レーザ加工装置
【課題】レーザの誤照射に関する安全性を確保することができるレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】レーザ光の一部を分岐して取り出すための分岐用ミラー７０がレーザ光の光路に設けられている。分岐用ミラー７０により取り出されたレーザ光を検出する光電変換器７１が設けられている。制御装置６０において、光電変換器７１によるレーザ光の検出結果と印字スタートボタンの信号を出力の状態から、加工開始指示が出ていないときに光電変換器７１によりレーザ光が検出されると異常であると判定して、異常が検出されたときにレーザ発振器２０への電力供給を停止させ、レーザ光が外部に出射されないようにする。
【解決手段】レーザ光の一部を分岐して取り出すための分岐用ミラー７０がレーザ光の光路に設けられている。分岐用ミラー７０により取り出されたレーザ光を検出する光電変換器７１が設けられている。制御装置６０において、光電変換器７１によるレーザ光の検出結果と印字スタートボタンの信号を出力の状態から、加工開始指示が出ていないときに光電変換器７１によりレーザ光が検出されると異常であると判定して、異常が検出されたときにレーザ発振器２０への電力供給を停止させ、レーザ光が外部に出射されないようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、レーザ発振器を備え、外部からのパルス信号である励起信号によりレーザ発振器のレーザ媒質を励起することに基づいてレーザ光を発生させるものがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、レーザ光を照射するモードに移行していないときに、システム上の不具合によりレーザ光が照射された場合、ワークに不要なレーザ光が照射されてしまう。
本発明の目的は、レーザの誤照射に関する安全性を確保することができるレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明では、加工対象物に照射するためのレーザ光を出力するレーザ発振器と、前記加工対象物に対し前記レーザ光の照射による加工を開始させる加工開始信号を出力する加工開始信号出力手段と、前記レーザ光の光路に設けられ、レーザ光の一部を分岐して取り出すための分岐手段と、前記分岐手段により取り出されたレーザ光を検出するための光電変換器と、前記光電変換器によるレーザ光の検出結果と前記加工開始信号出力手段による加工開始信号の出力状態から、加工開始指示が出ていないときに前記光電変換器によりレーザ光が検出されると異常であると判定する異常検出手段と、前記異常検出手段により異常が検出されたときにレーザ光が外部に出射されないようにする禁止手段と、を備えたことを要旨とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、加工開始信号出力手段により、加工対象物に対しレーザ光の照射による加工を開始させる加工開始信号が出力される。そして、レーザ発振器において、加工対象物に照射するためのレーザ光が出力される。
【０００７】
ここで、レーザ光の光路に設けられた分岐手段により、レーザ光の一部が分岐されて取り出され、光電変換器により、分岐手段により取り出されたレーザ光が検出される。そして、異常検出手段により、光電変換器によるレーザ光の検出結果と加工開始信号出力手段による加工開始信号の出力の状態から、加工開始指示が出ていないときに光電変換器によりレーザ光が検出されると異常であると判定される。この異常検出手段により異常が検出されたときに、禁止手段により、レーザ光が外部に出射されるのが禁止される。その結果、レーザの誤照射に関する安全性を確保することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記禁止手段は、レーザ発振器への電力供給を停止させることによりレーザ光が外部に出射されないようにすることを要旨とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、禁止手段において、レーザ発振器への電力供給が停止され、これによりレーザ光が外部に出射されないようになる。
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記禁止手段は、レーザ光の光路に配したシャッタを閉じることによりレーザ光が外部に出射されないようにすることを要旨とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、禁止手段において、レーザ光の光路に配したシャッタが閉じられ、これによりレーザ光が外部に出射されないようになる。
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載のレーザ加工装置において、前記シャッタは、無電力状態で機械的付勢手段により遮光部材が閉側に付勢されており、制御信号の入力によって開く構成であることを要旨とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、シャッタは、無電力状態で機械的付勢手段により遮光部材が閉側に付勢されており、制御信号の入力によって開く構成であるので、レーザの誤照射に関する安全上好ましい。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、前記異常検出手段により異常であると判定されたとき警報する警報手段を更に備えたことを要旨とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、警報手段により、異常検出手段により異常であると判定されたとき警報される。よって、レーザの誤照射に関する安全性を確保する上で好ましい。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、前記光電変換器によるレーザ光の出力に応じたレベルの電気信号を増幅して出力するオペアンプと、前記オペアンプの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるＡ／Ｄ変換後のレーザ光の出力値を入力して、その時々のＡ／Ｄ変換器の出力値と、予め求めておいたレーザ照射前のＡ／Ｄ変換器の出力値の差分をレーザ光のモニタ値として算出する差分処理手段と、を備え、前記異常検出手段は、異常判定の際に前記差分処理手段による前記モニタ値が閾値以上であるとレーザ光が検出されたと判定することを要旨とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、オペアンプにより、光電変換器によるレーザ光の出力に応じたレベルの電気信号が増幅され、Ａ／Ｄ変換器においてオペアンプの出力信号がＡ／Ｄ変換される。差分処理手段において、その時々のＡ／Ｄ変換器の出力値と、予め求めておいたレーザ照射前のＡ／Ｄ変換器の出力値の差分がレーザ光のモニタ値として算出される。そして、異常検出手段により、異常判定の際に差分処理手段によるモニタ値が閾値以上であるとレーザ光が検出されたと判定される。
【００１６】
その結果、光電変換器の暗電流の影響やオペアンプの温度の影響を受けにくくすることができる。
請求項７に記載のように、請求項６に記載のレーザ加工装置において、前記異常検出手段は、異常判定の際に前記差分処理手段による前記モニタ値が閾値以上の状態が規定の時間以上継続するとレーザ光が検出されたと判定することを要旨とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明によれば、異常検出手段において、異常判定の際に、差分処理手段によるモニタ値が閾値以上の状態が規定の時間以上継続すると、レーザ光が検出されたと判定されるので、確実にレーザ光を検出することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レーザの誤照射に関する安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態におけるレーザマーキング装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】レーザマーキング装置の概略構成を示すブロック図。
【図３】レーザ発振器の概略構成を示す構成図。
【図４】コンソールの正面図。
【図５】レーザマーキング装置の作用を説明するための波形図。
【図６】レーザマーキング装置の作用を説明するための波形図。
【図７】レーザマーキング装置の作用を説明するための波形図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明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従って説明する。
図１は、レーザマーキング装置１の斜視図であり、図２はレーザマーキング装置のブロック図である。
【００２１】
図１に示すように、レーザ加工装置としてのレーザマーキング装置１は、レーザ光Ｌを出射するコントローラ２を備えている。コントローラ２にはファイバケーブル３を介してヘッド４が接続されている。また、コントローラ２には電気ケーブル５を介してヘッド４が接続されるとともに、コントローラ２には電気ケーブル６を介してコンソール７が接続されている。そして、レーザマーキング装置１は、載置台８に載置された加工対象物Ｗのマーキング面Ｗａ上に所望の文字、図形、記号等（以下、文字等という）をマーキングするようになっている。
【００２２】
ヘッド４の下面には、レーザ光Ｌが出射される窓部９が形成されている。そして、ヘッド４は、窓部９が加工対象物Ｗのマーキング面Ｗａと対向するように設置されている。
図２に示すように、コントローラ２はレーザ発振器２０を備え、レーザ発振器２０からレーザ光Ｌが出射される。
【００２３】
本実施形態ではレーザ発振器２０として図３に示すファイバレーザ発振器を用いている。
図３に示すように、レーザ発振器２０は、光ファイバ２１とレーザダイオードＬＤ１とレーザダイオードＬＤ２とレーザダイオードＬＤ３とドライバ２２を備えている。ドライバ２２は電源から電力の供給を受ける。レーザダイオードＬＤ１は信号用レーザ光源となり、レーザダイオードＬＤ２，ＬＤ３は励起用レーザ光源となる。光ファイバ２１は、希土類元素であるイットリビウム（Ｙｂ）を含んでおり、この希土類ドープ光ファイバ２１は多数回巻回され、所要長の光路が確保されている。希土類ドープ光ファイバ２１にはレーザ光を一方にのみ通過させる光アイソレータ２４が設けられている。また、希土類ドープ光ファイバ２１の一端側には光ファイバ２５ａが結合されているとともに希土類ドープ光ファイバ２１の他端側には光ファイバ２５ｂが結合されている。希土類ドープ光ファイバ２１の一端には光ファイバ２６ａを通してレーザダイオードＬＤ１からレーザ光が入射されるとともに、光ファイバ２５ａを通したレーザダイオードＬＤ２からのレーザ光が合流する。また、希土類ドープ光ファイバ２１の他端側において光ファイバ２５ｂを通したレーザダイオードＬＤ３からのレーザ光が入射されるとともに、希土類ドープ光ファイバ２１の他端から光ファイバ２６ｂを通してレーザ光が出力される。
【００２４】
ドライバ２２にはスイッチング素子（パワートランジスタ）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３と電源スイッチＳＷ１が備えられている。スイッチング素子Ｑ１はレーザダイオードＬＤ１に、スイッチング素子Ｑ２はレーザダイオードＬＤ２に、スイッチング素子Ｑ３はレーザダイオードＬＤ３に、それぞれ接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３は電源スイッチＳＷ１を介して電源と接続されている。そして、電源スイッチＳＷ１をオン（閉路）した状態で、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３をオンすることにより対応するレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３から光が放射され、レーザダイオードＬＤ２，ＬＤ３からの光により光ファイバ２１において励起されてレーザ光が出力される。
【００２５】
このように、レーザ発振器２０は、加工対象物Ｗに照射するためのレーザ光を出力することができるようになっている。
レーザ発振器２０から出射されたレーザ光Ｌは図１のファイバケーブル３に送られ、ファイバケーブル３を通してレーザ光がヘッド４に送られる。図１に示すようにヘッド４においてファイバケーブル３の一端がビームエキスパンダ収納部１０に接続されている。ビームエキスパンダ収納部１０にはビームエキスパンダ３０（図２参照）が収納されており、ファイバケーブル３からのレーザ光がビームエキスパンダ３０に送られる。
【００２６】
図２に示すように、ヘッド４においてレーザ光Ｌの光路途中には、レーザ発振器２０側から順に、第１および第２ガルバノミラー４０Ｘ，４０Ｙと、集光レンズ５０が配設されている。そして、ビームエキスパンダ３０からのレーザ光Ｌは第１および第２ガルバノミラー４０Ｘ，４０Ｙに入射される。
【００２７】
第１および第２ガルバノミラー４０Ｘ，４０Ｙは、それぞれ対応する第１および第２ガルバノモータ４１Ｘ，４１Ｙに回動可能に連結駆動されている。第１および第２ガルバノモータ４１Ｘ，４１Ｙは、第１および第２ガルバノミラー４０Ｘ，４０Ｙを互いに略直交する軸を中心としてそれぞれ回動させるようになっている。そして、第１および第２ガルバノミラー４０Ｘ，４０Ｙは、ビームエキスパンダ３０からのレーザ光Ｌを反射し、その出射方向を変更させるようになっている。具体的には、第１ガルバノミラー４０Ｘは、回動して加工対象物Ｗに向けて照射するレーザ光Ｌを、そのマーキング面Ｗａの一方向（Ｘ方向、図１参照）に走査させるようになっている。また、第２ガルバノミラー４０Ｙは、回動して加工対象物Ｗに向けて照射するレーザ光Ｌを、そのマーキング面ＷａのＸ方向に対して直交する方向（Ｙ方向、図１参照）に走査させるようになっている。従って、加工対象物Ｗに向けて照射するレーザ光Ｌは、第１および第２ガルバノミラー４０Ｘ，４０Ｙにより、加工対象物Ｗのマーキング面Ｗａに対して、Ｘ方向およびＹ方向に走査されるようになっている。
【００２８】
コンソール７は設定機能と表示機能を有している。図４はコンソール７の正面図である。図４に示すように、コンソール７には、加工文字等を表示する表示部８０と、Ｘ軸での原点位置の表示部８１と、Ｙ軸での原点位置の表示部８２と、原点位置設定ボタン８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄと、印字スタートボタン８４とが備えられている。原点位置設定ボタン８３ａ，８３ｂを用いてＹ軸での原点位置を設定することができる。また、原点位置設定ボタン８３ｃ，８３ｄを用いてＸ軸での原点位置を設定することができる。設定されたＹ軸での原点位置は表示部８２に表示される。また、設定されたＸ軸での原点位置は表示部８１に表示される。さらに、設定されたＸ，Ｙ軸での原点は表示部８０において２次元座標上に表示される。印字スタートボタン８４の押下により印字が開始される。
【００２９】
つまり、加工開始信号出力手段としての印字スタートボタン８４は、加工対象物Ｗに対しレーザ光Ｌの照射による加工を開始させる加工開始信号を出力する。即ち、本実施形態においては、加工はマーキング加工であり、加工開始信号はマーキング開始信号である。
【００３０】
図２においてコントローラ２は、レーザマーキング装置１を統括的に制御する制御装置６０と、同制御装置６０に接続されたＲＯＭ等からなるメモリ６１とを備えている。メモリ６１には、印字される文字等のマーキング情報が記憶されている。このマーキング情報は、文字等を構成する各線分の始点および終点の座標値、レーザ光Ｌの照射により形成される線分の太さ等の情報を含む。
【００３１】
制御装置６０はコンソール７と接続され、制御装置６０はコンソール７における印字スタートボタン８４の操作信号（マーキング開始信号）、原点位置設定ボタン８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄの操作信号等を入力する。
【００３２】
また、制御装置６０は、レーザ発振器２０、第１および第２ガルバノモータ４１Ｘ，４１Ｙにそれぞれ接続されている。制御装置６０は、レーザ発振器２０のドライバ２２（図３参照）のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３および電源スイッチＳＷ１を制御することができるようになっている。そして、制御装置６０は、駆動信号、即ち、電源スイッチＳＷ１をオンした状態でスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３をオンする信号を出力してレーザ光Ｌを出射させ、メモリ６１に記憶されたマーキング情報に基づいて第１および第２ガルバノモータ４１Ｘ，４１Ｙを駆動制御することでレーザ光Ｌを２次元的に走査し、加工対象物Ｗのマーキング面Ｗａに所定の文字等をマーキングするようになっている。
【００３３】
また、図２に示すように、ヘッド４でのレーザ光の光路上におけるビームエキスパンダ３０と第１および第２ガルバノミラー４０Ｘ，４０Ｙとの間には、分岐手段としての分岐用ミラー７０が設けられている。分岐用ミラー７０は部分反射ミラーであり、この分岐用ミラー７０により、レーザ光の一部（例えば１〜２％）が分岐して取り出される。分岐用ミラー７０により取り出されたレーザ光は光電変換器（例えばフォトダイオード）７１に送られる。この光電変換器７１を用いて、取り出されたレーザ光を検出することができるようになっている。
【００３４】
光電変換器７１と、増幅器としてのオペアンプ７２と、Ａ／Ｄ変換器７３が直列に接続され、Ａ／Ｄ変換器７３には制御装置６０が接続されている。オペアンプ７２は、光電変換器７１によるレーザ光の出力に応じたレベルの電気信号を増幅して出力する。オペアンプ７２の後段のＡ／Ｄ変換器７３は、オペアンプ７２の出力信号をＡ／Ｄ変換する。制御装置６０は、Ａ／Ｄ変換器７３によるＡ／Ｄ変換後のレーザ光の出力値を入力して、光電変換器７１によるレーザ光の検出結果に基づいて異常判定を行うようになっている。
【００３５】
次に、このように構成したレーザマーキング装置１の作用を説明する。
図５は、正常動作時の波形図である。ｔ１のタイミングでコンソール７の印字スタートボタン８４が押下されると、印字スタートボタン８４の操作に伴うトリガ信号（ＳＧ１）が制御装置６０に送られる。
【００３６】
すると、制御装置６０は、加工対象物Ｗに、加工する情報（文字，記号，図形と、その大きさと、太さと、印字のスピードと、レーザパワー等）から、座標データ（マーキングデータ）を生成する。
【００３７】
そして、制御装置６０は、図５のｔ２のタイミングでレーザ発振器２０のドライバ２２に対して駆動信号ＳＧ２を送出する。
図５のｔ１〜ｔ２の期間（レーザ照射前）において、制御装置６０は、レーザの照射前のＡ／Ｄ変換器７３の出力値（ワット値Ｗ１）を記憶しておく。つまり、レーザの照射前における光電変換器７１の出力をオペアンプ７２で増幅し、Ａ／Ｄ変換器７３でＡ／Ｄ変換して制御装置６０に取り込んで、レーザの照射前のＡ／Ｄ変換器７３の出力値（ワット値Ｗ１）として記憶しておく。
【００３８】
図５のｔ２のタイミングでレーザ発振器２０のドライバ２２に駆動信号ＳＧ２が送られると、レーザ発振器２０のドライバ２２において電源スイッチＳＷ１をオンした状態でスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３がオンされてレーザ光が出力される。
【００３９】
レーザ発振器２０から出力されたレーザ光は分岐用ミラー７０においてその一部が分岐して取り出され、光電変換器７１おいてレーザ光の出力（強さ）に応じた電気信号に変換され、オペアンプ７２において増幅され、Ａ／Ｄ変換器７３においてオペアンプ７２の出力がＡ／Ｄ変換されてデジタル値として出力される。
【００４０】
制御装置６０はＡ／Ｄ変換器７３によるレーザ光の出力値（デジタル値）を入力する。制御装置６０は、その時々のＡ／Ｄ変換器７３の出力値（ワット値Ｗ２）と、予め求めておいたレーザ照射前のＡ／Ｄ変換器７３の出力値（ワット値Ｗ１）の差分を求める（引き算する）。このＷ１−Ｗ２が真の値、つまり、レーザ光のモニタ値となる。
【００４１】
なお、モニタ値に基づいてコンソール７においてレーザ光の出力（パワー値）を表示するようにしてもよい。
制御装置６０は、モニタ値が閾値以上であるとレーザ光が検出されたと判定し、モニタ値が閾値未満であるとレーザ光が検出されないと判定する。そして、制御装置６０は、レーザ光の検出結果と、加工開始信号の出力状態から、次のように異常の有無を判定する。
【００４２】
図５の場合においては、制御装置６０は、印字スタートボタン８４の押下に伴うトリガ信号（ＳＧ１）を入力した後にレーザ光の出力を検出しているので、「正常」と判定する。つまり、制御装置６０は、光電変換器７１によるレーザ光の検出結果と加工開始信号の出力状態から、加工開始指示が出ていたときに光電変換器７１によりレーザ光が検出されると正常であると判定する。
【００４３】
図６においては、レーザ発振器２０のドライバ２２においてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３が何らかの理由によりショート（短絡）している。これにより、印字スタートボタン８４の押下に伴うトリガ信号（ＳＧ１）を入力せず、また、レーザ発振器２０のドライバ２２に駆動信号ＳＧ２も出されていない状態で、ｔ１０のタイミングでレーザ発振器２０からレーザ光が出力されてしまっている。
【００４４】
制御装置６０は、印字スタートボタン８４の押下に伴うトリガ信号（ＳＧ１）の入力がないままレーザ光の出力を検出しているので、「異常」と判定する。つまり、制御装置６０は、光電変換器７１によるレーザ光の検出結果と加工開始信号を出力状態から、加工開始指示が出ていないときに光電変換器７１によりレーザ光が検出されると異常であると判定する。
【００４５】
制御装置６０は、「異常」と判定すると、直ちに図３の電源スイッチＳＷ１をオフ（開路）してレーザ発振器２０への電力供給を停止する。
このようにして、レーザ照射モードに移行していないときに、予期せぬレーザ照射がされた場合、それを直ちに検知し非常停止をする。
【００４６】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）図６に示すように、トリガ信号もレーザ発振器２０への駆動信号も出されていないのにレーザが照射される場合、即ち、印字モードでないにもかかわらず予期せぬレーザ光が照射された場合は、制御装置６０は分岐用ミラー７０、光電変換器７１、オペアンプ７２およびＡ／Ｄ変換器７３を用いてモニタし、直ちにレーザ発振器２０への電力供給を停止する。
【００４７】
つまり、異常検出手段としての制御装置６０において、光電変換器７１によるレーザ光の検出結果と印字スタートボタン８４による印字スタート信号（加工開始信号）の出力状態から、加工開始指示が出ていないときに光電変換器７１によりレーザ光が検出されると異常であると判定する。禁止手段としての制御装置６０により、異常が検出されたときにレーザ光が外部に出射されないようにする。よって、レーザの誤照射に関する安全性を確保することができる。
【００４８】
（２）禁止手段としての制御装置６０は、レーザ発振器２０への電力供給を停止させることによりレーザ光が外部に出射されないようにする。よって、より確実に、レーザの誤照射に関する安全性を確保することができる。
【００４９】
（３）オペアンプ７２は、光電変換器７１によるレーザ光の出力に応じたレベルの電気信号を増幅して出力し、Ａ／Ｄ変換器７３は、オペアンプ７２の出力信号をＡ／Ｄ変換する。差分処理手段としての制御装置６０は、Ａ／Ｄ変換器７３によるＡ／Ｄ変換後のレーザ光の出力値を入力して、その時々のＡ／Ｄ変換器７３の出力値と、予め求めておいたレーザ照射前のＡ／Ｄ変換器７３の出力値の差分をレーザ光のモニタ値として算出し、異常検出手段としての制御装置６０は、異常判定の際にモニタ値が閾値以上であるとレーザ光が検出されたと判定する。これにより、光電変換器（フォトダイオード）７１における暗電流の影響を受けにくくして、正確にレーザ光の出力をモニタすることができる。また、オペアンプ７２における温度の影響を受けにくくして（オフセット分を相殺して）、正確にレーザ光の出力（強さ）をモニタすることができる。
【００５０】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・図６に代わり、図７に示すように、ｔ２１でのトリガ信号（ＳＧ１）の入力前においてｔ２０のタイミングでレーザ発振器２０への駆動信号ＳＧ２が出されている。このような印字モードでないにもかかわらず予期せぬレーザ光が照射された場合にも、それを制御装置６０において検知し、直ちにレーザ発振器２０への電力供給を停止するようにしてもよい。
【００５１】
・前述の（３）において、異常検出手段としての制御装置６０は、異常判定の際にモニタ値が閾値以上の状態が規定の時間以上継続するとレーザ光が検出されたと判定するようにしてもよい。こうすると、確実にレーザ光を検出することができる。
【００５２】
・禁止手段としての制御装置６０により、レーザ光の光路に配したシャッタを閉じることによりレーザ光が外部に出射されないようにしてもよい。ここで、シャッタは、無電力状態で機械的付勢手段（例えばリターンスプリング）により遮光部材（例えば回動式遮光板）が閉側に付勢されており、制御信号の入力によって開く構成であるとよい。このようにすると、仮にレーザ発振器の電力供給を停止することに併せてシャッタへの電力供給も止めた場合にシャッタが無電力状態で機械的付勢手段により遮光部材を閉側に付勢する状態となるので、レーザの誤照射に関する安全上好ましい。
【００５３】
・異常検出手段としての制御装置６０により異常であると判定されたとき警報する警報手段としての警報器を更に設けてもよい。
・ファイバレーザ発振器を備えたレーザマーキング装置に具体化したが、これに限定されるものではなく他の発振器を備えたレーザマーキング装置に具体化してもよい。つまり、気体ガスレーザであれば炭酸ガスレーザやアルゴンガスレーザや窒素ガスレーザ等であってもよく、また、固体レーザでも適用可能である。
【００５４】
・レーザマーキング装置に具体化したが、これに限定されるものではなく、他のレーザ加工装置、例えばレーザ溶接機、レーザ穴あけ機、レーザ切断機等に具体化してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１…レーザマーキング装置、７…コンソール、２０…レーザ発振器、６０…制御装置、７０…分岐用ミラー、７１…光電変換器、７２…オペアンプ、７３…Ａ／Ｄ変換器、８４…印字スタートボタン、Ｌ…レーザ光、Ｗ…加工対象物。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、レーザ発振器を備え、外部からのパルス信号である励起信号によりレーザ発振器のレーザ媒質を励起することに基づいてレーザ光を発生させるものがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、レーザ光を照射するモードに移行していないときに、システム上の不具合によりレーザ光が照射された場合、ワークに不要なレーザ光が照射されてしまう。
本発明の目的は、レーザの誤照射に関する安全性を確保することができるレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明では、加工対象物に照射するためのレーザ光を出力するレーザ発振器と、前記加工対象物に対し前記レーザ光の照射による加工を開始させる加工開始信号を出力する加工開始信号出力手段と、前記レーザ光の光路に設けられ、レーザ光の一部を分岐して取り出すための分岐手段と、前記分岐手段により取り出されたレーザ光を検出するための光電変換器と、前記光電変換器によるレーザ光の検出結果と前記加工開始信号出力手段による加工開始信号の出力状態から、加工開始指示が出ていないときに前記光電変換器によりレーザ光が検出されると異常であると判定する異常検出手段と、前記異常検出手段により異常が検出されたときにレーザ光が外部に出射されないようにする禁止手段と、を備えたことを要旨とする。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、加工開始信号出力手段により、加工対象物に対しレーザ光の照射による加工を開始させる加工開始信号が出力される。そして、レーザ発振器において、加工対象物に照射するためのレーザ光が出力される。
【０００７】
ここで、レーザ光の光路に設けられた分岐手段により、レーザ光の一部が分岐されて取り出され、光電変換器により、分岐手段により取り出されたレーザ光が検出される。そして、異常検出手段により、光電変換器によるレーザ光の検出結果と加工開始信号出力手段による加工開始信号の出力の状態から、加工開始指示が出ていないときに光電変換器によりレーザ光が検出されると異常であると判定される。この異常検出手段により異常が検出されたときに、禁止手段により、レーザ光が外部に出射されるのが禁止される。その結果、レーザの誤照射に関する安全性を確保することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記禁止手段は、レーザ発振器への電力供給を停止させることによりレーザ光が外部に出射されないようにすることを要旨とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、禁止手段において、レーザ発振器への電力供給が停止され、これによりレーザ光が外部に出射されないようになる。
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記禁止手段は、レーザ光の光路に配したシャッタを閉じることによりレーザ光が外部に出射されないようにすることを要旨とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、禁止手段において、レーザ光の光路に配したシャッタが閉じられ、これによりレーザ光が外部に出射されないようになる。
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載のレーザ加工装置において、前記シャッタは、無電力状態で機械的付勢手段により遮光部材が閉側に付勢されており、制御信号の入力によって開く構成であることを要旨とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、シャッタは、無電力状態で機械的付勢手段により遮光部材が閉側に付勢されており、制御信号の入力によって開く構成であるので、レーザの誤照射に関する安全上好ましい。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、前記異常検出手段により異常であると判定されたとき警報する警報手段を更に備えたことを要旨とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、警報手段により、異常検出手段により異常であると判定されたとき警報される。よって、レーザの誤照射に関する安全性を確保する上で好ましい。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置において、前記光電変換器によるレーザ光の出力に応じたレベルの電気信号を増幅して出力するオペアンプと、前記オペアンプの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器によるＡ／Ｄ変換後のレーザ光の出力値を入力して、その時々のＡ／Ｄ変換器の出力値と、予め求めておいたレーザ照射前のＡ／Ｄ変換器の出力値の差分をレーザ光のモニタ値として算出する差分処理手段と、を備え、前記異常検出手段は、異常判定の際に前記差分処理手段による前記モニタ値が閾値以上であるとレーザ光が検出されたと判定することを要旨とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、オペアンプにより、光電変換器によるレーザ光の出力に応じたレベルの電気信号が増幅され、Ａ／Ｄ変換器においてオペアンプの出力信号がＡ／Ｄ変換される。差分処理手段において、その時々のＡ／Ｄ変換器の出力値と、予め求めておいたレーザ照射前のＡ／Ｄ変換器の出力値の差分がレーザ光のモニタ値として算出される。そして、異常検出手段により、異常判定の際に差分処理手段によるモニタ値が閾値以上であるとレーザ光が検出されたと判定される。
【００１６】
その結果、光電変換器の暗電流の影響やオペアンプの温度の影響を受けにくくすることができる。
請求項７に記載のように、請求項６に記載のレーザ加工装置において、前記異常検出手段は、異常判定の際に前記差分処理手段による前記モニタ値が閾値以上の状態が規定の時間以上継続するとレーザ光が検出されたと判定することを要旨とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明によれば、異常検出手段において、異常判定の際に、差分処理手段によるモニタ値が閾値以上の状態が規定の時間以上継続すると、レーザ光が検出されたと判定されるので、確実にレーザ光を検出することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レーザの誤照射に関する安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態におけるレーザマーキング装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】レーザマーキング装置の概略構成を示すブロック図。
【図３】レーザ発振器の概略構成を示す構成図。
【図４】コンソールの正面図。
【図５】レーザマーキング装置の作用を説明するための波形図。
【図６】レーザマーキング装置の作用を説明するための波形図。
【図７】レーザマーキング装置の作用を説明するための波形図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明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従って説明する。
図１は、レーザマーキング装置１の斜視図であり、図２はレーザマーキング装置のブロック図である。
【００２１】
図１に示すように、レーザ加工装置としてのレーザマーキング装置１は、レーザ光Ｌを出射するコントローラ２を備えている。コントローラ２にはファイバケーブル３を介してヘッド４が接続されている。また、コントローラ２には電気ケーブル５を介してヘッド４が接続されるとともに、コントローラ２には電気ケーブル６を介してコンソール７が接続されている。そして、レーザマーキング装置１は、載置台８に載置された加工対象物Ｗのマーキング面Ｗａ上に所望の文字、図形、記号等（以下、文字等という）をマーキングするようになっている。
【００２２】
ヘッド４の下面には、レーザ光Ｌが出射される窓部９が形成されている。そして、ヘッド４は、窓部９が加工対象物Ｗのマーキング面Ｗａと対向するように設置されている。
図２に示すように、コントローラ２はレーザ発振器２０を備え、レーザ発振器２０からレーザ光Ｌが出射される。
【００２３】
本実施形態ではレーザ発振器２０として図３に示すファイバレーザ発振器を用いている。
図３に示すように、レーザ発振器２０は、光ファイバ２１とレーザダイオードＬＤ１とレーザダイオードＬＤ２とレーザダイオードＬＤ３とドライバ２２を備えている。ドライバ２２は電源から電力の供給を受ける。レーザダイオードＬＤ１は信号用レーザ光源となり、レーザダイオードＬＤ２，ＬＤ３は励起用レーザ光源となる。光ファイバ２１は、希土類元素であるイットリビウム（Ｙｂ）を含んでおり、この希土類ドープ光ファイバ２１は多数回巻回され、所要長の光路が確保されている。希土類ドープ光ファイバ２１にはレーザ光を一方にのみ通過させる光アイソレータ２４が設けられている。また、希土類ドープ光ファイバ２１の一端側には光ファイバ２５ａが結合されているとともに希土類ドープ光ファイバ２１の他端側には光ファイバ２５ｂが結合されている。希土類ドープ光ファイバ２１の一端には光ファイバ２６ａを通してレーザダイオードＬＤ１からレーザ光が入射されるとともに、光ファイバ２５ａを通したレーザダイオードＬＤ２からのレーザ光が合流する。また、希土類ドープ光ファイバ２１の他端側において光ファイバ２５ｂを通したレーザダイオードＬＤ３からのレーザ光が入射されるとともに、希土類ドープ光ファイバ２１の他端から光ファイバ２６ｂを通してレーザ光が出力される。
【００２４】
ドライバ２２にはスイッチング素子（パワートランジスタ）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３と電源スイッチＳＷ１が備えられている。スイッチング素子Ｑ１はレーザダイオードＬＤ１に、スイッチング素子Ｑ２はレーザダイオードＬＤ２に、スイッチング素子Ｑ３はレーザダイオードＬＤ３に、それぞれ接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３は電源スイッチＳＷ１を介して電源と接続されている。そして、電源スイッチＳＷ１をオン（閉路）した状態で、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３をオンすることにより対応するレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３から光が放射され、レーザダイオードＬＤ２，ＬＤ３からの光により光ファイバ２１において励起されてレーザ光が出力される。
【００２５】
このように、レーザ発振器２０は、加工対象物Ｗに照射するためのレーザ光を出力することができるようになっている。
レーザ発振器２０から出射されたレーザ光Ｌは図１のファイバケーブル３に送られ、ファイバケーブル３を通してレーザ光がヘッド４に送られる。図１に示すようにヘッド４においてファイバケーブル３の一端がビームエキスパンダ収納部１０に接続されている。ビームエキスパンダ収納部１０にはビームエキスパンダ３０（図２参照）が収納されており、ファイバケーブル３からのレーザ光がビームエキスパンダ３０に送られる。
【００２６】
図２に示すように、ヘッド４においてレーザ光Ｌの光路途中には、レーザ発振器２０側から順に、第１および第２ガルバノミラー４０Ｘ，４０Ｙと、集光レンズ５０が配設されている。そして、ビームエキスパンダ３０からのレーザ光Ｌは第１および第２ガルバノミラー４０Ｘ，４０Ｙに入射される。
【００２７】
第１および第２ガルバノミラー４０Ｘ，４０Ｙは、それぞれ対応する第１および第２ガルバノモータ４１Ｘ，４１Ｙに回動可能に連結駆動されている。第１および第２ガルバノモータ４１Ｘ，４１Ｙは、第１および第２ガルバノミラー４０Ｘ，４０Ｙを互いに略直交する軸を中心としてそれぞれ回動させるようになっている。そして、第１および第２ガルバノミラー４０Ｘ，４０Ｙは、ビームエキスパンダ３０からのレーザ光Ｌを反射し、その出射方向を変更させるようになっている。具体的には、第１ガルバノミラー４０Ｘは、回動して加工対象物Ｗに向けて照射するレーザ光Ｌを、そのマーキング面Ｗａの一方向（Ｘ方向、図１参照）に走査させるようになっている。また、第２ガルバノミラー４０Ｙは、回動して加工対象物Ｗに向けて照射するレーザ光Ｌを、そのマーキング面ＷａのＸ方向に対して直交する方向（Ｙ方向、図１参照）に走査させるようになっている。従って、加工対象物Ｗに向けて照射するレーザ光Ｌは、第１および第２ガルバノミラー４０Ｘ，４０Ｙにより、加工対象物Ｗのマーキング面Ｗａに対して、Ｘ方向およびＹ方向に走査されるようになっている。
【００２８】
コンソール７は設定機能と表示機能を有している。図４はコンソール７の正面図である。図４に示すように、コンソール７には、加工文字等を表示する表示部８０と、Ｘ軸での原点位置の表示部８１と、Ｙ軸での原点位置の表示部８２と、原点位置設定ボタン８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄと、印字スタートボタン８４とが備えられている。原点位置設定ボタン８３ａ，８３ｂを用いてＹ軸での原点位置を設定することができる。また、原点位置設定ボタン８３ｃ，８３ｄを用いてＸ軸での原点位置を設定することができる。設定されたＹ軸での原点位置は表示部８２に表示される。また、設定されたＸ軸での原点位置は表示部８１に表示される。さらに、設定されたＸ，Ｙ軸での原点は表示部８０において２次元座標上に表示される。印字スタートボタン８４の押下により印字が開始される。
【００２９】
つまり、加工開始信号出力手段としての印字スタートボタン８４は、加工対象物Ｗに対しレーザ光Ｌの照射による加工を開始させる加工開始信号を出力する。即ち、本実施形態においては、加工はマーキング加工であり、加工開始信号はマーキング開始信号である。
【００３０】
図２においてコントローラ２は、レーザマーキング装置１を統括的に制御する制御装置６０と、同制御装置６０に接続されたＲＯＭ等からなるメモリ６１とを備えている。メモリ６１には、印字される文字等のマーキング情報が記憶されている。このマーキング情報は、文字等を構成する各線分の始点および終点の座標値、レーザ光Ｌの照射により形成される線分の太さ等の情報を含む。
【００３１】
制御装置６０はコンソール７と接続され、制御装置６０はコンソール７における印字スタートボタン８４の操作信号（マーキング開始信号）、原点位置設定ボタン８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，８３ｄの操作信号等を入力する。
【００３２】
また、制御装置６０は、レーザ発振器２０、第１および第２ガルバノモータ４１Ｘ，４１Ｙにそれぞれ接続されている。制御装置６０は、レーザ発振器２０のドライバ２２（図３参照）のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３および電源スイッチＳＷ１を制御することができるようになっている。そして、制御装置６０は、駆動信号、即ち、電源スイッチＳＷ１をオンした状態でスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３をオンする信号を出力してレーザ光Ｌを出射させ、メモリ６１に記憶されたマーキング情報に基づいて第１および第２ガルバノモータ４１Ｘ，４１Ｙを駆動制御することでレーザ光Ｌを２次元的に走査し、加工対象物Ｗのマーキング面Ｗａに所定の文字等をマーキングするようになっている。
【００３３】
また、図２に示すように、ヘッド４でのレーザ光の光路上におけるビームエキスパンダ３０と第１および第２ガルバノミラー４０Ｘ，４０Ｙとの間には、分岐手段としての分岐用ミラー７０が設けられている。分岐用ミラー７０は部分反射ミラーであり、この分岐用ミラー７０により、レーザ光の一部（例えば１〜２％）が分岐して取り出される。分岐用ミラー７０により取り出されたレーザ光は光電変換器（例えばフォトダイオード）７１に送られる。この光電変換器７１を用いて、取り出されたレーザ光を検出することができるようになっている。
【００３４】
光電変換器７１と、増幅器としてのオペアンプ７２と、Ａ／Ｄ変換器７３が直列に接続され、Ａ／Ｄ変換器７３には制御装置６０が接続されている。オペアンプ７２は、光電変換器７１によるレーザ光の出力に応じたレベルの電気信号を増幅して出力する。オペアンプ７２の後段のＡ／Ｄ変換器７３は、オペアンプ７２の出力信号をＡ／Ｄ変換する。制御装置６０は、Ａ／Ｄ変換器７３によるＡ／Ｄ変換後のレーザ光の出力値を入力して、光電変換器７１によるレーザ光の検出結果に基づいて異常判定を行うようになっている。
【００３５】
次に、このように構成したレーザマーキング装置１の作用を説明する。
図５は、正常動作時の波形図である。ｔ１のタイミングでコンソール７の印字スタートボタン８４が押下されると、印字スタートボタン８４の操作に伴うトリガ信号（ＳＧ１）が制御装置６０に送られる。
【００３６】
すると、制御装置６０は、加工対象物Ｗに、加工する情報（文字，記号，図形と、その大きさと、太さと、印字のスピードと、レーザパワー等）から、座標データ（マーキングデータ）を生成する。
【００３７】
そして、制御装置６０は、図５のｔ２のタイミングでレーザ発振器２０のドライバ２２に対して駆動信号ＳＧ２を送出する。
図５のｔ１〜ｔ２の期間（レーザ照射前）において、制御装置６０は、レーザの照射前のＡ／Ｄ変換器７３の出力値（ワット値Ｗ１）を記憶しておく。つまり、レーザの照射前における光電変換器７１の出力をオペアンプ７２で増幅し、Ａ／Ｄ変換器７３でＡ／Ｄ変換して制御装置６０に取り込んで、レーザの照射前のＡ／Ｄ変換器７３の出力値（ワット値Ｗ１）として記憶しておく。
【００３８】
図５のｔ２のタイミングでレーザ発振器２０のドライバ２２に駆動信号ＳＧ２が送られると、レーザ発振器２０のドライバ２２において電源スイッチＳＷ１をオンした状態でスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３がオンされてレーザ光が出力される。
【００３９】
レーザ発振器２０から出力されたレーザ光は分岐用ミラー７０においてその一部が分岐して取り出され、光電変換器７１おいてレーザ光の出力（強さ）に応じた電気信号に変換され、オペアンプ７２において増幅され、Ａ／Ｄ変換器７３においてオペアンプ７２の出力がＡ／Ｄ変換されてデジタル値として出力される。
【００４０】
制御装置６０はＡ／Ｄ変換器７３によるレーザ光の出力値（デジタル値）を入力する。制御装置６０は、その時々のＡ／Ｄ変換器７３の出力値（ワット値Ｗ２）と、予め求めておいたレーザ照射前のＡ／Ｄ変換器７３の出力値（ワット値Ｗ１）の差分を求める（引き算する）。このＷ１−Ｗ２が真の値、つまり、レーザ光のモニタ値となる。
【００４１】
なお、モニタ値に基づいてコンソール７においてレーザ光の出力（パワー値）を表示するようにしてもよい。
制御装置６０は、モニタ値が閾値以上であるとレーザ光が検出されたと判定し、モニタ値が閾値未満であるとレーザ光が検出されないと判定する。そして、制御装置６０は、レーザ光の検出結果と、加工開始信号の出力状態から、次のように異常の有無を判定する。
【００４２】
図５の場合においては、制御装置６０は、印字スタートボタン８４の押下に伴うトリガ信号（ＳＧ１）を入力した後にレーザ光の出力を検出しているので、「正常」と判定する。つまり、制御装置６０は、光電変換器７１によるレーザ光の検出結果と加工開始信号の出力状態から、加工開始指示が出ていたときに光電変換器７１によりレーザ光が検出されると正常であると判定する。
【００４３】
図６においては、レーザ発振器２０のドライバ２２においてスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３が何らかの理由によりショート（短絡）している。これにより、印字スタートボタン８４の押下に伴うトリガ信号（ＳＧ１）を入力せず、また、レーザ発振器２０のドライバ２２に駆動信号ＳＧ２も出されていない状態で、ｔ１０のタイミングでレーザ発振器２０からレーザ光が出力されてしまっている。
【００４４】
制御装置６０は、印字スタートボタン８４の押下に伴うトリガ信号（ＳＧ１）の入力がないままレーザ光の出力を検出しているので、「異常」と判定する。つまり、制御装置６０は、光電変換器７１によるレーザ光の検出結果と加工開始信号を出力状態から、加工開始指示が出ていないときに光電変換器７１によりレーザ光が検出されると異常であると判定する。
【００４５】
制御装置６０は、「異常」と判定すると、直ちに図３の電源スイッチＳＷ１をオフ（開路）してレーザ発振器２０への電力供給を停止する。
このようにして、レーザ照射モードに移行していないときに、予期せぬレーザ照射がされた場合、それを直ちに検知し非常停止をする。
【００４６】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）図６に示すように、トリガ信号もレーザ発振器２０への駆動信号も出されていないのにレーザが照射される場合、即ち、印字モードでないにもかかわらず予期せぬレーザ光が照射された場合は、制御装置６０は分岐用ミラー７０、光電変換器７１、オペアンプ７２およびＡ／Ｄ変換器７３を用いてモニタし、直ちにレーザ発振器２０への電力供給を停止する。
【００４７】
つまり、異常検出手段としての制御装置６０において、光電変換器７１によるレーザ光の検出結果と印字スタートボタン８４による印字スタート信号（加工開始信号）の出力状態から、加工開始指示が出ていないときに光電変換器７１によりレーザ光が検出されると異常であると判定する。禁止手段としての制御装置６０により、異常が検出されたときにレーザ光が外部に出射されないようにする。よって、レーザの誤照射に関する安全性を確保することができる。
【００４８】
（２）禁止手段としての制御装置６０は、レーザ発振器２０への電力供給を停止させることによりレーザ光が外部に出射されないようにする。よって、より確実に、レーザの誤照射に関する安全性を確保することができる。
【００４９】
（３）オペアンプ７２は、光電変換器７１によるレーザ光の出力に応じたレベルの電気信号を増幅して出力し、Ａ／Ｄ変換器７３は、オペアンプ７２の出力信号をＡ／Ｄ変換する。差分処理手段としての制御装置６０は、Ａ／Ｄ変換器７３によるＡ／Ｄ変換後のレーザ光の出力値を入力して、その時々のＡ／Ｄ変換器７３の出力値と、予め求めておいたレーザ照射前のＡ／Ｄ変換器７３の出力値の差分をレーザ光のモニタ値として算出し、異常検出手段としての制御装置６０は、異常判定の際にモニタ値が閾値以上であるとレーザ光が検出されたと判定する。これにより、光電変換器（フォトダイオード）７１における暗電流の影響を受けにくくして、正確にレーザ光の出力をモニタすることができる。また、オペアンプ７２における温度の影響を受けにくくして（オフセット分を相殺して）、正確にレーザ光の出力（強さ）をモニタすることができる。
【００５０】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・図６に代わり、図７に示すように、ｔ２１でのトリガ信号（ＳＧ１）の入力前においてｔ２０のタイミングでレーザ発振器２０への駆動信号ＳＧ２が出されている。このような印字モードでないにもかかわらず予期せぬレーザ光が照射された場合にも、それを制御装置６０において検知し、直ちにレーザ発振器２０への電力供給を停止するようにしてもよい。
【００５１】
・前述の（３）において、異常検出手段としての制御装置６０は、異常判定の際にモニタ値が閾値以上の状態が規定の時間以上継続するとレーザ光が検出されたと判定するようにしてもよい。こうすると、確実にレーザ光を検出することができる。
【００５２】
・禁止手段としての制御装置６０により、レーザ光の光路に配したシャッタを閉じることによりレーザ光が外部に出射されないようにしてもよい。ここで、シャッタは、無電力状態で機械的付勢手段（例えばリターンスプリング）により遮光部材（例えば回動式遮光板）が閉側に付勢されており、制御信号の入力によって開く構成であるとよい。このようにすると、仮にレーザ発振器の電力供給を停止することに併せてシャッタへの電力供給も止めた場合にシャッタが無電力状態で機械的付勢手段により遮光部材を閉側に付勢する状態となるので、レーザの誤照射に関する安全上好ましい。
【００５３】
・異常検出手段としての制御装置６０により異常であると判定されたとき警報する警報手段としての警報器を更に設けてもよい。
・ファイバレーザ発振器を備えたレーザマーキング装置に具体化したが、これに限定されるものではなく他の発振器を備えたレーザマーキング装置に具体化してもよい。つまり、気体ガスレーザであれば炭酸ガスレーザやアルゴンガスレーザや窒素ガスレーザ等であってもよく、また、固体レーザでも適用可能である。
【００５４】
・レーザマーキング装置に具体化したが、これに限定されるものではなく、他のレーザ加工装置、例えばレーザ溶接機、レーザ穴あけ機、レーザ切断機等に具体化してもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１…レーザマーキング装置、７…コンソール、２０…レーザ発振器、６０…制御装置、７０…分岐用ミラー、７１…光電変換器、７２…オペアンプ、７３…Ａ／Ｄ変換器、８４…印字スタートボタン、Ｌ…レーザ光、Ｗ…加工対象物。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物に照射するためのレーザ光を出力するレーザ発振器と、
前記加工対象物に対し前記レーザ光の照射による加工を開始させる加工開始信号を出力する加工開始信号出力手段と、
前記レーザ光の光路に設けられ、レーザ光の一部を分岐して取り出すための分岐手段と、
前記分岐手段により取り出されたレーザ光を検出するための光電変換器と、
前記光電変換器によるレーザ光の検出結果と前記加工開始信号出力手段による加工開始信号の出力状態から、加工開始指示が出ていないときに前記光電変換器によりレーザ光が検出されると異常であると判定する異常検出手段と、
前記異常検出手段により異常が検出されたときにレーザ光が外部に出射されないようにする禁止手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記禁止手段は、レーザ発振器への電力供給を停止させることによりレーザ光が外部に出射されないように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。
【請求項３】
前記禁止手段は、レーザ光の光路に配したシャッタを閉じることによりレーザ光が外部に出射されないように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。
【請求項４】
前記シャッタは、無電力状態で機械的付勢手段により遮光部材が閉側に付勢されており、制御信号の入力によって開く構成であることを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記異常検出手段により異常であると判定されたとき警報する警報手段を更に備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記光電変換器によるレーザ光の出力に応じたレベルの電気信号を増幅して出力するオペアンプと、
前記オペアンプの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器によるＡ／Ｄ変換後のレーザ光の出力値を入力して、その時々のＡ／Ｄ変換器の出力値と、予め求めておいたレーザ照射前のＡ／Ｄ変換器の出力値の差分をレーザ光のモニタ値として算出する差分処理手段と、
を備え、
前記異常検出手段は、異常判定の際に前記差分処理手段による前記モニタ値が閾値以上であるとレーザ光が検出されたと判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記異常検出手段は、異常判定の際に前記差分処理手段による前記モニタ値が閾値以上の状態が規定の時間以上継続するとレーザ光が検出されたと判定することを特徴とする請求項６に記載のレーザ加工装置。
【請求項１】
加工対象物に照射するためのレーザ光を出力するレーザ発振器と、
前記加工対象物に対し前記レーザ光の照射による加工を開始させる加工開始信号を出力する加工開始信号出力手段と、
前記レーザ光の光路に設けられ、レーザ光の一部を分岐して取り出すための分岐手段と、
前記分岐手段により取り出されたレーザ光を検出するための光電変換器と、
前記光電変換器によるレーザ光の検出結果と前記加工開始信号出力手段による加工開始信号の出力状態から、加工開始指示が出ていないときに前記光電変換器によりレーザ光が検出されると異常であると判定する異常検出手段と、
前記異常検出手段により異常が検出されたときにレーザ光が外部に出射されないようにする禁止手段と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記禁止手段は、レーザ発振器への電力供給を停止させることによりレーザ光が外部に出射されないように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。
【請求項３】
前記禁止手段は、レーザ光の光路に配したシャッタを閉じることによりレーザ光が外部に出射されないように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。
【請求項４】
前記シャッタは、無電力状態で機械的付勢手段により遮光部材が閉側に付勢されており、制御信号の入力によって開く構成であることを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記異常検出手段により異常であると判定されたとき警報する警報手段を更に備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記光電変換器によるレーザ光の出力に応じたレベルの電気信号を増幅して出力するオペアンプと、
前記オペアンプの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器によるＡ／Ｄ変換後のレーザ光の出力値を入力して、その時々のＡ／Ｄ変換器の出力値と、予め求めておいたレーザ照射前のＡ／Ｄ変換器の出力値の差分をレーザ光のモニタ値として算出する差分処理手段と、
を備え、
前記異常検出手段は、異常判定の際に前記差分処理手段による前記モニタ値が閾値以上であるとレーザ光が検出されたと判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記異常検出手段は、異常判定の際に前記差分処理手段による前記モニタ値が閾値以上の状態が規定の時間以上継続するとレーザ光が検出されたと判定することを特徴とする請求項６に記載のレーザ加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−７６１０６（Ｐ２０１２−７６１０６Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２３３２２（Ｐ２０１０−２２３３２２）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック電工ＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック電工ＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
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