(57)【要約】【課題】半導体レーザ装置における集光レンズ部の汚れを防止し、溶融・接合を繰り返して行ってもレーザ出力が低下せずに、再現性のある均一な加工を実現することを目的とする。【解決手段】電源部１からエネルギーが供給されてレーザ光を出力する半導体レーザ部２と、前記レーザ光を被加工物８へ集光する集光レンズ部３とを有し、集光レンズ部３の先端部はエアーを吹き出すエアカーテン機構６を配置することにより、被加工物８を溶融・接合する際に発生するスパッタが集光レンズ部３に付着することを防止することにができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部からエネルギーが供給されてレーザ光を出力する半導体レーザ手段と、前記レーザ光を被加工物へ集光する集光手段とを有し、前記集光手段の先端部はエアーを吹き出すエア吹き出し手段を有した半導体レーザ装置。
【請求項２】
集光手段は保護窓を有しその保護窓にエアーを吹き付ける請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】
集光手段先端部のさらに先端にガスを吹き出すノズルを有し、さらに先端に加工用ガスのノズルを有した請求項１または２記載の半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、アルミや非鉄金属の連続接合、鉄系薄板の連続またはスポット接合、樹脂の連続またはスポット接合として利用される半導体レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年ＹＡＧレーザ等の固体レーザ以外に、高出力の半導体レーザを用いたレーザ装置が様々な物質の加熱溶接、接合などに広く採用されつつある。
【０００３】
従来の半導体レーザ装置は、反射光による半導体レーザ部の破損を防止するため、半導体レーザ部と集光レンズ部を収めたレーザヘッドを被加熱物に対して斜めに配置して照射している（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
図４は上記従来の半導体レーザ装置の構成図を示しており、１０１は電源部、１０２半導体レーザ部、１０３は集光レンズ部、１０５はレーザヘッド、１０８は被加工物である。
【０００５】
レーザヘッド１０５には、半導体レーザ部１０２と、集光レンズ部１０３が収められている。
【０００６】
以上のように構成された半導体レーザ装置について、その動作を説明する。
【０００７】
半導体レーザ部１０２は電源部１０１よりエネルギーを供給されて発光し、レーザ光を出力する。出力されたレーザ光は集光レンズ部１０３で集光されてレーザヘッド１０５から出射し、被加工物１０８へ照射され、被加工物１０８を溶融・接合する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２５２７７６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の半導体レーザ装置は、被加工物１０８を溶融・接合する際に発生するスパッタが集光レンズ部１０３に付着することがあり、溶融・接合を繰り返すことによりスパッタが蓄積して、集光レンズ１０３の透過率が減少し、レーザ光１０７の出力が低下することによって、溶融・接合に必要なレーザ出力が得られなくなり、溶融・接合を繰り返して行うと、加工の再現性がなくなり均一な加工ができなるという課題を有していた。
【００１０】
本発明は、これらの課題を解決する半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の半導体レーザ装置は、上記課題を解決するために、被加工物を溶融・接合する際に発生するスパッタが集光手段に付着するのを防ぐエアー吹き出し手段を備えている。そして、この構成により集光手段の汚れを防止することとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１において、１は電源部、２は半導体レーザ部、３は集光レンズ部、５はレーザヘッド、６はエアーカーテン機構、７はレーザ光である半導体レーザ装置を示す。
【００１４】
以上のように構成された半導体レーザ装置について、その動作を説明する。
【００１５】
半導体レーザ部２は電源部１よりエネルギーを供給されてレーザ光を出力し、出力されたレーザ光は集光レンズ部３で集光される。集光されたレーザ光７は、半導体レーザ部２、集光レンズ部３とエアーカーテン機構６が収められたレーザヘッド５より出射されて、被加工物８に照射される。
【００１６】
レーザ光７が被加工物８に照射されると被加工物８が溶融する際に発生するスパッタが飛散するが、集光レンズ部３の先端部に配置されたエア吹き出し手段であるエアーカーテン機構６より噴出されるエアーにより、飛散したスパッタが吹飛ばされるため、集光レンズ部３まで到達して付着することができず、集光レンズ部３の表面の汚れを防止することができる。
【００１７】
以上のように、本実施の形態によればエアーカーテン機構６が被加工物８を溶融・接合する際に発生するスパッタが集光レンズ部３に付着することを防止することにより、集光レンズ部３の汚れを防止することができるため、溶融・接合を繰り返して行ってもレーザ出力７が低下しないので、再現性のある均一な加工を実現することができる。
【００１８】
（実施の形態２）
本実施の形態において実施の形態１と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図２において、４は保護窓であり、実施の形態１と異なるのは、集光レンズ部３の先端部に保護窓４を有した点である。
【００１９】
以下，本実施の形態における半導体レーザ装置について、その動作を説明する。
エアーカーテン機構６は保護窓４の先端部に配置され、保護窓４にエアーを吹き付けるため、溶融・接合する際に飛散したスパッタは保護窓４に付着することができず、保護窓４の表面の汚れを防止することができる。
【００２０】
以上のように、本実施の形態によればエアーカーテン機構６が被加工物８を溶融・接合する際に発生するスパッタが保護窓４に付着することを防止することにより、保護窓４の汚れを防止することができるため、溶融・接合を繰り返して行ってもレーザ出力７が低下しないので、再現性のある均一な加工を実現することができる。
【００２１】
（実施の形態３）
本実施の形態において実施の形態１または実施の形態２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図３において、９は遮蔽用ガスノズルであり、１０は加工用の補助ガスを排出する加工用ガスノズルである。
【００２２】
以下，本実施の形態における半導体レーザ装置について、その動作を説明する。
【００２３】
遮蔽用ガスノズル９は、エアーカーテン機構６と加工用ガスノズル１０の間に配置され、遮蔽用ガスノズル９から排出されたガスは、エアーカーテン機構６から排出されて保護窓４等で反射したエアーが加工用ガスノズル１０から排出されるガスの流れに影響を与えないように遮蔽するため、加工用ガスの流れの乱れを防止することができる。
【００２４】
以上のように、本実施の形態によればエアーカーテン機構６が被加工物８を溶融・接合する際に発生するスパッタが保護窓４に付着することを防止することにより、保護窓４の汚れを防止することができるため、溶融・接合を繰り返して行ってもレーザ出力７が低下せず、かつ、、エアーカーテン機構６から排出されて保護窓４等で反射したエアーが、遮蔽用ガスノズル９から排出されたガスにより、加工用ガスノズル１０から排出される加工用ガスの流れに影響を与えないので、加工用ガスの流れが乱れずに被加工物８に排出されるため、再現性のある均一な加工を実現することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明はエア吹き出し手段により集光手段にスパッタが付着するのを防止することにより、レーザ光の出力低下を防ぐことができるので、レーザ光出力が一定となり、かつ、遮蔽用ガスノズルにより加工用ガスの乱れを防止することができるので、溶融・接合を繰り返して行っても、再現性のある均一な加工を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における半導体レーザ装置の構成図
【図２】同実施の形態２における半導体レーザ装置の構成図
【図３】同実施の形態２における半導体レーザ装置の構成図
【図４】従来における半導体レーザ装置の構成図
【符号の説明】
１　電源部
２　半導体レーザ部
３　集光レンズ部
４　保護窓
５　レーザヘッド
６　エアカーテン機構
７　レーザ光
８　被加工物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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