WO2012043031A1

WO2012043031A1 - レーザ加工装置

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Publication number: WO2012043031A1
Application number: PCT/JP2011/066841
Authority: WO
Inventors: 明久松本; 直哉山崎; 敬洋田原
Original assignee: パナソニック電工Ｓｕｎｘ株式会社
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-07-25
Publication date: 2012-04-05
Also published as: CN103140319A; US20130182727A1; JP5707079B2; JP2012076103A; CN103140319B; EP2623249A4; EP2623249A1; EP2623249B1

Abstract

レーザマーキング装置は、レーザ光を出射するレーザ出射ユニット（１３）と、該レーザ出射ユニット（１３）に対して着脱可能に接続されるレーザ照射ユニット（１４）とを備える。レーザ照射ユニット（１４）は、レーザ出射ユニット（１３）から出射されるレーザ光を加工対象物に向かって照射する。レーザ照射ユニット（１４）におけるレーザ出射ユニット（１３）との接続部には後方に向かって突出する凸部（４４）が設けられ。レーザ出射ユニット（１３）におけるレーザ照射ユニット（１４）との接続部には凸部（４４）を嵌合可能とする凹部（２８）が設けられている。凹部（２８）は前方と後方と両側方と下方とにおいて開放されている。

Description

レーザ加工装置

　本発明は、レーザ光を加工対象物に照射することにより加工を行うレーザ加工装置に関する。

　従来のレーザ加工装置は、光ファイバケーブルによって互いに接続された出射ユニットとレーザ照射ユニットとを備える。例えば、特許文献１参照。出射ユニットは、レーザ光を発振するレーザ発振器を収容する。レーザ照射ユニットは、該レーザ出射ユニットからのレーザ光を加工対象物に照射するための照射光学系、例えばガルバノミラーや収束レンズを有する。

　このようなレーザ加工装置では、レーザ出射ユニットとレーザ照射ユニットとがそれぞれ独立した筐体を有する。それにより、例えば、レーザ出射ユニット及び光ファイバケーブルに対し、加工対象物の大きさなどに応じて、レーザ照射ユニットのみの交換を容易に行うことができる。

　ところで、こうしたレーザ加工装置では、レーザ光の光軸のずれが加工品質に大きく影響するため、レーザ出射ユニットとレーザ照射ユニットとを互いに接続する際には、高い精度で位置決めを行う必要がある。このため、レーザ出射ユニットに位置決めピンを設けるとともに、レーザ照射ユニットに位置決めピンを挿入して嵌め込むためのされる位置決め孔を設けることにより、レーザ出射ユニットとレーザ照射ユニットとの位置決めを行うことが考えられる。

特開２００４－３５１５１６号公報

　しかしながら、このような構成を採用した場合、位置決めピンは位置決め孔に対して手探りで挿入して嵌め込まれる。そのため、位置決めピンが一回の位置合わせで位置決め孔に挿入されないと、位置決めピンによって位置決め孔の周辺が何度もこすられることになる。このため、レーザ出射ユニットに対するレーザ照射ユニットの着脱を何度も繰り返すと、位置決めピンが削られてしまう。この結果、レーザ出射ユニットとレーザ照射ユニットとの位置決め精度が低下するため、レーザ光の光軸の位置精度が低下してしまうという問題がある。

　本発明の目的は、レーザ出射ユニットに対するレーザ照射ユニットの着脱を繰り返しても、レーザ光の光軸の位置精度を維持することが可能なレーザ加工装置を提供することにある。

　上記の目的を達成するために、レーザ発振部と、レーザ発振部で発振されたレーザ光を出射する出射光学系を有するレーザ出射ユニットと、該レーザ出射ユニットに対して着脱可能に接続されるとともに、レーザ出射ユニットから出射されるレーザ光を加工対象物に照射するための照射光学系を有するレーザ照射ユニットとを備えるレーザ加工装置が提供される。レーザ加工装置は、レーザ出射ユニットにおけるレーザ照射ユニットとの接続箇所に設けられた第１接続部と、レーザ照射ユニットにおけるレーザ出射ユニットとの接続箇所に設けられた第２接続部と、第１接続部及び第２接続部の一方に設けられレーザ光の光軸に沿って突出する凸部と、第１接続部及び第２接続部の他方に設けられ凸部と嵌合可能であるとともに光軸に沿って凸部を摺動可能に案内する凹部とを備える。凹部は、光軸方向における少なくとも凸部と対向する方向と、光軸と交差する方向における外方とにおいて開放している。

　上記構成によれば、まず、両ユニットを互いに接続する際に、凹部に対して光軸と交差する方向において凸部が嵌合される。そして、光軸に沿って両ユニットを互いに近づくように移動させることにより、両ユニットが凸部と凹部との凹凸嵌合によってガイドされながら接近する。このため、第１接続部及び第２接続部が磨り減ることを抑制しつつ、第１接続部と第２接続部とを容易に精度よく位置決め状態で接触させて接続することができる。したがって、レーザ出射ユニットに対するレーザ照射ユニットの着脱を繰り返しても、レーザ光の光軸の位置精度を維持することが可能となる。

　レーザ発振部を有するメインユニットを更に備え、レーザ出射ユニットは、メインユニットに対して光ファイバケーブルを介して接続されるとともに、レーザ発振部から光ファイバケーブルを介して伝送されるレーザ光を出射することが好ましい。

　上記構成によれば、レーザ出射ユニットの小型化に寄与することが可能となる。

　レーザ出射ユニットは、光ファイバケーブルにおけるレーザ光を出射する端部と、該光ファイバケーブルから出射されるレーザ光のビーム径を拡大する拡散レンズと、該拡散レンズによってビーム径の拡大されたレーザ光を平行光にするコリメートレンズとを収容することが好ましい。

　上記構成によれば、レーザ出射ユニットに対してレーザ照射ユニットを付け替えた場合に、レーザ光の光軸の調整を不要とすることが可能となる。

　出射光学系は、第１接続部から光軸に沿ってレーザ照射ユニットへ向かって突出する突出部を有し、照射光学系は、第２接続部から光軸に沿って出射光学系の突出部の突出方向へ向かって窪む収容部を有することが好ましい。

　上記構成によれば、レーザ照射ユニットとレーザ出射ユニットとを互いに接続した際に、出射光学系の突出部分が照射光学系の窪み部分に入り込む。そのため、接続状態にあるレーザ照射ユニット及びレーザ出射ユニットの光軸方向における合計の長さを短くすることが可能となる。

　凸部の突出長さは、出射光学系の突出部の突出長さよりも大きいことが好ましい。

　上記構成によれば、出射光学系の突出部が照射光学系の収容部に達する前に、凸部と凹部とが互いに嵌合可能となる。従って、出射光学系の突出部がレーザ照射ユニットと衝突することを防止することができる。

　凸部は、レーザ照射ユニットの下端部に配置され、凹部は、レーザ出射ユニットの下端部に配置されるとともに、レーザ出射ユニットの下方に開放していることが好ましい。

　上記構成によれば、凹部を凸部に対して上方から嵌合させることができる。このため、レーザ照射ユニット及びレーザ出射ユニットが重い場合でもレーザ照射ユニットとレーザ出射ユニットとを容易に接続することが可能となる。

　凸部の下面は平面であることが好ましい。

　上記構成によれば、凸部の長さを適宜変更することにより、ユーザ出射ユニットを安定した状態で設置面に載置することができる。

　凸部は先端部を有し、少なくともその先端部は、レーザ光の光軸方向と直交する方向における幅が先端に向かうほど小さくなるテーパ部を有することが好ましい。

　上記構成によれば、凹部に凸部を容易に嵌合させることが可能となる。

　レーザ照射ユニットの第２接続部に設けられ、レーザ出射ユニットの第１接続部との接続状態を検出する接続状態検出手段を更に備えることが好ましい。

　上記構成によれば、第１接続部と第２接続部との接続状態に異常事態が発生した場合に、該異常事態を直ちに把握することが可能となる。

　第１接続部及び第２接続部における凸部及び凹部の設けられた位置を除く位置に設けられ、レーザ出射ユニットとレーザ照射ユニットとを接続する際に、光軸方向と直交する方向においてレーザ出射ユニットとレーザ照射ユニットとの位置決めを行う位置決め手段を更に備えることが好ましい。

　上記構成によれば、位置決め手段により、レーザ出射ユニットとレーザ照射ユニットとをより一層精度よく接続することが可能となる。

　本発明によれば、レーザ出射ユニットに対するレーザ照射ユニットの着脱を繰り返しても、レーザ光の光軸の位置精度を維持することが可能なレーザ加工装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置の全体構成を示す模式図。図１のレーザ加工装置のレーザ出射ユニットを示す斜視図。図１のレーザ加工装置のレーザ照射ユニットを示す斜視図。取り外されたレーザ出射ユニット及びレーザ照射ユニットを示す模式図。レーザ出射ユニットとレーザ照射ユニットとの接続状態を示す要部拡大斜視図。

　以下、本発明のレーザ加工装置をレーザマーキング装置に具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、「前後方向」、「左右方向」、「上下方向」をいう場合、図１に矢印で示す前後方向、左右方向、上下方向をそれぞれ示すものと定義する。この場合、左右方向は紙面と直交する方向に対応し、紙面から手前に向かう方向を右方向と定義する。

　図１に示すように、レーザマーキング装置１１は、それぞれ独立した筐体を有するメインユニット１２、レーザ出射ユニット１３、及びレーザ照射ユニット１４を備えている。メインユニット１２は、装置全体の稼働状態を制御する制御部１５と、レーザ光Ｌを発振するレーザ発振部、即ちレーザ発振器１６とを収容している。制御部１５は、レーザ発振部１６と電気的に接続されるとともに、該レーザ発振器１６の駆動を制御する。

　メインユニット１２は、レーザ出射ユニット１３に対して後側から光ファイバケーブル１７を介して接続されている。レーザ照射ユニット１４は、レーザ出射ユニット１３に対してメインユニット１２とは反対側となる前側から着脱可能に直接接続されている。

　光ファイバケーブル１７はレーザ発振器１６からレーザ出射ユニット１３に向かって延びている。該光ファイバケーブル１７の先端は、レーザ出射ユニット１３の後部内に真っ直ぐ前方に向かって挿入されている。レーザ発振器１６から発振されるレーザ光Ｌは、レーザ出射ユニット１３内において光ファイバケーブル１７の先端から前方に向かって真っ直ぐに出射される。レーザ出射ユニット１３は、光ファイバケーブル１７の先端から出射されるレーザ光Ｌを拡散させるための拡散レンズ１８と、該拡散レンズ１８によって拡散されたレーザ光Ｌを所定の出射径（ビーム径）を持つ平行光にするためのコリメートレンズ２３とを収容している。すなわち、拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３とがビームエキスパンダを構成する。

　図１及び図２に示すように、レーザ出射ユニット１３におけるレーザ照射ユニット１４との接続部である第１接続部１９の中央部には、レーザ光Ｌの光軸方向、即ち前後方向に沿って前側、即ちレーザ照射ユニット１４に向かってに突出する円筒状の突出部２０が設けられている。突出部２０の先端、即ち前端の開口２１は円板状の保護ガラス２２によって閉塞されている。突出部２０の後端はレーザ出射ユニット１３内に開口している。突出部２０内には、コリメートレンズ２３が配置されている。

　本実施形態では、拡散レンズ１８、コリメートレンズ２３及び保護ガラス２２が、レーザ発振器１６から発振されるレーザ光Ｌをレーザ照射ユニット１４へ出射する出射光学系を構成する。コリメートレンズ２３及び保護ガラス２２は突出部２０に設けられているため、出射光学系の一部は第１接続部１９からレーザ光Ｌの光軸に沿ってレーザ照射ユニット１４に向かって突出している。

　第１接触面２４は、レーザ出射ユニット１３の第１接続部１９におけるレーザ照射ユニット１４との接触面であって鉛直面と平行な面を形成する。第１接触面２４は、矩形枠状であり突出部２０を囲んでいる。第１接触面２４における四隅には、ねじ挿通孔２６がそれぞれ形成されている。レーザ出射ユニット１３をレーザ照射ユニット１４に固定するための固定ねじ２５が、ねじ挿通孔２６にそれぞれ挿通される。また、第１接触面２４の上部において左右２つのねじ挿通孔２６間には、左右一対の位置決めピン２７が前方に向かって真っ直ぐに突出するように設けられている。

　レーザ出射ユニット１３の第１接続部１９における下端部には凹部２８が設けられている。凹部２８は、前方、後方、及び下方において開放されている。なお、突出部２０は、第１接触面２４を基準とした突出長さＬＡを有する。凹部２８は、前後方向に沿って延びるチャンネル状の溝を有する。

　図１及び図３に示すように、レーザ照射ユニット１４におけるレーザ出射ユニット１３との接続部には第２接続部２９が形成されている。第２接続部２９におけるレーザ出射ユニット１３の突出部２０と対応する位置には、該突出部２０を収容するための円筒状の収容部３０が設けられている。収容部３０の前端の開口３１は円板状の保護ガラス３２によって閉塞されている。収容部３０の後端は、レーザ出射ユニット１３の突出部２０を挿入するべく開放されている。保護ガラス２２，３２は、前後方向において互いに近接した状態で対向している。

　図１～図３に示すように、レーザ照射ユニット１４の第２接続部２９におけるレーザ出射ユニット１３との接触面は鉛直面と平行な第２接触面３３を有する。すなわち、第２接触面３３は、第１接触面２４と対応している。第２接触面３３における各ねじ挿通孔２６と対応する位置には、固定ねじ２５が螺入可能なねじ孔３４がそれぞれ形成されている。第２接触面３３における各位置決めピン２７と対応する位置には、該各位置決めピン２７をそれぞれ嵌入可能な位置決め孔３５が形成されている。

　この場合、位置決め孔３５のうち左側の位置決め孔３５は、左右方向に沿って延びる長孔からなるため、嵌入された位置決めピン２７の左右方向における若干の移動を許容する。なお、本実施形態では、位置決めピン２７及び位置決め孔３５は、レーザ光Ｌの光軸と直交する方向におけるレーザ出射ユニット１３とレーザ照射ユニット１４との位置決めを行う位置決め手段を構成する。

　第２接触面３３における位置決め孔３５のうちの右側の位置決め孔３５とねじ孔３４のうち右上に位置するねじ孔３４との間の位置には、接続状態検出手段としての近接センサ３６が該第２接触面３３と面一で露出するように設けられている。近接センサ３６は、レーザ照射ユニット１４に対するレーザ出射ユニット１３の接続状態を検出する。レーザ照射ユニット１４における第２接触面３３の上側には、制御部１５から延びる電気ケーブル３７を着脱自在に接続するための接続端子部３８が設けられている。

　接続端子部３８は、近接センサ３６及びレーザ照射ユニット１４内に配置されたガルバノモータ３９と電気的に接続されている。したがって、制御部１５は、電気ケーブル３７及び接続端子部３８を介して近接センサ３６及びガルバノモータ３９と電気的に接続されている。制御部１５は、近接センサ３６から送信される検出信号に基づいてレーザ照射ユニット１４に対するレーザ出射ユニット１３の接続状態に異常があると判断した場合にレーザ発振器１６の駆動を停止するとともに、ガルバノモータ３９の駆動を制御する。

　レーザ照射ユニット１４内における保護ガラス３２の前方には、一対のガルバノミラー４０が配置されている。一対のガルバノミラー４０は、保護ガラス３２を透過してレーザ照射ユニット１４内に入射するレーザ光Ｌを下方へ反射させる。すなわち、レーザ光Ｌは、ガルバノミラー４０のうちの一方で反射された後に他方で下方に向かって反射される。各ガルバノミラー４０は、ガルバノモータ３９によって回動される。ガルバノモータ３９の駆動により各ガルバノミラー４０のレーザ光Ｌに対する角度が変更されることで、該各ガルバノミラー４０によるレーザ光Ｌの反射方向が変更される。

　ガルバノミラー４０の下方には、ｆθレンズ（収束レンズ）４１が設けられている。ｆθレンズ４１は、ガルバノミラー４０によって反射されたレーザ光Ｌを加工対象物Ｗの表面において所定のスポット径となるまで収束させてマーキング加工に適したエネルギー密度まで高める。レーザ照射ユニット１４における下端部におけるｆθレンズ４１と対応する位置には開口４２が形成されている。該開口４２は円板状の保護ガラス４３によって閉塞されている。したがって、制御部１５によりガルバノモータ３９の駆動が制御されることで、各ガルバノミラー４０のレーザ光Ｌに対する角度が変更されて、加工対象物Ｗに照射されるレーザ光Ｌが該加工対象物Ｗの表面に沿って２次元走査される。これにより、加工対象物Ｗの表面に文字や図形などがマーキング、即ち印字される。

　本実施形態では、保護ガラス３２、ガルバノミラー４０、ｆθレンズ４１及び保護ガラス４３が、レーザ出射ユニット１３から出射されるレーザ光Ｌを加工対象物Ｗに照射する照射光学系を構成する。保護ガラス３２は収容部３０の前端に位置しているため、照射光学系の一部第２接続部２９からレーザ光Ｌの光軸に沿って突出部２０の突出方向（前方向）へ窪むように配置されている。

　レーザ照射ユニット１４の第２接続部２９における下端部、即ち第２接触面３３よりも下方には、凸部４４が設けられている。凸部４４は、レーザ出射ユニット１３の凹部２８と対応する位置に配置されている。凸部４４は、後方に向かって真っ直ぐに延びる直方体状である。凸部４４は、凹部２８に対して前方及び下方から嵌合可能であるとともに、前後方向に沿って凹部２８内で摺動可能である。凸部４４の下面は、平面（平坦面）である。凸部４４は第２接触面３３を基準とした後方への突出長さＬＢを有する。凸部４４の突出長さＬＢは、突出部２０の突出長さＬＡよりも大きく設定されている。なお、凹部２８の前後方向の長さは、凸部４４の突出長さＬＢよりも若干大きく設定されている。

　次に、レーザ出射ユニット１３とレーザ照射ユニット１４とを接続する際の作用について説明する。

　レーザ出射ユニット１３とレーザ照射ユニット１４とを接続する場合には、図４に示すように、まず、前後方向において第１接続部１９と第２接続部２９とが対向するように、レーザ出射ユニット１３とレーザ照射ユニット１４とが配置される。続いて、凹部２８の前端部が凸部４４の後端部（先端部）に上から載せるようにして嵌合される。これにより、レーザ出射ユニット１３の第１接続部１９に対してレーザ照射ユニット１４の第２接続部２９が精度よく対向する。

　このとき、凸部４４の突出長さＬＢは突出部２０の突出長さＬＡよりも大きいため、突出部２０は第２接続部２９に衝突することなく収容部３０と対向する。続いて、レーザ出射ユニット１３とレーザ照射ユニット１４とが前後方向において互いに近づくように移動される。このとき、レーザ出射ユニット１３及びレーザ照射ユニット１４は、凸部４４と凹部２８との凹凸嵌合を維持しながら移動する。

　ユニット１３，１４同士が接触するまでこれらユニット１３，１４が移動されると、接触面２４，３３同士が接触するとともに、前後方向において凸部４４全体が凹部２８内に収められる（図５参照）。このとき、凸部４４と凹部２８とが各ユニット１３，１４の移動時のガイドとして機能する。このため、突出部２０が収容部３０内に精度よく挿入されるとともに、各位置決めピン２７が対応する位置決め孔３５に精度よく嵌め入れられる。各位置決めピン２７と対応する位置決め孔３５との嵌合により、ユニット１３，１４同士がレーザ光Ｌの光軸方向（前後方向）と直交する方向において精度よく位置決めされる。このため、ねじ挿通孔２６と対応するねじ孔３４とがそれぞれ前後方向において精度よく重なり合う。

　続いて、各固定ねじ２５を対応するねじ挿通孔２６にそれぞれ挿通した状態で、該各固定ねじ２５が対応するねじ孔３４に螺入される。すると、固定ねじ２５により、ユニット１３，１４が固定状態で互いに接続される。その後、制御部１５から延びる電気ケーブル３７が接続端子部３８に接続される。

　このように、ユニット１３，１４を互いに接続する際に、凸部４４と凹部２８とを嵌合させてから第１接触面２４と第２接触面３３とが接触される。これにより、前後方向を中心とした各ユニット１３，１４の揺動に起因するずれが抑えられるので、各位置決めピン２７を各位置決め孔３５に容易に嵌入することができる。すなわち、各位置決めピン２７を、第２接触面３３上を摺動させながら対応する位置決め孔３５に手探りで嵌入する必要がほとんどなくなる。このため、各位置決めピン２７と第２接触面３３とを無駄に擦り合わせることが防止されるので、各位置決めピン２７が磨り減ることが抑制される。したがって、レーザ出射ユニット１３に対するレーザ照射ユニット１４の着脱を繰り返しても、該各ユニット１３，１４の接続時の位置精度が維持される。そのため、レーザ光Ｌの光軸の位置精度を維持することができる。

　因みに、各位置決めピン２７が磨り減ると、該各位置決めピン２７を対応する位置決め孔３５に嵌入した際の遊びが大きくなる。そのため、ユニット１３，１４の接続時の位置精度が低下し、ひいてはレーザ光Ｌの光軸の位置精度が低下してしまうおそれがある。

　また、電気ケーブル３７が接続端子部３８に接続された状態で、万一、レーザ出射ユニット１３からレーザ照射ユニット１４が脱落するという異常事態が発生してしまった場合には、近接センサ３６からの検出信号に基づいて制御部１５が該異常事態を把握して該レーザ発振器１６の駆動を停止する。このため、レーザ光Ｌがレーザマーキング装置１１の外側の予期せぬ方向へ照射されることが防止される。

　以上詳述した実施形態によれば次のような効果が発揮される。

　（１）ユニット１３，１４を互いに接続する際に、凹部２８に対して下方から凸部４４を嵌合させてから前後方向に沿ってユニット１３，１４が互いに近づくように移動される。これにより、ユニット１３，１４が凸部４４と凹部２８との凹凸嵌合によってガイドされながら互いに接近する。この場合、凸部４４を凹部２８に嵌合する際に、凹部２８の前面（レーザ照射ユニット１４と対向する面）に凸部４４が衝突することを防止することができる。そのため、凹部２８の前面が傷ついたり凹んだりすることを防止することができる。このため、第１接続部１９と第２接続部２９とが擦れ合うことを防止しつつ、該接続部１９，２９を容易に精度よく位置決め状態で接触させて接続することができる。したがって、レーザ出射ユニット１３に対するレーザ照射ユニット１４の着脱を繰り返しても、レーザ光Ｌの光軸の位置精度を維持することができる。

　（２）ユニット１３，１４を互いに接続した際に、突出部２０が収容部３０内に入り込む。そのため、接続状態にあるレーザ出射ユニット１３及びレーザ照射ユニット１４の前後方向（レーザ光Ｌの光軸方向）における合計の長さを短くすることができ、ひいてはレーザマーキング装置１１の小型化に寄与できる。

　（３）凸部４４の突出長さＬＢは突出部２０の突出長さＬＡよりも大きいため、ユニット１３，１４を互いに接続する際には、突出部２０が収容部３０に挿入される前に凸部４４を凹部２８に嵌合させることができる。このため、突出部２０が第２接続部２９に衝突することを防止することができる。

　（４）凹部２８はレーザ出射ユニット１３の下端部に位置するとともに、下方に開放している。凸部４４はレーザ照射ユニット１４の下端部に位置している。このため、凹部２８を凸部に対して上方から嵌合させることができる。したがって、各ユニット１３，１４が重い場合でも該ユニット１３，１４を容易に互いに接続することができる。

　（５）レーザ照射ユニット１４の下端部に位置する凸部４４の下面は平面であるため、レーザ照射ユニット１４を安定した状態で設置面に載置することができる。

　（６）第１接触面２４における上端部に位置決めピン２７が設けられるとともに、第２接触面３３における上端部に、対応する位置決めピン２７を嵌入可能な位置決め孔３５が設けられている。このため、ユニット１３，１４を互いに接続する際に、各位置決めピン２７を対応する位置決め孔３５に嵌入することで、レーザ光Ｌの光軸と直交する方向における各ユニット１３，１４の位置決めを行うことができる。したがって、ユニット１３，１４をより一層精度よく接続することができる。

　（７）電気ケーブル３７が接続端子部３８に接続された状態で、万一、レーザ出射ユニット１３からレーザ照射ユニット１４が脱落するという異常事態が発生してしまった場合には、近接センサ３６からの検出信号に基づいて制御部１５が該異常事態を把握してレーザ発振器１６の駆動を停止する。このため、レーザ光Ｌがレーザマーキング装置１１の外側の予期せぬ方向へ照射されることを防止することができる。

　（８）レーザ出射ユニット１３は、メインユニット１２に収容されたレーザ発振器１６から光ファイバケーブル１７を介して伝送されるレーザ光Ｌを出射する。すなわち、レーザ出射ユニット１３内にレーザ発振器１６が配置されていないため、レーザ出射ユニット１３の小型化に寄与することができる。

　（９）レーザ出射ユニット１３は、光ファイバケーブル１７におけるレーザ光Ｌの出射側の端部と、該光ファイバケーブル１７から出射されるレーザ光Ｌのビーム径を拡大する拡散レンズ１８と、該拡散レンズ１８によってビーム径が拡大されたレーザ光Ｌを平行光にするコリメートレンズ２３とを収容している。このため、レーザ出射ユニット１３に対してレーザ照射ユニット１４を付け替えた場合に、レーザ光Ｌの光軸の調整を不要とすることができる。

　（変更例）
　なお、上記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。

　・位置決めピン２７及び位置決め孔３５は省略されてもよい。

　・凸部４４の下面は必ずしも平面である必要はない。

　・凹部２８は、レーザ出射ユニット１３の第１接続部１９の両側面及び上面端部のうちのいずれか１箇所に配置されてもよい。この場合、凹部２８は前方と、後方と、レーザ出射ユニット１３の外方とにおいて開放される。さらにこの場合、レーザ照射ユニット１４の第２接続部２９における凸部４４の位置も凹部２８に合わせて変更する必要がある。

　・凸部４４の突出長さＬＢは、突出部２０の突出長さＬＡ以下であってもよい。

　・突出部２０及び収容部３０は省略されてもよい。すなわち、出射光学系の一部を構成するコリメートレンズ２３及び保護ガラス２２は必ずしも第１接触面２４よりも前方へ突出するように配置する必要はない。照射光学系の一部を構成する保護ガラス３２は必ずしも第２接触面３３よりも前方へ窪むように配置する必要はない。

　・凹部２８の後端は必ずしも開放する必要はない。

　・レーザ出射ユニット１３に凸部４４が設けられるとともにレーザ照射ユニット１４に凹部２８が設けられてもよい。

　・レーザ出射ユニット１３に収容部３０が設けられるとともにレーザ照射ユニット１４に突出部２０が設けられてもよい。

　・レーザ出射ユニット１３に位置決め孔３５が設けられるとともにレーザ照射ユニット１４に位置決めピン２７が設けられてもよい。

　・凸部４４の角部に対して、面取り加工（Ｃ面取り加工）が施されてもよい。

　・凸部４４の少なくとも先端部に、先端（後端）に向かうほど左右方向（レーザ光Ｌの光軸と直交する方向）徐々に小さくなる幅を有するテーパ部が設けられてもよい。このようにすれば、凸部４４における少なくともテーパ部の設けられた先端部（後端部）に凹部２８の前端部を上方及び前方から容易に嵌合させることができる。

　・突出部２０の開口２１を閉塞する保護ガラス２２は省略されてもよい。この場合、突出部２０の開口２１をコリメートレンズ２３で閉塞する必要がある。

　・レーザ照射ユニット１４の開口４２を閉塞する保護ガラス４３は省略されてもよい。この場合、開口４２をｆθレンズ４１で閉塞する必要がある。

　・レーザ発振器１６は、レーザ出射ユニット１３内に配置されてもよい。

　・レーザ照射ユニット１４は、該レーザ照射ユニット１４の設置態様によって、上方や側方からレーザ光Ｌを照射するように構成されてもよい。

　・上記実施形態では、本発明のレーザ加工装置は加工対象物Ｗの表面に文字や図形などをマーキング、即ち印字するレーザマーキング装置１１に具体化されているが、これに限定されず、レーザ光を加工対象物に照射して加工、例えば切断加工を施すものであれば他のレーザ加工装置に具体化されてもよい。

Claims

　レーザ発振部と、
　前記レーザ発振部で発振されたレーザ光を出射する出射光学系を有するレーザ出射ユニットと、
　該レーザ出射ユニットに対して着脱可能に接続されるとともに、前記レーザ出射ユニットから出射される前記レーザ光を加工対象物に照射するための照射光学系を有するレーザ照射ユニットと
を備えるレーザ加工装置であって、
　前記レーザ出射ユニットにおける前記レーザ照射ユニットとの接続箇所に設けられた第１接続部と、
　前記レーザ照射ユニットにおける前記レーザ出射ユニットとの接続箇所に設けられた第２接続部と、
　前記第１接続部及び第２接続部の一方に設けられ前記レーザ光の光軸に沿って突出する凸部と、
　前記第１接続部及び第２接続部の他方に設けられ前記凸部と嵌合可能であるとともに前記光軸に沿って前記凸部を摺動可能に案内する凹部とを備え、
　前記凹部は、光軸方向における少なくとも前記凸部と対向する方向と、前記光軸と交差する方向における外方とにおいて開放していることを特徴とするレーザ加工装置。
　前記レーザ発振部を有するメインユニットを更に備え、
　前記レーザ出射ユニットは、前記メインユニットに対して光ファイバケーブルを介して接続されるとともに、前記レーザ発振部から前記光ファイバケーブルを介して伝送される前記レーザ光を出射することを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
　前記レーザ出射ユニットは、前記光ファイバケーブルにおける前記レーザ光を出射する端部と、該光ファイバケーブルから出射される前記レーザ光のビーム径を拡大する拡散レンズと、該拡散レンズによってビーム径の拡大された前記レーザ光を平行光にするコリメートレンズとを収容することを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
　前記出射光学系は、前記第１接続部から前記光軸に沿って前記レーザ照射ユニットへ向かって突出する突出部を有し、前記照射光学系の一部は、前記第２接続部から前記光軸に沿って前記出射光学系の前記突出部の突出方向へ向かって窪むように配置されていることを特徴とする請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
　前記凸部の突出長さは、前記出射光学系の前記突出部の突出長さよりも大きいことを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工装置
　前記凸部は、前記レーザ照射ユニットの下端部に配置され、
　前記凹部は、前記レーザ出射ユニットの下端部に配置されるとともに、前記レーザ出射ユニットの下方に開放していることを特徴とする請求項１～請求項５のうちいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
　前記凸部の下面は平面であることを特徴とする請求項６に記載のレーザ加工装置。
　前記凸部は先端部を有し、少なくともその先端部は、前記レーザ光の光軸方向と直交する方向における幅が先端に向かうほど小さくなるテーパ部を有することを特徴とする請求項１～請求項７のうちいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
　前記レーザ照射ユニットの前記第２接続部に設けられ、前記レーザ出射ユニットの前記第１接続部との接続状態を検出する接続状態検出手段を更に備えることを特徴とする請求項１～請求項８のうちいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
　前記第１接続部及び前記第２接続部における前記凸部及び前記凹部の設けられた位置を除く位置に設けられ、前記レーザ出射ユニットと前記レーザ照射ユニットとを接続する際に、前記光軸方向と直交する方向において前記レーザ出射ユニットと前記レーザ照射ユニットとの位置決めを行う位置決め手段を更に備えることを特徴とする請求項１～請求項９のうちいずれか一項に記載のレーザ加工装置。