(57)【要約】  レーザ装置は、レーザビームを出射するレーザ共振器と、レーザ共振器から出射されたレーザビームを集光する集光レンズ（２１）と、集光レンズ（２１）で集光されたレーザビームを伝送する光ファイバ（７）とを備え、集光レンズ（２１）よりもレーザビームの入射側で且つレーザビームの光路から外れた位置に配設され、集光レンズ（２１）からの戻り光の光量を検出する少なくとも１つの光センサ（５）と、少なくとも１つの光センサ（５）のいずれかの検出値が所定の最大閾値よりも大きい場合に、異常状態であると判定する制御部（異常判定部）とを備えたことを特徴とする。
2018105344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを出射するレーザ共振部と、前記レーザ共振部から出射されたレーザビームを集光する集光レンズと、前記集光レンズで集光されたレーザビームを伝送する光ファイバとを備えたレーザ装置であって、
前記集光レンズよりもレーザビームの入射側で且つレーザビームの光路から外れた位置に配設され、前記集光レンズからの戻り光の光量を検出する少なくとも１つの光センサと、
前記少なくとも１つの光センサのいずれかの検出値が所定の最大閾値よりも大きい場合に、異常状態であると判定する異常判定部とを備えたことを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
前記異常判定部は、前記少なくとも１つの光センサのいずれかの検出値が所定の最小閾値よりも小さい場合に、異常状態であると判定することを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの光センサのそれぞれは、戻り光を受光する受光面が前記集光レンズの中心部に対向するように配設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの光センサのそれぞれは、前記受光面に垂直な中心軸と前記集光レンズの中心軸とが、前記集光レンズの中心位置において交差するように配設されていることを特徴とする請求項３に記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの光センサは、複数であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のレーザ装置。
【請求項６】
前記レーザ共振部に対してレーザ発振用の電力を供給する電源部をさらに備え、
前記少なくとも１つの光センサのそれぞれの検出値が別個に一定値になるように前記電源部を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ溶接やレーザ切断等のレーザ加工を行うレーザ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被加工材にレーザビームを照射することで、レーザ溶接やレーザ切断等のレーザ加工を行うレーザ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１には、１台のレーザ発振器から出射されるレーザビームを、２本の光ファイバの何れか一方から出射させるように選択的に切り替えるビームスイッチを備えたレーザ装置が開示されている。【０００４】
ビームスイッチは、レーザビームを切り替えるためのミラーと、レーザビームを集光する２つの集光レンズと、２本の光ファイバとを有する。２本の光ファイバは、それぞれ異なるレーザ加工ヘッドに接続されており、レーザ装置は、異なる場所やタイミングでレーザ加工を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７９８２９３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のレーザ装置では、ミラーや集光レンズ等の光学部品や光ファイバが、周囲温度や湿気等の影響により経時劣化したり、周囲環境からの付着物によって表面が汚れたりすることで、レーザビームの照射位置に微小な変化が生じることがある。【０００７】
そして、レーザビームがコア径の小さな光ファイバへ入射する構成のファイバ光学系レーザ装置では、照射位置に極微小なずれが発生しただけでも、レーザビームがコアに入射されなくなる。この場合は、レーザビームがコアの周辺部に入射することになるため、コアの周辺部に損傷を与えてしまう。【０００８】
ここで、レーザ溶接又はレーザ切断に使用するレーザビームは、数ｋＷから数十ｋＷに及ぶ高出力のものである。そのため、光学部品や光ファイバに少しでも損傷があると、レーザビームの照射を受けてその損傷が急激に拡大し、レーザ装置全体を故障に至らしめるおそれがある。【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学部品や光ファイバの損傷等に起因してレーザ装置全体に故障が拡大するのを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、レーザビームを出射するレーザ共振部と、レーザ共振部から出射されたレーザビームを集光する集光レンズと、集光レンズで集光されたレーザビームを伝送する光ファイバとを備えたレーザ装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。【００１１】
すなわち、本発明は、集光レンズよりもレーザビームの入射側で且つレーザビームの光路から外れた位置に配設され、集光レンズからの戻り光の光量を検出する少なくとも１つの光センサと、少なくとも１つの光センサのいずれかの検出値が所定の最大閾値よりも大きい場合に、異常状態であると判定する異常判定部とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、レーザビームを出射したときの初期段階において、いずれかの光センサが検出する戻り光の光量に基づき、光学部品又は光ファイバの汚れや損傷等の異常状態を早期に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係るレーザ装置の構成を示す模式図である。
【図２】実施形態１に係るビーム切替部の構成を示す模式図である。
【図３】ミラーのＯＮ状態を説明するための図である。
【図４】ミラーのＯＦＦ状態を説明するための図である。
【図５】ミラーを切り替えたときのビーム切替部の構成を示す模式図である。
【図６】ファイバ結合部の構成を示す模式図である。
【図７】光センサの配置を示す模式図である。
【図８】集光レンズ又は光ファイバ端面に損傷が発生したときの光の反射を示す模式図である。
【図９】制御部が判定に用いる各値を示す図である。
【図１０】実施形態２に係るレーザ装置のビーム切替部の構成を示す模式図である。
【図１１】ミラーが脱落したときのレーザビームの照射位置を示す模式図である。
【図１２】制御部が判定に用いる各値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下では、好ましい実施形態について説明するが、この実施形態は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１５】
《実施形態１》
図１に示すように、レーザ装置１００は、レーザ共振器１と、ビームスイッチ３０と、２つの光ファイバ７，８とを備えている。
【００１６】
レーザ共振器１は、レーザ共振により得られたレーザビームをコリメートすることで、レーザビームＯＰ１として外部へ出射するものである。レーザ共振器１としては、例えば、ダイレクトダイオードレーザ、ファイバレーザ、ディスクレーザ、又はＹＡＧレーザの何れを用いてもよい。
【００１７】
ビームスイッチ３０は、レーザ共振器１から出射されたレーザビームＯＰ１を、光ファイバ７，８の何れか一方から出射させるように選択的に切り替えるものである。ビームスイッチ３０は、ビーム切替部２と、２つのファイバ結合部３，４と、２つの光センサ５，６とを有する。
【００１８】
ビーム切替部２は、レーザ共振器１から出射されたレーザビームＯＰ１を入力とし、レーザビームＯＰ２としてファイバ結合部３に出射するか、又はレーザビームＯＰ３としてファイバ結合部４に出射するかを選択的に切り替える。
【００１９】
ファイバ結合部３は、レーザビームＯＰ２を入力とし、光ファイバ７に対してレーザビームＯＰ４を出力する。ファイバ結合部４は、レーザビームＯＰ３を入力とし、光ファイバ８に対してレーザビームＯＰ５を出力する。
【００２０】
ビーム切替部２には、モータ１３，１７（図２参照）を回転駆動させる駆動部９が接続されている。レーザ共振器１には、電源部１０が接続されている。電源部１０は、レーザ共振器１に対してレーザ発振用の電力を供給する。
【００２１】
光センサ５は、ファイバ結合部３において反射されてファイバ結合部３よりも入射側に戻ってきた戻り光の光量を検出するものである。光センサ６は、ファイバ結合部４において反射されてファイバ結合部４よりも入射側に戻ってきた戻り光の光量を検出するものである。光センサ５，６で検出された検出値を示す出力信号は、制御部１１に入力される。なお、光センサ５，６の配設位置については後述する。
【００２２】
制御部１１は、光センサ５，６の出力信号に基づいて、駆動部９及び電源部１０の動作を制御する。
【００２３】
なお、本実施形態では、ビーム切替部２において選択的に出力されるレーザビームの数を２つ（レーザビームＯＰ２，ＯＰ３）としている。しかしこれは一例であり、ビーム切替部２は、２つ以上のレーザビームを選択的に出力する構成であってもよい。
【００２４】
また、ビームスイッチ３０は、図示しない筐体を備えた構成であってもよい。ビーム切替部２、ファイバ結合部３，４、及び光センサ５，６を筐体内部に取り付けるようにしてもよい。
【００２５】
〈ビーム切替部について〉
図２に示すように、ビーム切替部２は、レーザビームＯＰ１を屈折させることで光路を変更するものである。ビーム切替部２は、２つのミラー１２，１６と、ミラー１２，１６を回転させる２つのモータ１３，１７と、レーザビームＯＰ１のエネルギーを吸収するダンパー２０とを備えている。
【００２６】
ミラー１２は、ミラーホルダ１５によって保持されている。ミラーホルダ１５は、モータ軸１４を介してモータ１３に接続されている。モータ１３は、制御部１１からの指令に応じて動作する駆動部９によって回転動作が制御される。ミラー１２は、モータ１３の回転に伴って可動する。
【００２７】
同様に、ミラー１６は、ミラーホルダ１９によって保持されている。ミラーホルダ１９は、モータ軸１８を介してモータ１７に接続されている。モータ１７は、制御部１１からの指令に応じて動作する駆動部９によって回転動作が制御される。ミラー１６は、モータ１７の回転に伴って可動する。
【００２８】
図３は、ミラー１２，１６のＯＮ状態を説明するための図であって、図２におけるＸ又はＹで示す方向からミラー１２，１６を見ている。図４は、ミラー１２，１６のＯＦＦ状態を説明するための図であって、図２におけるＸ又はＹで示す方向からミラー１２，１６を見ている。
【００２９】
図３及び図４に示すように、ミラー１２，１６は、反射面が矩形の平板状である。ミラー１２，１６には、反射面の長辺に沿った方向の一方の端部寄りに、ミラーホルダ１５，１９が接続されている。ミラー１２，１６及びミラーホルダ１５，１９は、モータ１３，１７の回転に伴い、モータ軸１４，１８を回転軸として回転する。
【００３０】
図３に示すように、ミラーホルダ１５，１９が接続されている端部とは反対側の端部（他方の端部）を下げた状態をミラー１２，１６の「ＯＮ状態」とする。図３に示す例では、反射面の長辺が水平方向と平行になる位置まで他方の端部を下げている。
【００３１】
図４に示すように、他方の端部を上げた状態をミラー１２，１６の「ＯＦＦ状態」とする。図４に示す例では、反射面の長辺が鉛直方向と平行になる位置まで他方の端部を上げている。
【００３２】
ビーム切替部２は、図２及び図３に示すように、ミラー１２をＯＮ状態、つまり、ミラー１２を下げた状態とする。これにより、レーザビームＯＰ１はミラー１２のＣ点に当たり、レーザビームＯＰ１の光軸ＡＢは、水平面内直角の光軸ＣＤに屈折する。このようにして、ビーム切替部２は、レーザビームＯＰ２を出力する。このとき、ミラー１６は、図４に示すように、ＯＦＦ状態、つまり、ミラー１６を上げた状態とする（図４参照）。
【００３３】
実際のレーザ加工では、制御部１１は、予めミラー１２をＯＮ状態にしてから電源部１０をＯＮ状態にすることで、レーザビームＯＰ１を出力してレーザ加工を行う。そして、レーザ加工終了時には、制御部１１は、電源部１０をＯＦＦ状態にすることで、レーザ出力を停止してから、ミラー１２をＯＦＦ状態にする。
【００３４】
一方、図５及び図４に示すように、ビーム切替部２は、ミラー１２をＯＦＦ状態、つまり、ミラー１２を上げた状態とすると、レーザビームＯＰ１はミラー１２を横切って直進する。このとき、図３に示すように、ミラー１６をＯＮ状態、つまり、ミラー１６を下げた状態とする。すると、レーザビームＯＰ１はミラー１６のＥ点に当たり、レーザビームＯＰ１の光軸ＡＢは、水平面内直角の光軸ＥＦに屈折する。このようにして、ビーム切替部２は、レーザビームＯＰ３を出力する。
【００３５】
ダンパー２０は、レーザビームＯＰ１の光軸とダンパー２０の中心位置とが一致するように、レーザビームＯＰ１の入射に対向する位置に設置されている。
【００３６】
ダンパー２０は、レーザ加工中に何らかの異常（例えば、ミラー１２，１６の回転不良や脱落等）が発生することによって、レーザビームＯＰ１が直進した場合に、レーザビームＯＰ１のエネルギーを吸収するものである。なお、レーザ装置１００が正常な状態では、レーザビームＯＰ１がダンパー２０に直接照射されることはない。
【００３７】
〈ファイバ結合部について〉
図６に示すように、ファイバ結合部３は、集光レンズ２１と、集光レンズ２１及び光ファイバ７を保持する光学系保持体２２とを有する。なお、ファイバ結合部４については、ファイバ結合部３と同様の構成であるため、説明を省略する。
【００３８】
集光レンズ２１は、ファイバ結合部３に入射されるレーザビームＯＰ２を集光して、レーザビームＯＰ４として光ファイバ７に入射させるものである。
【００３９】
光学系保持体２２は、筒状に形成され、その筒内に集光レンズ２１が嵌め込まれて保持されている。光学系保持体２２における集光レンズ２１よりも出射側には、光ファイバ７の端部が保持されている。光ファイバ７は、集光レンズ２１で集光したレーザビームＯＰ４の全てが、光ファイバ７のコアに入るように、光ファイバ７の光軸がＯＰ４の光軸に一致する位置で保持されている。
【００４０】
なお、図示を省略するが、光ファイバ７の端部をレーザビームＯＰ２の光軸方向に沿って移動可能な調整機構を光学系保持体２２に設けてもよい。また、光ファイバ７の端部をレーザビームＯＰ２の光軸方向と直交する方向に移動可能な調整機構を光学系保持体２２に設けてもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、光学系保持体２２を１つの筒状体で構成しているがこれは一例である。例えば、集光レンズ２１を保持する部分と、光ファイバ７の端部を保持する部分とを別々の部材で構成してもよい。集光レンズ２１と光ファイバ７とをそれぞれの部材に取り付けた後で、両部材を組み合わせるようにしてもよい。
【００４２】
また、本実施形態では、集光レンズ２１を１枚レンズとした場合について説明しているが、組み合わせレンズを使用してもよい。これにより収差を減少させ、レーザビームＯＰ４をより効率良く光ファイバ７に入射させるようにしてもよい。
【００４３】
〈光センサの配置について〉
光センサ５は、ファイバ結合部３に対して入射するレーザビームＯＰ２の光路から外れた位置で且つ集光レンズ２１よりもレーザビームＯＰ２の入射側に配設されている。
【００４４】
具体的に、図７に示すように、光センサ５は、ファイバ結合部３に対して入射するレーザビームＯＰ２の入射方向の斜め後ろ方向において、戻り光を受光する受光面５ａを、集光レンズ２１の中心部に対向させた姿勢で配設されている。また、受光面５ａが光センサ５の中心軸ＯＸ１と直交する姿勢で配設されている。
【００４５】
「受光面５ａを、集光レンズ２１の中心部に対向させる」とは、図７に示すように、光センサ５の中心軸ＯＸ１と集光レンズ２１の中心軸とが、集光レンズ２１の中心位置Ｒにおいて交差するように配置することをいう。
【００４６】
光センサ５の中心軸ＯＸ１は最も受光感度が高いので、このように光センサ５を配置することで、光センサ５に入る戻り光の光量を最も高くすることができる。これにより、後述する制御部１１による異常判定処理の精度が向上する。
【００４７】
なお、光センサ６の配置は、ファイバ結合部３に対する光センサ５の配置と同様であるため、説明を省略する。
【００４８】
ここで、レーザ出力中、すなわち、レーザビームＯＰ２がファイバ結合部３に入射される際には、集光レンズ２１の表面からレーザビームの一部が反射される。この反射された光が戻り光として光センサ５によって検出される。
【００４９】
また、レーザビームＯＰ２が集光レンズ２１によって集光され、レーザビームＯＰ４として光ファイバ７に入射される際にも、光ファイバ７の端面からレーザビームの一部が反射される。この反射された光が集光レンズ２１を通して光センサ５に向かい、戻り光として光センサ５によって検出される。
【００５０】
このように、レーザビームＯＰ２が照射される際に、集光レンズ２１や光ファイバ７の端面からの戻り光が光センサ５によって検出されることとなる。
【００５１】
〈光センサの動作原理〉
以下、光センサ５の動作原理について、図８及び図９を参照しながら説明する。なお、光センサ６の動作原理は、光センサ５と同様であるため、説明を省略する。
【００５２】
実際のレーザ加工では、光センサ５で検出される戻り光の光量は、レーザ出力（レーザビームＯＰ２の強さ）によって異なるが、一定のレーザ出力では、集光レンズ２１や光ファイバ７の端面が正常状態であれば、比較的小さな値を示す。
【００５３】
これは、集光レンズ２１や光ファイバ７の端面からの反射は損失になるので、この損失を抑制するために、通常、使用されるレーザ波長において反射が最も小さくなるように、これらの表面にコーティングが施されるためである。
【００５４】
一方、レーザ照射中に集光レンズ２１や光ファイバ７の端面に汚れが付着し、コーティングや光学部品自身に損傷が発生すると、入射するレーザビームＯＰ２に対する反射が急激に増加する。その結果、光センサ５に戻る光量が急激に増加する。
【００５５】
図８に示すように、集光レンズ２１の表面にあるＰ点において、汚れや損傷が発生した場合、Ｐ点では、レーザビームＯＰ２に対する反射が強くなり、反射されて光センサ５に戻る光Ｒｆ１の光量が急激に増加する。
【００５６】
同様に、光ファイバ７の端面にあるＱ点において、汚れや損傷が発生した場合、Ｑ点では、レーザビームＯＰ４に対する反射が強くなり、反射された後で集光レンズ２１を通って光センサ５に戻る光Ｒｆ２の光量が急激に増加する。
【００５７】
この現象を利用して、制御部１１は、レーザビームＯＰ４の出力中に、光センサ５の検出値を示す出力信号を入力として以下の判定を行う。制御部１１は、予め、図９に示す最大閾値Ｓ-ref1と、レーザ出力の値に応じた戻り光の正常値Ｓ-norとを記憶している。そして、制御部１１は、光センサ５の検出値とレーザ出力の値とを取得し、光センサ５の検出値が最大閾値Ｓ-ref1よりも小さく、レーザ出力の値に応じた正常値Ｓ-norであれば、ファイバ結合部３が正常状態であると判定する。つまり、集光レンズ２１や光ファイバ７の端面に汚れや損傷が生じていないものと判定する。
【００５８】
なお、このとき、光センサ５の検出値がレーザ出力の値に応じた正常値Ｓ-norに合致するように電源部１０の出力を調整することで、レーザ出力の値が目標値に収束するようにする。すなわち、光センサ５の検出値が一定値となるように制御することで、安定したレーザ出力値が得られる。
【００５９】
一方、制御部１１は、光センサ５の検出値が最大閾値Ｓ-ref1よりも大きく、図９に示すＳ-desであれば、ファイバ結合部３が異常状態であると判定する。つまり、集光レンズ２１や光ファイバ７の端面に汚れや損傷が発生していると判定する。なお、損傷の程度によって戻り光の強さが異なるため、Ｓ-desは、幅を持たせたハッチング領域で示している。
【００６０】
このように、制御部１１は、ファイバ結合部３の異常状態を判定するための異常判定部を構成している。
【００６１】
なお、本実施形態の制御部１１は、光センサ５の検出値がレーザ出力の値に応じた正常値Ｓ-norであるか否か判断しているが、これは必須の構成ではない。制御部１１は、少なくとも光センサ５の検出値が所定の最大閾値Ｓ-ref1より小さいか否かを判断する構成であれば足りる。この場合、制御部１１がＳ-norを記憶している必要はない。
【００６２】
〈レーザ装置の動作とその効果〉
以下、レーザ装置１００の動作とその効果について説明する。
【００６３】
レーザ加工の開始時には、図１に示すように、制御部１１が駆動部９を通してビームスイッチ３０を制御し、レーザ共振器１で発生したレーザビームＯＰ１を、光ファイバ７，８の何れか一方から出射されるように切り替える。これにより、レーザビームＯＰ４又はレーザビームＯＰ５によってレーザ加工を行う。
【００６４】
ここで、レーザビームＯＰ４を出力中に、光センサ５の検出値が最大閾値Ｓ-ref1（図９参照）よりも大きくなった場合に、制御部１１では、異常状態であると判定する。つまり、ファイバ結合部３の集光レンズ２１又は光ファイバ７の端面に汚れや損傷が発生したと判定する。
【００６５】
同様に、レーザビームＯＰ５を出力中に、光センサ６の検出値が最大閾値Ｓ-ref1よりも大きくなった場合に、制御部１１では、異常状態であると判定する。つまり、ファイバ結合部４の集光レンズ２１又は光ファイバ８の端面に汚れや損傷が発生したと判定する。
【００６６】
そして、制御部１１において異常状態であると判定されると、制御部１１は、電源部１０を制御することによって、レーザ共振器１への電力供給を即座に遮断してレーザ発振を停止する。これにより、レーザ装置１００の故障拡大を防ぐことができる。
【００６７】
《実施形態２》
図１０は、本実施形態２に係るレーザ装置のビーム切替部の構成を示す模式図である。以下、実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
【００６８】
図１０に示す例では、ミラー１２はＯＮ状態、つまり、ミラー１２を下げた状態である。そして、ビーム切替部２は、レーザビームＯＰ１をミラー１２のＣ点に当てることで、レーザビームＯＰ１の光軸ＡＢを、水平面内直角の光軸ＣＤに屈折させ、レーザビームＯＰ２として出力している。このとき、ミラー１６はＯＦＦ状態、つまり、ミラー１６を上げた状態となっている。
【００６９】
ここで、経年劣化や取付不良等の理由によって、ミラー１２がミラーホルダ１５から脱落した場合には、図１１に示す状態となる。
【００７０】
この場合、レーザビームＯＰ１はミラー１２により屈折することなく直進する。このとき、ミラー１６がＯＦＦ状態となっているため、レーザビームＯＰ１はミラー１６を横切って直進しダンパー２０に直接照射される。その結果、図示を省略するが、ファイバ結合部３の集光レンズ２１から光センサ５へ戻ってくる戻り光がほとんど無くなるので、光センサ５の出力が急激に減少する。
【００７１】
この現象を利用して、制御部１１は、レーザビームＯＰ１の出力中に、光センサ５の検出値を示す出力信号を入力として以下の判定を行う。実施形態２の制御部１１は、予め、図１２に示す最小閾値Ｓ-ref2を記憶している。そして、制御部１１は、光センサ５の検出値が最小閾値Ｓ-ref2よりも小さいＳ-no-MRRであれば、異常状態、つまり、ミラー１２が脱落又は破損等していると判定する。同様に、光センサ６の検出値に基づいて、ミラー１６の脱落等についても判定することができる。
【００７２】
そして、制御部１１において異常状態であると判定されると、制御部１１は、電源部１０を制御することによって、レーザ共振器１への電力供給を即座に遮断してレーザ発振を停止する。これにより、レーザ装置１００の故障拡大を防ぐことができる。
【００７３】
なお、上記の実施形態１及び実施形態２を組み合わせてもよい。すなわち、制御部１１が、光センサ５，６の検出値を所定の最大閾値Ｓ-ref1及び所定の最小閾値Ｓ-ref2の両方と比較する構成であってもよい。そして、制御部１１は、光センサ５，６の検出値が最大閾値Ｓ-ref1以上であるか、又は、最小閾値Ｓ-ref2以下である場合には、異常状態であると判定する。このように、制御部１１が最大閾値及び最小閾値の両方を判断することで、集光レンズ２１や光ファイバ７，８の汚れや破損を早期に検知すると共に、ミラー１２，１６の脱落や破損を早期に検知することができる。
【００７４】
なお、上記の実施形態１及び２では、レーザ装置１００は、２つのファイバ結合部３，４、及び２つの光ファイバ７，８を備えていた。そしてビーム切替部２が、何れの光ファイバからレーザビームを出力するかを切り替える構成であった。しかし、本発明において、レーザ装置１００がレーザビームの出力を切り替える構成は必須ではない。レーザ装置１００は、レーザビームを出射するレーザ共振器１と、レーザ共振器１から出射されたレーザビームを集光する集光レンズ２１と、集光レンズ２１で集光されたレーザビームを伝送する光ファイバ７とを備え、集光レンズ２１よりもレーザビームの入射側で且つレーザビームの光路から外れた位置に配設され、集光レンズからの戻り光の光量を検出する光センサ５と、光センサ５の検出値が所定の最大閾値よりも大きい場合に、異常状態であると判定する制御部１１とを備えていればよい。
【００７５】
また、上記の実施形態１及び２では、１つのレーザビームに対して光センサが１つの例を説明したが、光センサは複数であってもよい。複数の光センサは、例えば、集光レンズへの入射光路の周囲に等間隔で配置してもよい。この場合、複数の光センサの検出値の平均値を用いることで、より精度良く戻り光の光量を検出することができ、各部品の配置上の位置ずれなどに対応することができる。
【００７６】
本発明は、集光レンズよりもレーザビームの入射側で且つレーザビームの光路から外れた位置に配設され、集光レンズからの戻り光の光量を検出する少なくとも１つの光センサと、少なくとも１つの光センサのいずれかの検出値が所定の最大閾値よりも大きい場合に、異常状態であると判定する異常判定部とを備えたことを特徴とするものである。
【００７７】
このような構成とすれば、光学部品の損傷等に起因してレーザ装置の故障が拡大するのを防止することができる。
【００７８】
具体的に、集光レンズよりもレーザビームの入射側で且つレーザビームの光路から外れた位置に少なくとも１つの光センサを配設したことで、それぞれの光センサでは、集光レンズからの戻り光の光量が検出される。
【００７９】
このとき、いずれかの光センサの検出値が、予め設定された所定の最大閾値よりも小さければ、正常状態、つまり、光学部品である集光レンズや光ファイバの端面に汚れや損傷が生じていないものと判断して、レーザ発振を継続して行うようにすればよい。
【００８０】
一方、いずれかの光センサの検出値が最大閾値よりも大きくなった場合には、異常状態、つまり、集光レンズや光ファイバの端面に汚れや損傷が生じてレーザビームに対する反射が強くなり、反射された光が集光レンズを通って光センサに戻る光の光量が増加したものと判断するようにしている。
【００８１】
そして、異常状態と判定された場合に、例えば、レーザ発振部への電力供給を即座に遮断してレーザ発振を停止するようにすれば、レーザ装置の故障拡大を防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上説明したように、本発明は、光学部品や光ファイバの損傷等に起因して装置全体に故障が拡大するのを防止することができるという実用性の高い効果が得られ、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００８３】
１    レーザ共振器（レーザ共振部）
２    ビーム切替部
３    ファイバ結合部
４    ファイバ結合部
５    光センサ
５ａ  受光面
６    光センサ
７    光ファイバ
８    光ファイバ
９    駆動部
１０    電源部
１１    制御部（異常判定部）
１２    ミラー
１３    モータ
１４    モータ軸
１５    ミラーホルダ
１６    ミラー
１７    モータ
１８    モータ軸
１９    ミラーホルダ
２０    ダンパー
２１    集光レンズ
２２    光学系保持体
３０    ビームスイッチ
１００    レーザ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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