(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振器に使用されるミラーの冷却構造であって、中心部にレーザ光通過穴を有し、且つ該レーザ光通過穴の周囲に冷却部を有するブロックに対し、ミラーを嵌着したミラー押え部材を前記ミラーを介してレーザ光が通過可能に、且つ前記ブロックに前記ミラーの周縁部が当接密着するように装着した状態において、前記ミラー押え部材の前記レーザ光通過穴の内周、且つミラーの周縁側部に斜向巻きコイルスプリングを複数個配設し、前記冷却部を有するブロック側へ前記斜向巻きコイルスプリングを介して熱を逃がす構成としたことを特徴とするミラーの冷却構造。
【請求項２】
レーザ発振器に使用されるミラーの冷却方法であって、中心部にレーザ光通過穴を有し、且つ該レーザ光通過穴の周囲に冷却部を有するブロックに対し、ミラーを嵌着したミラー押え部材を前記ミラーを介してレーザ光が通過可能に、且つ前記ブロックに前記ミラーの周縁部が当接密着するように装着した状態において、前記ミラー押え部材の前記レーザ光通過穴の内周、且つミラーの周縁側部に斜向巻きコイルスプリングを複数個配設し、前記冷却部を有するブロック側へ前記斜向巻きコイルスプリングを介して熱を逃がす構成としたことを特徴とするミラーの冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ発振器の出力ミラーやリアミラー等の冷却効果を向上してミラーの熱レンズ効果を低減して熱歪を抑制し、ビームモード及びレーザ出力の安定化を図るミラーの冷却構造及び冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ発振器の出力ミラー、リアミラー等は、部分透過型ミラーを使用しているが、レーザ出力が大きくなるほどミラー自体がレーザ光からの熱吸収の影響を受け、所謂「熱レンズ効果」を起こし、ミラー自体に悪影響が生ずる為にミラーを取り付ける基体側のブロック１に、図２に示すように、冷却水を用いた冷却部１ｂを設け、ミラーＭｉ面を前記ブロック１に接触させて間接的に冷却を行っているのが通例である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら上述の従来例では、図３に示すように、ミラーＭｉの周縁部のエッジＥｄを拡大して見ると通常のミラーＭｉの曲率半径Ｒは略３０ｍに近い値を持っており、前記周縁部のエッジＥｄは図示するように、冷却部１ｂを有するブロック１と線接触した状態で冷却することとなり、冷却効果の低下を来たし熱レンズ効果が起こりやすくなったり、また、片当たりの状態になった時には、熱による歪を発生させ、ビーム径やビームモード及びレーザ出力の変化等の悪影響が生ずる。
【０００４】
上述の状態が誘起されると、結果的にレーザ加工操作が不安定となり品質に悪影響を及ぼすこととなる。
【０００５】
上述の問題は、近年の大出力化、高精度加工化の状況下においては、重要な技術的課題である。
【０００６】
この発明は、上述の状況に鑑みて成されたもので、冷却機能を付加し冷却効果の向上と冷却均一性を可能とするミラーの冷却構造及び冷却方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【０００８】
（１）レーザ発振器に使用されるミラーの冷却構造であって、中心部にレーザ光通過穴を有し、且つ該レーザ光通過穴の周囲に冷却部を有するブロックに対し、ミラーを嵌着したミラー押え部材を前記ミラーを介してレーザ光が通過可能に、且つ前記ブロックに前記ミラーの周縁部が当接密着するように装着した状態において、前記ミラー押え部材の前記レーザ光通過穴の内周、且つミラーの周縁側部に斜向巻きコイルスプリングを複数個配設し、前記冷却部を有するブロック側へ前記斜向巻きコイルスプリングを介して熱を逃がす構成としたことを特徴とするミラーの冷却構造。
【０００９】
（２）レーザ発振器に使用されるミラーの冷却方法であって、中心部にレーザ光通過穴を有し、且つ該レーザ光通過穴の周囲に冷却部を有するブロックに対し、ミラーを嵌着したミラー押え部材を前記ミラーを介してレーザ光が通過可能に、且つ前記ブロックに前記ミラーの周縁部が当接密着するように装着した状態において、前記ミラー押え部材の前記レーザ光通過穴の内周、且つミラーの周縁側部に斜向巻きコイルスプリングを複数個配設し、前記冷却部を有するブロック側へ前記斜向巻きコイルスプリングを介して熱を逃がす構成としたことを特徴とするミラーの冷却方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の一実施の形態を説明する。
【００１３】
図１（ａ）は、本発明に係る実施例１におけるミラーの冷却構造断面説明図、（ｂ）は、本発明に係る実施例２におけるミラーの冷却構造断面説明図、図２は、従来の冷却構造断面説明図、図３は、ミラー湾曲状況断面部分拡大説明図、図４は、スプリングガスケットの状態説明図である。
【００１４】
以下、図面を参照して説明する。
【００１５】
（実施例１）
レーザ発振器に使用されるミラー３の側面に斜向巻きコイルスプリング（または、スプリングガスケット）４を適宜配設し、熱接触させて冷却効果を上げる冷却構造であって、中心部にレーザ光Ｌｅ通過穴１ａを有し、且つ該レーザ光Ｌｅ通過穴１ａの周囲に冷却部１ｂを有するブロック１に対し、ミラー３を嵌着したミラー押え部材２を前記ミラー３を介してレーザ光Ｌｅが通過可能に、且つ前記ブロック１に前記ミラー３の周縁部３ａが当接密着するように装着した状態において、前記ミラー押え部材２の前記レーザ光Ｌｅ通過穴２ａの内周、且つミラー３の周縁側部に斜向巻きコイルスプリング４を、例えば複数等配し、前記冷却部１ｂを有するブロック１側へ前記斜向巻きコイルスプリング４を介して熱を逃がす構成としたことを特徴とする。
【００１６】
尚、図４に示すように、スプリングガスケットを形成する斜向巻きコイルスプリング４は、ミラー３を挿着していない場合では、（ａ）に示すように無負荷時の非接触状態であり、ミラー３を挿着した場合では、（ｃ）に示すようにセットした時の最大負荷状態での接触面積は隣り合う斜向巻きコイルが最大傾斜し、相互に当接接触して極大となり、このように接触面積が大きくなることによって、冷却の為の熱伝導率は大きくなる。
【００１７】
また、このスプリングガスケットを形成する斜向巻きコイルスプリング４の場合、構造上からも明白なように、弾力性を有する為ミラー３に大きな力が加わらず、従って、ミラー変形等の懸念が生ずること無く、然も図１（ａ）に示す矢印Ａに沿って熱流が生じ、冷却効果を上げることが出来る。
【００１８】
（実施例２）
実施例２においては、ミラー７の形状を変えて、冷却部１ｂを有するブロック１に接する前記ミラー７の周縁部７ａが当接密着するように装着した状態において、前記ミラーの周縁部が前記ブロックに面接触するように周縁部に沿った接触面を平坦度を上げた平坦面とするミラー形状とし、熱を逃がす為のミラーの接触伝熱面積を拡大したことを特徴とする。
【００１９】
他の符合について、５，６はＯ―リング状のガスケット等を示す。
【００２０】
その他の符号については、前述と同様であるので省略する。
【００２１】
以上説明したように、▲１▼斜向巻きコイルスプリング（スプリングガスケット）４をミラー３側面に当接密着した状態で用いることにより、ミラー３に余分な力を加えずに均一に熱接触性を向上させてミラー３の冷却能力、冷却効果を向上させることが出来る。
【００２２】
また、▲２▼冷却部１ｂを有するブロック１に接触するミラー７の当接面周縁部７ａを平坦度の高い平坦面状とし、接触面積を拡大し、熱接触性の均一化を図ることにより、▲１▼と同様にミラー７の冷却能力、冷却効果を向上させることが出来る。
【００２３】
尚、本実施例では、ミラーにおける熱レンズ効果防止対策としてその応用を説明したが、その他の集光レンズ等、レンズ類への応用も可能である。
【００２４】
【発明の効果】
この発明によれば、冷却機能を付加し冷却効果の向上と冷却均一性を可能としたことにより、ミラーの熱レンズ効果を低減し、従ってミラーの熱歪を低減し、ビーム径、ビームモード、レーザ出力を安定させ、結果としてレーザ加工操作を安定させ、加工機の信頼性を向上させることが出来る。
【００２５】
尚また、この発明における熱レンズ効果防止機能は、集光レンズ等のその他のレンズ類にも広く応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）本発明に係る実施例１におけるミラーの冷却構造断面説明図、（ｂ）は、本発明に係る実施例２におけるミラーの冷却構造断面説明図
【図２】  従来の冷却構造断面説明図
【図３】  ミラー湾曲状況断面部分拡大説明図
【図４】  スプリングガスケットの状態説明図
【符号の説明】
１  ブロック
１ａ、２ａ  レーザ光通過穴
１ｂ  冷却部
２  ミラー押え部材
３  ミラー
３ａ  周縁部
４  斜向巻きコイルスプリング（スプリングガスケット）
５，６  Ｏ―リング状ガスケット
７  ミラー
７ａ  周縁部
Ｅｄ  エッジ
Ｍｉ  ミラー
Ｌｅ  レーザ光
【図１】
0004480261.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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