(57)【要約】【課題】ピークパワー、パルス幅、周波数等のレーザパラメータの変更が可能でありながら、小型化可能なレーザ発振器を提供する。【解決手段】励起光源と、レーザ媒体と、共振器と、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光を吸収して、吸収に伴って透過率が変動する受動Ｑスイッチと、前記受動Ｑスイッチの位置を切替える切替機構と、前記切替機構を制御する制御部と、を有し、前記切替機構は、前記受動Ｑスイッチの位置を、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上に位置する第１の位置と、前記第１の位置と異なる第２の位置と、に切替える。【選択図】        図５
2017069373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を発する光源と、
励起光を受けてレーザ光を発振するレーザ媒体と、
前記レーザ媒体を挟んで配置される共振器と、
前記レーザ媒体から発振されたレーザ光を吸収して、吸収に伴って透過率が変動する第１の受動Ｑスイッチと、
前記第１の受動Ｑスイッチの位置を切替える切替機構と、
前記切替機構を制御する制御部と、を有し、
前記切替機構は、
前記第１の受動Ｑスイッチの位置を、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上に位置する第１の位置と、
前記第１の位置と異なる第２の位置と、に切替え、
前記制御部は、
前記第１の受動Ｑスイッチが前記第１の位置に位置するように、前記切替機構を制御する第１制御と、
前記第１の受動Ｑスイッチが前記第２の位置に位置するように、前記切替機構を制御する第２制御と、
を実行することを特徴とするレーザ発振器。
【請求項２】
前記第２の位置は、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上から退避した位置であり、
前記切替機構は、
前記第１の受動Ｑスイッチの位置を、
前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上に位置する第１の位置と、
前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上から退避した第２の位置と、
に切替える
ことを特徴とする請求項１記載のレーザ発振器。
【請求項３】
前記第２の位置は、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上であって、前記第１の位置よりも前記レーザ媒体に近接した位置であり、
前記切替機構は、
前記第１の受動Ｑスイッチの位置を、
前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上に位置する第１の位置と、
前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上であって、前記第１の位置よりも前記レーザ媒体に近接した第２の位置と、
に切替える
ことを特徴とする請求項１記載のレーザ発振器。
【請求項４】
前記レーザ媒体から発振されたレーザ光を吸収して、吸収に伴って透過率が変動する第２の受動Ｑスイッチを、さらに有し、
前記第２の受動Ｑスイッチは、前記第１の受動Ｑスイッチの透過率特性と異なる透過率特性を有し、
前記切替機構は、前記第２の受動Ｑスイッチの位置を切替え、
前記切替機構は、
前記第２の受動Ｑスイッチの位置を、
前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上に位置する第３の位置と、
前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上から退避した第４の位置と、
に切替え、
前記制御部は、
前記第２の受動Ｑスイッチが前記第３の位置に位置するように、前記切替機構を制御する第３制御と、
前記第２の受動Ｑスイッチが前記第４の位置に位置するように、前記切替機構を制御する第４制御と、
を実行し、
前記制御部は、
前記第２制御と前記第３制御とを同時に実行し、
前記第１制御と前記第４制御とを同時に実行することを特徴とする請求項２に記載のレーザ発振器。
【請求項５】
前記レーザ媒体から発振されたレーザ光を吸収して、吸収に伴って透過率が変動する第２の受動Ｑスイッチを、さらに有し、
前記第２の受動Ｑスイッチは、前記第１の受動Ｑスイッチの透過率特性と同一の透過率特性を有し、
前記切替機構は、前記第２の受動Ｑスイッチの位置を切替え、
前記切替機構は、
前記第２の受動Ｑスイッチの位置を、
前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上であって前記第１の位置と異なる位置である第３の位置と、
前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上から退避した第４の位置と、
に切替え、
前記制御部は、
前記第２の受動Ｑスイッチが前記第３の位置に位置するように、前記切替機構を制御する第３制御と、
前記第２の受動Ｑスイッチが前記第４の位置に位置するように、前記切替機構を制御する第４制御と、
を実行し、
制御部は、
前記第２制御と前記第３制御とを同時に実行し、
前記第１制御と前記第４制御とを同時に実行する
ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ発振器。
【請求項６】
前記第１の受動Ｑスイッチと、前記第２の受動Ｑスイッチと、は、前記レーザ媒体からレーザ光が発振されるレーザ光の光路方向と垂直な平面に、配置されている
ことを特徴とする請求項４に記載のレーザ発振器。
【請求項７】
前記切替機構は、
前記第１の受動Ｑスイッチが設置された受動Ｑスイッチ設置部と、
前記受動Ｑスイッチ設置部を移動させる駆動部と、を有する
ことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のレーザ発振器。
【請求項８】
前記受動Ｑスイッチ設置部は、前記駆動部により、前記レーザ光の光路方向と垂直な方向に移動する
ことを特徴とする請求項７記載のレーザ発振器。
【請求項９】
前記受動Ｑスイッチ設置部は、前記駆動部により、前記レーザ光の光路方向を向いた軸を中心として回転する方向に移動する
ことを特徴とする請求項７記載のレーザ発振器。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の前記レーザ発振器と、
前記レーザ発振器から発振されたレーザ光を反射する反射ミラー装置と、
を有するレーザ発振装置であって、
前記反射ミラー装置は、
前記レーザ発振器から発振されたレーザ光を反射させてレーザ光の方向を変える反射ミラーと、
前記反射ミラーを移動可能に保持する反射ミラー保持部と、
反射ミラー保持部を移動させる反射ミラー駆動部と、
前記反射ミラー駆動部を制御する反射ミラー制御部と、を有し、
前記反射ミラー制御部は、前記切替機構の位置に応じて、反射ミラーの反射率が異なるように、前記反射ミラーを回動させる
ことを特徴とするレーザ発振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を出射するレーザ発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ発振器は、例えば、レーザ加工装置の一部として用いられている。レーザ加工装置は、当該レーザ発振器からのレーザ光を加工対象物に照射することによって、加工対象物に加工を施している。
【０００３】
特許文献１に記載された発明のように、Ｑスイッチを有するレーザ発振器が知られている。特許文献１に記載のレーザ発振器は、レーザ励起光を発する光源と、励起光を受けてレーザ光を発振するレーザ媒体と、レーザ媒体を挟んで互いに向かい合って配置される一対の共振器ミラーと、１つの能動型のＱスイッチと、を有する。能動型のＱスイッチはＱスイッチ制御部と電気的に接続している。Ｑスイッチ制御部は、能動型のＱスイッチの開閉を制御する。
【０００４】
能動型のＱスイッチは、Ｑスイッチ制御部からの制御信号に基づいて、レーザ光を透過する開状態と、レーザ光を透過しない閉状態と、を切替可能に構成される。能動型のＱスイッチが、閉状態にされている間に、レーザ媒体が励起される。レーザ媒体の多数の原子が励起された後、能動型のＱスイッチが開状態にされると、高いレーザ出力のレーザ光がレーザ発振器からパルス発振される。
【０００５】
つまり、能動型のＱスイッチの開状態と閉状態とが切替わるタイミングが変更されることにより、レーザ発振器から出射されるレーザ光は、ピークパワー、パルス幅、周波数等のレーザパラメータが変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２８５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
能動型のＱスイッチは、Ｑスイッチ制御部からの開閉指示に応じて開状態と閉状態とを切替えるために、電気的な信号に基づいて開閉する構成を有する必要がある。電気的な信号に基づいて開状態と閉状態とを切り替える為の構成を備えることから、能動型のＱスイッチの体積は大型化する。また、開状態と閉状態とを切替える具体的な構成として、能動型のＱスイッチにおける光の屈折率を変更する構成がある。光の屈折率を変更する構成は、屈折率を大きくしてレーザ光を屈折させることにより、レーザ光を透過させない閉状態を実現する。レーザ光が透過しない程度にレーザ光の進路を曲げるためには、レーザ光の進行方向について、能動型のＱスイッチを大きくする必要がある。したがって、能動型のＱスイッチの体積は大型化する。能動型のＱスイッチは、レーザ発振器の内部に配置されるので、能動型のＱスイッチが大型化することに伴って、レーザ光路方向にレーザ発振器が大型化する。
【０００８】
一方、能動型のＱスイッチではなく、受動型のＱスイッチも知られている。受動型のＱスイッチは、レーザ媒体から発振されたレーザ光を吸収して、吸収に伴って透過率が変動する材料で構成される。受動型のＱスイッチは、電気的な信号に基づいて開閉可能な構成を有しないので、受動型のＱスイッチは、能動型のＱスイッチよりも小型に構成される。しかしながら、受動型のＱスイッチは、電気的な信号に基づいて開閉可能な構成を有しないので、受動型のＱスイッチは、開状態と閉状態とを自在に変更することができない。よって、受動型のＱスイッチを有するレーザ発振器において、励起光の強度が変更されることにより、出射されるレーザ光の平均パワーは変更可能であるが、出射されるレーザ光の種々のレーザパラメータは自在に変更可能ではない。
【０００９】
本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ピークパワー、パルス幅、周波数等のレーザパラメータの変更が可能でありながら、小型化可能なレーザ発振器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】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明の一側面に係るレーザ発振器は、励起光を発する光源と、励起光を受けてレーザ光を発振するレーザ媒体と、前記レーザ媒体を挟んで配置される共振器ミラーと、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光を吸収して、吸収に伴って透過率が変動する第１の受動Ｑスイッチと、前記第１の受動Ｑスイッチの位置を切替える切替機構と、前記切替機構を制御する制御部と、を有し、前記切替機構は、前記第１の受動Ｑスイッチの位置を、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上に位置する第１の位置と、前記第１の位置と異なる第２の位置と、に切替え、前記制御部は、前記受動Ｑスイッチが前記第１の位置に位置するように、前記切替機構を制御する第１制御と、前記受動Ｑスイッチが前記第２の位置に位置するように、前記切替機構を制御する第２制御と、を実行することを特徴とする。
【００１１】
当該レーザ発振器では、第１の受動Ｑスイッチが、第１の位置と第２の位置との間で切替可能に構成される。第１の受動Ｑスイッチが第１の位置に配置された場合と、第２の位置に配置された場合とで、レーザ発振器の開閉の条件が異なることになるので、ピークパワー、パルス幅、周波数等のレーザパラメータが異なったレーザ光がレーザ発振器から出力される。したがって、第１の受動Ｑスイッチの位置を切り替えることにより、ピークパワーの大小の選択、パルス幅の長短、周波数の速遅が選択できるようになり、所望のレーザパラメータで材料加工することが可能になる。
【００１２】
また、従来技術のような能動型のＱスイッチは、Ｑスイッチ自体のサイズが大きいので、能動型のＱスイッチを有するレーザ発振器は大型化していた。一方、本発明のレーザ発振器では、能動型のＱスイッチではなく、受動型のＱスイッチが使用される。受動型のＱスイッチは、レーザ媒体から発振されたレーザ光を吸収して、吸収に伴って透過率が変動する材料で構成される。受動型のＱスイッチは、圧電素子や高周波発生装置等の、電気的な信号に基づいて開閉可能な構成を設ける必要が無いので、受動型のＱスイッチは、能動型のＱスイッチよりも小型である。また、受動型のＱスイッチは、レーザ光の進路を曲げる必要が無いので、受動型のＱスイッチは、能動型のＱスイッチよりも小型である。能動型のＱスイッチよりも小型な受動型のＱスイッチが使用されるので、光路の方向においてレーザ発振器の小型化が実現できる。
【００１３】
前記目的を達成するため、本発明の一側面に係るレーザ発振器は、請求項１記載のレーザ発振器に加えて、前記第２の位置は、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上から退避した位置であり、前記切替機構は、前記第１の受動Ｑスイッチの位置を、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上に位置する第１の位置と、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上から退避した第２の位置と、に切替えることを特徴とする。
【００１４】
当該レーザ発振器では、前記第２の位置は、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上から退避した位置である。第１の受動Ｑスイッチを第１の位置に配置させた場合、レーザ媒体から発振されたレーザ光は、第１の受動Ｑスイッチを通過して、レーザ発振器から出力される。一方、第１の受動Ｑスイッチを第２の位置に配置させた場合、レーザ媒体から発振されたレーザ光は、第１の受動Ｑスイッチを通過することなく、レーザ発振器から出力される。よって、第１の受動Ｑスイッチが第２の位置に配置された場合は、第１の受動Ｑスイッチを通過することなく、レーザ光がレーザ発振器から出力されるので、第１の受動Ｑスイッチが第１の位置に配置された場合に対して、レーザパラメータが確実に異なったレーザ光がレーザ発振器から出力される。また、レーザパラメータが異なるレーザ光を出力する為に、能動型のＱスイッチよりも小さい受動型のＱスイッチが使用されるので、能動型のＱスイッチを使用する場合と比較して、光路の方向においてレーザ発振器の小型化が実現できる。
【００１５】
前記目的を達成するため、本発明の一側面に係るレーザ発振器は、請求項１記載のレーザ発振器に加えて、前記第２の位置は、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上であって、前記第１の位置よりも前記レーザ媒体に近接した位置であり、前記切替機構は、前記第１の受動Ｑスイッチの位置を、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上に位置する第１の位置と、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上であって、前記第１の位置よりも前記レーザ媒体に近接した第２の位置と、に切替えることを特徴とする。
【００１６】
当該レーザ発振器では、第２の位置は、第１の位置よりもレーザ媒体に近接した位置である。共振器内のレーザ光の強度は、レーザ媒体からの距離によって異なっている。したがって、レーザ媒体からの距離によって、受動Ｑスイッチが吸収するレーザ光の強度が異なるので、受動Ｑスイッチの透過率の変動特性も異なる。よって、第１の受動Ｑスイッチが第２の位置に配置された場合は、第１の受動Ｑスイッチが第１の位置に配置された場合に対して、受動Ｑスイッチの透過率の変動特性が異なるので、レーザパラメータが確実に異なったレーザ光がレーザ発振器から出力される。また、レーザパラメータが異なるレーザ光を出力する為に、能動型のＱスイッチよりも小さい受動型のＱスイッチが使用されるので、能動型のＱスイッチを使用する場合と比較して、光路の方向においてレーザ発振器の小型化が実現できる。
【００１７】
前記目的を達成するため、本発明の一側面に係るレーザ発振器は、請求項２に記載のレーザ発振器に加えて、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光を吸収して、吸収に伴って透過率が変動する第２の受動Ｑスイッチを、さらに有し、前記第２の受動Ｑスイッチは、前記第１の受動Ｑスイッチの透過率特性と異なる透過率特性を有し、前記切替機構は、前記第２の受動Ｑスイッチの位置を切替え、前記切替機構は、前記第２の受動Ｑスイッチの位置を、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上に位置する第３の位置と、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上から退避した第４の位置と、に切替え、前記制御部は、前記第２の受動Ｑスイッチが前記第３の位置に位置するように、前記切替機構を制御する第３制御と、前記第２の受動Ｑスイッチが前記第４の位置に位置するように、前記切替機構を制御する第４制御と、を実行し、前記第２制御と前記第３制御とは同時に実行され、前記第１制御と前記第４制御とは同時に実行されることを特徴とする。
【００１８】
当該レーザ発振器では、前記第１の受動Ｑスイッチの透過率特性と異なる透過率特性を有する第２の受動Ｑスイッチを有する。前記第１の受動Ｑスイッチが光路上に配置された場合の受動Ｑスイッチの開閉条件は、前記第２の受動Ｑスイッチが光路上に配置された場合の受動Ｑスイッチの開閉条件と異なる条件となる。よって、第２の受動Ｑスイッチがレーザ光の光路上に配置された場合は、第１の受動Ｑスイッチがレーザ光の光路上に配置された場合に対して、レーザパラメータが確実に異なったレーザ光がレーザ発振器から出力される。また、能動型のＱスイッチよりも小さい受動型のＱスイッチが使用されるので、能動型のＱスイッチを使用する場合と比較して、光路の方向においてレーザ発振器の小型化が実現できる。
【００１９】
前記目的を達成するため、本発明の一側面に係るレーザ発振器は、請求項２に記載のレーザ発振器に加えて、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光を吸収して、吸収に伴って透過率が変動する第２の受動Ｑスイッチを、さらに有し、前記第２の受動Ｑスイッチは、前記第１の受動Ｑスイッチの透過率特性と同一の透過率特性を有し、前記切替機構は、前記第２の受動Ｑスイッチの位置を切替え、前記切替機構は、前記第２の受動Ｑスイッチの位置を、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上であって前記第１の位置と異なる位置である第３の位置と、前記レーザ媒体から発振されたレーザ光の光路上から退避した第４の位置と、に切替え、前記制御部は、前記第２の受動Ｑスイッチが前記第３の位置に位置するように、前記切替機構を制御する第３制御と、前記第２の受動Ｑスイッチが前記第４の位置に位置するように、前記切替機構を制御する第４制御と、を実行し、前記第２制御と前記第３制御とは同時に実行され、前記第１制御と前記第４制御とは同時に実行されることを特徴とする。
【００２０】
当該レーザ発振器では、第２の受動Ｑスイッチを有する。第１の受動Ｑスイッチが配置される位置は、第２の受動Ｑスイッチが配置される位置に対して、レーザ媒体からの距離が異なる位置である。共振器内のレーザ光の強度は、レーザ媒体からの距離によって異なっている。したがって、レーザ媒体からの距離によって、受動Ｑスイッチが吸収するレーザ光の強度が異なるので、受動Ｑスイッチの透過率の変動も異なる。例えば、受動Ｑスイッチがレーザ光の強度の高い位置に配置された場合、エネルギーが受動Ｑスイッチに蓄えられやすくなるので、受動Ｑスイッチが開放されるために必要な時間が短縮される。よって、第２の受動Ｑスイッチがレーザ光の光路上に配置された場合は、第１の受動Ｑスイッチがレーザ光の光路上に配置された場合に対して、レーザ発振器の開閉条件が異なることになるので、レーザパラメータが確実に異なったレーザ光がレーザ発振器から出力される。また、能動型のＱスイッチよりも小さい受動型のＱスイッチが使用されるので、能動型のＱスイッチを使用する場合と比較して、光路の方向においてレーザ発振器の小型化が実現できる。
【００２１】
前記目的を達成するため、本発明の一側面に係るレーザ発振器は、請求項４に記載のレーザ発振器に加えて、前記第１の受動Ｑスイッチと、前記第２の受動Ｑスイッチと、は、前記レーザ媒体からレーザ光が発振されるレーザ光発振方向と垂直な平面に、並んで配置されていることを特徴とする。
【００２２】
当該レーザ発振器では、第１の受動Ｑスイッチと、前記第１の受動Ｑスイッチと、は、レーザ光発振方向と垂直な平面に、並んで配置されているので、光路の方向においてレーザ発振器の小型化が実現できる。
【００２３】
前記目的を達成するため、本発明の一側面に係るレーザ発振器は、請求項１から６のいずれかレーザ発振器に加えて、前記切替機構は、前記第１の受動Ｑスイッチが設置された受動Ｑスイッチ設置部と、前記受動Ｑスイッチ設置部を移動させる駆動部と、を有することを特徴とする。
【００２４】
当該レーザ発振器では、駆動部が駆動することにより、前記受動Ｑスイッチ設置部が移動し、前記複数の受動Ｑスイッチの位置が切替わるので、受動Ｑスイッチの位置が切替えの構成が簡単であり、光路の方向においてレーザ発振器の小型化が実現できる。
【００２５】
前記目的を達成するため、本発明の一側面に係るレーザ発振器は、請求項７に記載のレーザ発振器に加えて、前記受動Ｑスイッチ設置部は、前記駆動部が駆動することにより、前記レーザ光発振方向と垂直な方向に移動することを特徴とする。
【００２６】
当該レーザ発振器においては、前記受動Ｑスイッチ設置部は、前記駆動部が駆動することにより、光路の方向と垂直な方向に移動するので、光路の方向においてレーザ発振器の小型化が実現できる。
【００２７】
前記目的を達成するため、本発明の一側面に係るレーザ発振器は、請求項７に記載のレーザ発振器に加えて、前記受動Ｑスイッチ設置部は、前記駆動部が駆動することにより、光路の方向を軸として回転する方向に移動することを特徴とする。
【００２８】
当該レーザ発振器においては、前記受動Ｑスイッチ設置部は、前記駆動部が駆動することにより、光路の方向を軸として回転する方向に移動するので、受動Ｑスイッチの位置が切替えの構成が簡単であり、光路の方向においてレーザ発振器の小型化が実現できる。
【００２９】
前記目的を達成するため、本発明の一側面に係るレーザ発振装置は、請求項１から９のいずれかに記載のレーザ発振器と、前記レーザ発振器から発振されたレーザ光を反射する反射ミラー装置と、を有するレーザ発振装置であって、前記反射ミラー装置は、前記レーザ発振器から発振されたレーザ光を反射させてレーザ光の方向を変える反射ミラーと、前記反射ミラーを移動可能に保持する反射ミラー保持部と、反射ミラー保持部を移動させる反射ミラー駆動部と、前記反射ミラー駆動部を制御する反射ミラー制御部と、を有し、前記反射ミラー制御部は、前記切替機構の位置に応じて、反射ミラーの反射率が異なるように、前記反射ミラーを回動させることを特徴とする。
【００３０】
反射ミラーの反射率が異なることにより、反射ミラーを経たレーザ光のレーザ強度が異なる。当該レーザ発振器では、受動Ｑスイッチの種類によって、発振されるレーザ光のレーザパラメータが異なる。当該レーザ発振装置は、反射ミラーの反射率が、受動Ｑスイッチに連動して切り替わるので、受動Ｑスイッチ毎で、反射ミラーを経たレーザ光のレーザ強度を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に関するレーザ加工システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】第１実施形態に関するレーザ加工装置本体の概略構成を示す説明図である。
【図３】レーザ加工システムにおけるレーザ発振ユニットの構成を示す説明図である。
【図４】レーザ加工システムの制御系を示すブロック図である。
【図５】本実施形態におけるＱスイッチユニットの構成を示す説明図である。（ａ）は、蓋部が設置された状態のＱスイッチユニットを示す。（ｂ）は、蓋部が取り外された状態のＱスイッチユニットを示す。
【図６】本実施形態に関するメイン処理プログラムのフローチャートである。
【図７】Ｑスイッチユニットの変形例を示す説明図である。（ａ）は、第５Ｑスイッチ５５１Ａがレーザ光路上に配置された状態を示す。（ｂ）は、第６Ｑスイッチ５５１Ｂがレーザ光路上に配置された状態を示す。
【図８】Ｑスイッチユニットの変形例を示す説明図である。（ａ）は、第１Ｑスイッチがレーザ媒質から離隔した位置に配置された状態を示す。（ｂ）は、第１Ｑスイッチがレーザ媒質に近接した位置に配置された状態を示す。
【図９】第２実施形態におけるＱスイッチユニットの構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係るレーザ発振器を具体化した実施形態を含むレーザ加工システムに基づき、詳細に説明する。
（レーザ加工システム１の概略構成）
【００３３】
図１、図２、図３は、第１実施形態の概略構成を示す図である。図１は、本実施形態のレーザ発振器を備えるレーザ加工システム１を示す。図２は、本実施形態のレーザ発振器を備えるレーザ加工装置本体１１の上面図を示す。本実施形態のレーザ発振器を備えるレーザ加工システム１は、加工対象物Ｗに対してレーザ光を出射する。レーザ加工システム１は、加工対象物Ｗに出射されたレーザ光を、加工対象物Ｗに対して走査する。レーザ加工システム１は、レーザ光を走査することにより、加工対象物Ｗの表面にレーザマーキング加工を行う。以下の説明において、図１の左方向、右方向、上方向、下方向、紙面手前方向、紙面奥方向を、レーザ加工システム１の前方向、後方向、上方向、下方向、右方向、左方向とする。よって、図２の左方向、右方向、上方向、下方向、紙面手前方向、紙面奥方向が、レーザ加工システム１の前方向、後方向、左方向、右方向、上方向、下方向である。
【００３４】
レーザ加工システム１は、レーザ加工部１０と、ＰＣ１４と、から構成されている。レーザ加工部１０は、レーザ加工装置本体１１と、励起光部１２と、レーザコントローラ１３と、から構成されている。
【００３５】
レーザ加工装置本体１１は、レーザコントローラ１３からの指示に基づいて、レーザ光を出射し、加工対象物Ｗに対してレーザ光を走査する。レーザ加工装置本体１１は、レーザ発振ユニット５０、折返しミラーユニット６０、反射ミラー８０、走査ユニット９０、本体ベース１００から構成される。
【００３６】
励起光部１２は、励起光を発する。励起光部１２は、レーザコントローラ１３と電気的に接続する。励起光部１２は、光ファイバ５１を介して、レーザ加工装置本体１１と接続する。励起光部１２は、励起光源１２１と、レーザドライバ１２２と、から構成される。したがって、励起光部１２から発せられたレーザ光は、光ファイバ５１を介して、レーザ加工装置本体１１に入射する。
【００３７】
レーザコントローラ１３は、コンピュータで構成される。レーザコントローラ１３は、レーザ加工装置本体１１と電気的に接続するとともに、励起光部１２と電気的に接続する。また、レーザコントローラ１３は、ＰＣ１４と電気的に接続する。レーザコントローラ１３は、ＰＣ１４から受け取った印字情報や指示情報に基づいて、レーザ加工装置本体１１や励起光部１２を制御する。
【００３８】
ＰＣ１４は、パーソナルコンピュータ等で構成される。ＰＣ１４は、入力部１４１を有しており、入力部１４１から各種の指示を受け付ける。また、ＰＣ１４は、表示部１４２を有しており、表示部１４２に各種の情報を表示する。ＰＣ１４は、入力部１４４から受け付けた指示に基づいて、レーザコントローラ１３に印字情報や指示情報を与える。
【００３９】
レーザ発振ユニット５０は、レーザ加工装置本体１１の後端付近に本体ベース１００に固定して配置される。レーザ発振ユニット５０は、レーザコントローラ１３からの指示に基づいて、レーザ光を前方向に向けて出射する。
【００４０】
（レーザ発振ユニット）
図３に示すように、レーザ発振ユニット５０は、レーザ発振器５０１とビームエキスパンダ５０２とから構成される。レーザ発振器５０１は、レーザ光を出射する。レーザ発振器５０１は、ファイバコネクタ５２、反射鏡５３１、レーザ媒質５４、Ｑスイッチユニット５５、出力カプラ５３２、ウィンドウ５７、ケーシング５８等から構成される。ケーシング５８内に、ファイバコネクタ５２、反射鏡５３１、レーザ媒質５４、Ｑスイッチユニット５５、出力カプラ５３２、ウィンドウ５７、が配される。ファイバコネクタ５２は、光ファイバ５１に接続する。ファイバコネクタ５２は、光ファイバ５１を介して、励起光部１２から発せられた励起光を受ける。
【００４１】
反射鏡５３１は、ファイバコネクタ５２から入射された励起光を透過するとともに、レーザ媒質５４から出射されたレーザ光を高効率で反射する。反射鏡５３１は、出力カプラ５３２とレーザ共振器５３を構成する。
【００４２】
レーザ媒質５４は、励起光を受けて励起されてレーザ発振する。レーザ媒質５４としては、例えば、ネオジウム添加ガドリニウムバナデイト結晶や、ネオジウム添加イットリウムバデナイト結晶や、ネオジウム添加イットリウムアルミニウムガーネット結晶等を用いることができる。なお、レーザ媒質５４から発振されるレーザ光の強度は、レーザ媒質５４からの距離に応じて、異なっている。
【００４３】
出力カプラ５３２は、部分反射鏡で、波長１０６４ｎｍでの反射率は、８０％〜９０％である。
【００４４】
ウィンドウ５７は、出力カプラ５３２から出射されたレーザ光を外部へ透過させる。
【００４５】
Ｑスイッチユニット５５は、複数の受動Ｑスイッチを有して構成される。受動Ｑスイッチは、内部に蓄えられたエネルギーが小さいときにはレーザ光の透過率が低く、内部に蓄えられたエネルギーが閾値を超えると透過率が高くなる結晶である。受動Ｑスイッチは、レーザ光をパルス状のレーザとして発振する。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結晶等の過飽和吸収体を用いることができる。
【００４６】
ここで、受動Ｑスイッチによりレーザ発振器５０１からレーザ光が発振される原理を説明する。レーザ媒質５４から発振されるレーザ光の強度が小さいときには、受動Ｑスイッチの透過率が低く、レーザ発振器５０１からレーザ光が発振されない。一方、レーザ媒質５４から発振されるレーザ光の強度が大きくなり、受動Ｑスイッチに照射されるレーザ光のエネルギーが受動Ｑスイッチの構成により定まる固有の閾値を超えると、受動Ｑスイッチの透過率が大きくなる。受動Ｑスイッチの透過率が大きくなると、レーザ光が受動Ｑスイッチを透過することができるようになり、レーザ発振器５０１からレーザ光が発振される。また、レーザ発振器５０１からレーザ光が発振されると、レーザ媒質５４から発振されるレーザ光の強度が小さくなる。レーザ光の強度が小さくなると、受動Ｑスイッチの透過率が低くなり、レーザ発振器５０１からレーザ光が発振されない。以上の動作を繰り返して、レーザ発振器５０１からレーザ光がパルス発振される。したがって、受動Ｑスイッチにおける、レーザ光の強度に対する透過率の変動の特性（透過率特性）が異なる場合、レーザ発振器５０１から発振されるレーザ光の特性が変化する。例えば、透過率が高くなる閾値が高い値である受動Ｑスイッチの場合、レーザ光の強度が閾値を超えるまでの時間が長くなる。よって、レーザ発振器５０１から発振されるレーザ光の周波数は小さくなる。また、透過率が高くなる閾値が高い値である受動Ｑスイッチの場合、レーザ発振器５０１から発振されるレーザ光のピークパワーは大きくなる。受動Ｑスイッチの透過率特性は、例えば、Ｃｒ等の添加物の濃度や、受動Ｑスイッチの厚みによって変動する。
【００４７】
また、受動Ｑスイッチが、レーザ媒質５４からの距離を異ならせて配置された場合、レーザ発振器５０１から発振されるレーザ光の特性が変化する。レーザ光の強度は、レーザ媒質５４からの距離に応じて変化する。受動Ｑスイッチが、レーザ媒質５４からのレーザ光の強度が低い位置に配置されると、受動Ｑスイッチの透過率が高くなるまでの時間が長くなる。よって、レーザ発振器５０１から発振されるレーザ光の周波数は小さくなる。一方、受動Ｑスイッチが、レーザ媒質５４からのレーザ光の強度が高い位置に配置されると、受動Ｑスイッチの透過率が高くなるまでの時間が短くなる。よって、レーザ発振器５０１から発振されるレーザ光の周波数は大きくなる。
【００４８】
なお、レーザ発振器５０１内の構造は、上記に限らない。例えば、レーザ共振器５３を構成する反射鏡５３１や出力カプラ５３２を、レーザ媒質５４にコーティングされたコーティング膜として形成しても良い。
【００４９】
ビームエキスパンダ５０２は、レーザ発振器５０１の前側に設けられている。ビームエキスパンダ５０２は、レーザ発振器５０１から発振されたレーザ光のビーム径を調整する。
【００５０】
（折返しミラーユニット）
図１、図２に示すように、折返しミラーユニット６０は、レーザ発振ユニット５０より前側に、本体ベース１００に固定して配置される。折返しミラーユニット６０は、レーザ発振ユニット５０から出射されたレーザ光の光路上に配置される。折返しミラーユニット６０は、レーザ発振ユニット５０から出射されたレーザ光を反射して、レーザ光の進行方向を変える。折返しミラーユニット６０は、折返しミラー６１と、折返しミラー保持部６２と、ミラーモータ６３と、を有する。
【００５１】
折返しミラー６１は、レーザ光を反射する。折返しミラー６１は、反射率の高い第１の折返しミラー６１１と、第１の折返しミラー６１１よりも反射率の小さい第２の折返しミラー６１２とを有する。ミラー保持部６２は、折返しミラー６１を保持する。ミラーモータ６３は、ミラー保持部６２に駆動軸を連結する。折返しミラーユニット６０は、レーザ発振ユニット５０から出射されたレーザ光の光路上に第１の折返しミラー６１１が配置される第１位置と、レーザ発振ユニット５０から出射されたレーザ光の光路上に第２の折返しミラー６１２が配置される第２位置と、を切替可能に構成されている。折返しミラーユニット６０は、ミラーモータ６３の駆動により、第１位置と２位置との何れかの位置に切り替えられる。
【００５２】
折返しミラーユニット６０が第１位置に位置する場合、折返しミラーユニット６０は、レーザ発振ユニット５０から出射されたレーザ光のほぼ１００％を反射する。折返しミラーユニット６０が第２位置に位置する場合、折返しミラーユニット６０は、レーザ発振ユニット５０から出射されたレーザ光の一部を反射する。
【００５３】
（反射ミラー）
反射ミラー８０は、入射されたレーザ光をほぼすべて反射するミラーである。図３に示すように、反射ミラー８０は、折返しミラーユニット６０の左側に、反射面が折返しミラーユニット６０で反射されたレーザ光の光路に対して４５度の角度になるように、配置される。反射ミラー８０は、折返しミラーユニット６０で反射されたレーザ光を、右方向から受け、前方向へ反射させる。
【００５４】
（走査ユニット）
図１、図２に示すように、走査ユニット９０は、折返しミラーユニット６０より前側に、本体ベース１００に固定して配置される。走査ユニット９０は、反射ミラー８０により反射されたレーザ光の進行経路上に配置される。走査ユニット９０は、反射ミラー８０からレーザ光を受け、レーザ光を下方向に向けて出射する。走査ユニット９０は、レーザ光を走査する。
【００５５】
走査ユニット９０は、ガルバノスキャナと、ｆθレンズとを有して構成される。ガルバノスキャナは、Ｘ軸ガルバノモータ９１と、Ｙ軸ガルバノモータ９２とを有する。Ｘ軸ガルバノモータ９１及びＹ軸ガルバノモータ９２には、それぞれガルバノミラーが回動可能に保持されている。Ｘ軸ガルバノモータ９１の回転軸とＹ軸ガルバノモータ９２の回転軸とは直交するように配置されている。Ｘ軸ガルバノモータ９１とＹ軸ガルバノモータ９２との回転が制御されることにより、レーザ光が走査される。ｆθレンズは、ガルバノスキャナによって走査されたレーザ光の焦点距離を調整して、加工対象物Ｗと焦点とを一致させる。
【００５６】
（回路構成）
次に、レーザ加工システム１の電気的構成について、図４に基づいて説明する。
【００５７】
レーザ加工システム１は、レーザ加工部１０と、ＰＣ１４とを有する。レーザ加工部１０は、ＰＣ１４に、双方向通信可能に接続する。レーザ加工部１０は、レーザ加工装置本体１１および励起光部１２を制御するレーザコントローラ１３、ガルバノドライバ９９、レーザドライバ１２２等から構成されている。レーザコントローラ１３は、ガルバノドライバ９９、レーザドライバ１２２、ミラーモータ６３、モータ５５８、ＰＣ１４等と電気的に接続している。
【００５８】
レーザコントローラ１３は、ＣＰＵ１３１、ＲＡＭ１３２、ＲＯＭ１３３を有する。ＲＡＭ１３２は、印字パターンのＸＹ座標データ等を一時的に保存する。ＲＯＭ１３３は、各種のプログラムを記憶する。ＣＰＵ１３１は、ＲＯＭ１３３に記憶されているプログラムに従って各種の演算及び制御を行う。
【００５９】
また、ＣＰＵ１３１は、ＰＣ１４から入力された印字情報に基づいて決定したガルバノ駆動情報をガルバノドライバ９９に出力する。また、ＣＰＵ１３１は、ＰＣ１４から入力された印字情報に基づいて決定したレーザ発振ユニット５０のレーザ駆動情報をレーザドライバ１２２に出力する。また、ＣＰＵ１３１は、ＰＣ１４から入力された受動Ｑスイッチ選択情報に基づいて、モータ駆動情報をモータ５５８に出力する。
【００６０】
また、ＣＰＵ１３１は、ＰＣ１４から入力された受動Ｑスイッチ選択情報に基づいて、第１位置に折返しミラーユニット６０を位置させるか、第２位置に折返しミラーユニット６０を位置させるかを決定する。第１位置に折返しミラーユニット６０を位置させる場合、ＣＰＵ１３１は、第１位置に折返しミラーユニット６０を位置させる第１指示信号をミラーモータ６３に出力する。第２位置に折返しミラーユニット６０を位置させる場合、ＣＰＵ１３１は、第２位置に折返しミラーユニット６０を位置させる第２指示信号をミラーモータ６３に出力する。
【００６１】
ガルバノドライバ９９は、ＣＰＵ１３１から入力されたガルバノ駆動情報に基づいて、Ｘ軸ガルバノモータ９１及びＹ軸ガルバノモータ９２を制御する。これにより、走査ユニット９０により、レーザ光が走査される。
【００６２】
レーザドライバ１２２は、ＣＰＵ１３１から入力されたレーザ駆動情報に基づいて、励起光源１２１を制御する。これにより、励起光源１２１から励起光が出射される。
【００６３】
モータ５５８は、ＣＰＵ１３１から入力されたモータ駆動情報に基づいて、駆動する。モータ５５８が駆動することにより、Ｑスイッチユニット５５の受動Ｑスイッチの位置が切り替えられる。
【００６４】
ミラーモータ６３は、ＣＰＵ１３１から入力された第１指示信号に基づいて、第１位置に折返しミラーユニット６０を配置させるように、駆動する。折返しミラーユニット６０が第１位置に配置されると、第１の折返しミラー６１１にレーザ発振ユニット５０からのレーザ光が照射される。ミラーモータ６３は、ＣＰＵ１３１から入力された第２指示信号に基づいて、第２位置に折返しミラーユニット６０を位置させるように、駆動する。折返しミラーユニット６０が第２位置に配置されると、第２の折返しミラー６１２にレーザ発振ユニット５０からのレーザ光が照射される。
【００６５】
ＰＣ１４は、ユーザの指示が入力される入力部１４１を有する。入力部１４１は、例えば、キーボードやマウス等で構成される。ＰＣ１４は、入力部１４１から入力された指示に基づいて、レーザコントローラ１３を制御する。また、ＰＣ１４は、表示部１４２を有する。表示部１４２は、液晶ディスプレイであり、受動Ｑスイッチとレーザパラメータとの関係を示す情報等を表示する。
【００６６】
（Ｑスイッチユニット）
次に、本実施形態に係るレーザ加工システム１におけるＱスイッチユニット５５について図５を用いて説明する。
【００６７】
図５に示すように、Ｑスイッチユニット５５は、Ｑスイッチ設置部５５５、可動部５５６、ネジ軸５５７、モータ５５８、ベース５５９、第１受動Ｑスイッチ５５１、第２受動Ｑスイッチ５５２、第３受動Ｑスイッチ５５３、を有する。
【００６８】
ベース５５９は、レーザ光路Ｐと垂直方向に延びる略直方体形状として構成された部材である。ベース５５９は、レーザ発振器５０１内部に固定的に配置される。
【００６９】
モータ５５８は、ベース５５９の右端に設けられる。モータ５５８はベース５５９内部に固定される。
【００７０】
ネジ軸５５７は、左右方向に延びる円筒形状に形成された金属棒である。ネジ軸５５７には、ネジ溝が形成されている。ネジ軸５５７は、ネジ軸５５７の右端がモータ５５８のモータ軸に固定されている。ネジ軸５５７は、ネジ軸５５７の左端がベース５５９に回動自在に支持されている。したがって、ネジ軸５５７は、モータ５５８の回転に伴って、回転する。
【００７１】
可動部５５６は、略直方体形状に形成された部材である。可動部５５６は、内径にネジ溝が形成された孔を有する。可動部５５６は、孔にネジ軸５５７が挿入された状態で保持される。したがって、可動部５５６は、ネジ軸５５７が回転すると、回転に伴って左右に直線移動する。つまり、モータ５５８、ネジ軸５５７、可動部５５６は、ネジ送り機構を構成する。
【００７２】
Ｑスイッチ設置部５５５は、複数の受動Ｑスイッチが設置されるための部材であり、略直方体形状に形成される。Ｑスイッチ設置部５５５は、可動部５５６の上方に配置される。
【００７３】
Ｑスイッチ設置部５５５は、可動部５５６の上面に固定されている。したがって、Ｑスイッチ設置部５５５は、可動部５５６が左右に移動することに伴って、可動部５５６とともに左右に移動する。Ｑスイッチ設置部５５５は、土台部５５５ａと蓋部５５５ｂとを有する。
【００７４】
土台部５５５ａには、第１Ｑスイッチ設置部５５５１、第２Ｑスイッチ設置部５５５２、第３Ｑスイッチ設置部５５５３、第４Ｑスイッチ設置部５５５４が左右方向に並んで形成されている。第１Ｑスイッチ設置部５５５１、第２Ｑスイッチ設置部５５５２、第３Ｑスイッチ設置部５５５３、第４Ｑスイッチ設置部５５５４は、それぞれ、半円形状の穴として形成されており、土台部５５５ａを前後方向に切欠いて形成されている。
【００７５】
蓋部５５５ｂは、土台部５５５ａに対して着脱自在に土台部５５５ａの上方に配置される。蓋部５５５ｂは、土台部５５５ａに設置された状態で、第１Ｑスイッチ設置部５５５１と左右方向に同一の位置に、上側第１Ｑスイッチ設置部５５５５を有する。蓋部５５５ｂは、土台部５５５ａに設置された状態で、第２Ｑスイッチ設置部５５５２と左右方向に同一の位置に、上側第２Ｑスイッチ設置部５５５６を有する。蓋部５５５ｂは、土台部５５５ａに設置された状態で、第３Ｑスイッチ設置部５５５３と左右方向に同一の位置に、上側第３Ｑスイッチ設置部５５５７を有する。蓋部５５５ｂは、土台部５５５ａに設置された状態で、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と左右方向に同一の位置に、上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８を有する。
【００７６】
第１Ｑスイッチ設置部５５５１と上側第１Ｑスイッチ設置部５５５５とに囲まれた領域は、第２Ｑスイッチ設置部５５５２と上側第２Ｑスイッチ設置部５５５６に囲まれた領域、第３Ｑスイッチ設置部５５５３と上側第３Ｑスイッチ設置部５５５７に囲まれた領域、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８に囲まれた領域、と互いに上下方向に等しい位置に配置される。また、第１Ｑスイッチ設置部５５５１と上側第１Ｑスイッチ設置部５５５５とに囲まれた領域は、レーザ光の光路Ｐの上下方向の位置と等しい位置に配置される。したがって、Ｑスイッチ設置部が左右方向に移動すると、第１Ｑスイッチ設置部５５５１と上側第１Ｑスイッチ設置部５５５５とに囲まれた領域、第２Ｑスイッチ設置部５５５２と上側第２Ｑスイッチ設置部５５５６とに囲まれた領域、第３Ｑスイッチ設置部５５５３と上側第３Ｑスイッチ設置部５５５７とに囲まれた領域、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域、の何れかの領域がレーザ光路Ｐと重なる。
【００７７】
第１受動Ｑスイッチ５５１は、円柱形状に形成されたＣｒ４＋：ＹＡＧ結晶である。第１受動Ｑスイッチ５５１は、円柱の軸方向の厚さが２．０ｍｍに形成される。第１受動Ｑスイッチ５５１は、レーザ媒質５４からのレーザ光を吸収し、吸収に伴って透過率が減少する。第１受動Ｑスイッチ５５１は、円柱の軸方向が前後方向になるように、第１Ｑスイッチ設置部５５５１と上側第１Ｑスイッチ設置部５５５５とに囲まれた領域に配置される。
【００７８】
第２受動Ｑスイッチ５５２は、円柱形状に形成されたＣｒ４＋：ＹＡＧ結晶である。第２受動Ｑスイッチ５５２は、円柱の軸方向の厚さが３．０ｍｍに形成される。第２受動Ｑスイッチ５５２は、円柱の軸方向の厚さが、第１受動Ｑスイッチ５５１よりも大きく形成されている。よって、第２受動Ｑスイッチ５５２は、第１受動Ｑスイッチに比べ、透過率が高くなる閾値が高い値に形成されている。第２受動Ｑスイッチ５５２は、レーザ媒質５４からのレーザ光を吸収し、吸収に伴って透過率が減少する。第２受動Ｑスイッチ５５２は、円柱の軸方向が前後方向になるように、第２Ｑスイッチ設置部５５５２と上側第２Ｑスイッチ設置部５５５６とに囲まれた領域に配置される。
【００７９】
第３受動Ｑスイッチ５５３は、円柱形状に形成されたＣｒ４＋：ＹＡＧ結晶である。第３受動Ｑスイッチ５５３は、円柱の軸方向の厚さが４．０ｍｍに形成される。第３受動Ｑスイッチ５５３は、円柱の軸方向の厚さが、第２受動Ｑスイッチ５５２よりも大きく形成されている。よって、第３受動Ｑスイッチ５５３は、第２受動Ｑスイッチ５５２に比べ、透過率が高くなる閾値が高い値に形成されている。第３受動Ｑスイッチ５５３は、レーザ媒質５４からのレーザ光を吸収し、吸収に伴って透過率が減少する。第３受動Ｑスイッチ５５３は、円柱の軸方向が前後方向になるように、第３Ｑスイッチ設置部５５５３と上側第３Ｑスイッチ設置部５５５７とに囲まれた領域に配置される。
【００８０】
なお、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域には、受動Ｑスイッチは配置されていない。
【００８１】
Ｑスイッチ設置部５５５が左右方向に移動することにより、第１受動Ｑスイッチ５５１、第２受動Ｑスイッチ５５２、第３受動Ｑスイッチ５５３の何れか、もしくは、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域が、レーザ光路Ｐ上に配置される。第１受動Ｑスイッチ５５１がレーザ光路Ｐ上に配置された場合、ピークパワー３０ｋＷ、周波数が３０ｋＨｚのパルスレーザ光が、レーザ発振器５０１から発振される。第１受動Ｑスイッチ５５１がレーザ光路Ｐ上に配置された場合、第２受動Ｑスイッチ５５２や第３受動Ｑスイッチ５５３が光路Ｐ上に配置された場合に比較して、ピークパワーが小さく、周波数が大きいパルスレーザ光が、レーザ発振器５０１から発振される。第２受動Ｑスイッチ５５２がレーザ光路Ｐ上に配置された場合、ピークパワー１００ｋＷ、周波数が９ｋＨｚのパルスレーザ光が、レーザ発振器５０１から発振される。第２受動Ｑスイッチ５５２がレーザ光路Ｐ上に配置された場合、第１受動Ｑスイッチ５５１が光路Ｐ上に配置された場合に比較して、ピークパワーが大きく、周波数が小さいパルスレーザ光であり、第３受動Ｑスイッチ５５３が光路Ｐ上に配置された場合に比較して、ピークパワーが小さく、周波数が大きいパルスレーザ光が、レーザ発振器５０１から発振される。第３受動Ｑスイッチ５５３がレーザ光路Ｐ上に配置された場合、ピークパワー２００ｋＨｚ、周波数が４．５ｋＨｚのパルスレーザ光が、レーザ発振器５０１から発振される。第３受動Ｑスイッチ５５３がレーザ光路Ｐ上に配置された場合、第１受動Ｑスイッチ５５１や第２受動Ｑスイッチ５５２が光路Ｐ上に配置された場合に比較して、ピークパワーが大きく、周波数が小さいパルスレーザ光が、レーザ発振器５０１から発振される。第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域がレーザ光路Ｐ上に配置された場合、レーザ光路Ｐ上に受動Ｑスイッチが配置されないので、レーザ発振器５０１からレーザ光が連続発振される。
【００８２】
Ｑスイッチ設置部５５５は、光路Ｐ方向の長さを、第３受動Ｑスイッチ５５３の円柱の軸方向の長さと略同一の長さに形成されている。可動部５５６、ネジ軸５５７、モータ５５８、ベース５５９は、光路Ｐ方向について、第３受動Ｑスイッチ５５３の円柱の軸方向の長さと略同一の長さに形成することができる。Ｑスイッチユニット５５は、光路Ｐ方向について、第３受動Ｑスイッチ５５３の円柱の軸方向の長さと略同一の長さに形成することができる。
【００８３】
（フローチャート）
次に、レーザ加工システム１においてＱスイッチユニット５５を駆動させる処理内容について、図６を用いて説明する。
【００８４】
レーザ加工システム１の電源がオンされると、Ｓ１において、ＣＰＵ１３１は、Ｑスイッチ選択モードを受付けたかどうかを判断する。ＣＰＵ１３１は、ＰＣ１４に対して、Ｑスイッチ選択モードを選択させる選択画面を表示させる指示を出力する。ユーザによりＱスイッチ選択モードが選択されると、ＣＰＵ１３１は、ＰＣ１４からスイッチ選択モードを受け付ける。Ｓ１において、Ｑスイッチ選択モードを受付けた場合、ＣＰＵ１３１は、Ｓ２に処理を移行する。Ｓ１において、Ｑスイッチ選択モードを受付けていない場合、ＣＰＵ１３１は、Ｑスイッチユニット５５を駆動させる為の処理を終了する。
【００８５】
Ｓ２においては、ＣＰＵ１３１は、ＰＣ１４に対し、受動Ｑスイッチの情報を表示部１４２に表示させる指示を出力する。ＰＣ１４は、ＣＰＵ１３１からの指示を受けると、ＲＯＭ１３３に記憶されている受動Ｑスイッチの情報を表示部１４２に表示する。受動Ｑスイッチの情報は、第１受動Ｑスイッチ５５１をレーザ光路Ｐ上に配置した場合のレーザパラメータに関する情報、第２受動Ｑスイッチ５５２をレーザ光路Ｐ上に配置した場合のレーザパラメータに関する情報、第３受動Ｑスイッチ５５３をレーザ光路Ｐ上に配置した場合のレーザパラメータに関する情報、受動Ｑスイッチをレーザ光路Ｐ上に配置しない場合のレーザパラメータに関する情報である。つまり、ＰＣ１４は、ユーザに、受動Ｑスイッチの情報を提示する。
【００８６】
Ｓ３において、ＣＰＵ１３１は、第１受動Ｑスイッチ５５１、第２受動Ｑスイッチ５５２、第３受動Ｑスイッチ５５３、のいずれをレーザ光路Ｐ上に配置させるか、又は、レーザ光路Ｐ上にいずれの受動Ｑスイッチも配置させないか、を受け付ける。ＣＰＵ１３１は、ユーザがＰＣ１４の入力部１４１に入力した受動Ｑスイッチの選択情報を受け付ける。受動Ｑスイッチの選択情報とは、第１受動Ｑスイッチ５５１、第２受動Ｑスイッチ５５２、第３受動Ｑスイッチ５５３、のいずれをレーザ光路Ｐ上に配置させるか、又は、レーザ光路Ｐ上にいずれの受動Ｑスイッチも配置させないかを指示する情報である。ＣＰＵ１３１は、受動Ｑスイッチの選択情報が入力されると、Ｓ４に処理を移行する。
【００８７】
Ｓ４において、ＣＰＵ１３１は、モータ５５８にモータ駆動情報を与える。モータ駆動情報を与えられたモータ５５８は、モータ駆動情報に基づいて、駆動する。
【００８８】
Ｓ３で第１受動Ｑスイッチ５５１をレーザ光路Ｐ上に配置する指示を受けた場合、ＣＰＵ１３１は、第１受動Ｑスイッチ５５１がレーザ光路Ｐ上に配置されるようにモータ５５８が回転駆動するモータ駆動情報を、モータ５５８に与える。ＣＰＵ１３１は、不図示のエンコーダによりモータの回転位置を取得する。取得した回転位置が、第１受動Ｑスイッチ５５１が光路Ｐ上に配置されることを示す場合、ＣＰＵ１３１は、モータ５５８を駆動させない。一方、取得した回転位置が、第１受動Ｑスイッチ５５１が光路Ｐ上に配置されていないことを示す場合、ＣＰＵ１３１は、取得した回転位置に基づいて、モータ５５８の駆動量を決定する。ＣＰＵ１３１は、決定した駆動量を示すモータ駆動情報をモータ５５８に与え、モータ５５８を駆動させる。モータ５５８は、回転駆動し、Ｑスイッチ設置部５５５を左右方向に移動させ、第１受動Ｑスイッチ５５１をレーザ光路Ｐ上に配置させる。第１受動Ｑスイッチ５５１がレーザ光路Ｐ上に配置されたとき、第２受動Ｑスイッチ５５２及び第３受動Ｑスイッチ５５３はレーザ光路Ｐから外れた位置に配置されている。したがって、ＣＰＵ１３１は、モータ５５８を回転駆動させ、第１受動Ｑスイッチ５５１が光路Ｐ上に配置されていない状態から、第１受動Ｑスイッチ５５１が光路Ｐ上に配置されている状態に切り替える（第１制御）。モータ５５８が回転駆動すると、Ｑスイッチ設置部５５５が左右に移動するので、第２受動Ｑスイッチ５５２、第３受動Ｑスイッチ５５３、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域が左右方向に移動する。したがって、ＣＰＵ１３１は、モータ５５８を回転駆動させ、第２受動Ｑスイッチ５５２、第３受動Ｑスイッチ５５３、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域のいずれかが光路Ｐ上に配置されている状態から、第２受動Ｑスイッチ５５２、第３受動Ｑスイッチ５５３、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域が光路Ｐ上に配置されてない状態に切り替える（第４制御）。
【００８９】
同様に、Ｓ３で第２受動Ｑスイッチ５５２をレーザ光路Ｐ上に配置する指示を受けた場合、ＣＰＵ１３１は、第２受動Ｑスイッチ５５２がレーザ光路Ｐ上に配置されるようにモータ５５８が回転駆動するモータ駆動情報を与える。モータ５５８は、回転駆動し、Ｑスイッチ設置部５５５を左右方向に移動させ、第２受動Ｑスイッチ５５２をレーザ光路Ｐ上に配置させる。第２受動Ｑスイッチ５５２がレーザ光路Ｐ上に配置されたとき、第１受動Ｑスイッチ５５１及び第３受動Ｑスイッチ５５３はレーザ光路Ｐから外れた位置に配置されている。つまり、ＣＰＵ１３１は、モータ５５８を回転駆動させ、第１受動Ｑスイッチ５５１、第３受動Ｑスイッチ５５３、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域のいずれかが光路Ｐ上に配置されている状態から、第１受動Ｑスイッチ５５１、第３受動Ｑスイッチ５５３、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域が光路Ｐ上に配置されない状態に切り替えるとともに、第２受動Ｑスイッチ５５２が光路Ｐ上に配置されていない状態から、第２受動Ｑスイッチ５５２が光路Ｐ上に配置された状態に切り替える（第３制御）。ここで、ＣＰＵ１３１が、モータ５５８を回転駆動させ、第１受動Ｑスイッチ５５１が光路Ｐ上に配置されている状態から、第１受動Ｑスイッチ５５１が光路Ｐ上に配置されない状態に切り替える場合は、本発明における第２制御に相当する。
【００９０】
同様に、Ｓ３で第３受動Ｑスイッチ５５２をレーザ光路Ｐ上に配置する指示を受けた場合、ＣＰＵ１３１は、第３受動Ｑスイッチ５５２がレーザ光路Ｐ上に配置されるようにモータ５５８が回転駆動するモータ駆動情報を与える。モータ５５８は、回転駆動し、Ｑスイッチ設置部５５５を左右方向に移動させ、第３受動Ｑスイッチ５５３をレーザ光路Ｐ上に配置させる。第３受動Ｑスイッチ５５３がレーザ光路Ｐ上に配置されたとき、第１受動Ｑスイッチ５５１及び第２受動Ｑスイッチ５５２はレーザ光路Ｐから外れた位置に配置されている。つまり、ＣＰＵ１３１は、モータ５５８を回転駆動させ、第１受動Ｑスイッチ５５１、第２受動Ｑスイッチ５５２、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域のいずれかが光路Ｐ上に配置されている状態から、第１受動Ｑスイッチ５５１、第２受動Ｑスイッチ５５２、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域のいずれかが光路Ｐ上に配置されていない状態に切り替えるとともに、第３受動Ｑスイッチ５５３が光路Ｐ上に配置されていない状態から、第３受動Ｑスイッチ５５３が光路Ｐ上に配置された状態に切り替える。
【００９１】
同様に、Ｓ３で受動Ｑスイッチ５５２がレーザ光路Ｐ上に配置されない指示を受けた場合、ＣＰＵ１３１は、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域がレーザ光路Ｐ上に配置されるようにモータ５５８が回転駆動するモータ駆動情報を与える。モータ５５８は、回転駆動し、Ｑスイッチ設置部５５５を左右方向に移動させ、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域をレーザ光路Ｐ上に配置させる。第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域がレーザ光路Ｐ上に配置されたとき、第１受動Ｑスイッチ５５１、第２受動Ｑスイッチ５５２、及び、第３受動Ｑスイッチ５５３はレーザ光路Ｐから外れた位置に配置されている。つまり、ＣＰＵ１３１は、モータ５５８を回転駆動させ、第１受動Ｑスイッチ５５１、第２受動Ｑスイッチ５５２、第３受動Ｑスイッチ５５３、のいずれかが光路Ｐ上に配置されている状態から、第１受動Ｑスイッチ５５１、第２受動Ｑスイッチ５５２、第３受動Ｑスイッチ５５３、のいずれかが光路Ｐ上に配置されていない状態に切り替えるとともに、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域が光路Ｐ上に配置されていない状態から、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域が光路Ｐ上に配置された状態に切り替える。
【００９２】
Ｓ５において、ＣＰＵ１３１は、折返しミラーユニット６０を第１位置又は第２位置のいずれに位置させるかを決定し、ミラーモータ６３に第１指示信号又は第２指示信号を出力する。ミラーモータ６３は、第１指示信号を受けた場合、第１の折返しミラー６１１にレーザ光が照射されるように、回転駆動する。ミラーモータ６３は、第２指示信号を受けた場合、第２の折返しミラー６１２にレーザ光が照射されるように、回転駆動する。第１の折返しミラー６１１にレーザ光が照射された場合、第１の折返しミラー６１１でほぼ１００％のレーザ光が反射し、印字対象物Ｗにレーザ光が照射される。一方、第２の折返しミラー６１２にレーザ光が照射された場合、印字対象物Ｗに照射されるレーザ光の強度は小さくなる。受動Ｑスイッチを交換すると、レーザ発振ユニット５０から出射されるレーザ光におけるピークパワーや周波数等の複数のレーザパラメータが変化するが、折返しミラーユニット６０からの反射率を変更することにより、印字対象物Ｗに照射されるレーザ光のピークパワーが調整される。本実施形態では、ＣＰＵ１３１は、第３Ｑスイッチ５５３が光路Ｐに配置された場合、折返しミラーユニット６０を第２位置に位置させると決定し、第１Ｑスイッチ５５１又は第２Ｑスイッチ５５２が光路Ｐに配置された場合、もしくは、受動Ｑスイッチ５５２がレーザ光路Ｐ上に配置されない場合、折返しミラーユニット６０を第１位置に位置させると決定する。これにより、レーザ発振器５０１から発振されるレーザ光のピークパワーが最も大きくなる、第３Ｑスイッチ５５３が光路Ｐに配置された場合について、印字対象物Ｗに照射されるレーザ光のピークパワーを低くすることができる。しかしながら、Ｑスイッチ設置部５５５の位置と、折返しミラーユニット６０の位置との対応関係は上記の関係に限らず、適宜変更できる。
【００９３】
Ｓ５の処理が完了すると、ＣＰＵ１３１は、Ｑスイッチユニット５５を駆動させる為の処理を終了する。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態に係るレーザ加工システム１は、Ｑスイッチユニット５５を有することによって、ピークパワーや周波数のレーザパラメータを変更して、印字対象物Ｗにレーザ照射することができる。
【００９５】
なお、上述の第１実施形態において、レーザ発振ユニット５０、励起光部１２、レーザコントローラ１３は、本発明におけるレーザ発振器の一例である。励起光部１２は、本発明における光源に相当する。レーザ媒質５４は、本発明におけるレーザ媒体に相当する。励起光部１２は、本発明における光源に相当する。レーザ共振器５３は、本発明における共振器に相当する。第１Ｑスイッチ５５１は、本発明における第１の受動Ｑスイッチに相当する。第２Ｑスイッチ５５２、第３Ｑスイッチ５５３は、本発明における第２の受動Ｑスイッチに相当する。上述の第１実施形態において、図５における光路Ｐ上であって第２Ｑスイッチ５５２が配置されている位置は、本発明における第１の位置、第３の位置に相当する。上述の第１実施形態において、図５における光路Ｐから外れた位置であって第１Ｑスイッチ５５１が配置されている位置は、本発明における第２の位置に相当する。上述の第１実施形態において、図５における光路Ｐから外れた位置であって第３Ｑスイッチ５５３が配置されている位置は、本発明における第４の位置に相当する。Ｑスイッチユニット５５は、本発明における切替機構に相当する。励起光部１２は、本発明における光源に相当する。レーザコントローラ１３は、本発明における制御部に相当する。Ｑスイッチ設置部５５５は、本発明における受動Ｑスイッチ設置部に相当する。モータ５５８、ネジ軸５５７、可動部５５６は、本発明における駆動部に相当する。折返しミラーユニット６０は、本発明における反射ミラー装置に相当する。折返しミラー６１は、本発明における反射ミラーに相当する。折返しミラー保持部６２は、本発明における反射ミラー保持部に相当する。ミラーモータ６３は、本発明における反射ミラー駆動部に相当する。レーザ加工システム１、レーザ加工部１０は、本発明におけるレーザ発振装置に相当する。光路Ｐは、本発明における光路に相当する。
【００９６】
（変形例）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものでなく、種々の変更が可能である。
【００９７】
上記の実施形態では、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域に受動Ｑスイッチを配置していなかったが、第４Ｑスイッチ設置部５５５４と上側第４Ｑスイッチ設置部５５５８とに囲まれた領域に受動Ｑスイッチを配置しても良い。
【００９８】
また、第１受動Ｑスイッチ５５１、第２受動Ｑスイッチ５５２、第３受動Ｑスイッチ５５３は、上述の形態に限らない。上記の実施形態では、透過率特性を変更するために、長さの異なる受動Ｑスイッチを使用したが、これに限らない。例えば、互いに不純物濃度の異なる受動Ｑスイッチを使用してもよい。
【００９９】
また、上記の実施形態では、３つの受動Ｑスイッチを使用したが、受動Ｑスイッチの数はこれに限らない。例えば、互いに異なる透過率特性の受動Ｑスイッチを４つ以上備えても良い。また、受動Ｑスイッチを１つのみ備え、受動Ｑスイッチがレーザ光路Ｐ上に配置される状態と、受動Ｑスイッチがレーザ光路Ｐから退避した状態と、を切替可能に構成してもよい。
【０１００】
また、上記の実施形態では、３つの受動Ｑスイッチがレーザ光路Ｐと垂直方向に並んで配置されていたが、これに限らない。例えば、受動Ｑスイッチがレーザ光路Ｐ上に配置されたときに、受動Ｑスイッチ５５１からレーザ媒質５４までの距離が互いに異なるように、受動Ｑスイッチを配置しても良い。レーザ媒質５４から発振させるレーザ光の強度は、レーザ媒質５４からの距離によって異なる。よって、受動Ｑスイッチをレーザ媒質５４からの距離を異ならせて配置すると、受動Ｑスイッチの透過率の変動量が異なる。よって、レーザ発振器５０から発振されるレーザ光のレーザパラメータが変更される。この場合、図７に示すように、透過率特性の等しい受動Ｑスイッチが、レーザ媒質５４に近い位置と遠い位置とのいずれかの位置に切替わるように構成しても良い。
【０１０１】
図７において、Ｑスイッチユニット５５は、レーザ光の光路Ｐと垂直な方向である上下方向に移動可能に構成されている。Ｑスイッチユニット５５は、第４Ｑスイッチ５５１Ａと第５Ｑスイッチ５５１Ｂとを有する。第４Ｑスイッチ５５１Ａと第５Ｑスイッチ５５１Ｂとは、互いに透過率特性が等しい受動Ｑスイッチである。第４Ｑスイッチ５５１Ａと第５Ｑスイッチ５５１Ｂとは上下方向に異なる位置に配置されるとともに、前後方向に異なる位置に配置される。Ｑスイッチユニット５５は、ＣＰＵ１３１によって、上下方向に移動する。Ｑスイッチユニット５５は、上下方向に移動することにより、図７（ａ）に示すような、第４Ｑスイッチ５５１Ａが光路Ｐ上に配置される位置と、図７（ｂ）に示すような、第５Ｑスイッチ５５１Ｂが光路Ｐ上に配置される位置と、を切替える。図７（ａ）に示すように、Ｑスイッチユニット５５が下方向に配置される場合、第４Ｑスイッチ５５１Ａがレーザ光路Ｐ上に配置されるとともに、第５Ｑスイッチ５５１Ｂがレーザ光路Ｐ上から退避した位置に配置される。一方、図７（ｂ）に示すように、Ｑスイッチユニット５５が上方向に配置される場合、第４Ｑスイッチ５５１Ａがレーザ光路Ｐ上にから退避した位置に配置されるとともに、第５Ｑスイッチ５５１Ｂがレーザ光路Ｐ上に配置される。図７（ａ）における第４Ｑスイッチ５５１Ａとレーザ媒質５４との距離は、図７（ｂ）における第５Ｑスイッチ５５１Ｂとレーザ媒質５４との距離と異なっている。したがって、第４Ｑスイッチ５５１Ａが光路Ｐ上に配置される場合と、第５Ｑスイッチ５５１Ｂが光路Ｐ上に配置される場合とでは、受動Ｑスイッチの透過率の変動量が異なる。よって、レーザ発振器５０から発振されるレーザ光のレーザパラメータが変更される。
【０１０２】
上述の変形例において、図７（ａ）における光路Ｐ上であって第４Ｑスイッチ５５１Ａが配置されている位置は、本発明における第１の位置に相当する。図７（ａ）における光路Ｐから外れた位置であって第５Ｑスイッチ５５１Ｂが配置されている位置は、本発明における第４の位置に相当する。図７（ｂ）における光路Ｐから外れた位置であって第４Ｑスイッチ５５１Ａが配置されている位置は、本発明における第２の位置に相当する。図７（ｂ）における光路Ｐ上であって第５Ｑスイッチ５５１Ｂが配置されている位置は、本発明における第３の位置に相当する。
【０１０３】
また、図８に示すように、ある一つの受動Ｑスイッチが、レーザ媒質５４に近い位置と遠い位置とのいずれかの位置に切替わるように構成しても良い。図８において、Ｑスイッチユニット５５は、レーザ光の光路Ｐ方向である前後方向に移動可能に構成されている。Ｑスイッチユニット５５は、第１Ｑスイッチ５５１を有する。第１Ｑスイッチ５５１は、Ｑスイッチユニット５５が前後方向に移動しても、常にレーザ光路Ｐ上に配置される。Ｑスイッチユニット５５は、ＣＰＵ１３１からの指示に基づいて、前後方向に移動する。図８（ａ）に示すように、Ｑスイッチユニット５５が前方向に移動することにより、第１Ｑスイッチ５５１はレーザ媒質５４から離隔して配置される。一方、図８（ｂ）に示すように、第１Ｑスイッチ５５１が後方向に移動することにより、第１Ｑスイッチ５５１はレーザ媒質５４に近接して配置される。第１Ｑスイッチ５５１の光路Ｐ方向の位置が変更されることにより、第１Ｑスイッチ５５１の透過率の変動量が変更される。よって、レーザ発振器５０から発振されるレーザ光のレーザパラメータが変更される。
【０１０４】
上述の変形例において、図８（ａ）における光路Ｐ上であって第１Ｑスイッチ５５１が配置されている位置は、本発明における第１の位置に相当する。図８（ｂ）における光路Ｐ上であって第１Ｑスイッチ５５１が配置されている位置は、本発明における第２の位置に相当する。
【０１０５】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態に係るレーザ発振器について、図９を用いて説明する。図９は、第２の実施形態に係るＱスイッチユニット５５ｂを示す説明図である。図９において、紙面垂直方向がレーザ媒質５４から発振されたレーザ光の光路Ｐの方向である。第２の実施形態は、第１の実施形態におけるＱスイッチユニット５５を、Ｑスイッチユニット５５ｂに置き換えたものであり、他の構成は、第１の実施形態と同様の構成である。第１の実施形態において、Ｑスイッチユニット５５は、受動Ｑスイッチをレーザ光と垂直な左右方向に移動させるものであった。一方、第２の実施形態において、Ｑスイッチユニット５５ｂは、受動Ｑスイッチをレーザ光と垂直な平面内で、回転移動させるものである。
【０１０６】
Ｑスイッチユニット５５ｂは、モータ５５８ｂと、ギア５５０と、回転板５５５ｃと、第１受動Ｑスイッチ５５１ｂと、第２受動Ｑスイッチ５５２ｂと、第３受動Ｑスイッチ５５３ｂと、を有する。
【０１０７】
第１受動Ｑスイッチ５５１ｂ、第２受動Ｑスイッチ５５２ｂ、第３受動Ｑスイッチ５５３ｂは、第１の実施形態と同様のものが使用できる。
【０１０８】
ギア５５０は、外周面に溝を有して形成される円盤形状のギアとして形成される。ギア５５０は、ギア５５０の中心にモータ５５８ｂのモータ軸が挿入される。したがって、モータ５５８ｂの回転に伴って、ギア５５０は回転する。
【０１０９】
回転板５５５ｃは、外周面に溝を有して形成される円盤形状のギアとして形成される。回転板５５５ｃは、ギア５５０の溝と噛み合うように配置される。回転板５５５ｃは、中心部分に、回転軸５５５ｄを有する。回転軸５５５ｄは、光路Ｐと平行な向きに延びるように配置される。回転板５５５ｃは、ギア５５０の回転に伴って回転軸５５５ｄを中心として回転する。回転板５５５ｃは、第１Ｑスイッチ設置部５５５１ｂと、第２Ｑスイッチ設置部５５５２ｂと、第３Ｑスイッチ設置部５５５３ｂと、第４Ｑスイッチ設置部５５５４ｂと、を有する。
【０１１０】
第１受動Ｑスイッチ５５１ｂは、第１Ｑスイッチ設置部５５５１ｂに配置される。第２受動Ｑスイッチ５５２ｂは、第２Ｑスイッチ設置部５５５２ｂに配置される。第３受動Ｑスイッチ５５３ｂは、第３Ｑスイッチ設置部５５５３ｂに配置される。なお、第４Ｑスイッチ設置部５５５４ｂには、受動Ｑスイッチは配置されていない。
【０１１１】
Ｑスイッチユニット５５ｂは、モータ５５８ｂを回転させることによって、第１Ｑスイッチ設置部５５５１ｂと、第２Ｑスイッチ設置部５５５２ｂと、第３Ｑスイッチ設置部５５５３ｂと、第４Ｑスイッチ設置部５５５４ｂのいずれかをレーザの光路Ｐ上に配置させることができる。よって、Ｑスイッチユニット５５ｂは、モータ５５８ｂを回転させることによって、第１受動Ｑスイッチ５５１ｂ、第２受動Ｑスイッチ５５２ｂ、第３受動Ｑスイッチ５５３ｂ、のいずれか一つを光路Ｐ上に配置させるか、第１受動Ｑスイッチ５５１ｂ、第２受動Ｑスイッチ５５２ｂ、第３受動Ｑスイッチ５５３ｂのいずれも光路Ｐ上に配置させないことができる。
【０１１２】
なお、上述の第２実施形態において、Ｑスイッチユニット５５ｂは、本発明における切替機構に相当する。回転板５５５ｃは、本発明における受動Ｑスイッチ設置部に相当する。ギア５５０、モータ５５８ｂは、本発明における駆動部に相当する。回転軸５５５ｄは、本発明における軸に相当する。上述の第２実施形態において、図９における光路Ｐ上であって第２Ｑスイッチ５５２ｂが配置されている位置は、本発明における第１の位置、第３の位置に相当する。上述の第２実施形態において、図９における光路Ｐから外れた位置であって第１Ｑスイッチ５５１ｂが配置されている位置は、本発明における第２の位置に相当する。上述の第１実施形態において、図５における光路Ｐから外れた位置であって第３Ｑスイッチ５５３ｂが配置されている位置は、本発明における第４の位置に相当する。
【符号の説明】
【０１１３】
１    レーザ加工システム
１０    レーザ加工部
１１      レーザ加工装置本体
１２      励起光部
１２１        励起光源
１２２        レーザドライバ
１３      レーザコントローラ
１３１        ＣＰＵ
１３２        ＲＡＭ
１３３        ＲＯＭ
１４    ＰＣ
１４１      入力部
１４２      表示部
５０      レーザ発振ユニット
５１        光ファイバ
５２        ファイバコネクタ
５３        レーザ共振器
５３１      反射鏡
５３２      出力カプラ
５４        レーザ媒質
５５        Ｑスイッチユニット
５５１        第１Ｑスイッチ
５５２        第２Ｑスイッチ
５５３        第３Ｑスイッチ
５５５        Ｑスイッチ設置部
５５６        可動部
５５７        ねじ軸
５５８        モータ
５５９        ベース
５７        ウィンドウ
５８        ケーシング
６０      折返しミラーユニット
６１        折返しミラー
６２        ミラー保持部
６３        ミラーモータ
９０      走査ユニット
９１        Ｘ軸ガルバノモータ
９２        Ｙ軸ガルバノモータ
９９        ガルバノドライバ
１００    本体ベース
５５ｂ      Ｑスイッチユニット
５５５ｃ      回転板
５５５ｄ      回転軸
５５０        ギア
５５８ｂ      モータ
Ｐ    光路
Ｗ    印字対象物
【図１】
2017069373.tif 000003
【図２】
2017069373.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017069373.tif 000006
【図５】
2017069373.tif 000007
【図６】
2017069373.tif 000008
【図７】
2017069373.tif 000009
【図８】
2017069373.tif 000010
【図９】
2017069373.tif 000011