(57)【要約】【課題】初期スパイクを効果的に抑制したレーザ装置を提供する。【解決手段】本発明のレーザ装置は、放電により励起されるパルスレーザ装置であって、レーザ光線生成部と、レーザ光線の出力要求に応じて、上記レーザ光線生成部に対して加工するのに必要な出力値に満たないレーザ光線を生成させる予備給電を行い、上記予備給電により生じるレーザ光線の射出が行われている間に上記出力値以上のレーザ光線を生成させる主給電を開始する給電制御部と、を備えており、上記レーザ光線生成部が、高周波交流電圧又は高い周波数のパルス状の交番電圧の給電に応じてレーザ光線を生成するものであって、給電開始に伴い主給電のみを行うと初期スパイクを伴うレーザ光線を射出するレーザ発生器である、ことを特徴とする。【選択図】図２
2007335900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電により励起されるパルスレーザ装置であって、レーザ光線生成部と、
レーザ光線の出力要求に応じて、上記レーザ光線生成部に対して加工するのに必要な出力値に満たないレーザ光線を生成させる予備給電を行い、上記予備給電により生じるレーザ光線の射出が行われている間に上記出力値以上のレーザ光線を生成させる主給電を開始する給電制御部と、を備えており、
上記レーザ光線生成部が、高周波交流電圧又は高い周波数のパルス状の交番電圧の給電に応じてレーザ光線を生成するものであって、給電開始に伴い主給電のみを行うと初期スパイクを伴うレーザ光線を射出するレーザ発生器である、
ことを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ装置において、
上記給電制御部は、予備給電の期間、予備給電の完了後、主給電を開始するまでの期間、主給電の期間の内、少なくとも一つを調整する手段を備えるレーザ装置。
【請求項３】
放電により励起されるパルスレーザ装置の給電制御方法であって、
レーザ光線の出力要求に応じて、上記レーザ装置が備えるレーザ光線生成部に対して加工するのに必要な出力値に満たないレーザ光線を生成させる予備給電を行う第１工程と、
上記予備給電に応じてレーザ光線生成部がレーザ光線の射出を行っている間に、上記出力値以上のレーザ光線を生成させる主給電を開始する第２工程と、で成り、
上記レーザ光線生成部が、高周波交流電圧又は高い周波数のパルス状の交番電圧の給電に応じてレーザ光線を生成するものであって、給電開始に伴い主給電のみを行うと初期スパイクを伴うレーザ光線を射出するレーザ発生器である、
ことを特徴とするレーザ装置の給電制御方法。
【請求項４】
放電により励起されるパルスレーザ装置用の給電制御回路であって、給電スイッチと、制御回路と、を含んでおり、
給電スイッチが、制御回路からのオン信号に応じて、レーザ装置のレーザ光線生成部へ給電を行うものであり、
制御回路が、レーザ光線の出力要求に応じて、レーザ光線生成部から、加工するのに必要な出力値に満たないレーザ光線を生成させる期間だけ給電スイッチをオンにして予備給電を行うように調整されており、且つ、予備給電により生じるレーザ光線の射出が行われている間に上記出力値以上のレーザ光線を生成させるように給電スイッチをオンにして主給電を開始するように、予備給電の完了後、主給電を開始するまでの期間が調整されている、制御回路を含んでおり、
制御回路が、予備給電を行う期間の調整を行う第１調整手段と、予備給電の完了後、主給電を開始するまでの期間の調整を行う第２調整手段と、を有するものであり、
上記レーザ光線生成部が、高周波交流電圧又は高い周波数のパルス状の交番電圧の給電に応じてレーザ光線を生成するものであって、給電開始に伴い主給電のみを行うと初期スパイクを伴うレーザ光線を射出するレーザ発生器である、
ことを特徴とするレーザ装置用の給電制御回路。
【請求項５】
請求項４に記載の、放電により励起されるパルスレーザ装置用の給電制御回路の調整方法であって、
レーザ光線の出力要求に応じて、レーザ装置のレーザ光線生成部から、加工するのに必要な出力値に満たないレーザ光線が生成されるように、第１調整手段により予備給電を行う期間を調整する第１工程と、
上記予備給電により生じるレーザ光線の射出がされている間に上記出力値以上のレーザ光線を生成させる主給電が開始されるように、第２調整手段による予備給電の完了後、主放電を開始するまでの期間を調整する第２工程とで成ることを特徴とするレーザ装置用の給電制御回路の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子多層基板の穴開け加工等に使用するレーザ装置、レーザ装置の給電制御方法、レーザ装置の給電制御回路、及び、当該給電制御回路の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子多層基板の穴開け加工等に使用し得る種々のタイプのレーザ装置が知られている。例えば、ＣＯ２レーザ装置では、高周波交流電圧又は高い周波数のパルス状の交番電圧の供給に応じて発振増幅したレーザ光線を射出する。当該ＣＯ２レーザ装置が備える従来の電源は、例えば、外部より入力されるビームＯＮ信号ＢのＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルへの切り換りに応じて、当該レーザ装置の備えるレーザ光線生成部（ＣＯ２レーザの場合、ＣＯ２の雰囲気に置いた励起部及び共振器で成る。）に高周波交流電圧又は高い周波数のパルス状の交番電圧の供給を行う（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−４０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ビームＯＮ信号ＢのＨｉｇｈレベルへの切り換りに応じて、レーザ光線生成部に高周波交流電圧又は高い周波数のパルス状の交番電圧を供給開始すると、レーザ光線生成部は最初に加工用の出力範囲を外れる過剰な出力のレーザ光線、いわゆる初期スパイクを生じた後、緩和発振しながら上記加工用の出力範囲内の値に収束するレーザ光線を出力することが知られている。
【０００４】
図９には、ビームＯＮ信号Ｂを実線で表し、当該ビームＯＮ信号Ｂの入力に応じてレーザ光線生成部から射出されるレーザ光線の出力値を太い点線で表す。また、図中、レーザ媒質の利得の発振閾値を細い点線で表し、レーザ媒質の利得を一点鎖線で示す。図示するように、ビームＯＮ信号ＢがＨｉｇｈレベルに切り換ってから、ＣＯ２分子が励起してレーザ光線の射出が行われるまでにｔＯＮ時間だけ要する。一般的に、この時間を発振遅れ時間という。レーザ光線の出力は、初期スパイクにより最初に加工用の出力範囲を大きく超えた後、緩和発振しながら上記加工用の出力範囲内の値に収束する。ビームＯＮ信号ＢがＬｏｗレベルに切り換った後は、レーザ光線の出力値はゼロへと減衰する。
【０００５】
上記初期スパイクによるレーザ光線の出力値のむらは、レーザ加工の精度を悪くする原因の１つである。図１０は、加工対象がポリイミド樹脂である場合の加工処理結果を表す。図１０の（ａ）は、ポリイミド樹脂を真上から見た図である。図１０の（ｂ）は、レーザ加工部分を含むポリイミド樹脂の断面図である。図９に示すように、初期スパイクによりレーザ光線の出力値が最初に加工用の出力範囲を大きく超えて発振するため、レーザ光線の径がぶれてポリイミド樹脂の加工穴表面付近が溶融され荒れた状態になる。
【０００６】
図１１は、加工対象がエポキシ樹脂である場合の加工処理結果を表す。図１１の（ａ）は、エポキシ樹脂を真上から見た図である。更に図１１の（ｂ）は、レーザ加工される部分を含むエポキシ樹脂の断面図である。エポキシ樹脂の場合、上記ポリイミド樹脂のように加工穴表面付近が荒れるだけでなく、加工処理により飛散した破片が加工穴表面付近に付着するため品質の悪さが目立つ。
【０００７】
レーザ光線生成部に供給する電圧を低くすれば、初期スパイク現象で現れるレーザ光線の出力ピーク値を低く抑えることができるが、レーザ光線の出力自体も低くなるためレーザ加工の作業効率が悪くなるといった欠点を持つ。
【０００８】
本発明は、加工用のレーザ光線の出力値を低下させることなく、初期スパイクの発生による悪影響を排除したレーザ装置、レーザ装置の給電制御方法、レーザ装置用の給電制御回路、及び、レーザ装置用の給電制御回路の調整方法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】
請求項１に記載のレーザ装置は、放電により励起されるパルスレーザ装置であって、レーザ光線生成部と、レーザ光線の出力要求に応じて、上記レーザ光線生成部に対して加工するのに必要な出力値に満たないレーザ光線を生成させる予備給電を行い、上記予備給電により生じるレーザ光線の射出が行われている間に上記出力値以上のレーザ光線を生成させる主給電を開始する給電制御部と、を備えており、上記レーザ光線生成部が、高周波交流電圧又は高い周波数のパルス状の交番電圧の給電に応じてレーザ光線を生成するものであって、給電開始に伴い主給電のみを行うと初期スパイクを伴うレーザ光線を射出するレーザ発生器である、ことを特徴とすることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載のレーザ装置は、請求項１に記載のレーザ装置において、上記給電制御部は、予備給電の期間、予備給電の完了後、主給電を開始するまでの期間、主給電の期間の内、少なくとも一つを調整する手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の給電制御方法は、放電により励起されるパルスレーザ装置の給電制御方法であって、レーザ光線の出力要求に応じて、上記レーザ装置が備えるレーザ光線生成部に対して加工するのに必要な出力値に満たないレーザ光線を生成させる予備給電を行う第１工程と、上記予備給電に応じてレーザ光線生成部がレーザ光線の射出を行っている間に、上記出力値以上のレーザ光線を生成させる主給電を開始する第２工程と、で成り、上記レーザ光線生成部が、高周波交流電圧又は高い周波数のパルス状の交番電圧の給電に応じてレーザ光線を生成するものであって、給電開始に伴い主給電のみを行うと初期スパイクを伴うレーザ光線を射出するレーザ発生器である、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載のレーザ装置用の給電制御回路は、放電により励起されるパルスレーザ装置用の給電制御回路であって、給電スイッチと、制御回路と、を含んでおり、給電スイッチが、制御回路からのオン信号に応じて、レーザ装置のレーザ光線生成部へ給電を行うものであり、制御回路が、レーザ光線の出力要求に応じて、レーザ光線生成部から、加工するのに必要な出力値に満たないレーザ光線を生成させる期間だけ給電スイッチをオンにして予備給電を行うように調整されており、且つ、予備給電により生じるレーザ光線の射出が行われている間に上記出力値以上のレーザ光線を生成させるように給電スイッチをオンにして主給電を開始するように、予備給電の完了後、主給電を開始するまでの期間が調整されている、制御回路を含んでおり、制御回路が、予備給電を行う期間の調整を行う第１調整手段と、予備給電の完了後、主給電を開始するまでの期間の調整を行う第２調整手段と、を有するものであり、上記レーザ光線生成部が、高周波交流電圧又は高い周波数のパルス状の交番電圧の給電に応じてレーザ光線を生成するものであって、給電開始に伴い主給電のみを行うと初期スパイクを伴うレーザ光線を射出するレーザ発生器である、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載のレーザ装置用の給電制御回路の調整方法は、請求項４に記載の、放電により励起されるパルスレーザ装置用の給電制御回路の調整方法であって、レーザ光線の出力要求に応じて、レーザ装置のレーザ光線生成部から、加工するのに必要な出力値に満たないレーザ光線が生成されるように、第１調整手段により予備給電を行う期間を調整する第１工程と、上記予備給電により生じるレーザ光線の射出がされている間に上記出力値以上のレーザ光線を生成させる主給電が開始されるように、第２調整手段により予備給電の完了後、主放電を開始するまでの期間を調整する第２工程とで成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載のレーザ装置は、レーザ光線の出力要求に応じて、上記レーザ光線生成部に対して加工するのに必要な出力値に満たないレーザ光線を生成させる予備給電を行った後、上記予備給電により生じるレーザ光線の射出が行われている間に、上記出力値以上の所望の出力のレーザ光線を生成させる主給電を開始することで、初期スパイクを伴わない安定したレーザ光線を発生することができる。
【００１５】
請求項２に記載のレーザ装置は、レーザ光線生成部の劣化や環境の変化に応じて、予備給電の期間、予備給電の完了後、主給電を開始するまでの期間、主給電の期間の内、少なくとも１つが調整可能であるため、常に、初期スパイクを伴わない安定したレーザ光線を発生することができる。
【００１６】
請求項３に記載のレーザ装置の給電制御方法によれば、予備給電により所定の出力値に満たないレーザ光線が生成されている間に主給電が開始されるため、初期スパイクを伴わずに滑らかに上記所定の出力値以上の所望の出力にまで増加するレーザ光線を生成することができる。
【００１７】
請求項４に記載のレーザ装置用の給電制御回路は、使用することによって、初期スパイクを伴わずに滑らかに上記所定の出力値以上の所望の出力にまで増加するレーザ光線を生成することができるだけでなく、第１調整手段により、レーザ光線の出力要求に応じてレーザ光線生成部に対して加工するのに必要な出力値に満たないレーザ光線を生成するように予備給電の期間Ｔｐｒｅを調整し、第２調整手段により、上記予備給電により生成されたレーザ光線が発光している間に上記出力値以上の所望の出力のレーザ光線を生成させる主給電を開始するように待機期間τを調整することができる。
【００１８】
請求項５に記載の放電により励起されるパルスレーザ装置用の給電制御回路の調整方法は、請求項４に記載の給電制御回路を用いて、レーザ光線の出力要求に応じて、上記レーザ光線生成部から、加工するのに必要な出力値に満たないレーザ光線が生成されるように、第１調整手段により予備給電期間Ｔｐｒｅを調整する第１ステップと、上記予備給電により生じるレーザ光線の射出がされている間に、上記出力値以上の所望の出力のレーザ光線を生成させる主給電が開始されるように、第２調整手段により主放電を開始するまでの期間τを調整する第２ステップを実行することで、初期スパイクを伴わない安定したレーザ光線を発生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（１）全体構成
図１は、実施の形態に係るＣＯ２レーザ装置１００の回路構成を示す図である。ＣＯ２レーザ装置１００は、レーザ光線生成部１０及び給電制御部８０で構成される。
【００２０】
レーザ光線生成部１０は、周知のＣＯ２レーザ発生器であり、ＣＯ２の充填された管６内部に、レーザ光線の励起部、及び、当該励起部で励起されたレーザ光線を共振増幅する発振器を備える。上記励起部は、所定の間隙を持って、対向面に誘電体２ａ，２ｂを備える一対の電極１ａ，１ｂで構成される。上記発振器は、対向して設けた光透過型の反射ガラス３，４で構成される。反射ガラス３は、例えば透過率が３０％であり、管６内部から外へと向かうレーザ光線の７０％を反射するガラスである。反射ガラス４は、例えば透過率が１％であり、管６内部から外へと向かうレーザ光線の９９％を反射するガラスである。
【００２１】
なお、レーザ光線生成部１０は、ＣＯ２レーザ発生器に限定されず、給電開始に伴い初期スパイクを発生するタイプのものであれば代替可能である。
【００２２】
給電制御部８０は、ビームＯＮ信号ＢのＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルへの切り換りに応じて、レーザ媒質の利得が発振閾値を越えた直後に給電を停止して上記レーザ光線生成部１０に対して加工に必要な出力値に満たないレーザ光線を生成させる予備給電を行い、上記予備給電により生じるレーザ光線の射出が行われている間に、加工用の出力範囲内にあるレーザ光線を生成させる主給電を行う。当該主給電の開始時、レーザ光線生成部１０には予備給電により生成された光の場が既に存在しているため初期スパイクは生じない。これにより、加工用の出力範囲内の値にまで滑らかに励起したレーザ光線を生成することができる。
【００２３】
（２）給電制御部の詳細な説明
図２は、給電制御部８０の具体的な回路構成を示す図である。給電制御部８０は、高い周波数の交流電圧Ｅを安定して出力する交流電源２０と、当該交流電源２０及びレーザ光線生成部１０の接続される回路を開閉するスイッチ６８と、ビームＯＮ信号ＢのＨｉｇｈレベルへの切り換りに応じて、上記スイッチ６８のオン／オフを制御する駆動信号Ｄを出力する制御回路５０とで構成される。スイッチ６８は、Ｈｉｇｈレベルの駆動信号Ｄの入力時にオンに切り換り、回路を閉じる。なお、レーザ光線生成部１０に供給する電圧は、高い周波数のパルス状の交番電圧であっても良い。
【００２４】
図３は、ビームＯＮ信号Ｂ、当該ビームＯＮ信号ＢのＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルへの切り換りに応じて制御回路５０からスイッチ６８に出力される駆動信号Ｄ、及び、当該駆動信号Ｄの値に応じて給電制御部８０からレーザ光線生成部１０に供給される電圧Ｅを表すタイムチャートである。以下、図２及び図３を参照しつつ、制御回路５０の構成及び動作について説明する。
【００２５】
制御回路５０は、大きく分けて、予備給電処理部Ｃ１、期間τ待機部Ｃ２及び主給電処理部Ｃ３で構成される。予備給電処理部Ｃ１は、ビームＯＮ信号ＢのＨｉｇｈレベルへの切り換りに応じて、Ｔｐｒｅの期間だけＨｉｇｈレベルの駆動信号Ｄを出力する。期間τ待機部Ｃ２は、予備給電処理部Ｃ１における予備給電が終了した後、期間τだけ経過するのを待機する。主給電処理部Ｃ３は、上記期間τ待機部Ｃ２における期間τの経過後に、期間ＴｍａｉｎだけＨｉｇｈレベルの駆動信号Ｄを出力する。
【００２６】
(2-1)予備給電処理部
以下、予備給電処理部Ｃ１の構成について説明する。フリップフロップ５２，５６のセット端子には、ビームＯＮ信号Ｂの入力される外部端子７０が接続されている。フリップフロップ５２，５６は、ビームＯＮ信号ＢのＨｉｇｈレベルへの切り換りに応じてＨｉｇｈレベルの信号を出力する。フリップフロップ５６の出力端子は、２入力ＯＲゲート６７の一方の信号入力端子に接続されている。ＯＲゲート６７は、フリップフロップ５６からのＨｉｇｈレベルの信号入力に応じて、Ｈｉｇｈレベルの駆動信号Ｄを出力する。これにより、スイッチ６８がオンに切り換り、レーザ光線生成部１０への給電が開始される。
【００２７】
一方、フリップフロップ５２の出力端子は、２入力ＡＮＤゲート５３の一方の入力端子に接続されている。ＡＮＤゲート５３の残りの入力端子には、高周波数の基準クロック信号ＣＬＫを出力するクロック発生器５１の出力端子が接続されている。ＡＮＤゲート５３の出力端子は、加算器５４の一方の信号入力端子に接続されている。ＡＮＤゲート５３は、ビームＯＮ信号ＢがＨｉｇｈレベルの間、クロック発生回路５１から入力されるクロック信号ＣＬＫをそのまま加算器５４に出力する。加算器５４の出力端子は、次段の比較器５５の一方の信号入力端子に接続されると共に、当該加算器５４の残りの信号入力端子に接続されている。当該構成を採用することにより、加算器５４は、累算器として機能し、入力されるクロック信号の累算値を表す信号を次段の比較器５５に出力する。
【００２８】
比較器５５の残りの信号入力端子には、予備給電期間Ｔｐｒｅに応じて決まる基準電圧ＶＴｐｒｅが入力されている。当該基準電圧ＶＴｐｒｅは、出力調整機能を備えた周知の直流電源から供給する（図示せず）。比較器５５は、加算器５４の出力する信号の値が基準電圧ＶＴｐｒｅよりも大きくなった場合にＨｉｇｈレベルの信号を出力する。比較器５５の出力端子は、フリップフロップ５２，５６のリセット端子及びフリップフロップ５７のセット端子に接続されている。フリップフロップ５２のリセット端子にＨｉｇｈレベルの信号が入力されることで、当該フリップフロップ５２の出力がＬｏｗレベルに切り換り、予備給電処理部Ｃ１の動作は停止する。
【００２９】
比較器５５からフリップフロップ５６のリセット端子にＨｉｇｈレベルの信号が入力されることで、当該フリップフロップ５６の出力がＬｏｗレベルに戻る。これにより、ＯＲゲート６７の出力する駆動信号ＤがＬｏｗレベルに切り換る。これにより、スイッチ６８がオフに切り換り、レーザ光線生成部１０への給電が停止される。
【００３０】
上記構成を採用することにより、予備給電処理部Ｃ１は、ビームＯＮ信号ＢのＨｉｇｈレベルへの切り換りに応じて、予め設定されたＴｐｒｅの期間だけＨｉｇｈレベルの駆動信号Ｄを出力して端子７０，７１を接続し、レーザ光線発生部１０に予備給電を行うように機能する。
【００３１】
(2-2)期間τ待機部
以下、期間τ待機部Ｃ２の構成について説明する。２入力ＡＮＤゲート５８の一方の信号入力端子には、フリップフロップ５７の出力端子が接続され、残りの信号入力端子には、クロック発生器５１の出力端子が接続されている。フリップフロップ５７の出力は、上記予備給電処理部Ｃ１における予備給電期間Ｔｐｒｅの終了に応じてＨｉｇｈレベルに切り換る。フリップフロップ５７の出力のＨｉｇｈレベルへの切り換りに応じて、ＡＮＤゲート５８は、基準クロック信号ＣＬＫを次段に接続される加算器５９の一方の信号入力端子に出力する。加算器５９の出力端子は、次段の比較器６０の一方の信号入力端子に入力されると共に、当該加算器５９の残りの信号入力端子に接続される。当該構成を採用することで、加算器５９は、累算器として機能し、入力されるクロック信号の累算値を表す信号を次段の比較器６０に出力する。
【００３２】
比較器６０の残りの信号入力端子には、待機期間τに応じて決まる基準電圧Ｖτが入力されている。当該基準電圧Ｖτは、出力調整機能を備えた周知の直流電源から供給する（図示せず）。比較器６０は、加算器５９より入力される信号値が基準電圧Ｖτよりも大きくなった場合、即ち、待機期間τの経過後にＨｉｇｈレベルの信号を出力する。比較器６０の信号出力端子は、フリップフロップ５７のリセット端子及びフリップフロップ６１，６５のセット端子に接続される。リセット端子へのＨｉｇｈレベルの信号入力を受けてフリップフロップ５７の出力する信号は、Ｌｏｗレベルに切り換り、期間τ待機部Ｃ２の動作は停止する。
【００３３】
上記構成を採用することにより、期間τ待機部Ｃ２は、予備給電処理部Ｃ１における予備給電が終了した後、期間τだけ経過するのを待機するように機能する。
【００３４】
(2-3)主給電処理部
以下、主給電処理部Ｃ３の構成について説明する。期間τ待機部Ｃ２の備える比較器６０からのＨｉｇｈレベルの信号入力を受けてフリップフロップ６１，６５の出力する信号は、Ｈｉｇｈレベルに切り換る。ＯＲゲート６７は、フリップフロップ６５からのＨｉｇｈレベルの信号入力を受けて駆動信号ＤをＨｉｇｈレベルに切り換える。これにより、スイッチ６８がオンに切り換わり、レーザ光線生成部１０への主給電が開始される。
【００３５】
２入力ＡＮＤゲート６２の残りの信号入力端子には、クロック発生回路５１より出力される高い周波数のクロック信号ＣＬＫが入力される。ＡＮＤゲート６２の出力端子は、加算器６３の一方の信号入力端子に接続されている。ＡＮＤゲート６２は、フリップフロップ６１からのＨｉｇｈレベルの信号入力に応じて、クロック発生回路５１から入力されるクロック信号ＣＬＫをそのまま加算器６３に出力する。加算器６３の出力端子は、次段の比較器６４の一方の信号入力端子に接続されると共に、当該加算器６３の出力端子に接続されている。当該構成を採用することにより、加算器６３は、累算器として機能し、入力されるクロック信号の累算値を表す信号を次段の比較器６４に出力する。
【００３６】
比較器６４の残りの信号入力端子には、主給電期間Ｔｍａｉｎを特定する基準電圧ＶＴｍａｉｎが入力されている。当該基準電圧ＶＴｍａｉｎは、出力調整機能を備えた周知の直流電源から供給する（図示せず）。比較器６４は、加算器６３より入力される信号値が基準電圧ＶＴｍａｉｎよりも大きくなった場合にＨｉｇｈレベルの信号を出力する。比較器６４の出力端子は、フリップフロップ６１，６５のリセット端子に接続されている。比較器６４からフリップフロップ６５のリセット端子にＨｉｇｈレベルの信号が入力されることで、当該フリップフロップ６５の出力がＬｏｗレベルに戻る。これにより、ＯＲゲート６７の出力する駆動信号ＤがＬｏｗレベルに切り換りスイッチ６８がオフに切り換り、レーザ光線生成部１０への主給電が停止される。
【００３７】
上記構成を採用することにより主給電部Ｃ３は、上記期間τ待機部Ｃ２において期間τだけ待機した後に、期間Ｔｍａｉｎだけ主給電を行うように機能する。
【００３８】
以上、説明するように、上記構成の給電制御部８０を備えるレーザ装置１００によれば、初期スパイクを伴わずに、加工用の出力範囲内の値にまで滑らかに励起したレーザ光線を生成することができる。
【００３９】
なお、給電制御部８０の内、特に制御回路５０及びスイッチ６８で成る回路を給電制御回路として単体で提供し、初期スパイクの発生するタイプのレーザ光線生成部及び電源で成る従来のレーザ装置の回路に介在させる（後から取りつける）ことで、当該従来のレーザ装置を、初期スパイクを伴わないレーザ光線を発生させるように改良することが可能になる。この場合、従来のレーザ装置が備える電源と上記給電制御回路とで給電制御部８０に相当する回路が構成される。
【００４０】
（３）給電制御部の調整方法
加工用のレーザ光線の発光期間Ｔｍａｉｎは、レーザ加工を行う対象物及びその加工量等の要因により変えることが必要になる。当該期間Ｔｍａｉｎは、制御回路５０の主給電処理部Ｃ３において使用する基準電圧ＶＴｍａｉｎの値を調整することにより適宜変更することができる。
【００４１】
また、初期スパイクの発生タイミングは、レーザ装置１００の組立精度や使用部品のばらつき等により変わる。更に、当該タイミングは、レーザ装置１００で使用するレーザ光線生成部１０を初期スパイクが発生する別タイプのレーザ発生器に取り換えた場合にも変る。また、上述したように、給電制御部８０の内、特に制御回路５０及びスイッチ６８で成る給電制御回路を、初期スパイクの発生するタイプのレーザ光線生成部及び電源で構成される従来のレーザ装置の回路に取りつけた場合、初期スパイクの発生タイミングは、使用するレーザ光線生成部により変わる。これらの場合、初期スパイクの発生タイミングに応じて、給電制御部５０の予備給電処理部Ｃ１及び期間τ待機部Ｃ２において使用する基準電圧ＶＴｐｒｅ及びＶτの各値を調整する必要が生じる。基準電圧ＶＴｐｒｅ及びＶτの値の調整は、対応する出力調整機能付きの直流電源の各々の出力を調整して行う。
【００４２】
以下、基準電圧ＶＴｐｒｅ、Ｖτ、及び、ＶＴｍａｉｎの具体的な調整手順について説明する。図４は、レーザ光線生成部１０において発生するレーザ光線の出力を、共振器を構成する反射ミラー４より漏れ出てくるレーザ光線１６の出力から測定する周知の測定装置２００を示す。測定装置２００は、上記反射ミラー４から漏れ出てくるレーザ光線１６を内側の砂目により２π方向に散乱させる積分球２０１と、当該積分球２０１の内部の散乱光の強度を検出し、検出した光強度に応じるレベルの電気信号を出力する光検出器２０２と、当該光検出器２０２の信号出力線が信号入力端子２０３ａに接続され、該光検出器２０２から入力されるレーザ光線の強度に応じた波形を表示するオシロスコープ２０３とで構成される。
【００４３】
基準電圧ＶＴｐｒｅ、Ｖτ及びＶＴｍａｉｎの各値の調整は、上記オシロスコープ２０３により表示されるレーザ光線の出力波形を確認しながら行う。上述したように、これらの基準電圧の値は、出力調整機能付きの直流電源の各々の出力を調整することで変更できる。
【００４４】
まず、基準電圧ＶＴｐｒｅの値を設定可能な最小値に設定し、基準電圧Ｖτを待機時間τの経過タイミングが、通常、初期スパイクが発生するタイミングよりも十分に遅くなる値に設定しておく。
【００４５】
基準電圧ＶＴｐｒｅの値を最小値より徐々に大きくして行く。図５（ａ）〜（ｃ）は、この場合にオシロスコープ２０３において表示されるレーザ光線の出力を太い点線で表す図である。本図には、理解の容易のため、基準電圧ＶＴｐｒｅの値に応じてＯＲゲート６７から出力される駆動信号Ｄを実線で示し、レーザ媒質の利得の発振閾値を細い点線で表し、レーザ媒質の利得を一点鎖線で示す。
【００４６】
図５の（ａ）に示すように、基準電圧ＶＴｐｒｅが小さい場合、即ち、予備給電期間Ｔｐｒｅが短い場合、レーザ光線生成部１０からレーザ光線の射出は行われない。図５の（ｂ）に示すように、基準電圧ＶＴｐｒｅが更に大きく、即ち、予備給電期間Ｔｐｒｅが長くなると、レーザ光線生成部１０からレーザ光線の射出が始まる。ここで、レーザ媒質の利得が発振閾値を超えた直後に給電を停止すれば、加工に必要な出力値に満たない低出力のレーザ光線が発射される。以下、レーザ媒質の利得が発振閾値を超えた時の基準電圧の値をＶＴｐｒｅとする。なお、更に基準電圧ＶＴｐｒｅを大きくすると、図５の（ｃ）に示すように、レーザ媒質の利得が発振閾値を大きく超え、初期スパイクが発生する。
【００４７】
次に、基準電圧ＶＴｍａｉｎの値を、対象を加工するのに必要なレーザ出力時間が得られる値に設定する。なお、当該基準電圧ＶＴｍａｉｎの値の調整は、このタイミングに限定されず、基準電圧ＶＴｐｒｅを決める前、又は、基準電圧Ｖτを決めた後に実行しても良い。
【００４８】
次に、基準電圧Ｖτの値を徐々に低くする。これにより、待機期間τが徐々に短くなる。図６（ａ）及び（ｂ）は、この場合にオシロスコープ２０３において表示されるレーザ光線の出力を太い点線で表す図である。なお、図５と同様に、理解の容易のため、基準電圧ＶＴｐｒｅの値に応じてＯＲゲート６７から出力される駆動信号Ｄを実線で示し、レーザ媒質の利得の発振閾値を細い点線で表し、レーザ媒質の利得を一点鎖線で示す。
【００４９】
基準電圧Ｖτの値が高い場合、図６の（ａ）に示されるように、予備給電により発生した低出力のレーザ光線の出力が完全に終わった後に、主給電が開始される。この場合、主給電の開始に伴い初期スパイクが現れる。
【００５０】
基準電圧Ｖτを更に低くすると、Ｔｍａｉｎの開始時期も早まる。予備給電による低出力のレーザ光線の発光が完了する前に主給電によるレーザ発光が開始するようにタイミング調整すれば、レーザ光線の出力は、図６の（ｂ）に示す状態になる。レーザ光線の出力が図６の（ｂ）に示す状態になった時の電圧値を基準電圧Ｖτに決定する。
【００５１】
以上の手順で基準電圧ＶＴｐｒｅ、ＶＴｍａｉｎ及びＶτを調整することで、図６の（ｂ）に示すように、初期スパイクを伴わずに、加工用の所望値にまで滑らかに増加するレーザ出力を得ることができる。
【００５２】
図７は、図６の（ｂ）に示すレーザ光線によりポリイミド樹脂を加工した結果を表す図である。図７の（ａ）は、ポリイミド樹脂を真上から見た図である。図７の（ｂ）は、レーザ加工部分を含むポリイミド樹脂の断面図である。初期スパイクを伴わないため、ポリイミド樹脂の加工穴表面付近が荒れたりしない。
【００５３】
図８は、加工対象がエポキシ樹脂である場合の加工処理結果を表す。図８の（ａ）は、エポキシ樹脂を真上から見た図である。更に図８の（ｂ）は、レーザ加工される部分を含むエポキシ樹脂の断面図である。初期スパイクを伴わないため、エポキシ樹脂の加工穴表面付近が荒れたりしない。
【００５４】
以上説明するように、レーザ装置１００では、給電制御部８０の働きによって初期スパイクを伴わない安定したレーザ光線を発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】レーザ装置の構成を示す図である。
【図２】給電制御部の回路構成を示す図である。
【図３】ビームＯＮ信号Ｂの入力に対して生成される駆動信号Ｄ及び当該駆動信号により供給される電圧を表すタイムチャートである。
【図４】給電制御部の調整に用いるレーザ出力の測定装置を示す図である。
【図５】給電制御部の内、予備給電期間Ｔｐｒｅを調整する際のレーザ出力の状態を示す図である。
【図６】給電制御部の内、待機期間τを調整する際のレーザ出力の状態を示す図である。
【図７】レーザ装置によりポリイミド樹脂を加工した結果を表す図である。
【図８】レーザ装置によりエポキシ樹脂を加工した結果を表す図である。
【図９】ビームＯＮ信号Ｂを実線で表し、当該ビームＯＮ信号Ｂの入力に応じてレーザ光線生成部から射出されるレーザ光線の出力値を太い点線で表す図である。
【図１０】従来のレーザ装置によりポリイミド樹脂を加工した結果を表す図である。
【図１１】従来のレーザ装置によりエポキシ樹脂を加工した結果を表す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  ＣＯ２レーザ光線生成部、２０  電源、５０  給電制御部、１００  レーザ装置、Ｃ１  予備給電処理部、Ｃ２  待機期間τ処理部、Ｃ３  主給電処理部。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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