(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対向した金属電極（２３，２５）と、この金属電極（２３，２５）の内側にそれぞれ誘電体電極（２７，２９）を設けた３軸直交型レーザ発振器（３）で発信されたレーザビーム（ＬＢ）を集光レンズ（１１）で集光せしめた後、加工テーブル（３５）上にあるワーク（Ｗ）へ向けて照射せしめてワーク（Ｗ）にレーザ加工を行うレーザ加工装置であって、前記各金属電極（２３，２５）よりガス下流側において前記レーザ発振器（３）内にある前記誘電体電極（２７，２９）のビーム通過部（３７）に対向した部分のみが全面にわたり凹形状に削り出されていることを特徴とするレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ加工性能を向上させるためのレーザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザ加工装置に使用される３軸直交型レーザ発振器１０１は、図６および図７に示されているように、リアミラー１０３，出力ミラー１０５を有する光共振器１１１を備えている。しかもこの光共振器１１１には相対向した金属電極１１３，１１５が設けられており、この金属電極１１３，１１５の内側には誘電体電極１１７，１１９が設けられている。前記金属電極１１３，１１５の回路には電源１２１が設けられている。
【０００３】
上記構成により、電源１２１で金属電極１１３，１１５に電圧を与えると、各誘電体電極１１７と１１９との間の放電部１２３に放電が生じると共に図６に矢印で示したごとくガス流が生じ、レーザビームＬＢはリアミラー１０３を経て出力ミラー１０５より出力されることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のレーザ発振器１０１では、出力ミラー１０５から出たレーザビームＬＢは、上下の誘電体電極１１７，１１９で回折のため生じた回折光を含んでいる。図６において誘電体電極１１７と光取り出し部１２５との間のＡ寸法は通常１〜２ｍｍくらいの公差で設計されているが、この状態でも上述の回折光は図７に点線で示したごとく生じる。
【０００５】
この回折光によるレーザ出力は、主ビーム（ＬＢ）に比較すると非常に小さいが、このレーザビームＬＢを集光レンズで集光してレーザ加工装置のワーク表面では加工に無視できなくなる。レーザビームＬＢを集光したスポット径は主ビームと回折光の２つのビームが存在すると加工状態が切断方向により異なるような結果が生じて加工品質の劣化を生むという問題がある。
【０００６】
この発明の目的は、レーザ発振器から出てきた回折光によるレーザ加工品質の劣化をなくするようにしたレーザ加工装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、相対向した金属電極と、この金属電極の内側にそれぞれ誘電体電極を設けた３軸直交型レーザ発振器で発信されたレーザビームを集光レンズで集光せしめた後、加工テーブル上にあるワークへ向けて照射せしめてワークにレーザ加工を行うレーザ加工装置であって、前記各金属電極よりガス下流側において前記レーザ発振器内にある前記誘電体電極のビーム通過部に対向した部分のみが全面にわたり凹形状に削り出されていることを特徴とするものである。
【０００８】
したがって、レーザ発振器内にある誘電体電極のビーム通過部に対向した部分のみを全面にわたり凹形状に削ることにより、レーザビームの回折による回折光がなくなり、加工性能の劣化を防ぎ、特にレーザ発振器からの距離が近いときでも、加工品質の方向による違いがなくなり、安定加工が可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態の例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図２を参照するに、レーザ加工装置１は、従来同様に３軸直交型レーザ発振器３、複数のベンドミラー５，７，９および集光レンズ１１を備えている。前記レーザ発振器３はリアミラー１３，出力ミラー１５を有する光共振器２１を備えている。しかも、この光共振器２１には相対向した金属電極２３，２５が設けられており、この金属電極２３，２５の内側には誘電体電極２７，２９が設けられている。前記金属電極２３，２５の回路には電源３１が設けられている。
【００１７】
上記構成により、電源３１で金属電極２３，２５に電圧を与えると、各誘電体電極２７，２９との間の放電部３３に放電が生じると共に、図１に矢印で示したごとくガス流が生じ、レーザビームＬＢはリアミラー１３を経て出力ミラー１５より出力される。
【００１８】
出力ミラー１５より出力されたレーザビームＬＢはベンドミラー５，７，９を経て集光レンズ１１に集光される。この集光レンズ１１に集光されたレーザビームＬＢは加工テーブル３５上に載置されているワークＷへ向けて照射されてワークＷにレーザ加工が行われることになる。
【００１９】
図１に示されているように、前記誘電体電極２７，２９におけるビーム通過部である光取り出し部３７に対向した部分３９のみを、図１に示すように、全面にわたり凹形状に削ることによって、誘電体電極２７，２９での反射による回折光を少なくすることができる。また、通常光取り出し部３７は金属電極２３，２５よりガス下流側にあるために光取り出し部３７に対向した部分３９を削ることによる放電の劣化は無視できるものである。
【００２０】
したがつて、レーザ発振器３内部の誘電体電極２７，２９の光取り出し部３７に対向した部分３９を削ることにより、誘電体電極２７，２９による回折光から引き起る加工性能の悪化を防ぐことができる。延いては、加工の方向性による品質の違いを防ぐことができ、安定加工を行うことができる。
【００２１】
特に、この回折光はレーザ発振器３から近ければ発散することなく、集光レンズ１１で集光されるために、加工に対する影響は出やすくなる。なお、実験では集光したレーザビームＬＢでの回折光の程度は減少し安定加工ができる。
【００２２】
図３には本実施の形態の他の例が示されている。図３において図２において部品と同じ部品には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００２３】
前記光共振器２１とベンドミラー５との間にはビーム整形装置４１が設けられている。このビーム整形装置４１は図４に示されているように、２枚の凸レンズ４３，４５と、この凸レンズ４３と４５との間にピンホール４７Ｈを有した冷却構造のスリット４７とで構成されている。この構成はいわゆるガリレオ式コリメータと同様の構成である。
【００２４】
レーザ発振器３から発振されたレーザビームＬＢは、主ビーム（Ａ−Ａ′）と、回折光によるビーム（Ｂ−Ｂ′）とを含んでおり、主ビーム（Ａ−Ａ′）とビーム（Ｂ−Ｂ′）とは前記光共振器２１内の共振の仕方で発振角に比較してかなり大きな角度θで入射してくる。このために凸レンズ４３で集光した主ビーム（Ａ−Ａ′）と回折光によるビーム（Ｂ−Ｂ′）の集光点でのスポット位置は、ＡS ，ＢS 点のように異なる位置をもつ。実験の結果では、例えばスポット径０．３ｍｍ程度のとき、ＡS −ＢS は１〜２ｍｍ程度の値をもつ。
【００２５】
これを例えば０．５ｍｍ程度のピンホール４７Ｈを有した冷却構造のあるスリット４７を置くことにより、主ビームは通過し、回折光によるビームはスリット４７で吸収されることになり、これを凸レンズ４５でコリメートすると回折光のない主ビームだけの光となり、ベンドミラー５，７，９を経て集光レンズ１１に集光されることになる。したがって、加工点の短いところでも安定加工を行うことができる。
【００２６】
図５にはビーム整形装置４１の別の例が示されている。図５において、凸レンズ４３，４５の代りに２枚の凹面ミラー４９，５１を用い、この凹面ミラー４９と５１との間にピンホール４７Ｈを有した冷却構造のスリット４７を設けたものである。
【００２７】
上記構成の場合においても上述した例と同じ理屈が成立し、凹面ミラー５１でコリメートすると回折光のない主ビームだけの光となり、ベンドミラー５，７，９を経て集光レンズ１１に集光されることになる。なお、このビーム整形装置４１はコリメータとしても働くことが可能であり、フライングオプテクスで近い所と遠い所の切断を安定させることができる。
【００２８】
なお、この発明は、前述した実施の形態の例に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上のごとき実施の形態の例から理解されるように、本発明によれば、レーザ発振器内にある誘電体電極のビーム通過部に対向した部分のみを全面にわたり凹形状に削ることにより、レーザビームの回折による回折光がなくなり、加工性能の劣化を防ぎ、特にレーザ発振器からの距離が近いときでも、加工品質の方向による違いがなくなり、安定加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の主要部を示し、図２におけるＩ矢視拡大図である。
【図２】この発明を実施する一実施の形態の例のレーザ加工装置の概略図である。
【図３】この発明を実施する他の実施の形態の例のレーザ加工装置の概略図である。
【図４】図３におけるビーム整形装置の詳細図である。
【図５】他のビーム整形装置の詳細図である。
【図６】従来のレーザ発振器の正面図である。
【図７】図６におけるＶＩＩ矢視図である。
【符号の説明】
１  レーザ加工装置
３  レーザ発振器
５，７，９  ベンドミラー
１１  集光レンズ
１３  リアミラー
１５  出力ミラー
２３，２５  金属電極
２７，２９  誘電体電極
３３  放電部
３７  光取り出し部
３９  部分
４１  ビーム整形装置
４３，４５  凸レンズ
４７  スリット
４７Ｈ  ピンホール
４９，５１  凹面ミラー
【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５】
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【図６】
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【図７】
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