングとずらしている。  
このような形態は、例えば、複数のガス供給装置２０から噴射される各々の噴射タイミングをずらすことにより達成される。以下に、その方法を説明する。
【００４８】
例えば、図６（ｂ）の（１）には、複数のガス供給装置２０のうちの第１のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波が示され、図６（ｂ）の（２）には、複数のガス供給装置２０のうちの第２のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波が示されている。  
図示するように、第１および第２のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波数は、レーザ光のパルス周波数の１／２である。そして、第１および第２のガス供給装置から噴射されるそれぞれアシストガス２０ｇの周期（位相）はずれており、交互にガスを噴射している。
【００４９】
次に、レーザ加工方法のさらに別の変形例について説明する。  
図７は、レーザ加工方法の別の変形例を説明する図である。ここで、図７（ａ）には、図６（ａ）と同じ図が示されている。
【００５０】
この実施例においても、一例として、複数のガス供給装置２０からなるそれぞれの噴射手段から順次、アシストガス２０ｇを噴射する。この実施例では、レーザ照射近傍でのアシストガス２０ｇの圧力の立ち上がり、立ち下がりやガス装置の応答性等を考慮し、それぞれの噴射タイミングを制御している。
【００５１】
まず、図７（ｂ）の（１）に示すように、複数のガス供給装置２０のうちの第１のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波が示され、図７（ｂ）の（２）には、複数のガス供給装置２０のうちの第２のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波が示されている。図７（ｂ）の（３）には、複数のガス供給装置２０のうちの第３のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波が示されている。
【００５２】
図示するように、第１〜第３のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波数は、レーザ光のパルス周波数の１／３である。そして、第１〜第３のガス供給装置から噴射されるそれぞれアシストガス２０ｇの周期（位相）はずれており、交互にガスを噴射している。
【００５３】
また、図７（ｃ）の（１）に示すように、複数のガス供給装置２０のうちの第１のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波が示され、図７（ｃ）の（２）には、複数のガス供給装置２０のうちの第２のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波が示されている。
【００５４】
さらに、図７（ｃ）の（３）には、複数のガス供給装置２０のうちの第３のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波が示され、図７（ｃ）の（４）には、複数のガス供給装置２０のうちの第４のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波が示されている。
【００５５】
図示するように、第１および第２のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波数は、レーザ光のパルス周波数の１／２である。そして、第１および第２のガス供給装置から噴射されるそれぞれアシストガス２０ｇの周期（位相）は若干ずれている。但し、第１および第２のガス供給装置から噴射されるそれぞれアシストガス２０ｇを互いにあわせることにより、レーザ光のパルス毎に、アシストガス２０ｇが噴射される。
【００５６】
また、第３および第４のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波数は、レーザ光のパルス周波数の１／２である。そして、第３および第４のガス供給装置から噴射されるそれぞれアシストガス２０ｇの周期（位相）は若干ずれている。但し、第３および第４のガス供給装置から噴射されるそれぞれアシストガス２０ｇを互いにあわせることにより、レーザ光のパルス毎に、アシストガス２０ｇが噴射される。
【００５７】
このように、図７（ｃ）に示す例では、第１および第２のガス供給装置の組から噴射されるアシストガス２０ｇと、第３および第４のガス供給装置の組から噴射されるアシストガス２０ｇとが周期（位相）はずれている。
【００５８】
但し、図６、図７に示すいずれの形態でも、複数のガス供給装置２０から噴射されるアシストガス２０ｇを互いにあわせることにより、結果的に、レーザ光のパルス毎に、アシストガス２０ｇが噴射される。
【００５９】
また、実施例２では、上述した形態に限らず、さらに次の形態も含む。  
例えば、前述のように複数のレーザパルスにわたってアシストガス２０ｇを噴射することも複数のガス供給装置２０から噴射される各々の噴射タイミングをずらすことにより達成される。以下に、その方法を説明する。
【００６０】
図８は、レーザ加工方法の別の変形例を説明する図である。  
ここで、図８（ａ）には、前述した図４（ａ）と同じ形態の図が示されている。  
但し、図８（ｂ）の（１）には、複数のガス供給装置２０のうちの第１のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波が示され、図８（ｂ）の（２）には、複数のガス供給装置２０のうちの第２のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波が示されている。
【００６１】
図示するように、アシストガス２０ｇの周波数は、レーザ光のパルス周波数と同じであり、その周期をレーザ光の周期に同調させている。但し、第１および第２のガス供給装置から噴射されるそれぞれのアシストガス２０ｇの周期（位相）はずれている。  
これらのアシストガス２０ｇをあわせることにより、加工ノズル１２の開口部１２ｈから、２つのレーザ光のパルスに跨ったアシストガス２０ｇを周期的に噴射させることができる。
【００６２】
また、図８（ｃ）に示す方法によっても、２つのレーザ光のパルスに跨って、アシストガス２０ｇを噴射させることができる。  
図８（ｃ）の（１）には、複数のガス供給装置２０のうちの第１のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波が示され、図８（ｃ）の（２）には、複数のガス供給装置２０のうちの第２のガス供給装置のアシストガス２０ｇの周波が示されている。
【００６３】
図示するように、それぞれのガス供給装置から噴射されるアシストガス２０ｇは、ともに２つのレーザ光のパルスに跨っている。但し、第１および第２のガス供給装置からのアシストガス２０ｇの周波はずれている。これらのアシストガス２０ｇをあわせることにより、加工ノズル１２の開口部１２ｈから、２つのパルスに跨ったアシストガス２０ｇを周期的に噴射させることができる。
【００６４】
このように、実施例２では、複数のガス噴射装置のそれぞれを使い分けている。これにより、それぞれのガス噴射装置に設けられた電磁弁２０ａ、加圧ポンプ２０ｃ等の負荷が減少し、これらの応答性が向上する。その結果、パルス状の高圧ガスをより確実に被加工物５０に噴射させることができる。
【００６５】
なお、複数のガス供給装置２０の数としては、第１および第２のガス供給装置に限られるものではない。より多くのガス供給装置を用いて、順次ガスを噴射してもよいし、一個あたりのガス供給装置から噴射するアシストガス２０ｇのパルス幅をさらに狭くしてもよい。この場合は、複数のガス供給装置２０をセットにしてレーザのパルスに対応させる。  いずれの方法によっても、それぞれのガス供給装置のデューティー比を下げることができ、その結果、ガス供給装置の故障率を低減させることや、高応答性の部品を使わなくても済むようにできる。
【００６６】
また、ガス供給装置２０を複数揃えるだけでなく、ガス供給装置２０を構成する電磁弁２０ａ、加圧チャンバ２０ｂ、加圧ポンプ２０ｃをそれぞれ複数の組み合わせとすることでも、同様の効果を得る。
【００６７】
例えば、加圧チャンバ２０ｂにおいては、複数設けることにより、ひとつひとつは、小容量化が可能になる。これにより、各加圧チャンバ２０ｂ内の加圧は、より短時間で済ませることができる。また、加圧チャンバ２０ｂの高圧化も容易になる。さらに、加圧チャンバ２０ｂにおいては、圧力容器としての製造（溶接加工、絞り加工、切削加工等）が容易になる。これは、加圧ポンプ２０ｃにおいても、同様の効果を得る。
【００６８】
電磁弁２０ａにおいては、複数設けることにより、それぞれの電磁弁２０ａの動作デューティーを下げることができる。これにより、電磁弁２０ａとしては、より安価で低速動作の電磁弁を採用することができる。さらに、その動作回数が減少するので、寿命が延び、故障が少なくなる。
【００６９】
そして、電磁弁２０ａ、加圧チャンバ２０ｂ、加圧ポンプ２０ｃの組み合わせについては、適宜変更してもよい。  
例えば、加圧チャンバ２０ｂ、加圧ポンプ２０ｃに、複数の電磁弁２０ａを設けることにより、複数のガス噴射手段を形成することができる。また、加圧ポンプ２０ｃに、複数の加圧チャンバ２０ｂを取り付けることや、一対の電磁弁２０ａ、加圧チャンバ２０ｂに複数の加圧ポンプ２０ｃを複数準備しても、上記の効果が得られる。さらに、図１、２に示すように、ノズルを含めて噴射手段すべてを複数準備しても同様の効果を得る。
【００７０】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本実施の形態はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、以上の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、レーザ加工装置１の加工は、溶接、切断のほか、被加工物５０の表面改質も含まれる。また、前述した各具体例が備える各要素およびその形成、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００７１】
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて複合することができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。  
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものも含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
１、２、３  レーザ加工装置  
１０  レーザ発振器  
１０ｌ  レーザ光  
１１  加工本体部  
１１ｌ  集光レンズ  
１１ｍ  ミラー  
１２  加工ノズル  
１２ｈ  開口部  
２０  ガス供給装置  
２０ａ  電磁弁
２０ｂ  加圧チャンバ
２０ｃ  加圧ポンプ
２０ｇ  アシストガス
２１Ａ、２１Ｂ  配管
３０  ステージ  
４０  制御部    
５０  被加工物  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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