レーザ発振装置
【課題】レーザ発振器の熱変形に伴なうミラー支持部材の変形を抑制したレーザ発振装置を提案する。
【解決手段】筐体を有し、この筐体の内部でレーザ光を発生するレーザ発振器、このレーザ発振器で発生したレーザ光を導く第１ミラー、および第１ミラーと平行に配置され第１ミラーからのレーザ光をさらに導く第２ミラーを備え、レーザ発振器が支持基板に取り付けられ、また、第１ミラーと第２ミラーがともに共通のミラー支持部材に取り付けられ、このミラー支持部材が、支持基板に対して、三角形の各頂点に位置する単に３つの固着部材により取り付けられた。
【解決手段】筐体を有し、この筐体の内部でレーザ光を発生するレーザ発振器、このレーザ発振器で発生したレーザ光を導く第１ミラー、および第１ミラーと平行に配置され第１ミラーからのレーザ光をさらに導く第２ミラーを備え、レーザ発振器が支持基板に取り付けられ、また、第１ミラーと第２ミラーがともに共通のミラー支持部材に取り付けられ、このミラー支持部材が、支持基板に対して、三角形の各頂点に位置する単に３つの固着部材により取り付けられた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザ加工機などに使用されるレーザ発振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームにより被加工物を加工するレーザ加工機では、レーザ発振器と複数のミラーを備えたレーザ発振装置が使用される。レーザ発振器は、筐体を有し、この筐体の内部でレーザ光を発生する。このレーザ光は、レーザビームとして、複数のミラーを通じて被加工物を加工する加工部に伝送される。
【０００３】
レーザ加工機は、例えば特開２００２−３１６２９１号公報（特許文献１）の図１に開示される。この特許文献１に開示されたレーザ加工機のレーザ発振装置では、レーザ発振器から出力された直線偏光のレーザビームは、第１ベンドミラーによって円偏光され、この円偏光されたレーザビームは、第２ベンドミラー（凸面鏡）と第３ベンドミラー（凹面鏡）により、ビーム径を拡大するとともにほぼ平行ビームに補正され、加工部に送出される。一般に、レーザ発振器から出力されるレーザ光には、直線偏光成分が含まれており、このレーザ光の直線偏光成分により、被加工物に対するレーザ光の吸収率が加工方向に異なり、加工品質に異方性が生じる。このため、レーザ発振器から出力されたレーザ光を円偏光にしている。特許文献１の第１ベンドミラーは、直線偏光のレーサ光を円偏光に変換する円偏光ミラーを構成する。
【０００４】
また、特開平１１−１６３４４２号公報（特許文献２）の図１には、レーザ加工機に使用されるＹＡＧレーザ発振装置が開示される。このＹＡＧレーザ発振装置では、共通のベース板上に、基本波発振部と、第２高調波発生部と、第３高調波発生部とともに、特定波長の光を反射する２つのダイクロイックミラーを配置される。この特許文献２の基本波発振部は、レーザ発振器を構成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１６２９１号公報、とくに図１
【特許文献２】特開平１１−１６３４４２号公報、とくに図１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された円偏光ミラーを用いるレーザ発振装置では、円偏光ミラーはレーザ発振器の筐体に取り付けられる。このため、レーザ発振器の筐体の熱変形に伴ない、円偏光ミラーの角度が変化し、レーザ光軸にずれが生じる。円偏光ミラーから加工部までの距離は、一般には１０ｍ以上と長く、円偏光ミラーの僅かな角度変化によって、加工位置の大きな変化が生じる不都合がある。また、特許文献２に開示された２つのダイクロイックミラーを用いるレーザ発振装置でも、各ダイクロイックミラーが共通のベース板上に取り付けられる。このため、レーザ発振器の熱によりベース板が変形し、各ダイクロイックミラーの平行性が崩れ、レーザ光の光軸にずれが発生し、加工位置にずれが生じる不都合がある。
【０００７】
この発明は、このようなレーザ光軸のずれを改善することのできるレーザ発振装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によるレーザ発振装置は、筐体を有し、この筐体の内部でレーザ光を発生するレーザ発振器、前記レーザ発振器で発生した前記レーザ光を導く第１ミラー、および前記第１ミラーと平行に配置され前記第１ミラーからの前記レーザ光をさらに導く第２ミラーを備えたレーザ発振装置であって、前記レーザ発振器が支持基板に取り付けられ、また、前記第１ミラーと前記第２ミラーがともに共通のミラー支持部材に取り付けられ、このミラー支持部材が、前記支持基板に対して、三角形の各頂点に位置する単に３つの固着部材により取り付けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によるレーザ発振装置では、レーザ発振器が支持基板に取り付けられ、また、第１ミラーと第２ミラーがともに共通のミラー支持部材に取り付けられ、このミラー支持部材が、前記支持基板に対して、三角形の各頂点に位置する単に３つの固着部材により取り付けられたので、レーザ発振器の筐体が熱変形しても、ミラー支持部材の変形を充分小さく抑制し、第１、第２ミラーのレーザ光軸のずれを充分小さく抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明によるレーザ発振装置の実施の形態１を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１におけるミラー支持部材の変形を説明する説明図である。
【図３】４点固着構造におけるミラー支持部材の変形を説明する説明図である。
【図４】実施の形態１におけるミラーの平行性を示す説明図である。
【図５】この発明によるレーザ発振装置の実施の形態２を示す斜視図である。
【図６】この発明によるレーザ発振装置の実施の形態３を示す斜視図である。
【図７】実施の形態３における箱形ミラー支持体を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下この発明のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明によるレーザ発振装置の実施の形態１を示す斜視図である。この実施の形態１のレーザ発振装置１００は、例えばレーザ加工機に使用される。
【００１３】
実施の形態１のレーザ発振装置１００は、レーザ発振器１０と、光学ユニット２０を備えている。レーザ発振器１０は、筐体１１を有し、この筐体１１の内部でレーザ光を発生する。筐体１１は、金属、例えば鋼板で直方体の箱形に形成され、正面壁１１Ａと、裏面壁１１Ｂと、周壁１１Ｃを有する。レーザ発振器１０で発生したレーザ光は、レーザビームＬＢとなり、正面壁１１Ａからそれと垂直に交差する方向に導出される。正面壁１１Ａには、３つの取付台１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが形成される。
【００１４】
レーザ発振器１０には、例えば特開昭６０−２５４６８４号公報の第２図に開示されたレーザ発振器が使用される。このレーザ発振器は、ガスレーザ発振器であり、筐体１１の内部には、ＣＯ２などのレーザガスが封入される。レーザガスを封入した筐体１１内には、特開昭６０−２５４６８４号公報の第２図に示されるように、レーザガスを循環させる送風機と、レーザガスを冷却させる熱交換器と、レーザガスを励起する一対の放電電極が配置される。レーザ発振中には、レーザガスに温度差が生じ、筐体１１には温度分布が発生し、この温度分布に基づき、筐体１１の熱変形が発生する。例えばレーザ加工機に使用されるレーザ発振器１０は高出力として構成され、内部に発生する熱量が大きいので、筐体１１の熱変形を避けられない。
【００１５】
光学ユニット２０は、ミラー系２１と、ミラー支持部材４１を有する。ミラー系２１は、互いに平行に配置された第１ミラー２２と第２ミラー２４を含む。実施の形態１では、第１ミラー２２は円偏光ミラーであり、第２ミラー２４は反射鏡で構成されたベンドミラーである。円偏光ミラー２２は、レーザビームＬＢが、４５°の入射角で入射するように設置される。
【００１６】
特開平８−１９２２８３号公報の図２５には、レーザ発振器から出力される直線偏光のレーザ光を円偏光にする方法が開示される。入射角４５°で使用するミラーの反射面に対し、直線偏光のレーザ光の偏光面がＳ偏光軸（またはＰ偏光軸）と４５°をなす入射配置（方位角４５°）にて、反射するレーザ光のＳ偏光とＰ偏光の両成分間に９０°（λ／４）の位相差が生じるように光学膜設計された誘電体多層膜を形成することにより、直線偏光を円偏光に変換することができ、このようなミラーを円偏光ミラーと呼ぶ。ここで、Ｓ偏光とは、入射面に垂直な偏光面を持つ成分であり、Ｐ偏光とは、それに垂直、すなわち入射面に平行な偏光面を持つ成分である。円偏光ミラー２２は、この特開平８−１９２２８３に開示された円偏光ミラーと同じに構成される。
【００１７】
ミラー支持部材４１は、金属、例えば鋼板で長方形の平板状に形成される。このミラー支持部材４１は、相対向する一対の主面４１Ａ、４１Ｂと、相対向する一対の長辺４２Ａ、４２Ｂと、相対向する一対の短辺４２Ｃ、４２Ｄと、４つのコーナー部４３Ａ〜４３Ｄを有する。主面４１Ａ、４１Ｂは互いに平行な平面である。コーナー部４３Ａは、左長辺４２Ａと上短辺４２Ｃとの間に形成され、コーナー部４３Ｂは、右長辺４２Ｂと上短辺４２Ｃとの間に形成され、コーナー部４３Ｃは、右長辺４２Ｂと下短辺４２Ｄとの間に形成され、コーナー部４３Ｄは、左長辺４２Ａと下短辺４２Ｄとの間に形成される。
【００１８】
第１ミラー２２は、ミラーブロック２３に取り付けられ、このミラーブロック２３は、ミラー支持部材４１の主面４１Ａの上部中央に直接取り付けられる。第２ミラー２４は、ミラーブロック２５に取り付けられ、このミラーブロック２５は、ミラー支持部材４１の主面４１Ａの下部中央に直接取り付けられる。ミラーブロック２３、２５は、それぞれの両端面を直角二等辺三角形として、三角柱状に形成される。ミラー２２、２４は、それぞれのミラーの中心面がミラー支持部材４１の主面４１Ａに対して４５°傾斜して、互いに平行な状態で、ミラーブロック２３、２５により支持される。レーザビームＬＢは第１ミラー２２の入射面に４５°の角度で入射して、その入射面から４５°の角度で反射し、その後、第２ミラー２４の入射面に４５°の入射角で入射し、その入射面から４５°の角度で反射され、レーザ加工機の加工部に導かれる。
【００１９】
ミラー支持部材４１は、単に３つの固着具４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃを含む３点固着構造により、レーザ発振器１０の筐体１１の正面壁１１Ａに形成された取付台１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに直接取り付けられる。固着具４５Ａはミラー支持部材４１のコーナー部４３Ａを正面壁１１Ａに固着する。固着具４５Ｂはミラー支持部材４１のコーナー部４３Ｂを正面壁１１Ａに固着する。固着具４５Ｃはミラー支持部材４１のコーナー部４３Ｃを正面壁１１Ａに固着する。コーナー部４３Ｄには、固着具は配置されず、このコーナー部４３Ｄは、正面壁１１Ａに固着されず、フリーの状態とされる。このように、単に３つの固着具４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃが、３つのコーナー部４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃを正面壁１１Ａに固着する結果、３つの固着具４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃは、三角形の各頂点に位置する。これらの固着具４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃは、例えば互いに同じ外形寸法を持ったボルトで構成される。
【００２０】
図２、図３は、レーザ発振器１０における筐体１１の正面壁１１Ａの熱変形と、これに伴なうミラー支持部材４１の変形を説明する説明図である。図２は、実施の形態１による３点固着構造における正面壁１１Ａの熱変形と、これに伴なうミラー支持部材４１の変形を示し、また図３は、図２と比較するために４点固着構造における正面壁１１Ａの熱変形と、これに伴なうミラー支持部材４１の変形を示す。図２の３点固着構造は、ミラー支持部材４１のコーナー部４３Ａ〜４３Ｃを固着具４５Ａ〜４５Ｃにより、正面壁１１Ａの取付台１２Ａ〜１２Ｃに固着した構造である。図３の４点固着構造は、ミラー支持部材４１のコーナー部４３Ｄにも固着具４５Ｄを設け、ミラー支持部材４１が、４つの固着具４５Ａ〜４５Ｄにより、正面壁１１Ａの取付台１２Ａ〜１２Ｄに固着された構造である。
【００２１】
実施の形態１による３点固着構造では、図２に示すように、正面壁１１Ａが熱変形しても、ミラー支持部材４１には、変形が殆んど発生しないが、４点固着構造では、図３に示すように、正面壁１１Ａの熱変形に伴ない、ミラー支持部材４１に大きな変形が発生する。具体的には、正面壁１１Ａの取付台１２Ａ〜１２Ｄが、正面壁１１Ａの熱変形に基づき、互いに異なる隆起量で隆起した場合を想定する。４点固着構造では、４つの固着具４５Ａ〜４５Ｄによる過剰拘束のために、各取付台１２Ａ〜１２Ｄの互いに異なる隆起量に基づき、長辺４２Ａ、４２Ｂ、および短辺４２Ｃ、４２Ｄのそれぞれにおいて、平行性が変化する。このように、ミラー支持部材４１の平面度が変化するため、ミラー２２、２４の相対角度が変化し、それらの平行性が崩れる。４点以上の多点固着構造を採用すれば、４点固着構造よりも、さらに過剰拘束となり、ミラー２２、２４の相対角度は変化する。
【００２２】
実施の形態１の３点固着構造では、筐体１１の正面壁１１Ａが熱変形した場合に、固着具４５Ａと固着具４５Ｂとを結ぶ線、および固着具４５Ｂと固着具４５Ｃとを結ぶ線は、移動するが、コーナー部４３Ｄがフリーとされる結果、両辺を含む平面は一意に決まり平面度が変化することはない。したがって、ミラー支持部材４１の平面度も一定となり、円偏光ミラー２２とベンドミラー２４の相対角度も一定に保つことができる。
【００２３】
図４は、ミラー２２、２４の平行性に関する説明図である。ミラー支持部材４１は、レーザ発振器１０における筐体１１の正面壁１１Ａに固着されるので、正面壁１１Ａの熱変形に伴なうミラー支持部材４１の姿勢変化は回避できないが、実施の形態１の３点固着構造では、ミラー支持部材４１の姿勢変化は単調変化となり、その姿勢変化は、円偏光ミラー２２とベンドミラー２４の平行性を実質的に保つような姿勢変化となる。例えば図４に示すように、第１ミラー２２が、第２ミラー２４よりも正面壁１１Ａから離れるような単調な姿勢変化では、ミラー２２、２４との平行性は実質的に保持される。この場合、ミラー２２、２４の光軸の角度は、図４に実線で示す状態から点線で示すように変化するが、第１ミラー２２の光軸の角度変化と、第２ミラー２４の光軸の角度変化は、実質的に互いに相殺されるので、第２ミラー２４から出力されるレーザビームＬＢの光軸角度の変化は実質的に生じることなく、実質的に一定に保たれ、加工位置の変化も実質的に解消することができ、良好な加工品質を得ることができる。
【００２４】
このように実施の形態１では、第１ミラー２２と第２ミラー２４がともにミラー支持部材４１に取り付けられ、このミラー支持部材４１が、レーザ発振器１０における筐体１１に対して、三角形の各頂点に位置する単に３つの固着具４５Ａ〜４５Ｃにより取り付けられるので、筐体１０の熱変形に伴なうミラー支持部材４１の変形を充分小さく抑制し、レーザ光の光軸の変化を抑制することができる。
【００２５】
実施の形態２．
図５は、この発明によるレーザ発振装置の実施の形態２を示す斜視図である。この実施の形態２のレーザ発振装置１００Ａは、実施の形態１における光学ユニット２０に代わって、光学ユニット２０Ａを使用する。この光学ユニット２０Ａは、ミラー系２１と、ミラー支持構造３０と、ミラー支持部材４１１を有する。ミラー系２１は、実施の形態１と同じに、第１ミラー２２と、第２ミラー２４を有する。ミラー支持構造３０は、これらのミラー２２、２４を共通に支持する。このミラー支持構造３０は、実施の形態２では、円筒状のミラー支持体３１とされる。ミラー支持部材４１１は、実施の形態１で使用されたミラー支持部材４１に一対の取付アーム４６を付加して構成される。この取付アーム４６はミラー支持部材４１１の主面４１Ａに一体に形成され、この取付アーム４６によりミラー支持体３１がミラー支持部材４１１に取り付けられる。第１ミラー２２が取り付けられるミラーブロック２３Ａおよび第２ミラー２４が取り付けられるミラーブロック２５Ａは、円筒状のミラー支持体３１の両端部にねじ込まれるように、円筒状に構成される。その他は、実施の形態１と同じに構成される。
【００２６】
この実施の形態２でも、ミラー支持部材４１１は、その４つのコーナー部４３Ａ〜４３Ｄの中の３つのコーナー部４３Ａ〜４３Ｃが、単に３つの固着具４５Ａ〜４５Ｃを含む３点固着構造により、レーザ発振器１０における筐体１１の正面壁１１Ａに固着され、コーナー部４３Ｄには、固着具は設けられず、コーナー部４３Ｄはフリーとされる。
【００２７】
ミラー支持体３１は、金属、例えば鋼板により円筒状に構成され、平板に比べて、より高い剛性を持つ。このミラー支持体３１は、筐体１１の正面壁１１Ａと対向して、その中心軸が鉛直方向に沿って延びるように、配置される。このミラー支持体３１の上端部に、第１ミラー２２のミラーブロック２３Ａが取り付けられ、ミラー支持体３１の下端部に、第２ミラー２４のミラーブロック２５Ａが取り付けられる。この実施の形態２でも、第１ミラー２２は円偏光ミラーであり、第２ミラー２４はベンドミラーである。レーザ発振器１０からのレーザビームＬＢは、円偏光ミラー２２の入射面に４５°の入射角で入射してその入射面で４５°の角度に反射され、その後、ミラー支持体３１の内部を通り、ベンドミラー２４に入射面に４５°の入射角で入射し、その入射面で４５°の角度で反射され、レーザ加工機の加工部に導かれる。
【００２８】
ミラーブロック２３Ａ、２５Ａには、冷却配管３３が付設される。この冷却配管３３には、冷却水３４が供給され、ミラー２２、２４を冷却する。レーザ加工機に用いられるレーザ発振器１０は、出力が高く、ミラー２２、２４は、その高出力のレーザビームＬＢの一部を吸収するので、冷却配管３３によるミラー２２、２４の冷却は重要である。
【００２９】
ミラー支持体３１は、レーザ発振器１０の運転前には、外気温度に等しい温度になり、ミラー支持体３１は、そのどの部分でも外気温度と等しい温度となるが、レーザ発振器１０の運転開始に伴ない、冷却配管３３によりミラーブロック２３Ａ、２３Ｂが冷却されると、ミラー２２、２４の周辺部と、冷却配管３３の接続部の周辺では、局部的に温度が低下するため、ミラー支持体３１に局部的な温度変化が生じ、ミラー支持体３１に熱応力が発生する。しかし、ミラー支持体３１は、平板よりも剛性の高い円筒状に構成されるので、ミラー支持体３１は、その熱応力によっても、曲がりとねじりの変形は小さく抑制される。したがって、冷却配管３３による冷却によっても、ミラー支持体３１の変形は小さく、ミラー２２、２４の平行性を実質的に維持することができ、レーザビームＬＢの光軸の変化は充分小さく抑制することができる。
【００３０】
実施の形態２では、実施の形態１と同様な効果が得られ、加えてミラー支持体３１を剛性の高い円筒状に構成したので、冷却配管３３によりミラー２２、２４を冷却しても、ミラー支持体３１の変形は小さく、ミラー２２、２４の平行性が実質的に維持することができ、レーザビームＬＢの光軸の変化を充分小さく抑制することができ、良好な加工を行なうことができる。
【００３１】
実施の形態３．
図６は、この発明によるレーザ発振装置の実施の形態３を示す斜視図であり、図７は、実施の形態３における箱形ミラー支持体３５をレーザ発振器１０の側から見た斜視図である。
【００３２】
この実施の形態３のレーザ発振装置１００Ｂは、レーザ発振器１０と、支持基板１７と、光学ユニット２０Ｂを含む。支持基板１７は、例えば水平に配置される。この支持基板１７上にレーザ発振器１０と、光学ユニット２０Ｂとが、間隔をおいて取り付けられ、レーザ発振器１０と光学ユニット２０Ｂとは、共通な支持基板１７上で互いに機械的に結合される。レーザ発振器１０は、その周壁１１Ｃの中の底壁１３が支持基板１７に接合するようにして、支持基板１７上に固着具１５により取り付けられる。底壁１３は、長方形形状を有し、４つのコーナー部１４を有するが、それらのすべてのコーナー部１４が固着具１５により支持基板１７に固着される。固着具１５は、例えばボルトである。
【００３３】
光学ユニット２０Ｂは、ミラー系２１と、ミラー支持構造３０を有する。ミラー系２１は、実施の形態１と同じく、第１ミラー２２と第２ミラー２４を有し、これらのミラー２２、２４は、それぞれ実施の形態１と同じミラーブロック２３、２５に取り付けられる。ミラーブロック２３、２５には、冷却配管３３が付設される。この冷却配管３３には、冷却水３４が供給され、ミラー２２、２４を冷却する。
【００３４】
ミラー支持構造３０は、この実施の形態３では、箱形ミラー支持体３５とされる。この箱形ミラー支持体３５は、金属、例えば鋼板により直方体の箱形に構成される。この箱形ミラー支持体３５は、ミラー支持部材４１２と、相対向する一対の側壁３６Ａ、３６Ｂと、ミラー支持部材４１２と対向する上壁３７と、正面壁３８と、一対の対角リブ３９Ａ、３９Ｂを有する。これらのミラー支持部材４１２と、一対の側壁３６Ａ、３６Ｂと、上壁３７と、正面壁３８と、一対の対角リブ３９Ａ、３９Ｂは、互いに一体に形成される。
【００３５】
箱形ミラー支持体３５は、４つのコーナー部３５Ａ〜３５Ｄを有する。コーナー部３５Ａは、側壁３６Ａと上壁３７との間に形成される。コーナー部３５Ｂは、側壁３６Ｂと上壁３７との間に形成される。コーナー部３５Ｃは、側壁３６Ａとミラー支持部材４１２との間に形成される。コーナー部３５Ｄは、側壁３６Ｂとミラー支持部材４１２との間に形成される。対角リブ３９Ａは、コーナー部３５Ａとコーナー部３６Ｄとの間を延びるように形成され、対角リブ３９Ｂは、コーナー部３５Ｂとコーナー部３６Ｃとの間を延びるように形成される。これらの対角リブ３９Ａ、３９Ｂは、それらの中間位置で互いに交差する。
【００３６】
ミラーブロック２３は、箱形ミラー支持体３５の正面壁３８の上部中央に取り付けられ、また、ミラーブロック２５は、その正面壁３８の下部中央に取り付けられる。この実施の形態３でも、第１ミラー２２は円偏光ミラーであり、第２ミラー２４はベンドミラーである。レーザ発振器１０からのレーザビームＬＢは、第１ミラー２２の入射面に４５°の入射角で入射してその入射面で４５°の角度に反射され、その後、第２ミラー２４に入射面に４５°の入射角で入射し、その入射面で４５°の角度で反射され、レーザ加工機の加工部に導かれる。
【００３７】
ミラー支持部材４１２は、長方形形状に構成される。このミラー支持部材４１２は、実施の形態１におけるミラー支持部材４１と同様に、４つのコーナー部４３Ａ〜４３Ｄを有し、３点固着構造により、支持基板１７に固着される。４つのコーナー部４３Ａ〜４３Ｄの中で、３つのコーナー部４３Ａ〜４３Ｃには、それぞれ固着具４５Ａ〜４５Ｃが配置され、コーナー部４３Ａ〜４３Ｃは、それぞれ固着具４５A〜４５Ｃにより支持基板１７上に固着される。固着具４５Ａ〜４５Ｃは、支持基板１７に形成された取付台１２Ａ〜１２Ｃにコーナー部４３Ａ〜４３Ｃを固着する。コーナー部４３Ｄには、固着具は配置されず、このコーナー部４３Ｄは、フリーとされる。ミラー支持部材４１２は、単に３つの固着具４５Ａ〜４５Ｃを含む３点固着構造とされる。支持基板１７は、レーザ発振器１０から熱変形を受けて変形するが、ミラー支持部材４１２が３点固着構造により支持基板１７に固着されるので、支持基板１７の変形に伴なう箱形ミラー支持体３５の変形は充分小さく抑制される。
【００３８】
箱形ミラー支持体３５は、レーザ発振器１０の運転前には、外気温度に等しい温度になり、ミラー支持体３５は、そのどの部分でも外気温度と等しい温度となるが、レーザ発振器１０の運転開始に伴ない、冷却配管３３によりミラーブロック２３、２５が冷却されると、正面壁３８では、ミラーブロック２３、２５の周辺部で、局部的に温度が低下するため、正面壁３８に局部的な温度変化が生じ、箱形ミラー支持体３５に熱応力が発生する。しかし、箱形ミラー支持体３５は、対角リブ３９Ａ、３９Ｂを含んだ剛性の高い箱形に構成されるので、箱形ミラー支持体３５の正面壁３８では、その熱応力によっても、曲がりとねじりの変形を充分小さく抑制する。したがって、冷却配管３３による冷却によっても、箱形ミラー支持体３５の変形は小さく、ミラー２２、２４の平行性を実質的に維持することができ、レーザビームＬＢの光軸の変化は充分小さく抑制することができる。
【００３９】
実施の形態３では、実施の形態１と同様な効果が得られ、加えて箱形ミラー支持体３５が対角リブ３９Ａ、３９Ｂを含む剛性の高い構造されるので、冷却配管３３によりミラー２２、２４を冷却しても、ミラー支持体３５の変形は小さく、ミラー２２、２４の平行性が実質的に維持することができ、レーザビームＬＢの光軸の変化は充分小さく抑制することができ、良好な加工を行なうことができる。
【００４０】
実施の形態１、２、３は、いずれも、第１ミラー２２を円偏光ミラーとし、第２ミラー２４をベンドミラーとしたが、レーザ光の発振波長を選択する場合には、第１、第２ミラー２２、２４をともにダイクロイックミラーに置き換える。この場合にも、実施の形態１、２、３と同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
この発明によるレーザ発振装置は、レーザ加工機など出力の高いレーザ光を用いる機器に利用される。
【符号の説明】
【００４２】
１００、１００Ａ、１００Ｂ：レーザ発振装置、１０：レーザ発振器、１１：筐体、
２０、２０Ａ、２０Ｂ：光学ユニット、２１、２１Ａ：ミラー系、２２：第１ミラー、
２４：第２ミラー、４１、４１１、４１２：ミラー支持部材、１７：支持基板、
３０：ミラー支持体、３１：円筒状ミラー支持体、
３５：箱形ミラー支持体、３９Ａ、３９Ｂ：対角リブ、３３：冷却配管。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザ加工機などに使用されるレーザ発振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザビームにより被加工物を加工するレーザ加工機では、レーザ発振器と複数のミラーを備えたレーザ発振装置が使用される。レーザ発振器は、筐体を有し、この筐体の内部でレーザ光を発生する。このレーザ光は、レーザビームとして、複数のミラーを通じて被加工物を加工する加工部に伝送される。
【０００３】
レーザ加工機は、例えば特開２００２−３１６２９１号公報（特許文献１）の図１に開示される。この特許文献１に開示されたレーザ加工機のレーザ発振装置では、レーザ発振器から出力された直線偏光のレーザビームは、第１ベンドミラーによって円偏光され、この円偏光されたレーザビームは、第２ベンドミラー（凸面鏡）と第３ベンドミラー（凹面鏡）により、ビーム径を拡大するとともにほぼ平行ビームに補正され、加工部に送出される。一般に、レーザ発振器から出力されるレーザ光には、直線偏光成分が含まれており、このレーザ光の直線偏光成分により、被加工物に対するレーザ光の吸収率が加工方向に異なり、加工品質に異方性が生じる。このため、レーザ発振器から出力されたレーザ光を円偏光にしている。特許文献１の第１ベンドミラーは、直線偏光のレーサ光を円偏光に変換する円偏光ミラーを構成する。
【０００４】
また、特開平１１−１６３４４２号公報（特許文献２）の図１には、レーザ加工機に使用されるＹＡＧレーザ発振装置が開示される。このＹＡＧレーザ発振装置では、共通のベース板上に、基本波発振部と、第２高調波発生部と、第３高調波発生部とともに、特定波長の光を反射する２つのダイクロイックミラーを配置される。この特許文献２の基本波発振部は、レーザ発振器を構成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１６２９１号公報、とくに図１
【特許文献２】特開平１１−１６３４４２号公報、とくに図１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された円偏光ミラーを用いるレーザ発振装置では、円偏光ミラーはレーザ発振器の筐体に取り付けられる。このため、レーザ発振器の筐体の熱変形に伴ない、円偏光ミラーの角度が変化し、レーザ光軸にずれが生じる。円偏光ミラーから加工部までの距離は、一般には１０ｍ以上と長く、円偏光ミラーの僅かな角度変化によって、加工位置の大きな変化が生じる不都合がある。また、特許文献２に開示された２つのダイクロイックミラーを用いるレーザ発振装置でも、各ダイクロイックミラーが共通のベース板上に取り付けられる。このため、レーザ発振器の熱によりベース板が変形し、各ダイクロイックミラーの平行性が崩れ、レーザ光の光軸にずれが発生し、加工位置にずれが生じる不都合がある。
【０００７】
この発明は、このようなレーザ光軸のずれを改善することのできるレーザ発振装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によるレーザ発振装置は、筐体を有し、この筐体の内部でレーザ光を発生するレーザ発振器、前記レーザ発振器で発生した前記レーザ光を導く第１ミラー、および前記第１ミラーと平行に配置され前記第１ミラーからの前記レーザ光をさらに導く第２ミラーを備えたレーザ発振装置であって、前記レーザ発振器が支持基板に取り付けられ、また、前記第１ミラーと前記第２ミラーがともに共通のミラー支持部材に取り付けられ、このミラー支持部材が、前記支持基板に対して、三角形の各頂点に位置する単に３つの固着部材により取り付けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によるレーザ発振装置では、レーザ発振器が支持基板に取り付けられ、また、第１ミラーと第２ミラーがともに共通のミラー支持部材に取り付けられ、このミラー支持部材が、前記支持基板に対して、三角形の各頂点に位置する単に３つの固着部材により取り付けられたので、レーザ発振器の筐体が熱変形しても、ミラー支持部材の変形を充分小さく抑制し、第１、第２ミラーのレーザ光軸のずれを充分小さく抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明によるレーザ発振装置の実施の形態１を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１におけるミラー支持部材の変形を説明する説明図である。
【図３】４点固着構造におけるミラー支持部材の変形を説明する説明図である。
【図４】実施の形態１におけるミラーの平行性を示す説明図である。
【図５】この発明によるレーザ発振装置の実施の形態２を示す斜視図である。
【図６】この発明によるレーザ発振装置の実施の形態３を示す斜視図である。
【図７】実施の形態３における箱形ミラー支持体を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下この発明のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明によるレーザ発振装置の実施の形態１を示す斜視図である。この実施の形態１のレーザ発振装置１００は、例えばレーザ加工機に使用される。
【００１３】
実施の形態１のレーザ発振装置１００は、レーザ発振器１０と、光学ユニット２０を備えている。レーザ発振器１０は、筐体１１を有し、この筐体１１の内部でレーザ光を発生する。筐体１１は、金属、例えば鋼板で直方体の箱形に形成され、正面壁１１Ａと、裏面壁１１Ｂと、周壁１１Ｃを有する。レーザ発振器１０で発生したレーザ光は、レーザビームＬＢとなり、正面壁１１Ａからそれと垂直に交差する方向に導出される。正面壁１１Ａには、３つの取付台１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが形成される。
【００１４】
レーザ発振器１０には、例えば特開昭６０−２５４６８４号公報の第２図に開示されたレーザ発振器が使用される。このレーザ発振器は、ガスレーザ発振器であり、筐体１１の内部には、ＣＯ２などのレーザガスが封入される。レーザガスを封入した筐体１１内には、特開昭６０−２５４６８４号公報の第２図に示されるように、レーザガスを循環させる送風機と、レーザガスを冷却させる熱交換器と、レーザガスを励起する一対の放電電極が配置される。レーザ発振中には、レーザガスに温度差が生じ、筐体１１には温度分布が発生し、この温度分布に基づき、筐体１１の熱変形が発生する。例えばレーザ加工機に使用されるレーザ発振器１０は高出力として構成され、内部に発生する熱量が大きいので、筐体１１の熱変形を避けられない。
【００１５】
光学ユニット２０は、ミラー系２１と、ミラー支持部材４１を有する。ミラー系２１は、互いに平行に配置された第１ミラー２２と第２ミラー２４を含む。実施の形態１では、第１ミラー２２は円偏光ミラーであり、第２ミラー２４は反射鏡で構成されたベンドミラーである。円偏光ミラー２２は、レーザビームＬＢが、４５°の入射角で入射するように設置される。
【００１６】
特開平８−１９２２８３号公報の図２５には、レーザ発振器から出力される直線偏光のレーザ光を円偏光にする方法が開示される。入射角４５°で使用するミラーの反射面に対し、直線偏光のレーザ光の偏光面がＳ偏光軸（またはＰ偏光軸）と４５°をなす入射配置（方位角４５°）にて、反射するレーザ光のＳ偏光とＰ偏光の両成分間に９０°（λ／４）の位相差が生じるように光学膜設計された誘電体多層膜を形成することにより、直線偏光を円偏光に変換することができ、このようなミラーを円偏光ミラーと呼ぶ。ここで、Ｓ偏光とは、入射面に垂直な偏光面を持つ成分であり、Ｐ偏光とは、それに垂直、すなわち入射面に平行な偏光面を持つ成分である。円偏光ミラー２２は、この特開平８−１９２２８３に開示された円偏光ミラーと同じに構成される。
【００１７】
ミラー支持部材４１は、金属、例えば鋼板で長方形の平板状に形成される。このミラー支持部材４１は、相対向する一対の主面４１Ａ、４１Ｂと、相対向する一対の長辺４２Ａ、４２Ｂと、相対向する一対の短辺４２Ｃ、４２Ｄと、４つのコーナー部４３Ａ〜４３Ｄを有する。主面４１Ａ、４１Ｂは互いに平行な平面である。コーナー部４３Ａは、左長辺４２Ａと上短辺４２Ｃとの間に形成され、コーナー部４３Ｂは、右長辺４２Ｂと上短辺４２Ｃとの間に形成され、コーナー部４３Ｃは、右長辺４２Ｂと下短辺４２Ｄとの間に形成され、コーナー部４３Ｄは、左長辺４２Ａと下短辺４２Ｄとの間に形成される。
【００１８】
第１ミラー２２は、ミラーブロック２３に取り付けられ、このミラーブロック２３は、ミラー支持部材４１の主面４１Ａの上部中央に直接取り付けられる。第２ミラー２４は、ミラーブロック２５に取り付けられ、このミラーブロック２５は、ミラー支持部材４１の主面４１Ａの下部中央に直接取り付けられる。ミラーブロック２３、２５は、それぞれの両端面を直角二等辺三角形として、三角柱状に形成される。ミラー２２、２４は、それぞれのミラーの中心面がミラー支持部材４１の主面４１Ａに対して４５°傾斜して、互いに平行な状態で、ミラーブロック２３、２５により支持される。レーザビームＬＢは第１ミラー２２の入射面に４５°の角度で入射して、その入射面から４５°の角度で反射し、その後、第２ミラー２４の入射面に４５°の入射角で入射し、その入射面から４５°の角度で反射され、レーザ加工機の加工部に導かれる。
【００１９】
ミラー支持部材４１は、単に３つの固着具４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃを含む３点固着構造により、レーザ発振器１０の筐体１１の正面壁１１Ａに形成された取付台１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに直接取り付けられる。固着具４５Ａはミラー支持部材４１のコーナー部４３Ａを正面壁１１Ａに固着する。固着具４５Ｂはミラー支持部材４１のコーナー部４３Ｂを正面壁１１Ａに固着する。固着具４５Ｃはミラー支持部材４１のコーナー部４３Ｃを正面壁１１Ａに固着する。コーナー部４３Ｄには、固着具は配置されず、このコーナー部４３Ｄは、正面壁１１Ａに固着されず、フリーの状態とされる。このように、単に３つの固着具４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃが、３つのコーナー部４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃを正面壁１１Ａに固着する結果、３つの固着具４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃは、三角形の各頂点に位置する。これらの固着具４５Ａ、４５Ｂ、４５Ｃは、例えば互いに同じ外形寸法を持ったボルトで構成される。
【００２０】
図２、図３は、レーザ発振器１０における筐体１１の正面壁１１Ａの熱変形と、これに伴なうミラー支持部材４１の変形を説明する説明図である。図２は、実施の形態１による３点固着構造における正面壁１１Ａの熱変形と、これに伴なうミラー支持部材４１の変形を示し、また図３は、図２と比較するために４点固着構造における正面壁１１Ａの熱変形と、これに伴なうミラー支持部材４１の変形を示す。図２の３点固着構造は、ミラー支持部材４１のコーナー部４３Ａ〜４３Ｃを固着具４５Ａ〜４５Ｃにより、正面壁１１Ａの取付台１２Ａ〜１２Ｃに固着した構造である。図３の４点固着構造は、ミラー支持部材４１のコーナー部４３Ｄにも固着具４５Ｄを設け、ミラー支持部材４１が、４つの固着具４５Ａ〜４５Ｄにより、正面壁１１Ａの取付台１２Ａ〜１２Ｄに固着された構造である。
【００２１】
実施の形態１による３点固着構造では、図２に示すように、正面壁１１Ａが熱変形しても、ミラー支持部材４１には、変形が殆んど発生しないが、４点固着構造では、図３に示すように、正面壁１１Ａの熱変形に伴ない、ミラー支持部材４１に大きな変形が発生する。具体的には、正面壁１１Ａの取付台１２Ａ〜１２Ｄが、正面壁１１Ａの熱変形に基づき、互いに異なる隆起量で隆起した場合を想定する。４点固着構造では、４つの固着具４５Ａ〜４５Ｄによる過剰拘束のために、各取付台１２Ａ〜１２Ｄの互いに異なる隆起量に基づき、長辺４２Ａ、４２Ｂ、および短辺４２Ｃ、４２Ｄのそれぞれにおいて、平行性が変化する。このように、ミラー支持部材４１の平面度が変化するため、ミラー２２、２４の相対角度が変化し、それらの平行性が崩れる。４点以上の多点固着構造を採用すれば、４点固着構造よりも、さらに過剰拘束となり、ミラー２２、２４の相対角度は変化する。
【００２２】
実施の形態１の３点固着構造では、筐体１１の正面壁１１Ａが熱変形した場合に、固着具４５Ａと固着具４５Ｂとを結ぶ線、および固着具４５Ｂと固着具４５Ｃとを結ぶ線は、移動するが、コーナー部４３Ｄがフリーとされる結果、両辺を含む平面は一意に決まり平面度が変化することはない。したがって、ミラー支持部材４１の平面度も一定となり、円偏光ミラー２２とベンドミラー２４の相対角度も一定に保つことができる。
【００２３】
図４は、ミラー２２、２４の平行性に関する説明図である。ミラー支持部材４１は、レーザ発振器１０における筐体１１の正面壁１１Ａに固着されるので、正面壁１１Ａの熱変形に伴なうミラー支持部材４１の姿勢変化は回避できないが、実施の形態１の３点固着構造では、ミラー支持部材４１の姿勢変化は単調変化となり、その姿勢変化は、円偏光ミラー２２とベンドミラー２４の平行性を実質的に保つような姿勢変化となる。例えば図４に示すように、第１ミラー２２が、第２ミラー２４よりも正面壁１１Ａから離れるような単調な姿勢変化では、ミラー２２、２４との平行性は実質的に保持される。この場合、ミラー２２、２４の光軸の角度は、図４に実線で示す状態から点線で示すように変化するが、第１ミラー２２の光軸の角度変化と、第２ミラー２４の光軸の角度変化は、実質的に互いに相殺されるので、第２ミラー２４から出力されるレーザビームＬＢの光軸角度の変化は実質的に生じることなく、実質的に一定に保たれ、加工位置の変化も実質的に解消することができ、良好な加工品質を得ることができる。
【００２４】
このように実施の形態１では、第１ミラー２２と第２ミラー２４がともにミラー支持部材４１に取り付けられ、このミラー支持部材４１が、レーザ発振器１０における筐体１１に対して、三角形の各頂点に位置する単に３つの固着具４５Ａ〜４５Ｃにより取り付けられるので、筐体１０の熱変形に伴なうミラー支持部材４１の変形を充分小さく抑制し、レーザ光の光軸の変化を抑制することができる。
【００２５】
実施の形態２．
図５は、この発明によるレーザ発振装置の実施の形態２を示す斜視図である。この実施の形態２のレーザ発振装置１００Ａは、実施の形態１における光学ユニット２０に代わって、光学ユニット２０Ａを使用する。この光学ユニット２０Ａは、ミラー系２１と、ミラー支持構造３０と、ミラー支持部材４１１を有する。ミラー系２１は、実施の形態１と同じに、第１ミラー２２と、第２ミラー２４を有する。ミラー支持構造３０は、これらのミラー２２、２４を共通に支持する。このミラー支持構造３０は、実施の形態２では、円筒状のミラー支持体３１とされる。ミラー支持部材４１１は、実施の形態１で使用されたミラー支持部材４１に一対の取付アーム４６を付加して構成される。この取付アーム４６はミラー支持部材４１１の主面４１Ａに一体に形成され、この取付アーム４６によりミラー支持体３１がミラー支持部材４１１に取り付けられる。第１ミラー２２が取り付けられるミラーブロック２３Ａおよび第２ミラー２４が取り付けられるミラーブロック２５Ａは、円筒状のミラー支持体３１の両端部にねじ込まれるように、円筒状に構成される。その他は、実施の形態１と同じに構成される。
【００２６】
この実施の形態２でも、ミラー支持部材４１１は、その４つのコーナー部４３Ａ〜４３Ｄの中の３つのコーナー部４３Ａ〜４３Ｃが、単に３つの固着具４５Ａ〜４５Ｃを含む３点固着構造により、レーザ発振器１０における筐体１１の正面壁１１Ａに固着され、コーナー部４３Ｄには、固着具は設けられず、コーナー部４３Ｄはフリーとされる。
【００２７】
ミラー支持体３１は、金属、例えば鋼板により円筒状に構成され、平板に比べて、より高い剛性を持つ。このミラー支持体３１は、筐体１１の正面壁１１Ａと対向して、その中心軸が鉛直方向に沿って延びるように、配置される。このミラー支持体３１の上端部に、第１ミラー２２のミラーブロック２３Ａが取り付けられ、ミラー支持体３１の下端部に、第２ミラー２４のミラーブロック２５Ａが取り付けられる。この実施の形態２でも、第１ミラー２２は円偏光ミラーであり、第２ミラー２４はベンドミラーである。レーザ発振器１０からのレーザビームＬＢは、円偏光ミラー２２の入射面に４５°の入射角で入射してその入射面で４５°の角度に反射され、その後、ミラー支持体３１の内部を通り、ベンドミラー２４に入射面に４５°の入射角で入射し、その入射面で４５°の角度で反射され、レーザ加工機の加工部に導かれる。
【００２８】
ミラーブロック２３Ａ、２５Ａには、冷却配管３３が付設される。この冷却配管３３には、冷却水３４が供給され、ミラー２２、２４を冷却する。レーザ加工機に用いられるレーザ発振器１０は、出力が高く、ミラー２２、２４は、その高出力のレーザビームＬＢの一部を吸収するので、冷却配管３３によるミラー２２、２４の冷却は重要である。
【００２９】
ミラー支持体３１は、レーザ発振器１０の運転前には、外気温度に等しい温度になり、ミラー支持体３１は、そのどの部分でも外気温度と等しい温度となるが、レーザ発振器１０の運転開始に伴ない、冷却配管３３によりミラーブロック２３Ａ、２３Ｂが冷却されると、ミラー２２、２４の周辺部と、冷却配管３３の接続部の周辺では、局部的に温度が低下するため、ミラー支持体３１に局部的な温度変化が生じ、ミラー支持体３１に熱応力が発生する。しかし、ミラー支持体３１は、平板よりも剛性の高い円筒状に構成されるので、ミラー支持体３１は、その熱応力によっても、曲がりとねじりの変形は小さく抑制される。したがって、冷却配管３３による冷却によっても、ミラー支持体３１の変形は小さく、ミラー２２、２４の平行性を実質的に維持することができ、レーザビームＬＢの光軸の変化は充分小さく抑制することができる。
【００３０】
実施の形態２では、実施の形態１と同様な効果が得られ、加えてミラー支持体３１を剛性の高い円筒状に構成したので、冷却配管３３によりミラー２２、２４を冷却しても、ミラー支持体３１の変形は小さく、ミラー２２、２４の平行性が実質的に維持することができ、レーザビームＬＢの光軸の変化を充分小さく抑制することができ、良好な加工を行なうことができる。
【００３１】
実施の形態３．
図６は、この発明によるレーザ発振装置の実施の形態３を示す斜視図であり、図７は、実施の形態３における箱形ミラー支持体３５をレーザ発振器１０の側から見た斜視図である。
【００３２】
この実施の形態３のレーザ発振装置１００Ｂは、レーザ発振器１０と、支持基板１７と、光学ユニット２０Ｂを含む。支持基板１７は、例えば水平に配置される。この支持基板１７上にレーザ発振器１０と、光学ユニット２０Ｂとが、間隔をおいて取り付けられ、レーザ発振器１０と光学ユニット２０Ｂとは、共通な支持基板１７上で互いに機械的に結合される。レーザ発振器１０は、その周壁１１Ｃの中の底壁１３が支持基板１７に接合するようにして、支持基板１７上に固着具１５により取り付けられる。底壁１３は、長方形形状を有し、４つのコーナー部１４を有するが、それらのすべてのコーナー部１４が固着具１５により支持基板１７に固着される。固着具１５は、例えばボルトである。
【００３３】
光学ユニット２０Ｂは、ミラー系２１と、ミラー支持構造３０を有する。ミラー系２１は、実施の形態１と同じく、第１ミラー２２と第２ミラー２４を有し、これらのミラー２２、２４は、それぞれ実施の形態１と同じミラーブロック２３、２５に取り付けられる。ミラーブロック２３、２５には、冷却配管３３が付設される。この冷却配管３３には、冷却水３４が供給され、ミラー２２、２４を冷却する。
【００３４】
ミラー支持構造３０は、この実施の形態３では、箱形ミラー支持体３５とされる。この箱形ミラー支持体３５は、金属、例えば鋼板により直方体の箱形に構成される。この箱形ミラー支持体３５は、ミラー支持部材４１２と、相対向する一対の側壁３６Ａ、３６Ｂと、ミラー支持部材４１２と対向する上壁３７と、正面壁３８と、一対の対角リブ３９Ａ、３９Ｂを有する。これらのミラー支持部材４１２と、一対の側壁３６Ａ、３６Ｂと、上壁３７と、正面壁３８と、一対の対角リブ３９Ａ、３９Ｂは、互いに一体に形成される。
【００３５】
箱形ミラー支持体３５は、４つのコーナー部３５Ａ〜３５Ｄを有する。コーナー部３５Ａは、側壁３６Ａと上壁３７との間に形成される。コーナー部３５Ｂは、側壁３６Ｂと上壁３７との間に形成される。コーナー部３５Ｃは、側壁３６Ａとミラー支持部材４１２との間に形成される。コーナー部３５Ｄは、側壁３６Ｂとミラー支持部材４１２との間に形成される。対角リブ３９Ａは、コーナー部３５Ａとコーナー部３６Ｄとの間を延びるように形成され、対角リブ３９Ｂは、コーナー部３５Ｂとコーナー部３６Ｃとの間を延びるように形成される。これらの対角リブ３９Ａ、３９Ｂは、それらの中間位置で互いに交差する。
【００３６】
ミラーブロック２３は、箱形ミラー支持体３５の正面壁３８の上部中央に取り付けられ、また、ミラーブロック２５は、その正面壁３８の下部中央に取り付けられる。この実施の形態３でも、第１ミラー２２は円偏光ミラーであり、第２ミラー２４はベンドミラーである。レーザ発振器１０からのレーザビームＬＢは、第１ミラー２２の入射面に４５°の入射角で入射してその入射面で４５°の角度に反射され、その後、第２ミラー２４に入射面に４５°の入射角で入射し、その入射面で４５°の角度で反射され、レーザ加工機の加工部に導かれる。
【００３７】
ミラー支持部材４１２は、長方形形状に構成される。このミラー支持部材４１２は、実施の形態１におけるミラー支持部材４１と同様に、４つのコーナー部４３Ａ〜４３Ｄを有し、３点固着構造により、支持基板１７に固着される。４つのコーナー部４３Ａ〜４３Ｄの中で、３つのコーナー部４３Ａ〜４３Ｃには、それぞれ固着具４５Ａ〜４５Ｃが配置され、コーナー部４３Ａ〜４３Ｃは、それぞれ固着具４５A〜４５Ｃにより支持基板１７上に固着される。固着具４５Ａ〜４５Ｃは、支持基板１７に形成された取付台１２Ａ〜１２Ｃにコーナー部４３Ａ〜４３Ｃを固着する。コーナー部４３Ｄには、固着具は配置されず、このコーナー部４３Ｄは、フリーとされる。ミラー支持部材４１２は、単に３つの固着具４５Ａ〜４５Ｃを含む３点固着構造とされる。支持基板１７は、レーザ発振器１０から熱変形を受けて変形するが、ミラー支持部材４１２が３点固着構造により支持基板１７に固着されるので、支持基板１７の変形に伴なう箱形ミラー支持体３５の変形は充分小さく抑制される。
【００３８】
箱形ミラー支持体３５は、レーザ発振器１０の運転前には、外気温度に等しい温度になり、ミラー支持体３５は、そのどの部分でも外気温度と等しい温度となるが、レーザ発振器１０の運転開始に伴ない、冷却配管３３によりミラーブロック２３、２５が冷却されると、正面壁３８では、ミラーブロック２３、２５の周辺部で、局部的に温度が低下するため、正面壁３８に局部的な温度変化が生じ、箱形ミラー支持体３５に熱応力が発生する。しかし、箱形ミラー支持体３５は、対角リブ３９Ａ、３９Ｂを含んだ剛性の高い箱形に構成されるので、箱形ミラー支持体３５の正面壁３８では、その熱応力によっても、曲がりとねじりの変形を充分小さく抑制する。したがって、冷却配管３３による冷却によっても、箱形ミラー支持体３５の変形は小さく、ミラー２２、２４の平行性を実質的に維持することができ、レーザビームＬＢの光軸の変化は充分小さく抑制することができる。
【００３９】
実施の形態３では、実施の形態１と同様な効果が得られ、加えて箱形ミラー支持体３５が対角リブ３９Ａ、３９Ｂを含む剛性の高い構造されるので、冷却配管３３によりミラー２２、２４を冷却しても、ミラー支持体３５の変形は小さく、ミラー２２、２４の平行性が実質的に維持することができ、レーザビームＬＢの光軸の変化は充分小さく抑制することができ、良好な加工を行なうことができる。
【００４０】
実施の形態１、２、３は、いずれも、第１ミラー２２を円偏光ミラーとし、第２ミラー２４をベンドミラーとしたが、レーザ光の発振波長を選択する場合には、第１、第２ミラー２２、２４をともにダイクロイックミラーに置き換える。この場合にも、実施の形態１、２、３と同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
この発明によるレーザ発振装置は、レーザ加工機など出力の高いレーザ光を用いる機器に利用される。
【符号の説明】
【００４２】
１００、１００Ａ、１００Ｂ：レーザ発振装置、１０：レーザ発振器、１１：筐体、
２０、２０Ａ、２０Ｂ：光学ユニット、２１、２１Ａ：ミラー系、２２：第１ミラー、
２４：第２ミラー、４１、４１１、４１２：ミラー支持部材、１７：支持基板、
３０：ミラー支持体、３１：円筒状ミラー支持体、
３５：箱形ミラー支持体、３９Ａ、３９Ｂ：対角リブ、３３：冷却配管。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体を有し、この筐体の内部でレーザ光を発生するレーザ発振器、
前記レーザ発振器で発生した前記レーザ光を導く第１ミラー、および
前記第１ミラーと平行に配置され前記第１ミラーからの前記レーザ光をさらに導く第２ミラーを備えたレーザ発振装置であって、
前記レーザ発振器の筐体が支持基板に取り付けられ、また、前記第１ミラーと前記第２ミラーがともに共通のミラー支持部材に取り付けられ、このミラー支持部材が、前記支持基板に対して、三角形の各頂点に位置する単に３つの固着部材により取り付けられたことを特徴とするレーザ発振装置。
【請求項２】
請求項１記載のレーザ発振装置であって、前記第１ミラーと前記第２ミラーを共通に支持する方形の箱形ミラー支持体を備え、この箱形ミラー支持体は、前記ミラー支持部材を含み、また、４つのコーナー部と、この各コーナー部を連結する対角リブを含むことを特徴とするレーザ発振装置。
【請求項１】
筐体を有し、この筐体の内部でレーザ光を発生するレーザ発振器、
前記レーザ発振器で発生した前記レーザ光を導く第１ミラー、および
前記第１ミラーと平行に配置され前記第１ミラーからの前記レーザ光をさらに導く第２ミラーを備えたレーザ発振装置であって、
前記レーザ発振器の筐体が支持基板に取り付けられ、また、前記第１ミラーと前記第２ミラーがともに共通のミラー支持部材に取り付けられ、このミラー支持部材が、前記支持基板に対して、三角形の各頂点に位置する単に３つの固着部材により取り付けられたことを特徴とするレーザ発振装置。
【請求項２】
請求項１記載のレーザ発振装置であって、前記第１ミラーと前記第２ミラーを共通に支持する方形の箱形ミラー支持体を備え、この箱形ミラー支持体は、前記ミラー支持部材を含み、また、４つのコーナー部と、この各コーナー部を連結する対角リブを含むことを特徴とするレーザ発振装置。
【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２０１２−７１３５１（Ｐ２０１２−７１３５１Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１９８３（Ｐ２０１１−２４１９８３）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【分割の表示】特願２００６−１５８６４６（Ｐ２００６−１５８６４６）の分割
【原出願日】平成１８年６月７日（２００６．６．７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【分割の表示】特願２００６−１５８６４６（Ｐ２００６−１５８６４６）の分割
【原出願日】平成１８年６月７日（２００６．６．７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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