JP2006041405A

JP2006041405A - レーザ加熱装置

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Publication number: JP2006041405A
Application number: JP2004222660A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Sakurai; 努櫻井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2024-07-30
Also published as: JP4282565B2

Abstract

【課題】レーザ光のフォーカス調整を容易に行うことができるレーザ加熱装置を提供することを目的とする。
【解決手段】レーザ加熱装置１は、各上下位置調整用ネジ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄおよび各前後位置調整用セットビス１７Ａ，１７Ｂにより、上下方向Ｚおよび前後方向Ｘにおける上位ヒートシンク７の位置調整が行なわれるため、レーザ光Ｌが正しく出射されるよう補正することを容易に行うことができるとともに、各レンズ位置調整用ネジ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄにより、前後方向Ｘにおける各ｆａｓｔレンズ１３，１４の位置調整が行なわれるため、各ワット級ワンチップ半導体レーザ９，１１から出射されるレーザ光Ｌのフォーカス調整を容易に行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば半導体レーザから出射されたレーザ光を集光し、この集光したレーザ光によりはんだ付けや溶接などの加熱処理を行うレーザ加熱装置に関するものである。

従来、レーザ光を用いた非接触な加熱処理を行う装置としてレーザ加熱装置があり、たとえば特許文献１に開示されている。
このレーザ加熱装置は、ツールカバー内に、複数のレーザ光を出射する半導体レーザアレイと、半導体レーザアレイの周りに密着して設けられている放熱体と、半導体レーザアレイの前方に配置され、レーザ光を帯状の平行光とする第１シリンドリカルレンズと、第１シリンドリカルレンズの前方に配置され、帯状の平行光を幅方向に集光する第２シリンドリカルレンズと、幅方向に集光されたレーザ光をさらに集光する凸レンズなどから構成されている。

この構成により、レンズ構造を特に複雑にすることなく集光性能を向上させ、より小さな照射スポットにて被加熱部を照射することができる。
また、上記放熱体には熱を軸線方向に縦通する冷却路を多数形成する一方、これらの冷却路に冷却空気を送風する冷却送風手段としての冷却ファンが設けられている。

これにより、半導体レーザが駆動されることにより発熱しても、この熱を放熱体によく伝導させるとともに、放熱体に設けられた冷却路と冷却ファンによって送風する冷却空気とによって、放熱体に伝導された半導体レーザからの熱を放熱体から効率よく奪い去るので、各半導体レーザの熱を迅速且つ十分に放熱させることができる。
特開平８−５２５８２号公報

しかし、上記従来のレーザ加熱装置の構成によると、前後方向における第１シリンドリカルレンズの位置調整を行うことができないため、半導体レーザアレイから出射されるレーザ光のフォーカス調整を行うことができないという問題がある。

また、放熱を行う際に使用される冷却ファンに不具合があった場合、放熱を行うことができなくなるため、レーザ光の強度分布にばらつきが生じるという問題がある。
そこで本発明は、レーザ光のフォーカス調整を容易に行うことができるレーザ加熱装置を提供することを目的としたものである。

前記した目的を達成するために、本発明の請求項１記載のレーザ加熱装置は、レーザ光の集光部に向けて物質を溶解させるレーザ光を出射する、一対のワンチップ半導体レーザ光源を備えたレーザ加熱装置であって、アルマイト処理されたアルミニウム合金により形成されているホルダー本体およびホルダカバーから形成されているホルダーと、前記ホルダー本体内に設けられ、前端部に前記一方の下位ワンチップ半導体レーザ光源を有する下位ヒートシンクと、前記下位ヒートシンクの上方に設けられ、前端部で前記下位ワンチップ半導体レーザ光源と向かい合うように配置された他方の上位ワンチップ半導体レーザ光源を有する上位ヒートシンクと、前記下位ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメートする下位ｆａｓｔレンズを保持する下位レンズ保持部と、前記上位ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメートする上位ｆａｓｔレンズを保持する上位レンズ保持部から形成されているレンズ保持手段と、前記ホルダー本体の前壁部と前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部との間にそれぞれ介装されている弾性体と、前記ホルダー本体の前壁部における上方および下方の左右方向に複数配置され、先端部が前記上位ヒートシンクもしくは前記下位ヒートシンクの前面と当接され、前記弾性体の付勢力を使用して前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部をそれぞれ前後動させるレンズ位置調整手段を備え、前記レンズ位置調整手段により前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部をそれぞれ前後動させることにより、前後方向における前記下位ｆａｓｔレンズおよび前記上位ｆａｓｔレンズの位置調整を行うことを特徴としたものである。

また、請求項２記載のレーザ加熱装置は、請求項１に記載の発明であって、前記下位ヒートシンクと前記上位ヒートシンクの間に介装されている弾性絶縁体と、前記上位ヒートシンクにおける前後方向および左右方向に複数配置され、前記弾性絶縁体を介して上位ヒートシンクを前記下位ヒートシンクに対して上下動する上下位置調整手段と、前記ホルダー本体の前壁部の上方に少なくとも１つ配置され、先端部が前記上位ヒートシンクの前面と当接され、前記ホルダー本体の前壁部から前記上位ヒートシンクを前後動する第１前後位置調整手段と、前記ホルダー本体の前壁部に少なくとも１つ配置され、先端部が前記上位ヒートシンクの後面と当接され、前記ホルダー本体の後壁部から前記上位ヒートシンクを前後動する第２前後位置調整手段を有する前後位置調整手段を備え、前記上下位置調整手段および前記前後位置調整手段により前記上位ヒートシンクを上下動および前後動させることにより、上下方向および前後方向における前記上位ヒートシンクの位置調整を行うことを特徴としたものである。

そして、請求項３記載のレーザ加熱装置は、レーザ光の集光部に向けて物質を溶解させるレーザ光を出射する、一対のワンチップ半導体レーザ光源を備えたレーザ加熱装置であって、アルマイト処理されたアルミニウム合金により形成されているホルダー本体およびホルダカバーから形成されているホルダーと、前記ホルダー本体内に設けられ、前端部に前記一方の下位ワンチップ半導体レーザ光源を有する下位ヒートシンクと、前記下位ヒートシンクの上方に設けられ、前端部で前記下位ワンチップ半導体レーザ光源と向かい合うように配置された他方の上位ワンチップ半導体レーザ光源を有する上位ヒートシンクと、前記下位ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメートする下位ｆａｓｔレンズを保持する下位レンズ保持部と、前記上位ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメートする上位ｆａｓｔレンズを保持する上位レンズ保持部から形成されているレンズ保持手段と、前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部の後面と前記下位ヒートシンクおよび前記上位ヒートシンクの前面との間に介装される弾性体と、前記ホルダー本体の前壁部における中央部上方および下方の左右方向に複数配置され、前記弾性体の付勢力を使用して、前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部をそれぞれ前後動させるレンズ位置調整手段を備え、前記レンズ位置調整手段により前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部をそれぞれ前後動させることにより、前後方向における前記下位ｆａｓｔレンズおよび前記上位ｆａｓｔレンズの位置調整を行うことを特徴としたものである。

さらに、請求項４記載のレーザ加熱装置は、請求項３に記載の発明であって、前記下位ヒートシンクと前記上位ヒートシンクの間に介装されている弾性絶縁体と、前記上位ヒートシンクにおける前後方向および左右方向に複数配置され、前記弾性絶縁体を介して上位ヒートシンクを前記下位ヒートシンクに対して上下動する上下位置調整手段を備え、前記上下位置調整手段により前記上位ヒートシンクを上下動させることにより、上下方向における前記上位ヒートシンクの位置調整を行うことを特徴としたものである。

しかも、請求項５記載のレーザ加熱装置は、レーザ光の集光部に向けて物質を溶解させるレーザ光を出射する、一対のワンチップ半導体レーザ光源を備えたレーザ加熱装置であって、アルマイト処理されたアルミニウム合金により形成されているホルダー本体およびホルダカバーから形成されているホルダーと、前記ホルダー本体内に設けられ、前端部に前記一方の下位ワンチップ半導体レーザ光源を有する下位ヒートシンクと、前記下位ヒートシンクの上方に設けられ、前端部で前記下位ワンチップ半導体レーザ光源と向かい合うように配置された他方の上位ワンチップ半導体レーザ光源を有する上位ヒートシンクと、前記下位ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光を集光する下位ｆａｓｔレンズを保持する下位レンズ保持部と、前記上位ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光を集光する上位ｆａｓｔレンズを保持する上位レンズ保持部から形成されているレンズ保持手段と、前記下位ワンチップ半導体レーザ光源と前記下位レンズ保持部の間に介装されている下位弾性体と、前記上位ワンチップ半導体レーザ光源と前記上位レンズ保持部の間に介装されている上位弾性体と、前記ホルダー本体の前壁部における中央部上方および下方の左右方向に複数配置され、先端部が前記下位レンズ保持部および前記上位レンズ保持部に当接され、前記下位弾性体および上位弾性体の付勢力を使用して前記ホルダー本体の前壁部から前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部を前後動するレンズ位置調整手段を備え、前記レンズ位置調整手段により前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部をそれぞれ前後動させることにより、前後方向における前記下位ｆａｓｔレンズおよび前記上位ｆａｓｔレンズの位置調整を行うことを特徴としたものである。

また、請求項６記載のレーザ加熱装置は、請求項５に記載の発明であって、前記ホルダー本体に少なくとも１つ配置され、前記ホルダー本体から前記ホルダー本体と前記下位レンズ保持部の間に介装されている下位弾性部材を介して前記下位レンズ保持部まで挿入され前記下位レンズ保持部を上下動する第１レンズ保持部上下位置調整手段と、前記ホルダカバーに少なくとも１つ配置され、前記ホルダカバーから前記ホルダカバーと前記上位レンズ保持部の間に介装されている上位弾性部材を介して前記上位レンズ保持部まで挿入され前記上位レンズ保持部を上下動する第１レンズ保持部上下位置調整手段を有するレンズ保持部上下位置調整手段を備え、前記レンズ保持部上下位置調整手段により前記下位レンズ保持部および前記上位レンズ保持部を上下動させることにより、上下方向における前記下位レンズ保持部および前記上位レンズ保持部の位置調整を行うことを特徴としたものである。

そして、請求項７記載のレーザ加熱装置は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の発明であって、ホースが嵌合される入水用および出水用の嵌合部と、前記入水用嵌合部から前記出水用嵌合部まで配管により形成されている循環路を備える水冷ジャケットが、前記ホルダー本体の上部に設けられることを特徴としたものである。

さらに、請求項８記載のレーザ加熱装置は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の発明であって、前記ホルダー本体の内面に設けられ、前記下位ヒートシンクが接合されている熱伝導絶縁シートを備え、前記上位ヒートシンクの上面を表面研磨し、前記ホルダカバーの下面を表面研磨し、これら上面が表面研磨されている前記上位ヒートシンクと、下面が表面研磨されている前記ホルダカバーとの間に介装されているインジニウムシートを備えることを特徴としたものである。

本発明のレーザ加熱装置は、レンズ位置調整手段により、前後方向における各ｆａｓｔレンズの位置調整が行なわれるため、各ワット級ワンチップ半導体レーザから出射されるレーザ光のフォーカス調整を容易に行うことができる、という効果を有している。

（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。なお、レーザ加熱装置からレーザ光を出射する方向を前方向、この前方向とは逆の方向を後方向、これらの前後方向Ｘと水平面上で直角な方向を左右方向Ｙとする。また上下方向をＺとする。

図１に示すように、レーザ光の集光部（加工点）に向けて物質を溶解させるレーザ光を出射するレーザ加熱装置１は、アルマイト処理されたアルミニウム合金（Ａｌ合金）により形成されているホルダー本体２Ａとホルダカバー２Ｂから形成されているホルダー２と、ホルダー本体２Ａの内面のうち、左右側面および下面に設けられている熱伝導絶縁シート３と、ホルダカバー２Ｂの下面に設けられているインジニウムシート（以下、Ｉｎシートという）４と、下面に設けられている熱伝導絶縁シート３を介してホルダー本体２Ａ内の下部に設けられている下位ヒートシンク５と、下位ヒートシンク５の上部に設けられている弾性絶縁体６と、弾性絶縁体６の上部で、この弾性絶縁体６とＩｎシート４との間に設けられている上位ヒートシンク７と、下位ヒートシンク５の上面における前端部（前端中央部）に設けられ、下位光軸センタ８を中心にレーザ光Ｌを出射する下位ワット級ワンチップ半導体レーザ（下位ＬＤ）（下位ワンチップ半導体レーザ光源の一例）９と、上位ヒートシンク７の下面における前端部（前端中央部）に設けられ、上位光軸センタ１０を中心にレーザ光Ｌを出射する上位ワット級ワンチップ半導体レーザ（上位ＬＤ）（上位ワンチップ半導体レーザ光源の一例）１１と、中央部に空洞部１２Ａを有し、下位レンズ保持部１２Ｂと上位レンズ保持部１２Ｃから形成され、ホルダー本体２Ａの前壁部２ａと下位ヒートシンク５および上位ヒートシンク７の間に設けられているレンズ保持手段１２と、下位レンズ保持部１２Ｂに保持され（と接合され）、レンズ保持手段１２の空洞部１２Ａにおける下位光軸センタ８を中心として配置されている下位ｆａｓｔレンズ（下位シリンドリカルレンズともいう）１３と、上位レンズ保持部１２Ｃに保持され（と接合され）、レンズ保持手段１２の空洞部１２Ａにおける上位光軸センタ１０を中心として配置されている上位ｆａｓｔレンズ（上位シリンドリカルレンズともいう）１４と、ホルダー本体２Ａの前壁部２ａとレンズ保持手段１２の下位レンズ保持部１２Ｂおよび上位レンズ保持部１２Ｃとの間にそれぞれ介装されている弾性絶縁部材（例えばゴム）１５と、上下位置調整手段１６（詳細は後述する）と、前後位置調整手段１７（詳細は後述する）と、レンズ位置調整手段１８（詳細は後述する）と、ホルダー本体２Ａの前壁部２ａ（後述する）とレンズ保持手段１２の間に設けられ、各ｆａｓｔレンズ１３，１４によりコリメートされたレーザ光Ｌを集光する集光用凸レンズ（非球面レンズ）１９などにより構成されている。

上記ホルダー２のホルダー本体２Ａには、前壁部２ａの前後方向Ｘに、前後位置調整用セットビス１７Ａを挿通させるための１つ（複数）の挿通孔３１と、各レンズ位置調整用ネジ１８を挿通させるため４つ（複数）の挿通孔３２が形成され、後壁部２ｂの前後方向Ｘに前後位置調整用セットビス１７Ｂを挿通させるための１つ（複数）の挿通孔３３が形成されている。また上記ホルダカバー２Ｂは、上下方向Ｚに突設した複数のフィン２１を有し、下面が研磨されている。なお、ホルダカバー２Ｂは、４本（複数）の取付用ネジ２２によりホルダー本体２Ａの上部に取り付けられている。

上記熱伝導絶縁シート３は、セラミックパウダが混入されたものが好適とされており、またホルダー２の内面における左右側面は、固定用ネジ（例えば絶縁ネジ）２３（後述する）の締付けによりせん断力が働くこと、および各ヒートシンク５，７をホルダー本体２Ａ内に挿入する際、各ヒートシンク５，７をスムーズに挿入するため、変形しにくいシート状の熱伝導絶縁シート３が用いられている。

上記下位ヒートシンク５は、前後方向Ｘに２本配置されている固定用ネジ２３により、底部に設けられた熱伝導絶縁シート３を介してホルダー本体２Ａの下部に固定されている。

上記上位ヒートシンク７は、上面が表面研磨されており、またホルダー２の内面における上面にＩｎシート４を設ける際、Ｉｎシート４に傷をつけ、Ｉｎシート４が導通することを防止するため、エッジ部がＲ面に加工されているものが使用される。なお、下位ヒートシンク５および上位ヒートシンク７はそれぞれ、１ｃｍ^３以上の銅ブロックにより形成されている。

下位ワット級ワンチップ半導体レーザ９と上位ワット級ワンチップ半導体レーザ１１は、上下方向において互いに向き合うように配置されている。
上記レンズ保持手段１２は、左右方向Ｙに２本設けられる固定用ネジ（例えば絶縁ネジ）２４を、ホルダー本体２Ａの底面に形成されている長孔に挿入することにより、ホルダー本体２Ａの下部に前後動自在に固定されている。

上記下位ｆａｓｔレンズ１３は、ＵＶ接着により下位レンズ保持部１２Ｂの下面、すなわちレンズ保持手段１２の空洞部１２Ａの下方に接着されており、ワット級ワンチップ半導体レーザ９から出射されたレーザ光Ｌをコリメートしている。

上記上位ｆａｓｔレンズ１４は、ＵＶ接着により上位レンズ保持部１２Ｃの下面、すなわちレンズ保持手段１２の空洞部１２Ａの上方に接着されており、ワット級ワンチップ半導体レーザ１１から出射されたレーザ光Ｌをコリメートしている。

上記上下位置調整手段１６として、上下方向Ｚにおける上位ヒートシンク７の位置調整を行う上下位置調整用ネジ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを有し、上記上下位置調整用ネジ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄは、上位ヒートシンク７における前後方向Ｘおよび左右方向Ｙに２つ（複数）配置され、上下動自在に形成されており、上位ヒートシンク７の上面から上下方向Ｚに形成されている４つ（複数）の挿通孔３４から弾性絶縁体６を介して下位ヒートシンク５まで挿入され、各上下位置調整用ネジ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを締め付けまたは緩めることにより、すなわち上下動させることにより、弾性絶縁体６の付勢力を使用して上位ヒートシンク７を下位ヒートシンク５に対して上下動させ、上下方向Ｚにおける上位ヒートシンク７の位置調整、および左右方向Ｙの平面度，前後方向Ｘの平面度の調整を行う。

上記前後位置調整手段１７として、前後方向Ｘにおける上位ヒートシンク７の位置調整を行う前後位置調整用セットビス１７Ａ，１７Ｂを有し、上記第１前後位置調整用セットビス１７Ａ（第１前後位置調整手段の一例）は、先端部が上位ヒートシンク７の前面と当接され、ホルダー本体２Ａの前壁部２ａの挿通孔３１から前後方向Ｘに設けられ、前後動自在に形成され、また上記第２前後位置調整用セットビス１７Ｂ（第２前後位置調整手段の一例）は、先端部が上位ヒートシンク７の後面と当接され、ホルダー本体２Ａの後壁部２ｂの挿通孔３３から前後方向に設けられ、ホルダー本体２Ａの後壁部２ｂから前後動自在に形成され、各前後位置調整用セットビス１７Ａ，１７Ｂを締め付けまたは緩めることにより、すなわち前後動させることにより、上位ヒートシンク７を下位ヒートシンク５に対して前後動させ、前後方向Ｘにおける上位ヒートシンク７の位置調整を行う。

上記レンズ位置調整手段１８として、前後方向Ｘにおける各ｆａｓｔレンズ１３，１４の位置調整を行うレンズ位置調整用ネジ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄを有し、上記レンズ位置調整用ネジ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄは、ホルダー本体２Ａの前壁部２ａにおける上方および下方の左右方向に２つ配置され、前後動自在に形成され、ホルダー本体２Ａの前壁部２ａの挿通孔３２、絶縁部材１５に前後方向Ｘに形成されている４つ（複数）の挿通孔３５、およびレンズ保持手段１２に前後方向Ｘに形成されている４つ（複数）の挿通孔３６を介して前後方向Ｘにそれぞれ設けられており、上方に設けられたレンズ位置調整用ネジ１８Ａ，１８Ｂの先端部が上部の弾性絶縁部材１５および上部レンズ保持部１２Ｃを介して上位ヒートシンク７の前面に当接され、下方に設けられたレンズ位置調整用ネジ１８Ｃ，１８Ｄの先端部が下部の弾性絶縁部材１５および下部レンズ保持部１２Ｂを介して下位ヒートシンク５の前面と当接され、各レンズ位置調整用ネジ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄを締め付けまたは緩めることにより、すなわち前後動させることにより、弾性絶縁部材１５の付勢力を使用して下部レンズ保持部１２Ｂおよび上部レンズ保持部１２Ｃを前後移動させ、前後方向Ｘにおける各ｆａｓｔレンズ１３，１４の位置調整を行う。

以下に、上記した実施の形態１における作用を説明する。
図１（ｃ）に示すように、例えば左右方向Ｙにおける上下方向Ｚにおいて上位ヒートシンク７がα°傾いている場合、上下位置調整用ネジ１６Ａ，１６Ｃを締め付けるとともに、上下位置調整用ネジ１６Ｂ，１６Ｄを緩めることにより、左右方向Ｙにおける上下方向Ｚにおいて上位ヒートシンク７が所望の位置となるよう調整、すなわち上位ヒートシンク７の傾きαが０となるよう調整される。

また、図１（ｂ）に示すように、例えば前後方向Ｘにおける上下方向Ｚにおいて上位ヒートシンク７がβ°傾いている場合、上下位置調整用ネジ１６Ａ，１６Ｂを締め付けるとともに、上下位置調整用ネジ１６Ｃ，１６Ｄを緩めることにより、前後方向Ｘにおける上下方向Ｚにおいて上位ヒートシンク７が所望の位置となるよう調整、すなわち上位ヒートシンク７の傾きβが０となるよう調整される。

また、前後方向Ｘにおける下位ヒートシンク５と上位ヒートシンク７の位置が距離ｄ_１ずれている場合、すなわち各ワット級ワンチップ半導体レーザ９，１１に発光位置誤差ｄ_１がある場合、第１前後位置調整用セットビス１７Ａを緩めるとともに、第２前後位置調整用セットビス１７Ｂを締め付けることにより、前後方向Ｘにおいて上位ヒートシンク７が所望の位置となるよう調整し、上記誤差ｄ_１がなくなるよう調整される。

このように、各上下位置調整用ネジ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄおよび各前後位置調整用セットビス１７Ａ，１７Ｂを上下動および前後動させることにより、上下方向Ｚおよび前後方向Ｘにおける上位ヒートシンク７の位置調整が行われる、すなわちワット級ワンチップ半導体レーザ１１から出射されるレーザ光Ｌの出射位置調整が行われる。

さらに、前後方向Ｘにおける下位ｆａｓｔレンズ１３と上位ｆａｓｔレンズ１４の位置が距離ｄ_２ずれている場合、すなわち下位ｆａｓｔレンズ１３と上位ｆａｓｔレンズ１４に取り付け位置誤差ｄ_２がある場合、レンズ位置調整用ネジ１８Ａ，１８Ｂを緩めることにより、前後方向Ｘにおいて上位ｆａｓｔレンズ１４が所望の位置となるよう調整、もしくはレンズ位置調整用ネジ１８Ｃ，１８Ｄを締め付けることにより、前後方向Ｘにおいて下位ｆａｓｔレンズ１３が所望の位置となるよう調整し、各ワット級ワンチップ半導体レーザ９，１１から出射されるレーザ光Ｌのフォーカス調整を行う。

このように、レンズ位置調整用ネジ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄを前後動させることにより、前後方向Ｘにおける下位ｆａｓｔレンズ１３および上位ｆａｓｔレンズ１４の位置調整が行われ、各ワット級ワンチップ半導体レーザ９，１１から出射されるレーザ光Ｌのフォーカス調整が行われる。

以上のように実施の形態１によれば、各レンズ位置調整用ネジ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄにより、前後方向Ｘにおける各ｆａｓｔレンズ１３，１４の位置調整が行なわれるため、各ワット級ワンチップ半導体レーザ９，１１から出射されるレーザ光Ｌのフォーカス調整を容易に行うことができる。

また、実施の形態１によれば、レーザ加熱装置１は、各上下位置調整用ネジ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄおよび各前後位置調整用セットビス１７Ａ，１７Ｂにより、上下方向Ｚおよび前後方向Ｘにおける上位ヒートシンク７の位置調整が行なわれるため、レーザ光Ｌが正しく出射されるよう補正することを容易に行うことができる。

また、実施の形態１によれば、レーザ加熱装置１は、各上下位置調整用ネジ１６，各前後位置調整用セットビス１７および各レンズ位置調整用ネジ１８により、上下方向Ｚおよび前後方向Ｘにおいて各ヒートシンク５，７が固定され、各レンズ位置調整用ネジ１８により、前後方向Ｘにおいてレンズ保持手段１２が固定されているため、振動または衝撃に対して強くなる。

なお、実施の形態１では、ホルダカバー２Ｂの下面にＩｎシート４が設けられていたが、熱伝導絶縁シートであってもよい。
また、実施の形態２では、上記ホルダー２にアルマイト処理が施されていたが、アルマイト処理の有無とは無関係に、絶縁型ＤＬＣ処理（絶縁型ダイヤモンドライクカーボン処理）を行い、その後、Ｉｎシートのような軟らかい金属シートや、非金属の熱伝導性シートおよび熱伝導性ペースト等を介在させてもよい。
（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。なお、上記実施の形態１と同様に、レーザ加熱装置からレーザ光を出射する方向を前方向、この前方向とは逆の方向を後方向、これらの前後方向Ｘと水平面上で直角な方向を左右方向Ｙとする。また上下方向をＺとする。

ここで、実施の形態２におけるレーザ加熱装置４１の熱伝導絶縁シート４３、Ｉｎシート４４、下位ヒートシンク４５、弾性絶縁体４６、上位ヒートシンク４７、下位ワット級ワンチップ半導体レーザ４９、上位ワット級ワンチップ半導体レーザ５１、上下位置調整用ネジ５６の構成要件は、上記実施の形態１で説明されたものと同一であるため、詳細な説明を省略する。

図２に示すように、レーザ加熱装置４１は、アルマイト処理されたアルミニウム合金（Ａｌ合金）により形成されているホルダー本体４２Ａとホルダカバー４２Ｂから形成されているホルダー４２と、ホルダー本体４２Ａの内面のうち、左右側面および下面に設けられている熱伝導絶縁シート４３と、ホルダカバー４２Ｂの下面に設けられているインジニウムシート（以下、Ｉｎシートという）４４と、下面に設けられている熱伝導絶縁シート４３を介してホルダー４２内の下部に設けられている下位ヒートシンク４５と、下位ヒートシンク４５の上部に設けられている弾性絶縁体４６と、弾性絶縁体４６の上部に設けられている上位ヒートシンク４７と、下位ヒートシンク４５の上面における前端部（前端中央部）に設けられ、下位光軸センタ４８を中心にレーザ光Ｌを出射する下位ワット級ワンチップ半導体レーザ（下位ＬＤ）（下位ワンチップ半導体レーザ光源の一例）４９と、上位ヒートシンク４７の下面における前端部（前端中央部）に設けられ、上位光軸センタ５０を中心にレーザ光Ｌを出射する上位ワット級ワンチップ半導体レーザ（上位ＬＤ）（上位ワンチップ半導体レーザ光源の一例）５１と、中央部に空洞部５２Ａを有し、下位レンズ保持部５２Ｂと上位レンズ保持部５２Ｃから形成されているレンズ保持手段５２と、下位レンズ保持部５２Ｂに保持され（と接合され）、レンズ保持手段５２の空洞部５２Ａにおける下位光軸センタ４８を中心として配置されている下位ｆａｓｔレンズ（下位シリンドリカルレンズともいう）５３と、上位レンズ保持部５２Ｃに保持され（と接合され）、レンズ保持手段５２の空洞部５２Ａにおける上位光軸センタ５０を中心として配置されている上位ｆａｓｔレンズ（上位シリンドリカルレンズともいう）５４と、レンズ保持手段５２の下位レンズ保持部５２Ｂおよび上位レンズ保持部５２Ｃの後面と各ヒートシンク４５，４７の前面の間に介装されている弾性体（例えばゴム）５５と、上位ヒートシンク４７より上下方向に４本（複数）設けられ、上下方向Ｚにおける上位ヒートシンク４７の位置調整を行う上下位置調整手段である上下位置調整用ネジ５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄと、レンズ位置調整手段５７（詳細は後述する）と、ホルダー本体４２Ａの前壁部４２ａ（後述する）とレンズ保持手段５２の間に設けられ、各ｆａｓｔレンズ５３，５４によりコリメートされたレーザ光Ｌを集光する集光用凸レンズ（非球面レンズ）５８などにより構成されている。

上記ホルダー４２のホルダー本体４２Ａには、前壁部４２ａの前後方向Ｘに、各レンズ位置調整用ネジ５７を挿通させるための４つ（複数）の挿通孔６１が形成されている。また上記ホルダカバー４２Ｂは、上下方向Ｚに突設した複数のフィン６２を有し、下面が研磨されている。なお、ホルダカバー４２Ｂは、４本（複数）の取付用ネジ６３によりホルダー本体２Ａの上部に取り付けられている。

上記レンズ位置調整手段５７として、前後方向Ｘにおける各ｆａｓｔレンズ５４，５５の位置調整を行うレンズ位置調整用ネジ５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，５７Ｄを有し、上記レンズ位置調整用ネジ５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，５７Ｄは、ホルダー本体２Ａの前壁部２ａにおける中央部上方および下方の左右方向に２つ配置され、前後動自在に形成され、ホルダー本体４２Ａの前壁部４２ａの挿通孔６１を介して前後方向Ｘにそれぞれ設けられており、上方に設けられているレンズ位置調整用ネジ５７Ａ，５７Ｂの先端部は、レンズ保持手段５２における上部レンズ保持部５２Ｃの両端部に当接され、下方に設けられているレンズ位置調整用ネジ５７Ｃ，５７Ｄの先端部は、レンズ保持手段５２における下部レンズ保持部５２Ｂの両端部に当接され、各レンズ位置調整用ネジ５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，５７Ｄを締め付けまたは緩めることにより、すなわち前後動させることにより、弾性体５５の付勢力を使用して下部レンズ保持部５２Ｂおよび上部レンズ保持部５２Ｃを前後移動させ、前後方向Ｘにおける各ｆａｓｔレンズ５４，５５の位置調整を行う。

以下に、上記した実施の形態２における作用を説明する。
図２（ｃ）に示すように、例えば左右方向Ｙにおける上下方向Ｚにおいて上位ヒートシンク４７がα°傾いている場合、上下位置調整用ネジ５６Ａ，５６Ｃを締め付けるとともに、上下位置調整用ネジ５６Ｂ，５６Ｄを緩めることにより、左右方向Ｙにおける上下方向Ｚにおいて上位ヒートシンク４７が所望の位置となるよう調整、すなわち上位ヒートシンク４７の傾きαが０となるよう調整される。

また、図２（ｂ）に示すように、例えば前後方向Ｘにおける上下方向Ｚにおいて上位ヒートシンク４７がβ°傾いている場合、上下位置調整用ネジ５６Ａ，５６Ｂを締め付けるとともに、上下位置調整用ネジ５６Ｃ，５６Ｄを緩めることにより、前後方向Ｘにおける上下方向Ｚにおいて上位ヒートシンク４７が所望の位置となるよう調整、すなわち上位ヒートシンク４７の傾きβが０となるよう調整される。

このように、各上下位置調整用ネジ５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄを上下動させることにより、上下方向Ｚにおける上位ヒートシンク４７の位置調整が行われる、すなわちワット級ワンチップ半導体レーザ５１から出射されるレーザ光Ｌの出射位置調整が行われる。

また、前後方向Ｘにおける下位ｆａｓｔレンズ５３と上位ｆａｓｔレンズ５４の位置が距離ｄ_３ずれている場合、すなわち下位ｆａｓｔレンズ５３と上位ｆａｓｔレンズ５４に取り付け位置誤差ｄ_３がある場合、レンズ位置調整用ネジ５７Ａ，５７Ｂを締め付けることにより、前後方向Ｘにおいて上位ｆａｓｔレンズ５４が所望の位置となるよう調整、もしくはレンズ位置調整用ネジ５７Ｃ，５７Ｄを緩めることにより、前後方向Ｘにおいて下位ｆａｓｔレンズ５３が所望の位置となるよう調整し、各ワット級ワンチップ半導体レーザ４９，５１から出射されるレーザ光Ｌのフォーカス調整を行う。

このように、レンズ位置調整用ネジ５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，５７Ｄを前後動させることにより、前後方向Ｘにおける下位ｆａｓｔレンズ５３および上位ｆａｓｔレンズ５４の位置調整が行われ、各ワット級ワンチップ半導体レーザ４９，５１から出射されるレーザ光Ｌのフォーカス調整が行われる。

以上のように実施の形態２によれば、各レンズ位置調整用ネジ５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，５７Ｄにより、前後方向Ｘにおける各ｆａｓｔレンズ５４，５５の位置調整が行われるため、各ワット級ワンチップ半導体レーザ４９，５１から出射されるレーザ光Ｌのフォーカス調整を容易に行うことができる。

また、実施の形態２によれば、レーザ加熱装置４１は、各上下位置調整用ネジ５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄにより、上下方向Ｚにおける上位ヒートシンク４７の位置調整が行われるため、レーザ光Ｌが正しく出射されるよう補正することを容易に行うことができる。

また、実施の形態２によれば、レーザ加熱装置４１は、各上下位置調整用ネジ５６により、上下方向Ｚにおいて各ヒートシンク４５，４７が固定され、各レンズ位置調整用ネジ５７により、前後方向における各ｆａｓｔレンズ５３，５４が固定されているため、振動または衝撃に対して強くなる。

なお、実施の形態２では、ホルダカバー２Ｂの下面にＩｎシート４が設けられていたが、熱伝導絶縁シートであってもよい。
（実施の形態３）
以下に、本発明の実施の形態３におけるレーザ加熱装置について、図面を参照しながら説明する。なお、上記実施の形態１および上記実施の形態２と同様に、レーザ加熱装置からレーザ光を出射する方向を前方向、この前方向とは逆の方向を後方向、これらの前後方向Ｘと水平面上で直角な方向を左右方向Ｙとする。また上下方向をＺとする。

図３に示すように、レーザ加熱装置７１は、アルマイト処理されたアルミニウム合金（Ａｌ合金）により形成されているホルダー本体７２Ａとホルダカバー７２Ｂから形成されているホルダー７２と、ホルダー本体７２Ａの内面のうち、左右側面および下面に設けられている熱伝導絶縁シート７３と、ホルダカバー７２Ｂの下面に設けられているインジニウムシート（以下、Ｉｎシートという）７４と、下面に設けられている熱伝導絶縁シート７３を介してホルダー７２内の下部に固定されている下位ヒートシンク７５と、Ｉｎシート７４を介してホルダカバー７２Ｂに固定されている上位ヒートシンク７６と、下位ヒートシンク７５の前面に隣接して設けられ、下位光軸センタ７７を中心にレーザ光Ｌを出射する出射部７８を有する下位ワット級ワンチップ半導体レーザ（下位ＬＤ）（下位ワンチップ半導体レーザ光源の一例）７９と、上位ヒートシンク７６の前面に隣接して設けられ、上位光軸センタ８０を中心にレーザ光Ｌを出射する出射部８１を有する上位ワット級ワンチップ半導体レーザ（上位ＬＤ）（上位ワンチップ半導体レーザ光源の一例）８２と、下位ワット級ワンチップ半導体レーザ７９とホルダー本体７２Ａの前壁部７２ａの間に設けられ、下位ワット級ワンチップ半導体レーザ７９から出射されたレーザ光Ｌを集光する下位ｆａｓｔレンズ（下位シリンドリカルレンズともいう）８５と、上位ワット級ワンチップ半導体レーザ８２とホルダー本体７２Ａの前壁部７２ａの間に設けられ、上位ワット級ワンチップ半導体レーザ８２から出射されたレーザ光Ｌを集光する上位ｆａｓｔレンズ（上位シリンドリカルレンズともいう）８６と、下位ｆａｓｔレンズ８５を保持する下位レンズ保持部８７Ａと上位ｆａｓｔレンズ８６を保持する上位レンズ保持部８７Ｂから形成されているレンズ保持手段８７と、下位ワット級ワンチップ半導体レーザ７９と下位レンズ保持部８７Ａの間に介装されている下位弾性体（例えばゴム）８３と、上位ワット級ワンチップ半導体レーザ８２と上位レンズ保持部８７Ｂの間に介装されている上位弾性体（例えばゴム）８４と、レンズ保持部上下位置調整手段８９（詳細は後述する）と、レンズ位置調整手段９０（詳細は後述する）などにより構成されている。

上記ホルダー７２は、前壁部７２ａの前後方向Ｘに、各レンズ位置調整ネジ９０を挿通させるための４つ（複数）の挿通孔９１が形成されているホルダー本体７２Ａと、下面が研磨されているホルダカバー２Ｂから形成されている。なお、ホルダカバー７２Ｂは、４本（複数）の取付用ネジ９２によりホルダー本体２Ａの上部に取り付けられている。

上記下位ヒートシンク７５は、前後方向Ｘに２本配置されている固定用ネジ９３Ａにより、底部に設けられた熱伝導絶縁シート７３を介してホルダー本体７２Ａの下部に固定されている。

上記上位ヒートシンク７６は、上面が表面研磨されており、またホルダー７２の内面における上面にＩｎシート７４を設ける際、Ｉｎシート７４に傷をつけ、Ｉｎシート７４が導通することを防止するため、エッジ部がＲ面に加工されているものが使用される。なお、下位ヒートシンク７５および上位ヒートシンク７６はそれぞれ、１ｃｍ^３以上の銅ブロックにより形成されている。また、前後方向Ｘに２本配置されている固定用ネジ９３Ｂにより、Ｉｎシート７４を介してホルダカバー７２Ｂの下部に固定されている。

上記下位ワット級ワンチップ半導体レーザ７９と上記上位ワット級ワンチップ半導体レーザ８２の照射部７８，８１はそれぞれ、スロー方向におけるレーザ光Ｌの発光幅が１００μｍ、ファースト方向におけるレーザ光Ｌの発光幅が１μｍに形成されている。

上記下位弾性体８３と上記上位弾性体８４は、上下方向Ｚにおける長さがそれぞれ、下位ワット級ワンチップ半導体レーザ７９と上位ワット級ワンチップ半導体レーザ８２から出射されるレーザ光Ｌに影響のない長さに設定されている。

上記下位ｆａｓｔレンズ８５と上位ｆａｓｔレンズ８６はそれぞれ、Ｆ４レンズにより形成されており、ＵＶ接着により下位レンズ保持部８７Ａの下位レンズ保持枠体９６（後述する）および上位レンズ保持部８７Ｂの上位レンズ保持枠体９９（後述する）に接着されている。

上記下位レンズ保持部８７Ａは、下位弾性部材（例えばゴム）９４を介して設けられた下位支持部９５と、下位支持部９５の上部に設けられ下位ｆａｓｔレンズ８５を保持する下位レンズ保持枠体９６から構成されており、上下位置調整用ネジ８９Ａによりホルダー本体７２Ａに設けられている。

上記上位レンズ保持部８７Ｂは、上位弾性部材（例えばゴム）９７を介して設けられた上位支持部９８と、上位支持部９８の上部に設けられ上位ｆａｓｔレンズ８６を保持する上位レンズ保持枠体９９から構成されており、上下位置調整用ネジ８９Ｂによりホルダカバー７２Ｂに設けられている。

上記レンズ保持部上下位置調整手段８９として、上下方向Ｚにおける下位ヒートシンク７５の位置調整を行う第１レンズ保持部上下位置調整用ネジ８９Ａ（第１レンズ保持部上下位置調整手段の一例）、および上下方向Ｚにおける上位ヒートシンク７６の位置調整を行う第２レンズ保持部上下位置調整用ネジ８９Ｂ（第２レンズ保持部上下位置調整手段の一例）を有し、第１レンズ保持部上下位置調整用ネジ８９Ａは、ホルダー本体７２Ａに１つ（複数）配置され、ホルダー本体７２Ａから下位レンズ保持部８７Ａの下位支持部９５まで挿入されており、第１レンズ保持部上下位置調整用ネジ８９Ａを締め付けまたは緩めることにより、すなわち上下動させることにより、下位弾性部材９４の付勢力を使用して下位レンズ保持部８７Ａの上下位置調整、すなわち下位ｆａｓｔレンズ８５の上下位置調整を行う。また第２レンズ保持部上下位置調整用ネジ８９Ｂは、ホルダカバー７２Ｂに１つ（複数）配置され、ホルダカバー７２Ｂから上位レンズ保持部８７Ｂの上位支持部９８まで挿入されており、第２レンズ保持部上下位置調整用ネジ８９Ｂを締め付けまたは緩めることにより、すなわち上下動させることにより、上位弾性部材９７の付勢力を使用して上位レンズ保持部８７Ｂの上下位置調整、すなわち上位ｆａｓｔレンズ８６の上下位置調整を行う。

上記レンズ位置調整手段９０として、前後方向Ｘにおける各ｆａｓｔレンズ８５，８６の位置調整を行うレンズ位置調整用ネジ９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄを有し、レンズ位置調整用ネジ９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄは、ホルダー本体７２Ａの前壁部７２ａの挿通孔９１を介して前後方向Ｘにそれぞれ設けられており、前壁部７２ａの中央部上方に配置されたレンズ位置調整用ネジ９０Ａ，９０Ｂの先端部が上位レンズ保持部８７Ｂの上位レンズ保持枠体９９に当接され、前壁部７２ａの中央部下方に配置されたレンズ位置調整用ネジ９０Ｃ，９０Ｄの先端部が下位レンズ保持部８７Ａの下位レンズ保持枠体９６に当接され、各レンズ位置調整用ネジ９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄを締め付けまたは緩めることにより、すなわち前後動させることにより、下位弾性体８３および上位弾性体８４の付勢力を使用して下位レンズ保持部８７Ａおよび上位レンズ保持部８７Ｂの前後位置調整、すなわち各ｆａｓｔレンズ８５，８６の前後位置調整を行う。

以下に、上記した実施の形態３における作用を説明する。
図３に示すように、まず第１レンズ保持部上下位置調整用ネジ８９Ａを締め付けまたは緩めることにより、上下方向Ｚにおいて下位ｆａｓｔレンズ８５が所望の位置となるよう調整するとともに、第２レンズ保持部上下位置調整用ネジ８９Ｂを締め付けまたは緩めることにより、上下方向Ｚにおいて上位ｆａｓｔレンズ８６が所望の位置となるよう調整する。

このように、各レンズ保持部上下位置調整用ネジ８９Ａ，８９Ｂを上下動させることにより、上下方向Ｚにおける各レンズ保持部８７Ａ，８７Ｂの位置調整が行われる、すなわち上下方向Ｚにおける各ｆａｓｔレンズ８５，８６の位置調整が行われる。

そして、レンズ位置調整用ネジ９０Ａ，９０Ｂを締め付けまたは緩めることにより、前後方向Ｘにおいて上位ｆａｓｔレンズ８６が所望の位置となるよう調整して、上位ｆａｓｔレンズ８６のフォーカス調整を行うとともに、レンズ位置調整用ネジ９０Ｃ，９０Ｄを締め付けまたは緩めることにより、前後方向Ｘにおいて下位ｆａｓｔレンズ８５が所望の位置となるよう調整し、各ワット級ワンチップ半導体レーザ７９，８２から出射されるレーザ光Ｌのフォーカス調整を行う。

このように、レンズ位置調整用ネジ９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄを前後動させることにより、前後方向Ｘにおける下位ｆａｓｔレンズ８５および上位ｆａｓｔレンズ８６の位置調整が行われ、各ワット級ワンチップ半導体レーザ７９，８２から出射されるレーザ光Ｌのフォーカス調整が行われる。

以上のように実施の形態３によれば、各レンズ位置調整用ネジ９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄにより、前後方向Ｘにおける各ｆａｓｔレンズ８５，８６の位置調整がおこなわれるため、各ワット級ワンチップ半導体レーザ７９，８２から出射されるレーザ光Ｌのフォーカス調整を容易に行うことができる。

また、実施の形態３によれば、レーザ加熱装置７１は、各レンズ保持部上下位置調整用ネジ８９Ａ，８９Ｂにより、上下方向Ｚにおける各レンズ保持部８７Ａ，８７Ｂの位置調整が行われるため、レーザ光Ｌが正しく出射されるよう補正することを容易に行うことができる。

また、実施の形態３によれば、レーザ加熱装置７１は、各レンズ保持部上下位置調整用ネジ８９および各レンズ位置調整用ネジ９０により、上下方向Ｚおよび前後方向Ｘにおいて各レンズ保持部８７Ａ，８７Ｂが固定されているため、振動または衝撃に対して強くなる。

なお、実施の形態３では、ホルダカバー２Ｂの下面にＩｎシート４が設けられていたが、熱伝導絶縁シートであってもよい。
以下に、上記した実施の形態１〜３における放熱構造について、図面を参照しながら説明する。

図１〜図３に示すように、上面、すなわちホルダカバー２Ｂ（４２Ｂ、７２Ｂ）と当接する側の面が表面研磨されている上位ヒートシンク７（４７、７６）と、下面、すなわち上位ヒートシンク７（４７、７６）と当接する側の面が表面研磨されているホルダカバー２Ｂ（４２Ｂ、７２Ｂ）の間（以下、上位挿入空間という）にＩｎシート４（４４、７４）が設けられ、高圧をかけて密着させており、この高圧密着により上位挿入空間は完全に密閉され、上位挿入空間は数μのアルマイト層（Ａｌ_２Ｏ_３）のみ、すなわち絶縁体のみとなるため、絶縁率が向上される。なお、このＩｎシート４（４４、７４）の厚さは数μ〜数十μが好適となる。

このように、熱伝導性の高い上記アルマイト層は限りなく０に近い熱接触抵抗となり、図１〜図３に示すように、下位ワット級ワンチップ半導体レーザ９（４９、７９）および上位ワット級ワンチップ半導体レーザ１１（５１、８２）から発生する熱は、上位ヒートシンク７（４７、７６），Ｉｎシート４（４４、７４）およびホルダカバー２Ｂ（４２Ｂ、７２Ｂ）を介して放熱方向Ｗで放熱される。

これにより、放熱効率が向上して熱影響による温度変動が小さくなり、レーザ加熱装置１に対して熱影響を及ぼすことがなくなるため、各ワット級ワンチップ半導体レーザ９（４９、７９），１１（５１、８２）から安定したレーザ光Ｌ、すなわちレーザ光の強度分布のばらつきが少なく、強度変動の少ないレーザ光Ｌを出射することができる。また、上記構成により、親指ほどのサイズのレーザ加熱装置１により１０Ｗ以上の各ワット級ワンチップ半導体レーザの連続発振が可能となる。

このように、上記実施の形態１〜３では、ホルダー本体２Ｂ（４２Ｂ、７２Ｂ）のカバーとして、アルマイト処理されたアルミニウム合金（Ａｌ合金）により形成されているホルダカバーが使用されていたが、図４に示すように、水冷ジャケット１０１でもいい。

この水冷ジャケット１０１は、前後方向Ｘにおける一方の側面から前後方向Ｘに形成されている２本の配管１０２Ａ，１０２Ｂと、左右方向Ｙにおける一方の側面から左右方向Ｙに形成され、配管１０２Ａ，１０２Ｂを左右方向Ｙで連結する配管１０２Ｃにより形成されている循環路１０２と、配管１０２Ａ，１０２Ｂの開口部１０３Ａ，１０３Ｂにそれぞれ設けられている入水用ニップル（入水用嵌合部）１０４Ａ，出水用ニップル（出水用嵌合部）１０４Ｂと、配管１０２Ｃの開口部１０３Ｃに設けられているネジシール１０５により構成されている。

このような構成の水冷ジャケット１０１を使用してレーザ加熱装置１（４１、７１）の冷却を行う際、入水用ニップル１０４Ａ，出水用ニップル１０４Ｂに水ホース（図示せず）を挿入し、例えば入水用ニップル１０４Ａに挿入された水ホースから出水用ニップル１０４Ｂに挿入された水ホースへ水を流すことにより、水冷ジャケット１０１内に水を循環させることができるため、下位ワット級ワンチップ半導体レーザ９（４９、７９）および上位ワット級ワンチップ半導体レーザ１１（５１、８２）から発生する熱を冷却することができ、したがってレーザ加熱装置１（４１、７１）の冷却を行うことができる。

以下に、上記実施の形態１におけるレンズ保持手段１２に備えられている下位ｆａｓｔレンズ１３，上位ｆａｓｔレンズ１４に代わり設けられたＦ９のＤカット非球面レンズ１１１と、集光用凸レンズ１９に代わり設けられたレーザ光調整手段１１２を有するレーザ加熱装置について図５を参照しながら説明する。

なお、下位ワット級ワンチップ半導体レーザ９および上位ワット級ワンチップ半導体レーザ１１の出射部は、スロー方向の発光幅が５００μｍ、ファースト方向の発光幅が１μｍとされている。また、レーザ光調整手段１１２から加工点までの距離（作動距離）を、ワークディスタンス（以下、ＷＤという）という。

Ｄカット非球面レンズ１１１は、レンズ保持手段１２の空洞部１２Ａに設けられ、レンズ位置調整用ネジ１８を前後動させることにより、レンズ保持手段１２とともに前後動され、外形は丸型のレンズをＤ型にカットして形成されている。

レーザ光調整手段１１２は、軸心センタ１１３より上方に配置されているＰＢＳプリズム（偏光ビームスプリッターともいう）１１４と、軸心センタ１１３から下方、すなわちＰＢＳプリズム１１４の下部に配置されている全反射プリズムミラー１１５から構成されている。

以下に、上記したレーザ加熱装置における作用を説明する。
図５に示すように、各ワット級ワンチップ半導体レーザ９，１１から出射されるレーザ光Ｌをコリメートする際、Ｄカット非球面レンズ１１１を、レンズ保持手段１２の空洞部１２Ａにおける前後方向の中央に配置する。

これにより、ＷＤが４０ｍｍのとき、ファースト方向の幅ｈは４ｍｍとされ、レーザ光Ｌがコリメートされるため、遠くに出射させるためのレーザ光Ｌが得られる。
また、Ｄカット非球面レンズ１１２を、レンズ保持手段１２の空洞部１２Ａにおいて前後動させることにより、各ワット級ワンチップ半導体レーザ９，１１から出射されるレーザ光Ｌを集光、または各ワット級ワンチップ半導体レーザ９，１１から出射されるレーザ光Ｌを拡散させることができ、例えばＷＤが２０ｍｍのとき、ファースト方向の幅ｈは２ｍｍとされ、レーザ光Ｌが集光されるため、加工点において正方形状スポットが得られ、ＷＤが８０ｍｍのとき、ファースト方向の幅ｈは８ｍｍとされ、レーザ光Ｌが拡散されるため、加工点において一括はんだ付けが行えるライン状のレーザ光Ｌが得られる。

本発明の実施の形態１におけるレーザ加熱装置を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ矢視図である。本発明の実施の形態２におけるレーザ加熱装置を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ矢視図である。本発明の実施の形態３におけるレーザ加熱装置を示す図であり、（ａ）は側部断面図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視図である。同各実施の形態におけるレーザ加熱装置の水冷ジャケットの斜視図である。同実施の形態１におけるＤカット非球面レンズおよびレーザ光調整手段を備えたレーザ加熱装置を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１，４１，７１レーザ加熱装置
２Ａ，４２Ａ，７２Ａホルダー本体
２Ｂ，４２Ｂ，７２Ｂホルダカバー
２，４２，７２ホルダー
２ａ前壁部
２ｂ後壁部
３，４３，７３熱伝導絶縁シート
４インジニウムシート
５，４５，７５下位ヒートシンク
６，４６弾性絶縁体
７，４７，７６上位ヒートシンク
９，４９，７９下位ワット級ワンチップ半導体レーザ（下位
ワンチップ半導体レーザ光源）
１１，５１，８２上位ワット級ワンチップ半導体レーザ（上位
ワンチップ半導体レーザ光源）
１２，５２，８８レンズ保持手段
１２Ｂ，５２Ｂ，８７Ａ下位レンズ保持部
１２Ｃ，５２Ｃ，８７Ｂ上位レンズ保持部
１３，５３，８５下位ｆａｓｔレンズ
１４，５４，８６上位ｆａｓｔレンズ
１５弾性絶縁部材
１６，５６上下位置調整用ネジ（上下位置調整手段）
１７Ａ第１前後位置調整用セットビス
１７Ｂ第２前後位置調整用セットビス
１７前後位置調整用セットビス（前後位置調整手
段）
１８，５７，９０レンズ位置調整手段
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄレンズ位置調整用ネジ
５５弾性体
５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，５７Ｄレンズ位置調整用ネジ
８３上位弾性体
８４下位弾性体
８９レンズ保持部上下位置調整用ネジ（レンズ保
持部上下位置調整手段）
９０Ａ，９０Ｂ，９０Ｃ，９０Ｄレンズ位置調整用ネジ
９４下位弾性部材
９７上位弾性部材
１０１水冷ジャケット
１０２循環路
１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ配管
１０４Ａ入水用嵌合部
１０４Ｂ出水用嵌合部
Ｌレーザ光
Ｘ前後方向
Ｙ左右方向
Ｚ上下方向

Claims

レーザ光の集光部に向けて物質を溶解させるレーザ光を出射する、一対のワンチップ半導体レーザ光源を備えたレーザ加熱装置であって、
アルマイト処理されたアルミニウム合金により形成されているホルダー本体およびホルダカバーから形成されているホルダーと、
前記ホルダー本体内に設けられ、前端部に前記一方の下位ワンチップ半導体レーザ光源を有する下位ヒートシンクと、
前記下位ヒートシンクの上方に設けられ、前端部で前記下位ワンチップ半導体レーザ光源と向かい合うように配置された他方の上位ワンチップ半導体レーザ光源を有する上位ヒートシンクと、
前記下位ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメートする下位ｆａｓｔレンズを保持する下位レンズ保持部と、前記上位ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメートする上位ｆａｓｔレンズを保持する上位レンズ保持部から形成されているレンズ保持手段と、
前記ホルダー本体の前壁部と前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部との間にそれぞれ介装されている弾性絶縁部材と、
前記ホルダー本体の前壁部における上方および下方の左右方向に複数配置され、先端部が前記上位ヒートシンクもしくは前記下位ヒートシンクの前面と当接され、前記弾性絶縁部材の付勢力を使用して前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部をそれぞれ前後動させるレンズ位置調整手段
を備え、
前記レンズ位置調整手段により前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部をそれぞれ前後動させることにより、前後方向における前記下位ｆａｓｔレンズおよび前記上位ｆａｓｔレンズの位置調整を行うこと
を特徴とするレーザ加熱装置。
前記下位ヒートシンクと前記上位ヒートシンクの間に介装されている弾性絶縁体と、
前記上位ヒートシンクにおける前後方向および左右方向に複数配置され、前記弾性絶縁体を介して上位ヒートシンクを前記下位ヒートシンクに対して上下動する上下位置調整手段と、
前記ホルダー本体の前壁部の上方に少なくとも１つ配置され、先端部が前記上位ヒートシンクの前面と当接され、前記ホルダー本体の前壁部から前記上位ヒートシンクを前後動する第１前後位置調整手段と、前記ホルダー本体の前壁部に少なくとも１つ配置され、先端部が前記上位ヒートシンクの後面と当接され、前記ホルダー本体の後壁部から前記上位ヒートシンクを前後動する第２前後位置調整手段を有する前後位置調整手段
を備え、
前記上下位置調整手段および前記前後位置調整手段により前記上位ヒートシンクを上下動および前後動させることにより、上下方向および前後方向における前記上位ヒートシンクの位置調整を行うこと
を特徴とする請求項１記載のレーザ加熱装置。
レーザ光の集光部に向けて物質を溶解させるレーザ光を出射する、一対のワンチップ半導体レーザ光源を備えたレーザ加熱装置であって、
アルマイト処理されたアルミニウム合金により形成されているホルダー本体およびホルダカバーから形成されているホルダーと、
前記ホルダー本体内に設けられ、前端部に前記一方の下位ワンチップ半導体レーザ光源を有する下位ヒートシンクと、
前記下位ヒートシンクの上方に設けられ、前端部で前記下位ワンチップ半導体レーザ光源と向かい合うように配置された他方の上位ワンチップ半導体レーザ光源を有する上位ヒートシンクと、
前記下位ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメートする下位ｆａｓｔレンズを保持する下位レンズ保持部と、前記上位ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光をコリメートする上位ｆａｓｔレンズを保持する上位レンズ保持部から形成されているレンズ保持手段と、
前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部の後面と前記下位ヒートシンクおよび前記上位ヒートシンクの前面との間に介装される弾性体と、
前記ホルダー本体の前壁部における中央部上方および下方の左右方向に複数配置され、前記弾性体の付勢力を使用して、前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部をそれぞれ前後動させるレンズ位置調整手段
を備え、
前記レンズ位置調整手段により前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部をそれぞれ前後動させることにより、前後方向における前記下位ｆａｓｔレンズおよび前記上位ｆａｓｔレンズの位置調整を行うこと
を特徴とするレーザ加熱装置。
前記下位ヒートシンクと前記上位ヒートシンクの間に介装されている弾性絶縁体と、
前記上位ヒートシンクにおける前後方向および左右方向に複数配置され、前記弾性絶縁体を介して上位ヒートシンクを前記下位ヒートシンクに対して上下動する上下位置調整手段
を備え、
前記上下位置調整手段により前記上位ヒートシンクを上下動させることにより、上下方向における前記上位ヒートシンクの位置調整を行うこと
を特徴とする請求項３記載のレーザ加熱装置。
レーザ光の集光部に向けて物質を溶解させるレーザ光を出射する、一対のワンチップ半導体レーザ光源を備えたレーザ加熱装置であって、
アルマイト処理されたアルミニウム合金により形成されているホルダー本体およびホルダカバーから形成されているホルダーと、
前記ホルダー本体内に設けられ、前端部に前記一方の下位ワンチップ半導体レーザ光源を有する下位ヒートシンクと、
前記下位ヒートシンクの上方に設けられ、前端部で前記下位ワンチップ半導体レーザ光源と向かい合うように配置された他方の上位ワンチップ半導体レーザ光源を有する上位ヒートシンクと、
前記下位ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光を集光する下位ｆａｓｔレンズを保持する下位レンズ保持部と、前記上位ワンチップ半導体レーザ光源から出射されたレーザ光を集光する上位ｆａｓｔレンズを保持する上位レンズ保持部から形成されているレンズ保持手段と、
前記下位ワンチップ半導体レーザ光源と前記下位レンズ保持部の間に介装されている下位弾性体と、
前記上位ワンチップ半導体レーザ光源と前記上位レンズ保持部の間に介装されている上位弾性体と、
前記ホルダー本体の前壁部における中央部上方および下方の左右方向に複数配置され、先端部が前記下位レンズ保持部および前記上位レンズ保持部に当接され、前記下位弾性体および上位弾性体の付勢力を使用して前記ホルダー本体の前壁部から前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部を前後動するレンズ位置調整手段
を備え、
前記レンズ位置調整手段により前記レンズ保持手段の下位レンズ保持部および上位レンズ保持部をそれぞれ前後動させることにより、前後方向における前記下位ｆａｓｔレンズおよび前記上位ｆａｓｔレンズの位置調整を行うこと
を特徴とするレーザ加熱装置。
前記ホルダー本体に少なくとも１つ配置され、前記ホルダー本体から前記ホルダー本体と前記下位レンズ保持部の間に介装されている下位弾性部材を介して前記下位レンズ保持部まで挿入され前記下位レンズ保持部を上下動する第１レンズ保持部上下位置調整手段と、前記ホルダカバーに少なくとも１つ配置され、前記ホルダカバーから前記ホルダカバーと前記上位レンズ保持部の間に介装されている上位弾性部材を介して前記上位レンズ保持部まで挿入され前記上位レンズ保持部を上下動する第１レンズ保持部上下位置調整手段を有するレンズ保持部上下位置調整手段
を備え、
前記レンズ保持部上下位置調整手段により前記下位レンズ保持部および前記上位レンズ保持部を上下動させることにより、上下方向における前記下位レンズ保持部および前記上位レンズ保持部の位置調整を行うこと
を特徴とする請求項５記載のレーザ加熱装置。
ホースが嵌合される入水用および出水用の嵌合部と、
前記入水用嵌合部から前記出水用嵌合部まで配管により形成されている循環路
を備える水冷ジャケットが、
前記ホルダー本体の上部に設けられること
を特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のレーザ加熱装置。
前記ホルダー本体の内面に設けられ、前記下位ヒートシンクが接合されている熱伝導絶縁シートを備え、
前記上位ヒートシンクの上面を表面研磨し、前記ホルダカバーの下面を表面研磨し、これら上面が表面研磨されている前記上位ヒートシンクと、下面が表面研磨されている前記ホルダカバーとの間に介装されているインジニウムシートを備えること
を特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のレーザ加熱装置。