(57)【要約】  レーザダイオード駆動用電源装置（１００）は、ＬＤ（２０）に電流を供給する定電流源（１０）と、ＬＤ（２０）に並列に接続され、レーザダイオードに流れる電流を制御するスイッチング素子（１２）と、定電流源（１０）を制御すると共にスイッチング素子（１２）のオンオフを制御する制御部（１３）とを備え、スイッチング素子（１２）がオンのときに定電流源（１０）から出力される電流の値を第１の電流値とし、スイッチング素子（１２）がオフのときに定電流源（１０）から出力される電流の値を第２の電流値としたとき、第１の電流値は、第２の電流値よりも大きいことを特徴とする。
2018193505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードに電流を供給する定電流源と、
前記レーザダイオードに並列に接続され、前記レーザダイオードに流れる電流を制御するスイッチング素子と、
前記定電流源を制御すると共に前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御部と
を備え、
前記スイッチング素子がオンのときに前記定電流源から出力される電流の値を第１の電流値とし、前記スイッチング素子がオフのときに前記定電流源から出力される電流の値を第２の電流値としたとき、
前記第１の電流値は、第２の電流値よりも大きいことを特徴とするレーザダイオード駆動用電源装置。
【請求項２】
前記定電流源から出力される前記電流値を検出する電流検出部を備え、
前記制御部は、前記電流検出部で検出された前記電流値が前記第１の電流値又は前記第２の電流値と一致するように前記定電流源を制御することを特徴とする請求項１に記載のレーザダイオード駆動用電源装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記定電流源から出力される電流を制御するための電流指令値を前記スイッチング素子のオンオフに連動させて変更する電流指令値変更部を備え、
前記電流指令値変更部は、
前記スイッチング素子がオンのときには前記第１の電流値が検出されるように前記電流指令値を第１の電流指令値として出力し、
前記スイッチング素子がオフのときには前記第２の電流値が検出されるように前記電流指令値を第１の電流指令値よりも小さい第２の電流指令値として出力することを特徴とする請求項２に記載のレーザダイオード駆動用電源装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載のレーザダイオード駆動用電源装置を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザダイオードを駆動する定電流方式のレーザダイオード駆動用電源装置及びレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示される定電流スイッチング電源装置は、負荷であるレーザダイオード（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＤ）に流れる電流を制御する定電流電源装置である。特許文献１に代表される定電流電源装置は、スイッチング回路、整流回路、平滑回路、負荷用スイッチング素子及び電流検出素子を備え、ＬＤに負荷用スイッチング素子が並列に接続される。特許文献１に代表される従来の定電流電源装置では、ＬＤにスイッチング素子が直列に接続される定電圧電源装置に比べて導通損失が低く効率が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４９５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に代表される従来の定電流電源装置では、ＬＤ自体が有する内部インダクタンスと、定電流電源装置からＬＤまでの間に設けられる配線が有する寄生インダクタンスとの影響により、ＬＤを駆動する電流の立ち上がりが鈍くなる。それによりＬＤから出射されるレーザのレーザ強度が一定の値に達するまでの時間が長くなり、ワークの切り残しが生じ、ワークの加工品質が低下するという課題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ワークの加工品質を向上できるレーザダイオード駆動用電源装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザダイオード駆動用電源装置は、レーザダイオードに電流を供給する定電流源と、レーザダイオードに並列に接続され、レーザダイオードに流れる電流を制御するスイッチング素子と、定電流源を制御すると共にスイッチング素子のオンオフを制御する制御部とを備え、スイッチング素子がオンのときに定電流源から出力される電流の値を第１の電流値とし、スイッチング素子がオフのときに定電流源から出力される電流の値を第２の電流値としたとき、第１の電流値は、第２の電流値よりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るレーザダイオード駆動用電源装置は、ワークの加工品質を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係るレーザダイオード駆動用電源装置及びレーザ加工装置の構成図
【図２】図１に示すレーザダイオードの内部インダクタンスと配線のインダクタンスとを示す図
【図３】比較例に係るレーザダイオード駆動用電源装置及びレーザ加工装置の構成図
【図４】図３に示す比較例に係るレーザ加工装置の動作を示すタイミングチャート
【図５】本実施の形態に係るレーザ加工装置の動作を示すタイミングチャート
【図６】図５に示す第１の電流値と第２の電流値との関係を説明するための図
【図７】本発明の実施の形態に係るレーザダイオード駆動用電源装置の制御部の第１のハードウェア構成例を示す図
【図８】本発明の実施の形態に係るレーザダイオード駆動用電源装置の制御部の第２のハードウェア構成例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態に係るレーザダイオード駆動用電源装置及びレーザ加工装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は本発明の実施の形態に係るレーザダイオード駆動用電源装置及びレーザ加工装置の構成図である。図１に示されるレーザ加工装置２００は、レーザダイオード駆動用電源装置１００と、レーザダイオード駆動用電源装置１００から供給される電流によりレーザを出射するレーザダイオードであるＬＤ２０と、ワーク３００を加工するための加工ヘッド２２と、ＬＤ２０から出射されたレーザを加工ヘッド２２へ伝送する光学結合系及び光増幅器の一例であるファイバ２１とを備える。以下ではレーザダイオード駆動用電源装置を単に「電源装置」と称する場合がある。
【００１１】
電源装置１００は、交流電源４００から供給される交流電力を直流電力に変換する定電流源１０と、定電流源１０から出力される電流を検出して電流値３ａとして出力する電流検出部１１とを備える。また電源装置１００は、定電流源１０とＬＤ２０との間に設けられＬＤ２０に並列接続されるスイッチング素子１２と、ＬＤ２０の出力を制御するために定電流源１０から出力される電流の値を制御すると共にスイッチング素子１２のオンオフを制御する制御部１３とを備える。スイッチング素子１２は、ＬＤ２０に流れる電流を制御する。
【００１２】
制御部１３は、加工指令である電流指令値１３１ａ及びビームオン信号１３１ｂを出力する加工指令出力部１３１と、ビームオン信号１３１ｂに基づき電流指令値１３１ａをスイッチング素子１２のオンオフに連動させて変更し、変更後の電流指令値１３２ａを出力する電流指令値変更部１３２とを備える。電流指令値１３１ａは、ＬＤ２０に供給される電流値３ａを制御するための指令値である。ビームオン信号１３１ｂは、ＬＤ２０からレーザビームを出射するための信号であり、後述する駆動信号１３３ａと相似の矩形状の信号である。
【００１３】
また制御部１３は、ビームオン信号１３１ｂをスイッチング素子１２の駆動可能な駆動信号１３３ａに変換して出力するスイッチング素子駆動回路１３３と、電流指令値変更部１３２で変更された電流指令値１３２ａに応じて定電流源１０の動作を制御することによりＬＤ２０に供給される電流の値を制御する電流制御部１３４とを備える。電流制御部１３４は、電流検出部１１で検出された電流値３ａが電流指令値１３２ａと一致するように定電流源１０の動作を制御するための駆動信号を出力する。
【００１４】
定電流源１０は、電流制御部１３４から出力される駆動信号に基づき交流電源４００から供給される交流電力を直流電力に変換する定電流方式の電力変換器である。定電流源１０は、交流電源４００から供給される交流電力を整流する整流部１０１と、単相のフルブリッジインバータ動作をすることにより整流部１０１から出力される電力を交流電力に変換するスイッチング回路１０２とを備える。また定電流源１０は、スイッチング回路１０２から出力された交流電圧を整流する整流回路１０３と、整流回路１０３で整流された電圧を平滑する平滑回路１０４とを備える。
【００１５】
整流部１０１は、交流電源４００から供給される交流電力を整流する整流回路１と、整流回路１に並列接続された平滑コンデンサ２とを備える。
【００１６】
スイッチング回路１０２は絶縁型の電力変換部である。スイッチング回路１０２は、電流制御部１３４から出力される駆動信号に基づき、整流部１０１で整流された電圧を交流電圧に変換する単相フルブリッジインバータ回路３と、単相フルブリッジインバータ回路３で変換された電圧を巻線比に対応した特定の値の電圧に変換するトランス４とを備える。トランス４の出力電圧はトランス４の巻数比で調整され、トランス４の出力電流は単相フルブリッジインバータ回路３を構成する複数のスイッチング素子のスイッチング周期に対するオン時間の割合で調整される。
【００１７】
整流回路１０３は４つのダイオードで構成される全波整流回路であるが、整流回路１０３の構成はこれに限定されるものではなく、整流回路１０３には、ダイオードの代わりに金属酸化膜半導体電界効果型トランジスタであるＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ−Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いてもよい。
【００１８】
平滑回路１０４は、一端が整流回路１０３に接続され他端がＬＤ２０の一端に接続されるリアクトル５と、平滑コンデンサ６とを備える。平滑コンデンサ６の一端はリアクトル５の他端に接続されると共にＬＤ２０の一端に接続され、平滑コンデンサ６の他端は整流回路１０３に接続されると共にＬＤ２０の他端に接続される。
【００１９】
このように構成されたレーザ加工装置２００では、電源装置１００からＬＤ２０に電流が供給されることにより、ＬＤ２０からレーザが出射され、ＬＤ２０から出射されたレーザは、ファイバ２１によって加工ヘッド２２まで伝送され、加工ヘッド２２内のレンズ２３によりワーク３００上に集光される。これによりワーク３００の切断加工が行われる。ワーク３００の加工時には、レーザの集光位置をワーク３００上で移動させる必要があるため、ワーク３００を移動させる不図示のワーク移動機構上にワーク３００が設置され、又はレーザ加工装置２００には加工ヘッド２２を移動させる不図示のヘッド移動機構が設けられるものとする。
【００２０】
電源装置１００からＬＤ２０に供給される電流の値は電流検出部１１により検出され、制御部１３の電流制御部１３４は、電流検出部１１で検出された電流値３ａが電流指令値１３２ａと一致するように、単相フルブリッジインバータ回路３を構成する複数のスイッチング素子のオン時間を調整する。またスイッチング素子１２がオフのときには定電流源１０から出力された電流がＬＤ２０に流れ、スイッチング素子１２がオンのときにはＬＤ２０に電流が流れない。このようにしてＬＤ２０に流れる電流が調整される。
【００２１】
ここでレーザ加工装置２００では、ＬＤ２０自体が内部インダクタンスを有すると共に、定電流源１０とＬＤ２０とを接続する配線自体が寄生インダクタンスを有する。それを模式的に表したものが図２である。図２は図１に示すレーザダイオードの内部インダクタンスと配線のインダクタンスとを示す図である。図２に示すように、定電流源１０とＬＤ２０との間に設けられる配線７ａ，７ｂのそれぞれのインダクタンスはＬｗ１，Ｌｗ２とされ、ＬＤ２０の内部インダクタンスがＬｉとされる。ＬＤ２０は複数のレーザダイオードを直列接続して構成されるため、内部インダクタンスＬｉは、複数のレーザダイオードのそれぞれの内部インダクタンスＬｉ１からＬｉｎを足し合わせた値である。ｎは１以上の整数である。
【００２２】
配線７ａ、ＬＤ２０及び配線７ｂは直列に接続されているため、定電流源１０のＬＤ２０側のインダクタンスは、インダクタンスＬｗ１、内部インダクタンスＬｉ及びインダクタンスＬｗ２の和として考えることができる。
【００２３】
図３は比較例に係るレーザダイオード駆動用電源装置及びレーザ加工装置の構成図である。図３に示されるレーザ加工装置２００Ａと図１に示されるレーザ加工装置２００との相違点は以下の通りである。
（１）レーザ加工装置２００Ａでは、レーザダイオード駆動用電源装置１００の代わりにレーザダイオード駆動用電源装置１００Ａが用いられる。
（２）レーザダイオード駆動用電源装置１００Ａでは、制御部１３の代わりに制御部１３Ａが用いられる。
（３）制御部１３Ａでは、電流指令値変更部１３２が省かれ、電流制御部１３４の代わりに電流制御部１３４Ａが用いられ、電流制御部１３４Ａには加工指令出力部１３１から出力された電流指令値１３１ａが入力され、加工指令出力部１３１から出力されたビームオン信号１３１ｂはスイッチング素子駆動回路１３３のみに入力される。
【００２４】
図４は図３に示す比較例に係るレーザ加工装置の動作を示すタイミングチャートである。図４には、上から順に、電流制御部１３４Ａに入力される電流指令値１３１ａと、電流検出部１１で検出される電流値と、ＬＤ２０に流れる電流であるＬＤ電流と、駆動信号１３３ａとが示される。
【００２５】
図４に示すように、レーザダイオード駆動用電源装置１００Ａでは、時刻ｔ１のタイミングでスイッチング素子１２をオンからオフに切り替える駆動信号１３３ａがスイッチング素子１２に入力されたとき、ＬＤ電流が立ち上がる。また、レーザダイオード駆動用電源装置１００Ａでは、時刻ｔ１から一定時間経過した時刻ｔ２のタイミングでスイッチング素子１２をオフからオンに切り替える駆動信号１３３ａがスイッチング素子１２に入力されたとき、ＬＤ電流が立ち下がる。そしてレーザダイオード駆動用電源装置１００Ａでは、電流制御部１３４Ａに入力される電流指令値１３１ａが一定である。
【００２６】
図４では、時刻ｔ１でＬＤ電流が流れ始めてから最大値Ｉｍａｘとなるまでの時間が遅延時間Ｔｄｅｌａｙ１とされる。レーザダイオード駆動用電源装置１００Ａでは、時刻ｔ１のタイミングでスイッチング素子１２をオンからオフに切り替えられたときにＬＤ電流が流れ始め、時刻ｔ１から遅延時間Ｔｄｅｌａｙ１が経過したところでＬＤ電流が最大値となる。このようにＬＤ電流の立ち上がりが鈍くなる理由は、スイッチング素子１２をオンからオフに変化させる駆動信号１３３ａがスイッチング素子１２に入力されたとき、前述したインダクタンスの和の逆起電力により、電流値が一時的に低下し、ＬＤ２０への電流の流れが妨げられるためである。
【００２７】
この問題を解決するため、本実施の形態に係るレーザ加工装置２００は、ビームオン信号１３１ｂに連動させて電流指令値１３１ａを変更する電流指令値変更部１３２を備える。以下では図５を用いてレーザ加工装置２００の動作を説明する。
【００２８】
図５は本実施の形態に係るレーザ加工装置の動作を示すタイミングチャートである。図５には、上から順に、電流指令値変更部１３２に入力される電流指令値１３１ａと、電流指令値変更部１３２から出力される電流指令値１３２ａと、電流検出部１１で検出される電流値と、ＬＤ２０に流れる電流であるＬＤ電流と、駆動信号１３３ａとが示される。図５では、時刻ｔ１でＬＤ電流が流れ始めてから最大値Ｉｍａｘとなるまでの時間を遅延時間Ｔｄｅｌａｙ２としている。
【００２９】
駆動信号１３３ａがオンのときに検出される電流値を第１の電流値Ｉｄ１とし、駆動信号１３３ａがオフのときに検出される電流値を第２の電流値Ｉｄ２としたとき、第１の電流値Ｉｄ１は、第２の電流値Ｉｄ２よりも大きいことが分かる。なお第１の電流値Ｉｄ１は、スイッチング素子１２がオンのときに定電流源１０から出力される電流の値であり、第２の電流値Ｉｄ２は、スイッチング素子１２がオフのときに定電流源１０から出力される電流の値である。
【００３０】
前述したようにビームオン信号１３１ｂは駆動信号１３３ａと相似の矩形状の信号であり、電流指令値変更部１３２は、このようなビームオン信号１３１ｂに連動させて電流指令値１３１ａを変更する。具体的には、電流指令値変更部１３２は、スイッチング素子がオン、すなわち駆動信号１３３ａがオンのときには、第１の電流値Ｉｄ１が検出されるように電流指令値１３２ａを第１の電流指令値Ｉ１として出力し、スイッチング素子がオフ、すなわち駆動信号１３３ａがオフのときには、第２の電流値Ｉｄ２が検出されるように電流指令値１３２ａを第１の電流指令値Ｉ１よりも小さい第２の電流指令値Ｉ２として出力する。第２の電流指令値Ｉ２の大きさは電流指令値１３１ａの大きさと等しい。
【００３１】
本実施の形態では、図４に示すようにスイッチング素子１２がオンからオフにされるときに低下する電流値３ａの低下分を補償するように第１の電流指令値Ｉ１が設定される。これにより、スイッチング素子１２がオンからオフにされたときにＬＤ２０へ流れる電流がインダクタンスの和の逆起電力により妨げられても遅延時間Ｔｄｅｌａｙ２が図４に示す遅延時間Ｔｄｅｌａｙ１よりも短縮され、ＬＤ電流の立ち上がりを高速化できる。
【００３２】
図６は図５に示す第１の電流値と第２の電流値との関係を説明するための図である。Ｌｗは、平滑回路１０４内のリアクトル５のインダクタンスである。Ｌｉは、前述した配線７ａ，７ｂのインダクタンスＬｗ１，Ｌｗ２とＬＤ２０の内部インダクタンスとの和である。図６の左側にはスイッチング素子１２がオンのときに流れる第１の電流値Ｉｄ１が示され、図６の右側にはスイッチング素子１２がオフのときに流れる第２の電流値Ｉｄ２が示される。
【００３３】
逆起電力の影響をなくすためには、下記（１）式の関係性を満たす必要があり、下記（１）式の関係性を満たすためには、第１の電流値Ｉｄ１が下記（２）式で示す値となるように図５の第１の電流指令値Ｉ１の値を設定する必要がある。
【００３４】
【数１】
2018193505.tif 000003
【００３５】
【数２】
2018193505.tif 000004
【００３６】
本実施の形態に係るレーザダイオード駆動用電源装置１００の制御部１３が備える各機能は処理回路を用いて実現することができる。各機能とは、加工指令出力部１３１、電流指令値変更部１３２、スイッチング素子駆動回路１３３及び電流制御部１３４である。図７は本発明の実施の形態に係るレーザダイオード駆動用電源装置の制御部の第１のハードウェア構成例を示す図である。図８は本発明の実施の形態に係るレーザダイオード駆動用電源装置の制御部の第２のハードウェア構成例を示す図である。図７には専用処理回路６０のような専用のハードウェアにより上記の処理回路を実現する例が示される。図８にはプロセッサ６１及び記憶装置６２により上記の処理回路を実現する例が示される。
【００３７】
図７に示すように専用のハードウェアを利用する場合、専用処理回路６０は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。上記の各機能のそれぞれを、処理回路で実現してもよいし、まとめて処理回路で実現してもよい。
【００３８】
図８に示すようにプロセッサ６１及び記憶装置６２を利用する場合、上記の各機能のそれぞれは、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの組合せにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして記述され、記憶装置６２に記憶される。プロセッサ６１は記憶装置６２に記憶されたプログラムを読み出して実行する。またこれらのプログラムは、上記の各機能のそれぞれが実行する手順及び方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。記憶装置６２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、又はＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）といった半導体メモリが該当する。半導体メモリは不揮発性メモリでもよいし揮発性メモリでもよい。また記憶装置６２は、半導体メモリ以外にも、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク又はＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）が該当する。
【００３９】
なお本実施の形態では制御部１３に加工指令出力部１３１が設けられているが、加工指令出力部１３１は、レーザダイオード駆動用電源装置１００又はレーザ加工装置２００の外部に設けられていてもよい。また本実施の形態では整流回路１０３が複数のダイオードで構成されているが、整流回路１０３は複数のスイッチング素子で構成される同期整流方式の回路としてもよい。複数のダイオードで構成された整流回路１０３ではダイオードに生じる電圧降下分の順電圧が損失となるが、同期整流では整流回路１０３における損失電圧をより低減できるため、同期整流方式の整流回路１０３では電源装置１００の電力変換効率を高めることができる。
【００４０】
なお本実施の形態では電流検出部１１を用いているが、レーザ加工装置２００の電流制御部１３４は、電流検出部１１で検出された電流値３ａを用いることなく、第１の電流指令値Ｉ１又は第２の電流指令値Ｉ２に対応した駆動信号を出力する構成、すなわちオープンループにて制御する構成としてもよい。ただし電流検出部１１で検出された電流値３ａを用いることにより、ＬＤ２０に供給される電流の制御精度が向上するため、ＬＤ２０のレーザ出力精度を高まり、ワーク３００の加工品質がより向上する。
【００４１】
以上に説明したように本実施の形態に係るレーザ加工装置２００では、スイッチング素子１２がオンからオフにされるときに低下する電流値３ａの低下分を補償するように第１の電流指令値Ｉ１が設定されているため、スイッチング素子１２がオンからオフにされたときのＬＤ電流の立ち上がりを高速化できる。スイッチング素子１２がオンからオフにされたときのＬＤ電流の立ち上がりが遅い場合、ＬＤ２０から出射されるレーザのレーザ強度が一定の値に達するまでの時間が長くなるため、ワーク３００の切り残しが生じて加工品質が低下する。本実施の形態に係るレーザ加工装置２００によれば、ＬＤ２０から出射されるレーザのレーザ強度が一定の値に達するまでの時間を短縮できるため、ワーク３００の切り残しが抑制され、ワーク３００の加工品質が向上する。
【００４２】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１，１０３  整流回路、２，６  平滑コンデンサ、３  単相フルブリッジインバータ回路、３ａ  電流値、４  トランス、５  リアクトル、７ａ，７ｂ  配線、１０  定電流源、１１  電流検出部、１２  スイッチング素子、１３，１３Ａ  制御部、２０  ＬＤ、２１  ファイバ、２２  加工ヘッド、２３  レンズ、６０  専用処理回路、６１  プロセッサ、６２  記憶装置、１００，１００Ａ  レーザダイオード駆動用電源装置、１０１  整流部、１０２  スイッチング回路、１０４  平滑回路、１３１  加工指令出力部、１３１ａ，１３２ａ  電流指令値、１３１ｂ  ビームオン信号、１３２  電流指令値変更部、１３３  スイッチング素子駆動回路、１３３ａ  駆動信号、１３４，１３４Ａ  電流制御部、２００，２００Ａ  レーザ加工装置、３００  ワーク、４００  交流電源。
【図１】
2018193505.tif 000005
【図２】
2018193505.tif 000006
【図３】
2018193505.tif 000007
【図４】
2018193505.tif 000008
【図５】
2018193505.tif 000009
【図６】
2018193505.tif 000010
【図７】
2018193505.tif 000011
【図８】
2018193505.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月22日(2017.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードに電流を供給する定電流源と、
前記レーザダイオードに並列に接続され、前記レーザダイオードに流れる電流を制御するスイッチング素子と、
前記定電流源を制御すると共に前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御部と
を備え、
前記スイッチング素子がオンのときに前記定電流源から出力される電流の値を第１の電流値とし、前記スイッチング素子がオフのときに前記定電流源から出力される電流の値を第２の電流値としたとき、
前記第１の電流値は、前記第２の電流値よりも大きく、
前記第１の電流値と前記第２の電流値との差は、
前記スイッチング素子がオンからオフに変化するとき、前記レーザダイオードの内部インダクタンスと前記定電流源から前記レーザダイオードまでの間に設けられる配線インダクタンスとの和の逆起電力により、低下する電流値を補償する値であることを特徴とするレーザダイオード駆動用電源装置。
【請求項２】
前記定電流源から出力される前記電流の値を検出する電流検出部を備え、
前記制御部は、前記電流検出部で検出された前記電流の値が前記第１の電流値又は前記第２の電流値と一致するように前記定電流源を制御することを特徴とする請求項１に記載のレーザダイオード駆動用電源装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記定電流源から出力される電流を制御するための電流指令値を前記スイッチング素子のオンオフに連動させて変更する電流指令値変更部を備え、
前記電流指令値変更部は、
前記スイッチング素子がオンのときには前記第１の電流値が検出されるように前記電流指令値を第１の電流指令値として出力し、
前記スイッチング素子がオフのときには前記第２の電流値が検出されるように前記電流指令値を第１の電流指令値よりも小さい第２の電流指令値として出力することを特徴とする請求項２に記載のレーザダイオード駆動用電源装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載のレーザダイオード駆動用電源装置を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザダイオード駆動用電源装置は、レーザダイオードに電流を供給する定電流源と、レーザダイオードに並列に接続され、レーザダイオードに流れる電流を制御するスイッチング素子と、定電流源を制御すると共にスイッチング素子のオンオフを制御する制御部とを備え、スイッチング素子がオンのときに定電流源から出力される電流の値を第１の電流値とし、スイッチング素子がオフのときに定電流源から出力される電流の値を第２の電流値としたとき、第１の電流値は、第２の電流値よりも大きく、第１の電流値と第２の電流値との差は、スイッチング素子がオンからオフに変化するとき、レーザダイオードの内部インダクタンスと定電流源からレーザダイオードまでの間に設けられる配線インダクタンスとの和の逆起電力により、低下する電流値を補償する値であることを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月22日(2017.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザダイオードに電流を供給する定電流源と、
前記レーザダイオードに並列に接続され、前記レーザダイオードに流れる電流を制御するスイッチング素子と、
前記定電流源を制御すると共に前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御部と、
前記定電流源から出力される前記電流の値を検出する電流検出部と、
を備え、
前記制御部は、前記定電流源から出力される前記電流を制御するための電流指令値を前記スイッチング素子のオンオフに連動させて変更する電流指令値変更部を備え、
前記スイッチング素子がオンのときに前記定電流源から出力される電流の値を第１の電流値とし、前記スイッチング素子がオフのときに前記定電流源から出力される電流の値を第２の電流値としたとき、
前記第１の電流値は、前記第２の電流値よりも大きく、
前記第１の電流値と前記第２の電流値との差は、
前記スイッチング素子がオンからオフに変化するとき、前記レーザダイオードの内部インダクタンスと前記定電流源から前記レーザダイオードまでの間に設けられる配線インダクタンスとの和の逆起電力により、低下する電流値を補償する値であり、
前記制御部は、前記電流検出部で検出された前記電流の値が前記第１の電流値又は前記第２の電流値と一致するように前記定電流源を制御し、
前記電流指令値変更部は、
前記スイッチング素子がオンのときには前記第１の電流値が検出されるように前記電流指令値を第１の電流指令値として出力し、
前記スイッチング素子がオフのときには前記第２の電流値が検出されるように前記電流指令値を前記第１の電流指令値よりも小さい第２の電流指令値として出力することを特徴とするレーザダイオード駆動用電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザダイオード駆動用電源装置を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザダイオード駆動用電源装置は、レーザダイオードに電流を供給する定電流源と、レーザダイオードに並列に接続され、レーザダイオードに流れる電流を制御するスイッチング素子と、定電流源を制御すると共にスイッチング素子のオンオフを制御する制御部と、定電流源から出力される電流の値を検出する電流検出部と、を備える。制御部は、定電流源から出力される電流を制御するための電流指令値をスイッチング素子のオンオフに連動させて変更する電流指令値変更部を備え、スイッチング素子がオンのときに定電流源から出力される電流の値を第１の電流値とし、スイッチング素子がオフのときに定電流源から出力される電流の値を第２の電流値としたとき、第１の電流値は、第２の電流値よりも大きく、第１の電流値と第２の電流値との差は、スイッチング素子がオンからオフに変化するとき、レーザダイオードの内部インダクタンスと定電流源からレーザダイオードまでの間に設けられる配線インダクタンスとの和の逆起電力により、低下する電流値を補償する値であり、制御部は、電流検出部で検出された電流の値が第１の電流値又は第２の電流値と一致するように定電流源を制御する。電流指令値変更部は、スイッチング素子がオンのときには第１の電流値が検出されるように電流指令値を第１の電流指令値として出力し、スイッチング素子がオフのときには第２の電流値が検出されるように電流指令値を第１の電流指令値よりも小さい第２の電流指令値として出力することを特徴とする。
【国際調査報告】
2018193505.tif 000013
2018193505.tif 000014