(57)【要約】  本発明は、保護ガラスをレーザヘッドから取り外すことなく洗浄処理を行うことができる稼動率の高いレーザ加工機を提供する。レーザ加工機１は、コンベア駆動モータ１１により載置されたワークＷを搬送するコンベア１０の上方でレーザ移動装置２０によりＸＹＺ方向に移動可能に支持され、レーザの焦点レンズ４２を保護する保護ガラス４４を内部に有するレーザヘッド４０と、コンベア１０の側方に配置され、レーザ光軸９１と紫外線光軸９２が平行になるように設置された紫外線照射装置５０と、レーザ加工機１の各構成を制御する制御装置７０と、を備える。制御装置７０は、レーザ移動装置２０を制御してレーザヘッド４０のレーザ照射口４５に紫外線照射口５１を対向させた状態で紫外線照射装置５０から紫外線を保護ガラス４４に向けて照射することにより、レーザヘッド４０から取り出すことなく保護ガラス４４の洗浄を行う。
2018168270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動機構により載置されたワークを搬送するワーク搬送装置の上方で移動機構によりＸＹＺ方向に移動可能に支持され、レーザの焦点レンズを保護する保護ガラスを内部に有するレーザヘッドと、
前記ワーク搬送装置の上方又は前記ワーク搬送装置の側方に配置され、前記レーザヘッドから照射されるレーザ光軸と照射する紫外線の紫外線光軸が平行になるように設置された紫外線照射装置と、
前記駆動機構、前記移動機構及び前記紫外線照射装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記移動機構を制御して前記レーザヘッドのレーザ照射口に紫外線照射口を対向させた状態で前記紫外線照射装置から紫外線を前記保護ガラスに向けて照射することにより、前記レーザヘッドから取り出すことなく前記保護ガラスの洗浄を行うレーザ加工機。
【請求項２】
前記紫外線照射装置は、前記レーザヘッドのレーザ加工点と同じ位置又はそれよりも前記保護ガラスに近い位置から前記保護ガラスに向けて紫外線を照射する請求項１記載のレーザ加工機。
【請求項３】
前記レーザヘッドは、その内部に加工時に噴射される切断ガスを供給する流路を有し、
レーザ照射時には切断ガスを供給し、紫外線照射時には切断ガスの供給を停止する請求項１又は２に記載のレーザ加工機。
【請求項４】
切断ガスを供給する前記流路に切替弁を介して洗浄ガス流路が接続され、
紫外線照射時には洗浄ガス流路から洗浄ガスを導入し切断ガスを内部から排出する請求項３に記載のレーザ加工機。
【請求項５】
前記紫外線照射装置による紫外線照射は、レーザ照射により前記ワークをカットしていない不稼動時間に行う請求項１から４の何れかに記載のレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークにレーザを照射するレーザ加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紫外線照射装置から照射される紫外線により、対象物に付着した有機物を分解し、洗浄を行う技術が知られている。この種の技術を開示するものとして例えば特許文献１〜３がある。【０００３】
特許文献１は、有機汚染物の付着した被洗浄体や有機汚染物を含む被洗浄気体が酸素ガスと共存し、波長が１８５ｎｍと２５４ｎｍの光を放射する紫外線ランプが有機汚染物と酸素ガスとに対置され、１８５ｎｍと２５４ｎｍの光の出力をＩ１８５とＩ２５４とした場合にＩ１８５／Ｉ２５４が０．０８〜０．３の範囲に設定する紫外線照射装置について記載されている。特許文献２は、透明プラスチック部材表面に波長が１８５ｎｍ及び２５４ｎｍ、光量が１〜３０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射する透明プラスチック部材の表面改質方法について記載されている。特許文献３は、紫外線源の光によりオゾンもしくはＮ２Ｏ（亜酸化窒素）を分解し、これにより生成される発生基の酸素により被処理体の表面に付着する有機汚染物等分解して洗浄等の処理を行う技術において、紫外線源とワークとの間を石英ガラスやエアカーテンで区画し、ワーク側に酸素を供給し、赤外線源側は真空又は赤外線を吸収しないガス（Ｎ２）雰囲気とする技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平４−９３７３号公報
【特許文献２】特開２００２−８８１７８号公報
【特許文献３】特公昭６２−５３１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、レーザ加工機では、加工点に高エネルギー密度のレーザを照射するため、非加工材は瞬時に溶解、気化する。そのため、焦点ガラスを保護する保護ガラスには、高温、高速のスパッタの飛散、プラズマの発生、非加工材表面の防錆油の蒸気等が発生した有機物の汚れが付着する。飛散するスパッタがレーザヘッド内に侵入したとしても、レーザヘッド先端から高圧で排出されるガスにより減速され、ガラスに付着する確率を大きく低減させることは可能であるものの、ごく微量のヒュームが保護ガラスに堆積し、ガラスに曇りが生じることがある。この場合、保護ガラスの交換が必要となる。【０００６】
保護ガラスの交換のためにはレーザ加工機の稼動を停止する必要がある。また、レーザ加工の分野では、切断速度の高速化が進み保護ガラスの透過率の低下も早くなっており、保護ガラスの汚れを放置すればカット不良が発生するおそれがあるため、保護ガラスの交換を頻繁（例えば、数日に１回）に行う必要が生じていた。保護ガラスの交換作業に時間が掛かればレーザ加工機の稼動率の低下を招き、保護ガラス交換作業中のレーザヘッド内への夾雑混入も発生する可能性がある。【０００７】
本発明は、保護ガラスをレーザヘッドから取り外すことなく洗浄処理を行うことができる稼動率の高いレーザ加工機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】
【０００８】
本発明は、駆動機構（例えば、後述のコンベア駆動モータ１１）により載置されたワーク（例えば、後述のワークＷ）を搬送するワーク搬送装置（例えば、後述のコンベア１０）の上方で移動機構（例えば、後述のレーザ移動装置２０）によりＸＹＺ方向に移動可能に支持され、レーザの焦点レンズ（例えば、後述の焦点レンズ４２）を保護する保護ガラス（例えば、後述の保護ガラス４４）を内部に有するレーザヘッド（例えば、後述のレーザヘッド４０）と、前記ワーク搬送装置の上方又は前記ワーク搬送装置の側方に配置され、前記レーザヘッドから照射されるレーザ光軸（例えば、後述のレーザ光軸９１）と照射する紫外線の紫外線光軸（例えば、後述の紫外線光軸９２）が平行になるように設置された紫外線照射装置（例えば、後述の紫外線照射装置５０）と、前記駆動機構、前記移動機構及び前記紫外線照射装置を制御する制御装置（例えば、後述の制御装置７０）と、を備え、前記制御装置は、前記移動機構を制御して前記レーザヘッドのレーザ照射口（例えば、後述のレーザ照射口４５）に紫外線照射口（例えば、紫外線照射口５１）を対向させた状態で前記紫外線照射装置から紫外線を前記保護ガラスに向けて照射することにより、前記レーザヘッドから取り出すことなく前記保護ガラスの洗浄を行うレーザ加工機（例えば、後述のレーザ加工機１）に関する。
これにより、レーザヘッドから取り出すことなく保護ガラスの汚れを除去し透過率を回復させることができるので、レーザ照射を行わないレーザ加工機の不稼動時間を利用して保護ガラスの洗浄作業を行うことができる。保護ガラスの洗浄処理のための時間を大幅に短縮できるので、レーザ加工機の稼動を停止する必要もなくなり、レーザ加工機の稼動率を向上できる。【０００９】
前記紫外線照射装置は、前記レーザヘッドのレーザ加工点と同じ位置又はそれよりも前記保護ガラスに近い位置から前記保護ガラスに向けて紫外線を照射することが好ましい。
これにより、レーザ照射によって生じる保護ガラスの汚れの範囲全域に確実に紫外線を照射することができ、より一層透過率を回復させることができる。【００１０】
前記レーザヘッドは、その内部に加工時に噴射される切断ガス（例えば、後述のＮ２）を供給する流路（例えば、後述の流路４３）を有し、レーザ照射時には切断ガスを供給し、紫外線照射時には切断ガスの供給を停止することが好ましい。
これにより、活性酸素を発生させ有機物を酸化、揮発を促進することができ、洗浄効果を更に向上させることができる。【００１１】
切断ガスを供給する前記流路に切替弁（例えば、後述の切替弁６１）を介して洗浄ガス流路（例えば、後述の洗浄ガス流路６０）が接続され、紫外線照射時には洗浄ガス流路から洗浄ガスを導入し切断ガスを内部から排出することが好ましい。
これにより、より一層活性酸素を発生させ有機物を酸化、揮発を促進でき、紫外線照射時に高い洗浄効果で保護ガラスの透過率を回復することができるとともに、洗浄中のレーザヘッドへの夾雑物の侵入を防止することができる。【００１２】
前記紫外線照射装置による紫外線照射は、レーザ照射により前記ワークをカットしていない不稼動時間に行うことが好ましい。
これにより、レーザ照射が行われていない時間を利用して保護ガラスの洗浄処理が行われることになり、より一層稼動率を向上することができる。例えば、作業員の休憩時間やワークの切替作業時に洗浄処理が行われるようにすることで、洗浄処理のための時間を特別に確保しなくても保護ガラスの洗浄処理が自動的かつ定期に行われるようにすることもできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のレーザ加工機によれば、保護ガラスをレーザヘッドから取り外すことなく洗浄処理を行うことができ、高いレベルの稼動率を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザ加工機を模式的に示す平面図である。
【図２】本実施形態のレーザ加工機を模式的に示す側面図である。
【図３】本実施形態のレーザヘッドの内部構成を模式的に示す断面図である。
【図４】本実施形態のレーザヘッドが紫外線照射装置に対向する洗浄位置に移動した様子を模式的に示す拡大断面図である。
【図５】本実施形態の紫外線照射装置による洗浄処理が行われるタイミングを示す照射時間と保護ガラスの透過率の関係を示すグラフである。
【図６】本実施形態のレーザヘッドにおいて、相対的に光路径が小さく保護ガラスから加工点までの距離が長い場合の光路を示す模式図である。
【図７】本実施形態のレーザヘッドにおいて、相対的に光路径が大きく保護ガラスから加工点までの距離が短い場合の光路を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るレーザ加工機１を模式的に示す平面図である。図２は、本実施形態のレーザ加工機１を模式的に示す側面図である。
【００１６】
図１及び図２に示すレーザ加工機１は、加工対象によって異なる形状に応じてレーザでワークＷをカット（ブランキング）して後工程に送るレーザブランキングシステムに用いられるものである。レーザ加工機１の加工対象のワークＷは、例えば、自動車用のサイドパネルの鋼板等である。
【００１７】
まず、レーザ加工機１の全体構成について説明する。本実施形態のレーザ加工機１は、コンベア１０と、レーザ移動装置２０と、レーザヘッド４０と、紫外線照射装置５０と、制御装置７０と、を主要な構成として備える。
【００１８】
コンベア１０は、ワークＷを上流側から下流側（図１中のＹ軸方向）に搬送するワーク搬送装置である。コンベア１０は、コンベア駆動モータ１１の駆動力によって回転する無端ベルトによって構成される。本実施形態では、アンコイラー、レベラー（何れも図示省略）を経たワークＷがコンベア１０の上面に載置され、加工位置まで搬送される。
【００１９】
レーザ移動装置２０は、レーザヘッド４０をコンベア１０の上方でＸＹＺ方向に移動可能に支持する移動機構である。
【００２０】
本実施形態のレーザ移動装置２０は、コンベア１０の搬送方向に直交する方向（Ｘ軸方向）に延びる第１フレーム２１と、コンベア１０の搬送方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する一対の第２フレーム２２と、第１フレーム２１及び第２フレーム２２の側面に掛け回された無端ベルト２５と、無端ベルト２５を駆動するサーボモータ２６，２７と、無端ベルト２５の内側で回転するプーリ２８，２９と、無端ベルト２５に固定され、レーザヘッド４０を支持する昇降機構３０と、を備える。
【００２１】
無端ベルト２５は、平面視において略Ｈ字状に掛け回されており、サーボモータ２６，２７の回転の組み合せにより、昇降機構３０に保持されたレーザヘッド４０が平面方向（ＸＹ方向）に移動可能になっている。
【００２２】
例えば、回転方向を同じに揃えた上で同じ速度で２つのサーボモータ２６，２７を制御することにより、無端ベルト２５がサーボモータ２６，２７の回転方向と同じ方向に移動し、昇降機構３０に保持されたレーザヘッド４０がＸ軸方向に移動する。このとき、第１フレーム２１は２つのサーボモータ２６，２７の回転速度の釣り合いによりＹ軸方向には移動しない。また、第１フレーム２１をＹ軸方向に移動させる場合は、一側のサーボモータ２６（又はサーボモータ２７）を所定の速度で時計回りに回転させ、他側のサーボモータ２７（又はサーボモータ２６）を同じ所定の速度で反時計回りに回転させる。これにより、サーボモータ２６，２７の回転方向に応じて昇降機構３０に保持されたレーザヘッド４０がＹ軸方向に移動する。このとき、所定速度の釣り合いによりレーザヘッド４０はＸ軸方向には移動しないことになる。また、サーボモータ２６，２７の回転方向及び回転速度を制御することでＸ軸方向に移動させつつＹ軸方向にも移動させることもできる。
【００２３】
レーザヘッド４０の上下方向（Ｚ方向）の移動は、昇降機構３０によって行われる。サーボモータ２６，２７及び昇降機構３０により、レーザヘッド４０が三次元（ＸＹＺ方向）で移動可能となっている。
【００２４】
次に、レーザヘッド４０の構成について説明する。レーザヘッド４０は、コンベア１０に載置搬送されるワークＷに対してレーザを照射し、予め設定された形状に切断、加工を行うためのものである。レーザを用いた切断では、ワーク（鋼板）Ｗをレーザにより局所溶解し、切断ガスとしてのＮ２により溶湯を排除することで、ワークＷを無酸化溶断する。本実施形態のレーザヘッド４０からは波長１０７０ｎｍのＹｂファイバーレーザが出力される。
【００２５】
図３は、本実施形態のレーザヘッド４０の内部構成を模式的に示す断面図である。図３では、後述する焦点レンズ４２によって集光されるレーザが一点鎖線で模式的に示され、切断ガスとしてのＮ２の流れが二点鎖線で模式的に示されている。
【００２６】
本実施形態のレーザヘッド４０は、先端にレーザ照射口４５が形成される本体４１と、本体４１の内部に配置される焦点レンズ４２と、Ｎ２を加工対象に誘導する流路４３と、焦点レンズ４２を保護する保護ガラス４４と、本体４１内部の焦点レンズ４２にレーザを供給する光源（図示省略）と、を備える。
【００２７】
焦点レンズ４２は、加工対象（切断部）にレーザを集光する光学系である。流路４３は、焦点レンズ４２によって集光されるレーザ光軸９１の同軸上に形成されている。この流路４３にガス供給源（図示省略）から供給されるＮ２ガス（図３の二点鎖線）を流動させながらレーザ照射（図３の一点鎖線）が行われる。レーザヘッド４０は、ワークＷの加工点Ｐとの距離を一定に保ちながら、予め設定された移動軌跡に沿って移動してワークＷを所望の形状に切断する。
【００２８】
保護ガラス４４は、スパッタ、ヒュームや、鋼材表面から舞い上がった夾雑物等の付着を防ぎ、焦点レンズ４２の汚れに起因する集光性の悪化、切断能力の低下、焦点レンズ４２自体の溶損等の不具合の発生を防止するためのものである。保護ガラス４４は、焦点レンズ４２と加工対象の間に配置されている。本実施形態の保護ガラス４４には、石英ガラスで構成される平板状のものが用いられており、表面反射によるエネルギー損失を抑制するため、反射防止コーティングが表面に施されている。
【００２９】
次に、紫外線照射装置５０について説明する。紫外線照射装置５０は、レーザ照射が行われてない間に保護ガラス４４に紫外線を照射し、当該保護ガラス４４の洗浄処理を行うための洗浄装置である。
【００３０】
紫外線照射装置５０の配置位置について説明する。図１に示すように、本実施形態の紫外線照射装置５０は、ワークＷの搬送経路に重ならないコンベア１０の側方に配置されている。紫外線照射装置５０による保護ガラス４４の洗浄処理を行う場合は、レーザ移動装置２０によりレーザヘッド４０が洗浄位置（図１の鎖線に示す位置）に移動する。レーザヘッド４０が洗浄位置に移動した状態で、紫外線照射装置５０による紫外線が保護ガラス４４に付着した汚れを分解するために照射される。
【００３１】
紫外線照射装置５０によって照射される紫外線は、短波長が望ましい。本実施形態では、紫外線波長２５４ｎｍ（２００〜６００ｎｍの範囲）、定格２８０ＶＡ、紫外線照度３５００ｍＷ／ｃｍ２のキセノンランプを光源とした紫外線照射装置５０が用いられる。
【００３２】
図４は、本実施形態のレーザヘッド４０が紫外線照射装置５０に対向する洗浄位置に移動した様子を模式的に示す拡大断面図である。図４では、紫外線照射装置５０による紫外線光が破線で模式的に示され、洗浄ガスの流れは２点鎖線で模式的に示される。
【００３３】
図４に示すように、洗浄位置では、レーザヘッド４０のレーザ照射口４５が紫外線照射装置５０の紫外線照射口５１に対向した状態となっており、レーザ光軸９１と紫外線光軸９２が略一致する位置関係となっている。
【００３４】
洗浄位置のレーザヘッド４０は、紫外線照射装置５０の紫外線照射口５１の位置が、ワークＷの加工点（加工焦点）Ｐと同じ位置又はその位置よりも保護ガラス４４側に位置している。レーザ移動装置２０によってレーザヘッド４０が洗浄位置にくるように制御される。
【００３５】
本実施形態では、レーザヘッド４０の流路４３に洗浄ガス流路６０が接続される。洗浄ガス流路６０は、レーザ加工時に供給されたＮ２ガスを流路４３からパージするためのものであり、洗浄ガスとして酸素を含むＡｉｒ（空気）が供給される。洗浄ガス流路６０には洗浄ガスの供給／停止を切り替えるための切替弁６１が配置されている。切替弁６１は制御装置７０に電気的に接続されており、開閉タイミングが制御装置７０によって制御される。
【００３６】
次に、制御装置７０について説明する。制御装置７０は、ＣＰＵ、メモリ、記憶装置等からなるコンピュータであり、レーザ加工機１の各構成に電気的に接続されている。この制御装置７０により、上述のレーザ移動装置２０によるレーザヘッド４０の移動やレーザ照射、コンベア１０の搬送、紫外線照射装置５０の洗浄処理等が制御される。
【００３７】
本実施形態の制御装置７０は、紫外線照射装置５０を用いた保護ガラス４４の洗浄処理をレーザ照射によりワークＷをカットしていない時間（不稼動時間）に行うように洗浄処理のタイミングを制御している。レーザ照射時間が長くなれば透過率は低下するが、設備不稼動時に紫外線照射装置５０による洗浄によりガラス透過率が回復するのである。
【００３８】
制御装置７０は、洗浄処理開始タイミングになるとレーザ移動装置２０によってレーザヘッド４０を洗浄位置に移動させるとともに切替弁６１を開いて洗浄ガス流路６０から流路４３に洗浄ガスを送り（図４の２点鎖線）、Ｎ２をレーザヘッド４０外部に排出するとともに流路４３内に酸素を送り込む。
【００３９】
レーザヘッド４０が洗浄位置にある状態で、紫外線照射装置５０によって紫外線照射を所定時間照射し（図４の破線）、保護ガラス４４の有機物の汚れを分解処理して保護ガラス４４の透過率を回復する。紫外線照射を行う時間としては例えば４５分である。流路４３内は、洗浄ガスによって酸素が存在する状態なので有機物の分解処理を有利な条件で行うことができる。
【００４０】
例えば、図５に示すように、制御装置７０は、保護ガラス４４の透過率が所定の基準以上となるように、レーザ加工処理の間の適宜のタイミングで洗浄処理が行われる。これによって寿命に到達する前に洗浄により保護ガラス４４の透過率が回復される。このように、本実施形態の制御装置７０は、加工処理を行っていない間に保護ガラス４４の洗浄を行う自動洗浄機能を有するのである。
【００４１】
なお、洗浄処理を開始するトリガについては、スケジュールに沿って自動で行われるものでもよいし、使用者の操作によって洗浄処理が開始される構成としてもよい。また、洗浄処理は、不稼動時間に行われるがワークＷの供給源の切替作業や使用者の休憩時間（例えば、昼休み）に設定することで、保護ガラス４４の洗浄によって作業ができなくなる時間を減らすことができ、稼動率を一層向上させることができる。
【００４２】
以上説明した本実施形態は、以下のような効果を奏する。
レーザ加工機１は、コンベア駆動モータ１１により載置されたワークＷを搬送するコンベア１０の上方でレーザ移動装置２０によりＸＹＺ方向に移動可能に支持され、レーザの焦点レンズ４２を保護する保護ガラス４４を内部に有するレーザヘッド４０と、コンベア１０の上方又はコンベア１０の側方に配置され、レーザ光軸９１と紫外線光軸９２が平行になるように設置された紫外線照射装置５０と、レーザ加工機１の各構成を制御する制御装置７０と、を備える。制御装置７０は、レーザ移動装置２０を制御してレーザヘッド４０のレーザ照射口４５に紫外線照射口５１を対向させた状態で紫外線照射装置５０から紫外線を保護ガラス４４に向けて照射することにより、レーザヘッド４０から取り出すことなく保護ガラス４４の洗浄を行う。
これにより、レーザヘッド４０の本体４１から取り出すことなく保護ガラス４４の汚れを除去し透過率を回復させることができるので、レーザ照射を行わないレーザ加工機１の不稼動時間を利用して保護ガラス４４の洗浄作業を行うことができる。保護ガラス４４の洗浄処理のための時間を大幅に短縮できるので、レーザ加工機１の稼動を停止する必要もなくなり、レーザ加工機１の稼動率を向上できる。
【００４３】
また、本実施形態では、紫外線照射装置５０は、レーザヘッド４０のレーザの加工点Ｐと同じ位置又はそれよりも保護ガラス４４に近い位置から保護ガラス４４に向けて紫外線を照射する。
これにより、レーザ照射によって生じる保護ガラス４４の汚れの範囲全域に確実に紫外線を照射することができ、より一層透過率を回復させることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、レーザヘッド４０は、その内部にレーザとともにワークに向けて加工時に噴射される切断ガスとしてのＮ２を供給する流路４３を有し、レーザ照射時にはＮ２を供給し、紫外線照射時には切断ガスの供給を停止する。
これにより、紫外線照射時に活性酸素を発生させ有機物を酸化、揮発を促進することができ、洗浄効果を更に向上させることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、切断ガスを供給する流路４３に切替弁６１を介して洗浄ガス流路６０を接続し、紫外線照射時には洗浄ガス流路６０から洗浄ガスを導入しＮ２を内部から排出する。
これにより、流路４３に確実に活性酸素を存在させることができ、有機物の酸化、揮発をより一層促進でき、紫外線照射時に高い洗浄効果を実現できるとともに、洗浄中のレーザヘッド４０への夾雑物の侵入を防止することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、紫外線照射装置５０による紫外線照射は、レーザ照射によりワークＷをカットしていない不稼動時間に行う。
これにより、レーザ照射が行われていない時間を利用して保護ガラス４４の洗浄処理が行われることになり、より一層稼動率を向上することができる。例えば、作業員の休憩時間やワークＷの切替作業時に洗浄処理が行われるようにすることで、洗浄処理のための時間を特別に確保しなくても保護ガラス４４の洗浄処理が自動的かつ定期に行われるようにすることができる。
【００４７】
次に、保護ガラス４４の汚れ付着のメカニズムについて説明する。本発明者らは、レーザが集光される加工点で大量のプラズマと高速のスパッタが発生することをハイスピードカメラ等の画像取得装置により確認するとともにセンサにより高い強度の紫外線が加工点で発生していることを確認し、レーザ加工時に生じたプラズマに起因して照射される加工点からの紫外線により、レーザヘッド４０内部に入り込んだ潤滑油ヒューム等が光ＣＶＤ（ＣＨＥＭＩＣＡＬ  ＶＡＰＯＲ  ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ）効果で保護ガラス４４に薄膜が形成（堆積）していると推定した。
【００４８】
図６は、本実施形態のレーザヘッド４０において、相対的に光路径ｄ１が小さく保護ガラス４４から加工点Ｐ１までの距離ｌ１が長い場合の光路を示す模式図である。また、図７は、本実施形態のレーザヘッド４０において、相対的に光路径ｄ２が大きく保護ガラス４４から加工点Ｐ２までの距離ｌ２が短い場合の光路を示す模式図である。なお、ｄ１＜ｄ２であり、ｌ１＞ｌ２の関係である。
【００４９】
保護ガラス４４における汚れの範囲（コンタミネーションの範囲）をコンタミ径とし、保護ガラス４４から加工点Ｐまでの距離とコンタミ径の関係について実測値と計算値の比較を行った結果、紫外線の光路径の計算値とコンタミ径が一致した。
【００５０】
紫外線の光路径の計算値とコンタミ径が一致することからも加工点からの紫外線による光ＣＶＤ効果によって保護ガラス４４に汚れが堆積していると考えられる。この光ＣＶＤ効果によって保護ガラス４４に堆積した汚れは有機物である。従って、光ＣＶＤ効果による汚れの堆積が生じない環境で、紫外線を別途照射することで分解除去することが可能である。なお、保護ガラス４４の中央部はレーザ中心の高エネルギーで熱的にクリーニングされていると考えられる。
【００５１】
以上の分析から、保護ガラス４４の付着物はワークＷの表面に塗布されている防錆油成分の揮発物であることがわかった。そして、その付着範囲は加工点で発生したプラズマ起因による紫外線の光路と一致していた。このため、微量にレーザヘッド４０内に侵入した防錆油の蒸気が、加工点からの紫外線の光路上に光集塵効果により堆積した結果であると考えられる。この種の汚れは、紫外線照射により分解除去できることが半導体プロセス等の紫外線アッシングとして知られている。即ち、レーザ加工時に発生する紫外線に起因する保護ガラス４４の有機物の汚れを、汚れが形成されない条件で照射される紫外線照射装置５０の紫外線照射によって洗浄するのである。
【００５２】
紫外線照射装置５０は、汚れが付着している範囲をカバーするように紫外線を照射する必要がある。上述の通り、コンタミ径は紫外線の光路径と略一致することから、紫外線照射装置５０の紫外線照射口５１（紫外線の起点）の位置が加工点Ｐ１（図６の場合），Ｐ２（図７の場合）又は加工点Ｐ１，Ｐ２よりも保護ガラス４４側に位置すれば汚染範囲をカバーするように紫外線を照射できる。即ち、レーザ加工機１の加工時における加工点Ｐに対応する位置又はそれよりも保護ガラス４４側の位置に紫外線照射装置５０の紫外線照射口５１が位置するようにレーザヘッド４０の洗浄位置を設定することで、付着範囲全域をカバーできることも図６及び図７の例から実証された。
【００５３】
次に、洗浄ガスの供給効果について説明する。ＵＶアッシング（紫外線照射による洗浄）では、以下の式（１）及び（２）に示す２段階で有機物の分解が行われる。
（１）ＣｍＨｎＯｋ→Ｃｍ’Ｈｎ’Ｏｋ’
（２）Ｃｍ’Ｈｎ’Ｏｋ’ →ＣＯ,ＣＯ２，Ｈ２Ｏ
なお、式（１）及び（２）においてｍ，ｎ，ｋ，ｍ’，ｎ’，ｋ’は自然数である。
【００５４】
式（１）及び（２）の反応を生じさせるためには、有機物を分解し低分子化し、酸素を励起し活性酸素を生成するための紫外線照射と、活性酸素として有機物を酸化して揮発させるための十分な酸素雰囲気下と、の２つの要素が必要となる。即ち、紫外線照射装置５０による紫外線照射は、洗浄対象の周囲に十分な酸素を含む（例えば、空気）気体雰囲気下であることが好適な条件となる。上記実施形態のように、洗浄処理時にＮ２の供給を停止するとともに洗浄ガスにより空気雰囲気下にすることにより、洗浄効果をより向上させることができるのである。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
【００５６】
上記実施形態では、紫外線照射装置５０はコンベア１０の側方に配置されているが、この構成に限定されない。紫外線照射装置５０は、コンベア１０の上方等、他の場所であってもレーザヘッド４０が対向配置できる位置であれば、その配置場所を適宜変更することができる。
【００５７】
上記実施形態及び実施例では、Ｙｂファイバーレーザを用いた例を説明したがレーザの種類はこれに限定されない。例えば、リモートレーザ溶接においても本発明を適用できる。プラズマの発生と有機物ヒュームが存在すれば、数十ｎｍの膜を多層に重ねた反射防止コートを施した保護ガラスに有機物が付着し、反射防止機能が損なわれ、透過率が大幅に悪化するおそれがある。この種のレーザ加工機に本発明を適用すれば、稼動率を低下させることなく保護ガラスの透過率を基準以上に維持できる。
【符号の説明】
【００５８】
１  レーザ加工機
１０  コンベア（ワーク搬送装置）
１１  コンベア駆動モータ（駆動機構）
２０  レーザ移動装置（移動機構）
４０  レーザヘッド
４３  流路
４５  レーザ照射口
５０  紫外線照射装置
５１  紫外線照射口
６０  洗浄ガス流路
６１  切替弁
Ｗ  ワーク
【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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【国際調査報告】
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