JP6613769B2 - レーザ光出射装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光を出射するレーザ光出射装置に関する。

従来、レーザ光出射装置は、例えば、レーザ加工装置の一部として用いられている。レーザ加工装置は、当該レーザ光出射装置からのレーザ光を加工対象物に照射することによって、加工対象物に加工を施している。

レーザ光出射装置の発明として、特許文献１記載の発明が知られている。特許文献１記載のレーザ光出射装置は、レーザ光を発振するレーザ発振器と、レーザ発振器から発振されたレーザ光を反射する折返しミラーとを有している。レーザ発振器から発振されたレーザ光は、折返しミラーによって反射されることにより、レーザ光の進行方向が変更される。

特許文献１記載のレーザ加工装置は、シャッタを有して構成されている。特許文献１記載のレーザ加工装置において、当該シャッタは、レーザ発振器と折返しミラーとの間に配設されている。当該シャッタは、レーザ光の光路上に定められる遮断位置と、レーザ光の光路から退避した退避位置と、の２つの位置に移動可能に構成されている。監視制御装置によって異常の発生を検出した場合に、当該シャッタは遮断位置に移動される。シャッタが光路上に移動されることによりレーザ光が遮断される。

また、特許文献１記載の発明においては、レーザ加工装置はビームダンパをさらに有している。ビームダンパは、レーザ光の吸収率が高い部材から構成されている。シャッタによってレーザ光の光路が遮断されると、レーザ光は、シャッタによって反射される。反射されたレーザ光はビームダンパに入射し、吸収される。

特開２００２−００１５５５号公報

しかしながら、当該特許文献１記載のレーザ加工装置のように、折返しミラーから独立した部材としてシャッタを配設した場合、レーザ発振器と折返しミラーとの間に当該シャッタを配設する為のスペースが必要となり、レーザ発振器からのレーザ出射方向においてレーザ光出射装置の小型化を妨げてしまう場合があった。

本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、レーザ光を遮断可能なレーザ光出射装置でありながら、装置の小型化が可能なレーザ光出射装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明の一側面に係るレーザ光出射装置は、レーザ光を発振するレーザ光発振部と、前記レーザ光発振部から出射されたレーザ光のレーザ光路上に配置され、レーザ光を反射させてレーザ光の進行方向を変更する折返しミラーと、前記折返しミラーを所定方向に移動可能に支持する支持部と、前記折返しミラーを移動させる駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、レーザ光を吸収する吸収材と、を有し、前記折返しミラーは、第１面と第２面とを有し、前記第１面は、入射されたレーザ光を全反射する全反射面であり、前記第２面が前記レーザ光路上に配置されたときの前記第２面の前記レーザ光路に対する角度は、前記第２面に入射したレーザ光を前記吸収材へ反射するように定められた角度であり、前記制御部は、前記第１面が前記レーザ光路上に配置されるように、前記駆動部を制御する第１制御と、前記第２面が前記レーザ光路上に配置されるように、前記駆動部を制御する第２制御と、を切り替えることを特徴とする。

当該レーザ光出射装置では、折返しミラーが第１面と第２面とを有する。当該レーザ光出射装置は、全反射面である第１面を光路上に配置することにより、第１面でレーザ光を反射させてレーザ光の進行方向を変更することができる。そして、当該レーザ光出射装置は、第２面を光路上に配置することにより、レーザ光を遮断することができる。又、第２面は、折返しミラーの一部として折返しミラーと一体に構成される。つまり、当該レーザ光出射装置によれば、レーザ光を遮断する為の構成を別に配設することがないので、レーザ光出射装置の小型化を実現し得る。第２面の角度が、第１面の角度と異なる。従って、第２面に入射したレーザ光は、第１面に反射される方向と異なる方向に反射される。即ち、当該レーザ光出射装置によれば、レーザ光を、第１面に反射される方向と異なる方向に進行させることができるので、異なる方向に進行するレーザ光を吸収材で吸収できると共に、レーザ光を遮断する為の構成を別に配設することがないので、レーザ光出射装置の小型化を実現し得る。

本発明の他の側面に係るレーザ光出射装置は、請求項１記載のレーザ光出射装置であって、前記第２面の前記レーザ光が入射する面に、前記レーザ光が入射する方向に向かって突出する突起構造が形成されていることを特徴とする。

当該レーザ光出射装置では、第２面の前記レーザ光が入射する面に、レーザ光が入射する方向に向かって突出する突起構造が形成されている。従って、第２面に入射したレーザ光は、突起構造で吸収される。即ち、当該レーザ光出射装置によれば、レーザ光を突起構造で吸収することができるので、簡単な構成でレーザ光を吸収できると共に、レーザ光を遮断する為の構成を別に配設することがないので、レーザ光出射装置の小型化を実現し得る。

本発明の他の側面に係るレーザ光出射装置は、請求項１から３のいずれか記載のレーザ光出射装置であって、前記支持部は、前記折返しミラーが回転するように前記折返しミラーを支持することを特徴とする。

第１面が光路上に配置される折返しミラーの位置と、第２面が光路上に配置される折返しミラーの位置と、の間で折返しミラーの移動のためのスペースが必要となる。しかし、当該レーザ光出射装置では、支持部は、折返しミラーが回転するように折返しミラーを支持するので、折返しミラーの移動のためのスペースを小さくできる。つまり、当該レーザ光出射装置によれば、レーザ光出射装置の小型化を実現し得る。

本発明の他の側面に係るレーザ光出射装置は、請求項４記載のレーザ光出射装置であって、前記折返しミラーが回転する回転軸が、前記第１面と垂直に設けられることを特徴とする。

当該レーザ光出射装置では、折返しミラーが回転する回転軸が、第１面と垂直である。従って、折返しミラーの移動のためのスペースを小さくできる。つまり、当該レーザ光出射装置によれば、レーザ光出射装置の小型化を実現し得る。

本発明の他の側面に係るレーザ光出射装置は、請求項１から３のいずれか記載のレーザ光出射装置であって、前記支持部は、前記折返しミラーが前記光路と交差する方向に移動するように前記折返しミラーを支持することを特徴とする。

当該レーザ光出射装置では、支持部は、折返しミラーが光路と交差する方向に移動するように折返しミラーを支持する。従って、第１面が光路上に配置される折返しミラーの位置と、第２面が光路上に配置される折返しミラーの位置と、の間で折返しミラーの移動のための構成を簡単にできる。つまり、当該レーザ光出射装置によれば、レーザ光出射装置の小型化を実現し得る。

本発明の他の側面に係るレーザ光出射装置は、請求項６記載のレーザ光出射装置であって、前記支持部は、前記折返しミラーの前記第１面と平行な方向に前記折返しミラーが移動するように前記折返しミラーを支持することを特徴とする。

当該レーザ光出射装置では、折返しミラーが移動する方向は、折返しミラーの第１面と平行である。従って、第１面が光路上に配置される折返しミラーの位置と、第２面が光路上に配置される折返しミラーの位置と、の間での折返しミラーの移動のためのスペースを小さくできる。つまり、当該レーザ光出射装置によれば、レーザ光出射装置の小型化を実現し得る。

本発明の他の側面に係るレーザ光出射装置は、請求項１から７のいずれか記載のレーザ光出射装置であって、前記駆動部は、前記折返しミラーに対してレーザ光発振部の反対側に配置されることを特徴とする。

当該レーザ光出射装置によれば、レーザ光発振部と折返しミラーとの間に駆動部を設ける場合と比較して、レーザ光発振部と折返しミラーとの間の距離を小さくすることができる。したがって、レーザ光出射装置の小型化を実現し得る。

本発明の他の側面に係るレーザ光出射装置は、請求項１から８のいずれか記載のレーザ光出射装置であって、前記第１面の傾斜位置を、前記レーザ光の光路に対して調整する調整部をさらに有し、前記調整部は、前記レーザ光路に対する位置が固定される本体部と、前記駆動部を介して前記支持部を保持する保持部と、前記本体部に対して前記保持部を位置の変更可能に連結する連結部と、を有し、前記駆動部は、前記保持部に固定されることを特徴とする。

当該レーザ光出射装置は、第１面の位置をレーザ光に対して調整する調整部を有する。従って、第１面で反射するレーザ光の進行方向を調整することができる。

本発明の他の側面に係るレーザ光出射装置は、請求項１から９のいずれか記載のレーザ光出射装置であって、前記レーザ光出射装置からレーザ光を発振させるか否かを受け付ける受付部を、さらに有し、前記制御部は、受付部がレーザ光を発振させる指示を受け付けた場合、前記第１制御を実行する、ことを特徴とする。

当該レーザ光出射装置は、レーザ光を発振させる場合に、第１制御を実行して、第１面をレーザ光路に配置させることができる。従って、レーザ光出射装置からレーザ光を出射することができる。

本実施形態のレーザ加工システム１の概略構成を示す説明図である。 レーザ加工システム１におけるレーザ加工装置本体１１の構成を示す説明図である。（ａ）は、折返しミラーユニット６０が出射位置に位置する場合を示す。（ｂ）は、折返しミラーユニット６０が遮断位置に位置する場合を示す。 レーザ加工システム１の制御系を示すブロック図である。 本実施形態における折返しミラーユニット６０の構成を示す説明図である。 本実施形態における折返しミラー６１の構成を示す説明図である。 本実施形態に関するメイン処理プログラムのフローチャートである。 折返しミラー６１の変形例である折返しミラー６１の構成を示す説明図である。（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した説明図である。 折返しミラーユニット６０の変形例である折返しミラーユニット６０ｂの構成を示す説明図である。

以下、本発明に係るレーザ光出射装置をレーザ加工システムについて具体化した一実施形態に基づき、詳細に説明する。

（レーザ加工システム１の概略構成）
図１、図２は、本実施形態の概略構成を示す図である。本実施形態に係るレーザ加工システム１は、加工対象物Ｗに対してレーザ光を出射する。レーザ加工システム１は、加工対象物Ｗに出射されたレーザ光を、加工対象物Ｗに対して走査する。レーザ加工システム１は、レーザ光を走査することにより、加工対象物Ｗの表面にレーザマーキング加工を行う。

以下の説明において、図１の左方向、右方向、上方向、下方向を、レーザ加工システム１の前方向、後方向、上方向、下方向とし、図２の左方向、右方向、上方向、下方向を、レーザ加工システム１の前方向、後方向、左方向、右方向とする。

レーザ加工システム１は、レーザ加工装置本体１１と、励起光部１２と、レーザコントローラ１３と、ＰＣ１４と、から構成されている。

レーザ加工装置本体１１は、レーザ光を出射し、加工対象物Ｗに対してレーザ光を走査する。レーザ加工装置本体１１は、レーザ発振ユニット５０、折返しミラーユニット６０、吸収材７０、反射ミラー８０、走査ユニット９０、本体ベース１００から構成される。

励起光部１２は、励起光を発する。励起光部１２は、レーザコントローラ１３と電気的に接続する。励起光部１２は、光ファイバ５５を介して、レーザ加工装置本体１１と接続する。励起光部１２は、励起光源１２０と、レーザドライバ１２１と、から構成される。

レーザコントローラ１３は、コンピュータで構成される。レーザコントローラ１３は、レーザ加工装置本体１１と電気的に接続するとともに、励起光部１２と電気的に接続する。また、レーザコントローラ１３は、ＰＣ１４と電気的に接続する。レーザコントローラ１３は、ＰＣ１４から受け取った印字情報や指示情報に基づいて、レーザ加工装置本体１１や励起光部１２を制御する。

ＰＣ１４は、パーソナルコンピュータ等で構成される。ＰＣ１４は、入力部１４１を有しており、入力部１４１から各種の指示を受け付ける。ＰＣ１４は、入力部１４１から受け付けた指示に基づいて、レーザコントローラ１３に印字情報や指示情報を与える。

レーザ発振ユニット５０は、レーザ加工装置本体１１の後端付近に本体ベース１００に固定して配置される。レーザ発振ユニット５０は、レーザコントローラ１３からの指示に基づいて、レーザ光を前方向に向けて出射する。

レーザ発振ユニット５０は、レーザ発振器５１とビームエキスパンダ５２とから構成される。レーザ発振器５１は、レーザ光を出射する。レーザ発振器５１は、共振器ミラー、レーザ媒質、受動Ｑスイッチ、ファイバ接続部等から構成される。ファイバ接続部は、光ファイバに接続する。ファイバ接続部は、光ファイバ５５を介して、励起光部１２から発せられた励起光を受ける。レーザ媒質は、励起光を受けて励起されてレーザ発振する。レーザ媒質としては、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶やＮｄ：ＧｄＶＯ_４結晶やＮｄ：ＹＶＯ_４結晶等を用いることができる。共振器ミラーは、レーザ媒質を挟んで配置される一対のミラーとして構成される。共振器ミラーは、レーザ媒質から発振されたレーザ光を増幅する。受動Ｑスイッチは、内部に蓄えられたエネルギーが受動Ｑスイッチの構成により定まる固有の閾値を超えると透過率が高くなる結晶である。受動Ｑスイッチは、レーザ光をパルス状のレーザとして発振する。ビームエキスパンダ５２は、レーザ発振器５１の前側に設けられている。ビームエキスパンダ５２は、レーザ発振器５１から発振されたレーザ光のビーム径を調整する。

折返しミラーユニット６０は、レーザ発振ユニット５０より前側に、本体ベース１００に固定して配置される。折返しミラーユニット６０は、レーザ発振ユニット５０から出射されたレーザ光の光路Ｐ上に配置される。折返しミラーユニット６０は、レーザ発振ユニット５０から出射されたレーザ光を反射して、レーザ光の進行方向を変える。折返しミラーユニット６０は、レーザ発振ユニット５０から出射されたレーザ光をレーザ加工装置本体１１から出射させる出射位置と、レーザ発振ユニット５０から出射されたレーザ光をレーザ加工装置本体１１から出射させない遮断位置と、のいずれかの位置に切替可能に構成されている。折返しミラーユニット６０は、電源がオフ状態の時などレーザ加工が実行されないときには、遮断位置に位置する。折返しミラーユニット６０は、レーザ加工時には、出射位置に位置する。折返しミラーユニット６０は、ＰＣ１４から加工中断指示が入力された場合等に、遮断位置に位置する。折返しミラーユニット６０が出射位置に位置する場合、折返しミラーユニット６０は、レーザ発振ユニット５０から出射されたレーザ光を左方向に折り返す。折返しミラーユニット６０が遮断位置に位置する場合、折返しミラーユニット６０は、レーザ発振ユニット５０から出射されたレーザ光の一部を吸収するとともに、レーザ光の一部を左方向より後方向に傾いた方向に折り返す。

吸収材７０は、レーザ光の吸収率が高い材料で構成される。例えば板金に亜鉛メッキ黒加工を施したものや、表面に凹凸を形成してレーザ光を吸収しやすくしたものが使用される。吸収材７０は、前後方向において、レーザ発振ユニット５０と折返しミラーユニット６０との間に配置され、左右方向において、レーザ発振ユニット５０及び折返しミラーユニット６０よりも左側に配置される。吸収材７０は、折返しミラーユニット６０が遮断位置に位置するときに、折返しミラーユニット６０から反射されたレーザ光の光路上に配置される。したがって、折返しミラーユニット６０が遮断位置に位置するときに、吸収材７０は、反射されたレーザ光を吸収する。

反射ミラー８０は、入射されたレーザ光をほぼすべて反射するミラーである。反射ミラー８０は、折返しミラーユニット６０の左側に、反射面が折返しミラーユニット６０から反射したレーザ光の光路に対して４５度の角度になるように、配置される。反射ミラー８０は、折返しミラーユニット６０が出射位置に位置するときに、折返しミラーユニット６０から反射されたレーザ光の光路上に配置される。反射ミラー８０は、折返しミラーユニット６０で反射されたレーザ光を、右方向から受け、前方向へ反射させる。

走査ユニット９０は、折返しミラーユニット６０より前側に、本体ベース１００に固定して配置される。走査ユニット９０は、反射ミラー８０に反射されたレーザ光の光路上に配置される。走査ユニット９０は、反射ミラー８０からレーザ光を受け、レーザ光を下方向に向けて出射する。走査ユニット９０は、レーザ光を走査する。

走査ユニット９０は、ガルバノスキャナと、ｆθレンズとを有して構成される。ガルバノスキャナは、Ｘ軸ガルバノモータ９１と、Ｙ軸ガルバノモータ９２とを有する。Ｘ軸ガルバノモータ９１及びＹ軸ガルバノモータ９２には、それぞれガルバノミラーが回動可能に保持されている。Ｘ軸ガルバノモータ９１の回転軸とＹ軸ガルバノモータ９２の回転軸とは直交するように配置されている。Ｘ軸ガルバノモータ９１とＹ軸ガルバノモータ９２との回転が制御されることにより、レーザ光が走査される。ｆθレンズは、ガルバノスキャナによって走査されたレーザ光を集光し、焦平面で等速走査させる構成である。

（回路構成）
次に、レーザ加工システム１の電気的構成について、図３に基づいて説明する。

レーザ加工システム１は、レーザ加工装置本体１１および励起光部１２を制御するレーザコントローラ１３、ガルバノドライバ９５、レーザドライバ１２１等から構成されている。レーザコントローラ１３は、ガルバノドライバ９５、レーザドライバ１２１、モータ６３、ＰＣ１４等と電気的に接続している。

レーザコントローラ１３は、ＣＰＵ１３１と、ＲＡＭ１３２と、ＲＯＭ１３３とを有する。ＲＡＭ１３２は、印字パターンのＸＹ座標データ等を一時的に保存する。ＲＯＭ１３３は、各種のプログラムを記憶する。ＣＰＵ１３１は、ＲＯＭ１３３に記憶されているプログラムに従って各種の演算及び制御を行う。

また、ＣＰＵ１３１は、ＰＣ１４から入力された印字情報に基づいてガルバノ駆動情報を決定し、ガルバノ駆動情報をガルバノドライバ９５に出力する。ＣＰＵ１３１は、ＰＣ１４から入力された印字情報に基づいてレーザ発振器５１を駆動させるレーザ駆動情報を決定し、レーザ駆動情報をレーザドライバ１２１に出力する。

また、ＣＰＵ１３１は、レーザ発振ユニット５０から出射されたレーザ光をレーザ加工装置本体１１から出射させる出射位置に折返しミラーユニット６０を位置させる出射指示信号と、レーザ発振ユニット５０から出射されたレーザ光をレーザ加工装置本体１１から出射させない遮断位置に折返しミラーユニット６０を位置させる遮断指示信号と、をモータ６３に出力する。

ＰＣ１４は、ユーザの指示が入力される入力部１４１を有する。入力部１４１は、例えば、キーボードやマウス等で構成される。ＰＣ１４は、入力部１４１から入力された指示に基づいて、レーザコントローラ１３に印字情報を出力する。

（折返しミラーユニットの説明）
次に、折返しミラーユニット６０の構成について、図４及び図５に基づいて詳述する。

折返しミラーユニット６０は、折返しミラー６１と、支持部６２と、モータ６３と、調整部６４とから構成される。

折返しミラー６１は、略円柱形状に形成された部材であり、円柱の中心軸方向の端の面は、第１面６１１と第２面６１２とから構成される。第１面６１１は、円柱の中心軸とその法線が一致した平面である。第２面６１２は、円柱の軸方向に対してその法線が所定の角度だけ傾斜した平面である。第１面６１１は、反射率が高い鏡面として形成される。第１面６１１は、レーザ光を反射する。第２面６１２は、第１面６１１より反射率が低い面として形成される。第２面６１２は、表面に艶消し黒アルマイト加工処理が施され、レーザ光の吸収率が高くなるように形成されている。第２面６１２は、レーザ光の一部を吸収し、一部を反射する。第２面６１２は、遮断位置に配置されたときに、光路Ｐに対する角度が、第２面６１２で反射したレーザ光が吸収材７０に向かうような角度に配置される。

支持部６２は、折返しミラー６１を支持する。支持部６２は、折返しミラー６１の第１面６１１及び第２面６１２と反対側の端部に配置され、折返しミラー６１を支持する。支持部６２は、折返しミラー６１と反対側の端部に、モータ６３のモータ軸６３１が挿入される穴部を有する。穴部は、支持部６２の中心に形成され、折返しミラー６１の中心軸方向に延びるように形成される。

モータ６３は、ステッピングモータ等で構成されている。モータ６３のモータ軸６３１は、支持部６２の穴部に挿入される。モータ６３は、折返しミラー６１に対して、折返しミラー６１の第１面６１１及び第２面６１２が形成された側とは、反対側に配置されている。モータ６３は、モータ軸６３１が、レーザ発振ユニット５０から発振されたレーザ光の光路Ｐの方向と４５度の角度をなす方向に延びるように、固定される。図４において、レーザ発振ユニット５０から発振されたレーザ光の光路Ｐの方向は、前後方向である。図４において、レーザ発振ユニット５０から発振されたレーザ光の光路Ｐの方向と４５度の角度をなす方向は、右前から左後に向う方向である。モータ軸６３１は、第１面６１１と垂直な方向に配置されている。モータ６３が回転駆動すると、支持部６２が回転する。支持部６２の回転に伴って、支持部６２に支持された折返しミラー６１は、回転する。よって、モータ６３が回転駆動することにより、折返しミラー６１は、モータ６３のモータ軸６３１を中心として回転する。

折返しミラー６１が、折返しミラー６１の中心軸を中心として回転移動することにより、折返しミラーユニット６０は、レーザ光路Ｐ上に第１面６１１が配置される出射位置と、レーザ光路Ｐ上に第２面６１２が配置される遮断位置と、のいずれかの位置に切替える。レーザ光路Ｐ上に第１面６１１が配置されたとき、第１面６１１は、レーザ光路Ｐに対して４５度の傾斜位置に配置され得る。第１面６１１は、入射されたレーザ光を反射して、レーザ光の進行方向を９０度変更する。第１面６１１に反射されたレーザ光は、反射ミラー８０に入射する。レーザ光路Ｐ上に第２面６１２が配置されたときの、レーザ光路Ｐに対する第２面６１２の角度は、レーザ光路Ｐ上に第１面６１１が配置されたときの、レーザ光路Ｐに対する第１面６１１の角度と、異なっている。したがって、レーザ光路Ｐ上に第２面６１２が配置されたとき、レーザ光の一部は第２面６１２で吸収されるとともに、レーザ光の他の一部は、反射ミラー８０とは異なる方向に反射される。第２面６１２で反射されたレーザ光の光路上に吸収材７０が配置されることにより、第２面６１２で反射されたレーザ光は吸収材７０に吸収される。レーザ光路Ｐ上に第２面６１２が配置されたとき、レーザ光は、レーザ加工装置本体１１から外部へ出射されない。

（調整部）
調整部６４は、モータ６３及び支持部６２を介して、折返しミラー６１を本体ベース１００に固定する。また、調整部６４は、折返しミラー６１の傾斜位置を、レーザ発振ユニット５０から出射されたレーザ光の光路Ｐに対して、調整可能に構成される。

調整部６４は、第１金属板６４１、第２金属板６４２、第３金属板６４３、リベット６４４ａ、ボルト６４５ａ、リベット６４４ｂ、及び、ボルト６４５ｂから構成される。

第１金属板６４１は、金属板を略コの字形状に曲げて構成される。第１金属板６４１は、底部６４１ａと、底部６４１ａから垂直方向に延びる垂直部６４１ｂと、垂直部６４１ｂの上端から水平方向に延びる頂部６４１ｃとから構成される。底部６４１ａには取付用の孔が形成されており、孔にボルト等を挿入することにより、底部６４１ａは、本体ベース１００に固定される。垂直部６４１ｂは、円形の開口を有している。円形の開口は、レーザ発振ユニット５０から発振されたレーザ光が通過する経路となる。また、垂直部６４１ｂには、リベット６４４ａが取付けられる孔と、ボルト６４５ａが取付けられる孔とが形成される。

第２金属板６４２は、金属板を略Ｌの字形状に曲げて構成される。第２金属板６４２は、垂直部６４２ａと、垂直部６４２ａの上端から水平方向に延びる頂部６４２ｂとから構成される。垂直部６４２ａは、円形の開口を有している。円形の開口は、レーザ発振ユニット５０から発振されたレーザ光が通過する経路となる。また、垂直部６４２ａには、リベット６４４ａが取付けられる孔と、ボルト６４５ａが取付けられる孔とが形成される。頂部６４２ｂには、リベット６４４ｂが取付けられる孔と、ボルト６４５ｂが取付けられる孔とが形成される。

第３金属板６４３は、金属板を略Ｌの字形状に曲げて構成される。第３金属板６４３は、垂直部６４３ａと、垂直部６４３ａの上端から水平方向に延びる頂部６４３ｂとから構成される。頂部６４３ｂには、リベット６４４ｂが取付けられる孔と、ボルト６４５ｂが取付けられる孔とが形成される。垂直部６４３ａには、モータ６３のモータ軸６３１が通されるための開口が形成されている。垂直部６４３ａには、モータ軸６３１が開口に通された状態で、モータ６３が固定される。

リベット６４４ａは、第１金属板６４１と第２金属板６４２とを回動自在に連結する。リベット６４４ａは、第１金属板６４１の垂直部６４１ｂに形成された孔と、第２金属板６４２の垂直部６４１ａに形成された孔と、が位置合わせされた状態で、孔に挿入される。リベット６４４ａが第１金属板６４１と第２金属板６４２とを連結した状態では、第２金属板６４２は第１金属板６４１に対して回動可能に連結されている。

ボルト６４５ａは、第１金属板６４１と第２金属板６４２とを固定する。ボルト６４５ａは、第１金属板６４１に対して第２金属板６４２を位置決めした後に、孔に挿入され、第１金属板６４１と第２金属板６４２とを固定する。

リベット６４４ｂは、第２金属板６４２と第３金属板６４３とを回動自在に連結する。リベット６４４ｂは、第２金属板６４２の頂部６４２ｂに形成された孔と、第３金属板６４３の頂部６４３ｂに形成された孔と、が位置合わせされた状態で、孔に挿入される。リベット６４４ｂが第２金属板６４２と第３金属板６４３とを連結した状態では、第３金属板６４３は第２金属板６４２に対して回動可能に連結されている。

ボルト６４５ｂは、第２金属板６４２と第３金属板６４３とを固定する。ボルト６４５ｂは、第２金属板６４２に対して第３金属板６４３を位置決めした後に、孔に挿入され、第２金属板６４２と第３金属板６４３とを固定する。

したがって、リベット６４４ａ及びリベット６４４ｂが挿入された状態では、第２金属板６４２は第１金属板６４１に対して回動自在であり、第３金属板６４３は第２金属板６４２に対して回動自在であるので、作業者は、第２金属板６４２及び第３金属板６４３の回動を調整することができる。第２金属板６４２及び第３金属板６４３の回動を調整することにより、作業者は、レーザ光の光路Ｐに対する折返しミラー６１の角度を調整することができる。

折返しミラー６１は、第１面６１１が、レーザ光の光路Ｐに対して４５度の角度になるように、調整されて配置される。折返しミラー６１は、モータ６３が回転駆動すると、回転する。折返しミラー６１は、第１面６１１がレーザ光の光路Ｐ上に配置された状態から１８０度回転した状態では、レーザ光の光路Ｐ上に第２面６１２が配置されるように配置される。

（フロー）
次に、レーザ加工システム１について折返しミラー６１を駆動させる処理内容について、図６を用いて説明する。

電源がオン状態にされると、折返しミラー６１を駆動させる処理が開始される。折返しミラーユニット６０は、遮断位置に位置している。

Ｓ１においては、ＣＰＵ１３１は、加工指令を受付けたかどうかを判断する。加工指令は、ＰＣ１４からレーザコントローラ１３に伝えられる。Ｓ１において、加工指令を受付けた場合、ＣＰＵ１３１は、Ｓ２に処理を移行する。Ｓ１において、加工指令を受付けていない場合、ＣＰＵ１３１は、折返しミラー６１を駆動させる処理を終了する。

Ｓ２においては、ＣＰＵ１３１は、モータ６３に対し出射指示信号を送信する。ＣＰＵ１３１は、モータ６３に対し出射指示信号としてモータ６３が１８０度回転駆動するような信号を送信する。モータ６３は、出射指示信号を受け、回転駆動する。モータ６３が回転駆動することにより、折返しミラー６１の位置が変更される。モータ６３が１８０度回転駆動することにより、折返しミラー６１は、第２面６１２がレーザ光路Ｐ上にある遮断位置から、第１面６１１がレーザ光路Ｐ上にある出射位置に、回転移動する。第１面６１１がレーザ光路Ｐ上に配置されると、ＣＰＵ１３１は、Ｓ３に処理を移行する。

Ｓ３においては、ＣＰＵ１３１は、レーザ加工装置本体１１及びレーザ発振ユニット５０を制御して、レーザ加工装置本体１１からレーザ光を出射させる。レーザ発振ユニット５０から発振されたレーザ光は、第１面６１１に入射する。第１面６１１に入射したレーザ光は、第１面６１１で反射され、反射ミラー８０に入射する。反射ミラー８０に入射したレーザ光は、反射ミラー８０で反射して、走査ユニット９０に入射する。走査ユニット９０に入射したレーザ光は、走査ユニット９０により走査される。これによって、印字対象物Ｗは、マーキング加工される。レーザ加工装置本体１１からレーザ光を出射すると、ＣＰＵ１３１は、Ｓ４に処理を移行する。

Ｓ４においては、ＣＰＵ１３１は、加工中断指令を受けたか否かを判断する。ユーザによって、加工を中断する指示が入力部１４１に入力されると、ＰＣ１４が加工中断指令をＣＰＵ１３１に送信する。加工中断指令を受けた場合、ＣＰＵ１３１は、Ｓ９に処理を移行する。加工中断指令を受けていない場合、ＣＰＵ１３１は、Ｓ５に処理を移行する。加工中断指令は、ＰＣ１４からレーザコントローラ１３に伝えられる。

Ｓ９においては、ＣＰＵ１３１は、モータ６３に対し遮断指示信号を送信する。ＣＰＵ１３１は、モータ６３に対し遮断指示信号としてモータ６３が１８０度回転駆動するような信号を送信する。モータ６３が１８０度回転駆動することにより、折返しミラー６１は、第１面６１１がレーザ光路Ｐ上にある出射位置から、第２面６１２がレーザ光路Ｐ上にある遮断位置に、回転移動する。第２面６１２がレーザ光路Ｐ上に配置されると、ＣＰＵ１３１は、Ｓ１０に処理を移行する。

Ｓ１０においては、ＣＰＵ１３１は、加工再開指令を受けたか否かを判断する。ユーザによって、加工を再開する指示が入力部１４１に入力されると、ＰＣ１４が加工再開指令をＣＰＵ１３１に送信する。加工再開指令を受けた場合、ＣＰＵ１３１は、Ｓ２に処理を移行する。加工再開指令を受けていない場合、ＣＰＵ１３１は、Ｓ１０に処理を移行する。

Ｓ５においては、ＣＰＵ１３１は、加工停止指令を受けたか否かを判断する。ユーザによって、加工を停止する指示が入力部１４１に入力されると、ＰＣ１４が加工停止指令をＣＰＵ１３１に送信する。また、不図示の異常検知手段が異常を検知した場合、ＣＰＵ１３１は加工停止指令を受ける。加工停止指令を受けた場合、ＣＰＵ１３１は、Ｓ７に処理を移行する。加工中断指令を受けていない場合、ＣＰＵ１３１は、Ｓ６に処理を移行する。

Ｓ６においては、ＣＰＵ１３１は、加工が完了したか否かを判断する。加工が完了したと判断された場合、ＣＰＵ１３１は、Ｓ７に処理を移行する。加工が完了していないと判断された場合、ＣＰＵ１３１は、Ｓ３に処理を移行する。

Ｓ７においては、ＣＰＵ１３１は、モータ６３に対し遮断指示信号を送信する。ＣＰＵ１３１は、モータ６３に対し遮断指示信号としてモータ６３が１８０度回転駆動するような信号を送信する。モータ６３が１８０度回転駆動することにより、折返しミラー６１は、第１面６１１がレーザ光路Ｐ上にある出射位置から、第２面６１２がレーザ光路Ｐ上にある遮断位置に、回転移動する。第２面６１２がレーザ光路Ｐ上に配置されると、ＣＰＵ１３１は、Ｓ８に処理を移行する。

Ｓ８においては、ＣＰＵ１３１は、加工指令を受付けたかどうかを判断する。加工指令は、ＰＣ１４からレーザコントローラ１３に伝えられる。Ｓ８において、加工指令を受付けた場合、ＣＰＵ１３１は、Ｓ２に処理を移行する。Ｓ８において、加工指令を受付けていない場合、ＣＰＵ１３１は、折返しミラー６１を駆動させる処理を終了する。

なお、上述の実施形態において、レーザ加工システム１は、本発明におけるレーザ光出射装置の一例である。レーザ発振ユニット５０は、本発明におけるレーザ光発振部に相当する。折返しミラーユニット６０、折返しミラー６１は、本発明における折返しミラーに相当する。支持部６２は、本発明における支持部に相当する。モータ６３は、本発明における駆動部に相当する。レーザコントローラ１３は、本発明における制御部に相当する。第１面６１１は、本発明における第１面に相当する。第２面６１２は、本発明における第２面に相当する。モータ軸６３１は、本発明における回転軸に相当する。調整部６４は、本発明における調整部に相当する。第１金属板６４１は、本発明における本体部に相当する。第３金属板６４３は、本発明における保持部に相当する。第２金属板６４２、リベット６４４ａ、リベット６４４ｂ、ボルト６４５ａ、ボルト６４５ｂは、本発明における連結部に相当する。吸収材７０は、本発明における吸収材に相当する。光路Ｐは、本発明におけるレーザ光路に相当する。レーザコントローラ１３は、本発明における受付部に相当する。Ｓ２の処理が、本発明における第１制御に相当する。Ｓ７の処理、Ｓ９の処理が、本発明における第２制御に相当する。

（折返しミラーの変形例の説明）
以上、本発明をレーザ加工システム１に適用した場合について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

上述した実施形態においては、第２面６１２に艶消しアルマイト加工を施すことによってレーザ光の反射率を低くさせていたが、この形態に限定されるものではない。本発明は、レーザ光を遮断することができれば種々の構成を採用することができる。例えば、図７に示すように、第２面６１２の表面に突起構造６１３を形成してもよい。突起構造６１３は、第２面６１２が光路Ｐ上に配置されるときに、レーザ光が第２面６１２に入射する方向に向かって突出して構成される。突起構造６１３を設けることにより、突起構造６１３の山６１３Ａと山６１３Ａとの間でレーザ光が反射し、レーザ光が減衰する。このとき、例えば突起構造６１３の、ある山６１３Ａの斜面と隣り合う山６１３Ａの斜面とがなす谷の角度Ｒを、９０度以下の角度に構成してもよい。ある山６１３Ａの斜面と斜面とがなす角度Ｓを４５度以下の角度に構成してもよい。突起構造６１３の山６１３Ａは、それぞれ同一の形状に形成されている。谷の角度Ｒが９０度以下の場合、突起構造６１３に入射されたレーザ光は、突起構造６１３の山６１３Ａの斜面に入射する。突起構造６１３に入射されたレーザ光と山６１３Ａの斜面との間の角度は、４５度以下となる。山６１３Ａの斜面での反射によるレーザ光の進行方向の変化は、９０度以下である。山６１３Ａの斜面に入射したレーザ光は、山６１３Ａの斜面で反射し、反射したレーザ光は、隣り合う山６１３Ａに入射する。谷の角度Ｒが９０度以下の場合、突起構造６１３に入射されたレーザ光は、２回以上突起構造６１３に入射することになる。よって、第２面６１２から反射するレーザ光が確実に減衰される。

また、上述の実施形態では、レーザ光路Ｐ上に第２面６１２が配置されたときの、レーザ光路Ｐに対する第２面６１２の角度が、レーザ光路Ｐ上に第１面６１１が配置されたときの、レーザ光路Ｐに対する第１面６１１の角度と、異なるように配置されていた。しかし、レーザ光路Ｐ上に第２面６１２が配置されたときの、レーザ光路Ｐに対する第２面６１２の角度を、レーザ光路Ｐ上に第１面６１１が配置されたときの、レーザ光路Ｐに対する第１面６１１の角度と、同一の角度となる折返しミラーユニット６０としてもよい。この場合、第２面６１２の吸収率を大きくして、第２面６１２に入射したレーザ光を吸収するようにすればよい。

また、上述の実施形態では、第２面６１２を光吸収率が高くなるように構成した。しかし、第２面６１２の光反射率を第１面６１１の光反射率と同等にして、第２面６１２がレーザ光路Ｐ上に配置されたときの第２面６１２の前記レーザ光路Ｐに対する角度を、第１面６１１がレーザ光路Ｐ上に配置されたときの第１面６１１のレーザ光路Ｐに対する角度と異なるように配置してもよい。第２面６１２に入射したレーザ光を吸収材７０へ反射するよう配置することにより、レーザ光を遮断し、吸収材７０でレーザ光を吸収することができる。

（折返しミラーユニットの変形例）
また、上述の実施形態における折返しミラーユニット６０は、モータ６３の回転軸とともに折返しミラー６１を回転させることで、レーザ光路Ｐ上に第１面６１１が配置される出射位置と、レーザ光路Ｐ上に第２面６１２が配置される遮断位置とが切り替えられる構成であった。しかし、折返しミラー６１を移動させることで、出射位置と遮断位置とを切り替えられる構成ならば、種々の構成を採用することができる。例えば、図８に示すように、ソレノイド６３ｂによって、折返しミラー６１ｂをレーザ光の光路Ｐに対してスライド移動させる構成でも良い。

図８において、折返しミラーユニット６０ｂは、折返しミラー６１と、支持部６２ｂと、ソレノイド６３ｂと、調整部６４とから構成される。

ソレノイド６３ｂは、調整部６４に固定されて配置される。ソレノイド６３ｂは、可動軸６３ｂ１の移動方向を、レーザ発振ユニット５０から発振されたレーザ光の光路Ｐの方向と４５度の角度をなす方向にして、調整部６４に固定される。図８において、レーザ発振ユニット５０から発振されたレーザ光の光路Ｐの方向は、前後方向である。図８において、レーザ発振ユニット５０から発振されたレーザ光の光路Ｐの方向と４５度の角度をなす方向は、右後から左前に向う方向である。

支持部６２ｂは、略Ｌ字形状に形成された金属板である。支持部６２ｂは、ソレノイド６３ｂの可動軸６３ｂ１に固定される第１支持部６２ｂ１と、第１支持部６２ｂ１の端部から垂直に形成された第２支持部６２ｂ２とを有する。支持部６２ｂは、ソレノイド６３ｂの駆動に伴って、可動軸６３ｂ１の移動方向に移動する。第２支持部６２ｂ２は、折返しミラー６１を固定的に支持する。

折返しミラー６１は、上述の実施形態における折返しミラー６１と同一のものが使用でき、第１面６１１と第２面６１２と有する。折返しミラー６１は、支持部６２ｂに固定されているので、支持部６２ｂの移動に伴って移動する。したがって、ソレノイド６３ｂの駆動により、折返しミラー６１は、第１面６１１と平行な方向に移動する。折返しミラー６１が、第１面６１１と平行な方向に移動することにより、折返しミラーユニット６０ｂは、レーザ光路Ｐ上に第１面６１１が配置される出射位置と、レーザ光路Ｐ上に第２面６１２が配置される遮断位置との何れかの位置に切替える。レーザ光路Ｐ上に第２面６１２が配置されたときの、レーザ光路Ｐに対する第２面６１２の角度は、レーザ光路Ｐ上に第１面６１１が配置されたときの、レーザ光路Ｐに対する第１面６１１の角度と、異なっている。したがって、レーザ光路Ｐ上に第２面６１２が配置されたとき、レーザ光の一部は第２面６１２で吸収されるとともに、レーザ光の他の一部は、反射ミラー８０とは異なる方向に反射される。吸収材７０が第２面６１２で反射されたレーザ光の光路Ｐ上に配置されることにより、第２面６１２で反射されたレーザ光は吸収材７０に吸収される。レーザ光路Ｐ上に第２面６１２が配置されたとき、レーザ光は、レーザ加工装置本体１１から外部へ出射されない。

上述の実施形態において、第２面６１２は、第１面６１１より反射率が低い面として形成され、レーザ光の吸収率が高くなるように形成されていた。しかしながら、第２面６１２の反射率はこれに限らない。第１面６１１の反射率と同等の反射率としてもよい。この場合、折返しミラー６１が遮断位置に配置されたときに、光路Ｐに対する第２面６１２の角度が、第２面６１２で反射したレーザ光が吸収材７０に向かう角度に、第２面６１２を配置する。第２面６１２では、レーザ光は吸収されず、第２面６１２から反射させたレーザ光が吸収材７０で吸収される。第２面６１２を光路に配置することにより、レーザ光路Ｐ上に第２面６１２が配置されたとき、レーザ光は、レーザ加工装置本体１１から外部へ出射されない。

１ レーザ加工システム
１１ レーザ加工装置本体
１２ 励起光部
１３ レーザコントローラ
１４ ＰＣ
５０ レーザ発振ユニット
６０ 折返しミラーユニット
６１ 折返しミラー
６１１ 第１面
６１２ 第２面
６１３ 突起構造
６２ 支持部
６３ モータ
６３１ モータ軸
６４ 調整部
６４１ 第１金属板
６４２ 第２金属板
６４３ 第３金属板
６４４ａ リベット
６４４ｂ リベット
６４５ａ ボルト
６４５ｂ ボルト
７０ 吸収材
８０ 反射ミラー
９０ 走査ユニット
９１ Ｘ軸ガルバノモータ
９２ Ｙ軸ガルバノモータ
９５ ガルバノドライバ
１００ 本体ベース
６２ｂ 支持部
６３ｂ ソレノイド
Ｐ 光路
Ｗ 印字対象物

Claims (10)

1. レーザ光を発振するレーザ光発振部と、
   前記レーザ光発振部から出射されたレーザ光のレーザ光路上に配置され、レーザ光を反射させてレーザ光の進行方向を変更する折返しミラーと、
   前記折返しミラーを所定方向に移動可能に支持する支持部と、
   前記折返しミラーを移動させる駆動部と、
   前記駆動部を制御する制御部と、
   レーザ光を吸収する吸収材と、
   を有し、
   前記折返しミラーは、第１面と第２面とを有し、
   前記第１面は、入射されたレーザ光を全反射する全反射面であり、
   前記第２面が前記レーザ光路上に配置されたときの前記第２面の前記レーザ光路に対する角度は、前記第２面に入射したレーザ光を前記吸収材へ反射するように定められた角度であり、
   前記制御部は、
   前記第１面が前記レーザ光路上に配置されるように、前記駆動部を制御する第１制御と、
   前記第２面が前記レーザ光路上に配置されるように、前記駆動部を制御する第２制御と、を切り替える
   ことを特徴とするレーザ光出射装置。
2. 前記第２面は、当該第２面の光吸収率が前記第１面の光吸収率より大きい面であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光出射装置。
3. 前記第２面のレーザ光が入射する面に、レーザ光が入射する方向に向かって突出する突起構造が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のレーザ光出射装置。
4. 前記支持部は、前記折返しミラーが回転するように前記折返しミラーを支持することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレーザ光出射装置。
5. 前記折返しミラーが回転する回転軸が、前記第１面と垂直に設けられることを特徴とする請求項４に記載のレーザ光出射装置。
6. 前記支持部は、前記折返しミラーが前記光路と交差する方向に移動するように前記折返しミラーを支持することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレーザ光出射装置。
7. 前記支持部は、前記折返しミラーの前記第１面と平行な方向に前記折返しミラーが移動するように前記折返しミラーを支持することを特徴とする請求項６に記載のレーザ光出射装置。
8. 前記駆動部は、前記折返しミラーに対して前記レーザ光発振部の反対側に配置されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のレーザ光出射装置。
9. 前記第１面の傾斜位置を、前記レーザ光の光路に対して調整する調整部をさらに有し、
   前記調整部は、
   前記レーザ光路に対する位置が固定される本体部と、
   前記駆動部を介して前記支持部を保持する保持部と、
   前記本体部に対して前記保持部を位置の変更可能に連結する連結部と、
   を有し、
   前記駆動部は、前記保持部に固定されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のレーザ光出射装置。
10. 前記レーザ光出射装置からレーザ光を発振させるか否かを受け付ける受付部を、さらに有し、
    前記制御部は、
    受付部が、レーザ光を発振させる指示を受け付けた場合、前記第１制御を実行することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のレーザ光出射装置。

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