JP2000334592A - 光学反射鏡および光学反射鏡の冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高出力時においても効率的で且つ十分な冷却
を行うこと。 【解決手段】 この光学反射鏡１００は、レーザ光Ｒを
反射するミラー１と、このミラー１を保持するホルダ２
と、ミラー１の背面に設けたミラーブロック３と、この
ミラーブロック３内に形成され常時ミラー１の冷却を行
う第１の冷却水経路４とを備えている。冷却水は、冷却
装置のファンおよび熱交換器によって室温程度に冷却さ
れている。さらに、ミラーブロック３には、第２の冷却
水経路５が形成され、第２の冷却水経路５は、ミラー１
に対して第１の冷却水経路４の背後に形成される。第２
の冷却水経路５には、ミラー１が過加熱された時に冷却
水を流す。この冷却水は、室温より低い温度、例えば１
０℃まで冷却される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光学反射鏡およ
び光学反射鏡の冷却方法に関し、さらに詳しくは、高出
力時においても効率的で、かつ十分な冷却を行うことが
できる光学反射鏡および光学反射鏡の冷却方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来における光学反射鏡の一例
を示す概略構成図である。この光学反射鏡７００は、例
えばレーザ加工機や半導体製造装置において、レーザ光
Ｒを反射するために用いられる。同図に示すように、こ
の光学反射鏡７００は、レーザ光Ｒを反射するミラー１
と、このミラー１を保持するホルダ２と、ミラー１の背
面に設けたミラーブロック３と、このミラーブロック３
内に設けた冷却液経路７０１とから構成されている。冷
却液は、冷却装置のファンおよび熱交換器（図示省略）
によって室温程度に冷却されている。

【０００３】図８は、この光学反射鏡をレーザ加工機に
適用した例を示す構成図である。このレーザ加工機８０
０は、レーザ光Ｒを出力するレーザ発振器８０１と、レ
ーザ光Ｒの光軸上に配置した前記光学反射鏡７００と、
レーザ光Ｒを集光するレンズ８０２とから構成される。
レーザ発振器８０１から出力したレーザ光Ｒは、光学反
射鏡７００により反射して加工ヘッドのレンズ８０２に
至る。レンズ８０２により集光されたレーザ光Ｒは、ワ
ークＷ上に照射される。なお、前記光学反射鏡７００
は、レーザ発振器８０１から加工ヘッドに至るまでに複
数配置されている。

【０００４】レーザ加工時、光学反射鏡７００がレーザ
光Ｒによって発熱することによって前記ミラー１に熱歪
みが生じる。このため、前記冷却水経路７０１に冷却水
を流し、当該ミラー１を冷却するようにしている。ミラ
ー１から発生した熱は、ミラー背面のミラーブロック３
に伝導する。ミラーブロック３内の冷却水経路７０１に
は、熱交換器にて室温程度に冷却した冷却水が流れてい
るから、ミラーブロック３の熱は、この冷却水により外
部に放出される。また、この光学反射鏡７００では、室
温程度の冷却水にてミラー１を冷却するようにして当該
ミラー表面１ａ室温との温度差を少なくし、結露を抑制
するようにしている。

【０００５】図９は、従来の光学反射鏡にかかる他の一
例を示す断面図である。この光学反射鏡９００は、ミラ
ー９０１を保持する外枠９０２内に冷却水ガイド９０３
を設け、この冷却水ガイド９０３と後板９０４により冷
却室９０５を形成している。冷却室９０５は、ミラー９
０１の背面９０１ａを室壁として形成されている。

【０００６】また、冷却室には、入口経路９０６と出口
経路９０７とが設けられており、その中央には、冷却室
９０５を分離するスペーサ９０８が設けられている。前
記冷却水ガイド９０３には、外枠９０２を冷却するため
の小孔９０９が設けられており、この小孔９０９と周縁
経路９１０によって、冷却室９０５の上側と下側が連通
している。

【０００７】入口経路９０６から導入された冷却水は、
下側の冷却室を形成するミラー下部分を冷却しつつ、小
孔９０９を通じて周縁経路９１０に至る。周縁経路９１
０は、上側の冷却室に繋がっているから、当該周縁経路
９１０を介して冷却水が上側の冷却室に導入される。こ
れにより、上側の冷却室を形成するミラー上部分を冷却
する。その後、冷却水は、出口経路９０７から外部に排
出される。このように、当該光学反射鏡９００では、ミ
ラー背面９０１ａを冷却室壁面として構成し、ミラー９
０１を直接冷却することで冷却効率を高めている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光学反射鏡７００、９００では、高出力時における
ミラー１、９０１の冷却能力が不十分になるため、ミラ
ー１、９０１に熱歪みが生じるおそれがあるという問題
点があった。すなわち、通常のレーザ出力時では、上記
光学反射鏡の構造によって十分にミラー１、９０１を冷
却できるが、レーザ出力が高くなったり、連続出力する
ような場合、上記冷却水経路のみではミラー１、９０１
を十分に冷却できないのである。特に、上記光学反射鏡
９００では、ミラー９０１を冷却室９０５の内壁として
いるため、ミラー９０１に熱歪みが発生して冷却水が漏
れるおそれがある。

【０００９】一方、高出力時においても十分な冷却能力
を得るため、前記冷却水経路７０１を大型化すると、通
常出力時における冷却水の供給が過剰になるし、その
分、冷却装置の運転容量が大きくなるという問題点があ
った。

【００１０】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あって、高出力時においても効率的で、かつ十分な冷却
を行うことができる光学反射鏡および光学反射鏡の冷却
方法を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明による光学反射鏡は、光源から出力した
光線を反射するミラーと、このミラーを常時冷却する第
１の冷却水経路と、前記光源の高出力時に前記ミラーを
冷却する第２の冷却水経路と、を備えたものである。

【００１２】通常、ミラーは、第１の冷却水経路に流れ
る冷却水によって冷却される。光線が強くなる高出力時
には、前記第１の冷却水経路による冷却だけでは不十分
ゆえ、第２の冷却水経路にも冷却水を流すことで前記第
１の冷却水経路と共にミラーを冷却する。

【００１３】つぎの発明による光学反射鏡は、光源から
出力した光線を反射するミラーと、ミラー背面に密着し
て当該ミラーを保持するミラーブロックと、このミラー
ブロック内に形成され、前記ミラーを常時冷却するため
の第１の冷却水経路と、同じくミラーブロック内に形成
され、前記光源の高出力時に前記ミラーを冷却するため
の第２の冷却水経路と、を備えたものである。

【００１４】ミラーの熱は、背後のミラーブロックに伝
導する。ミラーブロックの第１の冷却水経路には、冷却
水が常時供給されているから、前記ミラーブロックの熱
は、この冷却水により外部に放出される。高出力時に
は、ミラーの発熱が大きくなるので、第２の冷却水経路
に冷却水を流し、さらに冷却能力を高める。

【００１５】つぎの発明による光学反射鏡は、光源から
出力した光線を反射すると共に当該光線の光軸上に配置
した複数のミラーと、前記各ミラー背面に密着して当該
ミラーを保持する複数のミラーブロックと、前記複数の
ミラーブロック間に渡って形成され、前記各ミラーを常
時冷却するための第１の冷却水経路と、同じく複数のミ
ラーブロック間に渡って形成され、前記光源の高出力時
に前記各ミラーを冷却するための第２の冷却水経路と、
を備えたものである。

【００１６】このように、複数のミラーにより光学反射
鏡を形成する場合には、第１の冷却水経路と第２の冷却
水経路とをそれぞれ一つ用い、各ミラーブロック間に当
該冷却水経路を渡すようにすればよい。例えばミラーブ
ロック間を冷却水経路によって直列につなげてもよい
し、もっと複雑に冷却水経路を渡すようにしてもよい。

【００１７】つぎの発明による光学反射鏡は、上記光学
反射鏡において、前記第１の冷却水経路に外気温度近く
まで冷却した冷却水を流し、前記第２の冷却水経路に外
気温度以下の温度まで冷却した冷却水を流すようにした
ものである。

【００１８】常時冷却を行うための第１の冷却水経路に
は、結露を防止するため、外気温度近くまで冷却した冷
却水を流す。一方、高出力時には、冷却能力を高めるた
め外気温度以下の温度まで冷却した冷却水を流す。

【００１９】つぎの発明による光学反射鏡は、上記光学
反射鏡において、さらに、前記第２の冷却水経路に開閉
弁を設けたものである。

【００２０】第２の冷却水経路には、第１の冷却水経路
よりも低い、例えば室温より低い１０度前後の冷却水が
流される。このため、ミラー表面が結露しやすくなる
が、開閉弁は、この第２の冷却水経路への冷却水導入を
阻止する。

【００２１】つぎの発明による光学反射鏡は、上記光学
反射鏡において、さらに、前記ミラーの表面に温度測定
手段を設けたものである。

【００２２】ミラー表面に結露が生じるのは、ミラー表
面温度と室温との間に差が生じるからである。ミラー表
面に温度測定手段を設ければ、ミラー表面の温度を知る
ことができるから、例えば前記開閉弁などを操作して、
ミラー表面の温度を調整するようにする。調整は、手動
でもフィードバック制御でも構わない。

【００２３】つぎの発明による光学反射鏡は、上記光学
反射鏡において、さらに、前記第１の冷却水経路の入口
および出口に温度測定手段を設け、この温度測定手段に
より取得した温度に基づいて前記第２の冷却水経路の開
閉弁を開閉するようにしたものである。

【００２４】ミラー温度が上がると、常時冷却用の第１
の冷却水経路において、その入口と出口との間に温度差
が生じる。このため、この入口と出口の間に温度測定手
段を設けてミラー温度を測定するようにした。前記開閉
弁は、温度測定手段により取得した温度に基づいて、手
動または自動で開閉すればよい。

【００２５】つぎの発明による光学反射鏡の冷却方法
は、光源から出力した光線を反射するミラーを第１の冷
却水経路により常時冷却しつつ、前記光源の高出力時に
第２の冷却水経路により前記ミラーをさらに冷却するよ
うにしたものである。

【００２６】通常、ミラーは、第１の冷却水経路に流れ
る冷却水によって冷却される。光線が強くなる高出力時
には、前記第１の冷却水経路による冷却だけでは不十分
ゆえ、第２の冷却水経路にも冷却水を流すことで前記第
１の冷却水経路と共にミラーを冷却する。

【００２７】つぎの発明による光学反射鏡の冷却方法
は、上記光学反射鏡の冷却方法において、前記第１の冷
却水経路に外気温度近くまで冷却した冷却水を流し、前
記第２の冷却水経路に外気温度以下の温度まで冷却した
冷却水を流すようにしたものである。

【００２８】常時冷却を行うための第１の冷却水経路に
は、結露を防止するため、外気温度近くまで冷却した冷
却水を流す。一方、高出力時には、冷却能力を高めるた
め外気温度以下の温度まで冷却した冷却水を流す。

【００２９】つぎの発明による光学反射鏡の冷却方法
は、上記光学反射鏡の冷却方法において、さらに、前記
第２の冷却水経路に開閉弁を設けると共に前記ミラー表
面に温度測定手段を設け、この温度測定手段により取得
した温度に基づいて前記開閉弁の開閉制御を行うように
したものである。

【００３０】第２の冷却水経路には、第１の冷却水経路
よりも低い、例えば室温より低い１０度前後の冷却水が
流される。従って、ミラー表面温度と室温との間に差が
生じてミラー表面が結露しやすくなる。そこで、この発
明では、ミラー表面に設けた温度測定手段によりミラー
表面の温度を取得し、この温度に基づいて開閉弁の開閉
制御を行うようにしている。

【００３１】つぎの発明による光学反射鏡の冷却方法
は、上記光学反射鏡の冷却方法において、さらに、前記
第２の冷却水経路に開閉弁を設けると共に前記第１の冷
却水経路の入口および出口に温度測定手段を設け、この
温度測定手段により取得した温度に基づいて前記開閉弁
の開閉制御を行うようにしたものである。

【００３２】ミラー温度が上がると、常時冷却用の第１
の冷却水経路において、その入口と出口との間に温度差
が生じる。このため、この入口と出口の間に温度測定手
段を設けてミラー温度を測定するようにした。前記開閉
弁は、温度測定手段により取得した温度に基づいて、手
動または自動で開閉する。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる光学反射
鏡および光学反射鏡の冷却方法につき図面を参照しつつ
詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明
が限定されるものではない。

【００３４】実施の形態１．図１は、この発明の実施の
形態１にかかる光学反射鏡を示す断面構成図である。こ
の光学反射鏡１００は、レーザ光Ｒを反射するミラー１
と、このミラー１を保持するホルダ２と、ミラー１の背
面に設けたミラーブロック３と、このミラーブロック３
内に形成され常時ミラー１の冷却を行う第１の冷却水経
路４とを備えている。冷却水は、冷却装置のファンおよ
び熱交換器（図示省略）によって室温程度に冷却されて
いる。

【００３５】さらに、ミラーブロック３には、第２の冷
却水経路５が形成されている。第２の冷却水経路５は、
ミラー１に対して第１の冷却水経路４の背後に形成され
る。第２の冷却水経路５には、ミラー１が過加熱された
時に冷却水を流す。この冷却水は、室温より低い温度、
例えば１０℃まで冷却される。冷却には、冷凍機を用い
る（図示省略）。

【００３６】通常、ミラー１の冷却は、第１の冷却水経
路４に冷却水を流すことにより行う。レーザ光Ｒを連続
的に照射するような高出力時には、第２の冷却水経路５
に冷却水を流す。高出力時にはミラーブロック３が過加
熱されるが、この第２の冷却水経路５に冷却水を流すこ
とにより冷却能力が向上するから、発生した熱を十分に
除去することができる。このため、ミラー１が熱により
歪むのを防止することができる。また、通常は第１の冷
却水経路４のみを使用し、必要に応じて第２の冷却水経
路５を使用するので、効率的な運転が可能になる。

【００３７】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２にかかる光学反射鏡を示す構成図である。この光
学反射鏡２００は、実施の形態１にかかる光学反射鏡１
００と略同一の構成であるが、第２の冷却水経路５に開
閉弁６を設けた点に特徴がある。その他の構成は実施の
形態１の光学反射鏡１００と同一であるから説明を省略
する。

【００３８】室温よりかなり低い温度でミラー１を冷却
すると、ミラー表面と室温との間の温度差が大きくな
り、当該ミラー表面１ａに結露が生じる。ミラー表面１
ａに結露が生じると、安定した加工が困難になる。この
ため、第２の冷却水経路５に開閉弁６を設け、この開閉
弁６の開閉を手動または自動に制御することにより、結
露を抑制するようにした。かかる構成によれば、上記効
率的で、かつ十分な冷却を行うことができる他、ミラー
１の結露を防止して安定した加工を実現できる。

【００３９】実施の形態３．図３は、この発明の実施の
形態３にかかる光学反射鏡を示す構成図である。この実
施の形態３にかかる光学反射鏡３００は、実施の形態２
の光学反射鏡２００のミラー表面１ａに温度センサ７を
取り付けた点に特徴がある。その他の構成は、実施の形
態２の光学反射鏡２００と同様であるから説明を省略す
る。

【００４０】温度センサ７は、ミラー表面１ａに設置さ
れており、常時、ミラー表面１ａの温度を監視してい
る。この温度センサ７には、例えばバイメタル、測温抵
抗体、サーミスタ、熱電対、感温フェライトなどを用い
ることができる。温度センサ７は、制御装置８に接続さ
れており、この制御装置８が前記開閉弁６のフィードバ
ック制御を行う。フィードバック制御における目標値は
室温とし、前記開閉弁６の開閉または開度を制御量とす
る。

【００４１】上記構成の光学反射鏡３００によれば、温
度センサ７によりミラー表面１ａの温度を取得し、この
温度に基づいて開閉弁６の開閉制御を行うことで、ミラ
ー表面温度を室温に近づけるようにした。このため、ミ
ラー表面１ａの結露を効果的に防止できる。また、第２
の冷却水経路５を効率的に使用できるため運転効率が良
くなる。なお、温度センサ７により取得した温度を表示
装置（図示省略）により表示し、この温度に基づいてユ
ーザが手動によって前記開閉弁６の開閉を行うようにし
てもよい。

【００４２】実施の形態４．図４は、この発明の実施の
形態４にかかる光学反射鏡を示す構成図である。この実
施の形態４にかかる光学反射鏡４００は、実施の形態２
の光学反射鏡２００の第１の冷却水経路４の入口および
出口にそれぞれ温度センサ９ａ、９ｂを取り付けた点に
特徴がある。その他の構成は、実施の形態２の光学反射
鏡２００と同様であるから説明を省略する。

【００４３】温度センサ９ａ、９ｂを第１の冷却水経路
４の入口と出口に取り付けたのは、冷却水の入口の温度
と出口の温度との差からミラー温度を測定することがで
きるからである。また、実際にミラーブロック３に伝導
している熱量を測定することができるからである。温度
センサ９ａ、９ｂには、バイメタル、測温抵抗体、サー
ミスタ、熱電対、感温フェライトなどを用いることがで
きる。また、温度センサ９ａ、９ｂは、制御装置８に接
続されており、この制御装置８が前記開閉弁６のフィー
ドバック制御を行う。フィードバック制御における目標
値は室温とし、前記開閉弁６の開閉または開度を制御量
とする。

【００４４】温度センサ９ａ、９ｂは、常時、入口と出
口の温度を監視し、この検出信号を制御装置８に送信す
る。制御装置８では、この温度検出信号から入口と出口
との温度差を取得し、当該温度差から開閉弁６の制御量
を得る。開閉弁６は、この制御量に従って開閉制御され
る。例えば、入口と出口の温度差が大きくなった場合、
ミラー１が過加熱されていることになるから、制御量だ
け開閉弁６を開け、第２の冷却水経路５に冷却水を流
す。これにより、ミラーブロック３が室温近くまで冷却
される。

【００４５】上記構成の光学反射鏡４００によれば、第
１の冷却水経路４の入口および出口の温度差からミラー
表面１ａの温度を取得し、この温度に基づいて開閉弁６
の開閉制御を行うことで、ミラー表面温度を室温に近づ
けるようにした。このため、ミラー表面１ａの結露を効
果的に防止できる。また、第２の冷却水経路５を効率的
に使用できるため運転効率が良くなる。なお、取得した
温度差を表示装置（図示省略）により表示し、この温度
に基づいてユーザが手動によって前記開閉弁６の開閉を
行うようにしてもよい。

【００４６】実施の形態５．図５は、この発明の実施の
形態５にかかる光学反射鏡を示す構成図である。この光
学反射鏡５００は、上記実施の形態１にかかる光学反射
鏡１００を直列に接続したものである。各光学反射鏡１
００は、実施の形態１の光学反射鏡１００と同一の構成
であるから説明を省略する。

【００４７】上流の光学反射鏡１００ａと下流の光学反
射鏡１００ｂとは、第１の冷却水経路４および第２の冷
却水経路５によって直列に接続されている。すなわち、
上流のミラーブロック３ａを通った第１の冷却水経路４
は、引き続き下流のミラーブロック３ｂを通るようにな
っている。同様に、上流のミラーブロック３ａを通った
第２の冷却水経路５も、引き続き下流のミラーブロック
３ｂを通るようになる。また、上流の光学反射鏡１００
ａの冷却水経路入口には、開閉弁６が設けられている。
さらに、第１の冷却水経路４の入口（上流の光学反射鏡
側）と出口（下流の光学反射鏡側）には、温度センサ９
ａ、９ｂが設けられている。

【００４８】温度センサ９ａ、９ｂを第１の冷却水経路
４の入口と出口に取り付けたのは、冷却水の入口と出口
の温度差からミラー温度を測定することができるからで
ある。また、実際にミラーブロック３に伝導している熱
量を測定することができるからである。温度センサ９
ａ、９ｂには、上記同様、バイメタル、測温抵抗体、サ
ーミスタ、熱電対、感温フェライトなどを用いることが
できる。また、温度センサ９ａ、９ｂは、制御装置８に
接続されており、この制御装置８が前記開閉弁６のフィ
ードバック制御を行う。フィードバック制御における目
標値は室温とし、前記開閉弁６の開閉または開度を制御
量とする。

【００４９】つぎに、この光学反射鏡５００の動作を説
明する。レーザ光Ｒがミラー１ｃ、１ｄで反射すると、
ミラー１ｃ、１ｄが加熱される。第１の冷却水経路４に
は、常に冷却水が流れている。高出力時には、各ミラー
１ｃ、１ｄが過加熱されるから、第１の冷却水経路４の
入口と出口との温度差が大きくなる。制御装置８は、こ
の温度差から開閉弁６の制御量を計算し、この制御信号
に基づいて開閉弁６の開閉制御を行う。これにより、第
２の冷却水経路５に冷却水が流れることになり、ミラー
１ｃ、１ｄが室温近くまで冷却される。

【００５０】上記例では、二つの光学反射鏡１００ａ、
１００ｂを直列に接続した場合を示したが、レーザ加工
機などではＸＹＺ軸方向にレーザ光を曲げる必要がある
ため、複数の光学反射鏡が用いられる。このため、複数
の光学反射鏡を直列接続するようにする。

【００５１】かかる構成の光学反射鏡５００では、第１
の冷却水経路４および第２の冷却水経路５をそれぞれの
ミラーブロック３ａ、３ｂに形成する必要がないため、
全体として構造簡略化される。また、第１の冷却水経路
４の入口および出口の温度差からミラー表面１ａの温度
を取得し、この温度に基づいて開閉弁６の開閉制御を行
うことで、ミラー表面温度を室温に近づけるようにし
た。このため、ミラー表面１ａの結露を効果的に防止で
きる。また、第２の冷却水経路５を効率的に使用できる
ため運転効率が良くなる。なお、上記同様、取得した温
度差を表示装置（図示省略）により表示し、この温度に
基づいてユーザが手動によって前記開閉弁６の開閉を行
うようにしてもよい。

【００５２】実施の形態６．図６は、この発明の実施の
形態６にかかる光学反射鏡を示す構成図である。この光
学反射鏡６００は、ミラー６０１を直接冷却する構造に
なっており、上記従来の光学反射鏡と異なるのは冷却構
造を２段にした点である。この光学反射鏡６００は、ミ
ラー６０１を保持する外枠６０２内に第１冷却水ガイド
６０３を設け、この第１冷却水ガイド６０３と仕切り板
６０４により第１冷却室６０５を形成している。第１冷
却室６０５は、ミラー６０１の背面６０１ａを室壁とし
て形成されている。

【００５３】また、第１冷却室６０５には、入口経路６
０６と出口経路６０７とが設けられており、その中央に
は、第１冷却室６０５を分離するスペーサ６０８が設け
られている。前記第１冷却水ガイド６０３には、外枠６
０２を冷却するための小孔６０９が設けられており、こ
の小孔６０９と周縁経路６１０によって、第１冷却室６
０５の上側と下側とが連通している。

【００５４】また、外枠６０２内には第２冷却水ガイド
６１１が設けられている。この第２冷却水ガイド６１１
と前記仕切り板６０４および後板６１２により第２冷却
室６１３を形成している。また、第２冷却室６１３に
は、入口経路６１４と出口経路６１５とが設けられてお
り、その中央には、第２冷却室６１３を分離するスペー
サ６１６が設けられている。同じく、前記第２冷却水ガ
イド６１１には、外枠６０２を冷却するための小孔６１
７が設けられており、この小孔６１７と周縁経路６１８
によって、第２冷却室の上側と下側とが連通している。

【００５５】通常出力時は、第１冷却室６０５によって
ミラー６０１を冷却する。入口経路６０６から導入され
た冷却水は、第１冷却室６０５の下側を形成するミラー
下部分を冷却しつつ、小孔６０９を通じて周縁経路６１
０に至る。周縁経路６１０は、第１冷却室６０５の上側
に繋がっているから、当該周縁経路６１０を介して冷却
水が第１冷却室６０５の上側に導入される。これによ
り、第１冷却室６０５の上側を形成するミラー上部分を
冷却する。その後、冷却水は、出口経路６０７から外部
に排出される。

【００５６】高出力時、ミラー６０１は過剰に加熱され
ることになるから、第２冷却室６１３を用いてさらなる
冷却を行う。この場合、冷却水は、上記同様に第２冷却
室６１３の下側から周縁経路６１８を通り第２冷却室６
１３の上側に至るが、この過程において、第２冷却室６
１３を構成する仕切り板６０４を冷却することになる。
従って、第１冷却室６０５内の冷却水を介してミラー６
０１を冷却することができる。

【００５７】なお、第２冷却室６１３の入口に開閉弁を
設けてもよい。さらに、この構成においてミラー表面６
０１ａに温度センサを設けて前記開閉弁の開閉を制御す
るようにしてもよく（図示省略）、第１冷却室の入口お
よび出口に温度センサを設けて前記開閉弁の開閉を制御
するようにしてもよい（図示省略）。この場合の詳細な
構成は、実施の形態３および４に記載したものと同様で
ある。

【００５８】かかる構成の光学反射鏡６００によれば、
高出力時に発生した熱を十分に除去することができるか
ら、ミラー６０１が熱により歪むのを防止することがで
きる。従って、ミラー６０１の歪みに基づく冷却水の漏
れが発生しにくい。また、通常は第１冷却室６０５のみ
を使用し、必要に応じて第２冷却室６１３を使用するの
で、効率的な運転が可能になる。さらに、ミラー６０１
を直接冷却する構造なので、冷却効率が良い。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
光学反射鏡によれば、高出力時に第１の冷却水経路と第
２の冷却水経路とを用いて前記ミラーを冷却するように
したので、高出力時においても効率的かつ十分な冷却を
行うことができる

【００６０】つぎの発明にかかる光学反射鏡によれば、
ミラーからミラーブロックに伝導した熱を第１の冷却水
経路により常時放出すると共に、高出力時には、第２の
冷却水経路を追加使用して冷却を行う。このため、高出
力時においても効率的かつ十分な冷却を行うことができ
る。

【００６１】つぎの発明にかかる光学反射鏡によれば、
複数のミラーブロック間に第１の冷却水経路および第２
の冷却水経路を渡した構成にしたので、各ミラーブロッ
ク毎に冷却水経路を構築せずに済む。

【００６２】つぎの発明にかかる光学反射鏡によれば、
第１の冷却水経路に外気温度近くまで冷却した冷却水を
流し、第２の冷却水経路に外気温度以下の温度まで冷却
した冷却水を流すようにしたので、結露を防止できると
共に高出力時においても効率的かつ十分な冷却を行うこ
とができる。

【００６３】つぎの発明にかかる光学反射鏡によれば、
第２の冷却水経路に開閉弁を設けたので、ミラーの結露
を防止できる。

【００６４】つぎの発明にかかる光学反射鏡によれば、
ミラー表面に温度測定手段を設けたので、ミラー表面の
結露を有効に防止できる。

【００６５】つぎの発明にかかる光学反射鏡によれば、
前記第１の冷却水経路の入口および出口に温度測定手段
を設け、この温度測定手段により取得した温度から第２
の冷却水経路の開閉弁を開閉するようにした。このた
め、ミラーの結露を防止できると共に、高出力時におい
ても効率的かつ十分な冷却を行うことができる。

【００６６】つぎの発明にかかる光学反射鏡の冷却方法
によれば、高出力時に第１の冷却水経路と第２の冷却水
経路とを用いて前記ミラーを冷却するようにしたので、
高出力時においても効率的かつ十分な冷却を行うことが
できる

【００６７】つぎの発明にかかる光学反射鏡の冷却方法
によれば、第１の冷却水経路に外気温度近くまで冷却し
た冷却水を流し、第２の冷却水経路に外気温度以下の温
度まで冷却した冷却水を流すようにしたので、結露を防
止できると共に高出力時においても効率的かつ十分な冷
却を行うことができる。

【００６８】つぎの発明にかかる光学反射鏡の冷却方法
によれば、ミラー表面に温度測定手段を設け、この温度
測定手段により取得した温度に基づいて前記開閉弁の開
閉制御を行うようにしたので、ミラー表面の結露を有効
に防止できる。

【００６９】つぎの発明にかかる光学反射鏡の冷却方法
によれば、前記第１の冷却水経路の入口および出口に温
度測定手段を設け、この温度測定手段により取得した温
度から第２の冷却水経路の開閉弁を開閉するようにし
た。このため、ミラーの結露を防止できると共に、高出
力時においても効率的かつ十分な冷却を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１にかかる光学反射鏡
を示す断面構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態２にかかる光学反射鏡
を示す断面構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態３にかかる光学反射鏡
を示す断面構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態４にかかる光学反射鏡
を示す断面構成図である。

【図５】 この発明の実施の形態５にかかる光学反射鏡
を示す断面構成図である。

【図６】 この発明の実施の形態６にかかる光学反射鏡
を示す断面構成図である。

【図７】 従来における光学反射鏡の一例を示す概略構
成図である。

【図８】 この光学反射鏡をレーザ加工機に適用した例
を示す構成図である。

【図９】 従来における光学反射鏡にかかる他の一例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１００ 光学反射鏡、１ ミラー、２ ホルダ、３ ミ
ラーブロック、４ 第１の冷却水経路、５ 第２の冷却
水経路。

フロントページの続き (72)発明者 元原 秀幸 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 大川 竜生 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H042 DA20 DB13 4E068 CB06 CC03 CD12

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から出力した光線を反射するミラー
   と、 このミラーを常時冷却する第１の冷却水経路と、 前記光源の高出力時に前記ミラーを冷却する第２の冷却
   水経路と、 を備えたことを特徴とする光学反射鏡。
2. 【請求項２】 光源から出力した光線を反射するミラー
   と、 ミラー背面に密着して当該ミラーを保持するミラーブロ
   ックと、 このミラーブロック内に形成され、前記ミラーを常時冷
   却するための第１の冷却水経路と、 同じくミラーブロック内に形成され、前記光源の高出力
   時に前記ミラーを冷却するための第２の冷却水経路と、 を備えたことを特徴とする光学反射鏡。
3. 【請求項３】 光源から出力した光線を反射すると共に
   当該光線の光軸上に配置した複数のミラーと、 前記各ミラー背面に密着して当該ミラーを保持する複数
   のミラーブロックと、 前記複数のミラーブロック間に渡って形成され、前記各
   ミラーを常時冷却するための第１の冷却水経路と、 同じく複数のミラーブロック間に渡って形成され、前記
   光源の高出力時に前記各ミラーを冷却するための第２の
   冷却水経路と、 を備えたことを特徴とする光学反射鏡。
4. 【請求項４】 前記第１の冷却水経路に外気温度近くま
   で冷却した冷却水を流し、前記第２の冷却水経路に外気
   温度以下の温度まで冷却した冷却水を流すようにしたこ
   とを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光
   学反射鏡。
5. 【請求項５】 さらに、前記第２の冷却水経路に開閉弁
   を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つ
   に記載の光学反射鏡。
6. 【請求項６】 さらに、前記ミラーの表面に温度測定手
   段を設けたことを特徴とする請求項５に記載の光学反射
   鏡。
7. 【請求項７】 さらに、前記第１の冷却水経路の入口お
   よび出口に温度測定手段を設け、この温度測定手段によ
   り取得した温度に基づいて前記第２の冷却水経路の開閉
   弁を開閉するようにしたことを特徴とする請求項５に記
   載の光学反射鏡。
8. 【請求項８】 光源から出力した光線を反射するミラー
   を第１の冷却水経路により常時冷却しつつ、前記光源の
   高出力時に第２の冷却水経路により前記ミラーをさらに
   冷却するようにしたことを特徴とする光学反射鏡の冷却
   方法。
9. 【請求項９】 前記第１の冷却水経路に外気温度近くま
   で冷却した冷却水を流し、前記第２の冷却水経路に外気
   温度以下の温度まで冷却した冷却水を流すようにしたこ
   とを特徴とする請求項８に記載の光学反射鏡の冷却方
   法。
10. 【請求項１０】 さらに、前記第２の冷却水経路に開閉
    弁を設けると共に前記ミラー表面に温度測定手段を設
    け、この温度測定手段により取得した温度に基づいて前
    記開閉弁の開閉制御を行うようにしたことを特徴とする
    請求項８または９に記載の光学反射鏡の冷却方法。
11. 【請求項１１】 さらに、前記第２の冷却水経路に開閉
    弁を設けると共に前記第１の冷却水経路の入口および出
    口に温度測定手段を設け、この温度測定手段により取得
    した温度に基づいて前記開閉弁の開閉制御を行うように
    したことを特徴とする請求項８または９に記載の光学反
    射鏡の冷却方法。