JP2006147986A - レーザー加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヘッドユニットに不具合が生じた場合におけるメンテナンス性を向上させたレーザー加工装置を提供する。
【解決手段】 共振器２０及びＱスイッチ２４からなるレーザー発振器３により生成されるレーザー出力光をワークＡに対して照射するヘッドユニット２と、共振器２０へレーザー励起光を伝送する光ファイバーケーブル４ａと、レーザー励起光を供給するコントローラユニットを備え、コントローラユニットが、ユニット本体１１と、ユニット本体１１に着脱可能に取り付けられる励起光源モジュール５からなり、ユニット本体１１が、共振器２０の出力制御を行う制御回路１２と、ヘッドユニット２及び励起光源モジュール５に対して電力供給を行う電源回路１３を有し、励起光源モジュール５が、光ファイバーケーブル４の端部が取り付けられるモジュール筐体５ａと、レーザー励起光を出力する励起光発生器６を有するように構成される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、レーザー加工装置に係り、さらに詳しくは、レーザー結晶からなる共振器により生成されたレーザー出力光を加工対象物に対して照射するヘッドユニットと、レーザー結晶の光ポンピングに用いられるレーザー励起光を生成するコントローラユニットとを光ファイバーケーブルによって接続したレーザー加工装置の改良に関する。

レーザー光を加工対象物（ワーク）に照射することにより、ワーク表面に文字を印字したり、図形を刻印するレーザー加工装置として、レーザーマーキング装置がある。近年、高いレーザー出力が得られるとともに、小スポットへの集光が容易であることから、レーザー媒質にＹＡＧやＹＶＯ４などの結晶（レーザー結晶）を用いる固体レーザーがレーザーマーキング装置として普及している。

一般に、この様なレーザー加工装置は、レーザー結晶及び一対の共振用ミラーからなる共振器と、レーザー結晶の光ポンピングに用いられるレーザー励起光を生成するレーザーダイオード（ＬＤ）などの半導体レーザー発光素子と、共振器の出力制御を行う制御回路と、半導体レーザー発光素子に電力供給を行う電源回路からなる。レーザー結晶にレーザー励起光を照射すれば、レーザー結晶を構成する各原子が励起され、レーザー結晶内にエネルギー準位に関する反転分布が形成されると、共振器から誘導放射によるレーザー出力光が出力される。

最近では、製造ラインなどへの設置を容易化するという観点から、レーザー出力光をワークに対して照射するレーザー出力部の小型化が要求されている。そこで、レーザー出力部から半導体レーザー発光素子、制御回路及び電源回路を分離して配置するレーザー加工装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載のレーザー加工装置は、レーザー出力光をワークに対して照射するレーザー出力部としてのヘッドユニットと、ヘッドユニットにレーザー励起光を伝送する光ファイバーケーブルと、光ファイバーケーブルにレーザー励起光を供給するコントローラユニットにより構成される。ヘッドユニットは、共振器と、共振器からのレーザー出力光を２次元走査するための一対のガルバノミラーからなる走査系と、共振器及び走査系が配置される筐体（以下、ヘッド筐体という）を有している。コントローラユニットは、半導体レーザー発光素子、制御回路、電源回路及びこれらが配置される筐体（以下、コントローラ筐体という）を有している。

この様にして、レーザー出力部からコントローラユニットを分離し、両者を光ファイバーケーブルで接続することにより、ヘッドユニットの筐体サイズを小型化することができる。
特願２００３−１５３４７６号公報

上述したレーザー加工装置では、レーザー出力を安定化させるために、光軸がずれないように、光ファイバーケーブルをヘッド筐体及びコントローラ筐体にそれぞれ接続する必要がある。このため、光ファイバーケーブルをヘッド筐体又はコントローラ筐体から一旦取り外すと、その後の光軸調整が容易ではなかった。このことから、従来のレーザー加工装置では、ヘッドユニットに不具合が生じた場合であっても、ヘッドユニットをコントローラユニットから取り外すことはできず、ヘッドユニット及びコントローラユニットをともに設置場所から整備工場などへ搬送しなければならないという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、レーザー出力部からコントローラユニットを分離して光ファイバーケーブルで接続しているレーザー加工装置におけるメンテナンス性を向上させることを目的とする。特に、共振器を有するヘッドユニットに不具合が生じた場合に、ヘッドユニットを整備工場に搬送する際の搬送性を向上させたレーザー加工装置を提供することを目的とする。また、Ｑスイッチによりレーザー出力光の出力タイミングを決定するレーザー加工装置における安全性を向上させることを目的とする。

本発明によるレーザー加工装置は、第１の筐体内にレーザー結晶からなる共振器を有し、レーザー結晶の光ポンピングに基づいて共振器により生成されるレーザー出力光を加工対象物に対して照射するヘッドユニットと、上記第１の筐体に一端が接続され、上記共振器へ光ポンピング用のレーザー励起光を伝送する光ファイバーケーブルと、上記光ファイバーケーブルの他端が接続され、上記レーザー励起光を供給するコントローラユニットとを備え、上記コントローラユニットが、ユニット本体と、ユニット本体に着脱可能に取り付けられる励起光源モジュールとからなり、上記ユニット本体が、上記共振器の出力制御を行う制御回路と、上記ヘッドユニット及び上記励起光源モジュールに対して電力供給を行う電源回路とを有し、上記励起光源モジュールが、光ファイバーケーブルの端部が取り付けられる第２の筐体と、当該光ファイバーケーブルの端面に対向させて第２の筐体内に配置され、レーザー励起光を生成する半導体レーザー発光素子とを有するように構成される。

この様な構成により、光ファイバーケーブルの他端が接続される励起光源モジュールは、ユニット本体に着脱可能に取り付けられる。このため、上記光ファイバーケーブルの一端が接続されるヘッドユニットと、励起光源モジュールとが当該光ファイバーケーブルによって接続された状態で、ヘッドユニットをユニット本体から分離することができる。従って、不具合が生じた場合などにヘッドユニットをユニット本体から取り外しても、励起光源モジュールをユニット本体に取り付ける際の光軸調整が不要となるので、メンテナンス性を向上させることができる。特に、ヘッドユニットが電源回路を収容するユニット本体から取り外せるので、ヘッドユニットを整備工場に搬送する際の搬送性を向上させることができる。

本発明によるレーザー加工装置は、上記構成に加え、上記ヘッドユニットが、共振器内に配置され、信号伝送ケーブルから入力される制御信号に基づいてレーザー出力光の出力タイミングを決定するＱスイッチを有し、上記励起光源モジュールが、上記制御回路に対して着脱可能に接続され、当該制御回路から入力される制御信号を上記信号伝送ケーブルに出力するＱスイッチ用接続端子を有し、上記ユニット本体が、上記Ｑスイッチ用接続端子の着脱状態を監視する接続状態監視手段を有し、上記電源回路が、着脱状態の監視結果に基づいて励起光源モジュールに対する電力供給を行うように構成される。

この様な構成によれば、ヘッドユニットのＱスイッチへ信号伝送ケーブルを介して制御信号を出力するＱスイッチ用接続端子を励起光源モジュールが有し、ユニット本体の電源回路がＱスイッチ用接続端子に関する着脱状態の監視結果に基づいて電力供給を行うので、不用意にレーザー出力光が出力されるのを防止することができ、安全性を向上させることができる。特に、Ｑスイッチ用接続端子がユニット本体の制御回路に接続されていないにもかかわらず、電源回路から励起光源モジュールの半導体レーザー発光素子に電力供給されるのを防止することができる。

また、本発明によるレーザー加工装置は、上記構成に加え、上記ユニット本体が、上記第２の筐体における光ファイバーケーブルの接続方向に上記励起光源モジュールが挿入される開口部を側面パネルに設けた第３の筐体と、上記開口部に開閉可能に設けられ、励起光源モジュールを第３の筐体内に収容した際に、第２の筐体における光ファイバーケーブルの取り付け面に配置される上記Ｑスイッチ用接続端子をカバーする端子蓋と、上記端子蓋の開閉を検出可能な蓋センサーとを有し、上記電源回路が、Ｑスイッチ用接続端子に関する着脱状態の監視結果及び端子蓋の開閉検出結果に基づいて電力供給を行うように構成される。

また、本発明によるレーザー加工装置は、上記構成に加え、上記励起光源モジュールが、レーザー励起光の生成時に上記半導体レーザー発光素子を冷却する電子冷却素子を有し、上記電源回路が、上記電子冷却素子に対して電力供給を行うように構成される。

また、本発明によるレーザー加工装置は、上記構成に加え、上記励起光源モジュールが、上記半導体レーザー発光素子を駆動する発光素子駆動回路を有し、上記電源回路が、上記発光素子駆動回路に対して電力供給を行うように構成される。

本発明によるレーザー加工装置によれば、光ファイバーケーブルの他端が接続される励起光源モジュールは、ユニット本体に着脱可能に取り付けられる。このため、上記光ファイバーケーブルの一端が接続されるヘッドユニットと、励起光源モジュールとが当該光ファイバーケーブルによって接続された状態で、ヘッドユニットをユニット本体から分離することができる。従って、不具合が生じた場合などにヘッドユニットをユニット本体から取り外しても、励起光源モジュールをユニット本体に取り付ける際の光軸調整が不要となるので、メンテナンス性を向上させることができる。特に、ヘッドユニットが電源回路を収容するユニット本体から取り外せるので、ヘッドユニットを整備工場に搬送する際の搬送性を向上させることができる。

また、ヘッドユニットのＱスイッチへ信号伝送ケーブルを介して制御信号を出力するＱスイッチ用接続端子を励起光源モジュールが有し、ユニット本体の電源回路がＱスイッチ用接続端子に関する着脱状態の監視結果に基づいて電力供給を行うので、不用意にレーザー出力光が出力されるのを防止することができ、安全性を向上させることができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるレーザー加工装置の一構成例を示したブロック図であり、レーザー出力光をワーク（加工対象物）Ａに照射して印字や刻印などの加工を行うレーザーマーキング装置が示されている。本実施の形態によるレーザー加工装置１は、レーザー出力光を出力するヘッドユニット２と、レーザー励起光を伝送する光ファイバーケーブル４ａと、レーザー励起光を供給するコントローラユニットからなる。このコントローラユニットは、ユニット本体１１と、ユニット本体１１に着脱可能に取り付けられる励起光源モジュール５からなる。

<ヘッドユニット２>
ヘッドユニット２は、レーザー励起光に基づいてレーザー出力光を生成するレーザー発振器３と、生成されたレーザー出力光を２次元走査する走査系２６と、レーザー発振器３及び走査系２６を収容するヘッド筐体（第１の筐体）からなる。ヘッド筐体には、光ファイバーケーブル４ａ及び信号伝送ケーブル４ｂが接続される接続部２１ａと、ユニット本体１１から電力が供給される接続端子２１ｂと、ユニット本体１１から制御信号が入力される接続端子２１ｃが設けられている。

レーザー発振器３は、共振器２０と、共振器２０内に配置されるＱスイッチ２４からなる。共振器２０は、棒状のレーザー媒質からなるレーザー結晶２３と、レーザー結晶２３を挟んで配置される一対の共振用ミラー２２ａ及び２２ｂにより構成される。各共振用ミラー２２ａ及び２２ｂは、いずれもレーザー結晶２３の軸方向に垂直に配置され、反射面を対向させてヘッド筐体に固定されている。ここでは、レーザー励起光をレーザー結晶２３の端面に入射させる励起方式、いわゆるエンドポンピング方式が採用されているものとする。すなわち、レーザー励起光は、共振器２０の光軸に沿ってレーザー結晶２３に入力される。

レーザー励起光の入力側に配置される共振用ミラー２２ａは、全反射型反射鏡となっている。出力側に配置される共振用ミラー２２ｂは、半透過型反射鏡となっており、レーザー励起光を吸収することによって励起したレーザー結晶２３から誘導放射されたレーザー光の一部をレーザー出力光として出力させることができる。

レーザー結晶２３は、レーザー励起光の吸収による光ポンピングによってエネルギー準位に関する反転分布の形成が可能な結晶固体であって、エネルギー準位間の遷移によってレーザー光を放射する結晶固体である。具体的には、ネオジウム（Ｎｄ）イオンをドープ（注入）したＹＡＧ（イットリウム及びアルミニウムからなるガーネット結晶）やＹＶＯ４（イットリウム・バナジウム酸塩）がレーザー結晶２３として用いられる。レーザー結晶２３から放射されたレーザー光は、共振用ミラー２２ａ及び２２ｂによって反射され、共振用ミラー間で往復することにより増幅される。

Ｑスイッチ２４は、レーザー出力光の出力タイミングを決定するデバイスであり、レーザー結晶２３と、出力側の共振用ミラー２２ｂとの間に配置されている。ここでは、信号伝送ケーブル４ｂから入力される制御信号に基づいてオンオフする音響光学素子（ＡＯ素子）がＱスイッチ２４として用いられるものとする。具体的には、共振器２０の光軸上に配置される透明部材と、制御信号としてのＲＦ信号の入力によって超音波を発生する超音波発生器により構成され、超音波の伝搬方向について透明部材の屈折率が変化することでレーザー出力がオンオフされる。Ｑスイッチ２４を適当なタイミングでオンオフさせることにより、連続放射に比べて、ピークパワーが極めて高いパルス状のレーザー出力を得ることができる。

なお、Ｑスイッチ２４としては、ＡＯ素子に代えて、電圧の印加によって屈折率が変化する電気光学素子を用いても良い。

レーザー発振器３により生成されたレーザー出力光は、ミラー２５によって直角に光路が曲げられ、走査系２６へ入力される。走査系２６は、レーザー出力光を２次元走査するためのミラー及び駆動部からなる。ここでは、一対のガルバノミラー及び駆動用モーターからなるものとする。各ガルバノミラーは、駆動用モーターの直交する回転軸にそれぞれ取り付けられ、互いに独立して回転することでレーザー出力光を２次元走査させることができる。走査系２６へは、接続端子２１ｂを介してユニット本体１１から電力が供給され、接続端子２１ｃを介して制御信号が入力される。

<光ファイバーケーブル４ａ>
光ファイバーケーブル４ａは、ヘッドユニット２のレーザー発振器３へレーザー励起光を伝送するための伝送路であり、石英ガラスなどの線状の透明部材からなる。光ファイバーケーブル４ａは、端面に入射した光を内部で反射させながら伝搬させることにより、エネルギー損失が極めて小さな伝送路となっている。ここで、光ファイバーケーブル４ａは、一端がヘッド筐体に接続され、他端が励起光源モジュール５の筐体（以下、モジュール筐体という）に接続されている。

光ファイバーケーブル４ａとヘッド筐体及びモジュール筐体とは、それぞれ接続後に光軸調整が行われ、光ファイバーケーブル４ａの端部は、光軸がずれないように各筐体に固定される。

<ユニット本体１１>
ユニット本体１１は、ヘッドユニット２及び励起光源モジュール５の動作制御を行う制御回路１２と、ヘッドユニット２及び励起光源モジュール５に対して電力供給を行う電源回路１３と、Ｑスイッチ用接続端子１８の着脱状態を監視する接続状態監視部１４ａと、端子蓋の開閉を検出可能な蓋センサー１４ｂと、これらを収容する本体筐体（第３の筐体）により構成される。

本体筐体には、端子部１５及び１６が設けられている。端子部１５は、ヘッドユニット２の接続端子２１ｃに制御信号を伝送する信号伝送ケーブルが着脱可能に接続される接続端子と、励起光源モジュール５の端子部１８に着脱可能に接続するコネクタからなる。端子部１６は、接続端子２１ｂに電力を供給する電源ケーブルが着脱可能に接続される接続端子と、励起光源モジュール５の端子部１９に着脱可能に接続するコネクタからなる。

制御回路１２は、走査系２６に対して駆動制御を行うとともに、レーザー発振器３の出力制御を行っている。すなわち、ユーザによる操作入力、又は、制御プログラムに従って、レーザー出力光を２次元走査する制御が行われる。また、Ｑスイッチ２４をオンオフさせる制御が行われる。Ｑスイッチ２４に対する制御信号は、端子部１５及び端子部１８を介してユニット本体１１から一旦、励起光源モジュール５に入力され、信号伝送ケーブル４ｂを介して励起光源モジュール５からヘッドユニット２へ伝送される。

接続状態監視部１４ａは、端子部１５及び１６の各コネクタがそれぞれ端子部１８及び端子部１９に接続されているか否かを監視する動作を行っている。具体的には、伝送されるＲＦ信号の伝送路端による反射波に基づいて端子部１８の着脱状態を識別することができる。また、電圧レベルの変化から端子部１９の着脱状態を識別することができる。

蓋センサー１４ｂは、本体筐体に開閉可能に設けられる端子蓋が閉まっているか否かを検出する動作を行っている。具体的には、端子蓋が閉まるとオン状態となるスイッチを用いて端子蓋の開閉を検出することができる。端子蓋は、閉じた状態において端子部１８及び１９を覆い、ユーザが端子部１８及び１９やコネクタに触れることができないようになっている。これにより、レーザー発振中に不用意に各コネクタが端子部１８及び１９から外れるのを防止している。

電源回路１３は、端子部１８及び端子部１９に関する着脱状態の監視結果と、端子蓋に関する開閉の検出結果に基づいてヘッドユニット２及び励起光源モジュール５に対する電力供給を行う。具体的には、監視結果及び検出結果の論理積が求められ、端子部１８及び端子部１９がいずれも接続されており、そして、端子蓋が閉まっている場合に、励起光源モジュール５の半導体レーザー発光素子７に対する電力供給が許可される。

<励起光源モジュール５>
励起光源モジュール５は、レーザー励起光を出力する励起光発生器６と、ドライバ９と、ペルチェ素子１０と、これらを収容するモジュール筐体（第２の筐体）からなる。モジュール筐体には、光ファイバーケーブル４ａ及び信号伝送ケーブル４ｂが接続される接続部１７と、ユニット本体１１の制御回路１２から制御信号が入力される端子部１８と、電源回路１３から電力が供給される端子部１９が設けられている。なお、図示しないが、励起光源モジュール５には、半導体レーザー発光素子７の素子点灯用電源が内蔵されている。この半導体レーザー発光素子７の素子点灯用電源は、ユニット本体１１側に設けても良い。

励起光発生器６は、レーザー励起光を生成するレーザーダイオード（ＬＤ）などの半導体レーザー発光素子７と、生成されたレーザー励起光を集光する集光レンズ８により構成される。半導体レーザー発光素子７は、発光面を光ファイバーケーブル４ａの端面に対向させてモジュール筐体内に固定されている。

ドライバ９は、半導体レーザー発光素子７を駆動する発光素子駆動回路であり、端子部１９を介して電源回路１３から供給される電力について昇圧する動作を行っている。すなわち、ドライバ９は、電源回路１３から入力された電圧を励起光の生成が可能なレベルまで引き上げて半導体レーザー発光素子７に供給している。

ペルチェ素子（Peltier device）１０は、レーザー励起光の生成時に半導体レーザー発光素子７を冷却する電子冷却素子であり、端子部１９を介して電源回路１３から供給される電力によって動作している。ペルチェ素子１０は、異種の金属間の接合面に電流を流すことにより、金属間で熱が移動するというぺルチェ効果を利用したデバイスである。ペルチェ素子１０を動作させることにより、レーザー励起光の生成に伴って生じる熱によって励起光発生器６周辺が高温になるのを抑制することができる。

図２及び図３は、図１のレーザー加工装置の一例を示した外観斜視図である。図２には、励起光源モジュール５をユニット本体１１に装着させた収容状態におけるコントローラユニットの背面側の様子が示され、図３には、励起光源モジュール５をユニット本体１１から取り外した分離状態の様子が示されている。この例では、ヘッド筐体２ａが光ファイバーケーブル４ａの接続方向に長い横長の直方体形状となっている。また、光ファイバーケーブル４ａ及び信号伝送ケーブル４ｂがケーブル管３１内に配線されている。

ケーブル管３１は、一端がヘッド筐体２ａの一端面に配置される接続部２１ａに接続され、他端がモジュール筐体５ａの背面パネルに配置される接続部１７に接続されている。ヘッド筐体２ａに設けられた接続端子２１ｃに接続される制御信号伝送用の信号伝送ケーブル３２は、本体筐体１１ａの背面パネル１１ｂに配置されている接続端子３４ａにコネクタ３４を介して着脱可能に接続される。また、ヘッド筐体２ａの上記端面に配置される接続端子２１ｂに接続される電力供給用の電源ケーブル３３は、背面パネル１１ｂに配置されている接続端子３５ａにコネクタ３５を介して着脱可能に接続される。

本体筐体１１ａの背面パネル１１ｂには、モジュール筐体５ａにおけるケーブル管３１の接続方向に励起光源モジュール５が挿入される開口部１１ｃと、この開口部１１ｃに開閉可能に取り付けられる端子蓋３９と、本体筐体１１ａ内で生じた熱を排出する冷却ファン３６と、各種機器が接続される端子台４０が設けられている。ここでは、本体筐体１１ａにおける側面パネルの１つを背面パネル１１ｂと呼んでいる。また、開口部１１ｃは、冷却ファン３６の上方に配置され、底辺部分が各コネクタ４１〜４３が設けられる端子部となっている。

端子蓋３９は、開口部１１ｃの底辺に配置され、励起光源モジュール５を本体筐体１１ａ内に収容した際に、モジュール筐体５ａの背面パネルに配置されているＱスイッチ用の接続端子４１ｂ、電源用の接続端子４２ｂ及び４３ｂと、本体筐体１１ａの背面パネル１１ｂに配置されている各コネクタ４１ａ〜４３ａとをカバーする。なお、ここでは、前述した端子部１８が接続端子４１ｂからなり、端子部１９が接続端子４２ｂ及び４３ｂからなるものとしている。また、端子部１５がコネクタ４１ａ及び接続端子３４ａからなり、端子部１６がコネクタ４２ａ，４３ａ及び接続端子３５ａからなるものとしている。

モジュール筐体５ａの背面パネルには、励起光源モジュール５をユニット本体１１に対して着脱する際に用いる取っ手（ハンドル）３８と、モジュール筐体５ａ内で生じた熱を排出する冷却ファン３７が設けられている。ケーブル管３１の接続方向に沿って取っ手３８を引くことにより、励起光源モジュール５を本体筐体１１ａから手前に引き出すことができる。

図４は、図１のレーザー加工装置における要部詳細の一例を示した斜視図であり、本体筐体１１ａ内に配置される制御ボード５２及び電源ブロック５１が示されている。制御ボード５２は、制御回路１２を構成する複数の配線基板からなり、本体筐体１１ａの底面に配置されている。

電源ブロック５１は、電源回路１３を構成する変圧器や配線基板からなり、本体筐体１１ａ底面における冷却ファン３６の背面側に配置されている。

本実施の形態によれば、励起光源モジュール５をユニット本体１１から容易に取り外すことができるので、ヘッドユニット２や励起光源モジュール５に不具合が生じた場合に、ヘッドユニット２などを整備工場に搬送する際の搬送性を向上させることができる。

また、ユニット本体１１の電源回路１３がＱスイッチ用接続端子１８に関する着脱状態の監視結果に基づいて電力供給を行うので、不用意にレーザー出力光が出力されるのを防止することができ、安全性を向上させることができる。特に、Ｑスイッチ用接続端子１８がユニット本体１１の制御回路１２に接続されていないにもかかわらず、電源用接続端子１９を介して電源回路１３から励起光源モジュール５の半導体レーザー発光素子７に電力供給されるのを防止することができる。

なお、本実施の形態では、レーザー励起光をレーザー結晶２３の端面に入力させるエンドポンピング方式で励起させる場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、レーザー励起光を共振器３の光軸に垂直な方向からレーザー結晶２３に入力させる、いわゆるサイドポンピング方式でレーザー結晶２３を励起させるものであっても良い。

本発明の実施の形態１によるレーザー加工装置の一構成例を示したブロック図である。 図１のレーザー加工装置の一例を示した外観斜視図であり、励起光源モジュール５をユニット本体１１に装着させた収容状態におけるコントローラユニットの背面側の様子が示されている。 図１のレーザー加工装置における要部詳細の一例を示した外観斜視図であり、励起光源モジュール５をユニット本体１１から取り外した分離状態の様子が示されている。 図１のレーザー加工装置における要部詳細の一例を示した斜視図であり、本体筐体１１ａ内に配置される制御ボード５２及び電源ブロック５１が示されている。

符号の説明

１ レーザー加工装置
２ ヘッドユニット
２ａ ヘッド筐体
３ レーザー発振器
４ａ 光ファイバーケーブル
４ｂ 信号伝送ケーブル
５ 励起光源モジュール
５ａ モジュール筐体
６ 励起光発生器
７ 半導体レーザー発光素子
８ 集光レンズ
９ ドライバ
１０ ペルチェ素子
１１ ユニット本体
１１ａ 本体筐体
１１ｂ 背面パネル
１１ｃ 開口部
１２ 制御回路
１３ 電源回路
１４ａ 接続状態監視部
１４ｂ 蓋センサー
１５，１６，１８，１９ 端子部
１７ 接続部
２０ 共振器
２１ａ 接続部
２１ｂ，２１ｃ 接続端子
２２ａ，２２ｂ 共振用ミラー
２３ レーザー結晶
２４ Ｑスイッチ
２６ 走査系
３１ ケーブル管
３２ 信号伝送ケーブル
３３ 電源ケーブル
３４，３５ コネクタ
３４ａ，３５ａ 接続端子
３６，３７ 冷却ファン
３８ 取っ手
３９ 端子蓋
４０ 端子台
４１ａ〜４３ａ コネクタ
４１ｂ〜４３ｂ 接続端子
５１ 電源ブロック
５２ 制御ボード

Claims (5)

1. 第１の筐体内にレーザー結晶からなる共振器を有し、レーザー結晶の光ポンピングに基づいて共振器により生成されるレーザー出力光を加工対象物に対して照射するヘッドユニットと、
   上記第１の筐体に一端が接続され、上記共振器へ光ポンピング用のレーザー励起光を伝送する光ファイバーケーブルと、
   上記光ファイバーケーブルの他端が接続され、上記レーザー励起光を供給するコントローラユニットとを備え、
   上記コントローラユニットは、ユニット本体と、ユニット本体に着脱可能に取り付けられる励起光源モジュールとからなり、
   上記ユニット本体は、上記共振器の出力制御を行う制御回路と、上記ヘッドユニット及び上記励起光源モジュールに対して電力供給を行う電源回路とを有し、
   上記励起光源モジュールは、光ファイバーケーブルの端部が取り付けられる第２の筐体と、当該光ファイバーケーブルの端面に対向させて第２の筐体内に配置され、レーザー励起光を生成する半導体レーザー発光素子とを有することを特徴とするレーザー加工装置。
2. 上記ヘッドユニットは、共振器内に配置され、信号伝送ケーブルから入力される制御信号に基づいてレーザー出力光の出力タイミングを決定するＱスイッチを有し、
   上記励起光源モジュールは、上記制御回路に対して着脱可能に接続され、当該制御回路から入力される制御信号を上記信号伝送ケーブルに出力するＱスイッチ用接続端子を有し、
   上記ユニット本体は、上記Ｑスイッチ用接続端子の着脱状態を監視する接続状態監視手段を有し、
   上記電源回路は、着脱状態の監視結果に基づいて励起光源モジュールに対する電力供給を行うことを特徴とする請求項１に記載のレーザー加工装置。
3. 上記ユニット本体は、上記第２の筐体における光ファイバーケーブルの接続方向に上記励起光源モジュールが挿入される開口部を側面パネルに設けた第３の筐体と、
   上記開口部に開閉可能に設けられ、励起光源モジュールを第３の筐体内に収容した際に、第２の筐体における光ファイバーケーブルの取り付け面に配置される上記Ｑスイッチ用接続端子をカバーする端子蓋と、
   上記端子蓋の開閉を検出可能な蓋センサーとを有し、
   上記電源回路は、Ｑスイッチ用接続端子に関する着脱状態の監視結果及び端子蓋の開閉検出結果に基づいて、電力供給を行うことを特徴とする請求項２に記載のレーザー加工装置。
4. 上記励起光源モジュールは、レーザー励起光の生成時に上記半導体レーザー発光素子を冷却する電子冷却素子を有し、
   上記電源回路は、上記電子冷却素子に対して電力供給を行うことを特徴とする請求項１に記載のレーザー加工装置。
5. 上記励起光源モジュールは、上記半導体レーザー発光素子を駆動する発光素子駆動回路を有し、
   上記電源回路は、上記発光素子駆動回路に対して電力供給を行うことを特徴とする請求項１に記載のレーザー加工装置。
   

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