JPH0534117B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、レーザ加工機、即ち被加工物の溶
接、切断又は表面改質などに用いられるレーザ加
工機に関するものである。

［従来の技術］ 第２図は例えば特願昭60−146740号に示された
従来の不安定形共振器を用いたレーザ加工機を示
す構成図である。

図において、１は発振器筺体、２は電極、３は
電極２に挟まれた放電励磁空間を挟むように配置
されている不安定形共振器で、３ａは凹面鏡、３
ｂは凸面鏡、３ｃはビーム取出し鏡である。４
ａ，４ｂはレーザビームの方向を変更するための
ビーム方向切換用ミラー、５は発振器筺体１に取
り付けられているビーム取出し用のウインドウ、
６はレーザビーム、７はウインドウ５から取り出
されたレーザビーム６のビーム径を補正するため
のビーム径補正用レンズ、８は集光レンズ、９は
被加工物である。

通常、不安定形共振器３に限らず、レーザ発振
器から取り出されるレーザビーム６は、発散角を
持つているため、遠方へ行く程外側へ広がり、第
２図の点線で示したように、ビーム方向切換用ミ
ラー４ｂの有効径よりも大きくなつてしまう。そ
のため、従来は、ウインドウ５とビーム方向切換
用ミラー４ｂとの間に、凸レンズからなるビーム
径補正用レンズ７を設けて、それ以降のビーム方
向切換用ミラー４ｂ及び集光レンズ８の有効径内
にビーム径が収まるようにしている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のレーザ加工機は、レーザビーム６の光路
途中にビーム径補正用レンズ７を設ける必要があ
るため、このビーム径補正用レンズ７によりレー
ザビーム６が吸収されてパワーロスを生じ、また
ビーム径補正用レンズ７の取付けに特に注意を要
するため、光学系の設計が複雑で困難になるなど
の問題点を有していた。

この発明は、上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、パワーロスが少なく、かつ
光学系の設計も容易であるレーザ加工機を得るこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るレーザ加工機は、レーザ発振器
内の不安定形共振器とウインドウとの間の光路上
に、ビーム径を小さくするためのビーム径補正用
ミラーを設けたものである。

［作用］ この発明においては、レーザ発振器内にビーム
径補正用ミラーを設けることにより、発振器外の
光路途中にビーム径補正用レンうを設ける必要が
なくなり、発振器外に配置する光学部品が少なく
なるとともに、光学系の設計が容易で精度が向上
する。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図について説明す
る。第１図はこの発明の一実施例によるレーザ加
工機を示す構成図であり、第２図と同一又は相当
部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

図において、１２は発振器筺体１内に設けら
れ、ビーム取出し鏡３ｃから取り出されたレーザ
ビーム６のビーム径を小さくするビーム径補正用
ミラー（凹面鏡）、１３はビーム径補正用ミラー
１２から出射されたレーザビーム６をウインドウ
５に向けて反射するビーム方向切換用ミラーであ
る。

このようなレーザ加工機では、発振器筺体１内
にビーム径補正用ミラー１２を設けたことによ
り、従来必要だつたビーム径補正用レンズ７が省
略されている。このため、レンズのビーム吸収に
よるパワーロスが少なくなり、また発振器外の光
学系の構成が簡単になり、光学系の設計及び保守
も容易になる。

また、発振器筺体１内でビーム径を小さくする
ので、ウインドウ５の径を小さくすることができ
るとともに、耐圧保持のためのウインドウ５の厚
みも小さくすることができる。

このように、ウインドウ５の厚みが小さくなる
と、そのビーム吸収率が小さくなり、結果として
光学歪係数が大きくなり、光学歪が少なくなる。

また、直径及び厚みが大きいウインドウ５で
は、その熱抵抗が大きいウインドウ５では、その
熱抵抗が大きいため、周縁部冷却により中央部の
温度を低下させるまでに時間が長くかかる。この
ため、中央部と周縁部との間の温度勾配の経時変
化が一定になる時間も長くかかり、その間のレー
ザ加工が不安定となる。これに対して、この実施
例では、ウインドウ５の体積が小さくなり、熱抵
抗が小さくなるので、レーザ加工が短時間で安定
することになる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明のレーザ加工機
は、レーザ発振器内の不安定形共振器とウインド
ウとの間の光路上に、ビーム径を小さくするため
のビーム径補正設ミラーを設けたので、パワーロ
スを少なくすることができ、かつ発振器外の光学
系の構成を簡単にすることができ、光学系の設計
及び保守を容易にすることができるなどの効果を
奏する。また、ウインドウの径及び厚みの小さく
することができ、これによりウインドウのビーム
吸収率が小さくなり、光学歪を少なくすることが
でき、かつウインドウの熱抵抗が小さくなり、ウ
インドウの中央部と周縁部との間の温度勾配を短
時間で一定とすることができ、この結果レーザ加
工を短時間で安定させることができるなどの効果
も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるレーザ加工
機を示す構成図、第２図は従来のレーザ加工機の
一例を示す構成図である。 ３……不安生計共振器、５……ウインドウ、６
……レーザビーム、８……集光レンズ、９……被
加工物、１２……ビーム径補正用ミラー。なお、
各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 不安定形共振器を有するレーザ発信器からウ
   インドウを通して取り出されたレーザビームを、
   集光レンズを通して被加工物上に照射するレーザ
   加工機において、上記レーザ発振器内の上記不安
   定形共振器と上記ウインドウとの間の光路上に、
   上記レーザビームのビーム径を小さくするための
   ビーム径補正用ミラーが設けられていることを特
   徴とするレーザ加工機。