(57)【要約】【課題】レーザ光出射部を収容するレーザ光源ユニットが着脱可能であるレーザ加工装置であって、レーザ光出射部の放熱を確実に行うとともに大型化を抑制することが可能なレーザ加工装置の提供を目的とする。【解決手段】レーザ光出射部を収容する第１ユニットと、光学部を収容する第２ユニットとを備え、第１ユニットは、第２ユニットに対して着脱可能に構成されているレーザ加工装置において、第１ユニットは、第１ユニットの内に配置される基部と、第１ユニットから突出して設けられる突出部と、からなる放熱部を有し、第２ユニットは、第１ユニットが第２ユニットに装着された場合に突出部の少なくとも一部を収納する第１収納部を有する。【選択図】図２
2018023983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物を加工する為のレーザ光を第１方向に出射するレーザ光出射部と、前記レーザ光出射部から出射されたレーザ光を受け、レーザ光の進行方向を所定の方向に調整する光学部と、前記光学部により進行方向が変化したレーザ光を受け、レーザ光を走査および収束させる走査部と、
を有し、
前記レーザ光出射部は、１つの筐体内に収容されて第１ユニットとしてユニット化され、
前記光学部は、前記第１ユニットとは異なる１つの筐体内に収容されて第２ユニットとしてユニット化され、
前記第１ユニットは、前記第２ユニットに対して着脱可能に構成されているレーザ加工装置であって、
前記第１ユニットは、前記レーザ光出射部に生じた熱を放熱する放熱部を有し、
前記放熱部は、前記第１ユニットの内に配置される基部と、前記第１ユニットから前記第１方向に突出して設けられた突出部と、を有し、
前記第２ユニットは、前記第１方向に延びる穴を規定する第１収納部を有し、前記第１収納部は、前記第１ユニットが前記第２ユニットに装着された場合に、前記突出部の少なくとも一部を収納する、
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記第１ユニットは、前記走査部を制御する制御基板をさらに有し、
前記レーザ光出射部は、前記第１方向と直交する第２方向において、一方側に配置され、
前記放熱部は、前記第２方向において、一方側に配置され、
前記制御基板は、前記第２方向において、他方側に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記第２ユニットは、
可視光を出射する可視光出射部と、
前記可視光出射部を制御する第２制御基板と、をさらに有し、
前記収納部は、前記第１方向と直交する第２方向における一方側に配置され、
前記可視光出射部は、前記第２方向における他方側に、配置され、
前記第２制御基板は、前記第２方向における他方側に、配置される
ことを特徴とする請求項１又は２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記放熱部は、前記第１方向及び前記第２方向と直交する第３方向からみて、前記レーザ光出射部と重なる位置に配置されている
ことを特徴とする請求項２又は３記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記第２ユニットは、
前記第１ユニットが前記第２ユニットに装着された場合に前記放熱部と接触し、前記放熱部から熱伝導された熱を外部に放熱する放熱器を有する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記放熱部は、
中空の筒と、前記筒の内に封入された液体とを有し、前記液体の移動により熱を移送するヒートパイプである
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記放熱部は、熱を移送するヒートシンクである
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
前記突出部は、前記第１方向に延びる円筒形状である
ことを特徴とする請求項６記載のレーザ加工装置。
【請求項９】
前記走査部は、前記第１ユニット及び前記第２ユニットと異なる１つの筐体内に収容されて第３ユニットとしてユニット化され、
前記第３ユニットは、前記第２ユニットの前記第１ユニットが配置される側とは反対側において、前記第２ユニットに対して着脱可能に構成され、
前記第３ユニットは、前記第１方向に延び、前記第１収納部の前記穴に対して前記第１方向に隣接して配置される穴を規定する第２収納部を有し、前記第２収納部は、前記第１ユニットが前記第２ユニットに装着された場合に、前記突出部の前記第１方向の端部を収納する
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載のレーザ加工装置。
【請求項１０】
前記第２収納部は、前記第１方向と直交する第２方向において、一方側に配置され、
前記走査部は、前記第２方向において他方側に配置されている
ことを特徴とする請求項９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、レーザ光を照射して加工対象物表面に加工を施すレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、印字対象物にレーザ光を照射して印字対象物に所望の文字、記号、図形等を印字するレーザ加工装置が知られている。レーザ加工装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を走査するガルバノミラーと、レーザ光を収束させて印字対象物上に照射する収束レンズと、を有する。
【０００３】
ところで、特性が異なる様々な種類の印字対象物に印字する為には、その特性に応じた適切なレーザ出力のレーザ光を照射する必要がある。
【０００４】
特開２００４−３５１５１６号公報に記載されるレーザ加工装置では、走査ユニットとレーザ光源ユニットとがそれぞれ独立した筐体を備えている。レーザ光源ユニットは、レーザ光を出射するレーザ光源を収容する。走査ユニットは、ガルバノミラー及び収束レンズを収容する。レーザ光源ユニットは、走査ユニットに対して着脱可能に構成されている。
【０００５】
特開２００４−３５１５１６号公報に記載されるレーザ加工装置は、走査ユニットからレーザ光源ユニットを取り外し、印字対象物の種類に応じた適切なレーザ出力のレーザ光を出射するレーザ光源を有する他のレーザ光源ユニットを取り付けることができる。これにより、レーザ加工装置が出射するレーザ光のレーザ出力を変更することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３５１５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、レーザ光源ユニットのレーザ光源が発熱し、レーザ加工装置に悪影響を与える可能性がある。レーザ光源に生じた熱の放熱を促す為に、レーザ加工装置にヒートシンクを設けることが考えられる。
【０００８】
一般的に、レーザ光源ユニットが着脱可能な構成である場合、レーザ光源ユニットの筐体内にヒートシンクを収めるように、レーザ光源ユニットが設計される。一方、レーザ光源ユニットと走査ユニットとが一体的に構成される場合、一体的に構成された筐体内にヒートシンクを収めるように、レーザ加工装置が設計される。
【０００９】
レーザ光源ユニットが着脱可能な構成である場合、レーザ光源ユニットと走査ユニットとが一体的に構成される場合と比較して、収容可能なヒートシンクのサイズは、小さくなる。よって、レーザ光源ユニットが着脱可能な構成である場合、レーザ光源ユニットと走査ユニットとが一体的に構成される場合と比較して、レーザ光源の放熱の能力が低くなる。
【００１０】
一方、ヒートシンクのサイズを大きくすると、放熱の能力は向上するが、レーザ光源ユニットが大型化し、レーザ加工装置が大型化してしまう。
【００１１】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、レーザ光源ユニットが着脱可能であるレーザ加工装置であって、レーザ光源の放熱を確実に行うとともに大型化を抑制することが可能なレーザ加工装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するため、請求項１に係るレーザ加工装置は、加工対象物を加工する為のレーザ光を第１方向に出射するレーザ光出射部と、レーザ光出射部から出射されたレーザ光を受け、レーザ光の進行方向を所定の方向に調整する光学部と、光学部により進行方向が変化したレーザ光を受け、レーザ光を走査および収束させる走査部と、を有し、レーザ光出射部は、１つの筐体内に収容されて第１ユニットとしてユニット化され、光学部は、第１ユニットとは異なる１つの筐体内に収容されて第２ユニットとしてユニット化され、第１ユニットは、第２ユニットに対して着脱可能に構成されているレーザ加工装置であって、第１ユニットは、レーザ光出射部に生じた熱を放熱する放熱部を有し、放熱部は、第１ユニットの内に配置される基部と、第１ユニットから第１方向に突出して設けられた突出部と、を有し、第２ユニットは、第１方向に延びる穴を規定する第１収納部を有し、第１収納部は、第１ユニットが第２ユニットに装着された場合に、突出部の少なくとも一部を収納する、ことを特徴とする。
【００１３】
当該レーザ加工装置によれば、レーザ光出射部を有する第１ユニットが第２ユニットに対して着脱可能であるので、第１ユニットを取り外し、異なる性能のレーザ光出射部を有する他の第１ユニットを取り付けることにより、レーザ加工装置の特性を変更することができる。また、当該レーザ加工装置によれば、第１ユニットは放熱部を有するので、レーザ出射部に生じた熱を放熱することができる。第２ユニットが収納部を有するので、放熱部のサイズを大きくすることができ、レーザ出射部に生じた熱を放熱する能力を向上させることができる。また、当該レーザ加工装置によれば、第２ユニットが収納部を有するので、第１ユニットが第２ユニットに装着された場合に、放熱部を収納部に収納させることができる。これにより、放熱部のサイズを大きくしても、レーザ加工装置全体の大型化を抑制することができる。
【００１４】
請求項２に係るレーザ加工装置は、請求項１記載のレーザ加工装置であって、第１ユニットは、走査部を制御する制御基板をさらに有し、レーザ光出射部は、第１方向と直交する第２方向において、一方側に配置され、放熱部は、第２方向において、一方側に配置され、制御基板は、第２方向において、他方側に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
当該レーザ加工装置によれば、放熱部が一方側に配置され、制御基板が他方側に配置されるので、制御基板は放熱部から離隔して配置される。これにより、レーザ出射部から放熱部に熱伝導した熱が、制御基板に熱伝導しにくくなる。
【００１６】
請求項３に係るレーザ加工装置は、請求項１又は２記載のレーザ加工装置であって、第２ユニットは、可視光を出射する可視光出射部と、可視光出射部を制御する第２制御基板と、をさらに有し、収納部は、前記第１方向と直交する第２方向における一方側に配置され、可視光出射部は、第２方向における他方側に配置され、第２制御基板は、第２方向における他方側に配置されることを特徴とする。
【００１７】
当該レーザ加工装置によれば、収納部が一方側に配置され、第２制御基板が他方側に配置されるので、第１ユニットが第２ユニットに装着された場合に、第２制御基板は放熱部から離隔して配置される。これにより、レーザ出射部から放熱部に熱伝導した熱が、第２制御基板に熱伝導しにくくなる。
【００１８】
請求項４に係るレーザ加工装置は、請求項２又は３に記載のレーザ加工装置であって、放熱部は、第１方向及び第２方向と直交する第３方向からみて、レーザ光出射部と重なる位置に配置されていることを特徴とする
【００１９】
当該レーザ加工装置によれば、放熱部が、第３方向においてレーザ光出射部と重なる位置に配置されるので、放熱部が第２方向においてレーザ光出射部と異なる位置に配置される場合と比較して、第２方向におけるレーザ加工装置の小型化を図ることができる。
【００２０】
請求項５に係るレーザ加工装置は、請求項１から４のいずれかに記載のレーザ加工装置であって、第１ユニットが前記第２ユニットに装着された場合に第２ユニットが前記放熱部と接触し、前記放熱部から熱伝導された熱を外部に放熱する放熱器を有することを特徴とする。
【００２１】
当該レーザ加工装置によれば、第２ユニットが放熱部から熱伝導された熱を放熱する放熱器を有するので、放熱部及び放熱器によって、レーザ光出射部に生じた熱の放熱をすることができる。
また、放熱器が第２ユニットに配置されるので、放熱器が第１ユニットに配置される場合と比較して、第１ユニットの構成が簡単になる。
【００２２】
請求項６に係るレーザ加工装置は、請求項１から５のいずれかに記載のレーザ加工装置であって、放熱部が、中空の筒と、筒の内に封入された液体とを有し、液体の移動により熱を移送するヒートパイプであることを特徴とする。
【００２３】
当該レーザ加工装置によれば、放熱部がヒートパイプであるので、レーザ光出射部で生じた熱を、効率良く、移送することができる。
【００２４】
請求項７に係るレーザ加工装置は、請求項１から５のいずれかに記載のレーザ加工装置であって、前記放熱部は、熱を移送するヒートシンクであることを特徴とする。
【００２５】
当該レーザ加工装置によれば、放熱部がヒートシンクであるので、レーザ光出射部で生じた熱を、効率よく大気へ放熱することができる。
【００２６】
請求項８に係るレーザ加工装置は、請求項６記載のレーザ加工装置であって、突出部が、第１方向に延びる円筒形状であることを、特徴とする。
【００２７】
当該レーザ加工装置によれば、突出部が円筒形状であるので、放熱部が収納部に収納されやすい。
【００２８】
請求項９に係るレーザ加工装置は、請求項１から８のいずれかに記載のレーザ加工装置であって、走査部は、第１ユニット及び第２ユニットと異なる１つの筐体内に収容されて第３ユニットとしてユニット化され、第３ユニットは、第２ユニットの第１ユニットが配置される側とは反対側において、第２ユニットに対して着脱可能に構成され、第３ユニットは、第１方向に延び、第１収納部の前記穴に対して第１方向に隣接して配置される穴を規定する第２収納部を有し、第２収納部は、第１ユニットが第２ユニットに装着された場合に、突出部の第１方向の端部を収納する。
【００２９】
当該レーザ加工装置によれば、走査部を有する第３ユニットが第２ユニットに対して着脱可能であるので、第３ユニットを取り外し、異なる性能の走査部を有する他の第３ユニットを取り付けることが可能である。異なる性能の走査部を有する他の第３ユニットを取り付けることにより、レーザ加工装置の走査特性を変更することができる。走査特性としては、例えば印字領域、スポット径等がある。また、当該レーザ加工装置によれば、第１ユニットは放熱部を有するので、レーザ出射部に生じた熱を放熱することができる。第３ユニットが収納部を有するので、放熱部のサイズを大きくすることができ、レーザ出射部に生じた熱を放熱する能力を向上させることができる。また、当該レーザ加工装置によれば、第３ユニットが収納部を有するので、第１ユニットが第２ユニットに装着された場合に、放熱部を収納部に収納させることができる。これにより、放熱部のサイズを大きくしても、レーザ加工装置全体の大型化を抑制することができる。
【００３０】
請求項１０に係るレーザ加工装置は、請求項９に記載のレーザ加工装置であって、第２収納部は、第１方向と直交する第２方向において、一方側に配置され、走査部は、第２方向において他方側に配置されていることを特徴とする。
【００３１】
当該レーザ加工装置によれば、第２収納部は、第２方向において走査部と異なる位置に配置されるので、第３ユニット内の空間を有効に活用することが可能となり、レーザ加工装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態に係るレーザ加工ヘッド３を含むレーザ加工システム１００の概略構成を示す説明図である。
【図２】レーザ加工システム１００のレーザ加工ヘッド３の構成を示す上面図である。
【図３】レーザ加工システム１００のレーザ加工ヘッド３の構成を示す側面図である。
【図４】レーザ加工システム１００のレーザ加工ヘッド３の構成を示す斜視図である。
【図５】レーザ加工ヘッド３のレーザ光源ユニット１０の構成を示す斜視図である。
【図６】レーザ加工ヘッド３の光学ユニット２０の構成を示す斜視図である。（Ａ）は、右前の方向から光学ユニット２０を見た斜視図である。（Ｂ）は、右後の方向から光学ユニット２０を見た斜視図である。
【図７】レーザ加工ヘッド３の走査ユニット３０の構成を示す斜視図である。
【図８】第２実施形態に係るレーザ加工システムのレーザ加工ヘッド３の構成を示す上面図である。
【図９】第２実施形態に係るレーザ加工システムのレーザ加工ヘッド３の構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（レーザ加工システムの概略構成）
先ず、本実施形態に関するレーザ加工システム１００の概略構成について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１に示すように、レーザ加工システム１００は、レーザ加工装置１とＰＣ９とを有する。レーザ加工システム１００は、ＰＣ９によって作成された加工データに従って、レーザ加工装置１を制御することで、加工対象物としてのワークＷの表面に対して、レーザ光Ｌを２次元走査してマーキング加工を行うように構成されている。
【００３４】
（レーザ加工装置の概略構成）
次に、レーザ加工装置１の概略構成について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１に示すように、レーザ加工装置１は、レーザ加工ヘッド３と、励起光部５と、レーザコントローラ７と、を有する。
【００３５】
レーザ加工ヘッド３は、光ファイバ４を介して励起光部５と接続しており、励起光部５から出射された励起光を受ける。レーザ加工ヘッド３は、ワークＷに対してレーザ光Ｌを照射し、当該レーザ光Ｌを２次元走査することによって、ワークＷの表面上にマーキング加工を行う。ＰＣ９は、パーソナルコンピュータ等から構成され、加工データの作成やレーザ加工システム１００における加工に関する各種指示情報の入力等に用いられる。レーザコントローラ７は、コンピュータで構成され、ＰＣ９と双方向通信可能に接続されると共に、レーザ加工ヘッド３及び励起光部５と電気的に接続されている。レーザコントローラ７は、ＰＣ９から送信された加工データ、制御パラメータ、各種指示情報等に基づいてレーザ加工ヘッド３及び励起光部５を駆動制御する。励起光部５は、レーザコントローラ７からの指示に基づいて、励起光を出射する。
【００３６】
（レーザ加工ヘッドの概略構成）
次に、本発明に関係するレーザ加工ヘッド３の概略構成について、図１〜７に基づいて説明する。図２、図３は、それぞれレーザ加工ヘッド３の上面図、側面図を示す図であり、説明の為に、カバー１１２、２１２、３１２と非主要部品を省略した状態を示している。図４は、レーザ加工ヘッド３の斜視図を示す図である。レーザ加工ヘッド３の説明において、図２の左方向、右方向、上方向、下方向が、それぞれレーザ加工ヘッド３の前方向、後方向、左方向、右方向である。図３の上方向、下方向が、それぞれレーザ加工ヘッド３の上方向、下方向である。図２の左右方向、図２の上下方向、図３の上下方向が、それぞれレーザ加工ヘッド３の前後方向、左右方向、上下方向である。従って、光源１２におけるレーザ光Ｌの出射方向が前方向である。
【００３７】
図２〜４等に示すように、レーザ加工ヘッド３は、前後方向に延びる略箱形状に形成されている。レーザ加工ヘッド３は、励起光部５と接続するレーザ光源ユニット１０と、レーザ光源ユニット１０と接続する光学ユニット２０と、光学ユニット２０と接続する走査ユニット３０と、から構成されている。レーザ光源ユニット１０は、光学ユニット２０に対して取り外し可能に構成されている。走査ユニット３０は、光学ユニット２０に対して取り外し可能に構成されている。図１〜４は、レーザ光源ユニット１０が光学ユニット２０に対して装着され、走査ユニット３０が光学ユニット２０に対して装着された状態のレーザ加工ヘッド３を示す図である。図５は、光学ユニット２０に対して取り外された状態のレーザ光源ユニット１０を示す図である。図６は、レーザ光源ユニット１０及び走査ユニット３０が取り外された状態の光学ユニット２０を示す図である。図６の（Ａ）は、右前の方向から光学ユニット２０を見た斜視図であり、図６の（Ｂ）は、右後の方向から光学ユニット２０を見た斜視図である。図７は、光学ユニット２０に対して取り外された状態の走査ユニット３０を示す図である。
【００３８】
（レーザ光源ユニット１０）
図２〜５に示すように、レーザ光源ユニット１０は、光源１２と、制御基板１３と、ヒートパイプ１４と、を有し、略直方体形状の第１筐体１１で覆われている。第１筐体１１は、ベース１１１と、ベース１１１の上方に設けられるカバー１１２と、を有する。カバー１１２は、下部が開口された略箱形状に形成されている。ベース１１１及びカバー１１２は、鉄などの金属で形成されている。第１筐体１１の後端右寄りには挿入部１１３が設けられている。挿入部１１３は、励起光部５からの励起光が伝達される光ファイバ４や、レーザコントローラ７との電気信号のやりとりに使用される電気配線等が挿入される挿入口として機能する。カバー１１２の前端右寄りには開口１１４が設けられている。開口１１４を介して、第１筐体１１の内部と外部とが連通する。開口１１４の内径は、後述のビームエキスパンダ１２２の外径よりもわずかに大きく形成されている。
【００３９】
光源１２は、レーザ発振器１２１と、ビームエキスパンダ１２２と、取付台１２３と、を有して構成されている。光源１２は、ベース１１１の上側に取り付けられている。本実施形態において、光源１２は、左右方向において、レーザ光源ユニット１０の中心より右側に配置されている。レーザ発振器１２１は、ファイバコネクタと、集光レンズと、反射鏡と、レーザ媒質と、受動Ｑスイッチと、出力カプラーとをケーシング内に有している。ファイバコネクタは、光ファイバ４と接続可能に構成されており、挿入部１１３を介して挿入された光ファイバ４が接続される。励起光部５から出射された励起光は、光ファイバ４を介してファイバコネクタに入射する。
【００４０】
集光レンズは、ファイバコネクタから入射された励起光を集光する。そして、反射鏡は、集光レンズによって集光された励起光を透過すると共に、レーザ媒質から出射されたレーザ光Ｌを高効率で反射する。レーザ媒質は、励起光部５から出射された励起光によって励起されてレーザ光Ｌを発振する。
【００４１】
受動Ｑスイッチは、レーザ媒質によって発振されたレーザ光Ｌをパルス状のパルスレーザとする。
【００４２】
出力カプラーは、反射鏡とレーザ共振器を構成する。従って、レーザ発振器１２１は、受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振し、ワークＷを加工するためのレーザ光Ｌとして、パルスレーザを出力する。
【００４３】
ビームエキスパンダ１２２は、レーザ光Ｌのビーム径を変更するものであり、レーザ発振器１２１と同軸に設けられている。ビームエキスパンダ１２２は、開口１１４に挿入されて配置されており、第１筐体１１の前端から前方向に突出して設けられる。取付台１２３は、ベース１１１上面において右寄りに固定されている。
【００４４】
制御基板１３は、ベース１１１上面において左寄りに立設されている。言い換えると、制御基板１３４は、左右方向において光源１２と異なる位置に配置されており、上下方向からみて制御基板１３は光源１２と重ならない。制御基板１３は、レーザコントローラ７、後述のガルバノスキャナ３２等と電気的に接続する。制御基板１３は、ガルバノドライバ７６等を有し、レーザコントローラ７から信号を受けるとともに、受け取った信号に基づいてガルバノスキャナ３２等を駆動させる。また、制御基板１３は、第１筐体１１外部に配置された各種構成装置（例えば、励起光部５等）と、レーザ加工ヘッド３における各種構成とを電気的に接続する為に、その間を中継する基板としても、機能している。制御基板１３は、光源１２から左方向に所定間隔離隔して配置されている。
【００４５】
ベース１１１は、右端の前寄りの位置に、把持部１８Ａを有する。把持部１８Ａは、右方向に突出して形成される。ベース１１１は、左端の前寄りの位置に、把持部１８Ｂを有する。把持部１８Ｂは、左方向に突出して形成される。以下の説明において、把持部１８Ａと把持部１８Ｂとをまとめて把持部１８とすることがある。把持部１８は、第１筐体１１から左右方向に突出して形成されており、ユーザが把持部１８に指をかけることができるように構成されている。
【００４６】
把持部１８Ａは、前後方向に延びる穴を有している。穴は上下方向に、それぞれ２つ形成されている。穴の内部には、電気信号を伝達可能な配線部１９Ａが配置されている。配線部１９Ａの前端部は、レーザ光源ユニット１０が光学ユニット２０に取り付けられた場合、後述の配線部２９Ａと電気的に接続する。把持部１８Ａと同様に、把持部１８Ｂは、配線部１９Ｂを有する。
【００４７】
ヒートパイプ１４は、前後方向に延びる略円柱形状の部材であり、光源１２の下方に設けられる。ヒートパイプ１４は、中空の金属パイプと、金属パイプの内部に導入された揮発性の液体と、から構成される。金属パイプの内部には、毛細管力が働く溝が形成されている。ヒートパイプ１４は、ヒートパイプ１４の長手方向の一方から他方へ、熱を移送する。ヒートパイプ１４が熱を移送する原理を説明する。ヒートパイプ１４の長手方向の一方側が加熱されると、一方側で液体が蒸発して蒸気が発生する。発生した蒸気は、他方側へ移動する。他方側へ移動した蒸気は、他方側で凝縮して液体になる。蒸発と凝縮を伴う潜熱移動により、ヒートパイプ１４の一方から他方へ、熱が移送される。なお、ヒートパイプ１４の他方側で凝縮した液体は、金属パイプの内部に設けられた溝の毛細管力により、他方側から一方側へ帰還する。
【００４８】
ヒートパイプ１４は、ベース１１１の内部に配置される基部１４１と、基部１４１から前方向に延びる突出部１４２と、を有する。基部１４１はヒートパイプ１４の後の部分であり、突出部１４２はヒートパイプ１４の前の部分である。基部１４１は、左右方向において、レーザ光源ユニット１０の中心より右側に配置されている。言い換えると、基部１４１は、光源１２の下方に配置され、上下方向から見て基部１４１は光源１２と重なる。突出部１４２は、第１筐体１１の前端より、前方向に突出する。ヒートパイプ１４は、左右方向に並んで２本配置されている。
【００４９】
（光学ユニット２０）
図２〜４、図６に示すように、光学ユニット２０は、折返ミラー２２と、ダイクロイックミラー２３と、可視光出射部２４と、可視光出射部制御基板２５と、シャッタ２６と、収納部２７と、を有し、略直方体形状の第２筐体２１で覆われている。第２筐体２１は、ベース２１１と、ベース２１１の上方に設けられるカバー２１２と、を有する。カバー２１２は、下部が開口された略箱形状に形成されている。ベース２１１及びカバー２１２は、鉄などの金属で形成されている。カバー２１２の後端右寄りには入射口２１３が設けられている。入射口２１３は、第２筐体２１の内部と外部とを連通する開口である。入射口２１３の内径は、ビームエキスパンダ１２２の径よりもわずかに大きく形成されている。レーザ光源ユニット１０が光学ユニット２０に取り付けられた状態において、入射口２１３には、ビームエキスパンダ１２２が挿入される。ビームエキスパンダ１２２が挿入された場合にビームエキスパンダ１２２と入射口２１３との間となる位置に、スポンジやゴム等の弾力性を有する部材が配設されていてもよい。弾力性を有する部材が配設されることにより、ビームエキスパンダ１２２が挿入された場合に、ビームエキスパンダ１２２と入射口２１３との間の隙間が無くなり、塵埃が第２筐体２１の内部へ侵入しにくくなる。カバー２１２の前端左寄りには出射口２１４が設けられている。出射口２１４は、第２筐体２１の内部と外部とを連通する開口である。
【００５０】
シャッタ２６は、シャッタモータと、シャッタモータのモータ軸に取り付けられる平板状の遮光板とを有している。シャッタ２６は、シャッタモータの回動に伴って、遮光板がレーザ光Ｌの光路上に位置する遮光位置と、遮光板がレーザ光Ｌの光路から退避する退避位置との間で、移動する。シャッタ２６は、シャッタモータのモータ軸に取り付けられた遮光板を移動させることによって、ビームエキスパンダ１２２から出射されたレーザ光Ｌの光路を遮蔽可能に構成されている。
【００５１】
折返ミラー２２は、入射口２１３の前方に設けられる。折返ミラー２２は、光源１２から出射されたレーザ光Ｌの光路に対し、その反射面が略４５度を為すように配設されている。折返ミラー２２は、反射面に対して入射されたレーザ光Ｌを、折返ミラー２２に対して左側に配設されたダイクロイックミラー２３へ反射する。
【００５２】
ダイクロイックミラー２３は、折返ミラー２２によって反射されたレーザ光Ｌの光路に対して、反射面が４５度を為すように配設されている。ダイクロイックミラー２３は、反射面に入射されたレーザ光Ｌを、出射口２１４に向かって反射する。また、ダイクロイックミラー２３の一面（前記反射面の裏面）には、ダイクロイックミラー２３の後方側に配置された可視光出射部２４から出射され可視光Ｍが入射される。ダイクロイックミラー２３は、後方側から裏面に入射した可視光Ｍを、反射面で反射されたレーザ光Ｌの光路と同軸に透過する。したがって、折返ミラー２２及びダイクロイックミラー２３は、入射口２１３から光学ユニット２０に入射されたレーザ光Ｌの進行方向を変更して、レーザ光Ｌを出射口２１４から光学ユニット２０の外部へ出射する。
【００５３】
可視光出射部２４は、可視光Ｍとして、例えば、赤色レーザ光を出射する可視半導体レーザと、可視半導体レーザから出射された可視光Ｍを平行光に収束するレンズ群とから構成されている。可視光出射部２４は、第２筐体２１の左右方向の中心より左側に配置されている。可視光出射部２４は、ベース２１１の上に、左側の後寄りに、固定されている。言い換えると、可視光出射部２４は、左右方向において光源１２と異なる位置に配設されている。可視光出射部２４は、可視光Ｍを前方向に向けて出射する。可視光Ｍは、レーザ発振器１２１から出射されるレーザ光Ｌと異なる波長を示す。
【００５４】
可視光出射部制御基板２５は、ベース２１１上面において左寄りに固定されている。可視光出射部制御基板２５は、レーザコントローラ７、可視光出射部２４と電気的に接続する。可視光出射部制御基板２５は、制御基板１３を介して、レーザコントローラ７と電気的に接続する。可視光出射部制御基板２５は、可視光ドライバ７８等を有し、レーザコントローラ７から信号を受けるとともに、受け取った信号に基づいて可視光出射部２４を駆動させる。
【００５５】
ベース２１１は、右端に、把持部２８Ａを有する。把持部２８Ａは、ベース２１１の前後方向の全長に亘って、右方向に突出して形成される。ベース２１１は、左端に、把持部２８Ｂを有する。把持部２８Ｂは、ベース２１１の前後方向の全長に亘って、左方向に突出して形成される。以下の説明において、把持部２８Ａと把持部２８Ｂとをまとめて把持部２８とすることがある。把持部２８は、第２筐体２１から左右方向に突出して形成されており、ユーザが把持部２８に指をかけることができるように構成されている。
【００５６】
把持部２８Ａは、前後方向に延びる穴を有している。穴は上下方向に、それぞれ２つ形成されている。穴の内部には、電気信号を伝達可能な配線部２９Ａが配置されている。配線部２９Ａの後端部は、レーザ光源ユニット１０が光学ユニット２０に取り付けられた場合、配線部１９Ａと電気的に接続する。配線部２９Ａの前端部は、走査ユニット３０が光学ユニット２０に取り付けられた場合、後述の配線部３９Ａと電気的に接続する。把持部２８Ａと同様に、把持部２８Ｂは、配線部２９Ｂを有する。
【００５７】
収納部２７は、前後方向に延びる貫通孔として、ベース２１１によって規定される。本実施形態において、収納部２７は、ベース２１１の中心よりも右側に配置されている。収納部２７は、左右方向に並んで２つ形成されている。収納部２７の内径は、ヒートパイプ１４の外形とほぼ同じ大きさに形成されている。収納部２７は、ヒートパイプ１４が挿入可能に形成されている。収納部２７にヒートパイプ１４が挿入されると、ヒートパイプ１４はベース２１１に接触する。ベース２１１は金属で形成されており、ヒートパイプ１４から熱を受け取り、ヒートパイプ１４を冷却する機能を有する。なお、ヒートパイプ１４からベース２１１へ熱が伝導しやすくするために、熱伝導率の高い放熱ペースト等の部材がヒートパイプ１４とベース２１１との間に充填されていてもよい。
【００５８】
（走査ユニット３０）
図２〜４、図７に示すように、走査ユニット３０は、ガルバノスキャナ３２と、ｆθレンズ３３と、ポインタ光出射部３４と、第２収納部３５と、を有し、略直方体形状の第３筐体３１で覆われている。第３筐体３１は、ベース３１１と、ベース３１１の上方に設けられるカバー３１２と、を有する。カバー３１２は、下部が開口された略箱形状に形成されている。ベース３１１及びカバー３１２は、鉄などの金属で形成されている。カバー３１２の後端左寄りには入射口３１３が設けられている。入射口３１３は、第３筐体３１の内部と外部とを連通する開口である。
【００５９】
ベース３１１における右側部分には、ポインタ光出射部３４が配設されている。ポインタ光出射部３４は、ｆθレンズ３３を介さずに、可視光であるポインタ光Ｐを出射する。ポインタ光出射部１８は、ｆθレンズ３３によって収束されたレーザ光Ｌの焦点位置に向けてポインタ光Ｐが出射される位置に、ベース３１１に対して取り付けられている。可視光出射部２４から出射された可視光Ｍと、ポインタ光出射部３４から出射されたポインタ光Ｐとが重なる位置が、光源１２から出射され、ｆθレンズ３３によって収束されたレーザ光Ｌの焦点位置を示す。可視光出射部２４から出射された可視光Ｍと、ポインタ光出射部３４から出射されたポインタ光Ｐとが合致する位置に、加工対象物であるワークＷを配置することにより、ワークＷを焦点位置に配置させることが可能となる。
【００６０】
ガルバノスキャナ３２は、ベース３１１上に取り付けられ、入射口３１３の前方に配置される。ガルバノスキャナ３２は、入射口３１３から入射されるレーザ光Ｌ及び可視光Ｍを、下方へ向けて２次元走査する。ガルバノスキャナ３２は、Ｘ軸ガルバノミラー３２１、Ｘ軸ガルバノモータ３２２、Ｙ軸ガルバノミラー３２３、及び、Ｘ軸ガルバノモータ３２４とから構成される。Ｘ軸ガルバノミラー３２１は、Ｘ軸ガルバノモータ３２２の回転軸の先端に固定されている。Ｘ軸ガルバノミラー３２１は、Ｘ軸ガルバノモータ３２２の回転軸の回動に伴って、角度が変化する。Ｙ軸ガルバノミラー３２３は、Ｙ軸ガルバノモータ３２４の回転軸の先端に固定されている。Ｙ軸ガルバノミラー３２３は、Ｙ軸ガルバノモータ３２４の回転軸の回動に伴って、角度が変化する。ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２は、それぞれのモータ軸が互いに直交するような位置になるように、ベース３１１に固定されている。Ｘ軸ガルバノミラー３２１の角度が変化することで、レーザ光Ｌ及び可視光Ｍが、ワークＷ表面上においてＸ軸方向に走査される。Ｙ軸ガルバノミラー３２３の角度が変化することで、レーザ光Ｌ及び可視光Ｍが、ワークＷ表面上においてＹ軸方向に走査される。
【００６１】
ｆθレンズ３３は、ベース３１１の左側に形成された貫通孔の上側に取り付けられる。ｆθレンズ３３は、ガルバノスキャナ３２の下方に配置される。ｆθレンズ３３は、ワークＷ表面に対して、ガルバノスキャナ３２によって２次元走査されたレーザ光Ｌ又はガイド光Ｍを、夫々同軸に集光する。また、ｆθレンズ３３は、レーザ光Ｌやガイド光Ｍ等を集光した焦点を、平面状の焦点面とすると共に、レーザ光Ｌやガイド光Ｍの走査速度が一定になるように補正する。
【００６２】
ベース３１１は、右端後方寄りに、把持部３８Ａを有する。把持部３８Ａは、ベース３１１から右方向に突出して形成される。ベース３１１は、左端後方寄りに、把持部３８Ｂを有する。把持部３８Ｂは、ベース３１１から左方向に突出して形成される。以下の説明において、把持部３８Ａと把持部３８Ｂとをまとめて把持部３８とすることがある。把持部３８は、第３筐体３１から左右方向に突出して形成されており、ユーザが把持部３８に指をかけることができるように構成されている。
【００６３】
把持部３８Ａは、前後方向に延びる穴を有している。穴は上下方向に、それぞれ２つ形成されている。穴の内部には、電気信号を伝達可能な配線部３９Ａが配置されている。配線部３９Ａの後端部は、走査ユニット３０が光学ユニット２０に取り付けられた場合、配線部２９Ａと電気的に接続する。把持部３８Ａと同様に、把持部３８Ｂは、配線部３９Ｂを有する。
【００６４】
第２収納部３５は、前後方向に延びる穴として、ベース３１１によって規定される。本実施形態において、第２収納部３５は、ベース３１１の中心よりも右側に配置されている。第２収納部３５は、左右方向に並んで２つ形成されている。第２収納部３５の内径は、ヒートパイプ１４の外形とほぼ同じ大きさに形成されている。第２収納部３５は、ヒートパイプ１４が挿入可能に形成されている。第２収納部３５にヒートパイプ１４が挿入されると、ヒートパイプ１４はベース３１１に接触する。ベース３１１は金属で形成されており、ヒートパイプ１４から熱を受け取り、ヒートパイプ１４を冷却する機能を有する。なお、ヒートパイプ１４からベース３１１へ熱が伝導しやすくするために、熱伝導率の高い放熱ペースト等の部材がヒートパイプ１４とベース３１１との間に充填されていてもよい。
【００６５】
（励起光部の概略構成）
次に、励起光部５の概略構成について図１に基づいて説明する。励起光部５は、励起用半導体レーザ５１と、レーザドライバ５０と、電源部と、をケーシング内に有している。電源部は、励起用半導体レーザ５１を駆動する駆動電流を、レーザドライバ５０を介して励起用半導体レーザ５１に供給する。レーザドライバ５０は、レーザコントローラ７から入力される駆動情報に基づいて、励起用半導体レーザ５１を直流でオンオフ駆動する。励起用半導体レーザ５１は、レーザ媒質を励起するための励起光を出射する。
【００６６】
励起光部５は、光ファイバ４を介して光源１２に光学的に接続されている。励起光部５は、レーザドライバ５０によって駆動され、励起光を発生させる。従って、光源１２には、励起光部５からの励起光が光ファイバ４を介して入射される。
【００６７】
（レーザ加工装置の制御系）
次に、レーザ加工システム１００の制御系について、説明する。レーザ加工装置１は、ＰＣ９と双方向通信可能に接続されている。レーザ加工装置１は、レーザ加工装置１全体を制御するレーザコントローラ７等を有して構成されている。レーザコントローラ７には、ガルバノコントローラ７５、レーザドライバ５０、可視光ドライバ７８、ポインタ光ドライバ、及びＰＣ９が電気的に接続されている。
【００６８】
レーザコントローラ７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマ等を備え、レーザ加工装置１全体を制御する。レーザコントローラ７には、ＰＣ９が双方向通信可能に接続されている。レーザコントローラ７は、ＰＣ９から送信された加工内容を示す加工データ、レーザ加工装置１の制御パラメータ、ユーザからの各種指示情報等を受信可能に構成されている。
【００６９】
レーザコントローラ７は、ＲＯＭに記憶されている各種の制御プログラムに基づいて各種の演算及び制御を行い、励起用半導体レーザ５１、ガルバノスキャナ３２、可視光出射部２４、ポインタ光出射部３４等を駆動させる為の信号を出力する。
【００７０】
レーザドライバ５０は、レーザコントローラ７から入力された励起用半導体レーザ５１の励起光出力、励起光の出力期間等のレーザ駆動情報等に基づいて、励起用半導体レーザ５１を駆動制御する。励起光部５の励起用半導体レーザ５１は、入力された励起光出力に対応する強度の励起光を出力期間の間、光ファイバ４に出射する。
【００７１】
ガルバノコントローラ７５は、制御基板１３に設けられており、レーザコントローラ７から入力された加工データにおける各加工点のＸＹ座標データ、ガルバノ走査速度情報等に基づいて、Ｘ軸ガルバノモータ３２２とＹ軸ガルバノモータ３２４の駆動角度、回転速度等を算出して、駆動角度、回転速度を表すモータ駆動情報をガルバノドライバ７６へ出力する。
【００７２】
ガルバノドライバ７６は、制御基板１３に設けられており、ガルバノコントローラ７５から入力されたモータ駆動情報に基づいて、Ｘ軸ガルバノモータ３２２とＹ軸ガルバノモータ３２４を駆動制御して、レーザ光Ｌを２次元走査する。
【００７３】
可視光ドライバ７８は、可視光出射部制御基板２５に設けられており、レーザコントローラ７から出力される制御信号に基づいて、可視光出射部２４の制御を行い、例えば、制御信号に基づいて、可視光出射部２４から出射されるガイド光Ｍの発光タイミングや光量を制御する。
【００７４】
続いて、レーザ加工システム１００を構成するＰＣ９について説明する。ＰＣ９は、ＰＣ９の全体を制御する制御部と、マウスやキーボード等から構成される入力操作部９１と、液晶ディスプレイ等で構成される表示部９２等から構成されている。
【００７５】
表示部９２は、各種の情報を表示する。ＰＣ９は、入力操作部９１や表示部９２を介して、ワークＷ表面に対してレーザ光Ｌによる加工を行う際の各種設定を受け付ける。ＰＣ９は、各種の制御プログラムやデータテーブルに基づいて、受け付けた設定に応じてワークＷ上におけるレーザ加工の加工内容を示す加工データを作成する。ＰＣ９は、作成した加工データをレーザコントローラ７に送信し、レーザ光Ｌによる加工を実行させる。
【００７６】
（詳細説明）
次に、本実施形態に関するレーザ加工ヘッド３の構成について、図２〜７を参照にしつつ詳細に説明する。
【００７７】
図５に示すように、レーザ光源ユニット１０は、前後方向の前端が、前後方向に垂直な平面として形成されている。レーザ光源ユニット１０の前端には、右寄りの位置に開口１１４が形成されている。ビームエキスパンダ１２２が、開口１１４を通って、第１筐体１１の内部から外部へ向かって、前方向に向けて突出して配置される。ヒートパイプ１４は、レーザ光源ユニット１０の前端から、前方向に向けて突出して配置される。ヒートパイプ１４は略円柱形状に形成されており、前方向の端部が先細りの形状となっている。また、把持部１８の前端面には、配線部１９の前端部が露出して配置されている。
【００７８】
図６（Ｂ）に示すように、光学ユニット２０は、前後方向の後端が、前後方向に垂直な平面として形成されている。光学ユニット２０の後端には、右寄りの位置に入射口２１３が形成されている。また、入射口２１３の下方には、収納部２７の後端部が形成されている。また、把持部２８の後端面には、配線部２９の後端部が露出して配置されている。
【００７９】
これにより、光学ユニット２０とレーザ光源ユニット１０とを一体化させることができる。光学ユニット２０とレーザ光源ユニット１０とを一体化させる方法について、説明する。レーザ光源ユニット１０を、光学ユニット２０の後の位置に配置する。ビームエキスパンダ１２２の左右方向及び上下方向の位置は、入射口２１３の左右方向及び上下方向の位置と一致する。また、ヒートパイプ１４の左右方向及び上下方向の位置は、収納部２７の左右方向及び上下方向の位置と一致する。よって、レーザ光源ユニット１０が前方向に向かって移動すると、ビームエキスパンダ１２２が入射口２１３を通って第２筐体２１の内部に挿入される。また、レーザ光源ユニット１０が前方向に向かって移動すると、ヒートパイプ１４が収納部２７の内部に挿入される。
ヒートパイプ１４は前方向の端が先細り形状であるので、上下方向及び左右方向において、ヒートパイプ１４の先端の位置が収納部２７の位置と一致していれば、レーザ光源ユニット１０が前方向に向かって移動すると、ヒートパイプ１４の先端は収納部２７に挿入される。ヒートパイプ１４の先端が収納部２７に挿入された状態からさらにレーザ光源ユニット１０が前方向に向かって移動すると、ヒートパイプ１４は、ヒートパイプ１４の先細りの形状に沿って収納部２７の内壁にガイドされながら、収納部２７に挿入される。光学ユニット２０の後端とレーザ光源ユニット１０の前端とが接触する位置に、レーザ光源ユニット１０を位置させることができる。光学ユニット２０の後端とレーザ光源ユニット１０の前端とが接触した状態は、光学ユニット２０とレーザ光源ユニット１０とが一体化した状態を示す。なお、光学ユニット２０の後端とレーザ光源ユニット１０の前端とが接触した状態においては、ヒートパイプ１４の前方の端部が、光学ユニット２０の前端よりも前方に突出して配置される。
【００８０】
また、配線部１９の左右方向及び上下方向の位置は配線部２９の左右及び上下方向の位置と一致するので、光学ユニット２０の後端とレーザ光源ユニット１０の前端とが接触した状態では、配線部１９が配線部２９に接触する。よって、配線部１９と配線部２９とが電気的に導通する。配線部１９及び配線部２９を介して、レーザ光源ユニット１０と光学ユニット２０との間で、電気信号のやりとりを行うことができる。また、光学ユニット２０と一体化したレーザ光源ユニット１０において、レーザ光源ユニット１０が後方向に移動することにより、レーザ光源ユニット１０は光学ユニット２０から取り外される。
【００８１】
図６（Ａ）に示すように、光学ユニット２０は、前後方向の前端が、前後方向に垂直な平面として形成されている。光学ユニット２０の前端には、左寄りの位置に出射口２１４が形成されている。また、光学ユニット２０の前端には、右寄りの位置に、収納部２７の前端部が形成されている。また、把持部２８の前端面には、配線部２９の前端部が露出して配置されている。
【００８２】
図７に示すように、走査ユニット３０は、前後方向の後端が、前後方向に垂直な平面として形成されている。走査ユニット３０の後端には、左寄りの位置に入射口３１３が形成されている。また、走査ユニット３０の後端には、右寄りの位置に、第２収納部３５の後端部が形成されている。また、把持部３８の後端面には、配線部３９の後端部が露出して配置されている。
【００８３】
これにより、光学ユニット２０と走査ユニット３０とを一体化させることができる。光学ユニット２０と走査ユニット３０とを一体化させる方法について、説明する。走査ユニット３０を、光学ユニット２０の前の位置に配置する。入射口３１３の左右方向及び上下方向の位置は、出射口２１４の左右方向及び上下方向の位置と一致する。また、第２収納部３５の左右方向及び上下方向の位置は、収納部２７の左右方向及び上下方向の位置及びヒートパイプ１４の左右方向及び上下方向の位置と、一致する。よって、走査ユニット３０が後方向に向かって移動すると、第２収納部３５の後端が収納部２７の前方の位置に配置される。レーザ光源ユニット１０が光学ユニット２０に一体化している場合、光学ユニット２０から前方向に突出したヒートパイプ１４が、第２収納部３５に挿入される。これにより、光学ユニット２０の前端と走査ユニット３０の後端とが接触する位置に、走査ユニット３０を位置させることができる。光学ユニット２０の前端と走査ユニット３０の後端とが接触した状態は、光学ユニット２０と走査ユニット３０とが一体化した状態を示す。
【００８４】
また、配線部３９の左右方向及び上下方向の位置は配線部２９の左右及び上下方向の位置と一致するので、光学ユニット２０の前端と走査ユニット３０の後端とが接触した状態では、配線部３９が配線部２９に接触する。よって、配線部３９と配線部２９とが電気的に導通する。配線部３９及び配線部２９を介して、走査ユニット３０と光学ユニット２０との間で、電気信号のやりとりを行うことができる。また、光学ユニット２０と一体化した走査ユニット３０において、走査ユニット３０が前方向に移動することにより、走査ユニット３０は光学ユニット２０から取り外される。
【００８５】
レーザ光源ユニット１０が光学ユニット２０に対して着脱可能に構成されているので、レーザ光源ユニット１０を取り外し、異なる性能のレーザ光出射部を有する他のレーザ光源ユニットを取り付けることにより、レーザ加工装置の特性を変更することができる。また、走査ユニット３０が光学ユニット２０に対して着脱可能に構成されているので、走査ユニット３０を取り外し、異なる性能のガルバノスキャナやｆθレンズを有する他の走査ユニットを取り付けることにより、レーザ加工装置の特性を変更することができる。
【００８６】
図３〜８に示すように、ヒートパイプ１４は、基部１４１が光源１２の下部に位置するように配置されている。ヒートパイプ１４は、レーザ光Ｌの出射に伴い光源１２に生じた熱を放熱し、光源１２の温度を下げる。言い換えると、ヒートパイプ１４は、光源１２で生じた熱を、基部１４１側から突出部１４２側へ移送する。ヒートパイプ１４は、レーザ光源ユニット１０から突出した突出部１４２を有しており、突出部１４２は光源１２から離間している。したがって、ヒートパイプ１４は、光源１２から離れた位置に光源１２で生じた熱を移送することができる。また、ヒートパイプ１４は、レーザ光源ユニット１０が光学ユニット２０に対して取り付けられた状態において、第２筐体２１に接触する。第２筐体２１は熱伝導性の高い材質で構成されているので、ヒートパイプ１４の熱を受け取り、ヒートパイプ１４を放熱する。これにより、ヒートパイプ１４による冷却能力を向上させることができる。また、ヒートパイプ１４は、走査ユニット３０が光学ユニット２０に対して取り付けられた状態において、第３筐体３１に接触する。第３筐体３１は熱伝導性の高い材質で構成されているので、ヒートパイプ１４の熱を受け取り、ヒートパイプ１４を放熱する。これにより、ヒートパイプ１４による冷却能力を向上させることができる。ここで、光学ユニット２０又は走査ユニット３０の少なくとも一方が、ヒートパイプ１４を放熱するための、他の構成を備えていてもよい。例えば、光学ユニット２０又は走査ユニット３０の少なくとも一方が、ヒートシンクを有していてもよい。また、光学ユニット２０又は走査ユニット３０の少なくとも一方が、気流を発生させるファンを有しており、ファンによって生じた気流により放熱を促進させる構成であってもよい。
【００８７】
又、レーザ光源ユニット１０において、制御基板１３が左寄りに配置され、光源１２及びヒートパイプ１４が右寄りに配置されている。これによると、制御基板１３が、左右方向においてヒートパイプ１４から離隔して配置されるので、光源１２で発生しヒートパイプ１４に伝導した熱が、制御基板１３に伝導しにくくなる。
【００８８】
又、光学ユニット２０において、可視光出射部２４が左寄りに配置され、可視光出射部制御基板２５が左寄りに配置されている。可視光出射部２４の近くに可視光出射部制御基板２５が配置されるので、可視光出射部２４と可視光出射部制御基板２５とを接続する電気配線の配置が簡単になる。レーザ光源ユニット１０が光学ユニット２０に装着された場合に、可視光出射部制御基板２５はヒートパイプ１４から離隔して配置される。これにより、光源１２からヒートパイプ１４に熱伝導した熱が、可視光出射部制御基板２５に熱伝導しにくくなる。
【００８９】
又、上下方向からみて、ヒートパイプ１４は光源１２と重なる位置に配置されている。これにより、左右方向におけるレーザ加工ヘッド３の小型化を図ることができる。
【００９０】
又、レーザ光源ユニット１０が光学ユニット２０に装着された場合、光学ユニット２０の第２筐体２１は、ヒートパイプ１４と接触し、ヒートパイプ１４から熱伝導された熱を外部に放熱する。
【００９１】
又、第２収納部３５は、左右方向において、右寄りに配置され、ガルバノスキャナ３２は、左寄りに配置されている。第２収納部３５は、左右方向においてガルバノスキャナ３２と異なる位置に配置されるので、走査ユニット３０においてガルバノスキャナ３２が配置されない空間を、第２収納部３５の設置場所として、走査ユニット３０内の空間を有効に活用することが可能となる。よって、レーザ加工ヘッド３の小型化を図ることができる。また、第２収納部３５の上方にポインタ光出射部３４が配置されている。ガルバノスキャナ３２から下方にレーザ光Ｌが走査されるので、ガルバノスキャナ３２の下方はレーザ光Ｌの光路となる空間を設ける必要がある。一方、ポインタ光出射部３４から斜め下方向に向けてポインタ光Ｐが出射されるので、ポインタ光出射部３４の下方は光路となる空間を設ける必要がなく、ポインタ光出射部３４の下方に第２収納部３５を配置することができる。
【００９２】
尚、上述した実施形態において、レーザ加工ヘッド３は、本発明におけるレーザ加工装置の一例である。レーザ光原ユニット１０、光学ユニット２０、及び、走査ユニット３０は、本発明における第１ユニット、第２ユニット、及び、第３ユニットの一例である。光源１２、制御基板１３は、レーザ光出射部、制御基板の一例である。ヒートパイプ１４、基部１４１、及び、突出部１４２は、それぞれ、放熱部、基部、及び、突出部の一例である。折返ミラー２２及びダイクロイックミラー２３は、本発明における光学部の一例である。可視光出射部２４、可視光出射部制御基板２５は、本発明における可視光出射部、第２制御基板の一例である。収納部２７は、本発明における第１収納部の一例である。第２筐体２１は、本発明における放熱器の一例である。ガルバノスキャナ３２は、本発明における走査部の一例である。第２収納部３５は、本発明における第２収納部の一例である。レーザ光Ｌは、本発明におけるレーザ光の一例である。
【００９３】
（第２実施形態）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した実施形態においては、走査ユニット３０が第２収納部３５を備え、ヒートパイプ１４の突出部１４２の前端が第２収納部２７に収納される構成であったが、この様態に限定されるものではない。図８〜９に示す本発明の第２実施形態のように、ヒートパイプ１４の突出部１４２が収納部２７にすべて収納され、第２収納部３５に収納されない構成であってもよい。図８〜９に示す第２実施形態において、ヒートパイプ１４は、突出部１４２の前後方向の長さが光学ユニット２０の前後方向の長さよりも短く形成されている。したがって、レーザ光源ユニット１０を光学ユニット２０に取り付けた状態において、ヒートパイプ１４の突出部は、全長に亘って収納部２７に収納される。また、この場合、走査ユニット３０が第２収納部３５を備えていなくてもよい。
【００９４】
又、上述した実施形態においては、ヒートパイプ１４の形状が円筒形状であったが、この態様に限定されるものではない。例えば、角柱など他の形状でもよいし、ヒートパイプ１４の表面にフィンが形成された形状などの放熱を促進させる形状となっていてもよい。
【００９５】
又、上述した実施形態においては、ヒートパイプ１４は、２本形成していたが、この態様に限定されるものではない。本発明におけるヒートパイプ１４は、光源１２で生じる熱を放熱可能な構成であれば、１本でも３本以上でもよく、種々の構成を採用することができる。
【００９６】
又、上述した実施形態においては、放熱部としてヒートパイプ１４により光源１２の放熱を行っていたが、この態様に限定されるものではない。本発明における放熱部は、光源１２で生じる熱を放熱可能な構成であれば、種々の構成を採用することができる。例えば、ヒートシンクを放熱部としてもよい。
【００９７】
又、上述した実施形態においては、ヒートパイプ１４を光源１２の下方に配置し光源の放熱を行っていたが、この態様に限定されるものではない。本発明における放熱部は、光源１２で生じる熱を放熱可能な構成であれば、種々の構成を採用することができる。例えば、ヒートパイプ１４を光源１２の横や上方に配置してもよい。
又、上述した実施形態においては、ヒートパイプ１４及び光源１２がレーザ光源ユニット１０の右寄りに配置され、制御基板１３がレーザ光源ユニット１０の左寄りに配置される構成であったが、この態様に限定されるものではない。本発明における各構成の配置は、種々の構成を採用することができる。例えば、制御基板１３が、左右方向においてヒートパイプ１４の位置と異なる位置に配置されてもよい。制御基板１３が、左右方向においてヒートパイプ１４の位置と異なる位置に配置されているので、制御基板１３がヒートパイプ１４と離間して配置され、ヒートパイプ１４の熱が制御基板１３に伝導しにくくなる。また例えば、ヒートパイプ１４及び光源１２がレーザ光源ユニット１０の下寄りに配置され、制御基板１３がレーザ光源ユニット１０の上寄りに配置される構成等のように、制御基板１３が、上下方向においてヒートパイプ１４の位置と異なる位置に配置されてもよい。制御基板１３が、上下方向においてヒートパイプ１４の位置と異なる位置に配置されているので、制御基板１３がヒートパイプ１４と離間して配置され、ヒートパイプ１４の熱が制御基板に伝導しにくくなる。
又、上述した実施形態においては、収納部２７が光学ユニット２０の右寄りに配置され、可視光出射部制御基板２５が光学ユニット２０の左寄りに配置される構成であったが、この態様に限定されるものではない。本発明における各構成の配置は、種々の構成を採用することができる。例えば、可視光出射部制御基板２５が、上下方向において収納部２７の位置と異なる位置に配置されてもよい。可視光出射部制御基板２５が、上下方向において収納部２７の位置と異なる位置に配置されているので、可視光出射部制御基板２５が収納部２７に挿入されたヒートパイプ１４と離間して配置されることになり、ヒートパイプ１４の熱が可視光出射部制御基板２５に伝導しにくくなる。
【００９８】
又、上述した実施形態においては、レーザ加工ヘッド３が、レーザ光源ユニット１０と光学ユニット２０と走査ユニット３０との３つのユニットから構成されていたが、この態様に限定されるものではない。本発明におけるレーザ加工ヘッドは、種々の構成を採用することができる。例えば、光学ユニットと走査ユニットとが一体化し、レーザ光源ユニットのみが着脱可能な構成であってもよい。また、レーザ光源ユニット、光学ユニット、及び走査ユニットが備える各構成は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、レーザ光源ユニットが、可視光出射部を備えていてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１      レーザ加工装置
３      レーザ加工ヘッド（レーザ加工装置）
５      励起光部
７      レーザコントローラ
９      ＰＣ
１０    レーザ光源ユニット（第１ユニット）
２０    光学ユニット（第２ユニット）
３０    走査ユニット（第３ユニット）
１２    光源（レーザ光出射部）
１３    制御基板（制御基板）
１４    ヒートパイプ（放熱部）
１４１    基部（基部）
１４２    突出部（突出部）
２１    第２筐体（放熱器）
２２    折返ミラー（光学部）
２３    ダイクロイックミラー（光学部）
２４    可視光出射部（可視光出射部）
２５    可視光出射部制御基板（第２制御基板）
２７    収納部（第１収納部）
３１    第３筐体
３２    ガルバノスキャナ（走査部）
３３    ｆθレンズ
３５    第２収納部（第２収納部）
５１    励起用半導体レーザ
１００  レーザ加工システム
Ｌ      レーザ光
Ｍ      可視光
Ｗ      加工対象物
【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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