JP2023074160A - Laser processing device - Google Patents

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Abstract

To make an installation space in an irradiating direction compact, while maintaining efficiency of heat radiation.SOLUTION: A laser processing device L comprises: a light guiding optical system 3; a solid-state laser crystal 41 that generates laser light on the basis of excitation light guided by the light guiding optical system 3; a first scanner 51 that drives a first mirror 51a that deflects laser light generated by the solid-state laser crystal 41; a first control substrate 53 that controls the first scanner 51; and a housing 10 having an emission window 6 formed therein. The housing 10 has: a mirror housing part H11 that houses the first mirror 51a; a crystal housing part H12, partitioned by first base plates 15 having a partition surface 15g expanding along an irradiating direction from the emission window 6 toward an irradiation area R1 and arranged at an opposite side of the mirror housing part H11 with respect to the partitioning surface 15g, which houses the solid-state laser crystal 41; and a substrate housing part H13, arranged at an opposite side of the crystal housing part H12 with respect to the mirror housing part H11, which houses the first control substrate 53.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

ここに開示する技術は、レーザ加工装置に関する。 The technology disclosed herein relates to a laser processing apparatus.

特許文献1には、レーザ加工装置の一例が開示されている。具体的に、この特許文献1に係るレーザ加工装置は、レーザ光を生成して出力するレーザ光出力部と、レーザ光出力部から出力されたレーザ光を偏向するレーザ光走査部と、該レーザ光走査部によって偏向されたレーザ光を透過する出射窓部と、レーザ光出力部およびレーザ光走査部を収容しかつ出射窓部が形成された筐体と、を備えている。 Patent Literature 1 discloses an example of a laser processing apparatus. Specifically, the laser processing apparatus according to Patent Document 1 includes a laser light output unit that generates and outputs laser light, a laser light scanning unit that deflects the laser light output from the laser light output unit, and the laser It includes an emission window for transmitting the laser light deflected by the optical scanning section, and a housing containing the laser light output section and the laser light scanning section and having the emission window.

前記特許文献1によれば、筐体の高さ方向に略一致する方向であるレーザ光の照射方向に沿って、レーザ光出力部を構成する一部の部材(波長変換部)、レーザ光走査部および出射窓部の順番で配置されるようになっている。 According to the above Patent Document 1, along the irradiation direction of the laser light, which is the direction that substantially coincides with the height direction of the housing, a part of the members (wavelength conversion section) constituting the laser light output section, the laser light scanning are arranged in the order of the part and the exit window part.

さらに、前記特許文献1に係るレーザ光走査部は、該レーザ光走査部を制御するための回路基板を有している。この回路基板は、前記波長変換部のハウジングと照射方向に隣接するように配置されている。 Furthermore, the laser beam scanning unit according to Patent Document 1 has a circuit board for controlling the laser beam scanning unit. The circuit board is arranged so as to be adjacent to the housing of the wavelength conversion section in the irradiation direction.

特開2019-104047号公報JP 2019-104047 A

一般に、製造ライン等にレーザ加工装置を設置するためには、少なくとも、筐体のサイズよりも広めの設置スペースが求められる。具体的に、前述した照射方向における設置スペースの寸法としては、ワークと出射窓部との距離に加えて、出射窓部から筐体の上端部までの距離を考慮した長さが求められる。 Generally, in order to install a laser processing apparatus in a manufacturing line or the like, at least an installation space larger than the size of the housing is required. Specifically, as the dimension of the installation space in the irradiation direction described above, a length that takes into consideration the distance from the output window to the upper end of the housing in addition to the distance between the workpiece and the output window is required.

ところが、前記特許文献1に開示されているように、波長変換部、レーザ光走査部および出射窓部を照射方向に並べるようにレイアウトした場合、それらを収容する筐体の寸法は、その照射方向に拡大し得る。このことは、照射方向における設置スペースの肥大化を招くため不都合である。 However, as disclosed in Patent Document 1, when the wavelength conversion section, the laser beam scanning section, and the emission window section are laid out so as to be aligned in the irradiation direction, the dimensions of the housing that accommodates them are limited by the irradiation direction. can be expanded to This is inconvenient because it leads to enlargement of the installation space in the irradiation direction.

そこで、前記特許文献1に開示されているように、回路基板とハウジングとを上下に隣接させることで、高さ方向における筐体のコンパクト化を図ることも考えられる。しかしながら、そのような構成は、ハウジングおよび回路基板からの発熱を考慮すると、放熱効率という観点からは不都合なものとなる。 Therefore, as disclosed in Patent Document 1, it is conceivable to make the housing compact in the height direction by arranging the circuit board and the housing vertically adjacent to each other. However, considering the heat generated from the housing and the circuit board, such a configuration is inconvenient from the viewpoint of heat radiation efficiency.

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、放熱効率を維持しつつ、照射方向における設置スペースのコンパクト化を実現することにある。 The technology disclosed herein has been made in view of this point, and its purpose is to realize a compact installation space in the irradiation direction while maintaining the heat radiation efficiency.

本開示の第1の態様は、照射エリアに向けてレーザ光を照射することで、ワークに対して加工を行うレーザ加工装置に係る。このレーザ加工装置は、励起光を導光する導光光学系と、前記導光光学系によって導光された励起光に基づいてレーザ光を生成する固体レーザ結晶と、前記固体レーザ結晶により生成された前記レーザ光が前記照射エリアに向かって照射されるように、該レーザ光を偏向する第1ミラーを駆動する第1スキャナと、前記第1スキャナを制御する第1制御基板と、前記導光光学系と、前記固体レーザ結晶と、前記第1スキャナと、前記第1制御基板と、を収容し、前記第1ミラーによって偏向されたレーザ光を透過する出射窓が形成された筐体と、を備える。 A first aspect of the present disclosure relates to a laser processing apparatus that processes a workpiece by irradiating a laser beam toward an irradiation area. This laser processing apparatus includes a light guiding optical system for guiding excitation light, a solid laser crystal for generating laser light based on the excitation light guided by the light guiding optical system, and a laser beam generated by the solid laser crystal. a first scanner that drives a first mirror that deflects the laser light so that the laser light is directed toward the irradiation area; a first control board that controls the first scanner; a housing containing the optical system, the solid-state laser crystal, the first scanner, and the first control board, and having an exit window through which the laser beam deflected by the first mirror is transmitted; Prepare.

そして、本開示の第1の態様によれば、前記筐体は、前記第1ミラーを収容するミラー収容部と、前記出射窓から前記照射エリアに向かう照射方向に沿って広がる仕切面を有する支持プレートによって区画され、該仕切面に対して前記ミラー収容部とは反対側に配置されて前記固体レーザ結晶を収容する結晶収容部と、前記ミラー収容部に対して前記結晶収容部とは反対側に配置され、前記第1制御基板を収容する基板収容部と、を有する。 Further, according to the first aspect of the present disclosure, the housing includes a mirror housing portion that houses the first mirror, and a support that has a partition surface that spreads along the irradiation direction from the exit window toward the irradiation area. a crystal accommodating portion partitioned by a plate and arranged on the opposite side of the partition surface to the mirror accommodating portion to accommodate the solid-state laser crystal; and a side of the mirror accommodating portion opposite to the crystal accommodating portion. and a substrate housing portion disposed in the housing for housing the first control substrate.

前記第1の態様によると、仕切面の一側にはミラー収容部が配置される一方、その反対側には結晶収容部が配置されることになる。仕切面が照射方向に沿って広がっていることに鑑みると、ミラー収容部と結晶収容部は、照射方向に略直交する方向(例えば水平方向)に沿って並ぶことになる。 According to the first aspect, the mirror accommodating portion is arranged on one side of the partition surface, while the crystal accommodating portion is arranged on the opposite side thereof. Considering that the partition surface spreads along the irradiation direction, the mirror housing portion and the crystal housing portion are arranged along a direction (for example, horizontal direction) substantially orthogonal to the irradiation direction.

さらに、ミラー収容部および結晶収容部に対する基板収容部の相対位置を考慮すると、筐体内には、照射方向に略直交する方向に沿って、結晶収容部、ミラー収容部および基板収容部の順番で配置されることになる。このように、3種の収容部を照射方向に略直交する方向に並べることで、照射方向において筐体をコンパクトに構成することが可能となる。これにより、筐体の設置スペースのコンパクト化を実現することができる。 Furthermore, considering the relative positions of the substrate housing portion with respect to the mirror housing portion and the crystal housing portion, the crystal housing portion, the mirror housing portion, and the substrate housing portion are arranged in this order along the direction substantially perpendicular to the irradiation direction. will be placed. In this way, by arranging the three types of storage units in a direction substantially orthogonal to the irradiation direction, it is possible to configure the housing compact in the irradiation direction. As a result, it is possible to reduce the installation space of the housing.

また、3つの収容部のうち、放熱が懸念される収容部である結晶収容部と基板収容部の間には、ミラー収容部が配置されるようになっている。結晶収容部および基板収容部を相互に離間させたレイアウトは、これらを隣接させたレイアウトと比較して、放熱効率の維持に資する。 Further, among the three housing portions, the mirror housing portion is arranged between the crystal housing portion and the substrate housing portion, which are housing portions where heat dissipation is a concern. A layout in which the crystal accommodating portion and the substrate accommodating portion are separated from each other contributes to maintenance of heat dissipation efficiency compared to a layout in which they are adjacent to each other.

このように、前記第1の態様によると、放熱効率を維持しつつ、照射方向における設置スペースのコンパクト化を実現することができる。 As described above, according to the first aspect, it is possible to reduce the installation space in the irradiation direction while maintaining the heat radiation efficiency.

また、本開示の第2の態様によれば、前記第1ミラーは、前記出射窓を挟んで前記照射エリアと向かい合うように配置される、としてもよい。 Further, according to the second aspect of the present disclosure, the first mirror may be arranged to face the irradiation area with the exit window interposed therebetween.

前記第2の態様によると、第1ミラーと出射窓との間に大型ミラー等を設けることなく、第1ミラーによって反射されたレーザ光を出射窓まで直に導くことができるようになる。これにより、筐体内の部品点数を抑制し、筐体の寸法、ひいてはその設置スペースのコンパクト化を実現する上で有利になる。 According to the second aspect, the laser beam reflected by the first mirror can be directly guided to the exit window without providing a large mirror or the like between the first mirror and the exit window. This is advantageous in reducing the number of parts in the housing and realizing compactness in the dimensions of the housing and, by extension, in the installation space.

また、本開示の第3の態様によれば、前記レーザ加工装置は、前記固体レーザ結晶によって生成されたレーザ光を反射することで、前記第1ミラーによる偏向方向である第1方向と前記照射方向との双方に直交する第2方向にレーザ光を偏向する第2ミラーを駆動する第2スキャナと、前記第2ミラーによって反射されたレーザ光が入射し、該レーザ光を前記第1ミラーに向けて反射する中間ミラーと、を備え、前記第1スキャナは、第1回転軸周りに前記第1ミラーを回転し、前記第2スキャナは、前記第1回転軸に直交する第2回転軸まわりに前記第2ミラーを回転し、前記第1回転軸および前記第2回転軸は、双方とも前記照射方向と異なる方向に延びる、としてもよい。 Further, according to the third aspect of the present disclosure, the laser processing apparatus reflects the laser light generated by the solid-state laser crystal, thereby causing the first direction, which is the deflection direction by the first mirror, and the irradiation direction. a second scanner for driving a second mirror that deflects laser light in a second direction orthogonal to both the direction and the first mirror; an intermediate mirror that reflects toward the first scanner, the first scanner rotating the first mirror about a first axis of rotation, and the second scanner about a second axis of rotation orthogonal to the first axis of rotation; and the first rotation axis and the second rotation axis both extend in a direction different from the irradiation direction.

一般に、2軸式のガルバノスキャナ等、2つのスキャナによってレーザ光を偏向する場合、2つのスキャナのうちの一方は、照射方向に沿って延びる回転軸まわりにミラーを回転することになる。しかしながら、ミラーを駆動するモータ等のレイアウトを考慮すると、そのような構成は、ミラーの回転軸方向、すなわち照射方向における筐体の肥大化を招くため、前述したような設置スペースのコンパクト化を図る上で不都合となる。 In general, when laser light is deflected by two scanners such as a two-axis galvanometer scanner, one of the two scanners rotates a mirror around a rotation axis extending along the irradiation direction. However, considering the layout of the motors that drive the mirrors, etc., such a configuration leads to an increase in the size of the housing in the direction of the rotation axis of the mirrors, that is, in the irradiation direction. inconvenient above.

対して、前記第3の態様によると、第1ミラーと第2ミラーとの間に中間ミラーが配置されることになる。中間ミラーが配置されることで、第1および第2ミラーのレイアウト(特に、各ミラーの回転軸のレイアウト)の自由度を高めることができる。これにより、筐体の小型化、ひいてはその設置スペースのコンパクト化を実現する上で有利になる。 In contrast, according to the third aspect, an intermediate mirror is arranged between the first mirror and the second mirror. By arranging the intermediate mirror, it is possible to increase the degree of freedom in the layout of the first and second mirrors (in particular, the layout of the rotation axis of each mirror). As a result, it is advantageous to reduce the size of the housing and thus to reduce the installation space.

また、本開示の第4の態様によれば、前記第1スキャナは、第1回転軸まわりに前記第1ミラーを回転し、前記第2スキャナは、前記第1回転軸に直交する第2回転軸まわりに前記第2ミラーを回転し、前記第1回転軸および前記第2回転軸は、双方とも前記照射方向に直交する方向に延びる、としてもよい。 Further, according to a fourth aspect of the present disclosure, the first scanner rotates the first mirror about a first rotation axis, and the second scanner rotates the second mirror perpendicular to the first rotation axis. The second mirror may be rotated around an axis, the first rotation axis and the second rotation axis both extending in a direction orthogonal to the irradiation direction.

前記第4の態様によると、第1回転軸および第2回転軸を双方とも照射方向に直交させることで、照射方向における筐体の小型化、ひいては、その設置スペースのコンパクト化を実現する上で有利になる。 According to the fourth aspect, by making both the first rotation axis and the second rotation axis orthogonal to the irradiation direction, it is possible to reduce the size of the housing in the irradiation direction, and thus to reduce the installation space. be advantageous.

また、本開示の第5の態様によれば、前記レーザ加工装置は、前記第1ミラーによって偏向されたレーザ光を透過し、該レーザ光を前記照射方向に直交する外方向に拡散する光学素子を備える、としてもよい。 Further, according to the fifth aspect of the present disclosure, the laser processing apparatus transmits the laser light deflected by the first mirror, and diffuses the laser light in an outward direction orthogonal to the irradiation direction. may be provided.

前記第5の態様によると、レーザ光を拡散可能な光学素子を設けることで、第1ミラーと照射エリアとを照射方向に近接させつつも、その照射エリアを可能な限り広く設定することが可能になる。これにより、照射エリアを縮小させることなく、設置スペースのコンパクト化を実現することができる。 According to the fifth aspect, by providing an optical element capable of diffusing laser light, it is possible to set the irradiation area as wide as possible while bringing the first mirror and the irradiation area close to each other in the irradiation direction. become. As a result, the installation space can be made compact without reducing the irradiation area.

また、本開示の第6の態様によれば、前記レーザ加工装置は、前記導光光学系によって導光される励起光を生成する励起光源を備え、前記励起光源は、前記基板収容部に収容される、としてもよい。 Further, according to the sixth aspect of the present disclosure, the laser processing apparatus includes an excitation light source that generates excitation light guided by the light guide optical system, and the excitation light source is accommodated in the substrate accommodation section. may be.

前記第6の態様によると、基板収容部に励起光源を収容することで、結晶収容部と基板収容部との間にミラー収容部が介在する分、励起光源を結晶収容部から離間させることができる。この構成は、放熱性能の維持に資する。 According to the sixth aspect, by accommodating the excitation light source in the substrate accommodation portion, the excitation light source can be separated from the crystal accommodation portion by the amount of the mirror accommodation portion interposed between the crystal accommodation portion and the substrate accommodation portion. can. This configuration contributes to maintenance of heat dissipation performance.

また、本開示の第7の態様によれば、前記導光光学系は、前記励起光源および前記固体レーザ結晶を光学的に結合するファイバケーブルによって構成され、前記筐体には、前記ファイバケーブルの最小曲げ半径以上の曲げ半径で該ファイバケーブルを巻回するように構成されたファイバガイドが収容される、としてもよい。 Further, according to a seventh aspect of the present disclosure, the light guide optical system is configured by a fiber cable that optically couples the excitation light source and the solid-state laser crystal, and the housing includes the fiber cable A fiber guide configured to wind the fiber cable with a bend radius greater than or equal to a minimum bend radius may be accommodated.

一般的なファイバケーブルには、最小曲げ半径が設定されている。そのため、励起光源と固体レーザ結晶とをファイバケーブルによって接続すると、ファイバケーブルの折り曲げが規制された結果、固体レーザ結晶に対する励起光源の相対位置に制限が加わる可能性がある。このことは、固体レーザ結晶および励起光源を筐体内に収容することと、筐体のコンパクト化と、の両立を果たす上で不都合となり得る。 A typical fiber cable has a minimum bend radius. Therefore, if the excitation light source and the solid-state laser crystal are connected by a fiber cable, the bending of the fiber cable is restricted, which may limit the relative position of the excitation light source with respect to the solid-state laser crystal. This can be inconvenient in achieving both housing of the solid-state laser crystal and the excitation light source in the housing and compactness of the housing.

対して、前記第7の態様によると、ファイバケーブルの最小曲げ半径に応じて構成されたファイバガイドを筐体内に収容することで、ファイバケーブルの長さ調整をより柔軟に行うことができるようになる。これにより、固体レーザ結晶と励起光源とをファイバケーブルで接続しながらもコンパクトにレイアウトし、固体レーザ結晶および励起光源を筐体内に収容することと、筐体のコンパクト化と、の両立を果たす上で有利になる。 On the other hand, according to the seventh aspect, by accommodating the fiber guide configured according to the minimum bending radius of the fiber cable in the housing, the length of the fiber cable can be adjusted more flexibly. Become. As a result, the solid-state laser crystal and the pumping light source can be laid out compactly while being connected by a fiber cable, and both the housing of the solid-state laser crystal and the pumping light source and the compactness of the housing can be achieved. will be advantageous.

また、本開示の第8の態様によれば、前記出射窓は、前記レーザ光を透過するカバーガラスによって構成され、前記照射エリアは、矩形状の領域として構成され、前記カバーガラスは、前記照射エリアの形状に対応した矩形状に形成される、としてもよい。 Further, according to an eighth aspect of the present disclosure, the exit window is configured by a cover glass that transmits the laser light, the irradiation area is configured as a rectangular region, and the cover glass is configured to cover the irradiation It may be formed in a rectangular shape corresponding to the shape of the area.

前記第8の態様によると、レーザ光が透過するカバーガラスは、一般的に知られた円形状ではなく、照射エリアの形状に対応してなる矩形状に形成される。円形状に形成される場合と比較して、カバーガラスをよりコンパクトに形成することが可能になる。このことは、筐体、ひいてはその設置スペースのコンパクト化を図る上で有効である。 According to the eighth aspect, the cover glass through which the laser beam is transmitted is formed in a rectangular shape corresponding to the shape of the irradiation area, instead of the generally known circular shape. It is possible to form the cover glass more compactly than when it is formed in a circular shape. This is effective in reducing the size of the housing and thus the installation space.

また、本開示の第9の態様によれば、前記レーザ加工装置は、前記固体レーザ結晶によって生成された前記レーザ光を受光し、該レーザ光を短波長側に波長変換する非線形光学結晶を備え、前記非線形光学結晶は、前記結晶収容部に収容される、としてもよい。 Further, according to the ninth aspect of the present disclosure, the laser processing apparatus includes a nonlinear optical crystal that receives the laser light generated by the solid-state laser crystal and converts the wavelength of the laser light to a shorter wavelength side. , the nonlinear optical crystal may be housed in the crystal housing portion.

前記第9の態様によると、結晶収容部に非線形光学結晶を収容することで、結晶収容部と基板収容部との間にミラー収容部が介在する分、非線形光学結晶を基板収容部から離間させることができる。この構成は、放熱性能の維持に資する。 According to the ninth aspect, by accommodating the nonlinear optical crystal in the crystal accommodating portion, the nonlinear optical crystal is separated from the substrate accommodating portion by the amount of the mirror accommodating portion interposed between the crystal accommodating portion and the substrate accommodating portion. be able to. This configuration contributes to maintenance of heat dissipation performance.

また、本開示の第10の態様によれば、前記結晶収容部は、密閉状態で前記非線形光学結晶を収容する、としてもよい。 Further, according to the tenth aspect of the present disclosure, the crystal accommodation part may accommodate the nonlinear optical crystal in a sealed state.

また、本開示の第11の態様によれば、前記レーザ加工装置は、前記結晶収容部に収容され、基本波をパルス発振させるQスイッチを備え、前記結晶収容部の内部空間は、前記Qスイッチを収容する空間と、前記非線形光学結晶を収容する空間とに分離される、としてもよい。 Further, according to the eleventh aspect of the present disclosure, the laser processing apparatus includes a Q switch that is housed in the crystal housing unit and causes pulse oscillation of a fundamental wave, and the internal space of the crystal housing unit includes the Q switch and a space containing the nonlinear optical crystal.

以上説明したように、本開示によれば、放熱効率を維持しつつ、照射方向における設置スペースのコンパクト化を実現することができる。 As described above, according to the present disclosure, it is possible to reduce the installation space in the irradiation direction while maintaining the heat radiation efficiency.

図1は、レーザ加工システムの全体構成を例示する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the overall configuration of a laser processing system. 図2は、レーザ加工装置の概略構成を例示するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating the schematic configuration of the laser processing apparatus. 図3Aは、マーカヘッドの外観を例示する斜視図である。FIG. 3A is a perspective view illustrating the appearance of the marker head. 図3Bは、マーカヘッドの外観を例示する斜視図である。FIG. 3B is a perspective view illustrating the appearance of the marker head. 図4は、マーカヘッドの側面図である。FIG. 4 is a side view of the marker head. 図5は、マーカヘッドからカバー部材を取り外した状態を例示する斜視図である。FIG. 5 is a perspective view illustrating a state in which the cover member is removed from the marker head. 図6は、マーカヘッドの背面図である。FIG. 6 is a rear view of the marker head. 図7は、マーカヘッドにおける電気ケーブルの接続構造を例示する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an electric cable connection structure in the marker head. 図8は、マーカヘッドの収容構造を例示する斜視図である。FIG. 8 is a perspective view illustrating an accommodation structure for the marker head. 図9は、マーカヘッドの収容構造を例示する斜視図である。FIG. 9 is a perspective view illustrating an accommodation structure for the marker head. 図10は、マーカヘッドの内部構造を概略的に例示する横断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically illustrating the internal structure of the marker head. 図11は、マーカヘッドの内部構造を概略的に例示する縦断面図である。FIG. 11 is a longitudinal sectional view schematically illustrating the internal structure of the marker head. 図12は、基板収容部内の要部を概略的に例示する側面図である。FIG. 12 is a side view schematically exemplifying the main part inside the board accommodating portion. 図13は、結晶収容部内の要部を概略的に例示する側面図である。FIG. 13 is a side view schematically exemplifying the essential parts inside the crystal accommodating portion. 図14は、ミラー収容部内の要部を概略的に例示する斜視図である。FIG. 14 is a perspective view schematically exemplifying the main part inside the mirror housing. 図15は、レーザ光走査部によるレーザ光の偏向について説明するための斜視図である。FIG. 15 is a perspective view for explaining deflection of laser light by a laser light scanning unit. 図16は、レーザ光走査部によるレーザ光の偏向について説明するための斜視図である。FIG. 16 is a perspective view for explaining deflection of laser light by a laser light scanning unit. 図17Aは、印刷装置とマーカヘッドとの置換について説明するための概略図である。FIG. 17A is a schematic diagram for explaining replacement of the printer and the marker head. 図17Bは、支持部材に対するマーカヘッドの取り付けについて説明するための斜視図である。FIG. 17B is a perspective view for explaining attachment of the marker head to the support member; 図18は、マーカヘッドおよび支持部材における各種寸法について説明するための図である。FIG. 18 is a diagram for explaining various dimensions of the marker head and support member. 図19は、レーザ加工装置の基本的な制御プロセスを例示するフローチャートである。FIG. 19 is a flow chart illustrating the basic control process of the laser processing apparatus. 図20は、電力供給部に係る回路構造について説明するためのブロック図である。FIG. 20 is a block diagram for explaining the circuit structure related to the power supply unit. 図21は、電力供給部に係る制御プロセスの具体例を示すフローチャートである。FIG. 21 is a flow chart showing a specific example of a control process related to the power supply unit. 図22は、取付面およびアタッチメントの変形例を示す斜視図である。FIG. 22 is a perspective view showing a modification of the mounting surface and attachment. 図23は、取付面のさらなる変形例を示す概略図である。FIG. 23 is a schematic diagram showing a further modification of the mounting surface.

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. Note that 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の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、レーザ加工装置およびレーザマーカという名称に拘わらず、レーザ応用機器一般に適用することができる。 That is, in this specification, a laser marker will be described as an example of a laser processing apparatus, but the technology disclosed herein can be applied to general laser application equipment regardless of the names of laser processing apparatus and laser marker.

また、本明細書においては、加工の代表例として印字加工について説明するが、印字加工に限定されず、画像のマーキング等、レーザ光を使ったあらゆる加工処理において利用することができる。 In this specification, printing processing will be described as a representative example of processing, but the present invention is not limited to printing processing, and can be used in any processing processing using laser light, such as image marking.

<全体構成>
図1は、レーザ加工システムSの全体構成を例示する図であり、図2は、レーザ加工システムSにおけるレーザ加工装置Lの概略構成を例示する図である。また、図17Aは、印刷装置1001とマーカヘッド1との置換について説明するための概略図であり、図17Bは、支持部材501に対するマーカヘッド1の取り付けについて説明するための斜視図である。
<Overall composition>
FIG. 1 is a diagram illustrating the overall configuration of a laser processing system S, and FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a laser processing device L in the laser processing system S. As shown in FIG. 17A is a schematic diagram for explaining replacement of the printer 1001 and the marker head 1, and FIG. 17B is a perspective diagram for explaining attachment of the marker head 1 to the support member 501. FIG.

図1に例示されるレーザ加工システムSは、レーザ加工装置Lと、これに接続される外部機器400と、を備えている。このうち、図1および図2に例示されるレーザ加工装置Lは、所定の照射エリアR1に向けてレーザ光を照射することで、ワークWに対して所定の加工パターンPpに対応した加工を行うように構成されている。 A laser processing system S illustrated in FIG. 1 includes a laser processing device L and an external device 400 connected thereto. Among them, the laser processing apparatus L exemplified in FIGS. 1 and 2 irradiates a laser beam toward a predetermined irradiation area R1, thereby performing processing corresponding to a predetermined processing pattern Pp on the work W. is configured as

なお、ここでいう照射エリアR1とは、ワークWの表面上に設定される領域であり、レーザ加工装置LとワークWとの相対的な位置関係、レーザ加工装置Lの仕様、ワークWの移動経路等に応じて、種々の形態を取り得る。本実施形態に係る照射エリアR1は、図1に示すような矩形状の領域として構成されている。 The irradiation area R1 here is an area set on the surface of the work W, and the relative positional relationship between the laser processing device L and the work W, the specifications of the laser processing device L, and the movement of the work W. It can take various forms depending on the route and the like. The irradiation area R1 according to this embodiment is configured as a rectangular area as shown in FIG.

特に、本実施形態に係るレーザ加工装置Lは、ワークWを加工するためのレーザ光として、350nm付近の波長を有するレーザ光を出射することができる。この波長は、紫外線の波長域に相当する。そのため、以下の記載では、ワークWを加工するためのレーザ光を「UVレーザ光」と呼称して、近赤外線等、他のレーザ光と区別する場合がある。なお、赤外線等、紫外線以外のレーザ光をワークWの加工に用いてもよい。 In particular, the laser processing apparatus L according to this embodiment can emit a laser beam having a wavelength of around 350 nm as a laser beam for processing the workpiece W. This wavelength corresponds to the wavelength range of ultraviolet rays. Therefore, in the following description, the laser beam for processing the workpiece W may be referred to as "UV laser beam" to distinguish it from other laser beams such as near-infrared rays. Laser light other than ultraviolet light, such as infrared light, may be used for processing the workpiece W.

以下、シート状のフィルムによって構成されたワークWを加工対象とし、かつ、そのフィルムにUVレーザ光と化学反応するUV反応層が含有された場合について説明する。 A case will be described below in which a workpiece W composed of a sheet-like film is the object to be processed, and the film contains a UV reaction layer that chemically reacts with UV laser light.

しかしながら、本開示に係るレーザ加工装置Lにおいて、その加工対象として利用可能なワークWは、UV反応層が含有されたフィルムには限定されない。紫外線以外の波長を有するレーザ光と化学反応するフィルムを用いてもよいし、紙、合成樹脂等、種々の素材からなるワークWを加工対象としてもよい。 However, in the laser processing apparatus L according to the present disclosure, the workpiece W that can be used as the processing target is not limited to the film containing the UV reaction layer. A film that chemically reacts with laser light having a wavelength other than ultraviolet rays may be used, and a workpiece W made of various materials such as paper and synthetic resin may be processed.

また、本実施形態に係るレーザ加工装置Lは、レーザ光を2次元走査することで、いわゆる2次元印字を行うように構成されているが、後述のように、このレーザ加工装置Lは焦点深度が深くなるように構成されているため、いわゆる3次元的印字を行うこともできる。そのため、このレーザ加工装置Lは、後述の図18に示すように、3次元的な移動経路に沿って搬送されるワークWさえも加工対象とすることができる。 Further, the laser processing apparatus L according to the present embodiment is configured to perform so-called two-dimensional printing by two-dimensionally scanning a laser beam. is designed to be deep, it is possible to perform so-called three-dimensional printing. Therefore, as shown in FIG. 18, which will be described later, this laser processing apparatus L can process even a work W conveyed along a three-dimensional movement path.

図1および図2に示すように、本実施形態に係るレーザ加工装置Lは、マーカヘッド1と、マーカコントローラ100と、電気ケーブル200と、操作用端末300と、を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the laser processing apparatus L according to this embodiment includes a marker head 1, a marker controller 100, an electric cable 200, and an operating terminal 300. As shown in FIG.

このうち、マーカコントローラ100は、加工パターンに関する設定を受け付けるとともに、外部に電力を供給することができ、マーカヘッド1を制御するためのコントローラとして構成されている。 Among them, the marker controller 100 is configured as a controller for receiving settings related to a machining pattern, supplying electric power to the outside, and controlling the marker head 1 .

一方、マーカヘッド1は、マーカコントローラ100により制御されることで、照射エリアR1に向けてレーザ光を出射することができる。 On the other hand, the marker head 1 can be controlled by the marker controller 100 to emit laser light toward the irradiation area R1.

マーカヘッド1およびマーカコントローラ100は、本実施形態においては互いに別体とされており、電気ケーブル200によって接続されている。この電気ケーブル200は、マーカコントローラ100の内部(具体的には、後述の電力供給部104)から外部に電力を伝送する電気配線を少なくとも含む。具体的に、本実施形態に係る電気ケーブル200は、電力を伝送するための電気配線と、アナログ信号、ディジタル信号等を送受するための信号配線と、を束ねることで構成されている。 The marker head 1 and the marker controller 100 are separated from each other in this embodiment and are connected by an electric cable 200 . The electrical cable 200 includes at least electrical wiring for transmitting power from the inside of the marker controller 100 (specifically, the power supply unit 104 described later) to the outside. Specifically, the electric cable 200 according to the present embodiment is configured by bundling electric wiring for transmitting electric power and signal wiring for transmitting and receiving analog signals, digital signals, and the like.

本実施形態に係るマーカヘッド1は、シート状のフィルムにより構成されたワークWを加工対象とした加工設備500上に設置される。この加工設備500は、図17Aおよび図17Bに示すように、マーカヘッド1を支持する支持部材501と、ワークWが巻き掛けられる搬送ローラ502と、を備える。 The marker head 1 according to this embodiment is installed on a processing facility 500 for processing a work W made of a sheet-like film. As shown in FIGS. 17A and 17B, the processing equipment 500 includes a support member 501 that supports the marker head 1, and transport rollers 502 around which the work W is wound.

また、図17Bおよび図18等に示すように、加工設備500はさらに、支持部材501を介してマーカヘッド1をスライド可能に支持する2本のレール部材503l,503rと、2本のレール部材503l,503rそれぞれの端部が取り付けられる2つの固定部材505,506と、搬送ローラ502の駆動によるワークWの搬送時に従動する第1従動ローラ504lおよび第2従動ローラ504rと、を備える。このとき搬送ローラ502には、搬送ローラ502とワークWとが接触する長さが、第1従動ローラ504lとワークWとが接触する長さより大きく、かつ、第2従動ローラ504rとワークWとが接触する長さより大きくなるように、ワークWが巻き掛けられることが好ましい。これによれば、搬送ローラ502がワークWを搬送するときに、搬送ローラ502上でワークWに滑りが生じにくくなる。なお、ここでいう「接触する長さ」とは、搬送ローラ502、第1従動ローラ504lおよび第2従動ローラ504rそれぞれの回転軸に直交する断面で見た長さをいう。 17B and 18, etc., the processing equipment 500 further includes two rail members 503l and 503r that slidably support the marker head 1 via a support member 501, and two rail members 503l. , 503r, and a first driven roller 504l and a second driven roller 504r driven when the workpiece W is conveyed by the driving of the conveying roller 502. As shown in FIG. At this time, in the transport roller 502, the length of contact between the transport roller 502 and the work W is longer than the length of contact between the first driven roller 504l and the work W, and the distance between the second driven roller 504r and the work W is It is preferable that the workpiece W is wound so as to be longer than the contact length. According to this, when the conveying roller 502 conveys the work W, the work W is less likely to slip on the conveying roller 502 . The term "contact length" used herein refers to the length of each of the conveying roller 502, the first driven roller 504l, and the second driven roller 504r when viewed in a cross section perpendicular to the rotation axis.

このように、本実施形態に係るワークWは、搬送ローラ502に巻き掛けられた状態で搬送されるワークとすることができ、その際に用いられる搬送ローラ502は、例えば図1、図17Aの下図、および図18に示すように、上下方向(後述のZ方向)において照射エリアR1と重なり合うように配置してもよい。 As described above, the work W according to the present embodiment can be a work that is transported while being wrapped around the transport rollers 502. The transport rollers 502 used at that time are, for example, the As shown in the lower figure and FIG. 18, it may be arranged so as to overlap the irradiation area R1 in the vertical direction (the Z direction, which will be described later).

支持部材501は、図17Aに示すように、レーザ加工装置L、特にマーカヘッド1の筐体10を所定の被取付位置に取り付けることができる。図1、図17Aおよび図17Bには、筐体10を上方から吊り下げるように構成された支持部材501が例示されているが、後述のように、側方等、他の方向から筐体10を支持してもよい。 As shown in FIG. 17A, the support member 501 can attach the housing 10 of the laser processing apparatus L, particularly the marker head 1, to a predetermined attachment position. 1, 17A and 17B exemplify a support member 501 configured to suspend the housing 10 from above. may support.

一方、搬送ローラ502は、ワークWの短尺方向(後述の前後方向)に延びる中心軸を有する円筒状に構成されている。この場合、ワークWは、搬送ローラ502の回転によって、所定の移動経路に沿って長尺方向(後述の左右方向)に搬送されることになる。 On the other hand, the conveying roller 502 is configured in a cylindrical shape having a central axis extending in the short direction of the work W (the front-rear direction, which will be described later). In this case, the work W is conveyed in the longitudinal direction (left-right direction, which will be described later) along a predetermined movement path by the rotation of the conveying rollers 502 .

ここで、本実施形態に係る加工設備500は、図17Aの上図および下図に示すように、本実施形態に係るマーカヘッド1と、レーザ光以外の方式を用いて印刷する印刷装置1001と、の間で共有化されている。 Here, as shown in the upper and lower diagrams of FIG. 17A, the processing equipment 500 according to the present embodiment includes the marker head 1 according to the present embodiment, a printer 1001 that prints using a method other than laser light, is shared between

すなわち、本実施形態に係るマーカヘッド1は、印刷装置1001を取り付けるべく構成された加工設備500の支持部材501に対し、その印刷装置1001の代わりに取り付けることができるように構成されている。 That is, the marker head 1 according to the present embodiment is configured to be attached instead of the printing device 1001 to the support member 501 of the processing facility 500 configured to attach the printing device 1001 .

マーカヘッド1と置換可能な印刷装置1001としては、例えば熱転写式産業用サーマルプリンタ(Thermal Transfer Overprinter:TTO)が挙げられるが、他の印刷装置1001と置換することもできる。 A printer 1001 that can replace the marker head 1 is, for example, a thermal transfer overprinter (TTO) for industrial use, but it can also be replaced with another printer 1001 .

マーカヘッド1と置換可能な印刷装置1001としては、例えば、ワークW上の印刷エリアに接触する印刷部1006を露出させてなる印刷面1010dと、該印刷面1010dと相違しかつ支持部材501に接続可能な接続面1010uと、を備える略直方体状に構成された筐体1010を具備するものであればよい。 The printing device 1001 that can replace the marker head 1 includes, for example, a printing surface 1010d that exposes a printing unit 1006 that contacts the printing area on the workpiece W, and a printing surface 1010d that is different from the printing surface 1010d and connected to the support member 501. The housing 1010 having a substantially rectangular parallelepiped shape with a possible connection surface 1010u may be provided.

この場合、図17Aの上図および下図に示すように、接続面1010uに接続可能な支持部材501によって印刷装置1001と同様にマーカヘッド1が支持されることになる。そうして支持されたマーカヘッド1は、印刷エリア(印刷装置1001において印刷部1006と接触する領域)に対応して設定される照射エリアR1に向けてレーザ光を照射することで、ワークWに対して加工を行うことになる。 In this case, as shown in the upper and lower diagrams of FIG. 17A, the marker head 1 is supported by the support member 501 connectable to the connection surface 1010u in the same manner as the printer 1001. FIG. The marker head 1 thus supported irradiates the workpiece W with laser light toward the irradiation area R1 set corresponding to the printing area (the area in contact with the printing unit 1006 in the printing apparatus 1001). It will be processed.

一方、操作用端末300は、例えば中央演算処理装置(Central Processing Unit:CPU)およびメモリを有しており、マーカコントローラ100に対し、有線または無線により電気信号を送受可能に接続されている。 On the other hand, the operation terminal 300 has, for example, a central processing unit (CPU) and memory, and is connected to the marker controller 100 by wire or wirelessly so that electrical signals can be transmitted and received.

操作用端末300は、印字設定など、種々の加工条件(印字条件ともいう)を設定するとともに、ワークWの加工に関連した情報をユーザに示すための端末として機能する。この操作用端末300は、ユーザに情報を表示するための表示部301と、ユーザによる操作入力を受け付ける操作部302と、種々の情報を記憶するための記憶装置303と、を備えている。 The operation terminal 300 functions as a terminal for setting various processing conditions (also referred to as printing conditions) such as print settings, and for showing information related to processing of the workpiece W to the user. This operation terminal 300 includes a display unit 301 for displaying information to the user, an operation unit 302 for receiving operation input by the user, and a storage device 303 for storing various information.

例えば、表示部301は、液晶ディスプレイ又は有機ELパネルによって構成することができる。操作部302は、キーボード、ポインティングデバイスによって構成することができる。ポインティングデバイスには、マウス、ジョイスティック等が含まれる。そうしたポインティングデバイスの代わりに、マーカコントローラ100と直に接続された、例えばタッチパネル式のコンソールによって操作部302を構成してもよい。 For example, the display unit 301 can be configured with a liquid crystal display or an organic EL panel. The operation unit 302 can be configured with a keyboard and a pointing device. Pointing devices include mice, joysticks, and the like. Instead of such a pointing device, the operation unit 302 may be configured by, for example, a touch panel type console directly connected to the marker controller 100 .

前述のように構成される操作用端末300は、ユーザによる操作入力に基づいて、レーザ加工における加工条件を設定することができる。この加工条件には、ワークWに印字されるべき文字列および図形の内容(加工パターンPp)と、レーザ光の目標出力(レーザパワー)と、ワークW上でのレーザ光の走査速度(スキャンスピード)と、のうちの1つ以上が含まれる。 The operation terminal 300 configured as described above can set the processing conditions for laser processing based on the operation input by the user. The processing conditions include the content of the character string and figure to be printed on the workpiece W (processing pattern Pp), the target output of the laser beam (laser power), and the scanning speed of the laser beam on the workpiece W (scan speed ) and one or more of:

操作用端末300により設定される加工条件は、マーカコントローラ100に出力されて、該マーカコントローラ100における記憶部102に記憶される。必要に応じて、操作用端末300における記憶装置303が加工条件を記憶してもよい。 The processing conditions set by the operation terminal 300 are output to the marker controller 100 and stored in the storage section 102 of the marker controller 100 . If necessary, the storage device 303 in the operation terminal 300 may store the processing conditions.

なお、操作用端末300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もできる。 Note that the operation terminal 300 can also be integrated into the marker controller 100, for example.

外部機器400は、必要に応じてマーカコントローラ100に接続される。図1および図2に示す例では、外部機器400として、搬送速度センサ401およびプログラマブルロジックコントローラ(Programmable Logic Controller:PLC)402が設けられている。 The external device 400 is connected to the marker controller 100 as required. In the example shown in FIGS. 1 and 2, as the external device 400, a conveying speed sensor 401 and a programmable logic controller (PLC) 402 are provided.

搬送速度センサ401は、例えばロータリエンコーダによって構成されており、ワークWの搬送速度を検出することができる。搬送速度センサ401は、その検出結果を示す信号(検出信号)をマーカコントローラ100へ出力する。マーカコントローラ100は、搬送速度センサ401から入力された検出信号に基づいて、レーザ光の2次元走査等を制御する。 The conveying speed sensor 401 is composed of, for example, a rotary encoder, and can detect the conveying speed of the work W. As shown in FIG. The transport speed sensor 401 outputs a signal (detection signal) indicating the detection result to the marker controller 100 . The marker controller 100 controls two-dimensional scanning of laser light and the like based on the detection signal input from the conveying speed sensor 401 .

PLC402は、例えばマイクロプロセッサによって構成されており、マーカコントローラ100に制御信号を入力することができる。PLC402は、予め定めたシーケンスに従ってレーザ加工システムSを制御するために用いられる。 The PLC 402 is configured by a microprocessor, for example, and can input control signals to the marker controller 100 . PLC 402 is used to control laser processing system S according to a predetermined sequence.

レーザ加工装置Lには、上述した機器および装置以外にも、操作および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、周辺機器等を無線または有線で接続することができる。 In addition to the devices and devices described above, the laser processing apparatus L can be connected wirelessly or by wire to a device for operating and controlling, a computer for performing various other processes, a storage device, peripheral devices, and the like. can.

以下、マーカヘッド1およびマーカコントローラ100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の制御の概略について説明する。 The hardware configurations of the marker head 1 and the marker controller 100 will be described in detail below, and then the outline of 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>
図2に示すように、マーカコントローラ100は、加工パターンを含んでなる加工条件に関する設定(加工設定)を受け付ける受付部101と、その加工条件を記憶する記憶部102と、加工条件に基づいてマーカヘッド1を制御する制御部103と、マーカヘッド1に電力を供給する電源部としての電力供給部104と、を備えている。
<Marker controller 100>
As shown in FIG. 2, the marker controller 100 includes a receiving unit 101 that receives settings (processing settings) relating to processing conditions including a processing pattern, a storage unit 102 that stores the processing conditions, and a marker marker based on the processing conditions. A control unit 103 that controls the head 1 and a power supply unit 104 as a power supply unit that supplies power to the marker head 1 are provided.

(受付部101)
受付部101は、操作用端末300を介して入力された加工条件を受け付けるとともに、受け付けた加工条件を記憶部102および/または制御部103に出力するように構成されている。
(Reception unit 101)
The accepting unit 101 is configured to accept processing conditions input via the operation terminal 300 and to output the accepted processing conditions to the storage unit 102 and/or the control unit 103 .

具体的に、本実施形態に係る受付部101は、操作用端末300と電気的に接続されており、該操作用端末300における前述の表示部301上に、各加工条件を設定するための設定画面(不図示)を表示させることができる。受付部101は、その設定画面を通じて入力された内容を各加工条件に反映し、反映後の加工条件を記憶部102および/または制御部103に出力することができる。 Specifically, the reception unit 101 according to the present embodiment is electrically connected to the operation terminal 300, and the setting for setting each processing condition is displayed on the display unit 301 of the operation terminal 300. A screen (not shown) can be displayed. The reception unit 101 can reflect the contents input through the setting screen in each processing condition and output the processing condition after reflection to the storage unit 102 and/or the control unit 103 .

(記憶部102)
記憶部102は、受付部101によって受け付けられた加工条件を一時的にまたは継続的に記憶するとともに、必要に応じて、記憶された加工条件を制御部103、表示部301等へ出力するように構成されている。
(storage unit 102)
The storage unit 102 temporarily or continuously stores the processing conditions received by the receiving unit 101, and outputs the stored processing conditions to the control unit 103, the display unit 301, etc., as necessary. It is configured.

具体的に、本実施形態に係る記憶部102は、例えば、ハードディスクドライブ(Hard Disk Drive:HDD)、ソリッドステートドライブ(Solid State Drive:SSD)等の不揮発性メモリを用いて構成されており、加工条件を示すデータを一時的にまたは継続的に記憶することができる。 Specifically, the storage unit 102 according to the present embodiment is configured using a nonvolatile memory such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD). Data indicative of the condition can be stored temporarily or continuously.

(制御部103)
制御部103は、加工条件に基づいて電力供給部104、レーザ光出力部4およびレーザ光走査部5等を制御することで、ワークWに対し、加工条件に対応した加工を実行するように構成されている。
(control unit 103)
The control unit 103 controls the power supply unit 104, the laser light output unit 4, the laser light scanning unit 5, and the like based on the processing conditions, thereby processing the workpiece W according to the processing conditions. It is

具体的に、本実施形態に係る制御部103は、プロセッサ、揮発性のメモリおよび入出力バス等からなる。この制御部103は、記憶部102から読み出したり、受付部101から直に入力されたりした加工条件に基づいて制御信号を生成するとともに、そうして生成し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で、ワークWの加工を制御する。 Specifically, the control unit 103 according to this embodiment includes a processor, a volatile memory, an input/output bus, and the like. The control unit 103 generates a control signal based on the processing conditions read from the storage unit 102 or directly input from the reception unit 101, and sends the generated control signal to each unit of the laser processing apparatus L. The machining of the workpiece W is controlled by outputting .

例えば、ワークWの加工を開始する際、制御部103は、加工条件の一をなす目標出力を記憶部102から読み込んで、その目標出力に関して生成された制御信号を電力供給部104等に入力することで、レーザ励起光の生成を制御する。 For example, when starting machining of the workpiece W, the control unit 103 reads a target output that forms one of the machining conditions from the storage unit 102 and inputs a control signal generated with respect to the target output to the power supply unit 104 or the like. This controls the generation of laser excitation light.

(電力供給部104)
電力供給部104は、制御部103から出力された制御信号に基づいて、励起光生成部2に駆動電流を供給する。詳細は省略するが、電力供給部104は、制御部103から入力された目標出力に基づいて駆動電流を決定し、そうして決定した駆動電流を励起光生成部2へ供給する。電力供給部104は、励起光生成部2へと電力を供給するものであり、後述の図20に例示するように、直流電源104a等によって構成することができる。電力供給部104の詳細は、後述する。
(Power supply unit 104)
The power supply unit 104 supplies drive current to the excitation light generation unit 2 based on the control signal output from the control unit 103 . Although details are omitted, the power supply unit 104 determines the drive current based on the target output input from the control unit 103 and supplies the determined drive current to the excitation light generation unit 2 . The power supply unit 104 supplies power to the excitation light generation unit 2, and can be configured by a DC power supply 104a or the like, as illustrated in FIG. 20 described later. Details of the power supply unit 104 will be described later.

なお、本実施形態では、レーザダイオード等の励起光源によって構成される励起光生成部2は、マーカコントローラ100ではなく、マーカヘッド1に内蔵されるように構成されている。電力供給部104から供給される電力は、前述の電気ケーブル200によって励起光生成部2へと供給される。 Note that, in this embodiment, the excitation light generator 2 configured by an excitation light source such as a laser diode is built in the marker head 1 instead of the marker controller 100 . The power supplied from the power supply unit 104 is supplied to the excitation light generation unit 2 through the electric cable 200 described above.

<マーカヘッド1>
図3Aおよび図3Bは、マーカヘッド1の外観を例示する斜視図である。図4は、マーカヘッド1の側面図であり、図5は、マーカヘッド1からカバー部材13を取り外した状態を例示する斜視図であり、図6は、マーカヘッド1の背面図である。
<Marker head 1>
3A and 3B are perspective views illustrating the appearance of the marker head 1. FIG. 4 is a side view of the marker head 1, FIG. 5 is a perspective view illustrating a state in which the cover member 13 is removed from the marker head 1, and FIG. 6 is a rear view of the marker head 1. FIG.

また、図7は、マーカヘッド1における電気ケーブル200の接続構造を例示する図であり、図8および図9は、マーカヘッド1の収容構造を例示する斜視図である。また、図10は、マーカヘッド1の内部構造を概略的に例示する横断面図であり、図11は、マーカヘッド1の内部構造を概略的に例示する縦断面図である。図10の横断面は、図11のA-A断面と略一致する。 7 is a diagram illustrating a connection structure of the electric cable 200 in the marker head 1, and FIGS. 8 and 9 are perspective views illustrating an accommodation structure of the marker head 1. FIG. 10 is a cross-sectional view schematically illustrating the internal structure of the marker head 1, and FIG. 11 is a vertical cross-sectional view schematically illustrating the internal structure of the marker head 1. As shown in FIG. The cross section of FIG. 10 substantially coincides with the AA section of FIG.

また、図11は、マーカヘッド1の内部構造を概略的に例示する縦断面図であり、図12は、基板収容部H13内の要部を概略的に例示する側面図であり、図13は、結晶収容部H12内の要部を概略的に例示する側面図である。 11 is a vertical cross-sectional view schematically illustrating the internal structure of the marker head 1, FIG. 12 is a side view schematically illustrating the main part inside the substrate accommodating portion H13, and FIG. 3 is a side view schematically illustrating a main part in the crystal accommodating portion H12. FIG.

また、図14は、ミラー収容部H11内の要部を概略的に例示する斜視図であり、図15および図16は、レーザ光走査部によるレーザ光の偏向について説明するための斜視図である。 Also, FIG. 14 is a perspective view schematically exemplifying the main part in the mirror housing portion H11, and FIGS. 15 and 16 are perspective views for explaining the deflection of the laser beam by the laser beam scanning portion. .

(マーカヘッド1の概略構成)
図2に示すように、マーカヘッド1は、主たる構成要素として、励起光生成部2と、導光光学系としての励起光導光部3と、レーザ光出力部4と、レーザ光偏向部としてのレーザ光走査部5と、を備えている。
(Schematic configuration of marker head 1)
As shown in FIG. 2, the marker head 1 includes, as main components, an excitation light generation section 2, an excitation light guide section 3 as a light guide optical system, a laser light output section 4, and a laser light deflection section. A laser beam scanning unit 5 is provided.

詳しくは後述するが、励起光生成部2は、電気ケーブル200を介して供給される電力に基づいて、レーザ光を励起するための励起光を生成する。励起光導光部3は、励起光生成部2によって生成された励起光を導光し、レーザ光出力部4へと入力する。レーザ光出力部4は、励起光導光部3によって導光された励起光に基づいてレーザ光を生成する固体レーザ結晶41を有する。 Although details will be described later, the excitation light generator 2 generates excitation light for exciting laser light based on power supplied via the electric cable 200 . The excitation light guide section 3 guides the excitation light generated by the excitation light generation section 2 and inputs it to the laser light output section 4 . The laser light output section 4 has a solid-state laser crystal 41 that generates laser light based on the excitation light guided by the excitation light guide section 3 .

また、レーザ光走査部5は、固体レーザ結晶41により生成されたレーザ光が照射エリアR1の所望の位置に向かって照射されるように第1ミラー51aを駆動する第1スキャナ51と、この第1スキャナ51を制御する第1制御基板53と、を有する。 The laser beam scanning unit 5 also includes a first scanner 51 that drives a first mirror 51a so that the laser beam generated by the solid-state laser crystal 41 is directed toward a desired position in the irradiation area R1, and a first scanner 51 that drives the first mirror 51a. and a first control board 53 for controlling the No. 1 scanner 51 .

より詳細には、本実施形態に係るレーザ光走査部5は、いわゆる2軸(X軸およびY軸)式のガルバノスキャナを用いて構成されており、Yスキャナとしての第1スキャナ51に加えてさらに、Xスキャナとしての第2スキャナ52と、この第2スキャナ52を制御する第2制御基板54と、を有する。 More specifically, the laser beam scanning unit 5 according to the present embodiment is configured using a so-called two-axis (X-axis and Y-axis) galvanometer scanner, and in addition to the first scanner 51 as a Y scanner, Furthermore, it has a second scanner 52 as an X scanner and a second control board 54 for controlling this second scanner 52 .

レーザ光走査部5は、第1制御基板53を介して第1スキャナ51を制御するとともに、第2制御基板54を介して第2スキャナ52を制御することで、第1スキャナ51の第1ミラー51aと、第2スキャナ52の第2ミラー52aと、を駆動する。 The laser beam scanning unit 5 controls the first scanner 51 via the first control board 53 and controls the second scanner 52 via the second control board 54 , thereby controlling the first mirror of the first scanner 51 . 51a and the second mirror 52a of the second scanner 52 are driven.

その際、レーザ光偏向部としてのレーザ光走査部5は、予め定められた加工設定(加工パターンPpに関する設定)にしたがって第1ミラー51aおよび第2ミラー52aを駆動することで、照射エリアR1の所望の位置に向けて照射されるように、レーザ光出力部4によって生成されたレーザ光を偏向する。 At this time, the laser beam scanning unit 5 as the laser beam deflecting unit drives the first mirror 51a and the second mirror 52a according to predetermined processing settings (settings related to the processing pattern Pp), so that the irradiation area R1 is The laser light generated by the laser light output unit 4 is deflected so that it is irradiated toward a desired position.

マーカヘッド1はまた、前述した構成要素、すなわち、励起光生成部2と、励起光導光部3と、レーザ光出力部4と、レーザ光走査部5と、を収容する筐体10を備えている。この筐体10には、レーザ光走査部5の第1ミラー51aによって偏向されたレーザ光(つまり、レーザ光走査部5を介して照射エリアR1に向けて照射されるレーザ光)を透過する出射窓6が形成されている。 The marker head 1 also includes a housing 10 that accommodates the above-described components, that is, the excitation light generation section 2, the excitation light guide section 3, the laser light output section 4, and the laser light scanning section 5. there is In this housing 10, there is an emission light that transmits the laser light deflected by the first mirror 51a of the laser light scanning unit 5 (that is, the laser light irradiated toward the irradiation area R1 via the laser light scanning unit 5). A window 6 is formed.

以下、マーカヘッド1の外観に関する構成(具体的には、筐体10の6面の構成)と、マーカヘッド1の内部構造と、について順番に説明する。 Hereinafter, the configuration related to the appearance of the marker head 1 (specifically, the configuration of the six surfaces of the housing 10) and the internal structure of the marker head 1 will be described in order.

(筐体10の外面)
図3Aに例示するように、マーカヘッド1の筐体10は、左右方向(図3Aにおいて、筐体10を正面から見て左方かつ手前側から、同じく筐体10を正面から見て右方かつ奥行き側に向かう方向)に比して、前後方向(図3Aの前記右方かつ手前側から、前記左方かつ奥行き側に向かう方向)の寸法が長い略直方状に構成されている。なお、本明細書における「左右」とは、筐体10に相対したユーザから見た左右に相当する。
(Outer surface of housing 10)
As exemplified in FIG. 3A, the housing 10 of the marker head 1 extends in the left-right direction (in FIG. 3A, from the left and front sides of the housing 10 when viewed from the front, and from the right side when viewed from the front of the housing 10). and the direction toward the depth side), the dimension in the front-rear direction (the direction toward the left and depth side from the right and front side in FIG. 3A) is longer. In this specification, the terms “right and left” correspond to left and right as seen from the user facing the housing 10 .

以下、筐体10の前後方向をX方向とし、左右方向をY方向とし、高さ方向をZ方向とみなす。詳細には、X方向における図3Aの紙面奥行側を+X方向とみなし、同図の紙面手前側を-X方向とみなす。同様に、Y方向における図3Aの紙面手前側を+Y方向とみなし、同図の紙面奥行側を-Y方向と見なす。同様に、Z方向における図3Aの紙面上側を-Z方向とみなし、同図の紙面下側を+Z方向とみなす。 Hereinafter, the front-back direction of the housing 10 is defined as the X direction, the left-right direction is defined as the Y direction, and the height direction is defined as the Z direction. Specifically, the depth side of the paper surface of FIG. 3A in the X direction is regarded as the +X direction, and the front side of the paper surface of the figure is regarded as the -X direction. Similarly, the front side of the paper surface of FIG. 3A in the Y direction is regarded as the +Y direction, and the depth side of the paper surface of the same figure is regarded as the -Y direction. Similarly, the upper side of the paper surface of FIG. 3A in the Z direction is regarded as the -Z direction, and the lower side of the paper surface of the figure is regarded as the +Z direction.

便宜上、ここでは筐体10の外形を基準とした定義を例示したが、この定義に代えて、または、この定義と同時に、筐体10に収容される各構成要素の動作方向および位置関係を基準とした定義を用いることもできる。 For the sake of convenience, the definition based on the outer shape of the housing 10 is exemplified here. It is also possible to use the definition of

例えば、第1ミラー51aによる偏向方向である第1方向をY方向とし、第2ミラー52aによる偏向方向である第2方向をX方向とすることができる。なお、本実施形態においてレーザ光走査部5に含まれ駆動されるミラーによる偏向方向とは、そのミラーが駆動されることによって照射エリアR1内で照射位置が走査する方向を示す。つまり第1ミラー51aが駆動されて回転することにより、照射エリアR1内の照射位置はY方向に走査する。また、第2ミラー52aが駆動されて回転することにより、照射エリアR1内の照射位置はX方向に走査する。同様に、マーカヘッド1から照射エリアR1に向かう方向、より詳細には出射窓6から照射エリアR1に向かう方向である照射方向をZ方向とみなすことができる。照射方向は、第1ミラー51aから照射エリアR1に向かう方向としてもよい。なお、本実施形態において、「ある部材から照射エリアR1に向かう方向」とは、ある部材と照射エリアR1とが向かい合う軸方向のうちの一方向を指す。「ある部材から照射エリアR1に向かう方向」とは、ある部材から照射エリアR1に向かう光の進行方向ではない。したがって、第1ミラー51aの回転と第2ミラー52aの回転とによって、照射エリアR1における照射位置、すなわち、照射エリアR1に向かう光の進行方向は変化するが、本実施形態における照射方向とは、当該光の進行方向の変化に伴って変化するものではない。 For example, the first direction that is the deflection direction by the first mirror 51a can be the Y direction, and the second direction that is the deflection direction by the second mirror 52a can be the X direction. In this embodiment, the direction of deflection by a driven mirror included in the laser beam scanning unit 5 indicates the direction in which the irradiation position is scanned within the irradiation area R1 by driving the mirror. That is, by driving and rotating the first mirror 51a, the irradiation position in the irradiation area R1 is scanned in the Y direction. Further, the irradiation position in the irradiation area R1 is scanned in the X direction by driving and rotating the second mirror 52a. Similarly, the direction from the marker head 1 toward the irradiation area R1, more specifically, the irradiation direction from the exit window 6 toward the irradiation area R1 can be regarded as the Z direction. The irradiation direction may be the direction from the first mirror 51a toward the irradiation area R1. In the present embodiment, "the direction from a certain member toward the irradiation area R1" refers to one of the axial directions in which the certain member and the irradiation area R1 face each other. "The direction from a certain member toward the irradiation area R1" is not the traveling direction of light from a certain member toward the irradiation area R1. Therefore, the rotation of the first mirror 51a and the rotation of the second mirror 52a change the irradiation position in the irradiation area R1, that is, the traveling direction of the light toward the irradiation area R1. It does not change with the change in the traveling direction of the light.

以下の記載では、筐体10の外形を基準とした定義と、第1ミラー51aおよび第2ミラー52aの偏向方向ならびに照射方向を基準とした定義と、が一致しているものとして説明を進める。 In the following description, it is assumed that the definition based on the outer shape of the housing 10 and the definition based on the deflection direction and irradiation direction of the first mirror 51a and the second mirror 52a are the same.

図3A~図7に示すように、筐体10は、出射窓6が形成された底面10dと、当該底面10dひいては出射窓6に対向する天面10uと、を有する。例えば、底面10dは+Z方向に面する一方、天面10uは-Z方向に面しており、双方ともZ方向に厚みを有する1つまたは複数の板状部材によって構成される。なお、ここでの「対向」とは、筐体10を概念的な直方体とみなした場合における概念的な対向を指す。 As shown in FIGS. 3A to 7, the housing 10 has a bottom surface 10d formed with the exit window 6 and a top surface 10u facing the bottom surface 10d and the exit window 6. As shown in FIGS. For example, the bottom surface 10d faces the +Z direction, while the top surface 10u faces the -Z direction, and both are composed of one or more plate members having thickness in the Z direction. Here, "opposed" refers to conceptually opposed when the housing 10 is regarded as a conceptual rectangular parallelepiped.

筐体10はさらに、底面10dおよび天面10uとともに、励起光生成部2、励起光導光部3、レーザ光出力部4およびレーザ光走査部5を包囲する前面10f、背面10b、左側面10lおよび右側面10rを有する。 The housing 10 further includes a bottom surface 10d and a top surface 10u, as well as a front surface 10f, a rear surface 10b, a left side surface 10l and a It has a right side 10r.

前面10f、背面10b、左側面10lおよび右側面10rは、いずれも天面10uおよび底面10dに対して直交する方向(すなわち、XY平面に沿った方向)に面する。例えば、前面10fは-X方向に面する一方、背面10bは+X方向に面しており、双方ともX方向に厚みを有する1つまたは複数の板状部材によって構成される。同様に、例えば、左側面10lは+Y方向に面する一方、右側面10rは-Y方向に面しており、双方ともY方向に厚みを有する1つまたは複数の板状部材によって構成される。 The front surface 10f, the rear surface 10b, the left side surface 10l and the right side surface 10r all face a direction orthogonal to the top surface 10u and the bottom surface 10d (that is, the direction along the XY plane). For example, the front surface 10f faces the -X direction, while the back surface 10b faces the +X direction, and both are composed of one or more plate members having thickness in the X direction. Similarly, for example, the left side 10l faces the +Y direction, while the right side 10r faces the -Y direction, both of which are composed of one or more plate members having thickness in the Y direction.

以下、筐体10の6面について、順番に説明する。なお、底面10d、天面10u、前面10f、背面10b、左側面10lおよび右側面10rにおける「面」の語には、所定の厚みを有する板状部材も含まれる。また、これらの6面は、便宜上の分類に過ぎず、互いに別体とする必要はない。例えば、左側面10lおよび右側面10rの少なくとも一方と、底面10dの少なくとも一部(特に、後述の非オフセット部18)とを一体的に形成してもよい。 The six surfaces of the housing 10 will be described in order below. Note that the term “surface” in the bottom surface 10d, top surface 10u, front surface 10f, rear surface 10b, left side surface 10l, and right side surface 10r also includes a plate-like member having a predetermined thickness. Also, these six faces are merely classified for convenience and need not be separate from each other. For example, at least one of the left side surface 10l and the right side surface 10r and at least a portion of the bottom surface 10d (in particular, a non-offset portion 18 described later) may be integrally formed.

-天面10u-
図3Aに示すように、筐体10を構成する6面のうちの天面10uは、XY方向に沿って延び、かつY方向に比してX方向の寸法が長い矩形板状に形成されている。本実施形態に係る天面10uは、支持部材に接続されかつ前記被取付位置に取り付けられる取付面として構成されている。この場合、天面10uの板厚は、左側面10lおよび右側面10rの板厚よりも大きい。
-Top surface 10u-
As shown in FIG. 3A, the top surface 10u of the six surfaces forming the housing 10 is formed in a rectangular plate shape that extends along the XY directions and has a longer dimension in the X direction than in the Y direction. there is The top surface 10u according to this embodiment is configured as an attachment surface that is connected to the support member and attached to the attachment position. In this case, the thickness of the top surface 10u is greater than the thickness of the left side surface 10l and the right side surface 10r.

そして、取付面としての天面10uには、被取付位置に取付可能なアタッチメント7が設けられる。このアタッチメント7は、天面10uと略平行な方向(XY方向)に沿って延び、かつ天面10uに直交する方向(Z方向)に厚みを有する板状部材として構成されている。アタッチメント7は、天面10uの上に載置されており、例えば図10に示すように、ボルト等の締結具7bによって天面10uに締結されている。前述したように、天面10uの板厚は、左側面10l、右側面10r等の板厚よりも大きい。天面10uの板厚を大きくすることで、締結具7bの挿入代を確保する上で有利になる。 An attachment 7 that can be attached to the attachment position is provided on the top surface 10u as the attachment surface. The attachment 7 is configured as a plate-like member that extends in a direction (XY direction) substantially parallel to the top surface 10u and has a thickness in a direction (Z direction) orthogonal to the top surface 10u. The attachment 7 is placed on the top surface 10u, and is fastened to the top surface 10u with fasteners 7b such as bolts, as shown in FIG. 10, for example. As described above, the thickness of the top surface 10u is greater than the thickness of the left side surface 10l, the right side surface 10r, and the like. Enlarging the plate thickness of the top surface 10u is advantageous in securing an insertion margin for the fastener 7b.

アタッチメント7の上面には、被取付位置に配置される支持部材501に対応した締結孔7aが設けられている。アタッチメント7上に支持部材501を載置した状態で、締結孔7aにボルト等の締結具を締結することで、アタッチメント7に支持部材501を取り付けることができる。これにより、アタッチメント7を介して天面10uが被取付位置に取り付けられることになると同時に、筐体10が支持部材501に吊り下げられることになる。 The upper surface of the attachment 7 is provided with a fastening hole 7a corresponding to the support member 501 arranged at the attachment position. The support member 501 can be attached to the attachment 7 by fastening fasteners such as bolts to the fastening holes 7 a while the support member 501 is placed on the attachment 7 . As a result, the top surface 10u is attached to the attachment position via the attachment 7, and the housing 10 is suspended from the support member 501 at the same time.

-底面10d-
図4に示すように、前記6面のうちの底面10dは、レーザ光走査部5を挟んで天面10uの反対側に配置されている。この底面10dは、図5に示すように、X方向に沿って延びかつY方向の中央部を-Z側に凹ませた曲面状に形成されている。
-Bottom 10d-
As shown in FIG. 4, the bottom surface 10d of the six surfaces is arranged on the opposite side of the top surface 10u with the laser beam scanning unit 5 interposed therebetween. As shown in FIG. 5, the bottom surface 10d extends in the X direction and is formed in a curved shape with the central portion in the Y direction recessed toward the -Z side.

具体的に、本実施形態に係る底面10dは、図5および図10に示すように、Y方向の中央部に位置しかつ-Z側に向かってオフセットしたオフセット部16aと、Y方向の両端部に位置しかつオフセット部16aに比して+Z側に突出した非オフセット部18と、を有する。オフセット部16aと非オフセット部18は、双方ともX方向に沿って平坦に延びるように形成されている。 Specifically, as shown in FIGS. 5 and 10, the bottom surface 10d according to the present embodiment includes an offset portion 16a located in the center in the Y direction and offset toward the -Z side, and both ends in the Y direction. and a non-offset portion 18 which is positioned at and protrudes to the +Z side as compared with the offset portion 16a. Both the offset portion 16a and the non-offset portion 18 are formed to extend flat along the X direction.

詳細には、本実施形態に係る底面10dには、オフセット部16aを上底としかつ+Z側に向かって拡径する断面台形状の溝が形成されている。出射窓6は、上底としてのオフセット部16aに設けられる。本実施形態に係る底面10dは、出射窓6が形成された出射面として構成されている。出射窓6の詳細は後述する。 Specifically, the bottom surface 10d according to the present embodiment is formed with a trapezoidal groove whose upper base is the offset portion 16a and whose diameter increases toward the +Z side. The exit window 6 is provided in an offset portion 16a as an upper base. The bottom surface 10d according to this embodiment is configured as an exit surface in which an exit window 6 is formed. Details of the exit window 6 will be described later.

一方、非オフセット部18は、底面10dにおいて、前記台形状の斜辺に相当する部位から+Z側端部にかけての部分を構成する。本実施形態に係る非オフセット部18は、オフセット部16aよりも+Y側に位置する第1板状部材18lと、オフセット部16aよりも-Y側に位置する第2板状部材18rと、によって構成されている。 On the other hand, the non-offset portion 18 constitutes a portion of the bottom surface 10d from the portion corresponding to the oblique side of the trapezoid to the +Z side end portion. The non-offset portion 18 according to the present embodiment is composed of a first plate member 18l located on the +Y side of the offset portion 16a and a second plate member 18r located on the -Y side of the offset portion 16a. It is

第1板状部材18lは、図10に示すように薄板状に形成されており、-X側から見て逆L字形状を有している。ここで、「逆L字形状」とは、Z方向に延びる対称軸に関してL字形状を反転させた形状を指す。第1板状部材18lは、オフセット部16aを挟んで第2板状部材18rの反対側に配置されている。第1板状部材18lにおける逆L字形状の縦辺部が前記台形状における+Y側の斜辺を構成し、逆L字形状の横辺部が+Y側の+Z側端部を構成している。 The first plate member 18l is formed in a thin plate shape as shown in FIG. 10, and has an inverted L shape when viewed from the -X side. Here, the “inverted L-shape” refers to a shape obtained by inverting the L-shape with respect to the axis of symmetry extending in the Z direction. The first plate member 18l is arranged on the opposite side of the second plate member 18r across the offset portion 16a. The inverted L-shaped vertical side of the first plate-shaped member 18l constitutes the +Y-side oblique side of the trapezoid, and the inverted L-shaped horizontal side constitutes the +Y-side +Z-side end.

第2板状部材18rは、図10に示すように薄板状に形成されており、-X側から見てL字形状を有している。第2板状部材18rは、オフセット部16aを挟んで第1板状部材18lの反対側に配置されている。第2板状部材18rにおけるL字形状の縦辺部が前記台形状における-Y側の斜辺を構成し、L字形状の横辺部が-Y側の+Z側端部を構成している。 The second plate member 18r is formed in a thin plate shape as shown in FIG. 10, and has an L shape when viewed from the -X side. The second plate member 18r is arranged on the opposite side of the first plate member 18l across the offset portion 16a. The L-shaped vertical side of the second plate member 18r constitutes the -Y side oblique side of the trapezoid, and the L-shaped horizontal side constitutes the +Z side end of the -Y side.

また、図10に示すように、第1板状部材18lは、左側面10lの下半部とともに出射窓6を+Y側から覆い隠す。一方、第2板状部材18rは、右側面10rの下半部とともに出射窓6を-Y側から覆い隠す。このように、第1板状部材18lおよび第2板状部材18rは、左側面10lの下半部および右側面10rの下半部とともに、スカート状の覆い(スカート部)を構成するようになっている。 Further, as shown in FIG. 10, the first plate-like member 18l hides the exit window 6 from the +Y side together with the lower half of the left side surface 10l. On the other hand, the second plate member 18r hides the exit window 6 from the -Y side together with the lower half of the right side surface 10r. Thus, the first plate-like member 18l and the second plate-like member 18r form a skirt-like cover (skirt portion) together with the lower half of the left side 10l and the right side 10r. ing.

-前面10f-
図3Bおよび図5に示すように、前記6面のうちの前面10fは、YZ方向に沿って延び、かつインジケータ11と、2つの通気口12,12と、切り欠き10cと、が設けられた板状に形成されている。
-Front 10f-
As shown in FIGS. 3B and 5, the front face 10f of the six faces extends along the YZ direction and is provided with an indicator 11, two vents 12, 12 and a notch 10c. It is formed like a plate.

図3Bおよび図5に示すように、このうち、インジケータ11は、前面10fの上側かつ右端付近に設けられており、Y方向に沿って並んだ3つのランプ11a,11b,11cからなる(図5にのみ図示)。3つのランプ11a,11b,11cは、それぞれ、マーカコントローラ100と電気的に接続された発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)によって構成されている。以下、+Y側から順に、3つのランプ11a,11b,11cを第1ランプ11a、第2ランプ11bおよび第3ランプ11cと呼称する。 As shown in FIGS. 3B and 5, the indicator 11 is provided on the upper side and near the right end of the front surface 10f, and consists of three lamps 11a, 11b, and 11c arranged along the Y direction (see FIG. 5). only shown). The three lamps 11 a , 11 b , 11 c are each composed of a light emitting diode (LED) electrically connected to the marker controller 100 . The three lamps 11a, 11b, and 11c are hereinafter referred to as a first lamp 11a, a second lamp 11b, and a third lamp 11c in order from the +Y side.

第1ランプ11aは、例えば青色LEDによって構成されており、レーザ加工装置Lに設けられたキースイッチ(不図示)と連動して青色に点灯する。なお、ここでいう「キースイッチ」とは、安全管理者等によって管理される鍵によって切り替えられるスイッチである。レーザ加工装置Lに鍵を差し込んで、その鍵を所定方向に回すことで、電源の非投入状態に相当する「OFF」状態と、電源の投入状態に相当しかつレーザ光の出射を不許可とした「POWER ON」状態と、電源の投入状態に相当しかつレーザ光の出射が許可された「LASER ON」状態と、の間で切り替わるようになっている。 The first lamp 11a is composed of, for example, a blue LED, and is interlocked with a key switch (not shown) provided in the laser processing device L to light up in blue. The "key switch" referred to here is a switch that is switched by a key managed by a safety manager or the like. By inserting a key into the laser processing apparatus L and turning the key in a predetermined direction, an "OFF" state corresponding to the state in which the power is not turned on, and a state corresponding to the state in which the power is turned on and not permitting the emission of the laser beam. and a "LASER ON" state corresponding to a power-on state in which laser light emission is permitted.

一方、第2ランプ11bは、緑色および橙色の一方に発光色を切替可能に構成されており、キースイッチの状態に加え、各種状態に対応して発光色が切り替わるようになっている。また、第3ランプ11cは、緑色、橙色および赤色のいずれかに発光色を切替可能に構成されており、キースイッチの状態に加え、各種状態に対応して発光色が切り替わるようになっている。 On the other hand, the second lamp 11b is configured to be able to switch its emission color between green and orange. Further, the third lamp 11c is configured to be able to switch its emission color among green, orange and red, and in addition to the state of the key switch, the emission color is switched according to various states. .

第1ランプ11a、第2ランプ11bおよび第3ランプ11cは、それぞれ、マーカコントローラ100と電気的に接続されており、制御部103から入力される制御信号を受けて点灯するように構成されている。インジケータ11の制御の詳細は後述する。 The first lamp 11a, the second lamp 11b, and the third lamp 11c are each electrically connected to the marker controller 100, and configured to receive a control signal input from the control section 103 and turn on. . Details of the control of the indicator 11 will be described later.

図3Bおよび図5に示すように、2つの通気口12,12のうちの一方は、前面10fの下側かつ左端付近に設けられており、2つの通気口12,12のうちの他方は、前面10fの下側かつ右端付近に設けられている。2つの通気口12,12は、双方とも前面10fを厚み方向に貫通しており、それぞれ、後述の第2収容部H2に連通している。 As shown in FIGS. 3B and 5, one of the two vents 12, 12 is provided below and near the left end of the front surface 10f, and the other of the two vents 12, 12 is It is provided on the lower side of the front surface 10f and near the right end. Both of the two vents 12, 12 pass through the front surface 10f in the thickness direction, and communicate with a second housing portion H2, which will be described later.

図3Bおよび図5に示すように、切り欠き10cは、前面10fの下端部を含んだ部位を切り欠いてなり、オフセット部16aの前端部(-X方向側の端部)と繋がっている。切り欠き10cは、Y方向において、2つの通気口12,12の間に配置されるようになっている。 As shown in FIGS. 3B and 5, the notch 10c is formed by notching a portion including the lower end of the front surface 10f, and is connected to the front end (-X direction end) of the offset portion 16a. The notch 10c is arranged between the two vents 12, 12 in the Y direction.

詳細には、切り欠き10cは、オフセット部16aを上底とした台形状の横断面と略一致する横断面を有するように、+Z方向に向かってテーパ状に拡径した略台形状に形成されている。本実施形態に係る前面10fは、その下半部に切り欠き10cが設けられることで、オフセット部16aを介して出射窓6に通じるように少なくとも部分的に開放されたユーザアクセス面(開放面)として構成されている。 Specifically, the notch 10c is formed in a substantially trapezoidal shape tapered in the +Z direction so as to have a cross section that substantially coincides with the cross section of the trapezoid whose upper base is the offset portion 16a. ing. The front surface 10f according to the present embodiment is provided with a cutout 10c in the lower half thereof, thereby providing a user access surface (open surface) that is at least partially opened so as to communicate with the exit window 6 via the offset portion 16a. is configured as

-前面10fの詳細1(集塵機およびカメラについて)-
本実施形態に係る切り欠き10cは、出射窓6のメンテナンス行為(例えば、切り欠き10cから清掃用具を挿入することで実施される清掃行為)に加え、種々の用途に用いることができる。
-Details of front 10f (about dust collector and camera)-
The notch 10c according to the present embodiment can be used for various purposes in addition to maintenance of the exit window 6 (for example, cleaning performed by inserting a cleaning tool through the notch 10c).

一般に、フィルム等のワークWにUVレーザを照射した場合、煙が発生する。そこで、マーカヘッド1とは別体の集塵機を前面10fに接続し、切り欠き10cを通じて煙を吸い込むように構成してもよい。なお、前面10fへの接続等、マーカヘッド1に集塵機を外付する代わりに、マーカヘッド1に集塵機を内蔵してもよい。 In general, when a workpiece W such as a film is irradiated with a UV laser, smoke is generated. Therefore, a dust collector that is separate from the marker head 1 may be connected to the front face 10f and smoke may be sucked through the notch 10c. Note that the marker head 1 may incorporate a dust collector instead of externally attaching the dust collector to the front face 10f or the like.

また、フィルム等のワークWにUVレーザを照射して印字加工を行った後、その印字内容を検査する目的で、マーカヘッド1にカメラを内蔵または外付けしてもよい。そうしたカメラは、例えば切り欠き10cに取り付けてもよいし、オフセット部16aに取り付けてもよい。前者の場合、照射エリアR1を可能な限り真上(-Z側)から撮像できるよう、出射窓6周辺に反射ミラーを設けてもよい。また、可能な限り明るい画像が得られるよう、カメラまたは出射窓6周辺に照明を設けてもよい。 A camera may be built in or externally attached to the marker head 1 for the purpose of inspecting the contents of the print after the work W such as film is irradiated with a UV laser for printing. Such a camera may, for example, be attached to the notch 10c or to the offset portion 16a. In the former case, a reflecting mirror may be provided around the exit window 6 so that the irradiation area R1 can be imaged from directly above (-Z side) as much as possible. Illumination may also be provided around the camera or exit window 6 to obtain the brightest possible image.

-前面10fの詳細2(カバー部材13および開閉センサについて)-
そして、開放面としての前面10fには、該前面10fを開閉可能なカバー部材13が取り付けられている。このカバー部材13は、前面10fの上半部に固定された第1カバー部13aと、前面10fの下半部、特に切り欠き10caによる開放部分を開閉するように揺動可能な第2カバー部13bと、第1カバー部13aおよび第2カバー部13bを連結するヒンジ機構13cと、を有する(図3Aおよび図3Bを参照)。
-Details 2 of Front 10f (Regarding Cover Member 13 and Opening/Closing Sensor)-
A cover member 13 capable of opening and closing the front surface 10f is attached to the front surface 10f as an open surface. The cover member 13 includes a first cover portion 13a fixed to the upper half of the front surface 10f and a second cover portion capable of swinging so as to open and close the lower half of the front surface 10f, especially the open portion formed by the notch 10ca. 13b and a hinge mechanism 13c connecting the first cover portion 13a and the second cover portion 13b (see FIGS. 3A and 3B).

第1カバー部13aは、前面10fの上半部を覆う矩形板状に形成されており、インジケータ11と略同じ位置に形成された貫通孔(符号省略)を有してなる。第1カバー部13aは、ネジ等の締結具によって前面10fの上半部に固定されている。 The first cover portion 13a is formed in a rectangular plate shape covering the upper half of the front surface 10f, and has a through hole (reference numeral omitted) formed at substantially the same position as the indicator 11. As shown in FIG. The first cover portion 13a is fixed to the upper half of the front surface 10f by fasteners such as screws.

第2カバー部13bは、前面10fの下半部、特に切り欠き10cを覆うことができる矩形板状に形成されており、2つの通気口12,12と略同じ位置に形成された貫通孔(符号省略)を有してなる。第2カバー部13bは、ヒンジ機構13cを介して第1カバー部13aに指示されている。 The second cover portion 13b is formed in a rectangular plate shape capable of covering the lower half of the front surface 10f, especially the notch 10c, and has a through hole ( symbol omitted). The second cover portion 13b is directed to the first cover portion 13a via a hinge mechanism 13c.

ヒンジ機構13cは、Z方向における前面10fの中央部に位置しており、第1カバー部13aの下縁部に対し、第2カバー部13bの上縁部を揺動可能に連結している。 The hinge mechanism 13c is positioned at the center of the front surface 10f in the Z direction, and swingably connects the upper edge of the second cover 13b to the lower edge of the first cover 13a.

ヒンジ機構13cは、第1カバー部13aが前面10fに固定された状態で、Y方向に延びる回転軸を中心に第2カバー部13bを揺動させることができる(図3Aおよび図3Bを参照)。開き方向に第2カバー部13bを揺動させることで、前面10fの切り欠き10cを露出させることができる。切り欠き10cを露出させることで、その切り欠き10cに繋がったオフセット部16aを通じて、出射窓6の清掃等、各種メンテナンスを行うことができるようになる。 The hinge mechanism 13c can swing the second cover portion 13b around a rotation axis extending in the Y direction while the first cover portion 13a is fixed to the front surface 10f (see FIGS. 3A and 3B). . By swinging the second cover portion 13b in the opening direction, the notch 10c of the front surface 10f can be exposed. By exposing the notch 10c, various maintenance such as cleaning of the emission window 6 can be performed through the offset portion 16a connected to the notch 10c.

なお、カバー部材13は必須ではない。カバー部材13を設けることなく、前面10fを露出させてもよい。 Note that the cover member 13 is not essential. The front surface 10f may be exposed without providing the cover member 13. FIG.

また、図示は省略するが、カバー部材13(特に、第2カバー部13b)と、前面10f(特に、前面10fにおける切り欠き10cの周辺部)と、の少なくとも一方に、カバー部材13の開閉を検知する開閉センサを設けてもよい。 Although not shown, the cover member 13 can be opened and closed at least one of the cover member 13 (particularly the second cover portion 13b) and the front surface 10f (particularly the peripheral portion of the notch 10c in the front surface 10f). An open/close sensor for detection may be provided.

そうした開閉センサとしては、例えば、第2カバー部13bおよび前面10fの一方に設けられるマグネットと、第2カバー部13bおよび前面10fの他方に設けられる磁気センサ(例えばホール素子)と、からなる磁気方式センサを用いることができる。なお、磁気方式センサは一例に過ぎず、光学方式センサ、機械方式センサ等を用いてもよい。 As such an open/close sensor, for example, a magnetic system comprising a magnet provided on one of the second cover portion 13b and the front surface 10f and a magnetic sensor (for example, a Hall element) provided on the other of the second cover portion 13b and the front surface 10f. Sensors can be used. Note that the magnetic sensor is merely an example, and an optical sensor, a mechanical sensor, or the like may be used.

このマグネットセンサは、マーカコントローラ100、および/または、マーカヘッド1内の回路基板と電気的に接続されており、カバー部材13、特に第2カバー部13bの開閉状態を示す検知信号を、マーカコントローラ100および/または前記回路基板に出力することができる。 This magnet sensor is electrically connected to the marker controller 100 and/or the circuit board in the marker head 1, and outputs a detection signal indicating the open/closed state of the cover member 13, especially the second cover portion 13b, to the marker controller. 100 and/or the circuit board.

こうした開閉センサを設けることで、カバー部材13の開閉状態を検知するとともに、その開閉状態に基づいた各種制御を行うことができるようになる。その一例として、本実施形態に係るマーカコントローラ100は、レーザ光の出射中にカバー部材13が開いた場合、レーザ光の出射を緊急停止する。その後、カバー部材13を閉じて操作部302を介して緊急停止の解除操作を行うことで、レーザ光の出射を再開させることができる。 By providing such an opening/closing sensor, it is possible to detect the opening/closing state of the cover member 13 and perform various controls based on the opening/closing state. As an example, the marker controller 100 according to the present embodiment urgently stops the emission of the laser light when the cover member 13 is opened during the emission of the laser light. After that, by closing the cover member 13 and performing an operation to cancel the emergency stop via the operation unit 302, the laser light emission can be restarted.

なお、カバー部材13を筐体10の一外面とみなした場合、このカバー部材13は、マーカヘッド1の取付等に際してユーザに視認されることになる。この場合、カバー部材13における例えば第2カバー部13bには、図3Aに示すように、マークとしての第1マークM1を付すこともできる。 When the cover member 13 is regarded as one outer surface of the housing 10, the cover member 13 is visually recognized by the user when the marker head 1 is attached. In this case, for example, the second cover portion 13b of the cover member 13 may be provided with a first mark M1 as a mark, as shown in FIG. 3A.

第1マークM1は、照射エリアR1のセンター(照射エリアR1の対角線が交わる交点)を示す第1中心線M11と、照射エリアR1における+Y側のエッジを示す+YエッジM12と、照射エリアR1における-Y側のセンターを示す-YエッジM13と、によって構成される。 The first mark M1 includes a first center line M11 indicating the center of the irradiation area R1 (the intersection where the diagonal lines of the irradiation area R1 intersect), a +Y edge M12 indicating the edge on the +Y side in the irradiation area R1, and a − mark in the irradiation area R1. and a -Y edge M13 indicating the center of the Y side.

なお、カバー部材13は必須ではない。カバー部材13を設けることなく前面10fを筐体10の外面とみなした場合、その前面10fに第1マークM1を付すこともできる。 Note that the cover member 13 is not essential. When the front surface 10f is regarded as the outer surface of the housing 10 without providing the cover member 13, the first mark M1 can be attached to the front surface 10f.

-背面10b-
図3Bおよび図5に示すように、前記6面のうちの背面10bは、レーザ光走査部5を挟んで前面10fの反対側に配置されており、YZ方向に沿って延びる板状に形成されている。本実施形態に係る背面10bは、筐体10の一外面(カバー部材13とは異なる外面)とみなすことができ、筐体10内に電力を供給する電気ケーブル200が接続される接続面をなす。接続面としての背面10bは、開放面としての前面10f、取付面としての天面10u、および出射面としての底面10dとともに、レーザ光偏向部としてのレーザ光走査部5を包囲する。
-Back 10b-
As shown in FIGS. 3B and 5, the rear surface 10b of the six surfaces is arranged on the opposite side of the front surface 10f across the laser beam scanning unit 5, and is formed in a plate shape extending along the YZ direction. ing. The back surface 10b according to the present embodiment can be regarded as one outer surface of the housing 10 (an outer surface different from the cover member 13), and forms a connection surface to which an electric cable 200 that supplies power to the inside of the housing 10 is connected. . The back surface 10b as a connection surface surrounds the laser beam scanning unit 5 as a laser beam deflection unit together with the front surface 10f as an open surface, the top surface 10u as a mounting surface, and the bottom surface 10d as an emission surface.

そして、接続面としての背面10bには、図7に示すように、該背面10bと電気ケーブル200との接続部分を覆う接続カバー14が設けられる。この接続カバー14は、背面10bの面内方向(YZ方向)、より詳細には、面内方向(YZ方向)のうち、照射方向(Z方向)に交差する方向(Y方向)に電気ケーブル200が繰り出されるように、電気ケーブル200の延び方向Aeを規制する。 As shown in FIG. 7, a connection cover 14 is provided on the rear surface 10b serving as a connection surface to cover a connection portion between the rear surface 10b and the electric cable 200. As shown in FIG. The connection cover 14 extends in the in-plane direction (YZ direction) of the back surface 10b, more specifically, in the in-plane direction (YZ direction), in a direction (Y direction) intersecting the irradiation direction (Z direction). The extension direction Ae of the electric cable 200 is regulated so that .

言い換えると、接続カバー14は、前面10fと背面10bを結ぶ方向であるX方向に直交する方向(Y方向またはZ方向)に沿って電気ケーブル200を繰り出すように構成されている。 In other words, the connection cover 14 is configured to let out the electric cable 200 along a direction (Y direction or Z direction) orthogonal to the X direction, which is the direction connecting the front face 10f and the back face 10b.

具体的に、本実施形態に係る接続カバー14は、マーカヘッド1における電気ケーブル200との接続端子を囲う囲い部14aと、該囲い部14aを閉塞する蓋部14bと、囲い部14aと蓋部14bとの間を液密状に封止するシール部材14cと、電気ケーブル200の線径を調整する線径変換コネクタ14dと、を有する。 Specifically, the connection cover 14 according to the present embodiment includes an enclosing portion 14a that encloses the connection terminal with the electric cable 200 in the marker head 1, a lid portion 14b that closes the enclosing portion 14a, and the enclosing portion 14a and the lid portion. 14b, and a wire diameter conversion connector 14d for adjusting the wire diameter of the electric cable 200.

このうち、囲い部14aは、背面10bに開口したコネクタを側方(YZ方向)から取り囲むように形成されている。詳しくは、本実施形態に係る囲い部aは、+X方向に向かって開口した矩形薄箱状に形成されている。 Of these, the enclosing portion 14a is formed so as to enclose the connector opened in the back surface 10b from the side (in the YZ direction). Specifically, the enclosing part a according to the present embodiment is formed in a rectangular thin box shape that is open in the +X direction.

そして、囲い部14aを薄箱とみなした場合における底面14eには、それぞれ異なる接続端子に通じる2つの開口部(符号省略)が形成されている。また、囲い部14aを構成する複数の側壁のうち、+Y側に面する左側壁部14fには、延び方向AeとしてのY方向に沿って左側壁部14fを貫く第1貫通孔14gが設けられている。電気ケーブル200は、この第1貫通孔14gに挿通されることで、その延び方向Aeが規制されることになる。 Two openings (reference numerals omitted) leading to different connection terminals are formed in the bottom surface 14e when the enclosure 14a is regarded as a thin box. Among the plurality of side walls forming the enclosing portion 14a, the left side wall portion 14f facing the +Y side is provided with a first through hole 14g passing through the left side wall portion 14f along the Y direction as the extension direction Ae. ing. The extension direction Ae of the electric cable 200 is restricted by being inserted through the first through hole 14g.

線径変換コネクタ14dは、囲い部14aの内側に配置されており、囲い部14aおよび蓋部14bによって区画される収容空間に収容されている。ここで、本実施形態に係る電気ケーブル200は、マーカコントローラ100から延びて線径変換コネクタ14dに接続される第1ケーブル部201と、線径変換コネクタ14dから延びマーカヘッド1の接続端子に接続される第2ケーブル部202と、によって構成されている。第2ケーブル部202の線径は、マーカヘッド1の接続端子に適合するように、第1ケーブル部201の線径よりも小径に設定されている。 The wire diameter conversion connector 14d is arranged inside the enclosing portion 14a and accommodated in an accommodating space defined by the enclosing portion 14a and the lid portion 14b. Here, the electric cable 200 according to the present embodiment includes a first cable portion 201 extending from the marker controller 100 and connected to the wire diameter conversion connector 14d, and an electric cable portion 201 extending from the wire diameter conversion connector 14d and connected to the connection terminal of the marker head 1. and a second cable portion 202 that is configured by The wire diameter of the second cable portion 202 is set smaller than the wire diameter of the first cable portion 201 so as to fit the connection terminals of the marker head 1 .

すなわち、本実施形態では、電気ケーブル200は、線径変換コネクタ14dによって線径が変換された状態で、マーカヘッド1に接続されるようになっている。 That is, in the present embodiment, the electric cable 200 is connected to the marker head 1 with the wire diameter converted by the wire diameter conversion connector 14d.

一般に、マーカヘッド1の設置環境に応じて、電気ケーブル200のケーブル長を変更しようとするニーズがある。ここで、通常よりも長い電気ケーブル200を使用しようとした場合、相対的に短い電気ケーブルと比べて電圧降下が懸念されるため、その対策として、より大きな線径を有する電気ケーブル200を用いることが考えられる。 Generally, there is a need to change the cable length of the electric cable 200 according to the installation environment of the marker head 1 . Here, if an attempt is made to use an electric cable 200 that is longer than usual, there is concern about a voltage drop compared to a relatively short electric cable, so as a countermeasure, an electric cable 200 having a larger wire diameter is used. can be considered.

このように、マーカヘッド1の設置環境に応じて電気ケーブル200の線径が変わり得るため、前述のような線径変換コネクタ14dを用いることが考えられるものの、単に線径変換コネクタ14dを用いるだけでは、第1ケーブル部201と線径変換コネクタ14dとの接続部分、および、第2ケーブル部202と線径変換コネクタ14dとの接続部分の被水が懸念される。 Thus, since the wire diameter of the electric cable 200 can be changed according to the installation environment of the marker head 1, it is conceivable to use the wire diameter conversion connector 14d as described above. Then, there is a concern that the connecting portion between the first cable portion 201 and the wire diameter conversion connector 14d and the connecting portion between the second cable portion 202 and the wire diameter conversion connector 14d will be exposed to water.

これに対し、図7に示したように、線径変換コネクタ14dを接続カバー14内に収容することで、前述の各接続部分の被水を抑制することができる。これにより、より広範な設置環境にマーカヘッド1を適合させることが可能になる。 On the other hand, as shown in FIG. 7, by housing the wire diameter conversion connector 14d in the connection cover 14, it is possible to suppress the above-described connection portions from being exposed to water. This makes it possible to adapt the marker head 1 to a wider range of installation environments.

-左側面10l-
図3A、図3Bおよび図10に示すように、前記6面のうちの左側面10lは、レーザ光走査部5に対して+Y側に配置されており、ZX方向に沿って延びる板状に形成されている。
- left side 10l -
As shown in FIGS. 3A, 3B and 10, the left side surface 10l of the six surfaces is arranged on the +Y side with respect to the laser beam scanning unit 5, and is formed in a plate shape extending along the ZX direction. It is

なお、左側面10lを筐体10の一外面とみなした場合、この左側面10lは、マーカヘッド1の取付等に際してユーザに視認されることになる。この左側面10lには図3Aに示すように、マークとしての第2マークM2を付すこともできる。 When the left side 10l is regarded as one outer surface of the housing 10, the left side 10l is visually recognized by the user when the marker head 1 is attached. As shown in FIG. 3A, the left side surface 10l may be provided with a second mark M2 as a mark.

第2マークM2は、照射エリアR1のセンター(照射エリアR1の対角線が交わる交点)を示す第2中心線M21と、照射エリアR1における+X側のエッジを示す+XエッジM22と、照射エリアR1における-X側のエッジを示す-XエッジM23と、によって構成される。 The second mark M2 includes a second center line M21 indicating the center of the irradiation area R1 (the intersection where diagonal lines of the irradiation area R1 intersect), a +X edge M22 indicating the edge on the +X side in the irradiation area R1, and a − mark in the irradiation area R1. and -X edge M23 indicating an edge on the X side.

-右側面10r-
図4、図5および図10に示すように、前記6面のうちの右側面10rは、レーザ光走査部5に対して-Y側に配置されており、ZX方向に沿って延びる板状に形成されている。右側面10rは、レーザ光走査部5を挟んで左側面10lの反対側に配置されている。
-Right side 10r-
As shown in FIGS. 4, 5 and 10, the right side surface 10r of the six surfaces is arranged on the -Y side with respect to the laser beam scanning unit 5, and is shaped like a plate extending along the ZX direction. formed. The right side surface 10r is arranged on the opposite side of the left side surface 10l with the laser beam scanning unit 5 interposed therebetween.

なお、右側面10rを筐体10の一外面とみなした場合、この右側面10rに対し、第2マークM2と同様に構成された第3マークM3を付すことができる。 When the right side surface 10r is regarded as one outer surface of the housing 10, a third mark M3 configured similarly to the second mark M2 can be attached to the right side surface 10r.

第3マークM3は、照射エリアR1のセンター(照射エリアR1の対角線が交わる交点)を示す第3中心線M31と、照射エリアR1における+X側のエッジを示す+XエッジM32と、照射エリアR1における-X側のエッジを示す-XエッジM33と、によって構成される。 The third mark M3 includes a third center line M31 indicating the center of the irradiation area R1 (the intersection where the diagonal lines of the irradiation area R1 intersect), a +X edge M32 indicating the edge on the +X side in the irradiation area R1, and a − mark in the irradiation area R1. and -X edge M33 indicating an edge on the X side.

なお、第2マークM2と第3マークM3を両方とも具備する構成は必須ではなく、第2マークM2および第3マークM3のうちのいずれか一方を具備するように構成してもよい。 It should be noted that the configuration having both the second mark M2 and the third mark M3 is not essential, and it may be configured to have either the second mark M2 or the third mark M3.

(筐体10の内部空間)
筐体10は、底面10d、天面10u、前面10f、背面10b、左側面10l、右側面10rの6面によって包囲された内部空間を区画する。この内部空間は、筐体10内に配置される板状部材によって、複数の収容部に仕切られるようになっている。
(Internal space of housing 10)
The housing 10 defines an internal space surrounded by six surfaces including a bottom surface 10d, a top surface 10u, a front surface 10f, a rear surface 10b, a left side surface 10l, and a right side surface 10r. This internal space is partitioned into a plurality of storage units by plate-like members arranged inside the housing 10 .

そうした板状部材として、本実施形態に係るマーカヘッド1は、第1ベースプレート15と、第2ベースプレート16と、第3ベースプレート17と、を有している。第1ベースプレート15、第2ベースプレート16および第3ベースプレート17は、本実施形態では互いに別体とされている。また、これらの板状部材のうち、第1ベースプレート15は、固体レーザ結晶41を支持可能な支持プレートとして構成されている。 As such plate members, the marker head 1 according to the present embodiment has a first base plate 15, a second base plate 16, and a third base plate 17. As shown in FIG. The first base plate 15, the second base plate 16 and the third base plate 17 are separated from each other in this embodiment. Among these plate members, the first base plate 15 is configured as a support plate capable of supporting the solid-state laser crystal 41 .

以下、各板状部材の構成について、順番に説明をする。 Hereinafter, the configuration of each plate-like member will be described in order.

-第1ベースプレート15-
図8、図9および図10に示すように、第1ベースプレート15は、X方向に延びる金属製の板状部材として構成されており、筐体10に収容されている(言い換えると、筐体10の6面に包囲されている)。第1ベースプレート15の板厚は、筐体10の6面のうち、少なくとも左側面10lおよび右側面10rの板厚よりも大きくなるように設定されている。
-First base plate 15-
As shown in FIGS. 8, 9, and 10, the first base plate 15 is configured as a metal plate member extending in the X direction, and is accommodated in the housing 10 (in other words, the housing 10 surrounded by six sides of the ). The thickness of the first base plate 15 is set to be greater than the thickness of at least the left side 10l and the right side 10r among the six sides of the housing 10. As shown in FIG.

特に、本実施形態に係る第1ベースプレート15は、-X側から見て逆L字形状を有している。ここで、「逆L字形状」とは、Z方向に延びる対称軸に関してL字形状を反転させた形状を指す。以下、第1ベースプレート15において逆L字形状の縦辺に相当する部位を縦辺部15aと呼称し、逆L字形状の横辺に相当する部位を横辺部15bと呼称する場合がある。 In particular, the first base plate 15 according to this embodiment has an inverted L shape when viewed from the -X side. Here, the “inverted L-shape” refers to a shape obtained by inverting the L-shape with respect to the axis of symmetry extending in the Z direction. Hereinafter, the portion of the first base plate 15 corresponding to the vertical side of the inverted L-shape may be referred to as a vertical side portion 15a, and the portion corresponding to the horizontal side of the inverted L-shape may be referred to as a horizontal side portion 15b.

第1ベースプレート15は、Y方向においては左側面10lと右側面10rとの間に配置されており、第2ベースプレート16よりも+Y側に配置されている。第1ベースプレート15は、第2ベースプレート16を挟んで第3ベースプレート17よりも+Y側に配置されている。 The first base plate 15 is arranged between the left side surface 10l and the right side surface 10r in the Y direction, and is arranged on the +Y side of the second base plate 16. As shown in FIG. The first base plate 15 is arranged on the +Y side of the third base plate 17 with the second base plate 16 interposed therebetween.

ここで、横辺部15bの左端部(+Y側の端部)と、筐体10の左側面10lとの間には、第1ベースプレート15および左側面10lの隙間を液密状に封止するシール部材(不図示)が設けられている。 Here, the gap between the first base plate 15 and the left side 10l of the housing 10 is liquid-tightly sealed between the left end (+Y side end) of the horizontal side portion 15b and the left side 10l of the housing 10. A seal member (not shown) is provided.

第1ベースプレート15は、Z方向においては、天面10uの下方に配置されている。 The first base plate 15 is arranged below the top surface 10u in the Z direction.

ここで、図10の囲み部C1に示すように、縦辺部15aの上端部(-Z側の端部)は、天面10uに対し所定の隙間を存して対向している。これにより、第1ベースプレート15は、筐体10の天面10uに対して非一体的な状態(天面10uに対する第1ベースプレート15の相対変位を許容する状態)となる。 Here, as shown in the enclosing portion C1 of FIG. 10, the upper end portion (the end portion on the -Z side) of the vertical side portion 15a faces the top surface 10u with a predetermined gap therebetween. As a result, the first base plate 15 becomes non-integrated with the top surface 10u of the housing 10 (a state in which relative displacement of the first base plate 15 with respect to the top surface 10u is allowed).

なお、筐体10の6面のうち、天面10u以外の外面を取付面とした場合、天面10uと縦辺部15aとの間に隙間を設ける代わりに、取付面とされた外面と第1ベースプレート15との間に隙間を設けてもよい。例えば、筐体10の左側面10lを取付面とした場合、横辺部15bの左端部と左側面10lとの間に隙間を設けることができる。 In addition, when the outer surface other than the top surface 10u among the six surfaces of the housing 10 is used as the mounting surface, instead of providing a gap between the top surface 10u and the vertical side portion 15a, the outer surface used as the mounting surface and the second 1 base plate 15 may be provided with a gap. For example, when the left side surface 10l of the housing 10 is used as the mounting surface, a gap can be provided between the left end portion of the horizontal side portion 15b and the left side surface 10l.

第1ベースプレート15は、X方向においては、前面10fと背面10bとの間に配置されている。図11に示すように、第1ベースプレート15は、前面側締結具15cによって前面10fに固定されるとともに、背面側締結具15dによって背面10bに固定されるようになっている。 The first base plate 15 is arranged between the front surface 10f and the rear surface 10b in the X direction. As shown in FIG. 11, the first base plate 15 is fixed to the front surface 10f by front fasteners 15c and to the rear surface 10b by rear fasteners 15d.

すなわち、支持プレートとしての第1ベースプレート15は、取付面としての天面10uに対しては非一体的な状態となりつつ、前面10fおよび背面10bを介して筐体10に取り付けられるようになっている。 That is, the first base plate 15 as a support plate is attached to the housing 10 via the front surface 10f and the rear surface 10b while being in a non-integrated state with the top surface 10u as the mounting surface. .

続いて、縦辺部15aについて詳述すると、本実施形態に係る縦辺部15aは、照射方向としてのZ方向と、X方向とに沿って広がる厚板状に形成されている。図11に示すように、縦辺部15aには、少なくとも2つの貫通孔15e,15fが形成される。 Next, the vertical side portion 15a will be described in detail. The vertical side portion 15a according to the present embodiment is formed in a thick plate shape extending along the Z direction and the X direction as irradiation directions. As shown in FIG. 11, at least two through holes 15e and 15f are formed in the vertical side portion 15a.

2つの貫通孔15e,15fのうち、+X側に位置する第2貫通孔15eは、励起光導光部3とレーザ光出力部4とを光学的に結合するために用いられる。第2貫通孔15eは、励起光導光部3からレーザ光出力部4に励起光を入射させる第1入射窓91を構成する。 Of the two through holes 15 e and 15 f , the second through hole 15 e located on the +X side is used for optically coupling the excitation light guide section 3 and the laser light output section 4 . The second through hole 15 e constitutes a first incident window 91 through which excitation light is incident from the excitation light guide section 3 to the laser light output section 4 .

2つの貫通孔15e,15fのうち、-X側に位置する第3貫通孔15fは、レーザ光出力部4とレーザ光走査部5とを光学的に結合するために用いられる。第3貫通孔15fには、レーザ光を透過するガラス等の光学部材15hが嵌め込まれる。第3貫通孔15fおよび光学部材15hは、後述の第5貫通孔50bとともに、レーザ光出力部4からレーザ光走査部5にレーザ光を入射させる第2入射窓92を構成する。 Of the two through-holes 15e and 15f, the third through-hole 15f located on the -X side is used for optically coupling the laser beam output section 4 and the laser beam scanning section 5. FIG. An optical member 15h such as glass that transmits laser light is fitted into the third through hole 15f. The third through-hole 15f and the optical member 15h constitute a second entrance window 92 through which the laser beam from the laser beam output unit 4 enters the laser beam scanning unit 5 together with a fifth through-hole 50b described later.

また、縦辺部15aの左右両側面のうち、+Y側に向かって面する左側面は、後述の結晶収容部H12を区画する仕切面15gをなす。この仕切面15gには、固体レーザ結晶41をはじめとする種々の光学部品が締結される。 Of the left and right side surfaces of the vertical side portion 15a, the left side surface facing the +Y side forms a partition surface 15g that partitions a crystal containing portion H12, which will be described later. Various optical components including the solid-state laser crystal 41 are fastened to the partition surface 15g.

また、縦辺部15aの左右両側面のうち、-Y側に向かって面する右側面は、後述のミラー収容部H11を区画する第1ケーシング50を左方から支持する。縦辺部15aの右側面によって第1ケーシング50を支持する代わりに、当該右側面がミラー収容部H11の一部を区画してもよい。 Of the left and right side surfaces of the vertical side portion 15a, the right side surface facing the -Y side supports, from the left side, a first casing 50 that defines a later-described mirror housing portion H11. Instead of supporting the first casing 50 by the right side surface of the vertical side portion 15a, the right side surface may define part of the mirror housing portion H11.

続いて、横辺部15bについて詳述すると、本実施形態に係る横辺部15bは、X方向と、Y方向とに沿って広がる厚板状に形成されている。図10に示すように、横辺部15bの下面には、本実施形態に係るヒートシンクとしての第1ヒートシンク81が設けられる。 Next, the horizontal side portion 15b will be described in detail. The horizontal side portion 15b according to the present embodiment is formed in a thick plate shape extending along the X direction and the Y direction. As shown in FIG. 10, a first heat sink 81 as a heat sink according to this embodiment is provided on the lower surface of the horizontal side portion 15b.

第1ヒートシンク81は、+Z方向に向かって突出した複数のフィンによって構成される。これらのフィンは、Y方向に並んでいる。各フィンは、X方向に延びるように形成される。第1ヒートシンク81は、第1ベースプレート15を介してレーザ光出力部4の構成部品(例えば固体レーザ結晶41)と熱的に結合されることになる。 The first heat sink 81 is composed of a plurality of fins projecting in the +Z direction. These fins are aligned in the Y direction. Each fin is formed to extend in the X direction. The first heat sink 81 is thermally coupled to the components (for example, the solid laser crystal 41) of the laser light output section 4 via the first base plate 15. As shown in FIG.

なお、図10に示す例では、横辺部15bと第1ヒートシンク81とが一体的に形成されているが、これに限らず、横辺部15bと第1ヒートシンク81とを別体に形成してもよい。 In the example shown in FIG. 10, the horizontal side portion 15b and the first heat sink 81 are integrally formed. may

-第2ベースプレート16-
図8、図9および図10に示すように、第2ベースプレート16は、X方向に延びる金属製の板状部材として構成されており、筐体10の6面のうちの一部、特に底面10dのオフセット部16aを区画している。
-Second base plate 16-
As shown in FIGS. 8, 9 and 10, the second base plate 16 is configured as a metal plate-like member extending in the X direction, and extends on one of the six surfaces of the housing 10, especially the bottom surface 10d. partitions the offset portion 16a.

特に、本実施形態に係る第2ベースプレート16は、-Y側から見てZ型に形成されている。第2ベースプレート16をZ型とみなしたときの上辺が、本実施形態におけるオフセット部16aに相当する。X方向において、上辺としてのオフセット部16aの長さは、第2ベースプレート16をZ型とみなしたときの底辺の長さよりも長くなるように設定されている。 In particular, the second base plate 16 according to this embodiment is formed in a Z shape when viewed from the -Y side. The upper side of the second base plate 16 assuming a Z shape corresponds to the offset portion 16a in this embodiment. In the X direction, the length of the offset portion 16a as the upper side is set to be longer than the length of the bottom side when the second base plate 16 is assumed to be Z-shaped.

第2ベースプレート16は、Y方向においては左側面10lと右側面10rとの間、より詳細には、第1ベースプレート15と第3ベースプレート17との間に配置されている。第2ベースプレート16は、ネジ等の締結具(不図示)を介して第1ベースプレート15および第3ベースプレート17によって支持されている。 The second base plate 16 is arranged between the left side 10l and the right side 10r, more specifically, between the first base plate 15 and the third base plate 17 in the Y direction. The second base plate 16 is supported by the first base plate 15 and the third base plate 17 via fasteners (not shown) such as screws.

第2ベースプレート16は、Z方向においては天面10uの下方に配置されている。第2ベースプレート16は、第1ベースプレート15の横辺部15bよりも-Z側に配置される。具体的に、第2ベースプレート16において、Z型の上辺としてのオフセット部16aは、第1ベースプレート15の縦辺部15aをZ方向に2分したときの+Z側部分(下側部分)と略同じZ位置に配置されている。また、第2ベースプレート16において、Z型の底辺に相当する部分は、左側面10lおよび右側面10rにおける+Z側の端部(下端部)と略同じZ位置に配置されている。 The second base plate 16 is arranged below the top surface 10u in the Z direction. The second base plate 16 is arranged on the −Z side of the horizontal side portion 15 b of the first base plate 15 . Specifically, in the second base plate 16, the offset portion 16a as the upper side of the Z shape is substantially the same as the +Z side portion (lower portion) when the vertical side portion 15a of the first base plate 15 is bisected in the Z direction. located in the Z position. In the second base plate 16, the portion corresponding to the bottom side of the Z shape is arranged at substantially the same Z position as the +Z-side ends (lower ends) of the left side 10l and right side 10r.

ここで、第2ベースプレート16におけるオフセット部16aにおける+Y側の端部(左端部)と、第1ベースプレート15における縦辺部15aの右側面との間には、オフセット部16aおよび前記右側面の隙間を液密状に封止するシール部材(不図示)が設けられている。 Here, between the +Y side end (left end) of the offset portion 16a of the second base plate 16 and the right side surface of the vertical side portion 15a of the first base plate 15, there is a gap between the offset portion 16a and the right side surface. A sealing member (not shown) is provided for liquid-tightly sealing the .

同様に、オフセット部16aにおける-Y側の端部(右端部)と、第3ベースプレート17における縦辺部17aの左側面との間には、オフセット部16aおよび前記左側面の隙間を液密状に封止するシール部材(不図示)が設けられている。 Similarly, between the −Y side end (right end) of the offset portion 16a and the left side surface of the vertical side portion 17a of the third base plate 17, the gap between the offset portion 16a and the left side surface is liquid-tight. A sealing member (not shown) is provided to seal the inside.

第2ベースプレート16は、X方向においては、前面10fと背面10bとの間に配置されている。第2ベースプレート16は、第1ベースプレート15および第3ベースプレート17を介して前面10fおよび背面10bに固定されるようになっている。第2ベースプレート16と前面10fおよび背面10bとを直に締結してもよい。 The second base plate 16 is arranged between the front surface 10f and the rear surface 10b in the X direction. The second base plate 16 is fixed to the front surface 10 f and the rear surface 10 b via the first base plate 15 and the third base plate 17 . The second base plate 16, the front surface 10f and the rear surface 10b may be directly fastened.

続いて、オフセット部16aについて詳述すると、本実施形態に係るオフセット部16aは、X方向と、Y方向とに沿って広がる厚板状に形成されている。そして、オフセット部16aをX方向に2分したときの+X側部分(前後方向における後側部分)には、本実施形態に係る出射窓6が形成されている。 Next, the offset portion 16a will be described in detail. The offset portion 16a according to the present embodiment is formed in a thick plate shape that spreads along the X direction and the Y direction. The exit window 6 according to the present embodiment is formed on the +X side portion (the rear portion in the front-rear direction) when the offset portion 16a is divided into two in the X direction.

出射窓6は、オフセット部16aの+X側部分を貫く出射孔61と、この出射孔61に嵌め込まれるカバーガラス62と、出射孔61およびカバーガラス62の隙間を液密状に封止するシール部材(不図示)と、を有する(図10を参照)。カバーガラス62は、レーザ光走査部5によって偏向されて照射エリアR1に向かうレーザ光を透過する光学部材として構成されている。このカバーガラス62は、照射エリアR1の形状に対応した矩形状、例えば照射エリアR1と略相似の関係にあり、かつ当該照射エリアR1よりも小サイズの矩形状に形成することができる。 The exit window 6 includes an exit hole 61 penetrating the +X side portion of the offset portion 16a, a cover glass 62 fitted in the exit hole 61, and a sealing member liquid-tightly sealing the gap between the exit hole 61 and the cover glass 62. (not shown) and (see FIG. 10). The cover glass 62 is configured as an optical member that transmits laser light that is deflected by the laser light scanning unit 5 and directed toward the irradiation area R1. The cover glass 62 can be formed in a rectangular shape corresponding to the shape of the irradiation area R1, for example, in a rectangular shape that is substantially similar to the irradiation area R1 and smaller in size than the irradiation area R1.

また、図8、図9および図10に示すように、オフセット部16aの上下両面のうち、-Z側に向かって面する上面は、第1ケーシング50を下方から支持する。より詳細には、オフセット部16aの上面には第1ケーシング50を締結することができ、この締結によって、第2ベースプレート16に対して第1ケーシング50を固定することができるようになっている。オフセット部16aの上面によって第1ケーシング50を支持する代わりに、当該上面がミラー収容部H11の一部を区画してもよい。 8, 9 and 10, of the upper and lower surfaces of the offset portion 16a, the upper surface facing the -Z side supports the first casing 50 from below. More specifically, the first casing 50 can be fastened to the upper surface of the offset portion 16a, and the first casing 50 can be fixed to the second base plate 16 by this fastening. Instead of supporting the first casing 50 by the upper surface of the offset portion 16a, the upper surface may define a portion of the mirror housing portion H11.

-第3ベースプレート17-
図8、図9および図10に示すように、第3ベースプレート17は、X方向に延びる金属製の板状部材として構成されており、筐体10に収容されている(言い換えると、筐体10の6面に包囲されている)。第3ベースプレート17の板厚は、筐体10の6面のうち、少なくとも左側面10lおよび右側面10rの板厚よりも大きくなるように設定されている。
-Third base plate 17-
As shown in FIGS. 8, 9, and 10, the third base plate 17 is configured as a metal plate member extending in the X direction, and is accommodated in the housing 10 (in other words, the housing 10 surrounded by six sides of the ). The plate thickness of the third base plate 17 is set to be larger than the plate thickness of at least the left side 10l and the right side 10r among the six sides of the housing 10. As shown in FIG.

特に、本実施形態に係る第3ベースプレート17は、-X側から見てL字形状を有している。以下、第3ベースプレート17においてL字形状の縦辺に相当する部位を縦辺部17aと呼称し、L字形状の横辺に相当する部位を横辺部17bと呼称する場合がある。 In particular, the third base plate 17 according to this embodiment has an L shape when viewed from the -X side. Hereinafter, the portion corresponding to the L-shaped vertical side of the third base plate 17 may be referred to as a vertical side portion 17a, and the portion corresponding to the L-shaped horizontal side may be referred to as a horizontal side portion 17b.

第3ベースプレート17は、Y方向においては左側面10lと右側面10rとの間に配置されており、第2ベースプレート16よりも-Y側に配置されている。第3ベースプレート17は、第2ベースプレート16を挟んで第1ベースプレート15よりも-Y側に配置されている。 The third base plate 17 is arranged between the left side 10l and the right side 10r in the Y direction, and is arranged on the -Y side of the second base plate 16. As shown in FIG. The third base plate 17 is arranged on the -Y side of the first base plate 15 with the second base plate 16 interposed therebetween.

ここで、第3ベースプレート17における横辺部17bの右端部(+Y側の端部)と、筐体10の右側面10rとの間には、第3ベースプレート17および右側面10rの隙間を液密状に封止するシール部材(不図示)が設けられている。 Here, between the right end (+Y side end) of the horizontal side portion 17b of the third base plate 17 and the right side surface 10r of the housing 10, the gap between the third base plate 17 and the right side surface 10r is liquid-tight. A sealing member (not shown) is provided for sealing the shape.

第3ベースプレート17は、Z方向においては、天面10uの下方に配置されている。 The third base plate 17 is arranged below the top surface 10u in the Z direction.

第3ベースプレート17は、X方向においては、前面10fと背面10bとの間に配置されている。第3ベースプレート17は、不図示の締結具によって前面10fおよび背面10bに固定されるようになっている。 The third base plate 17 is arranged between the front surface 10f and the rear surface 10b in the X direction. The third base plate 17 is fixed to the front surface 10f and the rear surface 10b by fasteners (not shown).

続いて、第3ベースプレート17の縦辺部17aについて詳述すると、本実施形態に係る縦辺部17aは、照射方向としての-Z方向と、X方向とに沿って広がる厚板状に形成されている。Z方向において、第3ベースプレート17の縦辺部17aの寸法は、第1ベースプレート15の縦辺部15aの寸法よりも短い。この縦辺部17aは、第2ベースプレート16を-Y側から支持する。 Next, the vertical side portion 17a of the third base plate 17 will be described in detail. ing. The dimension of the vertical side portion 17a of the third base plate 17 is shorter than the dimension of the vertical side portion 15a of the first base plate 15 in the Z direction. The vertical side portion 17a supports the second base plate 16 from the -Y side.

続いて、第3ベースプレート17の横辺部17bについて詳述すると、本実施形態に係る横辺部17bは、X方向と、Y方向とに沿って広がる厚板状に形成されている。この横辺部17bには、種々の部品を取り付けることができる。横辺部17bに取り付けられる部品には、レーザ光走査部5の第1制御基板53が含まれる。また、図10に示すように、横辺部15bにおいて-Z側に向かって面する下面には、本実施形態に係るヒートシンクとしての第2ヒートシンク82が設けられる。 Next, the horizontal side portion 17b of the third base plate 17 will be described in detail. The horizontal side portion 17b according to the present embodiment is formed in a thick plate shape extending along the X direction and the Y direction. Various parts can be attached to the horizontal side portion 17b. Components attached to the horizontal side portion 17 b include the first control board 53 of the laser beam scanning section 5 . Further, as shown in FIG. 10, a second heat sink 82 as a heat sink according to the present embodiment is provided on the lower surface of the horizontal side portion 15b facing the -Z side.

第2ヒートシンク82は、+Z方向に向かって突出した複数のフィンによって構成される。これらのフィンは、Y方向に並んでいる。各フィンは、X方向に延びるように形成される。この第2ヒートシンク82は、第3ベースプレート17を介して励起光生成部2の構成部品(例えば励起光源21)と熱的に結合されることになる。 The second heat sink 82 is composed of a plurality of fins projecting in the +Z direction. These fins are aligned in the Y direction. Each fin is formed to extend in the X direction. This second heat sink 82 is thermally coupled to the components (for example, the excitation light source 21 ) of the excitation light generator 2 via the third base plate 17 .

つまり本実施形態では、レーザ光出力部4を冷却するための第1ヒートシンク81は、励起光生成部2を冷却するための第2ヒートシンク82とは別体に構成されるようになっている。 That is, in this embodiment, the first heat sink 81 for cooling the laser light output section 4 is configured separately from the second heat sink 82 for cooling the excitation light generating section 2 .

なお、図10に示す例では、横辺部17bと第2ヒートシンク82とが一体的に形成されているが、これに限らず、横辺部17bと第2ヒートシンク82とを別体に形成してもよい。 In the example shown in FIG. 10, the horizontal side portion 17b and the second heat sink 82 are integrally formed. may

また本実施形態のように、第1ベースプレート15および第3ベースプレート17を別体とした場合、第1ベースプレート15に設けられる第1ヒートシンク81と、第3ベースプレート17に設けられる第2ヒートシンク82は、互いに別体となる。しかしながら、本開示はそうした構成には限定されず、第1ヒートシンク81と第2ヒートシンク82とを一体的に構成することもできる。 Further, when the first base plate 15 and the third base plate 17 are separated as in this embodiment, the first heat sink 81 provided on the first base plate 15 and the second heat sink 82 provided on the third base plate 17 are become separate from each other. However, the present disclosure is not limited to such a configuration, and the first heat sink 81 and the second heat sink 82 can also be configured integrally.

(第1収容部H1および第2収容部H2の概略)
前述したように、筐体10の内部空間は、第1ベースプレート15、第2ベースプレート16および第3ベースプレート17によって複数の収容部に仕切られる。
(Outline of first housing portion H1 and second housing portion H2)
As described above, the internal space of the housing 10 is partitioned into a plurality of housing portions by the first base plate 15, the second base plate 16 and the third base plate 17. As shown in FIG.

そうした収容部として、本実施形態に係る筐体10には、光学部材としてのカバーガラス62が設けられた第1収容部H1と、カバーガラス62の周囲の少なくとも一部を該カバーガラス62よりも照射エリアR1に向けて突出させてなる第2収容部H2と、が形成される(図10の破線Slを参照)。 As such housing portions, the housing 10 according to the present embodiment includes a first housing portion H1 provided with a cover glass 62 as an optical member, and A second accommodating portion H2 that protrudes toward the irradiation area R1 is formed (see broken line Sl in FIG. 10).

第1収容部H1と第2収容部H2は、照射方向(-Z方向)に沿って並んでおり、照射方向の一側(-Z側)には第1収容部H1が配置される一方、照射方向の他側(+Z側)には第2収容部H2が配置される。第1収容部H1と第2収容部H2との境界は、第1ベースプレート15、第2ベースプレート16および第3ベースプレート17によって区画される。 The first accommodation portion H1 and the second accommodation portion H2 are arranged along the irradiation direction (−Z direction), and the first accommodation portion H1 is arranged on one side (−Z side) of the irradiation direction. A second housing portion H2 is arranged on the other side (+Z side) of the irradiation direction. A boundary between the first accommodation portion H1 and the second accommodation portion H2 is defined by the first base plate 15 , the second base plate 16 and the third base plate 17 .

第1収容部H1は、励起光の生成、レーザ光の生成およびレーザ光の偏向に関連した光学部品を収容する。具体的に、本実施形態に係る第1収容部H1は、励起光生成部2と、励起光導光部3と、レーザ光出力部4と、レーザ光走査部5と、を収容する。 The first housing portion H1 houses optical components related to generation of excitation light, generation of laser light, and deflection of laser light. Specifically, the first accommodation section H1 according to the present embodiment accommodates the excitation light generation section 2, the excitation light guide section 3, the laser light output section 4, and the laser light scanning section 5. FIG.

図10に示す例では、第1収容部H1は、天面10uと、前面10fの上側部分と、背面10bの下側部分と、左側面10lの上側部分と、右側面10rの上側部分と、底面10dのうち第2ベースプレート16によって構成される部分と、第1ベースプレート15と、第3ベースプレート17と、によって包囲された空間として構成されている。 In the example shown in FIG. 10, the first housing portion H1 includes a top surface 10u, an upper portion of the front surface 10f, a lower portion of the rear surface 10b, an upper portion of the left side surface 10l, an upper portion of the right side surface 10r, It is configured as a space surrounded by a portion of the bottom surface 10 d that is configured by the second base plate 16 , the first base plate 15 , and the third base plate 17 .

一方、第2収容部H2は、第1収容部H1に収容される光学部品の冷却に関連した冷却部品を収容する。具体的に、本実施形態に係る第2収容部H2は、第1収容部H1に収容される光学部品と熱的に結合された第1ヒートシンク81および第2ヒートシンク82と、第1ヒートシンク81に送風する送風部としての第1送風ファン83と、第2ヒートシンク82に送風する同じく送風部としての第2送風ファン84と、を収容する。 On the other hand, the second accommodating portion H2 accommodates cooling components related to cooling of the optical components accommodated in the first accommodating portion H1. Specifically, the second housing portion H2 according to the present embodiment includes a first heat sink 81 and a second heat sink 82 thermally coupled to the optical components housed in the first housing portion H1, and the first heat sink 81. A first blower fan 83 as a blower for blowing air and a second blower fan 84 as a blower for blowing air to the second heat sink 82 are accommodated.

図10に示す例では、第2収容部H2は、前面10fの下側部分と、背面10bの下側部分と、左側面10lの下側部分と、右側面10rの下側部分と、底面10dのうちオフセット部16aを除いた非オフセット部18によって構成される部分と、第1ベースプレート15と、第3ベースプレート17と、によって包囲された空間として構成される。 In the example shown in FIG. 10, the second housing portion H2 includes a lower portion of the front surface 10f, a lower portion of the rear surface 10b, a lower portion of the left side surface 10l, a lower portion of the right side surface 10r, and a bottom surface 10d. It is configured as a space surrounded by a portion configured by the non-offset portion 18 excluding the offset portion 16 a, the first base plate 15 and the third base plate 17 .

また、第1収容部H1および第2収容部H2のうち、少なくとも第1収容部H1は、国際電気標準化会議(International Electrotechnical Commission:IEC)によって定められたIP規格を満足するように構成されている。これにより、固体レーザ結晶41、第1ミラー51a等の光学部品を被水させることなく、マーカヘッド1の水洗いを行うことができる。このことは、マーカヘッド1の洗浄容易性の向上に資する。 In addition, at least the first accommodating portion H1 of the first accommodating portion H1 and the second accommodating portion H2 is configured to satisfy the IP standard defined by the International Electrotechnical Commission (IEC). . As a result, the marker head 1 can be washed with water without the optical parts such as the solid-state laser crystal 41 and the first mirror 51a being exposed to water. This contributes to improvement in ease of cleaning the marker head 1 .

また、第1収容部H1および第2収容部H2を構成する筐体10は、水洗い時に水が溜まり難い外観形状とすることもできる。そうした外観形状は、例えば天面10dをXY平面に対して傾斜させることで実現可能である。そうした外観形状は、マーカヘッド1のサニタリ性の向上に資する。 Further, the housing 10 forming the first housing portion H1 and the second housing portion H2 may have an external shape that makes it difficult for water to accumulate during washing. Such an external shape can be realized, for example, by inclining the top surface 10d with respect to the XY plane. Such an external shape contributes to improving the sanitary property of the marker head 1 .

その際、前述のようにカバー部材13によって前面10fを開閉するように構成したことで、水洗い後の拭き取り(特に、出射窓6付近の拭き取り)が容易になる。このことは、マーカヘッド1のメンテナンス性の向上に資する。 In this case, the cover member 13 is configured to open and close the front face 10f as described above, which facilitates wiping (especially wiping near the emission window 6) after washing with water. This contributes to improvement in maintainability of the marker head 1 .

(第1収容部H1の詳細)
ここで、前述した第1収容部H1および第2収容部H2のうち、第1収容部H1はさらに、照射方向に直交する方向(XY方向)、例えばY方向に沿って並んだ3つの収容部に仕切られている。具体的に、本実施形態に係る筐体10は、ミラー収容部H11と、結晶収容部H12と、基板収容部H13と、を有する。
(Details of the first housing portion H1)
Here, of the first accommodating portion H1 and the second accommodating portion H2 described above, the first accommodating portion H1 further includes three accommodating portions arranged in a direction perpendicular to the irradiation direction (XY direction), for example, along the Y direction. divided into Specifically, the housing 10 according to this embodiment has a mirror housing portion H11, a crystal housing portion H12, and a substrate housing portion H13.

ミラー収容部H11は、レーザ光走査部5における第1ミラー51aおよび第2ミラー52aを収容する。本実施形態に係るミラー収容部H11は、第1ミラー51aおよび第2ミラー52aを気密状に封止可能な第1ケーシング50によって区画される。前述のように、オフセット部16aを用いて第1ケーシング50を区画してもよい。オフセット部16aを用いて第1ケーシング50を区画する場合、オフセット部16aと第1ケーシング50との間に緩衝材が設けられることが好ましい。オフセット部16aは底面10dの一部であるため、歪み、振動等の影響を受けやすく、緩衝材により当該外部からの影響が第1ケーシング、及び第1ケーシングに収容される部材への影響を低減することができる。あるいは、後述の結晶収容部H12と同様に、第1ベースプレート15を用いて結晶収容部H12を区画してもよい。 The mirror accommodating portion H11 accommodates the first mirror 51a and the second mirror 52a in the laser beam scanning portion 5 . The mirror housing portion H11 according to this embodiment is partitioned by a first casing 50 that can hermetically seal the first mirror 51a and the second mirror 52a. As described above, the first casing 50 may be partitioned using the offset portion 16a. When partitioning the first casing 50 using the offset portion 16a, it is preferable to provide a cushioning material between the offset portion 16a and the first casing 50 . Since the offset portion 16a is a part of the bottom surface 10d, it is easily affected by distortion, vibration, etc., and the cushioning material reduces the influence of the external influence on the first casing and the members accommodated in the first casing. can do. Alternatively, the crystal accommodating portion H12 may be partitioned using the first base plate 15, similarly to the crystal accommodating portion H12, which will be described later.

ここで、第1ケーシング50は、-Z側に向かって開口した有底箱状に形成されている。第1ケーシング50は、第1ベースプレート15に保持されている。 Here, the first casing 50 is formed in the shape of a bottomed box that opens toward the -Z side. The first casing 50 is held by the first base plate 15 .

X方向における第1ケーシング50の寸法は、X方向におけるオフセット部16aの寸法と略一致する。同様に、Y方向における第1ケーシング50の寸法は、Y方向におけるオフセット部16aの寸法と略一致する。 The dimension of the first casing 50 in the X direction substantially matches the dimension of the offset portion 16a in the X direction. Similarly, the dimension of the first casing 50 in the Y direction substantially matches the dimension of the offset portion 16a in the Y direction.

第1ケーシング50における-Z側の開口部は、例えば、図10に示す蓋部59によって閉塞することができる。蓋部59によって開口部を封止する代わりに、例えば、天面10uによって第1ケーシング50の開口部を封止してもよい。天面10uによって第1ケーシング50の開口部を封止する場合は、天面10uと第1ケーシング50との間に緩衝材を設けることが好ましい。これにより、天面10uに生じる歪み、振動等の影響が、第1ケーシング50、および第1ケーシングに収容される部材に及ぶことを低減することができる。 The -Z side opening of the first casing 50 can be closed with a lid 59 shown in FIG. 10, for example. Instead of sealing the opening with the lid portion 59, for example, the opening of the first casing 50 may be sealed with the top surface 10u. When sealing the opening of the first casing 50 with the top surface 10u, it is preferable to provide a cushioning material between the top surface 10u and the first casing 50. FIG. As a result, it is possible to reduce the effects of strain, vibration, etc., on the top surface 10u from affecting the first casing 50 and the members housed in the first casing.

また、第1ケーシング50には、少なくとも4つの貫通孔50a,50b,50c,50dが形成される。4つの貫通孔50a,50b,50c,50dのうち、第1ケーシング50の左側壁部に形成される第4貫通孔50aは、マーカヘッド1の組立によって第1ベースプレート15の第3貫通孔15fと連通し、該第3貫通孔15fおよび該第3貫通孔15fに嵌め込まれる光学部材15hとともにとともに第2入射窓92を構成する。 At least four through holes 50a, 50b, 50c, and 50d are formed in the first casing 50. As shown in FIG. Of the four through-holes 50a, 50b, 50c, and 50d, the fourth through-hole 50a formed in the left side wall portion of the first casing 50 is aligned with the third through-hole 15f of the first base plate 15 by assembling the marker head 1. It communicates with the third through-hole 15f and the optical member 15h fitted in the third through-hole 15f to form a second incident window 92. As shown in FIG.

一方、4つの貫通孔50a,50b,50c,50dのうち、第1ケーシング50の底部に形成される第5貫通孔50bは、第1ケーシング50ひいてはオフセット部16aをX方向に2分したときの+X側に配置される。この第5貫通孔50bには、光学素子としてのデフォーカスレンズ57が設けられる。このデフォーカスレンズ57については後述する。 On the other hand, among the four through-holes 50a, 50b, 50c, and 50d, the fifth through-hole 50b formed in the bottom portion of the first casing 50 is the first casing 50 and the offset portion 16a divided in two in the X direction. It is placed on the +X side. A defocus lens 57 as an optical element is provided in the fifth through hole 50b. This defocus lens 57 will be described later.

また、4つの貫通孔50a,50b,50c,50dのうち、第1ケーシング50の右側壁部(-Y側に位置する壁部)に形成される第6貫通孔50cは、第1ケーシング50ひいてはオフセット部16aをX方向に2分したときの+X側に配置される。この第6貫通孔50cには、第2スキャナ52を構成する第2モータ52bを挿入して固定することができる。 Further, among the four through-holes 50a, 50b, 50c, and 50d, the sixth through-hole 50c formed in the right side wall portion (the wall portion located on the -Y side) of the first casing 50 is It is arranged on the +X side when the offset portion 16a is divided into two in the X direction. A second motor 52b constituting the second scanner 52 can be inserted and fixed in the sixth through hole 50c.

また、4つの貫通孔50a,50b,50c,50dのうち、第1ケーシング50の後壁部(+X側に位置する壁部)に形成される第7貫通孔50dは、第1ケーシング50ひいてはオフセット部16aをX方向に2分したときの+X側に配置される。Z方向において、第7貫通孔50dは、第6貫通孔50cよりも+Z側に配置される。また、Y方向において、第7貫通孔50dの中心(第7貫通孔50dを断面円形状とみなしたときの円の中心)は、カバーガラス62の光軸と略同じ位置に配置される。この第7貫通孔50dには、第1スキャナ51を構成する第1モータ51bを挿入して固定することができる。 Further, among the four through holes 50a, 50b, 50c, and 50d, the seventh through hole 50d formed in the rear wall portion (the wall portion located on the +X side) of the first casing 50 is the offset It is arranged on the +X side when the portion 16a is divided into two in the X direction. In the Z direction, the seventh through-hole 50d is arranged on the +Z side of the sixth through-hole 50c. Also, in the Y direction, the center of the seventh through hole 50d (the center of a circle when the seventh through hole 50d is assumed to have a circular cross section) is arranged at substantially the same position as the optical axis of the cover glass 62 . A first motor 51b constituting the first scanner 51 can be inserted and fixed in the seventh through hole 50d.

結晶収容部H12は、照射方向に沿って広がる仕切面15gを有する支持プレート(第1ベースプレート15)によって区画され、該仕切面15gに対してミラー収容部H11とは反対側(図例では、+Y側)に配置されて固体レーザ結晶41を収容する。結晶収容部H12は、固体レーザ結晶41等、レーザ光出力部4を構成する光学部品を収容する。結晶収容部H12は、そうした光学部品を気密状に封止可能な第2ケーシング40によって区画される。本実施形態に係る結晶収容部H12は、密閉状態で非線形光学結晶45を収容することができる。 The crystal accommodating portion H12 is partitioned by a support plate (first base plate 15) having a partition surface 15g extending along the irradiation direction, and the opposite side of the partition surface 15g to the mirror accommodating portion H11 (+Y side) to accommodate the solid-state laser crystal 41 . The crystal accommodating portion H12 accommodates optical components that constitute the laser light output portion 4, such as the solid-state laser crystal 41 and the like. The crystal housing portion H12 is defined by a second casing 40 capable of hermetically sealing such optical components. The crystal accommodating portion H12 according to this embodiment can accommodate the nonlinear optical crystal 45 in a sealed state.

ここで、第2ケーシング40は、-Y側に向かって開口した有底箱状に形成されている。第2ケーシング40は、第1ベースプレート15の縦辺部15aに取り付けられ、該縦辺部15aの仕切面15gによって-Y側から支持される。第2ケーシング40における-Y側の開口部は、仕切面15gによって閉塞することができる。 Here, the second casing 40 is formed in the shape of a bottomed box that opens toward the -Y side. The second casing 40 is attached to the vertical side portion 15a of the first base plate 15 and supported from the -Y side by the partition surface 15g of the vertical side portion 15a. The −Y side opening of the second casing 40 can be closed by the partition surface 15g.

また、結晶収容部H12の内部空間は、X方向に並んだQスイッチ収容部H121および波長変換部H122に2分することができる。Qスイッチ収容部H121は、Qスイッチ43を収容する空間である。波長変換部H122は、非線形光学結晶35を収容する空間である。 Also, the internal space of the crystal accommodating portion H12 can be divided into two parts, the Q-switch accommodating portion H121 and the wavelength converting portion H122, which are arranged in the X direction. The Q switch housing portion H121 is a space that houses the Q switch 43 . The wavelength conversion part H122 is a space that accommodates the nonlinear optical crystal 35 .

ここで、Qスイッチ収容部H121と波長変換部H122は、X方向に沿って並んでおり、双方とも第2ケーシング40および仕切面15gによって包囲された空間として構成されている。より詳細には、第2ケーシング40は、Qスイッチ収容部H121に対応する箱状体と、波長変換部H122に対応する箱状体とにより構成され、それぞれの箱状体と仕切面15gによって包囲された空間がQスイッチ収容部H121と、波長変換部H122と、である。Qスイッチ収容部H121と波長変換部H122は、不図示の光学部材によって光学的に結合されている。このようにQスイッチ収容部H121と、波長変換部H122とが別の空間として構成されることにより、後述するQスイッチ43で生じた不純物が後述する波長変換素子45に付着して、レーザ光の出力が低減する虞が低減する。 Here, the Q-switch housing portion H121 and the wavelength conversion portion H122 are arranged along the X direction, and both are configured as a space surrounded by the second casing 40 and the partition surface 15g. More specifically, the second casing 40 is composed of a box-shaped body corresponding to the Q switch housing portion H121 and a box-shaped body corresponding to the wavelength conversion portion H122, and is surrounded by the respective box-shaped bodies and the partition surface 15g. The enclosed space is the Q switch accommodating portion H121 and the wavelength converting portion H122. The Q switch housing portion H121 and the wavelength conversion portion H122 are optically coupled by an optical member (not shown). Since the Q switch accommodating portion H121 and the wavelength conversion portion H122 are configured as separate spaces in this manner, impurities generated in the Q switch 43 described later adhere to the wavelength conversion element 45 described later, and the laser beam is emitted. This reduces the possibility that the output will decrease.

基板収容部H13は、ミラー収容部H11に対して結晶収容部H12とは反対側に配置され、第1制御基板53を収容する。本実施形態に係る基板収容部H13は、第1収容部H1の内部空間のうち、ミラー収容部H11および結晶収容部H12を除いた空間として区画される。 The substrate accommodating portion H13 is arranged on the side opposite to the crystal accommodating portion H12 with respect to the mirror accommodating portion H11, and accommodates the first control substrate 53 therein. The substrate accommodating portion H13 according to the present embodiment is defined as a space excluding the mirror accommodating portion H11 and the crystal accommodating portion H12 from the inner space of the first accommodating portion H1.

つまり本実施形態では、「所定の部材がミラー収容部H11に収容されている」の文言は、その部材が第1ケーシング50によって六方を包囲されていることを示し、「所定の部材が結晶収容部H12に収容されている」の文言は、その部材が第2ケーシング40および仕切面15gによって六方を包囲されていることを示す。 That is, in the present embodiment, the phrase "predetermined member is housed in the mirror housing portion H11" indicates that the member is surrounded on six sides by the first casing 50, and "predetermined member is housed in the crystal housing portion H11". The words "housed in portion H12" indicate that the member is surrounded on all sides by the second casing 40 and the partition surface 15g.

対して、「所定の部材が基板収容部H13に収容されている」の文言は、その部材が、筐体10内におけるミラー収容部H11および結晶収容部H12以外を除いた空間に配置されていることを示しているに過ぎない。もちろん、こうした構成に限らず、第1ケーシング50および第2ケーシング40と同様に、基板収容部H13専用のケーシング(いわば第3ケーシング)を設けてもよい。 On the other hand, the phrase "a predetermined member is housed in the substrate housing portion H13" means that the member is arranged in a space within the housing 10 except for the mirror housing portion H11 and the crystal housing portion H12. It just shows that. Of course, the configuration is not limited to such a configuration, and a casing dedicated to the substrate accommodating portion H13 (a so-called third casing) may be provided like the first casing 50 and the second casing 40 .

(第2収容部H2の詳細)
一方、第2収容部H2は、板状部材として第1板状部材18lおよび第2板状部材18rによって、筐体10内の+Z側部分に仕切られる。この第2収容部H2は、照射方向に直交する方向、例えば、ミラー収容部H11、結晶収容部H12および基板収容部H13の並び方向(Y方向)に間隔を空けて配置された2つの空間を有する。
(Details of the second housing portion H2)
On the other hand, the second housing portion H2 is partitioned into +Z side portions within the housing 10 by a first plate-like member 18l and a second plate-like member 18r as plate-like members. The second accommodation portion H2 is formed by two spaces spaced apart in a direction orthogonal to the irradiation direction, for example, the direction in which the mirror accommodation portion H11, the crystal accommodation portion H12, and the substrate accommodation portion H13 are arranged (Y direction). have.

そうした2つの空間として、本実施形態に係る第2収容部H2は、結晶側収容部H21および光源側収容部H22を有する。ここで、結晶側収容部H21と光源側収容部H22とY方向に離れて配置されることから、結晶側収容部H21と光源側収容部H22との間には、第2収容部H2に属さない空間が仕切られることになる。 As such two spaces, the second accommodation portion H2 according to the present embodiment has a crystal side accommodation portion H21 and a light source side accommodation portion H22. Here, since the crystal side housing portion H21 and the light source side housing portion H22 are arranged apart from each other in the Y direction, there is a portion belonging to the second housing portion H2 between the crystal side housing portion H21 and the light source side housing portion H22. empty space will be partitioned off.

本実施形態に係る第1板状部材18lおよび第2板状部材18rは、部材を収容する空間としての第2収容部H2に加え、スキャナミラーとしての第1ミラー51aと照射エリアR1とを結ぶレーザ光の光路のうち、照射エリアR1寄りの光路(+Z側の光路)を含んだ空間を仕切るように構成されている。以下、この空間を「光路区画部」と呼称し、これに符号H3を付す。本実施形態に係る光路区画部H3は、第1板状部材18l、第2板状部材18rおよびカバーガラス62によって、+Y側、-Y側および-Z側の3方が囲われた空間として構成されている。 The first plate-shaped member 18l and the second plate-shaped member 18r according to the present embodiment connect the first mirror 51a as a scanner mirror and the irradiation area R1 in addition to the second housing portion H2 as a space for housing the members. It is configured to partition a space including an optical path near the irradiation area R1 (optical path on the +Z side) in the optical path of the laser light. Hereinafter, this space will be referred to as an "optical path partition" and denoted by H3. The optical path partitioning portion H3 according to the present embodiment is configured as a space surrounded by the first plate-shaped member 18l, the second plate-shaped member 18r, and the cover glass 62 on the +Y side, the −Y side, and the −Z side. It is

なお、図例では、光路区画部H3は、+Z側の下端部が開放された空間として構成されているが、そうした構成には限定されない。光路区画部H3の+Z側端部をガラス等の光学部材によって覆ってもよい。光路区画部H3の+Z側端部を覆う光学部材は、カバーガラス62と択一的に具備してもよいし、カバーガラス62と併用してもよい。 In the illustrated example, the optical path partitioning portion H3 is configured as a space in which the lower end portion on the +Z side is open, but is not limited to such a configuration. The +Z side end portion of the optical path partitioning portion H3 may be covered with an optical member such as glass. The optical member that covers the +Z side end of the optical path partitioning portion H3 may be provided alternatively to the cover glass 62 or may be used together with the cover glass 62 .

また、第2収容部H2を構成する2つの空間のうち、結晶側収容部H21は、第1ヒートシンク81および第1送風ファン83を収容する。第1ヒートシンク81と第1送風ファン83は、X方向に並んで配置される。 Further, of the two spaces forming the second accommodation portion H2, the crystal side accommodation portion H21 accommodates the first heat sink 81 and the first blower fan 83. As shown in FIG. The first heat sink 81 and the first blower fan 83 are arranged side by side in the X direction.

ここで、前記説明と重複するが、本実施形態に係る第1ヒートシンク81は、レーザ光出力部4を構成する光学部品のうち、少なくとも第1ベースプレート15に取り付けられる光学部品と熱的に結合する。 Here, although overlapping with the above description, the first heat sink 81 according to the present embodiment is thermally coupled to at least the optical components attached to the first base plate 15 among the optical components constituting the laser light output unit 4. .

一方、第1送風ファン83は、図13に示すように第1ヒートシンク81よりも+X側に配置される。第1送風ファン83は、いわゆる軸流ファンによって構成されており、マーカコントローラ100から受ける制御信号にしたがって、第1ヒートシンク81を通過する気流を発生させる。第1送風ファン83は第1ヒートシンク81よりも-X側に配置されてもよい。本実施形態においては、+X側に設けられる接続カバー14に接続部分が覆われる電気ケーブル200を介して前記第1送風ファンを駆動するための電力や信号が供給されるため、第1送風ファン83が第1ヒートシンク81よりも+X側に設けられる構成であれば、配線に要するスペースが削減され、マーカヘッド1の小型化に有利である。 On the other hand, the first blower fan 83 is arranged on the +X side of the first heat sink 81 as shown in FIG. The first blower fan 83 is a so-called axial fan, and generates an airflow passing through the first heat sink 81 according to a control signal received from the marker controller 100 . The first blower fan 83 may be arranged on the −X side of the first heat sink 81 . In the present embodiment, power and signals for driving the first blower fan are supplied via the electric cable 200 whose connection portion is covered with the connection cover 14 provided on the +X side. is provided on the +X side of the first heat sink 81 , the space required for wiring is reduced, which is advantageous for miniaturization of the marker head 1 .

図13の矢印Al1に示すように、第1送風ファン83によって生成された気流は、筐体10の前面10fに設けられた通気口12から結晶側収容部H21に流入する。そうして流入した気流は、X方向に沿って-X側から+X側に向かって流れることで、第1ヒートシンク81および第1送風ファン83を通過する。第1送風ファン83を通過した気流は、図13の矢印Al2に示すように、筐体10の背面10bに設けられた排気口から流出する。 As indicated by an arrow Al1 in FIG. 13, the airflow generated by the first blower fan 83 flows into the crystal-side housing portion H21 through the vent 12 provided on the front face 10f of the housing 10. As shown in FIG. The inflowing airflow passes through the first heat sink 81 and the first blower fan 83 by flowing from the −X side to the +X side along the X direction. The airflow that has passed through the first blower fan 83 flows out from the exhaust port provided on the rear surface 10b of the housing 10, as indicated by an arrow Al2 in FIG.

ここで、筐体10の背面10bには、気流の流れ方向を整える第1整流板85が取り付けられている(図6も参照)。この第1整流板85は、図13の矢印Al3に示すように、背面10bから流出する気流の流れ方向を、筐体10からワークWに向かう方向の反対側(-Z側)に導く。これにより、排気とワークWとの衝突を抑制し、ひいてはワークWの姿勢を安定させる上で有利になる。 Here, a first straightening plate 85 is attached to the rear surface 10b of the housing 10 to adjust the flow direction of the airflow (see also FIG. 6). The first rectifying plate 85 guides the flow direction of the airflow flowing out from the rear surface 10b to the side opposite to the direction toward the workpiece W from the housing 10 (-Z side), as indicated by the arrow Al3 in FIG. This is advantageous in suppressing the collision between the exhaust gas and the work W and thus stabilizing the posture of the work W.

光源側収容部H22は、第2ヒートシンク82および第2送風ファン84を収容する。第2ヒートシンク82と第2送風ファン84は、X方向に並んで配置される。 The light source side housing portion H22 houses the second heat sink 82 and the second blower fan 84 . The second heat sink 82 and the second blower fan 84 are arranged side by side in the X direction.

本実施形態に係る第2ヒートシンク82は、基板収容部H13に収容される光学部品のうち、少なくとも第3ベースプレート17に取り付けられる励起光源21と熱的に結合する。 The second heat sink 82 according to the present embodiment is thermally coupled with at least the excitation light source 21 attached to the third base plate 17 among the optical components housed in the substrate housing portion H13.

一方、第2送風ファン84は、図12に示すように第2ヒートシンク82よりも+X側に配置される。第2送風ファン84は、第1送風ファン83と同様に軸流ファンによって構成されており、マーカコントローラ100から受ける制御信号にしたがって、第2ヒートシンク82を通過する気流を発生させる。第2送風ファン84は第2ヒートシンク82よりも-X側に配置されてもよい。本実施形態においては、+X側に設けられる接続カバー14に接続部分が覆われる電気ケーブル200を介して前記第1送風ファンを駆動するための電力や信号が供給されるため、第1送風ファン83が第2ヒートシンク82よりも+X側に設けられる構成であれば、配線に要するスペースが削減され、マーカヘッド1の小型化に有利である。 On the other hand, the second blower fan 84 is arranged on the +X side of the second heat sink 82 as shown in FIG. The second blower fan 84 is composed of an axial fan similarly to the first blower fan 83 , and generates an airflow passing through the second heat sink 82 according to a control signal received from the marker controller 100 . The second blower fan 84 may be arranged on the −X side of the second heat sink 82 . In the present embodiment, power and signals for driving the first blower fan are supplied via the electric cable 200 whose connection portion is covered with the connection cover 14 provided on the +X side. is provided on the +X side of the second heat sink 82 , the space required for wiring is reduced, which is advantageous for downsizing the marker head 1 .

図12の矢印Ar1に示すように、第2送風ファン84によって生成された気流は、筐体10の前面10fに設けられた通気口12から光源側収容部H22に流入する。そうして流入した気流は、X方向に沿って-X側から+X側に向かって流れることで、第2ヒートシンク82および第2送風ファン84を通過する。第2送風ファン84を通過した気流は、図12の矢印Ar2に示すように、筐体10の背面10bに設けられた排気口から流出する。 As indicated by an arrow Ar1 in FIG. 12, the airflow generated by the second blower fan 84 flows into the light source side housing portion H22 through the air vent 12 provided on the front surface 10f of the housing 10. As shown in FIG. The inflowing airflow passes through the second heat sink 82 and the second blower fan 84 by flowing from the −X side toward the +X side along the X direction. The airflow that has passed through the second blower fan 84 flows out from the exhaust port provided on the rear surface 10b of the housing 10, as indicated by an arrow Ar2 in FIG.

ここで、筐体10の背面10bには、気流の流れ方向を整える第2整流板86が取り付けられている(図6も参照)。この第2整流板86は、図12の矢印Ar3に示すように、背面10bから流出する気流の流れ方向を、筐体10からワークWに向かう方向の反対側(-Z側)に変更する。これにより、排気とワークWとの衝突を抑制し、ひいてはワークWの姿勢を安定させる上で有利になる。 Here, a second rectifying plate 86 is attached to the rear surface 10b of the housing 10 to adjust the flow direction of the airflow (see also FIG. 6). The second rectifying plate 86 changes the flow direction of the airflow flowing out from the rear surface 10b to the opposite side (-Z side) of the direction toward the workpiece W from the housing 10, as indicated by an arrow Ar3 in FIG. This is advantageous in suppressing the collision between the exhaust gas and the work W and thus stabilizing the posture of the work W.

以下、第1収容部H1および第2収容部H2のうち、第1収容部H1内に設けられる励起光生成部2、励起光導光部3、レーザ光出力部4、レーザ光走査部5等の構成について、筐体10内での相対的な位置関係を交えつつ、詳細に説明する。 Hereinafter, among the first accommodation portion H1 and the second accommodation portion H2, the excitation light generation portion 2, the excitation light guide portion 3, the laser light output portion 4, the laser light scanning portion 5, etc. provided in the first accommodation portion H1 will be described. The configuration will be described in detail while referring to relative positional relationships within the housing 10 .

(励起光生成部2)
励起光生成部2は、電力供給部104から供給される電力(駆動電流)に基づいてレーザ励起光(励起光)を生成する励起光源21と、励起光源21を支持する金属プレート22と、励起光源21の温度を整える温調部23と、マーカコントローラ100から入力された制御信号に基づいて励起光源21を支持する光源制御基板24と、を有する。
(Excitation light generator 2)
The excitation light generation unit 2 includes an excitation light source 21 that generates laser excitation light (excitation light) based on power (driving current) supplied from the power supply unit 104, a metal plate 22 that supports the excitation light source 21, and an excitation light source. It has a temperature control unit 23 that adjusts the temperature of the light source 21 and a light source control board 24 that supports the excitation light source 21 based on a control signal input from the marker controller 100 .

励起光生成部2を構成する励起光源21、金属プレート22、温調部23および光源制御基板24は、いずれも基板収容部H13に収容されている。これにより、励起光生成部2、特に励起光源21は、ミラー収容部H11を挟んでレーザ光出力部4の反対側に配置されることになる。これにより、励起光生成部2とレーザ光出力部4とを可能な限り離間させることができる。 The excitation light source 21, the metal plate 22, the temperature control section 23, and the light source control board 24, which constitute the excitation light generation section 2, are all housed in the board housing section H13. As a result, the pumping light generating section 2, particularly the pumping light source 21, is arranged on the opposite side of the laser light output section 4 with the mirror housing section H11 interposed therebetween. As a result, the excitation light generator 2 and the laser light output unit 4 can be spaced apart as much as possible.

-金属プレート22-
金属プレート22は、金属製かつ薄板状の部材として構成されている。金属プレート22は、図11および図12に示すように、第3ベースプレート17をX方向において+X側部分と、中央部分と、-X側部分とに3分したときの-X側部分に載置されている。金属プレート22は、第3ベースプレート17の上面(より詳細には、第3ベースプレート17の横辺部17bの上面)に締結されており、この第3ベースプレート17を介して第2ヒートシンク82と熱的に結合される。
-Metal plate 22-
The metal plate 22 is configured as a thin plate-like member made of metal. As shown in FIGS. 11 and 12, the metal plate 22 is placed on the −X side portion when the third base plate 17 is divided into three parts in the X direction, namely the +X side portion, the central portion, and the −X side portion. It is The metal plate 22 is fastened to the upper surface of the third base plate 17 (more specifically, the upper surface of the horizontal side portion 17b of the third base plate 17), and is thermally connected to the second heat sink 82 via the third base plate 17. coupled to

また、金属プレート22の上面には励起光源21が載置される一方、金属プレート22の下面と第3ベースプレート17との間には板状の温調部23が挟み込まれるようになっている。 Further, while the excitation light source 21 is mounted on the upper surface of the metal plate 22 , a plate-like temperature control section 23 is sandwiched between the lower surface of the metal plate 22 and the third base plate 17 .

-励起光源21-
励起光源21は、電気ケーブル200を介して電力供給部104から電力が供給されるとともに、その電力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21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。
-Excitation light source 21-
The excitation light source 21 is configured to be supplied with power from the power supply unit 104 via the electric cable 200 and to generate excitation light according to the power. The output of excitation light generated by the excitation light source 21 increases as the drive current increases.

本実施形態に係る励起光源21は、レーザダイオード(Laser Diode:LD)で構成されている。励起光源21から発振されるレーザ光は、不図示のフォーカシングレンズ等によって集光されて、レ-ザ励起光(励起光)として出力される。励起光源21は、励起光導光部3を構成するファイバケーブル31に対し、光学的に結合されている。励起光源21から出力されるレーザ励起光は、ファイバケーブル31を介して励起光導光部3に導かれる。 The excitation light source 21 according to the present embodiment is composed of a laser diode (LD). Laser light emitted from the excitation light source 21 is condensed by a focusing lens (not shown) or the like, and output as laser excitation light (excitation light). The excitation light source 21 is optically coupled to a fiber cable 31 forming the excitation light guide section 3 . Laser excitation light output from the excitation light source 21 is guided to the excitation light guide section 3 via the fiber cable 31 .

また、励起光源21は、図11および図12に示すように、矩形薄板状に形成されており、その厚み方向をZ方向に沿わせた姿勢で、金属プレート22の上面に固定されている。励起光源21は、金属プレート22と同じく、第3ベースプレート17をX方向において3分したときの-X側部分に配置されるようになっている。このように配置することで、本実施形態に係る励起光源21は、第2送風ファン84によって生成される気流の下流端部(第2送風ファン84に隣接した+X側端部)に比して、該気流の上流端部(第2送風ファン84から離間した-X側端部)に配置されることになる。 As shown in FIGS. 11 and 12, the excitation light source 21 is formed in the shape of a rectangular thin plate, and is fixed to the upper surface of the metal plate 22 with its thickness direction along the Z direction. Like the metal plate 22, the excitation light source 21 is arranged on the -X side when the third base plate 17 is divided into three in the X direction. By arranging in this way, the excitation light source 21 according to the present embodiment is located closer to the downstream end of the airflow generated by the second blower fan 84 (the +X side end adjacent to the second blower fan 84). , is arranged at the upstream end of the airflow (the −X side end away from the second blower fan 84).

また、励起光源21の一側面は、+X側かつ+Y側に向かって斜めに面しており、その斜めに面する一側面に、ファイバケーブル31の上流端部が接続されるようになっている。 In addition, one side surface of the excitation light source 21 faces obliquely toward the +X side and the +Y side, and the upstream end of the fiber cable 31 is connected to the obliquely facing side surface. .

-温調部23-
温調部23は、所定の温度範囲内に収めるように励起光源21の温度を調整するように構成されている。ここで、温調部23によって実現される温度範囲(前記所定の温度範囲)は、マーカヘッド1の保証環境に基づいて設定され、好ましくはマーカヘッド1の保証環境よりも高温になるように設定され、さらに好ましくは40℃以上60℃以下に設定される。
-Temperature control part 23-
The temperature controller 23 is configured to adjust the temperature of the excitation light source 21 so that the temperature falls within a predetermined temperature range. Here, the temperature range realized by the temperature control unit 23 (predetermined temperature range) is set based on the guaranteed environment of the marker head 1, and is preferably set to be higher than the guaranteed environment of the marker head 1. and more preferably 40° C. or higher and 60° C. or lower.

具体的に、本実施形態に係る温調部23は、略薄板状のペルチェ素子によって構成されており、第3ベースプレート17の上面(より詳細には、横辺部17bの上面)と、金属プレート22の下面との間に挟持されている。温調部23は金属プレート22の熱を排熱する。温調部23の側部には、該温調部23に電流を供給するためのハーネス(不図示)が接続されている。温調部23は、ハーネスを介して供給される電流によって、金属プレート22側の面で吸熱し、第3ベースプレート17側の面で発熱する。 Specifically, the temperature control unit 23 according to the present embodiment is configured by a substantially thin plate-shaped Peltier element, and includes the upper surface of the third base plate 17 (more specifically, the upper surface of the horizontal side portion 17b) and the metal plate. 22 and the lower surface thereof. The temperature control part 23 exhausts the heat of the metal plate 22 . A harness (not shown) for supplying current to the temperature control section 23 is connected to a side portion of the temperature control section 23 . The temperature control unit 23 absorbs heat on the surface on the metal plate 22 side and generates heat on the surface on the third base plate 17 side by the electric current supplied through the harness.

-光源制御基板24-
光源制御基板24は、マーカコントローラ100と電気的に接続されており、電力供給部104から励起光源21に供給される電力を制御する。
-Light source control board 24-
The light source control board 24 is electrically connected to the marker controller 100 and controls power supplied from the power supply section 104 to the excitation light source 21 .

本実施形態に係る光源制御基板24は、略矩形薄板状の回路基板によって構成されている。光源制御基板24は、その表裏両面をZX方向に沿わせた姿勢で配置されており、第3ベースプレート17の例えば縦辺部17aに対し、-Y側から締結されている(締結構造については不図示)。 The light source control board 24 according to this embodiment is configured by a substantially rectangular thin plate-shaped circuit board. The light source control board 24 is arranged with its front and back surfaces along the ZX direction, and is fastened to, for example, the vertical side portion 17a of the third base plate 17 from the -Y side (the fastening structure is not known). shown).

光源制御基板24はまた、図12に示すように、Z方向においては励起光源21よりも-Z側に配置されており、不図示の配線類によって、励起光源21と電気的に接続されている。 Also, as shown in FIG. 12, the light source control board 24 is arranged on the −Z side of the excitation light source 21 in the Z direction, and is electrically connected to the excitation light source 21 by wires (not shown). .

(励起光導光部3)
導光光学系としての励起光導光部3は、励起光源21とレーザ光出力部4における固体レーザ結晶41とを光学的に結合するファイバケーブル31と、所定の曲げ半径で該ファイバケーブル31を巻回するように構成されたファイバガイド32と、を有する。ファイバケーブル31およびファイバガイド32は、いずれも筐体10内の基板収容部H13に収容されている。
(Excitation light guide part 3)
The excitation light guide section 3 as a light guide optical system includes a fiber cable 31 that optically couples the excitation light source 21 and the solid-state laser crystal 41 in the laser light output section 4, and the fiber cable 31 is wound with a predetermined bending radius. a fiber guide 32 configured to rotate. Both the fiber cable 31 and the fiber guide 32 are housed in the board housing portion H13 inside the housing 10 .

-ファイバケーブル31-
ファイバケーブル31は、いわゆる光ファイバによって構成されており、その一端部(光の伝搬方向で見た一端部)は励起光源21に接続されている一方、その他端部(光の伝搬方向において、前記一端部の反対側に位置する端部)は、第1入射窓91に接続されている。
- Fiber cable 31 -
The fiber cable 31 is composed of a so-called optical fiber, and one end thereof (one end viewed in the light propagation direction) is connected to the excitation light source 21, while the other end (in the light propagation direction The end opposite to the one end) is connected to the first entrance window 91 .

ファイバケーブル31の他端部は、第1入射窓91および後述の第1偏向ミラー42を介して固体レーザ結晶41と光学的に結合されている。また、ファイバケーブル31の一端部と他端部とを結ぶ中途の部位は、その少なくとも一部がファイバガイド32に巻回されている。 The other end of the fiber cable 31 is optically coupled to the solid-state laser crystal 41 via a first entrance window 91 and a first deflection mirror 42 which will be described later. At least a portion of the midway portion connecting one end and the other end of the fiber cable 31 is wound around the fiber guide 32 .

ファイバケーブル31は、励起光源21において生成された励起光を導光し、これを固体レーザ結晶41まで導くことができる。 The fiber cable 31 can guide the excitation light generated by the excitation light source 21 and guide it to the solid-state laser crystal 41 .

-ファイバガイド32-
ファイバガイド32は、所定の曲げ半径で該ファイバケーブル31を巻回するように構成されている。ファイバガイド32の曲げ半径は、ファイバケーブル31の最小曲げ半径以上に設定される。
-Fiber guide 32-
The fiber guide 32 is configured to wind the fiber cable 31 with a predetermined bend radius. The bending radius of the fiber guide 32 is set to be greater than or equal to the minimum bending radius of the fiber cable 31 .

具体的に、本実施形態に係るファイバガイド32は、ファイバケーブル31を幾重にも巻回可能な略円筒形のリール状に形成されている。このファイバガイド32は、円筒形状の中心軸をY方向に沿わせた姿勢で配置されており、第3ベースプレート17の縦辺部17aに対して-Y側から取り付けられている。 Specifically, the fiber guide 32 according to this embodiment is formed in a substantially cylindrical reel shape on which the fiber cable 31 can be wound many times. The fiber guide 32 is arranged with the central axis of the cylindrical shape along the Y direction, and is attached to the vertical side portion 17a of the third base plate 17 from the -Y side.

また、ファイバガイド32は、図12に示すように、X方向においては、光源制御基板24の前端部から第2制御基板54の後端部にかけての範囲に配置される。ファイバガイド32は、図11に示すように、Y方向においては、光源制御基板24および第2制御基板54よりも+Y側、かつ、第1ケーシング50の右側壁部よりも-Y側に配置される。 12, the fiber guide 32 is arranged in the range from the front end of the light source control board 24 to the rear end of the second control board 54 in the X direction. As shown in FIG. 11, the fiber guide 32 is arranged on the +Y side of the light source control board 24 and the second control board 54 and on the -Y side of the right side wall of the first casing 50 in the Y direction. be.

(レーザ光出力部4)
レーザ光出力部4は、励起光の光路を折り曲げる前記第1偏向ミラー42と、励起光に基づいて基本波を生成する前記固体レーザ結晶41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基本波をパルス発振させるQスイッチ43と、基本波を反射するための第1反射ミラー44と、を有する。これらの光学部品は、結晶収容部H12を2分したときのQスイッチ収容部H121内に気密状に収容される。なお、これらの光学部品のうち、少なくとも固体レーザ結晶41については、波長変換部H122に収容することもできる。
(Laser light output unit 4)
The laser light output unit 4 is based on control signals input from the first deflection mirror 42 that bends the optical path of the excitation light, the solid-state laser crystal 41 that generates a fundamental wave based on the excitation light, and the marker controller 100 . It has a Q switch 43 for pulse-oscillating the fundamental wave and a first reflecting mirror 44 for reflecting the fundamental wave. These optical components are airtightly housed in a Q-switch housing portion H121 obtained by dividing the crystal housing portion H12 into two parts. Of these optical components, at least the solid-state laser crystal 41 can be accommodated in the wavelength conversion section H122.

レーザ光出力部4はまた、固体レーザ結晶41によって生成されたレーザ光(基本波)を受光し、該レーザ光を短波長側に波長変換する非線形光学結晶45と、第1反射ミラー44とともに共振光路を構成する第2反射ミラー46と、短波長側に波長変換されたレーザ光を共振光路から分離させるためのレーザ光分離部47と、レーザ光分離部47によって分離されたレーザ光の光路を折り曲げる第2偏向ミラー48と、を有する。これらの光学部品は、結晶収容部H12を2分したときの波長変換部H122内に気密状に収容される。 The laser light output unit 4 also receives the laser light (fundamental wave) generated by the solid-state laser crystal 41 and resonates with the nonlinear optical crystal 45 for wavelength-converting the laser light to the short wavelength side and the first reflecting mirror 44 . A second reflecting mirror 46 forming an optical path, a laser beam separating portion 47 for separating the laser beam wavelength-converted to the short wavelength side from the resonant optical path, and an optical path of the laser beam separated by the laser beam separating portion 47. and a folding second deflection mirror 48 . These optical components are airtightly accommodated in the wavelength converting portion H122 obtained by dividing the crystal accommodating portion H12 into two parts.

特に、本実施形態に係るレーザ光出力部4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44から第2反射ミラー46へ至る途中には、Qスイッチ43と、第1偏向ミラー42と、固体レーザ結晶41と、レーザ光分離部47を構成する第1セパレータ47aと、非線形光学結晶45としての第2波長変換素子45bと、同じく非線形光学結晶45としての第1波長変換素子45aと、がこの順番に配置されている。換言すれば、第1反射ミラー44と、第2反射ミラー46と、第1反射ミラー44および第2反射ミラー46の間の各部材とが共振ユニットを構成し、第1波長変換素子45aと第2波長変換素子45bとが共振ユニットの内部に配置される。本実施形態において、レーザ光出力部4は、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が、非線形光学結晶45が第1反射ミラー44と第2反射ミラー46との間に位置しないエクストラキャビティ式のレーザ発振器であってもよい。 In particular, the laser light output unit 4 according to this embodiment is configured as a so-called intra-cavity laser oscillator. That is, on the way from the first reflecting mirror 44 to the second reflecting mirror 46, there are the Q switch 43, the first deflecting mirror 42, the solid laser crystal 41, and the first separator 47a constituting the laser beam separating section 47. , the second wavelength conversion element 45b as the nonlinear optical crystal 45 and the first wavelength conversion element 45a as the nonlinear optical crystal 45 are arranged in this order. In other words, the first reflecting mirror 44, the second reflecting mirror 46, and the members between the first reflecting mirror 44 and the second reflecting mirror 46 constitute a resonance unit, and the first wavelength conversion element 45a and the second wavelength conversion element 45a constitute a resonance unit. A two-wavelength conversion element 45b is arranged inside the resonance unit. In the present embodiment, the laser light output unit 4 is configured as an intra-cavity laser oscillator. may be a laser oscillator.

ここで、第1偏向ミラー42は、励起光導光部3によって導光されて第1入射窓91を通過する励起光の光軸(図11の符号A1に示すように、Y方向に沿って延びる光軸)と、共振光路の光軸(図11および図12の符号A2に示すように、X方向に沿って延びる光軸)と、を合流させるように配置されている。 Here, the first deflection mirror 42 is the optical axis of the excitation light that is guided by the excitation light guide section 3 and passes through the first incident window 91 (extending along the Y direction as indicated by symbol A1 in FIG. 11). optical axis) and the optical axis of the resonant optical path (optical axis extending along the X direction, as indicated by symbol A2 in FIGS. 11 and 12) are arranged to merge.

また、第1セパレータ47aは、例えば第3高調波を含んだレーザ光を、第1反射ミラー44と第2反射ミラー46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。すなわち、このレーザ光出力部4は、固体レーザ結晶41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44と第2反射ミラー46との間で多重反射により増幅しつつ、短波長側に波長変換する。そうして増幅されたレーザ光は、レーザ光分離部47によって分離されて、レーザ光出力部4から出力する。 The first separator 47a is arranged to separate the laser beam containing the third harmonic, for example, from the resonant optical path connecting the first reflecting mirror 44 and the second reflecting mirror 46. As shown in FIG. That is, the laser light output unit 4 amplifies the laser light composed of photons stimulatedly emitted from the solid-state laser crystal 41 by multiple reflection between the first reflecting mirror 44 and the second reflecting mirror 46, and outputs a short wavelength laser light. wavelength conversion to the side. The laser light thus amplified is separated by the laser light separation section 47 and output from the laser light output section 4 .

また、レーザ光出力部4は、結晶収容部H12の外部に配置される部品として、Qスイッチ43を駆動するQスイッチドライバ49を有する。図13に示すように、Qスイッチドライバ49は、X方向において天面10uを2分したときの+X側部分に取り付けられている。Qスイッチドライバ49はまた、第1ベースプレート15の縦辺部15aよりも+Y側に配置されている。 In addition, the laser light output section 4 has a Q switch driver 49 for driving the Q switch 43 as a component arranged outside the crystal accommodating section H12. As shown in FIG. 13, the Q switch driver 49 is attached to the +X side portion when the top surface 10u is divided into two in the X direction. The Q switch driver 49 is also arranged on the +Y side of the vertical side portion 15 a of the first base plate 15 .

なお、Qスイッチドライバ49は、筐体10の左側面10l、背面10b等に取り付けてもよい。Qスイッチドライバ49は、筐体10の外面を構成する板状部材に取り付けることができる。 It should be noted that the Q switch driver 49 may be attached to the left side surface 101, the rear surface 10b, or the like of the housing 10. FIG. The Q switch driver 49 can be attached to a plate-like member forming the outer surface of the housing 10 .

-第1反射ミラー44-
第1反射ミラー44は、Qスイッチ収容部H121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。この第1反射ミラー44は、第2反射ミラー46とともに共振器を構成している。なお、本実施形態に係る第1反射ミラー44は、基本波を反射する全反射ミラーとして構成されている。
-First reflecting mirror 44-
The first reflecting mirror 44 is housed in the Q switch housing portion H121 and is configured to reflect at least the fundamental wave. The first reflecting mirror 44 constitutes a resonator together with the second reflecting mirror 46 . The first reflecting mirror 44 according to this embodiment is configured as a total reflecting mirror that reflects the fundamental wave.

また、本実施形態に係る第1反射ミラー44は、結晶収容部H12を区画する仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている。 Also, the first reflecting mirror 44 according to this embodiment is attached to the partition surface 15g that partitions the crystal accommodating portion H12, and is thermally coupled to the first heat sink 81 via the first base plate 15. As shown in FIG.

-第2反射ミラー46-
第2反射ミラー46は、波長変換部H122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46は、第1反射ミラー44とともに共振器を構成している。なお、本実施形態に係る第2反射ミラー46は、基本波に加え、該基本波よりも高い波長を有する第2高調波と、該第2高調波よりもさらに高い波長を有する第3高調波とを反射する全反射ミラーとして構成されている。
-Second reflecting mirror 46-
The second reflecting mirror 46 is accommodated in the wavelength converting portion H122 and configured to reflect at least the fundamental wave. The second reflecting mirror 46 constitutes a resonator together with the first reflecting mirror 44 . In addition to the fundamental wave, the second reflecting mirror 46 according to the present embodiment has a second harmonic wave having a higher wavelength than the fundamental wave and a third harmonic wave having a higher wavelength than the second harmonic wave. It is configured as a total reflection mirror that reflects the

また、本実施形態に係る第2反射ミラー46は、第1反射ミラー44と同様に仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている。このように、精度の高い共振光路を構成するために、共振光路の両端である第1反射ミラー44と第2反射ミラー46とは同一の第1ベースプレート15により位置決めされることが好ましい。 Also, the second reflecting mirror 46 according to the present embodiment is attached to the partition surface 15g in the same manner as the first reflecting mirror 44, and is thermally coupled to the first heat sink 81 through the first base plate 15. . In this way, in order to form a highly accurate resonant optical path, it is preferable that the first reflecting mirror 44 and the second reflecting mirror 46 at both ends of the resonant optical path are positioned by the same first base plate 15 .

-Qスイッチ43-
Qスイッチ43は、Qスイッチ収容部H121に収容されており、固体レーザ結晶41にて生成された基本波をパルス発振させるように構成されている。具体的に、Qスイッチ43は、共振光路(共振器の光路)の光軸上に位置するように配置されており、固体レーザ結晶41と第1反射ミラー44との間に介在している。
-Q switch 43-
The Q switch 43 is housed in the Q switch housing portion H121 and is configured to cause the fundamental wave generated by the solid-state laser crystal 41 to undergo pulse oscillation. Specifically, the Q switch 43 is positioned on the optical axis of the resonant optical path (optical path of the resonator) and is interposed between the solid-state laser crystal 41 and the first reflecting mirror 44 .

本実施形態に係るQスイッチ43は、Qスイッチドライバ49から印加されるRF信号に基づいて動作するいわゆるアクティブQスイッチである。すなわち、Qスイッチ43を仮にオン状態にすると、Qスイッチ43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、固体レーザ結晶41での反転分布の生成が促される。 The Q switch 43 according to this embodiment is a so-called active Q switch that operates based on the RF signal applied from the Q switch driver 49 . That is, if the Q switch 43 is temporarily turned on, the laser light incident on the Q switch 43 is deflected and separated from the resonant optical path. In this case, as a result of restricting the multiple reflection of laser light, generation of population inversion in the solid-state laser crystal 41 is promoted.

そして、Qスイッチ43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、Qスイッチ43によって分離されずに多重反射を行って、その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されることになる。 When the Q switch 43 is turned on for a predetermined period of time and then turned off, the laser light undergoes multiple reflections without being separated by the Q switch 43, and is amplified by the multiple reflections. In this case, high-output laser light is pulse-oscillated.

また、本実施形態に係るQスイッチ43は、第1反射ミラー44等と同様に仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている。 In addition, the Q switch 43 according to this embodiment is attached to the partition surface 15g in the same manner as the first reflecting mirror 44 and the like, and is thermally coupled to the first heat sink 81 via the first base plate 15. As shown in FIG.

-Qスイッチドライバ49-
Qスイッチドライバ49は、筐体10の内部かつ結晶収容部H12の外部に収容されており、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、Qスイッチ43に印加されるRF信号を生成する。
-Q switch driver 49-
The Q switch driver 49 is housed inside the housing 10 and outside the crystal housing portion H12, and generates an RF signal to be applied to the Q switch 43 based on a control signal input from the marker controller 100. FIG.

Qスイッチドライバ49は、金属製の支持プレートを介して天面10uに取り付けられており、その支持プレートおよび天面10uを介して筐体10と熱的に結合されている。 The Q switch driver 49 is attached to the top surface 10u via a metal support plate, and is thermally coupled to the housing 10 via the support plate and the top surface 10u.

-第1偏向ミラー42-
第1偏向ミラー42は、Qスイッチ収容部H121に収容されており、X方向においてQスイッチ43と固体レーザ結晶41との間に配置されている。本実施形態に係る第1偏向ミラー42は、いわゆるビームスプリッターによって構成されている。第1偏向ミラー42は、第1入射窓91から+Y側に向かって入射した励起光については、X方向に沿って伝搬するように全反射する。一方、第1偏向ミラー42は、X方向に沿って伝搬する基本波については、反射せずに透過する。第1偏向ミラー42を透過する基本波は、Qスイッチ43を介して第1反射ミラー44に至る。
-First deflection mirror 42-
The first deflection mirror 42 is housed in the Q switch housing portion H121 and arranged between the Q switch 43 and the solid-state laser crystal 41 in the X direction. The first deflection mirror 42 according to this embodiment is configured by a so-called beam splitter. The first deflection mirror 42 totally reflects the excitation light entering from the first entrance window 91 toward the +Y side so that the excitation light propagates along the X direction. On the other hand, the first deflection mirror 42 transmits the fundamental wave propagating along the X direction without reflecting it. The fundamental wave passing through the first deflecting mirror 42 reaches the first reflecting mirror 44 via the Q switch 43 .

また、本実施形態に係る第1偏向ミラー42は、第1反射ミラー44等と同様に仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている。 Also, the first deflecting mirror 42 according to the present embodiment is attached to the partition surface 15g in the same manner as the first reflecting mirror 44 and the like, and is thermally coupled to the first heat sink 81 via the first base plate 15. there is

-固体レーザ結晶41-
固体レーザ結晶41は、Qスイッチ収容部H121に収容されており、反転分布を形成可能なレーザ媒質によって構成されている。固体レーザ結晶41は、その端面にレーザ励起光が入射した際に、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、固体レーザ結晶41の具体的な構成に応じて増減するもものの、本実施形態では1μm前後の赤外域にある。
-Solid laser crystal 41-
The solid-state laser crystal 41 is housed in the Q-switch housing portion H121 and is composed of a laser medium capable of forming population inversion. The solid-state laser crystal 41 is configured to perform stimulated emission corresponding to the incident laser excitation light when the laser excitation light is incident on the facet thereof. Although the wavelength of photons emitted by stimulated emission (so-called fundamental wavelength) varies depending on the specific configuration of the solid-state laser crystal 41, it is in the infrared region of about 1 μm in this embodiment.

本実施形態では、固体レーザ結晶41を構成するレーザ媒質として、ロッド状のNd:YVO(イットリウム・バナデイト)が用いられている。ロッド状とされた固体レーザ結晶41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:YVO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、GdVO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, a rod-shaped Nd:YVO 4 (yttrium vanadate) is used as a laser medium that constitutes the solid-state laser crystal 41 . Laser excitation light is incident from one end face of the rod-shaped solid-state laser crystal 41, and laser light having a fundamental wavelength (so-called fundamental wave) is emitted from the other end face (one direction by so-called end-pumping). excitation scheme). 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 in order to promote stimulated emission. However, it is not limited to this example, and other laser media such as YAG, YLF, and GdVO 4 doped with rare earth elements can also be used. Various solid-state laser media can be used according to the application of the laser processing apparatus L.

また、本実施形態に係る固体レーザ結晶41は、第1反射ミラー44等と同様に仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている。 Also, the solid-state laser crystal 41 according to this embodiment is attached to the partition surface 15g in the same manner as the first reflecting mirror 44 and the like, and is thermally coupled to the first heat sink 81 via the first base plate 15. .

-非線形光学結晶45-
非線形光学結晶45は、固体レーザ結晶41により生成された基本波を受光するとともに、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波長変換素子45a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波長変換素子45bと、を組合わせて構成される。第1波長変換素子45aおよび第2波長変換素子45bは、双方とも波長変換部H122に収容されている。
-Nonlinear optical crystal 45-
The nonlinear optical crystal 45 receives the fundamental wave generated by the solid-state laser crystal 41 and generates a second harmonic wave having a wavelength higher than that of the fundamental wave. and a second wavelength conversion element 45b that generates a third harmonic wave having a wavelength higher than that of the harmonic wave. Both the first wavelength conversion element 45a and the second wavelength conversion element 45b are housed in the wavelength conversion section H122.

第1波長変換素子45a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45a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。 The first wavelength conversion element 45a is a nonlinear optical crystal capable of generating a second harmonic, and when a fundamental wave is incident, it doubles the frequency of the fundamental wave and outputs it as a second harmonic ( 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 45a is in the visible light region around 500 nm. Especially in this embodiment, the wavelength of the second harmonic is set to 532 nm.

また一般に、第1波長変換素子45aによる変換効率は100%を下回る。そのため、第1波長変換素子45aに基本波を入射させると、基本波と第2高調波とが混在したレーザ光が出射されるようになっている。 Moreover, generally, the conversion efficiency by the first wavelength conversion element 45a is less than 100%. Therefore, when the fundamental wave is incident on the first wavelength conversion element 45a, a laser beam in which the fundamental wave and the second harmonic are mixed is emitted.

なお、本実施形態では、第1波長変換素子45aとしてLBO(LiB)を用いた。ただし、この例に限らず、第1波長変換素子45aとして、種々の有機非線形光学材料、無機非線形光学材料等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 45a. However, without being limited to this example, various organic nonlinear optical materials, inorganic nonlinear optical materials, and the like can be used as the first wavelength conversion element 45a.

第2波長変換素子45b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45b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。 The second wavelength conversion element 45b is a nonlinear optical crystal capable of generating the third harmonic, and when the fundamental wave and the second harmonic are incident (in particular, the propagation directions of the fundamental wave and the second harmonic are When the fundamental wave is equal), the fundamental wave is converted into a third harmonic wave 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 45b is around 350 nm in the ultraviolet region (specifically, the visible light region and the ultraviolet region). border). Especially in this embodiment, the wavelength of the third harmonic is set to 355 nm.

また一般に、第2波長変換素子45bによる変換効率は100%を下回る。そのため、第1波長変換素子45aに基本波および第2高調波を入射させると、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が出射されるようになっている。 Moreover, generally, the conversion efficiency by the second wavelength conversion element 45b is less than 100%. Therefore, when the fundamental wave and the second harmonic are incident on the first wavelength conversion element 45a, a laser beam in which the fundamental wave, the second harmonic, and the third harmonic are mixed is emitted.

なお、本実施形態では、第2波長変換素子45bとしてLBO(LiB)を用いた。ただし、この例に限らず、第2波長変換素子45bとして、種々の有機非線形光学材料、無機非線形光学材料等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 45b. However, without being limited to this example, various organic nonlinear optical materials, inorganic nonlinear optical materials, and the like can be used as the second wavelength conversion element 45b.

また、本実施形態に係る非線形光学結晶45は、第1反射ミラー44等と同様に仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている。 Also, the nonlinear optical crystal 45 according to this embodiment is attached to the partition surface 15g in the same manner as the first reflecting mirror 44 and the like, and is thermally coupled to the first heat sink 81 through the first base plate 15. .

-レーザ光分離部47-
レーザ光分離部47は、波長変換部H122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、レーザ加工用のUVレーザ光を生成するように構成されている。
-Laser light separation unit 47-
The laser beam separation unit 47 is housed in the wavelength conversion unit H122, and is configured to separate the third harmonic from the resonant optical path of the laser beam and generate UV laser beam for laser processing.

レーザ光分離部47は、複数の光学部品によって構成されている。具体的に、本実施形態に係るレーザ光分離部47は、レーザ光から第2高調波および第3高調波を抽出するための第1セパレータ47aと、第2高調波および第3高調波からなるレーザ光のビーム径を整えるための凹レンズ47b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47cと、を有する。 The laser beam separation section 47 is composed of a plurality of optical components. Specifically, the laser beam separation unit 47 according to the present embodiment consists of a first separator 47a for extracting the second harmonic and the third harmonic from the laser beam, and the second harmonic and the third harmonic. It has a concave lens 47b for adjusting the beam diameter of the laser light and a second separator 47c for extracting the third harmonic from the laser light.

第1セパレータ47a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47aは、第1反射ミラー44と第2反射ミラー46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。第1セパレータ47aによって反射されたレーザ光は、-Z側に向かって伝搬する。 The first separator 47a is a so-called beam splitter, and is configured to transmit the fundamental wave while reflecting the second and third harmonic waves. The first separator 47a is arranged so as to intersect the optical axis of the resonant optical path connecting the first reflecting mirror 44 and the second reflecting mirror 46, and is tilted by approximately 45 degrees with respect to the optical axis. It is The laser light reflected by the first separator 47a propagates toward the -Z side.

凹レンズ47bは、第1セパレータ47a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。本実施形態では、凹レンズ47bは、第1セパレータ47aと第2セパレータ47c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。 The concave lens 47b is configured to transmit the laser light reflected by the first separator 47a, that is, the laser light separated from the resonance optical path, thereby enlarging the beam diameter of the transmitted laser light. Although the concave lens 47b is interposed between the first separator 47a and the second separator 47c in this embodiment, the arrangement is not limited to such.

第2セパレータ47cは、第1セパレータ47a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47cは、凹レンズ47b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。第2セパレータ47cによって反射されたレーザ光は、-X側に向かって伝搬する。 The second separator 47c is a beamsplitter similar to the first separator 47a and is configured to transmit the second harmonic while reflecting the third harmonic. The second separator 47c is arranged so as to intersect the optical axis of the laser beam that has passed through the concave lens 47b, and is inclined approximately 45 degrees with respect to the optical axis. The laser light reflected by the second separator 47c propagates toward the -X side.

また、レーザ光分離部47を構成する各光学部品は、第1反射ミラー44等と同様に仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている(図10も参照)。 Each optical component constituting the laser beam separation section 47 is attached to the partition surface 15g in the same manner as the first reflecting mirror 44 and the like, and is thermally coupled to the first heat sink 81 via the first base plate 15. (see also Figure 10).

このように、精度の高い光路でレーザ光を生成するために、第1反射ミラー44、第2反射ミラー46、Qスイッチ43、第1偏向ミラー42、固体レーザ結晶41、非線形光学結晶45およびレーザ光分離部47は、いずれも同一の第1ベースプレート15により位置決めされることが好ましい。 In this way, in order to generate a laser beam along a highly accurate optical path, the first reflecting mirror 44, the second reflecting mirror 46, the Q switch 43, the first deflection mirror 42, the solid laser crystal 41, the nonlinear optical crystal 45 and the laser It is preferable that all of the light separating portions 47 are positioned by the same first base plate 15 .

-第2偏向ミラー48-
第2偏向ミラー48は、波長変換部H122に収容されており、結晶収容部H12に収容される他の光学部材よりも-X側に配置されている。本実施形態に係る第2偏向ミラー48は、いわゆるビームスプリッターによって構成されている。第2偏向ミラー48は、第2セパレータ47cを通過して-X側に向かって伝搬するレーザ光を反射する。第2偏向ミラー48によって反射されたレーザ光は、-Y側に向かって伝搬するように偏向される。
-Second deflection mirror 48-
The second deflecting mirror 48 is accommodated in the wavelength converting portion H122 and is arranged on the -X side of the other optical members accommodated in the crystal accommodating portion H12. The second deflection mirror 48 according to this embodiment is configured by a so-called beam splitter. The second deflection mirror 48 reflects the laser light that passes through the second separator 47c and propagates toward the -X side. The laser light reflected by the second deflection mirror 48 is deflected to propagate toward the -Y side.

また、本実施形態に係る第2偏向ミラー48は、第1反射ミラー44等と同様に仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている。このように、生成されたレーザ光が出力される位置の精度を向上させるために、レーザ光出力部4から外部にレーザ光を出射する第2偏向ミラー48は第1反射ミラー44等と同様に第1ベースプレート15により位置決めされることが好ましい。 Also, the second deflection mirror 48 according to the present embodiment is attached to the partition surface 15g in the same manner as the first reflection mirror 44 and the like, and is thermally coupled to the first heat sink 81 via the first base plate 15. there is In this way, in order to improve the accuracy of the output position of the generated laser light, the second deflection mirror 48 for outputting the laser light from the laser light output unit 4 to the outside is similar to the first reflection mirror 44 and the like. It is preferably positioned by the first base plate 15 .

最終的に、第2偏向ミラー48によって偏向されたレーザ光は、第2入射窓92を透過することで、レーザ光出力部4から第1ケーシング50内に入射することになる。図11に示すように、第1ケーシング50内に入射したレーザ光は、-Y側に向かって伝搬してレーザ光走査部5の第3偏向ミラー56に至る。 Finally, the laser light deflected by the second deflecting mirror 48 passes through the second entrance window 92 and enters the first casing 50 from the laser light output section 4 . As shown in FIG. 11 , the laser light entering the first casing 50 propagates toward the −Y side and reaches the third deflecting mirror 56 of the laser light scanning section 5 .

(レーザ光走査部5)
レーザ光走査部5は、前述した第1スキャナ51、第2スキャナ52と、第1制御基板53および第2制御基板54に加え、中間偏向部55と、第3偏向ミラー56と、光学素子としてのデフォーカスレンズ57と、少なくとも第1スキャナ51の第1ミラー51a、および第2スキャナ52の第2ミラー52aを収容する第1ケーシング50と、を有する。
(Laser beam scanning unit 5)
In addition to the above-described first scanner 51, second scanner 52, first control board 53, and second control board 54, the laser beam scanning unit 5 includes an intermediate deflection unit 55, a third deflection mirror 56, and an optical element. and a first casing 50 housing at least the first mirror 51 a of the first scanner 51 and the second mirror 52 a of the second scanner 52 .

以下、これらの構成要素についてレーザ発振時にレーザ光が到達する順番に説明する。 These constituent elements will be described below in the order in which laser light reaches them during laser oscillation.

-第3偏向ミラー56-
図11に示すように、第3偏向ミラー56は、第1ケーシング50内に収容されており、Y方向に沿って第2偏向ミラー48および第2入射窓92と並ぶように配置されており、これらの部材よりも-Y側に位置している。第3偏向ミラー56は、Y方向において第2入射窓92と光源制御基板24との間(言い換えると、第2入射窓92よりも-Y側、かつ、光源制御基板24よりも+Y側)に配置されている。
-Third deflection mirror 56-
As shown in FIG. 11, the third deflecting mirror 56 is housed within the first casing 50 and arranged in line with the second deflecting mirror 48 and the second entrance window 92 along the Y direction, It is located on the -Y side of these members. The third deflection mirror 56 is positioned between the second entrance window 92 and the light source control board 24 in the Y direction (in other words, the -Y side of the second entrance window 92 and the +Y side of the light source control board 24). are placed.

第3偏向ミラー56は、例えば全反射ミラーによって構成されており、第1ケーシング50内に入射して-Y側に向かって伝搬するレーザ光を受光し、これを+X側に向けて反射する。第3偏向ミラー56によって反射されたレーザ光は、第2スキャナ52の第2ミラー52aに至る。なお、第3偏向ミラー56は、全反射ミラーに代えて一部レーザ光を透過するミラーによって構成してもよい。その場合、一部透過したレーザ光を用いて、レーザ光出力部4から第1ケーシング50内に入射するレーザ光の出力が検出されてもよい。 The third deflection mirror 56 is composed of, for example, a total reflection mirror, receives the laser beam entering the first casing 50 and propagating toward the -Y side, and reflects it toward the +X side. The laser light reflected by the third deflecting mirror 56 reaches the second mirror 52a of the second scanner 52 . The third deflection mirror 56 may be configured by a mirror that partially transmits the laser light instead of the total reflection mirror. In that case, the output of the laser light entering the first casing 50 from the laser light output unit 4 may be detected using the partially transmitted laser light.

-第2スキャナ52-
図14、図15および図16に示すように、第2スキャナ52は、所定の第2方向にレーザ光を走査するための第2ミラー52aと、第2ミラー52aを回動可能に支持する第2モータ52bと、を有する。このうち、第2ミラー52aはミラー収容部H11に収容され、第2モータ52bは、その大部分が基板収容部H13に収容される。
-Second scanner 52-
As shown in FIGS. 14, 15 and 16, the second scanner 52 includes a second mirror 52a for scanning the laser light in a predetermined second direction, and a second mirror 52a which rotatably supports the second mirror 52a. 2 motors 52b. Among them, the second mirror 52a is housed in the mirror housing portion H11, and most of the second motor 52b is housed in the substrate housing portion H13.

第2ミラー52aは、いわゆるガルバノミラーとして構成されている。第2ミラー52aは、固体レーザ結晶41によって生成されたレーザ光を、図11に示す第3偏向ミラー56等を介して受光する。第2ミラー52aは、そうして受光したレーザ光を+Z側に反射することで、該レーザ光を偏向する。第2ミラー52aが回動することにより、照射エリアR1におけるレーザ光の照射位置が第2方向に走査される。 The second mirror 52a is configured as a so-called galvanomirror. The second mirror 52a receives the laser light generated by the solid-state laser crystal 41 via the third deflection mirror 56 shown in FIG. 11 and the like. The second mirror 52a reflects the received laser light to the +Z side, thereby deflecting the laser light. By rotating the second mirror 52a, the irradiation position of the laser light in the irradiation area R1 is scanned in the second direction.

ここで、第2ミラー52aによる偏向方向である第2方向は、第1スキャナ51の第1ミラー51aによる偏向方向である第1方向と、照射方向としての-Z方向と、の双方に直交する方向であり、本実施形態ではX方向に一致するように設定されている。 Here, the second direction, which is the deflection direction by the second mirror 52a, is orthogonal to both the first direction, which is the deflection direction by the first mirror 51a of the first scanner 51, and the −Z direction as the irradiation direction. direction, which is set to match the X direction in this embodiment.

具体的に、第2ミラー52aは、略矩形板状の全反射ミラーであって、第2モータ52bの回転軸の先端に支持された状態で、ミラー収容部H11の室内に収容されている。第2ミラー52aは、第2モータ52bのシャフトと一体的に回転するようになっており、この第2モータ52bによって所定の第2回転軸Ac2まわりに回転されるように構成されている。第2ミラー52aによる偏向量、ひいては第2方向におけるレーザ光の照射位置は、この第2回転軸Ac2まわりの第2ミラー52aの回転角度に基づいて決定される。 Specifically, the second mirror 52a is a substantially rectangular plate-like total reflection mirror, and is housed in the mirror housing portion H11 while being supported at the tip of the rotating shaft of the second motor 52b. The second mirror 52a rotates integrally with the shaft of a second motor 52b, and is configured to be rotated around a predetermined second rotation axis Ac2 by the second motor 52b. The amount of deflection by the second mirror 52a and, in turn, the irradiation position of the laser beam in the second direction are determined based on the rotation angle of the second mirror 52a around the second rotation axis Ac2.

ここで、図14および図15に示すように、第2ミラー52aの回転中心である第2回転軸Ac2は、第1ミラー51aの回転中心である第1回転軸Ac1と、照射方向としてのZ方向と、の双方に直交するように延びており、本実施形態ではY方向に沿って延びるように設定されている。 Here, as shown in FIGS. 14 and 15, the second rotation axis Ac2, which is the rotation center of the second mirror 52a, corresponds to the first rotation axis Ac1, which is the rotation center of the first mirror 51a, and the Z axis as the irradiation direction. , and in this embodiment, it is set to extend along the Y direction.

第2ミラー52aはまた、X方向に沿って第3偏向ミラー56と並ぶように配置されており、第3偏向ミラー56よりも+X側に位置している。第2ミラー52aはさらに、Y方向においては第1ミラー51aおよびデフォーカスレンズ57よりも-Y側に位置しており、Z方向においては第1ミラー51aおよびデフォーカスレンズ57よりも-Z側に位置している。 The second mirror 52a is also arranged so as to line up with the third deflection mirror 56 along the X direction, and is located on the +X side of the third deflection mirror 56. As shown in FIG. The second mirror 52a is further positioned on the -Y side of the first mirror 51a and the defocus lens 57 in the Y direction, and on the -Z side of the first mirror 51a and the defocus lens 57 in the Z direction. positioned.

第2モータ52bは、直流モータ等によって構成されるガルバノモータであって、第2回転軸Ac2を中心軸とした略円柱状に形成されている。第2モータ52bにおける第2回転軸Ac2方向(Y方向)の先端部(+Y側端部)は、第1ケーシング50における第6貫通孔50cに挿入されている。一方、第2回転軸Ac2方向において前記先端部の反対側に位置する他端部(第2モータ52bの-Y側端部)は、第6貫通孔50cから突出して基板収容部H13内に露出している。 The second motor 52b is a galvanometer motor configured by a DC motor or the like, and is formed in a substantially columnar shape with the second rotation axis Ac2 as the central axis. A tip portion (+Y side end portion) of the second motor 52 b in the direction of the second rotation axis Ac 2 (Y direction) is inserted into the sixth through hole 50 c of the first casing 50 . On the other hand, the other end portion (−Y side end portion of the second motor 52b) located on the opposite side of the tip portion in the direction of the second rotation axis Ac2 protrudes from the sixth through hole 50c and is exposed in the substrate accommodating portion H13. are doing.

第2スキャナ52は、第2ミラー52aを介してレーザ光を反射する。第2ミラー52aによって反射されたレーザ光は、中間偏向部55、第1ミラー51aおよびデフォーカスレンズ57を介して出射窓6から出射する。その際、第2スキャナ52は、第2モータ52bによってレーザ光の反射角度を調整することで、照射エリアR1内でレーザ光を第2方向(X方向)に走査することができる。 The second scanner 52 reflects the laser light through the second mirror 52a. The laser beam reflected by the second mirror 52 a passes through the intermediate deflector 55 , the first mirror 51 a and the defocus lens 57 and exits from the exit window 6 . At that time, the second scanner 52 can scan the laser light in the second direction (X direction) within the irradiation area R1 by adjusting the reflection angle of the laser light with the second motor 52b.

-中間偏向部55-
図14、図15および図16に示すように、中間偏向部55は、第2ミラー52aおよび第1ミラー51aの間でレーザ光を中継する中間ミラー55aと、該中間ミラー55aを支持する台座部55bと、を有する。中間ミラー55aおよび台座部55bは、双方ともミラー収容部H11に収容される。
-Intermediate deflection unit 55-
As shown in FIGS. 14, 15, and 16, the intermediate deflector 55 includes an intermediate mirror 55a that relays laser light between the second mirror 52a and the first mirror 51a, and a pedestal that supports the intermediate mirror 55a. 55b and . Both the intermediate mirror 55a and the pedestal portion 55b are housed in the mirror housing portion H11.

中間ミラー55aは、例えば全反射ミラーによって構成されている。中間ミラー55aは、第2ミラー52aによって反射されたレーザ光を入射させるとともに、該レーザ光を第1ミラー51aに向けて反射する。 The intermediate mirror 55a is composed of, for example, a total reflection mirror. The intermediate mirror 55a receives the laser beam reflected by the second mirror 52a and reflects the laser beam toward the first mirror 51a.

中間ミラー55aはまた、Z方向に沿って第2ミラー52aと並ぶように配置されており、第2ミラー52aよりも+Z側に位置している。中間ミラー55aはさらに、Y方向に沿って第1ミラー51aと並ぶように配置されており、第1ミラー51aよりも-Y側に位置している。 The intermediate mirror 55a is also arranged so as to be aligned with the second mirror 52a along the Z direction, and is located on the +Z side of the second mirror 52a. The intermediate mirror 55a is further arranged so as to be aligned with the first mirror 51a along the Y direction, and positioned on the -Y side of the first mirror 51a.

中間ミラー55aは、第2ミラー52aによって反射されて+Z側に向かって伝搬するレーザ光を受光し、これを+Y側に向けて反射する。中間ミラー55aによって反射されたレーザ光は、第1スキャナ51の第1ミラー51aに至る。 The intermediate mirror 55a receives the laser beam reflected by the second mirror 52a and propagating toward the +Z side, and reflects it toward the +Y side. The laser beam reflected by the intermediate mirror 55 a reaches the first mirror 51 a of the first scanner 51 .

台座部55bは、第1ケーシング50の底部に配置されており、中間ミラー55aを+Z側から支持する。本実施形態に係る台座部55bは、+Y側かつ-Z側に鏡面を向けるように中間ミラー55aを支持する。 The pedestal portion 55b is arranged on the bottom portion of the first casing 50 and supports the intermediate mirror 55a from the +Z side. The pedestal portion 55b according to the present embodiment supports the intermediate mirror 55a so that the mirror surface faces the +Y side and the -Z side.

-第1スキャナ51-
図14、図15および図16に示すように、第1スキャナ51は、所定の第1方向にレーザ光を走査するための第1ミラー51aと、第1ミラー51aを回動可能に支持する第1モータ51bと、を有する。このうち、第1ミラー51aはミラー収容部H11に収容され、第1モータ51bは、その大部分が基板収容部H13に収容される。
-First scanner 51-
As shown in FIGS. 14, 15 and 16, the first scanner 51 includes a first mirror 51a for scanning laser light in a predetermined first direction, and a first mirror 51a for rotatably supporting the first mirror 51a. 1 motor 51b. Among them, the first mirror 51a is accommodated in the mirror accommodating portion H11, and the majority of the first motor 51b is accommodated in the substrate accommodating portion H13.

第1ミラー51aは、いわゆるガルバノミラーとして構成されている。第1ミラー51aは、中間ミラー55aによって反射されたレーザ光を受光する。第1ミラー51aは、そうして受光したレーザ光を+Z側に反射することで、該レーザ光を偏向する。第1ミラー51aが回動することにより、照射エリアR1におけるレーザ光の照射位置が第1方向に走査される。 The first mirror 51a is configured as a so-called galvanomirror. The first mirror 51a receives the laser beam reflected by the intermediate mirror 55a. The first mirror 51a reflects the received laser light to the +Z side, thereby deflecting the laser light. By rotating the first mirror 51a, the irradiation position of the laser light in the irradiation area R1 is scanned in the first direction.

ここで、図14および図15に示すように、第1ミラー51aによる偏向方向である第1方向は、前述した第2方向と、照射方向としてのZ方向と、の双方に直交する方向であり、本実施形態ではY方向に一致するように設定されている。 Here, as shown in FIGS. 14 and 15, the first direction, which is the direction of deflection by the first mirror 51a, is a direction orthogonal to both the second direction described above and the Z direction as the irradiation direction. , in this embodiment, are set to coincide with the Y direction.

なお、第1方向および第2方向は、本実施形態の設定には限定されない。第1方向をX方向に一致させかつ第2方向をY方向に一致させてもよいし、第1方向および第2方向をそれぞれX方向およびY方向に対して傾斜させてもよい。 Note that the first direction and the second direction are not limited to the settings in this embodiment. The first direction may be aligned with the X direction and the second direction may be aligned with the Y direction, or the first direction and the second direction may be inclined with respect to the X direction and the Y direction, respectively.

具体的に、第1ミラー51aは、略矩形板状の全反射ミラーであって、第1モータ51bの回転軸の先端に支持された状態で、ミラー収容部H11の室内に収容されている。第1ミラー51aは、第1モータ51bのシャフトと一体的に回転するようになっており、この第1モータ51bによって所定の第1回転軸Ac1まわりに回転されるように構成されている。第1ミラー51aによる偏向量、ひいては第1方向におけるレーザ光の照射位置は、この第2回転軸Ac2まわりの第1ミラー51aの回転角度に基づいて決定される。 Specifically, the first mirror 51a is a substantially rectangular plate-like total reflection mirror, and is housed in the mirror housing portion H11 while being supported at the tip of the rotating shaft of the first motor 51b. The first mirror 51a rotates integrally with the shaft of the first motor 51b, and is configured to rotate around a predetermined first rotation axis Ac1 by the first motor 51b. The amount of deflection by the first mirror 51a and, in turn, the irradiation position of the laser beam in the first direction are determined based on the rotation angle of the first mirror 51a about the second rotation axis Ac2.

ここで、第1ミラー51aの回転中心である第1回転軸Ac1は、第2ミラー52aの回転中心である第2回転軸Ac2と、照射方向としての-Z方向と、の双方に直交するように延びており、本実施形態ではX方向に沿って延びるように設定されている。 Here, the first rotation axis Ac1, which is the rotation center of the first mirror 51a, is orthogonal to both the second rotation axis Ac2, which is the rotation center of the second mirror 52a, and the -Z direction as the irradiation direction. , and is set to extend along the X direction in this embodiment.

このように設定することで、第1回転軸Ac1および第2回転軸Ac2は、双方とも照射方向とは異なる方向、例えば照射方向に直交する方向(XY方向)に延びることになる。なお、第1回転軸Ac1および第2回転軸Ac2を照射方向に直交させる構成は必須ではなく、XY方向に対し、例えば20deg以内の傾斜角を持たせてもよい。 By setting in this way, both the first rotation axis Ac1 and the second rotation axis Ac2 extend in a direction different from the irradiation direction, for example, in a direction orthogonal to the irradiation direction (XY directions). It should be noted that the configuration in which the first rotation axis Ac1 and the second rotation axis Ac2 are orthogonal to the irradiation direction is not essential, and they may have an inclination angle of, for example, 20 degrees or less with respect to the XY directions.

また、本実施形態では、第1回転軸Ac1は、第2回転軸Ac2に対して+Z側にオフセットしているが、中間ミラー55aの構成次第では、第1回転軸Ac1と第2回転軸Ac2を同一平面上に配置することもできる。 In this embodiment, the first rotation axis Ac1 is offset to the +Z side with respect to the second rotation axis Ac2. can also be arranged on the same plane.

第1ミラー51aはまた、Y方向に沿って中間ミラー55aと並ぶように配置されており、中間ミラー55aよりも+Y側に位置している。第1ミラー51aはさらに、Z方向に沿って、カバーガラス62およびデフォーカスレンズ57と並ぶように配置されており、デフォーカスレンズ57よりも-Z側に位置している。このように構成した結果、本実施形態に係る第1ミラー51aは、出射窓6を挟んでワークW、ひいては照射エリアR1と向かい合うように配置されることになる。第1ミラー51aは出射窓6の直上方に位置しており、第1ミラー51aと出射窓6との間には、他の反射ミラーは非介在となっている。本実施形態では説明の便宜のために、第1ミラー51aと出射窓6との間に反射ミラーが介在しないものとして第1ミラー51aを定義するが、間に何らかの反射ミラーが介在することを排除するものではない。第1ミラー51aと出射窓6との間に反射ミラーが介在する場合、照射エリアR1に至る直前で照射エリアR1における照射位置を走査させるミラーを、第1ミラー51aとしてみなす。なお、第1ミラー51aと出射窓6との間では、第2ミラー52aの回転と第1ミラー51aの回転とによりレーザ光が通過する領域に広がりがあるため、介在させる反射ミラーは、レーザ光が通過する領域をカバーできる程度のサイズを有する。したがって、マーカヘッド1の小型化のために、第1ミラー51aと出射窓6との間に反射ミラーが介在しないことが好ましい。 The first mirror 51a is also arranged in line with the intermediate mirror 55a along the Y direction, and is located on the +Y side of the intermediate mirror 55a. The first mirror 51a is further arranged along the Z direction so as to be aligned with the cover glass 62 and the defocus lens 57, and is located on the -Z side of the defocus lens 57. As shown in FIG. As a result of this configuration, the first mirror 51a according to the present embodiment is arranged so as to face the work W, and thus the irradiation area R1, with the exit window 6 interposed therebetween. The first mirror 51a is positioned directly above the exit window 6, and no other reflecting mirror is interposed between the first mirror 51a and the exit window 6. As shown in FIG. In this embodiment, for convenience of explanation, the first mirror 51a is defined as not having a reflecting mirror interposed between the first mirror 51a and the exit window 6, but the presence of any reflecting mirror therebetween is excluded. not something to do. When a reflecting mirror is interposed between the first mirror 51a and the exit window 6, the mirror that scans the irradiation position in the irradiation area R1 immediately before reaching the irradiation area R1 is regarded as the first mirror 51a. Between the first mirror 51a and the exit window 6, the rotation of the second mirror 52a and the rotation of the first mirror 51a widen the area through which the laser beam passes. is large enough to cover the area through which the Therefore, in order to reduce the size of the marker head 1, it is preferable that no reflection mirror be interposed between the first mirror 51a and the exit window 6. FIG.

第1モータ51bは、直流モータ等によって構成されるガルバノモータであって、第1回転軸Ac1を中心軸とした略円柱状に形成されている。第1モータ51bにおける第1回転軸Ac1方向(X方向)の先端部(-X側端部)は、第1ケーシング50における第7貫通孔50dに挿入されている。一方、第1回転軸Ac1方向において前記先端部の反対側に位置する他端部(第1モータ51bの+Y側端部)は、第7貫通孔50dから突出して基板収容部H13内に露出している。 The first motor 51b is a galvanometer motor configured by a DC motor or the like, and is formed in a substantially columnar shape with the first rotation axis Ac1 as the center axis. A tip portion (-X side end portion) of the first motor 51b in the direction of the first rotation axis Ac1 (X direction) is inserted into the seventh through hole 50d of the first casing 50. As shown in FIG. On the other hand, the other end portion (the +Y side end portion of the first motor 51b) located on the opposite side of the tip portion in the direction of the first rotation axis Ac1 protrudes from the seventh through hole 50d and is exposed in the substrate housing portion H13. ing.

第1スキャナ51は、第1ミラー51aを介してレーザ光を反射する。第1ミラー51aによって反射されたレーザ光は、デフォーカスレンズ57を通過して出射窓6から出射する。その際、第1スキャナ51は、第1モータ51bによってレーザ光の反射角度を調整することで、照射エリアR1内でレーザ光を第1方向(Y方向)に走査することができる。 The first scanner 51 reflects the laser light through the first mirror 51a. The laser light reflected by the first mirror 51 a passes through the defocus lens 57 and is emitted from the emission window 6 . At this time, the first scanner 51 can scan the laser light in the first direction (Y direction) within the irradiation area R1 by adjusting the reflection angle of the laser light with the first motor 51b.

-デフォーカスレンズ57-
デフォーカスレンズ57は、第1ミラー51aによって偏向されたレーザ光を透過し、該レーザ光を照射方向に直交する外方向に拡散するように構成されている。本実施形態のように、Z方向を照射方向とした場合、拡散方向としての外方向は、XY平面に沿った方向となる。
-Defocus lens 57-
The defocus lens 57 is configured to transmit the laser light deflected by the first mirror 51a and diffuse the laser light outward perpendicular to the irradiation direction. As in this embodiment, when the Z direction is the irradiation direction, the outward direction as the diffusion direction is the direction along the XY plane.

具体的に、デフォーカスレンズ57は、例えば1枚の両凹レンズによって構成することができる。この場合、デフォーカスレンズ57は、その中心軸をZ方向に沿わせた状態で第5貫通孔50bに嵌め込まれることになる。 Specifically, the defocus lens 57 can be composed of, for example, one biconcave lens. In this case, the defocus lens 57 is fitted into the fifth through hole 50b with its central axis along the Z direction.

デフォーカスレンズ57はまた、第1ミラー51aと、出射窓6におけるカバーガラス62の中央部と、を結ぶ直線状に配置される。デフォーカスレンズ57は、Z方向において、第1ミラー51aとカバーガラス62との間(言い換えると、第1ミラー51aよりも+Z側、かつカバーガラス62よりも-Z側)に配置される。 The defocus lens 57 is also arranged in a straight line connecting the first mirror 51 a and the central portion of the cover glass 62 in the exit window 6 . The defocus lens 57 is arranged between the first mirror 51a and the cover glass 62 in the Z direction (in other words, on the +Z side of the first mirror 51a and on the -Z side of the cover glass 62).

デフォーカスレンズ57はさらに、該デフォーカスレンズ57の光軸がカバーガラス62の光軸と同軸になるように配置されている。以下、デフォーカスレンズ57およびカバーガラス62の光軸を「レーザ出射軸」と総称し、これに符号Alを付す(図4も参照)。このレーザ出射軸Alは、Z方向に沿って延びており、第2ミラー52aおよび中間ミラー55aに対しては+Y側にオフセットする一方、第1ミラー51aの鏡面には交わるように構成されている。 The defocus lens 57 is further arranged such that the optical axis of the defocus lens 57 is coaxial with the optical axis of the cover glass 62 . Hereinafter, the optical axis of the defocus lens 57 and the cover glass 62 will be collectively referred to as a "laser emission axis" and denoted by Al (see also FIG. 4). The laser emission axis Al extends along the Z direction and is offset to the +Y side with respect to the second mirror 52a and the intermediate mirror 55a, while intersecting the mirror surface of the first mirror 51a. .

なお、光学素子としてのデフォーカスレンズ57の構成は、1枚の両凹レンズを用いたものには限定されない。複数枚のレンズを用いて光学素子を構成してもよいし、両凹レンズ以外のレンズを用いて光学素子を構成してもよい。またそもそも、デフォーカスレンズ57を用いることなくレーザ光走査部5を構成してもよい。 Note that the configuration of the defocus lens 57 as an optical element is not limited to one using a single biconcave lens. An optical element may be configured using a plurality of lenses, or an optical element may be configured using a lens other than a biconcave lens. Moreover, the laser beam scanning unit 5 may be configured without using the defocus lens 57 in the first place.

-第2制御基板54-
第2制御基板54は、マーカコントローラ100および第2スキャナ52と電気的に接続されており、第2スキャナ52を制御するように構成されている。より詳細には、第2制御基板54は、マーカコントローラ100から入力される制御信号にしたがって第2モータ52bを駆動することで、第2ミラー52aの回転角度を制御することができる。
-Second control board 54-
The second control board 54 is electrically connected to the marker controller 100 and the second scanner 52 and configured to control the second scanner 52 . More specifically, the second control board 54 can control the rotation angle of the second mirror 52a by driving the second motor 52b according to the control signal input from the marker controller 100. FIG.

本実施形態に係る第2制御基板54は、略矩形薄板状の回路基板によって構成されている。第2制御基板54は、その表裏両面をZ方向およびX方向に沿わせた姿勢で基板収容部H13に収容されており、第3ベースプレート17の例えば縦辺部17aに対し、-Y側から締結されている。 The second control board 54 according to the present embodiment is configured by a substantially rectangular thin plate-shaped circuit board. The second control board 54 is housed in the board housing portion H13 with its front and back surfaces aligned in the Z direction and the X direction, and is fastened to, for example, the vertical side portion 17a of the third base plate 17 from the -Y side. It is

第2制御基板54はまた、図12に示すように、X方向においては光源制御基板24よりも+X側に配置されており、Y方向においては第1ケーシング50および光源制御基板24よりも-Y側に配置されている。第2制御基板54はまた、不図示の配線類によって、第2モータ52bと電気的に接続されている。 Also, as shown in FIG. 12, the second control board 54 is arranged on the +X side of the light source control board 24 in the X direction, and -Y side of the first casing 50 and the light source control board 24 in the Y direction. placed on the side. The second control board 54 is also electrically connected to the second motor 52b by wiring (not shown).

-第1制御基板53-
第1制御基板53は、マーカコントローラ100および第1スキャナ51と電気的に接続されており、第1スキャナ51を制御するように構成されている。より詳細には、第1制御基板53は、マーカコントローラ100から入力される制御信号にしたがって第1モータ51bを駆動することで、第1ミラー51aの回転角度を制御することができる。
-First control board 53-
The first control board 53 is electrically connected to the marker controller 100 and the first scanner 51 and configured to control the first scanner 51 . More specifically, the first control board 53 can control the rotation angle of the first mirror 51a by driving the first motor 51b according to the control signal input from the marker controller 100. FIG.

本実施形態に係る第1制御基板53は、略矩形薄板状の回路基板によって構成されている。第1制御基板53は、その表裏両面をZ方向およびX方向に沿わせた姿勢で基板収容部H13に収容されており、第3ベースプレート17の例えば縦辺部17aに対し、-Y側から締結されている。 The first control board 53 according to the present embodiment is configured by a substantially rectangular thin plate-shaped circuit board. The first control board 53 is housed in the board housing portion H13 with its front and back surfaces aligned in the Z direction and the X direction, and is fastened to, for example, the vertical side portion 17a of the third base plate 17 from the -Y side. It is

第1制御基板53はまた、図12に示すように、X方向に沿って第2制御基板54と並んで配置されており、光源制御基板24および第2制御基板54よりも+X側に位置している。第1制御基板53はまた、不図示の配線類によって、第1モータ51bと電気的に接続されている。 Also, as shown in FIG. 12, the first control board 53 is arranged side by side with the second control board 54 along the X direction, and is located on the +X side of the light source control board 24 and the second control board 54. ing. The first control board 53 is also electrically connected to the first motor 51b by wiring (not shown).

<レーザ加工装置Sの主要動作・主要処理について>
図19は、レーザ加工装置Lの基本的な制御プロセスを例示するフローチャートである。以下、レーザ加工装置Lの主要動作・主要処理について、図19を参照して説明する。
<Regarding the main operations and main processes of the laser processing device S>
19 is a flow chart illustrating a basic control process of the laser processing apparatus L. FIG. Main operations and main processes of the laser processing apparatus L will be described below with reference to FIG.

まず、図19のステップS1で、表示部303に表示された設定平面R2上で、印字加工されるべき加工パターンPpの入力が受け付けられる。この入力は、受付部103によって受け付けられ、制御部103によって読み込まれる。制御部103は、入力された加工パターンPpに基づいて印字データを生成する。この印字データは、加工パターンPpに対応して設定される、ワークW上でのレーザ光の軌跡(いわゆる走査線)等からなる。 First, in step S1 of FIG. 19, an input of a processing pattern Pp to be printed is accepted on the setting plane R2 displayed on the display unit 303. FIG. This input is received by the receiving unit 103 and read by the control unit 103 . The control unit 103 generates print data based on the input processing pattern Pp. This print data consists of the trajectory (so-called scanning line) of the laser beam on the workpiece W, etc., which are set corresponding to the processing pattern Pp.

続くステップS2では、制御部103は、励起光源21に供給すべき電圧(供給電圧)を設定する。この設定の詳細は、図20および図21を参照して後述する。 In subsequent step S<b>2 , the control unit 103 sets the voltage (supply voltage) to be supplied to the excitation light source 21 . The details of this setting will be described later with reference to FIGS. 20 and 21. FIG.

続くステップS3では、制御部103が光源制御基板24等に制御信号を入力することで、励起光源21に電力が供給される。これにより、励起光生成部2において励起光が生成され、その励起光がレーザ光出力部4に入力される。 In subsequent step S<b>3 , power is supplied to the excitation light source 21 by the control unit 103 inputting a control signal to the light source control board 24 and the like. As a result, pumping light is generated in the pumping light generator 2 and the pumping light is input to the laser light output unit 4 .

続くステップS4では、制御部103がQスイッチドライバ49等に制御信号を入力することで、Qスイッチ43がオンオフ制御されてUVレーザ光がパルス発振する。このレーザ光は、レーザ光出力部4から出力されてレーザ光走査部5に入力される。 In subsequent step S4, the control unit 103 inputs a control signal to the Q switch driver 49 or the like, so that the Q switch 43 is ON/OFF controlled and the UV laser light is pulse-oscillated. This laser light is output from the laser light output unit 4 and input to the laser light scanning unit 5 .

続くステップS5では、制御部103が第1制御基板および53および第2制御基板54等に制御信号を入力することで、UVレーザ光が2次元走査される。ここで言う2次元走査とは、2次元方向、すなわち本実施形態においてはXY平面に沿う方向にレーザ光の照射位置を移動させることを意味する。なお、レーザ光が照射されるワークWの形状は、XY平面に沿う2次元形状に限定されず、Z方向に異なる位置を有する3次元形状(Z方向の高さが変化する形状)であってもよい。 In the subsequent step S5, the control unit 103 inputs control signals to the first control board 53, the second control board 54, and the like, thereby two-dimensionally scanning the UV laser light. The two-dimensional scanning referred to here means moving the irradiation position of the laser beam in two-dimensional directions, that is, in the direction along the XY plane in this embodiment. The shape of the workpiece W irradiated with the laser beam is not limited to a two-dimensional shape along the XY plane, but a three-dimensional shape having different positions in the Z direction (a shape in which the height in the Z direction changes). good too.

その際、レーザ光走査部5では、第2ミラー52aによって偏向されたUVレーザ光が中間ミラー55aによって反射された後、第1ミラー51aによって再度偏向されることになる。第1ミラー51aによって偏向されたUVレーザ光は、図10および図18に示すように、デフォーカスレンズ57とカバーガラス62を順次通過した後、前述の光路区画部H3を通過することで、筐体10外に出射される。筐体10外に出射されたUVレーザ光は、ワークW上に設定される照射エリアR1へと照射される。ワークW上に照射されたUVレーザ光は、印字データにしたがって、走査線をなぞるように照射エリアR1内で2次元走査される。 At this time, in the laser beam scanning unit 5, the UV laser beam deflected by the second mirror 52a is reflected by the intermediate mirror 55a and then deflected again by the first mirror 51a. As shown in FIGS. 10 and 18, the UV laser light deflected by the first mirror 51a passes through the defocus lens 57 and the cover glass 62 in sequence, and then passes through the optical path partitioning portion H3, thereby passing through the housing. It is emitted outside the body 10 . The UV laser light emitted to the outside of the housing 10 is irradiated onto an irradiation area R1 set on the work W. As shown in FIG. The UV laser light irradiated onto the work W is two-dimensionally scanned within the irradiation area R1 so as to trace scanning lines according to the print data.

<励起光源21における発熱対策>
図20は、電力供給部104に係る回路構造について説明するためのブロック図であり、図21は、電力供給部104に係る制御プロセスを例示するフローチャートである。ここまでに説明したように、励起光源21には、電源部としての電力供給部104から電力が供給されるように構成されている。
<Countermeasures against heat generation in excitation light source 21>
FIG. 20 is a block diagram for explaining a circuit structure related to the power supply unit 104, and FIG. 21 is a flowchart illustrating a control process related to the power supply unit 104. As shown in FIG. As described above, the excitation light source 21 is configured to be supplied with power from the power supply section 104 as a power supply section.

詳しくは、本実施形態に係る電力供給部104は、図20に示すように、外部から供給された交流電力を直流電力に変換して出力する直流電源104aと、直流電源104aから出力された電力をDC/DC変換するDC/DCコンバータ104bと、を有する。DC/DCコンバータ104bによって変換された電力(特に直流電力)は、LDによって構成された励起光源21に入力される。 Specifically, as shown in FIG. 20, the power supply unit 104 according to the present embodiment includes a DC power supply 104a that converts AC power supplied from the outside into DC power and outputs the power, and the power output from the DC power supply 104a. and a DC/DC converter 104b that DC/DC converts the . The power (particularly DC power) converted by the DC/DC converter 104b is input to the excitation light source 21 composed of an LD.

ここで、DC/DCコンバータ104bと、励起光源21との間には、継電器25が介在している。この継電器25は、DC/DCコンバータ104bと、励起光源21との間の電気的な接点を開閉する。 A relay 25 is interposed between the DC/DC converter 104b and the excitation light source 21 here. This relay 25 opens and closes an electrical contact between the DC/DC converter 104b and the excitation light source 21 .

継電器25は、例えば電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor:FET)によって構成することができる。本実施形態に係る継電器25は、このFETによって構成されており、PLC902、制御部103等から光源制御基板24を介して入力される制御信号に基づいて、前記電気的な接点を開閉する。 The relay 25 can be configured by, for example, a field effect transistor (FET). The relay 25 according to this embodiment is composed of this FET, and opens and closes the electrical contact based on a control signal input from the PLC 902, the control unit 103, etc. via the light source control board 24.

従来、DC/DCコンバータ104bから継電を介して励起光源21に入力される出力電圧は、固定値とされていた。そして、励起光源21における順方向電圧(いわゆるVf)のバラツキは、継電器25で発熱させていた。なお、Vfにバラツキが生じる要因は、例えば、励起光源21自体に品質のバラツキが存在することであり、あるレーザ光の出力に対して必要なVfが異なる。このため、ワーストケースにおいてもレーザ光の出力を最低限確保するべく、DC/DCコンバータ104bの出力にマージンを持たせる(言い換えると、DC/DCコンバータ104bの出力電圧を多めに設定する)必要がある。 Conventionally, the output voltage input from the DC/DC converter 104b to the excitation light source 21 via a relay has been a fixed value. The variation in the forward voltage (so-called Vf) in the excitation light source 21 causes the relay 25 to generate heat. Note that the cause of the variation in Vf is, for example, the presence of variation in the quality of the excitation light source 21 itself, and the required Vf differs for a given laser light output. Therefore, it is necessary to provide a margin to the output of the DC/DC converter 104b (in other words, to set the output voltage of the DC/DC converter 104b to a large extent) in order to ensure the minimum output of laser light even in the worst case. be.

しかしながら、そうした従来構成を用いた場合、継電器25における発熱量が大きくなる傾向にある。このことは、ヒートシンク等の発熱構造の大型化を招くため、励起光源21をマーカヘッド1に内蔵しようとしたときに、支障を来す可能性があった。 However, when such a conventional configuration is used, the amount of heat generated by the relay 25 tends to increase. This leads to an increase in the size of the heat-generating structure such as a heat sink, so that there is a possibility that problems will occur when the excitation light source 21 is built into the marker head 1 .

そこで、本実施形態に係る制御部103は、電源部としての電力供給部104から出力されて励起光源21に入力される出力電圧を制御する。そのために、本実施形態では、図20に示すように、制御部103とDC/DCコンバータ104bとが電気的に接続されており、制御部103から出力される制御信号に基づいて、DC/DCコンバータ104bからの出力(前記出力電圧)が調整されるようになっている。 Therefore, the control unit 103 according to the present embodiment controls the output voltage that is output from the power supply unit 104 as a power supply unit and input to the excitation light source 21 . Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. The output (the output voltage) from the converter 104b is regulated.

さらに、本実施形態に係る制御部103は、継電器25において生じる電圧降下を検出するとともに、そうして検出した電圧降下に基づいて出力電圧を制御する。具体的に、この制御部103は、検出した電圧降下が所定値になるように出力電圧を制御する。そのために、本実施形態では、図20に示すように、継電器25の上流側の電圧をモニタする第1モニタ回路26と、継電器25の下流側の電圧をモニタする第2モニタ回路27と、が設けられている。制御部103は、第1モニタ回路26がモニタした電圧と、第2モニタ回路27がモニタした電圧と、の差分を算出することで、継電器25において生じる電圧降下を推定することができる。 Furthermore, the control unit 103 according to this embodiment detects a voltage drop that occurs in the relay 25, and controls the output voltage based on the voltage drop thus detected. Specifically, the control unit 103 controls the output voltage so that the detected voltage drop becomes a predetermined value. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 20, a first monitor circuit 26 that monitors the voltage on the upstream side of the relay 25 and a second monitor circuit 27 that monitors the voltage on the downstream side of the relay 25 are provided. is provided. By calculating the difference between the voltage monitored by the first monitor circuit 26 and the voltage monitored by the second monitor circuit 27 , the control unit 103 can estimate the voltage drop occurring in the relay 25 .

また、電圧降下の判定基準となる前記「所定値」は、例えば、励起光源21に1アンペア流した状態での2.5Vと設定することができる。なお、所定値の設定は、記憶部102に事前に記憶されており、必要に応じて制御部103が読み込むように構成されている。 Further, the "predetermined value", which is the criterion for determining the voltage drop, can be set to 2.5 V when 1 ampere is applied to the excitation light source 21, for example. The setting of the predetermined value is stored in advance in the storage unit 102, and is configured to be read by the control unit 103 as necessary.

前述のように、所定値を2.5Vに設定した場合、制御部103は、継電器25において生じた電圧降下が2.5Vとなるように、DC/DCコンバータ104bの出力電圧を調整する。このように構成することで、DC/DCコンバータ104bの出力電圧にマージンを持たせる必要が無くなるため、その出力電圧を抑制し、継電器25で生じる発熱を抑制することができるようになる。 As described above, when the predetermined value is set to 2.5V, the controller 103 adjusts the output voltage of the DC/DC converter 104b so that the voltage drop in the relay 25 is 2.5V. With this configuration, the output voltage of DC/DC converter 104b does not need to have a margin.

図21は、電力供給部104に係る制御プロセスを例示するフローチャートである。この制御プロセスは、例えば、図19の制御プロセス中のステップS2で実行することができる。 FIG. 21 is a flow chart illustrating a control process for power supply 104 . This control process can be executed, for example, at step S2 in the control process of FIG.

まず、図21のステップS101では、制御部103は、光源制御基板24を介して継電器25に制御信号を入力し、DC/DCコンバータ104bと励起光源21とを電気的に接続する。そして、制御部103は、電力供給部104に制御信号を入力し、DC/DCコンバータ104bの出力電圧を、継電器25を介して励起光源21に供給する。 First, in step S101 of FIG. 21, the control unit 103 inputs a control signal to the relay 25 via the light source control board 24 to electrically connect the DC/DC converter 104b and the excitation light source 21. FIG. The control unit 103 inputs a control signal to the power supply unit 104 and supplies the output voltage of the DC/DC converter 104 b to the excitation light source 21 via the relay 25 .

続くステップS102では、制御部103は、第1モニタ回路26および第2モニタ回路27の検出信号に基づいて、継電器25で生じた電圧降下を検出する。 In subsequent step S<b>102 , control unit 103 detects a voltage drop occurring at relay 25 based on detection signals from first monitor circuit 26 and second monitor circuit 27 .

続くステップS103では、制御部103は、ステップS102で検出された電圧降下が、前述のように設定された所定値に一致するか否かを判定する。この判定がNOの場合、制御部103は、制御プロセスをステップS105に進め、DC/DCコンバータ104からの出力電圧を調整してステップS101に戻る。つまり、制御部103は、電圧降下が所定値に一致するまで、ステップS101~S103およびステップS105に係る処理を繰り返すように構成されている。なお、本実施形態において、制御部103は、継電器25で生じた電圧降下が所定値に一致するか否かを判断することとしたが(図21のステップS103)、本開示はこれに限られない。例えば、電圧降下が所定値の上下一定の範囲内に収まるか否かを判断してもよい。要するに、制御部103は、検出した電圧降下に基づいて出力電圧を制御してもよい。 In subsequent step S103, the control unit 103 determines whether or not the voltage drop detected in step S102 matches the predetermined value set as described above. If the determination is NO, the control unit 103 advances the control process to step S105, adjusts the output voltage from the DC/DC converter 104, and returns to step S101. That is, the control unit 103 is configured to repeat the processes of steps S101 to S103 and step S105 until the voltage drop matches the predetermined value. Note that in the present embodiment, the control unit 103 determines whether or not the voltage drop occurring in the relay 25 matches a predetermined value (step S103 in FIG. 21), but the present disclosure is limited to this. do not have. For example, it may be determined whether or not the voltage drop falls within a certain range above and below a predetermined value. In short, the control section 103 may control the output voltage based on the detected voltage drop.

一方、ステップS103での判定がYESの場合、制御部103は、制御プロセスをステップS104に進め、DC/DCコンバータ104の出力調整を終了する(出力決定)。この場合、制御部103は、図21に示す処理を終了し、図19のステップS2からステップS3へ制御プロセスを進めることになる。以降の処理については、前述した通りである。 On the other hand, if the determination in step S103 is YES, control unit 103 advances the control process to step S104 and ends the output adjustment of DC/DC converter 104 (output determination). In this case, the control unit 103 terminates the processing shown in FIG. 21 and advances the control process from step S2 to step S3 in FIG. Subsequent processing is as described above.

<インジケータ11の点灯制御>
前述のように、インジケータ11を構成する第1ランプ11a、第2ランプ11bおよび第3ランプ11cは、マーカコントローラ100から入力される制御信号に応じて点灯する。例えば第1ランプ11aは、マーカヘッド1に電源が投入されている場合に発光する。一方、第2ランプ11bは、UVレーザ光の規格要求に応じて点灯し、第3ランプ11cは、UVレーザ光の照射状態、マーカヘッド1におけるエラー発生の有無等、レーザ加工装置Lの状態に応じて点灯する。点灯状態の詳細は、表1に示す通りである。
<Lighting Control of Indicator 11>
As described above, the first lamp 11a, the second lamp 11b and the third lamp 11c that constitute the indicator 11 are lit according to the control signal input from the marker controller 100. FIG. For example, the first lamp 11a emits light when the marker head 1 is powered on. On the other hand, the second lamp 11b is turned on according to the standard requirements of the UV laser beam, and the third lamp 11c is used to monitor the state of the laser processing apparatus L, such as the irradiation state of the UV laser light and whether or not an error has occurred in the marker head 1. lights accordingly. Details of the lighting state are as shown in Table 1.

具体的に、マーカコントローラ100は、キースイッチが「OFF」状態にある場合(KSW:OFF)、第1ランプ11a、第2ランプ11bおよび第3ランプ11cを全て消灯させる。 Specifically, when the key switch is in the "OFF" state (KSW: OFF), the marker controller 100 turns off the first lamp 11a, the second lamp 11b and the third lamp 11c.

マーカコントローラ100は、キースイッチが「POWER ON」状態にある場合(KSW:POWER ON)、第1ランプ11aのみを青色に発光させ、第2ランプ11bおよび第3ランプ11cを2つとも消灯させる。 When the key switch is in the "POWER ON" state (KSW: POWER ON), the marker controller 100 causes only the first lamp 11a to emit blue light, and extinguishes both the second lamp 11b and the third lamp 11c.

マーカコントローラ100は、キースイッチが「LASER ON」状態にある場合(KSW:LASER ON)、第1ランプ11aを青色に発光させて第2ランプ11bを緑色に発光させるとともに、第3ランプ11cについては消灯状態を保持する。 When the key switch is in the "LASER ON" state (KSW: LASER ON), the marker controller 100 causes the first lamp 11a to emit blue light and the second lamp 11b to emit green light. Retain the off state.

マーカコントローラ100は、マーカヘッド1においてUVレーザ光の出射準備が整っている場合(レディ状態)、第1ランプ11aを青色に発光させるとともに、第2ランプ11bおよび第3ランプ11cを2つとも緑色に発光させる。 When the marker head 1 is ready to emit UV laser light (ready state), the marker controller 100 causes the first lamp 11a to emit blue light, and both the second lamp 11b and the third lamp 11c to emit green light. to emit light.

マーカコントローラ100は、マーカヘッド1からUVレーザ光を出射している最中(レーザ照射中)、第1ランプ11aを青色に発光させて第2ランプ11bを黄色に発光させるとともに、第3ランプ11cを緑色に発光させる。 While the marker head 1 is emitting UV laser light (during laser irradiation), the marker controller 100 causes the first lamp 11a to emit blue light, the second lamp 11b to emit yellow light, and the third lamp 11c to emit light. emit green light.

マーカコントローラ100は、レーザ加工装置Lにおいてユーザに通知すべき警告が発生した場合(警告エラー発生)、第1ランプ11aを青色に発光させて第2ランプ11bを緑色に発光させるとともに、第3ランプ11cを橙色に発光させる。 When a warning to be notified to the user occurs in the laser processing apparatus L (warning error occurs), the marker controller 100 causes the first lamp 11a to emit blue light, the second lamp 11b to emit green light, and the third lamp to emit light. 11c to emit orange light.

マーカコントローラ100は、レーザ加工装置Lにおいてなんらかの異常が発生した場合(異常エラー発生)、第1ランプ11aを青色に発光させて第2ランプ11bを緑色に発光させるとともに、第3ランプ11cを赤色に発光させる。 The marker controller 100 causes the first lamp 11a to emit blue light, the second lamp 11b to emit green light, and the third lamp 11c to emit red light when an abnormality occurs in the laser processing apparatus L (occurrence of an abnormal error). light up.

マーカコントローラ100は、レーザ加工装置Lがインターロック状態にある場合(例えば、安全端子台がオフ状態にある場合)、第1ランプ11aを青色に発光させて第2ランプ11bを消灯するとともに、第3ランプ11cを赤色に発光させる。 When the laser processing apparatus L is in the interlock state (for example, when the safety terminal block is in the OFF state), the marker controller 100 causes the first lamp 11a to emit blue light, turns off the second lamp 11b, and turns off the second lamp 11b. 3 The lamp 11c is made to emit red light.

このように、筐体10の前面10fに設けたインジケータ11の点灯状態を制御することで、レーザ加工装置Lの状態をユーザに直感的に視認させることができるようになる。 By controlling the lighting state of the indicator 11 provided on the front face 10f of the housing 10 in this way, the user can intuitively see the state of the laser processing apparatus L.

Figure 2023074160000002
Figure 2023074160000002

<加工設備500およびマーカヘッド1の設定>
図18は、マーカヘッド1および支持部材501における各種寸法について説明するための図である。図17Aおよび図17Bに示したように、マーカヘッド1は、TTO等の印刷装置1001と置換されることで、加工設備500の支持部材501に取り付けられる。支持部材501に取り付けられたマーカヘッド1は、シート状のフィルムによって構成されるワークWに向けてUVレーザ光を照射し、そのワークWに含有されるUV反応層にて化学反応を引き起こすことで、ワークWに対する印字加工を実行する。
<Setting of processing equipment 500 and marker head 1>
18A and 18B are diagrams for explaining various dimensions of the marker head 1 and the support member 501. FIG. As shown in FIGS. 17A and 17B, the marker head 1 is attached to the support member 501 of the processing equipment 500 by replacing it with a printing device 1001 such as a TTO. The marker head 1 attached to the support member 501 irradiates a work W composed of a sheet-like film with a UV laser beam to cause a chemical reaction in the UV reaction layer contained in the work W. , the print processing for the workpiece W is executed.

本実施形態に係る加工設備500およびマーカヘッド1は、そうした利用態様に適した設定とされている。以下、加工設備500およびマーカヘッド1に関する設定、ならびに、加工設備500とマーカヘッド1との相対的な位置関係について順番に説明する。 The processing equipment 500 and the marker head 1 according to this embodiment are set to be suitable for such usage. Hereinafter, the settings regarding the processing equipment 500 and the marker head 1 and the relative positional relationship between the processing equipment 500 and the marker head 1 will be described in order.

まず、本実施形態に係る加工設備500は、ワークWを搬送するように駆動する搬送ローラ502に加えて、搬送ローラ502の+Y側に配置されかつ+Z側からワークWが巻き掛けられる第1従動ローラ504lと、搬送ローラ502の-Y側に配置されかつ-Z側からワークWが巻き掛けられる第2従動ローラ504rと、を有する。 First, the processing equipment 500 according to the present embodiment includes, in addition to the transport roller 502 that is driven to transport the work W, a first driven roller 500 that is arranged on the +Y side of the transport roller 502 and around which the work W is wound from the +Z side. It has a roller 504l and a second driven roller 504r arranged on the -Y side of the conveying roller 502 and around which the workpiece W is wound from the -Z side.

駆動ローラとしての搬送ローラ504は、搬送方向AtとしてのY方向に沿って、1500mm/s以上2000mm/s以下の速度でワークWを搬送する。搬送ローラ504によって搬送されるワークWは、搬送ローラ502、第1従動ローラ504lおよび第2従動ローラ504rによって規定される移動経路に沿って移動することになる。 The transport roller 504 as a drive roller transports the work W at a speed of 1500 mm/s or more and 2000 mm/s or less along the Y direction as the transport direction At. The work W conveyed by the conveying roller 504 moves along a moving path defined by the conveying roller 502, the first driven roller 504l and the second driven roller 504r.

ここで、ワークWの移動経路のうち照射エリアR1に対応する経路は、出射窓6に対する距離を異ならせた部位を含む。つまり、図18に示すように、ワークWの移動経路は、照射エリアR1の範囲内では、その高さを異ならせるように構成されている。 Here, of the movement paths of the workpiece W, the path corresponding to the irradiation area R1 includes portions with different distances from the exit window 6. As shown in FIG. That is, as shown in FIG. 18, the moving path of the workpiece W is configured to have different heights within the range of the irradiation area R1.

また、ワークWの移動経路において、搬送ローラ502より上流でワークWに接触するローラのうち最も搬送ローラ502に近い直上のローラとしての第1従動ローラ504lと、搬送ローラ502より下流でワークWに接触するローラのうち最も搬送ローラ502に近い直下のローラとしての第2従動ローラ504rと、は、いずれもワークWの搬送に伴って回転する従動ローラである。搬送ローラ502の直上のローラと直下のローラとは、従動ローラに限定されないが、別途設けられる駆動源により駆動される場合も、搬送ローラ502に対してワークWの滑り量が大きいローラであることが好ましい。例えばワークWに対する摩擦力が大きい材質であれば滑り量は小さい。また、各ローラの表面の材質が同じである場合、ワークWとの接触量が大きいほど滑り量が小さい。直上のローラと直下のローラとが従動ローラ、もしくは、搬送ローラ502に対して滑り量の大きいローラで構成される場合、搬送ローラ502の回転に対するワークWの移動量に誤差が生じにくい。したがって、搬送ローラWの回転に基づいて印字制御を行うことにより印字品質を向上させることができる。特に、TTOと比較して本実施形態のマーカヘッド1は非接触でワークWに印字するため、搬送ローラ502で滑りが生じる場合に、印字の位置がずれやすい。したがって、マーカヘッド1は、照射エリアR1に、直前と直後のローラに対して滑り量が小さい搬送ローラが位置するように配置されることが好ましい。 In addition, in the movement path of the work W, a first driven roller 504l as a roller directly above the conveying roller 502, which is closest to the conveying roller 502 among the rollers that contact the work W upstream of the conveying roller 502, The second driven roller 504r, which is the roller immediately below the conveying roller 502 and which is closest to the rollers in contact, is a driven roller that rotates as the work W is conveyed. The rollers directly above and below the conveying roller 502 are not limited to driven rollers, but should be rollers that allow the work W to slip with respect to the conveying roller 502 even when driven by a separately provided drive source. is preferred. For example, if the material has a large frictional force with respect to the work W, the amount of slippage is small. Moreover, when the material of the surface of each roller is the same, the larger the amount of contact with the work W, the smaller the amount of slippage. If the roller directly above and the roller directly below are driven rollers or rollers having a large amount of slippage with respect to the transport roller 502, the amount of movement of the work W relative to the rotation of the transport roller 502 is unlikely to have an error. Therefore, by performing print control based on the rotation of the transport roller W, print quality can be improved. In particular, since the marker head 1 of the present embodiment prints on the workpiece W in a non-contact manner compared to the TTO, when the conveying roller 502 slips, the position of printing tends to shift. Therefore, it is preferable that the marker head 1 is arranged in the irradiation area R1 such that the conveying roller having a smaller amount of slippage than the rollers immediately before and after is positioned.

ここで、ワークWの移動経路のうち、照射エリアR1に対応してUVレーザ光が照射される領域は、第2収容部H2の突出方向において、該突出方向における第2収容部H2の端部よりも、光学部材としてのカバーガラス62から離間するように配置される。 Here, in the movement path of the workpiece W, the region irradiated with the UV laser light corresponding to the irradiation area R1 is the end portion of the second housing portion H2 in the projection direction of the second housing portion H2. It is arranged so as to be spaced apart from the cover glass 62 as an optical member.

ここで、第2収容部H2の突出方向とは、本実施形態ではUVレーザ光の照射方向(つまり、+Z方向)に一致する。また、突出方向における第2収容部H2の端部とは、本実施形態では筐体10の+Z側端部に相当する。 Here, the projecting direction of the second housing portion H2 corresponds to the irradiation direction of the UV laser light (that is, the +Z direction) in this embodiment. Also, the end of the second accommodation portion H2 in the projecting direction corresponds to the +Z side end of the housing 10 in this embodiment.

つまり、ワークWの移動経路においてUVレーザ光が照射される領域は、筐体10の+Z側端部よりも+Z側に配置されるようになっている。さらに言い換えると、ワークWの移動経路においてUVレーザ光が照射される領域は、光路区画部H3に入り込まないようになっている(光路区画部H3よりも+Z側に配置されるようになっている。)。この構成によれば、ワークWの移動経路の前方から当該移動経路へのワークWの挿入が容易になる。そのため、当該移動経路へのワークWのセットが容易になる。 That is, the area irradiated with the UV laser light in the moving path of the workpiece W is arranged on the +Z side of the +Z side end of the housing 10 . In other words, the region irradiated with the UV laser light in the moving path of the workpiece W is arranged so as not to enter the optical path partitioning portion H3 (arranged on the +Z side of the optical path partitioning portion H3). .). According to this configuration, the workpiece W can be easily inserted into the movement path from the front of the movement path of the work W. Therefore, it becomes easy to set the work W on the movement path.

また、図18に示すように、搬送ローラ502におけるカバーガラス62側(-Z側)の頂部502aは、カバーガラス62の中央部を貫く中心線(レーザ出射軸Al)に対し、Y方向に略一致する搬送方向Atの上流側(+Y側)または下流側(-Y側)にオフセットしている(図例では、+Y側にオフセット)。 Further, as shown in FIG. 18, the top portion 502a on the cover glass 62 side (−Z side) of the conveying roller 502 is substantially in the Y direction with respect to the center line (laser emission axis Al) passing through the central portion of the cover glass 62. It is offset to the upstream side (+Y side) or the downstream side (-Y side) of the coinciding transport direction At (offset to the +Y side in the illustrated example).

つまり、搬送ローラ502の回転軸を貫きかつZ方向に延びる中心線Arは、レーザ出射軸Alに対して上流または下流側にオフセットするようになっている。さらに言い換えると、Z方向に延びるレーザ出射軸Alと、X方向に延びる搬送ローラ502の回転軸とは、互いに交差しないようにレイアウトされている。 That is, the center line Ar passing through the rotation axis of the conveying roller 502 and extending in the Z direction is offset upstream or downstream with respect to the laser emission axis Al. In other words, the laser emission axis Al extending in the Z direction and the rotation axis of the transport roller 502 extending in the X direction are laid out so as not to cross each other.

また、上述した関係をさらに言い換えると、レーザ出射軸Alは、前記頂部502aに対し、搬送方向Atの上流側(+Y側)または下流側(-Y側)にオフセットしていることになる(図例では、-Y側にオフセット)。詳しくは、図18に示すように、頂部502aに対して上流側のワークWと、下流側のワークWとのうち、後者のワークWの方が、レーザ出射軸Alに直交する平面(XY平面)に対する傾斜が小さくなるようになっている。つまり、頂部502aに対して下流側のワークWは、上流側のワークWと比べてより緩やかに傾斜するようになっている。本実施形態に係るレーザ出射軸Alは、搬送方向Atの上流側および下流側のうち、前記下流側のワークWのように、レーザ出射軸Alに直交する平面に対するワークWの傾斜が小さい方にオフセットしている。 Further, in other words, the laser emission axis Al is offset to the upstream side (+Y side) or the downstream side (−Y side) in the conveying direction At with respect to the top portion 502a (Fig. In the example, offset to the -Y side). Specifically, as shown in FIG. 18, of the work W on the upstream side and the work W on the downstream side with respect to the top portion 502a, the latter work W is a plane perpendicular to the laser emission axis Al (XY plane ) is smaller. That is, the work W on the downstream side of the top portion 502a is inclined more gently than the work W on the upstream side. The laser emission axis Al according to the present embodiment is arranged such that, of the upstream side and the downstream side in the transport direction At, the inclination of the work W with respect to the plane orthogonal to the laser emission axis Al is smaller, like the work W on the downstream side. offset.

なお、照射エリアR1の大きさは、TTOとして構成された置換前の印刷装置1001における印字可能領域(印字領域)よりも大きくなるように設定される。TTOはワークWの短尺方向に延びる印刷部1006をワークWに接触させることでワークWに印字する。したがって、ワークW上の印刷エリアがワークWの長尺方向に一定の長さを有するエリアであっても、ワークWの短尺方向において、印刷部1006の印刷可能範囲がワークW上の印刷エリアを含むような位置関係であれば、印刷部1006に対してワークWを通過させることで、ワークW上の印刷エリア全体に対する印字が可能である。これに対して、マーカヘッド1は、ある瞬間においてレーザ光が照射される部分は、一定の面積は有するものの点状である。したがって、ワークW上の印刷エリアがワークWの長尺方向に一定の長さを有するエリアである場合、レーザ光が照射される照射エリアR1は、ワークWの長尺方向に対応する方向に一定の長さ(寸法)を有することが好ましい。具体的に、搬送方向Atにおける照射エリアR1の寸法(図17Aの符号L5を参照)は、ワークWがXY平面に平行であるときに、120mm以上となるように設定される。なお、本実施形態における照射エリアR1は、ワークWの表面上において、第1スキャナ51および第2スキャナ52によりレーザ光を照射可能な領域を指す。 The size of the irradiation area R1 is set to be larger than the printable area (printing area) of the printing apparatus 1001 before replacement configured as TTO. The TTO prints on the work W by bringing the print portion 1006 extending in the short direction of the work W into contact with the work W. As shown in FIG. Therefore, even if the print area on the work W has a certain length in the longitudinal direction of the work W, the printable range of the printing unit 1006 covers the print area on the work W in the short direction of the work W. If the positional relationship is such that the work W is passed through the printing unit 1006, printing can be performed on the entire print area on the work W. FIG. On the other hand, the portion of the marker head 1 that is irradiated with the laser light at a given moment has a certain area, but is in the form of a dot. Therefore, when the print area on the work W is an area having a constant length in the longitudinal direction of the work W, the irradiation area R1 irradiated with the laser light is constant in the direction corresponding to the longitudinal direction of the work W. It preferably has a length (dimension) of Specifically, the dimension of the irradiation area R1 in the transport direction At (see symbol L5 in FIG. 17A) is set to be 120 mm or more when the workpiece W is parallel to the XY plane. It should be noted that the irradiation area R1 in the present embodiment refers to a region on the surface of the workpiece W that can be irradiated with laser light by the first scanner 51 and the second scanner 52 .

また、ワークWがXY平面に平行であるときの照射エリアR1の大きさは、XY平面に置いて照射エリアR1が筐体10の底面10dに覆われるように設定される。すなわち、XY平面に直交するZ方向に見て照射エリアR1の全体は底面10dに重なり、Y方向における照射エリアR1の寸法L5は筐体10の底面10dのY方向の寸法より小さく、X方向における照射エリアR1の寸法L6は筐体10dのX方向の寸法より小さい。この構成によれば、ワークWに照射されたレーザ光が周囲に漏れにくい。特に、筐体10の+Z側端部からワークWまでの距離(図18の距離L2参照)を0mm以上20mm以下に設定した場合において、レーザ光の漏れが低減する。さらに、ワークWが、複数の搬送ローラに巻き掛けられて搬送されるシート状のワークWであるとき、ユーザは、搬送ローラの前方からワークWを挿入することで容易にワークWをワークWの移動経路にセットすることができる。したがって、ワークWの移動経路の前方が開放されていることにより、ワークWを移動経路にセットする作業が容易になる。このため、X方向において、照射エリアR1の全長が底面10dに収まる構成によれば、移動経路の前方を開放してワークWをセットする作業性を保ちつつレーザ光の漏れを低減できる。なお、ワークWの前方側を覆う部材を用いてレーザ光の漏れを低減する構成である場合、ワークWが斜行した時にワークWと当該部材とが接触してワークWが汚損する虞があるため、ワークWの前方が開放される構成によればワークWの汚損の虞が低減する。 The size of the irradiation area R1 when the work W is parallel to the XY plane is set so that the irradiation area R1 is covered with the bottom surface 10d of the housing 10 when placed on the XY plane. That is, when viewed in the Z direction orthogonal to the XY plane, the entire irradiation area R1 overlaps the bottom surface 10d, the dimension L5 of the irradiation area R1 in the Y direction is smaller than the dimension in the Y direction of the bottom surface 10d of the housing 10, and in the X direction The dimension L6 of the irradiation area R1 is smaller than the dimension of the housing 10d in the X direction. According to this configuration, the laser beam irradiated to the workpiece W is less likely to leak to the surroundings. In particular, when the distance from the +Z side end of the housing 10 to the workpiece W (see distance L2 in FIG. 18) is set to 0 mm or more and 20 mm or less, laser light leakage is reduced. Further, when the work W is a sheet-like work W that is wrapped around and conveyed by a plurality of conveying rollers, the user can easily move the work W onto the work W by inserting the work W from the front of the conveying rollers. It can be set in the movement path. Therefore, since the front side of the movement path of the work W is open, the work of setting the work W on the movement path is facilitated. Therefore, according to the configuration in which the entire length of the irradiation area R1 in the X direction is within the bottom surface 10d, it is possible to reduce leakage of laser light while maintaining workability for setting the workpiece W with the front of the moving path open. In the case where a member covering the front side of the work W is used to reduce the leakage of the laser light, the work W may come into contact with the member when the work W is skewed, and the work W may be damaged. Therefore, according to the configuration in which the front side of the work W is open, the fear of the work W being soiled is reduced.

なお、これらの設定は、3mm×2mm角で1文字あたり10msにわたってUVレーザ光を照射することで、ワークW上に8文字印字する場合に、特に有効となる。ここで、UVレーザ光に係るパラメータは、3本の走査線での太線印字により、0.2~0.35mmの線幅(1本の走査線につき、100~150μmの目標線幅に相当)を実現するケースに適したものである。 These settings are particularly effective when printing 8 characters on the workpiece W by irradiating UV laser light for 10 ms per character on a 3 mm×2 mm square. Here, the parameter related to the UV laser light is a line width of 0.2 to 0.35 mm (corresponding to a target line width of 100 to 150 μm per scanning line) by thick line printing with three scanning lines. It is suitable for the case of realizing

TTOにおける印字可能領域よりも大きくなるように照射エリアR1を設定することで、UVレーザ光の照射位置をワークWの搬送に追従させながら、照射エリアR1内で印字加工を行うことができるようになる。これにより、TTOと同様の印字可能領域を確保することができる。 By setting the irradiation area R1 to be larger than the printable area in the TTO, printing can be performed within the irradiation area R1 while the irradiation position of the UV laser light follows the conveyance of the workpiece W. Become. As a result, a printable area similar to TTO can be secured.

一方、マーカヘッド1において生成されて出射窓6を通過するレーザ光の出力は、1W以上かつ2W以下に設定される。この設定は、マーカヘッド1の小型化を実現すべく決定されたものである。一定の時間レーザ光を照射したときの印字の発色は、照射されるレーザ光のパワー密度により変化する。レーザ光の出力が1W以上かつ2W以下であるとき、十分な発色が得られるように、レーザ光のスポット径は160μm以下であることが好ましい。 On the other hand, the output of the laser light generated in the marker head 1 and passing through the emission window 6 is set to 1 W or more and 2 W or less. This setting was determined in order to reduce the size of the marker head 1 . The color development of the print when the laser light is irradiated for a certain period of time changes depending on the power density of the irradiated laser light. When the output of the laser light is 1 W or more and 2 W or less, the spot diameter of the laser light is preferably 160 μm or less so as to obtain sufficient color development.

より好ましくは、照射エリアR1におけるレーザ光のスポット径は、60μm以上80μm以下に設定される。このスポット径は、照射エリアR1のうちレーザ光の光路長が最長となる部分(照射エリアR1の端部)と、照射エリアR1のうちその光路長が最短となる部分(照射エリアR1の中央部)と、にレーザ光の焦点深度が対応するように設定することができる。 More preferably, the spot diameter of the laser light in the irradiation area R1 is set to 60 μm or more and 80 μm or less. This spot diameter consists of a portion of the irradiation area R1 where the optical path length of the laser light is the longest (the edge of the irradiation area R1) and a portion of the irradiation area R1 where the optical path length is the shortest (the central portion of the irradiation area R1). ) and the depth of focus of the laser beam can be set to correspond to .

例えば、スポット径の下限値は、前述した走査線の本数、および、線幅に対応する設定である。この設定は、筐体10の+Z側端部からワークWまでの距離(図18の距離L2参照)を0mm以上20mm以下に設定した場合において、さらに照射エリアR1の寸法を120mm以上に設定した場合に、Z方向に沿って焦点を調整せずとも、照射エリアR1の中央部と端部との間の光路長差の影響を抑制する上で有効である。 For example, the lower limit of the spot diameter is a setting corresponding to the number of scanning lines and the line width described above. This setting is performed when the distance from the +Z side end of the housing 10 to the work W (see distance L2 in FIG. 18) is set to 0 mm or more and 20 mm or less, and the dimension of the irradiation area R1 is set to 120 mm or more. In addition, it is effective in suppressing the influence of the optical path length difference between the central portion and the end portions of the irradiation area R1 without adjusting the focus along the Z direction.

一方、スポット径の上限値は、前述した0.2~0.35mmの線幅のように、200μm(0.2mm)以上の太さで太線印字を行う際に有効である。この場合、太線処理に要する処理時間が比較的長くなることが懸念されるところ、スポット径の上限値を前述のように設定することで、UVレーザ光の照射エリアR1を大きくし、その照射可能な時間を長くすることができる。 On the other hand, the upper limit of the spot diameter is effective when printing a thick line with a thickness of 200 μm (0.2 mm) or more, such as the line width of 0.2 to 0.35 mm described above. In this case, there is concern that the processing time required for thick line processing will be relatively long. time can be lengthened.

なお、スポット径の上限値(=80μm)は、照射方向と平行にUVレーザ光を照射しかつ距離L2を10mmに設定した場合における最適値である。0mm以上20mm以下の範囲内で距離L2を変化させた場合、スポット径の上限値は120μmとなる。 The upper limit of the spot diameter (=80 μm) is the optimum value when the UV laser beam is irradiated parallel to the irradiation direction and the distance L2 is set to 10 mm. When the distance L2 is changed within the range of 0 mm or more and 20 mm or less, the upper limit of the spot diameter is 120 μm.

なお、照射エリアR1内での光路長差が懸念される場合、前述のデフォーカスレンズ57を具備することで、焦点深度をより深くすることができる。焦点深度を深くすることは、光路長差の影響を抑制する上で有効である。 If there is concern about the difference in optical path length within the irradiation area R1, the depth of focus can be increased by providing the defocus lens 57 described above. Increasing the depth of focus is effective in suppressing the influence of the optical path length difference.

また、筐体10に対するワークWの相対位置のうち、特に、ワークWに対して印字可能な相対位置は、第1ミラー51aからワークWの表面までの距離(特に、照射方向に沿って見た距離であり、図19の距離L2と距離L3の和に相当)が150mm以下になるように設定される。 Among the relative positions of the workpiece W with respect to the housing 10, the relative position where printing is possible with respect to the workpiece W is the distance from the first mirror 51a to the surface of the workpiece W (in particular, when viewed along the irradiation direction). distance, which corresponds to the sum of the distance L2 and the distance L3 in FIG. 19) is set to 150 mm or less.

なお、本実施形態においては上記に加え、筐体10の天面10uからワークWまでの距離は195mm以下になるように設定される。置換前の印刷装置1001としてのTTOは天面からワークWまでの距離が200mm前後の環境で使用されることが多く、当該置換前の印刷装置1001と同様の環境で使用することができる。具体的に本実施形態では、筐体10の天面10uから、底面10dの+Z側端部までの距離L1は、165mmに設定される。そして、底面10dの+Z側端部からワークWまでの距離L2は、好ましくは30mm以下、さらに好ましくは20mm以下に設定される。 In this embodiment, in addition to the above, the distance from the top surface 10u of the housing 10 to the workpiece W is set to 195 mm or less. The TTO as the printing apparatus 1001 before replacement is often used in an environment where the distance from the top surface to the work W is about 200 mm, and can be used in the same environment as the printing apparatus 1001 before replacement. Specifically, in this embodiment, the distance L1 from the top surface 10u of the housing 10 to the +Z side end of the bottom surface 10d is set to 165 mm. A distance L2 from the +Z side end of the bottom surface 10d to the workpiece W is preferably set to 30 mm or less, more preferably 20 mm or less.

ここで、距離L2を30mm以下に設定することで、照射エリアR1に照射されるレーザ光のワークWによる正反射光を、第1板状部材18lと第2板状部材18rとの間の領域、すなわち光路区画部H3に導くことができる。このことは、正反射光の筐体10外への漏れを抑制する上で有効である。 Here, by setting the distance L2 to 30 mm or less, the specularly reflected light from the workpiece W of the laser light irradiated to the irradiation area R1 is projected to the region between the first plate member 18l and the second plate member 18r. , that is, can be guided to the optical path partitioning portion H3. This is effective in suppressing leakage of specularly reflected light to the outside of the housing 10 .

また本実施形態では、第1ミラー51aから底面10dの+Z側端部までの距離L3は、123mmに設定される。そして、デフォーカスレンズ57の下面から底面10dの+Z側端部までの距離L4は、100mmに設定される。ここで、デフォーカスレンズ57の厚みが2mmであることに鑑みると、デフォーカスレンズ57の上面から底面10dの+Z側端部までの距離(不図示)は、102mmに設定される。 In this embodiment, the distance L3 from the first mirror 51a to the +Z side end of the bottom surface 10d is set to 123 mm. A distance L4 from the lower surface of the defocus lens 57 to the +Z side end of the bottom surface 10d is set to 100 mm. Considering that the thickness of the defocus lens 57 is 2 mm, the distance (not shown) from the top surface of the defocus lens 57 to the +Z side end of the bottom surface 10d is set to 102 mm.

ここで、天面10uから第1ミラー51aまでの距離(=L1-L3)は42mmとなり、天面10uからデフォーカスレンズ57までの距離(=L1-L4)は65mmとなる。一方、Z方向における筐体10の中央部は、天面10uから見て約82mm(=L1/2)の部位に相当する。ゆえに、本実施形態に係る第1ミラー51aおよびデフォーカスレンズ57は、双方とも、Z方向における筐体10の中央部よりも-Z側に位置することになる。 Here, the distance (=L1-L3) from the top surface 10u to the first mirror 51a is 42 mm, and the distance (=L1-L4) from the top surface 10u to the defocus lens 57 is 65 mm. On the other hand, the central portion of the housing 10 in the Z direction corresponds to a portion of approximately 82 mm (=L1/2) when viewed from the top surface 10u. Therefore, both the first mirror 51a and the defocus lens 57 according to the present embodiment are located on the -Z side of the central portion of the housing 10 in the Z direction.

<設置スペースのコンパクト化について>
以上説明したように、本実施形態によると、仕切面15gの-Y側にはミラー収容部H11が配置される一方、仕切面15gの+Y側には結晶収容部H12が配置されることになる(図10参照)。仕切面15gが照射方向(+Z方向)に沿って広がっていることに鑑みると、ミラー収容部H11と結晶収容部H12は、照射方向に略直交する方向(本実施形態ではY方向)に沿って並ぶことになる。
<Regarding compact installation space>
As described above, according to this embodiment, the mirror accommodating portion H11 is arranged on the -Y side of the partition surface 15g, while the crystal accommodating portion H12 is arranged on the +Y side of the partition surface 15g. (See FIG. 10). Considering that the partition surface 15g spreads along the irradiation direction (+Z direction), the mirror housing portion H11 and the crystal housing portion H12 extend along a direction substantially perpendicular to the irradiation direction (the Y direction in this embodiment). You will have to line up.

ここで、ミラー収容部H11および結晶収容部H12に対する基板収容部H13の相対位置を考慮すると、筐体10内には、照射方向に略直交する方向に沿って、結晶収容部H12、ミラー収容部H11および基板収容部H13の順番で配置されることになる。このように、3種の収容部を照射方向に略直交する方向に並べることで、照射方向において筐体10をコンパクトに構成することが可能となる。これにより、筐体10の設置スペースのコンパクトを実現することができる。 Considering the relative positions of the substrate housing portion H13 with respect to the mirror housing portion H11 and the crystal housing portion H12, the crystal housing portion H12 and the mirror housing portion H12 and the mirror housing portion H12 and the mirror housing portion H12 are arranged in the housing 10 along a direction substantially orthogonal to the irradiation direction. The H11 and the substrate accommodating portion H13 are arranged in this order. In this way, by arranging the three types of storage units in a direction substantially orthogonal to the irradiation direction, it is possible to configure the housing 10 compactly in the irradiation direction. Thereby, the installation space of the housing 10 can be made compact.

また、図10に示すように、3つの収容部のうち、放熱が懸念される収容部である結晶収容部H12と基板収容部H13の間には、ミラー収容部H12が配置されるようになっている。結晶収容部H12および基板収容部H13を相互に離間させたレイアウトは、これらを隣接させたレイアウトと比較して、放熱効率の維持に資する。 Further, as shown in FIG. 10, among the three housing portions, the mirror housing portion H12 is arranged between the crystal housing portion H12 and the substrate housing portion H13, which are housing portions where heat dissipation is a concern. ing. The layout in which the crystal accommodating portion H12 and the substrate accommodating portion H13 are separated from each other contributes to maintenance of heat dissipation efficiency compared to the layout in which they are adjacent to each other.

このように、本実施形態によると、放熱効率を維持しつつ、照射方向における筐体10の設置スペースのコンパクト化を実現することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the installation space of the housing 10 in the irradiation direction while maintaining the heat radiation efficiency.

また、図18に示すように、出射窓6を挟んで照射エリアR1と向かい合うよう第1ミラー51aを配置することで、第1ミラー51aと出射窓6との間に大型ミラー等を設けることなく、第1ミラー51aによって反射されたレーザ光を出射窓6まで直に導くことができるようになる。これにより、筐体10内の部品点数を抑制し、筐体10の寸法、ひいては、その設置スペースのコンパクト化を実現する上で有利になる。 In addition, as shown in FIG. 18, by arranging the first mirror 51a so as to face the irradiation area R1 with the exit window 6 therebetween, it is possible to eliminate the need to provide a large mirror or the like between the first mirror 51a and the exit window 6. , the laser beam reflected by the first mirror 51a can be guided directly to the exit window 6. As shown in FIG. As a result, the number of parts in the housing 10 can be reduced, which is advantageous in realizing compactness in the dimensions of the housing 10 and, by extension, in the installation space.

また、図14~図16に示すように、第1ミラー51aと第2ミラー52aとの間に中間ミラー55aが配置されることで、第1ミラー51aおよび第2ミラー52aのレイアウト(特に、第1回転軸Ac1および第2回転軸Ac2のレイアウト)の自由度を高めることができる。これにより、筐体10の小型化、ひいてはその設置スペースのコンパクト化を実現する上で有利になる。 Further, as shown in FIGS. 14 to 16, the intermediate mirror 55a is arranged between the first mirror 51a and the second mirror 52a, so that the layout of the first mirror 51a and the second mirror 52a (particularly, the The degree of freedom of the layout of the first rotation axis Ac1 and the second rotation axis Ac2 can be increased. This is advantageous in realizing the miniaturization of the housing 10 and thus the compactness of the installation space.

また、図14~図16に示すように、第1回転軸Ac1および第2回転軸Ac2を双方とも照射方向(+Z方向)に直交させることで、照射方向における筐体10の小型化、ひいては、その設置スペースのコンパクト化を実現する上で有利になる。 Further, as shown in FIGS. 14 to 16, both the first rotation axis Ac1 and the second rotation axis Ac2 are orthogonal to the irradiation direction (+Z direction), thereby reducing the size of the housing 10 in the irradiation direction and, in turn, This is advantageous in realizing compactness of the installation space.

また、図18等に示すように、レーザ光を拡散可能なデフォーカスレンズ57を設けることで、第1ミラー51aと照射エリアR1とを照射方向に近接させつつも、その照射エリアR1を可能な限り広く設定することが可能になる。これにより、照射エリアR1を縮小させることなく、設置スペースのコンパクト化を実現することができる。 Further, as shown in FIG. 18 and the like, by providing a defocus lens 57 capable of diffusing the laser light, the first mirror 51a and the irradiation area R1 are brought close to each other in the irradiation direction, and the irradiation area R1 is made possible. It can be set as wide as possible. As a result, the installation space can be made compact without reducing the irradiation area R1.

また、図10等に示すように、基板収容部H13に励起光源21を収容することで、結晶収容部H12と基板収容部H13との間にミラー収容部H11が介在する分、励起光源21を結晶収容部H12から離間させることができる。この構成は、放熱性能の維持に資する。 Further, as shown in FIG. 10 and the like, by housing the excitation light source 21 in the substrate housing portion H13, the excitation light source 21 can be displaced by the mirror housing portion H11 interposed between the crystal housing portion H12 and the substrate housing portion H13. It can be spaced apart from the crystal accommodating portion H12. This configuration contributes to maintenance of heat dissipation performance.

また、図8、図11および図12に示すように、ファイバケーブル31の最小曲げ半径に応じて構成されたファイバガイド32を筐体10内に収容することで、ファイバケーブル31の長さ調整をより柔軟に行うことができるようになる。これにより、固体レーザ結晶41と励起光源21とをファイバケーブル31で接続しながらもコンパクトにレイアウトし、固体レーザ結晶41および励起光源21を筐体10内に収容することと、筐体10のコンパクト化と、の両立を果たす上で有利になる。 Further, as shown in FIGS. 8, 11, and 12, by housing the fiber guide 32 configured according to the minimum bending radius of the fiber cable 31 in the housing 10, the length of the fiber cable 31 can be adjusted. be able to be more flexible. As a result, the solid-state laser crystal 41 and the pumping light source 21 can be laid out compactly while being connected by the fiber cable 31, the solid-state laser crystal 41 and the pumping light source 21 can be housed in the housing 10, and the housing 10 can be made compact. It is advantageous in achieving compatibility between

また、図15および図16に示すように、レーザ光が透過するカバーガラス62は、一般的に知られた円形状ではなく、照射エリアR1の形状に対応してなる矩形状に形成される。円形状に形成される場合と比較して、カバーガラス62をよりコンパクトに形成することが可能になる。このことは、筐体10、ひいてはその設置スペースのコンパクト化を図る上で有効である。 Further, as shown in FIGS. 15 and 16, the cover glass 62 through which the laser beam is transmitted is formed in a rectangular shape corresponding to the shape of the irradiation area R1 instead of the generally known circular shape. It is possible to form the cover glass 62 more compactly than when it is formed in a circular shape. This is effective in reducing the size of the housing 10 and thus the installation space.

また、図13に示すように、結晶収容部H12に非線形光学結晶45を収容することで、結晶収容部H12と基板収容部H13との間にミラー収容部H11が介在する分、非線形光学結晶45を基板収容部H13から離間させることができる。この構成は、放熱性能の維持に資する。 Further, as shown in FIG. 13, by housing the nonlinear optical crystal 45 in the crystal housing portion H12, the nonlinear optical crystal 45 can be displaced by the mirror housing portion H11 interposed between the crystal housing portion H12 and the substrate housing portion H13. can be separated from the substrate accommodating portion H13. This configuration contributes to maintenance of heat dissipation performance.

≪他の実施形態≫
前記実施形態では、筐体10内に第2収容部H2が構成されていたが、この第2収容部H2は必須でない。第1ヒートシンク81および第2ヒートシンク82は、例えば第1収容部H1内に収容してもよい。また、光路区画部H3についても、適宜省略することができる。
<<Other embodiments>>
In the above-described embodiment, the second accommodation portion H2 is configured inside the housing 10, but the second accommodation portion H2 is not essential. The first heat sink 81 and the second heat sink 82 may be housed in, for example, the first housing portion H1. Also, the optical path partitioning portion H3 can be omitted as appropriate.

また、前記実施形態では、マーカヘッド1の筐体10内に励起光源21が収容されていたが、本開示は、そうした構成には限定されない。例えば、マーカコントローラ100内に励起光源21を設けてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the excitation light source 21 is housed inside the housing 10 of the marker head 1, but the present disclosure is not limited to such a configuration. For example, the excitation light source 21 may be provided within the marker controller 100 .

また、前記実施形態では、筐体10の6面のうち、出射窓6が形成された底面10d以外の一面(前記実施形態では天面10u)が取付面に設定されていたが、本開示は、そうした設定には限定されない。6面のうちのいずれか一面を取付面とみなしてもよい。底面10dを取付面とみなした場合、加工設備500の支持部材501は、底面10dを例えば下方から支持することになる。 Further, in the above-described embodiment, one surface (the top surface 10u in the above-described embodiment) other than the bottom surface 10d on which the exit window 6 is formed, of the six surfaces of the housing 10 is set as the mounting surface. , is not limited to such settings. Any one of the six surfaces may be regarded as the mounting surface. When the bottom surface 10d is regarded as a mounting surface, the support member 501 of the processing equipment 500 supports the bottom surface 10d from below, for example.

また、筐体10の6面のうちの2面以上を取付面とみなすことができる。例えば、左側面10lと天面10uを取付面とした場合、アタッチメント7は、左側面10lおよび天面10uの一方に取り付けられてもよいし、図22に示すマーカヘッド1’のように、左側面10lおよび天面10uの両方に取り付けられてもよい。 Moreover, two or more of the six surfaces of the housing 10 can be regarded as mounting surfaces. For example, when the left side surface 10l and the top surface 10u are used as the attachment surfaces, the attachment 7 may be attached to one of the left side surface 10l and the top surface 10u. It may be attached to both the surface 10l and the top surface 10u.

例えば、図22に示されるアタッチメント2007は、天面10uに取り付けられる第1部分2007aと、左側面10lに取り付けられる第2部分2007bと、を有しており、支持部材501’もまた、そのアタッチメント2007に適合した形状とされている。このように、支持部材501’の形態に応じて取付面を設定し、その設定に対応したアタッチメント2007を用いることができる。 For example, the attachment 2007 shown in FIG. 22 has a first portion 2007a attached to the top surface 10u and a second portion 2007b attached to the left side surface 10l. 2007 has been adapted. In this manner, the attachment surface can be set according to the form of the support member 501', and the attachment 2007 corresponding to the setting can be used.

またそもそも、アタッチメント7は必須ではない。図23に示すマーカヘッド1”の筐体10”のように、アタッチメント7を介さずに、取付面(図例では天面10u”)に支持部材501を直に取り付けることもできる。この場合、取付面の一部領域をアタッチメントとみなしてもよい。また、取付面の一部を出射窓6の反対方向に突出させ、その突出部をアタッチメントとして用いてもよい。 Moreover, the attachment 7 is not essential in the first place. As in the housing 10'' of the marker head 1'' shown in FIG. 23, the support member 501 can be mounted directly on the mounting surface (top surface 10u'' in the figure) without the attachment 7. In this case, A partial area of the mounting surface may be regarded as an attachment, or a portion of the mounting surface may be projected in the direction opposite to the emission window 6 and the projected portion may be used as the attachment.

S レーザ加工システム
L レーザ加工装置
1 マーカヘッド
2 励起光生成部
21 励起光源
23 温調部
25 継電器
3 励起光導光部(導光光学系)
31 ファイバケーブル
32 ファイバガイド
4 レーザ光出力部
41 固体レーザ結晶
43 Qスイッチ
45 非線形光学結晶
49 Qスイッチドライバ
5 レーザ光走査部(レーザ光偏向部)
51 第1スキャナ
51a 第1ミラー
52 第2スキャナ
52a 第2ミラー
53 第1制御基板
55 中間偏向部
55a 中間ミラー
57 デフォーカスレンズ(光学素子)
6 出射窓
62 カバーガラス(光学部材)
7 アタッチメント
81 第1ヒートシンク(ヒートシンク)
82 第2ヒートシンク(ヒートシンク)
83 第1送風ファン(送風部)
84 第2送風ファン(送風部)
10 筐体
10u 天面(取付面)
10d 底面
10f 前面(開放面)
10b 背面(接続面)
13 カバー部材
14 接続カバー
15 第1ベースプレート(支持プレート)
15g 仕切面
18l 第1板状部材(板状部材)
18r 第2板状部材(板状部材)
100 マーカコントローラ
101 受付部
103 制御部
104 電力供給部(電源部)
200 電気ケーブル
500 加工設備
501 支持部材
502 搬送ローラ
502a 搬送ローラの頂部
Ac1 第1回転軸
Ac2 第2回転軸
Ae 延び方向
At 搬送方向
H1 第1収容部
H11 ミラー収容部
H12 結晶収容部
H13 基板収容部
H2 第2収容部
H21 結晶側収容部
H22 光源側収容部
H3 光路区画部
M1 第1マーク(マーク)
M2 第2マーク(マーク)
M3 第3マーク(マーク)
Pp 加工パターン
R1 照射エリア
W ワーク
S Laser processing system L Laser processing device 1 Marker head 2 Excitation light generator 21 Excitation light source 23 Temperature control unit 25 Relay 3 Excitation light guide unit (light guide optical system)
31 fiber cable 32 fiber guide 4 laser light output section 41 solid state laser crystal 43 Q switch 45 nonlinear optical crystal 49 Q switch driver 5 laser light scanning section (laser light deflection section)
51 First scanner 51a First mirror 52 Second scanner 52a Second mirror 53 First control board 55 Intermediate deflection unit 55a Intermediate mirror 57 Defocus lens (optical element)
6 exit window 62 cover glass (optical member)
7 Attachment 81 First heat sink (heat sink)
82 second heat sink (heat sink)
83 1st blower fan (blower)
84 Second blower fan (blower)
10 housing 10u top surface (mounting surface)
10d bottom surface 10f front surface (open surface)
10b back (connection surface)
13 cover member 14 connection cover 15 first base plate (support plate)
15g Partition surface 18l First plate member (plate member)
18r Second plate member (plate member)
100 marker controller 101 reception unit 103 control unit 104 power supply unit (power supply unit)
200 Electric cable 500 Processing facility 501 Supporting member 502 Conveying roller 502a Top of conveying roller Ac1 First rotation axis Ac2 Second rotation axis Ae Extension direction At Conveying direction H1 First container H11 Mirror container H12 Crystal container H13 Substrate container H2 Second housing portion H21 Crystal side housing portion H22 Light source side housing portion H3 Optical path dividing portion M1 First mark (mark)
M2 second mark (mark)
M3 third mark (mark)
Pp Machining pattern R1 Irradiation area W Work

Claims (11)

照射エリアに向けてレーザ光を照射することで、ワークに対して加工を行うレーザ加工装置であって、
励起光を導光する導光光学系と、
前記導光光学系によって導光された励起光に基づいてレーザ光を生成する固体レーザ結晶と、
前記固体レーザ結晶により生成された前記レーザ光が前記照射エリアに向かって照射されるように、該レーザ光を偏向する第1ミラーを駆動する第1スキャナと、
前記第1スキャナを制御する第1制御基板と、
前記導光光学系と、前記固体レーザ結晶と、前記第1スキャナと、前記第1制御基板と、を収容し、前記第1ミラーによって偏向されたレーザ光を透過する出射窓が形成された筐体と、を備え、
前記筐体は、
前記第1ミラーを収容するミラー収容部と、
前記出射窓から前記照射エリアに向かう照射方向に沿って広がる仕切面を有する支持プレートによって区画され、該仕切面に対して前記ミラー収容部とは反対側に配置されて前記固体レーザ結晶を収容する結晶収容部と、
前記ミラー収容部に対して前記結晶収容部とは反対側に配置され、前記第1制御基板を収容する基板収容部と、を有する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
A laser processing device that processes a workpiece by irradiating a laser beam toward an irradiation area,
a light guide optical system that guides excitation light;
a solid-state laser crystal that generates laser light based on the excitation light guided by the light guiding optical system;
a first scanner that drives a first mirror that deflects the laser light so that the laser light generated by the solid-state laser crystal is irradiated toward the irradiation area;
a first control board that controls the first scanner;
A housing containing the light guide optical system, the solid-state laser crystal, the first scanner, and the first control board, and having an exit window through which the laser beam deflected by the first mirror is transmitted. having a body and
The housing is
a mirror accommodating portion that accommodates the first mirror;
It is partitioned by a support plate having a partition surface extending along the irradiation direction from the emission window toward the irradiation area, and is arranged on the opposite side of the partition surface from the mirror accommodating portion to accommodate the solid-state laser crystal. a crystal container;
A laser processing apparatus, further comprising: a substrate accommodation portion disposed on the side opposite to the crystal accommodation portion with respect to the mirror accommodation portion and accommodating the first control substrate.
請求項1に記載されたレーザ加工装置において、
前記第1ミラーは、前記出射窓を挟んで前記照射エリアと向かい合うように配置される
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 laser processing apparatus, wherein the first mirror is arranged to face the irradiation area with the emission window interposed therebetween.
請求項1または2に記載されたレーザ加工装置において、
前記固体レーザ結晶によって生成されたレーザ光を反射することで、前記第1ミラーによる偏向方向である第1方向と前記照射方向との双方に直交する第2方向にレーザ光を偏向する第2ミラーを駆動する第2スキャナと、
前記第2ミラーによって反射されたレーザ光が入射し、該レーザ光を前記第1ミラーに向けて反射する中間ミラーと、を備え、
前記第1スキャナは、第1回転軸周りに前記第1ミラーを回転し、
前記第2スキャナは、前記第1回転軸に直交する第2回転軸まわりに前記第2ミラーを回転し、
前記第1回転軸および前記第2回転軸は、双方とも前記照射方向と異なる方向に延びる
ことを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to claim 1 or 2,
A second mirror that reflects the laser light generated by the solid-state laser crystal, thereby deflecting the laser light in a second direction that is perpendicular to both the first direction that is the deflection direction of the first mirror and the irradiation direction. a second scanner that drives a
an intermediate mirror that receives the laser light reflected by the second mirror and reflects the laser light toward the first mirror;
The first scanner rotates the first mirror around a first rotation axis,
The second scanner rotates the second mirror around a second rotation axis perpendicular to the first rotation axis,
A laser processing apparatus, wherein both the first rotating shaft and the second rotating shaft extend in a direction different from the irradiation direction.
請求項3に記載されたレーザ加工装置において、
前記第1スキャナは、第1回転軸まわりに前記第1ミラーを回転し、
前記第2スキャナは、前記第1回転軸に直交する第2回転軸まわりに前記第2ミラーを回転し、
前記第1回転軸および前記第2回転軸は、双方とも前記照射方向に直交する方向に延びる
ことを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to claim 3,
The first scanner rotates the first mirror around a first rotation axis,
The second scanner rotates the second mirror around a second rotation axis perpendicular to the first rotation axis,
A laser processing apparatus, wherein both the first rotating shaft and the second rotating shaft extend in a direction orthogonal to the irradiation direction.
請求項1から4のいずれか1項に記載されたレーザ加工装置において、
前記第1ミラーによって偏向されたレーザ光を透過し、該レーザ光を前記照射方向に直交する外方向に拡散する光学素子を備える
ことを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A laser processing apparatus comprising an optical element that transmits the laser beam deflected by the first mirror and diffuses the laser beam in an outward direction orthogonal to the irradiation direction.
請求項1から5のいずれか1項に記載されたレーザ加工装置において、
前記導光光学系によって導光される励起光を生成する励起光源を備え、
前記励起光源は、前記基板収容部に収容される
ことを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
An excitation light source that generates excitation light guided by the light guide optical system,
The laser processing apparatus, wherein the excitation light source is accommodated in the substrate accommodation section.
請求項6に記載されたレーザ加工装置において、
前記導光光学系は、前記励起光源および前記固体レーザ結晶を光学的に結合するファイバケーブルによって構成され、
前記筐体には、前記ファイバケーブルの最小曲げ半径以上の曲げ半径で該ファイバケーブルを巻回するように構成されたファイバガイドが収容される
ことを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to claim 6,
the light guiding optical system is composed of a fiber cable that optically couples the excitation light source and the solid-state laser crystal;
The laser processing apparatus, wherein the housing accommodates a fiber guide configured to wind the fiber cable with a bending radius equal to or larger than the minimum bending radius of the fiber cable.
請求項1から7のいずれか1項に記載されたレーザ加工装置において、
前記出射窓は、前記レーザ光を透過するカバーガラスによって構成され、
前記照射エリアは、矩形状の領域として構成され、
前記カバーガラスは、前記照射エリアの形状に対応した矩形状に形成される
ことを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 7,
the exit window is composed of a cover glass that transmits the laser beam,
The irradiation area is configured as a rectangular region,
The laser processing apparatus, wherein the cover glass is formed in a rectangular shape corresponding to the shape of the irradiation area.
請求項1から8のいずれか1項に記載されたレーザ加工装置において、
前記固体レーザ結晶によって生成された前記レーザ光を受光し、該レーザ光を短波長側に波長変換する非線形光学結晶を備え、
前記非線形光学結晶は、前記結晶収容部に収容される
ことを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 8,
comprising a nonlinear optical crystal that receives the laser light generated by the solid-state laser crystal and converts the wavelength of the laser light to a shorter wavelength side;
A laser processing apparatus, wherein the nonlinear optical crystal is accommodated in the crystal accommodating portion.
請求項9に記載されたレーザ加工装置において、
前記結晶収容部は、密閉状態で前記非線形光学結晶を収容する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to claim 9,
A laser processing apparatus, wherein the crystal accommodating portion accommodates the nonlinear optical crystal in a sealed state.
請求項10に記載されたレーザ加工装置において、
前記結晶収容部に収容され、基本波をパルス発振させるQスイッチを備え、
前記結晶収容部の内部空間は、前記Qスイッチを収容する空間と、前記非線形光学結晶を収容する空間とに分離される
ことを特徴とするレーザ加工装置。
In the laser processing apparatus according to claim 10,
A Q switch accommodated in the crystal accommodation unit and configured to pulse-oscillate a fundamental wave,
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the internal space of the crystal accommodating portion is separated into a space accommodating the Q switch and a space accommodating the nonlinear optical crystal.
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