JP6559874B1 - レーザー加工機及び顧客先でのレーザー加工機におけるアラインメント調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クラス４の赤外線領域レーザー光を照射可能なレーザー発振器を備え、加工空間が露出した状態で、クラス１の環境で（保守・サービス）を行うことが可能なクラス１のレーザー加工機を提供すること。【解決手段】開閉可能な加工機本体１の内部に設けられ、加工機本体１の内部のレーザー径路Ｐ１を通して、赤外線領域レーザー光を加工機本体１の内部に配置された被加工物へ照射するレーザー発振器７１と、視認可能なレーザー光を照射するレーザーポインター７３と、レーザーポインター７３のレーザー光をレーザー径路Ｐ１に同軸化（一体化）させる複数レーザービーム一体化調整機構３７と、加工機本体１が開かれた状態のときに、レーザー発振器７１から赤外線領域レーザー光を照射不能とするレーザー照射不能部ＥＣ、Ｃｏと、を備えるレーザー加工機１である。【選択図】図３

Description

本発明は、ＪＩＳ Ｃ ６８０２：２０１４（ＩＥＣ６０８２５―１：２０１４）「レーザ製品の安全基準」において規定するクラス１の条件を満たすレーザー加工機及び顧客先でのレーザー加工機におけるアラインメント調整方法に関する。

従来より、赤外線領域レーザー光を照射することにより板金を切断等するレーザー加工機が知られている（例えば、特許文献１参照）。レーザー加工機の加工テーブルの上面にはワーク支持面が形成されている。ワーク支持面は、網板、及び、網板の目から突出する多数の針状の支持ピンを備えており、支持ピンは被加工物である素材を支持する。

特開平０６−２４６４６８号公報

小型炭酸ガスレーザー加工機においては、保護筐体により囲まれた小型レーザー加工機の内部空間である加工空間において、赤外線領域レーザー光が被加工物に対して照射される。従って、保護筐体の中に使用される赤外線領域レーザー光の出力がＪＩＳ Ｃ ６８０２：２０１４「レーザ製品の安全基準」において規定するクラス４に相当するものであっても、保護筐体により、赤外線領域レーザー光が保護筐体の外部へ漏れない条件を達成することができれば、レーザー加工機のシステム全体について、ＪＩＳ Ｃ ６８０２：２０１４「レーザ製品の安全基準」において規定するクラス１に相当する安全性が実現できる（それ以外の条件があるが、保護筐体からクラス１の安全性を超えた赤外線領域レーザー光が漏れないことが前提条件となる）。

レーザー加工機の運転状態ではクラス１の安全性を持つレーザー加工機でも、レーザー加工機の「運転」時以外、例えば、レーザーアライメント調整・レーザー発振器交換・解体修理など「保守・サービス」と定義される作業を行う時には、保護筐体の一部を本体から取り外すため、加工空間が露出した状態となる。この状態では、レーザー加工機は、赤外線領域レーザー光を遮蔽する保護筐体がなく、クラス４の赤外線領域レーザー光を照射可能なレーザー発振器を備えており人体に危険なレベルの赤外線領域レーザー光を照射可能であるため、クラス４のレーザー加工機を取り扱う安全性を確保する保護措置が必要となる。このため、レーザー加工機の販売を行う会社のサービス部問の技術者が、お客様のお宅においてレーザー加工機の「保守・サービス」を行うことは容易にできない。

本発明は、クラス４の赤外線領域レーザー光を照射可能なレーザー発振器を備え、加工空間が露出した状態でも、クラス１のレーザー安全性条件を満たした状態で「保守・サービス」を行うことが可能なレーザー加工機及び顧客先でのレーザー加工機におけるアラインメント調整方法を提供することを目的とする。

本発明は、開閉可能な加工機本体の内部に設けられ、前記加工機本体の内部のレーザー径路を通して、赤外線領域レーザー光を前記加工機本体の内部に配置された被加工物へ照射するレーザー発振器と、視認可能なレーザー光を照射するレーザーポインターと、前記レーザーポインターのレーザー光を前記レーザー径路に一体化させる複数レーザービーム一体化調整機構と、前記加工機本体が開かれた状態のときに、前記レーザー発振器から赤外線領域レーザー光を照射不能とするレーザー照射不能部と、を備え、前記レーザーポインター及び前記複数レーザービーム一体化調整機構は、前記レーザー発振器において前記赤外線領域レーザー光を出力する照射部分に固定されて設けられ、前記レーザー発振器とユニット化されているレーザー加工機である。

ここで、前記レーザー照射不能部は、前記レーザー発振器が赤外線領域レーザー光を照射するための回路を開閉可能なコネクタにより構成されることが好ましい。

また、前記レーザー径路は、反射鏡により屈曲され、対物レンズによりフォーカスされ、前記加工機本体には、前記反射鏡の中心位置と、前記対物レンズの中心位置と、をそれぞれ表示するターゲットがそれぞれ固定されるターゲット被固定部を有することが好ましい。

また、前記レーザー発振器からの前記赤外線領域レーザー光、及び、前記レーザーポインターからの前記可視光レーザーを反射する前記反射鏡を有する第１反射ミラー部と、前記第１反射ミラー部の前記反射鏡に反射された、前記赤外線領域レーザー光及び前記可視光レーザーを反射する前記反射鏡を有する第２反射ミラー部と、前記第２反射ミラー部の前記反射鏡に反射された、前記赤外線領域レーザー光及び前記可視光レーザーを、前記対物レンズへ向けて反射する前記反射鏡を有する第３反射ミラー部と、を備え、前記第３反射ミラー部は、前記第３反射ミラー部の前記反射鏡を収容する支持部本体と、前記支持部本体に対して着脱可能に固定される固定部支持部と、前記固定部支持部に対して前記第３反射ミラー部の前記反射鏡を付勢するウェーブスプリングと、前記固定部支持部から前記第３反射ミラー部の前記反射鏡の方向へ突出量が可変に突出し、前記固定部支持部に対する前記第３反射ミラー部の前記反射鏡の角度、及び、前記固定部支持部から前記第３反射ミラー部の前記反射鏡までの距離、を可変とする複数の突出部材と、を備えることが好ましい。

また、前記複数レーザービーム一体化調整機構は、前記可視光レーザーと前記赤外線領域レーザー光とを一体化可能に、前記レーザーポインターの照射角度及び照射位置を可変とするレーザーポインター調整機構を有することが好ましい。

また、前記レーザーポインター調整機構は、ウェーブスプリング（コイルウェーブスプリング）と、前記ウェーブスプリングによる付勢力に抗して前記レーザーポインターの姿勢（角度）を変化させるネジと、を有することが好ましい。

また、前記レーザーポインターは、環状の前記ウェーブスプリングの中央を貫通することが好ましい。

また、前記ウェーブスプリングの内周面と、前記ウェーブスプリングの中央を貫通する前記レーザーポインターとは、１ｍｍ以上離れていることが好ましい。

また、前記レーザーポインター調整機構は、前記レーザー発振器からの前記赤外線領域レーザー光の軸方向に平行の方向と、前記赤外線領域レーザー光に直交する方向に平行の方向とに、それぞれ前記レーザーポインターを移動させるネジを有することが好ましい。

また、前記レーザーポインター調整機構は、前記レーザーポインターを支持する支持台と、前記ネジを回転可能に支持する基台と、を有し、前記支持台は、ボールプランジャーの圧力により前記基台に固定されることが好ましい。

上記レーザー加工機の前記加工機本体を開いた状態として、前記レーザー発振器から前記赤外線領域レーザー光を照射不能とする工程と、前記可視光レーザーと前記赤外線領域レーザー光とのレーザー径路を一体化させる前記複数レーザービーム一体化調整機構において前記一体化のための調整を行わずに、前記複数レーザービーム一体化調整機構と被加工物との間において前記可視光レーザー及び前記赤外線領域レーザー光の経路を屈曲させる反射鏡の中心位置と、前記経路をフォーカスする対物レンズの中心位置とに、前記経路をアラインメント調整する工程と、を有する、顧客先でのレーザー加工機１におけるアラインメント調整方法である。

より具体的には、本発明は、開閉可能な加工機本体の内部に設けられ、前記加工機本体の内部のレーザー径路を通して、赤外線領域レーザー光であるクラス４の不可視炭酸ガスレーザーを前記加工機本体の内部に配置された被加工物へ照射するレーザー発振器と、クラス１かつ視認可能な可視光レーザーを照射するレーザーポインターと、前記レーザーポインターの可視光レーザーを前記レーザー径路に一体化させ、かつガラス製炭酸ガスレーザー発振器に固定する複数レーザービーム一体化調整機構と、前記加工機本体が開かれた状態のときに、クラス４の炭酸ガスレーザーを照射不能とするレーザー照射不能部と、を備えるレーザー加工機に関する。
保護筐体をレーザー加工機から取り外し、「保守・サービス」を行うときは、クラス４の炭酸ガスレーザーを自動的に照射不能にし、レーザーアライメント調整時は同軸化（一体化）された補助用可視光レーザーポインター光を使用するレーザー加工機である。

ここで、前記レーザー照射不能部は、前記炭酸ガスレーザー発振器が赤外線領域レーザー光を照射するための回路を開閉可能なセーフティーインターロックとコネクタにより構成されることが好ましい。

また、前記レーザー径路は、反射ミラーにより屈曲され、対物レンズによりフォーカス（集光）され、前記加工機本体には、前記反射ミラーの中心位置と、前記対物レンズの中心位置と、をそれぞれ表示するターゲット部品がそれぞれ固定されるターゲット部品被固定部を有することが好ましい。

本発明によれば、クラス４の赤外線領域レーザー光を照射可能なレーザー発振器を備え、加工空間が露出した状態で、クラス１の安全性でサービスを行うことが可能なレーザー加工機を提供することができる。

本発明の実施形態によるレーザー加工機を示す前方斜視図である。 本発明の実施形態によるレーザー加工機の内部の赤外線領域レーザー光及びレーザーポインターの光路（レーザー径路）を示す後方斜視図である。 本発明の実施形態によるレーザー加工機の内部の赤外線領域レーザー光及びレーザーポインターの光路を示す側方斜視図である。 本発明の実施形態によるレーザー加工機の内部の赤外線領域レーザー光及びレーザーポインターの光路を示す前方斜視図である。 本発明の実施形態によるレーザー加工機の内部の複数レーザービーム一体化調整機構内のビームコンバイナにより炭酸ガスレーザーの光路とレーザーポインターの光路とが同軸化（一体化）した様子を示す説明図である。 本発明の実施形態によるレーザー加工機の複数レーザービーム一体化調整機構を示す前方斜視図である。 本発明の実施形態によるレーザー加工機の複数レーザービーム一体化調整機構を示す後方斜視図である。 本発明の実施形態によるレーザー加工機の複数レーザービーム一体化調整機構の上部支持部を示す側面図である。 本発明の実施形態によるレーザー加工機の複数レーザービーム一体化調整機構の上部支持部を示す断面図である。 本発明の実施形態によるレーザー加工機の複数レーザービーム一体化調整機構の上部支持部を付勢するウェーブスプリングを示す斜視図である。 本発明の実施形態によるレーザー加工機の複数レーザービーム一体化調整機構の上部支持部を移動させる同軸調整部を示す斜視図である。 本発明の実施形態によるレーザー加工機の第３反射ミラー部を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態によるレーザー加工機の第３反射ミラー部のレーザーヘッド３３６が最も短い状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態によるレーザー加工機の第３反射ミラー部のレーザーヘッド３３６が最も長い状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態によるレーザー加工機のレーザー照射不能部を構成する回路を示す回路図である。

以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、レーザー加工機１は、紙やアクリル等の様々な素材に対してレーザー加工を施すことが可能な、小型で家庭においても使用することが可能な、赤外線領域レーザー光を用いたレーザー加工機１である。

レーザー加工機１は、保護筐体１０と、図示しないレーザー発振器７１を収納する発振器ケース７０とを備えている。以下の説明においては、保護筐体１０の奥壁１２から前壁１１へと向かう方向を前方向として定義し、その反対の方向を後方向と定義し、これらを前後方向と定義する。また、図１における第２側壁１６から第１側壁１５へと向かう方向を左方向と定義し、その反対の方向を右方向と定義し、これらを左右方向と定義する。また、図１における下壁１４から上壁１３へと向かう方向を上方向と定義し、その反対の方向を下方向と定義し、これらを上下方向と定義する。

保護筐体１０は、直方体形状に構成されており、図１に示すように、前壁１１と奥壁１２と上壁１３と下壁１４と第１側壁１５と第２側壁１６とを有する。奥壁１２、上壁１３、下壁１４、第１側壁１５、及び第２側壁１６は、金属製の板金に塗装が施されて構成されている。

第１側壁１５と第２側壁１６とは対向しており、上壁１３と下壁１４とは対向している。前壁１１の下端、奥壁１２の下端、第１側壁１５の下端、及び第２側壁１６の下端は、全て下壁１４に接続されている。上壁１３の前側寄りの部分には、前壁１１の上部にわたって本体開口部１０１が形成されている。上壁１３の後部には、一対の蝶番１３１を介して上蓋（アクセスパネル）１３２が上壁１３に対して回動可能に支持されている。上蓋（アクセスパネル）１３２は、本体開口部と略同一形状を有しており、上壁１３に対して回動することにより、本体開口部１０１を閉塞可能である。
保護筐体１０と加工機上蓋（アクセスパネル）１３２で形成した空間は加工機内部のレーザー一次反射光を遮ることができ、上蓋（アクセスパネル）１３２が閉じた状態でレーザー加工機本体はクラス１の安全性を有する。

前壁１１の内面、奥壁１２の内面、上壁１３及び上蓋（アクセスパネル）１３２の内面、下壁１４の内面、第１側壁１５の内面、及び第２側壁１６の内面は、これらによって取り囲まれた保護筐体１０の内部の加工空間１０２を形成している。加工空間１０２には、レーザー加工される被加工物が配置されてレーザー加工される。奥壁１２には、図示しない排気口が形成されている。奥壁１２における外側には、図示しないホースの一端部が接続されている。ホースの他端部には、図示しないブロワが接続されており、レーザー照射をしている最中にブロワが駆動され、ブロワによって加工空間１０２の内部に空気を吸引し、加工空間１０２の外部へ排出する。下壁１４は加工機本体を構成する。奥壁１２、上壁１３、第１側壁１５、及び第２側壁１６は、加工機本体の上側を覆う本体板金カバー（保護筐体１０の一部）を構成する。
排気ファン（ブロワ）以外に、付属品としてのエアーコンプレッサーもある。エアーコンプレッサーは加工時に圧縮空気を提供し、レーザーヘッドの直下に送り、発火や煙を抑える目的として使われる。

加工空間１０２には、案内レール３０が設けられている。案内レール３０は、図１に示すように、加工空間１０２の左右両端にそれぞれ配置された前後方向レール３１（Ｙ軸）と、左右方向に延びて一対の前後方向レール３１を掛け渡すように配置された左右方向レール３２（Ｘ軸）とを有している。左右方向レール３２は、左右方向に平行な位置関係を保ったまま、前後方向レール３１に対して前後方向へ移動可能である。

左右方向レール３２には、左右方向レール３２に沿って移動可能な第３反射ミラー部３３が設けられている。第３反射ミラー部３３はミラー３３１（図４参照）を有しており、ミラー３３１は、後述のレーザー発振器７１、レーザーポインターから照射された後に第２反射ミラー部３４のミラー３４１により反射された可視光レーザーＬ１を反射して、加工空間１０２の内部に配置された被加工物へ可視光レーザーＬ１を照射させる。左右方向レール３２及び第３反射ミラー部３３は、被加工物の所定の位置に可視光レーザーが照射されるように、図示せぬモータにより駆動されて移動する。

また、左右方向レール３２の左端部には、第２反射ミラー部３４が左右方向レール３２に対して固定されて設けられている。第２反射ミラー部３４はミラー３４１を有しており、ミラーは、レーザー発振器７１、レーザーポインターから照射された後に第１反射ミラー部３５のミラーにより反射された可視光レーザーＬ１を反射して、第３反射ミラー部３３へ可視光レーザーＬ１を照射させる。

また、前後方向において第２反射ミラー部３４に対向する位置、且つ、左右方向においてレーザー発振器７１に対向する位置であって、レーザー発振器７１が収納されている発振器ケース７０の左端部の位置には、第１反射ミラー部３５が発振器ケース７０に対して固定されて設けられている。第１反射ミラー部３５はミラー３５１を有しており、ミラー３５１は、レーザー発振器７１、レーザーポインターから照射された赤外線領域レーザー光と可視光レーザーＬ１を反射して、第２反射ミラー部３４へ可視光レーザーＬ１を照射させる。即ち、レーザー発振器７１は、レーザー加工機１の内部のレーザー径路Ｐ１を通して、図示しない被加工物に対して赤外線領域レーザー光又は可視光レーザーＬ１を垂直に照射する。

加工空間１０２の内部であって、奥壁１２の近傍には、図１に示すように、それぞれ金属製の直方体形状を有する下部ケース４０と、放熱部６０と、発振器ケース７０（図２等参照）と、レーザーポインター７３（図６等参照）とが、下壁１４から上方向にこの順で奥壁１２に沿って設けられている。

発振器ケース７０には、レーザー発振器７１及びレーザーポインター７３が収納されており、レーザー発振器７１及びレーザーポインター７３は、一体型として構成されている。レーザー発振器７１は、赤外線領域レーザー光である波長が１０６００ｎｍの片面ＣＯ_２レーザー（以下「赤外線領域レーザー光」という）を照射するガラス製高電圧励起レーザー発振器により構成されている。レーザー発振器７１は、図示しない一対の台座によって支持されて、金属製の直方体形状の発振器ケース７０の内部において支持されている。レーザー発振器７１から照射される不可視の炭酸ガスレーザーは、複数レーザービーム一体化調整機構（ビームコンバイナ部３６）内のビームコンバイナ３７（図５参照）により、レーザーポインター７３からの可視光レーザーＬ１の径路に同軸化（一体化）させられ、第１反射ミラー部３５、第２反射ミラー部３４、第３反射ミラー部３３を介して、後述のテーブル部５１（図３参照）上又は被加工物に対して照射される。

図示しないレーザーポインターは、半導体レーザー発振器を備えており、波長がおおよそ６３５ｎｍ〜６５０ｎｍの赤色可視光レーザーＬ１（図２参照）を照射する。レーザーポインターからの可視光レーザーＬ１は、複数レーザービーム一体化調整機構内のビームコンバイナ３７により反射されて、レーザー径路Ｐ１に同軸化（一体化）させられ、第１反射ミラー部３５、第２反射ミラー部３４、第３反射ミラー部３３を介して、後述のテーブル部５１上又は被加工物に対して照射される。

加工空間１０２の内部であって、下壁１４上には、図３に示すように、ピンテーブル５０が設けられている。ピンテーブル５０は、複数のピン固定部としてのピン固定穴５１１を有するテーブル部５１と、ピン固定穴５１１に固定される図示しないピンとを有している。テーブル部５１は、下壁１４に対して着脱可能に固定されている。ピン固定穴５１１は、左右方向及び前後方向において等間隔で多数形成されている。ピンテーブル５０に代えてハニカムテーブル、フラットテーブルが用いられてもよい。

次に、上記構成によるレーザー加工機１のビームコンバイナ部３６、第１反射ミラー部３５、第２反射ミラー部３４、第３反射ミラー部３３、ターゲット被固定部３２３、３２４、及び、レーザー照射不能部（回路ＥＣ）について説明する。ビームコンバイナ部３６及びレーザーポインター７３は、レーザー発振器７１において赤外線領域レーザー光を出力する照射部分（図７に示すレーザー発振器７１の右端部）に固定されて設けられ、図７等に示すように、前記レーザー発振器７１とユニット化されている。
ビームコンバイナ部（複数レーザービーム一体化調整機構）３６は、図６〜図７に示すように、上部支持部（レーザーポインター角度調整部：赤外線領域レーザー光と可視光レーザーとを平行にするまで調整可能）３６１と、Ｘ方向及びＹ方向の位置を調節して赤外線領域レーザー光に可視光レーザーが完全に重なるまで調整する同軸調整部３６２（支持台）と、基部支持部３６３（基台）と、略筒状本体部３６４と、ビームコンバイナ３６５とを有している。上部支持部３６１は、円盤形状を有している。上部支持部３６１の中央部には、貫通孔が形成されており、貫通孔には、レーザーポインター７３が貫通した状態で挿入されて上部支持部３６１に固定されている。
同軸調整部３６２は対角に配置された２本のボールプランジャーにより押さえられて固定されている。

上部支持部３６１は、図８等に示すように、ウェーブスプリング（コイルウェーブスプリング）３６１１を介して同軸調整部３６２に支持されている。具体的には、上部支持部３６１と同軸調整部３６２との間には、図１０に示すような、複数の環状の金属板が、その軸方向へ波状とされ互いに接合されて筒状に形成されたウェーブスプリング３６１１が設けられてり、ウェーブスプリング３６１１の上端部は、上部支持部３６１に当接し、ウェーブスプリング３６１１の下端部は、同軸調整部３６２に当接している。ウェーブスプリング３６１１は圧縮バネを構成し、上部支持部３６１を同軸調整部３６２に対して、図７の上方向へ付勢している。
レーザーポインター７３はウェーブスプリング３６１１の軸心位置を貫通している。レーザーポインター７３の太さは、可視光レーザーを角度調節可能とするため、ウェーブスプリング３６１１の内径より１ｍｍ以上小さい、ウェーブスプリング３６１１の中央を貫通する部品を有するレーザーポインター７３が採用されることが好ましい。これにより、ウェーブスプリング３６１１の内周面と、ウェーブスプリング３６１１の中央を貫通するレーザーポインター７３の部品とは、１ｍｍ以上離れている。

また、上部支持部３６１には、その円盤形状の周方向に等間隔で３つのネジ３６１２が、上部支持部３６１の軸方向に貫通して設けられており、ネジ３６１２が回転させられることにより、上部支持部３６１の下面から突出するネジ３６１２の突出量を変えることが可能である。即ち、ウェーブスプリング３６１１の付勢力を利用して、３つのネジ３６１２の突出量を変えて、同軸調整部３６２に対する上部支持部３６１及び上部支持部３６１に固定されているレーザーポインター７３の姿勢（角度）を変化させることができるように構成されている。ここまで説明した構成により、可視光レーザーを赤外線領域レーザー光ビームと平行にするまで調整可能である。

同軸調整部３６２は、正方形の板状に形成されており、同軸調整部３６２の一の辺と、当該一の辺に隣接する他の辺とに、それぞれ当該一の辺、他の辺に沿った溝３６２１が形成されている。また、同軸調整部３６２の中央部には、貫通孔が形成されており、貫通孔には、レーザーポインター７３が貫通した状態で挿入されている。

基部支持部３６３は、図７等に示すように、同軸調整部３６２よりも大きく且つ厚い正方形の板状に形成されており、略筒状本体部３６４の軸方向に対する側部に固定されている。また、基部支持部３６３の中央部には、略筒状本体部３６４の内部空間に連通する貫通孔が形成されており、貫通孔には、レーザーポインター７３が貫通した状態で挿入されている。

基部支持部３６３の一の辺と、当該一の辺に隣接する他の辺とには、それぞれ当該一の辺、他の辺の長手方向の中央位置にネジ部３６３１が設けられている。ネジ部３６３１は、基部支持部３６３に対して回転可能に支持された円盤部３６３２と軸部３６３３とをそれぞれ有しており、軸部３６３３の端部は同軸調整部３６２の溝３６２１（図８参照）に挿入されており、溝３６２１内を溝３６２１の長手方向に沿って相対的に移動可能である。円盤部３６３２を回転させることにより、軸部３６３３がその軸方向に進退して軸部３６３３の端部に当接する同軸調整部３６２を移動させるように構成されている。

図７等に示すように、略筒状本体部３６４の軸方向における端部には、レーザー発振器７１が固定されている。略筒状本体部３６４の軸方向における中央部には、ビームコンバイナ３６５（図５参照）が配置されている。具体的には、ビームコンバイナ３６５は、基部支持部３６３の下部が下方へ延びて略筒状本体部３６４の内部空間に位置しており、当該延びている部分の下端部に、ビームコンバイナ３６５が水平に対して４５°の角度をなして固定されている。

レーザー発振器７１は、図５に示すように、ビームコンバイナ３６５に対して、略筒状本体部３６４の軸心位置に赤外線領域レーザー光を照射する。これに対してレーザーポインターは、レーザー発振器７１からの赤外線領域レーザー光に対して直交する方向である上から可視光レーザーをビームコンバイナ３６５に対して照射する。これにより、レーザーポインター７３の可視光レーザーをレーザーの径路に同軸化（一体化）させる。

第１反射ミラー部３５、第２反射ミラー部３４は、同様の構成を有しているため、主に第１反射ミラー部３５についてのみ説明し、第２反射ミラー部３４については、説明を省略する。
図２に示すように、第１反射ミラー部３５は、ミラー３５１が固定される反射ミラー固定部３５３と、固定部支持部３５４とを有している。ミラー３５１は、円盤形状に形成されている。ミラー３５１の表面は、赤外線領域レーザー光及び可視光レーザーＬ１を反射し、ミラー３５１の裏面は、反射ミラー固定部３５３に固定されている。第１反射ミラー部３５は、発振器ケース７０に固定されたコの字形状の固定台７０１に固定されている。また、第２反射ミラー部３４は、左右方向レール３２の左端部から前方向へ突出する板状の固定台３２１に固定されている。

反射ミラー固定部３５３、固定部支持部３５４は、それぞれ正方形の板状に形成されており、反射ミラー固定部３５３は、ウェーブスプリング３６１１を介して固定部支持部３５４に支持されている。具体的には、反射ミラー固定部３５３と固定部支持部３５４との間には、ウェーブスプリング３６１１（図１０参照）が設けられてり、ウェーブスプリング３６１１の一端部は、反射ミラー固定部３５３に当接し、ウェーブスプリング３６１１の他端部は、固定部支持部３５４に当接している。ウェーブスプリング３６１１は圧縮バネを構成し、反射ミラー固定部３５３を固定部支持部３５４から離間する方向へ付勢している。なお、本実施形態においは、ウェーブスプリング３６１１を付勢部材として用いたが、付勢部材はウェーブスプリング３６１１に限定されず、他の付勢部材を用いてもよい。

固定部支持部３５４には、その正方形状の４つの角のうちの３つの角の位置に１つずつ、計３つのネジ３５１２が、固定部支持部３５４をその厚さ方向へ貫通して設けられており、ネジ３５１２が回転させられることにより、固定部支持部３５４から反射ミラー固定部３５３の方向へ突出するネジ３５１２の突出量を変えることが可能である。即ち、ウェーブスプリング３６１１の付勢力を利用して、３つのネジ３５１２の突出量を変えて、反射ミラー固定部３５３に固定されているミラー３５１の姿勢（角度）を変化させることができるように構成されている。

図４に示すように、第３反射ミラー部３３は、ミラー３３１が固定される反射ミラー固定部３３３と、固定部支持部３３４とを有している。ミラー３３１は、円盤形状に形成されている。ミラー３３１の表面は、赤外線領域レーザー光及び可視光レーザーＬ１を反射し、ミラー３３１の裏面は、反射ミラー固定部３３３に固定されている。第３反射ミラー部３３は、左右方向レール３２に沿って図示せぬモータにより駆動されて移動可能な移動台３２２の上面に固定されたＬ字状のターゲット被固定部３２４に固定されている。

ミラー３３１の下側には、対物レンズとしての１枚のレンズ３３２が設けられており、レンズ３３２は、ミラー３３１が反射した赤外線領域レーザー光及び可視光レーザーをフォーカスし、細くてエネルギー密度の高いレーザースポットを生成する。レンズ３３２は、加工素材の厚さが異なっていても加工素材の表面に焦点を合わせられるために、上下調整できるように設計されている。

反射ミラー固定部３３３は円盤形状に形成され、固定部支持部３３４は、長方形の板状に形成されており、反射ミラー固定部３３３は、ウェーブスプリング３６１１（図１０参照）を介して固定部支持部３３４に支持されている。具体的には、反射ミラー固定部３３３と固定部支持部３３４との間には、ウェーブスプリング３６１１が設けられてり、ウェーブスプリング３６１１の一端部は、反射ミラー固定部３３３に当接し、ウェーブスプリング３６１１の他端部は、固定部支持部３３４に当接している。ウェーブスプリング３６１１は圧縮バネを構成し、反射ミラー固定部３３３を固定部支持部３３４から離間する方向へ付勢している。

固定部支持部３３４には、その長方形状の一対の短辺近傍の位置に、固定部支持部３３４の中央に対してそれぞれ内側寄りに３つ、外側寄りに４つのネジ３３１２、３３１３が、固定部支持部３３４をその厚さ方向へ貫通して設けられている。突出部材としてのネジ３３１２が回転させられることにより、固定部支持部３３４から反射ミラー固定部３３３の方向へ突出するネジ３３１２の突出量を変えることが可能である。即ち、ウェーブスプリング３６１１の付勢力を利用して、３つのネジ３３１２の突出量を変えて、反射ミラー固定部３３３に固定されているミラー３３１の姿勢（角度）を変化させてミラー３３１による反射角を変化させることができるように構成されている。外側寄りの４個のネジ３３１３は、固定部支持部３３４を支持部本体３３１０へ固定する。

ターゲット被固定部３２３、３２４は、レーザーアラインメント調整のために用いられ、ターゲット被固定部３２３、３２４には、ターゲットＴ１、Ｔ２が固定される。従って、通常のレーザー加工を行う際には、ターゲットＴ１、Ｔ２は固定されず取り外された状態とされ、使用されない。
ターゲットＴ１、Ｔ２は、図２、図３に示すように、長方形状の板状に形成されている。ターゲット部品には、アルミニウムに黒の陽極酸化被膜加工（黒アルマイト加工）が施されている（黒アルマイト板においては、赤いレーザーポインターが見やすいためである）。ターゲット被固定部３２３、３２４は２箇所に設けられおり、その内の１箇所は、第１反射ミラー部３５と第２反射ミラー部３４との間であって第２反射ミラー部３４の近傍の位置である。他の箇所は、第２反射ミラー部３４と第３反射ミラー部３３との間であって第３反射ミラー部３３の近傍の位置である。

より具体的には、固定台３２１（図３参照）の基部に左右方向に延びる図示しない溝が形成されており、当該溝が形成されている固定台３２１の基部の部分がターゲット被固定部３２３を構成する。ターゲット被固定部３２３の溝には、長方形状のターゲットＴ１の下の辺の部分が係合して、ターゲットＴ１はターゲット被固定部３２３に固定される。

また、移動台３２２の上面に固定されたＬ字状の板状部材により構成されるターゲット被固定部３２４には、上下方向に延びる図示しない溝が形成されている。ターゲット被固定部３２４の溝には、ターゲットＴ２の下の辺の部分が係合して、ターゲットＴ２はターゲット被固定部３２４に固定される。ターゲットＴ１、Ｔ２には、それぞれ中心を示す目印が表示されている。ターゲットＴ１の目印は、第２反射ミラー部３４のミラー３４１の中心を表示する。ターゲットＴ２の目印は、第３反射ミラー部３３のミラー３３１の中心を表示する。ターゲットＴ１、Ｔ２の中心点は第２反射ミラー部３４、第３反射ミラー部３３の中心点である。

レーザー照射不能部は、保護筐体の一部１０が開かれた状態、即ち、上蓋（アクセスパネル）１３２が開かれたときや、下壁１４により構成される加工機本体Ｈから、奥壁１２、上壁１３、第１側壁１５、及び第２側壁１６により構成される本体板金カバー（保護筐体の一部）Ｃが取り外されたときに、レーザー発振器７１から赤外線領域レーザー光を照射不能とする。なお、レーザー発振器７１からレーザーは照射不能となるが、レーザーポインターからのレーザー光は、照射可能である。

具体的には、図１５に示すように、上蓋（アクセスパネル）１３２と本体板金カバー（保護筐体の一部）Ｃとの間にスイッチＳ１、Ｓ２が設けられている。また、本体板金カバー（保護筐体の一部）Ｃと加工機本体Ｈとの間には、コネクタＣｏが設けられている。加工機本体Ｈには、電源が供給される電源部Ｐとレーザー発振器７１とが電気的に接続されたノーマルオープン（ＮＯ）回路が形成されている。コネクタＣｏによって、本体板金カバー（保護筐体の一部）ＣにおけるＯＮの状態のスイッチＳ１、Ｓ２が電気的に接続されることにより、回路ＥＣが閉じた状態とされ、レーザー発振器７１から赤外線領域レーザー光を照射可能な状態となる。逆に、上蓋（アクセスパネル）１３２が開かれてスイッチＳ１、Ｓ２のいずれかが開かれたり、本体板金カバー（保護筐体の一部）Ｃが加工機本体Ｈから取り外されてコネクタＣｏが加工機本体Ｈ側から取り外されたりしたときには、回路ＥＣが開いた状態となり、レーザー発振器７１から赤外線領域レーザー光を照射不能となる。

以上のような構成のレーザー加工機１においてレーザー発振器７１を交換した場合の、顧客先でのアラインメント調整方法について説明する。
前述のように、本実施形態によるレーザー加工機１は、卓上ＸＹ走査型赤外線領域レーザー光加工機であり、Ｘ方向の軸とＹ方向の軸を有し、ＸＹ軸で形成する平面範囲内の被加工物に赤外線領域レーザー光の焦点を当て、加工するものである。
赤外線領域レーザー光は直線方向に進行し、反射鏡によって反射され、対物レンズによって集光される特性を持っている。レーザー加工機の中で使用されるレーザー発振器７１から照射される赤外線領域レーザー光は、レーザー発振器７１に対向する第１反射ミラー部３５、Ｙ軸の端に固定されている第２反射ミラー部３４、Ｘ軸に配置される可動レーザーヘッド３３６に固定される第３反射ミラー部３３によって反射され、最終的にレーザーヘッド３３６にある対物レンズ（レンズ３３２）に集光され、焦点距離を経て被加工物にレーザー焦点を照射する。
レーザー加工機１のＸ軸Ｙ軸で形成される平面の加工エリアの全域に赤外線領域レーザー光を、位置正確に、かつ加工素材に垂直に照射するには、赤外線領域レーザー光アライメントを調整する必要がある。具体的には以下のとおりである。

先ず、上蓋（アクセスパネル）１３２を開き、コネクタＣｏを加工機本体Ｈ側から取り外す。これにより、上蓋（アクセスパネル）１３２と本体板金カバー（保護筐体の一部）Ｃとの間のスイッチＳ１、Ｓ２が確実に開かれ、また、コネクタＣｏの部分において、確実に回路ＥＣが開いた状態となり、この結果、レーザー発振器７１から赤外線領域レーザーを照射不能な状態となる。そして、本体板金カバー（保護筐体の一部）Ｃを加工機本体Ｈから取り外す。この状態では、レーザー発振器７１から赤外線領域レーザーを照射不能であるため、ＪＩＳ Ｃ ６８０２：２０１４「レーザ製品の安全基準」において規定するクラス１の安全性を満たした状態で作業を行うことが可能となる。従って、クラス４のレーザー加工機を取り扱う設備は不要となり、クラス１のレーザー加工機を取り扱う設備で、アラインメント調整を行うことが可能となり、顧客先、例えば、一般家庭におけるアラインメント調整が可能となる。なお、この状態であっても、レーザーポインターからの可視光レーザーは照射可能である。即ち、レーザーポインター７３の可視光指示用レーザーを使用してレーザーアライメントを調整する。

より具体的には、以下のとおりである。
先ず、予めレーザー加工機１を製造等する工場で、ビームコンバイナ３７、レーザーポインター７３、及び、レーザー発振器７１が組み合わされてユニット化された部品ユニットであって、可視光レーザーと赤外線領域レーザーとが同軸（一体）とされる調整が完了した部品ユニットを、顧客先に用意する。即ち、可視光レーザーと赤外線領域レーザーとを同軸（一体）とする調整については、顧客先においては行わず、クラス４のレーザー加工機を取り扱う安全性を確保する保護措置が採られた、レーザー加工機１を製造等する工場等において予め行う。

次に、第１反射ミラー部３５の反射角度を調節し、第１反射ミラー部３５により反射される可視光レーザーをＹ軸に平行とし、かつ第２反射ミラー部３４がＹ軸のどの位置にあっても第２反射ミラー部３４の反射面の中心に照射するように調整する。
具体的には、第１反射ミラー部３５のミラー３５１の角度の調整を行い、レーザーポインターからの可視光レーザーが、第２反射ミラー部３４のミラー３４１の中心に位置するようにする。より具体的には、ターゲット被固定部３２３にターゲットＴ１を固定する。そして、第１反射ミラー部３５の３つのネジ３５１２を回転させることにより、３つのネジ３５１２の突出量を変えて、反射ミラー固定部３５３に固定されているミラー３５１の姿勢（角度）を変化させて、レーザーポインターからの可視光レーザーが、ターゲットＴ１の中央及び第２反射ミラー部３４のミラー３４１の中心に位置するように調整する（Ｙ軸が任意位置にあっても第１反射ミラーから反射された可視光レーザーがＴ１の中心に来るように調整する）。調整が完了したら、ターゲットＴ１をターゲット被固定部３２３から取り外す。

次に、第２反射ミラーの反射角度を調節し、第２反射ミラーから反射する可視光レーザーがＸ軸に平行し、かつレーザーヘッド３３６にある第３反射ミラーがＸ軸のどの位置でも反射面の中心に照射するように調整する。
具体的には、第２反射ミラー部３４のミラー３４１の角度の調整を行い、レーザーポインターからの可視光レーザーが、第３反射ミラー部３３のミラー３３１の中心に位置するようにする。具体的には、ターゲット被固定部３２４には、ターゲットＴ２を固定する。そして、第２反射ミラー部３４の３つのネジ３４１２を回転させることにより、３つのネジ３４１２の突出量を変えて、反射ミラー固定部３４３に固定されているミラー３４１の姿勢（角度）を変化させて、レーザーポインターからの可視光レーザーが、第３反射ミラー部３３のミラー３３１の中心に位置するように調整する。（レーザーヘッドが任意位置にあっても第２反射ミラーから反射された可視光レーザーがＴ２の中心に来るように調整する。）調整が完了したら、ターゲットＴ２をターゲット被固定部３２４から取り外す。

次に、レーザーヘッドにある第３反射ミラーの反射角度を調節し、第３反射ミラーから反射する可視光レーザーが対物レンズ（レンズ３３２）の中心に、かつレンズ３３２に対し垂直に照射するように調整する。対物レンズに対し垂直かつ中心に照射することができれば、対物レンズによって集光された可視光レーザーが加工素材に垂直に照射し、垂直な切断面が得られる。対物レンズに中心かつ垂直に照射するには対物レンズを一旦取り外し、図１３、図１４に示すようなターゲット部品Ｔ３を取り付け、レーザーヘッド３３６の可動部３３６２が、固定部３３６１に収容されて図１４示すようにレーザーヘッド３３６が最も短い時でも、図１３に示すようにレーザーヘッド３３６が最も長い時でも、可視光指示用レーザーがターゲット部品Ｔ３の中心を透過するまで調整する。可視光指示用レーザーの位置を正しく可視化するために、ターゲット部品は半透明（スモーク色）の樹脂など（可視光指示用レーザーの赤い点の場所を容易に視認可能な素材）を使用するのが好ましい。

具体的には、第３反射ミラー部３３のミラー３３１の角度の調整を行い、レーザーポインターからの可視光レーザーが、レンズ３３２の中央を透過するようにする。より具体的には、第３反射ミラー部３３の３つのネジ３３１２を回転させることにより、３つのネジ３３１２の突出量を変えて、反射ミラー固定部３３３に固定されているミラー３３１の姿勢（角度）を変化させて、レーザーポインターからの可視光レーザーが、対物レンズ３３２の中心から垂直に透過するようにする（前述のようにＴ３を取り付け、Ｔ３が第３反射ミラーの一番近いところでも一番遠いところでもレーザーポインター光がターゲットの中心から通るように調整する。）そして、最後にターゲット部品Ｔ３を取り外し、対物レンズ（レンズ３３２）を取り付ける。
以上により、レーザー加工機１における、顧客先でのアラインメント調整は完了する。

上述の構成によるレーザー加工機１は、以下のような効果を発揮することができる。前述のようにレーザー加工機１は、開閉可能な加工機本体Ｈの内部に設けられ、加工機本体Ｈの内部のレーザー径路Ｐ１を通して、赤外線領域レーザー光を加工機本体Ｈの内部に配置された図示しない被加工物へ照射するレーザー発振器７１と、視認可能な可視光レーザーを照射するレーザーポインター７３と、レーザーポインター７３の可視光レーザーをレーザー径路Ｐ１に同軸化（一体化）させる複数レーザービーム一体化調整機構としてのビームコンバイナ３７と、加工機本体Ｈが開かれた状態のときに、レーザー発振器７１から赤外線領域レーザー光を照射不能とするレーザー照射不能部としての回路ＥＣと、を備える。

この構成により、レーザー発振器７１から赤外線領域レーザー光も可視光指示用レーザーも同軸した状態で照射可能であっても、回路ＥＣによって加工機本体Ｈが開かれた状態のときに、レーザー発振器７１から赤外線領域レーザー光を照射不能となるため、レーザーアライメントの調整の作業を、可視光指示用レーザーだけで行うことができ、クラス１のレーザー加工機１を取り扱う設備で、レーザー加工機１のアラインメント調整を行うことが可能となり、一般家庭等の顧客先でのアラインメント調整が可能となる。これにより、技術的な側面において、専門のレーザー技術者だけでなく、最終的にユーザー自身でも安全な状態で「保守・サービス」を行うことができるようになる。
また、レーザーポインター７３及びビームコンバイナ部３６は、レーザー発振器７１において赤外線領域レーザー光を出力する照射部分に固定されて設けられ、レーザー発振器７１とユニット化されている。このため、赤外線領域レーザー光と可視光レーザーとのレーザー一体化の調整作業を、レーザー発振器７１の製造時に完了できるようになった。こうすることにより、ユーザー様のお宅でレーザー発振器７１を交換する際に、レーザー一体化調整作業の必要性がなくなり、クラス１の安全性でアライメント調整できるようになり、安全性問題を解決できる。

従来では、赤外線領域レーザー光とレーザーポインターのビーム一体化機構（ビームコンバイナ）が解放状態であり、レーザーアライメント調整するときには、調整時にはクラス４の状態で、クラス４の炭酸ガスレーザーがダイレクトに加工機の外に放射するという課題があり、安全対策の整えられているレーザー管理区域で、レーザーアライメント調整作業をする必要があった。
本実施形態においては、可視光指示用レーザーポインター７３、ビームコンバイナ３６５、及び、ビームコンバイナ３６５の角度調整機構（ビームコンバイナ部３６の上部支持部（レーザーポインター角度調整部）３６１、同軸調整部３６２、基部支持部３６３、略筒状本体部３６４）を、ガラス炭酸ガスレーザー発振器の部品ユニットに組込み、部品を１つのユニットにまとめた。これにより炭酸ガスレーザーと可視光指示用レーザーの光軸（経路）を炭酸ガスレーザー発振器７１の製造時に同軸化（一体化）するように調節することによりレーザー発振器７１から照射される２種類のレーザーが常に同軸になる。すると、その後のレーザーアライメント調整はクラス４の炭酸ガスレーザーを使用せず、可視光指示用レーザーだけで全ての手順のレーザーアライメント調整作業を完了することが可能となる。
この結果、従来の安全性の低いクラス４の作業は、全て発振器製造工場で完結することができ、今までクラス４の作業であったレーザー発振器７１の交換作業、レーザーアライメント調整作業等は、全てクラス１の安全性に変わり、ユーザーのお宅で作業することもできる。更には、専門家以外の方でもレーザーアライメント調整が可能になる。これにより小型炭酸ガスレーザー加工機１を、安全面で非常に取扱やすくなり、今まで出張訪問修理等、人件費の高価だった作業を大きく削減することができ、レーザー加工機をもっと普及することが可能となる。

また、レーザー照射不能部は、レーザー発振器７１が赤外線領域レーザー光を照射するための回路ＥＣを開閉可能なコネクタＣｏにより構成される。コネクタの片方はレーザー加工機本体に固定し、もう片方は保護筐体に固定している。保護筐体を加工機本体から取り外す際には、コネクタの部分が必ず分離する。この構成により、レーザー発振器７１が保護筐体１０及び上蓋（アクセスパネル）１３２によって周囲を取囲まれていない状態のときには、必ずレーザー照射不能となるため、レーザー加工機１のアラインメント調整を行う際にはレーザー照射不能となり、クラス１のレーザー加工機１を取り扱う設備で、レーザー加工機１のアラインメント調整を行うことが可能となり、顧客先でのアラインメント調整が可能となる。

また、レーザー径路Ｐ１は、反射鏡により構成されるミラー３５１、３４１、３３１により屈曲され、対物レンズであるレンズ３３２によりフォーカスされ、加工機本体１には、ミラー３４１、３３１の中心位置と、対物レンズの中心位置と、をそれぞれ表示するターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３がそれぞれ固定されるターゲット被固定部３２３、３２４を有する。この構成により、ターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３にレーザーポインター７３の可視光レーザーを同軸化（一体化）させることにより、可視光レーザーを、第２反射ミラー部３４のミラー３４１の中心や、第３反射ミラー部３３のミラー３３１の中心に、容易に位置させることが可能となる。

複数レーザービーム一体化調整機構は、可視光レーザーと赤外線領域レーザー光とを一体化可能に、レーザーポインターの照射角度及び照射位置を可変とするレーザーポインター調整機構（上部支持部（レーザーポインター角度調整部）３６１、同軸調整部３６２、基部支持部３６３、ネジ３６１２、ネジ部３６３１、ウェーブスプリング３６１１）を有する。そして、レーザーポインター調整機構は、ウェーブスプリング３６１１と、ウェーブスプリング３６１１による付勢力に抗してレーザーポインター７３の姿勢（角度）を変化させるネジ３６１２と、を有する。また、レーザーポインター７３は、環状のウェーブスプリング３６１１の中央を貫通する。また、ウェーブスプリング３６１１の内周面と、ウェーブスプリング３６１１の中央を貫通するレーザーポインター７３とは、１ｍｍ以上離れている。また、レーザーポインター調整機構は、レーザー発振器７１からの赤外線領域レーザー光の軸方向に平行の方向と、赤外線領域レーザー光に直交する方向に平行の方向とに、それぞれレーザーポインター７３を移動させるネジを有する。また、レーザーポインター調整機構は、レーザーポインター７３を支持する支持台と、ネジを回転可能に支持する基台と、を有し、支持台は、ボールプランジャー３６３５の圧力により基台に固定される。以上より、ビームコンバイナとビームコンバイナの調整機構である複数レーザービーム一体化調整機構を小型にすることが可能となり、赤外線領域レーザー光と可視光レーザーとを一体化する構成を第１反射ミラー部の前に配置させることが可能となる。

また、第３反射ミラー部３３は、前記支持部本体３３１０に対して着脱可能に固定される固定部支持部３３４を備える。このため、第３反射ミラー部３３のミラー３３１を容易に第３反射ミラー部３３から取り外して交換することが可能となる。
また、第３反射ミラー部３３は、固定部支持部３３４から第３反射ミラー部３３のミラー３３１の方向へ突出量が可変に突出し、固定部支持部３３４に対する第３反射ミラー部３３のミラー３３１の角度、及び、固定部支持部３３４から第３反射ミラー部３３のミラー３３１までの距離、を可変とする複数のネジ３３１２を備える。これにより、第３反射ミラー部３３のミラー３３１を適切な角度及び位置として、精度の高いアラインメント調整を行うことが可能となる。

レーザーヘッド３３６はＸ軸レールに固定され、加工中に左右方向に高速かつ大きく往復移動する部品である。そのため、レーザーヘッド３３６は極力部品点数が少なく（剛性高く、軽く）、バネのような調整部品を使用しないシンプルの構造を採用することが好ましい。
本来、レーザーヘッド３３６にある第３反射ミラー部３３のミラー３３１は角度調整や同軸調整できる機能があった方が良いが、これらの調整機能はレーザー発振器１、第１反射ミラー部３５、第２反射ミラー部３４の固定位置や姿勢（角度）を調整することにより、第３反射ミラー部３３が調整不可能であっても、最終的に、赤外線領域レーザー光、可視光レーザーが対物レンズ（レンズ３３２）の中央にかつ垂直に透過するまで調整することができる。
またレーザーアライメント調整はほとんどレーザー安全クラス４の条件で調整することを想定されているため、今市販されている卓上型レーザー加工機の第３反射ミラー部のほとんどが調整できない構造になっている。

従来では、加工機の保護筐体を外した状態で赤外線領域レーザー光を出力しながら調整すればできるが、調整作業の安全性がクラス４になってしまう。
クラス１の条件で、レーザーポインターの可視光レーザーを補助として代用し、レーザー発振器、第１反射ミラー部、第２反射ミラー部の固定位置や姿勢（角度）を調整すれば最終的に調整することができるが、レーザー発振器、第１反射ミラー部、第２反射ミラー部の順番で調整してうまくいかない場合は最初の順からやり直さなければならない。重複の調整作業が発生し、難易度が高い。
このためレーザーアライメント調整の作業に限定する場合、第３反射ミラー部は、必ず第１反射ミラー部、第２反射ミラー部のような、角度と反射位置の調整できる構造を採用した方が良い。しかし加工機運転時の高速往復運動では下記の問題が起きる。
１． 第１反射ミラー部、第２反射ミラー部の構造をそのまま採用してしまうと部品が大きく、重くなってしまう。高速の往復運動に向かなくなる。
２． レーザーヘッド高速運動時の慣性が大きい。２個の小型コイルスプリング（コイルバネ）を使用する場合に力が足らず、運動時反射ミラーの姿勢が変わってしまう。
３． 第１ミラー部のような構造の機構を採用する場合、調整機構と支持部本体３３１０の間に隙間が存在する。レーザー加工機の加工時は素材からの粉塵が大量に発生するため、隙間があると反射ミラーが早く汚れてしまう。

これに対して本実施形態では、
１． コイルスプリングを使用する機構の場合はコイルバネ２本が必要、本発明はウェーブスプリング３６１１を１枚で調整機構を完成するため、部品点数が少なく、小型化や軽量化が容易に実現できる。
２． ウェーブスプリング３６１１は小型でありながら、大きな反力を持ち、高速往復移動時や振動時のミラー姿勢変化を防ぐことができる。
３． 本実施形態の調整機構は、ミラー３３１の角度と反射位置との両方を調整できる。角度を調整することで可視光レーザーの角度を対物レンズ３３２に対し垂直に調整し、３本のネジ３３１２を同時に回すことで垂直した状態のレーザー光を平行移動し、最終的に対物レンズ３３２の中央に調整することができる。
４． ４本のネジ３３１３を取り外せば、固定部支持部３３４を支持部本体３３１０から取り外すことができる。それができることにより第３反射ミラーのクリーニングや反射機構交換が容易に行うことができる。
５． 本実施形態の第３反射ミラー部３３の調整機構には隙間がない、固定部支持部３３４は支持部本体３３１０に密着し、ネジ穴は全てネジ３３１２、３３１３で塞いでいる。汚れの大きい環境でも埃の侵入を防ぐことができる。

本発明は、上述した実施形態に制限されることなく、請求の範囲に記載した範囲において、様々な形態で実施することができる。例えば、レーザー発振器、レーザーポインター、複数レーザービーム一体化調整機構、レーザー照射不能部（回路、コネクタ）、反射鏡、ターゲット、ターゲット被固定部等の各部の構成は、本実施形態におけるレーザー発振器７１、レーザーポインター７３、ビームコンバイナ３７、レーザー照射不能部（回路ＥＣ、コネクタＣｏ）、ミラー３３１、３４１、３５１、ターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３ターゲット被固定部３２３、３２４等の各部の構成に限定されない。
また、赤外線領域レーザー光としては、波長が１０６００ｎｍの片面ＣＯ_２レーザーが用いられたが、これに限定されず、他の赤外線領域レーザー光が用いられてもよい。
また、突出部材としてネジ３３１２が用いられたが、これに限定されない。例えば、伸縮可能な超小型のシリンダが突出部材として用いられてもよい。

１・・・レーザー加工機
１０・・・保護筐体
３７・・・ビームコンバイナ（複数レーザービーム一体化調整機構）
７３・・・レーザーポインター
３２３、３２４・・・ターゲット被固定部
３３１、３４１、３５１・・・ミラー（反射鏡）
３３２・・・レンズ（対物レンズ）
３３１２・・・ネジ（突出部材）
Ｃｏ・・・コネクタ
ＥＣ・・・回路（レーザー照射不能部）
Ｌ１・・・レーザー径路

Claims (11)

1. 開閉可能な加工機本体の内部に設けられ、前記加工機本体の内部のレーザー径路を通して、ＣＯ _２ レーザー光である赤外線領域レーザー光を、前記加工機本体の内部に配置された被加工物へ照射するレーザー発振器と、
   視認可能な可視光レーザーを照射するレーザーポインターと、
   前記レーザーポインターの可視光レーザーを前記レーザー径路に一体化させる複数レーザービーム一体化調整機構と、
   前記加工機本体が開かれた状態のときに、前記レーザー発振器から前記赤外線領域レーザー光を照射不能とするレーザー照射不能部と、を備え、
   前記レーザーポインター及び前記複数レーザービーム一体化調整機構は、前記レーザー発振器において前記赤外線領域レーザー光を出力する照射部分に直接固定されて設けられ、前記レーザー径路を屈曲する反射鏡とフォーカスする対物レンズとを含まない構成で前記レーザー発振器とユニット化され、前記ユニットは、前記加工機本体の内部に配置され、
   前記ユニットは、クラス４のレーザー加工機を取り扱う設備から、クラス１のレーザー加工機を取り扱う設備である顧客先へ搬送可能、且つ、一のレーザー加工機の前記ユニットと交換可能であり、
   Ｘ方向の軸とＹ方向の軸を有し、前記Ｘ方向の軸と前記Ｙ方向の軸とには、前記反射鏡がそれぞれ支持されて設けられ、ＸＹ軸で形成する平面範囲内の被加工物に赤外線領域レーザー光の焦点を当てて加工するＸＹ走査型赤外線領域レーザー光加工機により構成されるレーザー加工機。
2. 前記レーザー照射不能部は、前記レーザー発振器が前記赤外線領域レーザー光を照射するための回路を開閉可能なコネクタにより構成される請求項１に記載のレーザー加工機。
3. 前記加工機本体には、前記反射鏡の中心位置と、前記対物レンズの中心位置と、をそれぞれ表示するターゲットがそれぞれ固定されるターゲット被固定部を有する請求項１又は請求項２に記載のレーザー加工機。
4. 前記レーザー発振器からの前記赤外線領域レーザー光、及び、前記レーザーポインターからの前記可視光レーザーを反射する前記反射鏡を有する第１反射ミラー部と、
   前記第１反射ミラー部の前記反射鏡に反射された、前記赤外線領域レーザー光及び前記可視光レーザーを反射する前記反射鏡を有する第２反射ミラー部と、
   前記第２反射ミラー部の前記反射鏡に反射された、前記赤外線領域レーザー光及び前記可視光レーザーを、前記対物レンズへ向けて反射する前記反射鏡を有する第３反射ミラー部と、を備え、
   前記第３反射ミラー部は、
   前記第３反射ミラー部の前記反射鏡を収容する支持部本体と、
   前記支持部本体に対して着脱可能に固定される固定部支持部と、
   前記固定部支持部に対して前記第３反射ミラー部の前記反射鏡を付勢するウェーブスプリングと、
   前記固定部支持部から前記第３反射ミラー部の前記反射鏡の方向へ突出量が可変に突出し、前記固定部支持部に対する前記第３反射ミラー部の前記反射鏡の角度、及び、前記固定部支持部から前記第３反射ミラー部の前記反射鏡までの距離、を可変とする複数の突出部材と、を備える請求項３に記載のレーザー加工機。
5. 前記複数レーザービーム一体化調整機構は、前記可視光レーザーと前記赤外線領域レーザー光とを一体化可能に、前記レーザーポインターの照射角度及び照射位置を可変とするレーザーポインター調整機構を有する請求項１に記載のレーザー加工機。
6. 前記レーザーポインター調整機構は、ウェーブスプリングと、前記ウェーブスプリングによる付勢力に抗して前記レーザーポインターの姿勢を変化させるネジと、を有する請求項５に記載のレーザー加工機。
7. 前記レーザーポインターは、環状の前記ウェーブスプリングの中央を貫通する請求項６に記載のレーザー加工機。
8. 前記ウェーブスプリングの内周面と、前記ウェーブスプリングの中央を貫通する前記レーザーポインターとは、１ｍｍ以上離れている請求項７に記載のレーザー加工機。
9. 前記レーザーポインター調整機構は、前記レーザー発振器からの前記赤外線領域レーザー光の軸方向に平行の方向と、前記赤外線領域レーザー光に直交する方向に平行の方向とに、それぞれ前記レーザーポインターを移動させるネジを有する請求項５に記載のレーザー加工機。
10. 前記レーザーポインター調整機構は、前記レーザーポインターを支持する支持台と、前記ネジを回転可能に支持する基台と、を有し、
    前記支持台は、ボールプランジャーの圧力により前記基台に固定される請求項９に記載のレーザー加工機。
11. 請求項１に記載のレーザー加工機の前記加工機本体を開いた状態として、前記レーザー発振器から前記赤外線領域レーザー光を照射不能とする工程と、
    前記可視光レーザーと前記赤外線領域レーザー光とのレーザー径路を一体化させる前記複数レーザービーム一体化調整機構において前記一体化のための調整を行わずに、前記複数レーザービーム一体化調整機構と被加工物との間において前記可視光レーザー及び前記赤外線領域レーザー光の経路を屈曲させる反射鏡の中心位置と、前記経路をフォーカスする対物レンズの中心位置とに、前記経路をアラインメント調整する工程と、を有する顧客先でのレーザー加工機１におけるアラインメント調整方法。

Images