パルスレーザークリーナーの設定画面を見ると、「出力」や「周波数」のほかに、**ns（ナノ秒）**という項目が表示される機種があります。

これは「パルス幅」と呼ばれる設定です。

「30nsと500nsでは何が違うの？」
「短い方がレーザーは強いの？」
「サビ取りには何nsがいいの？」
「mJや周波数とはどんな関係があるの？」

このような疑問を持たれる方も多いのではないでしょうか。

実はパルス幅は、パルスレーザークリーナーの除去力、熱影響、処理速度、仕上がりを考えるうえで非常に重要な要素です。

今回は、レーザークリーナー専門メーカーの合同会社ジージービーが、パルス幅（ns）とは何か、設定を変えると実際の加工がどのように変化するのかを分かりやすく解説します。

パルス幅（ns）とは？

パルスレーザーは、レーザー光をずっと出し続けているわけではありません。

非常に短い時間だけレーザーを照射し、それを高速で繰り返しています。

この1回のレーザー照射が続いている時間を「パルス幅」と呼びます。

レーザークリーナーでは一般的に、

ns（ナノ秒）

という単位が使われます。

1nsは、

10億分の1秒

です。

例えば、

30ns

なら1回のレーザーパルスが約30ナノ秒、

500ns

なら約500ナノ秒続いていることになります。

人間の感覚ではどちらも一瞬ですが、レーザー加工の世界では、この違いが加工結果に大きく影響します。

30nsと500nsでは何が違う？

分かりやすく表現すると、

短いパルス幅＝短い時間にエネルギーを集中させる

長いパルス幅＝少し長い時間をかけてエネルギーを与える

という違いがあります。

例えば、同じ1.5mJのエネルギーを持つパルスを単純計算すると、次のようになります。

同じエネルギーであれば、短い時間に集中して照射するほど、パルス中のパワーは大きくなります。

そのため一般的には、短いパルス幅ほど瞬間的な作用を強くしやすいという特徴があります。

ただし、この計算はパルス形状を単純化した考え方です。

実際のレーザー光源では、パルス幅を変えたときに常に同じmJが維持されるとは限りません。

光源の特性や周波数、出力制御などによって実際のパルスエネルギーは変化するため、パルス幅だけで加工性能を判断することはできません。

短いパルス幅は「瞬間的に作用させる」方向

短いパルス幅では、エネルギーを非常に短い時間へ集中させることができます。

そのため、材料表面へ瞬間的に大きなエネルギーを与え、サビや塗膜、付着物などの表面層へ作用させる加工で有効になる場合があります。

また、熱が母材内部へ広がる前に表面へ作用させやすいため、条件によっては熱影響を抑えながら加工できることもあります。

しかし、

短いパルス幅＝必ず母材を傷めない

という意味ではありません。

パルスエネルギーが大きく、スポット径が小さく、同じ場所へエネルギーが集中すれば、短いパルス幅でも母材へ強く作用する可能性があります。

長いパルス幅では熱的な作用が現れやすくなることもある

一方、パルス幅を長くすると、レーザーエネルギーを材料へ与えている時間も長くなります。

そのため条件によっては、短いパルス幅と比較して、熱的な作用が現れやすくなる場合があります。

サビや厚い付着物などでは、この熱的な作用を利用した方が効率よく除去できることもあります。

ただし、熱の影響が大きくなることで、

照射焼け

表面の変色

母材への熱影響

が現れる場合もあります。

つまり、

長いパルス幅＝悪い

ということではありません。

除去対象や求める仕上がりによって、短いパルス幅と長いパルス幅を使い分けることが重要です。

「短いほど強い」とは限らない

パルス幅を短くすれば、同じパルスエネルギーであれば瞬間的なパワーは高くなります。

そのため、

「30nsが一番強いのでは？」

と思われるかもしれません。

しかし実際のサビ取りなどでは、必ずしも最短のパルス幅が最も速く除去できるとは限りません。除去対象によっては、少し長いパルス幅にすることで、より効率よくサビや付着物を除去できる場合があります。

つまり、

瞬間的なパワーが高いこと

と、

実際の加工速度が速いこと

は必ずしも同じではありません。

これは前回解説した「周波数」ともよく似ています。

レーザークリーナーの周波数（kHz）とは？サビ取りで設定を変えると何が変わる？

mJとパルス幅はセットで考える

パルス幅を理解するうえで、もう一つ重要なのが**mJ（ミリジュール）**です。

mJは、1回のパルスに含まれるエネルギーを表します。

同じ1.5mJでも、

30nsで照射する場合

と、

500nsで照射する場合

では、材料へのエネルギーの与え方が大きく異なります。

そのためレーザー光源を比較するときには、

「何mJなのか」だけを見るのでは不十分です。

mJとパルス幅を組み合わせて見ることで、そのレーザーがどのような加工特性を持っているのかが分かりやすくなります。

mJについてはこちらの記事で詳しく解説しています。

レーザークリーナーはmJが大きいほど強い？パルスエネルギーとW・周波数の関係をメーカーが解説

周波数とパルス幅の関係も重要

さらにパルスレーザーでは、パルス幅だけを単独で考えることもできません。

例えば、

パルス幅30ns・周波数50kHz

と、

パルス幅300ns・周波数500kHz

では、1秒間に照射されるパルス数も、1回の照射時間も大きく異なります。

高い周波数では、非常に短い間隔で次々とパルスが入ります。

そのため、ワークに入った熱が十分に逃げる前に次のレーザーが照射され、熱が蓄積する場合があります。

一方、低い周波数ではパルスとパルスの間隔が長くなります。

つまり実際の加工では、

mJ

パルス幅

周波数

の3つが密接に関係しています。

そして、ここへさらに走査速度が加わります。

走査速度によっても加工結果は変わる

レーザークリーナーでは、レーザー光を高速で走査しながら加工します。

そのため同じ、

mJ

周波数

パルス幅

を設定していても、走査速度を変えれば加工結果は変化します。

走査速度を遅くすると、同じ場所へより多くのレーザーパルスが照射されます。

その結果、除去力が高くなる場合がありますが、同時に熱影響も大きくなる可能性があります。逆に走査速度を速くすると、同じ場所へ入るエネルギー量が少なくなり、母材への熱影響を抑えやすくなる一方、除去不足になる場合があります。

つまりパルスレーザーでは、

「何nsが正解なのか」だけでは答えを出せないのです。

サビ取りには何nsがいい？

これは非常によく聞かれる質問ですが、

「サビなら○○ns」

という一つの正解はありません。

同じ鉄のサビでも、軽い表面サビなのか、長期間進行した深いサビなのか、

母材の厚みはどのくらいなのか、除去速度を優先するのか、仕上がりを優先するのか、

によって適した条件は変わります。

さらに同じパルス幅でも、mJや周波数、走査速度が違えば加工結果も変わります。

そのためジージービーでは、実際のワークを使用し、加工条件を変えながら最適な設定を確認しています。

サビがよく取れる設定が「良い設定」とも限らない

例えば強い条件で照射すると、サビが非常に速く取れることがあります。

しかし、その条件で母材へ強い照射焼けが出るのであれば、用途によっては最適とは言えません。反対に、非常にきれいな仕上がりになったとしても、加工時間が大幅に長くなれば、生産現場では適さない場合があります。

そのためレーザークリーナーでは、

除去力

処理速度

母材への影響

仕上がり

のバランスを考えることが重要です。

母材への熱影響についてはこちらの記事でも詳しく解説しています。

レーザークリーナーは母材を傷める？熱影響と仕上がりをメーカーが解説

MOPA方式ではパルス幅を調整できる

パルスレーザークリーナーに使用される光源には、MOPA方式を採用しているものがあります。

MOPA方式の特徴の一つが、パルス幅や周波数を比較的柔軟に調整できることです。

機種によっては、数十nsから数百nsまで幅広くパルス幅を設定できるレーザー光源もあります。このような調整幅があることで、同じレーザークリーナーでも、対象物や目的に合わせて加工特性を変えることができます。

つまりパルス幅を変更できるということは、単に設定画面の数字を変えるというだけではなく、

1台のレーザークリーナーで加工の性格を変えられる

ということでもあります。

パルス幅・mJ・周波数を理解すると設定が見えてくる

ここまで読むと、パルスレーザーの設定が少し複雑に感じるかもしれません。

しかし基本となる考え方は、

mJ＝1回のパルスにどれだけのエネルギーを持たせるか

周波数＝1秒間に何回パルスを照射するか

パルス幅＝1回のパルスをどれくらいの時間で照射するか

です。

この3つを理解すると、レーザークリーナーの設定画面に並んでいる数字が、単なる数値ではなく意味を持って見えてきます。

そして実際の加工では、ここへさらに、

走査速度

スキャン幅

焦点位置

ビーム特性

などが加わります。

レーザークリーナーの条件設定が奥深いと言われる理由は、この組み合わせにあります。

まとめ　

パルス幅を理解するとレーザークリーナーがもっと分かる

パルス幅（ns）は、1回のレーザー照射がどのくらいの時間続くかを表す重要な設定です。

一般的には、

短いパルス幅では、短時間へエネルギーを集中させやすい

一方、

長いパルス幅では、熱的な作用が現れやすくなる場合がある

という特徴があります。

しかし、

短い方が必ず強い

長い方が必ずサビを取りやすい

という単純なものではありません。

実際の加工では、

mJ

周波数

パルス幅

走査速度

スキャン幅

焦点位置

など、多くの条件が組み合わさって加工結果が決まります。

同じレーザークリーナーでも、パラメータを少し変更するだけで、除去速度や仕上がりが大きく変化することがあります。

レーザークリーナーの条件設定は、知れば知るほど奥が深い分野です。

だからこそジージービーでは、カタログ上の数値だけで判断するのではなく、お客様の実際のワークを使用した加工テストを重視しています。

「サビをもっと速く取りたい」
「母材への熱影響を抑えたい」
「パルス幅をどう設定すればいいのか分からない」
「自社のワークに適した条件を知りたい」

など、レーザークリーナーの選定や加工条件について、詳しくは弊社までお気軽にお問い合わせください。

合同会社ジージービー

レーザークリーナー、特にパルスレーザークリーナーを使用していると、「周波数」という設定項目が出てきます。

操作画面には、

100
300
500

などの数字が表示されることがありますが、

「この数字を上げるとレーザーが強くなるの？」
「サビ取りには高い周波数の方がいいの？」
「mJとはどんな関係があるの？」

と疑問に思われる方も多いのではないでしょうか。

実はレーザークリーナーの周波数は、加工結果を左右する非常に重要な条件のひとつです。

今回は、レーザークリーナー専門メーカーの合同会社ジージービーが、周波数（kHz）を変えると何が変わるのかを、できるだけ分かりやすく解説します。

レーザークリーナーの「周波数」とは？

パルスレーザーは、レーザー光をずっと出し続けているわけではありません。

非常に短いレーザー光を、細かく繰り返し照射しています。

この1秒間に何回レーザーを照射するかを表すのが「周波数」です。

例えば、

100kHz＝1秒間に10万回

500kHz＝1秒間に50万回

のパルスを照射していることになります。

kHzは「キロヘルツ」と読みます。

1kHzは1,000Hzですので、500kHzなら1秒間に50万回という非常に速い間隔でレーザーを照射していることになります。

周波数を上げるとレーザーは強くなる？

ここはレーザークリーナーを使用するうえで、非常に誤解されやすい部分です。

周波数を高くしたからといって、1発のレーザーが強くなるわけではありません。

平均出力が一定という条件で考えると、むしろ周波数を高くするほど、1発あたりのエネルギーは小さくなります。

パルスレーザーでは基本的に、

平均出力（W）＝1パルスのエネルギー（J）× 周波数（Hz）

という関係があります。

例えば100Wのパルスレーザーの場合、単純計算では次のようになります

つまり周波数を高くすると、

1発あたりのエネルギーは小さくなる一方、照射する回数は増える

ということです。

1パルスあたりのエネルギーを表すmJ（ミリジュール）については、こちらの記事で詳しく解説しています。

レーザークリーナーはmJが大きいほど強い？パルスエネルギーとW・周波数の関係をメーカーが解説

周波数が高くなるとパルスの間隔は短くなる

周波数を理解するときは、1回のパルスから次のパルスまでの時間を考えると分かりやすくなります。

例えば、

となります。

500kHzでは約2マイクロ秒ごと、600kHzでは約1.67マイクロ秒ごとに次のパルスが照射されます。

つまり高周波になるほど、非常に短い間隔で次々とレーザーが照射されることになります。

高周波の方がサビが速く取れる場合もある

ここがレーザークリーニングの面白いところです。

1発あたりのエネルギーだけを見れば、低周波・高mJの方が強く見えます。

ところが、実際にサビを除去すると、高周波側の方が速く取れる場合があります。

高い周波数では短い間隔で多数のパルスが照射されるため、

• パルスが細かく重なる

• サビ層へ連続的にエネルギーが入る

• 熱が蓄積しやすくなる

といった変化が起こります。

ジージービーでも、実際の加工テストで深いサビを除去する際、周波数を高くすることで除去が進みやすくなるケースを確認しています。

つまり、

「1発あたりのエネルギーが大きいこと」と「実際にサビが速く取れること」は、必ずしも同じではありません。

ここがパルスレーザーの条件設定の奥深いところです。

高周波では「照射焼け」が出ることもある

高い周波数にはメリットだけではなく、注意点もあります。

非常に短い間隔でレーザーを照射すると、ワークに入った熱が十分に逃げる前に次のパルスが入る場合があります。

その結果、

表面の変色

照射焼け

熱影響

などが現れることがあります。

例えば鉄のサビを強い条件で除去した場合、サビ自体はきれいに取れていても、処理後の金属表面が黒っぽくなったり、茶色や青色に見えたりすることがあります。

そのため、

サビがよく取れる条件＝仕上がりが最もきれいな条件

とも限りません。

除去速度を優先するのか、母材への影響を抑えるのか、仕上がりを重視するのかによって設定を変える必要があります。

母材への影響については、こちらの記事でも詳しく解説しています。

レーザークリーナーは母材を傷める？熱影響と仕上がりをメーカーが解説

では低い周波数にはどんなメリットがある？

低い周波数では、1秒間に照射されるパルスの回数が少なくなります。

平均出力が一定という前提では、その分、1発あたりへ大きなエネルギーを持たせることができます。

そのため、

1発ごとの作用を強くしたい

という加工では、低周波側が有効になる場合があります。

イメージとしては、

低周波・高mJ＝少ない回数で強く叩く

高周波・低mJ＝細かく何度も連続して当てる

という違いです。

ただし、周波数は低くすれば低くするほど良いわけではありません。

レーザー光源には、それぞれ最大パルスエネルギーや使用できる周波数範囲があります。

一定以下まで周波数を下げても、平均出力がそのまま維持されるとは限りません。

周波数だけ変えても加工条件は決まらない

レーザークリーナーの設定で特に重要なのが、この部分です。

実際の加工結果は、周波数だけで決まりません。

例えば、

レーザー出力（W）

パルスエネルギー（mJ）

パルス幅（ns）

周波数（kHz）

走査速度

スキャン幅

焦点位置

などが相互に関係しています。

同じ500kHzでも、走査速度が違えば加工結果は変わります。

走査速度を速くすれば、ワーク上の同じ場所へ入るパルス数は少なくなります。

逆に走査速度を遅くすると、同じ場所へ多くのパルスが重なるため、除去力が上がる一方で熱影響も大きくなる可能性があります。

つまり、

周波数と走査速度はセットで考える必要があります。

パルス幅（ns）によっても加工の性格は変わる

さらにパルスレーザーでは、パルス幅も重要です。

パルス幅とは、1回のレーザーが照射されている時間です。

一般的にはns（ナノ秒）で表されます。

同じパルスエネルギーでも、短い時間にエネルギーを集中させればピークパワーは高くなります。

そのため、

周波数だけを見て「この設定が一番強い」と判断することはできません。

mJ、周波数、パルス幅、走査速度などを組み合わせることで、レーザークリーナーの加工特性が決まります。

「高周波＝強い」「低周波＝強い」ではない

レーザークリーナーについて、

「周波数を高くすれば強くなる」

あるいは、

「周波数を下げればmJが大きくなるから強い」

と説明されることがあります。

しかし、どちらも一部分だけを見た説明です。

低周波側には、1発あたりのエネルギーを大きくできるメリットがあります。

一方、高周波側には、非常に短い間隔で多くのパルスを照射できる特徴があります。

重要なのは、

何を除去するのか

どのくらいの処理速度が必要なのか

母材への影響をどこまで許容できるのか

どのような仕上がりを求めるのか

という目的に合わせて条件を設定することです。

CWとパルスでも加工の考え方は違う

今回説明している周波数やmJは、特にパルスレーザークリーナーを理解するうえで重要な項目です。

一方、連続波（CW）レーザーは、基本的にレーザー光を連続して照射するため、パルスレーザーとは加工条件の考え方が異なります。

CWは広い面積を効率よく処理する用途を得意とし、パルスは母材への熱影響をコントロールしながら処理したい用途などで選択されることがあります。

ただし、

サビ取りだから必ずパルス

広い面積だから必ずCW

という単純なものではありません。

対象物、面積、処理速度、仕上がりなどを総合的に見て選定することが重要です。

CWとパルスの違いについてはこちらの記事で詳しく解説しています。

レーザークリーナーの連続波（CW）とパルスの違いとは？用途・仕上がり・選び方を徹底比較

最適な周波数は実際のワークで確認する

「鉄のサビなら何kHzが正解ですか？」

と聞かれることがあります。

しかし、これは一つの数字では答えられません。

同じ鉄でも、

軽い表面サビなのか、

長期間進行した深いサビなのか、

母材の厚みはどの程度なのか、

処理速度を優先するのか、

仕上がりを優先するのか、

によって最適な条件は変わります。

そのためジージービーでは、可能な限りお客様の実際のワークを使用した加工テストを行っています。

周波数、パルス幅、走査速度などを変えながら、

除去状態

処理速度

母材への影響

仕上がり

などを確認し、その用途に適した条件を検討します。

まとめ｜レーザークリーナーの設定は奥が深い

レーザークリーナーの周波数は、単純に高ければ良い、低ければ良いというものではありません。

周波数を高くすると、1発あたりのエネルギーは小さくなる一方、多くのパルスを短い間隔で照射できます。

低周波側では、1発あたりのエネルギーを大きくできる場合があります。

さらに実際の加工では、

mJ

パルス幅

周波数

走査速度

スキャン幅

焦点位置

など、複数の条件が組み合わさって加工結果が決まります。

同じレーザークリーナーでも、設定を変えることで驚くほど加工結果が変わることがあります。

レーザークリーナーの条件設定は、知れば知るほど奥が深い分野です。

だからこそ、カタログ上のW数や設定値だけで判断するのではなく、実際のワークで確認することが重要です。

ジージービーでは、お客様の実際のワークを使用した加工テストを行い、用途に適したレーザークリーナーや加工条件を検討しています。

「サビをもっと速く取りたい」
「照射焼けを少なくしたい」
「どの周波数が適しているのか分からない」
「自社のワークに合う設定を知りたい」

など、レーザークリーナーの加工条件についてお困りの場合は、詳しくは弊社までお気軽にお問い合わせください。

合同会社ジージービー

ジージービーでは現在、新しい製品の公開に向けて準備を進めています。

まだ詳しい内容や製品名はお伝えできません。

今回は、そのシルエットだけを先行して公開します。

これまでジージービーでは、レーザークリーナーやレーザー溶接機をはじめ、現場で実際に使われる機器と向き合ってきました。

今回準備しているものも、そうした現場での経験や、お客様からいただいてきた声をもとに形にしています。

何が登場するのか。
どんな場面で使われるのか。

まだ、もう少しだけ秘密です。

ただひとつ言えるのは、

ジージービーが次に提案する、新しい一手であること。

正式発表は近日予定です。

COMING SOON

どうぞご期待ください。

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