JP2019063817A - Laser processing head - Google Patents

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Abstract

To provide a laser processing head that is miniaturized by shortening a length of an optical path.SOLUTION: A laser processing head 1 provided to a laser processing machine includes: a housing 10; a scanning part 50; an optical member 40; a transparent member 60; and a light shielding member 80 for covering a peripheral part S2 while exposing an irradiation region S1 of the transparent member 60. The optical member 40 is provided in a position upstream from the light shielding member 80 in an irradiation direction and overlapping on the light shielding member 80 and the transparent member 60 in the irradiation direction.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、レーザ光を走査して加工対象物に照射して印字を行うレーザ加工装置に備えられるレーザ加工ヘッドに関するものである。   The present invention relates to a laser processing head provided in a laser processing apparatus that scans a laser beam and irradiates a workpiece with a print.

従来、レーザ加工ヘッドを備えたレーザ加工装置が知られている。例えば、特許文献1に記載の技術において、レーザ加工ヘッドは、レーザ光源、走査ユニット、fθレンズ等を備える。走査ユニットは、レーザ光源から出射したレーザ光を二次元走査する。fθレンズは、走査ユニットにより走査されたレーザ光を集光する。レーザ光が加工対象物に照射されることにより、加工対象物に対して印字(加工)がなされる。   BACKGROUND Conventionally, a laser processing apparatus provided with a laser processing head is known. For example, in the technology described in Patent Document 1, the laser processing head includes a laser light source, a scanning unit, an fθ lens, and the like. The scanning unit two-dimensionally scans the laser light emitted from the laser light source. The fθ lens condenses the laser beam scanned by the scanning unit. By irradiating the processing object with the laser beam, printing (processing) is performed on the processing object.

特開2016−68137号公報JP, 2016-68137, A

レーザ光は、レーザ光を透過する部材であるfθレンズを通過してレーザ加工ヘッドから出射する。レーザ光は走査ユニットによって走査された状態で出射するので、fθレンズは、レーザ光の走査範囲を全てカバーするように、走査領域より大きな面積のものが使用される。加工対象物からの反射光が、fθレンズを再度通過してレーザ加工ヘッド内に侵入する可能性がある。反射光は、fθレンズにおける走査領域の周辺部からも、レーザ加工ヘッド内に侵入する可能性がある。   The laser beam passes through an fθ lens, which is a member that transmits the laser beam, and emits from the laser processing head. Since the laser beam is emitted in a scanned state by the scanning unit, an fθ lens having a larger area than the scanning area is used so as to cover the entire scanning range of the laser light. Reflected light from the object to be processed may pass through the fθ lens again and enter the laser processing head. The reflected light may penetrate into the laser processing head also from the peripheral portion of the scanning area in the fθ lens.

レーザ加工ヘッドには、レーザ光の光路やビーム径等を調整するために、レーザ光の光路上に、反射ミラー、ダイクロイックミラー、レンズ等の光学部材が設置されている。また、一般に、レーザ加工ヘッドに、ガイドレーザー用の可視光を反射又は透過する為の光学部材が設置されることもある。光学部材は、fθレンズから侵入した反射光が当たらない位置に配置される必要がある。光学部材は、fθレンズから離隔した位置に配置されるので、レーザ光や可視光が光学部材からfθレンズへ至る光路の長さが長くなり、レーザ加工ヘッド装置全体が大型化していた。   In the laser processing head, optical members such as a reflection mirror, a dichroic mirror, and a lens are disposed on the optical path of the laser light in order to adjust the optical path and the beam diameter of the laser light. In general, an optical member for reflecting or transmitting visible light for a guide laser may be installed in the laser processing head. The optical member needs to be disposed at a position where the reflected light entering from the fθ lens does not strike. Since the optical member is disposed at a position separated from the fθ lens, the length of the optical path from the optical member to the fθ lens from the optical member and the visible light is increased, and the entire laser processing head device is enlarged.

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、光路の長さを短縮し、小型化したレーザ加工ヘッドを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a laser processing head which has a reduced optical path length and is miniaturized.

この目的を達成するために、請求項1記載の発明は、レーザ加工機に備えられるレーザ加工ヘッドであって、筐体と、筐体に内蔵され、レーザ光源から出射された光を走査して、筐体の一面へ向かう方向である照射方向に反射する走査部と、筐体に内蔵され、レーザ光源から出射された光が走査部へ向かう経路上であって、走査部の直前に配置される光学部材と、筐体の一面に設けられ、走査部に走査された光を筐体の外部へ透過させる透明部材と、透明部材の、走査部に走査された光が照射される領域である照射領域を露出するとともに、照射領域の周辺であって、照射方向において透明部材と重なる領域である周辺部を覆う遮光部材と、を有し、光学部材が、遮光部材より照射方向における上流であって照射方向において遮光部材及び透明部材と重なる位置に設けられること、を特徴とする。   In order to achieve this object, the invention according to claim 1 is a laser processing head provided in a laser processing machine, which is incorporated in a case and a case and scans light emitted from a laser light source. A scanning unit that reflects light in an irradiation direction that is directed to one surface of the casing, and a built-in casing, which is disposed on a path toward light to the scanning unit and in front of the scanning unit. An optical member, a transparent member provided on one surface of the housing for transmitting light scanned by the scanning unit to the outside of the housing, and an area of the transparent member to which the light scanned by the scanning unit is irradiated. A light shielding member that exposes the irradiation region and covers the peripheral portion that is the periphery of the irradiation region and that overlaps the transparent member in the irradiation direction; and the optical member is upstream of the light shielding member in the irradiation direction Light shielding member and light It is provided at a position overlapping with member, and wherein.

また、請求項2記載の発明は、請求項1記載のレーザ加工ヘッドであって、遮光部材は、照射方向において透明部材と離隔して設けられること、を特徴とする。   The invention according to claim 2 is the laser processing head according to claim 1, characterized in that the light shielding member is provided separately from the transparent member in the irradiation direction.

また、請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のレーザ加工ヘッドであって、遮光部材は、照射方向において透明部材より上流に配置されること、を特徴とする。   The invention according to claim 3 is the laser processing head according to claim 1 or 2, wherein the light shielding member is disposed upstream of the transparent member in the irradiation direction.

また、請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか記載のレーザ加工ヘッドであって、遮光部材は、遮光部材の第1部分における、遮光部材から前記照射領域の中心軸までの距離である第1距離が、照射方向において第1部分より下流の第2部分における、遮光部材から中心軸までの距離である第2距離より、短く形成されること、を特徴とする。   The invention according to claim 4 is the laser processing head according to any one of claims 1 to 3, wherein the light blocking member is a portion from the light blocking member to the central axis of the irradiation area in the first portion of the light blocking member. It is characterized in that the first distance which is the distance is formed shorter than the second distance which is the distance from the light blocking member to the central axis in the second portion downstream of the first portion in the irradiation direction.

また、請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか記載のレーザ加工ヘッドであって、可視光を光学部材へ出射する可視光源を、さらに有し、光学部材は、レーザ光源から出射された光及び可視光源から出射された光のいずれか一方を透過し、レーザ光源から出射された光及び可視光源から出射された光の他方を反射する、ダイクロイックミラーであること、を特徴とする。   The invention according to claim 5 is the laser processing head according to any one of claims 1 to 4, further comprising a visible light source for emitting visible light to the optical member, the optical member being a laser light source It is a dichroic mirror that transmits either the emitted light or the light emitted from the visible light source, and reflects the other of the light emitted from the laser light source and the light emitted from the visible light source. Do.

また、請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれか記載のレーザ加工ヘッドであって、光学部材を保持する保持部を、さらに有し、保持部は、筐体より小さい熱伝導率を有する、ことを特徴とする。   The invention according to claim 6 is the laser processing head according to any one of claims 1 to 5, further comprising a holding portion for holding the optical member, the holding portion having a smaller thermal conductivity than the housing. It is characterized by having a rate.

請求項1に係る発明のレーザ加工ヘッドでは、筐体に走査部が内蔵され、筐体の一面に透明部材が設けられる。レーザ光源からの光は走査部に走査される。走査部に走査された光は、透明部材を通過して筐体の外部へ出射する。筐体の外部へ出射された光は、加工対象物によってその一部が透明部材に向かって反射される。反射光が透明部材を通過して筐体の内部に侵入することがある。   In the laser processing head according to the first aspect of the present invention, the scanning unit is incorporated in the housing, and the transparent member is provided on one surface of the housing. Light from the laser light source is scanned by the scanning unit. The light scanned by the scanning unit passes through the transparent member and is emitted to the outside of the housing. A part of the light emitted to the outside of the housing is reflected by the processing object toward the transparent member. Reflected light may pass through the transparent member and enter the inside of the housing.

レーザ加工ヘッドは、その筐体内に光学部材を有する。光学部材は、レーザ光源から出射された光が走査部へ向かう経路上であって、走査部の直前に配置される。   The laser processing head has an optical member in its housing. The optical member is disposed on the path of light emitted from the laser light source toward the scanning unit and in front of the scanning unit.

請求項1に係る発明のレーザ加工ヘッドは、遮光部材を有する。遮光部材は、透明部材の、照射領域の周辺であって照射方向において透明部材と重なる領域である周辺部を覆うように配設され、遮光部材が反射光を遮るので、反射光が筐体内部へ侵入する範囲が限定される。したがって、請求項1に係る発明のレーザ加工ヘッドにおいては、遮光部材を設けない場合と比較して、光学部材を透明部材に近づけて配置することができ、透明部材から光学部材までの距離を短縮することができる。よって、光学部材から透明部材へ至る光路の長さが短縮され、装置全体の小型化が実現される。   The laser processing head of the invention which concerns on Claim 1 has a light-shielding member. The light shielding member is disposed so as to cover the peripheral portion of the transparent member which is the periphery of the irradiation area and which is the area overlapping the transparent member in the irradiation direction, and the light shielding member blocks the reflected light. The range of penetration is limited. Therefore, in the laser processing head according to the first aspect of the present invention, the optical member can be disposed closer to the transparent member as compared to the case where the light shielding member is not provided, and the distance from the transparent member to the optical member is shortened. can do. Therefore, the length of the optical path from the optical member to the transparent member is shortened, and the miniaturization of the entire apparatus is realized.

また、請求項2に係る発明のレーザ加工ヘッドでは、遮光部材は、照射方向において透明部材と離隔して設けられる。遮光部材に反射光が当たると、遮光部材が熱を持つ。請求項2に係る発明のレーザ加工ヘッドと異なり、遮光部材と透明部材との間に隙間が無く遮光部材と透明部材とが接触している場合、遮光部材から透明部材へ熱が伝わる。熱により透明部材が歪んだり損傷したりすることがある。透明部材の歪みや損傷により、印字品質が低下するおそれがある。例えば、透明部材の歪みや損傷により、レーザ光に対して屈折、散乱、回折、吸収などが生じ、レーザ光が目標位置と異なる位置に照射されたり意図した光強度に達しない場合があるため、印字位置ズレや印字カスレといった印字品質の低下が起こる。   In the laser processing head of the invention according to claim 2, the light shielding member is provided separately from the transparent member in the irradiation direction. When the reflected light strikes the light shielding member, the light shielding member has heat. Unlike the laser processing head according to the second aspect of the invention, when there is no gap between the light shielding member and the transparent member and the light shielding member is in contact with the transparent member, heat is transmitted from the light shielding member to the transparent member. The heat may distort or damage the transparent member. The distortion or damage of the transparent member may reduce the printing quality. For example, distortion or damage to the transparent member may cause refraction, scattering, diffraction, absorption, and the like to the laser light, and the laser light may not be irradiated to a position different from the target position or may not reach the intended light intensity. Deterioration of print quality such as print position deviation and print blur occurs.

遮光部材が透明部材と離隔して設けられる場合、遮光部材の熱が透明部材に伝わりにくくなる。熱の影響による透明部材の歪みや損傷が発生しにくくなるので、印字品質の低下が抑えられる。   When the light blocking member is provided separately from the transparent member, the heat of the light blocking member is less likely to be transmitted to the transparent member. Since distortion and damage of the transparent member due to the influence of heat are less likely to occur, deterioration in printing quality can be suppressed.

また、請求項3に係る発明のレーザ加工ヘッドでは、遮光部材は、照射方向において透明部材より上流に配置される。走査部により走査されたレーザ光が照射される範囲は、照射方向において上流側の透明部材の面より下流側の透明部材の面の方が大きくなる。レーザ照射されない範囲に遮光部材を配置すると、上流側の面に配置する場合は下流側の面に配置する場合より、透明部材の広い範囲が遮光部材に覆われる。遮光部材が上流側の面に配置される場合、下流側の面に配置される場合と比較して広い範囲で反射光を遮るので、反射光が筐体内部へ侵入する範囲がより小さくなる。したがって、遮光部材が下流側の面に設けられる場合と比較して、透明部材から光学部材までの距離を短縮することができる。よって、光学部材から透明部材へ至る光路の長さが短縮され、装置全体の小型化が実現される。   In the laser processing head according to the third aspect of the present invention, the light shielding member is disposed upstream of the transparent member in the irradiation direction. The range to which the laser beam scanned by the scanning unit is irradiated is larger on the downstream surface of the transparent member than on the upstream transparent member in the irradiation direction. When the light shielding member is disposed in the range where the laser irradiation is not performed, the wide range of the transparent member is covered with the light shielding member in the case of arranging on the upstream side surface than in the case of arranging on the downstream side surface. When the light shielding member is disposed on the upstream surface, the reflected light is blocked in a wide range as compared to the case where the light shielding member is disposed on the downstream surface, so the range in which the reflected light penetrates the inside of the housing becomes smaller. Therefore, the distance from the transparent member to the optical member can be shortened as compared with the case where the light shielding member is provided on the downstream surface. Therefore, the length of the optical path from the optical member to the transparent member is shortened, and the miniaturization of the entire apparatus is realized.

また、請求項4に係る発明のレーザ加工ヘッドでは、遮光部材は、第1部分における、遮光部材から照射領域の中心軸までの距離である第1距離が、照射方向において第1部分より下流の第2部分における、遮光部材から照射領域の中心軸までの距離である第2距離より、短く形成される。レーザ光が照射される範囲は、照射方向における下流に向かうに連れて大きくなる。遮光部材は、走査部が走査したレーザ光を遮らないように、走査されたレーザ光が照射される範囲の外に配置される。遮光部材は、照射方向における上流に向かうに連れて、照射領域の中心軸の近くに配置することができる。第1部分における遮光部材から照射領域の中心軸までの距離である第1距離が、照射方向において前記第1部分より下流の第2部分における遮光部材から照射領域の中心軸までの距離である第2距離より短くなるように遮光部材を形成することにより、第1距離を第2距離と同じ長さとなるように遮光部材を形成する場合と比較して、透明部材をカバーする範囲が広くなるので、筐体内に侵入する反射光を少なくすることができる。したがって、光学部材から透明部材までの距離を短縮することができる。よって、光学部材から透明部材へ至る光路の長さが短縮され、装置全体の小型化が実現される。   In the laser processing head according to the fourth aspect of the present invention, in the first portion, the first distance, which is the distance from the light blocking member to the central axis of the irradiation region, is downstream of the first portion in the irradiation direction. The second portion is formed shorter than a second distance which is a distance from the light blocking member to the central axis of the irradiation area. The range to which the laser light is irradiated becomes larger as it goes downstream in the irradiation direction. The light blocking member is disposed outside the range to which the scanned laser beam is irradiated so as not to block the laser beam scanned by the scanning unit. The light blocking member can be disposed near the central axis of the irradiation area as it goes upstream in the irradiation direction. The first distance, which is the distance from the light shielding member to the central axis of the irradiation area in the first portion, is the distance from the light shielding member to the central axis of the irradiation area, in the second part downstream of the first portion in the irradiation direction By forming the light shielding member so as to be shorter than two distances, the range covering the transparent member becomes wider compared to the case where the light shielding member is formed so as to make the first distance equal to the second distance. The reflected light entering the housing can be reduced. Therefore, the distance from the optical member to the transparent member can be shortened. Therefore, the length of the optical path from the optical member to the transparent member is shortened, and the miniaturization of the entire apparatus is realized.

また、請求項5に係る発明のレーザ加工ヘッドは、可視光を光学部材へ出射する可視光源を、さらに有し、光学部材は、レーザ光源から出射された光及び可視光源から出射された光のいずれか一方を透過し、レーザ光源から出射された光及び可視光源から出射された光の他方を反射する、ダイクロイックミラーである。ダイクロイックミラーを透明部材の近くに配置することができる。したがって、ダイクロイックミラーから透明部材までの距離を短縮することができる。よって、ダイクロイックミラーから透明部材へ至る光路の長さが短縮され、装置全体の小型化が実現される。   The laser processing head of the invention according to claim 5 further has a visible light source for emitting visible light to the optical member, and the optical member comprises light emitted from the laser light source and light emitted from the visible light source. It is a dichroic mirror that transmits one of the light and reflects the other of the light emitted from the laser light source and the light emitted from the visible light source. The dichroic mirror can be arranged near the transparent member. Therefore, the distance from the dichroic mirror to the transparent member can be shortened. Therefore, the length of the optical path from the dichroic mirror to the transparent member is shortened, and the miniaturization of the entire apparatus is realized.

また、請求項6に係る発明のレーザ加工ヘッドは、光学部材を保持する保持部を、さらに有し、保持部は、筐体より小さい熱伝導率を有する。遮光部材は、遮光部材に入射した反射光が遮光部材に吸収されることにより、加熱される。遮光部材から保持部への伝熱により保持部が加熱されると、保持部が熱変形するなどして、保持された光学部材の位置ずれが起こることある。また、熱により光学部材に損傷が起こる場合がある。しかしながら、請求項6に係る発明のレーザ加工ヘッドでは、保持部は筐体より小さい熱伝導率を有する。遮光部材の熱は、伝導率の高い筐体に伝わりやすいが、伝導率の低い保持部に伝わりにくい。従って、保持部の熱損傷が抑えられ、光学部材への熱の影響が抑制される。したがって、保持部及び保持部に保持された光学部材から透明部材までの距離を短縮することができる。よって、光学部材から透明部材へ至る光路の長さが短縮され、装置全体の小型化が実現される。
Moreover, the laser processing head of the invention which concerns on Claim 6 further has a holding | maintenance part holding an optical member, and a holding | maintenance part has thermal conductivity smaller than a housing | casing. The light blocking member is heated by the reflected light incident on the light blocking member being absorbed by the light blocking member. When the holding portion is heated by heat transfer from the light shielding member to the holding portion, the holding portion may be thermally deformed or the like, and positional deviation of the held optical member may occur. In addition, heat may cause damage to the optical member. However, in the laser processing head of the invention according to claim 6, the holder has a thermal conductivity smaller than that of the housing. The heat of the light shielding member is easily transmitted to the highly conductive case, but is hardly transmitted to the low conductive holding portion. Therefore, the thermal damage of the holding portion is suppressed, and the influence of the heat on the optical member is suppressed. Therefore, the distance from the optical member held by the holding portion and the holding portion to the transparent member can be shortened. Therefore, the length of the optical path from the optical member to the transparent member is shortened, and the miniaturization of the entire apparatus is realized.

本発明の一実施形態に係るレーザ加工ヘッド1を有するレーザ加工装置100を示す図である。It is a figure which shows the laser processing apparatus 100 which has the laser processing head 1 which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るレーザ加工ヘッド1を表した上面図である。It is a top view showing laser processing head 1 concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るレーザ加工ヘッド1を表した側面図である。It is a side view showing laser processing head 1 concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るレーザ加工ヘッド1を表した断面図である。It is a sectional view showing laser processing head 1 concerning one embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態に係るレーザ加工ヘッド1Bを表した上面図である。It is a top view showing laser processing head 1B concerning other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施形態に係るレーザ加工ヘッド1Cを表した上面図である。It is a top view showing laser processing head 1C concerning other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施形態に係るレーザ加工ヘッド1Dを表した上面図である。It is a top view showing laser processing head 1D concerning other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施形態に係るレーザ加工ヘッド1における、遮光部材及び照射領域を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the light-shielding member and irradiation area | region in the laser processing head 1 which concerns on other embodiment of this invention.

以下、本発明のレーザ加工ヘッドを具体化した実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment in which a laser processing head of the present invention is embodied will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、本実施形態に係るレーザ加工ヘッド1は、レーザ加工装置100に備えられる。レーザ加工装置100は、コントローラユニット2とレーザ加工ヘッド1とにより構成される。レーザ加工ヘッド1は、伝送ケーブルCを介してコントローラユニット2に接続する。   As shown in FIG. 1, the laser processing head 1 according to the present embodiment is provided in a laser processing apparatus 100. The laser processing apparatus 100 includes a controller unit 2 and a laser processing head 1. The laser processing head 1 is connected to the controller unit 2 via a transmission cable C.

コントローラユニット2は、コンピュータで構成される。コントローラユニット2は、伝送ケーブルCの信号線を介して、レーザ加工ヘッド1に対して各種の駆動制御信号を送る。尚、伝送ケーブルCは、光ファイバ等を含んで構成されていてもよい。   The controller unit 2 is configured by a computer. The controller unit 2 sends various drive control signals to the laser processing head 1 via the signal line of the transmission cable C. The transmission cable C may be configured to include an optical fiber or the like.

レーザ加工ヘッド1は、コントローラユニット2から受け取った駆動制御信号に基づき、加工対象物Wに対してレーザ光Lを照射し、当該レーザ光Lを2次元走査して、加工対象物Wに印字(加工)を行う。   The laser processing head 1 irradiates the processing object W with the laser beam L based on the drive control signal received from the controller unit 2 and two-dimensionally scans the laser light L to print on the processing object W ( Do processing).

<レーザ加工ヘッド>
次に、レーザ加工ヘッド1の概略構成について、図1、図2、図3、図4に基づいて説明する。レーザ加工ヘッド1の説明において、図2の左方向、右方向、上方向、下方向が、レーザ加工ヘッド1の前方向、後方向、左方向、右方向である。図3の上方向、下方向が、レーザ加工ヘッド1の上方向、下方向である。上下方向は、前後方向及び左右方向に直交する。従って、レーザ加工ヘッド1から加工対象物Wに向けてレーザ光Lを出射する方向が、下方向である。図2は、レーザ加工ヘッド1の上面図である。図3は、レーザ加工ヘッド1の側面図である。図4は、図2のA−A断面をA方向からみた、レーザ加工ヘッド1の断面図である。
<Laser processing head>
Next, a schematic configuration of the laser processing head 1 will be described based on FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4. In the description of the laser processing head 1, the left direction, the right direction, the upper direction, and the lower direction in FIG. 2 are the front direction, the rear direction, the left direction, and the right direction of the laser processing head 1. The upper and lower directions in FIG. 3 are the upper and lower directions of the laser processing head 1. The up and down direction is orthogonal to the front and back direction and the left and right direction. Therefore, the direction in which the laser beam L is emitted from the laser processing head 1 toward the processing target W is the downward direction. FIG. 2 is a top view of the laser processing head 1. FIG. 3 is a side view of the laser processing head 1. FIG. 4 is a cross-sectional view of the laser processing head 1 when the cross section A-A in FIG. 2 is viewed in the A direction.

図1に示すように、レーザ加工ヘッド1は、ベースプレート11とカバー12とから構成される筐体10を備える。筐体10は、略直方体形状である。図1においては、カバー12がベースプレート11に取り付けられた状態を示し、図2、図3及び図4においては、カバー12がベースプレート11から外された状態を示す。ベースプレート11及びカバー12は、例えばアルミなどの金属で形成される。カバー12は、ベースプレート11の上部に配置される。   As shown in FIG. 1, the laser processing head 1 includes a housing 10 configured of a base plate 11 and a cover 12. The housing 10 has a substantially rectangular parallelepiped shape. FIG. 1 shows the cover 12 attached to the base plate 11, and FIGS. 2, 3 and 4 show the cover 12 removed from the base plate 11. As shown in FIG. The base plate 11 and the cover 12 are formed of, for example, a metal such as aluminum. The cover 12 is disposed on the top of the base plate 11.

図2、図3、図4に示すように、レーザ加工ヘッド1は、筐体10の内部に、光源20、ビームエキスパンダ30、ダイクロイックミラー40、走査ユニット50、可視光源70、遮光部材80、保持部90を備え、筐体10の下面であるベースプレート11にレンズユニット600を備える。   As shown in FIGS. 2, 3 and 4, the laser processing head 1 includes a light source 20, a beam expander 30, a dichroic mirror 40, a scanning unit 50, a visible light source 70, a light shielding member 80 inside the housing 10. A holding unit 90 is provided, and a lens unit 600 is provided on the base plate 11 which is the lower surface of the housing 10.

光源20は、例えば、受動Qスイッチレーザであり、ベースプレート11上に固定される。受動Qスイッチレーザは、レーザ媒質として、例えば、ネオジウム添加イットリウムアルミニウムガーネット(Nd:YAG)結晶を有する。受動Qスイッチレーザは、不図示の励起光源から出射された励起光が入射されることによりレーザ媒質が励起され、パルス状のレーザ光Lを発振する。なお光源20は、上述のNd:YAGをレーザ媒質とする受動Qスイッチレーザに限らず、他の光源であってもよい。例えば、レーザ媒質としてNd:GdVO4結晶やNd:YVO4結晶を用いた光源でもよいし、炭酸ガス等を媒質としたガスレーザであってもよい。   The light source 20 is, for example, a passive Q-switched laser and fixed on the base plate 11. A passively Q-switched laser has, for example, a neodymium-doped yttrium aluminum garnet (Nd: YAG) crystal as a laser medium. The passive Q-switched laser excites the laser medium by incidence of excitation light emitted from an excitation light source (not shown), and oscillates pulsed laser light L. The light source 20 is not limited to the passive Q-switched laser using the above-described Nd: YAG as a laser medium, and may be another light source. For example, a light source using an Nd: GdVO4 crystal or an Nd: YVO4 crystal as a laser medium may be used, or a gas laser using carbon dioxide gas as a medium may be used.

ビームエキスパンダ30は、光源20から発振されたレーザ光Lと同軸に設けられる。ビームエキスパンダ30は、複数のレンズを備えて構成されており、レーザ光Lのビーム径を変更する。本実施形態において、光源20及びビームエキスパンダ30は、筐体10の内部に配置されているが、光源20及びビームエキスパンダ30が配置される位置はこれに限らず、筐体20の外部に配置されていてもよい。例えば、光源20及びビームエキスパンダ30がコントローラユニット2に配置され、光源20及びビームエキスパンダ30から出射されたレーザ光Lが伝送ケーブルCの光ファイバを介してレーザ加工ヘッド1に入射される構成としてもよい。   The beam expander 30 is provided coaxially with the laser beam L oscillated from the light source 20. The beam expander 30 is configured to include a plurality of lenses, and changes the beam diameter of the laser light L. In the present embodiment, the light source 20 and the beam expander 30 are disposed inside the housing 10, but the positions at which the light source 20 and the beam expander 30 are disposed are not limited thereto, and the light source 20 and the beam expander 30 may be disposed outside the housing 20. It may be arranged. For example, the light source 20 and the beam expander 30 are disposed in the controller unit 2, and the laser light L emitted from the light source 20 and the beam expander 30 is incident on the laser processing head 1 through the optical fiber of the transmission cable C. It may be

ダイクロイックミラー40は、保持部90を介してベースプレート11に対して固定される。ダイクロイックミラー40は、ビームエキスパンダ30から出射されたレーザ光Lの光路上に配置される。ダイクロイックミラー40は、ビームエキスパンダ30から出射されたレーザ光Lの光路に対して斜め右前方向に45度の角度を形成するように配置される。ダイクロイックミラー40は、レーザ光Lのほぼ全部を透過する。   The dichroic mirror 40 is fixed to the base plate 11 via the holding unit 90. The dichroic mirror 40 is disposed on the optical path of the laser light L emitted from the beam expander 30. The dichroic mirror 40 is disposed to form an angle of 45 degrees in the diagonally right forward direction with respect to the light path of the laser light L emitted from the beam expander 30. The dichroic mirror 40 transmits substantially all of the laser light L.

可視光源70は、可視レーザ光Mとして、例えば赤色レーザ光を出射する半導体レーザにより構成される。可視光源70は、ダイクロイックミラー40の左方向に配置されている。可視光源70から出射された可視レーザ光Mは、ダイクロイックミラー40に対して45度の入射角で入射し、45度の反射角で反射する。ダイクロイックミラー40により反射された可視レーザ光Mの光路は、ダイクロイックミラー40を通過したレーザ光Lの光路と一致する。可視レーザ光Mは、レーザ光Lが走査される位置を指し示すガイドとして使用される。   The visible light source 70 is configured of, for example, a semiconductor laser that emits red laser light as the visible laser light M. The visible light source 70 is disposed in the left direction of the dichroic mirror 40. The visible laser light M emitted from the visible light source 70 is incident on the dichroic mirror 40 at an incident angle of 45 degrees, and is reflected at a reflection angle of 45 degrees. The optical path of the visible laser light M reflected by the dichroic mirror 40 matches the optical path of the laser light L that has passed through the dichroic mirror 40. The visible laser beam M is used as a guide that indicates the position where the laser beam L is scanned.

走査ユニット50は、ベースプレート11の前側端部に形成された貫通孔111の上側に取り付けられ、光源20から出射されたレーザ光Lと、可視光源70から出射されダイクロイックミラー40で反射された可視レーザ光Mとを、下方のベースプレート11の貫通孔111に向けて反射して、2次元走査する。走査ユニット50により反射されたレーザ光Lは、走査ユニット50からベースプレート11の貫通孔111に向かい、レーザ加工ヘッド1の外部へ出射する。走査ユニット50は、ガルバノX軸ミラー51を有するガルバノX軸モータ52と、ガルバノY軸ミラー53を有するガルバノY軸モータ54と本体部55により構成されている。ガルバノX軸モータ52とガルバノY軸モータ54は、それぞれのモータ軸が互いに直交するように外側からそれぞれの取付孔に嵌入、保持されて本体部55に取り付けられている。   The scanning unit 50 is attached to the upper side of the through hole 111 formed at the front end of the base plate 11, and the laser light L emitted from the light source 20 and the visible laser emitted from the visible light source 70 and reflected by the dichroic mirror 40 The light M is reflected toward the through holes 111 of the lower base plate 11 to perform two-dimensional scanning. The laser beam L reflected by the scanning unit 50 is directed from the scanning unit 50 to the through hole 111 of the base plate 11 and emitted to the outside of the laser processing head 1. The scanning unit 50 includes a galvano X axis motor 52 having a galvano X axis mirror 51, a galvano Y axis motor 54 having a galvano Y axis mirror 53, and a main body 55. The galvano X-axis motor 52 and the galvano Y-axis motor 54 are attached to the main body 55 by being fitted into and held by the respective mounting holes from the outside so that the respective motor axes are orthogonal to each other.

ガルバノY軸モータ54において、ガルバノY軸ミラー53は、走査ミラーとして、モータ軸の先端部に取り付けられており、レーザ光Lと可視レーザ光Mを、加工対象物W表面上の加工領域においてY軸方向に走査する際に用いられる。そして、ガルバノX軸モータ52において、ガルバノX軸ミラー51は、走査ミラーとして、モータ軸の先端部に取り付けられており、ガルバノY軸ミラーによって反射されたレーザ光L及び可視レーザ光Mを、加工対象物W表面上の加工領域においてX軸方向に走査する際に用いられる。   In the galvano Y-axis motor 54, the galvano Y-axis mirror 53 is attached to the tip of the motor shaft as a scanning mirror, and the laser beam L and the visible laser beam M are Y in the processing area on the surface of the object W It is used when scanning in the axial direction. In the galvano X-axis motor 52, the galvano X-axis mirror 51 is attached to the tip of the motor shaft as a scanning mirror, and processes the laser beam L and the visible laser beam M reflected by the galvano Y-axis mirror It is used when scanning in the X-axis direction in the processing area on the surface of the object W.

従って、走査ユニット50においては、ガルバノX軸モータ52、ガルバノY軸モータ54の各モータ軸の先端部に取り付けられたガルバノX軸ミラー51及びガルバノY軸ミラー53が内側で互いに対向している。そして、ガルバノX軸モータ52、ガルバノY軸モータ54の回転をそれぞれ制御して、ガルバノX軸ミラー51及びガルバノY軸ミラー53を回転させることによって、レーザ光Lと可視レーザ光Mとを下方へ2次元走査する。この2次元走査方向は、加工対象物W表面の加工領域において、左右方向(X軸方向)と前後方向(Y軸方向)である。   Therefore, in the scanning unit 50, the galvano X-axis motor 52 and the galvano X-axis mirror 51 and the galvano Y-axis mirror 53 attached to the tip of each motor shaft of the galvano Y-axis motor 54 face each other inside. The rotation of the galvano X-axis motor 52 and the galvano Y-axis motor 54 is controlled to rotate the galvano X-axis mirror 51 and the galvano Y-axis mirror 53 so that the laser beam L and the visible laser beam M are directed downward. Two-dimensional scan. The two-dimensional scanning direction is the left-right direction (X-axis direction) and the front-rear direction (Y-axis direction) in the processing area of the surface of the processing target W.

走査ユニット50においては、加工領域における照射範囲が所定の範囲となるように、ガルバノX軸モータ52、ガルバノY軸モータ54が回動する範囲が決められている。本実施形態においては、加工領域においてX軸方向に120mm、Y軸方向に120mmの矩形の内側となる領域が、加工領域における照射範囲とされる。走査ユニット50により反射されたレーザ光L及び可視レーザ光Mが、加工領域における照射範囲の中心へ向かう経路を、中心軸T1として、図4に示す。走査ユニット50により反射されたレーザ光L及び可視レーザ光Mが、加工領域における照射範囲のY軸方向の前端に向かう経路及び後端へ向かう経路を、経路T2及び経路T3として、図4に示す。経路T2と経路T3との間の領域は、ガルバノY軸モータ54の回動によりレーザ光L及び可視レーザ光Mが照射され得る領域となる。走査ユニット50により反射されたレーザ光L及び可視レーザ光Mが、走査ユニット50からベースプレート11の貫通孔111に向かい、加工領域の中心位置に到達する方向を、照射方向とする。従って、本発明の照射方向は、中心軸T1に沿った方向である。なお加工領域における照射範囲は、上述の範囲に限らず、他の範囲であってもよい。   In the scanning unit 50, the range in which the galvano X-axis motor 52 and the galvano Y-axis motor 54 rotate is determined such that the irradiation range in the processing area is a predetermined range. In this embodiment, an area that is 120 mm in the X-axis direction and 120 mm in the Y-axis direction in the processing area is the irradiation area in the processing area. A path of the laser beam L and the visible laser beam M reflected by the scanning unit 50 toward the center of the irradiation range in the processing area is shown in FIG. 4 as a central axis T1. The paths toward the front end and the rear end of the laser beam L and the visible laser beam M reflected by the scanning unit 50 toward the front end and the rear end of the irradiation range in the processing area are shown in FIG. 4 as paths T2 and T3. . An area between the path T2 and the path T3 is an area to which the laser beam L and the visible laser beam M can be irradiated by the rotation of the galvano Y-axis motor 54. The direction in which the laser beam L and the visible laser beam M reflected by the scanning unit 50 are directed from the scanning unit 50 to the through holes 111 of the base plate 11 and reaches the central position of the processing area is taken as the irradiation direction. Therefore, the irradiation direction of the present invention is a direction along the central axis T1. The irradiation range in the processing area is not limited to the above range, and may be another range.

レンズユニット600は、平面視円形の形状を有し、ベースプレート11の貫通孔111の内部に配置される。レンズユニット600は、fθレンズ60と鏡筒65とから構成される。鏡筒65は、略円筒状の形状を有し、円筒内部にfθレンズ60を保持する。fθレンズ60は、平面視円形の形状を有する。fθレンズ60は、fθレンズ60の走査ユニット50側の端面61が、ベースプレート11の走査ユニット50側の端面より、照射方向において走査ユニット50から離隔する位置に、設けられる。fθレンズ60は、fθレンズ60の走査ユニット50と反対側の端面62が、ベースプレート11の走査ユニット50と反対側の端面より、照射方向において走査ユニット50から離隔する位置に、設けられる。fθレンズ60は、加工対象物W表面の加工領域に対して、走査ユニット50によって2次元走査されたレーザ光Lと可視レーザ光Mとを同軸に集光する。走査ユニット50により反射したレーザ光L及び可視レーザ光Mは、fθレンズ60を通過して、レーザ加工ヘッド1の外部へ出射される。fθレンズ60は、本発明における透明部材として機能する。ガルバノX軸モータ51、ガルバノY軸モータ52の回転を制御することによって、レーザ光L及び可視レーザ光Mが、加工対象物W表面上において、所望の加工パターンで前後方向(Y軸方向)と左右方向(X軸方向)に2次元走査される。   The lens unit 600 has a circular shape in plan view, and is disposed inside the through hole 111 of the base plate 11. The lens unit 600 includes an fθ lens 60 and a lens barrel 65. The lens barrel 65 has a substantially cylindrical shape, and holds the fθ lens 60 inside the cylinder. The fθ lens 60 has a circular shape in plan view. The fθ lens 60 is provided at a position at which the end face 61 of the fθ lens 60 on the scanning unit 50 side is separated from the scanning unit 50 in the irradiation direction from the end face of the base plate 11 on the scanning unit 50 side. The fθ lens 60 is provided at a position where the end face 62 opposite to the scanning unit 50 of the fθ lens 60 is separated from the scanning unit 50 in the irradiation direction from the end face opposite to the scanning unit 50 of the base plate 11. The fθ lens 60 coaxially condenses the laser beam L and the visible laser beam M two-dimensionally scanned by the scanning unit 50 on the processing area of the surface of the processing target W. The laser beam L and the visible laser beam M reflected by the scanning unit 50 pass through the fθ lens 60 and are emitted to the outside of the laser processing head 1. The fθ lens 60 functions as a transparent member in the present invention. By controlling the rotation of the galvano X-axis motor 51 and the galvano Y-axis motor 52, the laser beam L and the visible laser beam M are on the surface of the object to be machined W with the desired machining pattern in the front-rear direction (Y-axis direction) Two-dimensional scanning is performed in the left-right direction (X-axis direction).

fθレンズ60は、端面61における全面が光を透過可能な透明領域S3として形成されている。よって、加工対象物Wで反射した反射光が、fθレンズ60の透明領域S3を通過して、照射方向においてfθレンズ60より上流の領域へ侵入することがある。また、上述したように、走査ユニット50において、加工領域における照射範囲内にレーザ光L及び可視レーザ光Mが照射されるように、二次元走査される範囲が決まる。従って、加工領域における照射範囲内にレーザ光L及び可視レーザ光Mが照射されると、fθレンズ60の端面61においては、照射領域S1で示す領域にレーザ光L及び可視レーザ光Mが照射される。図4に示すように、照射領域S1は、Y軸方向においては経路T2と経路T3の間の領域である。照射領域S1は、図2に示すように、上方からみて略矩形の領域となる。fθレンズ60の端面61において照射領域S1の周囲の周辺領域S2は、レーザ光L及び可視レーザ光Mを透過可能であるが、走査ユニット50に走査されたレーザ光L及び可視レーザ光Mが照射されない領域である。よって、加工対象物Wで反射した反射光等は、fθレンズ60の周辺領域S2を通過して、照射方向においてfθレンズ60より上流側の領域へ侵入することがある。   The fθ lens 60 is formed such that the entire surface at the end face 61 is a transparent region S3 that can transmit light. Therefore, the reflected light reflected by the processing target W may pass through the transparent area S3 of the fθ lens 60 and may enter the area upstream of the fθ lens 60 in the irradiation direction. Further, as described above, in the scanning unit 50, the range to be two-dimensionally scanned is determined so that the laser light L and the visible laser light M are irradiated within the irradiation range in the processing area. Therefore, when the laser light L and the visible laser light M are irradiated within the irradiation range in the processing area, the laser light L and the visible laser light M are irradiated to the area shown by the irradiation area S1 on the end face 61 of the fθ lens 60 Ru. As shown in FIG. 4, the irradiation area S1 is an area between the path T2 and the path T3 in the Y-axis direction. The irradiation area S1 is a substantially rectangular area as viewed from above as shown in FIG. The peripheral region S2 around the irradiation region S1 on the end face 61 of the fθ lens 60 can transmit the laser beam L and the visible laser beam M, but the laser beam L and the visible laser beam M scanned by the scanning unit 50 are irradiated It is an area that is not Therefore, the reflected light and the like reflected by the processing target W may pass through the peripheral region S2 of the fθ lens 60 and intrude into the region on the upstream side of the fθ lens 60 in the irradiation direction.

遮光部材80は、例えば、アルミなどの金属で構成される。遮光部材は、黒色に塗装され、光反射を防止する。遮光部材80は、上方から見た外形形状が矩形で中央に矩形の開口82を有する形状である、ロの字型の平板として形成される。遮光部材80は、ベースプレート11の貫通孔111の上部であって、照射方向においてベースプレート11と走査ユニット50との間に、配置される。遮光部材80は、ベースプレート11に対して、取付ネジ81a、81b、81c、81dにより固定される。ベースプレート11に固定されることにより、遮光部材80は、ベースプレート11に接触する。従って、遮光部材80は、照射方向においてfθレンズ60の上流に、fθレンズ60と離隔して、配置される。遮光部材80は、周辺領域S2と照射方向で重なる位置に、配置される。遮光部材80は、照射領域S1の上方に開口82が位置するよう、配置される。走査ユニット50に走査されたレーザ光L及び可視レーザ光Mは、開口82を通過して、遮光部材80より下方へ進む。遮光部材80は、走査ユニット50に走査されたレーザ光L及び可視レーザ光Mの経路と交差しない位置に配置されており、走査ユニット50に走査されたレーザ光L及び可視レーザ光Mがfθレンズ60に到達することを、妨げない。   The light shielding member 80 is made of, for example, a metal such as aluminum. The light blocking member is painted black to prevent light reflection. The light shielding member 80 is formed as a square-shaped flat plate whose outer shape viewed from above is rectangular and has a rectangular opening 82 at the center. The light blocking member 80 is disposed above the through hole 111 of the base plate 11 and between the base plate 11 and the scanning unit 50 in the irradiation direction. The light shielding member 80 is fixed to the base plate 11 by mounting screws 81a, 81b, 81c, and 81d. The light blocking member 80 contacts the base plate 11 by being fixed to the base plate 11. Therefore, the light shielding member 80 is disposed upstream of the fθ lens 60 in the irradiation direction and at a distance from the fθ lens 60. The light shielding member 80 is disposed at a position overlapping the peripheral region S2 in the irradiation direction. The light blocking member 80 is disposed such that the opening 82 is located above the irradiation area S1. The laser beam L and the visible laser beam M scanned by the scanning unit 50 pass through the opening 82 and travel downward from the light shielding member 80. The light blocking member 80 is disposed at a position not intersecting the paths of the laser beam L and the visible laser beam M scanned by the scanning unit 50, and the laser beam L and the visible laser beam M scanned by the scanning unit 50 are fθ lenses It does not prevent reaching 60.

なお、図4に示すように、遮光部材80において、開口82のサイズは照射方向に向かうにつれて大きくなる。言い換えると、遮光部材80は、照射方向における上流の端部であり中心軸T1に近い端部である第1端部801から中心軸T1までの距離である第1距離W1が、照射方向における下流の端部であり中心軸T1に近い端部である第2端部802から中心軸T1までの距離である第2距離W2より、短く形成される。   As shown in FIG. 4, in the light shielding member 80, the size of the opening 82 increases in the irradiation direction. In other words, in the light shielding member 80, the first distance W1 which is the distance from the first end 801 which is the upstream end in the irradiation direction and close to the central axis T1 to the central axis T1 is the downstream in the irradiation direction It is formed shorter than a second distance W2 which is a distance from the second end portion 802 which is an end portion close to the central axis T1 and the central axis T1.

保持部90は、例えばステンレスで構成され、ダイクロイックミラー40を保持する。保持部90は、ベースプレート11に近い一方の端部に開口901を有し、他方の端部に開口902を有する。保持部90は、開口901に取付ネジ91が挿入されることで、ベースプレート11に対して固定される。保持部90がベースプレート11に固定されることにより、開口902は、ビームエキスパンダ30から出射されたレーザ光Lの光路上に配置される。このとき、開口902は、遮光部材80より照射方向における上流であって照射方向において遮光部材80及びfθレンズ60の周辺領域S2と重なる位置に位置する。保持部90は、他方の端部に、ダイクロイックミラー40を保持する。保持部90は、接着剤等によりダイクロイックミラー40を固定する。従って、ダイクロイックミラー40は、保持部90に保持されることにより、遮光部材80より照射方向における上流であって照射方向において遮光部材80及びfθレンズ60の周辺領域S2と重なる位置に位置する。   The holding unit 90 is made of, for example, stainless steel, and holds the dichroic mirror 40. The holder 90 has an opening 901 at one end close to the base plate 11 and an opening 902 at the other end. The holding portion 90 is fixed to the base plate 11 by inserting the mounting screw 91 into the opening 901. By fixing the holding unit 90 to the base plate 11, the opening 902 is disposed on the optical path of the laser light L emitted from the beam expander 30. At this time, the opening 902 is located upstream of the light shielding member 80 in the irradiation direction and at a position overlapping the peripheral region S2 of the light shielding member 80 and the fθ lens 60 in the irradiation direction. The holding unit 90 holds the dichroic mirror 40 at the other end. The holding unit 90 fixes the dichroic mirror 40 with an adhesive or the like. Therefore, the dichroic mirror 40 is positioned upstream of the light shielding member 80 in the irradiation direction by being held by the holding unit 90 and positioned at a position overlapping the light shielding member 80 and the peripheral region S2 of the fθ lens 60 in the irradiation direction.

<まとめ>
このように、本発明に係るレーザ加工ヘッド1は、fθレンズ60における照射領域S1を露出するとともにfθレンズ60における周辺領域S2を覆うように配設される遮光部材80を有する。遮光部材80が照射領域S1を露出することにより、走査ユニット50に走査されたレーザ光L及び可視レーザ光Mは、遮光部材80に遮られることなく照射領域S1に照射され、加工領域において所定の範囲で二次元走査される。遮光部材80がfθレンズ60の周辺領域S2を覆うことにより、周辺領域S2を通過して筐体内部へ向かう反射光を遮光部材が遮り、反射光が筐体内部へ侵入する範囲が限定される。例えば、遮光部材80は、照射方向と反対方向に向かう反射光のうち、周辺領域S2を通過した反射光が反対方向にさらに進行することを、防ぐ。よって、反対方向に向かう反射光は、照射方向においてfθレンズ60の周辺領域S2及び遮光部材80と重なる位置においては、遮光部材80の上側の領域に侵入することが、無くなる。照射方向においてfθレンズ60の周辺領域S2及び遮光部材80と重なる位置に、ダイクロイックミラー40が配置されても、反対方向に向かう反射光がダイクロイックミラー40に当たることがない。ダイクロイックミラー40をfθレンズ60に近づけて配置することができ、ダイクロイックミラー40からfθレンズ60までの距離を短縮することができる。よって、ダイクロイックミラー40からfθレンズ60へ至る光路の長さが短縮され、レーザ加工ヘッド1の装置全体の小型化が実現される。
<Summary>
As described above, the laser processing head 1 according to the present invention includes the light shielding member 80 disposed to expose the irradiation area S1 of the fθ lens 60 and to cover the peripheral area S2 of the fθ lens 60. When the light shielding member 80 exposes the irradiation area S1, the laser beam L and the visible laser light M scanned by the scanning unit 50 are irradiated to the irradiation area S1 without being blocked by the light shielding member 80, and a predetermined area is formed in the processing area. Two-dimensional scan in the range. When the light shielding member 80 covers the peripheral region S2 of the fθ lens 60, the light shielding member blocks the reflected light passing through the peripheral region S2 and directed to the inside of the housing, and the range in which the reflected light penetrates into the housing is limited. . For example, the light blocking member 80 prevents the reflected light that has passed through the peripheral region S2 of the reflected light traveling in the direction opposite to the irradiation direction from further advancing in the opposite direction. Therefore, the reflected light traveling in the opposite direction is prevented from invading the upper region of the light shielding member 80 at a position overlapping the peripheral region S2 of the fθ lens 60 and the light shielding member 80 in the irradiation direction. Even when the dichroic mirror 40 is disposed at a position overlapping the peripheral region S2 of the fθ lens 60 and the light shielding member 80 in the irradiation direction, the reflected light traveling in the opposite direction does not strike the dichroic mirror 40. The dichroic mirror 40 can be disposed close to the fθ lens 60, and the distance from the dichroic mirror 40 to the fθ lens 60 can be shortened. Accordingly, the length of the optical path from the dichroic mirror 40 to the fθ lens 60 is shortened, and the downsizing of the entire laser processing head 1 is realized.

また、本発明に係るレーザ加工ヘッド1では、遮光部材80は、照射方向においてfθレンズ60と離隔して設けられる。遮光部材80がfθレンズ60と離隔して設けられるので、遮光部材80の熱がfθレンズ60に伝わりにくくなる。fθレンズ60が熱により歪んだり損傷を受けたりすることが起こりにくくなるので、印字品質の低下が抑えられる。   Further, in the laser processing head 1 according to the present invention, the light shielding member 80 is provided separately from the fθ lens 60 in the irradiation direction. Since the light blocking member 80 is provided separately from the fθ lens 60, the heat of the light blocking member 80 is less likely to be transmitted to the fθ lens 60. Since the fθ lens 60 is less likely to be distorted or damaged by heat, deterioration in printing quality can be suppressed.

また、本発明に係るレーザ加工ヘッド1においては、保持部90はステンレスで形成され、ベースプレート11はアルミで形成されている。つまり、保持部90は、筐体10より小さい熱伝導率を有する。遮光部材80は、入射した反射光を吸収することにより、加熱される。遮光部材80から保持部90へ伝熱すると、保持部90が熱変形するなどして、保持されたダイクロイックミラー40の位置ずれが起こることある。また、熱により光学部材に損傷が起こる場合がある。しかしながら、本発明に係るレーザ加工ヘッド1においては、保持部90は筐体10より小さい熱伝導率を有するので、遮光部材80の熱は、筐体10に伝わり、保持部90に伝わりにくい。従って、保持部90と遮光部材80とを近接して配置しても、保持部90の熱損傷が抑えられ、ダイクロイックミラー40への熱の影響が抑制されるので、保持部90の上に遮光部材80を配置することができる。尚、本実施形態において、保持部90がステンレスで形成され、ベースプレート11がアルミで形成される例を示したが、これは一例であり、保持部90及びベースプレート11が他の材料で形成されていてもよい。保持部90が、筐体10より小さい熱伝導率を有するように形成されていれば、同様の効果が得られる。例えば、保持部90が樹脂で形成され、ベースプレート11が金属で形成されていてもよい。   Further, in the laser processing head 1 according to the present invention, the holding portion 90 is formed of stainless steel, and the base plate 11 is formed of aluminum. That is, the holding unit 90 has a thermal conductivity smaller than that of the housing 10. The light blocking member 80 is heated by absorbing the incident reflected light. When the heat is transferred from the light blocking member 80 to the holding portion 90, the holding portion 90 may be thermally deformed or the like, and the positional deviation of the held dichroic mirror 40 may occur. In addition, heat may cause damage to the optical member. However, in the laser processing head 1 according to the present invention, since the holding unit 90 has a smaller thermal conductivity than the housing 10, the heat of the light shielding member 80 is transmitted to the housing 10 and hardly transmitted to the holding unit 90. Therefore, even if the holding portion 90 and the light shielding member 80 are disposed close to each other, the thermal damage to the holding portion 90 is suppressed, and the influence of the heat on the dichroic mirror 40 is suppressed. A member 80 can be arranged. In the present embodiment, the holding portion 90 is formed of stainless steel and the base plate 11 is formed of aluminum, but this is an example, and the holding portion 90 and the base plate 11 are formed of other materials. May be If the holding portion 90 is formed to have a thermal conductivity smaller than that of the housing 10, the same effect can be obtained. For example, the holding portion 90 may be formed of resin and the base plate 11 may be formed of metal.

次に、本発明における遮光部材80の形状について、説明する。上述したように、本発明に係るレーザ加工ヘッド1において、遮光部材80の開口82側の端部は、照射方向に対して傾斜して形成されており、照射方向下流に向かうにつれて中心軸T1から離れるように形成される。言い換えると、遮光部材80の開口82を形成する遮光部材80の内周面は、照射方向に対して傾斜して形成され、照射方向と垂直な方向において対向する内周面同士の間隔が照射方向下流の方が上流より大きくなるように形成されている。つまり、遮光部材80は、第1端部801から中心軸T1までの距離である第1距離W1が、第2端部802から中心軸T1までの距離である第2距離W2より、短く形成される。走査ユニット50に走査されたレーザ光L及び可視レーザ光Mが照射される範囲は、照射方向における上流に向かうに連れて小さくなる。遮光部材80は、照射方向における上流に向かうに連れて、照射領域の中心軸の近くに配置可能となる。本発明においては、遮光部材80はfθレンズ60より照射方向の上流に配置されているので、開口82のサイズが照射領域S1のサイズより小さく形成されている。遮光部材80は、開口82のサイズを照射領域S1のサイズと同等のサイズとした場合と比較して、より広い範囲を覆うことができ、より多くの反射光を遮ることができる。また、本発明における遮光部材80は第1距離W1が第2距離W2より短く形成されており、開口82においては照射方向における下流におけるサイズより上流におけるサイズのほうが小さくなっている。本発明における開口82は、上面視で矩形の形状であるが、照射方向における上流における開口82の一辺の長さが、下流における開口82の一辺の長さより、大きくなるような形状となっている。光学部材80は、開口82の上流において下流より広い範囲を覆うことができ、より多くの反射光を遮ることができる。したがって、fθレンズ60からダイクロイックミラー40までの距離を短縮して配置することができる。よって、ダイクロイックミラー40からfθレンズ60へ至る光路の長さが短縮され、レーザ加工ヘッド1の小型化が実現される。尚、遮光部材80の形状は、上述した開口82側の端部が傾斜した形状に限らず、他の形状でもよい。例えば、開口82の径が照射方向において段階的に異なっていて、照射方向上流に向かうにつれて径が小さくなるような段差状形状となっていてもよい。この場合、例えば、遮光部材80の開口82を形成する内周面が、照射方向の上流と下流とで中心軸T1からの距離が異なるように形成されており、照射方向上流における内周面は、照射方向下流の内周面より、中心軸T1までの距離が小さくなる段差形状に形成されていてもよい。また、例えば、開口82に端部から中心軸T1からの距離が常に一定となるような形状に形成されてもよい。   Next, the shape of the light shielding member 80 in the present invention will be described. As described above, in the laser processing head 1 according to the present invention, the end on the opening 82 side of the light shielding member 80 is formed to be inclined with respect to the irradiation direction, and from the central axis T1 toward the downstream of the irradiation direction. It is formed to be separated. In other words, the inner peripheral surface of the light shielding member 80 forming the opening 82 of the light shielding member 80 is formed to be inclined with respect to the irradiation direction, and the distance between the inner peripheral surfaces opposed in the direction perpendicular to the irradiation direction is the irradiation direction The downstream side is formed to be larger than the upstream side. That is, the light shielding member 80 is formed such that the first distance W1, which is the distance from the first end 801 to the central axis T1, is shorter than the second distance W2, which is the distance from the second end 802 to the central axis T1. Ru. The range irradiated with the laser beam L and the visible laser beam M scanned by the scanning unit 50 becomes smaller toward the upstream in the irradiation direction. The light blocking member 80 can be disposed near the central axis of the irradiation area as it goes upstream in the irradiation direction. In the present invention, since the light shielding member 80 is disposed upstream of the fθ lens 60 in the irradiation direction, the size of the opening 82 is smaller than the size of the irradiation area S1. The light blocking member 80 can cover a wider range as compared with the case where the size of the opening 82 is equal to the size of the irradiation area S1, and can block more reflected light. Further, in the light shielding member 80 in the present invention, the first distance W1 is formed shorter than the second distance W2, and the size at the upstream in the opening 82 is smaller than the size at the downstream in the irradiation direction. The opening 82 in the present invention has a rectangular shape in top view, but the length of one side of the opening 82 in the upstream in the irradiation direction is larger than the length of one side of the opening 82 in the downstream . The optical member 80 can cover a wider area in the upstream of the opening 82 than in the downstream, and can block more reflected light. Therefore, the distance from the fθ lens 60 to the dichroic mirror 40 can be shortened. Therefore, the length of the optical path from the dichroic mirror 40 to the fθ lens 60 is shortened, and the miniaturization of the laser processing head 1 is realized. The shape of the light shielding member 80 is not limited to the shape in which the end on the side of the opening 82 described above is inclined, but may be another shape. For example, the diameter of the opening 82 may differ stepwise in the irradiation direction, and may have a step-like shape such that the diameter decreases toward the upstream in the irradiation direction. In this case, for example, the inner circumferential surface forming the opening 82 of the light shielding member 80 is formed such that the distance from the central axis T1 differs between the upstream and the downstream in the irradiation direction, and the inner circumferential surface upstream of the irradiation direction is Alternatively, it may be formed in a step shape in which the distance to the central axis T1 is smaller than the inner peripheral surface downstream of the irradiation direction. Further, for example, the opening 82 may be formed in a shape such that the distance from the end to the central axis T1 is always constant.

尚、上述の実施形態において、レーザ加工装置100は、本発明におけるレーザ加工機の一例である。筐体10は、本発明における筐体の一例であり、ベースプレート11は、本発明における筐体の一面の一例である。光源20は、本発明におけるレーザ光源の一例である。走査ユニット50は、本発明における走査部の一例である。照射方向は、本発明における照射方向の一例である。ダイクロイックミラー40は、本発明における光学部材、ダイクロイックミラーの一例である。fθレンズ60は、本発明における透明部材の一例である。照射領域S1は、本発明における照射領域の一例であり、周辺領域S2は、本発明における周辺部の一例である。遮光部材80は、本発明における遮光部材の一例である。第1端部801は、本発明における第1部分の一例であり、第2端部802は、本発明における第2部分の一例である。第1距離W1は、本発明における第1距離の一例であり、第2距離W2は、本発明における第2距離の一例である。中心軸T1は、本発明における中心軸の一例である。可視光源70は、本発明における可視光源の一例である。保持部90は、本発明における保持部の一例である。レーザ光L、可視レーザ光Mは、本発明における光の一例である。   In the above embodiment, the laser processing apparatus 100 is an example of a laser processing machine in the present invention. The housing 10 is an example of a housing in the present invention, and the base plate 11 is an example of one surface of the housing in the present invention. The light source 20 is an example of the laser light source in the present invention. The scanning unit 50 is an example of a scanning unit in the present invention. The irradiation direction is an example of the irradiation direction in the present invention. The dichroic mirror 40 is an example of the optical member and the dichroic mirror in the present invention. The fθ lens 60 is an example of the transparent member in the present invention. The irradiation area S1 is an example of the irradiation area in the present invention, and the peripheral area S2 is an example of the peripheral portion in the present invention. The light shielding member 80 is an example of the light shielding member in the present invention. The first end 801 is an example of a first portion in the present invention, and the second end 802 is an example of a second portion in the present invention. The first distance W1 is an example of a first distance in the present invention, and the second distance W2 is an example of a second distance in the present invention. The central axis T1 is an example of the central axis in the present invention. The visible light source 70 is an example of the visible light source in the present invention. The holding unit 90 is an example of the holding unit in the present invention. The laser light L and the visible laser light M are examples of light in the present invention.

尚、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、種々の改良、変形が可能であることは勿論である。尚、以下の説明において上述の実施形態のレーザ加工ヘッド1の構成等と同一符号は、上述の実施形態の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。   The present invention is of course not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications are possible. In the following description, the same reference numerals as those of the configuration and the like of the laser processing head 1 of the above-described embodiment indicate the same or corresponding portions as the configuration and the like of the above-described embodiment.

<変形例1>
上述の実施形態においては、レーザ光源から出射された光が走査ユニット50へ向かう経路上であって走査ユニット50の直前に配置される光学部材がダイクロイックミラー40である例を示したが、光学部材はこれに限らない。光学部材としては、光に対して反射、透過、拡散、回折、屈折、偏光制御等をして光に影響を与える種々の部材が適用される。
<Modification 1>
In the above-described embodiment, the optical member disposed on the path toward the scanning unit 50 and immediately before the scanning unit 50 on the path toward the scanning unit 50 is the dichroic mirror 40. Is not limited to this. As the optical member, various members that affect light by reflecting, transmitting, diffusing, diffracting, refracting, controlling polarization, etc. with respect to light are applied.

例えば、図5に示すように、ビームエキスパンダ30のレンズ41が、レーザ光源から出射された光が走査ユニット50へ向かう経路上であって走査ユニット50の直前に配置される光学部材であってもよい。図5に示すレーザ加工ヘッド1Bは、ダイクロイックミラーや可視光源を有さず、ビームエキスパンダ30から出射したレーザ光Lが走査ユニット50に入射する。ビームエキスパンダ30は、凸レンズ41aと凹レンズ41bと、有する。凸レンズ41a及び凹レンズ41bは光軸に沿って配置される。凸レンズ41a及び凹レンズ41bにより、レーザ光Lの径が変更される。   For example, as shown in FIG. 5, the lens 41 of the beam expander 30 is an optical member disposed on the path toward the scanning unit 50 and in front of the scanning unit 50, in which light emitted from the laser light source is directed. It is also good. The laser processing head 1B shown in FIG. 5 does not have a dichroic mirror or a visible light source, and the laser light L emitted from the beam expander 30 enters the scanning unit 50. The beam expander 30 has a convex lens 41 a and a concave lens 41 b. The convex lens 41a and the concave lens 41b are disposed along the optical axis. The diameter of the laser beam L is changed by the convex lens 41 a and the concave lens 41 b.

凸レンズ41aは、照射方向においてfθレンズ60の周辺領域S2及び遮光部材80と重なる位置に、配置される。凸レンズ41aがfθレンズ60の近くに配置され、凸レンズ41からfθレンズ60までの距離を短縮することができる。よって、凸レンズ41aからfθレンズ60へ至る光路の長さが短縮され、装置全体の小型化が実現される。   The convex lens 41a is disposed at a position overlapping the peripheral region S2 of the fθ lens 60 and the light shielding member 80 in the irradiation direction. The convex lens 41 a is disposed near the fθ lens 60, and the distance from the convex lens 41 to the fθ lens 60 can be shortened. Therefore, the length of the optical path from the convex lens 41 a to the fθ lens 60 is shortened, and the miniaturization of the entire apparatus is realized.

<変形例2>
また、例えば、図6に示すように、反射ミラー43が、レーザ光源から出射された光が走査ユニット50へ向かう経路上であって走査ユニット50の直前に配置される光学部材であってもよい。図6に示すレーザ加工ヘッド1Cは、ダイクロイックミラーや可視光源を有さず、ビームエキスパンダ30から出射したレーザ光Lが反射ミラー42及び反射ミラー43で反射して走査ユニット50に入射する。反射ミラー42は、光源20及びエキスパンダ30の前方に、レーザ光Lの光路に対して45度の角度をなすように配置される。反射ミラー42は、入射したレーザ光Lを右方向に反射する。反射ミラー43は、反射ミラー42に反射されたレーザ光Lの光路上に、反射されたレーザ光Lの光路に対して45度の角度をなすように配置される。反射ミラー43は、入射したレーザ光Lを前方向に反射して、レーザ光Lを走査ユニット50に導く。
<Modification 2>
Also, for example, as shown in FIG. 6, the reflection mirror 43 may be an optical member disposed on the path toward the scanning unit 50 and in front of the scanning unit 50, in which the light emitted from the laser light source is directed. . The laser processing head 1C shown in FIG. 6 does not have a dichroic mirror or a visible light source, and the laser beam L emitted from the beam expander 30 is reflected by the reflection mirror 42 and the reflection mirror 43 and enters the scanning unit 50. The reflection mirror 42 is disposed in front of the light source 20 and the expander 30 so as to form an angle of 45 degrees with respect to the optical path of the laser light L. The reflection mirror 42 reflects the incident laser light L in the right direction. The reflection mirror 43 is disposed on the light path of the laser light L reflected by the reflection mirror 42 at an angle of 45 degrees with respect to the light path of the reflected laser light L. The reflection mirror 43 reflects the incident laser light L in the forward direction, and guides the laser light L to the scanning unit 50.

反射ミラー43は、照射方向においてfθレンズ60の周辺領域S2及び遮光部材80と重なる位置に、配置される。反射ミラー43がfθレンズ60の近くに配置され、反射ミラー43からfθレンズ60までの距離を短縮することができる。よって、反射ミラー43からfθレンズ60へ至る光路の長さが短縮され、装置全体の小型化が実現される。   The reflection mirror 43 is disposed at a position overlapping the peripheral region S2 of the fθ lens 60 and the light shielding member 80 in the irradiation direction. The reflection mirror 43 is disposed near the fθ lens 60, and the distance from the reflection mirror 43 to the fθ lens 60 can be shortened. Therefore, the length of the optical path from the reflection mirror 43 to the fθ lens 60 is shortened, and the miniaturization of the entire apparatus is realized.

<変形例3>
また、例えば、図7に示すように、ビームスプリッタ44が、レーザ光源から出射された光が走査ユニット50へ向かう経路上であって走査ユニット50の直前に配置される光学部材であってもよい。図7に示すレーザ加工ヘッド1Dは、ダイクロイックミラーや可視光源を有さず、ビームスプリッタ44と検出器75とを有する。レーザ加工ヘッド1Dにおいては、ビームエキスパンダ30から出射したレーザ光Lがビームスプリッタ44を透過して走査ユニット50に入射する。ビームスプリッタ44は、光源20及びエキスパンダ30の前方に、レーザ光Lの光路に対して45度の角度をなすように配置される。ビームスプリッタ44は、入射したレーザ光Lの一部を透過して前方の走査ユニット50に導き、一部を右方に反射する。検出器75は、ビームスプリッタ44の右方に配置される。検出器75は、ビームスプリッタ44で反射したレーザ光Lを受けて、レーザ光Lの強度等を検出する。
<Modification 3>
Also, for example, as shown in FIG. 7, the beam splitter 44 may be an optical member disposed on the path toward the scanning unit 50 and in front of the scanning unit 50, in which the light emitted from the laser light source is directed. . The laser processing head 1D shown in FIG. 7 does not have a dichroic mirror or a visible light source, and has a beam splitter 44 and a detector 75. In the laser processing head 1 D, the laser beam L emitted from the beam expander 30 passes through the beam splitter 44 and is incident on the scanning unit 50. The beam splitter 44 is disposed in front of the light source 20 and the expander 30 so as to form an angle of 45 degrees with respect to the optical path of the laser light L. The beam splitter 44 transmits a part of the incident laser light L and guides it to the forward scanning unit 50, and reflects a part to the right. The detector 75 is disposed to the right of the beam splitter 44. The detector 75 receives the laser beam L reflected by the beam splitter 44 and detects the intensity or the like of the laser beam L.

ビームスプリッタ44は、照射方向においてfθレンズ60の周辺領域S2及び遮光部材80と重なる位置に、配置される。ビームスプリッタ44がfθレンズ60の近くに配置され、ビームスプリッタ44からfθレンズ60までの距離を短縮することができる。よって、ビームスプリッタ44からfθレンズ60へ至る光路の長さが短縮され、装置全体の小型化が実現される。   The beam splitter 44 is disposed at a position overlapping the peripheral region S2 of the fθ lens 60 and the light shielding member 80 in the irradiation direction. A beam splitter 44 can be placed near the fθ lens 60 to reduce the distance from the beam splitter 44 to the fθ lens 60. Therefore, the length of the optical path from the beam splitter 44 to the fθ lens 60 is shortened, and the miniaturization of the entire apparatus is realized.

<変形例4>
また、上述の実施形態においては、照射領域S1が略矩形であり、矩形の開口82を有する遮光部材80を有する例を示したが、照射領域や遮光部材はこれに限らない。例えば、図8に示すように、上面からみて円形の透明領域S3Eより小さく、上面からみて円形の照射領域S1Eであってもよい。この場合、周辺領域S2Eは、照射領域S1Eの周囲の領域となる。レンズの端部分では中心部分に比べて歪みが大きくなることがあるが、透明領域S3Eの中心付近のみを照射領域S1Eとすることにより、歪みの小さい部分のみを使用することができる。このとき、遮光部材として、円形の開口82Eを有する遮光部材80Eとしてもよい。遮光部材80Eが円形の開口82Eを有することにより、照射領域S1Eを露出しつつ、遮光部材80Eが覆う範囲を広くすることができる。
<Modification 4>
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although irradiation area | region S1 is substantially rectangular and showed the example which has the light shielding member 80 which has the rectangular opening 82, an irradiation area | region and a light shielding member are not restricted to this. For example, as shown in FIG. 8, it may be smaller than the circular transparent area S3E as viewed from the top, and may be a circular irradiation area S1E as viewed from the top. In this case, the peripheral area S2E is an area around the irradiation area S1E. Although distortion may be greater at the end portion of the lens than at the central portion, by setting only the vicinity of the center of the transparent region S3E as the irradiation region S1E, only a portion with small distortion can be used. At this time, a light shielding member 80E having a circular opening 82E may be used as the light shielding member. By providing the circular opening 82E of the light shielding member 80E, it is possible to widen the range covered by the light shielding member 80E while exposing the irradiation area S1E.

また、上述の実施形態においては、遮光部材80が周辺領域S2の全域を覆う例を示したが、遮光部材はこれに限らず、周辺領域S2の一部分のみを覆っていてもよい。例えば、図8に示すように、照射領域S1Fが上面からみて矩形であり、その周囲が周辺領域S2Fである場合、遮光部材として、周辺領域S2Fの内の半分を覆う遮光部材80Eとしてもよい。   Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the example in which the light shielding member 80 covers the whole region of peripheral region S2 was shown, the light shielding member may cover only a part of peripheral region S2 not only this. For example, as shown in FIG. 8, when the irradiation area S1F is rectangular as viewed from the top and the periphery thereof is the peripheral area S2F, the light shielding member may be a light shielding member 80E covering half of the peripheral area S2F as a light shielding member.

また、上述の実施形態においては、加工領域における照射範囲が矩形であることに対応して、照射領域S1が略矩形である例を示したが、これに限らない。fθレンズ60による光路歪みを考慮して、加工領域における照射範囲を矩形とするために、照射領域S1が所定の形状となるように走査ユニット50の走査範囲が決められる場合もある。   Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the irradiation area | region S1 showed the example which is substantially rectangular corresponding to an irradiation range in a process area | region being a rectangle, it does not restrict to this. In order to make the irradiation range in the processing area rectangular in consideration of the optical path distortion by the fθ lens 60, the scanning range of the scanning unit 50 may be determined such that the irradiation area S1 has a predetermined shape.

<その他の変形例>
また、上述の実施形態においては、遮光部材80がfθレンズ60の上側に配置される例を示したが、遮光部材はこれに限らず、fθレンズ60の下側に配置されていてもよい。上述したように、走査ユニット50により走査された光の照射範囲は下に向かうにつれ広くなるので、上述の実施形態のように遮光部材80がfθレンズ60の上側に配置されると遮光部材が広い範囲を覆うことができる。しかしながら、遮光部材がfθレンズ60の下側に配置された場合であっても、遮光部材を設けない場合と比べて、筐体10の内に侵入する反射光を減らすことができる。また、遮光部材をfθレンズ60の下側に配置する場合、例えば遮光部材を筐体10の外側に設けることができ、筐体10に対する遮光部材の交換が簡単になる。
<Other Modifications>
In the above-described embodiment, the light shielding member 80 is disposed above the fθ lens 60. However, the light shielding member is not limited to this and may be disposed below the fθ lens 60. As described above, since the irradiation range of the light scanned by the scanning unit 50 becomes wider toward the bottom, when the light shielding member 80 is disposed above the fθ lens 60 as in the above embodiment, the light shielding member is wider It can cover the range. However, even in the case where the light shielding member is disposed below the fθ lens 60, it is possible to reduce the reflected light entering the inside of the housing 10 as compared with the case where the light shielding member is not provided. Further, when the light shielding member is disposed below the fθ lens 60, for example, the light shielding member can be provided outside the housing 10, and replacement of the light shielding member with respect to the housing 10 becomes easy.

また、上述の実施形態においては、筐体10の下面に設けられ、走査ユニット50に走査された光を筐体10の外部へ透過させる透明部材がfθレンズ60である例を示したが、透明部材はこれに限らない。透明部材はレーザ光や可視光を透過可能な部材であればよく、例えば、テレセントリックレンズ等のレンズであってもよいし、光を収束させる機能のない透明な部材で構成される単なる窓であってもよい。透明部材が窓であっても、例えば、ビームエキスパンダ30のレンズを調節しながらレーザ光Lを出射することで、焦平面にレーザ光Lを収束させて加工対象物Wに印字することができる。   In the above embodiment, the transparent member provided on the lower surface of the housing 10 and transmitting the light scanned by the scanning unit 50 to the outside of the housing 10 is the fθ lens 60. The members are not limited to this. The transparent member may be a member capable of transmitting laser light or visible light, and may be, for example, a lens such as a telecentric lens, or a simple window made of a transparent member having no light focusing function. May be Even if the transparent member is a window, for example, by emitting the laser beam L while adjusting the lens of the beam expander 30, the laser beam L can be converged on the focal plane and printed on the workpiece W .

また、上述の実施形態においては、保持部90が遮光部材80と接触する例を示したが、これに限らない。例えば、保持部90が遮光部材80と離隔して配置されてもよい。保持部90と遮光部材80とが離隔して配置される場合、遮光部材80から保持部90への熱伝導が抑制される。また、例えば、保持部90と遮光部材80との間に断熱材を配置してもよい。この場合、断熱材により、遮光部材80から保持部90への熱伝導が抑制される。保持部90の熱損傷が抑えられ、ダイクロイックミラー40への熱の影響が抑制されるので、遮光部材80に対して保持部90を近づけて配置することが可能となる。   Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the example in which the holding | maintenance part 90 contacts the light shielding member 80 was shown, it does not restrict to this. For example, the holding portion 90 may be disposed apart from the light shielding member 80. When the holding portion 90 and the light shielding member 80 are spaced apart, heat conduction from the light shielding member 80 to the holding portion 90 is suppressed. In addition, for example, a heat insulating material may be disposed between the holding portion 90 and the light shielding member 80. In this case, heat conduction from the light shielding member 80 to the holding portion 90 is suppressed by the heat insulating material. Since the thermal damage to the holding portion 90 is suppressed and the influence of heat on the dichroic mirror 40 is suppressed, the holding portion 90 can be disposed close to the light shielding member 80.

また、上述の実施形態においては、保持部90がベースプレート11と接触する例を示したが、これに限らない。例えば、保持部90とベースプレート11との間に断熱材が配置されたり、保持部90と取付ネジ91との間に断熱材が配置されたりする等の構成により、保持部90とベースプレート11との間の熱伝導を抑制するような構成としてもよい。この場合、断熱材により、ベースプレート11から保持部90への熱伝導が抑制される。例えば、遮光部材80からベースプレート11に伝わった熱が、さらに保持部90へ伝わることが抑制されるので、反射光により遮光部材80やベースプレート11が加熱された場合であっても保持部90の熱損傷が抑えられ、ダイクロイックミラー40への熱の影響が抑制される。よって遮光部材80に対して保持部90を近づけて配置することが可能となる。   Moreover, although the example in which the holding part 90 contacts the base plate 11 was shown in the above-mentioned embodiment, it does not restrict to this. For example, the heat insulating material is disposed between the holding portion 90 and the base plate 11, or the heat insulating material is disposed between the holding portion 90 and the mounting screw 91, etc. It is good also as composition which controls heat conduction between them. In this case, the heat conduction from the base plate 11 to the holding portion 90 is suppressed by the heat insulating material. For example, since the heat transmitted from the light shielding member 80 to the base plate 11 is further suppressed from being transmitted to the holding portion 90, even if the light shielding member 80 or the base plate 11 is heated by the reflected light, the heat of the holding portion 90 Damage is suppressed, and the influence of heat on the dichroic mirror 40 is suppressed. Therefore, the holding portion 90 can be disposed close to the light shielding member 80.

100レーザ加工装置
1、1B、1C、1D レーザ加工ヘッド
2 コントローラユニット
C 伝送ケーブル
10 筐体
11 ベースプレート
20 光源
30 ビームエキスパンダ
40 ダイクロイックミラー
50 走査ユニット
60 fθレンズ
70 可視光源
80、80E、80F 遮光部材
90 保持部
801 第1端部
802 第2端部
W1 第1距離
W2 第2距離
S1、S1E、S1F 照射領域
S2、S2E、S2F 周辺領域
T1 中心軸
S3 透明領域
L レーザ光
M 可視レーザ光
W 加工対象物
41a 凸レンズ
41b 凹レンズ
42 反射ミラー
43 反射ミラー
44 ビームスプリッタ

Reference Signs List 100 laser processing apparatus 1, 1B, 1C, 1D laser processing head 2 controller unit C transmission cable 10 housing 11 base plate 20 light source 30 beam expander 40 dichroic mirror 50 scanning unit 60 fθ lens 70 visible light source 80, 80E, 80F light blocking member 90 holding portion 801 first end portion 802 second end portion W1 first distance W2 second distance S1, S1E, S1F irradiation area S2, S2E, S2F peripheral area T1 central axis S3 transparent area L laser light M visible laser light W processing Object 41a Convex lens 41b Concave lens 42 Reflection mirror 43 Reflection mirror 44 Beam splitter

Claims (6)

レーザ加工機に備えられるレーザ加工ヘッドであって、
筐体と、
前記筐体に内蔵され、レーザ光源から出射された光を走査して、前記筐体の一面へ向かう方向である照射方向に反射する走査部と、
前記筐体に内蔵され、前記レーザ光源から出射された光が前記走査部へ向かう経路上であって、前記走査部の直前に配置される光学部材と、
前記筐体の一面に設けられ、前記走査部に走査された光を前記筐体の外部へ透過させる透明部材と、
前記透明部材の、前記走査部に走査された光が照射される領域である照射領域を露出するとともに、前記照射領域の周辺であって、前記照射方向において前記透明部材と重なる領域である周辺部を覆う遮光部材と、を有し、
前記光学部材が、前記遮光部材より前記照射方向における上流であって前記照射方向において前記遮光部材及び前記透明部材と重なる位置に設けられること、を特徴とするレーザ加工ヘッド。
A laser processing head provided to a laser processing machine, comprising:
And
A scanning unit which is built in the housing and scans light emitted from a laser light source and reflects the light in an irradiation direction which is a direction toward the one surface of the housing;
An optical member incorporated in the housing and disposed on a path toward the scanning unit, wherein the light emitted from the laser light source is directed to the scanning unit, and immediately before the scanning unit;
A transparent member provided on one surface of the housing for transmitting the light scanned by the scanning unit to the outside of the housing;
An exposed area which is an area to be irradiated with the light scanned by the scanning section of the transparent member is exposed, and a peripheral area which is an area around the irradiated area and which overlaps the transparent member in the irradiation direction A light shielding member covering the
The laser processing head according to claim 1, wherein the optical member is provided upstream of the light shielding member in the irradiation direction and at a position overlapping the light shielding member and the transparent member in the irradiation direction.
前記遮光部材は、前記透明部材と前記照射方向において離隔して設けられること、を特徴とする請求項1記載のレーザ加工ヘッド。   The laser processing head according to claim 1, wherein the light shielding member is provided separately from the transparent member in the irradiation direction. 前記遮光部材は、前記照射方向において前記透明部材より上流に配置されること、を特徴とする請求項1又は2記載のレーザ加工ヘッド。   The laser processing head according to claim 1, wherein the light shielding member is disposed upstream of the transparent member in the irradiation direction. 前記遮光部材は、当該遮光部材の第1部分における、前記遮光部材から前記照射領域の中心軸までの距離である第1距離が、前記照射方向において前記第1部分より下流の第2部分における、前記遮光部材から前記中心軸までの距離である第2距離より、短く形成されること、を特徴とする請求項1〜3のいずれか記載のレーザ加工ヘッド。   The light shielding member is a first portion of the light shielding member, and a first distance which is a distance from the light shielding member to a central axis of the irradiation region is a second portion downstream of the first portion in the irradiation direction. The laser processing head according to any one of claims 1 to 3, wherein the laser processing head is formed shorter than a second distance which is a distance from the light shielding member to the central axis. 可視光を前記光学部材へ出射する可視光源をさらに有し、
前記光学部材は、前記レーザ光源から出射された光及び前記可視光源から出射された光のいずれか一方を透過し、前記レーザ光源から出射された光及び前記可視光源から出射された光の他方を反射する、ダイクロイックミラーであること、を特徴とする請求項1〜4のいずれか記載のレーザ加工ヘッド。
And a visible light source for emitting visible light to the optical member,
The optical member transmits any one of the light emitted from the laser light source and the light emitted from the visible light source, and the other of the light emitted from the laser light source and the light emitted from the visible light source The laser processing head according to any one of claims 1 to 4, which is a dichroic mirror that reflects light.
前記光学部材を保持する保持部を、さらに有し、
前記保持部は、前記筐体より小さい熱伝導率を有する、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか記載のレーザ加工ヘッド。


It further has a holding portion for holding the optical member,
The laser processing head according to any one of claims 1 to 5, wherein the holding portion has a thermal conductivity smaller than that of the housing.


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