(57)【要約】【課題】簡易な構成でありながら、レーザ発振器の歪みを容易に補正する機構を備えたレーザ発振器の提供。【解決手段】レーザ発振器１０は、設置面１２に設置された筐体１４と、筐体１４に保持された共振器１６とを有する。共振器１６は、全反射鏡１８と、出力鏡２０と、全反射鏡１８と出力鏡２０との間に配置された放電管２２と、放電管２２内の炭酸ガス等のレーザ媒質に励起エネルギーを注入するレーザ電源２４とを有し、共振器１６はクランプ、ボルト及びナット、又はベアリング等の保持機構２６によって筐体１４上に保持される。レーザ発振器１０は、筐体１４の下部に、高さが一定の固定脚３０を少なくとも３つ有し、高さが調節可能な可動脚３２を少なくとも１つ有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高さが一定の固定脚を少なくとも３つ有し、高さが調節可能な可動脚を少なくとも１つ有する、レーザ発振器。
【請求項２】
出力鏡と、反射鏡と、前記レーザ発振器内のレーザ媒質に励起エネルギーを注入する励起エネルギー注入部と、前記出力鏡、前記反射鏡及び前記励起エネルギー注入部を保持する保持機構とを有する、請求項１に記載のレーザ発振器。
【請求項３】
前記可動脚は、回転式の高さ調節機構を有する、請求項１又は２に記載のレーザ発振器。
【請求項４】
前記可動脚は、前記可動脚の高さを固定する固定機構を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のレーザ発振器。
【請求項５】
前記可動脚の高さを測定する高さ測定部をさらに有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造上の歪みを補正する機構を備えたレーザ発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工機等に使用されるレーザ発振器では、出力レーザ光の光軸が種々の要因でずれることがあり、このずれを調整するため調整手段が設けられることがある。例えば特許文献１には、出力ミラーを固定するとともに、全反射ミラーの角度を調整する機構を備えたレーザ発振器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５１７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザ加工機の製造時に、レーザ発振器の筐体と、レーザ発振器搭載用の架台との間で平面精度に差がある場合、該レーザ発振器を該架台に無理に締結すると、剛性の低いレーザ発振器の筐体がレーザ加工機の架台に倣って歪み、レーザ発振器自体の製造時に調整した光学系（共振器）の光軸（アライメント）がずれてしまうという問題があった。この場合、光学系（共振器）自体が歪んでいるため、レーザ加工機への搭載後に光学系（共振器）のミラーを角度調整するだけでは、レーザ発振器製造時の正確なアライメントに戻すことが困難な場合がある。一方、レーザ発振器の剛性を上げて平面精度を向上するには、多くのコストがかかる。
【０００５】
また、レーザ加工機のレーザ発振器搭載用架台を設置する際に、設置される床面の剛性や平面精度は一様とは限らないため、予めレベル出し（レベル調整）を行う必要がある。従って、架台の平面精度は設置毎にバラつきが生じる。そして従来のレーザ発振器では、架台の平面度のバラつきに起因する光学系（共振器）のアライメントのずれを、例えば特許文献１のように、ミラーの角度調整によってアライメントを調整する必要あり、これは手間のかかる作業となっていた。
【０００６】
図８は、従来技術に係るレーザ発振器１００の概略図である。設置面１０２に設置されたレーザ発振器１００の筐体１０４は、複数の脚部１０６を有し、脚部１０６の各々は長さ調節ができない固定脚となっている。ここで例えば、図９ａに示すように設置面１０２の一部が隆起している場合や、図９ｂに示すように設置面１０２の一部が凹んでいる場合は、設置面１０２の形状に応じた歪みが筐体１０４に生じる。すると、筐体１０４上に保持された共振器１０８も筐体１０４の歪みの影響を受け、共振器１０８内のミラー等のアライメントにずれが生じる。
【０００７】
また、図１０に示すように、設置面１０２が平面であっても、固定脚１０６の長さにばらつきがある場合も、筐体１０４には歪みが生じる。このような場合、従来はミラーの角度調整によって筐体の歪みに伴う光軸のずれを補正していたが、ミラーの角度調整は手間がかかるうえ、ミラーの角度調整だけでは不十分である場合もあった。なお図８〜図１０では、明瞭化のために高さ方向について誇張して示している。
【０００８】
そこで本発明は、簡易な構成でありながら、レーザ発振器の歪みを容易に補正する機構を備えたレーザ発振器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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本願第１の発明は、高さが一定の固定脚を少なくとも３つ有し、高さが調節可能な可動脚を少なくとも１つ有する、レーザ発振器を提供する。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、出力鏡と、反射鏡と、前記レーザ発振器内のレーザ媒質に励起エネルギーを注入する励起エネルギー注入部と、前記出力鏡、前記反射鏡及び前記励起エネルギー注入部を保持する保持機構とを有する、レーザ発振器を提供する。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記可動脚は、回転式の高さ調節機構を有する、レーザ発振器を提供する。
【００１２】
第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記可動脚は、前記可動脚の高さを固定する固定機構を有する、レーザ発振器を提供する。
【００１３】
第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明において、前記可動脚の高さを測定する高さ測定部をさらに有する、レーザ発振器を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、レーザ発振器の設置面の凹凸に応じて可動脚の高さ（長さ）を調整することができるので、レーザ発振器の歪みを防止でき、レーザ発振器内部の鏡の位置調整等が不要となる。また共振器がレーザ発振器筐体の変形に倣って変形しても、可動脚の長さを調整することにより、光軸調整時の共振器の状態に戻すことができるので、設置毎にレーザ発振器内部の鏡の位置調整を行う必要がなくなる。
【００１５】
回転式の高さ調整機構を用いることにより、可動脚の高さを、マイクロメートルオーダーで精密に調節することが可能となる。また高さ調節機構を固定する固定機構を有することで、レーザ発振器単体で運搬した場合に、脚の長さが意図せずに変化してしまうことを防止できる。また平面度が同程度の架台にレーザ発振器を載せ替えた際の、可動脚の再調整が不要となる。さらに、可動脚の高さ測定部を設けることにより、可動脚の現状の高さや調整すべき量を定量的に把握することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の好適な実施形態に係るレーザ発振器の概略構成を示す図である。
【図２ａ】レーザ発振器の筐体を上方からみた略図であり、固定脚と可動脚の一配置例を示す図である。
【図２ｂ】レーザ発振器の筐体を上方からみた略図であり、固定脚と可動脚の他の配置例を示す図である。
【図２ｃ】レーザ発振器の筐体を上方からみた略図であり、固定脚と可動脚のさらなる他の配置例を示す図である。
【図３ａ】図１のレーザ発振器が設定されている設置面が隆起部を有する場合を示す概略図である。
【図３ｂ】図１のレーザ発振器が設定されている設置面が凹部を有する場合を示す概略図である。
【図４】図１のレーザ発振器において、固定脚の長さが異なる場合を示す概略図である。
【図５】図１のレーザ発振器の可動脚の一構成例を示す図である。
【図６】図５の可動脚に、高さ変化を防止する機構を設けた例を示す図である。
【図７】図６の可動脚に、高さ測定機構を設けた例を示す図である。
【図８】従来技術に係るレーザ発振器の概略図である。
【図９ａ】図８のレーザ発振器が設定されている設置面が隆起部を有する場合を示す概略図である。
【図９ｂ】図８のレーザ発振器が設定されている設置面が凹部を有する場合を示す概略図である。
【図１０】従来技術に係るレーザ発振器において、固定脚の長さが異なる場合を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の好適な実施形態に係るレーザ発振器の概略構成を示す図である。レーザ発振器１０は例えば、炭酸ガス等を媒質とするガスレーザ発振器であり、設置面１２に設置された筐体１４と、筐体１４に保持された共振器１６とを有する。共振器１６自体は従来と同等のものでよく、具体的には全反射鏡１８と、出力鏡２０と、全反射鏡１８と出力鏡２０との間に配置された放電管２２と、放電管２２内の炭酸ガス等のレーザ媒質に励起エネルギーを注入するエネルギー注入部（例えばレーザ電源）２４とを有し、共振器１６はクランプ、ボルト及びナット、又はベアリング等の保持機構２６によって筐体１４上に保持される。レーザ発振器１０から出力されるレーザ光は、例えばレーザ加工に使用することができ、故にレーザ発振器１０はレーザ加工機に使用することができる。なお図１では、共振器１６はレーザ電源２４を有する構成となっているが、レーザ電源２４は共振器１６に含まれなくてもよい。
【００１８】
レーザ発振器１０は、筐体１４の下部に、高さ（長さ）が一定の固定脚３０を少なくとも３つ有し、高さ（長さ）が調節可能な可動脚３２を少なくとも１つ有する。例えば、筐体１４を上方からみて略示した図２ａに示すように、筐体１４が平面視で略矩形を有し、該矩形の４隅にそれぞれ脚部を有する場合、そのうちの３つに固定脚３０を配置し、残りの１つに可動脚３２を配置することができる。また、図２ｂに示すように、筐体１４が平面図で略矩形を有し、該矩形の４隅に加え、該矩形の長辺の略中央にさらに脚部を有する（すなわち計６つの脚部）場合、一方の長辺の両端と、他方の長辺の略中央との計３箇所に固定脚３０を配置し、残りの３箇所に可動脚３２を配置することができる。さらに、図２ｃに示すように、筐体１４が平面図で略矩形を有し、該矩形の４隅に加え、該矩形の長辺の略中央にさらに脚部を有する（すなわち計６つの脚部）場合、該矩形の４隅に固定脚３０を配置し、残りの２箇所に可動脚３２を配置してもよい。
【００１９】
このように、筐体１４のどの部分に固定脚３０及び可動脚３２を設けるかは、筐体１４の形状やレーザ発振器の設置面の形状等に応じて適宜選定することができる。但し、この選定においては、平面視で全ての固定脚が一直線上には配置されない（３つの固定脚によって１つの平面が基底される）ようにすることが好ましい。
【００２０】
図３ａは、図１のレーザ発振器１０を側方からみた概略図であり、設置面１２が隆起部３４を有する場合を示している。レーザ発振器１０は、少なくとも３つの固定脚３０で設置面１２に設置された後、可動脚３２の高さを調節し、可動脚３２の設置面当接部（後述）を設置面１２の隆起部３４に当接させる。このようにすれば、筐体１４に歪みや撓みが生じず、結果として筐体１４に保持されている共振器１６も影響を受けないので、ミラーの角度調整等の面倒な作業を行う必要がなくなる。また、共振器が筐体１４の変形に応じて変形していても、可動脚３２の長さを調整することによって、共振器を光軸調整時の状態に戻すことができるので、レーザ発振器の移設や設置毎にレーザ発振器内部の鏡の位置調整等を行う必要がなくなる。
【００２１】
図３ｂは、図１のレーザ発振器１０を側方からみた概略図であり、設置面１２が凹部３６を有する場合を示している。レーザ発振器１０は、少なくとも３つの固定脚３０で設置面１２に設置された後、可動脚３２の高さを調節し、可動脚３２の設置面当接部（後述）を設置面１２の凹部３６に当接させる。このようにすれば、図３ａの場合と同様に、筐体１４に歪みや撓みが生じず、結果として筐体１４に保持されている共振器１６も影響を受けないので、ミラーの角度調整等の面倒な作業を行う必要がなくなる。また共振器が既に筐体１４の歪みの影響を受けている場合でも、可動脚３２の調節によってその影響を解消することができる。
【００２２】
図４は、レーザ発振器１０が設定されている設置面１２は隆起や凹部を有さない平坦な面であるものの、固定脚３０のうちの少なくとも２つが、互いに長さ（高さ）が異なる場合を示す。この場合も、可動脚３２の高さを適宜調節（図示例では、高さの異なる２つの固定脚３０の略中間に配置されている可動脚３２の高さを、２つの固定脚３０の高さの略平均高さに調節）することにより、筐体１４に歪みや撓みが生じないようにすることができ、結果として共振器１６の歪みやアライメントのずれを防止することができる。なお図３ａ〜図４では、明瞭化のために高さ方向について誇張して示しており、また共振器１６は図示を省略している。
【００２３】
図５は、可動脚３２の具体的構成例を示す図である。可動脚３２は、レーザ発振器１０の下部（例えば筐体１４の下面）に取り付けられた基部４０と、基部４０に対して高さ方向に変位可能であるとともに設置面１２に当接するように構成された設置面当接部４２とを有し、図示例では、設置面当接部４２は基部４０に一体形成された雄ネジ部４４に螺合する雌ネジ部（図示せず）を有する。従って設置面当接部４２を基部４０に対して回転させることにより、可動脚３２の長さ（高さ）を調節することができる。なお可動脚３２の長さを変更する構造はこのようなものに限られないが、図５のような回転式の高さ調節機構を採用することにより、可動脚３２の長さをマイクロメートルのオーダーで精密に調節することができる。
【００２４】
また図６に示すように、可動脚３２は、調節した可動脚３２の高さが意図せずに変化することを防止する機構を具備してもよい。例えば、可動脚３２の設置面当接部４２に雌ネジ部４６を形成し、雌ネジ部４６内に止めネジ４８を螺着させて、止めネジ４８の先端を雄ネジ部４４に突き当てることにより、設置面当接部４２が基部４０に対して回転すること（すなわち可動脚３２の高さが変化すること）を防止することができる。或いは、可動脚３２にキャップ（図示せず）等を被せ、設置面当接部４２が基部４０に対して回転することをより簡易な構成で防止するようにしてもよい。
【００２５】
図６のような可動脚３２の高さ変化を防止する機構により、可動脚３２の高さが意図せずに変化することを防止できることに加え、レーザ発振器単体を、ある架台から該架台と平面度が同程度の他の架台に移設・運搬する場合に、可動脚３２の高さの再調整が不要となる。
【００２６】
また図７に示すように、可動脚３２は、調節した可動脚３２の高さを測定する高さ測定部を具備してもよい。例えば、可動脚３２の基部４０に目盛り付きスケール５０を設けることにより、作業者は容易に可動脚３２の現状の高さを知ることができ、また高さの調節も定量的に行うことが可能となる。或いは、高さ測定部として距離センサを用いてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１０    レーザ発振器
１２    設置面
１４    筐体
１６    共振器
１８    反射鏡
２０    出力鏡
２２    放電管
２４    レーザ電源
２６    保持機構
３０    固定脚
３２    可動脚
４０    基部
４２    設置面当接部
４４    雄ネジ部
４６    雌ネジ部
４８    止めネジ
５２    スケール
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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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９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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