(57)【要約】【課題】  レーザ光を安定して出力することができるレーザ加熱設備を提供することを目的とする。【解決手段】  レーザ加熱設備は、予めサーミスタにより測定されたワット級ワンチップ半導体レーザの温度に基づいて、温度測定回路によりワット級ワンチップ半導体レーザの温度特性を得て、この温度特性に基づいて、電流波形調整手段により第１目標駆動電流値Ｉ１，第２目標駆動電流値Ｉ２，第１設定時間Ｔ１，第２設定時間Ｔ２を設定することにより、温度上昇に伴うワット級ワンチップ半導体レーザのレーザ光の出力低下を補償するため、ワット級ワンチップ半導体レーザより安定したレーザ光を出射することができる。【選択図】          図４
2006041406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質を溶解させるレーザ光を光軸センタを中心に出射するワンチップ半導体レーザ光源を具備するレーザ加熱装置と、前記レーザ加熱装置のワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御する電流制御回路を設けたワンチップ半導体レーザ光源電源装置を備え、前記レーザ加熱装置と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置が電力用ケーブルで接続されているレーザ加熱設備であって、
前記レーザ加熱装置は、
前記ワンチップ半導体レーザ光源が具備されているヒートシンクと、
前記ヒートシンクに密着または埋め込まれ、前記ワンチップ半導体レーザ光源の温度を測定する温度センサ
を備え、
前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置は、
前記電流制御回路へ指令する目標駆動電流値および駆動時間を設定する電流波形調整手段
を備え、
前記温度センサにより測定される前記ワンチップ半導体レーザ光源の温度を入力し、前記ワンチップ半導体レーザ光源の温度特性を求め、温度変動にともなう出力変動を補正するように、前記電流波形調整手段により設定される前記目標駆動電流値を求めるための温度測定回路
を備えたこと
を特徴とするレーザ加熱設備。
【請求項２】
前記電流波形調整手段は、
前記ワンチップ半導体レーザ光源へ出力する第１目標駆動電流値を設定する第１電流用可変抵抗器と、
前記ワンチップ半導体レーザ光源へ出力する第２目標駆動電流値を設定する第２電流用可変抵抗器と、
前記第１目標駆動電流値を出力する駆動時間である第１設定時間を設定する第１タイマ用可変抵抗器と、
前記第２目標駆動電流値を出力する駆動時間である第２設定時間を設定する第２タイマ用可変抵抗器
を有し、
前記電流制御回路は、前記電流波形調整手段により設定された第１目標駆動電流値、前記第１設定時間、前記第２目標駆動電流値、および前記第２設定時間に基づいて前記ワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御すること
を特徴とする請求項１記載のレーザ加熱設備。
【請求項３】
前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置はＬ型シャーシを備えており、前記Ｌ型シャーシを他のフレームに取り付けて放熱が行なわれること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーザ加熱設備。
【請求項４】
物質を溶解させるレーザ光を光軸センタを中心に出射するワンチップ半導体レーザ光源を具備するレーザ加熱装置と、前記レーザ加熱装置のワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御する電流制御回路を設けたワンチップ半導体レーザ光源電源装置を備え、前記レーザ加熱装置と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置が電力用ケーブルで接続されているレーザ加熱設備であって、
前記レーザ加熱装置は、
前記ワンチップ半導体レーザ光源の前方、且つ前記光軸センタ上でレーザ偏光方向を直線通過する方向に配置されている偏光プリズムと、
前記偏光プリズムの一側方に設けられ、前記偏光プリズムで反射された前記ワンチップ半導体レーザ光源から照射されたレーザ光の反射光を検出する第１光センサと、
前記偏光プリズムの他側方に設けられ、前記レーザ光の戻光を検出する第２光センサ
を備え、
前記電流制御回路は、前記第１光センサにより検出された前記反射光と前記第２光センサにより検出された前記レーザ光の戻光を減算して前記レーザ光のフィードバック値を求め、予め設定されている前記レーザ光の指令値と前記レーザ光のフィードバック値が一致するように電流制御を行うこと
を特徴とするレーザ加熱設備。
【請求項５】
前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置は、
前記第１光センサにより検出された戻光を表示する表示手段を備えること
を特徴とする請求項４記載のレーザ加熱設備。
【請求項６】
物質を溶解させるレーザ光を光軸センタを中心に出射するワンチップ半導体レーザ光源を具備するレーザ加熱装置と、前記レーザ加熱装置のワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御する電流制御回路を設けたワンチップ半導体レーザ光源電源装置を備え、前記レーザ加熱装置と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置が電力用ケーブルで接続されているレーザ加熱設備であって、
前記レーザ加熱装置は、
前記ワンチップ半導体レーザ光源の前方、且つ前記光軸センタ上でレーザ偏光方向を直線通過する方向に配置されている偏光プリズムと、
前記偏光プリズムの一側面に設けられている可視光ワンチップ半導体レーザ光源
を備え、
前記電力用ケーブルは、前記ワンチップ半導体レーザ光源と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置を接続する第１プラス電源ラインと、前記可視光ワンチップ半導体レーザ光源と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置を接続する第２プラス電源ラインから構成され、これら第１プラス電源ラインおよび第２プラス電源ラインはそれぞれ、前記ワンチップ半導体レーザ光源および前記可視光ワンチップ半導体レーザ光源に所望の動作電圧を供給するよう、線形および線の長さを調整して、線間抵抗が所望の値となるよう形成されていること
を特徴とするレーザ加熱設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば半導体レーザから出射されたレーザ光を集光し、この集光したレーザ光によりはんだ付けや溶接などの加熱処理を行うレーザ加熱設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光を用いた非接触な加熱処理を行う装置としてレーザ加熱設備があり、たとえば特許文献１に開示されている。
このレーザ加熱設備（レーザ加熱装置）は、複数のレーザダイオードを積み重ねてなるレーザダイオードモジュールと、レーザダイオードモジュールに電力を供給する電源と、レーザダイオードモジュールの備える複数のレーザダイオードが出射するレーザ光を視準化するコリメートレンズと、視準化されたレーザ光を集光する集光レンズにより構成されている。
【０００３】
この構成により、レーザダイオードから出射されたレーザ光はコリメートレンズにより視準化され、この視準化されたレーザ光は集光レンズにより集光される。
このように、集光されたレーザ光により、合焦点に置かれている被加熱物に対して半田付けや溶接などの加熱処理を行うことができる。
【０００４】
またレーザダイオードモジュールより出射されたレーザ光の発生量を補正する発光量補正回路を形成し、レーザダイオードの劣化に伴う発光量の低下に応じて、レーザダイオードモジュールへ供給される電流を増加させてレーザ光の発光量を一定に制御している。すなわち、レーザダイオードモジュールへ供給されるパルス状の電流を発生する電流発生回路を備え、発光量補正回路として、レーザダイオードモジュールより出射されたレーザ光を検出する光検出器と、電流発生回路からレーザダイオードモジュールへ供給される電流量を検出する電流量検出器と、この光検出器により検出された電流量と電流量検出器により検出された電流量を減算する減算器と、この減算器の出力値を周波数へ変換するΔＩ／周波数変換回路（ΔＩ／Ｆ）と、波形記憶装置より出力される、ヒートプロファイルの電圧値を周波数へ変換する電圧／周波数変換回路（Ｖ／Ｆ）と、電圧／周波数変換回路より出力された周波数（目標値）よりΔＩ／周波数変換回路（ΔＩ／Ｆ）から出力された周波数（フィードバック値）を減算し、前記電流発生回路へ出力する周波数減算器を備えている。
【特許文献１】特開２００２−９３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来のレーザ加熱設備（レーザ加熱装置）の構成によると、レーザダイオードの劣化に伴う発光量の低下に応じて、レーザダイオードモジュールへ供給される電流を増加させてレーザ光の発光量を一定に制御しているが、波形記憶装置より出力されるヒートプロファイルの電圧値の設定が予め設定されているため、レーザダイオードからの実際の発熱量（温度上昇）に対応してレーザ発光量を一定とする、レーザダイオードへ供給する電流を、現場で簡単に設定変更できないという問題がある。また従来の発光量補正回路は複雑で、装置の製造コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、所定温度内でレーザダイオードへ供給する電流の設定を現場で簡単に設定変更でき、よって所定温度内でレーザダイオードへ供給する電流を補償でき、また装置の製造コストを削減できるレーザ加熱設備を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した目的を達成するために、本発明の請求項１記載のレーザ加熱設備は、物質を溶解させるレーザ光を光軸センタを中心に出射するワンチップ半導体レーザ光源を具備するレーザ加熱装置と、前記レーザ加熱装置のワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御する電流制御回路を設けたワンチップ半導体レーザ光源電源装置を備え、前記レーザ加熱装置と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置が電力用ケーブルで接続されているレーザ加熱設備であって、前記レーザ加熱装置は、前記ワンチップ半導体レーザ光源が具備されているヒートシンクと、前記ヒートシンクに密着または埋め込まれ、前記ワンチップ半導体レーザ光源の温度を測定する温度センサを備え、前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置は、前記電流制御回路へ指令する目標駆動電流値および駆動時間を設定する電流波形調整手段を備え、前記温度センサにより測定される前記ワンチップ半導体レーザ光源の温度を入力し、前記ワンチップ半導体レーザ光源の温度特性を求め、温度変動にともなう出力変動を補正するように、前記電流波形調整手段により設定される前記目標駆動電流値を求めるための温度測定回路を備えたことを特徴としたものである。
【０００８】
また、請求項２記載のレーザ加熱設備は、請求項１に記載の発明であって、前記電流波形調整手段は、前記ワンチップ半導体レーザ光源へ出力する第１目標駆動電流値を設定する第１電流用可変抵抗器と、前記ワンチップ半導体レーザ光源へ出力する第２目標駆動電流値を設定する第２電流用可変抵抗器と、前記第１目標駆動電流値を出力する駆動時間である第１設定時間を設定する第１タイマ用可変抵抗器と、前記第２目標駆動電流値を出力する駆動時間である第２設定時間を設定する第２タイマ用可変抵抗器を有し、前記電流制御回路は、前記電流波形調整手段により設定された第１目標駆動電流値、前記第１設定時間、前記第２目標駆動電流値、および前記第２設定時間に基づいて前記ワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御することを特徴としたものである。
【０００９】
そして、請求項３記載のレーザ加熱設備は、請求項１または請求項２に記載の発明であって、前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置はＬ型シャーシを備えており、前記Ｌ型シャーシを他のフレームに取り付けて放熱が行なわれることを特徴としたものである。
【００１０】
さらに、請求項４記載のレーザ加熱設備は、物質を溶解させるレーザ光を光軸センタを中心に出射するワンチップ半導体レーザ光源を具備するレーザ加熱装置と、前記レーザ加熱装置のワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御する電流制御回路を設けたワンチップ半導体レーザ光源電源装置を備え、前記レーザ加熱装置と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置が電力用ケーブルで接続されているレーザ加熱設備であって、前記レーザ加熱装置は、前記ワンチップ半導体レーザ光源の前方、且つ前記光軸センタ上でレーザ偏光方向を直線通過する方向に配置されている偏光プリズムと、前記偏光プリズムの一側方に設けられ、前記偏光プリズムで反射された前記ワンチップ半導体レーザ光源から照射されたレーザ光の反射光を検出する第１光センサと、前記偏光プリズムの他側方に設けられ、前記レーザ光の戻光を検出する第２光センサを備え、前記電流制御回路は、前記第１光センサにより検出された前記反射光と前記第２光センサにより検出された前記レーザ光の戻光を減算して前記レーザ光のフィードバック値を求め、予め設定されている前記レーザ光の指令値と前記レーザ光のフィードバック値が一致するように電流制御を行うことを特徴としたものである。
【００１１】
しかも、請求項５記載のレーザ加熱設備は、請求項４に記載の発明であって、前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置は、前記第１光センサにより検出された戻光を表示する表示手段を備えることを特徴としたものである。
【００１２】
また、請求項６記載のレーザ加熱設備は、物質を溶解させるレーザ光を光軸センタを中心に出射するワンチップ半導体レーザ光源を具備するレーザ加熱装置と、前記レーザ加熱装置のワンチップ半導体レーザ光源へ出力する駆動電流を制御する電流制御回路を設けたワンチップ半導体レーザ光源電源装置を備え、前記レーザ加熱装置と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置が電力用ケーブルで接続されているレーザ加熱設備であって、前記レーザ加熱装置は、前記ワンチップ半導体レーザ光源の前方、且つ前記光軸センタ上でレーザ偏光方向を直線通過する方向に配置されている偏光プリズムと、前記偏光プリズムの一側面に設けられている可視光ワンチップ半導体レーザ光源を備え、前記電力用ケーブルは、前記ワンチップ半導体レーザ光源と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置を接続する第１プラス電源ラインと、前記可視光ワンチップ半導体レーザ光源と前記ワンチップ半導体レーザ光源電源装置を接続する第２プラス電源ラインから構成され、これら第１プラス電源ラインおよび第２プラス電源ラインはそれぞれ、前記ワンチップ半導体レーザ光源および前記可視光ワンチップ半導体レーザ光源に所望の動作電圧を供給するよう、線形および線の長さを調整して、線間抵抗が所望の値となるよう形成されていることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のレーザ加熱設備は、予め温度センサにより測定されたワンチップ半導体レーザ光源の温度に基づいて、温度測定回路によりワンチップ半導体レーザ光源の温度特性を求め、この温度特性に基づいて、電流波形調整手段により第１目標駆動電流値，第２目標駆動電流値，第１設定時間，第２設定時間を設定し、電流制御回路より第１目標駆動電流値を第１設定時間の間、続いて第２目標駆動電流値を第２設定時間の間、ワンチップ半導体レーザ光源へ出力することにより、温度上昇に伴うワンチップ半導体レーザ光源のレーザ光の出力低下を補償することができ、また上記各目標駆動電流および設定時間を現場で間単に設定変更することができるため、ワンチップ半導体レーザ光源より安定したレーザ光を出射することができる。
【００１４】
また、ワンチップ半導体レーザ光源電源装置内に電圧調整を行う複雑な回路を備える必要が無いため、レーザ加熱設備におけるワンチップ半導体レーザ光源電源装置の製造コストを大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１におけるレーザ加熱設備について、図面を参照しながら説明する。なお、レーザ加熱装置からレーザ光を出射する方向を前方向、この前方向とは逆の方向を後方向、これらの前後方向Ｘと水平面上で直角な方向を左右方向Ｙとする。また上下方向をＺとする。
【００１６】
図１に本発明の実施の形態１におけるレーザ加熱設備の構成を示す。
図１（ａ），図１（ｂ）に示すように、レーザ光の集光部に向けて物質を溶解させるレーザ光を出射するレーザ加熱装置１は、アルマイト処理されたアルミニウム合金（Ａｌ合金）により形成されているホルダー本体２Ａとホルダー本体２Ａの上部に搭載されるホルダカバー２Ｂとから形成されているホルダー２と、ホルダー本体２Ａの内面のうち、左右側面および下面に設けられている熱伝導絶縁シート３と、ホルダカバー２Ｂの下面に設けられているインジニウムシート（以下、Ｉｎシートという）４と、各熱伝導絶縁シート３およびＩｎシート４と当接して設けられているヒートシンク（銅ブロック）５と、ヒートシンク５の前面に固定ネジ６により固定され、レーザ光Ｌを光軸センタ７を中心に出射する出射部８を有するワット級ワンチップ半導体レーザ（ＬＤ）（ワンチップ半導体レーザ光源の一例）９と、ホルダー２の前方において光軸センタ７を中心として配置され、ワット級ワンチップ半導体レーザ９の出射部８から出射されるレーザ光Ｌを集光させる非球面レンズ１０と、非球面レンズ１０を保持し、非球面レンズ１０の前方に位置する場所に可視光カットフィルタ１１Ａが設けられているレンズ保持部１１と、ヒートシンク５に接続されているプラス電源ライン１２Ａと、ヒートシンク５に接続されている第１マイナス電源ライン１２Ｂと、ワット級ワンチップ半導体レーザ９に接続されている第２マイナス電源ライン１２Ｃを有する電力用ケーブル１２と、ヒートシンク５に内蔵され、ワット級ワンチップ半導体レーザ９の温度を測定するサーミスタ（温度センサの一例）１３Ａと、このサーミスタ１３Ａに接続されているサーミスタ用ケーブル（温度センサ用ケーブルの一例）１３と、ワット級ワンチップ半導体レーザ９から出射されるレーザ光Ｌの戻光を検知するフォトダイオード（光センサ）１４Ａと、このフォトダイオード１４Ａに接続されているフォトダイオード用ケーブル（光センサ用ケーブルの一例）１４と、ホルダカバー２Ｂの各角部に上下方向Ｚに設けられ、ホルダー２を取り付け板１５などに取り付ける取付ネジ１６などから構成されている。なお、レーザ加熱装置１は、前記プラス電源ライン１２Ａと第１マイナス電源ライン１２Ｂと第２マイナス電源ライン１２Ｃからなる電力用ケーブル１２によりワット級ワンチップ半導体レーザ電源装置２１（以下、ＬＤ電源装置という）（詳細は後述する）と接続されている。
【００１７】
なお、各ケーブル１２，１３，１４をホルダー２内に挿入する際、ホルダー２における各ケーブル１２，１３，１４の挿入部分には黒色シール材１７が設けられ、各ケーブル１２，１３，１４が固定されている。
【００１８】
上記ワット級ワンチップ半導体レーザ９に形成されている出射部８は、スロー方向の発光幅が０．５ｍｍ、ファースト方向の発光幅が１μｍとされている。なお、出射部８におけるスロー方向の発光幅は０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍであればよい。また、上記非球面レンズ１０は、レンズの明るさを示すＦ値がＦ４〜Ｆ９、下位口数ＮＡが０．３以上の非球面レンズを使用する。
【００１９】
次に、上記レーザ加熱装置１を駆動制御するＬＤ電源装置２１の構成を説明する。
図２，図３に示すように、ＬＤ電源装置２１は、側板部２２Ａと底板部２２Ｂから形成されているＬ型シャーシ２２と、底板部２２Ｂに支持体２３を介して設けられているワット級ワンチップ半導体レーザ基板（以下、ＬＤ基板という）２４と、ＬＤ基板２４を覆うように配置されたカバー２５内に設けられているスイッチング電源２６から構成されている。
【００２０】
上記ＬＤ基板２４は、外部よりＡＣ１００Ｖを入力する電源用コネクタ３１と、サーミスタ用ケーブル１３と接続されるサーミスタ用端子台３２と、フォトダイオード用ケーブル１４と目標駆動電流Ｉをオン・オフするスイッチ（切換部）３５とが接続される端子台３３と、レーザ加熱装置１のワット級ワンチップ半導体レーザ９へ駆動電流Ｉを出力する出力用端子３４と、ワット級ワンチップ半導体レーザ９へ出力する第１目標駆動電流Ｉ１を設定する第１電流用トリマー抵抗（第１電流用可変抵抗器）３８Ａと、ワット級ワンチップ半導体レーザ９へ出力する第２目標駆動電流Ｉ２を設定する第２電流用トリマー抵抗（第２電流用可変抵抗器）３８Ｂと、第１目標駆動電流Ｉ１を出力する時間である第１設定時間Ｔ１を設定する第１タイマ用トリマー抵抗（第１タイマ用可変抵抗器）３９Ａと、第２目標駆動電流Ｉ２を出力する時間である第２設定時間Ｔ２を設定する第２タイマ用トリマー抵抗（第２タイマ用可変抵抗器）３９Ｂと、目標駆動電流Ｉ（第１駆動電流Ｉ１）の出力のスタートおよびストップを行う第１スイッチ４０Ａ，ＬＤ電源装置２１の動作モード（例えばＣＷモードやＰＬＳモード）を選択する第２スイッチ４０Ｂ，最大出力電流（３．３Ａもしくは８Ａ）を選択する第３スイッチ４０Ｃを有するディップスイッチ４０などを備えている。なお、第１電流用トリマー抵抗３８Ａと、第２電流用トリマー抵抗３８Ｂと、第１タイマ用トリマー抵抗３９Ａと、第２タイマ用トリマー抵抗３９Ｂとにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ９へ出力する駆動電流Ｉを設定する電流波形調整手段４１が形成されている。
【００２１】
またＬＤ基板２４には、サーミスタ１３Ａにより測定（検出）されるワット級ワンチップ半導体レーザ９の温度を入力し、ワット級ワンチップ半導体レーザ９の温度特性を得るための温度測定回路４２と、スイッチ３５および電流波形調整手段４１と接続され、電流波形調整手段４１により設定された駆動電流Ｉを出力する電流制御回路４３が設けられている。なお、温度測定回路４２には、温度測定回路４２が測定した温度を表示する手段として、例えば温度表示器（温度表示手段）４４が接続されている。
【００２２】
なお、このＬＤ電源装置２１は、Ｌ型シャーシ２２を他のフレームに取り付けることにより放熱を行う自然空冷式とされている。
以下に、上記した実施の形態１における作用を、図４、図５を参照しながら説明する。
【００２３】
まず、予めサーミスタ１３Ａでワット級ワンチップ半導体レーザ９の温度を測定して、温度測定回路４２によりワット級ワンチップ半導体レーザ９の温度特性を得て、温度表示器４４に計測された温度を表示させる。
【００２４】
ここで、ワット級ワンチップ半導体レーザ９から出力されるレーザ光Ｌが一定のパワーを得るためには、図５の実線に示すように、ワット級ワンチップ半導体レーザ９の温度が２５℃、ＬＤ基板２４から出力される駆動電流がＩＶのとき、ＬＤ基板２４から出力される駆動電流Ｉとワット級ワンチップ半導体レーザ９の温度との関係を示すグラフの傾き（以下、グラフの傾きという）がθ１となる必要がある。
【００２５】
このため、ワット級ワンチップ半導体レーザ９の発熱により温度が上昇した場合、温度測定回路４２により、図５の一点鎖線に示すように、ワット級ワンチップ半導体レーザ９の温度上昇によりワット級ワンチップ半導体レーザ９の温度が上昇してグラフの傾きがθ２となる温度特性が得られるため、グラフの傾きがθ１となるよう、電流波形調整手段４１により調整する。
【００２６】
すなわち、ワット級ワンチップ半導体レーザ９の温度が１０℃上昇した場合、２５℃地点でのグラフの傾きをθ１とするためには、所定時間経過後、目標駆動電流Ｉを５％〜７％程度増加させる必要があるため、グラフの傾きがθ１となるよう、電流波形調整手段４１により調整する。
【００２７】
次に、上記ワット級ワンチップ半導体レーザ９の温度特性に基づいて、以下の手順により、ＬＤ基板２４の出力用端子３４から出力される目標駆動電流Ｉの設定を電流波形調整手段４１により行う。
【００２８】
１、第１電流用トリマー抵抗３８Ａにより、第１設定時間Ｔ１内にワット級ワンチップ半導体レーザ９へ出力される第１目標駆動電流値Ｉ１を設定する。
２、第２電流用トリマー抵抗３８Ｂにより、第２設定時間Ｔ２内にワット級ワンチップ半導体レーザ９へ出力される第２目標駆動電流値Ｉ２を設定する。
【００２９】
３、第１タイマ用トリマー抵抗３９Ａにより、第１設定時間Ｔ１の長さを設定する。
４、第２タイマ用トリマー抵抗３９Ｂにより、第２設定時間Ｔ２の長さを設定する。
５、スイッチ３５をオン、またはディップスイッチ４０の第１スイッチ４０Ａをオン（スタート）にする。
【００３０】
以上の手順により、第１目標駆動電流値Ｉ１，第２目標駆動電流値Ｉ２，第１設定時間Ｔ１，第２設定時間Ｔ２が設定されると、電流制御回路４３によりこれら設定値に基づいて、図４に示すように、第１設定時間Ｔ１の間、ＬＤ基板２４の出力用端子３４より第１目標駆動電流Ｉ１がワット級ワンチップ半導体レーザ９へ出力され、第１設定時間Ｔ１経過後、第２設定時間Ｔ２の間においては、ＬＤ基板２４の出力用端子３４より第２目標駆動電流Ｉ２がワット級ワンチップ半導体レーザ９へ出力され、スイッチ３５をオフ、またはディップスイッチ４０の第１スイッチ４０Ａをオフ（ストップ）、または設定された第１設定時間Ｔ１および第２設定時間Ｔ２が経過することにより、上記目標駆動電流Ｉの出力が停止される。なお、設定された第１設定時間Ｔ１および第２設定時間Ｔ２の経過後、もしくは第１設定時間Ｔ１および第２設定時間Ｔ２の経過中に、一度スイッチ３５をオフさせ、再度スイッチ３５をオンすることにより、目標駆動電流Ｉは再び出力される。
【００３１】
このように、予めサーミスタ１３Ａにより測定されたワット級ワンチップ半導体レーザ９の温度に基づいて、温度測定回路４２によりワット級ワンチップ半導体レーザ９の温度特性を求め、この温度特性に基づいて、電流波形調整手段４１により第１目標駆動電流値Ｉ１，第２目標駆動電流値Ｉ２，第１設定時間Ｔ１，第２設定時間Ｔ２を設定し、電流制御回路４３より第１目標駆動電流Ｉ１を第１設定時間の間、続いて第２目標駆動電流Ｉ２を第２設定時間の間、ワット級ワンチップ半導体レーザ９へ出力することにより、温度上昇に伴うワット級ワンチップ半導体レーザ９のレーザ光Ｌの出力低下を、第２目標駆動電流値Ｉ２を上昇させることにより補償する。
【００３２】
以上のように実施の形態１によれば、予めサーミスタ１３Ａにより測定されたワット級ワンチップ半導体レーザ９の温度に基づいて、温度測定回路４２によりワット級ワンチップ半導体レーザ９の温度特性を求め、この温度特性に基づいて、電流波形調整手段４１により第１目標駆動電流値Ｉ１，第２目標駆動電流値Ｉ２，第１設定時間Ｔ１，第２設定時間Ｔ２を設定し、電流制御回路４３より第１目標駆動電流Ｉ１を第１設定時間の間、続いて第２目標駆動電流Ｉ２を第２設定時間の間、ワット級ワンチップ半導体レーザ９へ出力することにより、温度上昇に伴うワット級ワンチップ半導体レーザ９のレーザ光Ｌの出力低下を補償することができ、また上記各目標駆動電流Ｉ１，Ｉ２および設定時間Ｔ１，Ｔ２を現場で間単に設定変更することができるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ９より安定したレーザ光Ｌを出射することができる。
【００３３】
また、実施の形態１によれば、ＬＤ電源装置２１内に電圧調整を行う複雑な回路（ＡＰＣ回路等）を備える必要が無いため、レーザ加熱設備におけるＬＤ電源装置２１の製造コストを大幅に低減することができる。
【００３４】
また、実施の形態１の如く、フレキシブルプリント配線板用コネクタ（ＦＰＣ用コネクタ）や電子デバイス等の被加熱部に対してはんだ付けを行う際、２つのレーザ加熱装置に、それぞれ異なる第１目標駆動電流値Ｉ１，第２目標駆動電流値Ｉ２，第１設定時間Ｔ１，第２設定時間Ｔ２を設定することも可能である。この構成により、一方のレーザ加熱装置から第１目標駆動電流値Ｉ１を先行して出力してレーザ光を出力した後に、他方のレーザ加熱装置から一方のレーザ加熱装置に設定された第１目標駆動電流値Ｉ１より遅れて第２目標駆動電流値Ｉ２を出力してレーザ光を出力することにより、すなわち各レーザ加熱装置から加工対象物に対して異なるタイミングでレーザ光Ｌを出射することにより、余熱効果を利用し、アライメント（位置調整）を行いながらはんだ付けを行うことができる。
【００３５】
なお、実施の形態１では、第１電流用トリマー抵抗３８Ａ，第２電流用トリマー抵抗３８Ｂ，第１タイマ用トリマー抵抗３９Ａ，第２タイマ用トリマー抵抗３９Ｂにより、目標駆動電流を出力する時間（第１設定時間Ｔ１，第２設定時間Ｔ２）および目標駆動電流の値（第１目標駆動電流値Ｉ１，第２目標駆動電流値Ｉ２）を２段に分けていたが、電流用トリマー抵抗およびタイマ用トリマー抵抗を増設等することにより、目標駆動電流を出力する時間および目標駆動電流の値を２段以上に分けてもよい。
【００３６】
また、実施の形態１では、ホルダカバー２Ｂの下面にＩｎシート４が設けられていたが、熱伝導絶縁シートであってもよい。
また、実施の形態１では、サーミスタ１３Ａに接続されているサーミスタ用ケーブル１３とフォトダイオード１４Ａに接続されているフォトダイオード用ケーブル１４が使用されていたが、図６に示すように、ホルダー２の後方に設けられている本体側コネクタ５１と、本体側コネクタ５１と連結され、ＬＤ電源装置２１に接続されているコネクタケーブル５２の先端に設けられているケーブル側コネクタ５３を具備したレーザ加熱設備であってもよい。なお、レーザ加熱装置１内には、フォトダイオード１４Ａがワット級ワンチップ半導体レーザ９の出射部８と同じ空間Ｓの光を検出するように配置されている。
【００３７】
図７に示すように、上記レーザ加熱装置１の本体側コネクタ５１は、サーミスタ１３Ａの一端と接続されている第１ピン５１Ａと、サーミスタ１３Ａの他端と接続されている第２ピン５１Ｂと、フォトダイオード１４Ａの一端と接続されている第３ピン５１Ｃと、フォトダイオード１４Ａの他端およびリレー５４の電磁石５４Ａの一端と接続されている第４ピン５１Ｄと、リレー５４の電磁石５４Ａの他端と接続されている第５ピン５１Ｅを備えている。なお、上記リレー５４の接点部（ＮＣ）５４Ｂは、ワット級ワンチップ半導体レーザ９と接続されるとともに、ＬＤ基板２４の出力用端子３４と接続されている。
【００３８】
なお、第１ピン５１Ａおよび第２ピン５１Ｂは、コネクタケーブル５２を介してＬＤ電源装置２１の温度測定回路４２と接続され、第３ピン５１Ｃは、コネクタケーブル５２を介してＬＤ電源装置２１のパワー測定回路５６と接続され、第４ピン５１Ｄは、コネクタケーブル５２を介してＬＤ電源装置２１内のグランド５７に接地され、第５ピン５１Ｅは、コネクタケーブル５２を介してＬＤ電源装置２１の電源ＶＣＣ５８と接続されている。また、電流制御回路４３には、フォトダイオード１４Ａによって計測されたワット級ワンチップ半導体レーザ９のレーザパワーの最終値が、設定範囲内であるかを比較する比較制御部４３Ａが設けられている。
【００３９】
次に、上記レーザ加熱設備における作用を、図８，図９に基づいて説明する。
まず、ケーブル側コネクタ５３を本体側コネクタ５１にプラグインしていないとき、リレー５４の接点部５４Ｂはショートしている。そして、プラグインしたとき、リレー５４の電磁石５４Ａが動作して、接点部５４Ｂのショートが解除、すなわちオープンとなるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ９を静電気から保護することができる。
【００４０】
そして、上述したように電流波形調整手段４１により、図８に示すように、ワット級ワンチップ半導体レーザ９のレーザパワー（第１設定時間Ｔ１において３Ｗ，第２設定時間Ｔ２において５Ｗ）を設定して電力波形Ａを出力し、電力波形Ｂの第２設定時間Ｔ２におけるレーザパワーの出力が１０％ダウンして４．５Ｗとなり、次に出力される電力波形Ｃのレーザパワーが、ワット級ワンチップ半導体レーザ９の半導体レーザ素子が劣化することにより、第１設定時間Ｔ１および第２設定時間Ｔ２においてそれぞれ１０％ダウンして第１設定時間Ｔ１におけるレーザパワーが２．７Ｗ、第２設定時間Ｔ２におけるレーザパワーが４．５Ｗとなった場合、パワー測定回路５６は、電力波形Ｃのレーザパワーの最終値（４．５Ｗ）を、フォトダイオード１４Ａにより測定し、その最終値を比較制御部４３Ａへ出力する。
【００４１】
ここで、比較制御部４３Ａは、その最終値が設定範囲内（例えば４．７５Ｗ〜５．２５Ｗ、すなわち第２設定時間Ｔ２で設定された５Ｗの±５％、設定範囲は任意に設定変更可能）であるかどうかを比較し、図９に示すように、上記最終値が設定範囲外であれば、すなわちエラー検知されれば、次に出力される電力波形Ｄが、当初設定された電力波形Ａのレーザパワーの値となるよう、電流制御回路４３により電力補償を行う。なお、図９に示すように、一度測定された電力波形の最終値は、次の電力波形の最終値が測定されるまでラッチされる。
【００４２】
これにより、エラー検知された電力波形の後に出力される電力波形に対して、電力補償を行うことができるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ９より所望のレーザパワーを有するレーザ光を出射することができ、また温度補償も有効な状態のままであるため、温度変動があっても上記所望のレーザパワーを出射するために必要な電流が確保される。
【００４３】
なお、上記では電力波形Ｃのレーザパワーの最終値を比較制御部４３Ａへ出力していたが、電力波形Ｂのレーザパワーの最終値を比較制御部４３Ａへ出力してもよい。すなわち、はじめにエラー検知された電力波形の最終値を比較制御部４３Ａへ出力してもよく、また設定された回数、エラー検知された後の電力波形の最終値を比較制御部４３Ａへ出力してもよい。
【００４４】
また、上記では電力波形の最終値を測定していたが、電流波形におけるいずれかのポイントを測定して、エラー検知を行ってもよい。
（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２におけるレーザ加熱設備について、図面を参照しながら説明する。
【００４５】
図１０に本発明の実施の形態２におけるレーザ加熱設備の構成を示す。なお、実施の形態２におけるレーザ加熱装置については、実施の形態１とほぼ同一の構成であるため、詳細な説明を省略し、要部のみ説明する。
【００４６】
図１０に示すように、レーザ光の集光部に向けて物質を溶解させる（偏光方向が上下方向となっている）レーザ光を出射するレーザ加熱装置６１は、アルマイト処理されたアルミニウム合金（Ａｌ合金）により形成されているホルダー６２と、ヒートシンク６３の前面に固定され、レーザ光Ｌを光軸センタ６４を中心に出射する出射部６５を有するワット級ワンチップ半導体レーザ（ＬＤ）（ワンチップ半導体レーザ光源の一例）６６と、ワット級ワンチップ半導体レーザ６６の前方において光軸センタ６４を中心として配置され、ワット級ワンチップ半導体レーザ６６の出射部６５から出射されるレーザ光Ｌを集光させ、ＢＫ７等で形成されている非球面レンズ６７と、非球面レンズ６７を保持し、非球面レンズ６７の前方に位置する場所に可視光カットカバーガラス６８Ａを有するレンズ保持部６８と、ワット級ワンチップ半導体レーザ６６と非球面レンズ６７の間で、且つ光軸センタ６４上でレーザ偏光方向を直線通過する方向に配置されているＰＢＳプリズム（偏光ビームスプリッターともいう）（偏光プリズムの一例）６９と、ＰＢＳプリズム６９の前後方向における左側（一側方）、すなわちホルダー６２内部の左側面（一側面）に設けられ、ＰＢＳプリズム６９で反射されたワンチップ半導体レーザ６６から照射されたレーザ光Ｌの反射光を検出する第１フォトダイオード（第１ＰＤ）（第１光センサの一例）７０Ａと、ＰＢＳプリズム６９の前後方向における右側（他側方）、すなわちホルダー６２内部の右側面（他側面）に設けられ、レーザ光Ｌの戻光ＬＢを検出する第２フォトダイオード（第２ＰＤ）（第２光センサの一例）７０Ｂなどから構成されている。なお、第１フォトダイオード７０Ａと第２フォトダイオード７０Ｂは、ＰＢＳプリズム６９を介してそれぞれ対向して設けられている。また、非球面レンズ６７と可視光カットカバーガラス６８ＡにはＡＲコートが施されている。
【００４７】
また、ワンチップ半導体レーザ光源電源装置（以下、ＬＤ電源装置という）７１は、第２フォトダイオード７０Ｂにより検出されたレーザ光Ｌの戻光ＬＢを検出する戻光検出回路７２と、第２フォトダイオード７０Ｂが検出した戻光ＬＢと第１フォトダイオード７０Ａが検出したＰＢＳプリズム６９にて反射されたレーザ光Ｌにより、レーザ加熱装置６１を駆動させる駆動電流を制御する電流制御回路７３を備えている。なお、レーザ加熱装置６１とＬＤ電源装置７１は、電力用ケーブル７９により接続されている。
【００４８】
また、戻光検出回路７２には、第２フォトダイオード７０Ｂが検出した戻光ＬＢのパワーを表示する戻光レベル表示器（表示手段の一例）７２Ａが接続されている。
電流制御回路７３は、第１フォトダイオード７０Ａにより検出された反射光のパワーＰ１（電流Ｉ１）と第２フォトダイオード７０Ｂにより検出されたレーザ光Ｌの戻光ＬＢのパワーＰ２（電流Ｉ２）を減算してレーザ光Ｌのフィードバック値である第１差分ＰＦ（電流ＩＦ）を求め、予め設定されているレーザ光Ｌの指令値である指令パワーＰＶ（電流ＩＶ）とレーザ光Ｌのフィードバック値が一致するように電流制御を行う。
【００４９】
詳細に説明すると、電流制御回路７３は、第１フォトダイオード７０Ａが検出するＰＢＳプリズム６９にて反射されたレーザ光Ｌ、すなわち反射光のパワーＰ１（電流Ｉ１）から第２フォトダイオード７０Ｂが検出する戻光ＬＢのパワーＰ２（電流Ｉ２）を減算して第１差分ＰＦ（電流ＩＦ）を算出する第１減算器７４と、第１減算器７４で算出されたフィードバック値である第１差分ＰＦ（電流ＩＦ）の値と指令部７６（後述する）で設定されている指令パワーＰＶ（電流ＩＶ）（指令値の一例）（後述する）の値（単位）との調整を行い、調整後の第１差分ＰＦ（電流ＩＦ）を出力するファンクション部７５と、指令パワーＰＶ（電流ＩＶ）を出力する指令部７６と、指令部７６より出力された指令パワーＰＶ（電流ＩＶ）から、出射されたレーザ光のフィードバック値である第１差分ＰＦ（電流ＩＦ）を減算して第２差分ＰＲ（電流ＩＲ）を算出する第２減算器７７と、第２差分ＰＲ（電流ＩＲ）を入力し、この第２差分ＰＲ（電流ＩＲ）をなくすように電流制御を行う電流制御部７８などにより構成されている。なお、電流制御部７８は、電力用ケーブル７９内のプラス電源ライン７９Ａを介してワット級ワンチップ半導体レーザ６６と接続されており、またＬＤ電源装置７１内のグランド８０は電力用ケーブル７９内のマイナス電源ライン７９Ｂを介してヒートシンク６３と接続されている。
【００５０】
以下に、上記した実施の形態２における作用を、図１０を参照しながら説明する。
まず、加工対象物Ｘがレーザ光Ｌの集光部（加工点）Ｍにない場合、ワット級ワンチップ半導体レーザ６６の出射部６５から出射されるレーザ光Ｌは上下方向Ｚに偏光しているため、９９％以上がＰＢＳプリズム６９を透過し、１％以下がＰＢＳプリズム６９にて反射される。このＰＢＳプリズム６９にて反射されたレーザ光Ｌは、第１フォトダイオード７０Ａに検出され、第１減算器７４に入力される。なお、上述したように非球面レンズ６７と可視光カットカバーガラス６８ＡにはＡＲコートが施されているため、これらからの戻光ＬＢはない。
【００５１】
ここで、非球面レンズ６７や可視光カットカバーガラス６８Ａにすす等の汚れが付着すると、これらの汚れにより反射する偏光特性を失った戻光ＬＢが発生し、この戻光ＬＢの一部はＰＢＳプリズム６９にて反射される。この戻光ＬＢは、第２フォトダイオード７０Ｂに検出され、第１減算器７４に入力されるとともに、戻光検出回路７２に入力され、戻光レベル表示器７３に戻光レベルが表示される。
【００５２】
このように、戻光検出回路７２により、戻光レベルを検出することができるため、非球面レンズ６７や可視光カットカバーガラス６８Ａの汚れ具合が判断される。
上述したように、第１フォトダイオード７０Ａが検出するＰＢＳプリズム６９にて反射されたレーザ光ＬのパワーＰ１（例えば０．０５Ｗ）（電流Ｉ１）および第２フォトダイオード７０Ｂが検出する戻光ＬＢのパワーＰ２（例えば０．０１Ｗ）（電流Ｉ２）を入力した第１減算器７４は、第１フォトダイオード７０Ａが検出するＰＢＳプリズム６９にて反射されたレーザ光ＬのパワーＰ１（電流Ｉ１）から第２フォトダイオード７０Ｂが検出する戻光ＬＢのパワーＰ２（電流Ｉ２）を減算して第１差分ＰＦ（０．０４Ｗ）（電流ＩＦ）を算出し、ファンクション部７５により単位調整され（４Ｗ）、単位調整された第１差分ＰＦ（４Ｗ）（電流ＩＦ）を第２減算器７７に出力する。
【００５３】
次に、上記第１差分ＰＦ（４Ｗ）（電流ＩＦ）および指令部７６から出力されている指令パワーＰＶ（例えば５Ｗ）（電流ＩＶ）を入力した第２減算器７７は、指令部７６から出力されている指令パワーＰＶ（電流ＩＶ）から第１差分ＰＦ（電流ＩＦ）を減算して第２差分ＰＲ（１Ｗ）（電流ＩＲ）を算出し、この第２差分ＰＲ（電流ＩＲ）を電流制御部７８へ出力する。
【００５４】
そして、上記第２差分ＰＲ（電流ＩＲ）を入力した電流制御部７８は、この第２差分ＰＲ（電流ＩＲ）をなくすよう電流制御（電流補償）を行い、この電流補償された電流を電力用ケーブル７９のプラス電源ライン７９Ａを介してワット級ワンチップ半導体レーザ６６へ出力する。
【００５５】
このように、電流制御回路７３により、レーザ加熱装置６１を駆動させる駆動電流の電流制御が行われることにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ６６から出射されるレーザ光Ｌを所望のパワーとする。
【００５６】
また、加工対象物Ｘがレーザ光Ｌの集光部（加工点）Ｍに配置された場合、ワット級ワンチップ半導体レーザ６６から出射されたレーザ光Ｌの発光波長は、ＰＢＳプリズム６９にて透過され、加工によって生じる加工光や熱線は、非球面レンズ６７や可視光カットカバーガラス６８Ａによりほとんどカットされる。
【００５７】
ここで、集光部（加工点）Ｍでの戻光ＬＢは偏光特性を失っており、この戻光ＬＢの一部は、ＰＢＳプリズム６９にて反射され、第２フォトダイオード７０Ｂに検出されて、加工対象物Ｘがレーザ光Ｌの集光部（加工点）Ｍにない場合と同様に電流補償が行われるが、わずかな戻光ＬＢが残るため、加工対象物Ｘを加工する際は、加工対象物Ｘがレーザ光Ｌの集光部（加工点）Ｍにない場合に電流補償された電流値を固定して、その電流をワット級ワンチップ半導体レーザ６６へ出力した方がよい。
【００５８】
以上のように実施の形態２によれば、電流制御回路７３により、レーザ加熱装置６１を駆動させる駆動電流の電流制御が行われ、ワット級ワンチップ半導体レーザ６６から出射されるレーザ光Ｌを所望のパワーとすることができるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ６６より安定したレーザ光Ｌを出射することができる。
【００５９】
また、実施の形態２によれば、戻光検出回路７２により、戻光レベルを検出することができるため、非球面レンズ６７や可視光カットカバーガラス６８Ａの汚れ具合を判断することができる。
【００６０】
なお、実施の形態２では、ワット級ワンチップ半導体レーザ６６と非球面レンズ６７の間にＰＢＳプリズム６９が配置されていたが、ガラス板を配置してもよい。しかし、ガラス板を配置した場合、ガラス板の反射ロスが７％程度になるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ６６への戻光ＬＢが若干増えることとなる。
【００６１】
なお、実施の形態２では、ホルダー６２内に、ＰＢＳプリズム６９で反射されたワンチップ半導体レーザ６６から照射されたレーザ光Ｌの反射光を検出する第１フォトダイオード７０Ａと、レーザ光Ｌの戻光ＬＢを検出する第２フォトダイオード７０Ｂが設けられていたが、第１フォトダイオード７０Ａだけ設けてもよい。このとき、第１減算器７４は、レーザ光Ｌの戻光ＬＢのパワーＰ２（電流Ｉ２）を減算することはなく、第１フォトダイオード７０Ａが検出するＰＢＳプリズム６９にて反射されたレーザ光Ｌ、すなわち反射光のパワーＰ１（電流Ｉ１）のみを第１差分ＰＦ（電流ＩＦ）として第２減算器７７へ出力する。
（実施の形態３）
以下に、本発明の実施の形態３におけるレーザ加熱設備について、図面を参照しながら説明する。
【００６２】
図１１により本発明の実施の形態３におけるレーザ加熱設備の構成を説明する。なお、実施の形態３におけるレーザ加熱装置については、実施の形態１とほぼ同一の構成であるため、詳細な説明を省略し、要部のみ説明する。
【００６３】
図１１に示すように、レーザ光の集光部に向けて物質を溶解させるレーザ光を出射するレーザ加熱装置９１は、アルマイト処理されたアルミニウム合金（Ａｌ合金）により形成されているホルダー９２と、前部が立方体形状に切りかかれて突状部９３Ａが形成されているヒートシンク９３と、ヒートシンク９３の前面および突状部９３Ａに当接して固定され、レーザ光Ｌを光軸センタ９４を中心に出射する出射部９５を有するワット級ワンチップ半導体レーザ（ＬＤ）（ワンチップ半導体レーザ光源の一例）９６と、ホルダー９２の前方において光軸センタ９４を中心として配置され、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６の出射部９５から出射されるレーザ光Ｌを集光させる、ＢＫ７等で形成されている非球面レンズ９７と、非球面レンズ９７を保持し、非球面レンズ９７の前方に位置する場所に可視光カットカバーガラス９８Ａが設けられているレンズ保持部９８と、ヒートシンク９３の突状部９３Ａに埋め込まれたフォトダイオード（ＰＤ）（光センサの一例）９９と、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６と非球面レンズ９７の間に配置され、且つフォトダイオード９９（突状部９３Ａ）と当接して設けられているＰＢＳプリズム（偏光ビームスプリッターともいう）（プリズムの一例）１００と、ＰＢＳプリズム１００においてフォトダイオード９９が当接している側面と反対側の側面に設けられている可視光ワット級ワンチップ半導体レーザ（可視光ＬＤ）（可視光ワンチップ半導体レーザ光源の一例）１０１と、ヒートシンク９３の一側面に貼り付けられているサーミスタ（温度センサの一例）１０２などにより構成されている。なお、可視光ＬＤ１０１は、アライメント調整をした後、ＵＶ接着によりＰＢＳプリズム１００に固定されている。また、レーザ加熱装置９１は、電力用ケーブル１０３により、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６へ出力する駆動電流を制御する電流制御回路１０６Ａを有するワット級ワンチップ半導体レーザ電源装置１０６（以下、ＬＤ電源装置という）（詳細は後述する）と接続されている。
【００６４】
また、図１１，図１２に示すように、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６は、電力用ケーブル１０３内の第１プラス電源ライン１０３Ａを介してレーザ加熱装置９１へ駆動電流を供給するワンチップ半導体レーザ光源電源装置１０６のＬＤ＋と接続され、可視光ＬＤ１０１は、電力用ケーブル１０３内の第２プラス電源ライン１０３Ｂを介してＬＤ電源装置１０６のＬＤ＋と接続されるとともに、第２マイナス電源ライン１０５を介してヒートシンク９３と接続され、ヒートシンク９３のＬＤ−は、電力用ケーブル１０３内の第１マイナス電源ライン１０３Ｃを介してＬＤ電源装置１０６のＬＤ−と接続されている。なお、サーミスタ１０２は、サーミスタ用ケーブル（温度センサ用ケーブルの一例）１０４を介してＬＤ電源装置１０６のサーミスタ用端子に接続されている。
【００６５】
上記第１プラス電源ライン１０３Ａおよび第２プラス電源ライン１０３Ｂはそれぞれ、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６および可視光ＬＤ１０１に所望の動作電圧が供給されるよう、各プラス電源ライン１０３Ａ，１０３Ｂの線形や線の長さ等を調整して、各プラス電源ライン１０３Ａ，１０３Ｂの線間抵抗１０３Ｄ，１０３Ｅが所望の値である０．１Ωとなるよう形成されている。なお、上記第１マイナス電源ライン１０３Ｃおよび第２マイナス電源ライン１０５は、シールド線により形成されており、線間抵抗は無いものとみなす。
【００６６】
以下に、上記した実施の形態３における作用を、図１３を参照しながら説明する。
通常、ＬＤ電源装置１０６の出力電圧は２．２Ｖである。また、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６が所望のレーザパワー（光出力）ＰＯを得るときに必要な動作電圧は１．７Ｖ、動作電流は５Ａ（５Ａ〜１０Ａ）であり、可視光ＬＤ１０１が所望のレーザパワー（光出力）ＰＯを得るときに必要な動作電圧は２．２Ｖ、動作電流は０．０３Ａ（数１０ｍＡ）である。
【００６７】
ここで、ＬＤ電源装置１０６からワット級ワンチップ半導体レーザ９６へ動作電流５Ａが供給された場合、第１プラス電源ライン１０３Ａの線間抵抗１０３Ｄが０．１Ωであるため、０．５Ｖの電圧降下が発生し、図１３の実線に示すように、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６には１．７Ｖの電圧が供給され、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６から所望のレーザパワーＰＯが出力される。
【００６８】
また、ＬＤ電源装置１０６から可視光ＬＤ１０１へ動作電流０．０３Ａが供給された場合、第２プラス電源ライン１０３Ｂの線間抵抗１０３Ｅが０．１Ωであるため、０．００３Ｖの電圧降下が発生し、図１３の一点鎖線に示すように、可視光ＬＤ１０１には２．１９７Ｖ、すなわち約２．２Ｖの電圧が供給され、可視光ＬＤ１０１から所望のレーザパワーＰＯが出力される。
【００６９】
このように、各プラス電源ライン１０３Ａ，１０３Ｂはそれぞれ、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６および可視光ＬＤ１０１に上記所望の動作電圧が供給されるよう、電力用ケーブル１０３における各プラス電源ライン１０３Ａ，１０３Ｂの線形や線の長さ等を調整して、適宜、線間抵抗が所望の値となるよう形成されることにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６および可視光ＬＤ１０１から所望のレーザパワーＰＯが出力される。
【００７０】
以上のように実施の形態３によれば、各プラス電源ライン１０３Ａ，１０３Ｂはそれぞれ、電力用ケーブル１０３における各プラス電源ライン１０３Ａ，１０３Ｂの線形や線の長さ等が調整されて、適宜、各プラス電源ライン１０３Ａ，１０３Ｂの線間抵抗が所望の値となるよう形成されることにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６および可視光ＬＤ１０１にはそれぞれ、所望の動作電圧が供給されるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６および可視光ＬＤ１０１より安定したレーザ光を出射することができる。
【００７１】
また、実施の形態３によれば、ＬＤ電源装置１０６内に電圧調整を行う複雑な回路（ＡＰＣ回路等）を備える必要が無いため、レーザ加熱設備におけるＬＤ電源装置１０６の製造コストを大幅に低減することができる。
（実施の形態４）
以下に、本発明の実施の形態４におけるレーザ加熱設備について、図面を参照しながら説明する。
【００７２】
図１４により本発明の実施の形態４におけるレーザ加熱設備の構成を説明する。なお、実施の形態４におけるレーザ加熱装置については、実施の形態１から実施の形態３をもとに構成されているため、詳細な説明を省略し、要部のみ説明する。また、上記各実施の形態１、２、３と同一部材のものについては同一番号を付す。
【００７３】
図１４に示すように、レーザ光Ｌの集光部Ｍに向けて物質を溶解させるレーザ光Ｌを出射するレーザ加熱装置１１１は、実施の形態２をもとに構成されており、実施の形態２におけるヒートシンク６３およびワット級ワンチップ半導体レーザ６６の部分の構成に代わり、実施の形態３におけるヒートシンク９３，ワット級ワンチップ半導体レーザ９６，ＰＢＳプリズム１００，可視光ＬＤ１０１，サーミスタ１０２の構成を備えている。
【００７４】
上記構成にともない、ＬＤ電源装置１１２には、サーミスタ１０２により測定（検出）されるワット級ワンチップ半導体レーザ９６の温度を入力し、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６の温度特性を得るための温度測定回路１１３が設けられており、温度測定回路１１３には、温度測定回路１１３が測定した温度を表示する手段として、例えば温度表示器１１４が接続されている。なお、温度測定回路１１３は、サーミスタ１０２とサーミスタ用ケーブル１１５により接続されている。
【００７５】
また、指令部７６には、実施の形態１の第１電流用トリマー抵抗（第１電流用可変抵抗器）１２１Ａと、第２電流用トリマー抵抗（第２電流用可変抵抗器）１２１Ｂと、第１タイマ用トリマー抵抗（第１タイマ用可変抵抗器）１２２Ａと、第２タイマ用トリマー抵抗（第２タイマ用可変抵抗器）１２２Ｂと、第１スイッチ１２３Ａ，第２スイッチ１２３Ｂ，第３スイッチ１２３Ｃを有するディップスイッチ１２３と、スイッチ（切換部）１２４が接続されている。なお、第１電流用トリマー抵抗１２１Ａと、第２電流用トリマー抵抗１２１Ｂと、第１タイマ用トリマー抵抗１２２Ａと、第２タイマ用トリマー抵抗１２２Ｂとにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６へ出力する駆動電流Ｉを設定する電流波形調整手段１２５が形成されている。
【００７６】
また、電流制御回路７３は、電力用ケーブル１１６内の第１プラス電源ライン１１６Ａを介してワット級ワンチップ半導体レーザ９６と接続されるとともに、電力用ケーブル１１６内の第２プラス電源ライン１１６Ｂを介して可視光ＬＤ１０１と接続され、またＬＤ電源装置１１２内のグランド１１７は、電力用ケーブル１１６内のマイナス電源ライン１１６Ｃを介してヒートシンク９３のＬＤ−と接続されている。
【００７７】
以下に、上記した実施の形態４における作用を、図１４を参照しながら説明する。
まず、上記実施の形態１と同様に、予めサーミスタ１０２でワット級ワンチップ半導体レーザ９６の温度を測定して、温度測定回路１１３によりワット級ワンチップ半導体レーザ９６の温度特性を得て、温度表示器１１４に計測された温度を表示させる。そして、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６から出力されるレーザ光Ｌが一定のパワーを得られるよう、上記温度特性に基づいて、各駆動電流値を電流波形調整手段１２５により調整する。
【００７８】
そして、第１目標駆動電流値Ｉ１，第２目標駆動電流値Ｉ２，第１設定時間Ｔ１，第２設定時間Ｔ２が設定され、スイッチ１２４もしくはディップスイッチ１２３の第１スイッチ１２３Ａがオンされると、指令部７６から第１設定時間Ｔ１の間、第１目標駆動電流Ｉ１が、指令パワーＰＶ（駆動電流ＩＶ）として第２減算器７７を介して電流制御部７８へ出力され、第１設定時間Ｔ１経過後、第２設定時間Ｔ２の間においては、第２目標駆動電流Ｉ２が、指令パワーＰＶ（駆動電流ＩＶ）として第２減算器７７を介して電流制御部７８へ出力され、電流制御部７８により指令パワーＰＶ（駆動電流ＩＶ）に応じた駆動電流がワット級ワンチップ半導体レーザ９６へ出力される。またスイッチ１２４をオフ、またはディップスイッチ１２３の第１スイッチ１２３Ａをオフ（ストップ）、または設定された第１設定時間Ｔ１および第２設定時間Ｔ２が経過することにより、上記指令パワーＰＶ（駆動電流ＩＶ）の出力が停止される。なお、設定された第１設定時間Ｔ１および第２設定時間Ｔ２の経過後、もしくは第１設定時間Ｔ１および第２設定時間Ｔ２の経過中に、一度スイッチ１２４をオフさせ、再度スイッチ１２４をオンすることにより、指令パワーＰＶ（駆動電流ＩＶ）は再び出力される。
【００７９】
このとき、加工対象物Ｘがレーザ光Ｌの集光部（加工点）Ｍにない場合において、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６の出射部９５から出射されるレーザ光Ｌは、上下方向Ｚに偏光しているため、９９％以上がＰＢＳプリズム１００およびＰＢＳプリズム６９を透過し、１％以下がＰＢＳプリズム６９にて反射される。このＰＢＳプリズム６９にて反射されたレーザ光Ｌは、第１フォトダイオード７０Ａに検出され、第１減算器７４に入力される。
【００８０】
ここで、非球面レンズ６７や可視光カットカバーガラス６８Ａにすす等の汚れが付着すると、これらの汚れにより反射する偏光特性を失った戻光ＬＢが発生し、この戻光ＬＢの一部はＰＢＳプリズム６９にて反射される。この戻光ＬＢは、第２フォトダイオード７０Ｂに検出され、第１減算器７４に入力されるとともに、戻光検出回路７２に入力され、戻光レベル表示器７２Ａに戻光レベルが表示される。
【００８１】
このように、戻光検出回路７２により、戻光レベルを検出することができるため、非球面レンズ６７や可視光カットカバーガラス６８Ａの汚れ具合が判断される。
また、第１フォトダイオード７０Ａが検出するＰＢＳプリズム６９にて反射されたレーザ光Ｌ（反射光）のパワーＰ１（例えば０．０５Ｗ）（電流Ｉ１）および第２フォトダイオード７０Ｂが検出する戻光ＬＢのパワーＰ２（例えば０．０１Ｗ）（電流Ｉ２）を入力した第１減算器７４は、第１フォトダイオード７０Ａが検出するＰＢＳプリズム６９にて反射されたレーザ光ＬのパワーＰ１（電流Ｉ１）から第２フォトダイオード７０Ｂが検出する戻光ＬＢのパワーＰ２（電流Ｉ２）を減算して、出射されたレーザ光のフィードバック値である第１差分ＰＦ（０．０４Ｗ）（電流ＩＦ）を算出し、ファンクション部７５により単位調整され（４Ｗ）、単位調整された第１差分ＰＦ（４Ｗ）（電流ＩＦ）を第２減算器７７に出力する。
【００８２】
次に、上記第１差分ＰＦ（電流ＩＦ）（４Ｗ）および指令部７６から出力されている指令パワーＰＶ（例えば５Ｗ）（駆動電流ＩＶ）を入力した第２減算器７７は、指令部７６から出力されている指令パワーＰＶ（駆動電流ＩＶ）から第１差分ＰＦ（電流ＩＦ）を減算して第２差分ＰＲ（１Ｗ）（電流ＩＲ）を算出し、この第２差分ＰＲ（電流ＩＲ）を電流制御部７８へ出力する。
【００８３】
そして、上記第２差分ＰＲ（電流ＩＲ）を入力した電流制御部７８は、この第２差分ＰＲ（電流ＩＲ）をなくすよう電流制御（電流補償）を行い、この電流補償された電流を、電力用ケーブル１１６の第１プラス電源ライン１１６Ａを介してワット級ワンチップ半導体レーザ９６、および第２プラス電源ライン１１６Ｂを介して可視光ＬＤ１０１へ出力する。
【００８４】
なお、加工対象物Ｘがレーザ光Ｌの集光部（加工点）Ｍに配置された場合は、加工対象物Ｘがレーザ光Ｌの集光部（加工点）Ｍにない場合に電流補償された電流値を固定して、その電流をワット級ワンチップ半導体レーザ９６へ出力した方がよい。
【００８５】
このように、電流制御回路７３により、レーザ加熱装置１１１を駆動させる駆動電流の電流制御が行われることにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６から出射されるレーザ光Ｌを所望のパワーとする。
【００８６】
ここで、電流制御回路７３により電流補償されたワット級ワンチップ半導体レーザ９６および可視光ＬＤ１０１へ出力される電流は、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６および可視光ＬＤ１０１を駆動させるための所望の動作電流となっている。
【００８７】
このため、電力用ケーブル１１６における各プラス電源ライン１１６Ａ，１１６Ｂの線形や線の長さ等を調整することにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６および可視光ＬＤ１０１には所望の動作電圧が供給されるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６および可視光ＬＤ１０１から所望のレーザパワーＰＯが出力される。
【００８８】
以上のように実施の形態４によれば、予めサーミスタ１０２により測定されたワット級ワンチップ半導体レーザ９６の温度に基づいて、温度測定回路１１３によりワット級ワンチップ半導体レーザ９６の温度特性を求め、この温度特性に基づいて、電流波形調整手段１２５により第１目標駆動電流値Ｉ１，第２目標駆動電流値Ｉ２，第１設定時間Ｔ１，第２設定時間Ｔ２を設定し、第１目標駆動電流Ｉ１を第１設定時間の間、続いて第２目標駆動電流Ｉ２を第２設定時間の間、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６へ出力することにより、温度上昇に伴うワット級ワンチップ半導体レーザ９６のレーザ光Ｌの出力低下を補償することができ、また上記各目標駆動電流Ｉ１，Ｉ２および設定時間Ｔ１，Ｔ２を現場で間単に設定変更することができるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６より安定したレーザ光Ｌを出射することができる。
【００８９】
また、実施の形態４によれば、ＬＤ電源装置１１２内にレーザ加熱装置１１１を駆動させる動作電圧の電圧調整を行う複雑な回路（ＡＰＣ回路等）を備える必要が無く、したがってレーザ加熱設備におけるＬＤ電源装置１１２の製造コストを大幅に低減することができる。
【００９０】
また、実施の形態４によれば、電流制御回路７３により、レーザ加熱装置１１１を駆動させる駆動電流の電流制御が行われることにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６から出射されるレーザ光Ｌを所望のパワーとすることができるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６より安定したレーザ光Ｌを出射することができる。
【００９１】
また、実施の形態４によれば、戻光検出回路７２により、戻光レベルを検出することができるため、非球面レンズ６７や可視光カットカバーガラス６８Ａの汚れ具合を判断することができる。
【００９２】
また、実施の形態４によれば、各プラス電源ライン１１６Ａ，１１６Ｂはそれぞれ、電力用ケーブル１１６における各プラス電源ライン１１６Ａ，１１６Ｂの線形や線の長さ等が調整されて、適宜、各プラス電源ライン１１６Ａ，１１６Ｂの線間抵抗が所望の値となるよう形成されることにより、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６および可視光ＬＤ１０１にはそれぞれ、所望の動作電圧が供給されるため、ワット級ワンチップ半導体レーザ９６および可視光ＬＤ１０１より安定したレーザ光Ｌを出射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるレーザ加熱装置であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】同ワット級ワンチップ半導体レーザ電源であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】同ワット級ワンチップ半導体レーザ電源のブロック図である。
【図４】同ワット級ワンチップ半導体レーザ電源から出力される電流の電流波形図である。
【図５】同駆動電流とヒートシンク内の温度との関係を示すグラフである。
【図６】同コネクタを有する場合のレーザ加熱装置の側面図である。
【図７】同コネクタを有する場合のレーザ加熱装置、およびＬＤ電源装置のブロック図である。
【図８】同コネクタを有する場合のレーザ加熱装置の電力波形図である。
【図９】同コネクタを有する場合のレーザ加熱装置のエラー検知を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２におけるレーザ加熱装置の平面断面図、およびＬＤ電源装置である。
【図１１】本発明の実施の形態３におけるレーザ加熱装置の平面断面図、およびＬＤ電源装置である。
【図１２】同ヒートシンクとＬＤ電源装置を接続する電力用ケーブルを示す図である。
【図１３】同レーザパワーとワット級ワンチップ半導体レーザおよび可視光ＬＤの動作電圧との関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の実施の形態４におけるレーザ加熱装置の平面断面図、およびＬＤ電源装置である。
【符号の説明】
【００９４】
１，６１，９１        レーザ加熱装置
７，６４，９４        光軸センサ
９，６６，９６        ワット級ワンチップ半導体レーザ（ワンチップ半導体レ
ーザ光源）
１３Ａ                サーミスタ（温度センサ）
２１，７１，１０６    ワット級ワンチップ半導体レーザ電源装置（ワンチップ
半導体レーザ光源電源装置）
２２                  Ｌ型シャーシ
３８Ａ                第１電流用トリマー抵抗（第１電流用可変抵抗器）
３８Ｂ                第２電流用トリマー抵抗（第２電流用可変抵抗器）
３９Ａ                第１タイマ用トリマー抵抗（第１タイマ用可変抵抗器）
３９Ｂ                第２タイマ用トリマー抵抗（第２タイマ用可変抵抗器）
４１                  電流波形調整手段
４２                  温度測定回路
４３                  電流制御回路
６２                  ホルダー
６７                  非球面レンズ
６８                  レンズ保持部
６８Ａ                可視光カットカバーガラス
６９                  ＰＢＳプリズム
７０Ａ                第１フォトダイオード（第１光センサ）
７０Ｂ                第２フォトダイオード（第２光センサ）
７１Ａ                戻光検出手段
７１Ｂ                電流制御手段
９３                  ヒートシンク
９３Ａ                突状部
９９                  フォトダイオード（光センサ）
１００                ＰＢＳプリズム
１０１                可視光ワット級ワンチップ半導体レーザ（可視光ワンチ
ップ半導体レーザ光源）
１０３                電力用ケーブル
１０３Ａ              第１プラス電源ライン
１０３Ｂ              第２プラス電源ライン
Ｌ                    レーザ光
Ｉ                    駆動電流
Ｉ１                  第１駆動電流
Ｉ２                  第２駆動電流
Ｔ１                  第１設定時間
Ｔ２                  第２設定時間
【図１】
2006041406.tif 000003
【図２】
2006041406.tif 000004
【図３】
2006041406.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006041406.tif 000009
【図８】
2006041406.tif 000010
【図９】
2006041406.tif 000011
【図１０】
2006041406.tif 000012
【図１１】
2006041406.tif 000013
【図１２】
2006041406.tif 000014
【図１３】
2006041406.tif 000015
【図１４】
2006041406.tif 000016