(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ光出射部と、
前記レーザ光出射部を冷却又は加熱するペルチェ素子と、
放熱材料から形成されて前記レーザ光出射部と前記ペルチェ素子から熱伝導された熱を放熱するヒートシンクと、を備え、前記レーザ光出射部は、前記ペルチェ素子が冷却又は加熱されて目標温度に保たれるレーザ加工装置であって、
前記ヒートシンクを冷却するファンと、
前記ヒートシンクの周囲の温度から前記レーザ光出射部の温度を減算した温度差を検出する温度差検出部と、
前記温度差検出部を介して検出された前記温度差に応じて前記ファンの回転数を制御するファン制御部と、を備え、
前記ファン制御部は、
前記温度差が負の場合、前記ファンの回転を停止させ、
前記温度差が正の場合、前記ファンを駆動させ、前記温度差が大きい程、前記ファンの回転数を高くする
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記ペルチェ素子を駆動する駆動電流を生成する駆動電流生成部と、
前記駆動電流生成部で生成された駆動電流を前記ペルチェ素子に供給する駆動電流供給状態と、該ペルチェ素子に前記駆動電流を供給しないで該ペルチェ素子に発生する起電圧を前記温度差検出部に出力する起電圧出力状態とに交互に切り替えるように制御する切替制御部と、
前記温度差検出部は、前記ペルチェ素子に発生する起電圧から前記レーザ光出射部の温度と前記ヒートシンクの周囲の温度との温度差を検出す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】
前記切替制御部は、前記駆動電流供給状態と前記起電圧出力状態とを所定周期毎に交互に所定比率で切り替えるように制御することを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記レーザ光出射部の温度を測定する第１温度センサと、
所定位置の温度を測定する第２温度センサと、
を備え、
前記温度差検出部は、前記第２温度センサによって測定された温度から前記ヒートシンクの周囲の温度を取得して、この取得した前記ヒートシンクの周囲の温度と前記第１温度センサによって測定された温度から前記温度差を検出す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５】
前記ペルチェ素子の駆動電流の電流値を取得する電流値取得部と、
前記電流値取得部を介して取得した前記駆動電流の電流値が前記ペルチェ素子を駆動する所定の上限電流値以上であるか否かを判定する駆動電流判定部と、
を備え、
前記駆動電流判定部を介して前記駆動電流の電流値が前記ペルチェ素子を駆動する所定の上限電流値以上であると判定された場合には、前記ファン制御部は、前記温度差に応じた前記ファンの回転数を所定割合高くするように制御することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
レーザ光を出射するレーザ光出射部と、前記レーザ光出射部を冷却又は加熱するペルチェ素子と、放熱材料から形成されて前記レーザ光出射部と前記ペルチェ素子から熱伝導された熱を放熱するヒートシンクと、前記ヒートシンクを冷却するファンと、ファン制御部と、を備え、前記レーザ光出射部は、前記ペルチェ素子が冷却又は加熱されて目標温度に保たれるレーザ加工装置で実行されるレーザ加工方法であって、
前記ファン制御部が実行する、
前記ヒートシンクの周囲の温度から前記レーザ光出射部の温度を減算した温度差を検出する温度差検出工程と、
前記温度差検出工程で検出された前記温度差が負の場合、前記ファンの回転を停止させ、前記温度差が正の場合、前記ファンを駆動させ、前記温度差が大きい程、前記ファンの回転数を高くするファン制御工程と、
を備えたことを特徴とするレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーザ加工装置の技術に関し種々提案されている。
例えば、下記特許文献１に記載されたレーザマーカでは、ケースには、内外に連通する換気窓が形成され、そこにファンが取り付けられている。また、ケース内の温度を検出する第２サーミスタが設けられている。そして、第２サーミスタで検出したケース内の温度が、レーザダイオードが目標温度になったときのケース内の温度（基準温度ＴＭ）よりも高ければ、検出したケース内の温度と基準温度ＴＭとの温度差に比例させてファンの回転数を大きくするように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−７４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記した特許文献１に記載されたレーザマーカでは、第２サーミスタで検出したケース内の温度変化は、レーザダイオードの温度変化に対してタイムラグが発生する。また、レーザダイオードが目標温度になったときのケース内の温度（基準温度ＴＭ）は、ケースが配置された周囲の環境温度によって変化する。その結果、レーザダイオードの温度が目標温度を超えても、第２サーミスタで検出したケース内の温度と基準温度ＴＭとの温度差が小さくて、ファンの回転数が低く設定される虞がある。
【０００５】
また、レーザダイオードの温度が低下してペルチェ素子の吸熱能力に余裕が生じても、第２サーミスタで検出したケース内の温度と基準温度ＴＭとの温度差の低下が遅れ、過剰にファンで放熱するため、電力効率が低下する虞がある。また、ファンの騒音レベルが上がるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、電力効率を向上させ、更に、ファンの騒音レベルを下げることが可能となるレーザ加工装置及びレーザ加工方法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】
【０００７】
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、レーザ光を出射するレーザ光出射部と、前記レーザ光出射部を冷却又は加熱するペルチェ素子と、放熱材料から形成されて前記レーザ光出射部と前記ペルチェ素子から熱伝導された熱を放熱するヒートシンクと、を備え、前記レーザ光出射部は、前記ペルチェ素子が冷却又は加熱されて目標温度に保たれるレーザ加工装置であって、前記ヒートシンクを冷却するファンと、前記ヒートシンクの周囲の温度から前記レーザ光出射部の温度を減算した温度差を検出する温度差検出部と、前記温度差検出部を介して検出された前記温度差に応じて前記ファンの回転数を制御するファン制御部と、を備え、前記ファン制御部は、前記温度差が負の場合、前記ファンの回転を停止させ、前記温度差が正の場合、前記ファンを駆動させ、前記温度差が大きい程、前記ファンの回転数を高くすることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係るレーザ加工装置は、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記ペルチェ素子を駆動する駆動電流を生成する駆動電流生成部と、前記駆動電流生成部で生成された駆動電流を前記ペルチェ素子に供給する駆動電流供給状態と、該ペルチェ素子に前記駆動電流を供給しないで該ペルチェ素子に発生する起電圧を前記温度差検出部に出力する起電圧出力状態とに交互に切り替えるように制御する切替制御部と、前記温度差検出部は、前記ペルチェ素子に発生する起電圧から前記レーザ光出射部の温度と前記ヒートシンクの周囲の温度との温度差を検出することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に係るレーザ加工装置は、請求項２に記載のレーザ加工装置において、前記切替制御部は、前記駆動電流供給状態と前記起電圧出力状態とを所定周期毎に交互に所定比率で切り替えるように制御することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に係るレーザ加工装置は、請求項１に記載のレーザ加工装置において、前記レーザ光出射部の温度を測定する第１温度センサと、所定位置の温度を測定する第２温度センサと、を備え、前記温度差検出部は、前記第２温度センサによって測定された温度から前記ヒートシンクの前記周囲の温度を取得して、この取得した前記ヒートシンクの周囲の温度と前記第１温度センサによって測定された温度から前記温度差を検出することを特徴とする。
【００１１】
更に、請求項５に係るレーザ加工装置は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のレーザ加工装置において、前記ペルチェ素子の駆動電流の電流値を取得する電流値取得部と、前記電流値取得部を介して取得した前記駆動電流の電流値が前記ペルチェ素子を駆動する所定の上限電流値以上であるか否かを判定する駆動電流判定部と、を備え、前記駆動電流判定部を介して前記駆動電流の電流値が前記ペルチェ素子を駆動する所定の上限電流値以上であると判定された場合には、前記ファン制御部は、前記温度差に応じた前記ファンの回転数を所定割合高くするように制御することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に係るレーザ加工方法は、レーザ光を出射するレーザ光出射部と、前記レーザ光出射部を冷却又は加熱するペルチェ素子と、放熱材料から形成されて前記レーザ光出射部と前記ペルチェ素子から熱伝導された熱を放熱するヒートシンクと、前記ヒートシンクを冷却するファンと、ファン制御部と、を備え、前記レーザ光出射部は、前記ペルチェ素子が冷却又は加熱されて目標温度に保たれるレーザ加工装置で実行されるレーザ加工方法であって、前記ファン制御部が実行する、前記ヒートシンクの周囲の温度から前記レーザ光出射部の温度を減算した温度差を検出する温度差検出工程と、前記温度差検出工程で検出された前記温度差が負の場合、前記ファンの回転を停止させ、前記温度差が正の場合、前記ファンを駆動させ、前記温度差が大きい程、前記ファンの回転数を高くするファン制御工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係るレーザ加工装置、及び、請求項６に係るレーザ加工方法では、レーザ光を出射するレーザ光出射部の温度とヒートシンクの周囲の温度との温度差に応じてファンの回転数を制御する。これにより、レーザ加工装置の配置された周囲の環境温度の変化によりヒートシンクの周囲の温度が変化しても、レーザ光出射部の温度変化に迅速に追従してファンの回転数を制御することができ、電力効率の向上を図ることができる。また、レーザ光出射部の温度に対してファンの回転数を適正に制御でき、ファンの騒音レベルを下げることが可能となる。更に、使用するレーザ光出射部の目標温度がそれぞれ異なっても、制御パラメータを変更することなく温度差に応じてファンの回転数を制御することが可能となる。
【００１４】
また、請求項２に係るレーザ加工装置では、ペルチェ素子が切替制御部によって駆動電流を供給されてレーザ光出射部の温度制御を行う状態と、温度差検出部に起電圧を出力する状態とに交互に切り替えられる。そして、温度差検出部は、ゼーベック効果を利用してペルチェ素子に発生する起電圧からレーザ光出射部の温度とヒートシンクの周囲の温度との温度差を検出する。これにより、ペルチェ素子をレーザ光出射部の温度に基づいてヒートシンクの周囲の温度を測定する温度センサとして使用することができ、ヒートシンクの周囲の温度を測定する温度センサを別に設ける必要がなく、部品費や組み立て工数の削減化を図ることができる。
【００１５】
また、請求項３に係るレーザ加工装置では、切替制御部は、駆動電流供給状態と起電圧出力状態とを所定周期毎に交互に所定比率で切り替えるように制御する。つまり、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によりペルチェ素子に駆動電流を供給することができるだけでなく、ペルチェ素子の駆動電流のオフタイムにペルチェ素子の起電圧を温度差検出部に出力することができ、効率の良い温度差の検出が可能となる。
【００１６】
また、請求項４に係るレーザ加工装置では、第１温度センサでレーザ光出射部の温度を測定し、第２温度センサによって測定された所定位置の温度からヒートシンクの周囲の温度を推定する。そして、レーザ光出射部の温度と推定したヒートシンクの周囲の温度との温度差に応じてファンの回転数を制御する。これにより、第２温度センサによって測定する所定位置を適正に選択することによって、ヒートシンクの周囲の温度を高精度に推定することが可能となり、簡易な構成でファンの回転数の制御を高精度に行うことが可能となる。
【００１７】
更に、請求項５に係るレーザ加工装置では、ペルチェ素子の駆動電流の電流値が所定の上限電流値以上になった場合には、ファンの回転数が所定割合高くなるため、ヒートシンクの冷却能力を増大させ、ペルチェ素子の破壊を抑止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係るレーザ加工装置１の概略構成を示す図である。
【図２】励起用半導体レーザ部４０の断面図である。
【図３】励起用半導体レーザ部４０を駆動する駆動回路構成を示すブロック図である。
【図４】駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３による駆動電流供給と起電圧出力の切替タイミングの一例を示す図である。
【図５】温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７の一例を示す図である。
【図６】静音優先モードのファン回転数データテーブル９８の一例を示す図である。
【図７】ファン制御部８５のＣＰＵ９１が実行する「ファン駆動処理」を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法を具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係るレーザ加工装置１の概略構成について図１乃至図３に基づいて説明する。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態に係るレーザ加工装置１は、レーザ加工装置本体部２と、レーザコントローラ５と、電源ユニット６と、から構成されている。レーザ加工装置本体部２は、パルスレーザ（以下、「レーザ光Ｌ」という。）を加工対象物Ｗの加工面ＷＡ上を２次元走査してレーザ加工を行う。
【００２１】
レーザコントローラ５は、コンピュータで構成され、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）７と双方向通信可能に接続されると共に、レーザ加工装置本体部２及び電源ユニット６と電気的に接続されている。図３に示すように、ＰＣ７は、マウスやキーボードを含む入力操作部７１と、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）７２等から構成され、描画データの作成やコマンド入力等に用いられる。そして、レーザコントローラ５は、ＰＣ７から送信された描画データ、制御パラメータ、各種指示情報等に基づいてレーザ加工装置本体部２及び電源ユニット６を駆動制御する。
【００２２】
［レーザ加工装置本体部の概略構成］
次に、レーザ加工装置本体部２の概略構成について説明する。尚、レーザ加工装置本体部２の説明において、レーザ発振器２１のレーザ光Ｌの出射方向が前方向である。また、本体ベース１１に対して垂直な方向が上下方向である。そして、レーザ加工装置本体部２の上下方向及び前後方向に直交する方向が、レーザ加工装置本体部２の左右方向である。従って、図１の左方向、右方向、上方向、下方向が、それぞれレーザ加工装置本体部２の前方向、後方向、上方向、下方向である。
【００２３】
図１に示すように、レーザ加工装置本体部２は、レーザ光Ｌと可視レーザ光を、ｆθレンズ２０から同軸上に出射するように構成されている。レーザ加工装置本体部２は、本体ベース１１と、レーザ光Ｌを出射するレーザ発振ユニット１２と、光シャッター部１３と、不図示の光ダンパーと、不図示のハーフミラーと、可視レーザ光を出射する不図示のガイド光部と、反射ミラー１７と、光センサ１８と、ガルバノスキャナ１９と、ｆθレンズ２０等から構成され、不図示の略直方体形状の筐体カバーで覆われている。 
【００２４】
レーザ発振ユニット１２は、レーザ発振器２１と、ビームエキスパンダ２２と、取付台とから構成されている。レーザ発振器２１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、ウィンドウとをケーシング内に有している。ファイバコネクタには、励起用半導体レーザ部４０から延びる光ファイバＦが接続されており、励起用半導体レーザ部４０から出射された励起光が、光ファイバＦを介して入射される。
【００２５】
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。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を高効率で反射する。レーザ媒質は、励起用半導体レーザ部４０から出射された励起光によって励起されてレーザ光を発振する。レーザ媒質としては、例えば、レーザ活性イオンとしてネオジウム（Ｎｄ）が添加されたネオジウム添加ガドリニウムバナデイト（Ｎｄ：ＧｄＶＯ４）結晶や、ネオジウム添加イットリウムバナデイト（Ｎｄ：ＹＶＯ４）結晶や、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶等を用いることができる。
【００２６】
受動Ｑスイッチは、内部に蓄えられた光エネルギーがある一定値を超えたとき、透過率が８０％〜９０％になるという性質持った結晶である。従って、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をパルス状のパルスレーザとして発振するＱスイッチとして機能する。受動Ｑスイッチとしては、例えば、クロームＹＡＧ（Ｃｒ：ＹＡＧ）結晶やＣｒ：ＭｇＳｉＯ４結晶等を用いることができる。
【００２７】
出力カプラーは、反射鏡とレーザ共振器を構成する。出力カプラーは、例えば、表面に誘電体層膜をコーティングした凹面鏡により構成された部分反射鏡で、波長１０６３ｎｍでの反射率は、８０％〜９５％である。ウィンドウは、合成石英等から形成され、出力カプラーから出射されたレーザ光を外部へ透過させる。従って、レーザ発振器２１は、励起用半導体レーザ部４０からの励起光を受光してレーザ媒質が励起することで、受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振し、加工対象物Ｗの加工面ＷＡにマーキング加工を行うためのレーザ光Ｌを出力する。
【００２８】
ビームエキスパンダ２２は、レーザ光Ｌのビーム径を調整する（例えば、ビーム径を拡大する。）ものであり、レーザ発振器２１と同軸に設けられている。取付台は、レーザ発振器２１がレーザ光Ｌの光軸を調整可能に取り付けられ、本体ベース１１の前後方向中央位置よりも後側の上面に対して、各取付ネジによって固定されている。
【００２９】
光シャッター部１３は、シャッターモータと、平板状のシャッターとから構成されている。当該光シャッター部１３は、シャッターモータのモータ軸に取り付けられたシャッターを移動させることによって、ビームエキスパンダ２２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。シャッターがレーザ光Ｌの光路を遮る位置に移動した場合、レーザ光Ｌは、光シャッター部１３に対して右方向に設けられた光ダンパーへ反射される。一方、シャッターがレーザ光Ｌの光路上に位置しない場合には、レーザ光Ｌは、光シャッター部１３の前側に配置されたハーフミラーに入射する。
【００３０】
光ダンパーは、シャッターで反射されたレーザ光Ｌを吸収する。ハーフミラーは、レーザ光Ｌの光路に対して斜め左下方向に４５度の角度を形成するように配置される。ハーフミラーは、後側から入射されたレーザ光Ｌのほぼ全部を透過すると共に、後側から入射されたレーザ光Ｌの一部を、反射ミラー１７へ４５度の反射角で反射する。反射ミラー１７は、ハーフミラーのレーザ光Ｌが入射される後側面の略中央位置に対して左方向に配置される。
【００３１】
反射ミラー１７は、レーザ光Ｌの光路に対して平行な前後方向に対して斜め左下方向に４５度の角度を形成するように配置され、ハーフミラーの後側面において反射されたレーザ光Ｌの一部が、反射面の略中央位置に対して４５度の入射角で入射される。そして、反射ミラー１７は、反射面に対して４５度の入射角で入射されたレーザ光Ｌを４５度の反射角で前側方向へ反射する。
【００３２】
光センサ１８は、レーザ光Ｌの発光強度を検出するフォトディテクタ等で構成され、反射ミラー１７のレーザ光Ｌが反射される略中央位置に対して、図１中、前側方向に配置されている。この結果、光センサ１８は、反射ミラー１７で反射されたレーザ光Ｌが入射され、この入射されたレーザ光Ｌの発光強度を検出する。従って、光センサ１８を介してレーザ発振器２１から出力されるレーザ光Ｌの発光強度を検出することができる。
【００３３】
ガルバノスキャナ１９は、本体ベース１１の前側端部に形成された貫通孔の上側に取り付けられ、レーザ発振ユニット１２から出射されたレーザ光Ｌと、ハーフミラーで反射された可視レーザ光とを下方へ２次元走査する。ガルバノスキャナ１９は、ガルバノＸ軸モータ３１とガルバノＹ軸モータ３２とが、それぞれのモータ軸が互いに直交するように外側からそれぞれの取付孔に嵌入されて本体部３３に取り付けられて構成されている。
【００３４】
従って、当該ガルバノスキャナ１９においては、各モータ軸の先端部に取り付けられた走査ミラーが内側で互いに対向している。そして、ガルバノＸ軸モータ３１、ガルバノＹ軸モータ３２の回転をそれぞれ制御して、各走査ミラーを回転させることによって、レーザ光Ｌと可視レーザ光とを下方へ２次元走査する。この２次元走査方向は、前後方向（Ｘ方向）と左右方向（Ｙ方向）である。
【００３５】
ｆθレンズ２０は、下方に配置された加工対象物Ｗの加工面ＷＡに対して、ガルバノスキャナ１９によって２次元走査されたレーザ光Ｌと可視レーザ光とを同軸に集光する。従って、ガルバノＸ軸モータ３１、ガルバノＹ軸モータ３２の回転を制御することによって、レーザ光Ｌと可視レーザ光が、加工対象物Ｗの加工面ＷＡ上において、所望の加工パターンで前後方向（Ｘ方向）と左右方向（Ｙ方向）に２次元走査される。
【００３６】
［電源ユニットの概略構成］
次に、レーザ加工装置１における電源ユニット６の概略構成について説明する。図１に示すように、電源ユニット６は、励起用半導体レーザ部４０と、電源部５２と、温度制御部５３とを有して構成されている。当該電源ユニット６において、励起用半導体レーザ部４０は、電源部５２及び温度制御部５３を内部に収容するケーシング５５の上部に配設されている。
【００３７】
励起用半導体レーザ部４０は、光ファイバＦによって、レーザ発振器２１に光学的に接続されており、レーザ発振器２１のレーザ媒質を励起するための励起光を出射し、レーザ発振器２１に対して入射可能に構成されている。当該励起用半導体レーザ部４０は、レーザ光出射部の一例として機能する励起用レーザ素子４１及び不図示のレーザドライバ等の種々の構成要素を、励起用レーザ筐体４９（図２参照）内に収容している。励起用半導体レーザ部４０の具体的な構成については、後に図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３８】
電源部５２は、レーザ加工装置１の駆動源として機能する電源から供給される交流電力を、当該レーザ加工装置１で利用可能な状態に変換して供給する。当該電源部５２は、励起用半導体レーザ部４０の励起用レーザ素子４１を駆動する駆動電流を、不図示のレーザドライバを介して供給する。
【００３９】
温度制御部５３は、レーザ加工装置１を構成する各部に関する温度制御を司り、ペルチェドライバ５３Ａ（図２参照）等を有して構成されている。当該温度制御部５３は、レーザ発振ユニット１２と、励起用半導体レーザ部４０及び電源部５２の温度制御を行う。例えば、温度制御部５３は、励起用レーザ素子４１に配設される温度センサ４１Ａ（図２参照）の検出結果等を用いて、ペルチェ素子を用いた電子冷却方式により不図示のレーザドライバの温度制御を行う。
【００４０】
［励起用半導体レーザ部の構成］
次に、本実施形態に関する励起用半導体レーザ部４０の構成について、図２に基づいて説明する。尚、励起用半導体レーザ部４０の説明において、後述するファイバケーブル挿通部４５が配設されている方向が、励起用半導体レーザ部４０の前方向である。従って、図２の右方向、左方向、上方向、下方向が、それぞれ励起用半導体レーザ部４０の前方向、後方向、上方向、下方向である。そして、励起用半導体レーザ部４０の上下方向及び前後方向に直交する方向が、励起用半導体レーザ部４０の左右方向である。
【００４１】
上述したように、励起用半導体レーザ部４０は、電源ユニット６の上部に配置されており、励起用レーザ筐体４９の内部に、励起用レーザ素子４１と、不図示のレーザドライバと、ペルチェドライバ５３Ａ等の種々の構成部品を収容している。励起用レーザ筐体４９は、略直方体状の箱型に形成されており、上部カバー４９Ａを有している。当該上部カバー４９Ａは、矩形箱型における上面及び左右側面を構成し、ネジ等によって着脱可能に取り付けられる。
【００４２】
そして、図２に示すように、励起用レーザ筐体４９の内部には、ダクト４２、収容空間部４４等に区画されている。ダクト４２は、断面矩形をなす管状に形成されており、励起用レーザ筐体４９の略下半分の部分において、前後方向全長に渡って直線状に延びている。ダクト４２の上側外面には、励起用レーザ素子４１及びペルチェドライバ５３Ａが取り付けられている。また、ダクト４２の一方の側壁部に対向するように不図示のレーザドライバが配設されている。
【００４３】
収容空間部４４は、励起用レーザ筐体４９内部において、ダクト４２等を除いた空間によって構成されており、上部カバー４９Ａを取り付けることによって、励起用レーザ筐体４９内部で密閉される。図２に示すように、ダクト４２の上側外面には、励起用レーザ素子４１及びペルチェドライバ５３Ａが取り付けられているため、収容空間部４４は、励起用レーザ素子４１と、ペルチェドライバ５３Ａと、不図示のレーザドライバ等を内部に収納している。
【００４４】
尚、上述したように、収容空間部４４は、上部カバー４９Ａを取り付けることによって、励起用レーザ筐体４９内部で密閉されているが、本発明における密閉とは、例えば、励起用レーザ筐体４９外部からの風を通さない等、励起用レーザ筐体４９外部の環境変化の影響を受けない状態を意味する。必ずしも、防塵性能、防水性能が高いことを要求するものではなく、厳密な気密性を要求するものでもない。
【００４５】
励起用レーザ素子４１は、レーザドライバから入力されるパルス状の駆動電流に対して、レーザ光を発生する閾値電流を超えた電流値に比例した出力の波長のレーザ光である励起光を、励起用半導体レーザ部４０の前方に向かって直線状に延びる光ファイバＦ内に出射する。図示は省略するが、当該光ファイバＦは、励起用レーザ筐体４９の前面に配設された円管状のファイバケーブル挿通部４５を介して、励起用レーザ筐体４９の外部へ直線状に延び、その後、レーザ加工装置本体部２のレーザ発振器２１に接続される（図１参照）。従って、レーザ発振器２１には、励起用レーザ素子４１からの励起光が光ファイバＦを介して入射される。励起用レーザ素子４１は、例えば、ＧａＡｓを用いたレーザバーを用いることができる。
【００４６】
そして、当該励起用レーザ素子４１は、温度センサ４１Ａと、ペルチェ素子４１Ｂと、接続端子部４１Ｃと、ヒートシンク４１Ｄを有している。上述したように、温度センサ４１Ａは、励起用レーザ素子４１と一体に配設されており、励起用レーザ素子４１の温度を検出してペルチェドライバ５３Ａに設けられたペルチェ駆動電流生成部８２（図３参照）へ出力する。
【００４７】
また、ペルチェ素子４１Ｂは、励起用レーザ素子４１の下側表面に沿って配設されており、後述するヒートシンク４１Ｄとの間で、励起用レーザ素子４１及びヒートシンク４１Ｄと接触している。上述したように、ペルチェ素子４１Ｂは、ペルチェドライバ５３Ａを介して駆動制御され、励起光の出射に伴い励起用レーザ素子４１に生じた熱を放熱する。これにより、励起用レーザ素子４１に生じた熱は、ペルチェ素子４１Ｂを介してヒートシンク４１Ｄに熱伝導し、後述のように励起用レーザ素子４１が所定の目標温度範囲内（例えば、４５±０．５℃である。）となるように温度制御される。尚、励起用レーザ素子４１が目標温度に達していない場合等は、ペルチェ素子４１Ｂを介して励起用レーザ素子４１を加熱して、励起用レーザ素子４１が所定の目標温度範囲内となるように温度制御することもある。
【００４８】
そして、励起用レーザ素子４１の後部には、接続端子部４１Ｃが形成されている。接続端子部４１Ｃは、レーザドライバと電気的に接続され、レーザドライバからのパルス状の駆動電流が入力される。
【００４９】
ヒートシンク４１Ｄは、アルミニウムや銅やステンレス等の熱伝導率が大きい放熱材料で形成されている。ヒートシンク４１Ｄは、図２に示すように、ダクト４２の内部であって、ペルチェ素子４１Ｂを挟んで励起用レーザ素子４１の下部に配置されており、ペルチェ素子４１Ｂから熱伝導した熱を放熱し、ペルチェ素子４１Ｂの放熱面の温度を下げる。当該ヒートシンク４１Ｄは、ダクト４２内部において、複数の薄板状の放熱フィンが前後方向に沿って平行に下方に立設され、表面積を大きくし、放熱性を向上させている。これにより、ダクト４２内の気流との間の熱交換を促進させることができるので、ヒートシンク４１Ｄによる冷却能力を向上させ得る。
【００５０】
ペルチェドライバ５３Ａは、後述するようにペルチェ素子４１ＢをＰＷＭ制御して、電子冷却方式により励起用レーザ素子４１を冷却すると共に、ペルチェ素子４１Ｂの起電圧から当該ペルチェ素子４１Ｂの吸熱面と放熱面との温度差を検出して、励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度（例えば、ヒートシンク４１Ｄの放熱フィン近傍の温度である。）との温度差を算出して、レーザコントローラ５に設けられたファン制御部８５（図３参照）に当該温度差を出力する（図３及び図４参照）。
【００５１】
図２に示すように、励起用半導体レーザ部４０の前方側面には、ダクト４２に対向する位置に排気孔４２Ｃが形成されている。一方、励起用半導体レーザ部４０の後側側面には、ダクト４２に対向する位置に連通孔４２Ｂが形成されている。従って、ダクト４２は、排気孔４２Ｃを介して、前方側における励起用レーザ筐体４９の外部と連通し、連通孔４２Ｂを介して、後方側における励起用レーザ筐体４９の外部と連通する。
【００５２】
ファン４２Ａは、ダクト４２の内部におけるヒートシンク４１Ｄと排気孔４２Ｃの間であって、排気孔４２Ｃから後方へ所定距離離間した位置に配設されている。尚、この場合の所定距離は、例えば、８０ｍｍである。当該ファン４２Ａは、レーザコントローラ５に設けられたファン制御部８５よる駆動制御に従って、ダクト４２内を後方から前方へ向かう気流を発生させる。ファン４２Ａによって生じた気流により、ヒートシンク４１Ｄにおける放熱が促進されるため、ペルチェ素子４１Ｂの放熱面を効果的に冷却して、励起用レーザ素子４１の温度を所定の温度範囲内に調整することができる。
【００５３】
また、ファン４２Ａの駆動に伴って、励起用レーザ筐体４９外部の空気が、連通孔４２Ｂを介して、ダクト４２内に吸い込まれ、ダクト４２内を流下した後、排気孔４２Ｃを介して、励起用レーザ筐体４９外部へ排気される。これにより、励起用レーザ筐体４９外部の空気を用いて、ヒートシンク４１Ｄの放熱を行うことができるので、当該レーザ加工装置１は、ヒートシンク４１Ｄによる励起用レーザ素子４１の冷却効率を、更に高めることができる。
【００５４】
次に、励起用半導体レーザ部４０を駆動する駆動回路構成について図３及び図４に基づいて説明する。図３に示すように、ペルチェ素子４１Ｂを駆動制御するペルチェドライバ５３Ａには、ペルチェ駆動電流生成部８１と、温度差検出部８２と、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３とが設けられている。ペルチェ駆動電流生成部８１には、温度センサ４１Ａと、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３と、レーザコントローラ５に設けられたファン制御部８５とが電気的に接続されている。
【００５５】
そして、ペルチェ駆動電流生成部８１は、温度センサ４１Ａから入力された励起用レーザ素子４１の温度に基づいて、ペルチェ素子４１Ｂを駆動する駆動電流を生成して、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３とファン制御部８５に出力する。
【００５６】
また、温度差検出部８２には、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３と、レーザコントローラ５に設けられたファン制御部８５とが電気的に接続されている。そして、温度差検出部８２は、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３から入力されたペルチェ素子４１Ｂに発生する起電圧からゼーベック効果を利用して励起用レーザ素子４１の吸熱面と放熱面との温度差を検出して、当該励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差を測定する。つまり、温度差検出部８２は、「ヒートシンク４１Ｄの周囲の温度」から「励起用レーザ素子４１の温度」を減算した温度差を測定する。そして、温度差検出部８２は、励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差をファン制御部８５に出力する。
【００５７】
また、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３には、ペルチェ素子４１Ｂと、ペルチェ駆動電流生成部８１と、温度差検出部８２とが電気的に接続されている。駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３は、図４に示すように、ＰＷＭ制御により制御周期Ｔ３（秒）毎に、供給時間Ｔ１（秒）の間、ペルチェ駆動電流生成部８１とペルチェ素子４１Ｂとを電気的に接続して、ペルチェ素子４１Ｂに駆動電流を供給した後、出力期間Ｔ２（秒）の間、ペルチェ駆動電流生成部８１とペルチェ素子４１Ｂとを電気的に遮断する。
【００５８】
また、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３は、この出力期間Ｔ２（秒）間、温度差検出部８２とペルチェ素子４１Ｂとを電気的に接続して、ペルチェ素子４１Ｂに発生した起電圧を温度差検出部８２に出力した後、供給時間Ｔ１（秒）の間、温度差検出部８２とペルチェ素子４１Ｂとを電気的に遮断する。これにより、ペルチェ素子４１Ｂは、ＰＷＭ制御により制御周期Ｔ３（秒）毎に、供給時間Ｔ１（秒）の間、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３を介して入力される駆動電流によって励起用レーザ素子４１を冷却した後、出力期間Ｔ２（秒）の間、駆動電流の供給が停止されて発生する起電圧を駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３を介して温度差検出部８２に出力する。
【００５９】
また、レーザコントローラ５に設けられたファン制御部８５には、ファン４２と、温度差検出部８２とが電気的に接続されている。また、ファン制御部８５には、受付部の一例として機能するＰＣ７が双方向通信可能に接続され、ＰＣ７から送信された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。ファン制御部８５は、ファンの回転数制御を行う演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ９１、ＲＡＭ９２、ＲＯＭ９３、時間を計測するタイマ９５、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」という。）９６等を備えている。また、ＣＰＵ９１、ＲＡＭ９２、ＲＯＭ９３、タイマ９５は、不図示のバス線により相互に接続されて、相互にデータのやり取りが行われる。また、ＣＰＵ９１とＨＤＤ９６は、不図示の入出力インターフェースを介して接続され、相互にデータのやり取りが行われる。
【００６０】
ＲＡＭ９２は、ＣＰＵ９１により演算された各種の演算結果等を一時的に記憶させておくためのものである。ＲＯＭ９３は、各種のプログラムを記憶させておくものであり、後述のファン４２Ａを駆動制御する「ファン駆動処理」のプログラム等を記憶している。尚、図７に示す「ファン駆動処理」のプログラムは、ＨＤＤ９６に記憶されていてもよいし、図示しないＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体から読み込まれてもよいし、図示しないインターネットなどのネットワークからダウンロードされてもよい。
【００６１】
また、ＨＤＤ９６は、各種アプリケーションソフトウェアのプログラム、各種データファイルを記憶するものであり、図５に示す温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７、図６に示す静音優先モードのファン回転数データテーブル９８を記憶する制御パラメータ記憶領域等が設けられている。後述のように、温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７は、励起用レーザ素子４１の温度制御を優先する際に、ファン４２Ａの回転数制御に使用される。また、後述のように、静音優先モードのファン回転数データテーブル９８は、励起用半導体レーザ部４０の静音性を優先する際に、ファン４２Ａの回転数制御に使用される。
【００６２】
ここで、ＨＤＤ６６の制御パラメータ記憶領域に記憶される温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７の一例について図５に基づいて説明する。図５に示すように、温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７は、「温度差」と、「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」から構成されている。「温度差」には、温度差検出部８２から入力される励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差、つまり、「ヒートシンク４１Ｄの周囲の温度」から「励起用レーザ素子４１の温度」を減算した温度差が、パラメータとして記憶されている。「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」には、各温度差に対して設定されるファン４２Ａの回転数ＰＷＭ設定値（％）が記憶されている。
【００６３】
例えば、「温度差」が「＜０℃」、つまり、負の温度に対しては、ヒートシンク４１Ｄの周囲の温度が励起用レーザ素子４１の温度よりも低いため、「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」に「０％」が記憶され、ファン４２Ａの回転を停止する旨が記憶されている。また、例えば、「温度差」が０℃以上で５℃未満に対しては、「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」に「１０％」が記憶されている。つまり、励起用レーザ素子４１の温度制御を優先する場合には、温度差検出部８２から入力される励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差が「０℃以上で５℃未満」のときには、ＣＰＵ９１は、ファン４２Ａに供給する駆動電圧のパルス幅を定格回転数で駆動する際の１０％のパルス幅に設定する旨が記憶されている。
【００６４】
続いて、ＨＤＤ６６の制御パラメータ記憶領域に記憶される静音優先モードのファン回転数データテーブル９８の一例について図６に基づいて説明する。図６に示すように、静音優先モードのファン回転数データテーブル９８は、温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７と同様に、「温度差」と、「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」から構成されている。
【００６５】
例えば、「温度差」が「＜０℃」、つまり、負の温度に対しては、ヒートシンク４１Ｄの周囲の温度が励起用レーザ素子４１の温度よりも低いため、「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」に「０％」が記憶され、ファン４２Ａの回転を停止する旨が記憶されている。また、例えば、「温度差」が０℃以上で５℃未満に対しては、「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」に「５％」が記憶されている。
【００６６】
つまり、励起用半導体レーザ部４０の静音性を優先する場合には、温度差検出部８２から入力される励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差が「０℃以上で５℃未満」のときには、ＣＰＵ９１は、ファン４２Ａに供給する駆動電圧のパルス幅を定格回転数で駆動する際の５％のパルス幅に設定する旨が記憶されている。従って、図５及び図６に示すように、静音優先モードに設定された場合には、ファン４２Ａの回転数が温度制御優先モード時の回転数よりも５％減速され、励起用半導体レーザ部４０の騒音レベルが下がる。尚、静音優先モード時のファン４２Ａの回転数の減速比率は、５％に限らず、任意に設定してもよい。
【００６７】
［ファン駆動処理］
次に、ファン制御部８５のＣＰＵ９１が実行する処理であって、ファン４２Ａを駆動制御する「ファン駆動処理」について図７に基づいて説明する。尚、図７にフローチャートで示されるプログラムは、レーザコントローラ５の起動時から所定時間毎に、例えば、１００ミリ秒毎にＣＰＵ９１によって実行される。
【００６８】
図７に示すように、先ず、ステップ（以下、Ｓと略記する）１１において、ＣＰＵ９１は、温度差検出部８２から入力された励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差、つまり、「ヒートシンク４１Ｄの周囲の温度」から「励起用レーザ素子４１の温度」を減算した温度差をＲＡＭ４２に記憶する。
【００６９】
続いて、Ｓ１２において、ＣＰＵ９１は、励起用レーザ素子４１の温度制御を優先する「温度制御優先モード」と励起用半導体レーザ部４０の静音性を優先する「静音優先モード」のうち、いずれが選択されているか判定する判定処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ９１は、ＲＡＭ９２からファン制御フラグを読み出し、このファン制御フラグが「ＯＮ」に設定されている場合には、「静音優先モード」が選択されていると判定して、Ｓ１３の処理に移行する。
【００７０】
また、ＣＰＵ９１は、ＲＡＭ９２からファン制御フラグを読み出し、このファン制御フラグが「ＯＦＦ」に設定されている場合には、「温度制御優先モード」が選択されていると判定して、Ｓ１４の処理に移行する。尚、レーザコントローラ５の起動時に、ファン制御フラグは「ＯＦＦ」に設定されてＲＡＭ９２に記憶される。
【００７１】
尚、ユーザは、ＰＣ７の入力操作部７１を操作して、ＣＰＵ９１に対して「温度制御優先モード」と「静音優先モード」のいずれかを選択するように指示することができる。そして、ＣＰＵ９１は、ＰＣ７から「温度制御優先モード」を選択するように指示された場合には、ＲＡＭ９２からファン制御フラグを読み出し、ＯＦＦに設定して再度、ＲＡＭ９２に記憶する。一方、ＣＰＵ９１は、ＰＣ７から「静音優先モード」を選択するように指示された場合には、ＲＡＭ９２からファン制御フラグを読み出し、ＯＮに設定して再度、ＲＡＭ９２に記憶する。
【００７２】
そして、図７に示すように、Ｓ１３の処理に移行した場合には、ＣＰＵ９１は、Ｓ１３において、静音優先モードのファン回転数データテーブル９８をファン４２の駆動制御用データテーブルとして設定した後、Ｓ１５の処理に移行する。具体的には、ＣＰＵ９１は、テーブルフラグをＲＡＭ９２から読み出し、ＯＮに設定した後、再度ＲＡＭ９２に記憶した後、Ｓ１５の処理に移行する。尚、レーザコントローラ５の起動時に、テーブルフラグは「ＯＦＦ」に設定されてＲＡＭ９２に記憶される。
【００７３】
また、Ｓ１４の処理に移行した場合には、ＣＰＵ９１は、Ｓ１４において温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７をファン４２の駆動制御用データテーブルとして設定した後、Ｓ１５の処理に移行する。具体的には、ＣＰＵ９１は、テーブルフラグをＲＡＭ９２から読み出し、ＯＦＦに設定した後、再度ＲＡＭ９２に記憶した後、Ｓ１５の処理に移行する。
【００７４】
Ｓ１５において、ＣＰＵ９１は、励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差と、テーブルフラグとをＲＡＭ４２から読み出す。そして、テーブルフラグがＯＮの場合には、ＣＰＵ９１は、励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差を静音優先モードのファン回転数データテーブル９８の「温度差」として、この「温度差」に対応する「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」、例えば、５％を読み出す。そして、ＣＰＵ９１は、定格回転数で駆動する際のパルス幅に「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」、例えば、５％を掛け算したパルス幅を、ファン４２Ａに供給する駆動電圧のパルス幅としてＲＡＭ９２に記憶し、この駆動電圧のパルス幅でファン４２ＡをＰＷＭ制御で回転駆動する。
【００７５】
また、テーブルフラグがＯＦＦの場合には、ＣＰＵ９１は、励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差を温度制御優先モードのファン回転数データテーブル９７の「温度差」として、この「温度差」に対応する「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」、例えば、１０％を読み出す。そして、ＣＰＵ９１は、定格回転数で駆動する際のパルス幅に「ファン回転数ＰＷＭ設定値（％）」、例えば、１０％を掛け算したパルス幅を、ファン４２Ａに供給する駆動電圧のパルス幅としてＲＡＭ９２に記憶し、この駆動電圧のパルス幅でファン４２ＡをＰＷＭ制御で回転駆動する。
【００７６】
その後、Ｓ１６において、ＣＰＵ９１は、ペルチェ駆動電流生成部８１から入力されたペルチェ素子４１Ｂに供給する駆動電流の電流値をＲＡＭ９２に記憶する。続いて、Ｓ１７において、ＣＰＵ９１は、ＨＤＤ９６からペルチェ素子４１Ｂに供給する上限電流値を読み出し、ペルチェ駆動電流生成部８１から入力されたペルチェ素子４１Ｂに供給する駆動電流の電流値が、上限電流値以上であるか否かを判定する判定処理を実行する。
【００７７】
尚、ペルチェ素子４１Ｂに供給される上限電流値は、通常は、ペルチェ素子４１Ｂの破壊を未然に防ぐことができるように余裕を持って設定された駆動電流値であり、予めＨＤＤ９６に記憶されている。従って、ペルチェ素子４１Ｂに供給する駆動電流の電流値が、上限電流値よりも少し大きい電流値になっても、ペルチェ素子４１Ｂは破壊されない。
【００７８】
そして、ペルチェ駆動電流生成部８１から入力されたペルチェ素子４１Ｂに供給する駆動電流の電流値が、上限電流値以上であると判定した場合には（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ９１は、Ｓ１８の処理に移行する。Ｓ１８において、ＣＰＵ９１は、ファン４２Ａに供給する駆動電圧のパルス幅をＲＡＭ９２から読み出し、このパルス幅を所定割合増加して、例えば、１０％増加したパルス幅で、ファン４２ＡをＰＷＭ制御で回転駆動する。つまり、ＣＰＵ９１は、ファン４２Ａの回転数を所定割合高く、例えば、１０％高く設定する。その後、ＣＰＵ９１は、当該処理を終了する。尚、ファン４２Ａの回転数は、ファン４２Ａの駆動電圧（電流）の大きさで調節してもよいのは、言うまでもない。
【００７９】
一方、ペルチェ駆動電流生成部８１から入力されたペルチェ素子４１Ｂに供給する駆動電流の電流値が、上限電流値未満であると判定した場合には（Ｓ１７：ＮＯ）、ＣＰＵ９１は、当該処理を終了する。
【００８０】
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、ファン制御部８５のＣＰＵ９１は、励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差に応じてファン４２Ａの回転数を制御する。これにより、レーザ加工装置１の配置された周囲の環境温度の変化によりヒートシンク４１Ｄの周囲の温度が変化しても、励起用レーザ素子４１の温度変化に迅速に追従してファン４２Ａの回転数を制御することができ、電力効率の向上を図ることができる。
【００８１】
また、励起用レーザ素子４１の温度に対してファン４２Ａの回転数を適正に制御でき、ファン４２Ａの騒音レベルを下げることが可能となる。更に、使用する励起用レーザ素子４１を仕様の異なるものに変更して、励起用レーザ素子４１を駆動する際の目標温度がそれぞれ異なっても、制御パラメータを変更することなく励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差に応じてファン４２Ａの回転数を制御することが可能となる。
【００８２】
また、ペルチェ素子４１Ｂが駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３によって駆動電流を供給されて励起用レーザ素子４１の温度制御を行う状態と、温度差検出部８２に起電圧を出力する状態とに交互に切り替えられる。そして、温度差検出部８２は、ゼーベック効果を利用してペルチェ素子４１Ｂに発生する起電圧から励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差を検出する。これにより、ペルチェ素子４１Ｂを温度センサ４１Ａで検出される励起用レーザ素子４１の温度と前記温度差に基づいてヒートシンク４１Ｄの周囲の温度を測定する温度センサとして使用することができ、ヒートシンク４１Ｄの周囲の温度を測定する温度センサを別に設ける必要がなく、部品費や組み立て工数の削減化を図ることができる。
【００８３】
また、駆動電流供給／温度差検出切替制御部８３は、駆動電流供給状態と起電圧出力状態とを所定周期Ｔ３（秒）毎に交互に所定比率Ｔ１（秒）：Ｔ２（秒）で切り替えるように制御する。つまり、ＰＷＭ制御によりペルチェ素子４１Ｂに駆動電流を供給することができ、平均電力を低くして、電力効率をあげることができるだけでなく、ペルチェ素子４１Ｂの駆動電流のオフタイムにペルチェ素子４１Ｂの起電圧を温度差検出部８２に出力することができ、効率良くペルチェ素子４１Ｂの駆動と温度差の検出が可能となる。
【００８４】
また、ユーザは、ＰＣ７を介して「静音優先モード」を選択することによって、ファン４２Ａの回転数を温度制御優先モードにおけるファン４２Ａの回転数よりも低い回転数、例えば、５％低い回転数に設定し、ファン４２Ａの更なる静音化を図り、励起用半導体レーザ部４０の更なる静音化を図ることができる。
【００８５】
更に、ペルチェ素子４１Ｂの駆動電流の電流値が上限電流値以上になった場合には、ファン４２Ａの回転数が所定割合、例えば、１０％高くなるため、ヒートシンク４１Ｄの冷却能力を増大させ、ペルチェ素子４１Ｂの破壊を抑止することが可能となる。また、ペルチェ素子４１Ｂの破壊を未然に防いでくれるため、ペルチェ素子４１Ｂを酷使する静音優先モードなどを選択しても、安心である。尚、ここでの上限電流値は、ペルチェ素子４１Ｂの駆動における上限電流値であってもよいが、ペルチェ素子４１Ｂの安全を考慮して設定されたその上限電流値よりも少し低い所定電流値であってもよい。
【００８６】
尚、本発明は前記実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。尚、以下の説明において上記図１乃至図８の前記実施形態に係るレーザ加工装置１の構成等と同一符号は、前記実施形態に係るレーザ加工装置１の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００８７】
（Ａ）例えば、駆動電流供給/温度差検出切替制御部８３と温度差検出部８２との電気
的接続を遮断してもよい。そして、第２温度センサ６１をヒートシンク４１Ｄ（例えば、放熱フィンである。）に設けてもよい。この場合には、温度差検出部８２には、温度センサ４１Ａと、第２温度センサ６１と、ペルチェ駆動電流生成部８１と、レーザコントローラ５に設けられたファン制御部８５とが電気的に接続されるようにしてもよい。
【００８８】
そして、温度差検出部８２は、温度センサ４１Ａで励起用レーザ素子４１の温度を測定し、第２温度センサ６１によって測定されたヒートシンク４１Ｄの温度からヒートシンク４１Ｄの周囲の温度を取得するようにしてもよい。そして、温度差検出部８２は、励起用レーザ素子４１の温度とヒートシンク４１Ｄの周囲の温度との温度差をファン制御部８５に出力するようにしてもよい。尚、第２温度センサ６１は、ヒートシンク４１Ｄに限らず、ダクト４２内のヒートシンク４１Ｄとファン４２Ａとの間の位置、ダクト４２内のファン４２Ａと排気孔４２Ｃとの間の位置、ダクト４２内の連通孔４２Ｂ側端部の位置、ダクト４２内の排気孔４２Ｃ側端部の位置等、ヒートシンク４１Ｄからの放熱の影響を受ける様々な位置に設けてもよい。
【００８９】
但し、第２温度センサ６１の位置によっては、ヒートシンク４１Ｄに第２温度センサ６１を設けた場合と、取得する温度に位置に応じた差が出る場合があるので、予め、実験等によって位置に応じた取得温度の差を求めておき、取得した温度の値をヒートシンク４１Ｄ近傍の温度相当に補正して使用するのが好ましい。尚、第２温度センサ６１は、レーザコントローラ５等に収納された基板などに設けた温度センサー等でも、精度は低いが、外気温や予めの実験による補正値を求めておくことで代用は可能である。
【００９０】
これにより、第２温度センサ６１によって測定する測定位置を適正に選択することによって、ヒートシンク４１Ｄの周囲の温度を高精度に取得することが可能となり、簡易な構成でファン４２Ａの回転数の制御を高精度に行うことが可能となる。
【００９１】
（Ｂ）また、例えば、レーザ発振器２１の下面にペルチェ素子４１Ｂとヒートシンクとファン等が配置されて、当該ペルチェ素子４１Ｂによってレーザ発振器２１が電子冷却方式により冷却されるように構成してもよい。この場合には、レーザ加工装置１の温度差検出部８２を使用して、ペルチェ素子４１Ｂの起電圧からレーザ発振器２１の温度とヒートシンクの周囲の温度との温度差を検出するように構成してもよい。
【００９２】
これにより、ヒートシンクの周囲の温度を測定する温度センサを個別に設ける必要がなく、部品費や組み立て工数の削減化を図ることができる。更に、使用するレーザ発振器２１を仕様の異なるものに変更して、レーザ発振器２１を駆動する際の目標温度がそれぞれ異なっても、制御パラメータを変更することなくレーザ発振器２１の温度とヒートシンクの周囲の温度との温度差に応じてファンの回転数を制御することが可能となる。
【符号の説明】
【００９３】
１      レーザ加工装置
５      レーザコントローラ
７      ＰＣ
４１      励起用レーザ素子
４１Ｂ      ペルチェ素子
４１Ｄ      ヒートシンク
４２Ａ      ファン
７１      入力操作部
７２      液晶ディスプレイ
８１      ペルチェ駆動電流生成部
８２      温度差検出部
８３      駆動電流供給／温度差検出切替制御部
８５      ファン制御部
９１      ＣＰＵ
９２      ＲＡＭ
９３      ＲＯＭ
９５      タイマ
９６      ＨＤＤ
４１Ａ      温度センサ
６１      第２温度センサ
【図１】
0006319068.tif 000002
【図２】
0006319068.tif 000003
【図３】
0006319068.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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