(57)【要約】【課題】  レーザー光の出射方向を光軸がずれることなく簡単な構成で変えること。【解決手段】  ユニットケース１はレーザ光源２およびレーザ走査部１２を内蔵するものであり、ユニットフレーム１５内に着脱可能に嵌合されている。この構成の場合、ユニットケース１のユニットフレーム１５に対する挿入角度を変更することに基いてレーザー光Ｒの出射方向を段階的に変更できる。このため、レーザ走査部１２を光軸の整合状態でレーザ光源２に対して相対的に回動させる精密な回動機構が不要になるので、レーザー光Ｒの出射方向を光軸がずれることなく簡単な構成で変えることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置面に装着される保持器と、
前記保持器に保持され、レーザ光を発振するレーザ光源およびレーザ光源から発振されたレーザ光を走査するレーザ走査部を内蔵するケースと、
前記ケースに設けられ、前記レーザ走査部を経由したレーザ光を外部に出射する出射口とを備え、
前記ケースは、前記保持器に対する保持角度が変更可能にされていることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記保持器は、前記ケースが少なくとも２つ以上の異なる角度で着脱可能に挿入される筒状をなし、
前記ケースは、前記保持器内に挿入されることに基いて挿入角度に保持されるものであることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記保持器は、前記ケースを回動可能に保持するものであり、
前記ケースは、前記保持器に装着された状態で任意の角度に変更可能にされ、且つ、この変更された角度に保持されるものであることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記出射口から出射される前記レーザ光の光軸と前記角度変更における軸中心とが直交する構成であることを特徴とする請求項２または３記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源から出力されるレーザ光を走査することに基いて加工対象物に加工を施すレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記レーザ加工装置には発振器ケース内のレーザ光源から発振されたレーザ光を走査器ケース内のレーザ走査部によって走査し、走査器ケースの出射口から加工対象物に投射する構成のものがある。この構成の場合、発振器ケースおよび走査器ケース間を回転機構を介して連結し、走査器ケースを発振器ケースに対して相対的に回転させることに基いて出射口の向きを変え、レーザ光の出射方向を調整している。
【特許文献１】特開２００２−２１０５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記レーザ加工装置の場合、走査器ケースを相対的に回転させてもレーザ光の光軸がずれないように発振器ケースおよび走査器ケース間を精密に連結する必要があるので、構成が複雑化される傾向にあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、レーザー光の出射方向を光軸がずれることなく簡単な構成で変えることができる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】
【０００４】
請求項１記載のレーザ加工装置は、レーザ光の出射口を有するケース内にレーザ光を発振するレーザ光源およびレーザ光源から発振されたレーザ光を走査するレーザ走査部を収納し、ケースを保持器に保持したものである。この保持器は設置面に装着される基台となるものであり、出射口の設置面に対する向きはケースの保持器に対する保持角度を変更可能とすることで調整可能にされている。このケースの保持角度は少なくとも第１の角度および第２の角度に変更可能とすることが好ましく、第１の角度とは出射口から設置面に対して垂直にレーザ光が出射される角度を称し、第２の角度とは出射口から設置面に対して水平にレーザ光が出射される角度を称する。
【０００５】
請求項２記載のレーザ加工装置は、ケースを筒状の保持器内に挿入することに基いてケースを挿入角度に保持するものであり、ケースの保持器に対する挿入角度を変更することに基いて少なくとも２以上の異なる角度で保持角度が変更される。この保持器は有底筒状および無底筒状のいずれでも良く、要は一端面がケースを挿入するために開口していれば良い。
【０００６】
請求項３記載のレーザ加工装置は、ケースを保持器に対して相対的に回動操作するものである。このケースは任意の角度に変更可能にされたものであり、変更された角度に保持される。
請求項４記載のレーザ加工装置は、出射口から出射されるレーザ光の光軸と角度変更における軸中心とを直交させたものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１〜３記載のレーザ加工装置によれば、レーザ光源およびレーザ走査部を共通のケース内に収納し、ケースの保持器に対する保持角度を調整することでレーザー光の出射方向を変更している。このため、レーザ光の光軸が固定され、レーザ走査部を光軸の整合状態でレーザ光源に対して回動させる精密な回動機構が不要になるので、レーザー光の出射方向を光軸がずれることなく簡単な構成で変えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
【実施例１】
【０００９】
ユニットケース１は、図１に示すように、直交する２辺の長さ寸法Ｈが同一な箱状をなすものであり、ユニットケース１内にはレーザ光源に相当するレーザ発振器２が収納されている。このレーザ発振器２は水平方向にレーザ光Ｒを発振するものであり、図２に示すように、マイクロコンピュータを主体に構成された制御回路３に接続されている。この制御回路３はユニットケース１内に収納されたものであり、レーザー発振器２を駆動制御することに基いてレーザー光Ｒの発振状態を制御する。
【００１０】
ユニットケース１内には、図１に示すように、ガルバノスキャナ４が収納されている。このガルバノスキャナ４はＸ方向ガルバノミラー５およびＹ方向ガルバノミラー６を総称するものであり、Ｘ方向ガルバノミラー５はレーザ発振器２から発振されるレーザ光Ｒに対して直交する軸７を中心に回動可能にされ、Ｙ方向ガルバノミラー６はレーザ発振器２から発振されるレーザ光Ｒに対して平行な軸８を中心に回動可能にされている。
【００１１】
Ｘ方向ガルバノミラー５はレーザ発振器２から発振されたレーザ光Ｒを全反射するものであり、Ｘ方向ガルバノミラー５の軸７にはＸ方向モータ９（図２参照）が連結されている。このＸ方向モータ９はユニットケース１内に収納されたものであり、図１に示すように、Ｘ方向ガルバノミラー５を回動操作することに基いてレーザ光Ｒの反射角度θｘを制御する。
【００１２】
Ｙ方向ガルバノミラー６はＸ方向ガルバノミラー５が反射したレーザ光Ｒを全反射するものであり、Ｙ方向ガルバノミラー６の軸８にはＹ方向モータ１０（図２参照）が連結されている。このＹ方向モータ１０はユニットケース１内に収納されたものであり、図１に示すように、Ｙ方向ガルバノミラー６を回動操作することに基いてレーザ光Ｒの反射角度θｙを制御する。
【００１３】
ユニットケース１には、図１に示すように、レンズ１１が固定されている。このレンズ１１は出射口に相当するものであり、Ｙ方向ガルバノミラー６が反射したレーザ光Ｒはレンズ１１を通してユニットケース１の外部に出射されることに基いて加工対象物に照射される。この加工対象物に対するレーザ光Ｒの照射ポイントはＸ方向ガルバノミラー５およびＹ方向ガルバノミラー６が個別に回動操作されることに基いてＸＹ直交座標上で走査されるのであり、Ｘ方向ガルバノミラー５とＹ方向ガルバノミラー６とＸ方向モータ９とＹ方向モータ１０はレーザ発振器２から発振されたレーザ光Ｒを走査するレーザ走査部１２（図２参照）を構成する。
【００１４】
制御回路３には、図２に示すように、モータ駆動回路１３およびモータ駆動回路１４を介してＸ方向モータ９およびＹ方向モータ１０が接続されている。これらモータ駆動回路１３およびモータ駆動回路１４はユニットケース１内に収納されたものであり、制御回路３はモータ駆動回路１３およびモータ駆動回路１４に駆動信号Ｄｘおよび駆動信号Ｄｙを与えることに基いてＸ方向モータ９およびＹ方向モータ１０を個別に駆動制御し、Ｘ方向ガルバノミラー５およびＹ方向ガルバノミラー６を個別に回動操作する。これら駆動信号Ｄｘおよび駆動信号Ｄｙは制御回路３が印字データに基いて生成するものであり、制御回路３はＸ方向ガルバノミラー５およびＹ方向ガルバノミラー６を印字データに応じて回動操作することで加工対象物に印字データに応じたパターンでレーザ光Ｒを照射し、印字データに応じたマーキングを施す。
【００１５】
ユニットケース１は、図１に示すように、ユニットフレーム１５内に着脱可能に挿入される。このユニットフレーム１５は保持器に相当するものであり、両端面が開口する四角筒状をなしている。このユニットフレーム１５は直交する２辺の長さ寸法Ｈがユニットケース１の長さ寸法Ｈと同一に設定されており、ユニットケース１は上面・下面・左側面・右側面の全てがユニットフレーム１５の内面に接触することに基いてユニットフレーム１５内に回止め状態に保持される。このユニットフレーム１５には座面１６が形成されている。この座面１６は取付基準面に相当するものであり、ユニットフレーム１５は座面１６を設置面に固定することに基いて設置される。
【００１６】
ユニットケース１はユニットフレーム１５に対する挿入角度を変えることに基いて保持角度が９０°ピッチで変更可能にされており、レンズ１１が下方へ指向する第１の保持角度と上方へ指向する第２の保持角度と左方へ指向する第３の保持角度と右方へ指向する第４の保持角度との間で選択的に使用可能にされている。このユニットケース１の第１の保持角度では、図３の（ａ）に示すように、レンズ１１から設置面に対して垂直下方にレーザ光Ｒが出射され、第４の保持角度では、図３の（ｂ）に示すように、レンズ１１から設置面に対して平行な右方にレーザ光Ｒが出射される。即ち、ユニットケース１の軸心線はレーザ光Ｒの出射角度を変更するための軸中心に相当するものであり、レンズ１１から出射されるレーザ光Ｒの光軸と直交している。
【００１７】
上記実施例１によれば、レーザ発振器２およびレーザ走査部１２を共通のユニットケース１内に収納し、ユニットケース１のユニットフレーム１５に対する保持角度を調整することでレーザー光Ｒの出射方向を変更したので、レーザ光Ｒの光軸が固定される。このため、レーザ走査部１２を光軸の整合状態でレーザ発振器２に対して回動させる精密な回動機構が不要になるので、レーザー光Ｒの出射方向を光軸がずれることなく簡単な構成で変えることができる。
【００１８】
ユニットケース１をユニットフレーム１５内に挿入することに基いてユニットケース１を挿入角度に保持し、ユニットケース１のユニットフレーム１５に対する挿入角度を変更することに基いてレーザー光Ｒの出射方向を段階的に変更した。このため、ユニットケース１の保持状態が安定するので、レーザー光Ｒの出射方向が使用時の振動等でずれることがなくなる。
【００１９】
上記実施例１においては、ユニットケース１およびユニットフレーム１５を四角形状に形成したが、これに限定されるものではなく、四角形以外の同一角数の多角形状に形成しても良い。
上記実施例１においては、ユニットケース１およびユニットフレーム１５を同一角数の多角形状に形成したが、これに限定されるものではなく、角数が相違する多角形状に形成しても良い。
【００２０】
上記実施例１においては、ユニットフレーム１５を両端面が開口する無底筒状に形成したが、これに限定されるものではなく、例えば一端面がユニットケース１を挿入するために開口する有底筒状に形成しても良い。
【実施例２】
【００２１】
保持器２１は、図４に示すように、円筒状の保持筒２２と平板状の台板２３とを有するものである。この台板２３の底面は設置面に固定されるものであり、設置基準面に相当する。保持筒２２はユニットケース１が挿入されるものであり、保持筒２２の内径寸法Ｒはユニットケース１の対角線の長さ寸法Ｌと同一値に設定されている。
ユニットケース１は４本の全ての稜線ＲＬが保持筒２２の内周面に接触するものであり、ユニットケース１は４本の稜線ＲＬの保持筒２２に対する接触圧で保持筒２２内に回止め状態で保持される。このユニットケース１は保持筒２２内に挿入された状態で接触圧に抗して操作されることに基いて保持筒２２の軸心線ＣＬを中心に回動するものであり、操作力が消滅することに基いて接触圧で操作力の消滅位置に保持される。即ち、軸心線ＣＬはレーザ光Ｒの出射角度を変更するための軸中心に相当するものであり、レンズ１１から出射されるレーザ光Ｒの光軸と直交している。
【００２２】
上記実施例２によれば、ユニットケース１を挿入状態で回動操作することに基いてユニットケース１の保持筒２２に対する保持角度を変更したので、ユニットケース１を回動することでレーザ光Ｒの出射方向を３６０°の範囲内で自在に変更することができる。
【実施例３】
【００２３】
保持器３１は、図５に示すように、長尺なユニットフレーム３２および短尺なユニットフレーム３３から構成されたものである。これらユニットフレーム３２およびユニットフレーム３３は直交する２辺の長さ寸法Ｈが同一な四角筒状をなすものであり、ユニットフレーム３２の下面およびユニットフレーム３３の下面は設置面に固定される設置基準面に相当する。
【００２４】
ユニットフレーム３２内およびユニットフレーム３３内にはユニットケース３４が挿入されている。このユニットケース３４は両端面が閉鎖された円筒状をなすものであり、ユニットケース３４にはレンズ１１が固定されている。このユニットケース３４はレーザ発振器２・制御回路３・レーザ走査部１２・モータ駆動回路１３・モータ駆動回路１４を内蔵するものであり、ユニットケース３４の外径寸法Ｒはユニットフレーム３２の対角線の長さ寸法Ｌおよびユニットフレーム３３の対角線の長さ寸法Ｌに等しく設定されている。
【００２５】
ユニットケース３４はユニットフレーム３２の内面およびユニットフレーム３３の内面に接触するものであり、ユニットフレーム３２に対する接触圧およびユニットフレーム３３に対する接触圧で回止め状態に保持されている。このユニットケース３４はユニットフレーム３２内およびユニットフレーム３３内に挿入された状態で接触圧に抗して操作されることに基いて軸心線ＣＬを中心に回動するものであり、操作力が消滅することに基いて接触圧で操作力の消滅位置に保持される。即ち、レーザ光Ｒの出射方向はユニットケース３４を回動操作することで３６０°の範囲内で自在に変更することができるものであり、レンズ１１から出射されるレーザ光Ｒの光軸とレーザ光Ｒの出射角度を変更するための軸中心ＣＬとは直交している。
【００２６】
上記実施例２〜実施例３においては、ユニットケース１およびユニットケース３４を保持器２１および保持器３１に対して接触圧で回り止めしたが、これに限定されるものではなく、例えばネジの締結力で回り止めしても良い。
【実施例４】
【００２７】
保持器４１は、図６および図７に示すように、直交する２辺の長さ寸法Ｈが等しい直方体形状をなすものであり、保持器４１の一端面にはユニットケース４２が連結されている。このユニットケース４２はスラスト玉軸受４３を介して保持器４１に回動可能に連結されたものであり、ユニットケース４２にはレンズ１１が固定されている。このユニットケース４２は直交する２辺の長さ寸法Ｈが等しい直方体形状をなすものであり、ユニットケース４２内にはレーザ発振器２・制御回路３・レーザ走査部１２・モータ駆動回路１３・モータ駆動回路１４が収納されている。
【００２８】
ユニットケース４２は軸受４３の摩擦力で保持器４１に対して回り止めされたものであり、摩擦力に抗して操作されることに基いて軸心線ＣＬを中心に回動する。このユニットケース４２は操作力が消滅することに基いて摩擦力で操作力の消滅位置に保持されるものであり、ユニットケース４２を回動操作することでレーザ光Ｒの出射方向を３６０°の範囲内で自在に変更することができる。即ち、レンズ１１から出射されるレーザ光Ｒの光軸とレーザ光Ｒの出射角度を変更するための軸中心ＣＬとは直交している。
【実施例５】
【００２９】
保持ケース５１は、図９に示すように、直交する２辺の長さ寸法Ｈ１が等しい直方体形状をなすものであり、保持ケース５１の底面は設置面に設置される設置基準面に相当する。この保持ケース５１は一定幅の板厚を有するものであり、内面の各辺の長さ寸法Ｈ１‘が等しく設定されている。この保持ケース５１には、図８に示すように、円形状の開口部５２が形成されており、開口部５２の内周面にはラジアル軸受５３の外輪が固定されている。この保持ケース５１は保持器に相当するものであり、保持ケース５１内には発振器ケース５４が収納されている。この発振器ケース５４は、図９に示すように、直交する２辺の長さ寸法Ｈ２が等しい直方体形状をなすものであり、発信器ケース５４の対角線の長さ寸法Ｈ３は保持ケース５１の各辺の長さ寸法Ｈ１’に比べて短く設定されている。この発信器ケース５４は、図８に示すように、レーザ発振器２と制御回路３とモータ駆動回路１３とモータ駆動回路１４を内蔵するものであり、発振器ケース５４には軸部５５が固定されている。この軸部５５は円筒状をなすものであり、軸受５３の内輪に固定されることに基いて保持ケース５１に回動可能に装着されている。
【００３０】
軸部５５には走査器ケース５６が固定されており、走査器ケース５６は保持ケース５１の外部に突出している。この走査器ケース５６は発振器ケース５４および軸部５５と共にユニットケース５７を構成するものであり、走査器ケース５６内にはレーザ走査部１２が収納されている。この走査器ケース５４にはレンズ１１が固定されており、発信器ケース５４内のレーザ発振器２から発振されたレーザ光Ｒはレーザ走査部１２を経由してレンズ１１から出射される。
【００３１】
ユニットケース５７は軸受５３の摩擦力で保持ケース５１に対して回り止めされたものであり、摩擦力に抗して操作されることに基いて軸部５５の軸心線を中心に回動する。このユニットケース５７は操作力が消滅することに基いて摩擦力で操作力の消滅位置に保持されるものであり、ユニットケース５７を回動操作することでレーザ光Ｒの出射方向を３６０°の範囲内で自在に変更することができる。即ち、レンズ１１から出射されるレーザ光Ｒの光軸とレーザ光Ｒの出射角度を変更するための軸中心とは直交している。
【００３２】
走査器ケース５６は直交する２辺の長さ寸法Ｈ４が等しい直方体形状をなすものである。この走査器ケース５６の各辺の長さ寸法Ｈ４は保持ケース５１の各辺の長さ寸法Ｈ１に等しく設定されており、ユニットケース５７の保持ケース５１に対する保持角度は走査器ケース５６の各面を保持ケース５１の各面に合せることに基いて９０°単位で変更することができる。
【００３３】
上記実施例４〜実施例５においては、ユニットケース４２およびユニットケース５７を保持器４１および保持ケース５１に対して摩擦力で回り止めしたが、これに限定されるものではなく、例えばネジの締結力で回り止めしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施例を示す図（ユニットケースおよびユニットフレームの外観を分解状態で示す斜視図）
【図２】電気的構成を示すブロック図
【図３】ユニットケースのユニットフレームに対する挿入状態を示す斜視図
【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図５】本発明の第３実施例を示す図（ユニットケースおよび保持器の外観を組付け状態で示す斜視図）
【図６】本発明の第４実施例を示す図５相当図
【図７】保持器の外観をユニットケースの除去状態で示す斜視図
【図８】本発明の実施例５を示す図（ユニットケースおよび保持ケースの内部構成を示す断面図）
【図９】図８のＸ線に沿う断面図
【符号の説明】
【００３５】
１はユニットケース(ケース)、２はレーザ発振器（レーザ光源）、１１はレンズ（出射口）、１２はレーザ走査部、１５はユニットフレーム（保持器）、２１は保持器、３１は保持器、３４はユニットケース（ケース）、４１は保持器、４２はユニットケース(ケース)、５１は保持ケース（保持器）、５７はユニットケース（ケース）を示している。
【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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【図８】
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【図９】
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