JP6156311B2

JP6156311B2 - レーザモジュール、レーザ発振器及びレーザ加工装置

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Publication number: JP6156311B2
Application number: JP2014198153A
Authority: JP
Inventors: 耕佑後田; 由佳理小久保
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2034-09-29
Also published as: JP2016072338A

Description

本発明は、レーザモジュール、レーザ発振器及びレーザ加工装置に関する。

従来、レーザ加工装置等においては、レーザモジュールが搭載されており、当該レーザモジュールは、レーザ素子と、当該レーザ素子を駆動する為の駆動部を有している。ここで、レーザモジュールにおいては、当該レーザモジュールの動作の安定性を確保する為に、レーザ素子の温度を一定の範囲内に維持する一方で、駆動部の動作に伴う発熱を抑制し冷却する必要が生じていた。

レーザモジュール等の熱的問題点に鑑みてなされた発明として、特許文献１記載の発明が知られている。特許文献１記載の半導体レーザモジュールは、半導体レーザ素子と、当該半導体レーザ素子を駆動する為の駆動部とを、筺体内部に収容しており、半導体レーザ素子と、駆動部とを熱的に分離して配置されている。特許文献１記載の半導体レーザモジュールにおいては、半導体レーザ素子に関する放熱側と、駆動部に関する放熱側が、それぞれ相互に対向する筐体の内壁面に対して配設されている為、半導体レーザ素子と駆動部の夫々を、効率的に放熱することができる。

特開平１０−２８２３７３号公報

しかしながら、特許文献１記載の半導体レーザモジュールにおいては、半導体レーザ素子と駆動部の放熱側は、互いに離間して配置されているが、一の筐体の外側という同じ空間に向かって配設されている。従って、半導体レーザ素子の放熱部と駆動部の放熱部の内、一方で放熱された熱が他方に伝達してしまい、熱的に干渉してしまう場合がある。これにより、半導体レーザモジュールの各構成部品の安定動作を妨げ、寿命を短縮化させてしまう虞が生じてしまう。

本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、レーザ素子と駆動部とを有するレーザモジュール等に関し、レーザ素子の放熱部と駆動部の放熱部とが互いに熱的影響を受けることなく、独立して放熱可能なレーザモジュール等を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の一側面に関するレーザモジュールは、レーザ素子と、前記レーザ素子を駆動する駆動部と、前記レーザ素子に生じた熱を放熱する第１放熱器と、前記駆動部に生じた熱を放熱する第２放熱器と、前記第１放熱器を内部に有する第１ダクトと、前記第２放熱器を内部に有する第２ダクトと、前記第１放熱器を介して流れる気流を、前記第１ダクトの内部に発生させる第１ファンと、前記第２放熱器を介して流れる気流を、前記第２ダクトの内部に発生させる第２ファンと、前記第１ダクト内及び前記第２ダクト内と異なる空間であって、前記レーザ素子及び前記駆動部を内部に収容する収容空間部を覆う筐体と、を有することを特徴とする。

当該レーザモジュールによれば、レーザ素子に生じた熱は、第１ダクト内に配置された第１放熱器に伝達されて、第１ファンにより第１ダクト内に生じた気流によって、効率よく放熱される。同時に、駆動部に生じた熱は、第２ダクト内に配置された第２放熱器に伝達されて、第２ファンにより第２ダクト内に生じた気流によって、効率よく放熱される。このように、当該レーザモジュールによれば、レーザ素子に関する第１放熱器と、駆動部に関する第２放熱器の夫々に対して、ダクト及びファンを設け、個別の空間で放熱するように構成している為、第１放熱器と第２放熱器との間で熱的干渉が生じることはない。又、当該レーザモジュールによれば、レーザ素子及び駆動部を前記収容空間部内に配置している為、レーザ素子及び駆動部に対する熱的影響を抑えることができる。従って、当該レーザモジュールによれば、レーザ素子と、駆動部と、第１放熱器と、第２放熱器との間における熱的影響を抑制することができるので、レーザモジュールにおける各構成部品の安定動作に貢献し得る。

本発明の他の側面に関するレーザモジュールは、請求項１記載のレーザモジュールであって、前記第１ダクトと前記第２ダクトとの間は、前記収容空間部の一部が配置されていることによって相互に離間していることを特徴とする。

当該レーザモジュールによれば、前記第１ダクトと前記第２ダクトとの間は、前記収容空間部の一部が配置されていることによって相互に離間している為、前記第１ダクトと前記第２ダクトとの間における熱的影響を、確実に小さくすることができ、もって、レーザモジュールにおける各構成部品の安定動作に貢献し得る。

本発明の他の側面に関するレーザモジュールは、請求項１又は請求項２記載のレーザモジュールであって、前記レーザ素子と、前記駆動部と、前記第１放熱器と、前記第２放熱器と、前記第１ダクトと、前記第２ダクトと、前記収容空間部とを内部に有する筐体を備え、前記第１ダクト及び前記第２ダクトは、夫々、前記筐体における一方の側面から他方の側面に向かって、直線状に延びるように形成されていることを特徴とする。

当該レーザモジュールによれば、第１ダクト及び第２ダクトが、筐体における一方の側面から他方の側面に向かう直線状に形成されている為、第１ダクト及び第２ダクト内に、円滑に流れる気流を生じさせることができ、もって、第１放熱器及び第２放熱器による放熱効率を高めることができる。

本発明の他の側面に関するレーザモジュールは、請求項３記載のレーザモジュールであって、前記筐体は、前記第１ダクトの内部と、前記筐体外部とを連通する第１連通孔と、前記第２ダクトの内部と、前記筐体外部とを連通する第２連通孔と、を前記筐体の一方の側面に有しており、前記筐体は、前記第１ダクトの外面に配設された前記レーザ素子と、前記第２ダクトの外面に配設された前記駆動部とを覆うことで、前記収容空間部を密閉していることを特徴とする。

当該レーザモジュールによれば、第１連通孔を介して、第１ダクト内の気流と筐体外部の空気との間に流動性を付与することができ、第２連通孔を介して、第２ダクト内の気流と筐体外部の空気との間に流動性を付与することができる。これにより、当該レーザモジュールによれば、筐体外部の空気と、第１ダクト及び第２ダクト内の空気を循環させつつ、気流を発生させることができる為、第１放熱器及び第２放熱器における放熱効率を、更に高めることができる。又、当該レーザモジュールによれば、前記筐体が前記第１ダクトの外面に配設された前記レーザ素子と、前記第２ダクトの外面に配設された前記駆動部とを覆うことで、前記収容空間部を密閉している為、レーザ素子及び駆動部の温度変化を生じさせる要因（例えば、筺体外部から吹く風等）の影響を低減することができる。

本発明の他の側面に関するレーザモジュールは、請求項４記載のレーザモジュールであって、前記筐体は、前記第１ダクトの内部と、前記筐体外部とを連通する第１排気孔を、前記筐体の他方の側面に有しており、前記レーザ素子から前記筐体の他方の側面に向かって直線状に延びるケーブルと、前記筐体の他方の側面において、前記第１排気孔に隣接して形成され、前記ケーブルが挿通されるケーブル挿通部と、を有し、前記第１ファンは、前記第１ダクトの内部であって、前記第１放熱器と前記第１排気孔との間で、且つ、当該第１排気孔から離間した位置に配設されていることを特徴とする。

前記ケーブル挿通部は、第１ダクトの外面に配置されたレーザ素子から前記筐体の他方の側面に向かって直線状に延びるケーブルが挿通される部分である為、当該筺体における他方の側面に形成された第１排気孔に隣接した位置に配置され、当該筺体における他方の側面に配置する際に所定範囲のスペースを必要とする。ここで、第１ダクト内部において、筺体における他方の側面に形成された第１排気孔に沿って、第１ファンを配設した場合、当該第１ファンと干渉する為、ケーブル挿通部を配設する為に必要なスペースを確保することができない事態が生じ得る。この場合、ケーブル挿通部が適切な位置からずれて配設されることになる為、ケーブルを筐体内部で曲げなければ、ケーブル挿通部を介して、ケーブルを筐体外部に延ばすことができなくなってしまう。当該ケーブルを曲げてしまうと、レーザ素子から出射されたレーザ光の損失が大きくなって効率の悪化を招く。この点、当該レーザモジュールによれば、前記第１ダクトの内部であって、前記第１放熱器と前記第１排気孔との間で、且つ、当該第１排気孔から離間した位置に、前記第１ファンを配設することによって、第１ファンとの干渉を起こすことなく、ケーブル挿通部を配設する為に必要なスペースを確保することができる為、ケーブル挿通部を適切な位置に配置することができる。これにより、当該レーザモジュールによれば、レーザ素子からケーブルを直線状に延ばし、ケーブル挿通部を介して筐体外部に延ばすことができる為、レーザ素子から出射されるレーザ光の損失を最も少なくすることができる。

本発明の他の側面に関するレーザモジュールは、請求項１乃至請求項５の何れかに記載のレーザモジュールであって、前記レーザ素子と前記第１放熱器との間には、前記レーザ素子を冷却する冷却素子が配設されていることを特徴とする。

当該レーザモジュールによれば、前記レーザ素子と前記第１放熱器との間に配設された冷却素子を用いることによって、レーザ素子に生じた熱を第１放熱器に伝達して放熱することができる為、レーザ素子を十分に冷却しつつ、所定の温度範囲内に維持することができる。

本発明の他の側面に関するレーザモジュールは、請求項１乃至請求項６の何れかに記載のレーザモジュールであって、前記レーザ素子は、前記駆動部と接続する為の第１端子部を有し、前記第１ダクトの外面に対して配設されており、前記駆動部は、前記レーザ素子と接続する為の第２端子部を有し、前記第２ダクトの外面の内、前記レーザ素子が配設された前記第１ダクトの外面と直交し、且つ、前記レーザ素子側に位置する外面に配設されており、前記レーザ素子の前記第１端子部と、前記駆動部の前記第２端子部とを接続する配線を有することを特徴とする。

当該レーザモジュールによれば、駆動部は、第２ダクトの外面の内、レーザ素子が配設された第１ダクトの外面と直交し、且つ、前記レーザ素子側に位置する外面に配設されている為、レーザ素子の配設面と駆動部の配設面が相互に対向する場合と比較して、レーザ素子の第１端子部と駆動部の第２端子部の距離を短くすることができ、両端子部を接続する配線の長さを短くすることができる。そして、当該レーザモジュールによれば、第１端子部と第２端子部を接続する配線を短くすることで、配線長さが長いことに起因する問題を低減できる。尚、配線長さが長いことに起因する問題としては、第１端子部と第２端子部との間における信号の遅延と、長い配線を大電流が流れることによる配線の発熱量の増大と、配線の長さに基づくノイズを拾う確率の増大が挙げられる。

本発明の一側面に関するレーザ発振器は、レーザ素子と、前記レーザ素子を駆動する駆動部と、前記レーザ素子に生じた熱を放熱する第１放熱器と、前記駆動部に生じた熱を放熱する第２放熱器と、前記第１放熱器を内部に有する第１ダクトと、前記第２放熱器を内部に有する第２ダクトと、前記第１放熱器を介して流れる気流を、前記第１ダクトの内部に発生させる第１ファンと、前記第２放熱器を介して流れる気流を、前記第２ダクトの内部に発生させる第２ファンと、前記第１ダクト内及び前記第２ダクト内と異なる空間であって、前記レーザ素子及び前記駆動部を内部に収容する収容空間部を覆う筐体と、を、備え、前記レーザ素子から出射された第１のレーザ光を受光することにより励起されるレーザ媒質と、を有し、前記レーザ媒質が前記第１のレーザ光を受光して励起したことによって、第２のレーザ光を出射することを特徴とする。

当該レーザ発振器は、レーザ素子と、駆動部と、第１放熱器と、第２放熱器と、第１ダクトと、第２ダクトと、第１ファンと、第２ファンと、筺体とを有しており、前記レーザ媒質が前記第１のレーザ光を受光して励起したことによって、第２のレーザ光を出射するように構成されている。従って、当該レーザ発振器は、請求項１に関するレーザモジュールと同様の効果を奏する。

本発明の一側面に関するレーザ加工装置は、レーザ素子と、前記レーザ素子を駆動する駆動部と、前記レーザ素子に生じた熱を放熱する第１放熱器と、前記駆動部に生じた熱を放熱する第２放熱器と、前記第１放熱器を内部に有する第１ダクトと、前記第２放熱器を内部に有する第２ダクトと、前記第１放熱器を介して流れる気流を、前記第１ダクトの内部に発生させる第１ファンと、前記第２放熱器を介して流れる気流を、前記第２ダクトの内部に発生させる第２ファンと、前記第１ダクト内及び前記第２ダクト内と異なる空間であって、前記レーザ素子及び前記駆動部を内部に収容する収容空間部を覆う筐体と、前記レーザ素子から出射された第１のレーザ光を受光することにより励起されるレーザ媒質と、を有し、前記レーザ媒質が前記第１のレーザ光を受光して励起したことによって、第２のレーザ光を出射するレーザ発振器と、を備えることを特徴とする。

当該レーザ加工装置は、レーザ素子と、駆動部と、第１放熱器と、第２放熱器と、第１ダクトと、第２ダクトと、第１ファンと、第２ファンと、筺体と、レーザ発振器とを有しており、前記レーザ媒質が前記第１のレーザ光を受光して励起したことによって、第２のレーザ光を出射するように構成されている。従って、当該レーザ加工装置は、請求項１に関するレーザモジュールと同様の効果を奏する。

本実施形態に関するレーザ加工装置１の概略構成を示す説明図である。本実施形態に関するレーザ加工装置１の制御系を示すブロック図である。本実施形態に関する励起用半導体レーザ部４０の外観斜視図である。本実施形態に関する励起用半導体レーザ部４０の内部構成を示す斜視図である。本実施形態に関する励起用半導体レーザ部４０の内部構成を示す上面図である。図５におけるＩ−Ｉ断面を示す断面図である。図５におけるＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図である。本実施形態に関する励起用半導体レーザ部４０の内部構成を示す側面図である。図８におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。

以下、本発明に関するレーザモジュール、レーザ発振器及びレーザ加工装置を、レーザモジュールの一例としての励起用半導体レーザ部４０を有するレーザ加工装置１に具体化した実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

（レーザ加工装置の概略構成）
先ず、本実施形態に関するレーザ加工装置１の概略構成について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態に関するレーザ加工装置１は、レーザ加工装置本体部２と、レーザコントローラ５と、電源ユニット６と、から構成されている。

レーザ加工装置本体部２は、パルスレーザ（以下、第２のレーザ光Ｌという）を加工対象物Ｗの加工面ＷＡ上を２次元走査してレーザ加工を行う。レーザコントローラ５は、コンピュータで構成され、ＰＣ７と双方向通信可能に接続されると共に、レーザ加工装置本体部２及び電源ユニット６と電気的に接続されている。図２に示すように、ＰＣ７は、マウスやキーボードを含む入力操作部７１と、液晶ディスプレイ７２を有するパーソナルコンピュータ等から構成され、描画データの作成等に用いられる。そして、レーザコントローラ５は、ＰＣ７から送信された描画データ、制御パラメータ、各種指示情報等に基づいてレーザ加工装置本体部２及び電源ユニット６を駆動制御する。

（レーザ加工装置本体部の概略構成）
次に、レーザ加工装置本体部２の概略構成について説明する。尚、レーザ加工装置本体部２の説明において、図１の左方向、右方向、上方向、下方向が、それぞれレーザ加工装置本体部２の前方向、後方向、上方向、下方向である。従って、レーザ発振器２１の第２のレーザ光Ｌの出射方向が前方向である。本体ベース１１に対して垂直な方向が上下方向である。そして、レーザ加工装置本体部２の上下方向及び前後方向に直交する方向が、レーザ加工装置本体部２の左右方向である。

図１に示すように、レーザ加工装置本体部２は、第２のレーザ光Ｌと可視レーザ光を、ｆθレンズ２０から同軸上に出射するように構成されており、後述する励起用半導体レーザ部４０と共に、本発明におけるレーザ発振器の一部として機能する。レーザ加工装置本体部２は、本体ベース１１と、第２のレーザ光Ｌを出射するレーザ発振ユニット１２と、光シャッター部１３と、光ダンパーと、ハーフミラーと、可視レーザ光を出射するガイド光部と、反射ミラー１７と、光センサ１８と、ガルバノスキャナ１９と、ｆθレンズ２０等から構成されている。

レーザ発振ユニット１２は、レーザ発振器２１と、ビームエキスパンダ２２と、取付台とから構成されている。レーザ発振器２１は、ファイバコネクタと、集光レンズと、反射鏡と、レーザ媒質と、受動Ｑスイッチと、出力カプラーと、ウィンドウとをケーシング内に有している。ファイバコネクタには、励起用半導体レーザ部４０から延びる光ファイバＦが接続されており、励起用半導体レーザ部４０から出射された励起光（以下、第１のレーザ光という）が、光ファイバＦを介して入射される。

集光レンズは、ファイバコネクタから入射された第１のレーザ光を集光する。反射鏡は、集光レンズによって集光された第１のレーザ光を透過すると共に、レーザ媒質から出射されたレーザ光を高効率で反射する。レーザ媒質は、励起用半導体レーザ部４０から出射された第１のレーザ光によって励起されてレーザ光を発振する。レーザ媒質としては、例えば、レーザ活性イオンとしてネオジウム（Ｎｄ）が添加されたネオジウム添加ガドリニウムバナデイト（Ｎｄ：ＧｄＶＯ４）結晶や、ネオジウム添加イットリウムバナデイト（Ｎｄ：ＹＶＯ４）結晶や、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶等を用いることができる。

受動Ｑスイッチは、内部に蓄えられた光エネルギーがある一定値を超えたとき、透過率が８０％〜９０％になるという性質持った結晶である。従って、受動Ｑスイッチは、レーザ媒質によって発振されたレーザ光をパルス状のパルスレーザとして発振するＱスイッチとして機能する。受動Ｑスイッチとしては、例えば、クロームＹＡＧ（Ｃｒ：ＹＡＧ）結晶やＣｒ：ＭｇＳｉＯ４結晶等を用いることができる。

出力カプラーは、反射鏡とレーザ共振器を構成する。出力カプラーは、例えば、表面に誘電体層膜をコーティングした凹面鏡により構成された部分反射鏡で、波長１０６３ｎｍでの反射率は、８０％〜９５％である。ウィンドウは、合成石英等から形成され、出力カプラーから出射されたレーザ光を外部へ透過させる。従って、レーザ発振器２１は、励起用半導体レーザ部４０からの第１のレーザ光を受光してレーザ媒質が励起することで、受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振し、加工対象物Ｗの加工面ＷＡにマーキング加工を行うための第２のレーザ光Ｌを出力する。

尚、図２に示すように、レーザ発振器２１は、温度センサ２１Ａと、ペルチェ素子２１Ｂを有している。温度センサ２１Ａは、レーザ発振器２１の周囲の温度を検出し、検出した温度をレーザコントローラ５に対して出力する。ペルチェ素子２１Ｂは、レーザ発振器２１の外表面に沿って配設されており、レーザ発振器２１を所定の温度範囲内にする為にレーザ発振器２１との間で熱交換を行う。

ビームエキスパンダ２２は、第２のレーザ光Ｌのビーム径を変更するものであり、レーザ発振器２１と同軸に設けられている。取付台は、レーザ発振器２１が第２のレーザ光Ｌの光軸を調整可能に取り付けられ、本体ベース１１の前後方向中央位置よりも後側の上面に対して、各取付ネジによって固定されている。

光シャッター部１３は、シャッターモータと、平板状のシャッターとから構成されている。当該光シャッター部１３は、シャッターモータのモータ軸に取り付けられたシャッターを移動させることによって、ビームエキスパンダ２２から出射された第２のレーザ光Ｌの光路を遮蔽可能に構成されている。シャッターが第２のレーザ光Ｌの光路を遮る位置に移動した場合、第２のレーザ光Ｌは、光シャッター部１３に対して右方向に設けられた光ダンパーへ反射される。一方、シャッターが第２のレーザ光Ｌの光路上に位置しない場合には、第２のレーザ光Ｌは、光シャッター部１３の前側に配置されたハーフミラーに入射する。

光ダンパーは、シャッターで反射された第２のレーザ光Ｌを吸収する。ハーフミラーは、第２のレーザ光Ｌの光路に対して斜め左下方向に４５度の角度を形成するように配置される。ハーフミラーは、後側から入射された第２のレーザ光Ｌのほぼ全部を透過すると共に、後側から入射された第２のレーザ光Ｌの一部を、反射ミラー１７へ４５度の反射角で反射する。反射ミラー１７は、ハーフミラーの第２のレーザ光Ｌが入射される後側面の略中央位置に対して左方向に配置される。

ガイド光部は、可視レーザ光Ｍとして、赤色レーザ光を出射する可視半導体レーザと、可視半導体レーザから出射された可視レーザ光を平行光に収束するレンズ群（図示せず）とから構成されている。即ち、可視半導体レーザは、可視レーザ光を第２のレーザ光Ｌの光路上に出射する。これにより、レーザ加工装置１によれば、可視レーザ光は第２のレーザ光Ｌと同一の軌跡を描くため、第２のレーザ光Ｌによる加工内容を報知し得る。

反射ミラー１７は、第２のレーザ光Ｌの光路に対して平行な前後方向に対して斜め左下方向に４５度の角度を形成するように配置され、ハーフミラーの後側面において反射された第２のレーザ光Ｌの一部が、反射面の略中央位置に対して４５度の入射角で入射される。そして、反射ミラー１７は、反射面に対して４５度の入射角で入射された第２のレーザ光Ｌを４５度の反射角で前側方向へ反射する。

光センサ１８は、第２のレーザ光Ｌの発光強度を検出するフォトディテクタ等で構成され、反射ミラー１７の第２のレーザ光Ｌが反射される略中央位置に対して、図１中、前側方向に配置されている。この結果、光センサ１８は、反射ミラー１７で反射された第２のレーザ光Ｌが入射され、この入射された第２のレーザ光Ｌの発光強度を検出する。従って、光センサ１８を介してレーザ発振器２１から出力される第２のレーザ光Ｌの発光強度を検出することができる。

ガルバノスキャナ１９は、本体ベース１１の前側端部に形成された貫通孔の上側に取り付けられ、レーザ発振ユニット１２から出射された第２のレーザ光Ｌと、ハーフミラーで反射された可視レーザ光とを下方へ２次元走査する。ガルバノスキャナ１９は、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２とが、それぞれのモータ軸が互いに直交するように外側からそれぞれの取付孔に嵌入されて本体部３３に取り付けられて構成されている。従って、当該ガルバノスキャナ１９においては、各モータ軸の先端部に取り付けられた走査ミラーが内側で互いに対向している。そして、ガルバノＸ軸モータ３１、ガルバノＹ軸モータ３２の回転をそれぞれ制御して、各走査ミラーを回転させることによって、第２のレーザ光Ｌと可視レーザ光とを下方へ２次元走査する。この２次元走査方向は、前後方向（Ｘ方向）と左右方向（Ｙ方向）である。

ｆθレンズ２０は、下方に配置された加工対象物Ｗの加工面ＷＡに対して、ガルバノスキャナ１９によって２次元走査された第２のレーザ光Ｌと可視レーザ光とを同軸に集光する。従って、ガルバノＸ軸モータ３１、ガルバノＹ軸モータ３２の回転を制御することによって、第２のレーザ光Ｌと可視レーザ光が、加工対象物Ｗの加工面ＷＡ上において、所望の加工パターンで前後方向（Ｘ方向）と左右方向（Ｙ方向）に２次元走査される。

（電源ユニットの概略構成）
次に、レーザ加工装置１における電源ユニット６の概略構成について説明する。図１に示すように、電源ユニット６は、励起用半導体レーザ部４０と、電源部５２と、温度制御部５３とを有して構成されている。当該電源ユニット６において、励起用半導体レーザ部４０は、電源部５２及び温度制御部５３を内部に収容するケーシング５５の上部に配設されている。

励起用半導体レーザ部４０は、光ファイバＦによって、レーザ発振器２１に光学的に接続されており、レーザ発振器２１のレーザ媒質を励起する為の第１のレーザ光を出射し、レーザ発振器２１に対して入射可能に構成されている。当該励起用半導体レーザ部４０は、励起用レーザ素子４１及びレーザドライバ５１等の種々の構成要素を、励起用レーザ筐体４９内部に収容している。励起用半導体レーザ部４０の具体的な構成については、後に図面を参照しつつ詳細に説明する。

電源部５２は、レーザ加工装置１の駆動源として機能する電源ＥＯ（図２参照）から供給される交流電力を、当該レーザ加工装置１で利用可能な状態に変換して供給する。当該電源部５２は、励起用半導体レーザ部４０の励起用レーザ素子４１を駆動する駆動電流を、レーザドライバ５１を介して供給する。

温度制御部５３は、レーザ加工装置１を構成する各部に関する温度制御を司り、ペルチェドライバ５３Ａと、ペルチェドライバ５３Ｂを有して構成されている。当該温度制御部５３は、レーザ発振ユニット１２と、励起用半導体レーザ部４０及び電源部５２の温度制御を行う。具体的には、温度制御部５３は、レーザ発振器２１に配設された温度センサ２１Ａと、励起用レーザ素子４１に配設される温度センサ４１Ａと、励起用半導体レーザ部４０に配設された温度センサ４６の検出結果を用いて、ペルチェ素子を用いた電子冷却方式による温度制御を行う。

（レーザ加工装置の制御系）
続いて、レーザ加工装置１の制御系構成について、図面を参照しつつ説明する。図２に示すように、レーザ加工装置１は、レーザ加工装置１の全体を制御するレーザコントローラ５、ペルチェドライバ５３Ｂ、ガルバノコントローラ５６、レーザドライバ５１、ガルバノドライバ５７等から構成されている。そして、レーザコントローラ５には、レーザドライバ５１、ペルチェドライバ５３Ｂ、ガルバノコントローラ５６、温度センサ４６、光センサ１８、第１ファン４２Ａ、第２ファン４３Ａ等が電気的に接続されている。

レーザコントローラ５は、レーザ加工装置１の全体の制御を行う演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３、時間を計測するタイマ６４等を備えている。又、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６２、ＲＯＭ６３、タイマ６４は、バス線（図示せず）により相互に接続されて、相互にデータのやり取りが行われる。

ＲＡＭ６２は、ＣＰＵ６１により演算された各種の演算結果や描画パターンのＸＹ座標データ等を一時的に記憶させておくためのものである。ＲＯＭ６３は、各種のプログラムを記憶させておくものであり、ＰＣ７から送信された描画データに基づいて描画パターンのＸＹ座標データを算出してＲＡＭ６２に記憶する等の各種制御プログラムが記憶されている。ＲＯＭ６３には、フォントの種類別に、直線と楕円弧とで構成された各文字のフォントの始点、終点、焦点、曲率等のデータが記憶されている。

そして、ＣＰＵ６１は、かかるＲＯＭ６３に記憶されている各種のプログラムに基づいて各種の演算及び制御を行なうものである。例えば、ＣＰＵ６１は、ＰＣ７から入力された描画データに基づいて算出した描画パターンのＸＹ座標データ、ガルバノ走査速度情報等をガルバノコントローラ５６に出力する。又、ＣＰＵ６１は、ＰＣ７から入力された描画データに基づいて設定した励起用半導体レーザ部４０の第１のレーザ光の出力、第１のレーザ光の出力期間等の励起用半導体レーザ部４０の駆動情報をレーザドライバ５１に出力する。又、ＣＰＵ６１は、描画パターンのＸＹ座標データ、ガルバノスキャナ１９のＯＮ・ＯＦＦを指示する制御信号等をガルバノコントローラ５６に出力する。

レーザドライバ５１は、レーザコントローラ５から入力された励起用半導体レーザ部４０の第１のレーザ光の出力、第１のレーザ光の出力期間等のレーザ駆動情報等に基づいて、励起用半導体レーザ部４０を駆動制御する。具体的には、レーザドライバ５１は、レーザコントローラ５から入力されたレーザ駆動情報の第１のレーザ光の出力に比例した電流値のパルス状の駆動電流を発生させ、レーザ駆動情報の第１のレーザ光の出力期間に基づく期間、励起用半導体レーザ部４０の励起用レーザ素子４１へ出力する。これにより、励起用半導体レーザ部４０の励起用レーザ素子４１は、第１のレーザ光の出力に対応する強度の第１のレーザ光を出力期間の間、光ファイバＦ内に出射する。

ペルチェドライバ５３Ａは、上述したように、温度制御部５３の一部を構成し、後述する励起用レーザ素子４１に沿って配設されたペルチェ素子４１Ｂによる温度制御に用いられる。具体的には、ペルチェドライバ５３Ａは、温度センサ４１Ａによって検出された励起用レーザ素子４１の温度に基づいて、ペルチェ素子４１Ｂを制御する際に用いられ、励起用レーザ素子４１を所定の温度範囲内に維持する。一方、ペルチェドライバ５３Ｂは、レーザ発振器２１に沿って配設されたペルチェ素子２１Ｂによる温度制御に用いられる。具体的には、ペルチェドライバ５３Ｂは、温度センサ２１Ａによって検出されたレーザ発振器２１の温度に基づいて、ペルチェ素子２１Ｂを制御する際に用いられ、レーザ発振器２１を所定の温度範囲内に維持する。

ガルバノコントローラ５６は、レーザコントローラ５から入力された描画パターンのＸＹ座標データ、ガルバノ走査速度情報等に基づいて、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２の駆動角度、回転速度等を算出して、駆動角度、回転速度を表すモータ駆動情報をガルバノドライバ５７へ出力する。ガルバノドライバ５７は、ガルバノコントローラ５６から入力された駆動角度、回転速度を表すモータ駆動情報に基づいて、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２を駆動制御して、第２のレーザ光Ｌを２次元走査する。

そして、レーザコントローラ５には、ＰＣ７が双方向通信可能に接続されており、ＰＣ７から送信された加工内容を示す描画データ、レーザ加工装置本体部２の制御パラメータ、ユーザからの各種指示情報等を受信可能に構成されている。又、ＰＣ７には、入出力インターフェース（図示せず）を介して、マウスやキーボード等から構成される入力操作部７１、液晶ディスプレイ７２等が電気的に接続されている。従って、ＰＣ７は、入力操作部７１、液晶ディスプレイ７２を用いて、描画データの作成や制御パラメータの設定等に利用される。

図２に示すように、レーザコントローラ５は、温度センサ２１Ａと、温度センサ４１Ａと、温度センサ４６と、第１ファン４２Ａと、第２ファン４３Ａと接続されている。上述したように、温度センサ２１Ａは、レーザ発振器２１と一体に配設されており、当該レーザ発振器２１の温度を検出して、レーザコントローラ５へ出力する。そして、温度センサ４１Ａは、励起用半導体レーザ部４０を構成する励起用レーザ素子４１（図４等参照）と一体に配設されており、当該励起用レーザ素子４１の温度を検出して、レーザコントローラ５へ出力する。温度センサ４６は、励起用半導体レーザ部４０における周囲の環境温度を検出して、レーザコントローラ５へ出力する。

第１ファン４２Ａは、励起用半導体レーザ部４０の内部に配設されており（図６参照）、励起用レーザ素子４１に生じた熱を放熱する為の第１ヒートシンク４１Ｄへ向かう気流を発生させる。当該第１ファン４２Ａは、レーザコントローラ５によって、温度センサ４１Ａで検出した励起用レーザ素子４１の温度に応じた回転数で駆動制御される。

そして、第２ファン４３Ａは、励起用半導体レーザ部４０に配設されており（図３〜図９参照）、レーザドライバ５１に生じた熱を放熱する為の第２ヒートシンク５１Ａへ向かう気流を発生させる。当該第２ファン４３Ａは、レーザコントローラ５によって、温度センサ４６によって検出された励起用半導体レーザ部４０の周囲の温度に応じた回転数で駆動制御される。

（励起用半導体レーザ部の構成）
次に、本実施形態に関する励起用半導体レーザ部４０の構成について、図３〜図９を参照しつつ詳細に説明する。尚、励起用半導体レーザ部４０の説明において、図３の左下方向、右上方向、上方向、下方向、左上方向、右下方向が、それぞれ励起用半導体レーザ部４０の前方向、後方向、上方向、下方向、右方向、左方向である。従って、後述するファイバケーブル挿通部４５が配設されている方向が、励起用半導体レーザ部４０の前方向である。

上述したように、励起用半導体レーザ部４０は、電源ユニット６上部に配置されており、励起用レーザ筐体４９の内部に、励起用レーザ素子４１と、レーザドライバ５１と、ペルチェドライバ５３Ａ等の種々の構成部品を収容している（図４〜図９参照）。励起用レーザ筐体４９は、略直方体を為す箱型に形成されており、上部カバー４９Ａを有している。当該上部カバー４９Ａは、矩形箱型における上面及び左右側面を構成し、ネジ等によって着脱可能に取り付けられる。

そして、図４等に示すように、励起用レーザ筐体４９の内部は、第１ダクト４２と、第２ダクト４３と、収容空間部４４とに区画されている。第１ダクト４２は、断面矩形を為す管状に形成されており、励起用レーザ筐体４９の左下部分において、前後方向へ直線状に延びている。図４等に示すように、第１ダクト４２の上側外面には、励起用レーザ素子４１及びペルチェドライバ５３Ａが取り付けられている。そして、第２ダクト４３は、第１ダクト４２と同様に、断面矩形を為す管状に形成されており、励起用レーザ筐体４９の右端部分において、前後方向へ直線状に延びている。第２ダクト４３の右側外面には、レーザドライバ５１が取り付けられている。

収容空間部４４は、励起用レーザ筐体４９内部において、第１ダクト４２及び第２ダクト４３を除いた空間によって構成されており、上部カバー４９Ａを取り付けることによって、励起用レーザ筐体４９内部で密閉される。図３〜図９に示すように、第１ダクト４２の上側外面には、励起用レーザ素子４１及びペルチェドライバ５３Ａが取り付けられ、第２ダクト４３の右側外面には、レーザドライバ５１が取り付けられている為、収容空間部４４は、励起用レーザ素子４１と、レーザドライバ５１と、ペルチェドライバ５３Ａを内部に収納している。

尚、上述したように、収容空間部４４は、上部カバー４９Ａを取り付けることによって、励起用レーザ筐体４９内部で密閉されているが、本発明における密閉とは、例えば、励起用レーザ筐体４９外部からの風を通さない等、励起用レーザ筐体４９外部の環境変化の影響を受けない状態を意味する。必ずしも、防塵性能、防水性能が高いことを要求するものではなく、厳密な気密性を要求するものでもない。

図５、図７、図９に示すように、収容空間部４４の一部は、第１ダクト４２の右側側面と第２ダクト４３の左側側面との間に位置している。即ち、励起用レーザ筐体４９の内部において、第１ダクト４２は、収容空間部４４を介して、第２ダクト４３から所定距離離間した位置において、前後方向へ直線状に延びている。所定距離は、例えば、１００ｍｍである。

励起用レーザ素子４１は、レーザドライバ５１から入力されるパルス状の駆動電流に対して、レーザ光を発生する閾値電流を超えた電流値に比例した出力の波長のレーザ光である励起光としての第１のレーザ光を、励起用半導体レーザ部４０の前方に向かって直線状に延びる光ファイバＦ内に出射する。図示は省略するが、当該光ファイバＦは、励起用レーザ筐体４９の前面に配設された円管状のファイバケーブル挿通部４５を介して、励起用レーザ筐体４９の外部へ直線状に延び、その後、レーザ加工装置本体部２のレーザ発振器２１に接続される（図１参照）。従って、レーザ発振器２１には、励起用レーザ素子４１からの第１のレーザ光が光ファイバＦを介して入射される。励起用レーザ素子４１は、例えば、ＧａＡｓを用いたレーザバーを用いることができる。

そして、当該励起用レーザ素子４１は、温度センサ４１Ａと、ペルチェ素子４１Ｂと、接続端子部４１Ｃと、第１ヒートシンク４１Ｄを有している。上述したように、温度センサ４１Ａは、励起用レーザ素子４１と一体に配設されており、励起用レーザ素子４１の温度を検出してレーザコントローラ５へ出力する。

図６〜図８に示すように、ペルチェ素子４１Ｂは、励起用レーザ素子４１の下側表面に沿って配設されており、後述する第１ヒートシンク４１Ｄとの間で、励起用レーザ素子４１及び第１ヒートシンク４１Ｄと接触している。上述したように、ペルチェ素子４１Ｂは、ペルチェドライバ５３Ｂを介して駆動制御され、第１のレーザ光の出射に伴い励起用レーザ素子４１に生じた熱を放熱する。これにより、励起用レーザ素子４１は、所定の温度範囲内となるように温度調整される。

そして、励起用レーザ素子４１の後部には、接続端子部４１Ｃが形成されている。図４、図５に示すように、接続端子部４１Ｃは、接続配線４７を介して、レーザドライバ５１の接続端子部５１Ｂと接続され、レーザドライバ５１からのパルス状の駆動電流が入力される。

図６、図７に示すように、第１ヒートシンク４１Ｄは、第１ダクト４２の内部であって、励起用レーザ素子４１の下部に配置されており、第１のレーザ光の出射に伴い励起用レーザ素子４１に生じた熱を放熱し、励起用レーザ素子４１の温度を下げる。当該第１ヒートシンク４１Ｄは、第１ダクト４２内部において、上下方向及び前後方向に延びる板状のフィンを複数枚有している。これにより、第１ダクト４２内の気流との間の熱交換を促進させることができるので、第１ヒートシンク４１Ｄによる冷却能力を向上させ得る。

そして、レーザドライバ５１は、第２ヒートシンク５１Ａと、接続端子部５１Ｂを有しており、レーザコントローラ５を介して、ＰＣ７から入力された駆動情報に基づいて、励起用レーザ素子４１を駆動制御する。具体的には、レーザドライバ５１は、第２のレーザ光Ｌのレーザ強度に応じたパルス状の駆動電流を、励起用レーザ素子４１へ出力する。従って、当該レーザドライバ５１は、パルス状の駆動電流を励起用レーザ素子４１へ出力する際に発熱する。

第２ヒートシンク５１Ａは、図７、図９に示すように、第２ダクト４３の内部であって、レーザドライバ５１の右側部分に配置されており、パルス状の駆動電流の出力に伴いレーザドライバ５１に生じた熱を放熱し、レーザドライバ５１の温度を下げる。当該第２ヒートシンク５１Ａは、第２ダクト４３内部において、左右方向及び前後方向に延びる板状のフィンを複数枚有している。これにより、第２ダクト４３内の気流との間の熱交換を促進させることができるので、第２ヒートシンク５１Ａによる冷却能力を向上させ得る。

図４、図５等に示すように、接続端子部５１Ｂは、レーザドライバ５１の左側部分に形成されており、接続配線４７を介して、励起用レーザ素子４１の接続端子部４１Ｃと接続されている。接続端子部５１Ｂは、励起用レーザ素子４１に対して、パルス状の駆動電流が出力される。

上述したように、レーザドライバ５１は、第２ダクト４３の左側側面に配設されており、励起用レーザ素子４１は、第１ダクト４２の上面に配設されている。更に、レーザドライバ５１の接続端子部５１Ｂは、励起用レーザ筐体４９内部において、励起用レーザ素子４１の接続端子部４１Ｃよりもやや後方となるように配置されている。図４、図５に示すように、励起用レーザ素子４１及びレーザドライバ５１を配置することによって、励起用レーザ筐体４９の左右両側にそれぞれ配置する場合等と比較して、接続配線４７の長さを短くすることができる。

ペルチェドライバ５３Ａは、上述したように、ペルチェ素子４１Ｂを用いた電子冷却方式による励起用レーザ素子４１の温度制御に用いられる。具体的には、ペルチェドライバ５３Ａは、温度センサ４１Ａによって検出された励起用レーザ素子４１の温度に基づいて、ペルチェ素子４１Ｂを制御する際に用いられる。ペルチェ素子４１Ｂは、励起用レーザ素子４１と第１ヒートシンク４１Ｄの間に配設されている為、ペルチェ素子４１Ｂの駆動制御によって、励起用レーザ素子４１は、所定の温度範囲内に維持され得る。

図３に示すように、励起用半導体レーザ部４０の前方側面には、第１排気孔４２Ｃが形成されると共に、第２ファン４３Ａが取り付けられている。一方、励起用半導体レーザ部４０の後側側面には、第１連通孔４２Ｂと、第２連通孔４３Ｂが形成されている（図４参照）。従って、図６に示すように、第１ダクト４２は、第１排気孔４２Ｃを介して、前方側における励起用レーザ筐体４９の外部と連通し、第１連通孔４２Ｂを介して、後方側における励起用レーザ筐体４９の外部と連通する。

第１ファン４２Ａは、第１ダクト４２の内部における第１ヒートシンク４１Ｄと第１排気孔４２Ｃの間であって、第１排気孔４２Ｃから後方へ所定距離離間した位置に配設されている。尚、この場合の所定距離は、例えば、８０ｍｍである。当該第１ファン４２Ａは、レーザコントローラ５による駆動制御に従って、第１ダクト４２内を後方から前方へ向かう気流を発生させる。第１ファン４２Ａによって生じた気流により、第１ヒートシンク４１Ｄにおける放熱が促進される為、励起用レーザ素子４１を所定の温度範囲内に調整することができる。

又、第１ファン４２Ａの駆動に伴って、励起用レーザ筐体４９外部の空気が、第１連通孔４２Ｂを介して、第１ダクト４２内に吸い込まれ、第１ダクト４２内を流下した後、第１排気孔４２Ｃを介して、励起用レーザ筐体４９外部へ排気される。これにより、励起用レーザ筐体４９外部の空気を用いて、第１ヒートシンク４１Ｄの放熱を行うことができるので、当該レーザ加工装置１は、第１ヒートシンク４１Ｄによる励起用レーザ素子４１の冷却効率を、更に高めることができる。

一方、第２ダクト４３においては、励起用レーザ筐体４９の前方側側面には、第２ファン４３Ａが配設されており、後方側側面には、第２連通孔４３Ｂが形成されている。従って、第２ダクト４３は、第２ファン４３Ａを介して、前方側における励起用レーザ筐体４９の外部と連通し、第２連通孔４３Ｂを介して、後方側における励起用レーザ筐体４９の外部と連通する。

図８に示すように、第２ファン４３Ａは、レーザコントローラ５による駆動制御に従って、第２ダクト４３内を後方から前方へ向かう気流を発生させる。第２ファン４３Ａによって生じた気流により、第２ヒートシンク５１Ａにおける放熱が促進される為、レーザドライバ５１を冷却することができる。

更に、第２ファン４３Ａの駆動に伴って、励起用レーザ筐体４９外部の空気が、第２連通孔４３Ｂを介して、第２ダクト４３内に吸い込まれ、第２ダクト４３内を流下した後、第２ファン４３Ａによって、励起用レーザ筐体４９外部へ排気される。これにより、励起用レーザ筐体４９外部の空気を用いて、第２ヒートシンク５１Ａの放熱を行うことができるので、当該レーザ加工装置１は、第２ヒートシンク５１Ａによるレーザドライバ５１の冷却効率を、更に高めることができる。

励起用レーザ筐体４９の前面には、ファイバケーブル挿通部４５が配設されている（図３等参照）。当該ファイバケーブル挿通部４５は、励起用半導体レーザ部４０の前方側に向かって延びる円管状の部材であり、励起用レーザ素子４１から直線状に延びる光ファイバＦによって挿通される。当該光ファイバＦは、ファイバケーブル挿通部４５を介して、励起用レーザ筐体４９の外部へ導出され、レーザ加工装置本体部２のレーザ発振器２１に対して接続される。

ここで、図４〜図６に示すように、ファイバケーブル挿通部４５を励起用レーザ筐体４９の前側側面に取り付ける為には、励起用レーザ筐体４９の前側側面を挟持するように取り付ける必要がある。従って、励起用レーザ筐体４９の前側側面における内側部分に、ファイバケーブル挿通部４５を取り付ける為の一定のスペースが必要となる。

この点、図６に示すように、第１ファン４２Ａは、第１ダクト４２の内部における第１ヒートシンク４１Ｄと第１排気孔４２Ｃの間であって、第１排気孔４２Ｃから後方へ所定距離離間した位置に配設されている。従って、励起用レーザ筐体４９の前側側面に対してファイバケーブル挿通部４５を配設する際に、ファイバケーブル挿通部４５が、第１ファン４２Ａと干渉することはない。つまり、当該レーザ加工装置１によれば、ファイバケーブル挿通部４５における円管部分の中心が、励起用レーザ素子４１から直線状に延びる光ファイバＦの延長線上となるように、ファイバケーブル挿通部４５を取り付けることができ、光ファイバＦを曲げることなく、励起用レーザ筐体４９外部へ延ばすことができる。この結果、当該レーザ加工装置１によれば、光ファイバＦを曲げることはない為、光ファイバＦの曲げに伴う第１のレーザ光の損失を低減することができ、効率の悪化を抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態における励起用半導体レーザ部４０は、本発明のレーザモジュールに相当する。そして、本実施形態におけるレーザ発振ユニット１２及び励起用半導体レーザ部４０が、本発明におけるレーザ発振器に相当し、本実施形態におけるレーザ加工装置１が、本発明におけるレーザ加工装置に相当する。

上述した実施形態において、当該励起用半導体レーザ部４０によれば、励起用レーザ素子４１に生じた熱は、第１ダクト４２内に配置された第１ヒートシンク４１Ｄに伝達されて、第１ファン４２Ａにより第１ダクト４２内に生じた気流によって、効率よく放熱される。同時に、レーザドライバ５１に生じた熱は、第２ダクト４３内に配置された第２ヒートシンク５１Ａに伝達されて、第２ファン４３Ａにより第２ダクト４３内に生じた気流によって、効率よく放熱される。

このように、当該励起用半導体レーザ部４０によれば、励起用レーザ素子４１に関する第１ヒートシンク４１Ｄと、レーザドライバ５１に関する第２ヒートシンク５１Ａの夫々に対して、ダクト（第１ダクト４２、第２ダクト４３）及びファン（第１ファン４２Ａ、第２ファン４３Ａ）を設け、個別の空間で放熱するように構成している為、第１ヒートシンク４１Ｄと第２ヒートシンク５１Ａとの間で熱的干渉が生じることはない。

又、当該励起用半導体レーザ部４０によれば、励起用レーザ素子４１及びレーザドライバ５１を、第１ダクト４２、第２ダクト４３とは異なる収容空間部４４内に配置している為、励起用レーザ素子４１及びレーザドライバ５１に対する熱的影響を抑えることができる。従って、当該励起用半導体レーザ部４０によれば、励起用レーザ素子４１と、レーザドライバ５１と、第１ヒートシンク４１Ｄと、第２ヒートシンク５１Ａとの間における熱的影響を抑制することができるので、励起用半導体レーザ部４０における各構成部品の安定動作に貢献し得る。

又、励起用半導体レーザ部４０によれば、前記第１ダクト４２と前記第２ダクト４３との間は、収容空間部４４の一部が配置されていることによって相互に離間している為、前記第１ダクト４２と前記第２ダクト４３との間における熱的影響を、確実に小さくすることができ、もって、励起用半導体レーザ部４０における各構成部品の安定動作に貢献し得る。

そして、第１ダクト４２及び第２ダクト４３は、励起用レーザ筐体４９における一方の側面から他方の側面に向かう直線状に形成されている。従って、当該励起用半導体レーザ部４０によれば、第１ダクト４２及び第２ダクト４３内に、円滑に流れる気流（損失の少ない気流）を生じさせることができ、もって、第１ヒートシンク４１Ｄ及び第２ヒートシンク５１Ａによる放熱効率を高めることができる。

図６等に示すように、第１ダクト４２内部は、第１連通孔４２Ｂ及び第１排気孔４２Ｃを介して、励起用レーザ筐体４９外部と連通している為、第１ダクト４２内の気流と励起用レーザ筐体４９外部の空気との間に流動性を付与することができる。同様に、第２ダクト４３内部は、第２ファン４３Ａ及び第２連通孔４３Ｂを介して、励起用レーザ筐体４９外部と連通している為、第１ダクト４２内の気流と励起用レーザ筐体４９外部の空気との間に流動性を付与することができる。これにより、励起用レーザ筐体４９外部の空気と、第１ダクト４２及び第２ダクト４３内の空気を循環させつつ、第１ダクト４２及び第２ダクト４３内部に気流を発生させることができる為、第１ヒートシンク４１Ｄ及び第２ヒートシンク５１Ａにおける放熱効率を、更に高めることができる。

又、当該励起用半導体レーザ部４０においては、励起用レーザ筐体４９の上部カバー４９Ａが前記第１ダクト４２の外面に配設された励起用レーザ素子４１と、前記第２ダクト４３の外面に配設されたレーザドライバ５１とを覆うことで、収容空間部４４を密閉している。これにより、励起用レーザ素子４１及びレーザドライバ５１の温度変化を生じさせる要因（例えば、励起用レーザ筐体４９外部から吹く風等）の影響を低減することができる。

そして、第１ファン４２Ａは、第１ダクト４２の内部における第１ヒートシンク４１Ｄと第１排気孔４２Ｃの間であって、第１排気孔４２Ｃから後方へ所定距離離間した位置に配設されている（図６参照）。従って、励起用レーザ筐体４９の前側側面に対してファイバケーブル挿通部４５を配設する際に、ファイバケーブル挿通部４５が、第１ファン４２Ａと干渉することはない。つまり、当該励起用半導体レーザ部４０によれば、ファイバケーブル挿通部４５における円管部分の中心が、励起用レーザ素子４１から直線状に延びる光ファイバＦの延長線上となるように、ファイバケーブル挿通部４５を取り付けることができ、光ファイバＦを曲げることなく、励起用レーザ筐体４９外部へ延ばすことができる。この結果、当該励起用半導体レーザ部４０によれば、光ファイバＦを曲げる必要がない為、光ファイバＦの曲げに伴う第１のレーザ光の損失を低減することができ、効率の悪化を抑制することができる。

図６〜図８に示すように、励起用レーザ素子４１と第１ヒートシンク４１Ｄとの間には、ペルチェ素子４１Ｂが配設されている。当該励起用半導体レーザ部４０によれば、ペルチェ素子４１Ｂを用いることによって、励起用レーザ素子４１に生じた熱を第１ヒートシンク４１Ｄに伝達して放熱することができる為、励起用レーザ素子４１を十分に冷却しつつ、所定の温度範囲内に維持することができる。

当該励起用半導体レーザ部４０において、レーザドライバ５１は、第２ダクト４３の左側側面に配設されており、励起用レーザ素子４１は、第１ダクト４２の上面に配設されている。更に、レーザドライバ５１の接続端子部５１Ｂは、励起用レーザ筐体４９内部において、励起用レーザ素子４１の接続端子部４１Ｃよりもやや後方となるように配置されている。これにより、励起用レーザ素子４１及びレーザドライバ５１を、励起用レーザ筐体４９の左右両側にそれぞれ配置する場合等と比較して、励起用レーザ素子４１の接続端子部４１Ｃと、レーザドライバ５１の接続端子部５１Ｂとの距離を短くすることができ、接続配線４７の長さを短くすることができる（図４、図５参照）。

従って、当該励起用半導体レーザ部４０によれば、接続配線４７の長さを短くすることで、励起用レーザ素子４１の接続端子部４１Ｃとレーザドライバ５１の接続端子部５１Ｂとの間における信号の遅延を抑制し、大電流が流れることによる接続配線４７の発熱量の増大を抑制することができる。又、接続配線４７の長さを短くすることによって、接続配線４７がノイズを拾う確率を低減することができる。

そして、励起用半導体レーザ部４０は、レーザ発振ユニット１２と協働することで、レーザ発振器２１のレーザ媒質が励起用レーザ素子４１からの第１のレーザ光を受光して励起したことによって、第２のレーザ光Ｌを出射するように構成されている。従って、レーザ発振ユニット１２及び励起用半導体レーザ部４０は、本発明におけるレーザ発振器として機能し、上述した励起用半導体レーザ部４０のみの構成の場合と同様の効果を奏する。

又、上述した実施形態におけるレーザ加工装置１は、励起用半導体レーザ部４０を有しており、本発明のレーザ加工装置として機能する。従って、レーザ加工装置１は、上述した励起用半導体レーザ部４０のみの構成の場合と同様の効果を奏する。

尚、上述した実施形態において、励起用半導体レーザ部４０は、本発明におけるレーザモジュールの一例であり、レーザ発振ユニット１２及び励起用半導体レーザ部４０は、本発明におけるレーザ発振器の一例である。そして、レーザ加工装置１は、本発明におけるレーザ加工装置の一例である。励起用レーザ素子４１は、本発明におけるレーザ素子の一例であり、レーザドライバ５１は、本発明における駆動部の一例である。第１ヒートシンク４１Ｄは、本発明における第１放熱器の一例であり、第２ヒートシンク５１Ａは、本発明における第２放熱器の一例である。第１ダクト４２は、本発明における第１ダクトの一例であり、第２ダクト４３は、本発明における第２ダクトの一例である。第１ファン４２Ａは、本発明における第１ファンの一例であり、第２ファン４３Ａは、本発明における第２ファンの一例である。励起用レーザ筐体４９は、本発明における筐体の一例である。第１連通孔４２Ｂは、本発明における第１連通孔の一例であり、第２連通孔４３Ｂは、本発明における第２連通孔の一例である。ファイバケーブル挿通部４５は、本発明におけるケーブル挿通部の一例であり、ペルチェ素子４１Ｂは、本発明における冷却素子の一例である。接続端子部４１Ｃは、本発明における第１端子部の一例であり、接続端子部５１Ｂは、本発明における第２端子部の一例である。レーザ発振ユニット１２は、本発明におけるレーザ発振器の一例である。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した実施形態においては、励起用半導体レーザ部４０を、本発明におけるレーザモジュールとして説明していたが、この態様に限定されるものではない。本発明におけるレーザモジュールは、レーザ素子、駆動部を有する構成であれば、種々の態様を採用することができる。

又、上述した実施形態においては、レーザ加工装置本体部２と、励起用半導体レーザ部４０を有するレーザ加工装置１を、本発明におけるレーザ加工装置として説明していたが、この態様に限定されるものではない。例えば、上述した実施形態においては、レーザ加工装置本体部２は、ガルバノスキャナ１９を有しており、レーザ発振器２１から出射された第２のレーザ光Ｌを走査するように構成していたが、ガルバノスキャナ１９等の走査部を有していない構成とすることも可能である。

１レーザ加工装置
２レーザ加工装置本体部
１２レーザ発振ユニット
２１レーザ発振器
４０励起用半導体レーザ部
４１励起用レーザ素子
４１Ｃ接続端子部
４２第１ダクト
４２Ａ第１ファン
４２Ｂ第１連通孔
４２Ｃ第１排気孔
４３第２ダクト
４３Ａ第２ファン
４３Ｂ第２連通孔
４４収容空間部
４５ファイバケーブル挿通部
４７接続配線
４９励起用レーザ筐体
５１レーザドライバ
５１Ａ第２ヒートシンク
５１Ｂ接続端子部
Ｆ光ファイバ

Claims

レーザ素子と、
前記レーザ素子を駆動する駆動部と、
前記レーザ素子に生じた熱を放熱する第１放熱器と、
前記駆動部に生じた熱を放熱する第２放熱器と、
前記第１放熱器を内部に有する第１ダクトと、
前記第２放熱器を内部に有する第２ダクトと、
前記第１放熱器を介して流れる気流を、前記第１ダクトの内部に発生させる第１ファンと、
前記第２放熱器を介して流れる気流を、前記第２ダクトの内部に発生させる第２ファンと、
前記第１ダクト内及び前記第２ダクト内と異なる空間であって、前記レーザ素子及び前記駆動部を内部に収容する収容空間部を覆う筐体と、を有する
ことを特徴とするレーザモジュール。
前記第１ダクトと前記第２ダクトとの間は、
前記収容空間部の一部が配置されていることによって相互に離間している
ことを特徴とする請求項１記載のレーザモジュール。
前記レーザ素子と、前記駆動部と、前記第１放熱器と、前記第２放熱器と、前記第１ダクトと、前記第２ダクトと、前記収容空間部とを内部に有する筐体を備え、
前記第１ダクト及び前記第２ダクトは、夫々、前記筐体における一方の側面から他方の側面に向かって、直線状に延びるように形成されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレーザモジュール。
前記筐体は、
前記第１ダクトの内部と、前記筐体外部とを連通する第１連通孔と、
前記第２ダクトの内部と、前記筐体外部とを連通する第２連通孔と、を前記筐体の一方の側面に有しており、
前記筐体は、
前記第１ダクトの外面に配設された前記レーザ素子と、前記第２ダクトの外面に配設された前記駆動部とを覆うことで、前記収容空間部を密閉している
ことを特徴とする請求項３記載のレーザモジュール。
前記筐体は、
前記第１ダクトの内部と、前記筐体外部とを連通する第１排気孔を、前記筐体の他方の側面に有しており、
前記レーザ素子から前記筐体の他方の側面に向かって直線状に延びるケーブルと、
前記筐体の他方の側面において、前記第１排気孔に隣接して形成され、前記ケーブルが挿通されるケーブル挿通部と、を有し、
前記第１ファンは、
前記第１ダクトの内部であって、前記第１放熱器と前記第１排気孔との間で、且つ、当該第１排気孔から離間した位置に配設されている
ことを特徴とする請求項４記載のレーザモジュール。
前記レーザ素子と前記第１放熱器との間には、前記レーザ素子を冷却する冷却素子が配設されている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のレーザモジュール。
前記レーザ素子は、
前記駆動部と接続する為の第１端子部を有し、前記第１ダクトの外面に対して配設されており、
前記駆動部は、
前記レーザ素子と接続する為の第２端子部を有し、
前記第２ダクトの外面の内、前記レーザ素子が配設された前記第１ダクトの外面と直交し、且つ、前記レーザ素子側に位置する外面に配設されており、
前記レーザ素子の前記第１端子部と、前記駆動部の前記第２端子部とを接続する配線を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載のレーザモジュール。
レーザ素子と、
前記レーザ素子を駆動する駆動部と、
前記レーザ素子に生じた熱を放熱する第１放熱器と、
前記駆動部に生じた熱を放熱する第２放熱器と、
前記第１放熱器を内部に有する第１ダクトと、
前記第２放熱器を内部に有する第２ダクトと、
前記第１放熱器を介して流れる気流を、前記第１ダクトの内部に発生させる第１ファンと、
前記第２放熱器を介して流れる気流を、前記第２ダクトの内部に発生させる第２ファンと、
前記第１ダクト内及び前記第２ダクト内と異なる空間であって、前記レーザ素子及び前記駆動部を内部に収容する収容空間部を覆う筐体と、
を、備え、
前記レーザ素子から出射された第１のレーザ光を受光することにより励起されるレーザ媒質と、を有し、前記レーザ媒質が前記第１のレーザ光を受光して励起したことによって、第２のレーザ光を出射する
ことを特徴とするレーザ発振器。
レーザ素子と、
前記レーザ素子を駆動する駆動部と、
前記レーザ素子に生じた熱を放熱する第１放熱器と、
前記駆動部に生じた熱を放熱する第２放熱器と、
前記第１放熱器を内部に有する第１ダクトと、
前記第２放熱器を内部に有する第２ダクトと、
前記第１放熱器を介して流れる気流を、前記第１ダクトの内部に発生させる第１ファンと、
前記第２放熱器を介して流れる気流を、前記第２ダクトの内部に発生させる第２ファンと、
前記第１ダクト内及び前記第２ダクト内と異なる空間であって、前記レーザ素子及び前記駆動部を内部に収容する収容空間部を覆う筐体と、
前記レーザ素子から出射された第１のレーザ光を受光することにより励起されるレーザ媒質と、を有し、前記レーザ媒質が前記第１のレーザ光を受光して励起したことによって、第２のレーザ光を出射するレーザ発振器と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。