JP2019106513A - Laser processing device - Google Patents
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Abstract
Description
ここに開示する技術は、レーザマーキング装置等、被加工物へとレーザ光を照射することによって加工を行うレーザ加工装置に関する。 The technology disclosed herein relates to a laser processing apparatus such as a laser marking apparatus that performs processing by irradiating a workpiece with a laser beam.
従来より、レーザ加工に使用される装置として、レーザ光をパルス発振可能とするQスイッチを備えたものが知られている(例えば、特許文献1を参照)。 Conventionally, as an apparatus used for laser processing, one provided with a Q switch capable of pulse oscillation of laser light is known (see, for example, Patent Document 1).
具体的に、特許文献1に記載されたレーザ装置は、共振器を構成する一対のミラー(共振器ミラー)の間に、基本波を生成するためのレーザ媒質(固体レーザ素子)と、基本波をパルス発振するためのQスイッチと、その基本波から高調波を生成するための波長変換素子(非線形結晶)と、を配置して成る。 Specifically, the laser device described in Patent Document 1 includes a laser medium (solid laser element) for generating a fundamental wave, and a fundamental wave between a pair of mirrors (resonator mirrors) constituting a resonator. And a wavelength conversion element (nonlinear crystal) for generating harmonics from the fundamental wave.
前記特許文献1に記載されたレーザ装置の場合、前述のQスイッチをオン状態にすると、レーザ光の発振が停止されるとともに、オン状態とした期間に応じて、レーザ媒質において反転分布の形成が促進される(いわゆる光ポンピング)。対して、Qスイッチをオン状態からオフ状態へと切り替えると、共振器のQ値が瞬間的に高まることにより、高出力のレーザ光をパルス発振することが可能となる。 In the case of the laser device described in Patent Document 1, when the above-described Q switch is turned on, the oscillation of the laser light is stopped, and the population inversion is formed in the laser medium according to the period of the on state. Promoted (so-called optical pumping). On the other hand, when the Q switch is switched from the on state to the off state, the Q value of the resonator instantaneously increases, and it becomes possible to pulse-oscillate high-power laser light.
また一般に、レーザ媒質を励起させて基本波を生成するべく、励起光を生成するための励起光源を用いることも知られている(例えば、特許文献2を参照)。 In general, it is also known to use an excitation light source for generating excitation light to excite a laser medium to generate a fundamental wave (see, for example, Patent Document 2).
具体的に、特許文献2に記載された高調波レーザ発振器は、励起光源としてのレーザダイオード(LD)を備えた構成とされており、このレーザダイオードへと駆動電流(LD電流)を供給することにより、その駆動電流に応じた励起光を生成することができる。 Specifically, the harmonic laser oscillator described in Patent Document 2 is configured to include a laser diode (LD) as a pumping light source, and supplying a drive current (LD current) to the laser diode. Thus, excitation light can be generated according to the drive current.
一般に、レーザ加工を行うときには、例えばレーザマーキングにおける印字の発色や、レーザ切断における切断速度等を調整するために、レーザ光の目標出力を変更する場合がある。 In general, when laser processing is performed, a target output of laser light may be changed in order to adjust, for example, coloring of printing in laser marking, cutting speed in laser cutting, and the like.
この場合、変更された目標出力を達成するための方法としては、励起光源へと供給される駆動電流を調整することにより、基本波の出力を調整することが考えられる。 In this case, as a method for achieving the changed target output, it may be considered to adjust the output of the fundamental wave by adjusting the drive current supplied to the excitation light source.
すなわち、例えば駆動電流の電流値を低下させると、励起光源において生成される励起光の出力が低下して、レーザ媒質において生成される基本波の出力も低下することになる。これにより、その基本波に基づき生成されるレーザ光の出力を低下させることが可能となる。 That is, for example, when the current value of the drive current is reduced, the output of the excitation light generated in the excitation light source is reduced, and the output of the fundamental wave generated in the laser medium is also reduced. This makes it possible to reduce the output of the laser beam generated based on the fundamental wave.
このように、駆動電流の大きさとレーザ光の出力との間には正の相関関係が存在することから、例えばHDD等の記憶部に対して、レーザ光の目標出力と、励起光源へと供給するべき駆動電流との間の対応関係を予め記憶させておくことで、使用者が望んだ出力に対応した駆動電流を、その対応関係を用いて決定することが可能となる。 As described above, since a positive correlation exists between the magnitude of the drive current and the output of the laser light, for example, the target output of the laser light and the excitation light source are supplied to the storage unit such as an HDD. By storing in advance the correspondence relationship with the drive current to be performed, the drive current corresponding to the output desired by the user can be determined using the correspondence relationship.
ところで、前記特許文献1に記載されたレーザ装置のように、Qスイッチを備えた構成とした場合、レーザ光の制御パラメータとしては、一秒間につきQスイッチのオンオフを切り替える回数、つまり単位時間あたりにパルス発振が成される回数を示すQスイッチ周波数(以下、「パルス周波数」とも言う)が知られている。 By the way, when it is set as the structure provided with Q switch like the laser apparatus described in the said patent document 1, as a control parameter of a laser beam, the frequency | count which switches Q switch on / off per second, ie, per unit time A Q switch frequency (hereinafter also referred to as "pulse frequency") indicating the number of times of pulse oscillation is known.
しかし、パルス周波数を変更すると、Qスイッチをオン状態とする期間が増減することになる。これにより、レーザ媒質における反転分布の状態が変動することから、そのレーザ媒質に励起光を入射したときに誘導放出される光子の数が増減してしまい、レーザ光の出力が変動することになる。そのため、前述のようにして駆動電流を決定するだけでは、適切な出力設定を行うには不十分である。 However, changing the pulse frequency will increase or decrease the period during which the Q switch is turned on. As a result, since the state of population inversion in the laser medium fluctuates, the number of photons emitted by induction increases or decreases when the excitation light enters the laser medium, and the output of the laser light fluctuates. . Therefore, determining the drive current as described above is not sufficient to set the appropriate output.
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レーザ光の出力のバラツキを低減することにある。 The technique disclosed herein has been made in view of the above point, and its object is to reduce the variation in the output of the laser beam.
本開示の第1の側面は、励起光を生成する励起光生成部と、前記励起光生成部により生成された励起光に基づいてレーザ光を生成するとともに、該レーザ光を出射するレーザ光出力部と、前記レーザ光出力部から出射されたレーザ光を被加工物の表面上で走査するレーザ光走査部と、前記被加工物に対して所望の加工を行うべく設定される加工条件を記憶する条件設定記憶部と、前記条件設定記憶部に記憶された加工条件に基づいて前記励起光生成部、前記レーザ光出力部、及び前記レーザ光走査部を制御することにより、前記被加工物の加工を行う制御部と、を備えるレーザ加工装置に係る。 According to a first aspect of the present disclosure, a laser light is generated based on an excitation light generation unit that generates excitation light, and laser light generated based on the excitation light generated by the excitation light generation unit, and a laser light output that emits the laser light And a laser beam scanning unit for scanning the surface of a workpiece with a laser beam emitted from the laser beam output unit, and a processing condition set to perform desired processing on the workpiece Control of the excitation light generation unit, the laser light output unit, and the laser light scanning unit based on processing conditions stored in the condition setting storage unit and the processing conditions stored in the condition setting storage unit; And a control unit that performs processing.
本開示の第1の側面に係るレーザ加工装置によれば、前記レーザ光出力部は、前記励起光生成部により生成された励起光に基づいて基本波を生成するレーザ媒質と、前記レーザ媒質により生成された基本波が入射されるとともに、該基本波よりも高い周波数を有する高調波を生成する波長変換素子と、前記加工条件の一として設定されるパルス周波数に関して前記制御部から受け取った制御信号に基づいて、前記波長変換素子にて生成された高調波をパルス発振させるQスイッチと、前記Qスイッチによりパルス発振された高調波をレーザ光として出射するための出力ミラーと、を有し、前記励起光生成部は、外部から供給された駆動電流に応じた励起光を生成する励起光源と、前記加工条件の一として設定されるレーザ光の目標出力と、前記励起光源へと供給するべき駆動電流との間の対応関係を、前記パルス周波数の大きさに関連付けて記憶する対応関係記憶部と、前記条件設定記憶部に記憶された前記目標出力及び前記パルス周波数と、前記対応関係記憶部に記憶された対応関係とに基づいて、前記パルス周波数に対応した駆動電流を前記励起光源へと供給する励起光源駆動部と、を備える。 In the laser processing apparatus according to the first aspect of the present disclosure, the laser light output unit includes a laser medium that generates a fundamental wave based on the excitation light generated by the excitation light generation unit, and the laser medium. A wavelength conversion element that receives a generated fundamental wave and generates a harmonic having a frequency higher than that of the fundamental wave, and a control signal received from the control unit with respect to a pulse frequency set as one of the processing conditions A Q switch for pulse oscillation of the harmonic generated by the wavelength conversion element, and an output mirror for emitting the harmonic oscillated by the Q switch as laser light, The excitation light generation unit includes an excitation light source that generates excitation light according to a drive current supplied from the outside, a target output of laser light set as one of the processing conditions, and A correspondence relationship storage unit that stores a correspondence relationship between the drive current to be supplied to the excitation light source and the magnitude of the pulse frequency, the target output stored in the condition setting storage unit, and the pulse frequency And an excitation light source drive unit for supplying a drive current corresponding to the pulse frequency to the excitation light source based on the correspondence relationship stored in the correspondence relationship storage unit.
この構成によれば、対応関係記憶部は、レーザ光の目標出力と、駆動電流との間の対応関係を、加工条件の一として設定されるパルス周波数の大きさに関連付けて記憶する。これにより、パルス周波数の大きさに適した駆動電流を決定することができるから、レーザ光の出力設定を適切に実行することができ、ひいてはレーザ光の出力のバラツキを低減することが可能となる
また、本開示の第3の側面に係るレーザ加工装置によれば、前記波長変換素子は、前記レーザ媒質により生成された基本波が入射されるとともに、該基本波よりも高い周波数を有する第2高調波を生成する第1波長変換素子と、前記第1波長変換素子にて生成された第2高調波が入射されるとともに、該第2高調波よりも高い周波数を有する第3高調波を生成する第2波長変換素子と、を有し、前記出力ミラーは、前記第2波長変換素子により生成された第3高調波をレーザ光として出射する、としてもよい。
According to this configuration, the correspondence relationship storage unit stores the correspondence relationship between the target output of the laser light and the drive current in association with the magnitude of the pulse frequency set as one of the processing conditions. Thus, the drive current suitable for the magnitude of the pulse frequency can be determined, so that the output setting of the laser beam can be appropriately performed, and in turn, the variation in the output of the laser beam can be reduced. Further, according to the laser processing apparatus according to the third aspect of the present disclosure, the wavelength conversion element receives the fundamental wave generated by the laser medium and has a frequency higher than that of the fundamental wave. A first wavelength conversion element generating harmonics, and a second harmonic generated by the first wavelength conversion element is incident, and a third harmonic having a frequency higher than the second harmonic is generated A second wavelength conversion element, and the output mirror emits the third harmonic generated by the second wavelength conversion element as a laser beam.
一般に、Qスイッチ周波数(前記パルス周波数)を変更すると、レーザ光のパルス幅が変わる。そうすると、波長変換素子における変換効率もまた変わることになるため、使用者が望んだ出力に対してバラツキが起こりやすい。 Generally, changing the Q switch frequency (the pulse frequency) changes the pulse width of the laser light. Then, the conversion efficiency in the wavelength conversion element also changes, so that the output desired by the user tends to vary.
特に、前記第3高調波など、いわゆるUVレーザ光を出射する場合、2つの波長変換素子(第1波長変換素子、第2波長変換素子)を使うことになるため、そうしたバラツキが一層起こりやすくなる。 In particular, in the case of emitting so-called UV laser light such as the third harmonic, two wavelength conversion elements (first wavelength conversion element, second wavelength conversion element) are used, and such variations are more likely to occur. .
よって、前記のように、レーザ光の出力のバラツキを低減可能な構成は、2つの波長変換素子によってUVレーザ光を出射するレーザ加工装置において、取り分け有効となる。 Therefore, as described above, the configuration capable of reducing the variation in the output of the laser beam is particularly effective in the laser processing apparatus that emits the UV laser beam by the two wavelength conversion elements.
また、本開示の第3の側面に係るレーザ加工装置によれば、前記対応関係記憶部は、予め決められた異なる前記パルス周波数ごとに、前記目標出力と前記駆動電流とを関連付けた電流テーブルを記憶する、としてもよい。 Further, according to the laser processing apparatus according to the third aspect of the present disclosure, the correspondence relationship storage unit associates a current table in which the target output is associated with the drive current for each of the predetermined different pulse frequencies. It may be stored.
この構成によれば、例えば、補正係数や計算式を用いて駆動電流を算出するような構成とは異なり、電流テーブルを参照すれば足りるため、より簡易な制御態様を実現することができる。 According to this configuration, unlike the configuration in which the drive current is calculated using, for example, a correction coefficient or a calculation formula, it is sufficient to refer to the current table, and a simpler control mode can be realized.
また、本開示の第4の側面に係るレーザ加工装置によれば、前記目標出力及び前記パルス周波数を、使用者による操作に基づいて設定するための設定部を備え、前記励起光源駆動部は、前記設定部を介して設定された前記目標出力及び前記パルス周波数に基づいて、前記励起光源へと駆動電流を供給する、としてもよい。 Moreover, according to the laser processing apparatus concerning the 4th side of this indication, it has a setting part for setting up the above-mentioned target output and the above-mentioned pulse frequency based on operation by a user, and the above-mentioned excitation light source drive part A drive current may be supplied to the excitation light source based on the target output and the pulse frequency set via the setting unit.
この構成によれば、設定部を用いることでユーザビリティを向上させることができる。 According to this configuration, usability can be improved by using the setting unit.
また、本開示の第5の側面に係るレーザ加工装置によれば、前記レーザ光出力部から出射されるレーザ光の出力を検出するパワーモニタを備え、前記制御部は、前記パワーモニタによる検出結果に基づいて、前記対応関係記憶部に記憶された対応関係を較正する、としてもよい。 Moreover, according to the laser processing apparatus which concerns on the 5th side surface of this indication, it has a power monitor which detects the output of the laser beam radiate | emitted from the said laser beam output part, The said control part is a detection result by the said power monitor , The correspondence relationship stored in the correspondence relationship storage unit may be calibrated.
この構成によれば、制御部は、レーザ光の出力の実測値に基づいて、対応関係を較正することができる。これにより、より適切な対応関係を設定し、ひいてはレーザ光の出力のバラツキを低減する上で有利になる。 According to this configuration, the control unit can calibrate the correspondence based on the measured value of the laser light output. This is advantageous in setting a more appropriate correspondence and, in turn, reducing variations in the laser light output.
以上説明したように、前記のレーザ加工装置によれば、レーザ光の出力のバラツキを低減することができる。 As described above, according to the above-mentioned laser processing apparatus, it is possible to reduce the variation in the output of the laser beam.
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described based on the drawings. The following description is an example.
すなわち、本明細書では、レーザ加工装置の一例としてレーザマーカについて説明するが、ここに開示する技術は、レーザ加工装置という名称に拘わらず、レーザ応用機器一般に利用することができる。 That is, in the present specification, a laser marker is described as an example of a laser processing apparatus, but the technology disclosed herein can be generally used for laser applied devices regardless of the name of the laser processing apparatus.
また、本明細書においては加工の代表例として印字について説明するが、印字加工に限られず、レーザ光を使ったあらゆる加工処理においても利用できる。 Moreover, although printing is described as a representative example of processing in the present specification, the present invention is not limited to printing processing, and can be used in any processing using a laser beam.
<レーザ加工装置Lの全体構成>
図1は、レーザ加工装置Lの概略構成を例示するブロック図である。図1に示すレーザ加工装置Lは、マーカヘッド1から出射されたレーザ光を、被加工物としてのワークWへと照射するととともに、そのワークWの表面上で3次元走査することによって加工を行うものである。
<Overall Configuration of Laser Processing Device L>
FIG. 1 is a block diagram illustrating the schematic configuration of the laser processing apparatus L. As shown in FIG. The laser processing apparatus L shown in FIG. 1 performs processing by irradiating the laser beam emitted from the marker head 1 onto the workpiece W as a workpiece and three-dimensionally scanning the surface of the workpiece W. It is a thing.
特に、ここに開示するレーザ加工装置Lは、UVレーザ光をパルス発振することができるように構成されている。 In particular, the laser processing apparatus L disclosed herein is configured to be capable of pulsating UV laser light.
図1に示すように、レーザ加工装置Lは、各種装置を制御するためのマーカコントローラ100と、レーザ光を出射するためのマーカヘッド1とによって構成することができるが、マーカコントローラ100及びマーカヘッド1の一方を他方へと組み込んで一体化することができる。 As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus L can be configured by a marker controller 100 for controlling various devices and a marker head 1 for emitting laser light, but the marker controller 100 and the marker head One of the 1 can be integrated into the other.
マーカコントローラ100及びマーカヘッド1は、この実施形態においては別体とされており、電気配線を介して電気的に接続されている一方、光ファイバーケーブルを介して光学的に結合されている。なお、マーカコントローラ100及びマーカヘッド1を一体化した場合には、光ファイバーケーブルを介さずとも、空間を介して結合することができる。 The marker controller 100 and the marker head 1 are separated in this embodiment, and are electrically connected via electrical wiring, while being optically coupled via an optical fiber cable. When the marker controller 100 and the marker head 1 are integrated, coupling can be performed via a space without using an optical fiber cable.
また、マーカコントローラ100には、印字設定など、種々の加工条件を設定するための操作用端末(設定部)200を接続することができる。操作用端末200は、液晶ディスプレイ等、使用者に対して情報を表示するための表示部201と、キーボードやマウス等、使用者による操作入力を受け付ける操作部202と、HDD等、情報を記憶するための記憶装置203を備えて成る。操作用端末200は、例えばマーカコントローラ100に組み込んで一体化することができる。この場合は、「操作用端末」ではなく、コントロールユニット等の呼称を用いることもできるが、少なくともこの実施形態においては、互いに別体とされている。 Further, an operation terminal (setting unit) 200 for setting various processing conditions such as print settings can be connected to the marker controller 100. The operation terminal 200 stores information such as a display unit 201 for displaying information to the user such as a liquid crystal display, an operation unit 202 such as a keyboard and a mouse that receives operation input by the user, and an HDD and the like. And a storage device 203. The operation terminal 200 can be incorporated into, for example, the marker controller 100 and integrated. In this case, the name of a control unit or the like may be used instead of the "operation terminal", but at least in this embodiment, they are separated from each other.
この実施形態に係る操作用端末200を用いた場合、使用者は、操作部202を介して操作入力を行うことにより、印字の内容(マーキングパターン)を決定したり、レーザ光に求める出力(目標出力)や、その走査速度(スキャンスピード)や、1秒間あたりにパルス発振を行う回数(パルス周波数)など、ワークWに対して所望の加工を行うための加工条件を設定したりすることができる。そうして設定された加工条件は、マーカコントローラ100へと出力されて、その条件設定記憶部102において記憶されるようになっている。必要に応じて、操作用端末200の記憶装置203が加工条件を保存してもよい。 When the operation terminal 200 according to this embodiment is used, the user performs an operation input through the operation unit 202 to determine the content of the printing (marking pattern) or an output to be obtained from the laser light (target It is possible to set processing conditions for performing desired processing on the workpiece W, such as output), the scanning speed (scanning speed), and the number of times of pulse oscillation per second (pulse frequency). . The processing conditions set in this manner are output to the marker controller 100 and stored in the condition setting storage unit 102. If necessary, the storage device 203 of the operation terminal 200 may store the processing conditions.
そうして設定された加工条件は、マーカコントローラ100へと出力されて、その条件設定記憶部102において記憶されるようになっている。 The processing conditions set in this manner are output to the marker controller 100 and stored in the condition setting storage unit 102.
レーザ加工装置Lには、上述した機器や装置以外にも、操作や制御を行うための装置、その他の各種処理を行うためのコンピュータ、記憶装置、周辺機器等を接続することもできる。この場合の接続は、例えば、IEEE1394、RS−232xやRS−422、USB等のシリアル接続、パラレル接続、あるいは10BASE−T、100BASE−TX、1000BASE−T等のネットワークを介して電気的、あるいは磁気的、光学的に接続する方法等を挙げることができる。また、有線接続以外にも、IEEE802.x等の無線LANやBluetooth(登録商標)等の電波、赤外線、光通信等を利用した無線接続等でもよい。さらにデータの交換や各種設定の保存等を行うための記憶装置に用いる記憶媒体としては、例えば、各種メモリカードや磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、ハードディスク等を利用することができる。 In addition to the above-described devices and devices, the laser processing device L may be connected with devices for performing operations and controls, computers for performing various other processes, storage devices, peripheral devices, and the like. The connection in this case is, for example, serial connection such as IEEE1394, RS-232x or RS-422, USB, etc., parallel connection, or electrical or magnetic via a network such as 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T, etc. And optical connection methods can be mentioned. In addition to wired connection, IEEE 802. A wireless LAN such as x, a radio wave such as Bluetooth (registered trademark), an infrared ray, a wireless connection using optical communication, or the like may be used. Furthermore, as a storage medium used for a storage device for exchanging data and storing various settings, for example, various memory cards, magnetic disks, magneto-optical disks, semiconductor memories, hard disks and the like can be used.
なお、レーザ加工装置Lは、マーカコントローラ100、マーカヘッド1及び操作用端末200と、それら以外の各種ユニットや装置、機器を組み合わせたレーザ加工システムとすることもできる。 The laser processing apparatus L can also be a laser processing system in which the marker controller 100, the marker head 1 and the operation terminal 200 are combined with various other units, devices, and devices.
以下、マーカコントローラ100及びマーカヘッド1それぞれのハード構成について詳細に説明した後に、マーカコントローラ100によるマーカヘッド1の制御に関連した構成について説明する。 The hardware configuration of each of the marker controller 100 and the marker head 1 will be described in detail below, and then the configuration related to the control of the marker head 1 by the marker controller 100 will be described.
<マーカコントローラ100>
マーカコントローラ100は、加工条件を記憶するための条件設定記憶部102と、その加工条件に基づいてマーカヘッド1を制御するための制御部101と、レーザ励起光(励起光)を生成するための励起光生成部110と、を備えている。
<Marker controller 100>
The marker controller 100 includes a condition setting storage unit 102 for storing processing conditions, a control unit 101 for controlling the marker head 1 based on the processing conditions, and laser excitation light (excitation light). And an excitation light generation unit 110.
(条件設定記憶部102)
条件設定記憶部102は、操作用端末200を介して設定された加工条件を記憶するとともに、必要に応じて、記憶された加工条件を制御部101へと出力するようになっている。
(Condition setting storage unit 102)
The condition setting storage unit 102 stores the processing conditions set via the operation terminal 200, and outputs the stored processing conditions to the control unit 101 as necessary.
具体的に、条件設定記憶部102は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、HDD等を用いて構成されており、加工条件を示す情報を一時的または継続的に記憶することができる。特に、操作用端末200をマーカコントローラ100に組み込んだ場合には、記憶装置203が、条件設定記憶部102を兼用するように構成することもできる。 Specifically, the condition setting storage unit 102 is configured using a volatile memory, a non-volatile memory, an HDD, etc., and can temporarily or continuously store information indicating processing conditions. In particular, when the operation terminal 200 is incorporated in the marker controller 100, the storage device 203 can also be configured to double as the condition setting storage unit 102.
(制御部101)
制御部101は、条件設定記憶部102に記憶された加工条件に基づいて、マーカコントローラ100の励起光生成部110や、レーザ光出力部2、レーザ光案内部及びレーザ光走査部4など、マーカヘッド1を成す各部を制御することにより、ワークWの加工を行うよう構成されている。
(Control unit 101)
The control unit 101 controls the excitation light generation unit 110 of the marker controller 100, the laser light output unit 2, the laser light guide unit, the laser light scanning unit 4 and the like based on the processing conditions stored in the condition setting storage unit 102. The workpiece W is processed by controlling the respective parts forming the head 1.
具体的に、制御部101は、プロセッサ、メモリ、入出力バス等から成り、操作用端末200を介して入力された情報を示す信号や、条件設定記憶部102から読み込んだ加工条件を示す信号に基づいて制御信号を生成するとともに、生成された制御信号をレーザ加工装置Lの各部へと出力することによって、ワークWの加工を制御する。 Specifically, the control unit 101 includes a processor, a memory, an input / output bus, etc., and is used as a signal indicating information input through the operation terminal 200 or a signal indicating processing conditions read from the condition setting storage unit 102. Based on the generated control signal, the control signal is output to each part of the laser processing apparatus L to control the processing of the workpiece W.
例えば、制御部101は、ワークWの加工を開始するときには、条件設定記憶部102に記憶された目標出力を読み込んで、その目標出力に関して生成された制御信号を励起光源駆動部112へと出力し、レーザ励起光の生成を制御する。 For example, when processing of the workpiece W is started, the control unit 101 reads the target output stored in the condition setting storage unit 102, and outputs a control signal generated for the target output to the excitation light source drive unit 112. , Control the generation of laser excitation light.
また、図1においては省略したが、制御部101は、条件設定記憶部102に記憶されたパルス周波数と、所定のデューティ比とに基づいて生成した制御信号を後述のQスイッチ23へと出力し、UVレーザ光のパルス発振を制御する。 Although omitted in FIG. 1, the control unit 101 outputs a control signal generated based on the pulse frequency stored in the condition setting storage unit 102 and a predetermined duty ratio to the Q switch 23 described later. , Control the pulse oscillation of the UV laser light.
(励起光生成部110)
励起光生成部110は、駆動電流に応じたレーザ励起光(励起光)を生成する励起光源111と、その励起光源111へと駆動電流を供給する励起光源駆動部(図1中では、「LD駆動部」と記載)112と、励起光源111に対して光学的に接合された励起光集光部113と、励起光源111へと供給するべき駆動電流を決定するためのテーブル記憶部(対応関係記憶部)114と、を備えている。励起光源111と励起光集光部113とは、不図示の励起ケーシング内に固定されており、光学的に結合されている。詳細は省略するが、この励起ケーシングは、熱伝導性に優れた銅等の金属で構成されており、励起光源111を効率良く放熱することができる。
(Excitation light generation unit 110)
The excitation light generation unit 110 generates an excitation light source 111 that generates laser excitation light (excitation light) according to the drive current, and an excitation light source drive unit that supplies the drive current to the excitation light source 111 (in FIG. Drive unit] 112, an excitation light focusing unit 113 optically joined to the excitation light source 111, and a table storage unit for determining a drive current to be supplied to the excitation light source 111 (correspondence relationship Storage unit 114). The excitation light source 111 and the excitation light focusing unit 113 are fixed in an excitation casing (not shown) and optically coupled. Although details will be omitted, this excitation casing is made of metal such as copper excellent in thermal conductivity, and can efficiently radiate the excitation light source 111.
また、励起光生成部110は、前述の加工条件の一として設定されるUVレーザ光の目標出力と、励起光源111へと供給するべき駆動電力との間の対応関係を記憶したテーブル記憶部114(対応関係記憶部)も備えている。この実施形態では、テーブル記憶部114は励起光源駆動部112に対して電気信号を送受するように接続されているが、制御部101との間で信号を送受するように構成してもよい。 In addition, the excitation light generation unit 110 stores the correspondence between the target output of the UV laser light set as one of the processing conditions described above and the drive power to be supplied to the excitation light source 111. (Correspondence storage unit) is also provided. In this embodiment, the table storage unit 114 is connected to transmit / receive an electrical signal to / from the excitation light source drive unit 112, but may be configured to transmit / receive a signal to / from the control unit 101.
以下、励起光生成部110の各部について順番に説明をする。 Hereinafter, each part of the excitation light generation unit 110 will be described in order.
励起光源駆動部112は、制御部101から出力された制御信号に基づいて、励起光源111へと駆動電流を供給する。詳細なフローについては後述するが、励起光源駆動部112は、制御部101が決定した目標出力と、テーブル記憶部114に記憶された対応関係とを用いることにより、励起光生成部110へと供給するべき駆動電流を決定する。励起光源駆動部112は、そうして決定された駆動電流を励起光源111へと供給するようになっている。なお、テーブル記憶部114を制御部101に対して接続した場合、駆動電流を決定する処理は、励起光源駆動部112ではなく、制御部101が行うようにしてもよい。 The excitation light source drive unit 112 supplies drive current to the excitation light source 111 based on the control signal output from the control unit 101. Although the detailed flow will be described later, the excitation light source drive unit 112 supplies the excitation light generation unit 110 by using the target output determined by the control unit 101 and the correspondence stored in the table storage unit 114. Determine the drive current to be done. The excitation light source drive unit 112 is configured to supply the drive current thus determined to the excitation light source 111. When the table storage unit 114 is connected to the control unit 101, the process of determining the driving current may be performed by the control unit 101 instead of the excitation light source drive unit 112.
励起光源111は、励起光源駆動部112から駆動電流が供給されるとともに、その駆動電流に応じた励起光を生成するように構成されている。励起光源111によって生成される励起光の出力は、駆動電流が大きくなるにしたがい増加する。具体的に、励起光源111は、レーザダイオード(Laser Diode:LD)等で構成されており、複数のLD素子を直線状に並べたLDアレイやLDバーを使用することができる。励起光源111としてLDアレイやLDバーを用いた場合、各素子からのレーザ発振は、ライン状に出力されて、励起光集光部113へと入射される。 The excitation light source 111 is configured to be supplied with a drive current from the excitation light source drive unit 112 and to generate excitation light according to the drive current. The output of the excitation light generated by the excitation light source 111 increases as the drive current increases. Specifically, the excitation light source 111 is configured by a laser diode (LD) or the like, and an LD array or LD bar in which a plurality of LD elements are linearly arranged can be used. When an LD array or an LD bar is used as the excitation light source 111, laser oscillation from each element is output in a line shape and is incident on the excitation light focusing unit 113.
励起光集光部113は、励起光源111から出力されたレーザを集光するとともに、レ−ザ励起光(励起光)として出力するように構成されている。具体的に、励起光集光部113は、フォーカシングレンズ等で構成可能とされており、レーザ発振が入射する入射面と、レ−ザ励起光を出力する出射面と、を有している。励起光集光部113は、マーカヘッド1に対し、前述の光ファイバーケーブルを介して光学的に結合されている。よって、励起光集光部113から出力されたレーザ励起光は、その光ファイバーケーブルを通じてマーカヘッド1へと導かれるようになっている。 The excitation light condensing unit 113 is configured to condense the laser output from the excitation light source 111 and to output it as laser excitation light (excitation light). Specifically, the excitation light focusing unit 113 can be configured by a focusing lens or the like, and has an incident surface on which laser oscillation is incident, and an emission surface on which laser excitation light is output. The excitation light focusing unit 113 is optically coupled to the marker head 1 via the above-described optical fiber cable. Therefore, the laser excitation light output from the excitation light condensing part 113 is guided to the marker head 1 through the optical fiber cable.
テーブル記憶部114は、加工条件の一として設定される目標出力と、励起光源111へと供給するべき駆動電流との間の対応関係を記憶するように構成されている。具体的に、テーブル記憶部114には、目標出力と、駆動電流との間の対応関係を記憶した電流テーブルが記憶されており、励起光源駆動部112が目標出力に対応した駆動電流を読み込むことで、励起光源111へと供給する駆動電流を決定するよう構成されている。 The table storage unit 114 is configured to store the correspondence between the target output set as one of the processing conditions and the drive current to be supplied to the excitation light source 111. Specifically, the table storage unit 114 stores a current table storing the correspondence between the target output and the drive current, and the excitation light source drive unit 112 reads the drive current corresponding to the target output. The driving current supplied to the excitation light source 111 is determined.
なお、テーブル記憶部114に代えて、目標出力を引数として駆動電流を算出するような計算式を記憶させる計算式記憶部を設けてもよい。そうした計算式記憶部とテーブル記憶部114とは、目標出力と駆動電流との対応関係を記憶しているという点で、双方とも対応関係記憶部を例示している。 Note that, instead of the table storage unit 114, a calculation formula storage unit may be provided that stores a calculation formula that calculates the drive current with the target output as an argument. The calculation formula storage unit and the table storage unit 114 both exemplify the correspondence relationship storage unit in that the correspondence relationship between the target output and the drive current is stored.
励起光生成部110は、励起光源駆動部112、励起光源111、励起光集光部113及びテーブル記憶部114のような部材を予め組み込んだLDユニット或いはLDモジュールとすることができる。また、励起光生成部110から出射される励起光(具体的には、励起光集光部113から出力されるレーザ励起光)は、無偏光とすることができ、これにより偏光状態の変化を考慮する必要が無く、設計上有利となる。特に、励起光源111周辺の構成については、複数のLD素子を数十個配列したLDアレイから各々得られる光を光ファイバーでバンドルして出力するLDユニット自体に出力光を無偏光とする機構を備えることが好ましい。 The excitation light generation unit 110 can be an LD unit or an LD module incorporating members such as the excitation light source drive unit 112, the excitation light source 111, the excitation light focusing unit 113, and the table storage unit 114 in advance. In addition, the excitation light emitted from the excitation light generation unit 110 (specifically, the laser excitation light output from the excitation light focusing unit 113) can be non-polarized light, so that the change of the polarization state is There is no need to consider, which is advantageous in design. In particular, with regard to the configuration around the pumping light source 111, the LD unit itself which bundles the light obtained from each of the LD array in which several LD elements are arrayed with an optical fiber and outputs it is equipped with a mechanism Is preferred.
<マーカヘッド1>
前記のように、励起光生成部110により生成されたレーザ励起光は、光ファイバーケーブルを通じてマーカヘッド1へと導かれる。マーカヘッド1は、レーザ励起光に基づいて、UVレーザ光を生成して出力するレーザ光出力部2と、レーザ光出力部2から出力されたUVレーザ光をワークWの表面へと照射して2次元走査を行うレーザ光走査部4と、レーザ光出力部2からレーザ光走査部4へと至る光路を構成するレーザ光案内部3と、を備えた構成とされている。
<Marker head 1>
As described above, the laser excitation light generated by the excitation light generator 110 is guided to the marker head 1 through the optical fiber cable. The marker head 1 irradiates the surface of the work W with a laser beam output unit 2 that generates and outputs a UV laser beam based on laser excitation light, and a UV laser beam output from the laser beam output unit 2 A laser beam scanning unit 4 for performing two-dimensional scanning and a laser beam guiding unit 3 forming an optical path from the laser beam output unit 2 to the laser beam scanning unit 4 are provided.
図2〜図3は、マーカヘッド1の外観を例示する斜視図である。図2〜図3に示すように、マーカヘッド1は、レーザ光出力部2、レーザ光案内部3及びレーザ光走査部4等を固定するための筐体10を備えている。この筐体10は、図2〜図3に示すような略直方状の外観を有しており、その短手方向の一側面には、後述の乾燥剤Dmを交換するための交換用蓋部18が着脱可能に取り付けられている。対して、図2に示すように、筐体10の下面には、マーカヘッド1からUVレーザ光を出射するための出射窓部19が設けられている。交換用蓋部18と出射窓部19の構成については後述する。 2 to 3 are perspective views illustrating the appearance of the marker head 1. As shown in FIGS. 2 to 3, the marker head 1 includes a housing 10 for fixing the laser light output unit 2, the laser light guiding unit 3, the laser light scanning unit 4 and the like. The housing 10 has a substantially rectangular external appearance as shown in FIGS. 2 to 3, and a replacement lid for replacing a desiccant Dm described later on one side surface in the short side direction The 18 is removably attached. On the other hand, as shown in FIG. 2, an emission window 19 for emitting UV laser light from the marker head 1 is provided on the lower surface of the housing 10. The configurations of the replacement lid 18 and the exit window 19 will be described later.
図4は、マーカヘッド1の内部構造を示す図である。筐体10の内部には、図4に示すような仕切部11が設けられている(図21及び図29も参照)。筐体10の内部空間は、その仕切部11によって長手方向の一側と他側とに仕切られている。 FIG. 4 is a view showing an internal structure of the marker head 1. In the inside of the housing 10, a partition 11 as shown in FIG. 4 is provided (see also FIGS. 21 and 29). The internal space of the housing 10 is partitioned by the partitioning portion 11 into one side and the other side in the longitudinal direction.
なお、以下の記載において、「筐体10の長手方向」とは、図4の紙面左右方向を指し、図4の紙面左側を「長手方向一側」と呼称する一方、同図の紙面右側を「長手方向他側」と呼称する。同様に、「筐体10の短手方向」とは、図4の紙面に面直な方向を指し、図4の紙面手前側を「短手方向一側」と呼称する一方、同図の紙面奥側を「短手方向他側」と呼称する。 In the following description, the “longitudinal direction of the housing 10” refers to the left and right direction of the paper surface of FIG. 4 and the left side of the paper surface of FIG. It is called "the other side in the longitudinal direction". Similarly, the “short side direction of the case 10” refers to a direction that is straight to the paper surface of FIG. 4 and refers to the front side of the paper surface of FIG. The back side is called "the other side in the short direction".
また、以下の記載において、「筐体10の長手方向(短手方向)」を単に「長手方向(短手方向)」と呼称したり、図2に示すように、他の図においても、これらに対応する方向を「長手方向」又は「短手方向」と呼称したりする場合がある。 Further, in the following description, “longitudinal direction (short side direction) of housing 10” will be simply referred to as “longitudinal direction (short side direction)”, or as shown in FIG. The direction corresponding to may be called "longitudinal direction" or "short direction".
また、以下の記載において、「上下方向」とは、図4の紙面上下方向に等しい。他の図においても、これに対応する方向を「上下方向」と呼称する場合がある。 Further, in the following description, the "vertical direction" is equal to the vertical direction of the paper surface of FIG. Also in the other figures, the direction corresponding to this may be referred to as "vertical direction".
具体的に、仕切部11は、筐体10の長手方向に対して垂直な方向へと延びる平板状に形成されている。また、仕切部11は、筐体10の長手方向においては、同方向の中央部よりも一側(図4の紙面左側)に寄せた配置とされている。よって、筐体10の長手方向一側に仕切られるスペースは、仕切部11の配置を一側に偏らせた分だけ、その他側に仕切られるスペースよりも、長手方向の寸法が短くなっている。以下、後者のスペースを第1スペースS1と呼称する一方、前者のスペースを第2スペースS2と呼称する。 Specifically, the partition portion 11 is formed in a flat plate shape extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the housing 10. Further, in the longitudinal direction of the housing 10, the partitioning portion 11 is disposed closer to one side (left side in the drawing of FIG. 4) than the central portion in the same direction. Therefore, the dimension of the space partitioned on one side in the longitudinal direction of the housing 10 is shorter in the longitudinal direction than the space partitioned on the other side by the amount of deviation of the arrangement of the partitions 11 to one side. Hereinafter, the latter space is referred to as a first space S1, and the former space is referred to as a second space S2.
この実施形態では、第1スペースS1の内部にはレーザ光出力部2とレーザ光走査部4が固定されている一方、第2スペースS2の内部にはレーザ光案内部3が固定されている。 In this embodiment, the laser light output unit 2 and the laser light scanning unit 4 are fixed inside the first space S1, while the laser light guiding unit 3 is fixed inside the second space S2.
詳しくは、第1スペースS1は、略平板状のベースプレート12によって、短手方向の一側と他側とに仕切られている。レーザ光出力部2の構成要素は、主に、ベースプレート12に対して短手方向一側の空間に配置可能とされている。 Specifically, the first space S1 is divided by the substantially flat base plate 12 into one side and the other side in the short direction. The components of the laser light output unit 2 can be mainly disposed in a space on one side in the lateral direction with respect to the base plate 12.
さらに詳しくは、この実施形態では、レーザ光出力部2を構成する部品のうち、凹レンズ28bや、波長変換素子を成す光学結晶など、可能な限り気密状に密閉することが求められる光学部品については、仕切り部11やベースプレート12等によって包囲された収容空間(具体的には、波長変換部2Bの内部空間)において、密閉状態で収容されている。対して、電気配線やヒートシンク(不図示)など、必ずしも密閉することが求められない部品については、ベースプレート12を挟んで短手方向他側に配置されている。 More specifically, in this embodiment, among the components that constitute the laser light output unit 2, optical components that are required to be hermetically sealed as much as possible, such as the concave lens 28 b and the optical crystal that forms the wavelength conversion element In the accommodation space (specifically, the internal space of the wavelength conversion unit 2B) surrounded by the partition portion 11, the base plate 12, and the like, the accommodation space is accommodated in a sealed state. On the other hand, components which are not necessarily required to be sealed, such as electrical wiring and a heat sink (not shown) are disposed on the other side in the lateral direction across the base plate 12.
また、図4に示すように、レーザ光走査部4は、レーザ光出力部2を成す光学部品と同様に、短手方向の一側に配置することができる(図21も参照)。具体的に、この実施形態に係るレーザ光走査部4は、長手方向においては前述の仕切部11に隣接するとともに、上下方向においては筐体10の内底面の上に配置されている。 Further, as shown in FIG. 4, the laser beam scanning unit 4 can be disposed on one side in the short direction as in the case of the optical component forming the laser beam output unit 2 (see also FIG. 21). Specifically, the laser beam scanning unit 4 according to this embodiment is adjacent to the above-described partition unit 11 in the longitudinal direction and disposed on the inner bottom surface of the housing 10 in the vertical direction.
前述のように、レーザ光案内部3は、第2スペースS2に配置されている。この実施形態では、レーザ光案内部3を構成する部品のうち、第1ベンドミラー32など、密閉することが求められる光学部品については、仕切部11とZ室カバー31により包囲されたZ室Szによって気密状に収容されている。対して、ガイド光源35やカメラ36など、必ずしも密閉することが求められない部品については、そのZ室Szの外部に配置されている。 As described above, the laser beam guiding unit 3 is disposed in the second space S2. In this embodiment, among the components constituting the laser beam guiding portion 3, the optical components which are required to be sealed such as the first bend mirror 32 are the Z chamber Sz surrounded by the partition portion 11 and the Z chamber cover 31. Are housed airtightly. On the other hand, components such as the guide light source 35 and the camera 36 which are not required to be sealed are disposed outside the Z chamber Sz.
また、筐体10の後面には前述の光ファイバーケーブルが接続されており、この光ファイバーケーブルは、第1スペースS1内に配置されたレーザ光出力部2へと繋がっている。 Further, the aforementioned optical fiber cable is connected to the rear surface of the housing 10, and this optical fiber cable is connected to the laser light output unit 2 disposed in the first space S1.
以下、レーザ光出力部2、レーザ光案内部3及びレーザ光走査部4の構成について順番に説明をする。 Hereinafter, the configurations of the laser light output unit 2, the laser light guiding unit 3, and the laser light scanning unit 4 will be described in order.
(レーザ光出力部2)
レーザ光出力部2は、励起光生成部110により生成されたレーザ励起光に基づいてUVレーザ光を生成するとともに、そのUVレーザ光をレーザ光案内部3へと出射するように構成されている。
(Laser light output unit 2)
The laser light output unit 2 is configured to generate UV laser light based on the laser excitation light generated by the excitation light generation unit 110 and to emit the UV laser light to the laser light guiding unit 3 .
図5は、レーザ光出力部2の構成を例示する図であり、図6は、レーザ光出力部2における光学部品のレイアウトを例示する図である。図5〜図6に示すように、本実施形態に係るレーザ光出力部2は、主として、レーザ励起光に基づいて生成された基本波をパルス発振可能なQスイッチ収容部2Aと、Qスイッチ収容部2Aから出力された基本波を波長変換するための波長変換部2Bと、を含んだ構成とされている。 FIG. 5 is a view illustrating the configuration of the laser light output unit 2, and FIG. 6 is a view illustrating the layout of optical components in the laser light output unit 2. As shown in FIGS. 5 to 6, the laser light output unit 2 according to this embodiment mainly includes a Q switch accommodating unit 2A capable of pulse oscillation of a fundamental wave generated based on laser excitation light, and a Q switch accommodated. And a wavelength conversion unit 2B for converting the wavelength of the fundamental wave output from the unit 2A.
また、レーザ光の増幅に用いられる共振器は、Qスイッチ収容部2Aに収容された第1反射ミラー(第1ミラー、反射ミラー)21と、波長変換部2Bに収容された第2反射ミラー(第2ミラー、反射ミラー)22とによって構成することができる。つまり、この実施形態においては、レーザ光を増幅するための共振光路は、Qスイッチ収容部2Aから波長変換部2Bにわたって構成されている。 In addition, a resonator used for amplification of laser light includes a first reflection mirror (first mirror, reflection mirror) 21 accommodated in the Q switch accommodation section 2A, and a second reflection mirror accommodated in the wavelength conversion section 2B. It can be constituted by the second mirror and the reflection mirror 22. That is, in this embodiment, the resonance optical path for amplifying the laser light is configured from the Q switch accommodation unit 2A to the wavelength conversion unit 2B.
Qスイッチ収容部2A及び波長変換部2Bは、双方とも、ベースプレート12と、そのベースプレート12に立設された側壁部13と、ベースプレート12及び側壁部13によって囲われた空間を閉じる蓋部14と、によって包囲されている。なお、蓋部14は、本実施形態では、Qスイッチ収容部2Aを覆う部分と、波長変換部2Bを覆う部分とが別体で構成されているが、両部分が一体で構成されてもよい。 The Q switch accommodating portion 2A and the wavelength converting portion 2B both have a base plate 12, a side wall 13 erected on the base plate 12, and a lid 14 closing a space surrounded by the base plate 12 and the side wall 13. It is surrounded by In the present embodiment, the lid 14 covers the Q switch accommodating portion 2A separately from the portion covering the wavelength converting portion 2B, but both portions may be integrated. .
具体的に、ベースプレート12は、後述の各種部品を取り付けるための支持面を構成している。側壁部13は、そのベースプレート12に対して面直に立設されており、ベースプレート12に取り付けられた部品を側方から取り囲むように形成されている。特に、図5に示す側壁部13は、Qスイッチ収容部2Aに収容された部品と、波長変換部2Bに収容された部品とを互いに隔てるような形状とされている。すなわち、同図に示すように、Qスイッチ収容部2Aは、長手方向の他側(図5の紙面右側)に区画されている一方、波長変換部2Bは、長手方向の一側(図5の紙面左側)に区画されている。側壁部13のうち、長手方向の略中央部に立設された部位は、略上下方向に沿って延びており、Qスイッチ収容部2Aと波長変換部2Bとによって共有されている。 Specifically, the base plate 12 constitutes a support surface for attaching various components described later. The side wall portion 13 is erected straight with respect to the base plate 12 and is formed to laterally surround components attached to the base plate 12. In particular, the side wall portion 13 shown in FIG. 5 is shaped so as to separate the component housed in the Q switch housing portion 2A from the component housed in the wavelength conversion portion 2B. That is, as shown in the figure, the Q switch accommodating portion 2A is partitioned on the other side in the longitudinal direction (right side in FIG. 5), while the wavelength conversion portion 2B is one side in the longitudinal direction (FIG. 5). (Left side of the paper). A portion of the side wall portion 13 erected at a substantially central portion in the longitudinal direction extends substantially in the vertical direction, and is shared by the Q switch accommodation portion 2A and the wavelength conversion portion 2B.
この実施形態では、図5に示すように、ベースプレート12と側壁部13とによって、短手方向の一側に向かって開放した空間が区画されるようになっている。その空間は、蓋部14によって閉塞可能とされている(図4を参照)。この蓋部14は、少なくとも波長変換部2Bを密閉するようになっており、図4〜図6に示す例では、波長変換部2BとQスイッチ収容部2Aをそれぞれ別部材で密閉するようになっている。 In this embodiment, as shown in FIG. 5, a space opened toward one side in the short direction is defined by the base plate 12 and the side wall portion 13. The space is closable by a lid 14 (see FIG. 4). The lid portion 14 seals at least the wavelength conversion portion 2B, and in the example shown in FIGS. 4 to 6, the wavelength conversion portion 2B and the Q switch accommodation portion 2A are respectively sealed by separate members. ing.
波長変換部2Bを密閉するべく、図5に示す実施形態では、ベースプレート12と側壁部13とによって囲われた空間の開口縁には、樹脂等から成るシール部材20aが設けられている。このシール部材20aは、側壁部13と蓋部14によって挟持可能とされており、シール部材20aに対して蓋部14を密着させることで、ハウジング20の内部空間を密閉することができる。Qスイッチ収容部2Aの開口縁にも、同様に密閉するためのシール部材20bが設けられている。 In the embodiment shown in FIG. 5, a seal member 20a made of resin or the like is provided at the opening edge of the space surrounded by the base plate 12 and the side wall 13 in order to seal the wavelength conversion unit 2B. The sealing member 20a can be held between the side wall portion 13 and the lid portion 14. By bringing the lid portion 14 into close contact with the sealing member 20a, the internal space of the housing 20 can be sealed. The opening edge of the Q switch housing 2A is also provided with a sealing member 20b for sealing in the same manner.
Qスイッチ収容部2Aは、励起光生成部110により生成された励起光が入射可能な入射部24を有するとともに、少なくともQスイッチ23および第1反射ミラー21を収容することができる。 The Q switch accommodating portion 2A has an incident portion 24 to which the excitation light generated by the excitation light generating portion 110 can be incident, and can accommodate at least the Q switch 23 and the first reflection mirror 21.
具体的に、この実施形態に係るQスイッチ収容部2Aは、励起光生成部110により生成されたレーザ励起光が入射可能な入射部24と、そのレーザ励起光に基づいて基本波を生成するレーザ媒質25と、マーカコントローラ100から入力される制御信号に基づいて、レーザ媒質25にて生成された基本波をパルス発振させるQスイッチ23と、レーザ媒質25により生成された基本波を反射するための第1反射ミラー21と、を気密状に収容して成る。これらの部品のうち、少なくともレーザ媒質25については、Qスイッチ収容部2A及び波長変換部2Bのいずれかに収容すればよい。 Specifically, the Q switch accommodation unit 2A according to this embodiment includes an incident unit 24 to which the laser excitation light generated by the excitation light generation unit 110 can be incident, and a laser that generates a fundamental wave based on the laser excitation light. A Q switch 23 for pulsating the fundamental wave generated by the laser medium 25 based on the medium 25 and the control signal input from the marker controller 100, and for reflecting the fundamental wave generated by the laser medium 25. The first reflection mirror 21 is housed in an airtight manner. Among these components, at least the laser medium 25 may be accommodated in either the Q switch accommodation unit 2A or the wavelength conversion unit 2B.
対して、波長変換部2Bは、レーザ媒質25により生成された基本波を透過可能な透過窓部15と、この波長変換部2Bにおいて生成されたUVレーザ光を出射可能な出力窓部16とが形成されたハウジング20を有する。波長変換部2Bは、そのハウジング20によって包囲される内部空間により、少なくとも、レーザ媒質25により生成された基本波が入射されるとともに、該基本波の波長よりも高い波長を有する第2高調波を生成する第1波長変換部(第1波長変換素子)26と、その第2高調波よりも高い波長を有する第3高調波を生成する第2波長変換部(第2波長変換素子)27と、第2高調波及び前記第3高調波のうちの少なくとも一方を反射するための第2反射ミラー22とを気密状に収容して成る。 On the other hand, the wavelength converter 2B includes a transmission window 15 capable of transmitting the fundamental wave generated by the laser medium 25 and an output window 16 capable of emitting the UV laser light generated in the wavelength converter 2B. It has a housing 20 formed. The wavelength conversion unit 2B receives at least the fundamental wave generated by the laser medium 25 and is incident on the internal space surrounded by the housing 20, and the second harmonic having a wavelength higher than the wavelength of the fundamental wave is A first wavelength conversion unit (first wavelength conversion element) 26 to be generated, and a second wavelength conversion unit (second wavelength conversion element) 27 to generate a third harmonic having a wavelength higher than that of the second harmonic; The second reflection mirror 22 for reflecting at least one of the second harmonic and the third harmonic is airtightly accommodated.
具体的に、図4〜図6に示す実施形態では、ハウジング20は、前述のベースプレート12と、側壁部13と、蓋部14とによって構成されており、透過窓部15と出力窓部16は、双方とも側壁部13に設けられている。 Specifically, in the embodiment shown in FIGS. 4 to 6, the housing 20 is constituted by the above-described base plate 12, the side wall 13, and the lid 14, and the transmission window 15 and the output window 16 are Both are provided on the side wall portion 13.
前述のように、Qスイッチ収容部2Aと波長変換部2Bとは側壁部13によって隔てられているため、その側壁部13に透過窓部15を設けることで、Qスイッチ収容部2Aにおける第1反射ミラー21と波長変換部2Bにおける第2反射ミラー22とによって構成される共振器は、その透過窓部15を経由するような共振光路を成すようになっている。 As described above, since the Q switch housing portion 2A and the wavelength conversion portion 2B are separated by the side wall portion 13, providing the transmission window portion 15 in the side wall portion 13 enables the first reflection in the Q switch housing portion 2A. A resonator constituted by the mirror 21 and the second reflection mirror 22 in the wavelength conversion unit 2B forms a resonant optical path passing through the transmission window unit 15.
また、波長変換部2Bは、そうしたハウジング20が成す内部空間によって、少なくとも第3高調波を共振光路から分離させるためのレーザ光分離部28と、ビームエキスパンダ29とを密閉することもできる。 In addition, the wavelength conversion unit 2B can seal the beam expander 29 and the laser beam separation unit 28 for separating at least the third harmonic from the resonant optical path by the internal space formed by the housing 20.
特に、図6に示す例では、レーザ光出力部2は、いわゆるイントラキャビティ式のレーザ発振器として構成されている。すなわち、第1反射ミラー21から第2反射ミラー22へと至る途中には、Qスイッチ23と、入射部24を成す折返ミラー24bと、レーザ媒質25と、透過窓部15と、レーザ光分離部28を成す第1セパレータ28aと、第2波長変換素子27と、第1波長変換素子26とが順番に配置されている。 In particular, in the example shown in FIG. 6, the laser light output unit 2 is configured as a so-called intra-cavity type laser oscillator. That is, on the way from the first reflection mirror 21 to the second reflection mirror 22, the Q switch 23, the folding mirror 24 b forming the incident part 24, the laser medium 25, the transmission window part 15, and the laser beam separation part A first separator 28a that forms 28, a second wavelength conversion element 27, and a first wavelength conversion element 26 are arranged in order.
ここで、折返ミラー24bは、励起光生成部110によって生成された励起光の光軸と、共振光路の光軸とを合流させるように配置されている。また、第1セパレータ28aは、少なくとも第3高調波を含んだレーザ光を、第1反射ミラー21と第2反射ミラー22とを結んだ共振光路から分離させるように配置されている。 Here, the folding mirror 24 b is disposed so as to merge the optical axis of the excitation light generated by the excitation light generation unit 110 with the optical axis of the resonant light path. Further, the first separator 28 a is arranged to separate the laser light containing at least the third harmonic from the resonant optical path connecting the first reflection mirror 21 and the second reflection mirror 22.
以下、レーザ光出力部2に関連した構成について順番に説明する。 Hereinafter, the configuration related to the laser light output unit 2 will be described in order.
−第1反射ミラー21−
第1反射ミラー21は、Qスイッチ収容部2Aに収容されており、少なくとも基本波を反射するように構成されている。前述の如く、この第1反射ミラー21は、第2反射ミラー22とともに共振器を構成している。なお、この実施形態では、第1反射ミラー21は、基本波を反射するような全反射ミラーとされている。
-First reflection mirror 21-
The first reflection mirror 21 is accommodated in the Q switch accommodation portion 2A, and is configured to reflect at least a fundamental wave. As described above, the first reflection mirror 21 and the second reflection mirror 22 constitute a resonator. In this embodiment, the first reflection mirror 21 is a total reflection mirror that reflects the fundamental wave.
−第2反射ミラー22−
第2反射ミラー22は、波長変換部2Bに収容されており、少なくとも基本波を反射するように構成されている。第2反射ミラー22は、第1反射ミラー21とともに共振器を構成している。なお、この実施形態では、第2反射ミラー22は、基本波ばかりでなく、第2高調波と第3高調波も反射するような全反射ミラーとされている。
-Second reflection mirror 22-
The second reflection mirror 22 is accommodated in the wavelength conversion unit 2B, and is configured to reflect at least the fundamental wave. The second reflection mirror 22 and the first reflection mirror 21 constitute a resonator. In this embodiment, the second reflection mirror 22 is a total reflection mirror that reflects not only the fundamental wave but also the second harmonic and the third harmonic.
−Qスイッチ23−
Qスイッチ23は、Qスイッチ収容部2Aに収容されており、レーザ媒質25にて生成された基本波をパルス発振させるよう構成されている。具体的に、Qスイッチ23は、共振光路の光軸上に位置するように配設されており、レーザ媒質25と第1反射ミラー21との間に介在している。Qスイッチ23を用いることで、連続発振を尖頭出力値(ピーク値)の高い高速繰返しパルス発振に変えることが可能となる。また、Qスイッチ23には、これに印加するRF信号を生成するQスイッチ制御回路が接続されている。このレーザ光出力部2は、レーザ媒質25から誘導放出された光子から成るレーザ光を、第1反射ミラー21と第2反射ミラー22との間で多重反射により増幅して、レーザ光分離部28を経てレーザ光を出力する。
-Q switch 23-
The Q switch 23 is accommodated in the Q switch accommodating portion 2A, and is configured to pulse-oscillate the fundamental wave generated by the laser medium 25. Specifically, the Q switch 23 is disposed on the optical axis of the resonant optical path, and is interposed between the laser medium 25 and the first reflection mirror 21. By using the Q switch 23, it is possible to change continuous oscillation to high-speed repetitive pulse oscillation having a high peak output value (peak value). The Q switch 23 is connected to a Q switch control circuit that generates an RF signal applied to the Q switch 23. The laser light output unit 2 amplifies the laser light composed of photons emitted by stimulated emission from the laser medium 25 by multiple reflection between the first reflection mirror 21 and the second reflection mirror 22, thereby the laser light separation unit 28. Output laser light.
すなわち、Qスイッチ23を仮にオン状態にすると、Qスイッチ23へ入射したレーザ光は、偏向されて共振光路から分離される。この場合、レーザ光の多重反射が規制された結果、後記レーザ媒質25において反転分布の生成が促される。 That is, if the Q switch 23 is temporarily turned on, the laser light incident on the Q switch 23 is deflected and separated from the resonant optical path. In this case, as a result of regulating the multiple reflection of the laser light, generation of a population inversion is promoted in the laser medium 25 described later.
そして、Qスイッチ23を所定期間にわたってオン状態にしてからオフ状態に切り替えると、レーザ光は、多重反射により増幅される。この場合、高出力なレーザ光がパルス発振することになる。 When the Q switch 23 is turned on for a predetermined period and then switched off, the laser light is amplified by multiple reflection. In this case, high-power laser light is pulsed.
こうして、Qスイッチ23のオンオフを周期的に切り替えることにより、前述の如き高速繰り返しパルス発振を行うことができる。そうしたパルス発振を制御するための制御量としては、例えば、Qスイッチ23をオン状態にする期間(オン時間)と、オフ状態にする期間(オフ時間)との比率に関連したデューティ比が挙げられる。このデューティ比が大きいときには、小さいときよりもQスイッチ23をオン状態にする期間が長くなる。この場合、反転分布の生成が促進されて、パルス発振の出力値(例えば、レーザ光のパルスエネルギー)が大きくなる。また、パルス発振を制御するための別の制御量としては、Qスイッチがオンオフを繰り返す頻度を示すQスイッチ周波数が挙げられる。Qスイッチ周波数を高めることで、単位時間当たりに出射されるパルス発振の個数が増大することになる。 Thus, the above-mentioned high-speed repetitive pulse oscillation can be performed by periodically switching the on / off of the Q switch 23. As a control amount for controlling such pulse oscillation, for example, a duty ratio related to a ratio of a period during which the Q switch 23 is turned on (on time) and a period during which the Q switch 23 is turned off (off time) can be mentioned. . When the duty ratio is large, the period during which the Q switch 23 is on is longer than when the duty ratio is small. In this case, generation of population inversion is promoted, and an output value of pulse oscillation (for example, pulse energy of laser light) becomes large. Also, as another control amount for controlling pulse oscillation, there is a Q switch frequency that indicates the frequency at which the Q switch repeats on and off. By increasing the Q switch frequency, the number of pulse oscillations emitted per unit time is increased.
−入射部24−
入射部24には、励起光生成部110か延びる光ファイバーケーブルが接続されている。すなわち、この光ファイバーケーブルの一端部は、励起光集光部113に接続されている一方、その他端部は、Qスイッチ収容部2Aに収容された入射部24に接続されている。入射部24から入射したレーザ励起光は、レーザ媒質25へと至るようになっている。
-Incident part 24-
An optical fiber cable extending from the excitation light generation unit 110 is connected to the incident unit 24. That is, one end of this optical fiber cable is connected to the excitation light focusing part 113, while the other end is connected to the incident part 24 housed in the Q switch housing 2A. The laser excitation light incident from the incident part 24 is to reach the laser medium 25.
ここで、図5〜図6に示す例では、入射部24とレーザ媒質25との間には、集光部24aと折返ミラー24bとが介在している。集光部24aは、2枚一組の光学レンズによって構成されており、光ファイバーケーブルを伝搬して入射したレーザ励起光を集光して折返ミラー24bへと導くようになっている。 Here, in the example shown in FIGS. 5 to 6, the light collecting portion 24 a and the turning mirror 24 b are interposed between the incident portion 24 and the laser medium 25. The condensing part 24a is comprised by a set of 2 optical lenses, condenses the laser excitation light which propagated and entered the optical fiber cable, and guides it to the folding mirror 24b.
対して、折返ミラー24bは、いわゆるハーフミラーとして構成されており、入射部24から集光部24aを経てレーザ媒質25へと至る方向に伝搬するレーザ光(具体的には、レーザ励起光)については透過させる一方、それとは逆向きに伝搬するレーザ光(具体的には、基本波)については全反射するようになっている。折返ミラーにより全反射されたレーザ光は、後述の如く、Qスイッチ23(具体的には、オフ状態とされたQスイッチ23)を通過して第1反射ミラー21へと至る。 On the other hand, the folding mirror 24 b is configured as a so-called half mirror, and the laser light (specifically, the laser excitation light) propagating in the direction from the incident part 24 through the light collecting part 24 a to the laser medium 25 Is transmitted, while the laser light (specifically, the fundamental wave) propagating in the opposite direction is totally reflected. The laser light totally reflected by the turning mirror passes through the Q switch 23 (specifically, the Q switch 23 turned off) to reach the first reflection mirror 21 as described later.
−レーザ媒質25−
レーザ媒質25は、反転分布を形成可能なレーザ媒質とされており、その媒質にレーザ励起光が入射したときに、入射したレーザ励起光に対応した誘導放出を行うように構成されている。誘導放出によって放出される光子の波長(いわゆる基本波長)は、レーザ媒質25の構成に応じて増減するものの、この例では1μm前後の赤外域にある。
-Laser medium 25-
The laser medium 25 is a laser medium capable of forming a population inversion, and is configured to perform stimulated emission corresponding to the incident laser excitation light when the laser excitation light is incident on the medium. Although the wavelength (so-called fundamental wavelength) of the photon emitted by the stimulated emission increases or decreases according to the configuration of the laser medium 25, it is in the infrared region around 1 μm in this example.
この実施形態では、レーザ媒質25としてロッド状のNd:YVO4(イットリウム・バナデイト)を用いた。ロッド状とされたレーザ媒質25の一端面からレーザ励起光が入射するとともに、その他端面から基本波長を有するレーザ光(いわゆる基本波)を出射するようになっている(いわゆるエンドポンピングによる1方向励起方式)。この例では、基本波長は1064nmに設定されている。一方、レーザ励起光の波長は、誘導放出を促すべく、Nd:YVO4の吸収スペクトラムの中心波長付近に設定されている。ただし、この例に限らず、他のレーザ媒質として、例えば希土類をドープしたYAG、YLF、GdVO4等を用いることもできる。レーザ加工装置Lの用途に応じて、様々な固体レーザ媒質を用いることができる。 In this embodiment, rod-shaped Nd: YVO 4 (yttrium vanadate) is used as the laser medium 25. Laser excitation light is incident from one end face of the rod-shaped laser medium 25, and laser light having a fundamental wavelength (so-called fundamental wave) is emitted from the other end face (one direction excitation by so-called end pumping) method). In this example, the fundamental wavelength is set to 1064 nm. On the other hand, the wavelength of the laser excitation light is set near the central wavelength of the absorption spectrum of Nd: YVO 4 to promote stimulated emission. However, not limited to this example, as another of the laser medium, for example, YAG rare earth-doped, can be used YLF, a GdVO 4 or the like. Various solid-state laser media can be used depending on the application of the laser processing apparatus L.
また、固体レーザ媒質に波長変換素子を組み合わせて、出力されるレーザ光の波長を任意の波長に変換することもできる。その場合、図6とは異なり、レーザ媒質25は、波長変換部2Bに収容されてもよい。また、固体レーザ媒質としてバルクに代わってファイバーを発振器として利用した、いわゆるファイバーレーザを利用してもよい。 In addition, the wavelength conversion element may be combined with the solid laser medium to convert the wavelength of the output laser light into an arbitrary wavelength. In that case, unlike FIG. 6, the laser medium 25 may be accommodated in the wavelength conversion unit 2B. Also, a so-called fiber laser may be used in which a fiber is used as an oscillator instead of a bulk as a solid laser medium.
さらにまた、マーカヘッド1は、固体レーザに限られず、CO2やヘリウム−ネオン、アルゴン、窒素等の気体を媒質としても用いる気体レーザを利用してもよい。例えば、炭酸ガスレーザを用いた場合のレーザ媒質は、その内部に炭酸ガス(CO2)が充填され、電極を内蔵しており、レーザ制御装置から入力された印字信号に基づいて炭酸ガスを励起することにより、レーザを発振する。 Furthermore, the marker head 1 is not limited to a solid-state laser, and may use a gas laser that also uses a gas such as CO 2 , helium-neon, argon, or nitrogen as a medium. For example, a laser medium in the case of using a carbon dioxide gas laser is filled with carbon dioxide gas (CO 2 ) inside, has an electrode built-in, and excites carbon dioxide gas based on the print signal input from the laser control device Thus, the laser is oscillated.
さらにまた、レーザ光出力部2は、固体レーザ媒質を用いた励起方式として、前述の1方向励起方式にかえて、固体レーザ媒質の前後の各端面から励起光照射する2方向励起方式を利用することもできる。 Furthermore, as an excitation method using a solid laser medium, the laser light output unit 2 uses a two-direction excitation method in which excitation light is irradiated from each end face before and after the solid laser medium, instead of the above-mentioned one direction excitation method. It can also be done.
−第1波長変換素子26−
第1波長変換素子26は、第2高調波を生成可能な非線形光学結晶とされており、基本波が入射したときに、その基本波の周波数を2倍にして第2高調波として出射する(Second Harmonic Generation:SHG)ように構成されている。すなわち、第1波長変換素子26に対して基本波を入射させたときに生成されるレーザ光の波長は、500nm前後の可視光域にある。特に本実施形態では、第2高調波の波長は532nmに設定されている。
-First wavelength conversion element 26-
The first wavelength conversion element 26 is a non-linear optical crystal capable of generating a second harmonic, and when the fundamental wave is incident, the frequency of the fundamental wave is doubled and emitted as a second harmonic ( It is configured as Second Harmonic Generation (SHG). That is, the wavelength of the laser light generated when the fundamental wave is made incident on the first wavelength conversion element 26 is in the visible light range of about 500 nm. In particular, in the present embodiment, the wavelength of the second harmonic is set to 532 nm.
一般に、第1波長変換素子26による基本波の変換効率は100%を下回る。そのため、第1波長変換素子26に入射した基本波の少なくとも一部は、第1波長変換素子26によって変換されずに出射される。したがって、第1波長変換素子26に基本波を入射させると、基本波と第2高調波を含んだレーザ光が出射されるようになっている。 In general, the conversion efficiency of the fundamental wave by the first wavelength conversion element 26 is less than 100%. Therefore, at least a part of the fundamental wave that has entered the first wavelength conversion element 26 is emitted without being converted by the first wavelength conversion element 26. Therefore, when the fundamental wave is made incident on the first wavelength conversion element 26, laser light including the fundamental wave and the second harmonic is emitted.
なお、この実施形態では、第1波長変換素子26としてLBO(LiB3O3)を用いた。ただし、この例に限らず、第1波長変換素子26として、KTP(KTiPO4)、有機非線形光学材料や、他の無機非線形光学材料、例えばKN(KNbO3)、KAP(KAsPO4)、BBO(β−BaB2O4)、LBO(LiB3O5)や、バルク型の分極反転素子(LiNbO3(Periodically Polled Lithium Niobate:PPLN)、LiTaO3等)を利用してもよい。また、Ho、Er、Tm、Sm、Nd等の希土類をドープしたフッ化物ファイバを用いたアップコンバージョンによるレーザの励起光源用半導体レーザを用いることもできる。このように、本実施形態においては、様々なタイプの光学材料を利用することができる。 In this embodiment, LBO (LiB 3 O 3 ) is used as the first wavelength conversion element 26. However, the present invention is not limited to this example, and as the first wavelength conversion element 26, KTP (KTiPO 4 ), organic nonlinear optical materials, or other inorganic nonlinear optical materials such as KN (KNbO 3 ), KAP (KAsPO 4 ), BBO ( β-BaB 2 O 4), LBO (LiB 3 O 5) and the bulk type polarization inversion element (LiNbO 3 (Periodically Polled Lithium Niobate : PPLN), may be used LiTaO 3, etc.). In addition, it is also possible to use a semiconductor laser as a pumping light source of a laser by upconversion using a fluoride fiber doped with a rare earth such as Ho, Er, Tm, Sm, or Nd. Thus, various types of optical materials can be utilized in this embodiment.
−第2波長変換素子27−
第2波長変換素子27は、第3高調波を生成可能な非線形光学結晶とされており、基本波と第2高調波とが入射したとき(特に、基本波と第2高調波の伝搬方向が等しいとき)に、その基本波の3倍の周波数を有する第3高調波に変換して出射する(Third Harmonic Generation:THG)ように構成されている。すなわち、第2波長変換素子27に対して基本波と第2高調波を入射させたときに生成されるレーザ光の波長は、350nm前後の紫外域(具体的には、可視光域と紫外域との境界付近)にある。特に本実施形態では、第3高調波の波長は355nmに設定されている。
-Second wavelength conversion element 27-
The second wavelength conversion element 27 is a non-linear optical crystal capable of generating the third harmonic, and when the fundamental wave and the second harmonic are incident (in particular, the propagation direction of the fundamental and the second harmonic is (When equal), it is configured to be converted to a third harmonic having a frequency three times that of the fundamental wave and emitted (Third Harmonic Generation: THG). That is, the wavelength of the laser light generated when the fundamental wave and the second harmonic are incident on the second wavelength conversion element 27 is in the ultraviolet region around 350 nm (specifically, the visible light region and the ultraviolet region Near the border with In particular, in the present embodiment, the wavelength of the third harmonic is set to 355 nm.
一般に、第2波長変換素子27による基本波の変換効率は100%を下回る。そのため、第2波長変換素子27に入射した基本波と第2高調波それぞれの少なくとも一部は、第2波長変換素子27によって変換されずに出射される。したがって、第2波長変換素子27に基本波と第2高調波を入射すると、基本波と第2高調波と第3高調波が混在したレーザ光が出射されるようになっている。 In general, the conversion efficiency of the fundamental wave by the second wavelength conversion element 27 is less than 100%. Therefore, at least a part of each of the fundamental wave and the second harmonic incident on the second wavelength conversion element 27 is emitted without being converted by the second wavelength conversion element 27. Therefore, when the fundamental wave and the second harmonic wave are input to the second wavelength conversion element 27, laser light in which the fundamental wave, the second harmonic wave and the third harmonic wave are mixed is emitted.
なお、この実施形態では、第2波長変換素子27としてLBO(LiB3O3)を用いた。ただし、この例に限らず、第1波長変換素子26として、KTP(KTiPO4)、有機非線形光学材料や、他の無機非線形光学材料など、様々なタイプの光学材料を利用することができる。 In this embodiment, LBO (LiB 3 O 3 ) is used as the second wavelength conversion element 27. However, not limited to this example, various types of optical materials such as KTP (KTiPO 4 ), organic nonlinear optical materials, and other inorganic nonlinear optical materials can be used as the first wavelength conversion element 26.
−レーザ光分離部28−
レーザ光分離部28は、波長変換部2Bに収容されており、レーザ光の共振光路から第3高調波を分離して、レーザ光出力部2から出射させるように構成されている。
-Laser beam separation unit 28-
The laser beam separation unit 28 is accommodated in the wavelength conversion unit 2B, and is configured to separate the third harmonic from the resonance optical path of the laser beam and to emit the third harmonic wave from the laser beam output unit 2.
図5〜図6に示すように、この実施形態におけるレーザ光分離部28は、複数の光学部品から構成されており、レーザ光から第2及び第3高調波をレーザ光分離部28抽出するための第1セパレータ(出力ミラー)28aと、第2及び第3高調波から成るレーザ光のビーム径を整えるための凹レンズ28bと、レーザ光から第3高調波を抽出するための第2セパレータ(反射ミラー)28cと、不要な第2高調波を減衰させるための減衰部28dとを含んだ構成とすることができる(図9も参照)。 As shown in FIGS. 5 to 6, the laser beam separation unit 28 in this embodiment is configured of a plurality of optical components, and is for extracting the second and third harmonics from the laser beam. First separator (output mirror) 28a, a concave lens 28b for adjusting the beam diameter of the laser beam consisting of the second and third harmonics, and a second separator (reflection for extracting the third harmonic wave from the laser beam A mirror 28c and an attenuator 28d for attenuating the unnecessary second harmonic can be included (see also FIG. 9).
第1セパレータ28aは、いわゆるビームスプリッターであって、基本波を透過させる一方で、第2高調波と第3高調波を反射するように構成されている。この第1セパレータ28aは、第1反射ミラー21と第2反射ミラー22とを結んだ共振光路の光軸と交わるように配置されており、その光軸に対して、略45度傾斜した姿勢とされている。 The first separator 28a is a so-called beam splitter and is configured to transmit the fundamental wave while reflecting the second harmonic and the third harmonic. The first separator 28 a is disposed to intersect the optical axis of the resonant optical path connecting the first reflection mirror 21 and the second reflection mirror 22, and has a posture inclined approximately 45 degrees with respect to the optical axis. It is done.
凹レンズ28bは、第1セパレータ28aによって反射されたレーザ光、つまり、共振光路から分離したレーザ光を透過させることにより、その透過したレーザ光のビーム径を拡大させるように構成されている。この構成例では、凹レンズ28bは、第1セパレータ28aと第2セパレータ28cとの間に介在しているものの、そのような配置には限定されない。例えば、第2セパレータ28cを透過した後のレーザ光が通過するように配置してもよい。 The concave lens 28 b is configured to expand the beam diameter of the transmitted laser beam by transmitting the laser beam reflected by the first separator 28 a, that is, the laser beam separated from the resonant optical path. In this configuration example, although the concave lens 28b is interposed between the first separator 28a and the second separator 28c, it is not limited to such an arrangement. For example, the laser beam after passing through the second separator 28c may be disposed to pass through.
第2セパレータ28cは、第1セパレータ28aに類似したビームスプリッターであって、第2高調波を透過させる一方で、第3高調波を反射するように構成されている。この第2セパレータ28cは、凹レンズ28bを通過したレーザ光の光軸と交わるように配置されており、その光軸に対して、略45度傾斜した姿勢とされている。 The second separator 28c is a beam splitter similar to the first separator 28a, and is configured to transmit the second harmonic while reflecting the third harmonic. The second separator 28c is disposed to intersect the optical axis of the laser beam having passed through the concave lens 28b, and is inclined at approximately 45 degrees with respect to the optical axis.
減衰部28dは、第2セパレータ28cを透過したレーザ光、つまり、第2高調波を減衰させるように構成されている。この構成例では、減衰部28dは、第2高調波を多重反射によって減衰させる。 The attenuation unit 28 d is configured to attenuate the laser light transmitted through the second separator 28 c, that is, the second harmonic. In this configuration example, the attenuation unit 28d attenuates the second harmonic by multiple reflection.
−ビームエキスパンダ29−
ビームエキスパンダ29は、複数枚の光学レンズによって構成されており、第2セパレータ28cによって反射された第3高調波を入射させるとともに、後述のZスキャナ33へ入射するのに適するように、レーザ光のビーム径を整えるように構成されている。
-Beam expander 29-
The beam expander 29 is composed of a plurality of optical lenses, and is configured to make the third harmonic reflected by the second separator 28 c incident and to be suitable for incident on the Z scanner 33 described later, It is configured to adjust the beam diameter of
また、この構成例では、第2セパレータ28cと、ビームエキスパンダ29を成す2枚の光学レンズと、ハウジング20の出力窓部16とは、第2セパレータ28cによって反射された第3高調波が成す光路上において、この順番で配置されている。これらの構成要素は、筐体10の上下方向においては、若干、上側に配置されている。 In this configuration example, the second separator 28c, the two optical lenses forming the beam expander 29, and the output window 16 of the housing 20 are formed by the third harmonic reflected by the second separator 28c. The light paths are arranged in this order. These components are disposed slightly above the housing 10 in the vertical direction.
なお、詳細は省略するが、ビームエキスパンダ29と出力窓部16との間には、レーザ光の一部を分離させるためのビームサンプラーが配置されている。このビームサンプラーの下流には、レーザ光の出力を検出するパワーモニタが設けられており、その検出信号がマーカコントローラ100の制御部101へと出力されるようになっている。 Although not described in detail, a beam sampler for separating a part of the laser beam is disposed between the beam expander 29 and the output window section 16. A power monitor for detecting the output of the laser beam is provided downstream of the beam sampler, and the detection signal is output to the control unit 101 of the marker controller 100.
なお、レーザ光のビーム径を拡大する必要がない場合は、ビームエキスパンダ29を省略することもできる。 The beam expander 29 can be omitted if it is not necessary to expand the beam diameter of the laser beam.
(レーザ共振)
図5〜図6に示すように、入射部24から入射したレーザ励起光は、Qスイッチ収容部2Aにおいて、折返ミラー24bを透過してレーザ媒質25の一端面へと入射する。そして、そのレーザ励起光に基づき出射された基本波は、透過窓部15を透過して波長変換部2Bへと入射する。
(Laser resonance)
As shown in FIGS. 5 to 6, the laser excitation light incident from the incident portion 24 is transmitted through the folding mirror 24b and incident on one end surface of the laser medium 25 in the Q switch housing portion 2A. Then, the fundamental wave emitted based on the laser excitation light passes through the transmission window portion 15 and enters the wavelength conversion portion 2B.
続いて、波長変換部2Bへと入射した基本波は、第1セパレータ28aを透過した後、第2波長変換素子27を素通りして、第1波長変換素子26へと入射する。第1波長変換素子26において、基本波の一部が第2高調波へと変換される。よって、第1波長変換素子26は、基本波と第2高調波とが混在したレーザ光を出射する。そのレーザ光は、第2反射ミラーにおいて全反射されて、ここまでの光路を逆向きに辿る。 Subsequently, the fundamental wave that has entered the wavelength conversion unit 2B passes through the first separator 28a, passes through the second wavelength conversion element 27, and enters the first wavelength conversion element 26. In the first wavelength conversion element 26, a part of the fundamental wave is converted to the second harmonic. Therefore, the first wavelength conversion element 26 emits laser light in which the fundamental wave and the second harmonic are mixed. The laser light is totally reflected at the second reflection mirror to reverse the light path up to here.
そうして、再び第1波長変換素子26へと入射したレーザ光は、第1波長変換素子26において第2高調波が再度生成された後、第2波長変換素子27へと入射する。第2波長変換素子27において、基本波と第2高調波の一部が第3高調波へと変換される。よって、第2波長変換素子27は、基本波と第2高調波と第3高調波とが混在したレーザ光を出射する。そのレーザ光が第1セパレータ28aへ至ると、第2高調波と第3高調波は、その第1セパレータ28aにより反射されて共振光路から分離する一方、基本波は、第1セパレータ28aを透過して透過窓部15へと至る。 Then, the laser light that has entered the first wavelength conversion element 26 again enters the second wavelength conversion element 27 after the second harmonic is generated again in the first wavelength conversion element 26. In the second wavelength conversion element 27, part of the fundamental wave and the second harmonic is converted into the third harmonic. Therefore, the second wavelength conversion element 27 emits a laser beam in which the fundamental wave, the second harmonic and the third harmonic are mixed. When the laser light reaches the first separator 28a, the second harmonic and the third harmonic are reflected by the first separator 28a and separated from the resonant optical path, while the fundamental wave passes through the first separator 28a. Leading to the transmission window portion 15.
ここで、第1セパレータ28aによって分離された第2及び第3高調波は、凹レンズ28bを通過した後、第2セパレータ28cへと至る。第2セパレータ28cは、第2高調波を透過させて減衰部28dへと導く一方、第3高調波を反射してビームエキスパンダ29へと導く。ビームエキスパンダ29へと導かれた第3高調波は、そのビーム径が整えられた上で、出力窓部16を介してUVレーザ光として出射される。 Here, the second and third harmonics separated by the first separator 28a pass through the concave lens 28b and then reach the second separator 28c. The second separator 28 c transmits the second harmonic and guides the second harmonic to the attenuator 28 d, and reflects the third harmonic and guides the third harmonic to the beam expander 29. The third harmonic guided to the beam expander 29 has its beam diameter adjusted, and is emitted as UV laser light through the output window section 16.
一方で、第1セパレータ28aを透過して透過窓部15へと至った基本波は、その透過窓部15を通過した後、レーザ媒質25を介して折返ミラー24bへと至る。前述の如く、折返ミラー24bは、このようにして伝搬した基本波を反射してQスイッチ23へと導く。Qスイッチ23へと導かれた基本波は、そのQスイッチ23がオン状態にあるときには、偏向されて共振光路から分離される。前述のように、この場合には、出力ゼロ、又は極低出力の連続波(Continuous Wave:CW)が発振することになる。 On the other hand, the fundamental wave that has passed through the first separator 28 a and reached the transmission window 15 passes through the transmission window 15 and then reaches the folding mirror 24 b via the laser medium 25. As described above, the folding mirror 24 b reflects the fundamental wave thus propagated and guides it to the Q switch 23. The fundamental wave guided to the Q switch 23 is deflected and separated from the resonant light path when the Q switch 23 is in the on state. As described above, in this case, an output zero or a very low output continuous wave (CW) will oscillate.
対して、Qスイッチ23がオフ状態にあるときには、Qスイッチ23を通過して第1反射ミラー21へと至る。第1反射ミラー21において反射された基本波は、Qスイッチ23を再度通過した後、折返ミラー24bによって反射されてレーザ媒質25へと入射する。レーザ媒質25へと入射した基本波は、再び波長変換部2Bへと入射することになる。 On the other hand, when the Q switch 23 is in the off state, it passes through the Q switch 23 and reaches the first reflection mirror 21. The fundamental wave reflected by the first reflection mirror 21 passes through the Q switch 23 again, and is then reflected by the turning mirror 24 b and enters the laser medium 25. The fundamental wave that has entered the laser medium 25 enters the wavelength conversion unit 2B again.
このような行程を繰り返すことにより、第1反射ミラー21と第2反射ミラー22との間で基本波が多重反射した結果、レーザ光が増幅されることになり、Qスイッチ23のオンオフ制御と相俟って、高出力のUVレーザが断続的にパルス発振することになる。 By repeating such a process, as a result of multiple reflection of the fundamental wave between the first reflection mirror 21 and the second reflection mirror 22, the laser light is amplified, and the on / off control of the Q switch 23 is performed. Thus, the high power UV laser will be pulsed intermittently.
(光学部品の温調に関連した構成)
ところで、第1波長変換素子26と第2波長変換素子27によるレーザ光の変換効率を確保するためには、それらを適切に温調することが求められる。
(Configuration related to temperature control of optical components)
By the way, in order to secure the conversion efficiency of the laser light by the first wavelength conversion element 26 and the second wavelength conversion element 27, it is required to control the temperature appropriately.
そこで、レーザ光出力部2は、マーカコントローラ100から入力される制御信号に基づいて、第1及び第2波長変換素子26、27が所定の目標温度に保たれるように、第1及び第2波長変換素子26、27の温度を調節する素子側温調部を備えている。 Therefore, the laser light output unit 2 sets the first and second wavelength conversion elements 26 and 27 at the predetermined target temperature based on the control signal input from the marker controller 100. An element-side temperature control unit for adjusting the temperature of the wavelength conversion elements 26 and 27 is provided.
具体的に、素子側温調部は、第1波長変換素子26の温度を調節可能な第1温調部5と、第2波長変換素子27の温度を調節可能な第2温調部6と、を有して成る。第1温調部5と第2温調部6は、双方とも、ハウジング20の外部(すなわち、ハウジング20によって包囲された内部空間の外部)に配置されている。 Specifically, the element-side temperature control unit includes a first temperature control unit 5 capable of adjusting the temperature of the first wavelength conversion element 26, and a second temperature control unit 6 capable of adjusting the temperature of the second wavelength conversion element 27. And. The first temperature control unit 5 and the second temperature control unit 6 are both disposed outside the housing 20 (that is, outside the internal space surrounded by the housing 20).
第1温調部5と、第2温調部6とは、互いに独立して制御されるように構成されている。すなわち、第1温調部5及び第2温調部6の各々には、ペルチェ素子など、温度を調節するための部材が個別に設けられており、そうした部材に対して別々の制御信号(ペルチェ素子を用いた場合は電流(制御電流)を送ることができる。 The first temperature control unit 5 and the second temperature control unit 6 are configured to be controlled independently of each other. That is, in each of the first temperature control unit 5 and the second temperature control unit 6, members for adjusting the temperature, such as Peltier elements, are individually provided, and separate control signals (Peltier When an element is used, current (control current) can be sent.
特に、この実施形態においては、第1波長変換素子26と第1温調部5とがユニット化されている一方、第2波長変換素子27と第2温調部6とがユニット化されている。以下の記載では、前者を「SHGユニット」と呼称する一方、後者を「THGユニット」と呼称する。 In particular, in this embodiment, the first wavelength conversion element 26 and the first temperature control unit 5 are unitized, while the second wavelength conversion element 27 and the second temperature adjustment unit 6 are unitized. . In the following description, the former is referred to as "SHG unit", while the latter is referred to as "THG unit".
また、第1及び第2波長変換素子26、27と、レーザ光分離部28における第1及び第2セパレータ28a、28cとの温度差を低減するという観点から、レーザ光分離部28を温調することも求められる。 Further, the temperature of the laser beam separation unit 28 is adjusted from the viewpoint of reducing the temperature difference between the first and second wavelength conversion elements 26 and 27 and the first and second separators 28 a and 28 c in the laser beam separation unit 28. It is also required.
そこで、レーザ光出力部2は、マーカコントローラ100から入力される制御信号に基づいて、第1及び第2波長変換素子26、27の目標温度に応じて規定された所定の温度範囲に収まるように、レーザ光分離部28において少なくとも第1セパレータ28aの温度を調節する出力ミラー温調部7を備えている。 Therefore, based on the control signal input from the marker controller 100, the laser light output unit 2 falls within a predetermined temperature range defined according to the target temperature of the first and second wavelength conversion elements 26 and 27. The laser beam separation unit 28 is provided with an output mirror temperature control unit 7 that adjusts the temperature of at least the first separator 28a.
具体的に、この実施形態では、出力ミラー温調部7は、レーザ光分離部28を構成する光学部品のうち、第1セパレータ28a、凹レンズ28b及び第2セパレータ28cの温度をまとめて調節するように構成されている。なお、これらの温度を個別に調整してもよい。 Specifically, in this embodiment, the output mirror temperature control unit 7 collectively adjusts the temperatures of the first separator 28a, the concave lens 28b, and the second separator 28c among the optical components constituting the laser beam separation unit 28. Is configured. Note that these temperatures may be adjusted individually.
特に、この実施形態では、レーザ光分離部28と出力ミラー温調部7とがユニット化されている。以下の記載では、このユニットを「レーザ光分離ユニット」と呼称する。 In particular, in this embodiment, the laser beam separation unit 28 and the output mirror temperature control unit 7 are unitized. In the following description, this unit is referred to as a "laser beam separation unit".
以下、SHGユニット、THGユニット及びレーザ光分離ユニットの構成について、順番に説明をする。 Hereinafter, the configurations of the SHG unit, the THG unit, and the laser beam separation unit will be described in order.
−SHGユニット−
図7は、SHGユニットの構成を例示する断面図である。同図に示すように、このSHGユニットは、ベースプレート12の上に支持されたペルチェベース51と、そのペルチェベース51に対して複数の位置決めピン(不図示)を介して支持された結晶保持部材53と、結晶保持部材53の上に載置された第1波長変換素子26と、結晶保持部材53に対して第1波長変換素子26を固定するための結晶押え部材54とによって構成されている。第1温調部5は、ペルチェベース51と、前記結晶保持部材53との間に挟持されている。また、第1温調部5に接続されるハーネス56は、ペルチェベース51とベースプレート12に設けられた貫通孔51a,12aを介して、ハウジング20の外部から接続されている。
-SHG unit-
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the SHG unit. As shown in the figure, the SHG unit includes a Peltier base 51 supported on the base plate 12 and a crystal holding member 53 supported on the Peltier base 51 via a plurality of positioning pins (not shown). The first wavelength conversion element 26 mounted on the crystal holding member 53 and the crystal pressing member 54 for fixing the first wavelength conversion element 26 to the crystal holding member 53 are configured. The first temperature control unit 5 is held between the Peltier base 51 and the crystal holding member 53. Further, the harness 56 connected to the first temperature adjustment unit 5 is connected from the outside of the housing 20 via the peltier base 51 and the through holes 51 a and 12 a provided in the base plate 12.
なお、SHGユニットに関連した説明において、“上”とは、図7の紙面上での“上”に相当する。ここでいうところの上側は、前述の短手方向一側に等しい。 In the description related to the SHG unit, "upper" corresponds to "upper" on the sheet of FIG. The upper side here is equal to one side in the above-mentioned lateral direction.
ペルチェベース51は、矩形板状に形成されており、ネジ等によって、ベースプレート12の上に固定されている。このペルチェベース51の上面に、ペルチェ素子から成る第1温調部5が載置されている。ペルチェベース51の上面には、前述の複数の位置決めピンも挿入されており、それらの位置決めピンを介して結晶保持部材53が支持されている。 The peltier base 51 is formed in a rectangular plate shape, and is fixed on the base plate 12 by a screw or the like. On the upper surface of the Peltier base 51, a first temperature control unit 5 made of a Peltier element is mounted. The above-mentioned plurality of positioning pins are also inserted in the upper surface of the Peltier base 51, and the crystal holding member 53 is supported via the positioning pins.
このように位置決めピンを介した支持構造を用いることで、ペルチェベース51と結晶保持部材53との接触面積を低減し、ひいては両部材間の熱伝達を抑制する上で有利になる。 The use of the support structure via the positioning pins in this way is advantageous in reducing the contact area between the Peltier base 51 and the crystal holding member 53 and, consequently, suppressing the heat transfer between the two members.
結晶保持部材53は、ペルチェベース51よりも寸法の小さい板状に形成されており、位置決めピンを介してペルチェベース51に固定されている。結晶保持部材53の下面と、ペルチェベース51の上面との間には、Oリング等、樹脂製のシール部材57が挟持されている。詳細は省略するが、このシール部材57は、第1温調部5を側方から取り囲むような形状とすることができる。 The crystal holding member 53 is formed in a plate shape smaller in size than the Peltier base 51, and is fixed to the Peltier base 51 via a positioning pin. Between the lower surface of the crystal holding member 53 and the upper surface of the peltier base 51, a sealing member 57 made of resin such as an O-ring is held. Although details will be omitted, the seal member 57 can be shaped so as to surround the first temperature control unit 5 from the side.
結晶保持部材53の下面と、ペルチェベース51の上面と、シール部材57とによって包囲される空間は、ベースプレート12に設けた貫通孔12aを通じてハウジング20の外部に通じているとともに、ハウジング20によって包囲される空間に対しては、シール部材57を挟持させたことによって気密状に隔絶されている。 A space surrounded by the lower surface of the crystal holding member 53, the upper surface of the peltier base 51, and the seal member 57 communicates with the outside of the housing 20 through the through hole 12a provided in the base plate 12 and is surrounded by the housing 20. The space is separated in an airtight manner by holding the sealing member 57.
第1温調部5は、そのようにして隔絶された空間に配置されている。具体的に、本実施形態に係る第1温調部5は、略薄板状のペルチェ素子から成り、ペルチェベース51の上面と、結晶保持部材53との間に挟持されている。第1温調部5の側部には、このペルチェ素子に対して電流を供給するためのハーネス56が接続されている。このハーネス56は、前述の如く、ベースプレート12の貫通孔12aを介して外部へと繰り出されている。 The first temperature control unit 5 is disposed in the space thus isolated. Specifically, the first temperature control unit 5 according to the present embodiment is formed of a substantially thin plate-like Peltier element, and is held between the upper surface of the Peltier base 51 and the crystal holding member 53. A harness 56 for supplying current to the Peltier device is connected to the side of the first temperature control unit 5. The harness 56 is extended outside through the through hole 12 a of the base plate 12 as described above.
また、結晶保持部材53には、第1温調部5の温度を検出するための温度センサ58が挿入されている。この温度センサ58は、略棒状に形成されており、結晶保持部材53の下面から上方に向かって挿入されている。詳細は省略するが、温度センサ58による検出信号を出力するための配線類は、第1温調部5に接続されるハーネス56と同様に、ベースプレート12の貫通孔12aを介して外部へと繰り出されている。 Further, a temperature sensor 58 for detecting the temperature of the first temperature control unit 5 is inserted in the crystal holding member 53. The temperature sensor 58 is formed in a substantially rod shape, and is inserted upward from the lower surface of the crystal holding member 53. Although the details will be omitted, the wires for outputting the detection signal from the temperature sensor 58 are drawn out through the through holes 12 a of the base plate 12 in the same manner as the harness 56 connected to the first temperature control unit 5. It is done.
また、結晶保持部材53は、略L字を左右に反転させた断面形状を有しており、第1波長変換素子26は、そのL字の角部付近の上面に載置されている。 The crystal holding member 53 has a cross-sectional shape in which the substantially L-shape is inverted to the left and right, and the first wavelength conversion element 26 is placed on the upper surface near the corner of the L-shape.
結晶押え部材54は、結晶保持部材53の上面に固定されており、その結晶保持部材53とともに第1波長変換素子26を保持している。 The crystal holding member 54 is fixed to the upper surface of the crystal holding member 53, and holds the first wavelength conversion element 26 together with the crystal holding member 53.
第1温調部5に対して電流を供給すると、その電流の大きさに応じて第1温調部5(具体的には、第1温調部5における結晶保持部材53側の面)が発熱する。その熱は、結晶保持部材53を介して第1波長変換素子26へと伝達する。そうして、第1波長変換素子26は、所定の目標温度T1を保つように調温される。この目標温度T1は、光学系の設計等に応じて適宜変更可能であるが、この実施形態では50−100℃の範囲内に設定されている。 When a current is supplied to the first temperature control unit 5, the first temperature control unit 5 (specifically, the surface on the side of the crystal holding member 53 in the first temperature control unit 5) responds to the magnitude of the current. Heat up. The heat is transferred to the first wavelength conversion element 26 via the crystal holding member 53. Then, the first wavelength conversion element 26 is temperature-controlled so as to maintain a predetermined target temperature T1. The target temperature T1 can be appropriately changed in accordance with the design of the optical system and the like, but in this embodiment, it is set within the range of 50 to 100.degree.
また、第1温調部5と、その第1温調部5に接続されるハーネス56と、温度センサ58が収容された空間は、ハウジング20によって包囲された空間に対して気密状に隔絶されている。仮に、これらの部品において合成樹脂等が気化して不純物が発生したとしても、そうした不純物が、ハウジング20によって包囲された空間、すなわち波長変換部2Bの内部へと侵入するのを抑制することができる。そのことで、第1波長変換素子26や第1セパレータ28aなど、各種光学部品に不純物が付着するのを抑制する上で有利になる。 Also, the first temperature control unit 5, the harness 56 connected to the first temperature control unit 5, and the space in which the temperature sensor 58 is housed are airtightly isolated from the space surrounded by the housing 20. ing. Even if synthetic resin or the like is vaporized in these parts and impurities are generated, it is possible to suppress such impurities from entering the space surrounded by the housing 20, that is, the inside of the wavelength conversion portion 2B. . This is advantageous in suppressing the adhesion of impurities to various optical components such as the first wavelength conversion element 26 and the first separator 28a.
−THGユニット−
図8は、THGユニットの構成を例示する断面図である。THGユニットは、一部構成を除いてSHGユニットと略同様に構成されている。すなわち、図8に示すように、THGユニットは、ベースプレート12の上に支持されたペルチェベース61と、そのペルチェベース61に対して支持された結晶保持部材63と、結晶保持部材63の上に載置された第2波長変換素子27と、結晶保持部材63に対して第2波長変換素子27を固定するための結晶押え部材64とによって構成されている。ここで、第2温調部6は、ペルチェベース61と、前記結晶保持部材63との間に挟持されている。また、第2温調部6に接続されるハーネス66は、ペルチェベース61に設けられた貫通孔61aを介して、ハウジング20の外部から接続されている。
-THG unit-
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the THG unit. The THG unit is configured substantially the same as the SHG unit except in part. That is, as shown in FIG. 8, the THG unit is mounted on Peltier base 61 supported on base plate 12, crystal holding member 63 supported with respect to Peltier base 61, and crystal holding member 63. A second wavelength conversion element 27 is disposed, and a crystal pressing member 64 for fixing the second wavelength conversion element 27 to the crystal holding member 63. Here, the second temperature control unit 6 is held between the Peltier base 61 and the crystal holding member 63. The harness 66 connected to the second temperature adjustment unit 6 is connected from the outside of the housing 20 via a through hole 61 a provided in the peltier base 61.
第2温調部6は、そのようにして隔絶された空間に配置されている。具体的に、本実施形態に係る第2温調部6は、略薄板状のペルチェ素子から成り、ペルチェベース61の上面と、結晶保持部材63との間に挟持されている。第2温調部6の側部には、このペルチェ素子に対して電流を供給するためのハーネス66が接続されている。このハーネス66は、ペルチェベース61に設けられた貫通孔61aを介して外部へと繰り出されている。 The second temperature control unit 6 is disposed in the space thus isolated. Specifically, the second temperature control unit 6 according to the present embodiment is formed of a substantially thin plate-like Peltier element, and is held between the upper surface of the Peltier base 61 and the crystal holding member 63. A harness 66 for supplying current to the Peltier device is connected to the side of the second temperature control unit 6. The harness 66 is drawn out through a through hole 61 a provided in the peltier base 61.
また、結晶保持部材63の下面と、ペルチェベース61の上面との間には、Oリング等、樹脂製のシール部材67が挟持されている。SHGユニットにおけるシール部材57と同様に、このシール部材67は、第2温調部6を側方から取り囲むような形状とすることができる。 Further, a sealing member 67 made of resin, such as an O-ring, is held between the lower surface of the crystal holding member 63 and the upper surface of the peltier base 61. Similar to the seal member 57 in the SHG unit, the seal member 67 can be shaped so as to surround the second temperature control unit 6 from the side.
また、結晶保持部材63には、第2温調部6の温度を検出するための温度センサ68が挿入されている。詳細は省略するが、温度センサ68による検出信号を出力するための配線類は、第2温調部6に接続されるハーネス66と同様に、ペルチェベース61の貫通孔61aを介して外部へと繰り出されている。 Further, a temperature sensor 68 for detecting the temperature of the second temperature control unit 6 is inserted in the crystal holding member 63. Although details are omitted, the wiring for outputting the detection signal by the temperature sensor 68 is, like the harness 66 connected to the second temperature control unit 6, to the outside through the through hole 61 a of the peltier base 61. It is being fed out.
第2温調部6に対して電流を供給すると、その電流の大きさに応じて第2温調部6(具体的には、第2温調部6における結晶保持部材63側の面)が発熱する。その熱は、結晶保持部材63を介して第2波長変換素子27へと伝達する。そうして、第2波長変換素子27は、所定の目標温度T2を保つように調温される。この目標温度T2は、光学系の設計等に応じて適宜変更可能であるが、この実施形態では、第1波長変換素子26の目標温度T1と略同一に設定されている。 When a current is supplied to the second temperature control unit 6, the second temperature control unit 6 (specifically, the surface on the side of the crystal holding member 63 in the second temperature control unit 6) responds to the magnitude of the current. Heat up. The heat is transmitted to the second wavelength conversion element 27 via the crystal holding member 63. Then, the second wavelength conversion element 27 is temperature-controlled so as to maintain a predetermined target temperature T2. The target temperature T2 can be appropriately changed in accordance with the design of the optical system and the like, but in this embodiment, it is set to be substantially the same as the target temperature T1 of the first wavelength conversion element 26.
また、第2温調部6と、その第2温調部6に接続されるハーネス66と、温度センサ68が収容された空間は、ハウジング20によって包囲された空間に対して気密状に隔絶されている。仮に、これらの部品において合成樹脂等が気化して不純物が発生したとしても、そうした不純物が、ハウジング20によって包囲された空間、すなわち波長変換部2Bの内部へと侵入するのを抑制することができる。そのことで、第2波長変換素子27や第1セパレータ28aなど、各種光学部品に不純物が付着するのを抑制する上で有利になる。 Further, the second temperature control unit 6, the harness 66 connected to the second temperature control unit 6, and the space in which the temperature sensor 68 is accommodated are airtightly isolated from the space surrounded by the housing 20. ing. Even if synthetic resin or the like is vaporized in these parts and impurities are generated, it is possible to suppress such impurities from entering the space surrounded by the housing 20, that is, the inside of the wavelength conversion portion 2B. . This is advantageous in suppressing the adhesion of impurities to various optical components such as the second wavelength conversion element 27 and the first separator 28a.
−レーザ光分離ユニット−
図9はレーザ光分離ユニットの構成を例示する斜視図であり、図10は図9に例示した構成を一部省略して示す斜視図である。図9〜図10に示すレーザ光分離ユニットは、ベースプレート12に対して略平行に延びるセパレータベース(ベースプレート)71を備えて成り、そのセパレータベース71によって、前述の第1セパレータ28a、凹レンズ28b、第2セパレータ28c及び減衰部28dが支持されている。
-Laser beam separation unit-
FIG. 9 is a perspective view illustrating the configuration of the laser beam separation unit, and FIG. 10 is a perspective view partially showing the configuration illustrated in FIG. The laser beam separation unit shown in FIGS. 9 to 10 includes a separator base (base plate) 71 extending substantially in parallel to the base plate 12, and the separator base 71 enables the first separator 28a described above, the concave lens 28b, The two separators 28c and the damping part 28d are supported.
図9〜図10に示すセパレータベース71は、筐体10の上下方向に沿って延びる略矩形板状に形成されており、ハウジング20によって包囲された内部空間に収容されている。このセパレータベース71は、ハウジング20によって包囲された内部空間を区画する一内壁13aに対して一体的に設けられているともに、当該一内壁13aから内部空間の内方に向かって延びている。 The separator base 71 shown in FIGS. 9 to 10 is formed in a substantially rectangular plate shape extending along the vertical direction of the housing 10, and is accommodated in an internal space surrounded by the housing 20. The separator base 71 is integrally provided to one inner wall 13a that defines the inner space surrounded by the housing 20, and extends inwardly from the inner wall 13a.
すなわち、既に説明したように、ハウジング20の内部空間は、ベースプレート12と、側壁部13と、蓋部14とによって区画されている。セパレータベース71は、側壁部13における一内壁13aと、その一内壁13aに対して直交する他内壁13bとが交わる角部の内側に配置されており、ベースプレート12と略平行な姿勢を保ちつつ、その一内壁13aから略面直に、かつ、他内壁13bに対して略平行な方向に向かって延びている。 That is, as described above, the internal space of the housing 20 is partitioned by the base plate 12, the side wall portion 13, and the lid portion 14. The separator base 71 is disposed inside a corner where one inner wall 13a of the side wall portion 13 intersects with the other inner wall 13b orthogonal to the one inner wall 13a, and maintains a posture approximately parallel to the base plate 12 It extends substantially straight from the one inner wall 13a and in a direction substantially parallel to the other inner wall 13b.
また、セパレータベース71の長手方向一端部には、ハウジング20の一内壁13aに対して一体とされた第1接続部71aが設けられている。図9〜図10から見て取れるように、この第1接続部71aは、セパレータベース71の長手方向に延設されており、第1セパレータ28a、凹レンズ28b、第2セパレータ28c及び減衰部28dを支持可能とする部位よりも幅狭に形成されている。 Further, a first connection portion 71 a integrated with one inner wall 13 a of the housing 20 is provided at one end in the longitudinal direction of the separator base 71. As can be seen from FIGS. 9 to 10, the first connection portion 71a is extended in the longitudinal direction of the separator base 71, and can support the first separator 28a, the concave lens 28b, the second separator 28c, and the damping portion 28d. It is formed narrower than the target site.
一方、セパレータベース71の長手方向他端部には、ハウジング20の他内壁13bに対して一体とされた第2接続部71bが設けられている。図9〜図10から見て取れるように、この第2接続部71bは、セパレータベース71の短手方向に延設されており、第1接続部71aよりも幅狭に形成されている。 On the other hand, the other end of the separator base 71 in the longitudinal direction is provided with a second connection portion 71 b integrated with the other inner wall 13 b of the housing 20. As can be seen from FIGS. 9 to 10, the second connection portion 71b is extended in the lateral direction of the separator base 71, and is formed narrower than the first connection portion 71a.
このように、セパレータベース71は、長手方向の一端と他端とに接続部71a、71bを設けることで、ハウジング20を構成する内壁13a、13bに対して一体に支持されるよう構成されている。 Thus, the separator base 71 is configured to be integrally supported with respect to the inner walls 13a and 13b constituting the housing 20 by providing the connection portions 71a and 71b at one end and the other end in the longitudinal direction. .
また、セパレータベース71とベースプレート12との間には、筒状かつ複数の位置決めピンが介在している。位置決めピンを介在させることで、セパレータベース71とベースプレート12との間の熱的な結合を抑制することが可能となる。 A plurality of cylindrical positioning pins are interposed between the separator base 71 and the base plate 12. By interposing the positioning pins, it is possible to suppress the thermal coupling between the separator base 71 and the base plate 12.
そして、図10に示すように、セパレータベース71には、出力ミラー温調部7を挿入可能とする第1挿入穴(挿入穴)72が設けられている。この第1挿入穴72は、セパレータベース71の長手方向に沿って細穴状に延びており、第1接続部71aを介して側壁部13の外面にて開口している。出力ミラー温調部7は、棒状に形成されており、その開口から挿入されるようになっている。第1挿入穴72の終端部は、セパレータベース71の他端部付近まで延びている一方、その始端部は、ハウジング20の外部空間へと通じている。 Then, as shown in FIG. 10, the separator base 71 is provided with a first insertion hole (insertion hole) 72 which allows the output mirror temperature control unit 7 to be inserted. The first insertion hole 72 extends in the shape of a narrow hole along the longitudinal direction of the separator base 71, and opens at the outer surface of the side wall portion 13 via the first connection portion 71a. The output mirror temperature control unit 7 is formed in a rod shape, and is inserted from the opening. The end of the first insertion hole 72 extends to the vicinity of the other end of the separator base 71, while the beginning of the first insertion hole 72 communicates with the external space of the housing 20.
出力ミラー温調部7は、この実施形態では、ニクロム線をはじめとする電熱線によって構成されており、第1挿入穴72に挿入されているとともに、外部から供給された電流に応じて発熱するようになっている。 In this embodiment, the output mirror temperature control unit 7 is formed of a heating wire including a nichrome wire, and is inserted into the first insertion hole 72 and generates heat according to the current supplied from the outside. It is supposed to be.
さらに、図10に示すように、セパレータベース71には、温度センサ75を挿入可能とする第2挿入穴73も設けられている。この第2挿入穴73は、第1挿入穴72と同様に、セパレータベース71の長手方向に沿って細穴状に延びており、第1接続部71aを介して側壁部13の外面にて開口している。第2挿入穴73の終端部は、セパレータベース71の長手方向略中央部まで延びている一方、その始端部は、ハウジング20の外部空間へと通じている。 Furthermore, as shown in FIG. 10, the separator base 71 is also provided with a second insertion hole 73 which allows the temperature sensor 75 to be inserted. Similar to the first insertion hole 72, the second insertion hole 73 extends in the shape of a narrow hole along the longitudinal direction of the separator base 71, and opens at the outer surface of the side wall portion 13 via the first connection portion 71a. doing. The end portion of the second insertion hole 73 extends to a substantially central portion in the longitudinal direction of the separator base 71, while the start end portion communicates with the external space of the housing 20.
温度センサ75は、この実施形態では、細長い棒状に形成されており、第2挿入穴73に挿入されているとともに、その検出結果を示す検出信号を出力するようになっている。 In this embodiment, the temperature sensor 75 is formed in an elongated rod shape, is inserted into the second insertion hole 73, and outputs a detection signal indicating the detection result.
出力ミラー温調部7に対して電流を供給すると、その電流の大きさに応じて出力ミラー温調部7が発熱する。その熱は、セパレータベース71を介して第1セパレータ28a、凹レンズ28b、第2セパレータ28c及び減衰部28dへと伝達する。そうして、各光学部品は、所定の温度範囲T3に収まるように調温される。 When a current is supplied to the output mirror temperature control unit 7, the output mirror temperature control unit 7 generates heat according to the magnitude of the current. The heat is transmitted to the first separator 28a, the concave lens 28b, the second separator 28c, and the attenuation portion 28d through the separator base 71. Then, each optical component is temperature-controlled so as to fall within a predetermined temperature range T3.
ここで、出力ミラー温調部7において制御目標となる温度範囲T3は、第1及び第2温調部5、6における目標温度T1、T2に応じて規定されている。目標温度T1とT2を同一とした場合には、温度範囲T3は、その目標温度T1に対して好ましくは±10℃、より好ましくは±5℃の範囲とすればよい。 Here, a temperature range T3 which is a control target in the output mirror temperature control unit 7 is defined in accordance with the target temperatures T1 and T2 in the first and second temperature control units 5 and 6. When the target temperatures T1 and T2 are the same, the temperature range T3 is preferably ± 10 ° C., more preferably ± 5 ° C. with respect to the target temperature T1.
<レーザ光の出力低下の抑制(レーザ光出力部2)>
一般に、レーザ光の出力低下の抑制という観点から、各種の光学部品に対して不純物が付着しないようにすることが求められる。図11〜図12に示すように、そうした不純物は、いわゆる光集塵効果によってレーザ光へと集まるようになっており、レーザ光の光軸上に配置された光学部品に対し、不純物(コンタミ)が付着して凝結する可能性がある。その結果、レーザ光の透過ロスや反射ロスが発生してしまい、結果的に出力低下を招く可能性がある。
<Suppressing Output Deterioration of Laser Light (Laser Light Output Unit 2)>
Generally, from the viewpoint of suppressing the decrease in output of laser light, it is required to prevent impurities from adhering to various optical components. As shown in FIG. 11 to FIG. 12, such impurities are concentrated to the laser light by the so-called light collecting effect, and the impurities (contamination) with respect to the optical component disposed on the optical axis of the laser light. May adhere and condense. As a result, transmission loss and reflection loss of laser light may occur, and as a result, the output may be reduced.
対して、この実施形態では、図5〜図6に示すように、Qスイッチ23を収容して成るQスイッチ収容部2Aとは別に、第1及び第2波長変換素子26,27を収容して成る波長変換部2Bを設けるとともに、Qスイッチ収容部2Aに収容した第1反射ミラー21と、波長変換部2Bに収容した第2反射ミラー22とによって、レーザ光を増幅するための共振器を構成した。波長変換部2Bは、Qスイッチ収容部2Aとは独立した内部空間を有するとともに、第1及び第2波長変換素子26,27を気密状に密閉することができるから、仮に、Qスイッチ23において生じた不純物が筐体10内部の空気中へと放出されたとしても、第1及び第2波長変換素子26,27に付着しないようにすることが可能となる。そのことで、レーザ光の出力低下を抑制することができる。 On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 5 to FIG. 6, the first and second wavelength conversion elements 26 and 27 are accommodated separately from the Q switch accommodation portion 2A which accommodates the Q switch 23. And a first reflection mirror 21 housed in the Q switch housing 2A and a second reflection mirror 22 housed in the wavelength converter 2B to constitute a resonator for amplifying the laser light. did. The wavelength conversion unit 2B has an internal space independent of the Q switch accommodation unit 2A and can seal the first and second wavelength conversion elements 26 and 27 in an airtight manner, so it temporarily occurs in the Q switch 23. Even if the impurities are released into the air inside the housing 10, they can be prevented from adhering to the first and second wavelength conversion elements 26, 27. As a result, it is possible to suppress the decrease in the output of the laser beam.
また、図9に示すように、第1及び第2波長変換素子26,27の温度を調整するばかりでなく、出力ミラーとしての第1セパレータ28aの温度も調整することができる。第1セパレータ28aが目標とする温度範囲T3を、第1及び第2波長変換素子26,27の目標温度T1,T2に応じて規定することで、各波長変換素子26,27と、第1セパレータ28aとの間の温度差を低減することができる。そのことで、第1セパレータ2−aに不純物が付着するのを抑制することができ、ひいては、レーザ光の出力低下を抑制することが可能になる。 Further, as shown in FIG. 9, not only the temperatures of the first and second wavelength conversion elements 26 and 27 can be adjusted, but also the temperature of the first separator 28a as an output mirror can be adjusted. By defining the temperature range T3 targeted by the first separator 28a according to the target temperatures T1 and T2 of the first and second wavelength conversion elements 26 and 27, each wavelength conversion element 26 and 27 and the first separator The temperature difference between 28 a and 28 a can be reduced. As a result, it is possible to suppress the adhesion of impurities to the first separator 2-a, and in turn, it is possible to suppress the reduction in the output of the laser beam.
−出力低下の抑制に関連した変形例−
前記実施形態では、出力ミラーとしての第1セパレータ28aと、第1及び第2反射ミラー21,22を別体の光学部品として構成したが、その構成には限られない。例えば、第1及び第2反射ミラー21,22のうちの一方を、第3高調波を透過するようなハーフミラーとしてもよい。
-Modification related to suppression of output drop-
In the embodiment, although the first separator 28a as the output mirror and the first and second reflection mirrors 21 and 22 are configured as separate optical components, the present invention is not limited to this configuration. For example, one of the first and second reflecting mirrors 21 and 22 may be a half mirror that transmits the third harmonic.
また、共振器の構成は、イントラキャビティ式(波長変換素子を共振器の内部に配置する方式)のものに限られない。例えば第1反射ミラー21を波長変換部2Bに配置した場合には、エクストラキャビティ式(波長変換素子を共振器の外部に配置する方式)に構成することもできる。 Further, the configuration of the resonator is not limited to that of the intra-cavity type (a method of arranging the wavelength conversion element inside the resonator). For example, when the first reflection mirror 21 is disposed in the wavelength conversion unit 2B, it may be configured as an extra cavity type (type in which the wavelength conversion element is disposed outside the resonator).
(光学部品の温調に関連した構成の変形例)
この実施形態では、第1及び第2温調部5,6と、出力ミラー温調部7とを備えた構成について例示したが、この構成には限られない。例えば、レーザ光出力部2は、制御部101からの制御信号に基づいて、目標温度T1に応じて規定される所定の温度範囲T4に収まるように、ビームエキスパンダ29の温度を調節する第3温度調節部を備える、としてもよい。ここでの温度範囲T4は、出力ミラー温調部7に係る温度範囲T3と同様に、目標温度T1に対して好ましくは±10℃、より好ましくは±5℃の範囲とすればよい。
(Modification of configuration related to temperature control of optical components)
In this embodiment, the configuration including the first and second temperature control units 5 and 6 and the output mirror temperature control unit 7 is illustrated, but the present invention is not limited to this configuration. For example, the laser light output unit 2 adjusts the temperature of the beam expander 29 based on the control signal from the control unit 101 so as to fall within a predetermined temperature range T4 defined according to the target temperature T1. A temperature control unit may be provided. The temperature range T4 here is preferably ± 10 ° C., more preferably ± 5 ° C. with respect to the target temperature T1, as in the temperature range T3 associated with the output mirror temperature control unit 7.
(レーザ光案内部3)
レーザ光案内部3は、レーザ光出力部2から出射されたレーザ光(UVレーザ光)を折り曲げて、レーザ光走査部4へと案内するための光路を成すように構成されている。
(Laser light guide 3)
The laser beam guiding unit 3 is configured to bend the laser beam (UV laser beam) emitted from the laser beam output unit 2 to form an optical path for guiding the laser beam to the laser beam scanning unit 4.
図13は、マーカヘッド1から前面側の外装カバー17(図2〜図4を参照)を取り外した状態を例示する正面図であり、図14は、図13に例示した構成を斜め前方から見て示す図であり、図15は、図13に例示した構成を一部省略して示す図である。そして、図16は、マーカヘッド1からZ室カバー31を取り外した状態を例示する図であり、図17は、ガイド光源(ガイド光出射装置)35周辺の構成を例示する横断面図であり、図18は、レーザ光案内部3の縦断面を例示する図である。 FIG. 13 is a front view illustrating a state in which the front exterior cover 17 (see FIGS. 2 to 4) is removed from the marker head 1, and FIG. 14 shows the configuration illustrated in FIG. FIG. 15 is a diagram showing the configuration illustrated in FIG. 13 with a part thereof omitted. And FIG. 16 is a figure which illustrates the state which removed the Z chamber cover 31 from the marker head 1, FIG. 17 is a cross-sectional view which illustrates the structure of a guide light source (guide light output apparatus) periphery, FIG. 18 is a view exemplifying a longitudinal cross section of the laser light guiding unit 3.
レーザ光案内部3は、第1及び第2ベンドミラー32,34をはじめとする光学部品や、Zスキャナ33等を密閉するためのZ室(密閉空間)Szを備えている。このZ室Szは、前述の仕切部11と、図13〜図15に示すZ室カバー31とによって構成されており、前述の出力窓部16を介することにより、レーザ光出力部2における波長変換部2Bに対して光学的に結合している。 The laser beam guiding unit 3 includes optical parts including the first and second bend mirrors 32 and 34, and a Z chamber (a sealed space) Sz for sealing the Z scanner 33 and the like. The Z chamber Sz is composed of the partition 11 described above and the Z chamber cover 31 shown in FIGS. 13 to 15, and the wavelength conversion in the laser light output unit 2 is achieved through the output window 16 described above. It is optically coupled to the part 2B.
具体的に、Z室カバー31は、仕切部11に向かって開口した浅箱状に形成されており、仕切部11に密着させることで、第1ベンドミラー32、Zスキャナ33及び第2ベンドミラー34など、不純物の付着を避けるべき部品を仕切部11とともに取り囲むような形状とされている。 Specifically, the Z chamber cover 31 is formed in the shape of a shallow box opened toward the partition portion 11, and by bringing the Z chamber cover 31 into close contact with the partition portion 11, the first bend mirror 32, the Z scanner 33, and the second bend mirror It is made to surround parts which should avoid adhesion of impurities, such as 34, with partition 11. As shown in FIG.
また、Z室カバー31の側壁部には、所定の光を透過させる透過窓部が設けられているとともに、Z室Szの内側には、レーザ光出力部2から出射されたUVレーザ光の光路と、その透過窓部を透過した透過光の光路とを交わらせるように配置された光学部品が設けられている。 In addition, a transmission window for transmitting predetermined light is provided on the side wall of the Z chamber cover 31, and an optical path of UV laser light emitted from the laser light output unit 2 inside the Z chamber Sz. And an optical component disposed so as to cross the optical path of the transmitted light transmitted through the transmission window.
対して、Z室Szの外側には、UVレーザ光の走査位置を可視化するためのガイド光を出射可能なガイド光源(ガイド光出射装置)35と、ワークWを撮像するためのカメラ(撮像装置)36との両方が配設されている。ガイド光源35は、透過窓部(第1透過窓部31c)へ向けてガイド光を出射する一方、カメラ36は、透過窓部(第2透過窓部31d)を介してワークWを撮像するための光を受光するようになっている。すなわち、カメラ36は、第2ベンドミラー34によって、その撮像軸(受光軸)がUVレーザ光の光軸と同軸となるように配設されている。 On the other hand, a guide light source (guide light emitting device) 35 capable of emitting guide light for visualizing the scanning position of the UV laser light and a camera (imaging device for imaging the work W) outside the Z chamber Sz ) 36 are both provided. The guide light source 35 emits guide light toward the transmission window (first transmission window 31c), while the camera 36 captures an image of the workpiece W through the transmission window (second transmission window 31d). Light is received. That is, the camera 36 is disposed by the second bend mirror 34 so that the imaging axis (light receiving axis) thereof is coaxial with the optical axis of the UV laser light.
以下、レーザ光案内部3に関連した構成について順番に説明をする。 Hereinafter, the configuration related to the laser beam guiding unit 3 will be described in order.
−ガイド光源35−
ガイド光源35は、Z室Szの外側に配置されており、透過窓部を構成可能な第1透過窓部31cへ向けてガイド光を出射する。この第1透過窓部31cは、出力窓部16及び第1ベンドミラー32と略同じ高さに配置されており、筐体10の上下方向中央部よりもやや上方に位置している。
-Guide light source 35-
The guide light source 35 is disposed outside the Z chamber Sz, and emits guide light toward the first transmission window 31 c which can constitute the transmission window. The first transmission window portion 31 c is disposed at substantially the same height as the output window portion 16 and the first bend mirror 32, and is located slightly above the vertical center of the housing 10.
ガイド光源35は、図15等に示すように、そうした第1透過窓部31cと略同じ高さに配置されており、筐体10の短手方向の内側に向かってガイド光を出射する。そのガイド光の光軸は、第1透過窓部31cと、第1ベンドミラー32との両方に交わるようになっている。 As shown in FIG. 15 and the like, the guide light source 35 is disposed at substantially the same height as the first transmission window 31c, and emits guide light inward in the short direction of the housing 10. The optical axis of the guide light intersects both the first transmission window 31 c and the first bend mirror 32.
よって、UVレーザ光の走査位置を可視化するべく、ガイド光源35からガイド光を出射すると、そのガイド光は、第1透過窓部31cへと至る。第1透過窓部31cは、そのガイド光を透過させて、透過光として第1ベンドミラー32へと導く。その透過光が成す光路は、第1ベンドミラー32を透過することにより、第1ベンドミラー32において反射されたUVレーザ光の光路に合流するようになっている。 Therefore, when the guide light is emitted from the guide light source 35 in order to visualize the scanning position of the UV laser light, the guide light reaches the first transmission window 31 c. The first transmission window portion 31 c transmits the guide light and guides the guide light to the first bend mirror 32 as transmission light. The optical path formed by the transmitted light is adapted to be merged with the optical path of the UV laser light reflected by the first bend mirror 32 by transmitting through the first bend mirror 32.
なお、詳細は省略するが、ガイド光源35に接続された回路基板もまた、ガイド光源35と同様にZ室Szの外側に配置されている。 Although not described in detail, a circuit board connected to the guide light source 35 is also disposed outside the Z chamber Sz, similarly to the guide light source 35.
−第1ベンドミラー32−
この実施形態では、光学部品(第1光学部品)を構成可能な第1ベンドミラー32は、Z室Szの内側に配設されており、図16〜図17に示すように、第1ミラー32aと、第2ミラー32bとから構成されている。
-1st bend mirror 32-
In this embodiment, the first bend mirror 32, which can configure an optical component (first optical component), is disposed inside the Z chamber Sz, and as shown in FIGS. 16 to 17, the first mirror 32a. And a second mirror 32b.
このうち、第1ミラー32aは、ガイド光源35から出射されたガイド光と、レーザ光出力部2から出力されたUVレーザ光と、のうちの一方を透過させるとともに、その他方を反射することにより、各々の光路を相互に交わらせるように構成されている。 Among these, the first mirror 32 a transmits one of the guide light emitted from the guide light source 35 and the UV laser light output from the laser light output unit 2 and reflects the other. , Each light path is configured to cross each other.
具体的に、第1ミラー32aは、いわゆるハーフミラーとして構成されており、ガイド光源35から出射されて第1透過窓部31cを通過したガイド光を一面側から透過させる一方で、出力窓部16を介して入射したUVレーザ光(特に、第1方向としての前後方向の前側に向かって伝搬したUVレーザ光)を、ガイド光を透過させる一面とは反対側の他面によって反射するような姿勢で固定されている。 Specifically, the first mirror 32a is configured as a so-called half mirror, and transmits the guide light emitted from the guide light source 35 and having passed through the first transmission window 31c from one side, while the output window 16 Posture in which UV laser light (especially, UV laser light propagated toward the front side in the front-rear direction as the first direction) incident through the light source is reflected by the other surface on the opposite side to the one surface transmitting the guide light It is fixed by.
これにより、第1ミラー32aを透過したガイド光の光路と、その第1ミラー32aによって反射されたUVレーザ光の光路とが合流することとなり、双方とも第2ミラー32bへ至る。 As a result, the optical path of the guide light transmitted through the first mirror 32a and the optical path of the UV laser light reflected by the first mirror 32a merge, and both of them reach the second mirror 32b.
一方、第2ミラー32bは、UVレーザ光の光路を折り曲げることにより、その光路を前記第1方向に対して略直交する第2方向(この例では、略上下方向に等しい)に沿わせるよう構成されている。 On the other hand, the second mirror 32b is configured to bend the optical path of the UV laser light so that the optical path is along a second direction (approximately equal to the vertical direction in this example) substantially orthogonal to the first direction. It is done.
第2ミラー32bによって折り曲げられたUVレーザ光及びガイド光は、下方(詳しくは、筐体10の上下方向の下方)に向かって伝搬し、Zスキャナ33を経由して第2ベンドミラー34へと至る。 The UV laser light and the guide light bent by the second mirror 32 b propagate downward (specifically, downward in the vertical direction of the housing 10) and pass through the Z scanner 33 to the second bend mirror 34. Through.
−Zスキャナ33−
Z室Szの内側には、レーザ光出力部2から出力されたUVレーザ光の焦点距離を調整する焦点調整機構を配置することができる。そうした焦点調整機構として、この実施形態では、図16及び図18に示すようなZスキャナ33が設けられている。
-Z scanner 33-
A focus adjustment mechanism that adjusts the focal length of the UV laser light output from the laser light output unit 2 can be disposed inside the Z chamber Sz. As such a focus adjustment mechanism, in this embodiment, a Z scanner 33 as shown in FIGS. 16 and 18 is provided.
具体的に、Zスキャナ33は、第1ベンドミラー32から第2ベンドミラー34へと至る光路の途中(詳しくは、筐体10の上下方向における中央部付近)に設けられており、UVレーザ光の焦点距離を調整することができる。 Specifically, the Z scanner 33 is provided in the middle of the optical path from the first bend mirror 32 to the second bend mirror 34 (specifically, near the central portion in the vertical direction of the housing 10), and the UV laser light is The focal length of the lens can be adjusted.
なお、第1ベンドミラー32から第2ベンドミラー34へと至る光路は、ガイド光源35から出射されたガイド光も伝搬させるようになっているため、Zスキャナ33を作動させることにより、UVレーザ光ばかりでなく、ガイド光の焦点距離も併せて調整することができる。 Since the optical path from the first bend mirror 32 to the second bend mirror 34 is also adapted to propagate the guide light emitted from the guide light source 35, the UV scanner light is operated by operating the Z scanner 33. Not only that, but also the focal length of the guide light can be adjusted together.
−カメラ36−
カメラ36は、ガイド光源35と同様にZ室Szの外側に配置されており、透過窓部を構成可能な第2透過窓部31dを透過した光を受光する。図18に示すように、この第2透過窓部31dは、第2ベンドミラー34と略同じ高さに配置されており、筐体10の上下方向中央部よりもやや下方に位置している。
-Camera 36-
The camera 36 is disposed outside the Z chamber Sz in the same manner as the guide light source 35, and receives light transmitted through the second transmission window 31d which can form the transmission window. As shown in FIG. 18, the second transmission window 31 d is disposed at substantially the same height as the second bend mirror 34, and is located slightly lower than the vertically central portion of the housing 10.
カメラ36は、図13〜図15等に示すように、そうした第2透過窓部31dと略同じ高さに配置されており、前述の如く、第2透過窓部31dを透過した光を受光する。詳しくは、その光は、レーザ光走査部4からレーザ光案内部3へと入射した反射光であり、筐体10の長手方向の前側に向かって伝搬して、第2ベンドミラー34と第2透過窓部31dを順番に透過する。その後、カメラ用折返しミラー37によって反射されて、その反射光が、筐体10の短手方向の他側に向かって伝搬してカメラ36へと至るようになっている。この反射光の光軸は、第2透過窓部31dと、第2ベンドミラー34との両方に交わるようになっている。 The camera 36 is disposed at substantially the same height as the second transmission window 31d as shown in FIGS. 13 to 15 and receives light transmitted through the second transmission window 31d as described above. . Specifically, the light is the reflected light that has entered the laser light guiding unit 3 from the laser light scanning unit 4, and propagates toward the front side in the longitudinal direction of the housing 10 to form the second bend mirror 34 and the second bend mirror 34. The light is transmitted through the transmission window 31d in order. Thereafter, the light is reflected by the camera folding mirror 37, and the reflected light propagates toward the other side in the short direction of the housing 10 and reaches the camera 36. The optical axis of this reflected light intersects both the second transmission window 31 d and the second bend mirror 34.
すなわち、例えば、ワークWの印字点において反射された反射光が、第2ベンドミラー34を透過して第2透過窓部31dへと至ると、第2透過窓部31dは、その反射光を透過させて、透過光としてカメラ用折返しミラー37へと導く。その透過光が成す光路は、第2ベンドミラー34を透過することにより、その第2ベンドミラー34によって反射されたUVレーザ光及びガイド光の光路に交わるようになっている。 That is, for example, when the reflected light reflected at the printing point of the work W passes through the second bend mirror 34 and reaches the second transmission window 31d, the second transmission window 31d transmits the reflected light. It is led to the camera turning mirror 37 as transmitted light. The optical path formed by the transmitted light is adapted to intersect the optical path of the UV laser light and the guide light reflected by the second bend mirror 34 by transmitting through the second bend mirror 34.
なお、詳細は省略するが、カメラ36に接続された回路基板もまた、カメラ36と同様にZ室Szの外側に配置されている。 Although not described in detail, a circuit board connected to the camera 36 is also disposed outside the Z chamber Sz in the same manner as the camera 36.
−第2ベンドミラー34−
この実施形態では、光学部品(第2光学部品)を構成可能な第2ベンドミラー34は、第1ベンドミラー32と同様にZ室Szの内側に配設されており、カメラ36が受光する光と、レーザ光出力部2から出力されたUVレーザ光と、のうちの一方を透過させるとともに、その他方を反射することにより、各々の光路を相互に交わらせるように構成されている。
-Second bend mirror 34-
In this embodiment, the second bend mirror 34 capable of forming an optical component (second optical component) is disposed inside the Z chamber Sz, similarly to the first bend mirror 32, and the light received by the camera 36 is received. And one of the UV laser light output from the laser light output unit 2 is transmitted and the other is reflected to make the respective optical paths cross each other.
具体的に、第2ベンドミラー34は、いわゆるハーフミラーとして構成されており、カメラ36によって受光される光を透過させる一方、第1ベンドミラー32によって反射されてZスキャナ33を通過したUVレーザ光及びガイド光を反射するように構成されている。 Specifically, the second bend mirror 34 is configured as a so-called half mirror, and transmits the light received by the camera 36 while transmitting the UV laser light reflected by the first bend mirror 32 and passed through the Z scanner 33. And guide light is configured to be reflected.
これにより、前述のように、第2ベンドミラー34を透過する光の光路と、その第2ベンドミラー34によって反射されたUVレーザ光及びガイド光の光路とが交わる。 Thus, as described above, the optical path of the light transmitted through the second bend mirror 34 and the optical paths of the UV laser light and the guide light reflected by the second bend mirror 34 intersect.
さらに、この実施形態における第2ベンドミラー34は、第1ベンドミラー32により折り曲げられた光路を再び折り曲げることにより、その光路を前後方向の後側へと指向させるようになっている。 Furthermore, the second bend mirror 34 in this embodiment bends the light path bent by the first bend mirror 32 again to direct the light path to the rear side in the front-rear direction.
詳しくは、図16及び図18等に示すように、第2ベンドミラー34は、その反射面を斜め上後方へ向けた姿勢で固定されており、その上端から下方へ向かうに従って、前方から後方へと向かうように傾斜している。よって、上方から下方へ向かって伝搬してきたレーザ光が第2ベンドミラー34によって反射されると、その伝搬方向は、後方を指向することになる。 Specifically, as shown in FIG. 16 and FIG. 18 etc., the second bend mirror 34 is fixed in a posture in which its reflecting surface is directed obliquely upward and backward, and from the upper end toward the downward direction, It is inclined to go with. Therefore, when the laser beam propagated downward from above is reflected by the second bend mirror 34, the propagation direction is directed backward.
第2ベンドミラー34において合流したUVレーザ光及びガイド光は、そのようにして後方へ向かって伝搬することにより、仕切部11に設けられた下流側窓部11bを介して第2スペースS2から第1スペースS1へと入射する。そうして、レーザ光案内部3からレーザ光走査部4へと至る。 The UV laser light and the guide light merged in the second bend mirror 34 propagate from the second space S2 through the downstream side window portion 11b provided in the partition portion 11 by propagating backward as described above. It injects into 1 space S1. As a result, the laser beam guiding unit 3 leads to the laser beam scanning unit 4.
−乾燥剤Dm−
また、図18に示すように、Z室Szの内側には収容室Sdzが設けられており、その収容室Sdzには乾燥剤が収容されている。詳細は省略するが、この収容室Sdzは、Z室Szに連通しており、収容室Sdzに収容された乾燥剤によって、Z室Szから湿気を除去することができる。
-Desiccant Dm-
Further, as shown in FIG. 18, a storage chamber Sdz is provided inside the Z chamber Sz, and a desiccant is stored in the storage chamber Sdz. Although details are omitted, the storage chamber Sdz communicates with the Z chamber Sz, and the desiccant contained in the storage chamber Sdz can remove moisture from the Z chamber Sz.
<レーザ光の出力低下の抑制(レーザ光案内部2)>
図13,16等に示すように、第1及び第2ベンドミラー32,34等、レーザ光の透過ロスや反射ロスが懸念される光学部品については、気密状のZ室Szに収容する一方、不純物の発生が懸念されるガイド光源35やカメラ36については、そのZ室Szの外側に配置する。このような構成とすることで、仮に、ガイド光源35やカメラ36において不純物が発生したとしても、光学部品への付着を抑制することが可能となる。これにより、レーザ光の出力低下を抑制することが可能となる。
<Suppressing Output Decrease of Laser Light (Laser Light Guide Part 2)>
As shown in FIGS. 13 and 16, etc., optical components for which transmission loss or reflection loss of laser light is a concern, such as the first and second bend mirrors 32, 34, are accommodated in the airtight Z chamber Sz. The guide light source 35 and the camera 36 which are concerned about the generation of impurities are disposed outside the Z chamber Sz. With such a configuration, even if impurities are generated in the guide light source 35 and the camera 36, it is possible to suppress adhesion to the optical component. Thus, it is possible to suppress the decrease in the output of the laser beam.
また一般に、いわゆる光集塵効果は、レーザ光の波長が短くなるにしたがって、より顕著となる。光集塵効果が顕著になると、光学部品に対する不純物の付着がより一層懸念される。このことを考慮すると、ここに開示するレーザ加工装置Lのように、UVレーザ光を出射可能な装置に適用することは、レーザ光の出力低下を抑制する上で、取り分け有効となる。 In general, the so-called light collecting effect becomes more remarkable as the wavelength of the laser light becomes shorter. When the light collection effect becomes significant, the adhesion of impurities to the optical component is even more concerned. When this is taken into consideration, application to a device capable of emitting UV laser light, such as the laser processing device L disclosed herein, is particularly effective in suppressing the decrease in the laser light output.
(レーザ光案内部3の変形例)
また、前記実施形態では、Z室Szの室内に第1ベンドミラー32、Zスキャナ33及び第2ベンドミラー32,34を配置する一方、Z室Szの室外にガイド光源35とカメラ36を配置するように構成されていたが、この構成には限られない。
(Modification of laser light guiding unit 3)
In the embodiment, the first bend mirror 32, the Z scanner 33, and the second bend mirrors 32 and 34 are disposed in the Z chamber Sz, and the guide light source 35 and the camera 36 are disposed outside the Z chamber Sz. Although it was comprised, it is not restricted to this structure.
図19は、レーザ光案内部3の第1〜第3変形例を示す図である。同図に示すように、Zスキャナ33を省略したり(第1変形例)、ガイド光源35を省略したり(第2変形例)、カメラ36を省略したり(第3変形例)、してもよい。 FIG. 19 is a view showing first to third modified examples of the laser beam guiding portion 3. As shown in the figure, the Z scanner 33 is omitted (first modification), the guide light source 35 is omitted (second modification), and the camera 36 is omitted (third modification). It is also good.
また、レーザ光案内部3における光路の構成についても、適宜、変更することができる。図20は、レーザ光案内部3の第4変形例を示す図である。同図に示すように、第1及び第2ベンドミラー34は、レーザ光出力部2から出射されたレーザ光を透過させるとともに、ガイド光源35から発せられた光や、カメラ36において受光される光を反射するように構成してもよい。また、この第4変形例においてさらに、例えばガイド光源35と第1ベンドミラー32を省略したり、カメラ36と第2ベンドミラー34を省略したり、することもできる。 Further, the configuration of the light path in the laser light guiding unit 3 can also be changed as appropriate. FIG. 20 is a view showing a fourth modified example of the laser beam guiding portion 3. As shown in the figure, the first and second bend mirrors 34 transmit the laser light emitted from the laser light output unit 2, and also the light emitted from the guide light source 35 or the light received by the camera 36. May be configured to reflect light. Furthermore, in the fourth modification, for example, the guide light source 35 and the first bend mirror 32 can be omitted, or the camera 36 and the second bend mirror 34 can be omitted.
(レーザ光走査部4)
レーザ光走査部4は、レーザ光出力部2から出射されて、レーザ光案内部3により案内されたレーザ光(UVレーザ光)を、ワークWの表面上で2次元走査するように構成されている。
(Laser beam scanning unit 4)
The laser beam scanning unit 4 is configured to two-dimensionally scan the laser beam (UV laser beam) emitted from the laser beam output unit 2 and guided by the laser beam guiding unit 3 on the surface of the work W There is.
図21〜図22は、レーザ光走査部4の外観を例示する斜視図であり、図23は、図22に例示した構成を下方から見て示す図である。また、図24は、Xスキャナ8の構成を例示する縦断面図であり、図25は、Yスキャナ9の構成を例示する縦断面図である。 21 to 22 are perspective views illustrating the appearance of the laser beam scanning unit 4, and FIG. 23 is a diagram showing the configuration illustrated in FIG. 22 as viewed from below. FIG. 24 is a longitudinal cross-sectional view illustrating the configuration of the X scanner 8, and FIG. 25 is a longitudinal cross-sectional view illustrating the configuration of the Y scanner 9.
図21〜図25に示す例では、レーザ光走査部4は、いわゆる2軸(X軸、Y軸)式のガルバノスキャナとして構成されている。すなわち、このレーザ光走査部4は、X方向にレーザ光を走査するためのXスキャナ8と、Y方向にレーザ光を走査するためのYスキャナ9と、Xスキャナ8用の第1スキャナミラー(以下、単に「Xミラー」と呼称する)81及びYスキャナ9用の第2スキャナミラー(以下、単に「Yミラー」と呼称する)91の双方を収容するためのスキャナ用ハウジング(収容部材)40と、を備えて成る。 In the example shown in FIGS. 21 to 25, the laser beam scanning unit 4 is configured as a so-called two-axis (X-axis, Y-axis) galvano scanner. That is, the laser beam scanning unit 4 includes an X scanner 8 for scanning the laser beam in the X direction, a Y scanner 9 for scanning the laser beam in the Y direction, and a first scanner mirror for the X scanner 8 Hereinafter, a scanner housing (accommodating member) 40 for accommodating both of “X mirror” 81 and a second scanner mirror (hereinafter simply referred to as “Y mirror”) 91 for Y scanner 9 And.
ここで、スキャナ用ハウジング40と、筐体10の内底面とによって、Xミラー81及びYミラー91を収容するためのスキャナ室Sxyが構成されている。このスキャナ室Sxyは、レーザ光案内部3の下流端部(具体的には、前述の下流側窓部11b)に対し、スキャナ用ハウジング40の一側部に設けられた入射窓部41を介して光学的に結合している。スキャナ室Sxyはまた、筐体10の底部に設けられた出射窓部19、ひいては筐体10外部の空間に対し、スキャナ用ハウジング40の底部に設けられた開口部43を介して光学的に結合している。 Here, a scanner room Sxy for accommodating the X mirror 81 and the Y mirror 91 is configured by the scanner housing 40 and the inner bottom surface of the housing 10. The scanner room Sxy is connected to the downstream end of the laser light guide 3 (specifically, the above-described downstream side window 11b) through the incident window 41 provided on one side of the scanner housing 40. Optically coupled. The scanner room Sxy is also optically coupled to the exit window 19 provided at the bottom of the housing 10 and thus to the space outside the housing 10 via the opening 43 provided at the bottom of the scanner housing 40. doing.
よって、図23の黒矢印に示すように、入射窓部41からスキャナ室Sxyの室内へとUVレーザ光が入射すると、そのUVレーザ光は、Xミラー81とYミラー91とによって反射されて(この例では、Xミラー81によって反射された後に、Yミラー91によって反射されるようになっている)、開口部43からスキャナ室Sxyの室外へと出射するようになっている。 Accordingly, as shown by the black arrows in FIG. 23, when the UV laser light is incident from the entrance window 41 into the room of the scanner room Sxy, the UV laser light is reflected by the X mirror 81 and the Y mirror 91 ( In this example, after being reflected by the X mirror 81, the light is reflected by the Y mirror 91), and the light is emitted from the opening 43 to the outside of the scanner room Sxy.
そのときに、Xミラー81及びYミラー91を作動させて、各ミラーとUVレーザ光とが成す角度を調節することで、例えばワークWの表面上において、UVレーザ光を2次元走査することが可能となる。 At that time, by operating the X mirror 81 and the Y mirror 91 to adjust the angle formed by each mirror and the UV laser light, for example, two-dimensional scanning of the UV laser light on the surface of the work W It becomes possible.
また、Xミラー81及びYミラー91によるレーザ光の反射率を保持するためには、スキャナ室Sxyの気密性を保ち、その室内へと不純物が侵入しないようにすることが求められる。 Further, in order to maintain the reflectance of the laser light by the X mirror 81 and the Y mirror 91, it is required to maintain the airtightness of the scanner room Sxy so that impurities do not enter the room.
また、結露に起因したUVレーザ光の散乱を抑制するためには、スキャナ室Sxyから湿気を取り除くことも求められる。 In addition, in order to suppress the scattering of UV laser light caused by condensation, it is also required to remove moisture from the scanner room Sxy.
そこで、この実施形態に係るレーザ光走査部4は、Xスキャナ8及びYスキャナ9の支持構造に工夫を凝らしたり、スキャナ室Sxyの内外いずれかに乾燥剤Dmを配置したりすることで、前述の如き要求に応えるように構成されている。 Therefore, the laser beam scanning unit 4 according to this embodiment is devised by devising the support structure of the X scanner 8 and the Y scanner 9 or arranging the desiccant Dm inside or outside the scanner room Sxy. To meet such requirements.
以下、レーザ光走査部4に関連した構成について、前記要求との対応関係に焦点を当てて説明する。 Hereinafter, the configuration related to the laser beam scanning unit 4 will be described focusing on the correspondence with the request.
−スキャナ用ハウジング40−
この実施形態において、スキャナ用ハウジング40は、略立方状の箱形とされており、図4及び図21等に示すように、第1スペースS1において、筐体10の下面と仕切り部11とが交わる角部の周辺に配置可能とされている。スキャナ用ハウジング40の各面は、Xスキャナ8を保持したり、UVレーザ光を出射したりするために、様々な機能を発揮するような構成となっている。
-Scanner housing 40-
In this embodiment, the scanner housing 40 has a substantially cubic box shape, and as shown in FIGS. 4 and 21 and the like, the lower surface of the housing 10 and the partition portion 11 are formed in the first space S1. It is possible to arrange around the corner where it crosses. Each surface of the scanner housing 40 is configured to exhibit various functions in order to hold the X scanner 8 and emit UV laser light.
すなわち、スキャナ用ハウジング40の上面は、Xスキャナ8を成す第1駆動モータ82を挿入可能な開口を有する第1保持部(保持部)40aを構成しており、その第1保持部40aは、挿入された第1駆動モータ82の外周面を保持するようになっている(図24を参照)。 That is, the upper surface of the scanner housing 40 constitutes a first holding portion (holding portion) 40a having an opening into which the first drive motor 82 forming the X scanner 8 can be inserted, and the first holding portion 40a The outer peripheral surface of the inserted first drive motor 82 is held (see FIG. 24).
一方、スキャナ用ハウジング40の後面は、Yスキャナ9を成す第2駆動モータ92を挿入可能な開口を有する第2保持部(保持部)40bを構成しており、その第2保持部40bは、挿入されたガルバノモータ92の外周面を保持するようになっている。 On the other hand, the rear surface of the scanner housing 40 constitutes a second holding portion (holding portion) 40 b having an opening into which the second drive motor 92 forming the Y scanner 9 can be inserted. The second holding portion 40 b The outer peripheral surface of the inserted galvano motor 92 is held.
また、スキャナ用ハウジング40の前面(図22における紙面左側の一面)は、前述の入射窓部41を構成しており、レーザ光出力部2から出射されてレーザ光案内部3を通過したレーザ光をスキャナ室Sxyの室内へと入射することができるようになっている。 The front surface of the scanner housing 40 (one surface on the left side of the drawing in FIG. 22) constitutes the above-described incident window 41, and the laser light emitted from the laser light output unit 2 and passed through the laser light guiding unit 3 Can be incident into the scanner room Sxy.
また、スキャナ用ハウジング40の下面は、前述の開口部43を有している。この開口部43は、筐体10の底部に設けられた開口部(筐体側出射部)19a、及び、その開口部19aに嵌め込まれたレーザ光を透過可能な透過性部材19bとともに、出射窓部19を構成している(図24〜図25を参照)。この出射窓部19は、入射窓部41を介して入射したUVレーザ光を、筐体10の外部へと出射することができるようになっている。 Further, the lower surface of the scanner housing 40 has the opening 43 described above. The opening 43 together with an opening (housing side emission part) 19a provided at the bottom of the housing 10 and a transmissive member 19b capable of transmitting the laser light fitted in the opening 19a 19 (see FIGS. 24 to 25). The emission window portion 19 can emit the UV laser light incident through the incident window portion 41 to the outside of the housing 10.
スキャナ用ハウジング40の内側に構成されるスキャナ室Sxyは、こうした第1保持部40a、第2保持部40b、入射窓部41及び出射窓部19によって包囲されるとともに密閉されており、その室内には、前述のXミラー81とYミラー91を収容することができる。 The scanner room Sxy formed inside the scanner housing 40 is surrounded and sealed by the first holding unit 40a, the second holding unit 40b, the incident window 41, and the outgoing window 19, and the inside of the chamber is sealed. Can accommodate the aforementioned X mirror 81 and Y mirror 91.
また、スキャナ用ハウジング40を成す他の2面のうち、図22における紙面手前側の一面は、乾燥用貫通部42を構成している。この乾燥用貫通部42は、乾燥剤Dmを以てスキャナ室Sxyを乾燥するための貫通孔42aを有しており、第1保持部40a、第2保持部40b、入射窓部41及び出射窓部19とともにスキャナ室Sxyを包囲し、かつ密閉している。 Further, among the other two surfaces forming the scanner housing 40, one surface on the front side in the drawing of FIG. 22 constitutes the drying through portion. The drying through portion 42 has a through hole 42a for drying the scanner room Sxy with the desiccant Dm, and the first holding portion 40a, the second holding portion 40b, the incident window portion 41, and the outgoing window portion 19. Together with the scanner room Sxy.
詳しくは後述するが、ここに開示する乾燥剤Dmは、スキャナ室Sxyの室内、又は、以下で詳述するような、スキャナ室Sxyに連通する収容室Sdの室内に配置することができる。 Although the details will be described later, the desiccant Dm disclosed herein can be disposed in the interior of the scanner chamber Sxy or in the interior of the storage chamber Sd in communication with the scanner chamber Sxy as described in detail below.
−Xスキャナ8−
Xスキャナ8は、ワークWの表面上においてUVレーザ光の光軸と交差するX方向(第1の方向)にUVレーザ光を走査するためのXミラー81と、Xミラー81を回動可能に支持する第1駆動モータ82と、第1駆動モータ82の外周面の一部と当接することにより、第1駆動モータ82を保持するモータ保持部材83と、を備えて成る。
-X scanner 8-
The X scanner 8 can turn the X mirror 81 for scanning the UV laser light in the X direction (first direction) intersecting the optical axis of the UV laser light on the surface of the work W and the X mirror 81 It comprises a first drive motor 82 to be supported, and a motor holding member 83 to hold the first drive motor 82 by coming into contact with a part of the outer peripheral surface of the first drive motor 82.
Xミラー81は、いわゆるガルバノミラーとして構成されており、図23に示すように、入射窓部41から入射したUVレーザ光を反射してYミラー91へと導くようになっている。 The X mirror 81 is configured as a so-called galvano mirror, and as shown in FIG. 23, the UV laser light incident from the entrance window 41 is reflected and guided to the Y mirror 91.
具体的に、Xミラー81は、略矩形板状の全反射ミラーであって、ミラー基部82eによって支持された状態で、スキャナ室Sxyの室内に収容されている。Xミラー81は、ミラー基部82e、ひいては第1駆動モータ82のロータ82aと一体的に動作するようになっており、所定の回転軸Oxまわりに回動することができる。 Specifically, the X mirror 81 is a substantially rectangular plate-shaped total reflection mirror, and is accommodated in the scanner room Sxy in a state of being supported by the mirror base 82e. The X mirror 81 is designed to operate integrally with the mirror base 82e and thus the rotor 82a of the first drive motor 82, and can rotate around a predetermined rotation axis Ox.
第1駆動モータ82は、直流モータから成るガルバノモータであって、回転軸Oxをまわりに回転可能に構成され、回転軸Ox方向の一端にてXミラー81を支持するロータ82aと、そのロータ82aを収容するモータケース82bと、ロータ82a及びモータケース82bの間に介設され、モータケース82bに対してロータ82aを軸支するためのベアリング82c,82dと、を有している。 The first drive motor 82 is a galvano motor composed of a direct current motor and is configured to be rotatable around the rotation axis Ox, and has a rotor 82a that supports the X mirror 81 at one end in the rotation axis Ox direction, and the rotor 82a And a bearing 82c, 82d interposed between the rotor 82a and the motor case 82b for supporting the rotor 82a with respect to the motor case 82b.
ロータ82aは、電流を受けて回転するように構成されており、その回転軸Oxに沿って略円柱状に延設されている。この回転軸Ox方向における一端部(スキャナ室Sxy側の先端)は、モータケース82bから突出してスキャナ室Sxyの室内まで延びており、略筒状のミラー基部82eに挿入されている。対して、その一端部とは反対側に位置する他端部(反スキャナ室Sxy側の先端)は、モータケース82bの内部に没入している。 The rotor 82a is configured to rotate by receiving an electric current, and extends in a substantially cylindrical shape along the rotation axis Ox. One end (the tip on the scanner chamber Sxy side) in the rotational axis Ox direction protrudes from the motor case 82b and extends to the interior of the scanner chamber Sxy, and is inserted into the substantially cylindrical mirror base 82e. On the other hand, the other end (the end on the side opposite to the scanner chamber Sxy) located on the opposite side to the one end is embedded in the motor case 82b.
モータケース82bは、回転軸Ox方向に延び、かつ同方向における両端が開口した略円筒状に形成されており、その内側にロータ82aを挿入することができるようになっている。モータケース82bの先端(開口端)は、スキャナ用ハウジング40の第1保持部40aに挿入されている。これにより、モータケース82bの外周面のうち第1保持部40aに挿入された部分が、第1保持部40aによって保持されることになる。 The motor case 82b is formed in a substantially cylindrical shape that extends in the direction of the rotation axis Ox and is open at both ends in the same direction, and the rotor 82a can be inserted therein. The front end (open end) of the motor case 82 b is inserted into the first holding portion 40 a of the scanner housing 40. As a result, the portion of the outer peripheral surface of the motor case 82b inserted into the first holding portion 40a is held by the first holding portion 40a.
また、モータケース82bのうち、第1保持部40aに挿入された部分とは反対側の開口端は、略鍔状に拡径している。そうして拡径した部分は、第1駆動モータ82のための回路基板85を載置した状態で、その回路基板85とともにキャップ状のスキャナカバー84によって覆われている。 Further, the open end of the motor case 82b opposite to the portion inserted into the first holding portion 40a is expanded in a substantially bowl shape. The portion thus expanded in diameter is covered by a cap-like scanner cover 84 together with the circuit board 85 in a state where the circuit board 85 for the first drive motor 82 is placed.
ベアリング82c,82dは、ロータ82aの外周面と、モータケース82bの内周面との間に配置されており、ロータ82aの長手方向における両端を支承している。 The bearings 82c and 82d are disposed between the outer peripheral surface of the rotor 82a and the inner peripheral surface of the motor case 82b, and support both ends in the longitudinal direction of the rotor 82a.
モータ保持部材83は、回転軸Ox方向に延び、かつ同方向における両端が開口した略筒状に形成されており、その内側にモータケース82bを挿入することができるようになっている。モータ保持部材83の一開口端は、スキャナ用ハウジング40の第1保持部40aに対して上方から取り付けて固定することができるようになっている。 The motor holding member 83 is formed in a substantially cylindrical shape extending in the direction of the rotation axis Ox and having both ends open in the same direction, and the motor case 82b can be inserted therein. One open end of the motor holding member 83 can be attached and fixed to the first holding portion 40 a of the scanner housing 40 from above.
第1保持部40aに対してモータ保持部材83を固定すると、第1保持部40aの開口の内周面と、モータ保持部材83の内周面とが略一体となり、モータケース82bの収容スペースが区画される。その収容スペースに対して上方からモータケース82bを挿入すると、モータケース82bにおいて略鍔状に拡径した部分が、モータ保持部材83に対して上方から当接して抜け止めとなる。このとき、モータケース82bの先端付近の外周面は、第1保持部40aの開口に挿入された状態で、且つその開口によって保持される一方、その先端よりも反Xミラー81側に位置する外周面は、モータ保持部材83の内周面と当接するようになっている。すなわち、第1保持部40aは、モータ保持部材83に対して当接した部位よりもXミラー81側に位置する外周面を保持するようになっている。 When the motor holding member 83 is fixed to the first holding portion 40a, the inner circumferential surface of the opening of the first holding portion 40a and the inner circumferential surface of the motor holding member 83 are substantially integrated, and the housing space of the motor case 82b is It is divided. When the motor case 82b is inserted into the housing space from above, a portion of the motor case 82b expanded in a substantially bowl shape abuts against the motor holding member 83 from the top to become a retainer. At this time, the outer peripheral surface of the motor case 82b in the vicinity of the front end is inserted into the opening of the first holding portion 40a and is held by the opening, while the outer periphery located closer to the anti-X mirror 81 than the front end The surface is in contact with the inner circumferential surface of the motor holding member 83. That is, the first holding portion 40 a is configured to hold the outer circumferential surface located closer to the X mirror 81 than the portion in contact with the motor holding member 83.
スキャナカバー84は、有底円筒状に形成されており、モータ保持部材83における反Xミラー81側の先端が挿入されている。スキャナカバー84と、モータケース82bとによって、回路基板85の収容スペースが区画されている。 The scanner cover 84 is formed in a cylindrical shape with a bottom, and the tip of the motor holding member 83 on the side opposite to the X mirror 81 is inserted. The housing space of the circuit board 85 is divided by the scanner cover 84 and the motor case 82b.
回路基板85は、第1駆動モータ82を回転駆動するための電気回路を構成しており、モータケース82bにおいて略鍔状に拡径した側の端面に固定されている。この回路基板85には2本のハーネス89が接続されており、スキャナカバー84に設けられた開口を介して外部に繰り出されている(図22を参照)。図示は省略するが、ハーネス89を繰り出すための開口の周縁には樹脂製のシール部材等、スキャナカバー84の内部を気密状に密閉するための部材が設けられている。 The circuit board 85 constitutes an electric circuit for rotationally driving the first drive motor 82, and is fixed to the end face of the motor case 82b in which the diameter is enlarged in a substantially bowl shape. Two harnesses 89 are connected to the circuit board 85 and are drawn out through an opening provided in the scanner cover 84 (see FIG. 22). Although not shown, a member for sealing the inside of the scanner cover 84 in an airtight manner, such as a resin sealing member, is provided at the periphery of the opening for feeding the harness 89.
そして、第1駆動モータ82の外周面のうち、第1保持部40aにより保持された部位には、スキャナ室Sxyへの空気の流入を規制する第1シール部材(シール部材)86が設けられている。 A first seal member (seal member) 86 for restricting the inflow of air into the scanner chamber Sxy is provided at a portion of the outer peripheral surface of the first drive motor 82 held by the first holding portion 40a. There is.
具体的に、第1シール部材86は、樹脂製のOリングから成り、モータケース82bの外周面のうち、第1保持部40aの開口に挿入された部分の外周面を取り囲むように配置されている。このような配置とすることで、この第1シール部材86は、第1保持部40aの開口の内周面と、モータケース82bの外周面との間に挟持されることになる。 Specifically, the first seal member 86 is formed of an O-ring made of resin, and is disposed so as to surround the outer peripheral surface of a portion of the outer peripheral surface of the motor case 82b inserted in the opening of the first holding portion 40a. There is. With such an arrangement, the first seal member 86 is held between the inner peripheral surface of the opening of the first holding portion 40a and the outer peripheral surface of the motor case 82b.
一方、そうした第1シール部材86とは別に、ロータ82aの外周面と、モータケース82bの内周面との隙間を介した空気の流入を規制する第2シール部材(第2のシール部材)87が設けられている。この実施形態に係る第2シール部材87は、第1駆動モータ82の外周面のうち、スキャナカバー84に挿入された部位に設けられている。 On the other hand, in addition to the first seal member 86, a second seal member (second seal member) 87 that restricts the inflow of air through the gap between the outer peripheral surface of the rotor 82a and the inner peripheral surface of the motor case 82b. Is provided. The second seal member 87 according to this embodiment is provided on a portion of the outer peripheral surface of the first drive motor 82 that is inserted into the scanner cover 84.
具体的に、第2シール部材87は、第1シール部材86と同様に樹脂製のOリングから成り、モータケース82bの外周面のうち、略鍔状に拡径した部分の外周面を取り囲むように配置されている。このような配置とすることで、この第2シール部材87は、スキャナカバー84の開口付近の内周面と、モータケース82bの外周面との間に挟持されることになる。 Specifically, the second seal member 87 is formed of an O-ring made of resin in the same manner as the first seal member 86, and surrounds the outer peripheral surface of the portion of the outer peripheral surface of the motor case 82b which is enlarged in a substantially bowl shape Is located in With this arrangement, the second seal member 87 is held between the inner peripheral surface near the opening of the scanner cover 84 and the outer peripheral surface of the motor case 82b.
−Yスキャナ9−
Yスキャナ9は、ワークWの表面上において、UVレーザ光の光軸と交差するY方向(第2の方向)にUVレーザ光を走査するためのYミラー91と、Yミラー91を回動可能に支持する第2駆動モータ92と、第2駆動モータ92の外周面の一部と当接することにより、第2駆動モータ92を保持するモータ保持部材93と、を備えて成る。
-Y scanner 9-
The Y scanner 9 is capable of rotating the Y mirror 91 and Y mirror 91 for scanning the UV laser beam in the Y direction (second direction) intersecting the optical axis of the UV laser beam on the surface of the work W And a motor holding member 93 for holding the second drive motor 92 by coming into contact with a part of the outer peripheral surface of the second drive motor 92.
Yミラー91は、いわゆるガルバノミラーとして構成されており、図23に示すように、Yミラー91によって反射されたUVレーザ光を反射して出射窓部19へと導くようになっている。 The Y mirror 91 is configured as a so-called galvano mirror, and as shown in FIG. 23, the UV laser light reflected by the Y mirror 91 is reflected to be guided to the emission window portion 19.
具体的に、Yミラー91は、略矩形板状の全反射ミラーであって、ミラー基部92eによって支持された状態で、スキャナ室Sxyの室内に収容されている。Yミラー91は、ミラー基部92e、ひいては第2駆動モータ92のロータ92aと一体的に動作するようになっており、所定の回転軸Oyまわりに回動することができる。 Specifically, the Y mirror 91 is a substantially rectangular plate-shaped total reflection mirror, and is accommodated in the scanner chamber Sxy in a state of being supported by the mirror base 92e. The Y mirror 91 is designed to operate integrally with the mirror base 92e and thus the rotor 92a of the second drive motor 92, and can rotate around a predetermined rotation axis Oy.
第2駆動モータ92は、直流モータから成るガルバノモータであって、回転軸Oyをまわりに回転可能に構成され、回転軸Oy方向の一端にてYミラー91を支持するロータ92aと、そのロータ92aを収容するモータケース92bと、ロータ92a及びモータケース92bの間に介設され、モータケース92bに対してロータ92aを軸支するためのベアリング92c,92dと、を有している。 The second drive motor 92 is a galvano motor composed of a direct current motor, and is configured to be rotatable around the rotation axis Oy, and supports the Y mirror 91 at one end in the rotation axis Oy direction, and the rotor 92a , And bearings 92c and 92d interposed between the rotor 92a and the motor case 92b for supporting the rotor 92a with respect to the motor case 92b.
ロータ92aは、電流を受けて回転するように構成されており、その回転軸Oyに沿って略円柱状に延設されている。この回転軸Oy方向における一端部(図23におけるスキャナ室Sxy側の先端)は、モータケース92bから突出してスキャナ室Sxyの室内まで延びており、略筒状のミラー基部92eに挿入されている。対して、その一端部とは反対側に位置する他端部(図25における反スキャナ室Sxy側の先端)は、モータケース92bの内部に没入している。 The rotor 92a is configured to rotate by receiving an electric current, and is extended in a substantially cylindrical shape along the rotation axis Oy. One end in the rotational axis Oy direction (the end on the scanner chamber Sxy side in FIG. 23) protrudes from the motor case 92b and extends into the chamber of the scanner chamber Sxy, and is inserted into the substantially cylindrical mirror base 92e. On the other hand, the other end (the end on the side opposite to the scanner chamber Sxy in FIG. 25) located on the opposite side to the one end is embedded in the motor case 92b.
モータケース92bは、回転軸Oy方向に延び、かつ同方向における両端が開口した略円筒状に形成されており、その内側にロータ92aを挿入することができるようになっている。モータケース92bの先端(開口端)は、スキャナ用ハウジング40の第2保持部40bに挿入されている。これにより、モータケース92bの外周面のうち第2保持部40bに挿入された部分が、第2保持部40bによって保持されることになる。 The motor case 92b is formed in a substantially cylindrical shape that extends in the direction of the rotation axis Oy and in which both ends in the same direction are open, and the rotor 92a can be inserted therein. The front end (open end) of the motor case 92 b is inserted into the second holding portion 40 b of the scanner housing 40. As a result, a portion of the outer peripheral surface of the motor case 92b which is inserted into the second holding portion 40b is held by the second holding portion 40b.
また、モータケース92bのうち、第2保持部40bに挿入された部分とは反対側の開口端は、略鍔状に拡径している。そうして拡径した部分は、第2駆動モータ92のための回路基板95を取り付けた状態で、その回路基板95とともにキャップ状のスキャナカバー94によって覆われている。 Further, the open end of the motor case 92b opposite to the portion inserted into the second holding portion 40b is expanded in a substantially bowl shape. The portion thus expanded in diameter is covered by a cap-like scanner cover 94 together with the circuit board 95 with the circuit board 95 for the second drive motor 92 attached.
ベアリング92c,92dは、ロータ92aの外周面と、モータケース92bの内周面との間に配置されており、ロータ92aの長手方向における両端を支承している。 The bearings 92c and 92d are disposed between the outer peripheral surface of the rotor 92a and the inner peripheral surface of the motor case 92b, and support both ends in the longitudinal direction of the rotor 92a.
モータ保持部材93は、回転軸Oy方向に延び、かつ同方向における両端が開口した略筒状に形成されており、その内側にモータケース92bを挿入することができるようになっている。モータ保持部材83の一開口端は、スキャナ用ハウジング40の第2保持部40bに対して側方から取り付けて固定することができるようになっている。 The motor holding member 93 is formed in a substantially cylindrical shape extending in the direction of the rotation axis Oy and having both ends opened in the same direction, and the motor case 92b can be inserted therein. One open end of the motor holding member 83 can be attached and fixed to the second holding portion 40 b of the scanner housing 40 from the side.
第2保持部40bに対してモータ保持部材93を固定すると、第2保持部40bの開口の内周面と、モータ保持部材93の内周面とが略一体となり、モータケース92bの収容スペースが区画される。その収容スペースに対して側方からモータケース92bを挿入すると、モータケース92bにおいて略鍔状に拡径した部分が、モータ保持部材93に対して側方から当接して抜け止めとなる。このとき、モータケース92bの先端付近の外周面は、第2保持部40bの開口に挿入された状態で、且つその開口によって保持される一方、その先端よりも反Yミラー91側に位置する外周面は、モータ保持部材93の内周面と当接するようになっている。すなわち、第2保持部40bは、モータ保持部材93に対して当接した部位よりもYミラー91側に位置する外周面を保持するようになっている。 When the motor holding member 93 is fixed to the second holding portion 40b, the inner circumferential surface of the opening of the second holding portion 40b and the inner circumferential surface of the motor holding member 93 are substantially integrated, and the housing space of the motor case 92b is It is divided. When the motor case 92b is inserted into the housing space from the side, the portion of the motor case 92b expanded in a substantially bowl shape abuts against the motor holding member 93 from the side and becomes a retaining member. At this time, the outer peripheral surface of the motor case 92b in the vicinity of the tip is inserted into the opening of the second holding portion 40b and is held by the opening, while the outer periphery located closer to the non-Y mirror 91 than the tip. The surface is in contact with the inner circumferential surface of the motor holding member 93. That is, the second holding portion 40 b is configured to hold the outer peripheral surface located closer to the Y mirror 91 than the portion in contact with the motor holding member 93.
スキャナカバー94は、有底円筒状に形成されており、モータ保持部材93における反Yミラー91側の先端が挿入されている。スキャナカバー94と、モータケース92bとによって、回路基板95の収容スペースが区画されている。 The scanner cover 94 is formed in a cylindrical shape with a bottom, and the tip of the motor holding member 93 on the side opposite to the Y mirror 91 is inserted. The housing space of the circuit board 95 is partitioned by the scanner cover 94 and the motor case 92 b.
回路基板95は、第2駆動モータ92を回転駆動するための電気回路を構成しており、モータケース92bにおいて略鍔状に拡径した側の端面に固定されている。この回路基板95には2本のハーネス99が接続されており、スキャナカバー94に設けられた開口を介して外部に繰り出されている(図22を参照)。図示は省略するが、ハーネス99を繰り出すための開口の周縁には樹脂製のシール部材等、スキャナカバー94の内部を気密状に密閉するための部材が設けられている。 The circuit board 95 constitutes an electric circuit for rotationally driving the second drive motor 92, and is fixed to the end face of the motor case 92b on which the diameter is enlarged in a substantially bowl shape. Two harnesses 99 are connected to the circuit board 95 and are drawn out through an opening provided in the scanner cover 94 (see FIG. 22). Although not shown, a member for sealing the inside of the scanner cover 94 in an airtight manner, such as a resin sealing member, is provided at the periphery of the opening for feeding out the harness 99.
そして、第2駆動モータ92の外周面のうち、第2保持部40bにより保持された部位には、Xスキャナ8と同様に、スキャナ室Sxyへの空気の流入を規制する第1シール部材(シール部材)96が設けられている。 A portion of the outer peripheral surface of the second drive motor 92 held by the second holding portion 40b is a first seal member (seal (seal) for restricting the inflow of air into the scanner chamber Sxy as in the X scanner 8. A member 96 is provided.
具体的に、Yスキャナ9用の第1シール部材96は、概ね、Xスキャナ8用の第1シール部材86と同様に構成されている。すなわち、Yスキャナ9用の第1シール部材96は、樹脂製のOリングから成り、モータケース92bの外周面のうち、第2保持部40bの開口に挿入された部分の外周面を取り囲むように配置されている。このような配置とすることで、この第1シール部材96は、第2保持部40bの開口の内周面と、モータケース92bの外周面との間に挟持されることになる。 Specifically, the first seal member 96 for the Y scanner 9 is generally configured in the same manner as the first seal member 86 for the X scanner 8. That is, the first seal member 96 for the Y scanner 9 is formed of an O-ring made of resin, and surrounds the outer peripheral surface of a portion of the outer peripheral surface of the motor case 92b inserted in the opening of the second holding portion 40b. It is arranged. With this arrangement, the first seal member 96 is held between the inner peripheral surface of the opening of the second holding portion 40b and the outer peripheral surface of the motor case 92b.
一方、そうした第1シール部材96とは別に、ロータ92aの外周面と、モータケース92bの内周面との隙間を介した空気の流入を規制する第2シール部材(第2のシール部材)97が設けられている。この実施形態に係る第2シール部材97は、第2駆動モータ92の外周面のうち、スキャナカバー94に挿入された部位に設けられている。 On the other hand, separately from the first seal member 96, a second seal member (second seal member) 97 that restricts the inflow of air via the gap between the outer peripheral surface of the rotor 92a and the inner peripheral surface of the motor case 92b. Is provided. The second seal member 97 according to this embodiment is provided at a portion of the outer peripheral surface of the second drive motor 92 that is inserted into the scanner cover 94.
具体的に、第2シール部材97は、第1シール部材96と同様に樹脂製のOリングから成り、モータケース92bの外周面のうち、略鍔状に拡径した部分の外周面を取り囲むように配置されている。このような配置とすることで、この第2シール部材97は、スキャナカバー94の開口付近の内周面と、モータケース92bの外周面との間に挟持されることになる。 Specifically, the second seal member 97 is formed of an O-ring made of resin in the same manner as the first seal member 96, and surrounds the outer peripheral surface of the portion of the outer peripheral surface of the motor case 92b which is enlarged in a substantially bowl shape. Is located in With such an arrangement, the second seal member 97 is held between the inner peripheral surface near the opening of the scanner cover 94 and the outer peripheral surface of the motor case 92b.
<レーザ光の出力低下の抑制(レーザ光走査部4)>
図24〜図25に示すように、第1及び第2駆動モータ82,92の外周面のうち、第1及び第2保持部40a,40bにより保持された部位には、僅かな隙間が生じ得る。そのため、図24〜図25において矢印F1〜F4に示すように、そうした隙間からスキャナ室Sxyへと不純物が侵入する可能性がある。
<Suppressing Output Decrease of Laser Light (Laser Light Scanning Unit 4)>
As shown in FIG. 24 to FIG. 25, a slight gap may occur in the portion of the outer peripheral surface of the first and second drive motors 82 and 92 held by the first and second holding portions 40 a and 40 b. . Therefore, as shown by arrows F1 to F4 in FIG. 24 to FIG. 25, there is a possibility that an impurity may intrude into the scanner room Sxy from such a gap.
しかし、前記の構成によれば、そうした部位に第1及び第2シール部材86,87,96,97を設けることで、真空軸受けのような特殊部品を用いずとも、Xミラー81とYミラー91を回動させる空間であるスキャナ室Sxyへと不純物が侵入しないようにすることができる。これにより、製造コストを抑制しつつも、レーザ光の出力低下を抑制することが可能となる。 However, according to the above configuration, by providing the first and second seal members 86, 87, 96, 97 at such a portion, the X mirror 81 and the Y mirror 91 can be used without using special parts such as a vacuum bearing. The impurity can be prevented from invading the scanner chamber Sxy, which is a space for rotating the As a result, it is possible to suppress the decrease in the output of the laser beam while suppressing the manufacturing cost.
−ガルバノスキャナの変形例−
前記実施形態では、Xスキャナ8とYスキャナ9の各々に第1シール部材86,96と第2シール部材87,97を設けた構成について説明したが、各シール部材の構成については、下記の如く変形することができる。
-Modification of galvano scanner-
In the above embodiment, the configuration in which the first seal members 86 and 96 and the second seal members 87 and 97 are provided for each of the X scanner 8 and the Y scanner 9 has been described. The configuration of each seal member is as follows. It can be deformed.
以下、Yスキャナの変形例について説明をするが、ここに開示する変形例は、Xスキャナに対して適用することもできる。 Hereinafter, although the modification of Y scanner is described, the modification disclosed here can also be applied to X scanner.
図26は、Yスキャナの第1変形例を示す図25対応図である。図26に示すYスキャナ9’のように、第2保持部40bとモータケース92bとの間の隙間を、第1シール部材96’としての樹脂によって封止することができる。 FIG. 26 is a view corresponding to FIG. 25 showing a first modified example of the Y scanner. Like Y scanner 9 'shown in FIG. 26, the clearance gap between the 2nd holding | maintenance part 40b and motor case 92b can be sealed by resin as 1st sealing member 96'.
図27は、Yスキャナの第2変形例を示す図25対応図である。図27に示すYスキャナ9’のように、スキャナカバーを設けることなく、ロータ92aとモータケース92bとの間の隙間を、第2シール部材としての樹脂によって封止してもよい。 FIG. 27 is a view corresponding to FIG. 25 showing a second modification of the Y scanner. As in the Y scanner 9 'shown in FIG. 27, the gap between the rotor 92a and the motor case 92b may be sealed by a resin as a second seal member without providing a scanner cover.
またそもそも、前記実施形態では、スキャナ用ハウジング40に対してXスキャナ8とYスキャナ9の双方を取り付けた構成について説明したが、少なくとも前述の第1シール部材86,96や第2シール部材87,97を用いる上では、そうした構成には限られない。 In the first embodiment, the configuration in which both the X scanner 8 and the Y scanner 9 are attached to the scanner housing 40 is described in the first embodiment, but at least the first seal members 86 and 96 and the second seal member 87, The use of the configuration 97 is not limited to such a configuration.
例えば、スキャナ用ハウジング40に対し、Xスキャナ8とYスキャナ9の少なくとも一方を取り付けるとともに、その一方に対して第1シール部材を適用してもよい。 For example, at least one of the X scanner 8 and the Y scanner 9 may be attached to the scanner housing 40, and the first seal member may be applied to one of them.
−スキャナ室Sxyの変形例−
前記実施形態では、スキャナ室Sxyは、第1保持部40a、第2保持部40b、入射窓部41、出射窓部19及び乾燥用貫通部42によって包囲されていた。ここで、出射窓部19は、スキャナ用ハウジング40の下面に設けた開口部43と、筐体10の底部に設けられた開口部19a、及び、その開口部19aに嵌め込まれた透過性部材19bによって構成されていたが、この構成には限られない。
-Modification of scanner room Sxy-
In the embodiment, the scanner room Sxy is surrounded by the first holding unit 40a, the second holding unit 40b, the entrance window 41, the exit window 19, and the drying penetration 42. Here, the emission window 19 includes an opening 43 provided on the lower surface of the scanner housing 40, an opening 19a provided on the bottom of the housing 10, and a transmissive member 19b fitted in the opening 19a. However, the present invention is not limited to this configuration.
図28は、スキャナ用ハウジングの変形例を示す図である。図28に示すように、スキャナ用ハウジング40の開口部43に対して透過性部材43aを嵌め込むことで、出射窓部19を構成してもよい。 FIG. 28 is a view showing a modified example of the scanner housing. As shown in FIG. 28, the emission window 19 may be configured by fitting the transmissive member 43 a into the opening 43 of the scanner housing 40.
−収容室Sd−
前述のように、外部から交換可能な乾燥剤Dmは、スキャナ室Sxy、又は、そのスキャナ室Sxyに連通する収容室Sdに配置することができる。以下に例示する実施形態では、スキャナ室Sxyの外部に収容室Sdを構成した場合について説明するが、後述の変形例のように、スキャナ室Sxyの内部に乾燥剤Dmを配置するためのスペース(以下、そうしたスペースに符号「Sd’」を付す)を構成することもできる。
-Containment room Sd-
As described above, the desiccant Dm which can be replaced from the outside can be disposed in the scanner room Sxy or the storage room Sd in communication with the scanner room Sxy. In the embodiment illustrated below, although the case where accommodation room Sd is constituted outside the scanner room Sxy is explained, the space for arranging desiccant Dm inside scanner room Sxy like the modification mentioned below (( Hereinafter, such spaces may be denoted by the symbol "Sd '".
図29は、乾燥剤用ハウジング45の配置を例示する斜視図であり、図30は、収容室Sdとスキャナ室Sxyの構成を例示する縦断面図である。また、図31は、乾燥剤用ハウジング45の外観を例示する斜視図であり、図32は、交換用蓋部18による封止構造について例示する説明図である。 FIG. 29 is a perspective view illustrating the arrangement of the desiccant housing 45, and FIG. 30 is a vertical cross-sectional view illustrating the configuration of the storage chamber Sd and the scanner chamber Sxy. Further, FIG. 31 is a perspective view illustrating the appearance of the desiccant housing 45, and FIG. 32 is an explanatory view illustrating a sealing structure by the replacement lid 18.
この構成例では、収容室Sdとスキャナ室Sxyとは、筐体10内において互いに隣接しているとともに、前述の乾燥用貫通部42における貫通孔42aを通じてスキャナ室Sxyに連通している。収容室Sdは、その貫通孔42aとは別体の開口(後述の交換用開口部45c)を通じて乾燥剤Dmを交換するように構成されており、交換用蓋部18によって開放されるようになっている。 In this configuration example, the storage room Sd and the scanner room Sxy are adjacent to each other in the housing 10, and communicate with the scanner room Sxy through the through holes 42a in the above-described drying through part 42. The storage chamber Sd is configured to exchange the desiccant Dm through an opening (an exchange opening 45c described later) separate from the through hole 42a, and is opened by the exchange lid 18 ing.
すなわち、図30に示すように、筐体10の左側面(図30における紙面左側の側面)と、ベースプレート12との間にスキャナ室Sxyが介在しており、収容室Sdは、そうしたスキャナ室Sxyと、筐体10の左側面との間に介在している。 That is, as shown in FIG. 30, the scanner room Sxy intervenes between the left side (the side on the left side of the paper in FIG. 30) of the housing 10 and the base plate 12, and the storage room Sd is the scanner room Sxy. And the left side of the housing 10.
具体的に、収容室Sdは、乾燥剤Dmを収容可能な乾燥剤用ハウジング45によって区画されている。この乾燥剤用ハウジング45は、矩形浅箱状に形成されており、第1スペースS1において、筐体10の下面と仕切り部11とが交わる角部に配置されている。 Specifically, the storage space Sd is partitioned by a desiccant housing 45 capable of containing the desiccant Dm. The desiccant housing 45 is formed in a rectangular shallow box shape, and is disposed at a corner where the lower surface of the housing 10 intersects with the partition 11 in the first space S1.
乾燥剤用ハウジング45の後面(前記短手方向における他側の面)には、図30に示すような貫通孔45bが開口している。乾燥剤用ハウジング45及びスキャナ用ハウジング40を双方とも筐体10に対して固定した状態にあっては、その貫通孔45bと、スキャナ用ハウジング40の貫通孔42aとが繋がって、収容室Sdとスキャナ室Sxyとが連通するようになる。 In the rear surface of the desiccant housing 45 (the surface on the other side in the short direction), a through hole 45 b as shown in FIG. 30 is opened. In the state where both the desiccant housing 45 and the scanner housing 40 are fixed to the housing 10, the through hole 45b and the through hole 42a of the scanner housing 40 are connected to each other, and the storage chamber Sd and The scanner chamber Sxy comes into communication.
なお、スキャナ用ハウジング40の貫通孔42aにはフィルタ42bが取り付けられており、乾燥剤Dmから生じた不純物が収容室Sdからスキャナ室Sxyへと侵入するのを抑制することができる。 A filter 42b is attached to the through hole 42a of the scanner housing 40, so that it is possible to suppress an impurity generated from the desiccant Dm from entering the scanner room Sxy from the accommodation room Sd.
また、図22に示すように、スキャナ用ハウジング40の乾燥用貫通部42は、貫通孔42aの周囲を覆うように構成されたシール部材42cを有しており、スキャナ用ハウジング40の貫通孔42aと、乾燥剤用ハウジング45の貫通孔45bとの隙間を封止させることができる。 Further, as shown in FIG. 22, the drying through portion 42 of the scanner housing 40 has a seal member 42 c configured to cover the periphery of the through hole 42 a, and the through hole 42 a of the scanner housing 40. And the through hole 45 b of the desiccant housing 45 can be sealed.
対して、乾燥剤用ハウジング45の前面は、図32に示すような交換用蓋部18によって開閉可能に封止されるようになっている。具体的に、乾燥剤用ハウジング45の前面(前記短手方向における一側の面)には、収容室Sdの室内へと通じる交換用開口部45cが穿孔されている。この交換用開口部45cは、略断面円形状の開口であって、その内周面(内面)の一部は、雌ねじ状にネジ切りされている。 On the other hand, the front surface of the desiccant housing 45 is openably sealed by a replacement lid 18 as shown in FIG. Specifically, on the front surface (the surface on one side in the short direction) of the desiccant housing 45, a replacement opening 45c communicating to the inside of the storage chamber Sd is bored. The replacement opening 45c is a substantially circular opening, and a part of the inner peripheral surface (inner surface) is threaded in a female thread shape.
そして、交換用蓋部18は、交換用開口部45cへと挿入することにより、その交換用開口部45cを閉塞可能な挿入部18aを有して成る。具体的に、挿入部18aは、略円筒状に形成されており、その外周面(外面)の一部は、交換用開口部45cにおいてネジ切りした部分と螺着するように形成されている。その挿入部18aのうち、螺着可能な部位に対して挿入方向(図32の矢印Diを参照)先端側に位置する部分の外面には、シール部材18bが設けられている。 The replacement lid 18 has an insertion portion 18a that can close the replacement opening 45c by being inserted into the replacement opening 45c. Specifically, the insertion portion 18a is formed in a substantially cylindrical shape, and a part of the outer peripheral surface (outer surface) is formed to be screwed with the threaded portion in the replacement opening 45c. A seal member 18b is provided on the outer surface of a portion of the insertion portion 18a located on the tip end side in the insertion direction (see the arrow Di in FIG. 32) with respect to the screwable portion.
ここで、シール部材18bは、樹脂製のOリングから成り、挿入部18aの外面に設けた円周状の溝部に嵌入されており、交換用蓋部18を交換用開口部45cから取り外した状態にあっては、その交換用開口部45cの内径よりも若干、大径となる。よって、このシール部材18bは、交換用蓋部18の挿入部18aを交換用開口部45cに対して挿入したときに、挿入方向Diに対して直交する外方(図32の黒矢印を参照)へ向かって膨らむことにより、その交換用開口部45cの内面に対して密着するようになっている。 Here, the sealing member 18b is made of a resin O-ring, and is fitted in a circumferential groove provided on the outer surface of the insertion portion 18a, and the state in which the replacement lid 18 is removed from the replacement opening 45c. The diameter is slightly larger than the inner diameter of the replacement opening 45c. Therefore, when the insertion portion 18a of the replacement lid 18 is inserted into the replacement opening 45c, the seal member 18b is orthogonal to the insertion direction Di (see the black arrow in FIG. 32). By swelling toward the end, the inner surface of the replacement opening 45c is in close contact with the inner surface.
乾燥剤Dmは、シリカゲルや石灰など、空気中の水分を吸着可能な物質を袋詰めして成り、収容室Sdの室内から湿気を除去するばかりでなく、乾燥用貫通部42を通じてスキャナ室Sxyの室内からも湿気を除去することができる。また、所定期間にわたって使用した結果、乾燥剤Dmによる湿気の除去性能が低下した場合には、交換用蓋部18を取り外すことにより、乾燥剤Dmを外部から交換することができる。 The desiccant Dm is formed by bagging a substance capable of adsorbing moisture in the air, such as silica gel and lime, and not only removes moisture from the storage chamber Sd, but also the scanner chamber Sxy Moisture can also be removed from the room. Moreover, as a result of using for a predetermined period, when the moisture removal performance by the desiccant Dm is lowered, the desiccant Dm can be replaced from the outside by removing the replacement lid 18.
<結露に起因したレーザ光の出力低下の抑制>
図22に示すように、スキャナ用ハウジング40一面を乾燥用貫通部42とすることで、その貫通孔42aを介して収容室Sdとスキャナ室Sxyとを連通させたり、その貫通孔42aを介して乾燥剤Dmを出し入れしたり、することが可能となる。そのことで、スキャナ室Sxyの室内から湿気を取り除き、ひいては、結露に起因した、レーザ光の出力低下を抑制することが可能となる。
<Suppressing Output Decrease of Laser Light Due to Condensation>
As shown in FIG. 22, by forming one surface of the scanner housing 40 as the drying through portion 42, the storage chamber Sd and the scanner chamber Sxy are communicated with each other through the through hole 42a, or through the through hole 42a. It becomes possible to put in and out the desiccant Dm. As a result, it is possible to remove the moisture from the inside of the scanner room Sxy and, consequently, to suppress the reduction in the laser light output caused by the condensation.
−乾燥剤Dmの収納に関連した変形例−
前記実施形態では、スキャナ室Sxyの室外に収容室Sdを設けるとともに、その収容室Sdの室内に乾燥剤Dmを収容する構成について説明した。この実施形態においては、スキャナ室Sxyを包囲する乾燥用貫通部42は、スキャナ室Sxyと収容室Sdとを連通させるために設けられていたが、収容室Sd及び乾燥用貫通部42の構成は、これに限られない。
-Modification related to storage of desiccant Dm-
In the embodiment described above, the storage room Sd is provided outside the scanner room Sxy, and the desiccant Dm is stored in the room of the storage room Sd. In this embodiment, the drying through portion 42 surrounding the scanner chamber Sxy is provided to connect the scanner chamber Sxy and the storage chamber Sd, but the configuration of the storage chamber Sd and the drying through portion 42 is Not limited to this.
例えば、スキャナ室Sxyの室内に収容室Sdに相当するスペースを設けてもよい。この場合、乾燥用貫通部42における貫通孔42aは、乾燥剤Dmを交換するための出入口として機能することになる。 For example, a space corresponding to the storage room Sd may be provided in the scanner room Sxy. In this case, the through hole 42a in the drying through portion 42 functions as an inlet / outlet for replacing the desiccant Dm.
また、スキャナ室Sxyの室外に収容室Sdを設ける場合であっても、乾燥剤Dmの収容方法については、例えば交換用蓋部の構造に工夫を凝らすことで、適宜、変更することができる。 Further, even in the case where the storage room Sd is provided outside the scanner room Sxy, the storage method of the desiccant Dm can be appropriately changed by devising the structure of the replacement lid, for example.
図33は、交換用蓋部18’の変形例を示す図である。図33に示すように、交換用蓋部18’そのものを、収容室Sdを区画するための乾燥剤用ハウジング(ハウジング)として用いてもよい。この場合、乾燥剤Dmは、交換用蓋部18’ごと、筐体に対して着脱可能となる。 FIG. 33 is a view showing a modification of the replacement lid 18 '. As shown in FIG. 33, the replacement lid 18 'itself may be used as a desiccant housing (housing) for partitioning the storage chamber Sd. In this case, the desiccant Dm can be attached to and detached from the casing together with the replacement lid 18 '.
また、スキャナ室Sxyを包囲するよう構成された第1保持部40a、第2保持部40b、入射窓部41、出射窓部19のうちのいずれかを、乾燥用貫通部として用いてもよい。 In addition, any one of the first holding unit 40a, the second holding unit 40b, the incident window 41, and the exit window 19 configured to surround the scanner room Sxy may be used as the drying penetration unit.
図34は、スキャナ室Sxy周辺の変形例を示す図である。図34に示すように、スキャナ室Sxyの室内に収容室に相当するスペースSd’を設けるとともに、出射窓部19を外部から開閉可能に構成してもよい。 FIG. 34 is a view showing a modification around the scanner room Sxy. As shown in FIG. 34, a space Sd 'corresponding to the storage chamber may be provided in the scanner chamber Sxy, and the emission window 19 may be configured to be opened and closed from the outside.
<マーカコントローラ100によるマーカヘッド1の制御>
以下、マーカコントローラ100によるマーカヘッド1の制御のうち、レーザ光の出力調整に関連した制御と、レーザ加工装置Lの停止時に行われる制御について、順番に説明をする。
<Control of Marker Head 1 by Marker Controller 100>
Hereinafter, among the control of the marker head 1 by the marker controller 100, the control related to the output adjustment of the laser beam and the control performed when the laser processing apparatus L is stopped will be described in order.
(パルス周波数に応じた出力調整)
一般に、レーザ加工を行うときには、例えばレーザマーキングにおける印字の発色や、レーザ切断における切断速度等を調整するために、レーザ光の目標出力を変更する場合がある。
(Output adjustment according to pulse frequency)
In general, when laser processing is performed, a target output of laser light may be changed in order to adjust, for example, coloring of printing in laser marking, cutting speed in laser cutting, and the like.
この場合、変更された目標出力を達成するための方法としては、励起光源111へと供給される駆動電流を調整することにより、基本波の出力を調整することが考えられる。 In this case, it is conceivable to adjust the output of the fundamental wave by adjusting the drive current supplied to the excitation light source 111 as a method for achieving the changed target output.
すなわち、例えば駆動電流の電流値を低下させると、励起光源111において生成される励起光の出力が低下して、レーザ媒質25において生成される基本波の出力も低下することになる。これにより、その基本波に基づき生成されるレーザ光の出力を低下させることが可能となる。 That is, for example, when the current value of the drive current is reduced, the output of the excitation light generated in the excitation light source 111 is reduced, and the output of the fundamental wave generated in the laser medium 25 is also reduced. This makes it possible to reduce the output of the laser beam generated based on the fundamental wave.
このように、駆動電流の大きさとレーザ光の出力との間には正の相関関係が存在することから、前述のテーブル記憶部114のように、レーザ光の目標出力と、励起光源111へと供給するべき駆動電流との間の対応関係を予め記憶させておくことで、使用者が望んだ出力に対応した駆動電流を、その対応関係を用いて決定することが可能となる。 As described above, since there is a positive correlation between the magnitude of the drive current and the output of the laser beam, the target output of the laser beam and the excitation light source 111 are obtained as in the table storage unit 114 described above. By storing in advance the correspondence with the drive current to be supplied, it is possible to determine the drive current corresponding to the output desired by the user using the correspondence.
ところで、この実施形態に係るレーザ光出力部2のように、Qスイッチ23を備えた構成とした場合、レーザ光の制御パラメータとしては、一秒間につきQスイッチ23のオンオフを切り替える回数、つまり単位時間あたりにパルス発振が成される回数を示すQスイッチ周波数(前述のパルス周波数)が存在する。 When the Q switch 23 is provided as in the laser light output unit 2 according to this embodiment, the control parameter of the laser light is the number of times the Q switch 23 is switched on and off per second, that is, unit time There is a Q switch frequency (the above-mentioned pulse frequency) indicating the number of times of pulse oscillation.
しかし、Qスイッチ周波数を変更すると、Qスイッチ23をオン状態とする期間が増減することになる。これにより、レーザ媒質25における反転分布の状態が変動することから、そのレーザ媒質25に励起光を入射したときに誘導放出される光子の数が増減してしまい、レーザ光の出力が変動することになる。そのため、前述のようにして駆動電流を決定するだけでは、適切な出力設定を行うには不十分である。 However, changing the Q switch frequency will increase or decrease the period during which the Q switch 23 is turned on. As a result, the state of population inversion in the laser medium 25 fluctuates, so that the number of stimulated emission photons increases / decreases when the excitation light enters the laser medium 25 and the output of the laser light fluctuates. become. Therefore, determining the drive current as described above is not sufficient to set the appropriate output.
加えて、一般に、レーザ光の出力と、Qスイッチ周波数との関係は、励起光源111の仕様や、光学部品の状態等に応じて変るようになっているため、Qスイッチ周波数に起因した出力の変動には、レーザ加工装置ごとに個体差がある。 In addition, in general, the relationship between the output of the laser light and the Q switch frequency changes depending on the specifications of the excitation light source 111, the state of the optical component, etc. The variation has individual differences among the laser processing devices.
そこで、この実施形態に係る対応関係記憶部は、レーザ光の目標出力と、励起光源111へと供給するべき駆動電流との間の対応関係のみを記憶するばかりでなく、その対応関係をパルス周波数の大きさに関連付けて記憶する。 Therefore, the correspondence relationship storage unit according to this embodiment not only stores only the correspondence relationship between the target output of the laser light and the drive current to be supplied to the excitation light source 111, but also corresponds to the pulse frequency. Store in association with the size of.
そして、励起光源駆動部112は、条件設定記憶部102に記憶された目標出力及びパルス周波数と、対応関係記憶部に記憶された対応関係とに基づいて、パルス周波数に対応した駆動電流を励起光源111へと供給する。 Then, based on the target output and the pulse frequency stored in the condition setting storage unit 102 and the correspondence relationship stored in the correspondence relationship storage unit, the excitation light source drive unit 112 excites the drive current corresponding to the pulse frequency. Supply to 111.
特に、図1に示す構成例のように、対応関係記憶部としてテーブル記憶部114を用いた場合、そのテーブル記憶部114は、異なるパルス周波数ごとに、目標出力と駆動電流とを紐付けた電流テーブルを記憶することができる。 In particular, when the table storage unit 114 is used as the correspondence relationship storage unit as in the configuration example shown in FIG. 1, the table storage unit 114 is a current that links the target output and the drive current for each different pulse frequency. Tables can be stored.
この場合、使用者が、設定部としての操作用端末200を介して操作することにより、加工条件として、目標出力とパルス周波数との双方を設定すると、その設定が条件設定記憶部102に記憶される。そして、レーザ加工装置Lの作動に際し、励起光源駆動部112が、その目標出力とパルス周波数の各々に関して制御信号を受け取ると、テーブル記憶部114より、加工条件として設定されたパルス周波数に係る電流テーブルを読み込んで、目標出力と駆動電流との対応関係に基づいて駆動電流を決定する。 In this case, when the user sets both the target output and the pulse frequency as the processing conditions by operating through the operation terminal 200 as the setting unit, the setting is stored in the condition setting storage unit 102. Ru. Then, when the laser light processing apparatus L operates, when the excitation light source drive unit 112 receives control signals for each of the target output and the pulse frequency, the current table related to the pulse frequency set as the processing condition from the table storage unit 114. To determine the drive current based on the correspondence between the target output and the drive current.
なお、「異なるパルス周波数ごとに電流テーブルを記憶する」、としたときのパルス周波数の個数としては、少なくとも2つ以上であればよい。この場合、電流テーブルに関連付けられて記憶されたもの以外のパルス周波数については、対応関係に関連付けられたパルス周波数に係る電流テーブルを用いて補完することができる。 The number of pulse frequencies may be at least two or more when "the current table is stored for each different pulse frequency". In this case, pulse frequencies other than those stored in association with the current table can be complemented using the current table associated with the pulse frequency associated with the correspondence.
また、制御部101は、前述のパワーモニタによる検出結果に基づいて、テーブル記憶部114に記憶された対応関係を較正してもよい。例えば、加工条件として設定された目標出力が、パワーモニタにより検出された出力の実測値よりも小さい場合には、目標出力に対応する駆動電流を増加させる。こうした較正は、レーザ加工装置Lを起動する度に行ってもよいし、所定期間ごとに行ってもよい。 Also, the control unit 101 may calibrate the correspondence relationship stored in the table storage unit 114 based on the detection result of the power monitor described above. For example, when the target output set as the processing condition is smaller than the measured value of the output detected by the power monitor, the drive current corresponding to the target output is increased. Such calibration may be performed each time the laser processing apparatus L is activated, or may be performed at predetermined intervals.
(電流テーブルの使い分けの具体例)
図35は、目標出力と駆動電流との対応関係を例示する図であり、図36は、パルス周波数に応じた電流テーブルの使い分けについて例示したフローチャートである。なお、図35に示す例では、目標出力の単位として百分率を用いているが、それには限られない。例えば、レーザ光の電力(ワット)を直接的に用いてもよい。
(Specific example of proper use of current table)
FIG. 35 is a diagram illustrating the correspondence between the target output and the drive current, and FIG. 36 is a flowchart illustrating the proper use of the current table according to the pulse frequency. In the example shown in FIG. 35, although the percentage is used as the unit of the target output, it is not limited thereto. For example, the power (watts) of laser light may be used directly.
図35に示すように、この実施形態に係るテーブル記憶部114には、2通りの電流テーブルが記憶されている。具体的に、その電流テーブルは、パルス周波数が40kHzと100kHzとの各々に関連付けられた状態で記憶されている。図35から見て取れるように、駆動電流(LD電流)は、パルス周波数が高いときには、低いときよりも大きくなっている。 As shown in FIG. 35, two current tables are stored in the table storage unit 114 according to this embodiment. Specifically, the current table is stored with the pulse frequency associated with each of 40 kHz and 100 kHz. As can be seen from FIG. 35, the drive current (LD current) is larger when the pulse frequency is high than when it is low.
図36に示すように、例えばレーザ加工装置Lを起動してワークWを加工しようとしたとき、制御部101は、操作用端末200を介して設定されたマーキングパターン、並びに、加工条件としての目標出力及びパルス周波数を含んで成る印字データを読み込む(ステップS101)。このときに読み込まれた印字データのうち、加工条件に係るデータについては、制御部101から励起光源駆動部112へと入力される。 As shown in FIG. 36, for example, when the laser processing apparatus L is activated to process the workpiece W, the control unit 101 sets a marking pattern set via the operation terminal 200 and a target as a processing condition. Print data including an output and a pulse frequency is read (step S101). Among the print data read at this time, data relating to processing conditions is input from the control unit 101 to the excitation light source drive unit 112.
その後、Zスキャナ33による焦点制御が行われる(ステップS102)と、励起光源駆動部112は、加工条件の一として設定されるパルス周波数が40kHz以下であるか否かを判定する(ステップS103)。ここで、パルス周波数が40kHz以下の場合、励起光源駆動部112は、40kHzに関連付けて記憶された電流テーブルをテーブル記憶部114から読み込むとともに、加工条件の一として設定されるレーザ光の目標出力に基づいて、励起光源111へと供給するべき駆動電流を決定する(ステップS104)。 Thereafter, when the focus control by the Z scanner 33 is performed (step S102), the excitation light source drive unit 112 determines whether the pulse frequency set as one of the processing conditions is 40 kHz or less (step S103). Here, when the pulse frequency is 40 kHz or less, the excitation light source drive unit 112 reads the current table stored in association with 40 kHz from the table storage unit 114 and sets the target output of the laser light set as one processing condition. Based on this, the drive current to be supplied to the excitation light source 111 is determined (step S104).
その後、励起光源駆動部112は、ステップS104において決定された駆動電流を励起光源111へと供給し(ステップS105)する。また、このステップS105に示す工程と並行して、制御部101が、ステップS101で読み込んだパルス周波数に基づいて生成した制御信号をQスイッチ23へと出力することにより、Qスイッチ23をオンオフ制御する。また、制御部101は、ステップS101で読み込んだマーキングパターンを実現するように、Xスキャナ8及びYスキャナ9を制御して2次元走査を実行する。 Thereafter, the excitation light source drive unit 112 supplies the drive current determined in step S104 to the excitation light source 111 (step S105). Also, in parallel with the process shown in step S105, the control unit 101 controls the Q switch 23 on and off by outputting the control signal generated based on the pulse frequency read in step S101 to the Q switch 23. . Further, the control unit 101 controls the X scanner 8 and the Y scanner 9 to execute two-dimensional scanning so as to realize the marking pattern read in step S101.
なお、ステップS105〜ステップS107に示す処理は、便宜上、順番に実行されているように図示されているが、前述の如く、各処理を並行して行うようになっている。 The processes shown in steps S105 to S107 are illustrated as being performed in order for the sake of convenience, but as described above, each process is performed in parallel.
一方、ステップS103においてパルス周波数が40kHzを上回ると判定された場合、今度は、パルス周波数が100kHz以上であるか否かを判定する(ステップS108)。ここで、パルス周波数が100kHz以上の場合、励起光源駆動部112は、100kHzに関連付けて記憶された電流テーブルをテーブル記憶部114から読み込むとともに、加工条件の一として設定されるレーザ光の目標出力に基づいて、励起光源111へと供給するべき駆動電流を決定する(ステップS109)。そして、前述のステップS105〜ステップS107へと進み、各ステップに係る処理を実行する。 On the other hand, if it is determined in step S103 that the pulse frequency exceeds 40 kHz, then it is determined whether the pulse frequency is 100 kHz or more (step S108). Here, when the pulse frequency is 100 kHz or more, the excitation light source drive unit 112 reads the current table stored in association with 100 kHz from the table storage unit 114 and sets the target output of the laser light set as one processing condition. Based on this, the drive current to be supplied to the excitation light source 111 is determined (step S109). Then, the process proceeds to step S105 to step S107 described above, and the process according to each step is performed.
また、ステップS109においてパルス周波数が100kHz未満と判定された場合、すなわち、パルス周波数が40kHzを上回るものの100kHz未満であると判定された場合、励起光源駆動部112は、40kHzに関連付けて記憶された電流テーブルと、100kHzに関連付けて記憶された電流テーブルとをテーブル記憶部114から読み込むとともに、各電流テーブルの内容を補完することで、励起光源111へと供給するべき駆動電流を決定する(ステップS110)。そして、前述のステップS105〜ステップS107へと進み、各ステップに係る処理を実行する。 When it is determined in step S109 that the pulse frequency is less than 100 kHz, that is, when it is determined that the pulse frequency is more than 40 kHz but less than 100 kHz, the excitation light source drive unit 112 stores the current stored in association with 40 kHz. The table and the current table stored in association with 100 kHz are read from the table storage unit 114, and the contents of each current table are complemented to determine the drive current to be supplied to the excitation light source 111 (step S110). . Then, the process proceeds to step S105 to step S107 described above, and the process according to each step is performed.
具体的に、ステップS109へ進んだ場合、励起光源駆動部112は、40kHzに関連付けて記憶された電流テーブルに基づき決定された駆動電流と、100kHzに関連付けて記憶された電流テーブルに基づき決定された駆動電流とを、例えば、パルス周波数と駆動電流とを関連付けた1次関数で内挿するとともに、そうして得られた1次関数と、加工条件の一として設定されたパルス周波数とに基づいて駆動電流を決定する。 Specifically, when the process proceeds to step S109, the excitation light source drive unit 112 determines the drive current determined based on the current table stored in association with 40 kHz and the current table stored in association with 100 kHz. The drive current is interpolated with, for example, a linear function that associates the pulse frequency with the drive current, and based on the linear function thus obtained and the pulse frequency set as one of the processing conditions Determine the drive current.
このように、対応関係記憶部としてのテーブル記憶部114は、レーザ光の目標出力と、駆動電流との間の対応関係を、加工条件の一として設定されるパルス周波数の大きさに関連付けて記憶する。これにより、パルス周波数の大きさに適した駆動電流を決定することができるから、レーザ光の出力設定を適切に実行することができ、ひいてはレーザ光の出力のバラツキを低減することが可能となる。 Thus, the table storage unit 114 as the correspondence relationship storage unit stores the correspondence relationship between the target output of the laser beam and the drive current in association with the magnitude of the pulse frequency set as one of the processing conditions. Do. Thus, the drive current suitable for the magnitude of the pulse frequency can be determined, so that the output setting of the laser beam can be appropriately performed, and in turn, the variation in the output of the laser beam can be reduced. .
(パルス周波数に応じた出力調整の変形例)
図35に示す例では、目標出力が60%以下のときには、レーザ光の出力のバラツキの抑制という目的とは異なる観点から、後述の如く、駆動電流を一定にするように構成されている。しかしながら、単に出力のバラツキを低減するためには、以下に示すような変形例を用いることもできる。
(Modification of output adjustment according to pulse frequency)
In the example shown in FIG. 35, when the target output is 60% or less, the drive current is configured to be constant as described later, from the viewpoint different from the purpose of suppressing the variation of the laser light output. However, in order to simply reduce the variation in the output, the following modification may be used.
表1は、レーザ光の目標出力と、駆動電流との間の対応関係を、パルス周波数(Qスイッチ周波数)の大きさに関連付けて記憶したときの変形例を示している。具体的に、表1中の数字の単位はアンペアである。表1に示すように、目標出力が60%以下のときにも駆動電流を一定にせず、目標出力の低下に伴って、駆動電流を単調に減少させてもよい。また、そのときの減少度合いについても、パルス周波数ごとに異ならせてもよい。表1に示す例では、パルス周波数が小さいときには、大きいときよりも駆動電流が急峻に減少するようになっている。 Table 1 shows modifications when the correspondence between the target output of the laser light and the drive current is stored in association with the magnitude of the pulse frequency (Q switch frequency). Specifically, the unit of the numbers in Table 1 is amperes. As shown in Table 1, the drive current may not be constant even when the target output is 60% or less, and the drive current may be monotonously decreased as the target output decreases. Also, the degree of decrease at that time may be made different for each pulse frequency. In the example shown in Table 1, when the pulse frequency is small, the drive current is sharply reduced as compared to when the pulse frequency is large.
なお、テーブル記憶部114に代えて、対応関係記憶部として、目標出力を引数として駆動電流を算出するような計算式を記憶させる計算式記憶部を設けた場合、例えば、目標出力と駆動電流とを関連付けた計算式に対して、さらなる引数として、パルス周波数との対応関係を含めればよい。 In the case where a calculation formula storage unit for storing a calculation formula that calculates a drive current with the target output as an argument is provided instead of the table storage unit 114, for example, It is sufficient to include the correspondence with the pulse frequency as a further argument to the calculation formula in which is associated.
(目標出力の高低に応じた出力調整)
前述のように、駆動電流を通じてレーザ光の出力変更を行う場合、その目標出力が低くなり過ぎると、その出力に対応した駆動電流が過度に小さくなって、不安定となる虞がある。この場合、レーザ光の出力もまた不安定となる可能性があるため、低出力側の出力設定には改善の余地があった。
(Output adjustment according to the target output level)
As described above, when the output of the laser beam is changed through the drive current, if the target output is too low, the drive current corresponding to the output may become excessively small and become unstable. In this case, the output of the laser light may also be unstable, so there is room for improvement in the output setting on the low output side.
対して、公知のように、Qスイッチ23のデューティ比を調整することにより、レーザ光の出力を変更する方法も考えられる。 On the other hand, as well known, a method of changing the output of laser light by adjusting the duty ratio of the Q switch 23 is also conceivable.
すなわち、例えばデューデュ比を小さくすると、前述の如くQスイッチ23をオン状態とする期間が短くなる分、レーザ媒質25から基本波として発振されるパルス波の出力が低下する。これにより、その基本波に基づき生成されるレーザ光の出力を低下させることが可能となる。 That is, for example, when the duty ratio is reduced, the output of the pulse wave oscillated as the fundamental wave from the laser medium 25 is reduced by the shortening of the period during which the Q switch 23 is turned on as described above. This makes it possible to reduce the output of the laser beam generated based on the fundamental wave.
したがって、デューティ比を通じてレーザ光の出力変更を行う場合には、不安定化を招かないように、駆動電流を十分に大きく設定したまま、レーザ光の出力を低くすることが可能となる。 Therefore, when the output of the laser beam is changed through the duty ratio, the output of the laser beam can be lowered while the driving current is set sufficiently large so as not to cause the destabilization.
しかしながら、駆動電流を大きく保ちつつ、Qスイッチ23のデューティ比を調整するように構成した場合、低出力側の出力設定こそ改善されるものの、今度は、高出力側の出力設定に困難が生じることがわかった。 However, when the duty ratio of the Q switch 23 is adjusted while keeping the drive current large, the output setting on the low output side is improved, but this time it becomes difficult to set the output on the high output side. I understand.
すなわち、レーザ光の出力を高くするべく、デューティ比を大きく設定すると、Qスイッチ23をオン状態とする期間が長くなる分、レーザ光を連続発振する期間が長くなる。そうすると、第1波長変換素子26や第2波長変換素子27が発熱してしまうことになる。そのことと、駆動電流を大きく保ったことによる基本波の出力増大とが相俟って、波長変換素子が過熱してしまい、熱レンズ等の影響に起因して、パルス発振直後の出力が不安定になるなど、レーザ特性が低下する可能性がある。 That is, when the duty ratio is set large to increase the output of the laser beam, the period during which the Q switch 23 is turned on is extended, and the period during which the laser beam is continuously oscillated is extended. Then, the first wavelength conversion element 26 and the second wavelength conversion element 27 generate heat. Together with the increase of the output of the fundamental wave by keeping the drive current large, the wavelength conversion element overheats, and the output immediately after the pulse oscillation is not good due to the influence of the thermal lens etc. The laser characteristics may be degraded, such as becoming stable.
そこで、この実施形態に係る制御部101は、目標出力の高低に応じて、レーザ光の出力を変更するための方法を使い分けるようになっている。 Therefore, the control unit 101 according to this embodiment is configured to use a method for changing the laser light output according to the level of the target output.
具体的に、制御部101は、目標出力が所定の閾値を上回る場合には、励起光生成部110を介して励起光源111へと供給する駆動電流を変更することにより、レーザ光出力部2から出射されるレーザ光の出力を制御する一方、目標出力が、その閾値以下の場合には、励起光源111へと供給する駆動電流を略一定に保ちつつ、レーザ光出力部2を介してデューティ比を変更することにより、レーザ光出力部2から出射されるレーザ光の出力を制御する。 Specifically, when the target output exceeds the predetermined threshold value, the control unit 101 changes the drive current supplied to the excitation light source 111 via the excitation light generation unit 110 so that the laser light output unit 2 While controlling the output of the emitted laser beam, when the target output is less than the threshold value, the duty ratio via the laser beam output unit 2 is maintained while keeping the drive current supplied to the excitation light source 111 substantially constant. Is controlled to control the output of the laser beam emitted from the laser beam output unit 2.
また、デューティ比の変更方法としては、目標出力とデューティ比とを関連付けたテーブルを用いてもよいし、目標出力とパルス周波数を引数としてデューティ比を算出するような計算式を用いてもよい。 Further, as a method of changing the duty ratio, a table in which the target output and the duty ratio are associated may be used, or a calculation formula in which the duty ratio is calculated using the target output and the pulse frequency as arguments may be used.
なお、「駆動電流を略一定に保ちつつ」なる記載から見て取れるように、目標出力が閾値以下の場合であっても、駆動電流を一定に保つ必要はない。仮に、目標出力を、その閾値に対して1〜2割ほど増減させたときの範囲内に収めればよい。例えば、目標出力の閾値を60%に設定した場合、目標出力が50%〜70%のときの駆動電流とすればよい。 As can be seen from the description “while keeping the drive current substantially constant”, it is not necessary to keep the drive current constant even when the target output is less than or equal to the threshold. Temporarily, the target output may be within the range when it is increased or decreased by about one to twenty percent with respect to the threshold value. For example, when the threshold of the target output is set to 60%, the drive current when the target output is 50% to 70% may be set.
この制御態様は、前述のパルス周波数に応じた出力調整と併用可能であるとともに、いずれか一方の制御態様を用いることも可能である。 This control mode can be used together with the above-mentioned output adjustment according to the pulse frequency, and it is also possible to use any one control mode.
(目標出力の高低に応じた出力調整の具体例)
前述のように、この実施形態に係るテーブル記憶部114には、パルス周波数に応じた2通りの電流テーブルが記憶されている。図35に示すように、これら電流テーブルは、目標出力にとって閾値となる60%を境にして、駆動電流を通じた出力調整と、デューティ比を通じた出力調整を使い分けるようになっている。
(Specific example of output adjustment according to the target output level)
As described above, the table storage unit 114 according to this embodiment stores two current tables according to the pulse frequency. As shown in FIG. 35, these current tables are designed to selectively use the output adjustment through the drive current and the output adjustment through the duty ratio at the threshold of 60% which is the threshold for the target output.
具体的に、目標出力が60%を上回るときには、目標出力が高くなるにしたがい、駆動電流も単調に増加する。一方、目標出力が60%以下のときには、目標出力の高低に対して、駆動電流は略一定となる。この場合、目標出力が60%のときの駆動電流を用いることになる。また、後者の場合、目標出力が低くなるにしたがい、デューティ比は単調に減少することになる。 Specifically, when the target output exceeds 60%, the drive current also monotonously increases as the target output increases. On the other hand, when the target output is 60% or less, the drive current is substantially constant with respect to the level of the target output. In this case, the drive current when the target output is 60% is used. In the latter case, the duty ratio monotonously decreases as the target output decreases.
ここで、図37は、目標出力に応じた出力調整方法の使い分けについて例示したフローチャートである。簡単のため、図37においてはパルス周波数に応じた電流テーブルの使い分けについては省略したが、図35から見て取れるように、パルス周波数に応じた使い分けも同時に行うようになっている。 Here, FIG. 37 is a flowchart illustrating the proper use of the output adjustment method according to the target output. Although the use of the current table according to the pulse frequency is omitted in FIG. 37 for the sake of simplicity, as can be seen from FIG. 35, the use according to the pulse frequency is simultaneously performed.
図37に示すように、例えばレーザ加工装置Lを起動してワークWを加工しようとしたとき、制御部101は、操作用端末200を介して設定されたマーキングパターン、並びに、加工条件としての目標出力及びパルス周波数を含んで成る印字データを読み込む(ステップS201)。このときに読み込まれた印字データのうち、加工条件に係るデータについては、制御部101から励起光源駆動部112へと入力される。 As shown in FIG. 37, when, for example, the laser processing apparatus L is activated to process the workpiece W, the control unit 101 sets a marking pattern set via the operation terminal 200 and a target as a processing condition. Print data including an output and a pulse frequency is read (step S201). Among the print data read at this time, data relating to processing conditions is input from the control unit 101 to the excitation light source drive unit 112.
その後、加工条件の一として設定される目標出力が60%を上回るか否かを判定する(ステップS202)。ここで、目標出力が60%を上回る場合、励起光源駆動部112は、その目標出力に対応した電流テーブルをテーブル記憶部114から読み込む(ステップS203)とともに、その電流テーブルにしたがって駆動電流を決定する(ステップS204)。そして、デューティ比を最小値に維持しつつ(ステップS205)、図36に示すフローと同様の処理を実行して印字加工を行う(ステップS206〜ステップS208)。 Thereafter, it is determined whether the target output set as one of the processing conditions exceeds 60% (step S202). Here, when the target output exceeds 60%, the excitation light source drive unit 112 reads the current table corresponding to the target output from the table storage unit 114 (step S203) and determines the drive current according to the current table (Step S204). Then, while maintaining the duty ratio at the minimum value (step S205), the same processing as the flow shown in FIG. 36 is executed to perform print processing (step S206 to step S208).
なお、ステップS206〜ステップS208に示す処理は、便宜上、順番に実行されているように図示されているが、前述の如く、各処理を並行して行うようになっている。 In addition, although the process shown to step S206-step S208 is illustrated so that it may be performed in order for convenience, as mentioned above, each process is performed in parallel.
一方、ステップS202において目標出力が60%以下であると判定された場合、励起光源駆動部112は、目標出力の高低にかかわらず、目標出力を60%としたときに対応した電流テーブルをテーブル記憶部114から読み込む(ステップS209)とともに、その電流テーブルにしたがって駆動電流を決定する(ステップS210)。そして、目標出力に応じてデューティ比を変更し(ステップS211)、図36に示すフローと同様の処理を実行して印字加工を行う(ステップS206〜ステップS208)。 On the other hand, if it is determined in step S202 that the target output is 60% or less, the excitation light source drive unit 112 stores the current table corresponding to the target output of 60% regardless of the target output level. At the same time as reading from the unit 114 (step S209), the drive current is determined according to the current table (step S210). Then, the duty ratio is changed according to the target output (step S211), and the same processing as the flow shown in FIG. 36 is executed to perform print processing (step S206 to step S208).
このように、目標出力が比較的高いときには、駆動電流を通じてレーザ光の出力を変更する一方、目標出力が比較的低いときには、駆動電流ではなくデューティ比を通じてレーザ光の出力を変更する。 As described above, when the target output is relatively high, the output of the laser beam is changed through the drive current, and when the target output is relatively low, the output of the laser beam is changed not through the drive current but through the duty ratio.
目標出力の高低に応じて、レーザ光の出力の変更手段を切り替えることで、低出力側ではレーザ光の出力を安定させる一方で、高出力側ではレーザ特性が低下しないように構成することができる。そのことで、レーザ特性を低下させることなく、そのレーザ光の出力を適切に変更することが可能になる。 By switching the means for changing the output of the laser light in accordance with the level of the target output, it is possible to stabilize the output of the laser light on the low output side while preventing the laser characteristics from deteriorating on the high output side. . This makes it possible to appropriately change the output of the laser beam without degrading the laser characteristics.
(レーザ加工装置Lの出力停止に関連した構成)
図38は、レーザ加工装置Lの電源周辺の構成について例示したブロック図である。なお、図38に示す構成要素のうち、これまでに説明したものと同様の要素ついては、同一の符号が付されている。そうした構成要素については、説明を適宜省略する。
(Configuration related to output stop of laser processing device L)
FIG. 38 is a block diagram illustrating the configuration around the power supply of the laser processing apparatus L. In the components shown in FIG. 38, the same components as those described above are denoted by the same reference numerals. The description of such components will be omitted as appropriate.
図38に示すように、レーザ加工装置Lは、励起光生成部110、レーザ光出力部2及び制御部101へと電力を供給するための電源と、その電源を監視するための電源監視部(図38の紙面上では「電圧監視部」と記載)123を備えている。 As shown in FIG. 38, the laser processing apparatus L includes a power supply for supplying power to the excitation light generation unit 110, the laser light output unit 2, and the control unit 101, and a power supply monitoring unit for monitoring the power supply ( On the sheet of FIG. 38, “voltage monitoring unit” 123 is provided.
詳しくは、レーザ加工装置Lは、レーザ光出力部2と制御部101へと電力を供給可能な第1電源部(電源)124を備えている。この第1電源部124は、いわゆるAC/DC電源によって構成されている。 Specifically, the laser processing apparatus L includes a first power supply unit (power supply) 124 capable of supplying power to the laser light output unit 2 and the control unit 101. The first power supply unit 124 is configured by a so-called AC / DC power supply.
同様に、レーザ加工装置Lは、励起光生成部110へと電力を供給可能な第2電源部(電源)125を備えている。この第2電源部125は、第1電源部124と同様に、一般的なAC/DC電源によって構成されている。 Similarly, the laser processing apparatus L includes a second power supply unit (power supply) 125 capable of supplying power to the excitation light generation unit 110. Like the first power supply unit 124, the second power supply unit 125 is configured of a general AC / DC power supply.
第1電源部124及び第2電源部125への電力供給は、メインスイッチ121とキースイッチ122によってオンオフされるようになっている。具体的に、メインスイッチ121は、キースイッチ122と第1電源部124とに接続されており、励起光生成部110以外のシステム起動を行うべく設けられている。メインスイッチ121をオン状態にすると、第1温調部5、第2温調部6及び制御部101へと電力を供給することができるようになる。 The power supply to the first power supply unit 124 and the second power supply unit 125 is turned on and off by the main switch 121 and the key switch 122. Specifically, the main switch 121 is connected to the key switch 122 and the first power supply unit 124, and is provided to perform system activation other than the excitation light generation unit 110. When the main switch 121 is turned on, power can be supplied to the first temperature control unit 5, the second temperature control unit 6, and the control unit 101.
また、キースイッチ122は、レーザ光の出射を確実に停止するべく設けられており、キースイッチ122のオンオフと、レーザ光の出射のオンオフとが連動している。詳しくは、キースイッチ122をオフ状態にすると、第2電源部125から励起光生成部110へと至る電気回路が遮断されて、レーザ励起光の生成、ひいてはレーザ光の出射を確実に停止することができる。一方、キースイッチ122をオン状態にすると、第2電源部125から励起光生成部110へと至る電気回路が導通し、レーザ励起光の生成、ひいてはレーザ光の出射が許容される。 Further, the key switch 122 is provided to reliably stop the emission of the laser beam, and the on / off of the key switch 122 and the on / off of the emission of the laser beam are linked. Specifically, when the key switch 122 is turned off, the electric circuit from the second power supply unit 125 to the excitation light generation unit 110 is cut off to reliably stop the generation of the laser excitation light and hence the emission of the laser light. Can. On the other hand, when the key switch 122 is turned on, the electric circuit from the second power supply unit 125 to the excitation light generation unit 110 is conducted, and generation of laser excitation light and emission of laser light are permitted.
また、後述の制御を行うべく、レーザ加工装置Lは、少なくとも第2電源部125を監視する電源監視部123を備えている。この実施形態では、電源監視部123は、少なくとも第2電源部125への供給電圧を計測することにより、第2電源部125を監視するように構成されている。なお、この構成に代えて、電源監視部123は、第1電源部124への供給電圧のみを監視してもよい。あるいは、第1電源部124又は第2電源部125への供給電圧ではなく、第1電源部124又は第2電源部125から供給される電圧を監視してもよい。 The laser processing apparatus L also includes a power monitoring unit 123 that monitors at least the second power supply unit 125 in order to perform control described later. In this embodiment, the power supply monitoring unit 123 is configured to monitor the second power supply unit 125 by measuring at least the supply voltage to the second power supply unit 125. Note that, instead of this configuration, the power supply monitoring unit 123 may monitor only the supply voltage to the first power supply unit 124. Alternatively, instead of the supply voltage to the first power supply unit 124 or the second power supply unit 125, the voltage supplied from the first power supply unit 124 or the second power supply unit 125 may be monitored.
また、詳細は省略するが、レーザ光出力部2は、前述の如く、イントラキャビティ式とされている。また、第1及び第2波長変換素子26、27の温度は、それぞれ、第1及び第2温調部(温度調整部)5,6によって調整されるようになっている。 Although details are omitted, the laser light output unit 2 is of the intra-cavity type as described above. In addition, the temperatures of the first and second wavelength conversion elements 26 and 27 are adjusted by the first and second temperature adjustment units (temperature adjustment units) 5 and 6, respectively.
ところで、こうしたレーザ加工装置Lにおいて、例えば停電やシャットダウンのために、その装置Lへの電力供給が停止されると、励起光生成部110による励起光の生成と、波長変換素子26,27の温調とが、電源用のキャパシタ等に残存した電荷量に応じて停止する。励起光生成部110による励起光の生成が停止すると、レーザ媒質25による基本波の生成が停止される。これまでは、基本波の生成と、波長変換素子26,27の温調とが、順不同で停止するようになっていた。 By the way, in such a laser processing apparatus L, when power supply to the apparatus L is stopped due to, for example, a power failure or shutdown, the generation of excitation light by the excitation light generation unit 110 and the temperature of the wavelength conversion elements 26 and 27 The adjustment stops in accordance with the amount of charge remaining in the power supply capacitor or the like. When the generation of the excitation light by the excitation light generator 110 is stopped, the generation of the fundamental wave by the laser medium 25 is stopped. So far, the generation of the fundamental wave and the temperature control of the wavelength conversion elements 26 and 27 are stopped in random order.
ここで、エクストラキャビティ式の構成とした場合、共振器において生成された基本波は、常時、共振器外へと出力される。そのため、仮に波長変換素子26,27の温調が停止した後に、基本波の生成が停止したとしても、共振器の内部には、基本波を含んだレーザ光のエネルギが溜らないようになっている。 Here, in the case of the extra cavity type configuration, the fundamental wave generated in the resonator is always output outside the resonator. Therefore, even if the generation of the fundamental wave is stopped after the temperature adjustment of the wavelength conversion elements 26 and 27 is stopped, the energy of the laser beam including the fundamental wave is not stored inside the resonator. There is.
ところが、ここに開示する実施形態のようにイントラキャビティ式の構成とした場合、一対のミラーの間に波長変換素子を配置することにより、その波長変換素子は、共振器の内側に位置することになる。このような構成では、波長変換素子により生成される高調波は、前述の温調が十分に機能している限り、ハーフミラー(例えば、前述の第1セパレータ28a)によって共振器の外部へと出力されることになる。 However, in the case of the intra-cavity type configuration as in the embodiment disclosed herein, by arranging the wavelength conversion element between the pair of mirrors, the wavelength conversion element is positioned inside the resonator. Become. In such a configuration, harmonics generated by the wavelength conversion element are output to the outside of the resonator by the half mirror (for example, the first separator 28a described above) as long as the above-mentioned temperature control is sufficiently functioning. It will be done.
しかし、そうしたイントラキャビティ式の構成において、仮に、基本波の生成が停止する前に波長変換素子の温調が停止した場合には、生成された基本波が十分に波長変換されずに、共振器の内部にレーザ光のエネルギが蓄積する可能性がある。共振器内に配置された各種の光学部品が確実に損傷しないようにするためには、そうした状況に陥ることは望ましくない。 However, in such an intra-cavity type configuration, if the temperature adjustment of the wavelength conversion element is stopped before the generation of the fundamental wave is stopped, the generated fundamental wave is not sufficiently wavelength-converted, and the resonator is The energy of the laser beam may be stored inside the Such a situation is undesirable to ensure that the various optical components placed in the resonator are not damaged.
そこで、この実施形態に係る制御部101は、電源監視部123による監視結果に基づいて第1及び第2電源部124,125への電力供給が停止されると判断した場合、第1及び第2温調部5,6による温度調節が継続している状態で、基本波の生成が抑制されるよう、励起光生成部110及びQスイッチ23の少なくとも一方を制御するよう構成されている。 Therefore, when the control unit 101 according to the present embodiment determines that the power supply to the first and second power supply units 124 and 125 is stopped based on the monitoring result by the power supply monitoring unit 123, the first and second It is configured to control at least one of the excitation light generation unit 110 and the Q switch 23 such that the generation of the fundamental wave is suppressed while the temperature adjustment by the temperature adjustment units 5 and 6 is continued.
具体的に、制御部101は、第1及び第2電源部124,125の各々へと供給される電力が所定の閾値を下回ったときに、第1及び第2電源部124,125への電力供給が停止されると判断する。ここで、制御部101は、電力の大小に基づき判断してもよいし、電圧など、電力に関連した物理量に基づき判断してもよい。 Specifically, when the power supplied to each of the first and second power supply units 124 and 125 falls below a predetermined threshold, the control unit 101 supplies power to the first and second power supply units 124 and 125. Judge that supply will be stopped. Here, the control unit 101 may make the determination based on the magnitude of the power, or may make the determination based on a physical quantity related to the power, such as a voltage.
そして、制御部101は、第1及び第2電源部124,125への電力供給が停止されると判断したときに、励起光生成部110への電力供給、特に励起光源駆動部112から励起光源111への駆動電流の供給を停止することにより、レーザ励起光の生成を停止する。これにより、レーザ励起光に基づく基本波の生成が停止するため、第1及び第2波長変換素子26,27への基本波の入射もまた停止することになる。 Then, when the control unit 101 determines that the power supply to the first and second power supply units 124 and 125 is stopped, the power supply to the excitation light generation unit 110, in particular, the excitation light source from the excitation light source drive unit 112 By stopping the supply of the drive current to 111, the generation of the laser excitation light is stopped. As a result, the generation of the fundamental wave based on the laser excitation light is stopped, and the incidence of the fundamental wave to the first and second wavelength conversion elements 26 and 27 is also stopped.
(レーザ加工装置Lの出力停止に関連した処理の具体例)
図39は、レーザ加工装置Lの出力停止に関連した処理について例示したフローチャートである。図39に示すように、レーザ加工装置Lの作動中、電源監視部123は、外部電源としての第2電源部125への電力供給をチェックするべく、第1及び第2電源部124,125の各々へと供給される電力の電圧を各々チェックする(ステップS301,S302)。
(Specific example of processing related to output stop of laser processing apparatus L)
FIG. 39 is a flowchart illustrating processing relating to the output stop of the laser processing apparatus L. As shown in FIG. 39, during the operation of the laser processing apparatus L, the power supply monitoring unit 123 checks the power supply to the second power supply unit 125 as an external power supply. The voltage of the power supplied to each is checked (steps S301 and S302).
そして、制御部101は、電源監視部123によりチェックされた電圧が所定の閾値(規定値)未満であるか否かを判定し(ステップS303)、その電圧が閾値以上の場合には、ステップS302へと戻る。つまり、閾値以上の電圧が確保されている限り、制御部101は、ステップS302とステップS303に示す処理を繰り返す。 Then, the control unit 101 determines whether the voltage checked by the power supply monitoring unit 123 is less than a predetermined threshold (prescribed value) (step S303), and if the voltage is equal to or more than the threshold, step S302. Return to. That is, as long as the voltage equal to or higher than the threshold value is secured, the control unit 101 repeats the processes shown in step S302 and step S303.
ここで、メインスイッチ121をオフ状態にしたり、第1又は第2電源部124,125への電力供給が意図的に或いは意図せずに絶たれた結果、電圧が閾値を下回った場合、制御部101は、ステップS303からステップS304へと進み、励起光生成部110において、励起光源駆動部112から励起光源111への電力供給を停止する。これにより、励起光源111においてレーザ励起光の生成が停止されるとともに、レーザ媒質25において基本波の生成も停止することになる(ステップS305)。その後、キャパシタ等に残存した電荷量に応じて第1及び第2温調部5,6による温調が自然に停止して(ステップS306)、レーザ加工装置Lは、シャットダウンすることになる(ステップS307)。 Here, when the main switch 121 is turned off or the voltage falls below the threshold as a result of the power supply to the first or second power supply unit 124, 125 being cut intentionally or unintentionally, the control unit The process proceeds from step S303 to step S304, where the excitation light generation unit 110 stops the power supply from the excitation light source drive unit 112 to the excitation light source 111. Thereby, the generation of the laser excitation light is stopped in the excitation light source 111, and the generation of the fundamental wave is also stopped in the laser medium 25 (step S305). After that, the temperature control by the first and second temperature control units 5 and 6 naturally stops according to the amount of charge remaining in the capacitor etc (step S306), and the laser processing apparatus L shuts down (step S306). S307).
このように、制御部101は、温度調節部5,6による温度調節が継続している状態で、基本波の生成を抑制する。温度調節部5,6による温度調節が継続しているため、高調波の生成は促されたままとなる。よって、電力供給が停止されたときに、抑制されながらも生成されてしまった基本波は、高調波へとスムースに変換されることになるから、レーザ光のエネルギが蓄積しないようにすることができる。そのことで、光学部品が損傷しないようにすることが可能となる。 Thus, the control unit 101 suppresses the generation of the fundamental wave while the temperature control by the temperature control units 5 and 6 continues. Since the temperature control by the temperature control units 5 and 6 is continued, generation of harmonics is still prompted. Therefore, when the power supply is stopped, the fundamental wave that has been generated while being suppressed is smoothly converted to harmonics, so that the energy of the laser light is not stored. it can. This makes it possible to prevent damage to the optical component.
(レーザ加工装置Lの出力停止に関連した変形例)
前記実施形態では、電源監視部123は、第1及び第2電源部124,125の各々への供給電圧を計測することにより、第1及び第2電源部124,125を各々監視するように構成されていたが、そうした構成には限られない。
(Modification related to the output stop of laser processing device L)
In the embodiment, the power supply monitoring unit 123 is configured to monitor the first and second power supply units 124 and 125 by measuring the voltage supplied to each of the first and second power supply units 124 and 125. Although it has been done, it is not limited to such a configuration.
例えば、電源監視部123は、第2電源部125と、励起光生成部110との間の電気的な接続状態、又は、第1電源部124と、制御部101若しくはレーザ光出力部2との間の電気的な接続状態を監視するとともに、いずれかの接続が遮断されたと判断したときに、第1及び第2電源部125への電力供給が停止されると判断してもよい。 For example, the power supply monitoring unit 123 may be configured such that an electrical connection state between the second power supply unit 125 and the excitation light generation unit 110 or the first power supply unit 124 and the control unit 101 or the laser light output unit 2. It may be determined that the power supply to the first and second power supply units 125 is stopped when it is determined that any of the connections is disconnected, while monitoring the electrical connection state between them.
この場合、例えば、キースイッチ122をオン状態からオフ状態へと切り替えた結果、第2電源部125と励起光生成部110との間の電気的な接続が遮断された場合に、電源監視部123へと所定の電気信号を入力するように構成してもよい。この場合、電源監視部123は、そうした電気信号が入力されたときに、第2電源部125による電力供給が停止されたと判断することができる。 In this case, for example, when the electrical connection between the second power supply unit 125 and the excitation light generation unit 110 is interrupted as a result of switching the key switch 122 from the on state to the off state, the power supply monitoring unit 123 It may be configured to input a predetermined electrical signal. In this case, when the electric signal is input, the power supply monitoring unit 123 can determine that the power supply by the second power supply unit 125 has been stopped.
また、第1及び第2電源部124,125を設ける構成は、必須ではない。例えば、図40に示す変形例のように、1つの電源部126によって、制御部101、励起光生成部110、及び、レーザ光出力部2を制御するように構成してもよい。 Moreover, the structure which provides the 1st and 2nd power supply part 124,125 is not essential. For example, as in the modification shown in FIG. 40, the control unit 101, the excitation light generation unit 110, and the laser light output unit 2 may be controlled by one power supply unit 126.
また、レーザ加工装置Lへの入力電源をDC入力とした場合、第1及び第2電源部124,125のように、レーザ加工装置Lの内部に電源を設けなくてもよい。この場合、外部からのDC入力を電源監視部123によって監視すればよい。 Moreover, when the input power supply to the laser processing apparatus L is DC input, it is not necessary to provide a power supply inside the laser processing apparatus L as in the first and second power supply units 124 and 125. In this case, an external DC input may be monitored by the power supply monitoring unit 123.
また、前記実施形態では、制御部101は、励起光生成部110への電力供給を停止することにより、レーザ媒質25による基本波の生成を停止するように構成されていたが、そうした構成には限られない。 Further, in the embodiment, the control unit 101 is configured to stop the generation of the fundamental wave by the laser medium 25 by stopping the power supply to the excitation light generation unit 110, but such a configuration It is not limited.
例えば、制御部101は、第2電源部125による電力供給が停止されると判断した場合、第1及び第2温調部5,6による温度調節が継続している状態で、Qスイッチ23をオフ状態に保持することにより基本波の生成を抑制する、としてもよい。この場合、第1及び第2波長変換素子26,27には、少なくともパルス発振された基本波が入射しないようになる。この場合、図37のステップS304に代えて、図41のステップS404に示すように、Qスイッチ23に関連した制御を停止すればよい。また、Qスイッチ23によるパルス発振の停止と、励起光生成部110への電力供給の停止と、を同時に行ってもよい。 For example, when the control unit 101 determines that the power supply by the second power supply unit 125 is stopped, the temperature control by the first and second temperature adjustment units 5 and 6 is continued, and the Q switch 23 is turned on. The generation of the fundamental wave may be suppressed by holding the switch in the off state. In this case, at least the pulse-oscillated fundamental wave does not enter the first and second wavelength conversion elements 26 and 27. In this case, instead of step S304 in FIG. 37, control related to the Q switch 23 may be stopped as shown in step S404 in FIG. In addition, the stop of the pulse oscillation by the Q switch 23 and the stop of the power supply to the excitation light generation unit 110 may be performed simultaneously.
また、レーザ光の出力停止に関連した処理を実現する上で、第1波長変換素子26と、第2波長変換素子27を設ける構成は必須ではない。例えば、波長変換素子を1つだけ設けてもよいし、3つ以上設けてもよい。 Further, in order to realize the processing related to the output stop of the laser light, the configuration in which the first wavelength conversion element 26 and the second wavelength conversion element 27 are provided is not essential. For example, only one wavelength conversion element may be provided, or three or more wavelength conversion elements may be provided.
また、レーザ光の出力停止に関連した処理を実現する上で、Qスイッチ23は必須ではない。上記の構成は、Qスイッチ23を備えておらず、レーザ光を連続発振することのみが可能な装置に適用することもできる。 Further, the Q switch 23 is not essential in order to realize the process related to the output stop of the laser light. The above configuration can also be applied to a device that does not have the Q switch 23 and can only continuously oscillate laser light.
以上説明したように、本開示は、レーザマーカ等に適用することができる。 As described above, the present disclosure can be applied to laser markers and the like.
1 マーカヘッド
10 筐体
15 透過窓部
16 出力窓部
18 交換用蓋部(蓋部)
19 出射窓部
19a 開口部(筐体側出射部)
2 レーザ光出力部
20 ハウジング
2A Qスイッチ収容部
2B 波長変換部
21 第1反射ミラー(第1ミラー、反射ミラー)
22 第2反射ミラー(第2ミラー、反射ミラー)
23 Qスイッチ
24 入射部
25 レーザ媒質
26 第1波長変換素子(波長変換素子)
27 第2波長変換素子(波長変換素子)
28a 第1セパレータ(出力ミラー)
28b 凹レンズ
28c 第2セパレータ(反射ミラー)
29 ビームエキスパンダ
3 レーザ光案内部
31 Z室カバー(密閉部材)
31c 第1透過窓部(透過窓部)
31d 第2透過窓部(透過窓部)
32 第1ベンドミラー(光学部品)
33 Zスキャナ(焦点)
34 第2ベンドミラー(光学部品)
35 ガイド光源(ガイド光出射装置)
36 カメラ(撮像装置)
4 レーザ光走査部
40 スキャナ用ハウジング(収容部材)
40a 第1保持部(保持部)
40b 第2保持部(保持部)
41 入射窓部
42 乾燥用貫通部
42a 貫通孔
5 第1温調部(素子温調部)
6 第2温調部(素子温調部)
7 出力ミラー温調部
71 ベースプレート
72 第1挿入穴(挿入穴)
81 Xミラー(第1スキャナミラー、スキャナミラー)
82 第1駆動モータ(駆動モータ)
82a ロータ
82b モータケース
83 モータ保持部材
86 第1シール部材(シール部材)
87 第2シール部材(第2のシール部材)
91 Yミラー(第2スキャナミラー、スキャナミラー)
92 第2駆動モータ(駆動モータ)
92a ロータ
92b モータケース
93 モータ保持部材
96 第1シール部材(シール部材)
97 第2シール部材(第2のシール部材)
100 マーカコントローラ
101 制御部
102 条件設定記憶部
110 励起光生成部
111 励起光源
112 励起光源駆動部
114 テーブル記憶部(対応関係記憶部)
123 電源監視部
124 第1電源部(電源)
125 第2電源部(電源)
126 電源部(電源)
Dm 乾燥材
L レーザ加工装置
Sz Z室(密閉空間)
Sxy スキャナ室
Sd 収容室
W ワーク(被加工物)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Marker head 10 Case 15 Transmission window part 16 Output window part 18 Lid part for exchange (lid part)
19 exit window 19a opening (housing side exit)
Reference Signs List 2 laser light output unit 20 housing 2A Q switch accommodation unit 2B wavelength conversion unit 21 first reflection mirror (first mirror, reflection mirror)
22 Second reflection mirror (second mirror, reflection mirror)
23 Q switch 24 incident portion 25 laser medium 26 first wavelength conversion element (wavelength conversion element)
27 Second wavelength converter (wavelength converter)
28a 1st separator (output mirror)
28b concave lens 28c second separator (reflection mirror)
29 Beam Expander 3 Laser Beam Guide 31 Z Chamber Cover (Sealing Member)
31c 1st transmission window (transmission window)
31d Second transmission window (transmission window)
32 1st bend mirror (optical parts)
33 Z Scanner (Focus)
34 2nd bend mirror (optical parts)
35 Guide light source (guide light emitting device)
36 Camera (imaging device)
4 Laser beam scanning unit 40 Scanner housing (housing member)
40a first holder (holder)
40b Second holding unit (holding unit)
41 entrance window 42 drying through part 42a through hole 5 first temperature control part (element temperature control part)
6 Second temperature control unit (element temperature control unit)
7 output mirror temperature control unit 71 base plate 72 first insertion hole (insertion hole)
81 X mirror (1st scanner mirror, scanner mirror)
82 1st drive motor (drive motor)
82a rotor 82b motor case 83 motor holding member 86 first seal member (seal member)
87 Second seal member (second seal member)
91 Y mirror (2nd scanner mirror, scanner mirror)
92 Second drive motor (drive motor)
92a rotor 92b motor case 93 motor holding member 96 first seal member (seal member)
97 Second seal member (second seal member)
100 marker controller 101 control unit 102 condition setting storage unit 110 excitation light generation unit 111 excitation light source 112 excitation light source drive unit 114 table storage unit (correspondence storage unit)
123 power supply monitoring unit 124 first power supply unit (power supply)
125 2nd power supply unit (power supply)
126 Power supply unit (power supply)
Dm Drying material L Laser processing device Sz Z room (closed space)
Sxy scanner room Sd storage room W work (workpiece)
Claims (5)
前記励起光生成部により生成された励起光に基づいてレーザ光を生成するとともに、該レーザ光を出射するレーザ光出力部と、
前記レーザ光出力部から出射されたレーザ光を被加工物の表面上で走査するレーザ光走査部と、
前記被加工物に対して所望の加工を行うべく設定される加工条件を記憶する条件設定記憶部と、
前記条件設定記憶部に記憶された加工条件に基づいて前記励起光生成部、前記レーザ光出力部、及び前記レーザ光走査部を制御することにより、前記被加工物の加工を行う制御部と、を備えるレーザ加工装置であって、
前記レーザ光出力部は、
前記励起光生成部により生成された励起光に基づいて基本波を生成するレーザ媒質と、
前記レーザ媒質により生成された基本波が入射されるとともに、該基本波よりも高い周波数を有する高調波を生成する波長変換素子と、
前記加工条件の一として設定されるパルス周波数に関して前記制御部から受け取った制御信号に基づいて、前記波長変換素子にて生成された高調波をパルス発振させるQスイッチと、
前記Qスイッチによりパルス発振された高調波をレーザ光として出射するための出力ミラーと、を有し、
前記励起光生成部は、
外部から供給された駆動電流に応じた励起光を生成する励起光源と、
前記加工条件の一として設定されるレーザ光の目標出力と、前記励起光源へと供給するべき駆動電流との間の対応関係を、前記パルス周波数の大きさに関連付けて記憶する対応関係記憶部と、
前記条件設定記憶部に記憶された前記目標出力及び前記パルス周波数と、前記対応関係記憶部に記憶された対応関係とに基づいて、前記パルス周波数に対応した駆動電流を前記励起光源へと供給する励起光源駆動部と、を備える
ことを特徴とするレーザ加工装置。 An excitation light generation unit that generates excitation light;
A laser light output unit that generates laser light based on the excitation light generated by the excitation light generation unit, and emits the laser light;
A laser beam scanning unit configured to scan a laser beam emitted from the laser beam output unit on a surface of a workpiece;
A condition setting storage unit that stores processing conditions set to perform desired processing on the workpiece;
A control unit that processes the workpiece by controlling the excitation light generation unit, the laser light output unit, and the laser light scanning unit based on the processing conditions stored in the condition setting storage unit; A laser processing apparatus comprising
The laser light output unit is
A laser medium that generates a fundamental wave based on the excitation light generated by the excitation light generation unit;
A wavelength conversion element that receives a fundamental wave generated by the laser medium and generates a harmonic having a frequency higher than that of the fundamental wave;
A Q switch that pulse-oscillates harmonics generated by the wavelength conversion element based on a control signal received from the control unit with respect to a pulse frequency set as one of the processing conditions;
And an output mirror for emitting a harmonic wave pulse-oscillated by the Q switch as a laser beam,
The excitation light generation unit
An excitation light source that generates excitation light according to an externally supplied drive current;
A correspondence relationship storage unit that stores correspondence relationships between target outputs of laser light set as one of the processing conditions and drive currents to be supplied to the excitation light source in association with the magnitudes of the pulse frequencies; ,
A drive current corresponding to the pulse frequency is supplied to the excitation light source based on the target output and the pulse frequency stored in the condition setting storage unit and the correspondence relationship stored in the correspondence relationship storage unit. An excitation light source drive part, The laser processing apparatus characterized by the above-mentioned.
前記波長変換素子は、
前記レーザ媒質により生成された基本波が入射されるとともに、該基本波よりも高い周波数を有する第2高調波を生成する第1波長変換素子と、
前記第1波長変換素子にて生成された第2高調波が入射されるとともに、該第2高調波よりも高い周波数を有する第3高調波を生成する第2波長変換素子と、を有し、
前記出力ミラーは、前記第2波長変換素子により生成された第3高調波をレーザ光として出射する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 In the laser processing apparatus according to claim 1,
The wavelength conversion element is
A first wavelength conversion element which receives a fundamental wave generated by the laser medium and generates a second harmonic having a frequency higher than that of the fundamental wave;
And a second wavelength conversion element that receives a second harmonic generated by the first wavelength conversion element and generates a third harmonic having a frequency higher than that of the second harmonic.
The said output mirror radiate | emits the 3rd harmonic generated by the said 2nd wavelength conversion element as a laser beam, The laser processing apparatus characterized by the above-mentioned.
前記対応関係記憶部は、予め決められた異なる前記パルス周波数ごとに、前記目標出力と前記駆動電流とを関連付けた電流テーブルを記憶する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 1 or 2
The correspondence processing storage unit stores a current table in which the target output and the drive current are associated with each other for each of the predetermined different pulse frequencies.
前記目標出力及び前記パルス周波数を、使用者による操作に基づいて設定するための設定部を備え、
前記励起光源駆動部は、前記設定部を介して設定された前記目標出力及び前記パルス周波数に基づいて、前記励起光源へと駆動電流を供給する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3.
A setting unit configured to set the target output and the pulse frequency based on an operation by a user;
The said excitation light source drive part supplies a drive current to the said excitation light source based on the said target output and the said pulse frequency which were set via the said setting part, The laser processing apparatus characterized by the above-mentioned.
前記レーザ光出力部から出射されるレーザ光の出力を検出するパワーモニタを備え、
前記制御部は、前記パワーモニタによる検出結果に基づいて、前記対応関係記憶部に記憶された対応関係を較正する
ことを特徴とするレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4.
A power monitor for detecting an output of the laser beam emitted from the laser beam output unit;
The said control part calibrates the correspondence memorize | stored in the said correspondence memory | storage part based on the detection result by the said power monitor, The laser processing apparatus characterized by the above-mentioned.
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002252403A (en) * | 2001-02-21 | 2002-09-06 | Keyence Corp | Laser oscillator and its laser pulse control method |
JP2008112805A (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Pulsed laser heat treatment apparatus and method for controlling same |
JP2009142864A (en) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Keyence Corp | Laser processing apparatus, method for making settings for laser processing apparatus, program for making settings for laser processing apparatus, and computer-readable recording medium |
JP2009220161A (en) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Miyachi Technos Corp | Laser beam machining apparatus |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002252403A (en) * | 2001-02-21 | 2002-09-06 | Keyence Corp | Laser oscillator and its laser pulse control method |
JP2008112805A (en) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Pulsed laser heat treatment apparatus and method for controlling same |
JP2009142864A (en) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Keyence Corp | Laser processing apparatus, method for making settings for laser processing apparatus, program for making settings for laser processing apparatus, and computer-readable recording medium |
JP2009220161A (en) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Miyachi Technos Corp | Laser beam machining apparatus |
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