(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第一鏡および第二鏡を備えたレーザ発振器と、
該レーザ発振器からのレーザ出力を測定するレーザ出力測定部と、
前記第一鏡の傾きを調整する第一調整部と、
前記第二鏡の傾きを調整する第二調整部と、を具備する鏡調整装置の前記第一鏡および前記第二鏡の傾きを調整する鏡調整方法において、
前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値に設定した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きと前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第一組として記憶し、
前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から正方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きと前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第二組として記憶し、
前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から負方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きと前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第三組として記憶し、
前記第一組と前記第二組と前記第三組とに基づいて、前記第一鏡の傾きに対する前記レーザ出力の第一近似曲線と、前記第二鏡の傾きに対する前記レーザ出力の第二近似曲線とを算出し、
前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを、前記第一近似曲線の極大値に相当する値に設定し、
前記第二調整部により前記第二鏡の傾きを、前記第二近似曲線の極大値に相当する値に設定する、鏡調整方法。
【請求項２】
前記第一近似曲線および前記第二近似曲線が二次関数であるようにした請求項１に記載の鏡調整方法。
【請求項３】
少なくとも第一鏡および第二鏡を備えたレーザ発振器と、
該レーザ発振器からのレーザ出力を測定するレーザ出力測定部と、
前記第一鏡の傾きを調整する第一調整部と、
前記第二鏡の傾きを調整する第二調整部と、を具備する鏡調整装置の前記第一鏡および前記第二鏡の傾きを調整する鏡調整方法において、
前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値に設定した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部が前記第二鏡の傾きを調整したときの前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第一組として記憶し、
前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から正方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部が前記第二鏡の傾きを調整したときの前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第二組として記憶し、
前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から負方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部が前記第二鏡の傾きを調整したときの前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第三組として記憶し、
前記第一組と前記第二組と前記第三組とに基づいて、前記第一鏡の傾きに対する前記レーザ出力の近似曲線を算出し、
前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを前記近似曲線の極大値に相当する値に設定し、
前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように、前記第二調整部により前記第二鏡の傾きを調整する、鏡調整方法。
【請求項４】
前記近似曲線が二次関数であるようにした請求項３に記載の鏡調整方法。
【請求項５】
少なくとも第一鏡および第二鏡を備えたレーザ発振器と、
該レーザ発振器からのレーザ出力を測定するレーザ出力測定部と、
前記第一鏡の傾きを調整する第一調整部と、
前記第二鏡の傾きを調整する第二調整部と、
前記レーザ出力測定部により測定された前記レーザ出力、前記第一調整部により調整された前記第一鏡の傾きおよび前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きを関連づけて記憶する記憶部と、を具備し、
前記記憶部は、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値に設定した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きと前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第一組として記憶し、
前記記憶部は、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から正方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きと前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第二組として記憶し、
前記記憶部は、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から負方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きと前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第三組として記憶し、
さらに、
前記第一組と前記第二組と前記第三組とに基づいて、前記第一鏡の傾きに対する前記レーザ出力の第一近似曲線と、前記第二鏡の傾きに対する前記レーザ出力の第二近似曲線とを算出する算出部を具備し、
前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを前記第一近似曲線の極大値に相当する値に設定すると共に、前記第二調整部により前記第二鏡の傾きを、前記第二近似曲線の極大値に相当する値に設定する、鏡調整装置。
【請求項６】
前記第一近似曲線および前記第二近似曲線が二次関数であるようにした請求項５に記載の鏡調整装置。
【請求項７】
少なくとも第一鏡および第二鏡を備えたレーザ発振器と、
該レーザ発振器からのレーザ出力を測定するレーザ出力測定部と、
前記第一鏡の傾きを調整する第一調整部と、
前記第二鏡の傾きを調整する第二調整部と、
前記レーザ出力測定部により測定された前記レーザ出力、前記第一調整部により調整された前記第一鏡の傾きおよび前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きを関連づけて記憶する記憶部と、を具備し、
前記記憶部は、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値に設定した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部が前記第二鏡の傾きを調整したときの前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第一組として記憶し、
前記記憶部は、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から正方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部が前記第二鏡の傾きを調整したときの前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第二組として記憶し、
前記記憶部は、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から負方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部が前記第二鏡の傾きを調整したときの前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第三組として記憶し、
さらに、
前記第一組と前記第二組と前記第三組とに基づいて、前記第一鏡の傾きに対する前記レーザ出力の近似曲線を算出する算出部を具備し、
前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを前記近似曲線の極大値に相当する値に設定し、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部により前記第二鏡の傾きを調整する、鏡調整装置。
【請求項８】
前記近似曲線が二次関数であるようにした請求項７に記載の鏡調整装置。
【請求項９】
請求項５に記載の鏡調整装置を備えたレーザ発振器。
【請求項１０】
請求項７に記載の鏡調整装置を備えたレーザ発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの切断、溶接等に使用される高出力レーザ発振器に備えられた少なくとも二つの鏡の傾きを調整する鏡調整方法およびそのような方法を実施する鏡調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーザ発振器の出力は、レーザ発振器の共振器に備えられた内部鏡の汚れや劣化によって低下していく。このため、内部鏡を共振器から定期的に取外して洗浄または交換する必要がある。そして、内部鏡を共振器に再び取付けた後で、内部鏡の傾きを調整して、共振器の光軸を調整する。
【０００３】
従来のレーザ発振器の共振器の光軸は以下のようにして調整される。はじめに、共振器の複数の内部鏡のうち二つの鏡を選択する。なお、これら内部鏡のそれぞれは、内部鏡を直交する二つの方向に傾斜させられる二つの調整部を備えたステージに取付けられているものとする。
【０００４】
図１１は、従来技術において二つの鏡のうちの第一鏡の傾きとレーザ出力との関係を示す図である。直交する二つの方向のうちの一方の方向において第一鏡の調整部を用いて第一鏡の傾きを或る値に設定し、レーザ出力が最大値になるように同一方向における第二鏡の調整部を調整する。このような操作を複数回行うことにより、図１１に示される第一鏡の傾きとそのときのレーザ出力の最大値との関係Ｍが得られる。図１１に示される関係Ｍは左右非対称である。その理由は、共振器の内部鏡の数が多い場合には、未調整の内部鏡が存在し、関係Ｍに影響を与えるためである。
【０００５】
図１１においては、点Ｍ０がレーザ出力の全体の最大値である。そして、点Ｍ０の値から所定の割合だけ小さい場所に、横軸に対して平行な直線を引く。この所定の割合は、例えば１０％から３０％である。次いで、この直線と関係Ｍとの二つの交点をＭ１、Ｍ２と定める。次いで、第一鏡の調整部を用いて、交点Ｍ１、Ｍ２の間において矢印で示される中点ＭＣの値を第一鏡の傾きに設定する。この場合には、調整される二つの鏡の間でレーザ光が通過する見通し面積が最も大きくなる。
【０００６】
そして、第二鏡の調整部を用いてレーザ出力の最大値が得られるように第二鏡の傾きを調整する。その後、他の方向においても、同様な操作を行う。さらに、共振器の内部鏡の数が多い場合には、他の内部鏡を組合わせて順次調整する。これにより、放電管全体を通過する見通し面積を大きくして、干渉が少なくて且つ出力損失の少ないレーザ光を得ることができる。
【０００７】
特許文献１においても同様に、一対の内部鏡のうちの一方の内部鏡を順次傾斜させながら、レーザ出力が最大値になるように他方の内部鏡を調整することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平5-37050号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１２は、従来技術において第一鏡の傾きとレーザ出力との関係を示す他の図である。図１２においては、はじめに縦軸に対して平行な直線Ｌ１から右方向に第一鏡の傾きを調整したものの、レーザ出力の最大値が得られず、直線Ｌ１から左方向に第一鏡の傾きを調整している。このような場合には、調整回数が増え、その結果、作業時間が長くなるという問題があった。特に、関係Ｍにおけるピーク部分が比較的平坦である場合には、調整回数を増やす必要があり、同様に作業時間が極めて長くなる。
【００１０】
また、特許文献１の構成においては、検出点毎に、前回検出点におけるレーザ出力平均値に対する変化量に基づいて、内部鏡の調整を行っている。このような処理を行うので、収束するまでの調整回数が非常に多くなり、作業時間を短くするのは困難である。さらに、ピーク部分が比較的平坦である場合には、作業時間は極めて長くなる。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、作業時間を大幅に短縮することのできる鏡調整方法およびそのような方法を実施する鏡調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、少なくとも第一鏡および第二鏡を備えたレーザ発振器と、該レーザ発振器からのレーザ出力を測定するレーザ出力測定部と、前記第一鏡の傾きを調整する第一調整部と、前記第二鏡の傾きを調整する第二調整部と、を具備する鏡調整装置の前記第一鏡および前記第二鏡の傾きを調整する鏡調整方法において、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値に設定した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きと前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第一組として記憶し、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から正方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きと前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第二組として記憶し、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から負方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きと前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第三組として記憶し、前記第一組と前記第二組と前記第三組とに基づいて、前記第一鏡の傾きに対する前記レーザ出力の第一近似曲線と、前記第二鏡の傾きに対する前記レーザ出力の第二近似曲線とを算出し、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを、前記第一近似曲線の極大値に相当する値に設定し、前記第二調整部により前記第二鏡の傾きを、前記第二近似曲線の極大値に相当する値に設定する、鏡調整方法が提供される。
２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記第一近似曲線および前記第二近似曲線が二次関数であるようにした。
３番目の発明によれば、少なくとも第一鏡および第二鏡を備えたレーザ発振器と、該レーザ発振器からのレーザ出力を測定するレーザ出力測定部と、前記第一鏡の傾きを調整する第一調整部と、前記第二鏡の傾きを調整する第二調整部と、を具備する鏡調整装置の前記第一鏡および前記第二鏡の傾きを調整する鏡調整方法において、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値に設定した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部が前記第二鏡の傾きを調整したときの前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第一組として記憶し、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から正方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部が前記第二鏡の傾きを調整したときの前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第二組として記憶し、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から負方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部が前記第二鏡の傾きを調整したときの前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第三組として記憶し、前記第一組と前記第二組と前記第三組とに基づいて、前記第一鏡の傾きに対する前記レーザ出力の近似曲線を算出し、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを前記近似曲線の極大値に相当する値に設定し、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように、前記第二調整部により前記第二鏡の傾きを調整する、鏡調整方法が提供される。
４番目の発明によれば、３番目の発明において、前記近似曲線が二次関数であるようにした。
５番目の発明によれば、少なくとも第一鏡および第二鏡を備えたレーザ発振器と、該レーザ発振器からのレーザ出力を測定するレーザ出力測定部と、前記第一鏡の傾きを調整する第一調整部と、前記第二鏡の傾きを調整する第二調整部と、前記レーザ出力測定部により測定された前記レーザ出力、前記第一調整部により調整された前記第一鏡の傾きおよび前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きを関連づけて記憶する記憶部と、を具備し、前記記憶部は、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値に設定した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きと前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第一組として記憶し、前記記憶部は、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から正方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きと前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第二組として記憶し、前記記憶部は、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から負方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きと前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第三組として記憶し、さらに、前記第一組と前記第二組と前記第三組とに基づいて、前記第一鏡の傾きに対する前記レーザ出力の第一近似曲線と、前記第二鏡の傾きに対する前記レーザ出力の第二近似曲線とを算出する算出部を具備し、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを前記第一近似曲線の極大値に相当する値に設定すると共に、前記第二調整部により前記第二鏡の傾きを、前記第二近似曲線の極大値に相当する値に設定する、鏡調整装置が提供される。
６番目の発明によれば、５番目の発明において、前記第一近似曲線および前記第二近似曲線が二次関数であるようにした。
７番目の発明によれば、少なくとも第一鏡および第二鏡を備えたレーザ発振器と、該レーザ発振器からのレーザ出力を測定するレーザ出力測定部と、前記第一鏡の傾きを調整する第一調整部と、前記第二鏡の傾きを調整する第二調整部と、前記レーザ出力測定部により測定された前記レーザ出力、前記第一調整部により調整された前記第一鏡の傾きおよび前記第二調整部により調整された前記第二鏡の傾きを関連づけて記憶する記憶部と、を具備し、前記記憶部は、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値に設定した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部が前記第二鏡の傾きを調整したときの前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第一組として記憶し、前記記憶部は、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から正方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部が前記第二鏡の傾きを調整したときの前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第二組として記憶し、前記記憶部は、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを初期値から負方向に所定値だけ変更した状態で、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部が前記第二鏡の傾きを調整したときの前記第一鏡の傾きと前記レーザ出力の前記最大値とを第三組として記憶し、さらに、前記第一組と前記第二組と前記第三組とに基づいて、前記第一鏡の傾きに対する前記レーザ出力の近似曲線を算出する算出部を具備し、前記第一調整部により前記第一鏡の傾きを前記近似曲線の極大値に相当する値に設定し、前記レーザ出力測定部により測定される前記レーザ出力が最大値になるように前記第二調整部により前記第二鏡の傾きを調整する、鏡調整装置が提供される。
８番目の発明によれば、７番目の発明において、前記近似曲線が二次関数であるようにした。
９番目の発明によれば、５番目の発明の鏡調整装置を備えたレーザ発振器が提供される。
１０番目の発明によれば、７番目の発明の鏡調整装置を備えたレーザ発振器が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
１番目および５番目の発明においては、第一鏡の傾きが初期値である場合および第一鏡の傾きを初期値から所定値だけ正負方向に移動させた場合における第一鏡の傾き、第二鏡の傾きおよびレーザ出力に基づいて、第一鏡の傾きに対するレーザ出力の第一近似曲線と、第二鏡の傾きに対するレーザ出力の第二近似曲線とを算出し、第一近似曲線の極大値に相当する値を第一鏡の傾きに設定すると共に、第二近似曲線の極大値に相当する値を第二鏡の傾きに設定している。このため、従来では、通常五回以上必要であった調整回数を、三回に減らすことができ、その結果、作業時間を短縮できる。
２番目および６番目の発明においては、二次関数で近似することにより、第一組から第三組のデータから極大値を容易に算出できる。
３番目および７番目の発明においては、第一鏡の傾きが初期値である場合および第一鏡の傾きを初期値から所定値だけ正負方向に移動させた場合における第一鏡の傾きおよびレーザ出力に基づいて、第一鏡の傾きに対するレーザ出力の近似曲線を算出し、近似曲線の極大値に相当する値を第一鏡の傾きに設定し、次いでレーザ出力が最大値になるように第二鏡の傾きを設定している。第一鏡の傾きに対するレーザ出力の近似曲線を算出することのみにより、第一鏡の傾きおよび第二鏡の傾きを調整することが可能である。従って、調整に要する作業時間を短縮することが可能である。また、この場合には、第二鏡の傾きに関する値を読取る必要がないので、第二鏡の調整部が簡素な構成であってもよい。
４番目および８番目の発明においては、二次関数で近似することにより、第一組から第三組のデータから極大値を容易に算出できる。
９番目の発明においては、５番目の発明の鏡調整装置を備えるので、レーザ発振器の保守が短時間で実現できる。
１０番目の発明においては、７番目の発明の鏡調整装置を備えるので、レーザ発振器の保守が短時間で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に基づく鏡調整装置のブロック図である。
【図２】リア鏡を備えたステージの頂面図である。
【図３】図２に示されるステージの断面図である。
【図４】本発明の第一の実施形態に基づく鏡調整方法を説明するフローチャートである。
【図５Ａ】第一鏡の傾きとレーザ出力との関係を示す図である。
【図５Ｂ】第二鏡の傾きとレーザ出力との関係を示す図である。
【図６】表示部の表示画面を示す図である。
【図７】鏡調整作用の順番を示す図である。
【図８】本発明の第二の実施形態に基づく鏡調整方法を説明するフローチャートである。
【図９Ａ】第一鏡の傾きとレーザ出力との関係を示す他の図である。
【図９Ｂ】第二鏡の傾きとレーザ出力との関係を示す他の図である。
【図１０】二つのステージの頂面図である。
【図１１】従来技術において二つの鏡のうちの第一鏡の傾きとレーザ出力との関係を示す図である。
【図１２】従来技術において第一鏡の傾きとレーザ出力との関係を示す他の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づく鏡調整装置のブロック図である。本発明に基づく鏡調整装置１０はレーザ発振器２と制御装置３とを含んでいる。レーザ発振器２は放電励起型である比較的高出力のレーザを出力する。このレーザ発振器２は、両方が部分透過性を有するリア鏡（ｒｅａｒ  ｍｉｒｒｏｒ、ＲＭ）２１と出力鏡（ｏｕｔｐｕｔ  ｃｏｕｐｌｅｒ、ＯＣ）２２とを有しており、リア鏡２１の後方にはレーザパワーセンサ２５が配置されている。リア鏡２１から取出されたレーザ光はレーザパワーセンサ２５により検出され、そのレーザ出力は制御装置３の記憶部３１に入力される。
【００１６】
図１に示されるように、リア鏡２１および出力鏡２２の間の光路には、二組の放電管壁１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂが配置されている。これら放電管壁１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂは互いに直列に配置されており、光共振空間を形成している。さらに、これら放電管壁１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの間には励起媒質が配置されている。
【００１７】
また、リア鏡２１および出力鏡２２の間の光路には、第一折返鏡（ｆｏｌｄｉｎｇ  ｍｉｒｒｏｒ  １、ＦＭ１）２４、第二折返鏡２３（ｆｏｌｄｉｎｇ  ｍｉｒｒｏｒ  ２、ＦＭ２）が配置されている。これら折返鏡２３、２４は全反射鏡であり、放電管壁１１ａ、１１ｂを通過したレーザを１８０度回転させて放電管壁１２ａ、１２ｂに入力させている。以下、リア鏡２１、出力鏡２２および折返鏡２３、２４を適宜、内部鏡と呼ぶ場合がある。
【００１８】
制御装置３はデジタルコンピュータであり、レーザ発振器２全体の動作を制御する。図示されるように、制御装置３は、レーザパワーセンサ２５により測定されたレーザ出力を二つの内部鏡の傾きと関連づけて記憶する記憶部３１を含んでいる。また、制御装置３は、記憶部３１に記憶された各種値を用いて後述する近似曲線を算出する算出部３２としての役目を果たす。さらに、制御装置３には、表示部３３、例えば液晶ディスプレイが接続されている。
【００１９】
レーザ発振器２が立上がると、レーザビームがレーザ発振器２の出力鏡２２から出力され、図示しないレーザ加工機に供給される。レーザ加工機においては、レーザビームは、図示しないワークの切断、溶接などを行う。
【００２０】
図２はリア鏡を備えたステージの頂面図であり、図３は図２に示されるステージの断面図である。これら図面に示されるように、ステージ４１の中心にはリア鏡２１がステージ４１の端面に平行になるように固定されている。そして、ステージ４１の端面には、第一調整部５１および第二調整部５１’が配置されている。
【００２１】
図３に示されるように、ステージ４１の他の端面には、突起型の支点５０が配置されており、その先端は固定部に接触している。図２を再び参照して分かるように、支点５０と第一調整部５１とを結ぶ線分は、支点５０と第二調整部５１’とを結ぶ線分に対して垂直である。
【００２２】
第一調整部５１はマイクロメータの機構を含む装置であり、回転させることによりステージ４１の傾きを調整することができる。ここで、第一調整部５１と第二調整部５１’とは互いに同様な構成であるが、第一調整部５１がステージ４１の傾きを垂直方向に調整するのに対し、第二調整部５１’はステージ４１の傾きを水平方向に調整することに留意されたい。
【００２３】
なお、第一調整部５１および第二調整部５１’の読取値がステージ４１の傾きに一致するわけではなく、第一調整部５１および第二調整部５１’の読取値からステージ４１の傾きが定まるものとする。また、図１に示されるように、第二折返鏡２３のステージ４３は第一調整部５３および第二調整部５３’を備えており、第一折返鏡２４のステージ４４は第一調整部５４および第二調整部５４’を備えている。これら他の内部鏡のステージ４３、４４および調整部５３、５３’、５４、５４’は前述したのと概ね同様の構成であるので、追加の説明を省略する。
【００２４】
図４は本発明の第一の実施形態に基づく鏡調整方法を説明するフローチャートである。また、図５Ａおよび図５Ｂは第一鏡および第二鏡の傾きとレーザ出力との関係を示す図である。以下の説明においては、リア鏡２１を第一鏡と表すと共に、出力鏡２２を第二鏡と表すものとする。さらに、一方のステージ４１の一方の方向における第一調整部５１と、他方のステージ４２の同一方向における第一調整部５２とが使用されるものとする。以下、これら図面を参照して、第一の実施形態に基づく鏡調整方法を説明する。また、このような鏡調整方法は、内部鏡を共振器に取付けた後などに行われる。
【００２５】
はじめに、図４のステップＳ１１において、ステージ４１の第一調整部５１を用いて第一鏡２１の傾きを所定の初期値Ａに設定する（図５Ａを参照されたい）。次いで、図５Ｂにおいて破線Ｄ１で示されるように、ステージ４２の第一調整部５２を用いて第二鏡２２の傾きを調整する。そして、レーザパワーセンサ２５により測定されるレーザ出力が最大値Ｃ１になるように第二鏡２２の傾きＢ１を設定する（ステップＳ１２）。
【００２６】
次いで、ステップＳ１３において、レーザ出力が最大値Ｃ１になるときの第一鏡２１の傾き（初期値Ａ）および第二鏡の傾きＢ１をレーザ出力の最大値Ｃ１と一緒に第一組として記憶部３１に記憶する。ここで、図６は、表示部３３の表示画面を示す図であり、記憶部３１の記憶内容が表示部３３に表示されている。図６に示されるように、第一鏡２１の傾き（初期値Ａ）、第二鏡の傾きＢ１、およびレーザ出力Ｃ１は第一組として、互いに関連づけて最上方のウインドウＷ１に記憶される。なお、最上方のウインドウＷ１は、リア鏡２１（ＲＭ）と第二鏡２２（ＯＭ）に関し、Ｘ軸方向の調整を行う際に用いられる。
【００２７】
次いで、ステップＳ１４において、第一調整部５１を操作し、それにより、第一鏡２１の傾きを初期値Ａから所定値αだけ正方向に変化させる（図５Ａを参照されたい）。次いで、図５Ｂにおいて破線Ｄ２で示されるように、ステージ４２の第一調整部５２を用いて第二鏡２２の傾きを調整する。そして、レーザパワーセンサ２５により測定されるレーザ出力が最大値Ｃ２になるように第二鏡２２の傾きＢ２を設定する（ステップＳ１５）。さらに、図６に示されるように、レーザ出力が最大値Ｃ２になるときの第一鏡２１の傾き（初期値Ａ＋α）および第二鏡の傾きＢ２をレーザ出力の最大値Ｃ２と一緒に第二組として互いに関連づけて記憶部３１に記憶する（ステップＳ１６）。
【００２８】
次いで、ステップＳ１７において、第一調整部５１を操作し、それにより、第一鏡２１の傾きを初期値Ａから所定値αだけ負方向に変化させる（図５Ａを参照されたい）。次いで、図５Ｂにおいて破線Ｄ３で示されるように、ステージ４２の第一調整部５２を用いて第二鏡２２の傾きを調整する。そして、レーザパワーセンサ２５により測定されるレーザ出力が最大値Ｃ３になるように第二鏡２２の傾きＢ３を設定する（ステップＳ１８）。さらに、図６に示されるように、レーザ出力が最大値Ｃ３になるときの第一鏡２１の傾き（初期値Ａ−α）および第二鏡の傾きＢ３をレーザ出力の最大値Ｃ３と一緒に第三組として互いに関連づけて記憶部３１に記憶する（ステップＳ１９）。
【００２９】
その後、ステップＳ２０に進み、制御装置３の算出部３２が、第一組、第二組および第三組のうち、第一鏡２１の傾きとレーザ出力のデータを用いて、第一鏡２１の傾きに対するレーザ出力の第一近似曲線Ｅ１を算出する（図５Ａを参照されたい）。さらに、算出部３２は、第一組、第二組および第三組のうち、第二鏡２２の傾きとレーザ出力のデータを用いて、第二鏡２２の傾きに対するレーザ出力の第二近似曲線Ｅ２を算出する（図５Ｂを参照されたい）。
【００３０】
図５Ａおよび図５Ｂに示されるように第一近似曲線Ｅ１および第二近似曲線Ｅ２は上に凸な二次関数である。これにより、第一近似曲線Ｅ１および第二近似曲線Ｅ２の極大値Ｆ１、Ｆ２を容易に求めることができる。しかしながら、他の形式の近似曲線、例えば双曲線を採用して、極大値を求めるようにしてもよい。
【００３１】
次いで、ステップＳ２１において、第一調整部５１を用いて第一鏡２１の傾きを第一近似曲線Ｅ１の極大値Ｆ１に相当する値ＡＦに設定する。さらに、ステップＳ２２において、第一調整部５２を用いて第二鏡２２の傾きを第二近似曲線Ｅ２の極大値Ｆ２に相当する値ＢＦに設定する。つまり、本発明においては、従来技術の欄で説明した中点ＭＣの代わりに極大値を採用する。
【００３２】
このように、第一鏡２１を備えたステージ４１の第一調整部５１および第二鏡２２を備えたステージ４２の第一調整部５２を用いて、Ｘ軸方向における調整を行う。この調整作用は、鏡調整作用の順番を示す図７のステップＳ５１に相当する。そして、図４におけるステップＳ２２の処理が終了すると、図７のステップＳ５２に進んで、ステージ４１の第二調整部５１’およびステージ４２の第二調整部５２’を用いてＹ軸方向における調整を図４で説明したのと同様に行う。この場合には、図６に示される２番目のウィンドウＷ２が使用される。レーザ発振器２がリア鏡２１および出力鏡２２以外の内部鏡を備えていない場合には、ステップＳ５２において処理を終了する。
【００３３】
レーザ発振器２が折返鏡２３、２４を含む場合には、さらに、ステップＳ５３以降に進む。そして、ステップＳ５３およびステップＳ５４においては、第一折返鏡２４および出力鏡２２について、それぞれＸ軸方向およびＹ軸方向の調整が同様に行われる。さらに、ステップＳ５５およびステップＳ５６においては、第二折返鏡２３および出力鏡２２について、それぞれＸ軸方向およびＹ軸方向の調整が同様に行われる。さらに、ステップＳ５７およびステップＳ５８においては、リア鏡２１および出力鏡２２について、それぞれＸ軸方向およびＹ軸方向の調整が同様に再び行われる。
【００３４】
このような場合に、図６に示される３番目から８番目のウィンドウＷ３〜Ｗ８が適宜使用される。また、図４における第一鏡および第二鏡が、リア鏡２１、出力鏡２２および折返鏡２３、２４のいずれかに適宜置換わるのは、明らかであろう。
【００３５】
また、レーザ発振器２が折返鏡２３、２４を含む場合には、これら折返鏡２３、２４の傾きが初期においては理想値からズレている。従って、例えば図７のステップＳ５１等で得られる近似曲線が左右対称でない場合がある。そして、ステップＳ５２〜ステップＳ５８の処理を繰返し実施すると、内部鏡２１〜２４の傾きのズレが徐々に修正され、ステップＳ５８で得られる近似曲線は概ね左右対称の形状になる。つまり、本発明では、図７の各ステップに示される調整処理を繰返すことにより、全ての内部鏡２１〜２４の傾きが修正され、レーザの光軸をより正確に調整することができる。
【００３６】
このように、本発明においては、第一組から第三組のデータを用いて第一鏡２１の傾きに対するレーザ出力の第一近似曲線Ｅ１と、第二鏡２２の傾きに対するレーザ出力の第二近似曲線Ｅ２とを算出し、第一近似曲線Ｅ１の極大値Ｆ１に相当する値ＡＦを第一鏡２１の傾きに設定すると共に、第二近似曲線Ｅ２の極大値Ｆ２に相当する値ＢＦを第二鏡２２の傾きに設定している。つまり、本発明では、三回の調整回数により、第一鏡２１および第二鏡２２の傾きの最適値を求めることができる。図１１を参照して分かるように、従来においては、通常は五回以上の調整回数が必要であったので、本発明においては、作業時間を大幅に短縮できるのが分かるであろう。
さらに、四つ以上の組のデータを用いて近似曲線を算出してもよい。
【００３７】
図８は本発明の第二の実施形態に基づく鏡調整方法を説明するフローチャートである。また、図９Ａは第一鏡の傾きとレーザ出力との関係を示す他の図であり、図９Ｂは第二鏡の傾きとレーザ出力との関係を示す他の図である。以下、これら図面を参照して、本発明の第二の実施形態に基づく鏡調整方法を説明する。なお、図８におけるステップＳ１１、ステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１５、ステップＳ１７、ステップＳ１８は図４を参照して前述したのと同様であるので、再度の説明を省略する。
【００３８】
図８におけるステップＳ３３においては、第一鏡２１の傾きＡとレーザ出力の最大値Ｃ１のみを第一組として制御装置３の記憶部３１に互いに関連づけて記憶する。そして、ステップＳ３６およびステップＳ３９においても同様に、第一鏡２１の傾きＡ＋α、Ａ−αとレーザ出力の最大値Ｃ２、Ｃ３のみを第二組および第三組としてそれぞれ記憶部３１に記憶する。
【００３９】
次いで、ステップＳ４０においては、制御装置３の算出部３２が第一組から第三組のデータを用いて、第一鏡２１の傾きに対するレーザ出力の近似曲線Ｅ１’を算出する（図９Ａを参照されたい）。そして、前述したのと同様に、近似曲線Ｅ１’の極大値Ｆ１’に相当する値ＡＦ’を第一鏡２１の傾きに設定する。
【００４０】
次いで、ステップＳ４２においては、図９Ｂにおいて破線Ｄ１’で示されるように、ステージ４２の第一調整部５２を用いて第二鏡２２の傾きを調整する。そして、レーザパワーセンサ２５により測定されるレーザ出力が最大値になるように第二鏡２２の傾きＢＦ’を設定する（図９Ｂを参照されたい）。その後、図６および図７を参照して説明したように、他の方向および他の内部鏡についても同様に調整作用を行う。
【００４１】
このように、本発明の第二の実施形態においては、第一組から第三組のデータを用いて第一鏡２１の傾きに対するレーザ出力の近似曲線Ｅ１’を算出し、第一近似曲線Ｅ１’の極大値Ｆ１’に相当する値ＡＦ’を第一鏡２１の傾きに設定すると共に、その状態で、レーザ出力が最大値になるように第二鏡２２の傾きを調整している。第二の実施形態においては、第一鏡２１の傾きに対するレーザ出力の近似曲線Ｅ１’を算出することのみにより、第一鏡２１の傾きおよび第二鏡２２の傾きを調整することが可能である。従って、前述した第一の実施形態と同様に、調整に要する作業時間を大幅に短縮することが可能である。なお、第二の実施形態においては、第二鏡の傾きに関する値を読取る必要がないので、第二鏡の調整部が簡素な構成であってもよい。
【００４２】
また、第一および第二の実施形態において、二つの内部鏡についての同方向における調整作用を二回以上行う場合には、一回目の調整作用の最後に行った調整作用のデータ、例えば第三組を二回目の調整作用の初期値として利用してもよい。このような場合には、二回目の調整作用を最初から行う場合と比較して、作業時間全体を短縮できるのが分かるであろう。
【００４３】
さらに、図１０は二つのステージの頂面図である。図１０には、第一鏡２１のステージ４１と、第二鏡２２のステージ４２とが示されている。図１０においては、ステージ４１において支点５０と第一調整部５１とを結ぶ線分は水平方向にあり、支点５０と第二調整部５１’とを結ぶ線分は垂直方向にある。これに対し、ステージ４２において支点５０と第一調整部５２とを結ぶ線分および第二調整部５２’とを結ぶ線分は、いずれも水平方向でも垂直方向でもない。
【００４４】
図１０に示される構成において例えば第一鏡２１（リア鏡）と第二鏡２２（出力鏡）とをＸ軸方向（水平方向）において調整する場合について考える。この場合、第一鏡２１については第一調整部５１のみを調整すればよい。これに対し、第二鏡２２をＸ軸方向に調整する場合には、第一調整部５２および第二調整部５２’の両方を調整する必要がある。第二鏡２２をＹ軸方向に調整する場合も同様である。従って、第一鏡２１と第二鏡２２との向きが互いにズレている場合であっても、第一鏡２１および第二鏡２２の傾きを調整できるのが分かるであろう。
従って、第一鏡２１および第二鏡２２のそれぞれの近似曲線が得られるのは明らかである。また、本願の構成において、制御装置３の一部分を携帯型の計算機や、表示機能付きの計算機に置換え、作業者がデータの記録、入力および調整を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
２    レーザ発振器
３    制御装置
１０    鏡調整装置
１１ａ、１１ｂ    放電管壁
１２ａ、１２ｂ    放電管壁
２１    リア鏡（第一鏡）
２２    出力鏡（第二鏡）
２３、２４    折返鏡
２５    レーザパワーセンサ（レーザ出力測定部）
３１    記憶部
３２    算出部
３３    表示部
４１〜４４    ステージ
５０    支点
５１〜５４    第一調整部
５１’〜５４’    第二調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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