レーザ加工装置
【課題】容易にレーザ光の広がり角を調整可能なレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】ヘッドコネクタ１３には、拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３（集束レンズ）との離間距離を調整することによりレーザ光Ｌの広がり角を調整する広がり角調整機構５０と、外部から操作可能な操作部５２と、この操作部５２の操作に応じて広がり角調整機構５０に操作量を伝達する駆動伝達部５１とを備える。操作部５２は、レーザヘッド１４とヘッドコネクタ１３とが組み付けられた状態で操作可能に構成される。
【解決手段】ヘッドコネクタ１３には、拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３（集束レンズ）との離間距離を調整することによりレーザ光Ｌの広がり角を調整する広がり角調整機構５０と、外部から操作可能な操作部５２と、この操作部５２の操作に応じて広がり角調整機構５０に操作量を伝達する駆動伝達部５１とを備える。操作部５２は、レーザヘッド１４とヘッドコネクタ１３とが組み付けられた状態で操作可能に構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を加工対象物に照射して加工を行うレーザ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザ加工装置は、レーザ光を発振するレーザ発振器を収容したレーザ出射ユニットと、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レーザヘッド及び走査ユニットとが光ファイバケーブルで接続されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなレーザ加工装置では、レーザヘッドと走査ユニットとが一体に形成され、そのレーザヘッド及び走査ユニットとレーザ出射ユニットとは独立した筐体で形成されている。そして、レーザ出射ユニットから出力されるレーザ光が光ファイバケーブルを介してレーザヘッドに供給される。
【０００４】
また、レーザヘッド及び走査ユニットのメンテナンス時に、光ファイバケーブルをレーザヘッドから取り外すことにより、レーザヘッド及び走査ユニットを容易に交換可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５１５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のようなレーザ加工装置では、レーザヘッドの光学系にばらつきがある。このため、レーザヘッドに対する光ファイバケーブルの取付精度を確保できない場合には、レーザヘッドに供給されるレーザ光の光軸のずれが加工対象物の加工品質に大きく影響する。
【０００７】
すると、レーザヘッド及び走査ユニットの交換時や使用者の要望により、出力されるレーザ光の広がり角などをレーザヘッド内のビームエキスパンダで調整する必要性が生じる場合がある。しかしながら、従来のレーザ加工装置では使用者自らが広がり角を調整するといったことが考慮されておらず、利便性の面で更なる向上が望まれている。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、容易にレーザ光の広がり角を調整可能な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】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、レーザ光を発生するレーザ発生手段を備えたレーザ出射ユニットと、前記レーザ出射ユニットから出力されるレーザ光を加工対象物に照射するガルバノスキャナを有するレーザヘッドと、前記レーザ出射ユニットから前記レーザヘッドにレーザ光を伝送する光ファイバケーブルに設けられて前記レーザヘッドに対して着脱可能に構成されるヘッドコネクタとを備え、前記ヘッドコネクタ及び前記レーザヘッドに、これらヘッドコネクタとレーザヘッドとを接続する接続部を設け、ヘッドコネクタ側の接続部を凸状とするとともに、レーザヘッド側の接続部を凹状とし、少なくとも前記光ファイバケーブルから出射されるレーザ光を拡散させる拡散レンズと、前記拡散レンズから出射されるレーザ光を平行光に集束させる集束レンズとを備えたビームエキスパンダを前記ヘッドコネクタに収納し、前記拡散レンズと前記集束レンズとの離間距離を調整可能としたレーザ加工装置において、前記ヘッドコネクタには、前記拡散レンズと前記集束レンズとの離間距離を調整することにより前記レーザ光の広がり角を調整する広がり角調整手段と、外部から操作可能な操作部と、該操作部の操作に応じて前記広がり角調整手段に操作量を伝達する伝達手段とを備え、前記操作部は、前記レーザヘッドと前記ヘッドコネクタとが組み付けられた状態で操作可能に構成されたことをその要旨とする。
【００１０】
この発明では、ヘッドコネクタには、拡散レンズと集束レンズとの離間距離を調整することによりレーザ光の広がり角を調整する広がり角調整手段と、外部から操作可能な操作部と、この操作部の操作に応じて広がり角調整手段に操作量を伝達する伝達手段とを備える。操作部は、レーザヘッドとヘッドコネクタとが組み付けられた状態で操作可能に構成される。このため、使用者がヘッドコネクタの外側（外部）から操作部によって拡散レンズと集束レンズとの離間距離を調整することが可能となり、容易にこれらの距離を調整してレーザ光の広がり角を調整することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記拡散レンズと前記集束レンズとの間には、前記集束レンズから出射される前記レーザ光のビーム径を設定する少なくとも１枚以上の調整レンズの光軸方向の位置を調整するビーム径調整手段を備えたことをその要旨とする。
【００１２】
この発明では、拡散レンズと前記集束レンズとの間には、前記集束レンズから出射される前記レーザ光のビーム径を設定する少なくとも１枚以上の調整レンズの光軸方向の位置を調整するビーム径調整手段を備える。このように少なくとも１枚以上の調整レンズの光軸方向の位置を調整するビーム径調整手段を備えることでレーザ発生手段からのレーザ光のビーム径のばらつきを抑えることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のレーザ加工装置において、外部から前記ビーム径調整手段を介して前記調整レンズの光軸方向の位置を調整可能なビーム径調整用操作部を備え、前記ビーム径調整用操作部は、前記レーザヘッドと前記ヘッドコネクタとが組み付けられた状態で操作可能に構成されたことをその要旨とする。
【００１４】
この発明では、外部からビーム径調整手段を介して調整レンズの光軸方向の位置を調整可能なビーム径調整用操作部を備え、レーザヘッドとヘッドコネクタとが組み付けられた状態でこのビーム径調整用操作部が操作可能に構成される。このため、使用者がヘッドコネクタの外側（外部）からビーム径調整用操作部によって調整レンズの光軸方向の位置を調整することが可能となり、容易に位置調整してレーザ光のビーム径を調整することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記操作部の操作量に基づく前記広がり角の調整情報及び前記レーザ光のビーム径の情報の少なくとも一方を表示する表示部を備えたことをその要旨とする。
【００１６】
この発明では、操作部の操作量に基づく前記広がり角の調整情報及びレーザ光のビーム径の情報の少なくとも一方を表示する表示部を備えるため、使用者に対して広がり角の情報及びビーム径の情報の少なくとも一方を表示して報知することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のレーザ加工装置において、前記表示部は、前記ヘッドコネクタに設けられたことをその要旨とする。
この発明では、表示部を操作部等が設けられるヘッドコネクタに設けることで、操作部を操作しながら表示部を見ることができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記ヘッドコネクタには、前記操作部を隠蔽するカバー部を備え、前記カバー部は、外部から着脱可能に構成されたことをその要旨とする。
【００１９】
この発明では、ヘッドコネクタには、操作部を隠蔽するカバー部を備え、カバー部は、外部から着脱可能に構成される。これにより、カバー部にて操作部を隠蔽することができるため、使用者が不用意に操作部に触れることを防止でき、広がり角が使用者の意向に反して変更されることを防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
従って、上記記載の発明によれば、容易にレーザ光の広がり角を調整可能なレーザ加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施形態のレーザ加工装置の概要図である。
【図２】ヘッドコネクタの斜視図である。
【図３】レーザヘッドの斜視図である。
【図４】ヘッドコネクタをレーザヘッドに取着した状態を示す斜視図である。
【図５】操作部について説明するためのヘッドコネクタの斜視図である。
【図６】操作部と伝達部について説明するための説明図である。
【図７】操作部と伝達部について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示す本実施形態のレーザマーキング装置（レーザ加工装置）１１は、レーザ出射ユニット１２から出力されるレーザ光をヘッドコネクタ１３を介してレーザヘッド１４に伝送し、レーザヘッド１４でレーザ光により加工対象物Ｗを加工するものである。
【００２３】
レーザ出射ユニット１２内には、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（レーザ発振器）１６とが収容されている。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、レーザ発振部１６の駆動を制御する。
【００２４】
レーザ出射ユニット１２は、光ファイバケーブル１７を介してヘッドコネクタ１３に接続されている。前記ヘッドコネクタ１３内には、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、この拡散レンズ１８によって拡散されたレーザ光Ｌを所要の出射径（スポット径）を持つ平行光にするためのコリメートレンズ２３とが配置されている。本実施形態では、拡散レンズ１８と集束レンズとしてのコリメートレンズ２３とによりビームエキスパンダが構成されている。
【００２５】
そして、ビームエキスパンダにより、レーザ発振部１６から発振されるレーザ光Ｌは、ヘッドコネクタ１３から所要の平行光として出射されるようにあらかじめ調整されている。
【００２６】
図１に示すように、前記ビームエキスパンダは、前記拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３との離間距離（相対的距離）を調整することによりレーザ光の広がり角を調整可能である。また、拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３との間に複数枚（図１では２枚）の調整レンズ４５が介在され、各レンズ４５の離間距離（光軸方向の位置）の調整により、ビーム径（出射径、平行光の幅）を調整し、よってビームエキスパンダの焦点距離におけるスポット径のサイズを一定に調整される。
【００２７】
図１及び図２に示すように、ヘッドコネクタ１３の先端部には同ヘッドコネクタ１３を前記レーザヘッド１４に着脱可能に嵌合する第１接続部１９が設けられている。前記第１接続部１９の中央部には、レーザ光Ｌの光軸方向に沿って突出する円筒状の突出部２０が突出長さＡで突出され、その突出部２０の先端の開口部２１は円板状の保護ガラス２２に
よって閉塞されている。前記突出部２０内に前記コリメートレンズ２３が配設されている。
【００２８】
前記ヘッドコネクタ１３の第１接続部１９の周囲には、四角枠状の第１接触面２４が形成され、その第１接触面２４の四隅部分には、ヘッドコネクタ１３をレーザヘッド１４に固定するための固定ねじ２５が挿通孔２６にそれぞれ挿通されている。また、第１接触面２４の上部において、前記固定ねじ２５間には前方に向かって突出する一対の位置決めピン２７が設けられている。また、前記ヘッドコネクタ１３の下面には、溝状の凹部２８が設けられている。
【００２９】
図１及び図３に示すように、前記レーザヘッド１４の前記ヘッドコネクタ１３との接続面である第２接続部２９には、前記ヘッドコネクタ１３の突出部２０を収容可能とした円筒状の収容部３０が設けられている。
【００３０】
前記収容部３０の奥部３１とレーザヘッド１４の内部とは円板状の保護ガラス３２によって仕切られている。そして、突出部２０を収容部３０に収容した状態では、突出部２０の保護ガラス２２と収容部３０の保護ガラス３２とが近接して対向するようになっている。
【００３１】
図１及び図３に示すように、前記レーザヘッド１４の第２接続部２９には前記ヘッドコネクタ１３の第１接触面２４と接触する第２接触面３３が形成されている。前記第２接触面３３には前記ヘッドコネクタ１３の固定ねじ２５を螺合可能としたねじ孔３４と、位置決めピン２７を嵌合可能とした位置決め孔３５が形成されている。
【００３２】
また、各位置決め孔３５のうち、図３において左側に位置する位置決め孔３５は左右方向に長い長孔によって構成されているため、嵌入された位置決めピン２７の左右方向の若干の移動を許容するようになっている。なお、本実施形態では、各位置決めピン２７及び各位置決め孔３５により、ヘッドコネクタ１３とレーザヘッド１４とをレーザ光Ｌの光軸と直交する方向に位置決めする位置決め手段が構成されている。
【００３３】
前記第２接触面３３の各位置決め孔３５のうち、右側の位置決め孔３５とねじ孔３４との間には、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と面一となるように設けられている。前記近接センサ３６は、レーザヘッド１４に対するヘッドコネクタ１３の接続状態を検出する。
【００３４】
前記レーザヘッド１４の第２接触面３３の上側には、前記制御部１５から延設される電気ケーブル３７を着脱自在に接続可能とした接続端子部３８が設けられている。
前記接続端子部３８は、前記近接センサ３６と、前記レーザヘッド１４内に配設されるガルバノモータ３９と電気的に接続されている。従って、前記制御部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。そして、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ヘッド１４に対するヘッドコネクタ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部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。
【００３５】
前記レーザヘッド１４内には、前記ヘッドコネクタ１３から保護ガラス３２を経て入射されるレーザ光Ｌを下方、すなわち加工対象物Ｗに向かって反射させる一対のガルバノミラー４０が配置されている。
【００３６】
各ガルバノミラー４０は、ガルバノモータ３９によってそれぞれ回動されるようになっている。そして、各ガルバノミラー４０の回動により、加工対象物Ｗに照射されるレーザ
光ＬがＸ−Ｙ方向（２次元方向）に走査されるようになっている。
【００３７】
前記ガルバノミラー４０の下方には、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ためのｆθレンズ（収束レンズ）４１が設けられている。
【００３８】
前記ｆθレンズ４１の下方には、保護ガラス４３で仕切られた開口部４２が形成されている。そして、前記ｆθレンズ４１で収束されたレーザ光Ｌが保護ガラス４３を経て加工対象物Ｗの表面に沿って２次元走査される。このような動作により、加工対象物Ｗの表面に文字や図形などがマーキング（印字）される。
【００３９】
本実施形態では、保護ガラス３２、各ガルバノミラー４０、ｆθレンズ４１及び保護ガラス４３によって、ヘッドコネクタ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が構成されている。
【００４０】
前記レーザヘッド１４の第２接続部２９の下縁部（第２接触面３３よりも下側）には直方体状の凸部４４が設けられ、前記ヘッドコネクタ１３の凹部２８に嵌合可能となっている。また、凹部２８に凸部４４を嵌合した状態で、ヘッドコネクタ１３をレーザヘッド１４に対し図１において左右方向に摺動可能となっている。
【００４１】
また、凸部４４の突出長さＢは、ヘッドコネクタ１３の前記突出部２０の突出長さＡよりも長くなるように設定されている。なお、凹部２８の前後方向の長さは、凸部４４の突出長さＢよりも若干長くなるように設定されている。凸部４４は、各ヘッドコネクタ１３とレーザヘッド１４の第１及び第２接触面２４，３３が接触するまで移動させると、凸部４４の全てが凹部２８内に収められるように構成される（図４参照）。
【００４２】
次に、本実施形態の上記構成のレーザマーキング装置１１に備えられる操作部５２によるレーザ光の広がり角調整について主に図１、図６及び図７を用いて説明する。
本実施形態のレーザマーキング装置１１のヘッドコネクタ１３には、拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３（集束レンズ）との離間距離を調整することによりレーザ光Ｌの広がり角を調整する広がり角調整機構５０と、この広がり角調整機構５０を駆動伝達部５１を介して操作可能な操作部５２とを備える。また、ヘッドコネクタ１３は、この操作部５２の操作量に基づく広がり角の調整情報を表示する表示部５３を備える。
【００４３】
操作部５２は、ヘッドコネクタ１３の側面１３ａに設けられ、非調整時にはカバー部５５が２つのねじ５６によって固定されることで隠蔽状態とされ、このカバー部５５を取り外すことで操作部５２が外部に露出されるようになっている（図５参照）。操作部５２は、図７に示すように回転軸６０に組み付けられて回転軸６０と一体回転可能に構成される。そして、操作部５２は、一方向に凹状をなす凹部５２ａを備え、この凹部５２ａに例えばマイナスドライバー等を嵌合させて凹部５２ａ（操作部５２）を回転軸６０を中心として回動可能に構成される。
【００４４】
操作部５２の操作に応じた操作量を広がり角調整機構５０に伝達させる駆動伝達部５１は、複数の歯車が噛合されて構成される。駆動伝達部５１は、前記操作部５２が組み付けられる回転軸６０に組み付けられて同回転軸６０と一体回転されるかさ歯車５１ａを備える。このかさ歯車５１ａは、前記回転軸６０と直交する方向に延びる回転軸６１と一体回転可能に組み付けられるかさ歯車５１ｂと噛合される。このかさ歯車５１ｂは前記回転軸６１の基端側に組み付けられ、同回転軸６１の先端側には回転軸６１と一体回転する平歯車５１ｃが組み付けられる。この平歯車５１ｃは、前記突出部２０の基端側に形成される歯車５１ｄと噛合され、この歯車５１ｄが回動されることで、広がり角調整機構５０が駆動して拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３との離間距離を変更可能とされる。
【００４５】
また、本実施形態のレーザマーキング装置１１では、操作部５２の操作量に基づいて広がり角の調整情報を表示する表示部５３を備える。この表示部５３は、ヘッドコネクタ１３の側面１３ａに備えられ、前記操作部５２の操作量（回動量）によって広がり角に関する調整情報を表示するようになっている。
【００４６】
また、操作部５２の操作量の検出方法としては、ロータリエンコーダ７０によって回転角度を検出することで、操作部５２の操作量の検出することが可能となっている。詳しくは、例えば前記かさ歯車５１ａと一体成形されて一体回転する平歯車５５ａと噛合されるとともに前記回転軸６０と同方向に延びる回転軸６２に一体回転可能に組み付けられる平歯車５５ｂを備える。そして、前記回転軸６２に一体回転可能に組み付けられる平歯車５５ｃが平歯車５５ｄと噛合され、この平歯車５５ｄがロータリエンコーダ７０によってその回転角度が検出される。ロータリエンコーダ７０は前記表示部５３と電気的に接続されて、ロータリエンコーダ７０によって検出された回転角度情報（調整情報）が表示部５３に出力される。このとき、ロータリエンコーダ７０からの回転角度情報はそのままの情報を表示部５３に出力しているが、その回転角度情報から広がり角度に変換して出力したり、拡散レンズと集束レンズとの離間距離に変換して出力したりしてもよい。
【００４７】
次に、上記構成のレーザマーキング装置１１の動作例（作用）について説明する。
本実施形態のレーザマーキング装置１１では、制御部１５によってレーザ発振部１６が駆動されると、レーザ出射ユニット１２から光ファイバケーブル１７を介してヘッドコネクタ１３側にレーザ光が出力される。このレーザ光は拡散レンズ１８及びコリメートレンズ２３からなるビームエキスパンダによってレーザ光の広がり角が調整される。このとき、例えば操作部５２を使用者が操作することで拡散レンズ１８及びコリメートレンズ２３の離間距離が伝達部５１及び広がり角調整機構５０によって調整されることで、所望の広がり角のレーザ光とされる。また複数の調整レンズ４５が備えられて、レーザ発振部１６（レーザ出射ユニット１２）からのレーザ光のビーム径のばらつきが抑えられて所定のビーム径とされる。
【００４８】
ビームエキスパンダ及び調整レンズ４５によって調整されたレーザ光Ｌは、ガルバノミラー４０によって２方向に走査されて加工対象物Ｗの表面上を走査することにより所望のマーキングが行われる。
【００４９】
次に、上記構成のレーザマーキング装置１１の効果について説明する。
（１）ヘッドコネクタ１３には、拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３（集束レンズ）との離間距離を調整することによりレーザ光Ｌの広がり角を調整する広がり角調整機構５０と、外部から操作可能な操作部５２と、この操作部５２の操作に応じて広がり角調整機構５０に操作量を伝達する駆動伝達部５１とを備える。操作部５２は、レーザヘッド１４とヘッドコネクタ１３とが組み付けられた状態で操作可能に構成される。このため、使用者がヘッドコネクタ１３の外側（外部）から操作部によって拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３（集束レンズ）との離間距離を調整することが可能となり、容易にこれらの距離を調整してレーザ光のＬ広がり角を調整することができる。
【００５０】
（２）拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３（集束レンズ）との間には、コリメートレンズ２３から出射される前記レーザ光Ｌのビーム径を設定する２枚の調整レンズ４５を備え、この調整レンズ４５の光軸方向の位置が調整される。このように調整レンズ４５の光軸方向の位置が調整されることでレーザ発振部１６からのレーザ光のビーム径のばらつきを抑えることができる。
【００５１】
（３）操作部５２の操作量に基づく広がり角の調整情報を表示する表示部５３を備えるため、使用者に対して広がり角の情報を表示して報知することができる。
（４）表示部５３を操作部５２等が設けられるヘッドコネクタ１３に設けることで、使用者が操作部５２を操作しながら表示部５３を見ることができる。
【００５２】
（５）ヘッドコネクタ１３には、操作部５２を隠蔽するカバー部５５を備え、カバー部５５は、外部から着脱可能に構成される。これにより、カバー部５５にて操作部５２を隠蔽することができるため、使用者が不用意に操作部に触れることを防止でき、広がり角が使用者の意向に反して変更されることを防止できる。
【００５３】
（６）ヘッドコネクタ１３をレーザヘッド１４に取着する際に、突出部２０が収容部３０内に入り込むため、接続状態にあるヘッドコネクタ１３及びレーザヘッド１４の全長を短くして、レーザマーキング装置１１の小型化を図ることができる。
【００５４】
（７）ヘッドコネクタ１３に突出部２０を設け、レーザヘッド１４に収容部３０を設けたので、突出部２０を収容部３０に嵌合すると、ヘッドコネクタ１３を取着したレーザヘッド１４の外形寸法を、ヘッドコネクタ１３から出射されるレーザ光の光軸方向に縮小することができる。光ファイバケーブル１７から出射されるレーザ光を平行光とするために必要とする拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３との距離を突出部２０で確保することができる。
【００５５】
（８）ヘッドコネクタ１３は、レーザ出射ユニット１２に収容されたレーザ発振部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を出射するように構成されている。すなわち、ヘッドコネクタ１３内にレーザ発振部１６が配置されていないため、ヘッドコネクタ１３の小型化を図ることができる。
【００５６】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、表示部５３にレーザ光の広がり角の調整情報を表示する構成としたが、これに加えて、レーザ光Ｌのビーム径の情報を表示してもよい。また、レーザ光Ｌのビーム径の情報のみを表示する構成を採用してもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、表示部５３の位置はヘッドコネクタ１３に限らず、適宜変更してもよい。また、表示部５３を設ける構成としたが、この表示部５３を省略した構成を採用してもよい。
【００５８】
・上記実施形態では、ビーム径調整手段を構成する調整レンズ４５を２枚設ける構成としたが、これに限らず、１枚や３枚以上設ける構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、伝達手段としての駆動伝達部５１を複数の歯車で構成したが、ベルトやチェーン等の他の伝達機構を単体又は組み合わせて伝達手段として構成してもよい。
【００５９】
・上記実施形態では、特に言及していないが、駆動伝達部５１を構成する各歯車５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの減速比を調整してもよい。このように各歯車５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの減速比を調整することで操作部５２の操作量に対するレーザ光Ｌの広がり角の変化量を変更することが可能となる。
【００６０】
・上記実施形態では、ロータリエンコーダ７０により、所定の歯車（上記実施形態では、平歯車５５ｄ）の回転角度を検出することで、操作部５２の操作量の検出する構成としたが、操作部５２の操作量やこの操作に基づく広がり角の情報の算出等はその他の計測機器にて算出してもよい。
【００６１】
・上記実施形態では、操作部５２を隠蔽状態とするカバー部５５を備えたが、このカバー部５５を省略し、操作部５２を常時外部に露出するような構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、操作部５２を設ける構成としたが、これに加えて外部からビーム径調整手段を構成する調整レンズ４５の光軸方向の位置を調整可能なビーム径調整用操作部を備える構成を採用してもよい。このとき、ビーム径調整用操作部は、レーザヘッド１４とヘッドコネクタ１３とが組み付けられた状態で操作可能に構成されることが好ましい。このような構成とすることで、使用者がヘッドコネクタ１３の外側（外部）からビーム径調整用操作部によって調整レンズ４５の光軸方向の位置を調整することが可能となり、容易に位置調整してレーザ光のビーム径を調整することができる。
【００６２】
・レーザ発振部１６の出射部に上記ビームエキスパンダを備えたヘッドコネクタを一体に形成してもよい。このような構成により、レーザマーキング装置の全長を短縮することができる。
【００６３】
・レーザマーキング装置以外の、レーザ光を加工対象物に照射して加工（例えば、切断加工など）を施すレーザ加工装置に具体化してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１１…レーザマーキング装置（レーザ加工装置）、１２…レーザ出射ユニット、１３…ヘッドコネクタ、１４…レーザヘッド、１６…レーザ発振部（レーザ発生手段）、１７…光ファイバケーブル、１８…拡散レンズ、４５…調整レンズ（ビーム径調整手段）、５０…広がり角調整機構（広がり角調整手段）、５１…駆動伝達部（伝達手段）、５２…操作部、５３…表示部、５５…カバー部、Ｌ…レーザ光、Ｗ…加工対象物。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を加工対象物に照射して加工を行うレーザ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザ加工装置は、レーザ光を発振するレーザ発振器を収容したレーザ出射ユニットと、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レーザヘッド及び走査ユニットとが光ファイバケーブルで接続されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなレーザ加工装置では、レーザヘッドと走査ユニットとが一体に形成され、そのレーザヘッド及び走査ユニットとレーザ出射ユニットとは独立した筐体で形成されている。そして、レーザ出射ユニットから出力されるレーザ光が光ファイバケーブルを介してレーザヘッドに供給される。
【０００４】
また、レーザヘッド及び走査ユニットのメンテナンス時に、光ファイバケーブルをレーザヘッドから取り外すことにより、レーザヘッド及び走査ユニットを容易に交換可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５１５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のようなレーザ加工装置では、レーザヘッドの光学系にばらつきがある。このため、レーザヘッドに対する光ファイバケーブルの取付精度を確保できない場合には、レーザヘッドに供給されるレーザ光の光軸のずれが加工対象物の加工品質に大きく影響する。
【０００７】
すると、レーザヘッド及び走査ユニットの交換時や使用者の要望により、出力されるレーザ光の広がり角などをレーザヘッド内のビームエキスパンダで調整する必要性が生じる場合がある。しかしながら、従来のレーザ加工装置では使用者自らが広がり角を調整するといったことが考慮されておらず、利便性の面で更なる向上が望まれている。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、容易にレーザ光の広がり角を調整可能な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】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、レーザ光を発生するレーザ発生手段を備えたレーザ出射ユニットと、前記レーザ出射ユニットから出力されるレーザ光を加工対象物に照射するガルバノスキャナを有するレーザヘッドと、前記レーザ出射ユニットから前記レーザヘッドにレーザ光を伝送する光ファイバケーブルに設けられて前記レーザヘッドに対して着脱可能に構成されるヘッドコネクタとを備え、前記ヘッドコネクタ及び前記レーザヘッドに、これらヘッドコネクタとレーザヘッドとを接続する接続部を設け、ヘッドコネクタ側の接続部を凸状とするとともに、レーザヘッド側の接続部を凹状とし、少なくとも前記光ファイバケーブルから出射されるレーザ光を拡散させる拡散レンズと、前記拡散レンズから出射されるレーザ光を平行光に集束させる集束レンズとを備えたビームエキスパンダを前記ヘッドコネクタに収納し、前記拡散レンズと前記集束レンズとの離間距離を調整可能としたレーザ加工装置において、前記ヘッドコネクタには、前記拡散レンズと前記集束レンズとの離間距離を調整することにより前記レーザ光の広がり角を調整する広がり角調整手段と、外部から操作可能な操作部と、該操作部の操作に応じて前記広がり角調整手段に操作量を伝達する伝達手段とを備え、前記操作部は、前記レーザヘッドと前記ヘッドコネクタとが組み付けられた状態で操作可能に構成されたことをその要旨とする。
【００１０】
この発明では、ヘッドコネクタには、拡散レンズと集束レンズとの離間距離を調整することによりレーザ光の広がり角を調整する広がり角調整手段と、外部から操作可能な操作部と、この操作部の操作に応じて広がり角調整手段に操作量を伝達する伝達手段とを備える。操作部は、レーザヘッドとヘッドコネクタとが組み付けられた状態で操作可能に構成される。このため、使用者がヘッドコネクタの外側（外部）から操作部によって拡散レンズと集束レンズとの離間距離を調整することが可能となり、容易にこれらの距離を調整してレーザ光の広がり角を調整することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記拡散レンズと前記集束レンズとの間には、前記集束レンズから出射される前記レーザ光のビーム径を設定する少なくとも１枚以上の調整レンズの光軸方向の位置を調整するビーム径調整手段を備えたことをその要旨とする。
【００１２】
この発明では、拡散レンズと前記集束レンズとの間には、前記集束レンズから出射される前記レーザ光のビーム径を設定する少なくとも１枚以上の調整レンズの光軸方向の位置を調整するビーム径調整手段を備える。このように少なくとも１枚以上の調整レンズの光軸方向の位置を調整するビーム径調整手段を備えることでレーザ発生手段からのレーザ光のビーム径のばらつきを抑えることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のレーザ加工装置において、外部から前記ビーム径調整手段を介して前記調整レンズの光軸方向の位置を調整可能なビーム径調整用操作部を備え、前記ビーム径調整用操作部は、前記レーザヘッドと前記ヘッドコネクタとが組み付けられた状態で操作可能に構成されたことをその要旨とする。
【００１４】
この発明では、外部からビーム径調整手段を介して調整レンズの光軸方向の位置を調整可能なビーム径調整用操作部を備え、レーザヘッドとヘッドコネクタとが組み付けられた状態でこのビーム径調整用操作部が操作可能に構成される。このため、使用者がヘッドコネクタの外側（外部）からビーム径調整用操作部によって調整レンズの光軸方向の位置を調整することが可能となり、容易に位置調整してレーザ光のビーム径を調整することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記操作部の操作量に基づく前記広がり角の調整情報及び前記レーザ光のビーム径の情報の少なくとも一方を表示する表示部を備えたことをその要旨とする。
【００１６】
この発明では、操作部の操作量に基づく前記広がり角の調整情報及びレーザ光のビーム径の情報の少なくとも一方を表示する表示部を備えるため、使用者に対して広がり角の情報及びビーム径の情報の少なくとも一方を表示して報知することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のレーザ加工装置において、前記表示部は、前記ヘッドコネクタに設けられたことをその要旨とする。
この発明では、表示部を操作部等が設けられるヘッドコネクタに設けることで、操作部を操作しながら表示部を見ることができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記ヘッドコネクタには、前記操作部を隠蔽するカバー部を備え、前記カバー部は、外部から着脱可能に構成されたことをその要旨とする。
【００１９】
この発明では、ヘッドコネクタには、操作部を隠蔽するカバー部を備え、カバー部は、外部から着脱可能に構成される。これにより、カバー部にて操作部を隠蔽することができるため、使用者が不用意に操作部に触れることを防止でき、広がり角が使用者の意向に反して変更されることを防止できる。
【発明の効果】
【００２０】
従って、上記記載の発明によれば、容易にレーザ光の広がり角を調整可能なレーザ加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施形態のレーザ加工装置の概要図である。
【図２】ヘッドコネクタの斜視図である。
【図３】レーザヘッドの斜視図である。
【図４】ヘッドコネクタをレーザヘッドに取着した状態を示す斜視図である。
【図５】操作部について説明するためのヘッドコネクタの斜視図である。
【図６】操作部と伝達部について説明するための説明図である。
【図７】操作部と伝達部について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示す本実施形態のレーザマーキング装置（レーザ加工装置）１１は、レーザ出射ユニット１２から出力されるレーザ光をヘッドコネクタ１３を介してレーザヘッド１４に伝送し、レーザヘッド１４でレーザ光により加工対象物Ｗを加工するものである。
【００２３】
レーザ出射ユニット１２内には、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（レーザ発振器）１６とが収容されている。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、レーザ発振部１６の駆動を制御する。
【００２４】
レーザ出射ユニット１２は、光ファイバケーブル１７を介してヘッドコネクタ１３に接続されている。前記ヘッドコネクタ１３内には、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、この拡散レンズ１８によって拡散されたレーザ光Ｌを所要の出射径（スポット径）を持つ平行光にするためのコリメートレンズ２３とが配置されている。本実施形態では、拡散レンズ１８と集束レンズとしてのコリメートレンズ２３とによりビームエキスパンダが構成されている。
【００２５】
そして、ビームエキスパンダにより、レーザ発振部１６から発振されるレーザ光Ｌは、ヘッドコネクタ１３から所要の平行光として出射されるようにあらかじめ調整されている。
【００２６】
図１に示すように、前記ビームエキスパンダは、前記拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３との離間距離（相対的距離）を調整することによりレーザ光の広がり角を調整可能である。また、拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３との間に複数枚（図１では２枚）の調整レンズ４５が介在され、各レンズ４５の離間距離（光軸方向の位置）の調整により、ビーム径（出射径、平行光の幅）を調整し、よってビームエキスパンダの焦点距離におけるスポット径のサイズを一定に調整される。
【００２７】
図１及び図２に示すように、ヘッドコネクタ１３の先端部には同ヘッドコネクタ１３を前記レーザヘッド１４に着脱可能に嵌合する第１接続部１９が設けられている。前記第１接続部１９の中央部には、レーザ光Ｌの光軸方向に沿って突出する円筒状の突出部２０が突出長さＡで突出され、その突出部２０の先端の開口部２１は円板状の保護ガラス２２に
よって閉塞されている。前記突出部２０内に前記コリメートレンズ２３が配設されている。
【００２８】
前記ヘッドコネクタ１３の第１接続部１９の周囲には、四角枠状の第１接触面２４が形成され、その第１接触面２４の四隅部分には、ヘッドコネクタ１３をレーザヘッド１４に固定するための固定ねじ２５が挿通孔２６にそれぞれ挿通されている。また、第１接触面２４の上部において、前記固定ねじ２５間には前方に向かって突出する一対の位置決めピン２７が設けられている。また、前記ヘッドコネクタ１３の下面には、溝状の凹部２８が設けられている。
【００２９】
図１及び図３に示すように、前記レーザヘッド１４の前記ヘッドコネクタ１３との接続面である第２接続部２９には、前記ヘッドコネクタ１３の突出部２０を収容可能とした円筒状の収容部３０が設けられている。
【００３０】
前記収容部３０の奥部３１とレーザヘッド１４の内部とは円板状の保護ガラス３２によって仕切られている。そして、突出部２０を収容部３０に収容した状態では、突出部２０の保護ガラス２２と収容部３０の保護ガラス３２とが近接して対向するようになっている。
【００３１】
図１及び図３に示すように、前記レーザヘッド１４の第２接続部２９には前記ヘッドコネクタ１３の第１接触面２４と接触する第２接触面３３が形成されている。前記第２接触面３３には前記ヘッドコネクタ１３の固定ねじ２５を螺合可能としたねじ孔３４と、位置決めピン２７を嵌合可能とした位置決め孔３５が形成されている。
【００３２】
また、各位置決め孔３５のうち、図３において左側に位置する位置決め孔３５は左右方向に長い長孔によって構成されているため、嵌入された位置決めピン２７の左右方向の若干の移動を許容するようになっている。なお、本実施形態では、各位置決めピン２７及び各位置決め孔３５により、ヘッドコネクタ１３とレーザヘッド１４とをレーザ光Ｌの光軸と直交する方向に位置決めする位置決め手段が構成されている。
【００３３】
前記第２接触面３３の各位置決め孔３５のうち、右側の位置決め孔３５とねじ孔３４との間には、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と面一となるように設けられている。前記近接センサ３６は、レーザヘッド１４に対するヘッドコネクタ１３の接続状態を検出する。
【００３４】
前記レーザヘッド１４の第２接触面３３の上側には、前記制御部１５から延設される電気ケーブル３７を着脱自在に接続可能とした接続端子部３８が設けられている。
前記接続端子部３８は、前記近接センサ３６と、前記レーザヘッド１４内に配設されるガルバノモータ３９と電気的に接続されている。従って、前記制御部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。そして、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ヘッド１４に対するヘッドコネクタ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部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。
【００３５】
前記レーザヘッド１４内には、前記ヘッドコネクタ１３から保護ガラス３２を経て入射されるレーザ光Ｌを下方、すなわち加工対象物Ｗに向かって反射させる一対のガルバノミラー４０が配置されている。
【００３６】
各ガルバノミラー４０は、ガルバノモータ３９によってそれぞれ回動されるようになっている。そして、各ガルバノミラー４０の回動により、加工対象物Ｗに照射されるレーザ
光ＬがＸ−Ｙ方向（２次元方向）に走査されるようになっている。
【００３７】
前記ガルバノミラー４０の下方には、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ためのｆθレンズ（収束レンズ）４１が設けられている。
【００３８】
前記ｆθレンズ４１の下方には、保護ガラス４３で仕切られた開口部４２が形成されている。そして、前記ｆθレンズ４１で収束されたレーザ光Ｌが保護ガラス４３を経て加工対象物Ｗの表面に沿って２次元走査される。このような動作により、加工対象物Ｗの表面に文字や図形などがマーキング（印字）される。
【００３９】
本実施形態では、保護ガラス３２、各ガルバノミラー４０、ｆθレンズ４１及び保護ガラス４３によって、ヘッドコネクタ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が構成されている。
【００４０】
前記レーザヘッド１４の第２接続部２９の下縁部（第２接触面３３よりも下側）には直方体状の凸部４４が設けられ、前記ヘッドコネクタ１３の凹部２８に嵌合可能となっている。また、凹部２８に凸部４４を嵌合した状態で、ヘッドコネクタ１３をレーザヘッド１４に対し図１において左右方向に摺動可能となっている。
【００４１】
また、凸部４４の突出長さＢは、ヘッドコネクタ１３の前記突出部２０の突出長さＡよりも長くなるように設定されている。なお、凹部２８の前後方向の長さは、凸部４４の突出長さＢよりも若干長くなるように設定されている。凸部４４は、各ヘッドコネクタ１３とレーザヘッド１４の第１及び第２接触面２４，３３が接触するまで移動させると、凸部４４の全てが凹部２８内に収められるように構成される（図４参照）。
【００４２】
次に、本実施形態の上記構成のレーザマーキング装置１１に備えられる操作部５２によるレーザ光の広がり角調整について主に図１、図６及び図７を用いて説明する。
本実施形態のレーザマーキング装置１１のヘッドコネクタ１３には、拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３（集束レンズ）との離間距離を調整することによりレーザ光Ｌの広がり角を調整する広がり角調整機構５０と、この広がり角調整機構５０を駆動伝達部５１を介して操作可能な操作部５２とを備える。また、ヘッドコネクタ１３は、この操作部５２の操作量に基づく広がり角の調整情報を表示する表示部５３を備える。
【００４３】
操作部５２は、ヘッドコネクタ１３の側面１３ａに設けられ、非調整時にはカバー部５５が２つのねじ５６によって固定されることで隠蔽状態とされ、このカバー部５５を取り外すことで操作部５２が外部に露出されるようになっている（図５参照）。操作部５２は、図７に示すように回転軸６０に組み付けられて回転軸６０と一体回転可能に構成される。そして、操作部５２は、一方向に凹状をなす凹部５２ａを備え、この凹部５２ａに例えばマイナスドライバー等を嵌合させて凹部５２ａ（操作部５２）を回転軸６０を中心として回動可能に構成される。
【００４４】
操作部５２の操作に応じた操作量を広がり角調整機構５０に伝達させる駆動伝達部５１は、複数の歯車が噛合されて構成される。駆動伝達部５１は、前記操作部５２が組み付けられる回転軸６０に組み付けられて同回転軸６０と一体回転されるかさ歯車５１ａを備える。このかさ歯車５１ａは、前記回転軸６０と直交する方向に延びる回転軸６１と一体回転可能に組み付けられるかさ歯車５１ｂと噛合される。このかさ歯車５１ｂは前記回転軸６１の基端側に組み付けられ、同回転軸６１の先端側には回転軸６１と一体回転する平歯車５１ｃが組み付けられる。この平歯車５１ｃは、前記突出部２０の基端側に形成される歯車５１ｄと噛合され、この歯車５１ｄが回動されることで、広がり角調整機構５０が駆動して拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３との離間距離を変更可能とされる。
【００４５】
また、本実施形態のレーザマーキング装置１１では、操作部５２の操作量に基づいて広がり角の調整情報を表示する表示部５３を備える。この表示部５３は、ヘッドコネクタ１３の側面１３ａに備えられ、前記操作部５２の操作量（回動量）によって広がり角に関する調整情報を表示するようになっている。
【００４６】
また、操作部５２の操作量の検出方法としては、ロータリエンコーダ７０によって回転角度を検出することで、操作部５２の操作量の検出することが可能となっている。詳しくは、例えば前記かさ歯車５１ａと一体成形されて一体回転する平歯車５５ａと噛合されるとともに前記回転軸６０と同方向に延びる回転軸６２に一体回転可能に組み付けられる平歯車５５ｂを備える。そして、前記回転軸６２に一体回転可能に組み付けられる平歯車５５ｃが平歯車５５ｄと噛合され、この平歯車５５ｄがロータリエンコーダ７０によってその回転角度が検出される。ロータリエンコーダ７０は前記表示部５３と電気的に接続されて、ロータリエンコーダ７０によって検出された回転角度情報（調整情報）が表示部５３に出力される。このとき、ロータリエンコーダ７０からの回転角度情報はそのままの情報を表示部５３に出力しているが、その回転角度情報から広がり角度に変換して出力したり、拡散レンズと集束レンズとの離間距離に変換して出力したりしてもよい。
【００４７】
次に、上記構成のレーザマーキング装置１１の動作例（作用）について説明する。
本実施形態のレーザマーキング装置１１では、制御部１５によってレーザ発振部１６が駆動されると、レーザ出射ユニット１２から光ファイバケーブル１７を介してヘッドコネクタ１３側にレーザ光が出力される。このレーザ光は拡散レンズ１８及びコリメートレンズ２３からなるビームエキスパンダによってレーザ光の広がり角が調整される。このとき、例えば操作部５２を使用者が操作することで拡散レンズ１８及びコリメートレンズ２３の離間距離が伝達部５１及び広がり角調整機構５０によって調整されることで、所望の広がり角のレーザ光とされる。また複数の調整レンズ４５が備えられて、レーザ発振部１６（レーザ出射ユニット１２）からのレーザ光のビーム径のばらつきが抑えられて所定のビーム径とされる。
【００４８】
ビームエキスパンダ及び調整レンズ４５によって調整されたレーザ光Ｌは、ガルバノミラー４０によって２方向に走査されて加工対象物Ｗの表面上を走査することにより所望のマーキングが行われる。
【００４９】
次に、上記構成のレーザマーキング装置１１の効果について説明する。
（１）ヘッドコネクタ１３には、拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３（集束レンズ）との離間距離を調整することによりレーザ光Ｌの広がり角を調整する広がり角調整機構５０と、外部から操作可能な操作部５２と、この操作部５２の操作に応じて広がり角調整機構５０に操作量を伝達する駆動伝達部５１とを備える。操作部５２は、レーザヘッド１４とヘッドコネクタ１３とが組み付けられた状態で操作可能に構成される。このため、使用者がヘッドコネクタ１３の外側（外部）から操作部によって拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３（集束レンズ）との離間距離を調整することが可能となり、容易にこれらの距離を調整してレーザ光のＬ広がり角を調整することができる。
【００５０】
（２）拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３（集束レンズ）との間には、コリメートレンズ２３から出射される前記レーザ光Ｌのビーム径を設定する２枚の調整レンズ４５を備え、この調整レンズ４５の光軸方向の位置が調整される。このように調整レンズ４５の光軸方向の位置が調整されることでレーザ発振部１６からのレーザ光のビーム径のばらつきを抑えることができる。
【００５１】
（３）操作部５２の操作量に基づく広がり角の調整情報を表示する表示部５３を備えるため、使用者に対して広がり角の情報を表示して報知することができる。
（４）表示部５３を操作部５２等が設けられるヘッドコネクタ１３に設けることで、使用者が操作部５２を操作しながら表示部５３を見ることができる。
【００５２】
（５）ヘッドコネクタ１３には、操作部５２を隠蔽するカバー部５５を備え、カバー部５５は、外部から着脱可能に構成される。これにより、カバー部５５にて操作部５２を隠蔽することができるため、使用者が不用意に操作部に触れることを防止でき、広がり角が使用者の意向に反して変更されることを防止できる。
【００５３】
（６）ヘッドコネクタ１３をレーザヘッド１４に取着する際に、突出部２０が収容部３０内に入り込むため、接続状態にあるヘッドコネクタ１３及びレーザヘッド１４の全長を短くして、レーザマーキング装置１１の小型化を図ることができる。
【００５４】
（７）ヘッドコネクタ１３に突出部２０を設け、レーザヘッド１４に収容部３０を設けたので、突出部２０を収容部３０に嵌合すると、ヘッドコネクタ１３を取着したレーザヘッド１４の外形寸法を、ヘッドコネクタ１３から出射されるレーザ光の光軸方向に縮小することができる。光ファイバケーブル１７から出射されるレーザ光を平行光とするために必要とする拡散レンズ１８とコリメートレンズ２３との距離を突出部２０で確保することができる。
【００５５】
（８）ヘッドコネクタ１３は、レーザ出射ユニット１２に収容されたレーザ発振部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を出射するように構成されている。すなわち、ヘッドコネクタ１３内にレーザ発振部１６が配置されていないため、ヘッドコネクタ１３の小型化を図ることができる。
【００５６】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、表示部５３にレーザ光の広がり角の調整情報を表示する構成としたが、これに加えて、レーザ光Ｌのビーム径の情報を表示してもよい。また、レーザ光Ｌのビーム径の情報のみを表示する構成を採用してもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、表示部５３の位置はヘッドコネクタ１３に限らず、適宜変更してもよい。また、表示部５３を設ける構成としたが、この表示部５３を省略した構成を採用してもよい。
【００５８】
・上記実施形態では、ビーム径調整手段を構成する調整レンズ４５を２枚設ける構成としたが、これに限らず、１枚や３枚以上設ける構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、伝達手段としての駆動伝達部５１を複数の歯車で構成したが、ベルトやチェーン等の他の伝達機構を単体又は組み合わせて伝達手段として構成してもよい。
【００５９】
・上記実施形態では、特に言及していないが、駆動伝達部５１を構成する各歯車５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの減速比を調整してもよい。このように各歯車５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの減速比を調整することで操作部５２の操作量に対するレーザ光Ｌの広がり角の変化量を変更することが可能となる。
【００６０】
・上記実施形態では、ロータリエンコーダ７０により、所定の歯車（上記実施形態では、平歯車５５ｄ）の回転角度を検出することで、操作部５２の操作量の検出する構成としたが、操作部５２の操作量やこの操作に基づく広がり角の情報の算出等はその他の計測機器にて算出してもよい。
【００６１】
・上記実施形態では、操作部５２を隠蔽状態とするカバー部５５を備えたが、このカバー部５５を省略し、操作部５２を常時外部に露出するような構成を採用してもよい。
・上記実施形態では、操作部５２を設ける構成としたが、これに加えて外部からビーム径調整手段を構成する調整レンズ４５の光軸方向の位置を調整可能なビーム径調整用操作部を備える構成を採用してもよい。このとき、ビーム径調整用操作部は、レーザヘッド１４とヘッドコネクタ１３とが組み付けられた状態で操作可能に構成されることが好ましい。このような構成とすることで、使用者がヘッドコネクタ１３の外側（外部）からビーム径調整用操作部によって調整レンズ４５の光軸方向の位置を調整することが可能となり、容易に位置調整してレーザ光のビーム径を調整することができる。
【００６２】
・レーザ発振部１６の出射部に上記ビームエキスパンダを備えたヘッドコネクタを一体に形成してもよい。このような構成により、レーザマーキング装置の全長を短縮することができる。
【００６３】
・レーザマーキング装置以外の、レーザ光を加工対象物に照射して加工（例えば、切断加工など）を施すレーザ加工装置に具体化してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１１…レーザマーキング装置（レーザ加工装置）、１２…レーザ出射ユニット、１３…ヘッドコネクタ、１４…レーザヘッド、１６…レーザ発振部（レーザ発生手段）、１７…光ファイバケーブル、１８…拡散レンズ、４５…調整レンズ（ビーム径調整手段）、５０…広がり角調整機構（広がり角調整手段）、５１…駆動伝達部（伝達手段）、５２…操作部、５３…表示部、５５…カバー部、Ｌ…レーザ光、Ｗ…加工対象物。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を発生するレーザ発生手段を備えたレーザ出射ユニットと、
前記レーザ出射ユニットから出力されるレーザ光を加工対象物に照射するガルバノスキャナを有するレーザヘッドと、
前記レーザ出射ユニットから前記レーザヘッドにレーザ光を伝送する光ファイバケーブルに設けられて前記レーザヘッドに対して着脱可能に構成されるヘッドコネクタと
を備え、
前記ヘッドコネクタ及び前記レーザヘッドに、これらヘッドコネクタとレーザヘッドとを接続する接続部を設け、ヘッドコネクタ側の接続部を凸状とするとともに、レーザヘッド側の接続部を凹状とし、
少なくとも前記光ファイバケーブルから出射されるレーザ光を拡散させる拡散レンズと、前記拡散レンズから出射されるレーザ光を平行光に集束させる集束レンズとを備えたビームエキスパンダを前記ヘッドコネクタに収納し、
前記拡散レンズと前記集束レンズとの離間距離を調整可能としたレーザ加工装置において、
前記ヘッドコネクタには、前記拡散レンズと前記集束レンズとの離間距離を調整することにより前記レーザ光の広がり角を調整する広がり角調整手段と、外部から操作可能な操作部と、該操作部の操作に応じて前記広がり角調整手段に操作量を伝達する伝達手段とを備え、
前記操作部は、前記レーザヘッドと前記ヘッドコネクタとが組み付けられた状態で操作可能に構成されたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工装置において、
前記拡散レンズと前記集束レンズとの間には、前記集束レンズから出射される前記レーザ光のビーム径を設定する少なくとも１枚以上の調整レンズの光軸方向の位置を調整するビーム径調整手段を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザ加工装置において、
外部から前記ビーム径調整手段を介して前記調整レンズの光軸方向の位置を調整可能なビーム径調整用操作部を備え、
前記ビーム径調整用操作部は、前記レーザヘッドと前記ヘッドコネクタとが組み付けられた状態で操作可能に構成されたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記操作部の操作量に基づく前記広がり角の調整情報及び前記レーザ光のビーム径の情報の少なくとも一方を表示する表示部を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザ加工装置において、
前記表示部は、前記ヘッドコネクタに設けられたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記ヘッドコネクタには、前記操作部を隠蔽するカバー部を備え、
前記カバー部は、外部から着脱可能に構成されたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１】
レーザ光を発生するレーザ発生手段を備えたレーザ出射ユニットと、
前記レーザ出射ユニットから出力されるレーザ光を加工対象物に照射するガルバノスキャナを有するレーザヘッドと、
前記レーザ出射ユニットから前記レーザヘッドにレーザ光を伝送する光ファイバケーブルに設けられて前記レーザヘッドに対して着脱可能に構成されるヘッドコネクタと
を備え、
前記ヘッドコネクタ及び前記レーザヘッドに、これらヘッドコネクタとレーザヘッドとを接続する接続部を設け、ヘッドコネクタ側の接続部を凸状とするとともに、レーザヘッド側の接続部を凹状とし、
少なくとも前記光ファイバケーブルから出射されるレーザ光を拡散させる拡散レンズと、前記拡散レンズから出射されるレーザ光を平行光に集束させる集束レンズとを備えたビームエキスパンダを前記ヘッドコネクタに収納し、
前記拡散レンズと前記集束レンズとの離間距離を調整可能としたレーザ加工装置において、
前記ヘッドコネクタには、前記拡散レンズと前記集束レンズとの離間距離を調整することにより前記レーザ光の広がり角を調整する広がり角調整手段と、外部から操作可能な操作部と、該操作部の操作に応じて前記広がり角調整手段に操作量を伝達する伝達手段とを備え、
前記操作部は、前記レーザヘッドと前記ヘッドコネクタとが組み付けられた状態で操作可能に構成されたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ加工装置において、
前記拡散レンズと前記集束レンズとの間には、前記集束レンズから出射される前記レーザ光のビーム径を設定する少なくとも１枚以上の調整レンズの光軸方向の位置を調整するビーム径調整手段を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザ加工装置において、
外部から前記ビーム径調整手段を介して前記調整レンズの光軸方向の位置を調整可能なビーム径調整用操作部を備え、
前記ビーム径調整用操作部は、前記レーザヘッドと前記ヘッドコネクタとが組み付けられた状態で操作可能に構成されたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記操作部の操作量に基づく前記広がり角の調整情報及び前記レーザ光のビーム径の情報の少なくとも一方を表示する表示部を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザ加工装置において、
前記表示部は、前記ヘッドコネクタに設けられたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記ヘッドコネクタには、前記操作部を隠蔽するカバー部を備え、
前記カバー部は、外部から着脱可能に構成されたことを特徴とするレーザ加工装置。
【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２０１３−１３９０５（Ｐ２０１３−１３９０５Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４６７３３（Ｐ２０１１−１４６７３３）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック デバイスＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００１０６２２１）パナソニック デバイスＳＵＮＸ株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
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