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JP7748260B2 - Laser Processing Equipment - Google Patents

Laser Processing Equipment

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JP7748260B2
JP7748260B2 JP2021186969A JP2021186969A JP7748260B2 JP 7748260 B2 JP7748260 B2 JP 7748260B2 JP 2021186969 A JP2021186969 A JP 2021186969A JP 2021186969 A JP2021186969 A JP 2021186969A JP 7748260 B2 JP7748260 B2 JP 7748260B2
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housing
laser
laser light
mirror
laser processing
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Description

ここに開示する技術は、レーザ加工装置に関する。 The technology disclosed herein relates to a laser processing device.

特許文献1には、レーザ加工装置の一例が開示されている。具体的に、この特許文献1に係るレーザ加工装置は、レーザ光を偏向するレーザ光偏向部(レーザ光走査部)と、レーザ光偏向部を収容する筐体と、筐体の下面に形成されたかつレーザ光偏向部によって偏向されたレーザ光を透過する出射窓部と、を備えている。 Patent Document 1 discloses an example of a laser processing device. Specifically, the laser processing device according to Patent Document 1 includes a laser beam deflection unit (laser beam scanning unit) that deflects laser beams, a housing that houses the laser beam deflection unit, and an exit window formed on the underside of the housing that transmits the laser beam deflected by the laser beam deflection unit.

特開2019-104047号公報JP 2019-104047 A

ところで、レーザ光の遮光を図るべく、レーザ光路の周囲を覆うことが考えられる。 In order to block the laser light, it is possible to cover the periphery of the laser light path.

しかしながら、前記特許文献1に開示されているレーザ加工装置のように、筐体の下面に出射窓部を形成した構成の場合、該筐体の下面に遮光部材等を取り付けてしまうと、装置の設置に必要なスペースが上下に拡大することになる。このことは、レーザ加工装置における筐体の設置スペースのコンパクト化を実現する上で不都合である。 However, in the case of a laser processing device with an emission window formed on the underside of the housing, as in the case of the laser processing device disclosed in Patent Document 1, attaching a light-blocking member or the like to the underside of the housing would result in the space required for installing the device expanding vertically. This is inconvenient when it comes to achieving a compact installation space for the housing of the laser processing device.

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レーザ光の遮光を図りつつ、設置スペースのコンパクト化を実現することにある。 The technology disclosed here was developed in light of these issues, and its purpose is to achieve a compact installation space while blocking laser light.

本開示の第1の態様は、照射エリアに向けてレーザ光を照射することで、ワークに対して加工を行うレーザ加工装置に係る。このレーザ加工装置は、予め定められた加工設定にしたがってレーザ光を偏向するレーザ光偏向部と、前記レーザ光偏向部を収容する筐体と、を備える。 A first aspect of the present disclosure relates to a laser processing device that processes a workpiece by irradiating an irradiation area with laser light. This laser processing device includes a laser beam deflection unit that deflects the laser beam according to predetermined processing settings, and a housing that houses the laser beam deflection unit.

そして、本開示の第1の態様によれば、前記筐体には、前記レーザ光偏向部によって偏向されて前記照射エリアに向かうレーザ光が透過する光学部材が設けられた第1収容部と、前記光学部材の周囲の少なくとも一部を該光学部材よりも前記照射エリアに向けて突出させてなる第2収容部と、が形成される。 According to a first aspect of the present disclosure, the housing is formed with a first housing portion having an optical element through which the laser light deflected by the laser light deflector toward the irradiation area passes, and a second housing portion having at least a portion of the periphery of the optical element protruding toward the irradiation area beyond the optical element.

前記第1の態様によると、筐体には、光学部材が設けられた第1収容部と、光学部材の周囲を取り囲むように突出させた第2収容部と、が形成されることになる。第2収容部によって、光学部材を透過したレーザ光を遮光することができる。また、筐体の一部を活用してレーザ光を遮光することで、筐体の下面に遮光部材を取り付けるような構成と比較して、筐体の設置スペースのコンパクト化を図ることができる。 According to the first aspect, the housing is formed with a first housing section in which the optical element is provided, and a second housing section that protrudes and surrounds the periphery of the optical element. The second housing section can block laser light that has passed through the optical element. Furthermore, by utilizing part of the housing to block laser light, the installation space for the housing can be made more compact compared to a configuration in which a light-blocking element is attached to the underside of the housing.

また、本開示の第2の態様によれば、前記第1収容部は、前記レーザ光偏向部によって偏向されるレーザ光を生成するレーザ光出力部を収容し、前記第2収容部は、前記レーザ光出力部と熱的に結合されたヒートシンクを収容する、としてもよい。 Furthermore, according to a second aspect of the present disclosure, the first housing may house a laser light output unit that generates laser light to be deflected by the laser light deflection unit, and the second housing may house a heat sink thermally coupled to the laser light output unit.

前記第2の態様によると、第1収容部に光学系を集中的に配置することができるため、光学部材から照射エリアに向かう方向においてレーザ光を偏向する部材が不要となる。このことは、筐体の小型化に資する。 According to the second aspect, the optical system can be centrally arranged in the first housing, eliminating the need for a component that deflects the laser light in the direction from the optical component toward the irradiation area. This contributes to a more compact housing.

また、本開示の第3の態様によれば、前記筐体は、前記光学部材を有する出射窓が形成された出射面を有し、前記照射エリアが前記出射面に覆われる、としてもよい。 Furthermore, according to a third aspect of the present disclosure, the housing may have an exit surface on which an exit window having the optical member is formed, and the illumination area may be covered by the exit surface.

また、本開示の第4の態様によれば、前記筐体の外面には、前記照射エリアの位置に対応して配置されたマークが設けられる、としてもよい。 Furthermore, according to a fourth aspect of the present disclosure, a mark may be provided on the outer surface of the housing, the mark being positioned corresponding to the position of the illumination area.

前記第4の態様によると、筐体の外面にマークを設けることで、筐体の位置決めが容易となる。これにより、従来よりも容易に筐体を設置することができるようになる。 According to the fourth aspect, by providing marks on the outer surface of the housing, it becomes easier to position the housing. This makes it easier to install the housing than before.

また、本開示の第5の態様によれば、前記筐体は、前記光学部材に通じるように少なくとも部分的に解放された開放面を有する、としてもよい。 Furthermore, according to a fifth aspect of the present disclosure, the housing may have an open surface that is at least partially open so as to communicate with the optical element.

また、本開示の第6の態様によれば、前記開放面には、該開放面を開放可能なカバー部材が設けられる、としてもよい。 Furthermore, according to a sixth aspect of the present disclosure, the open surface may be provided with a cover member that can open the open surface.

また、本開示の第7の態様によれば、前記ワークは、所定の移動経路に沿って搬送されるシート状のフィルムによって構成され、前記移動経路のうち、前記照射エリアに対応してレーザ光が照射される領域は、前記第2収容部の突出方向において、該突出方向における前記第2収容部の端部よりも、前記光学部材から離間するように配置される、としてもよい。 Furthermore, according to a seventh aspect of the present disclosure, the workpiece may be formed of a sheet-like film transported along a predetermined movement path, and an area of the movement path onto which the laser light is irradiated corresponding to the irradiation area may be positioned so as to be farther away from the optical element in the protruding direction of the second housing section than the end of the second housing section in the protruding direction.

前記第7の態様によると、例えば突出方向を下方向と一致させた場合、ワークの移動経路においてレーザ光が照射される領域は、第2収容部の下端部よりも下方に位置する(下方向において、当該下端部よりも光学部材から離間する)ことになる。このように配置することで、第2収容部内へのワークの入り込みが抑制され、ひいては、第2収容部とワークとの干渉を抑制することができる。 According to the seventh aspect, for example, if the protruding direction is aligned with the downward direction, the area of the workpiece movement path onto which the laser light is irradiated will be located below the lower end of the second storage unit (farther away from the optical member in the downward direction than the lower end). By arranging it in this way, it is possible to prevent the workpiece from entering the second storage unit, and ultimately to prevent interference between the second storage unit and the workpiece.

また、本開示の第8の態様によれば、前記ワークは、搬送ローラに巻き掛けられるとともに、該搬送ローラの回転によって長尺方向に搬送されるシート状のフィルムによって構成され、前記光学部材の中央部を貫く中心線は、前記搬送ローラにおける前記光学部材側の頂部に対し、前記ワークの搬送方向における上流または下流側にオフセットする、としてもよい。 Furthermore, according to an eighth aspect of the present disclosure, the workpiece may be formed of a sheet-like film that is wrapped around a conveying roller and conveyed in the longitudinal direction by the rotation of the conveying roller, and the center line passing through the center of the optical element may be offset upstream or downstream in the conveying direction of the workpiece with respect to the apex of the conveying roller on the optical element side.

前記第8の態様によると、搬送ローラの頂部は、光学部材の中央部に対し、搬送方向に沿ってずらした状態で配置される。このように配置することで、搬送ローラに巻き回される前後のワークを光学部材と向かい合わせることができる。これにより、ワークの搬送経路のうち、搬送ローラ前後の直線経路を長く設定するのが容易になる。また、搬送ローラの頂部と光学部材とを離間させることで、搬送ローラと光学部材との間隔をより長く確保することができるため、メンテナンス性の向上にも資する。 According to the eighth aspect, the top of the transport roller is positioned offset in the transport direction relative to the center of the optical element. This positioning allows the workpiece before and after being wound around the transport roller to face the optical element. This makes it easier to set a long linear path before and after the transport roller within the workpiece transport path. Furthermore, by separating the top of the transport roller from the optical element, a longer distance can be secured between the transport roller and the optical element, which also contributes to improved maintainability.

また、本開示の第9の態様によれば、前記光学部材の中央部を貫く中心線は、前記搬送方向における上流または下流側のうち、前記中心線に直交する平面に対する前記ワークの傾斜が小さい一方にオフセットする、としてもよい。 Furthermore, according to a ninth aspect of the present disclosure, the center line passing through the center of the optical element may be offset to either the upstream or downstream side in the conveying direction, whichever side has the smaller inclination of the workpiece relative to a plane perpendicular to the center line.

例えば前記中心線を鉛直方向に沿わせた場合、その中心線に直交する平面は、水平面と一致することになる。前記第8の態様によると、前記中心線は、水平面と略一致する一方オにオフセットする。これにより、傾斜がより緩やかな一方をレーザ光の照射対称とすることができ、印字品質を向上させることができる。 For example, if the center line is aligned vertically, the plane perpendicular to the center line will coincide with the horizontal plane. According to the eighth aspect, the center line is offset to one side that is approximately coincident with the horizontal plane. This allows the side with the gentler slope to be the target of laser light irradiation, improving print quality.

また、本開示の第10の態様は、照射エリアに向けてレーザ光を照射することで、ワークに対して加工を行うレーザ加工装置に係る。このレーザ加工装置は、予め定められた加工設定にしたがって第1ミラーを駆動することで、レーザ光を偏向するレーザ光偏向部と、前記レーザ光偏向部を収容し、前記第1ミラーと前記照射エリアとを結ぶ前記レーザ光の光路のうち、前記照射エリア寄りの光路を含む空間と、部材を収容する空間とを仕切る板状部材を有する筐体と、を備える。 A tenth aspect of the present disclosure relates to a laser processing device that processes a workpiece by irradiating an irradiation area with laser light. This laser processing device includes a laser beam deflection unit that deflects the laser beam by driving a first mirror according to predetermined processing settings, and a housing that houses the laser beam deflection unit and has a plate-like member that separates a space that includes a portion of the optical path of the laser beam connecting the first mirror and the irradiation area that is closer to the irradiation area from a space that houses a member.

前記第10の態様によると、筐体内には、照射エリア寄りの光路を含む空間と、部材を収容する空間と、が仕切られることになる。前者の空間によって、照射エリアに到達する直前のレーザ光を遮光することができる。また、筐体の一部空間を活用してレーザ光を遮光することで、筐体の下面に遮光部材を取り付けるような構成と比較して、筐体の設置スペースのコンパクト化を図ることができる。 According to the tenth aspect, the housing is divided into a space including the optical path closer to the irradiation area and a space for accommodating components. The former space can block the laser light immediately before it reaches the irradiation area. Furthermore, by utilizing a portion of the housing space to block the laser light, the installation space for the housing can be made more compact compared to a configuration in which a light-blocking member is attached to the underside of the housing.

以上説明したように、本開示によれば、レーザ光の遮光を図りつつ、設置スペースのコンパクト化を実現することができる。 As described above, the present disclosure makes it possible to block laser light while achieving compact installation space.

図1は、レーザ加工システムの全体構成を例示する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of a laser processing system. 図2は、レーザ加工装置の概略構成を例示するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the laser processing device. 図3Aは、マーカヘッドの外観を例示する斜視図である。FIG. 3A is a perspective view illustrating an example of the appearance of the marker head. 図3Bは、マーカヘッドの外観を例示する斜視図である。FIG. 3B is a perspective view illustrating an example of the appearance of the marker head. 図4は、マーカヘッドの側面図である。FIG. 4 is a side view of the marker head. 図5は、マーカヘッドからカバー部材を取り外した状態を例示する斜視図である。FIG. 5 is a perspective view illustrating a state in which the cover member is removed from the marker head. 図6は、マーカヘッドの背面図である。FIG. 6 is a rear view of the marker head. 図7は、マーカヘッドにおける電気ケーブルの接続構造を例示する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a connection structure of an electric cable in a marker head. 図8は、マーカヘッドの収容構造を例示する斜視図である。FIG. 8 is a perspective view illustrating an example of a housing structure for the marker head. 図9は、マーカヘッドの収容構造を例示する斜視図である。FIG. 9 is a perspective view illustrating an example of a housing structure for the marker head. 図10は、マーカヘッドの内部構造を概略的に例示する横断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view schematically illustrating the internal structure of the marker head. 図11は、マーカヘッドの内部構造を概略的に例示する縦断面図である。FIG. 11 is a longitudinal sectional view schematically illustrating the internal structure of the marker head. 図12は、基板収容部内の要部を概略的に例示する側面図である。FIG. 12 is a side view schematically illustrating the main parts inside the substrate accommodating section. 図13は、結晶収容部内の要部を概略的に例示する側面図である。FIG. 13 is a side view schematically illustrating the main parts inside the crystal housing portion. 図14は、ミラー収容部内の要部を概略的に例示する斜視図である。FIG. 14 is a perspective view illustrating a schematic example of the main parts inside the mirror housing portion. 図15は、レーザ光走査部によるレーザ光の偏向について説明するための斜視図である。FIG. 15 is a perspective view for explaining deflection of the laser beam by the laser beam scanning unit. 図16は、レーザ光走査部によるレーザ光の偏向について説明するための斜視図である。FIG. 16 is a perspective view for explaining deflection of the laser beam by the laser beam scanning unit. 図17Aは、印刷装置とマーカヘッドとの置換について説明するための概略図である。FIG. 17A is a schematic diagram for explaining the replacement of the printing device and the marker head. 図17Bは、支持部材に対するマーカヘッドの取り付けについて説明するための斜視図である。FIG. 17B is a perspective view for explaining attachment of the marker head to the support member. 図18は、マーカヘッドおよび支持部材における各種寸法について説明するための図である。FIG. 18 is a diagram for explaining various dimensions of the marker head and the support member. 図19は、レーザ加工装置の基本的な制御プロセスを例示するフローチャートである。FIG. 19 is a flowchart illustrating a basic control process of the laser processing apparatus. 図20は、電力供給部に係る回路構造について説明するためのブロック図である。FIG. 20 is a block diagram for explaining the circuit structure of the power supply unit. 図21は、電力供給部に係る制御プロセスの具体例を示すフローチャートである。FIG. 21 is a flowchart showing a specific example of a control process for the power supply unit. 図22は、取付面およびアタッチメントの変形例を示す斜視図である。FIG. 22 is a perspective view showing a modified example of the mounting surface and the attachment. 図23は、取付面のさらなる変形例を示す概略図である。FIG. 23 is a schematic diagram showing a further modification of the mounting surface.

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Please note that the following description is for illustrative purposes only.

すなわち、本明細書では、レーザ加工装置の一例としてのレーザマーカについて説明するが、ここに開示する技術は、レーザ加工装置およびレーザマーカという名称に拘わらず、レーザ応用機器一般に適用することができる。 In other words, although this specification describes a laser marker as an example of a laser processing device, the technology disclosed herein can be applied to laser-applied equipment in general, regardless of whether it is called a laser processing device or a laser marker.

また、本明細書においては、加工の代表例として印字加工について説明するが、印字加工に限定されず、画像のマーキング等、レーザ光を使ったあらゆる加工処理において利用することができる。 In addition, while this specification describes printing as a typical example of processing, it is not limited to printing and can be used in any processing using laser light, such as image marking.

<全体構成>
図1は、レーザ加工システムSの全体構成を例示する図であり、図2は、レーザ加工システムSにおけるレーザ加工装置Lの概略構成を例示する図である。また、図17Aは、印刷装置1001とマーカヘッド1との置換について説明するための概略図であり、図17Bは、支持部材501に対するマーカヘッド1の取り付けについて説明するための斜視図である。
<Overall structure>
Fig. 1 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of a laser processing system S, and Fig. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a laser processing device L in the laser processing system S. Also, Fig. 17A is a schematic diagram for explaining the replacement of a printing device 1001 with a marker head 1, and Fig. 17B is a perspective view for explaining the attachment of the marker head 1 to a support member 501.

図1に例示されるレーザ加工システムSは、レーザ加工装置Lと、これに接続される外部機器400と、を備えている。このうち、図1および図2に例示されるレーザ加工装置Lは、所定の照射エリアR1に向けてレーザ光を照射することで、ワークWに対して所定の加工パターンPpに対応した加工を行うように構成されている。 The laser processing system S illustrated in Figure 1 includes a laser processing device L and an external device 400 connected to it. Of these, the laser processing device L illustrated in Figures 1 and 2 is configured to irradiate a predetermined irradiation area R1 with laser light, thereby performing processing on a workpiece W according to a predetermined processing pattern Pp.

なお、ここでいう照射エリアR1とは、ワークWの表面上に設定される領域であり、レーザ加工装置LとワークWとの相対的な位置関係、レーザ加工装置Lの仕様、ワークWの移動経路等に応じて、種々の形態を取り得る。本実施形態に係る照射エリアR1は、図1に示すような矩形状の領域として構成されている。 The irradiation area R1 here refers to an area set on the surface of the workpiece W, and can take various forms depending on the relative positional relationship between the laser processing device L and the workpiece W, the specifications of the laser processing device L, the movement path of the workpiece W, etc. The irradiation area R1 in this embodiment is configured as a rectangular area as shown in Figure 1.

特に、本実施形態に係るレーザ加工装置Lは、ワークWを加工するためのレーザ光として、350nm付近の波長を有するレーザ光を出射することができる。この波長は、紫外線の波長域に相当する。そのため、以下の記載では、ワークWを加工するためのレーザ光を「UVレーザ光」と呼称して、近赤外線等、他のレーザ光と区別する場合がある。なお、赤外線等、紫外線以外のレーザ光をワークWの加工に用いてもよい。 In particular, the laser processing device L according to this embodiment can emit laser light having a wavelength of around 350 nm as laser light for processing the workpiece W. This wavelength corresponds to the ultraviolet wavelength range. Therefore, in the following description, the laser light for processing the workpiece W will sometimes be referred to as "UV laser light" to distinguish it from other laser light, such as near-infrared light. Note that laser light other than ultraviolet light, such as infrared light, may also be used to process the workpiece W.

以下、シート状のフィルムによって構成されたワークWを加工対象とし、かつ、そのフィルムにUVレーザ光と化学反応するUV反応層が含有された場合について説明する。 The following describes a case where the workpiece W to be processed is made of a sheet-like film, and the film contains a UV reactive layer that chemically reacts with UV laser light.

しかしながら、本開示に係るレーザ加工装置Lにおいて、その加工対象として利用可能なワークWは、UV反応層が含有されたフィルムには限定されない。紫外線以外の波長を有するレーザ光と化学反応するフィルムを用いてもよいし、紙、合成樹脂等、種々の素材からなるワークWを加工対象としてもよい。 However, the workpiece W that can be processed by the laser processing device L according to the present disclosure is not limited to films containing a UV-reactive layer. Films that chemically react with laser light having wavelengths other than ultraviolet light may also be used, and workpieces W made of various materials, such as paper and synthetic resin, may also be processed.

また、本実施形態に係るレーザ加工装置Lは、レーザ光を2次元走査することで、いわゆる2次元印字を行うように構成されているが、後述のように、このレーザ加工装置Lは焦点深度が深くなるように構成されているため、いわゆる3次元的印字を行うこともできる。そのため、このレーザ加工装置Lは、後述の図18に示すように、3次元的な移動経路に沿って搬送されるワークWさえも加工対象とすることができる。 In addition, the laser processing device L according to this embodiment is configured to perform so-called two-dimensional printing by scanning the laser light in two dimensions, but as will be described later, this laser processing device L is configured to have a deep focal depth, so it can also perform so-called three-dimensional printing. Therefore, this laser processing device L can even process a workpiece W being transported along a three-dimensional movement path, as shown in Figure 18, which will be described later.

図1および図2に示すように、本実施形態に係るレーザ加工装置Lは、マーカヘッド1と、マーカコントローラ100と、電気ケーブル200と、操作用端末300と、を備えている。 As shown in Figures 1 and 2, the laser processing device L according to this embodiment includes a marker head 1, a marker controller 100, an electrical cable 200, and an operation terminal 300.

このうち、マーカコントローラ100は、加工パターンに関する設定を受け付けるとともに、外部に電力を供給することができ、マーカヘッド1を制御するためのコントローラとして構成されている。 Of these, the marker controller 100 accepts settings related to the processing pattern, can supply power to the outside, and is configured as a controller for controlling the marker head 1.

一方、マーカヘッド1は、マーカコントローラ100により制御されることで、照射エリアR1に向けてレーザ光を出射することができる。 On the other hand, the marker head 1 can emit laser light toward the irradiation area R1 by being controlled by the marker controller 100.

マーカヘッド1およびマーカコントローラ100は、本実施形態においては互いに別体とされており、電気ケーブル200によって接続されている。この電気ケーブル200は、マーカコントローラ100の内部(具体的には、後述の電力供給部104)から外部に電力を伝送する電気配線を少なくとも含む。具体的に、本実施形態に係る電気ケーブル200は、電力を伝送するための電気配線と、アナログ信号、ディジタル信号等を送受するための信号配線と、を束ねることで構成されている。 In this embodiment, the marker head 1 and the marker controller 100 are separate entities and connected by an electrical cable 200. This electrical cable 200 includes at least electrical wiring that transmits power from the inside of the marker controller 100 (specifically, the power supply unit 104, described below) to the outside. Specifically, the electrical cable 200 in this embodiment is configured by bundling together electrical wiring for transmitting power and signal wiring for sending and receiving analog signals, digital signals, etc.

本実施形態に係るマーカヘッド1は、シート状のフィルムにより構成されたワークWを加工対象とした加工設備500上に設置される。この加工設備500は、図17Aおよび図17Bに示すように、マーカヘッド1を支持する支持部材501と、ワークWが巻き掛けられる搬送ローラ502と、を備える。 The marker head 1 according to this embodiment is installed on processing equipment 500, which processes a workpiece W made of a sheet-like film. As shown in Figures 17A and 17B, this processing equipment 500 includes a support member 501 that supports the marker head 1 and a transport roller 502 around which the workpiece W is wrapped.

また、図17Bおよび図18等に示すように、加工設備500はさらに、支持部材501を介してマーカヘッド1をスライド可能に支持する2本のレール部材503l,503rと、2本のレール部材503l,503rそれぞれの端部が取り付けられる2つの固定部材505,506と、搬送ローラ502の駆動によるワークWの搬送時に従動する第1従動ローラ504lおよび第2従動ローラ504rと、を備える。このとき搬送ローラ502には、搬送ローラ502とワークWとが接触する長さが、第1従動ローラ504lとワークWとが接触する長さより大きく、かつ、第2従動ローラ504rとワークWとが接触する長さより大きくなるように、ワークWが巻き掛けられることが好ましい。これによれば、搬送ローラ502がワークWを搬送するときに、搬送ローラ502上でワークWに滑りが生じにくくなる。なお、ここでいう「接触する長さ」とは、搬送ローラ502、第1従動ローラ504lおよび第2従動ローラ504rそれぞれの回転軸に直交する断面で見た長さをいう。 17B and 18, the processing equipment 500 further includes two rail members 503l and 503r that slidably support the marker head 1 via the support member 501, two fixed members 505 and 506 to which the ends of the two rail members 503l and 503r are attached, and a first driven roller 504l and a second driven roller 504r that are driven when the workpiece W is transported by the drive of the transport roller 502. In this case, it is preferable that the workpiece W is wrapped around the transport roller 502 so that the contact length between the transport roller 502 and the workpiece W is longer than the contact length between the first driven roller 504l and the workpiece W and also longer than the contact length between the second driven roller 504r and the workpiece W. This makes it less likely that the workpiece W will slip on the transport roller 502 when the transport roller 502 transports the workpiece W. Note that the "contact length" referred to here refers to the length as seen in a cross section perpendicular to the rotation axis of each of the conveying roller 502, first driven roller 504l, and second driven roller 504r.

このように、本実施形態に係るワークWは、搬送ローラ502に巻き掛けられた状態で搬送されるワークとすることができ、その際に用いられる搬送ローラ502は、例えば図1、図17Aの下図、および図18に示すように、上下方向(後述のZ方向)において照射エリアR1と重なり合うように配置してもよい。 In this way, the workpiece W in this embodiment can be a workpiece that is transported while wrapped around the transport roller 502, and the transport roller 502 used in this case may be positioned so that it overlaps with the irradiation area R1 in the vertical direction (Z direction, described below), as shown, for example, in Figure 1, the lower diagram of Figure 17A, and Figure 18.

支持部材501は、図17Aに示すように、レーザ加工装置L、特にマーカヘッド1の筐体10を所定の被取付位置に取り付けることができる。図1、図17Aおよび図17Bには、筐体10を上方から吊り下げるように構成された支持部材501が例示されているが、後述のように、側方等、他の方向から筐体10を支持してもよい。 As shown in Figure 17A, the support member 501 can attach the laser processing device L, particularly the housing 10 of the marker head 1, to a predetermined mounting position. Figures 1, 17A, and 17B show examples of a support member 501 configured to suspend the housing 10 from above, but as described below, the housing 10 may also be supported from other directions, such as the side.

一方、搬送ローラ502は、ワークWの短尺方向(後述の前後方向)に延びる中心軸を有する円筒状に構成されている。この場合、ワークWは、搬送ローラ502の回転によって、所定の移動経路に沿って長尺方向(後述の左右方向)に搬送されることになる。 On the other hand, the transport roller 502 is cylindrical with a central axis extending in the short direction of the workpiece W (the front-to-back direction described below). In this case, the workpiece W is transported in the long direction (the left-to-right direction described below) along a predetermined movement path by the rotation of the transport roller 502.

ここで、本実施形態に係る加工設備500は、図17Aの上図および下図に示すように、本実施形態に係るマーカヘッド1と、レーザ光以外の方式を用いて印刷する印刷装置1001と、の間で共有化されている。 Here, as shown in the upper and lower diagrams of Figure 17A, the processing equipment 500 according to this embodiment is shared between the marker head 1 according to this embodiment and a printing device 1001 that prints using a method other than laser light.

すなわち、本実施形態に係るマーカヘッド1は、印刷装置1001を取り付けるべく構成された加工設備500の支持部材501に対し、その印刷装置1001の代わりに取り付けることができるように構成されている。 In other words, the marker head 1 according to this embodiment is configured to be attached in place of the printing device 1001 to the support member 501 of the processing equipment 500 configured to mount the printing device 1001.

マーカヘッド1と置換可能な印刷装置1001としては、例えば熱転写式産業用サーマルプリンタ(Thermal Transfer Overprinter:TTO)が挙げられるが、他の印刷装置1001と置換することもできる。 An example of a printing device 1001 that can replace the marker head 1 is a thermal transfer overprinter (TTO), but it can also be replaced with other printing devices 1001.

マーカヘッド1と置換可能な印刷装置1001としては、例えば、ワークW上の印刷エリアに接触する印刷部1006を露出させてなる印刷面1010dと、該印刷面1010dと相違しかつ支持部材501に接続可能な接続面1010uと、を備える略直方体状に構成された筐体1010を具備するものであればよい。 The printing device 1001 that can replace the marker head 1 may be, for example, one that includes a roughly rectangular parallelepiped housing 1010 that has a printing surface 1010d that exposes the printing section 1006 that contacts the printing area on the workpiece W, and a connection surface 1010u that is different from the printing surface 1010d and can be connected to the support member 501.

この場合、図17Aの上図および下図に示すように、接続面1010uに接続可能な支持部材501によって印刷装置1001と同様にマーカヘッド1が支持されることになる。そうして支持されたマーカヘッド1は、印刷エリア(印刷装置1001において印刷部1006と接触する領域)に対応して設定される照射エリアR1に向けてレーザ光を照射することで、ワークWに対して加工を行うことになる。 In this case, as shown in the upper and lower diagrams of Figure 17A, the marker head 1 is supported by a support member 501 that can be connected to the connection surface 1010u, similar to the printing device 1001. The marker head 1 thus supported processes the workpiece W by irradiating laser light toward an irradiation area R1 that is set corresponding to the printing area (the area that comes into contact with the printing unit 1006 in the printing device 1001).

一方、操作用端末300は、例えば中央演算処理装置(Central Processing Unit:CPU)およびメモリを有しており、マーカコントローラ100に対し、有線または無線により電気信号を送受可能に接続されている。 On the other hand, the operation terminal 300 has, for example, a central processing unit (CPU) and memory, and is connected to the marker controller 100 via wire or wirelessly so as to be able to send and receive electrical signals.

操作用端末300は、印字設定など、種々の加工条件(印字条件ともいう)を設定するとともに、ワークWの加工に関連した情報をユーザに示すための端末として機能する。この操作用端末300は、ユーザに情報を表示するための表示部301と、ユーザによる操作入力を受け付ける操作部302と、種々の情報を記憶するための記憶装置303と、を備えている。 The operation terminal 300 functions as a terminal for setting various processing conditions (also called printing conditions), such as print settings, and for displaying information related to the processing of the workpiece W to the user. This operation terminal 300 is equipped with a display unit 301 for displaying information to the user, an operation unit 302 for accepting operation inputs from the user, and a storage device 303 for storing various information.

例えば、表示部301は、液晶ディスプレイ又は有機ELパネルによって構成することができる。操作部302は、キーボード、ポインティングデバイスによって構成することができる。ポインティングデバイスには、マウス、ジョイスティック等が含まれる。そうしたポインティングデバイスの代わりに、マーカコントローラ100と直に接続された、例えばタッチパネル式のコンソールによって操作部302を構成してもよい。 For example, the display unit 301 can be configured with a liquid crystal display or an organic EL panel. The operation unit 302 can be configured with a keyboard and a pointing device. Pointing devices include a mouse, joystick, etc. Instead of such a pointing device, the operation unit 302 may be configured with, for example, a touch panel console directly connected to the marker controller 100.

前述のように構成される操作用端末300は、ユーザによる操作入力に基づいて、レーザ加工における加工条件を設定することができる。この加工条件には、ワークWに印字されるべき文字列および図形の内容(加工パターンPp)と、レーザ光の目標出力(レーザパワー)と、ワークW上でのレーザ光の走査速度(スキャンスピード)と、のうちの1つ以上が含まれる。 The operation terminal 300 configured as described above can set processing conditions for laser processing based on operation input by the user. These processing conditions include one or more of the content of the character string and graphic to be printed on the workpiece W (processing pattern Pp), the target output of the laser light (laser power), and the scanning speed of the laser light on the workpiece W (scan speed).

操作用端末300により設定される加工条件は、マーカコントローラ100に出力されて、該マーカコントローラ100における記憶部102に記憶される。必要に応じて、操作用端末300における記憶装置303が加工条件を記憶してもよい。 The processing conditions set by the operation terminal 300 are output to the marker controller 100 and stored in the memory unit 102 of the marker controller 100. If necessary, the memory device 303 of the operation terminal 300 may store the processing conditions.

なお、操作用端末300は、例えばマーカコントローラ100に組み込んで一体化することもできる。 The operation terminal 300 can also be integrated into the marker controller 100, for example.

外部機器400は、必要に応じてマーカコントローラ100に接続される。図1および図2に示す例では、外部機器400として、搬送速度センサ401およびプログラマブルロジックコントローラ(Programmable Logic Controller:PLC)402が設けられている。 The external device 400 is connected to the marker controller 100 as needed. In the example shown in Figures 1 and 2, the external device 400 includes a conveying speed sensor 401 and a programmable logic controller (PLC) 402.

搬送速度センサ401は、例えばロータリエンコーダによって構成されており、ワークWの搬送速度を検出することができる。搬送速度センサ401は、その検出結果を示す信号(検出信号)をマーカコントローラ100へ出力する。マーカコントローラ100は、搬送速度センサ401から入力された検出信号に基づいて、レーザ光の2次元走査等を制御する。 The conveying speed sensor 401 is configured, for example, by a rotary encoder, and is capable of detecting the conveying speed of the workpiece W. The conveying speed sensor 401 outputs a signal (detection signal) indicating the detection result to the marker controller 100. The marker controller 100 controls the two-dimensional scanning of the laser light, etc., based on the detection signal input from the conveying speed sensor 401.

PLC402は、例えばマイクロプロセッサによって構成されており、マーカコントローラ100に制御信号を入力することができる。PLC402は、予め定めたシーケンスに従ってレーザ加工システムSを制御するために用いられる。 The PLC 402 is configured, for example, by a microprocessor, and can input control signals to the marker controller 100. The PLC 402 is used to control the laser processing system S according to a predetermined sequence.

レーザ加工装置Lには、上述した機器および装置以外にも、操作および制御を行うための装置、その他の各種処理を行うためのコンピュータ、記憶装置、周辺機器等を無線または有線で接続することができる。 In addition to the above-mentioned equipment and devices, the laser processing device L can be connected wirelessly or via wire to devices for operation and control, computers for performing various other processes, storage devices, peripheral devices, etc.

以下、マーカヘッド1およびマーカコントローラ100それぞれのハード構成について詳細に説明した後に、マーカコントローラ100によるマーカヘッド1の制御の概略について説明する。 Below, we will first provide a detailed explanation of the hardware configuration of the marker head 1 and the marker controller 100, and then provide an overview of how the marker controller 100 controls the marker head 1.

<マーカコントローラ100>
図2に示すように、マーカコントローラ100は、加工パターンを含んでなる加工条件に関する設定(加工設定)を受け付ける受付部101と、その加工条件を記憶する記憶部102と、加工条件に基づいてマーカヘッド1を制御する制御部103と、マーカヘッド1に電力を供給する電源部としての電力供給部104と、を備えている。
<Marker Controller 100>
As shown in Figure 2, the marker controller 100 includes an acceptance unit 101 that accepts settings (processing settings) regarding processing conditions including processing patterns, a memory unit 102 that stores the processing conditions, a control unit 103 that controls the marker head 1 based on the processing conditions, and a power supply unit 104 that serves as a power source unit that supplies power to the marker head 1.

(受付部101)
受付部101は、操作用端末300を介して入力された加工条件を受け付けるとともに、受け付けた加工条件を記憶部102および/または制御部103に出力するように構成されている。
(Reception unit 101)
The receiving unit 101 is configured to receive processing conditions input via the operation terminal 300 and to output the received processing conditions to the storage unit 102 and/or the control unit 103 .

具体的に、本実施形態に係る受付部101は、操作用端末300と電気的に接続されており、該操作用端末300における前述の表示部301上に、各加工条件を設定するための設定画面(不図示)を表示させることができる。受付部101は、その設定画面を通じて入力された内容を各加工条件に反映し、反映後の加工条件を記憶部102および/または制御部103に出力することができる。 Specifically, the reception unit 101 according to this embodiment is electrically connected to the operation terminal 300, and can display a setting screen (not shown) for setting each processing condition on the aforementioned display unit 301 of the operation terminal 300. The reception unit 101 can reflect the content input through the setting screen in each processing condition, and output the reflected processing conditions to the memory unit 102 and/or control unit 103.

(記憶部102)
記憶部102は、受付部101によって受け付けられた加工条件を一時的にまたは継続的に記憶するとともに、必要に応じて、記憶された加工条件を制御部103、表示部301等へ出力するように構成されている。
(Storage unit 102)
The memory unit 102 is configured to temporarily or continuously store the processing conditions received by the receiving unit 101, and to output the stored processing conditions to the control unit 103, display unit 301, etc., as necessary.

具体的に、本実施形態に係る記憶部102は、例えば、ハードディスクドライブ(Hard Disk Drive:HDD)、ソリッドステートドライブ(Solid State Drive:SSD)等の不揮発性メモリを用いて構成されており、加工条件を示すデータを一時的にまたは継続的に記憶することができる。 Specifically, the storage unit 102 according to this embodiment is configured using non-volatile memory such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD), and can temporarily or continuously store data indicating processing conditions.

(制御部103)
制御部103は、加工条件に基づいて電力供給部104、レーザ光出力部4およびレーザ光走査部5等を制御することで、ワークWに対し、加工条件に対応した加工を実行するように構成されている。
(Control unit 103)
The control unit 103 is configured to perform processing on the workpiece W in accordance with the processing conditions by controlling the power supply unit 104, the laser light output unit 4, the laser light scanning unit 5, etc. based on the processing conditions.

具体的に、本実施形態に係る制御部103は、プロセッサ、揮発性のメモリおよび入出力バス等からなる。この制御部103は、記憶部102から読み出したり、受付部101から直に入力されたりした加工条件に基づいて制御信号を生成するとともに、そうして生成した制御信号をレーザ加工装置Lの各部へと出力することで、ワークWの加工を制御する。 Specifically, the control unit 103 according to this embodiment is composed of a processor, volatile memory, an input/output bus, etc. This control unit 103 generates control signals based on the processing conditions read from the storage unit 102 or input directly from the reception unit 101, and controls the processing of the workpiece W by outputting the generated control signals to each part of the laser processing device L.

例えば、ワークWの加工を開始する際、制御部103は、加工条件の一をなす目標出力を記憶部102から読み込んで、その目標出力に関して生成された制御信号を電力供給部104等に入力することで、レーザ励起光の生成を制御する。 For example, when starting to process the workpiece W, the control unit 103 reads the target output, which is one of the processing conditions, from the memory unit 102 and inputs a control signal generated in relation to that target output to the power supply unit 104, etc., thereby controlling the generation of laser excitation light.

(電力供給部104)
電力供給部104は、制御部103から出力された制御信号に基づいて、励起光生成部2に駆動電流を供給する。詳細は省略するが、電力供給部104は、制御部103から入力された目標出力に基づいて駆動電流を決定し、そうして決定した駆動電流を励起光生成部2へ供給する。電力供給部104は、励起光生成部2へと電力を供給するものであり、後述の図20に例示するように、直流電源104a等によって構成することができる。電力供給部104の詳細は、後述する。
(Power supply unit 104)
The power supply unit 104 supplies a drive current to the excitation light generation unit 2 based on a control signal output from the control unit 103. Although details are omitted, the power supply unit 104 determines a drive current based on a target output input from the control unit 103, and supplies the determined drive current to the excitation light generation unit 2. The power supply unit 104 supplies power to the excitation light generation unit 2, and can be configured by a DC power supply 104a or the like, as exemplified in Fig. 20 described below. Details of the power supply unit 104 will be described later.

なお、本実施形態では、レーザダイオード等の励起光源によって構成される励起光生成部2は、マーカコントローラ100ではなく、マーカヘッド1に内蔵されるように構成されている。電力供給部104から供給される電力は、前述の電気ケーブル200によって励起光生成部2へと供給される。 In this embodiment, the excitation light generation unit 2, which is composed of an excitation light source such as a laser diode, is configured to be built into the marker head 1, not the marker controller 100. Power supplied from the power supply unit 104 is supplied to the excitation light generation unit 2 via the aforementioned electrical cable 200.

<マーカヘッド1>
図3Aおよび図3Bは、マーカヘッド1の外観を例示する斜視図である。図4は、マーカヘッド1の側面図であり、図5は、マーカヘッド1からカバー部材13を取り外した状態を例示する斜視図であり、図6は、マーカヘッド1の背面図である。
<Marker head 1>
3A and 3B are perspective views illustrating the appearance of the marker head 1. Fig. 4 is a side view of the marker head 1, Fig. 5 is a perspective view illustrating the marker head 1 with the cover member 13 removed, and Fig. 6 is a rear view of the marker head 1.

また、図7は、マーカヘッド1における電気ケーブル200の接続構造を例示する図であり、図8および図9は、マーカヘッド1の収容構造を例示する斜視図である。また、図10は、マーカヘッド1の内部構造を概略的に例示する横断面図であり、図11は、マーカヘッド1の内部構造を概略的に例示する縦断面図である。図10の横断面は、図11のA-A断面と略一致する。 Furthermore, Figure 7 is a diagram illustrating the connection structure of the electric cable 200 in the marker head 1, and Figures 8 and 9 are perspective views illustrating the housing structure of the marker head 1. Furthermore, Figure 10 is a cross-sectional view that schematically illustrates the internal structure of the marker head 1, and Figure 11 is a longitudinal cross-sectional view that schematically illustrates the internal structure of the marker head 1. The cross-section in Figure 10 roughly coincides with the A-A cross-section in Figure 11.

また、図11は、マーカヘッド1の内部構造を概略的に例示する縦断面図であり、図12は、基板収容部H13内の要部を概略的に例示する側面図であり、図13は、結晶収容部H12内の要部を概略的に例示する側面図である。 Furthermore, Figure 11 is a longitudinal cross-sectional view that schematically illustrates the internal structure of the marker head 1, Figure 12 is a side view that schematically illustrates the main parts of the substrate housing section H13, and Figure 13 is a side view that schematically illustrates the main parts of the crystal housing section H12.

また、図14は、ミラー収容部H11内の要部を概略的に例示する斜視図であり、図15および図16は、レーザ光走査部によるレーザ光の偏向について説明するための斜視図である。 In addition, Figure 14 is a perspective view that schematically illustrates the main parts inside the mirror housing section H11, and Figures 15 and 16 are perspective views that explain the deflection of laser light by the laser light scanning section.

(マーカヘッド1の概略構成)
図2に示すように、マーカヘッド1は、主たる構成要素として、励起光生成部2と、導光光学系としての励起光導光部3と、レーザ光出力部4と、レーザ光偏向部としてのレーザ光走査部5と、を備えている。
(Schematic configuration of marker head 1)
As shown in Figure 2, the marker head 1 has, as its main components, an excitation light generating unit 2, an excitation light guiding unit 3 as a light guiding optical system, a laser light output unit 4, and a laser light scanning unit 5 as a laser light deflection unit.

詳しくは後述するが、励起光生成部2は、電気ケーブル200を介して供給される電力に基づいて、レーザ光を励起するための励起光を生成する。励起光導光部3は、励起光生成部2によって生成された励起光を導光し、レーザ光出力部4へと入力する。レーザ光出力部4は、励起光導光部3によって導光された励起光に基づいてレーザ光を生成する固体レーザ結晶41を有する。 As will be described in more detail below, the excitation light generation unit 2 generates excitation light for exciting laser light based on power supplied via the electric cable 200. The excitation light guide unit 3 guides the excitation light generated by the excitation light generation unit 2 and inputs it to the laser light output unit 4. The laser light output unit 4 has a solid-state laser crystal 41 that generates laser light based on the excitation light guided by the excitation light guide unit 3.

また、レーザ光走査部5は、固体レーザ結晶41により生成されたレーザ光が照射エリアR1の所望の位置に向かって照射されるように第1ミラー51aを駆動する第1スキャナ51と、この第1スキャナ51を制御する第1制御基板53と、を有する。 The laser light scanning unit 5 also includes a first scanner 51 that drives a first mirror 51a so that the laser light generated by the solid-state laser crystal 41 is irradiated toward the desired position in the irradiation area R1, and a first control board 53 that controls this first scanner 51.

より詳細には、本実施形態に係るレーザ光走査部5は、いわゆる2軸(X軸およびY軸)式のガルバノスキャナを用いて構成されており、Yスキャナとしての第1スキャナ51に加えてさらに、Xスキャナとしての第2スキャナ52と、この第2スキャナ52を制御する第2制御基板54と、を有する。 More specifically, the laser light scanning unit 5 according to this embodiment is configured using a so-called two-axis (X-axis and Y-axis) galvanometer scanner, and in addition to a first scanner 51 acting as a Y-scanner, it also has a second scanner 52 acting as an X-scanner and a second control board 54 that controls this second scanner 52.

レーザ光走査部5は、第1制御基板53を介して第1スキャナ51を制御するとともに、第2制御基板54を介して第2スキャナ52を制御することで、第1スキャナ51の第1ミラー51aと、第2スキャナ52の第2ミラー52aと、を駆動する。 The laser light scanning unit 5 controls the first scanner 51 via the first control board 53 and the second scanner 52 via the second control board 54, thereby driving the first mirror 51a of the first scanner 51 and the second mirror 52a of the second scanner 52.

その際、レーザ光偏向部としてのレーザ光走査部5は、予め定められた加工設定(加工パターンPpに関する設定)にしたがって第1ミラー51aおよび第2ミラー52aを駆動することで、照射エリアR1の所望の位置に向けて照射されるように、レーザ光出力部4によって生成されたレーザ光を偏向する。 At this time, the laser beam scanning unit 5, which serves as a laser beam deflection unit, drives the first mirror 51a and the second mirror 52a in accordance with predetermined processing settings (settings related to the processing pattern Pp), thereby deflecting the laser beam generated by the laser beam output unit 4 so that it is irradiated toward the desired position in the irradiation area R1.

マーカヘッド1はまた、前述した構成要素、すなわち、励起光生成部2と、励起光導光部3と、レーザ光出力部4と、レーザ光走査部5と、を収容する筐体10を備えている。この筐体10には、レーザ光走査部5の第1ミラー51aによって偏向されたレーザ光(つまり、レーザ光走査部5を介して照射エリアR1に向けて照射されるレーザ光)を透過する出射窓6が形成されている。 The marker head 1 also includes a housing 10 that houses the aforementioned components, namely, the excitation light generation unit 2, the excitation light guide unit 3, the laser light output unit 4, and the laser light scanning unit 5. This housing 10 is formed with an exit window 6 that transmits the laser light deflected by the first mirror 51a of the laser light scanning unit 5 (i.e., the laser light irradiated toward the irradiation area R1 via the laser light scanning unit 5).

以下、マーカヘッド1の外観に関する構成(具体的には、筐体10の6面の構成)と、マーカヘッド1の内部構造と、について順番に説明する。 Below, we will explain the external configuration of the marker head 1 (specifically, the configuration of the six sides of the housing 10) and the internal structure of the marker head 1 in order.

(筐体10の外面)
図3Aに例示するように、マーカヘッド1の筐体10は、左右方向(図3Aにおいて、筐体10を正面から見て左方かつ手前側から、同じく筐体10を正面から見て右方かつ奥行き側に向かう方向)に比して、前後方向(図3Aの前記右方かつ手前側から、前記左方かつ奥行き側に向かう方向)の寸法が長い略直方状に構成されている。なお、本明細書における「左右」とは、筐体10に相対したユーザから見た左右に相当する。
(Outer surface of the housing 10)
As shown in Fig. 3A, the housing 10 of the marker head 1 is configured as a roughly rectangular parallelepiped with a longer dimension in the front-to-rear direction (the direction from the right and front side to the left and depth side in Fig. 3A) compared to the left-to-right direction (the direction from the left and front side when viewed from the front of the housing 10 to the right and depth side when viewed from the front of the housing 10 in Fig. 3A). Note that "left and right" in this specification refers to left and right as seen by a user facing the housing 10.

以下、筐体10の前後方向をX方向とし、左右方向をY方向とし、高さ方向をZ方向とみなす。詳細には、X方向における図3Aの紙面奥行側を+X方向とみなし、同図の紙面手前側を-X方向とみなす。同様に、Y方向における図3Aの紙面手前側を+Y方向とみなし、同図の紙面奥行側を-Y方向と見なす。同様に、Z方向における図3Aの紙面上側を-Z方向とみなし、同図の紙面下側を+Z方向とみなす。 Hereinafter, the front-to-back direction of the housing 10 will be referred to as the X direction, the left-to-right direction as the Y direction, and the height direction as the Z direction. In particular, the depth of the paper in Figure 3A in the X direction will be referred to as the +X direction, and the front side of the paper in Figure 3A in the Y direction will be referred to as the -X direction. Similarly, the front side of the paper in Figure 3A in the Y direction will be referred to as the +Y direction, and the depth side of the paper in Figure 3A in the Z direction will be referred to as the -Z direction. Similarly, the top side of the paper in Figure 3A in the Z direction will be referred to as the -Z direction, and the bottom side of the paper in Figure 3A in the +Z direction.

便宜上、ここでは筐体10の外形を基準とした定義を例示したが、この定義に代えて、または、この定義と同時に、筐体10に収容される各構成要素の動作方向および位置関係を基準とした定義を用いることもできる。 For convenience, the definition given here is based on the external shape of the housing 10, but instead of, or in addition to, this definition, a definition based on the operating direction and positional relationship of each component housed in the housing 10 can also be used.

例えば、第1ミラー51aによる偏向方向である第1方向をY方向とし、第2ミラー52aによる偏向方向である第2方向をX方向とすることができる。なお、本実施形態においてレーザ光走査部5に含まれ駆動されるミラーによる偏向方向とは、そのミラーが駆動されることによって照射エリアR1内で照射位置が走査する方向を示す。つまり第1ミラー51aが駆動されて回転することにより、照射エリアR1内の照射位置はY方向に走査する。また、第2ミラー52aが駆動されて回転することにより、照射エリアR1内の照射位置はX方向に走査する。同様に、マーカヘッド1から照射エリアR1に向かう方向、より詳細には出射窓6から照射エリアR1に向かう方向である照射方向をZ方向とみなすことができる。照射方向は、第1ミラー51aから照射エリアR1に向かう方向としてもよい。なお、本実施形態において、「ある部材から照射エリアR1に向かう方向」とは、ある部材と照射エリアR1とが向かい合う軸方向のうちの一方向を指す。「ある部材から照射エリアR1に向かう方向」とは、ある部材から照射エリアR1に向かう光の進行方向ではない。したがって、第1ミラー51aの回転と第2ミラー52aの回転とによって、照射エリアR1における照射位置、すなわち、照射エリアR1に向かう光の進行方向は変化するが、本実施形態における照射方向とは、当該光の進行方向の変化に伴って変化するものではない。 For example, the first direction, which is the deflection direction of the first mirror 51a, can be defined as the Y direction, and the second direction, which is the deflection direction of the second mirror 52a, can be defined as the X direction. In this embodiment, the deflection direction of the mirror included in the laser light scanning unit 5 and driven refers to the direction in which the irradiation position within the irradiation area R1 is scanned by driving the mirror. In other words, when the first mirror 51a is driven and rotated, the irradiation position within the irradiation area R1 is scanned in the Y direction. Furthermore, when the second mirror 52a is driven and rotated, the irradiation position within the irradiation area R1 is scanned in the X direction. Similarly, the irradiation direction, which is the direction from the marker head 1 toward the irradiation area R1, or more specifically, the direction from the exit window 6 toward the irradiation area R1, can be considered the Z direction. The irradiation direction may also be defined as the direction from the first mirror 51a toward the irradiation area R1. In this embodiment, the "direction from a certain component toward the irradiation area R1" refers to one of the axial directions in which the certain component and the irradiation area R1 face each other. The "direction from a certain component toward the illuminated area R1" does not refer to the direction in which light travels from a certain component toward the illuminated area R1. Therefore, although the illumination position in the illuminated area R1, i.e., the direction in which light travels toward the illuminated area R1, changes depending on the rotation of the first mirror 51a and the second mirror 52a, the illumination direction in this embodiment does not change in accordance with the change in the direction in which the light travels.

以下の記載では、筐体10の外形を基準とした定義と、第1ミラー51aおよび第2ミラー52aの偏向方向ならびに照射方向を基準とした定義と、が一致しているものとして説明を進める。 In the following description, we will assume that the definition based on the external shape of the housing 10 is consistent with the definition based on the deflection direction and irradiation direction of the first mirror 51a and the second mirror 52a.

図3A~図7に示すように、筐体10は、出射窓6が形成された底面10dと、当該底面10dひいては出射窓6に対向する天面10uと、を有する。例えば、底面10dは+Z方向に面する一方、天面10uは-Z方向に面しており、双方ともZ方向に厚みを有する1つまたは複数の板状部材によって構成される。なお、ここでの「対向」とは、筐体10を概念的な直方体とみなした場合における概念的な対向を指す。 As shown in Figures 3A to 7, the housing 10 has a bottom surface 10d on which the exit window 6 is formed, and a top surface 10u that faces the bottom surface 10d and therefore the exit window 6. For example, the bottom surface 10d faces the +Z direction, while the top surface 10u faces the -Z direction, and both are made of one or more plate-like members that have a thickness in the Z direction. Note that "facing" here refers to conceptual facing when the housing 10 is considered to be a conceptual rectangular parallelepiped.

筐体10はさらに、底面10dおよび天面10uとともに、励起光生成部2、励起光導光部3、レーザ光出力部4およびレーザ光走査部5を包囲する前面10f、背面10b、左側面10lおよび右側面10rを有する。 The housing 10 further has a bottom surface 10d, a top surface 10u, a front surface 10f, a back surface 10b, a left side surface 10l, and a right side surface 10r that surround the excitation light generation unit 2, the excitation light guide unit 3, the laser light output unit 4, and the laser light scanning unit 5.

前面10f、背面10b、左側面10lおよび右側面10rは、いずれも天面10uおよび底面10dに対して直交する方向(すなわち、XY平面に沿った方向)に面する。例えば、前面10fは-X方向に面する一方、背面10bは+X方向に面しており、双方ともX方向に厚みを有する1つまたは複数の板状部材によって構成される。同様に、例えば、左側面10lは+Y方向に面する一方、右側面10rは-Y方向に面しており、双方ともY方向に厚みを有する1つまたは複数の板状部材によって構成される。 The front surface 10f, rear surface 10b, left side surface 10l, and right side surface 10r all face in a direction perpendicular to the top surface 10u and bottom surface 10d (i.e., in a direction along the XY plane). For example, the front surface 10f faces in the -X direction, while the rear surface 10b faces in the +X direction, and both are made of one or more plate-like members that have a thickness in the X direction. Similarly, for example, the left side surface 10l faces in the +Y direction, while the right side surface 10r faces in the -Y direction, and both are made of one or more plate-like members that have a thickness in the Y direction.

以下、筐体10の6面について、順番に説明する。なお、底面10d、天面10u、前面10f、背面10b、左側面10lおよび右側面10rにおける「面」の語には、所定の厚みを有する板状部材も含まれる。また、これらの6面は、便宜上の分類に過ぎず、互いに別体とする必要はない。例えば、左側面10lおよび右側面10rの少なくとも一方と、底面10dの少なくとも一部(特に、後述の非オフセット部18)とを一体的に形成してもよい。 The six sides of the housing 10 will be described in order below. Note that the term "side" in the context of the bottom side 10d, top side 10u, front side 10f, back side 10b, left side side 10l, and right side side 10r also includes plate-like members having a certain thickness. Furthermore, these six sides are merely classified for convenience and do not need to be separate from one another. For example, at least one of the left side side 10l and the right side side 10r and at least a portion of the bottom side 10d (particularly the non-offset portion 18, described below) may be integrally formed.

-天面10u-
図3Aに示すように、筐体10を構成する6面のうちの天面10uは、XY方向に沿って延び、かつY方向に比してX方向の寸法が長い矩形板状に形成されている。本実施形態に係る天面10uは、支持部材に接続されかつ前記被取付位置に取り付けられる取付面として構成されている。この場合、天面10uの板厚は、左側面10lおよび右側面10rの板厚よりも大きい。
-Top surface 10u-
3A, the top surface 10u of the six surfaces constituting the housing 10 extends along the X and Y directions and is formed as a rectangular plate with a longer dimension in the X direction than in the Y direction. The top surface 10u in this embodiment is connected to a support member and serves as a mounting surface to be mounted at the mounting position. In this case, the thickness of the top surface 10u is greater than the thicknesses of the left side surface 10l and the right side surface 10r.

そして、取付面としての天面10uには、被取付位置に取付可能なアタッチメント7が設けられる。このアタッチメント7は、天面10uと略平行な方向(XY方向)に沿って延び、かつ天面10uに直交する方向(Z方向)に厚みを有する板状部材として構成されている。アタッチメント7は、天面10uの上に載置されており、例えば図10に示すように、ボルト等の締結具7bによって天面10uに締結されている。前述したように、天面10uの板厚は、左側面10l、右側面10r等の板厚よりも大きい。天面10uの板厚を大きくすることで、締結具7bの挿入代を確保する上で有利になる。 The top surface 10u, which serves as the mounting surface, is provided with an attachment 7 that can be attached to a target mounting position. The attachment 7 is configured as a plate-like member that extends in directions (X and Y directions) substantially parallel to the top surface 10u and has a thickness in a direction (Z direction) perpendicular to the top surface 10u. The attachment 7 is placed on the top surface 10u and, as shown in Figure 10, is fastened to the top surface 10u with fasteners 7b such as bolts. As mentioned above, the thickness of the top surface 10u is greater than the thicknesses of the left side surface 10l, right side surface 10r, etc. Increasing the thickness of the top surface 10u is advantageous in ensuring an insertion clearance for the fasteners 7b.

アタッチメント7の上面には、被取付位置に配置される支持部材501に対応した締結孔7aが設けられている。アタッチメント7上に支持部材501を載置した状態で、締結孔7aにボルト等の締結具を締結することで、アタッチメント7に支持部材501を取り付けることができる。これにより、アタッチメント7を介して天面10uが被取付位置に取り付けられることになると同時に、筐体10が支持部材501に吊り下げられることになる。 The top surface of the attachment 7 has fastening holes 7a that correspond to the support member 501 that will be placed in the mounting position. With the support member 501 placed on the attachment 7, the support member 501 can be attached to the attachment 7 by fastening a fastener such as a bolt into the fastening holes 7a. This allows the top surface 10u to be attached to the mounting position via the attachment 7, and simultaneously allows the housing 10 to be suspended from the support member 501.

-底面10d-
図4に示すように、前記6面のうちの底面10dは、レーザ光走査部5を挟んで天面10uの反対側に配置されている。この底面10dは、図5に示すように、X方向に沿って延びかつY方向の中央部を-Z側に凹ませた曲面状に形成されている。
-Bottom 10d-
4, the bottom surface 10d of the six surfaces is disposed on the opposite side of the top surface 10u across the laser light scanning unit 5. As shown in FIG. 5, the bottom surface 10d is formed in a curved shape that extends along the X direction and has a central portion in the Y direction recessed toward the −Z side.

具体的に、本実施形態に係る底面10dは、図5および図10に示すように、Y方向の中央部に位置しかつ-Z側に向かってオフセットしたオフセット部16aと、Y方向の両端部に位置しかつオフセット部16aに比して+Z側に突出した非オフセット部18と、を有する。オフセット部16aと非オフセット部18は、双方ともX方向に沿って平坦に延びるように形成されている。 Specifically, as shown in Figures 5 and 10, the bottom surface 10d according to this embodiment has an offset portion 16a located in the center in the Y direction and offset toward the -Z side, and non-offset portions 18 located at both ends in the Y direction and protruding toward the +Z side compared to the offset portion 16a. Both the offset portion 16a and the non-offset portion 18 are formed to extend flatly along the X direction.

詳細には、本実施形態に係る底面10dには、オフセット部16aを上底としかつ+Z側に向かって拡径する断面台形状の溝が形成されている。出射窓6は、上底としてのオフセット部16aに設けられる。本実施形態に係る底面10dは、出射窓6が形成された出射面として構成されている。出射窓6の詳細は後述する。 In detail, the bottom surface 10d according to this embodiment has an offset portion 16a as its upper base and a groove with a trapezoidal cross section that widens toward the +Z side. The exit window 6 is provided in the offset portion 16a, which serves as the upper base. The bottom surface 10d according to this embodiment is configured as an exit surface on which the exit window 6 is formed. Details of the exit window 6 will be described later.

一方、非オフセット部18は、底面10dにおいて、前記台形状の斜辺に相当する部位から+Z側端部にかけての部分を構成する。本実施形態に係る非オフセット部18は、オフセット部16aよりも+Y側に位置する第1板状部材18lと、オフセット部16aよりも-Y側に位置する第2板状部材18rと、によって構成されている。 On the other hand, the non-offset portion 18 constitutes the portion of the bottom surface 10d that extends from the hypotenuse of the trapezoid to the +Z end. The non-offset portion 18 in this embodiment is composed of a first plate-shaped member 18l located on the +Y side of the offset portion 16a, and a second plate-shaped member 18r located on the -Y side of the offset portion 16a.

第1板状部材18lは、図10に示すように薄板状に形成されており、-X側から見て逆L字形状を有している。ここで、「逆L字形状」とは、Z方向に延びる対称軸に関してL字形状を反転させた形状を指す。第1板状部材18lは、オフセット部16aを挟んで第2板状部材18rの反対側に配置されている。第1板状部材18lにおける逆L字形状の縦辺部が前記台形状における+Y側の斜辺を構成し、逆L字形状の横辺部が+Y側の+Z側端部を構成している。 As shown in Figure 10, the first plate-shaped member 18l is formed in a thin plate shape and has an inverted L-shape when viewed from the -X side. Here, "inverted L-shape" refers to a shape obtained by inverting an L-shape with respect to an axis of symmetry extending in the Z direction. The first plate-shaped member 18l is disposed on the opposite side of the second plate-shaped member 18r across the offset portion 16a. The vertical side of the inverted L-shape of the first plate-shaped member 18l forms the oblique side on the +Y side of the trapezoid, and the horizontal side of the inverted L-shape forms the +Z side end of the +Y side.

第2板状部材18rは、図10に示すように薄板状に形成されており、-X側から見てL字形状を有している。第2板状部材18rは、オフセット部16aを挟んで第1板状部材18lの反対側に配置されている。第2板状部材18rにおけるL字形状の縦辺部が前記台形状における-Y側の斜辺を構成し、L字形状の横辺部が-Y側の+Z側端部を構成している。 As shown in Figure 10, the second plate-shaped member 18r is formed in a thin plate shape and is L-shaped when viewed from the -X side. The second plate-shaped member 18r is positioned on the opposite side of the first plate-shaped member 18l, with the offset portion 16a sandwiched between them. The vertical side of the L-shape of the second plate-shaped member 18r forms the oblique side on the -Y side of the trapezoid, and the horizontal side of the L-shape forms the +Z side end of the -Y side.

また、図10に示すように、第1板状部材18lは、左側面10lの下半部とともに出射窓6を+Y側から覆い隠す。一方、第2板状部材18rは、右側面10rの下半部とともに出射窓6を-Y側から覆い隠す。このように、第1板状部材18lおよび第2板状部材18rは、左側面10lの下半部および右側面10rの下半部とともに、スカート状の覆い(スカート部)を構成するようになっている。 Also, as shown in FIG. 10, the first plate-shaped member 18l, together with the lower half of the left side surface 10l, covers the exit window 6 from the +Y side. Meanwhile, the second plate-shaped member 18r, together with the lower half of the right side surface 10r, covers the exit window 6 from the -Y side. In this way, the first plate-shaped member 18l and the second plate-shaped member 18r, together with the lower half of the left side surface 10l and the lower half of the right side surface 10r, form a skirt-shaped cover (skirt portion).

-前面10f-
図3Bおよび図5に示すように、前記6面のうちの前面10fは、YZ方向に沿って延び、かつインジケータ11と、2つの通気口12,12と、切り欠き10cと、が設けられた板状に形成されている。
-Front 10f-
As shown in Figures 3B and 5, the front surface 10f of the six surfaces extends along the YZ direction and is formed in a plate shape having an indicator 11, two ventilation holes 12, 12, and a notch 10c.

図3Bおよび図5に示すように、このうち、インジケータ11は、前面10fの上側かつ右端付近に設けられており、Y方向に沿って並んだ3つのランプ11a,11b,11cからなる(図5にのみ図示)。3つのランプ11a,11b,11cは、それぞれ、マーカコントローラ100と電気的に接続された発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)によって構成されている。以下、+Y側から順に、3つのランプ11a,11b,11cを第1ランプ11a、第2ランプ11bおよび第3ランプ11cと呼称する。 As shown in Figures 3B and 5, the indicator 11 is located near the upper right edge of the front surface 10f and consists of three lamps 11a, 11b, and 11c lined up in the Y direction (shown only in Figure 5). Each of the three lamps 11a, 11b, and 11c is composed of a light-emitting diode (LED) electrically connected to the marker controller 100. Hereinafter, the three lamps 11a, 11b, and 11c will be referred to as the first lamp 11a, the second lamp 11b, and the third lamp 11c, starting from the +Y side.

第1ランプ11aは、例えば青色LEDによって構成されており、レーザ加工装置Lに設けられたキースイッチ(不図示)と連動して青色に点灯する。なお、ここでいう「キースイッチ」とは、安全管理者等によって管理される鍵によって切り替えられるスイッチである。レーザ加工装置Lに鍵を差し込んで、その鍵を所定方向に回すことで、電源の非投入状態に相当する「OFF」状態と、電源の投入状態に相当しかつレーザ光の出射を不許可とした「POWER ON」状態と、電源の投入状態に相当しかつレーザ光の出射が許可された「LASER ON」状態と、の間で切り替わるようになっている。 The first lamp 11a is composed of, for example, a blue LED, and lights up blue in conjunction with a key switch (not shown) provided on the laser processing device L. Note that the "key switch" referred to here is a switch that is switched using a key managed by a safety manager or the like. By inserting the key into the laser processing device L and turning it in a predetermined direction, the device switches between an "OFF" state, which corresponds to a power-off state, a "POWER ON" state, which corresponds to a power-on state and does not permit laser light emission, and a "LASER ON" state, which corresponds to a power-on state and permits laser light emission.

一方、第2ランプ11bは、緑色および橙色の一方に発光色を切替可能に構成されており、キースイッチの状態に加え、各種状態に対応して発光色が切り替わるようになっている。また、第3ランプ11cは、緑色、橙色および赤色のいずれかに発光色を切替可能に構成されており、キースイッチの状態に加え、各種状態に対応して発光色が切り替わるようになっている。 On the other hand, the second lamp 11b is configured to be switchable between green and orange, and the light color changes depending on the state of the key switch and various other conditions. The third lamp 11c is configured to be switchable between green, orange, and red, and the light color changes depending on the state of the key switch and various other conditions.

第1ランプ11a、第2ランプ11bおよび第3ランプ11cは、それぞれ、マーカコントローラ100と電気的に接続されており、制御部103から入力される制御信号を受けて点灯するように構成されている。インジケータ11の制御の詳細は後述する。 The first lamp 11a, second lamp 11b, and third lamp 11c are each electrically connected to the marker controller 100 and are configured to light up in response to a control signal input from the control unit 103. Details of the control of the indicator 11 will be described later.

図3Bおよび図5に示すように、2つの通気口12,12のうちの一方は、前面10fの下側かつ左端付近に設けられており、2つの通気口12,12のうちの他方は、前面10fの下側かつ右端付近に設けられている。2つの通気口12,12は、双方とも前面10fを厚み方向に貫通しており、それぞれ、後述の第2収容部H2に連通している。 As shown in Figures 3B and 5, one of the two ventilation holes 12, 12 is located on the lower side of the front surface 10f near the left end, and the other of the two ventilation holes 12, 12 is located on the lower side of the front surface 10f near the right end. Both of the two ventilation holes 12, 12 penetrate the front surface 10f in the thickness direction, and each communicates with the second storage section H2, which will be described later.

図3Bおよび図5に示すように、切り欠き10cは、前面10fの下端部を含んだ部位を切り欠いてなり、オフセット部16aの前端部(-X方向側の端部)と繋がっている。切り欠き10cは、Y方向において、2つの通気口12,12の間に配置されるようになっている。 As shown in Figures 3B and 5, the cutout 10c is formed by cutting out a portion of the front surface 10f that includes the lower end, and is connected to the front end (the end on the -X direction side) of the offset portion 16a. The cutout 10c is positioned between the two air vents 12, 12 in the Y direction.

詳細には、切り欠き10cは、オフセット部16aを上底とした台形状の横断面と略一致する横断面を有するように、+Z方向に向かってテーパ状に拡径した略台形状に形成されている。本実施形態に係る前面10fは、その下半部に切り欠き10cが設けられることで、オフセット部16aを介して出射窓6に通じるように少なくとも部分的に開放されたユーザアクセス面(開放面)として構成されている。 More specifically, the notch 10c is formed in a generally trapezoidal shape that tapers in diameter in the +Z direction so that its cross section roughly matches the cross section of the trapezoid with the offset portion 16a as its upper base. By providing the notch 10c in its lower half, the front surface 10f in this embodiment is configured as an at least partially open user-access surface (open surface) that leads to the exit window 6 via the offset portion 16a.

-前面10fの詳細1(集塵機およびカメラについて)-
本実施形態に係る切り欠き10cは、出射窓6のメンテナンス行為(例えば、切り欠き10cから清掃用具を挿入することで実施される清掃行為)に加え、種々の用途に用いることができる。
-Details of the front 10f 1 (dust collector and camera)-
The cutout 10c according to this embodiment can be used for various purposes in addition to maintenance of the exit window 6 (for example, cleaning performed by inserting a cleaning tool through the cutout 10c).

一般に、フィルム等のワークWにUVレーザを照射した場合、煙が発生する。そこで、マーカヘッド1とは別体の集塵機を前面10fに接続し、切り欠き10cを通じて煙を吸い込むように構成してもよい。なお、前面10fへの接続等、マーカヘッド1に集塵機を外付する代わりに、マーカヘッド1に集塵機を内蔵してもよい。 Generally, when a UV laser is irradiated onto a workpiece W such as film, smoke is generated. Therefore, a dust collector separate from the marker head 1 may be connected to the front surface 10f, and the smoke may be sucked in through the cutout 10c. Note that instead of attaching the dust collector externally to the marker head 1, such as connecting it to the front surface 10f, the dust collector may be built into the marker head 1.

また、フィルム等のワークWにUVレーザを照射して印字加工を行った後、その印字内容を検査する目的で、マーカヘッド1にカメラを内蔵または外付けしてもよい。そうしたカメラは、例えば切り欠き10cに取り付けてもよいし、オフセット部16aに取り付けてもよい。前者の場合、照射エリアR1を可能な限り真上(-Z側)から撮像できるよう、出射窓6周辺に反射ミラーを設けてもよい。また、可能な限り明るい画像が得られるよう、カメラまたは出射窓6周辺に照明を設けてもよい。 In addition, after a UV laser is irradiated onto a workpiece W such as film to perform the printing process, a camera may be built into or attached externally to the marker head 1 to inspect the printed content. Such a camera may be attached, for example, to the cutout 10c or the offset portion 16a. In the former case, a reflective mirror may be provided around the exit window 6 so that the irradiation area R1 can be imaged from as directly above (-Z side) as possible. Lighting may also be provided around the camera or exit window 6 to obtain the brightest possible image.

-前面10fの詳細2(カバー部材13および開閉センサについて)-
そして、開放面としての前面10fには、該前面10fを開閉可能なカバー部材13が取り付けられている。このカバー部材13は、前面10fの上半部に固定された第1カバー部13aと、前面10fの下半部、特に切り欠き10caによる開放部分を開閉するように揺動可能な第2カバー部13bと、第1カバー部13aおよび第2カバー部13bを連結するヒンジ機構13cと、を有する(図3Aおよび図3Bを参照)。
--Details of the front surface 10f 2 (cover member 13 and open/close sensor)--
A cover member 13 that can open and close the front surface 10f is attached to the front surface 10f as an open surface. The cover member 13 has a first cover part 13a fixed to the upper half of the front surface 10f, a second cover part 13b that can swing to open and close the lower half of the front surface 10f, particularly the open portion defined by the notch 10ca, and a hinge mechanism 13c that connects the first cover part 13a and the second cover part 13b (see FIGS. 3A and 3B).

第1カバー部13aは、前面10fの上半部を覆う矩形板状に形成されており、インジケータ11と略同じ位置に形成された貫通孔(符号省略)を有してなる。第1カバー部13aは、ネジ等の締結具によって前面10fの上半部に固定されている。 The first cover part 13a is formed in a rectangular plate shape that covers the upper half of the front face 10f and has a through-hole (number omitted) formed in approximately the same position as the indicator 11. The first cover part 13a is fixed to the upper half of the front face 10f with fasteners such as screws.

第2カバー部13bは、前面10fの下半部、特に切り欠き10cを覆うことができる矩形板状に形成されており、2つの通気口12,12と略同じ位置に形成された貫通孔(符号省略)を有してなる。第2カバー部13bは、ヒンジ機構13cを介して第1カバー部13aに指示されている。 The second cover part 13b is formed in the shape of a rectangular plate that can cover the lower half of the front surface 10f, particularly the cutout 10c, and has through holes (reference numerals omitted) formed in approximately the same positions as the two air vents 12, 12. The second cover part 13b is supported by the first cover part 13a via a hinge mechanism 13c.

ヒンジ機構13cは、Z方向における前面10fの中央部に位置しており、第1カバー部13aの下縁部に対し、第2カバー部13bの上縁部を揺動可能に連結している。 The hinge mechanism 13c is located in the center of the front surface 10f in the Z direction and pivotally connects the upper edge of the second cover part 13b to the lower edge of the first cover part 13a.

ヒンジ機構13cは、第1カバー部13aが前面10fに固定された状態で、Y方向に延びる回転軸を中心に第2カバー部13bを揺動させることができる(図3Aおよび図3Bを参照)。開き方向に第2カバー部13bを揺動させることで、前面10fの切り欠き10cを露出させることができる。切り欠き10cを露出させることで、その切り欠き10cに繋がったオフセット部16aを通じて、出射窓6の清掃等、各種メンテナンスを行うことができるようになる。 With the first cover portion 13a fixed to the front surface 10f, the hinge mechanism 13c can swing the second cover portion 13b around a rotation axis extending in the Y direction (see Figures 3A and 3B). By swinging the second cover portion 13b in the opening direction, the cutout 10c in the front surface 10f can be exposed. By exposing the cutout 10c, various maintenance tasks, such as cleaning the exit window 6, can be performed through the offset portion 16a connected to the cutout 10c.

なお、カバー部材13は必須ではない。カバー部材13を設けることなく、前面10fを露出させてもよい。 Note that the cover member 13 is not required. The front surface 10f may be exposed without providing the cover member 13.

また、図示は省略するが、カバー部材13(特に、第2カバー部13b)と、前面10f(特に、前面10fにおける切り欠き10cの周辺部)と、の少なくとも一方に、カバー部材13の開閉を検知する開閉センサを設けてもよい。 In addition, although not shown, an opening/closing sensor that detects whether the cover member 13 is open or closed may be provided on at least one of the cover member 13 (particularly the second cover portion 13b) and the front surface 10f (particularly the area surrounding the notch 10c on the front surface 10f).

そうした開閉センサとしては、例えば、第2カバー部13bおよび前面10fの一方に設けられるマグネットと、第2カバー部13bおよび前面10fの他方に設けられる磁気センサ(例えばホール素子)と、からなる磁気方式センサを用いることができる。なお、磁気方式センサは一例に過ぎず、光学方式センサ、機械方式センサ等を用いてもよい。 Such an open/close sensor can be, for example, a magnetic sensor consisting of a magnet provided on one of the second cover portion 13b and the front surface 10f, and a magnetic sensor (e.g., a Hall element) provided on the other of the second cover portion 13b and the front surface 10f. Note that a magnetic sensor is merely one example, and optical sensors, mechanical sensors, etc. may also be used.

このマグネットセンサは、マーカコントローラ100、および/または、マーカヘッド1内の回路基板と電気的に接続されており、カバー部材13、特に第2カバー部13bの開閉状態を示す検知信号を、マーカコントローラ100および/または前記回路基板に出力することができる。 This magnet sensor is electrically connected to the marker controller 100 and/or the circuit board inside the marker head 1, and can output a detection signal indicating the open/closed state of the cover member 13, particularly the second cover portion 13b, to the marker controller 100 and/or the circuit board.

こうした開閉センサを設けることで、カバー部材13の開閉状態を検知するとともに、その開閉状態に基づいた各種制御を行うことができるようになる。その一例として、本実施形態に係るマーカコントローラ100は、レーザ光の出射中にカバー部材13が開いた場合、レーザ光の出射を緊急停止する。その後、カバー部材13を閉じて操作部302を介して緊急停止の解除操作を行うことで、レーザ光の出射を再開させることができる。 By providing such an open/close sensor, it is possible to detect the open/closed state of the cover member 13 and perform various controls based on that open/closed state. As one example, the marker controller 100 according to this embodiment will emergency stop the emission of laser light if the cover member 13 is opened while laser light is being emitted. After that, by closing the cover member 13 and performing an operation to release the emergency stop via the operation unit 302, it is possible to resume the emission of laser light.

なお、カバー部材13を筐体10の一外面とみなした場合、このカバー部材13は、マーカヘッド1の取付等に際してユーザに視認されることになる。この場合、カバー部材13における例えば第2カバー部13bには、図3Aに示すように、マークとしての第1マークM1を付すこともできる。 If the cover member 13 is considered to be one outer surface of the housing 10, this cover member 13 will be visible to the user when attaching the marker head 1, etc. In this case, a first mark M1 can be attached to, for example, the second cover portion 13b of the cover member 13, as shown in Figure 3A.

第1マークM1は、照射エリアR1のセンター(照射エリアR1の対角線が交わる交点)を示す第1中心線M11と、照射エリアR1における+Y側のエッジを示す+YエッジM12と、照射エリアR1における-Y側のセンターを示す-YエッジM13と、によって構成される。 The first mark M1 is composed of a first center line M11 indicating the center of the irradiation area R1 (the intersection of the diagonal lines of the irradiation area R1), a +Y edge M12 indicating the edge on the +Y side of the irradiation area R1, and a -Y edge M13 indicating the center on the -Y side of the irradiation area R1.

なお、カバー部材13は必須ではない。カバー部材13を設けることなく前面10fを筐体10の外面とみなした場合、その前面10fに第1マークM1を付すこともできる。 Note that the cover member 13 is not required. If the front surface 10f is considered to be the outer surface of the housing 10 without providing the cover member 13, the first mark M1 can also be attached to the front surface 10f.

-背面10b-
図3Bおよび図5に示すように、前記6面のうちの背面10bは、レーザ光走査部5を挟んで前面10fの反対側に配置されており、YZ方向に沿って延びる板状に形成されている。本実施形態に係る背面10bは、筐体10の一外面(カバー部材13とは異なる外面)とみなすことができ、筐体10内に電力を供給する電気ケーブル200が接続される接続面をなす。接続面としての背面10bは、開放面としての前面10f、取付面としての天面10u、および出射面としての底面10dとともに、レーザ光偏向部としてのレーザ光走査部5を包囲する。
-Back side 10b-
3B and 5 , the rear surface 10b, one of the six surfaces, is disposed on the opposite side of the laser beam scanning unit 5 from the front surface 10f, and is formed in a plate shape extending along the YZ direction. The rear surface 10b according to this embodiment can be regarded as one outer surface of the housing 10 (an outer surface different from the cover member 13), and serves as a connection surface to which an electric cable 200 that supplies power to the inside of the housing 10 is connected. The rear surface 10b as a connection surface, together with the front surface 10f as an open surface, the top surface 10u as a mounting surface, and the bottom surface 10d as an emission surface, surrounds the laser beam scanning unit 5 as a laser beam deflection unit.

そして、接続面としての背面10bには、図7に示すように、該背面10bと電気ケーブル200との接続部分を覆う接続カバー14が設けられる。この接続カバー14は、背面10bの面内方向(YZ方向)、より詳細には、面内方向(YZ方向)のうち、照射方向(Z方向)に交差する方向(Y方向)に電気ケーブル200が繰り出されるように、電気ケーブル200の延び方向Aeを規制する。 As shown in Figure 7, a connection cover 14 is provided on the rear surface 10b, which serves as the connection surface, to cover the connection portion between the rear surface 10b and the electric cable 200. This connection cover 14 restricts the extension direction Ae of the electric cable 200 so that the electric cable 200 is unwound in the in-plane directions (YZ directions) of the rear surface 10b, more specifically, in the in-plane directions (YZ directions) that intersect the irradiation direction (Z direction) (Y direction).

言い換えると、接続カバー14は、前面10fと背面10bを結ぶ方向であるX方向に直交する方向(Y方向またはZ方向)に沿って電気ケーブル200を繰り出すように構成されている。 In other words, the connection cover 14 is configured to unwind the electric cable 200 in a direction (Y direction or Z direction) perpendicular to the X direction, which is the direction connecting the front surface 10f and the back surface 10b.

具体的に、本実施形態に係る接続カバー14は、マーカヘッド1における電気ケーブル200との接続端子を囲う囲い部14aと、該囲い部14aを閉塞する蓋部14bと、囲い部14aと蓋部14bとの間を液密状に封止するシール部材14cと、電気ケーブル200の線径を調整する線径変換コネクタ14dと、を有する。 Specifically, the connection cover 14 according to this embodiment includes an enclosure 14a that surrounds the connection terminal with the electric cable 200 in the marker head 1, a lid 14b that closes the enclosure 14a, a sealing member 14c that provides a liquid-tight seal between the enclosure 14a and the lid 14b, and a wire diameter conversion connector 14d that adjusts the wire diameter of the electric cable 200.

このうち、囲い部14aは、背面10bに開口したコネクタを側方(YZ方向)から取り囲むように形成されている。詳しくは、本実施形態に係る囲い部aは、+X方向に向かって開口した矩形薄箱状に形成されている。 Of these, the enclosure 14a is formed to surround the connector opening on the back surface 10b from the sides (YZ directions). Specifically, the enclosure a in this embodiment is formed in the shape of a thin rectangular box that opens in the +X direction.

そして、囲い部14aを薄箱とみなした場合における底面14eには、それぞれ異なる接続端子に通じる2つの開口部(符号省略)が形成されている。また、囲い部14aを構成する複数の側壁のうち、+Y側に面する左側壁部14fには、延び方向AeとしてのY方向に沿って左側壁部14fを貫く第1貫通孔14gが設けられている。電気ケーブル200は、この第1貫通孔14gに挿通されることで、その延び方向Aeが規制されることになる。 When the enclosure 14a is considered to be a thin box, the bottom surface 14e has two openings (reference numerals omitted), each leading to a different connection terminal. Of the multiple side walls that make up the enclosure 14a, the left wall 14f facing the +Y side has a first through-hole 14g that penetrates the left wall 14f along the Y direction, which is the extension direction Ae. When the electric cable 200 is inserted through this first through-hole 14g, its extension direction Ae is restricted.

線径変換コネクタ14dは、囲い部14aの内側に配置されており、囲い部14aおよび蓋部14bによって区画される収容空間に収容されている。ここで、本実施形態に係る電気ケーブル200は、マーカコントローラ100から延びて線径変換コネクタ14dに接続される第1ケーブル部201と、線径変換コネクタ14dから延びマーカヘッド1の接続端子に接続される第2ケーブル部202と、によって構成されている。第2ケーブル部202の線径は、マーカヘッド1の接続端子に適合するように、第1ケーブル部201の線径よりも小径に設定されている。 The wire diameter conversion connector 14d is disposed inside the enclosure 14a and is housed in a storage space partitioned by the enclosure 14a and the lid 14b. The electrical cable 200 according to this embodiment is composed of a first cable portion 201 that extends from the marker controller 100 and connects to the wire diameter conversion connector 14d, and a second cable portion 202 that extends from the wire diameter conversion connector 14d and connects to the connection terminal of the marker head 1. The wire diameter of the second cable portion 202 is set smaller than that of the first cable portion 201 so that it fits the connection terminal of the marker head 1.

すなわち、本実施形態では、電気ケーブル200は、線径変換コネクタ14dによって線径が変換された状態で、マーカヘッド1に接続されるようになっている。 In other words, in this embodiment, the electrical cable 200 is connected to the marker head 1 with its wire diameter converted by the wire diameter conversion connector 14d.

一般に、マーカヘッド1の設置環境に応じて、電気ケーブル200のケーブル長を変更しようとするニーズがある。ここで、通常よりも長い電気ケーブル200を使用しようとした場合、相対的に短い電気ケーブルと比べて電圧降下が懸念されるため、その対策として、より大きな線径を有する電気ケーブル200を用いることが考えられる。 Generally, there is a need to change the cable length of the electric cable 200 depending on the installation environment of the marker head 1. Here, if an electric cable 200 longer than normal is used, there is a concern of voltage drop compared to a relatively short electric cable, so one possible solution is to use an electric cable 200 with a larger wire diameter.

このように、マーカヘッド1の設置環境に応じて電気ケーブル200の線径が変わり得るため、前述のような線径変換コネクタ14dを用いることが考えられるものの、単に線径変換コネクタ14dを用いるだけでは、第1ケーブル部201と線径変換コネクタ14dとの接続部分、および、第2ケーブル部202と線径変換コネクタ14dとの接続部分の被水が懸念される。 As such, since the wire diameter of the electrical cable 200 can change depending on the installation environment of the marker head 1, it is possible to consider using the wire diameter conversion connector 14d as described above. However, simply using the wire diameter conversion connector 14d raises concerns about water exposure at the connection between the first cable portion 201 and the wire diameter conversion connector 14d, and at the connection between the second cable portion 202 and the wire diameter conversion connector 14d.

これに対し、図7に示したように、線径変換コネクタ14dを接続カバー14内に収容することで、前述の各接続部分の被水を抑制することができる。これにより、より広範な設置環境にマーカヘッド1を適合させることが可能になる。 In response to this, as shown in Figure 7, by housing the wire diameter conversion connector 14d within the connection cover 14, it is possible to prevent water from getting into the aforementioned connection parts. This makes it possible for the marker head 1 to be adapted to a wider range of installation environments.

-左側面10l-
図3A、図3Bおよび図10に示すように、前記6面のうちの左側面10lは、レーザ光走査部5に対して+Y側に配置されており、ZX方向に沿って延びる板状に形成されている。
-Left side 10l-
As shown in Figures 3A, 3B and 10, the left side surface 10l of the six surfaces is arranged on the +Y side with respect to the laser light scanning unit 5, and is formed in a plate shape extending along the ZX direction.

なお、左側面10lを筐体10の一外面とみなした場合、この左側面10lは、マーカヘッド1の取付等に際してユーザに視認されることになる。この左側面10lには図3Aに示すように、マークとしての第2マークM2を付すこともできる。 If the left side surface 10l is considered to be one of the outer surfaces of the housing 10, this left side surface 10l will be visible to the user when attaching the marker head 1. As shown in Figure 3A, a second mark M2 can also be attached to this left side surface 10l.

第2マークM2は、照射エリアR1のセンター(照射エリアR1の対角線が交わる交点)を示す第2中心線M21と、照射エリアR1における+X側のエッジを示す+XエッジM22と、照射エリアR1における-X側のエッジを示す-XエッジM23と、によって構成される。 The second mark M2 is composed of a second center line M21 indicating the center of the irradiation area R1 (the intersection of the diagonal lines of the irradiation area R1), a +X edge M22 indicating the edge on the +X side of the irradiation area R1, and a -X edge M23 indicating the edge on the -X side of the irradiation area R1.

-右側面10r-
図4、図5および図10に示すように、前記6面のうちの右側面10rは、レーザ光走査部5に対して-Y側に配置されており、ZX方向に沿って延びる板状に形成されている。右側面10rは、レーザ光走査部5を挟んで左側面10lの反対側に配置されている。
-Right side 10r-
4, 5, and 10, the right side surface 10r of the six surfaces is disposed on the -Y side with respect to the laser beam scanning unit 5, and is formed in a plate shape extending along the ZX direction. The right side surface 10r is disposed on the opposite side of the left side surface 10l with the laser beam scanning unit 5 in between.

なお、右側面10rを筐体10の一外面とみなした場合、この右側面10rに対し、第2マークM2と同様に構成された第3マークM3を付すことができる。 If the right side surface 10r is considered to be one of the outer surfaces of the housing 10, a third mark M3 configured in the same manner as the second mark M2 can be attached to this right side surface 10r.

第3マークM3は、照射エリアR1のセンター(照射エリアR1の対角線が交わる交点)を示す第3中心線M31と、照射エリアR1における+X側のエッジを示す+XエッジM32と、照射エリアR1における-X側のエッジを示す-XエッジM33と、によって構成される。 The third mark M3 is composed of a third center line M31 indicating the center of the irradiation area R1 (the intersection of the diagonal lines of the irradiation area R1), a +X edge M32 indicating the edge on the +X side of the irradiation area R1, and a -X edge M33 indicating the edge on the -X side of the irradiation area R1.

なお、第2マークM2と第3マークM3を両方とも具備する構成は必須ではなく、第2マークM2および第3マークM3のうちのいずれか一方を具備するように構成してもよい。 Note that it is not necessary to have both the second mark M2 and the third mark M3; it may be possible to have either the second mark M2 or the third mark M3.

(筐体10の内部空間)
筐体10は、底面10d、天面10u、前面10f、背面10b、左側面10l、右側面10rの6面によって包囲された内部空間を区画する。この内部空間は、筐体10内に配置される板状部材によって、複数の収容部に仕切られるようになっている。
(Internal space of the housing 10)
The housing 10 defines an internal space surrounded by six sides: a bottom side 10d, a top side 10u, a front side 10f, a rear side 10b, a left side side 10l, and a right side side 10r. This internal space is divided into multiple storage sections by plate-like members arranged inside the housing 10.

そうした板状部材として、本実施形態に係るマーカヘッド1は、第1ベースプレート15と、第2ベースプレート16と、第3ベースプレート17と、を有している。第1ベースプレート15、第2ベースプレート16および第3ベースプレート17は、本実施形態では互いに別体とされている。また、これらの板状部材のうち、第1ベースプレート15は、固体レーザ結晶41を支持可能な支持プレートとして構成されている。 The marker head 1 according to this embodiment has a first base plate 15, a second base plate 16, and a third base plate 17 as such plate-like members. In this embodiment, the first base plate 15, the second base plate 16, and the third base plate 17 are separate from one another. Of these plate-like members, the first base plate 15 is configured as a support plate capable of supporting the solid-state laser crystal 41.

以下、各板状部材の構成について、順番に説明をする。 The structure of each plate-shaped member will be explained in order below.

-第1ベースプレート15-
図8、図9および図10に示すように、第1ベースプレート15は、X方向に延びる金属製の板状部材として構成されており、筐体10に収容されている(言い換えると、筐体10の6面に包囲されている)。第1ベースプレート15の板厚は、筐体10の6面のうち、少なくとも左側面10lおよび右側面10rの板厚よりも大きくなるように設定されている。
-First base plate 15-
8, 9, and 10, the first base plate 15 is configured as a metal plate-like member extending in the X direction and is housed in the housing 10 (in other words, it is surrounded by six sides of the housing 10). The thickness of the first base plate 15 is set to be greater than the thickness of at least the left side surface 10l and the right side surface 10r of the six sides of the housing 10.

特に、本実施形態に係る第1ベースプレート15は、-X側から見て逆L字形状を有している。ここで、「逆L字形状」とは、Z方向に延びる対称軸に関してL字形状を反転させた形状を指す。以下、第1ベースプレート15において逆L字形状の縦辺に相当する部位を縦辺部15aと呼称し、逆L字形状の横辺に相当する部位を横辺部15bと呼称する場合がある。 In particular, the first base plate 15 according to this embodiment has an inverted L-shape when viewed from the -X side. Here, "inverted L-shape" refers to a shape obtained by inverting an L-shape with respect to an axis of symmetry extending in the Z direction. Hereinafter, the portion of the first base plate 15 corresponding to the vertical side of the inverted L-shape may be referred to as the vertical side portion 15a, and the portion corresponding to the horizontal side of the inverted L-shape may be referred to as the horizontal side portion 15b.

第1ベースプレート15は、Y方向においては左側面10lと右側面10rとの間に配置されており、第2ベースプレート16よりも+Y側に配置されている。第1ベースプレート15は、第2ベースプレート16を挟んで第3ベースプレート17よりも+Y側に配置されている。 The first base plate 15 is positioned between the left side surface 10l and the right side surface 10r in the Y direction, and is positioned on the +Y side of the second base plate 16. The first base plate 15 is positioned on the +Y side of the third base plate 17, with the second base plate 16 in between.

ここで、横辺部15bの左端部(+Y側の端部)と、筐体10の左側面10lとの間には、第1ベースプレート15および左側面10lの隙間を液密状に封止するシール部材(不図示)が設けられている。 Here, a sealing member (not shown) is provided between the left end (end on the +Y side) of the horizontal side portion 15b and the left side surface 10l of the housing 10 to liquid-tightly seal the gap between the first base plate 15 and the left side surface 10l.

第1ベースプレート15は、Z方向においては、天面10uの下方に配置されている。 The first base plate 15 is positioned below the top surface 10u in the Z direction.

ここで、図10の囲み部C1に示すように、縦辺部15aの上端部(-Z側の端部)は、天面10uに対し所定の隙間を存して対向している。これにより、第1ベースプレート15は、筐体10の天面10uに対して非一体的な状態(天面10uに対する第1ベースプレート15の相対変位を許容する状態)となる。 Here, as shown in the boxed area C1 in Figure 10, the upper end (the end on the -Z side) of the vertical side portion 15a faces the top surface 10u with a predetermined gap between them. This causes the first base plate 15 to be non-integral with the top surface 10u of the housing 10 (a state in which relative displacement of the first base plate 15 with respect to the top surface 10u is permitted).

なお、筐体10の6面のうち、天面10u以外の外面を取付面とした場合、天面10uと縦辺部15aとの間に隙間を設ける代わりに、取付面とされた外面と第1ベースプレート15との間に隙間を設けてもよい。例えば、筐体10の左側面10lを取付面とした場合、横辺部15bの左端部と左側面10lとの間に隙間を設けることができる。 If one of the six outer surfaces of the housing 10 other than the top surface 10u is used as the mounting surface, instead of providing a gap between the top surface 10u and the vertical side portion 15a, a gap may be provided between the outer surface used as the mounting surface and the first base plate 15. For example, if the left side surface 10l of the housing 10 is used as the mounting surface, a gap can be provided between the left end of the horizontal side portion 15b and the left side surface 10l.

第1ベースプレート15は、X方向においては、前面10fと背面10bとの間に配置されている。図11に示すように、第1ベースプレート15は、前面側締結具15cによって前面10fに固定されるとともに、背面側締結具15dによって背面10bに固定されるようになっている。 The first base plate 15 is disposed between the front surface 10f and the rear surface 10b in the X direction. As shown in Figure 11, the first base plate 15 is fixed to the front surface 10f by front-side fasteners 15c and to the rear surface 10b by rear-side fasteners 15d.

すなわち、支持プレートとしての第1ベースプレート15は、取付面としての天面10uに対しては非一体的な状態となりつつ、前面10fおよび背面10bを介して筐体10に取り付けられるようになっている。 In other words, the first base plate 15, which serves as a support plate, is attached to the housing 10 via the front surface 10f and back surface 10b while remaining separate from the top surface 10u, which serves as the mounting surface.

続いて、縦辺部15aについて詳述すると、本実施形態に係る縦辺部15aは、照射方向としてのZ方向と、X方向とに沿って広がる厚板状に形成されている。図11に示すように、縦辺部15aには、少なくとも2つの貫通孔15e,15fが形成される。 Next, to describe the vertical side portion 15a in detail, the vertical side portion 15a in this embodiment is formed as a thick plate extending along the Z direction, which is the irradiation direction, and the X direction. As shown in Figure 11, at least two through holes 15e, 15f are formed in the vertical side portion 15a.

2つの貫通孔15e,15fのうち、+X側に位置する第2貫通孔15eは、励起光導光部3とレーザ光出力部4とを光学的に結合するために用いられる。第2貫通孔15eは、励起光導光部3からレーザ光出力部4に励起光を入射させる第1入射窓91を構成する。 Of the two through holes 15e, 15f, the second through hole 15e located on the +X side is used to optically couple the excitation light guide unit 3 and the laser light output unit 4. The second through hole 15e forms the first entrance window 91 that allows excitation light to enter the laser light output unit 4 from the excitation light guide unit 3.

2つの貫通孔15e,15fのうち、-X側に位置する第3貫通孔15fは、レーザ光出力部4とレーザ光走査部5とを光学的に結合するために用いられる。第3貫通孔15fには、レーザ光を透過するガラス等の光学部材15hが嵌め込まれる。第3貫通孔15fおよび光学部材15hは、後述の第5貫通孔50bとともに、レーザ光出力部4からレーザ光走査部5にレーザ光を入射させる第2入射窓92を構成する。 Of the two through holes 15e, 15f, the third through hole 15f located on the -X side is used to optically couple the laser light output unit 4 and the laser light scanning unit 5. An optical member 15h, such as glass that transmits laser light, is fitted into the third through hole 15f. The third through hole 15f and the optical member 15h, together with the fifth through hole 50b described below, form a second entrance window 92 that allows laser light to enter the laser light scanning unit 5 from the laser light output unit 4.

また、縦辺部15aの左右両側面のうち、+Y側に向かって面する左側面は、後述の結晶収容部H12を区画する仕切面15gをなす。この仕切面15gには、固体レーザ結晶41をはじめとする種々の光学部品が締結される。 Of the two left and right side surfaces of the vertical side portion 15a, the left side surface facing the +Y side forms a partition surface 15g that defines the crystal housing section H12 (described below). Various optical components, including the solid-state laser crystal 41, are fastened to this partition surface 15g.

また、縦辺部15aの左右両側面のうち、-Y側に向かって面する右側面は、後述のミラー収容部H11を区画する第1ケーシング50を左方から支持する。縦辺部15aの右側面によって第1ケーシング50を支持する代わりに、当該右側面がミラー収容部H11の一部を区画してもよい。 Furthermore, of the left and right side surfaces of the vertical side portion 15a, the right side surface facing the -Y side supports the first casing 50 from the left, which defines the mirror housing section H11 described below. Instead of supporting the first casing 50 with the right side surface of the vertical side portion 15a, this right side surface may define part of the mirror housing section H11.

続いて、横辺部15bについて詳述すると、本実施形態に係る横辺部15bは、X方向と、Y方向とに沿って広がる厚板状に形成されている。図10に示すように、横辺部15bの下面には、本実施形態に係るヒートシンクとしての第1ヒートシンク81が設けられる。 Next, to describe the horizontal side portion 15b in more detail, the horizontal side portion 15b in this embodiment is formed as a thick plate extending in the X and Y directions. As shown in Figure 10, a first heat sink 81, which serves as a heat sink in this embodiment, is provided on the underside of the horizontal side portion 15b.

第1ヒートシンク81は、+Z方向に向かって突出した複数のフィンによって構成される。これらのフィンは、Y方向に並んでいる。各フィンは、X方向に延びるように形成される。第1ヒートシンク81は、第1ベースプレート15を介してレーザ光出力部4の構成部品(例えば固体レーザ結晶41)と熱的に結合されることになる。 The first heat sink 81 is composed of multiple fins that protrude in the +Z direction. These fins are aligned in the Y direction. Each fin is formed to extend in the X direction. The first heat sink 81 is thermally coupled to components of the laser light output unit 4 (e.g., the solid-state laser crystal 41) via the first base plate 15.

なお、図10に示す例では、横辺部15bと第1ヒートシンク81とが一体的に形成されているが、これに限らず、横辺部15bと第1ヒートシンク81とを別体に形成してもよい。 In the example shown in Figure 10, the horizontal side portion 15b and the first heat sink 81 are formed integrally, but this is not limiting; the horizontal side portion 15b and the first heat sink 81 may also be formed separately.

-第2ベースプレート16-
図8、図9および図10に示すように、第2ベースプレート16は、X方向に延びる金属製の板状部材として構成されており、筐体10の6面のうちの一部、特に底面10dのオフセット部16aを区画している。
- Second base plate 16 -
As shown in Figures 8, 9, and 10, the second base plate 16 is configured as a metal plate-like member extending in the X direction, and defines a portion of the six surfaces of the housing 10, particularly an offset portion 16a on the bottom surface 10d.

特に、本実施形態に係る第2ベースプレート16は、-Y側から見てZ型に形成されている。第2ベースプレート16をZ型とみなしたときの上辺が、本実施形態におけるオフセット部16aに相当する。X方向において、上辺としてのオフセット部16aの長さは、第2ベースプレート16をZ型とみなしたときの底辺の長さよりも長くなるように設定されている。 In particular, the second base plate 16 according to this embodiment is formed in a Z-shape when viewed from the -Y side. When the second base plate 16 is considered to be Z-shaped, the upper edge corresponds to the offset portion 16a in this embodiment. In the X direction, the length of the offset portion 16a as the upper edge is set to be longer than the length of the bottom edge when the second base plate 16 is considered to be Z-shaped.

第2ベースプレート16は、Y方向においては左側面10lと右側面10rとの間、より詳細には、第1ベースプレート15と第3ベースプレート17との間に配置されている。第2ベースプレート16は、ネジ等の締結具(不図示)を介して第1ベースプレート15および第3ベースプレート17によって支持されている。 The second base plate 16 is disposed between the left side surface 10l and the right side surface 10r in the Y direction, more specifically, between the first base plate 15 and the third base plate 17. The second base plate 16 is supported by the first base plate 15 and the third base plate 17 via fasteners such as screws (not shown).

第2ベースプレート16は、Z方向においては天面10uの下方に配置されている。第2ベースプレート16は、第1ベースプレート15の横辺部15bよりも-Z側に配置される。具体的に、第2ベースプレート16において、Z型の上辺としてのオフセット部16aは、第1ベースプレート15の縦辺部15aをZ方向に2分したときの+Z側部分(下側部分)と略同じZ位置に配置されている。また、第2ベースプレート16において、Z型の底辺に相当する部分は、左側面10lおよび右側面10rにおける+Z側の端部(下端部)と略同じZ位置に配置されている。 The second base plate 16 is positioned below the top surface 10u in the Z direction. The second base plate 16 is positioned on the -Z side of the horizontal side 15b of the first base plate 15. Specifically, on the second base plate 16, the offset portion 16a, which serves as the upper side of the Z shape, is positioned at approximately the same Z position as the +Z side portion (lower portion) when the vertical side 15a of the first base plate 15 is divided in half in the Z direction. Furthermore, on the second base plate 16, the portion corresponding to the bottom of the Z shape is positioned at approximately the same Z position as the +Z side ends (lower ends) of the left side surface 10l and right side surface 10r.

ここで、第2ベースプレート16におけるオフセット部16aにおける+Y側の端部(左端部)と、第1ベースプレート15における縦辺部15aの右側面との間には、オフセット部16aおよび前記右側面の隙間を液密状に封止するシール部材(不図示)が設けられている。 Here, a sealing member (not shown) is provided between the +Y side end (left end) of the offset portion 16a of the second base plate 16 and the right side surface of the vertical side portion 15a of the first base plate 15, sealing the gap between the offset portion 16a and the right side surface in a liquid-tight manner.

同様に、オフセット部16aにおける-Y側の端部(右端部)と、第3ベースプレート17における縦辺部17aの左側面との間には、オフセット部16aおよび前記左側面の隙間を液密状に封止するシール部材(不図示)が設けられている。 Similarly, a sealing member (not shown) is provided between the -Y side end (right end) of the offset portion 16a and the left side surface of the vertical side portion 17a of the third base plate 17, sealing the gap between the offset portion 16a and the left side surface in a liquid-tight manner.

第2ベースプレート16は、X方向においては、前面10fと背面10bとの間に配置されている。第2ベースプレート16は、第1ベースプレート15および第3ベースプレート17を介して前面10fおよび背面10bに固定されるようになっている。第2ベースプレート16と前面10fおよび背面10bとを直に締結してもよい。 The second base plate 16 is disposed between the front surface 10f and the rear surface 10b in the X direction. The second base plate 16 is fixed to the front surface 10f and the rear surface 10b via the first base plate 15 and the third base plate 17. The second base plate 16 may also be directly fastened to the front surface 10f and the rear surface 10b.

続いて、オフセット部16aについて詳述すると、本実施形態に係るオフセット部16aは、X方向と、Y方向とに沿って広がる厚板状に形成されている。そして、オフセット部16aをX方向に2分したときの+X側部分(前後方向における後側部分)には、本実施形態に係る出射窓6が形成されている。 Next, to describe the offset portion 16a in detail, the offset portion 16a according to this embodiment is formed as a thick plate extending in the X and Y directions. Furthermore, when the offset portion 16a is divided into two in the X direction, the +X side portion (the rear portion in the front-to-rear direction) is where the exit window 6 according to this embodiment is formed.

出射窓6は、オフセット部16aの+X側部分を貫く出射孔61と、この出射孔61に嵌め込まれるカバーガラス62と、出射孔61およびカバーガラス62の隙間を液密状に封止するシール部材(不図示)と、を有する(図10を参照)。カバーガラス62は、レーザ光走査部5によって偏向されて照射エリアR1に向かうレーザ光を透過する光学部材として構成されている。このカバーガラス62は、照射エリアR1の形状に対応した矩形状、例えば照射エリアR1と略相似の関係にあり、かつ当該照射エリアR1よりも小サイズの矩形状に形成することができる。 The exit window 6 has an exit hole 61 that penetrates the +X side portion of the offset portion 16a, a cover glass 62 that fits into this exit hole 61, and a sealing member (not shown) that liquid-tightly seals the gap between the exit hole 61 and the cover glass 62 (see Figure 10). The cover glass 62 is configured as an optical member that transmits laser light that is deflected by the laser light scanning unit 5 and directed toward the irradiation area R1. This cover glass 62 can be formed in a rectangular shape that corresponds to the shape of the irradiation area R1, for example, a rectangular shape that is approximately similar to the irradiation area R1 but smaller than the irradiation area R1.

また、図8、図9および図10に示すように、オフセット部16aの上下両面のうち、-Z側に向かって面する上面は、第1ケーシング50を下方から支持する。より詳細には、オフセット部16aの上面には第1ケーシング50を締結することができ、この締結によって、第2ベースプレート16に対して第1ケーシング50を固定することができるようになっている。オフセット部16aの上面によって第1ケーシング50を支持する代わりに、当該上面がミラー収容部H11の一部を区画してもよい。 Furthermore, as shown in Figures 8, 9, and 10, of the upper and lower surfaces of the offset portion 16a, the upper surface facing the -Z side supports the first casing 50 from below. More specifically, the first casing 50 can be fastened to the upper surface of the offset portion 16a, and this fastening allows the first casing 50 to be fixed to the second base plate 16. Instead of the upper surface of the offset portion 16a supporting the first casing 50, the upper surface may also define part of the mirror housing portion H11.

-第3ベースプレート17-
図8、図9および図10に示すように、第3ベースプレート17は、X方向に延びる金属製の板状部材として構成されており、筐体10に収容されている(言い換えると、筐体10の6面に包囲されている)。第3ベースプレート17の板厚は、筐体10の6面のうち、少なくとも左側面10lおよび右側面10rの板厚よりも大きくなるように設定されている。
-Third base plate 17-
8, 9, and 10, the third base plate 17 is configured as a metal plate-like member extending in the X direction and is housed in the housing 10 (in other words, it is surrounded by six sides of the housing 10). The thickness of the third base plate 17 is set to be greater than the thicknesses of at least the left side surface 10l and the right side surface 10r of the six sides of the housing 10.

特に、本実施形態に係る第3ベースプレート17は、-X側から見てL字形状を有している。以下、第3ベースプレート17においてL字形状の縦辺に相当する部位を縦辺部17aと呼称し、L字形状の横辺に相当する部位を横辺部17bと呼称する場合がある。 In particular, the third base plate 17 according to this embodiment has an L-shape when viewed from the -X side. Hereinafter, the portion of the third base plate 17 corresponding to the vertical side of the L-shape may be referred to as the vertical side portion 17a, and the portion corresponding to the horizontal side of the L-shape may be referred to as the horizontal side portion 17b.

第3ベースプレート17は、Y方向においては左側面10lと右側面10rとの間に配置されており、第2ベースプレート16よりも-Y側に配置されている。第3ベースプレート17は、第2ベースプレート16を挟んで第1ベースプレート15よりも-Y側に配置されている。 The third base plate 17 is positioned between the left side surface 10l and the right side surface 10r in the Y direction, and is positioned on the -Y side of the second base plate 16. The third base plate 17 is positioned on the -Y side of the first base plate 15, with the second base plate 16 in between.

ここで、第3ベースプレート17における横辺部17bの右端部(+Y側の端部)と、筐体10の右側面10rとの間には、第3ベースプレート17および右側面10rの隙間を液密状に封止するシール部材(不図示)が設けられている。 Here, a sealing member (not shown) is provided between the right end (end on the +Y side) of the horizontal side 17b of the third base plate 17 and the right side surface 10r of the housing 10 to liquid-tightly seal the gap between the third base plate 17 and the right side surface 10r.

第3ベースプレート17は、Z方向においては、天面10uの下方に配置されている。 The third base plate 17 is positioned below the top surface 10u in the Z direction.

第3ベースプレート17は、X方向においては、前面10fと背面10bとの間に配置されている。第3ベースプレート17は、不図示の締結具によって前面10fおよび背面10bに固定されるようになっている。 The third base plate 17 is disposed between the front surface 10f and the rear surface 10b in the X direction. The third base plate 17 is fixed to the front surface 10f and the rear surface 10b by fasteners (not shown).

続いて、第3ベースプレート17の縦辺部17aについて詳述すると、本実施形態に係る縦辺部17aは、照射方向としての-Z方向と、X方向とに沿って広がる厚板状に形成されている。Z方向において、第3ベースプレート17の縦辺部17aの寸法は、第1ベースプレート15の縦辺部15aの寸法よりも短い。この縦辺部17aは、第2ベースプレート16を-Y側から支持する。 Next, the vertical side 17a of the third base plate 17 will be described in detail. In this embodiment, the vertical side 17a is formed as a thick plate extending along the -Z direction, which is the irradiation direction, and the X direction. In the Z direction, the dimension of the vertical side 17a of the third base plate 17 is shorter than the dimension of the vertical side 15a of the first base plate 15. This vertical side 17a supports the second base plate 16 from the -Y side.

続いて、第3ベースプレート17の横辺部17bについて詳述すると、本実施形態に係る横辺部17bは、X方向と、Y方向とに沿って広がる厚板状に形成されている。この横辺部17bには、種々の部品を取り付けることができる。横辺部17bに取り付けられる部品には、レーザ光走査部5の第1制御基板53が含まれる。また、図10に示すように、横辺部15bにおいて-Z側に向かって面する下面には、本実施形態に係るヒートシンクとしての第2ヒートシンク82が設けられる。 Next, regarding the horizontal side portion 17b of the third base plate 17, the horizontal side portion 17b in this embodiment is formed as a thick plate extending in the X and Y directions. Various components can be attached to this horizontal side portion 17b. Components that can be attached to the horizontal side portion 17b include the first control board 53 of the laser light scanning unit 5. In addition, as shown in FIG. 10, a second heat sink 82, which serves as a heat sink in this embodiment, is provided on the underside of the horizontal side portion 17b facing the -Z side.

第2ヒートシンク82は、+Z方向に向かって突出した複数のフィンによって構成される。これらのフィンは、Y方向に並んでいる。各フィンは、X方向に延びるように形成される。この第2ヒートシンク82は、第3ベースプレート17を介して励起光生成部2の構成部品(例えば励起光源21)と熱的に結合されることになる。 The second heat sink 82 is composed of multiple fins that protrude in the +Z direction. These fins are aligned in the Y direction. Each fin is formed to extend in the X direction. This second heat sink 82 is thermally coupled to components of the excitation light generation unit 2 (e.g., excitation light source 21) via the third base plate 17.

つまり本実施形態では、レーザ光出力部4を冷却するための第1ヒートシンク81は、励起光生成部2を冷却するための第2ヒートシンク82とは別体に構成されるようになっている。 In other words, in this embodiment, the first heat sink 81 for cooling the laser light output unit 4 is configured separately from the second heat sink 82 for cooling the excitation light generation unit 2.

なお、図10に示す例では、横辺部17bと第2ヒートシンク82とが一体的に形成されているが、これに限らず、横辺部17bと第2ヒートシンク82とを別体に形成してもよい。 In the example shown in Figure 10, the horizontal side portion 17b and the second heat sink 82 are formed integrally, but this is not limiting; the horizontal side portion 17b and the second heat sink 82 may also be formed separately.

また本実施形態のように、第1ベースプレート15および第3ベースプレート17を別体とした場合、第1ベースプレート15に設けられる第1ヒートシンク81と、第3ベースプレート17に設けられる第2ヒートシンク82は、互いに別体となる。しかしながら、本開示はそうした構成には限定されず、第1ヒートシンク81と第2ヒートシンク82とを一体的に構成することもできる。 Furthermore, when the first base plate 15 and the third base plate 17 are separate bodies, as in this embodiment, the first heat sink 81 provided on the first base plate 15 and the second heat sink 82 provided on the third base plate 17 are separate bodies. However, the present disclosure is not limited to such a configuration, and the first heat sink 81 and the second heat sink 82 can also be configured as an integrated unit.

(第1収容部H1および第2収容部H2の概略)
前述したように、筐体10の内部空間は、第1ベースプレート15、第2ベースプレート16および第3ベースプレート17によって複数の収容部に仕切られる。
(Outline of the first storage section H1 and the second storage section H2)
As described above, the internal space of the housing 10 is partitioned into a plurality of storage sections by the first base plate 15 , the second base plate 16 , and the third base plate 17 .

そうした収容部として、本実施形態に係る筐体10には、光学部材としてのカバーガラス62が設けられた第1収容部H1と、カバーガラス62の周囲の少なくとも一部を該カバーガラス62よりも照射エリアR1に向けて突出させてなる第2収容部H2と、が形成される(図10の破線Slを参照)。 As such storage sections, the housing 10 according to this embodiment is formed with a first storage section H1 in which a cover glass 62 serving as an optical element is provided, and a second storage section H2 in which at least a portion of the periphery of the cover glass 62 protrudes beyond the cover glass 62 toward the irradiation area R1 (see dashed line S1 in Figure 10).

第1収容部H1と第2収容部H2は、照射方向(-Z方向)に沿って並んでおり、照射方向の一側(-Z側)には第1収容部H1が配置される一方、照射方向の他側(+Z側)には第2収容部H2が配置される。第1収容部H1と第2収容部H2との境界は、第1ベースプレート15、第2ベースプレート16および第3ベースプレート17によって区画される。 The first storage unit H1 and the second storage unit H2 are aligned along the irradiation direction (-Z direction), with the first storage unit H1 located on one side of the irradiation direction (-Z side) and the second storage unit H2 located on the other side of the irradiation direction (+Z side). The boundary between the first storage unit H1 and the second storage unit H2 is defined by the first base plate 15, the second base plate 16, and the third base plate 17.

第1収容部H1は、励起光の生成、レーザ光の生成およびレーザ光の偏向に関連した光学部品を収容する。具体的に、本実施形態に係る第1収容部H1は、励起光生成部2と、励起光導光部3と、レーザ光出力部4と、レーザ光走査部5と、を収容する。 The first housing unit H1 houses optical components related to the generation of excitation light, the generation of laser light, and the deflection of laser light. Specifically, the first housing unit H1 in this embodiment houses the excitation light generation unit 2, the excitation light guide unit 3, the laser light output unit 4, and the laser light scanning unit 5.

図10に示す例では、第1収容部H1は、天面10uと、前面10fの上側部分と、背面10bの下側部分と、左側面10lの上側部分と、右側面10rの上側部分と、底面10dのうち第2ベースプレート16によって構成される部分と、第1ベースプレート15と、第3ベースプレート17と、によって包囲された空間として構成されている。 In the example shown in Figure 10, the first storage section H1 is configured as a space surrounded by the top surface 10u, the upper portion of the front surface 10f, the lower portion of the back surface 10b, the upper portion of the left side surface 10l, the upper portion of the right side surface 10r, the portion of the bottom surface 10d formed by the second base plate 16, the first base plate 15, and the third base plate 17.

一方、第2収容部H2は、第1収容部H1に収容される光学部品の冷却に関連した冷却部品を収容する。具体的に、本実施形態に係る第2収容部H2は、第1収容部H1に収容される光学部品と熱的に結合された第1ヒートシンク81および第2ヒートシンク82と、第1ヒートシンク81に送風する送風部としての第1送風ファン83と、第2ヒートシンク82に送風する同じく送風部としての第2送風ファン84と、を収容する。 On the other hand, the second housing section H2 houses cooling components related to cooling the optical components housed in the first housing section H1. Specifically, the second housing section H2 in this embodiment houses a first heat sink 81 and a second heat sink 82 that are thermally coupled to the optical components housed in the first housing section H1, a first blower fan 83 that serves as an air blower for blowing air to the first heat sink 81, and a second blower fan 84 that also serves as an air blower for blowing air to the second heat sink 82.

図10に示す例では、第2収容部H2は、前面10fの下側部分と、背面10bの下側部分と、左側面10lの下側部分と、右側面10rの下側部分と、底面10dのうちオフセット部16aを除いた非オフセット部18によって構成される部分と、第1ベースプレート15と、第3ベースプレート17と、によって包囲された空間として構成される。 In the example shown in Figure 10, the second storage section H2 is configured as a space surrounded by the lower portion of the front surface 10f, the lower portion of the back surface 10b, the lower portion of the left side surface 10l, the lower portion of the right side surface 10r, the portion of the bottom surface 10d formed by the non-offset portion 18 excluding the offset portion 16a, the first base plate 15, and the third base plate 17.

また、第1収容部H1および第2収容部H2のうち、少なくとも第1収容部H1は、国際電気標準化会議(International Electrotechnical Commission:IEC)によって定められたIP規格を満足するように構成されている。これにより、固体レーザ結晶41、第1ミラー51a等の光学部品を被水させることなく、マーカヘッド1の水洗いを行うことができる。このことは、マーカヘッド1の洗浄容易性の向上に資する。 Furthermore, of the first housing section H1 and the second housing section H2, at least the first housing section H1 is configured to meet the IP standard established by the International Electrotechnical Commission (IEC). This allows the marker head 1 to be washed with water without causing water to get on the optical components such as the solid-state laser crystal 41 and first mirror 51a. This contributes to improving the ease of cleaning the marker head 1.

また、第1収容部H1および第2収容部H2を構成する筐体10は、水洗い時に水が溜まり難い外観形状とすることもできる。そうした外観形状は、例えば天面10dをXY平面に対して傾斜させることで実現可能である。そうした外観形状は、マーカヘッド1のサニタリ性の向上に資する。 Furthermore, the housing 10 that constitutes the first storage section H1 and the second storage section H2 can be designed with an exterior shape that makes it difficult for water to accumulate when washed. Such an exterior shape can be achieved, for example, by tilting the top surface 10d with respect to the XY plane. Such an exterior shape contributes to improving the sanitation of the marker head 1.

その際、前述のようにカバー部材13によって前面10fを開閉するように構成したことで、水洗い後の拭き取り(特に、出射窓6付近の拭き取り)が容易になる。このことは、マーカヘッド1のメンテナンス性の向上に資する。 In this case, as mentioned above, the front surface 10f can be opened and closed using the cover member 13, making it easy to wipe after washing with water (especially the area around the exit window 6). This contributes to improving the maintainability of the marker head 1.

(第1収容部H1の詳細)
ここで、前述した第1収容部H1および第2収容部H2のうち、第1収容部H1はさらに、照射方向に直交する方向(XY方向)、例えばY方向に沿って並んだ3つの収容部に仕切られている。具体的に、本実施形態に係る筐体10は、ミラー収容部H11と、結晶収容部H12と、基板収容部H13と、を有する。
(Details of the first storage section H1)
Here, of the first housing section H1 and second housing section H2 described above, the first housing section H1 is further divided into three housing sections aligned in directions (X and Y directions) perpendicular to the irradiation direction, for example, along the Y direction. Specifically, the housing 10 according to this embodiment has a mirror housing section H11, a crystal housing section H12, and a substrate housing section H13.

ミラー収容部H11は、レーザ光走査部5における第1ミラー51aおよび第2ミラー52aを収容する。本実施形態に係るミラー収容部H11は、第1ミラー51aおよび第2ミラー52aを気密状に封止可能な第1ケーシング50によって区画される。前述のように、オフセット部16aを用いて第1ケーシング50を区画してもよい。オフセット部16aを用いて第1ケーシング50を区画する場合、オフセット部16aと第1ケーシング50との間に緩衝材が設けられることが好ましい。オフセット部16aは底面10dの一部であるため、歪み、振動等の影響を受けやすく、緩衝材により当該外部からの影響が第1ケーシング、及び第1ケーシングに収容される部材への影響を低減することができる。あるいは、後述の結晶収容部H12と同様に、第1ベースプレート15を用いて結晶収容部H12を区画してもよい。 The mirror housing section H11 houses the first mirror 51a and the second mirror 52a of the laser light scanning unit 5. In this embodiment, the mirror housing section H11 is defined by a first casing 50 that can hermetically seal the first mirror 51a and the second mirror 52a. As described above, the first casing 50 may be defined using an offset section 16a. When defining the first casing 50 using the offset section 16a, it is preferable to provide a buffer material between the offset section 16a and the first casing 50. Because the offset section 16a is part of the bottom surface 10d, it is susceptible to distortion, vibration, and the like. The buffer material can reduce the impact of such external influences on the first casing and the components housed therein. Alternatively, the crystal housing section H12 may be defined using a first base plate 15, similar to the crystal housing section H12 described below.

ここで、第1ケーシング50は、-Z側に向かって開口した有底箱状に形成されている。第1ケーシング50は、第1ベースプレート15に保持されている。 Here, the first casing 50 is formed in the shape of a box with a bottom that opens toward the -Z side. The first casing 50 is held by the first base plate 15.

X方向における第1ケーシング50の寸法は、X方向におけるオフセット部16aの寸法と略一致する。同様に、Y方向における第1ケーシング50の寸法は、Y方向におけるオフセット部16aの寸法と略一致する。 The dimensions of the first casing 50 in the X direction are approximately the same as the dimensions of the offset portion 16a in the X direction. Similarly, the dimensions of the first casing 50 in the Y direction are approximately the same as the dimensions of the offset portion 16a in the Y direction.

第1ケーシング50における-Z側の開口部は、例えば、図10に示す蓋部59によって閉塞することができる。蓋部59によって開口部を封止する代わりに、例えば、天面10uによって第1ケーシング50の開口部を封止してもよい。天面10uによって第1ケーシング50の開口部を封止する場合は、天面10uと第1ケーシング50との間に緩衝材を設けることが好ましい。これにより、天面10uに生じる歪み、振動等の影響が、第1ケーシング50、および第1ケーシングに収容される部材に及ぶことを低減することができる。 The opening on the -Z side of the first casing 50 can be closed, for example, by the lid 59 shown in FIG. 10. Instead of sealing the opening with the lid 59, the opening of the first casing 50 may be sealed by, for example, the top surface 10u. When sealing the opening of the first casing 50 with the top surface 10u, it is preferable to provide a buffer material between the top surface 10u and the first casing 50. This reduces the impact of distortion, vibration, etc. that occurs on the top surface 10u on the first casing 50 and the components housed in the first casing 50.

また、第1ケーシング50には、少なくとも4つの貫通孔50a,50b,50c,50dが形成される。4つの貫通孔50a,50b,50c,50dのうち、第1ケーシング50の左側壁部に形成される第4貫通孔50aは、マーカヘッド1の組立によって第1ベースプレート15の第3貫通孔15fと連通し、該第3貫通孔15fおよび該第3貫通孔15fに嵌め込まれる光学部材15hとともにとともに第2入射窓92を構成する。 Furthermore, at least four through holes 50a, 50b, 50c, and 50d are formed in the first casing 50. Of the four through holes 50a, 50b, 50c, and 50d, the fourth through hole 50a formed in the left wall portion of the first casing 50 communicates with the third through hole 15f of the first base plate 15 when the marker head 1 is assembled, and together with the third through hole 15f and the optical member 15h fitted into the third through hole 15f, constitutes the second entrance window 92.

一方、4つの貫通孔50a,50b,50c,50dのうち、第1ケーシング50の底部に形成される第5貫通孔50bは、第1ケーシング50ひいてはオフセット部16aをX方向に2分したときの+X側に配置される。この第5貫通孔50bには、光学素子としてのデフォーカスレンズ57が設けられる。このデフォーカスレンズ57については後述する。 On the other hand, of the four through holes 50a, 50b, 50c, and 50d, the fifth through hole 50b formed in the bottom of the first casing 50 is located on the +X side when the first casing 50 and therefore the offset portion 16a are divided in half in the X direction. A defocus lens 57 serving as an optical element is provided in this fifth through hole 50b. This defocus lens 57 will be described later.

また、4つの貫通孔50a,50b,50c,50dのうち、第1ケーシング50の右側壁部(-Y側に位置する壁部)に形成される第6貫通孔50cは、第1ケーシング50ひいてはオフセット部16aをX方向に2分したときの+X側に配置される。この第6貫通孔50cには、第2スキャナ52を構成する第2モータ52bを挿入して固定することができる。 Of the four through holes 50a, 50b, 50c, and 50d, the sixth through hole 50c, formed in the right wall portion (the wall portion located on the -Y side) of the first casing 50, is located on the +X side when the first casing 50 and, by extension, the offset portion 16a are divided in half in the X direction. The second motor 52b that constitutes the second scanner 52 can be inserted and fixed into this sixth through hole 50c.

また、4つの貫通孔50a,50b,50c,50dのうち、第1ケーシング50の後壁部(+X側に位置する壁部)に形成される第7貫通孔50dは、第1ケーシング50ひいてはオフセット部16aをX方向に2分したときの+X側に配置される。Z方向において、第7貫通孔50dは、第6貫通孔50cよりも+Z側に配置される。また、Y方向において、第7貫通孔50dの中心(第7貫通孔50dを断面円形状とみなしたときの円の中心)は、カバーガラス62の光軸と略同じ位置に配置される。この第7貫通孔50dには、第1スキャナ51を構成する第1モータ51bを挿入して固定することができる。 Of the four through holes 50a, 50b, 50c, and 50d, the seventh through hole 50d, which is formed in the rear wall portion (the wall portion located on the +X side) of the first casing 50, is located on the +X side when the first casing 50 and, by extension, the offset portion 16a are divided in half in the X direction. In the Z direction, the seventh through hole 50d is located on the +Z side of the sixth through hole 50c. In addition, in the Y direction, the center of the seventh through hole 50d (the center of the circle when the seventh through hole 50d is considered to have a circular cross section) is located at approximately the same position as the optical axis of the cover glass 62. The first motor 51b that constitutes the first scanner 51 can be inserted and fixed into this seventh through hole 50d.

結晶収容部H12は、照射方向に沿って広がる仕切面15gを有する支持プレート(第1ベースプレート15)によって区画され、該仕切面15gに対してミラー収容部H11とは反対側(図例では、+Y側)に配置されて固体レーザ結晶41を収容する。結晶収容部H12は、固体レーザ結晶41等、レーザ光出力部4を構成する光学部品を収容する。結晶収容部H12は、そうした光学部品を気密状に封止可能な第2ケーシング40によって区画される。本実施形態に係る結晶収容部H12は、密閉状態で非線形光学結晶45を収容することができる。 The crystal housing section H12 is defined by a support plate (first base plate 15) having a partition surface 15g extending along the irradiation direction, and is positioned on the opposite side of the partition surface 15g from the mirror housing section H11 (the +Y side in the illustrated example) to house a solid-state laser crystal 41. The crystal housing section H12 houses the optical components that make up the laser light output section 4, such as the solid-state laser crystal 41. The crystal housing section H12 is defined by a second casing 40 that can hermetically seal these optical components. The crystal housing section H12 in this embodiment can house a nonlinear optical crystal 45 in a sealed state.

ここで、第2ケーシング40は、-Y側に向かって開口した有底箱状に形成されている。第2ケーシング40は、第1ベースプレート15の縦辺部15aに取り付けられ、該縦辺部15aの仕切面15gによって-Y側から支持される。第2ケーシング40における-Y側の開口部は、仕切面15gによって閉塞することができる。 Here, the second casing 40 is formed in the shape of a bottomed box that opens toward the -Y side. The second casing 40 is attached to the vertical side 15a of the first base plate 15 and is supported from the -Y side by the partition surface 15g of the vertical side 15a. The opening on the -Y side of the second casing 40 can be closed by the partition surface 15g.

また、結晶収容部H12の内部空間は、X方向に並んだQスイッチ収容部H121および波長変換部H122に2分することができる。Qスイッチ収容部H121は、Qスイッチ43を収容する空間である。波長変換部H122は、非線形光学結晶35を収容する空間である。 The internal space of the crystal housing section H12 can be divided into two sections aligned in the X direction: a Q-switch housing section H121 and a wavelength conversion section H122. The Q-switch housing section H121 is a space that houses the Q-switch 43. The wavelength conversion section H122 is a space that houses the nonlinear optical crystal 35.

ここで、Qスイッチ収容部H121と波長変換部H122は、X方向に沿って並んでおり、双方とも第2ケーシング40および仕切面15gによって包囲された空間として構成されている。より詳細には、第2ケーシング40は、Qスイッチ収容部H121に対応する箱状体と、波長変換部H122に対応する箱状体とにより構成され、それぞれの箱状体と仕切面15gによって包囲された空間がQスイッチ収容部H121と、波長変換部H122と、である。Qスイッチ収容部H121と波長変換部H122は、不図示の光学部材によって光学的に結合されている。このようにQスイッチ収容部H121と、波長変換部H122とが別の空間として構成されることにより、後述するQスイッチ43で生じた不純物が後述する波長変換素子45に付着して、レーザ光の出力が低減する虞が低減する。 Here, the Q switch accommodating section H121 and the wavelength conversion section H122 are aligned along the X direction, and both are configured as spaces enclosed by the second casing 40 and the partition surface 15g. More specifically, the second casing 40 is configured with a box-shaped body corresponding to the Q switch accommodating section H121 and a box-shaped body corresponding to the wavelength conversion section H122, and the spaces enclosed by the respective box-shaped bodies and the partition surface 15g are the Q switch accommodating section H121 and the wavelength conversion section H122. The Q switch accommodating section H121 and the wavelength conversion section H122 are optically coupled by an optical member (not shown). By configuring the Q switch accommodating section H121 and the wavelength conversion section H122 as separate spaces in this way, the risk of impurities generated in the Q switch 43 (described later) adhering to the wavelength conversion element 45 (described later) and reducing the output of the laser light is reduced.

基板収容部H13は、ミラー収容部H11に対して結晶収容部H12とは反対側に配置され、第1制御基板53を収容する。本実施形態に係る基板収容部H13は、第1収容部H1の内部空間のうち、ミラー収容部H11および結晶収容部H12を除いた空間として区画される。 The substrate housing section H13 is located on the opposite side of the mirror housing section H11 from the crystal housing section H12, and houses the first control board 53. In this embodiment, the substrate housing section H13 is defined as the internal space of the first housing section H1 excluding the mirror housing section H11 and the crystal housing section H12.

つまり本実施形態では、「所定の部材がミラー収容部H11に収容されている」の文言は、その部材が第1ケーシング50によって六方を包囲されていることを示し、「所定の部材が結晶収容部H12に収容されている」の文言は、その部材が第2ケーシング40および仕切面15gによって六方を包囲されていることを示す。 In other words, in this embodiment, the phrase "a specific member is housed in the mirror housing section H11" indicates that the specific member is surrounded on all six sides by the first casing 50, and the phrase "a specific member is housed in the crystal housing section H12" indicates that the specific member is surrounded on all six sides by the second casing 40 and the partition surface 15g.

対して、「所定の部材が基板収容部H13に収容されている」の文言は、その部材が、筐体10内におけるミラー収容部H11および結晶収容部H12以外を除いた空間に配置されていることを示しているに過ぎない。もちろん、こうした構成に限らず、第1ケーシング50および第2ケーシング40と同様に、基板収容部H13専用のケーシング(いわば第3ケーシング)を設けてもよい。 In contrast, the phrase "a specific component is housed in the substrate housing section H13" simply indicates that the component is located in the space within the housing 10 excluding the mirror housing section H11 and the crystal housing section H12. Of course, this configuration is not limited to this, and a casing dedicated to the substrate housing section H13 (a third casing, so to speak) may be provided, similar to the first casing 50 and second casing 40.

(第2収容部H2の詳細)
一方、第2収容部H2は、板状部材として第1板状部材18lおよび第2板状部材18rによって、筐体10内の+Z側部分に仕切られる。この第2収容部H2は、照射方向に直交する方向、例えば、ミラー収容部H11、結晶収容部H12および基板収容部H13の並び方向(Y方向)に間隔を空けて配置された2つの空間を有する。
(Details of the second storage section H2)
On the other hand, the second housing H2 is partitioned into the +Z side portion of the housing 10 by a first plate-like member 18l and a second plate-like member 18r. The second housing H2 has two spaces spaced apart in a direction perpendicular to the irradiation direction, for example, in the arrangement direction (Y direction) of the mirror housing H11, the crystal housing H12, and the substrate housing H13.

そうした2つの空間として、本実施形態に係る第2収容部H2は、結晶側収容部H21および光源側収容部H22を有する。ここで、結晶側収容部H21と光源側収容部H22とY方向に離れて配置されることから、結晶側収容部H21と光源側収容部H22との間には、第2収容部H2に属さない空間が仕切られることになる。 The second housing section H2 in this embodiment has two such spaces: a crystal-side housing section H21 and a light source-side housing section H22. Because the crystal-side housing section H21 and the light source-side housing section H22 are spaced apart in the Y direction, a space that does not belong to the second housing section H2 is separated between the crystal-side housing section H21 and the light source-side housing section H22.

本実施形態に係る第1板状部材18lおよび第2板状部材18rは、部材を収容する空間としての第2収容部H2に加え、スキャナミラーとしての第1ミラー51aと照射エリアR1とを結ぶレーザ光の光路のうち、照射エリアR1寄りの光路(+Z側の光路)を含んだ空間を仕切るように構成されている。以下、この空間を「光路区画部」と呼称し、これに符号H3を付す。本実施形態に係る光路区画部H3は、第1板状部材18l、第2板状部材18rおよびカバーガラス62によって、+Y側、-Y側および-Z側の3方が囲われた空間として構成されている。 In this embodiment, the first plate-shaped member 18l and the second plate-shaped member 18r are configured to separate the space that contains the second storage section H2, which is a space for storing the members, as well as the space that includes the optical path of the laser light connecting the first mirror 51a (scanner mirror) and the irradiation area R1, which is closer to the irradiation area R1 (the optical path on the +Z side). Hereinafter, this space will be referred to as the "optical path partition section" and will be denoted by the symbol H3. The optical path partition section H3 in this embodiment is configured as a space that is surrounded on three sides, the +Y side, the -Y side, and the -Z side, by the first plate-shaped member 18l, the second plate-shaped member 18r, and the cover glass 62.

なお、図例では、光路区画部H3は、+Z側の下端部が開放された空間として構成されているが、そうした構成には限定されない。光路区画部H3の+Z側端部をガラス等の光学部材によって覆ってもよい。光路区画部H3の+Z側端部を覆う光学部材は、カバーガラス62と択一的に具備してもよいし、カバーガラス62と併用してもよい。 In the illustrated example, the optical path partition H3 is configured as an open space at the lower end on the +Z side, but this configuration is not limited to this. The +Z side end of the optical path partition H3 may be covered with an optical member such as glass. The optical member covering the +Z side end of the optical path partition H3 may be provided alternatively to the cover glass 62, or may be used in combination with the cover glass 62.

また、第2収容部H2を構成する2つの空間のうち、結晶側収容部H21は、第1ヒートシンク81および第1送風ファン83を収容する。第1ヒートシンク81と第1送風ファン83は、X方向に並んで配置される。 Of the two spaces that make up the second storage section H2, the crystal-side storage section H21 stores the first heat sink 81 and the first blower fan 83. The first heat sink 81 and the first blower fan 83 are arranged side by side in the X direction.

ここで、前記説明と重複するが、本実施形態に係る第1ヒートシンク81は、レーザ光出力部4を構成する光学部品のうち、少なくとも第1ベースプレート15に取り付けられる光学部品と熱的に結合する。 As previously explained, the first heat sink 81 in this embodiment is thermally coupled to at least the optical components attached to the first base plate 15 among the optical components that make up the laser light output unit 4.

一方、第1送風ファン83は、図13に示すように第1ヒートシンク81よりも+X側に配置される。第1送風ファン83は、いわゆる軸流ファンによって構成されており、マーカコントローラ100から受ける制御信号にしたがって、第1ヒートシンク81を通過する気流を発生させる。第1送風ファン83は第1ヒートシンク81よりも-X側に配置されてもよい。本実施形態においては、+X側に設けられる接続カバー14に接続部分が覆われる電気ケーブル200を介して前記第1送風ファンを駆動するための電力や信号が供給されるため、第1送風ファン83が第1ヒートシンク81よりも+X側に設けられる構成であれば、配線に要するスペースが削減され、マーカヘッド1の小型化に有利である。 On the other hand, the first blower fan 83 is positioned on the +X side of the first heat sink 81, as shown in FIG. 13. The first blower fan 83 is configured as a so-called axial fan, and generates an airflow that passes through the first heat sink 81 in accordance with a control signal received from the marker controller 100. The first blower fan 83 may also be positioned on the -X side of the first heat sink 81. In this embodiment, power and signals for driving the first blower fan are supplied via an electric cable 200 whose connection portion is covered by a connection cover 14 provided on the +X side. Therefore, if the first blower fan 83 is configured on the +X side of the first heat sink 81, the space required for wiring is reduced, which is advantageous for miniaturizing the marker head 1.

図13の矢印Al1に示すように、第1送風ファン83によって生成された気流は、筐体10の前面10fに設けられた通気口12から結晶側収容部H21に流入する。そうして流入した気流は、X方向に沿って-X側から+X側に向かって流れることで、第1ヒートシンク81および第1送風ファン83を通過する。第1送風ファン83を通過した気流は、図13の矢印Al2に示すように、筐体10の背面10bに設けられた排気口から流出する。 As shown by arrow Al1 in Figure 13, the airflow generated by the first blower fan 83 flows into the crystal-side accommodation section H21 through the ventilation opening 12 provided on the front surface 10f of the housing 10. The airflow then flows along the X direction from the -X side to the +X side, passing through the first heat sink 81 and the first blower fan 83. As shown by arrow Al2 in Figure 13, the airflow that has passed through the first blower fan 83 flows out through an exhaust opening provided on the rear surface 10b of the housing 10.

ここで、筐体10の背面10bには、気流の流れ方向を整える第1整流板85が取り付けられている(図6も参照)。この第1整流板85は、図13の矢印Al3に示すように、背面10bから流出する気流の流れ方向を、筐体10からワークWに向かう方向の反対側(-Z側)に導く。これにより、排気とワークWとの衝突を抑制し、ひいてはワークWの姿勢を安定させる上で有利になる。 Here, a first rectifying plate 85 that aligns the airflow direction is attached to the rear surface 10b of the housing 10 (see also Figure 6). As shown by arrow A13 in Figure 13, this first rectifying plate 85 guides the airflow flowing out from the rear surface 10b to the opposite side (-Z side) of the direction from the housing 10 toward the workpiece W. This prevents the exhaust air from colliding with the workpiece W, which is advantageous for stabilizing the posture of the workpiece W.

光源側収容部H22は、第2ヒートシンク82および第2送風ファン84を収容する。第2ヒートシンク82と第2送風ファン84は、X方向に並んで配置される。 The light source side housing H22 houses the second heat sink 82 and the second blower fan 84. The second heat sink 82 and the second blower fan 84 are arranged side by side in the X direction.

本実施形態に係る第2ヒートシンク82は、基板収容部H13に収容される光学部品のうち、少なくとも第3ベースプレート17に取り付けられる励起光源21と熱的に結合する。 The second heat sink 82 in this embodiment is thermally coupled to at least the excitation light source 21 attached to the third base plate 17, among the optical components housed in the substrate housing portion H13.

一方、第2送風ファン84は、図12に示すように第2ヒートシンク82よりも+X側に配置される。第2送風ファン84は、第1送風ファン83と同様に軸流ファンによって構成されており、マーカコントローラ100から受ける制御信号にしたがって、第2ヒートシンク82を通過する気流を発生させる。第2送風ファン84は第2ヒートシンク82よりも-X側に配置されてもよい。本実施形態においては、+X側に設けられる接続カバー14に接続部分が覆われる電気ケーブル200を介して前記第1送風ファンを駆動するための電力や信号が供給されるため、第1送風ファン83が第2ヒートシンク82よりも+X側に設けられる構成であれば、配線に要するスペースが削減され、マーカヘッド1の小型化に有利である。 On the other hand, the second blower fan 84 is positioned on the +X side of the second heat sink 82, as shown in FIG. 12. The second blower fan 84 is configured as an axial fan, like the first blower fan 83, and generates an airflow that passes through the second heat sink 82 in accordance with a control signal received from the marker controller 100. The second blower fan 84 may also be positioned on the -X side of the second heat sink 82. In this embodiment, power and signals for driving the first blower fan are supplied via an electric cable 200 whose connection portion is covered by the connection cover 14 provided on the +X side. Therefore, if the first blower fan 83 is configured to be on the +X side of the second heat sink 82, the space required for wiring is reduced, which is advantageous for miniaturizing the marker head 1.

図12の矢印Ar1に示すように、第2送風ファン84によって生成された気流は、筐体10の前面10fに設けられた通気口12から光源側収容部H22に流入する。そうして流入した気流は、X方向に沿って-X側から+X側に向かって流れることで、第2ヒートシンク82および第2送風ファン84を通過する。第2送風ファン84を通過した気流は、図12の矢印Ar2に示すように、筐体10の背面10bに設けられた排気口から流出する。 As indicated by arrow Ar1 in FIG. 12, the airflow generated by the second blower fan 84 flows into the light source-side housing section H22 through the ventilation opening 12 provided on the front surface 10f of the housing 10. The airflow then flows along the X direction from the -X side to the +X side, passing through the second heat sink 82 and the second blower fan 84. As indicated by arrow Ar2 in FIG. 12, the airflow that has passed through the second blower fan 84 flows out through an exhaust opening provided on the rear surface 10b of the housing 10.

ここで、筐体10の背面10bには、気流の流れ方向を整える第2整流板86が取り付けられている(図6も参照)。この第2整流板86は、図12の矢印Ar3に示すように、背面10bから流出する気流の流れ方向を、筐体10からワークWに向かう方向の反対側(-Z側)に変更する。これにより、排気とワークWとの衝突を抑制し、ひいてはワークWの姿勢を安定させる上で有利になる。 A second rectifying plate 86 that aligns the airflow direction is attached to the rear surface 10b of the housing 10 (see also Figure 6). As shown by arrow Ar3 in Figure 12, this second rectifying plate 86 changes the flow direction of the airflow flowing out from the rear surface 10b to the opposite side (-Z side) of the direction from the housing 10 toward the workpiece W. This reduces collisions between the exhaust air and the workpiece W, which is advantageous for stabilizing the posture of the workpiece W.

以下、第1収容部H1および第2収容部H2のうち、第1収容部H1内に設けられる励起光生成部2、励起光導光部3、レーザ光出力部4、レーザ光走査部5等の構成について、筐体10内での相対的な位置関係を交えつつ、詳細に説明する。 Below, the configuration of the excitation light generation unit 2, excitation light guide unit 3, laser light output unit 4, laser light scanning unit 5, etc., which are provided in the first storage unit H1 and the second storage unit H2, will be described in detail, including their relative positional relationships within the housing 10.

(励起光生成部2)
励起光生成部2は、電力供給部104から供給される電力(駆動電流)に基づいてレーザ励起光(励起光)を生成する励起光源21と、励起光源21を支持する金属プレート22と、励起光源21の温度を整える温調部23と、マーカコントローラ100から入力された制御信号に基づいて励起光源21を支持する光源制御基板24と、を有する。
(Excitation light generation unit 2)
The excitation light generating unit 2 includes an excitation light source 21 that generates laser excitation light (excitation light) based on power (driving current) supplied from the power supply unit 104, a metal plate 22 that supports the excitation light source 21, a temperature control unit 23 that adjusts the temperature of the excitation light source 21, and a light source control board 24 that supports the excitation light source 21 based on a control signal input from the marker controller 100.

励起光生成部2を構成する励起光源21、金属プレート22、温調部23および光源制御基板24は、いずれも基板収容部H13に収容されている。これにより、励起光生成部2、特に励起光源21は、ミラー収容部H11を挟んでレーザ光出力部4の反対側に配置されることになる。これにより、励起光生成部2とレーザ光出力部4とを可能な限り離間させることができる。 The excitation light source 21, metal plate 22, temperature adjustment unit 23, and light source control board 24 that make up the excitation light generation unit 2 are all housed in the board housing section H13. As a result, the excitation light generation unit 2, and in particular the excitation light source 21, is positioned on the opposite side of the mirror housing section H11 from the laser light output unit 4. This allows the excitation light generation unit 2 and the laser light output unit 4 to be separated as far as possible.

-金属プレート22-
金属プレート22は、金属製かつ薄板状の部材として構成されている。金属プレート22は、図11および図12に示すように、第3ベースプレート17をX方向において+X側部分と、中央部分と、-X側部分とに3分したときの-X側部分に載置されている。金属プレート22は、第3ベースプレート17の上面(より詳細には、第3ベースプレート17の横辺部17bの上面)に締結されており、この第3ベースプレート17を介して第2ヒートシンク82と熱的に結合される。
-Metal plate 22-
The metal plate 22 is made of metal and is configured as a thin plate-like member. As shown in Figures 11 and 12, when the third base plate 17 is divided into three parts in the X direction: a +X side part, a central part, and a -X side part, the metal plate 22 is placed on the -X side part. The metal plate 22 is fastened to the upper surface of the third base plate 17 (more specifically, to the upper surface of the horizontal side part 17b of the third base plate 17), and is thermally coupled to the second heat sink 82 via the third base plate 17.

また、金属プレート22の上面には励起光源21が載置される一方、金属プレート22の下面と第3ベースプレート17との間には板状の温調部23が挟み込まれるようになっている。 In addition, an excitation light source 21 is placed on the upper surface of the metal plate 22, while a plate-shaped temperature control unit 23 is sandwiched between the lower surface of the metal plate 22 and the third base plate 17.

-励起光源21-
励起光源21は、電気ケーブル200を介して電力供給部104から電力が供給されるとともに、その電力に応じた励起光を生成するように構成されている。励起光源21によって生成される励起光の出力は、駆動電流が大きくなるにしたがい増加する。
-Excitation light source 21-
The excitation light source 21 is configured to receive power from the power supply unit 104 via the electric cable 200 and to generate excitation light in accordance with the power. The output of the excitation light generated by the excitation light source 21 increases as the driving current increases.

本実施形態に係る励起光源21は、レーザダイオード(Laser Diode:LD)で構成されている。励起光源21から発振されるレーザ光は、不図示のフォーカシングレンズ等によって集光されて、レ-ザ励起光(励起光)として出力される。励起光源21は、励起光導光部3を構成するファイバケーブル31に対し、光学的に結合されている。励起光源21から出力されるレーザ励起光は、ファイバケーブル31を介して励起光導光部3に導かれる。 The excitation light source 21 in this embodiment is composed of a laser diode (LD). The laser light emitted from the excitation light source 21 is focused by a focusing lens (not shown) or the like and output as laser excitation light (excitation light). The excitation light source 21 is optically coupled to a fiber cable 31 that constitutes the excitation light guide unit 3. The laser excitation light output from the excitation light source 21 is guided to the excitation light guide unit 3 via the fiber cable 31.

また、励起光源21は、図11および図12に示すように、矩形薄板状に形成されており、その厚み方向をZ方向に沿わせた姿勢で、金属プレート22の上面に固定されている。励起光源21は、金属プレート22と同じく、第3ベースプレート17をX方向において3分したときの-X側部分に配置されるようになっている。このように配置することで、本実施形態に係る励起光源21は、第2送風ファン84によって生成される気流の下流端部(第2送風ファン84に隣接した+X側端部)に比して、該気流の上流端部(第2送風ファン84から離間した-X側端部)に配置されることになる。 As shown in Figures 11 and 12, the excitation light source 21 is formed in the shape of a rectangular thin plate and is fixed to the upper surface of the metal plate 22 with its thickness oriented in the Z direction. Like the metal plate 22, the excitation light source 21 is arranged on the -X side when the third base plate 17 is divided into thirds in the X direction. By arranging it in this manner, the excitation light source 21 in this embodiment is arranged at the upstream end of the airflow generated by the second blower fan 84 (the -X side end away from the second blower fan 84) compared to the downstream end of the airflow (the +X side end adjacent to the second blower fan 84).

また、励起光源21の一側面は、+X側かつ+Y側に向かって斜めに面しており、その斜めに面する一側面に、ファイバケーブル31の上流端部が接続されるようになっている。 In addition, one side of the excitation light source 21 faces obliquely toward the +X and +Y sides, and the upstream end of the fiber cable 31 is connected to this obliquely facing side.

-温調部23-
温調部23は、所定の温度範囲内に収めるように励起光源21の温度を調整するように構成されている。ここで、温調部23によって実現される温度範囲(前記所定の温度範囲)は、マーカヘッド1の保証環境に基づいて設定され、好ましくはマーカヘッド1の保証環境よりも高温になるように設定され、さらに好ましくは40℃以上60℃以下に設定される。
-Temperature control section 23-
The temperature control unit 23 is configured to adjust the temperature of the excitation light source 21 so that it falls within a predetermined temperature range. Here, the temperature range (the predetermined temperature range) realized by the temperature control unit 23 is set based on the guaranteed environment of the marker head 1, and is preferably set to be higher than the guaranteed environment of the marker head 1, and more preferably set to be 40°C or higher and 60°C or lower.

具体的に、本実施形態に係る温調部23は、略薄板状のペルチェ素子によって構成されており、第3ベースプレート17の上面(より詳細には、横辺部17bの上面)と、金属プレート22の下面との間に挟持されている。温調部23は金属プレート22の熱を排熱する。温調部23の側部には、該温調部23に電流を供給するためのハーネス(不図示)が接続されている。温調部23は、ハーネスを介して供給される電流によって、金属プレート22側の面で吸熱し、第3ベースプレート17側の面で発熱する。 Specifically, the temperature adjustment unit 23 according to this embodiment is composed of a substantially thin-plate Peltier element and is sandwiched between the upper surface of the third base plate 17 (more specifically, the upper surface of the horizontal side portion 17b) and the lower surface of the metal plate 22. The temperature adjustment unit 23 dissipates heat from the metal plate 22. A harness (not shown) for supplying current to the temperature adjustment unit 23 is connected to the side of the temperature adjustment unit 23. When current is supplied via the harness, the temperature adjustment unit 23 absorbs heat on the surface facing the metal plate 22 and generates heat on the surface facing the third base plate 17.

-光源制御基板24-
光源制御基板24は、マーカコントローラ100と電気的に接続されており、電力供給部104から励起光源21に供給される電力を制御する。
-Light source control board 24-
The light source control board 24 is electrically connected to the marker controller 100 and controls the power supplied from the power supply unit 104 to the excitation light source 21 .

本実施形態に係る光源制御基板24は、略矩形薄板状の回路基板によって構成されている。光源制御基板24は、その表裏両面をZX方向に沿わせた姿勢で配置されており、第3ベースプレート17の例えば縦辺部17aに対し、-Y側から締結されている(締結構造については不図示)。 The light source control board 24 in this embodiment is composed of a circuit board in the shape of a substantially rectangular thin plate. The light source control board 24 is positioned with both its front and back surfaces aligned along the ZX direction, and is fastened to, for example, the vertical side 17a of the third base plate 17 from the -Y side (fastening structure not shown).

光源制御基板24はまた、図12に示すように、Z方向においては励起光源21よりも-Z側に配置されており、不図示の配線類によって、励起光源21と電気的に接続されている。 As shown in FIG. 12, the light source control board 24 is also positioned on the -Z side of the excitation light source 21 in the Z direction, and is electrically connected to the excitation light source 21 via wiring (not shown).

(励起光導光部3)
導光光学系としての励起光導光部3は、励起光源21とレーザ光出力部4における固体レーザ結晶41とを光学的に結合するファイバケーブル31と、所定の曲げ半径で該ファイバケーブル31を巻回するように構成されたファイバガイド32と、を有する。ファイバケーブル31およびファイバガイド32は、いずれも筐体10内の基板収容部H13に収容されている。
(Excitation light guide section 3)
The excitation light guide unit 3 as a light guide optical system has a fiber cable 31 that optically couples the excitation light source 21 with the solid-state laser crystal 41 in the laser light output unit 4, and a fiber guide 32 configured to wind the fiber cable 31 with a predetermined bending radius. The fiber cable 31 and the fiber guide 32 are both housed in a substrate housing portion H13 inside the housing 10.

-ファイバケーブル31-
ファイバケーブル31は、いわゆる光ファイバによって構成されており、その一端部(光の伝搬方向で見た一端部)は励起光源21に接続されている一方、その他端部(光の伝搬方向において、前記一端部の反対側に位置する端部)は、第1入射窓91に接続されている。
- Fiber Cable 31 -
The fiber cable 31 is composed of a so-called optical fiber, one end of which (one end as viewed in the direction of light propagation) is connected to the excitation light source 21, while the other end (the end located opposite the one end in the direction of light propagation) is connected to the first entrance window 91.

ファイバケーブル31の他端部は、第1入射窓91および後述の第1偏向ミラー42を介して固体レーザ結晶41と光学的に結合されている。また、ファイバケーブル31の一端部と他端部とを結ぶ中途の部位は、その少なくとも一部がファイバガイド32に巻回されている。 The other end of the fiber cable 31 is optically coupled to the solid-state laser crystal 41 via the first entrance window 91 and the first deflection mirror 42 described below. Furthermore, at least a portion of the midway section connecting one end of the fiber cable 31 to the other end is wound around the fiber guide 32.

ファイバケーブル31は、励起光源21において生成された励起光を導光し、これを固体レーザ結晶41まで導くことができる。 The fiber cable 31 can guide the excitation light generated by the excitation light source 21 and lead it to the solid-state laser crystal 41.

-ファイバガイド32-
ファイバガイド32は、所定の曲げ半径で該ファイバケーブル31を巻回するように構成されている。ファイバガイド32の曲げ半径は、ファイバケーブル31の最小曲げ半径以上に設定される。
- Fiber guide 32 -
The fiber guide 32 is configured to wind the fiber cable 31 with a predetermined bending radius. The bending radius of the fiber guide 32 is set to be equal to or greater than the minimum bending radius of the fiber cable 31.

具体的に、本実施形態に係るファイバガイド32は、ファイバケーブル31を幾重にも巻回可能な略円筒形のリール状に形成されている。このファイバガイド32は、円筒形状の中心軸をY方向に沿わせた姿勢で配置されており、第3ベースプレート17の縦辺部17aに対して-Y側から取り付けられている。 Specifically, the fiber guide 32 according to this embodiment is formed in the shape of a generally cylindrical reel around which the fiber cable 31 can be wound multiple times. This fiber guide 32 is positioned with the central axis of its cylindrical shape aligned along the Y direction, and is attached to the vertical side 17a of the third base plate 17 from the -Y side.

また、ファイバガイド32は、図12に示すように、X方向においては、光源制御基板24の前端部から第2制御基板54の後端部にかけての範囲に配置される。ファイバガイド32は、図11に示すように、Y方向においては、光源制御基板24および第2制御基板54よりも+Y側、かつ、第1ケーシング50の右側壁部よりも-Y側に配置される。 As shown in FIG. 12, the fiber guide 32 is arranged in the X direction in a range from the front end of the light source control board 24 to the rear end of the second control board 54. As shown in FIG. 11, the fiber guide 32 is arranged in the Y direction on the +Y side of the light source control board 24 and the second control board 54, and on the -Y side of the right wall of the first casing 50.

(レーザ光出力部4)
レーザ光出力部4は、励起光の光路を折り曲げる前記第1偏向ミラー42と、励起光に基づいて基本波を生成する前記固体レーザ結晶41と、マーカコントローラ100から入力される制御信号に基づいて基本波をパルス発振させるQスイッチ43と、基本波を反射するための第1反射ミラー44と、を有する。これらの光学部品は、結晶収容部H12を2分したときのQスイッチ収容部H121内に気密状に収容される。なお、これらの光学部品のうち、少なくとも固体レーザ結晶41については、波長変換部H122に収容することもできる。
(Laser light output unit 4)
The laser light output unit 4 has the first deflection mirror 42 that bends the optical path of the excitation light, the solid-state laser crystal 41 that generates a fundamental wave based on the excitation light, a Q switch 43 that pulses the fundamental wave based on a control signal input from the marker controller 100, and a first reflecting mirror 44 for reflecting the fundamental wave. These optical components are hermetically housed in a Q switch housing section H121 that is obtained by dividing the crystal housing section H12 in half. Of these optical components, at least the solid-state laser crystal 41 can also be housed in the wavelength conversion section H122.

レーザ光出力部4はまた、固体レーザ結晶41によって生成されたレーザ光(基本波)を受光し、該レーザ光を短波長側に波長変換する非線形光学結晶45と、第1反射ミラー44とともに共振光路を構成する第2反射ミラー46と、短波長側に波長変換されたレーザ光を共振光路から分離させるためのレーザ光分離部47と、レーザ光分離部47によって分離されたレーザ光の光路を折り曲げる第2偏向ミラー48と、を有する。これらの光学部品は、結晶収容部H12を2分したときの波長変換部H122内に気密状に収容される。 The laser light output unit 4 also includes a nonlinear optical crystal 45 that receives the laser light (fundamental wave) generated by the solid-state laser crystal 41 and wavelength-converts the laser light to a shorter wavelength; a second reflecting mirror 46 that forms a resonant optical path together with the first reflecting mirror 44; a laser light separation unit 47 that separates the laser light wavelength-converted to a shorter wavelength from the resonant optical path; and a second deflection mirror 48 that bends the optical path of the laser light separated by the laser light separation unit 47. These optical components are hermetically housed within the wavelength conversion unit H122, which is formed when the crystal housing unit H12 is divided in half.

特に、本実施形態に係るレーザ光出力部4は、いわゆるイントラキャビティ式のレーザ発振器として構成されている。すなわち、第1反射ミラー44から第2反射ミラー46へ至る途中には、Qスイッチ43と、第1偏向ミラー42と、固体レーザ結晶41と、レーザ光分離部47を構成する第1セパレータ47aと、非線形光学結晶45としての第2波長変換素子45bと、同じく非線形光学結晶45としての第1波長変換素子45aと、がこの順番に配置されている。換言すれば、第1反射ミラー44と、第2反射ミラー46と、第1反射ミラー44および第2反射ミラー46の間の各部材とが共振ユニットを構成し、第1波長変換素子45aと第2波長変換素子45bとが共振ユニットの内部に配置される。本実施形態において、レーザ光出力部4は、イントラキャビティ式のレーザ発振器として構成されているが、非線形光学結晶45が第1反射ミラー44と第2反射ミラー46との間に位置しないエクストラキャビティ式のレーザ発振器であってもよい。 In particular, the laser light output unit 4 according to this embodiment is configured as a so-called intracavity laser oscillator. That is, along the path from the first reflecting mirror 44 to the second reflecting mirror 46, the Q switch 43, the first deflection mirror 42, the solid-state laser crystal 41, the first separator 47a constituting the laser light separation unit 47, the second wavelength conversion element 45b as a nonlinear optical crystal 45, and the first wavelength conversion element 45a also as a nonlinear optical crystal 45 are arranged in this order. In other words, the first reflecting mirror 44, the second reflecting mirror 46, and the components between the first reflecting mirror 44 and the second reflecting mirror 46 constitute a resonant unit, and the first wavelength conversion element 45a and the second wavelength conversion element 45b are arranged inside the resonant unit. In this embodiment, the laser light output unit 4 is configured as an intra-cavity laser oscillator, but it may also be an extra-cavity laser oscillator in which the nonlinear optical crystal 45 is not located between the first reflecting mirror 44 and the second reflecting mirror 46.

ここで、第1偏向ミラー42は、励起光導光部3によって導光されて第1入射窓91を通過する励起光の光軸(図11の符号A1に示すように、Y方向に沿って延びる光軸)と、共振光路の光軸(図11および図12の符号A2に示すように、X方向に沿って延びる光軸)と、を合流させるように配置されている。 Here, the first deflection mirror 42 is positioned so as to merge the optical axis of the excitation light guided by the excitation light guide section 3 and passing through the first entrance window 91 (the optical axis extending along the Y direction as indicated by reference symbol A1 in Figure 11) with the optical axis of the resonant light path (the optical axis extending along the X direction as indicated by reference symbol A2 in Figures 11 and 12).

また、第1セパレータ47aは、例えば第3高調波を含んだレーザ光を、第1反射ミラー44と第2反射ミラー46とを結んだ共振光路から分離させるように配置されている。すなわち、このレーザ光出力部4は、固体レーザ結晶41から誘導放出された光子から成るレーザ光を、第1反射ミラー44と第2反射ミラー46との間で多重反射により増幅しつつ、短波長側に波長変換する。そうして増幅されたレーザ光は、レーザ光分離部47によって分離されて、レーザ光出力部4から出力する。 The first separator 47a is also positioned to separate laser light containing, for example, the third harmonic wave from the resonant optical path connecting the first reflecting mirror 44 and the second reflecting mirror 46. In other words, the laser light output unit 4 amplifies laser light composed of photons emitted by stimulated emission from the solid-state laser crystal 41 through multiple reflections between the first reflecting mirror 44 and the second reflecting mirror 46, while converting the wavelength to the shorter wavelength side. The amplified laser light is then separated by the laser light separation unit 47 and output from the laser light output unit 4.

また、レーザ光出力部4は、結晶収容部H12の外部に配置される部品として、Qスイッチ43を駆動するQスイッチドライバ49を有する。図13に示すように、Qスイッチドライバ49は、X方向において天面10uを2分したときの+X側部分に取り付けられている。Qスイッチドライバ49はまた、第1ベースプレート15の縦辺部15aよりも+Y側に配置されている。 The laser light output unit 4 also has a Q-switch driver 49 that drives the Q-switch 43, which is a component located outside the crystal housing unit H12. As shown in FIG. 13, the Q-switch driver 49 is attached to the +X side when the top surface 10u is divided in half in the X direction. The Q-switch driver 49 is also located on the +Y side of the vertical side 15a of the first base plate 15.

なお、Qスイッチドライバ49は、筐体10の左側面10l、背面10b等に取り付けてもよい。Qスイッチドライバ49は、筐体10の外面を構成する板状部材に取り付けることができる。 The Q-switch driver 49 may also be attached to the left side surface 10l, rear surface 10b, etc. of the housing 10. The Q-switch driver 49 can be attached to a plate-like member that forms the outer surface of the housing 10.

-第1反射ミラー44-
第1反射ミラー44は、Qスイッチ収容部H121に収容されており、少なくとも基本波を反射するように構成されている。この第1反射ミラー44は、第2反射ミラー46とともに共振器を構成している。なお、本実施形態に係る第1反射ミラー44は、基本波を反射する全反射ミラーとして構成されている。
First Reflecting Mirror 44
The first reflecting mirror 44 is accommodated in the Q switch accommodating portion H121 and is configured to reflect at least the fundamental wave. The first reflecting mirror 44 constitutes a resonator together with the second reflecting mirror 46. Note that the first reflecting mirror 44 according to this embodiment is configured as a total reflecting mirror that reflects the fundamental wave.

また、本実施形態に係る第1反射ミラー44は、結晶収容部H12を区画する仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている。 In addition, the first reflecting mirror 44 in this embodiment is attached to the partition surface 15g that defines the crystal storage section H12, and is thermally coupled to the first heat sink 81 via the first base plate 15.

-第2反射ミラー46-
第2反射ミラー46は、波長変換部H122に収容されており、少なくとも基本波を反射するように構成されている。第2反射ミラー46は、第1反射ミラー44とともに共振器を構成している。なお、本実施形態に係る第2反射ミラー46は、基本波に加え、該基本波よりも高い波長を有する第2高調波と、該第2高調波よりもさらに高い波長を有する第3高調波とを反射する全反射ミラーとして構成されている。
--Second reflecting mirror 46--
The second reflecting mirror 46 is housed in the wavelength converting unit H122 and is configured to reflect at least the fundamental wave. The second reflecting mirror 46 forms a resonator together with the first reflecting mirror 44. Note that the second reflecting mirror 46 according to this embodiment is configured as a total reflecting mirror that reflects not only the fundamental wave but also a second harmonic having a wavelength higher than that of the fundamental wave and a third harmonic having an even higher wavelength than that of the second harmonic.

また、本実施形態に係る第2反射ミラー46は、第1反射ミラー44と同様に仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている。このように、精度の高い共振光路を構成するために、共振光路の両端である第1反射ミラー44と第2反射ミラー46とは同一の第1ベースプレート15により位置決めされることが好ましい。 Furthermore, the second reflecting mirror 46 according to this embodiment is attached to the partition surface 15g in the same manner as the first reflecting mirror 44, and is thermally coupled to the first heat sink 81 via the first base plate 15. In this way, in order to form a highly accurate resonant optical path, it is preferable that the first reflecting mirror 44 and the second reflecting mirror 46, which are at both ends of the resonant optical path, are positioned by the same first base plate 15.

-Qスイッチ43-
Qスイッチ43は、Qスイッチ収容部H121に収容されており、固体レーザ結晶41にて生成された基本波をパルス発振させるように構成されている。具体的に、Qスイッチ43は、共振光路(共振器の光路)の光軸上に位置するように配置されており、固体レーザ結晶41と第1反射ミラー44との間に介在している。
-Q switch 43-
The Q switch 43 is housed in the Q switch housing portion H121, and is configured to pulse oscillate the fundamental wave generated by the solid-state laser crystal 41. Specifically, the Q switch 43 is disposed so as to be located on the optical axis of the resonance optical path (optical path of the resonator), and is interposed between the solid-state laser crystal 41 and the first reflecting mirror 44.

本実施形態に係るQスイッチ43は、Qスイッチドライバ49から印加されるRF信号に基づいて動作するいわゆるアクティブQスイッチである。すなわち、Qスイッチ43を仮にオン状態にすると、Qスイッチ43へ入射したレーザ光は、偏向されて共振光路から分離される。この場合、レーザ光の多重反射が規制された結果、固体レーザ結晶41での反転分布の生成が促される。 The Q switch 43 in this embodiment is a so-called active Q switch that operates based on an RF signal applied from the Q switch driver 49. In other words, when the Q switch 43 is turned on, the laser light incident on the Q switch 43 is deflected and separated from the resonant optical path. In this case, multiple reflections of the laser light are restricted, which promotes the generation of a population inversion in the solid-state laser crystal 41.

そして、Qスイッチ43を所定期間にわたってオン状態にしてからオフ状態に切り替えると、レーザ光は、Qスイッチ43によって分離されずに多重反射を行って、その多重反射により増幅される。この場合、高出力なレーザ光がパルス発振されることになる。 When the Q switch 43 is turned on for a predetermined period of time and then turned off, the laser light undergoes multiple reflections without being separated by the Q switch 43, and is amplified by these multiple reflections. In this case, high-power laser light is pulsed.

また、本実施形態に係るQスイッチ43は、第1反射ミラー44等と同様に仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている。 In addition, the Q switch 43 according to this embodiment is attached to the partition surface 15g, similar to the first reflecting mirror 44, and is thermally coupled to the first heat sink 81 via the first base plate 15.

-Qスイッチドライバ49-
Qスイッチドライバ49は、筐体10の内部かつ結晶収容部H12の外部に収容されており、マーカコントローラ100から入力される制御信号に基づいて、Qスイッチ43に印加されるRF信号を生成する。
-Q switch driver 49-
The Q-switch driver 49 is housed inside the housing 10 and outside the crystal housing section H12, and generates an RF signal to be applied to the Q-switch 43 based on a control signal input from the marker controller 100.

Qスイッチドライバ49は、金属製の支持プレートを介して天面10uに取り付けられており、その支持プレートおよび天面10uを介して筐体10と熱的に結合されている。 The Q-switch driver 49 is attached to the top surface 10u via a metal support plate and is thermally coupled to the housing 10 via the support plate and the top surface 10u.

-第1偏向ミラー42-
第1偏向ミラー42は、Qスイッチ収容部H121に収容されており、X方向においてQスイッチ43と固体レーザ結晶41との間に配置されている。本実施形態に係る第1偏向ミラー42は、いわゆるビームスプリッターによって構成されている。第1偏向ミラー42は、第1入射窓91から+Y側に向かって入射した励起光については、X方向に沿って伝搬するように全反射する。一方、第1偏向ミラー42は、X方向に沿って伝搬する基本波については、反射せずに透過する。第1偏向ミラー42を透過する基本波は、Qスイッチ43を介して第1反射ミラー44に至る。
First deflection mirror 42
The first deflection mirror 42 is housed in the Q switch housing H121 and is disposed between the Q switch 43 and the solid-state laser crystal 41 in the X direction. The first deflection mirror 42 according to this embodiment is configured by a so-called beam splitter. The first deflection mirror 42 totally reflects the excitation light incident from the first entrance window 91 toward the +Y side so that the light propagates along the X direction. On the other hand, the first deflection mirror 42 transmits the fundamental wave propagating along the X direction without reflecting it. The fundamental wave transmitted through the first deflection mirror 42 reaches the first reflecting mirror 44 via the Q switch 43.

また、本実施形態に係る第1偏向ミラー42は、第1反射ミラー44等と同様に仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている。 Furthermore, the first deflection mirror 42 according to this embodiment is attached to the partition surface 15g, similar to the first reflection mirror 44, and is thermally coupled to the first heat sink 81 via the first base plate 15.

-固体レーザ結晶41-
固体レーザ結晶41は、Qスイッチ収容部H121に収容されており、反転分布を形成可能なレーザ媒質によって構成されている。固体レーザ結晶41は、その端面にレーザ励起光が入射した際に、入射したレーザ励起光に対応した誘導放出を行うように構成されている。誘導放出によって放出される光子の波長(いわゆる基本波長)は、固体レーザ結晶41の具体的な構成に応じて増減するもものの、本実施形態では1μm前後の赤外域にある。
-Solid-state laser crystal 41-
The solid-state laser crystal 41 is housed in the Q-switch housing H121 and is made of a laser medium capable of forming a population inversion. The solid-state laser crystal 41 is configured to perform stimulated emission corresponding to the incident laser excitation light when the laser excitation light is incident on its end face. The wavelength of the photons emitted by stimulated emission (the so-called fundamental wavelength) varies depending on the specific configuration of the solid-state laser crystal 41, but in this embodiment it is in the infrared range of around 1 μm.

本実施形態では、固体レーザ結晶41を構成するレーザ媒質として、ロッド状のNd:YVO(イットリウム・バナデイト)が用いられている。ロッド状とされた固体レーザ結晶41の一端面からレーザ励起光が入射するとともに、その他端面から基本波長を有するレーザ光(いわゆる基本波)を出射するようになっている(いわゆるエンドポンピングによる1方向励起方式)。この例では、基本波長は1064nmに設定されている。一方、レーザ励起光の波長は、誘導放出を促すべく、Nd:YVOの吸収スペクトラムの中心波長付近に設定されている。ただし、この例に限らず、他のレーザ媒質として、例えば希土類をドープしたYAG、YLF、GdVO等を用いることもできる。レーザ加工装置Lの用途に応じて、様々な固体レーザ媒質を用いることができる。 In this embodiment, rod-shaped Nd: YVO4 (yttrium vanadate) is used as the laser medium constituting the solid-state laser crystal 41. Laser excitation light is incident on one end face of the rod-shaped solid-state laser crystal 41, and laser light having a fundamental wavelength (so-called fundamental wave) is emitted from the other end face (so-called one-directional excitation method using end pumping). In this example, the fundamental wavelength is set to 1064 nm. Meanwhile, the wavelength of the laser excitation light is set near the center wavelength of the absorption spectrum of Nd: YVO4 to promote stimulated emission. However, this example is not limiting, and other laser media, such as rare-earth doped YAG, YLF, or GdVO4 , can also be used. Various solid-state laser media can be used depending on the application of the laser processing device L.

また、本実施形態に係る固体レーザ結晶41は、第1反射ミラー44等と同様に仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている。 In addition, the solid-state laser crystal 41 in this embodiment is attached to the partition surface 15g, similar to the first reflecting mirror 44, and is thermally coupled to the first heat sink 81 via the first base plate 15.

-非線形光学結晶45-
非線形光学結晶45は、固体レーザ結晶41により生成された基本波を受光するとともに、該基本波の波長よりも高い波長を有する第2高調波を生成する第1波長変換素子45aと、その第2高調波よりも高い波長を有する第3高調波を生成する第2波長変換素子45bと、を組合わせて構成される。第1波長変換素子45aおよび第2波長変換素子45bは、双方とも波長変換部H122に収容されている。
-Nonlinear Optical Crystal 45-
The nonlinear optical crystal 45 is configured by combining a first wavelength conversion element 45a that receives the fundamental wave generated by the solid-state laser crystal 41 and generates a second harmonic wave having a wavelength higher than that of the fundamental wave, and a second wavelength conversion element 45b that generates a third harmonic wave having a wavelength higher than that of the second harmonic. Both the first wavelength conversion element 45a and the second wavelength conversion element 45b are housed in the wavelength conversion unit H122.

第1波長変換素子45aは、第2高調波を生成可能な非線形光学結晶とされており、基本波が入射したときに、その基本波の周波数を2倍にして第2高調波として出射する(Second Harmonic Generation:SHG)ように構成されている。すなわち、第1波長変換素子45aに対して基本波を入射させたときに生成されるレーザ光の波長は、500nm前後の可視光域にある。特に本実施形態では、第2高調波の波長は532nmに設定されている。 The first wavelength conversion element 45a is a nonlinear optical crystal capable of generating second harmonics, and is configured so that when a fundamental wave is incident, it doubles the frequency of the fundamental wave and emits it as a second harmonic (Second Harmonic Generation: SHG). In other words, the wavelength of the laser light generated when a fundamental wave is incident on the first wavelength conversion element 45a is in the visible light range of around 500 nm. In particular, in this embodiment, the wavelength of the second harmonic is set to 532 nm.

また一般に、第1波長変換素子45aによる変換効率は100%を下回る。そのため、第1波長変換素子45aに基本波を入射させると、基本波と第2高調波とが混在したレーザ光が出射されるようになっている。 In addition, the conversion efficiency of the first wavelength conversion element 45a is generally less than 100%. Therefore, when a fundamental wave is incident on the first wavelength conversion element 45a, laser light containing a mixture of the fundamental wave and the second harmonic wave is emitted.

なお、本実施形態では、第1波長変換素子45aとしてLBO(LiB)を用いた。ただし、この例に限らず、第1波長変換素子45aとして、種々の有機非線形光学材料、無機非線形光学材料等を利用することができる。 In this embodiment, LBO (LiB 3 O 3 ) is used as the first wavelength conversion element 45 a. However, the first wavelength conversion element 45 a is not limited to this example, and various organic nonlinear optical materials, inorganic nonlinear optical materials, etc. can be used as the first wavelength conversion element 45 a.

第2波長変換素子45bは、第3高調波を生成可能な非線形光学結晶とされており、基本波と第2高調波とが入射したとき(特に、基本波と第2高調波の伝搬方向が等しいとき)に、その基本波の3倍の周波数を有する第3高調波に変換して出射する(Third Harmonic Generation:THG)ように構成されている。すなわち、第2波長変換素子45bに対して基本波と第2高調波を入射させたときに生成されるレーザ光の波長は、350nm前後の紫外域(具体的には、可視光域と紫外域との境界付近)にある。特に本実施形態では、第3高調波の波長は355nmに設定されている。 The second wavelength conversion element 45b is a nonlinear optical crystal capable of generating third harmonics. When a fundamental wave and a second harmonic are incident (particularly when the propagation directions of the fundamental wave and the second harmonic are the same), the second wavelength conversion element 45b converts the incident fundamental wave and second harmonic into a third harmonic having a frequency three times that of the fundamental wave and then emits the third harmonic (Third Harmonic Generation: THG). In other words, the wavelength of the laser light generated when the fundamental wave and second harmonic are incident on the second wavelength conversion element 45b is in the ultraviolet range of around 350 nm (specifically, near the boundary between the visible light range and the ultraviolet range). In this embodiment, the wavelength of the third harmonic is set to 355 nm.

また一般に、第2波長変換素子45bによる変換効率は100%を下回る。そのため、第1波長変換素子45aに基本波および第2高調波を入射させると、基本波と第2高調波と第3高調波とが混在したレーザ光が出射されるようになっている。 In addition, the conversion efficiency of the second wavelength conversion element 45b is generally less than 100%. Therefore, when the fundamental wave and second harmonic are incident on the first wavelength conversion element 45a, laser light containing a mixture of the fundamental wave, second harmonic, and third harmonic is emitted.

なお、本実施形態では、第2波長変換素子45bとしてLBO(LiB)を用いた。ただし、この例に限らず、第2波長変換素子45bとして、種々の有機非線形光学材料、無機非線形光学材料等を利用することができる。 In this embodiment, LBO (LiB 3 O 3 ) is used as the second wavelength conversion element 45 b. However, the second wavelength conversion element 45 b is not limited to this example, and various organic nonlinear optical materials, inorganic nonlinear optical materials, etc. can be used as the second wavelength conversion element 45 b.

また、本実施形態に係る非線形光学結晶45は、第1反射ミラー44等と同様に仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている。 In addition, the nonlinear optical crystal 45 according to this embodiment is attached to the partition surface 15g, similar to the first reflecting mirror 44, and is thermally coupled to the first heat sink 81 via the first base plate 15.

-レーザ光分離部47-
レーザ光分離部47は、波長変換部H122に収容されており、レーザ光の共振光路から第3高調波を分離して、レーザ加工用のUVレーザ光を生成するように構成されている。
--Laser beam separating unit 47--
The laser beam separating unit 47 is housed in the wavelength converting unit H122 and is configured to separate the third harmonic from the resonant optical path of the laser beam to generate UV laser beam for laser processing.

レーザ光分離部47は、複数の光学部品によって構成されている。具体的に、本実施形態に係るレーザ光分離部47は、レーザ光から第2高調波および第3高調波を抽出するための第1セパレータ47aと、第2高調波および第3高調波からなるレーザ光のビーム径を整えるための凹レンズ47bと、レーザ光から第3高調波を抽出するための第2セパレータ47cと、を有する。 The laser beam separation unit 47 is composed of multiple optical components. Specifically, the laser beam separation unit 47 in this embodiment has a first separator 47a for extracting the second and third harmonics from the laser beam, a concave lens 47b for adjusting the beam diameter of the laser beam consisting of the second and third harmonics, and a second separator 47c for extracting the third harmonic from the laser beam.

第1セパレータ47aは、いわゆるビームスプリッターであって、基本波を透過させる一方で、第2高調波と第3高調波を反射するように構成されている。この第1セパレータ47aは、第1反射ミラー44と第2反射ミラー46とを結んだ共振光路の光軸と交わるように配置されており、その光軸に対して、略45度傾斜した姿勢とされている。第1セパレータ47aによって反射されたレーザ光は、-Z側に向かって伝搬する。 The first separator 47a is a so-called beam splitter that is configured to transmit the fundamental wave while reflecting the second and third harmonics. This first separator 47a is positioned so that it intersects with the optical axis of the resonant optical path connecting the first reflecting mirror 44 and the second reflecting mirror 46, and is tilted at approximately 45 degrees with respect to that optical axis. The laser light reflected by the first separator 47a propagates toward the -Z side.

凹レンズ47bは、第1セパレータ47aによって反射されたレーザ光、つまり、共振光路から分離したレーザ光を透過させることにより、その透過したレーザ光のビーム径を拡大させるように構成されている。本実施形態では、凹レンズ47bは、第1セパレータ47aと第2セパレータ47cとの間に介在しているものの、そのような配置には限定されない。 The concave lens 47b is configured to transmit the laser light reflected by the first separator 47a, i.e., the laser light separated from the resonant optical path, thereby expanding the beam diameter of the transmitted laser light. In this embodiment, the concave lens 47b is interposed between the first separator 47a and the second separator 47c, but is not limited to such an arrangement.

第2セパレータ47cは、第1セパレータ47aに類似したビームスプリッターであって、第2高調波を透過させる一方で、第3高調波を反射するように構成されている。この第2セパレータ47cは、凹レンズ47bを通過したレーザ光の光軸と交わるように配置されており、その光軸に対して、略45度傾斜した姿勢とされている。第2セパレータ47cによって反射されたレーザ光は、-X側に向かって伝搬する。 The second separator 47c is a beam splitter similar to the first separator 47a, configured to transmit the second harmonic wave while reflecting the third harmonic wave. This second separator 47c is positioned so that it intersects with the optical axis of the laser light that has passed through the concave lens 47b, and is tilted at approximately 45 degrees relative to that optical axis. The laser light reflected by the second separator 47c propagates toward the -X side.

また、レーザ光分離部47を構成する各光学部品は、第1反射ミラー44等と同様に仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている(図10も参照)。 Furthermore, each optical component constituting the laser beam separation unit 47 is attached to the partition surface 15g, similar to the first reflecting mirror 44, and is thermally coupled to the first heat sink 81 via the first base plate 15 (see also Figure 10).

このように、精度の高い光路でレーザ光を生成するために、第1反射ミラー44、第2反射ミラー46、Qスイッチ43、第1偏向ミラー42、固体レーザ結晶41、非線形光学結晶45およびレーザ光分離部47は、いずれも同一の第1ベースプレート15により位置決めされることが好ましい。 In this way, in order to generate laser light along a highly accurate optical path, it is preferable that the first reflecting mirror 44, second reflecting mirror 46, Q switch 43, first deflection mirror 42, solid-state laser crystal 41, nonlinear optical crystal 45, and laser light separation unit 47 are all positioned by the same first base plate 15.

-第2偏向ミラー48-
第2偏向ミラー48は、波長変換部H122に収容されており、結晶収容部H12に収容される他の光学部材よりも-X側に配置されている。本実施形態に係る第2偏向ミラー48は、いわゆるビームスプリッターによって構成されている。第2偏向ミラー48は、第2セパレータ47cを通過して-X側に向かって伝搬するレーザ光を反射する。第2偏向ミラー48によって反射されたレーザ光は、-Y側に向かって伝搬するように偏向される。
--Second deflection mirror 48--
The second deflection mirror 48 is housed in the wavelength conversion unit H122 and is disposed closer to the -X side than the other optical members housed in the crystal housing unit H12. The second deflection mirror 48 according to this embodiment is configured by a so-called beam splitter. The second deflection mirror 48 reflects the laser light that passes through the second separator 47c and propagates toward the -X side. The laser light reflected by the second deflection mirror 48 is deflected so as to propagate toward the -Y side.

また、本実施形態に係る第2偏向ミラー48は、第1反射ミラー44等と同様に仕切面15gに取り付けられており、第1ベースプレート15を介して第1ヒートシンク81と熱的に結合されている。このように、生成されたレーザ光が出力される位置の精度を向上させるために、レーザ光出力部4から外部にレーザ光を出射する第2偏向ミラー48は第1反射ミラー44等と同様に第1ベースプレート15により位置決めされることが好ましい。 Furthermore, the second deflection mirror 48 according to this embodiment is attached to the partition surface 15g in the same manner as the first reflection mirror 44, etc., and is thermally coupled to the first heat sink 81 via the first base plate 15. In this way, in order to improve the accuracy of the position at which the generated laser light is output, it is preferable that the second deflection mirror 48, which emits laser light to the outside from the laser light output unit 4, be positioned by the first base plate 15 in the same manner as the first reflection mirror 44, etc.

最終的に、第2偏向ミラー48によって偏向されたレーザ光は、第2入射窓92を透過することで、レーザ光出力部4から第1ケーシング50内に入射することになる。図11に示すように、第1ケーシング50内に入射したレーザ光は、-Y側に向かって伝搬してレーザ光走査部5の第3偏向ミラー56に至る。 Finally, the laser light deflected by the second deflection mirror 48 passes through the second entrance window 92 and enters the first casing 50 from the laser light output unit 4. As shown in Figure 11, the laser light that enters the first casing 50 propagates toward the -Y side and reaches the third deflection mirror 56 of the laser light scanning unit 5.

(レーザ光走査部5)
レーザ光走査部5は、前述した第1スキャナ51、第2スキャナ52と、第1制御基板53および第2制御基板54に加え、中間偏向部55と、第3偏向ミラー56と、光学素子としてのデフォーカスレンズ57と、少なくとも第1スキャナ51の第1ミラー51a、および第2スキャナ52の第2ミラー52aを収容する第1ケーシング50と、を有する。
(Laser light scanning unit 5)
The laser light scanning unit 5 has, in addition to the first scanner 51, second scanner 52, first control board 53 and second control board 54 mentioned above, an intermediate deflection unit 55, a third deflection mirror 56, a defocus lens 57 as an optical element, and a first casing 50 that houses at least the first mirror 51a of the first scanner 51 and the second mirror 52a of the second scanner 52.

以下、これらの構成要素についてレーザ発振時にレーザ光が到達する順番に説明する。 Below, these components will be explained in the order in which the laser light reaches them during laser oscillation.

-第3偏向ミラー56-
図11に示すように、第3偏向ミラー56は、第1ケーシング50内に収容されており、Y方向に沿って第2偏向ミラー48および第2入射窓92と並ぶように配置されており、これらの部材よりも-Y側に位置している。第3偏向ミラー56は、Y方向において第2入射窓92と光源制御基板24との間(言い換えると、第2入射窓92よりも-Y側、かつ、光源制御基板24よりも+Y側)に配置されている。
-Third deflection mirror 56-
11 , the third deflection mirror 56 is housed in the first casing 50 and is arranged alongside the second deflection mirror 48 and the second entrance window 92 in the Y direction, and is located on the −Y side of these components. The third deflection mirror 56 is arranged between the second entrance window 92 and the light source control board 24 in the Y direction (in other words, on the −Y side of the second entrance window 92 and on the +Y side of the light source control board 24).

第3偏向ミラー56は、例えば全反射ミラーによって構成されており、第1ケーシング50内に入射して-Y側に向かって伝搬するレーザ光を受光し、これを+X側に向けて反射する。第3偏向ミラー56によって反射されたレーザ光は、第2スキャナ52の第2ミラー52aに至る。なお、第3偏向ミラー56は、全反射ミラーに代えて一部レーザ光を透過するミラーによって構成してもよい。その場合、一部透過したレーザ光を用いて、レーザ光出力部4から第1ケーシング50内に入射するレーザ光の出力が検出されてもよい。 The third deflection mirror 56 is, for example, a total reflection mirror that receives laser light that enters the first casing 50 and propagates toward the -Y side, and reflects it toward the +X side. The laser light reflected by the third deflection mirror 56 reaches the second mirror 52a of the second scanner 52. Note that instead of a total reflection mirror, the third deflection mirror 56 may be configured as a mirror that transmits a portion of the laser light. In that case, the output of the laser light entering the first casing 50 from the laser light output unit 4 may be detected using the partially transmitted laser light.

-第2スキャナ52-
図14、図15および図16に示すように、第2スキャナ52は、所定の第2方向にレーザ光を走査するための第2ミラー52aと、第2ミラー52aを回動可能に支持する第2モータ52bと、を有する。このうち、第2ミラー52aはミラー収容部H11に収容され、第2モータ52bは、その大部分が基板収容部H13に収容される。
-Second scanner 52-
14, 15, and 16, the second scanner 52 has a second mirror 52a for scanning the laser light in a predetermined second direction and a second motor 52b for rotatably supporting the second mirror 52a. Of these, the second mirror 52a is housed in the mirror housing section H11, and most of the second motor 52b is housed in the board housing section H13.

第2ミラー52aは、いわゆるガルバノミラーとして構成されている。第2ミラー52aは、固体レーザ結晶41によって生成されたレーザ光を、図11に示す第3偏向ミラー56等を介して受光する。第2ミラー52aは、そうして受光したレーザ光を+Z側に反射することで、該レーザ光を偏向する。第2ミラー52aが回動することにより、照射エリアR1におけるレーザ光の照射位置が第2方向に走査される。 The second mirror 52a is configured as a so-called galvanometer mirror. The second mirror 52a receives the laser light generated by the solid-state laser crystal 41 via the third deflection mirror 56 shown in FIG. 11 and the like. The second mirror 52a deflects the received laser light by reflecting it toward the +Z side. As the second mirror 52a rotates, the irradiation position of the laser light in the irradiation area R1 is scanned in the second direction.

ここで、第2ミラー52aによる偏向方向である第2方向は、第1スキャナ51の第1ミラー51aによる偏向方向である第1方向と、照射方向としての-Z方向と、の双方に直交する方向であり、本実施形態ではX方向に一致するように設定されている。 Here, the second direction, which is the deflection direction by the second mirror 52a, is a direction perpendicular to both the first direction, which is the deflection direction by the first mirror 51a of the first scanner 51, and the -Z direction, which is the irradiation direction, and in this embodiment is set to coincide with the X direction.

具体的に、第2ミラー52aは、略矩形板状の全反射ミラーであって、第2モータ52bの回転軸の先端に支持された状態で、ミラー収容部H11の室内に収容されている。第2ミラー52aは、第2モータ52bのシャフトと一体的に回転するようになっており、この第2モータ52bによって所定の第2回転軸Ac2まわりに回転されるように構成されている。第2ミラー52aによる偏向量、ひいては第2方向におけるレーザ光の照射位置は、この第2回転軸Ac2まわりの第2ミラー52aの回転角度に基づいて決定される。 Specifically, the second mirror 52a is a generally rectangular, plate-shaped total reflection mirror that is supported on the tip of the rotation shaft of the second motor 52b and is housed within the mirror housing H11. The second mirror 52a rotates integrally with the shaft of the second motor 52b and is configured to be rotated by this second motor 52b around a predetermined second rotation axis Ac2. The amount of deflection by the second mirror 52a, and therefore the irradiation position of the laser light in the second direction, is determined based on the rotation angle of the second mirror 52a around this second rotation axis Ac2.

ここで、図14および図15に示すように、第2ミラー52aの回転中心である第2回転軸Ac2は、第1ミラー51aの回転中心である第1回転軸Ac1と、照射方向としてのZ方向と、の双方に直交するように延びており、本実施形態ではY方向に沿って延びるように設定されている。 Here, as shown in Figures 14 and 15, the second rotation axis Ac2, which is the rotation center of the second mirror 52a, extends perpendicular to both the first rotation axis Ac1, which is the rotation center of the first mirror 51a, and the Z direction, which is the irradiation direction, and in this embodiment is set to extend along the Y direction.

第2ミラー52aはまた、X方向に沿って第3偏向ミラー56と並ぶように配置されており、第3偏向ミラー56よりも+X側に位置している。第2ミラー52aはさらに、Y方向においては第1ミラー51aおよびデフォーカスレンズ57よりも-Y側に位置しており、Z方向においては第1ミラー51aおよびデフォーカスレンズ57よりも-Z側に位置している。 The second mirror 52a is also arranged alongside the third deflection mirror 56 in the X direction, and is located on the +X side of the third deflection mirror 56. The second mirror 52a is further located on the -Y side of the first mirror 51a and defocus lens 57 in the Y direction, and on the -Z side of the first mirror 51a and defocus lens 57 in the Z direction.

第2モータ52bは、直流モータ等によって構成されるガルバノモータであって、第2回転軸Ac2を中心軸とした略円柱状に形成されている。第2モータ52bにおける第2回転軸Ac2方向(Y方向)の先端部(+Y側端部)は、第1ケーシング50における第6貫通孔50cに挿入されている。一方、第2回転軸Ac2方向において前記先端部の反対側に位置する他端部(第2モータ52bの-Y側端部)は、第6貫通孔50cから突出して基板収容部H13内に露出している。 The second motor 52b is a galvanometer motor such as a DC motor, and is formed in a generally cylindrical shape with the second rotation axis Ac2 as its central axis. The tip end (+Y side end) of the second motor 52b in the direction of the second rotation axis Ac2 (Y direction) is inserted into the sixth through-hole 50c in the first casing 50. Meanwhile, the other end (-Y side end of the second motor 52b) located on the opposite side of the tip end in the direction of the second rotation axis Ac2 protrudes from the sixth through-hole 50c and is exposed inside the substrate accommodating section H13.

第2スキャナ52は、第2ミラー52aを介してレーザ光を反射する。第2ミラー52aによって反射されたレーザ光は、中間偏向部55、第1ミラー51aおよびデフォーカスレンズ57を介して出射窓6から出射する。その際、第2スキャナ52は、第2モータ52bによってレーザ光の反射角度を調整することで、照射エリアR1内でレーザ光を第2方向(X方向)に走査することができる。 The second scanner 52 reflects the laser light via the second mirror 52a. The laser light reflected by the second mirror 52a passes through the intermediate deflection unit 55, the first mirror 51a, and the defocus lens 57 and exits from the exit window 6. At this time, the second scanner 52 adjusts the reflection angle of the laser light using the second motor 52b, allowing the laser light to scan the irradiation area R1 in the second direction (X direction).

-中間偏向部55-
図14、図15および図16に示すように、中間偏向部55は、第2ミラー52aおよび第1ミラー51aの間でレーザ光を中継する中間ミラー55aと、該中間ミラー55aを支持する台座部55bと、を有する。中間ミラー55aおよび台座部55bは、双方ともミラー収容部H11に収容される。
-Intermediate deflection section 55-
14, 15, and 16, the intermediate deflection unit 55 has an intermediate mirror 55a that relays the laser light between the second mirror 52a and the first mirror 51a, and a base 55b that supports the intermediate mirror 55a. Both the intermediate mirror 55a and the base 55b are housed in the mirror housing H11.

中間ミラー55aは、例えば全反射ミラーによって構成されている。中間ミラー55aは、第2ミラー52aによって反射されたレーザ光を入射させるとともに、該レーザ光を第1ミラー51aに向けて反射する。 The intermediate mirror 55a is composed of, for example, a total reflection mirror. The intermediate mirror 55a receives the laser light reflected by the second mirror 52a and reflects the laser light toward the first mirror 51a.

中間ミラー55aはまた、Z方向に沿って第2ミラー52aと並ぶように配置されており、第2ミラー52aよりも+Z側に位置している。中間ミラー55aはさらに、Y方向に沿って第1ミラー51aと並ぶように配置されており、第1ミラー51aよりも-Y側に位置している。 The intermediate mirror 55a is also arranged to be aligned with the second mirror 52a in the Z direction, and is located on the +Z side of the second mirror 52a. The intermediate mirror 55a is also arranged to be aligned with the first mirror 51a in the Y direction, and is located on the -Y side of the first mirror 51a.

中間ミラー55aは、第2ミラー52aによって反射されて+Z側に向かって伝搬するレーザ光を受光し、これを+Y側に向けて反射する。中間ミラー55aによって反射されたレーザ光は、第1スキャナ51の第1ミラー51aに至る。 The intermediate mirror 55a receives the laser light reflected by the second mirror 52a and propagating toward the +Z side, and reflects it toward the +Y side. The laser light reflected by the intermediate mirror 55a reaches the first mirror 51a of the first scanner 51.

台座部55bは、第1ケーシング50の底部に配置されており、中間ミラー55aを+Z側から支持する。本実施形態に係る台座部55bは、+Y側かつ-Z側に鏡面を向けるように中間ミラー55aを支持する。 The base 55b is located at the bottom of the first casing 50 and supports the intermediate mirror 55a from the +Z side. In this embodiment, the base 55b supports the intermediate mirror 55a so that the mirror surface faces both the +Y and -Z sides.

-第1スキャナ51-
図14、図15および図16に示すように、第1スキャナ51は、所定の第1方向にレーザ光を走査するための第1ミラー51aと、第1ミラー51aを回動可能に支持する第1モータ51bと、を有する。このうち、第1ミラー51aはミラー収容部H11に収容され、第1モータ51bは、その大部分が基板収容部H13に収容される。
-First scanner 51-
14, 15, and 16, the first scanner 51 has a first mirror 51a for scanning the laser light in a predetermined first direction and a first motor 51b for rotatably supporting the first mirror 51a. Of these, the first mirror 51a is housed in the mirror housing section H11, and most of the first motor 51b is housed in the board housing section H13.

第1ミラー51aは、いわゆるガルバノミラーとして構成されている。第1ミラー51aは、中間ミラー55aによって反射されたレーザ光を受光する。第1ミラー51aは、そうして受光したレーザ光を+Z側に反射することで、該レーザ光を偏向する。第1ミラー51aが回動することにより、照射エリアR1におけるレーザ光の照射位置が第1方向に走査される。 The first mirror 51a is configured as a so-called galvanometer mirror. The first mirror 51a receives the laser light reflected by the intermediate mirror 55a. The first mirror 51a deflects the received laser light by reflecting it toward the +Z side. As the first mirror 51a rotates, the irradiation position of the laser light in the irradiation area R1 is scanned in the first direction.

ここで、図14および図15に示すように、第1ミラー51aによる偏向方向である第1方向は、前述した第2方向と、照射方向としてのZ方向と、の双方に直交する方向であり、本実施形態ではY方向に一致するように設定されている。 Here, as shown in Figures 14 and 15, the first direction, which is the deflection direction by the first mirror 51a, is a direction perpendicular to both the second direction described above and the Z direction, which is the irradiation direction, and in this embodiment is set to coincide with the Y direction.

なお、第1方向および第2方向は、本実施形態の設定には限定されない。第1方向をX方向に一致させかつ第2方向をY方向に一致させてもよいし、第1方向および第2方向をそれぞれX方向およびY方向に対して傾斜させてもよい。 Note that the first and second directions are not limited to those set in this embodiment. The first direction may coincide with the X direction and the second direction may coincide with the Y direction, or the first and second directions may be inclined relative to the X and Y directions, respectively.

具体的に、第1ミラー51aは、略矩形板状の全反射ミラーであって、第1モータ51bの回転軸の先端に支持された状態で、ミラー収容部H11の室内に収容されている。第1ミラー51aは、第1モータ51bのシャフトと一体的に回転するようになっており、この第1モータ51bによって所定の第1回転軸Ac1まわりに回転されるように構成されている。第1ミラー51aによる偏向量、ひいては第1方向におけるレーザ光の照射位置は、この第2回転軸Ac2まわりの第1ミラー51aの回転角度に基づいて決定される。 Specifically, the first mirror 51a is a generally rectangular, plate-shaped total reflection mirror that is supported on the tip of the rotation shaft of the first motor 51b and is housed within the mirror housing H11. The first mirror 51a rotates integrally with the shaft of the first motor 51b and is configured to be rotated by this first motor 51b around a predetermined first rotation axis Ac1. The amount of deflection by the first mirror 51a, and therefore the irradiation position of the laser light in the first direction, is determined based on the rotation angle of the first mirror 51a around this second rotation axis Ac2.

ここで、第1ミラー51aの回転中心である第1回転軸Ac1は、第2ミラー52aの回転中心である第2回転軸Ac2と、照射方向としての-Z方向と、の双方に直交するように延びており、本実施形態ではX方向に沿って延びるように設定されている。 Here, the first rotation axis Ac1, which is the rotation center of the first mirror 51a, extends perpendicular to both the second rotation axis Ac2, which is the rotation center of the second mirror 52a, and the -Z direction, which is the irradiation direction, and in this embodiment is set to extend along the X direction.

このように設定することで、第1回転軸Ac1および第2回転軸Ac2は、双方とも照射方向とは異なる方向、例えば照射方向に直交する方向(XY方向)に延びることになる。なお、第1回転軸Ac1および第2回転軸Ac2を照射方向に直交させる構成は必須ではなく、XY方向に対し、例えば20deg以内の傾斜角を持たせてもよい。 By setting them in this way, the first rotation axis Ac1 and the second rotation axis Ac2 both extend in a direction different from the irradiation direction, for example, in a direction perpendicular to the irradiation direction (XY direction). Note that it is not necessary to configure the first rotation axis Ac1 and the second rotation axis Ac2 to be perpendicular to the irradiation direction; they may have an inclination angle of, for example, 20 degrees or less with respect to the XY direction.

また、本実施形態では、第1回転軸Ac1は、第2回転軸Ac2に対して+Z側にオフセットしているが、中間ミラー55aの構成次第では、第1回転軸Ac1と第2回転軸Ac2を同一平面上に配置することもできる。 In addition, in this embodiment, the first rotation axis Ac1 is offset toward the +Z side relative to the second rotation axis Ac2, but depending on the configuration of the intermediate mirror 55a, the first rotation axis Ac1 and the second rotation axis Ac2 can also be arranged on the same plane.

第1ミラー51aはまた、Y方向に沿って中間ミラー55aと並ぶように配置されており、中間ミラー55aよりも+Y側に位置している。第1ミラー51aはさらに、Z方向に沿って、カバーガラス62およびデフォーカスレンズ57と並ぶように配置されており、デフォーカスレンズ57よりも-Z側に位置している。このように構成した結果、本実施形態に係る第1ミラー51aは、出射窓6を挟んでワークW、ひいては照射エリアR1と向かい合うように配置されることになる。第1ミラー51aは出射窓6の直上方に位置しており、第1ミラー51aと出射窓6との間には、他の反射ミラーは非介在となっている。本実施形態では説明の便宜のために、第1ミラー51aと出射窓6との間に反射ミラーが介在しないものとして第1ミラー51aを定義するが、間に何らかの反射ミラーが介在することを排除するものではない。第1ミラー51aと出射窓6との間に反射ミラーが介在する場合、照射エリアR1に至る直前で照射エリアR1における照射位置を走査させるミラーを、第1ミラー51aとしてみなす。なお、第1ミラー51aと出射窓6との間では、第2ミラー52aの回転と第1ミラー51aの回転とによりレーザ光が通過する領域に広がりがあるため、介在させる反射ミラーは、レーザ光が通過する領域をカバーできる程度のサイズを有する。したがって、マーカヘッド1の小型化のために、第1ミラー51aと出射窓6との間に反射ミラーが介在しないことが好ましい。 The first mirror 51a is also arranged alongside the intermediate mirror 55a in the Y direction, and is located on the +Y side of the intermediate mirror 55a. The first mirror 51a is further arranged alongside the cover glass 62 and defocus lens 57 in the Z direction, and is located on the -Z side of the defocus lens 57. As a result of this configuration, the first mirror 51a in this embodiment is arranged to face the workpiece W and, by extension, the irradiation area R1 across the exit window 6. The first mirror 51a is located directly above the exit window 6, and no other reflective mirrors are interposed between the first mirror 51a and the exit window 6. For ease of explanation, this embodiment defines the first mirror 51a as one in which no reflective mirror is interposed between it and the exit window 6, but this does not exclude the possibility of some kind of reflective mirror being interposed therebetween. If a reflective mirror is interposed between the first mirror 51a and the exit window 6, the mirror that scans the irradiation position in the irradiation area R1 just before reaching the irradiation area R1 is considered to be the first mirror 51a. Note that, because the area through which the laser light passes between the first mirror 51a and the exit window 6 expands due to the rotation of the second mirror 52a and the rotation of the first mirror 51a, the reflective mirror interposed must be large enough to cover the area through which the laser light passes. Therefore, in order to reduce the size of the marker head 1, it is preferable that no reflective mirror be interposed between the first mirror 51a and the exit window 6.

第1モータ51bは、直流モータ等によって構成されるガルバノモータであって、第1回転軸Ac1を中心軸とした略円柱状に形成されている。第1モータ51bにおける第1回転軸Ac1方向(X方向)の先端部(-X側端部)は、第1ケーシング50における第7貫通孔50dに挿入されている。一方、第1回転軸Ac1方向において前記先端部の反対側に位置する他端部(第1モータ51bの+Y側端部)は、第7貫通孔50dから突出して基板収容部H13内に露出している。 The first motor 51b is a galvanometer motor such as a DC motor, and is formed in a generally cylindrical shape with the first rotation axis Ac1 as its central axis. The tip (-X side end) of the first motor 51b in the direction of the first rotation axis Ac1 (X direction) is inserted into the seventh through-hole 50d in the first casing 50. Meanwhile, the other end (+Y side end of the first motor 51b) located on the opposite side of the tip in the direction of the first rotation axis Ac1 protrudes from the seventh through-hole 50d and is exposed inside the substrate accommodating section H13.

第1スキャナ51は、第1ミラー51aを介してレーザ光を反射する。第1ミラー51aによって反射されたレーザ光は、デフォーカスレンズ57を通過して出射窓6から出射する。その際、第1スキャナ51は、第1モータ51bによってレーザ光の反射角度を調整することで、照射エリアR1内でレーザ光を第1方向(Y方向)に走査することができる。 The first scanner 51 reflects the laser light via the first mirror 51a. The laser light reflected by the first mirror 51a passes through the defocus lens 57 and exits through the exit window 6. At this time, the first scanner 51 adjusts the reflection angle of the laser light using the first motor 51b, allowing the laser light to scan the irradiation area R1 in the first direction (Y direction).

-デフォーカスレンズ57-
デフォーカスレンズ57は、第1ミラー51aによって偏向されたレーザ光を透過し、該レーザ光を照射方向に直交する外方向に拡散するように構成されている。本実施形態のように、Z方向を照射方向とした場合、拡散方向としての外方向は、XY平面に沿った方向となる。
-Defocus lens 57-
The defocus lens 57 is configured to transmit the laser light deflected by the first mirror 51 a and diffuse the laser light in an outward direction perpendicular to the irradiation direction. In this embodiment, when the irradiation direction is the Z direction, the outward diffusion direction is along the XY plane.

具体的に、デフォーカスレンズ57は、例えば1枚の両凹レンズによって構成することができる。この場合、デフォーカスレンズ57は、その中心軸をZ方向に沿わせた状態で第5貫通孔50bに嵌め込まれることになる。 Specifically, the defocus lens 57 can be configured, for example, as a single biconcave lens. In this case, the defocus lens 57 is fitted into the fifth through-hole 50b with its central axis aligned in the Z direction.

デフォーカスレンズ57はまた、第1ミラー51aと、出射窓6におけるカバーガラス62の中央部と、を結ぶ直線状に配置される。デフォーカスレンズ57は、Z方向において、第1ミラー51aとカバーガラス62との間(言い換えると、第1ミラー51aよりも+Z側、かつカバーガラス62よりも-Z側)に配置される。 The defocusing lens 57 is also arranged on a straight line connecting the first mirror 51a and the center of the cover glass 62 at the exit window 6. The defocusing lens 57 is arranged between the first mirror 51a and the cover glass 62 in the Z direction (in other words, on the +Z side of the first mirror 51a and the -Z side of the cover glass 62).

デフォーカスレンズ57はさらに、該デフォーカスレンズ57の光軸がカバーガラス62の光軸と同軸になるように配置されている。以下、デフォーカスレンズ57およびカバーガラス62の光軸を「レーザ出射軸」と総称し、これに符号Alを付す(図4も参照)。このレーザ出射軸Alは、Z方向に沿って延びており、第2ミラー52aおよび中間ミラー55aに対しては+Y側にオフセットする一方、第1ミラー51aの鏡面には交わるように構成されている。 The defocusing lens 57 is further positioned so that its optical axis is coaxial with the optical axis of the cover glass 62. Hereinafter, the optical axes of the defocusing lens 57 and the cover glass 62 will be collectively referred to as the "laser emission axis" and will be denoted by the symbol Al (see also Figure 4). This laser emission axis Al extends along the Z direction and is offset toward the +Y side relative to the second mirror 52a and intermediate mirror 55a, while intersecting with the mirror surface of the first mirror 51a.

なお、光学素子としてのデフォーカスレンズ57の構成は、1枚の両凹レンズを用いたものには限定されない。複数枚のレンズを用いて光学素子を構成してもよいし、両凹レンズ以外のレンズを用いて光学素子を構成してもよい。またそもそも、デフォーカスレンズ57を用いることなくレーザ光走査部5を構成してもよい。 The configuration of the defocus lens 57 as an optical element is not limited to using a single biconcave lens. The optical element may be configured using multiple lenses, or may be configured using lenses other than biconcave lenses. Furthermore, the laser light scanning unit 5 may be configured without using a defocus lens 57 at all.

-第2制御基板54-
第2制御基板54は、マーカコントローラ100および第2スキャナ52と電気的に接続されており、第2スキャナ52を制御するように構成されている。より詳細には、第2制御基板54は、マーカコントローラ100から入力される制御信号にしたがって第2モータ52bを駆動することで、第2ミラー52aの回転角度を制御することができる。
- Second control board 54 -
The second control board 54 is electrically connected to the marker controller 100 and the second scanner 52, and is configured to control the second scanner 52. More specifically, the second control board 54 can control the rotation angle of the second mirror 52 a by driving the second motor 52 b in accordance with a control signal input from the marker controller 100.

本実施形態に係る第2制御基板54は、略矩形薄板状の回路基板によって構成されている。第2制御基板54は、その表裏両面をZ方向およびX方向に沿わせた姿勢で基板収容部H13に収容されており、第3ベースプレート17の例えば縦辺部17aに対し、-Y側から締結されている。 In this embodiment, the second control board 54 is composed of a circuit board in the shape of a substantially rectangular thin plate. The second control board 54 is housed in the board housing section H13 with both its front and back surfaces aligned in the Z and X directions, and is fastened to, for example, the vertical side 17a of the third base plate 17 from the -Y side.

第2制御基板54はまた、図12に示すように、X方向においては光源制御基板24よりも+X側に配置されており、Y方向においては第1ケーシング50および光源制御基板24よりも-Y側に配置されている。第2制御基板54はまた、不図示の配線類によって、第2モータ52bと電気的に接続されている。 As shown in FIG. 12, the second control board 54 is disposed on the +X side of the light source control board 24 in the X direction, and on the -Y side of the first casing 50 and the light source control board 24 in the Y direction. The second control board 54 is also electrically connected to the second motor 52b by wiring (not shown).

-第1制御基板53-
第1制御基板53は、マーカコントローラ100および第1スキャナ51と電気的に接続されており、第1スキャナ51を制御するように構成されている。より詳細には、第1制御基板53は、マーカコントローラ100から入力される制御信号にしたがって第1モータ51bを駆動することで、第1ミラー51aの回転角度を制御することができる。
-First control board 53-
The first control board 53 is electrically connected to the marker controller 100 and the first scanner 51, and is configured to control the first scanner 51. More specifically, the first control board 53 can control the rotation angle of the first mirror 51 a by driving the first motor 51 b in accordance with a control signal input from the marker controller 100.

本実施形態に係る第1制御基板53は、略矩形薄板状の回路基板によって構成されている。第1制御基板53は、その表裏両面をZ方向およびX方向に沿わせた姿勢で基板収容部H13に収容されており、第3ベースプレート17の例えば縦辺部17aに対し、-Y側から締結されている。 In this embodiment, the first control board 53 is composed of a circuit board in the shape of a substantially rectangular thin plate. The first control board 53 is housed in the board housing section H13 with both its front and back surfaces aligned in the Z and X directions, and is fastened to, for example, the vertical side 17a of the third base plate 17 from the -Y side.

第1制御基板53はまた、図12に示すように、X方向に沿って第2制御基板54と並んで配置されており、光源制御基板24および第2制御基板54よりも+X側に位置している。第1制御基板53はまた、不図示の配線類によって、第1モータ51bと電気的に接続されている。 As shown in FIG. 12, the first control board 53 is arranged alongside the second control board 54 in the X direction, and is located on the +X side of the light source control board 24 and the second control board 54. The first control board 53 is also electrically connected to the first motor 51b via wiring (not shown).

<レーザ加工装置Sの主要動作・主要処理について>
図19は、レーザ加工装置Lの基本的な制御プロセスを例示するフローチャートである。以下、レーザ加工装置Lの主要動作・主要処理について、図19を参照して説明する。
<Main operations and main processes of the laser processing device S>
19 is a flowchart illustrating a basic control process of the laser processing apparatus L. Hereinafter, the main operations and main processes of the laser processing apparatus L will be described with reference to FIG.

まず、図19のステップS1で、表示部303に表示された設定平面R2上で、印字加工されるべき加工パターンPpの入力が受け付けられる。この入力は、受付部103によって受け付けられ、制御部103によって読み込まれる。制御部103は、入力された加工パターンPpに基づいて印字データを生成する。この印字データは、加工パターンPpに対応して設定される、ワークW上でのレーザ光の軌跡(いわゆる走査線)等からなる。 First, in step S1 of Figure 19, input of the processing pattern Pp to be printed on the setting plane R2 displayed on the display unit 303 is accepted. This input is accepted by the reception unit 103 and read by the control unit 103. The control unit 103 generates printing data based on the input processing pattern Pp. This printing data consists of the trajectory of the laser light on the workpiece W (so-called scanning lines), etc., which is set in accordance with the processing pattern Pp.

続くステップS2では、制御部103は、励起光源21に供給すべき電圧(供給電圧)を設定する。この設定の詳細は、図20および図21を参照して後述する。 In the following step S2, the control unit 103 sets the voltage (supply voltage) to be supplied to the excitation light source 21. Details of this setting will be described later with reference to Figures 20 and 21.

続くステップS3では、制御部103が光源制御基板24等に制御信号を入力することで、励起光源21に電力が供給される。これにより、励起光生成部2において励起光が生成され、その励起光がレーザ光出力部4に入力される。 In the following step S3, the control unit 103 inputs a control signal to the light source control board 24, etc., thereby supplying power to the excitation light source 21. This causes excitation light to be generated in the excitation light generation unit 2, and the excitation light is input to the laser light output unit 4.

続くステップS4では、制御部103がQスイッチドライバ49等に制御信号を入力することで、Qスイッチ43がオンオフ制御されてUVレーザ光がパルス発振する。このレーザ光は、レーザ光出力部4から出力されてレーザ光走査部5に入力される。 In the following step S4, the control unit 103 inputs a control signal to the Q switch driver 49, etc., which controls the on/off of the Q switch 43 and pulses the UV laser light. This laser light is output from the laser light output unit 4 and input to the laser light scanning unit 5.

続くステップS5では、制御部103が第1制御基板および53および第2制御基板54等に制御信号を入力することで、UVレーザ光が2次元走査される。ここで言う2次元走査とは、2次元方向、すなわち本実施形態においてはXY平面に沿う方向にレーザ光の照射位置を移動させることを意味する。なお、レーザ光が照射されるワークWの形状は、XY平面に沿う2次元形状に限定されず、Z方向に異なる位置を有する3次元形状(Z方向の高さが変化する形状)であってもよい。 In the following step S5, the control unit 103 inputs control signals to the first control board 53 and the second control board 54, etc., thereby performing two-dimensional scanning with the UV laser light. "Two-dimensional scanning" here means moving the irradiation position of the laser light in two dimensions, i.e., in this embodiment, along the XY plane. Note that the shape of the workpiece W irradiated with the laser light is not limited to a two-dimensional shape along the XY plane, but may also be a three-dimensional shape with different positions in the Z direction (a shape in which the height in the Z direction changes).

その際、レーザ光走査部5では、第2ミラー52aによって偏向されたUVレーザ光が中間ミラー55aによって反射された後、第1ミラー51aによって再度偏向されることになる。第1ミラー51aによって偏向されたUVレーザ光は、図10および図18に示すように、デフォーカスレンズ57とカバーガラス62を順次通過した後、前述の光路区画部H3を通過することで、筐体10外に出射される。筐体10外に出射されたUVレーザ光は、ワークW上に設定される照射エリアR1へと照射される。ワークW上に照射されたUVレーザ光は、印字データにしたがって、走査線をなぞるように照射エリアR1内で2次元走査される。 At this time, in the laser light scanning unit 5, the UV laser light deflected by the second mirror 52a is reflected by the intermediate mirror 55a and then deflected again by the first mirror 51a. As shown in Figures 10 and 18, the UV laser light deflected by the first mirror 51a passes through the defocus lens 57 and cover glass 62 in sequence, and then passes through the aforementioned light path dividing section H3, and is emitted outside the housing 10. The UV laser light emitted outside the housing 10 is irradiated onto an irradiation area R1 set on the workpiece W. The UV laser light irradiated onto the workpiece W is scanned two-dimensionally within the irradiation area R1, tracing a scanning line in accordance with the print data.

<励起光源21における発熱対策>
図20は、電力供給部104に係る回路構造について説明するためのブロック図であり、図21は、電力供給部104に係る制御プロセスを例示するフローチャートである。ここまでに説明したように、励起光源21には、電源部としての電力供給部104から電力が供給されるように構成されている。
<Measures to prevent heat generation in the excitation light source 21>
Fig. 20 is a block diagram for explaining the circuit structure of the power supply unit 104, and Fig. 21 is a flowchart illustrating an example of a control process related to the power supply unit 104. As described above, the excitation light source 21 is configured to receive power from the power supply unit 104, which serves as a power supply unit.

詳しくは、本実施形態に係る電力供給部104は、図20に示すように、外部から供給された交流電力を直流電力に変換して出力する直流電源104aと、直流電源104aから出力された電力をDC/DC変換するDC/DCコンバータ104bと、を有する。DC/DCコンバータ104bによって変換された電力(特に直流電力)は、LDによって構成された励起光源21に入力される。 More specifically, as shown in FIG. 20, the power supply unit 104 according to this embodiment includes a DC power supply 104a that converts externally supplied AC power into DC power and outputs it, and a DC/DC converter 104b that performs DC/DC conversion of the power output from the DC power supply 104a. The power (particularly DC power) converted by the DC/DC converter 104b is input to the excitation light source 21, which is composed of an LD.

ここで、DC/DCコンバータ104bと、励起光源21との間には、継電器25が介在している。この継電器25は、DC/DCコンバータ104bと、励起光源21との間の電気的な接点を開閉する。 Here, a relay 25 is interposed between the DC/DC converter 104b and the excitation light source 21. This relay 25 opens and closes the electrical contacts between the DC/DC converter 104b and the excitation light source 21.

継電器25は、例えば電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor:FET)によって構成することができる。本実施形態に係る継電器25は、このFETによって構成されており、PLC902、制御部103等から光源制御基板24を介して入力される制御信号に基づいて、前記電気的な接点を開閉する。 The relay 25 can be configured, for example, by a field effect transistor (FET). The relay 25 in this embodiment is configured by this FET, and opens and closes the electrical contacts based on control signals input from the PLC 902, control unit 103, etc. via the light source control board 24.

従来、DC/DCコンバータ104bから継電を介して励起光源21に入力される出力電圧は、固定値とされていた。そして、励起光源21における順方向電圧(いわゆるVf)のバラツキは、継電器25で発熱させていた。なお、Vfにバラツキが生じる要因は、例えば、励起光源21自体に品質のバラツキが存在することであり、あるレーザ光の出力に対して必要なVfが異なる。このため、ワーストケースにおいてもレーザ光の出力を最低限確保するべく、DC/DCコンバータ104bの出力にマージンを持たせる(言い換えると、DC/DCコンバータ104bの出力電圧を多めに設定する)必要がある。 Conventionally, the output voltage input from DC/DC converter 104b to excitation light source 21 via a relay has been a fixed value. Variations in the forward voltage (so-called Vf) of excitation light source 21 have been compensated for by heat generation in relay 25. Variations in Vf can occur, for example, due to variations in the quality of the excitation light source 21 itself, which results in different Vf values being required for a given laser light output. For this reason, it is necessary to provide a margin in the output of DC/DC converter 104b (in other words, to set the output voltage of DC/DC converter 104b higher) in order to ensure a minimum laser light output even in the worst case.

しかしながら、そうした従来構成を用いた場合、継電器25における発熱量が大きくなる傾向にある。このことは、ヒートシンク等の発熱構造の大型化を招くため、励起光源21をマーカヘッド1に内蔵しようとしたときに、支障を来す可能性があった。 However, when using such a conventional configuration, the amount of heat generated by the relay 25 tends to be large. This leads to an increase in the size of heat-generating structures such as heat sinks, which could cause problems when attempting to incorporate the excitation light source 21 into the marker head 1.

そこで、本実施形態に係る制御部103は、電源部としての電力供給部104から出力されて励起光源21に入力される出力電圧を制御する。そのために、本実施形態では、図20に示すように、制御部103とDC/DCコンバータ104bとが電気的に接続されており、制御部103から出力される制御信号に基づいて、DC/DCコンバータ104bからの出力(前記出力電圧)が調整されるようになっている。 The control unit 103 in this embodiment controls the output voltage output from the power supply unit 104, which serves as a power supply unit, and input to the excitation light source 21. To this end, in this embodiment, as shown in FIG. 20, the control unit 103 and DC/DC converter 104b are electrically connected, and the output (the output voltage) from the DC/DC converter 104b is adjusted based on the control signal output from the control unit 103.

さらに、本実施形態に係る制御部103は、継電器25において生じる電圧降下を検出するとともに、そうして検出した電圧降下に基づいて出力電圧を制御する。具体的に、この制御部103は、検出した電圧降下が所定値になるように出力電圧を制御する。そのために、本実施形態では、図20に示すように、継電器25の上流側の電圧をモニタする第1モニタ回路26と、継電器25の下流側の電圧をモニタする第2モニタ回路27と、が設けられている。制御部103は、第1モニタ回路26がモニタした電圧と、第2モニタ回路27がモニタした電圧と、の差分を算出することで、継電器25において生じる電圧降下を推定することができる。 Furthermore, the control unit 103 according to this embodiment detects a voltage drop occurring in the relay 25 and controls the output voltage based on the detected voltage drop. Specifically, the control unit 103 controls the output voltage so that the detected voltage drop becomes a predetermined value. To achieve this, this embodiment is provided with a first monitor circuit 26 that monitors the voltage upstream of the relay 25 and a second monitor circuit 27 that monitors the voltage downstream of the relay 25, as shown in FIG. 20. The control unit 103 can estimate the voltage drop occurring in the relay 25 by calculating the difference between the voltage monitored by the first monitor circuit 26 and the voltage monitored by the second monitor circuit 27.

また、電圧降下の判定基準となる前記「所定値」は、例えば、励起光源21に1アンペア流した状態での2.5Vと設定することができる。なお、所定値の設定は、記憶部102に事前に記憶されており、必要に応じて制御部103が読み込むように構成されている。 The "predetermined value" that serves as the criterion for determining a voltage drop can be set, for example, to 2.5 V when 1 ampere is flowing through the excitation light source 21. The predetermined value setting is stored in advance in the memory unit 102, and is configured to be read by the control unit 103 as needed.

前述のように、所定値を2.5Vに設定した場合、制御部103は、継電器25において生じた電圧降下が2.5Vとなるように、DC/DCコンバータ104bの出力電圧を調整する。このように構成することで、DC/DCコンバータ104bの出力電圧にマージンを持たせる必要が無くなるため、その出力電圧を抑制し、継電器25で生じる発熱を抑制することができるようになる。 As mentioned above, when the predetermined value is set to 2.5 V, the control unit 103 adjusts the output voltage of the DC/DC converter 104b so that the voltage drop occurring in the relay 25 is 2.5 V. This configuration eliminates the need to provide a margin in the output voltage of the DC/DC converter 104b, making it possible to suppress the output voltage and reduce heat generation in the relay 25.

図21は、電力供給部104に係る制御プロセスを例示するフローチャートである。この制御プロセスは、例えば、図19の制御プロセス中のステップS2で実行することができる。 Figure 21 is a flowchart illustrating an example of a control process related to the power supply unit 104. This control process can be executed, for example, in step S2 of the control process in Figure 19.

まず、図21のステップS101では、制御部103は、光源制御基板24を介して継電器25に制御信号を入力し、DC/DCコンバータ104bと励起光源21とを電気的に接続する。そして、制御部103は、電力供給部104に制御信号を入力し、DC/DCコンバータ104bの出力電圧を、継電器25を介して励起光源21に供給する。 First, in step S101 of FIG. 21, the control unit 103 inputs a control signal to the relay 25 via the light source control board 24, electrically connecting the DC/DC converter 104b and the excitation light source 21. Then, the control unit 103 inputs a control signal to the power supply unit 104, and supplies the output voltage of the DC/DC converter 104b to the excitation light source 21 via the relay 25.

続くステップS102では、制御部103は、第1モニタ回路26および第2モニタ回路27の検出信号に基づいて、継電器25で生じた電圧降下を検出する。 In the following step S102, the control unit 103 detects a voltage drop occurring in the relay 25 based on the detection signals from the first monitor circuit 26 and the second monitor circuit 27.

続くステップS103では、制御部103は、ステップS102で検出された電圧降下が、前述のように設定された所定値に一致するか否かを判定する。この判定がNOの場合、制御部103は、制御プロセスをステップS105に進め、DC/DCコンバータ104からの出力電圧を調整してステップS101に戻る。つまり、制御部103は、電圧降下が所定値に一致するまで、ステップS101~S103およびステップS105に係る処理を繰り返すように構成されている。なお、本実施形態において、制御部103は、継電器25で生じた電圧降下が所定値に一致するか否かを判断することとしたが(図21のステップS103)、本開示はこれに限られない。例えば、電圧降下が所定値の上下一定の範囲内に収まるか否かを判断してもよい。要するに、制御部103は、検出した電圧降下に基づいて出力電圧を制御してもよい。 In the following step S103, the control unit 103 determines whether the voltage drop detected in step S102 matches the predetermined value set as described above. If this determination is NO, the control unit 103 advances the control process to step S105, adjusts the output voltage from the DC/DC converter 104, and returns to step S101. In other words, the control unit 103 is configured to repeat the processing of steps S101 to S103 and step S105 until the voltage drop matches the predetermined value. Note that in this embodiment, the control unit 103 determines whether the voltage drop occurring in the relay 25 matches the predetermined value (step S103 in FIG. 21), but the present disclosure is not limited to this. For example, the control unit 103 may determine whether the voltage drop falls within a certain range above or below the predetermined value. In other words, the control unit 103 may control the output voltage based on the detected voltage drop.

一方、ステップS103での判定がYESの場合、制御部103は、制御プロセスをステップS104に進め、DC/DCコンバータ104の出力調整を終了する(出力決定)。この場合、制御部103は、図21に示す処理を終了し、図19のステップS2からステップS3へ制御プロセスを進めることになる。以降の処理については、前述した通りである。 On the other hand, if the determination in step S103 is YES, the control unit 103 advances the control process to step S104 and ends the output adjustment of the DC/DC converter 104 (output determination). In this case, the control unit 103 ends the processing shown in FIG. 21 and advances the control process from step S2 to step S3 in FIG. 19. The subsequent processing is as described above.

<インジケータ11の点灯制御>
前述のように、インジケータ11を構成する第1ランプ11a、第2ランプ11bおよび第3ランプ11cは、マーカコントローラ100から入力される制御信号に応じて点灯する。例えば第1ランプ11aは、マーカヘッド1に電源が投入されている場合に発光する。一方、第2ランプ11bは、UVレーザ光の規格要求に応じて点灯し、第3ランプ11cは、UVレーザ光の照射状態、マーカヘッド1におけるエラー発生の有無等、レーザ加工装置Lの状態に応じて点灯する。点灯状態の詳細は、表1に示す通りである。
<Lighting control of indicator 11>
As described above, the first lamp 11a, second lamp 11b, and third lamp 11c constituting the indicator 11 are lit in response to a control signal input from the marker controller 100. For example, the first lamp 11a emits light when the marker head 1 is powered on. On the other hand, the second lamp 11b is lit in response to the standard requirements of the UV laser light, and the third lamp 11c is lit in response to the state of the laser processing apparatus L, such as the irradiation state of the UV laser light and whether or not an error has occurred in the marker head 1. Details of the lighting states are as shown in Table 1.

具体的に、マーカコントローラ100は、キースイッチが「OFF」状態にある場合(KSW:OFF)、第1ランプ11a、第2ランプ11bおよび第3ランプ11cを全て消灯させる。 Specifically, when the key switch is in the "OFF" state (KSW: OFF), the marker controller 100 turns off the first lamp 11a, second lamp 11b, and third lamp 11c.

マーカコントローラ100は、キースイッチが「POWER ON」状態にある場合(KSW:POWER ON)、第1ランプ11aのみを青色に発光させ、第2ランプ11bおよび第3ランプ11cを2つとも消灯させる。 When the key switch is in the "POWER ON" state (KSW: POWER ON), the marker controller 100 causes only the first lamp 11a to emit blue light and turns off both the second lamp 11b and the third lamp 11c.

マーカコントローラ100は、キースイッチが「LASER ON」状態にある場合(KSW:LASER ON)、第1ランプ11aを青色に発光させて第2ランプ11bを緑色に発光させるとともに、第3ランプ11cについては消灯状態を保持する。 When the key switch is in the "LASER ON" state (KSW: LASER ON), the marker controller 100 causes the first lamp 11a to emit blue light, the second lamp 11b to emit green light, and keeps the third lamp 11c off.

マーカコントローラ100は、マーカヘッド1においてUVレーザ光の出射準備が整っている場合(レディ状態)、第1ランプ11aを青色に発光させるとともに、第2ランプ11bおよび第3ランプ11cを2つとも緑色に発光させる。 When the marker head 1 is ready to emit UV laser light (ready state), the marker controller 100 causes the first lamp 11a to emit blue light and both the second lamp 11b and the third lamp 11c to emit green light.

マーカコントローラ100は、マーカヘッド1からUVレーザ光を出射している最中(レーザ照射中)、第1ランプ11aを青色に発光させて第2ランプ11bを黄色に発光させるとともに、第3ランプ11cを緑色に発光させる。 While UV laser light is being emitted from the marker head 1 (during laser irradiation), the marker controller 100 causes the first lamp 11a to emit blue light, the second lamp 11b to emit yellow light, and the third lamp 11c to emit green light.

マーカコントローラ100は、レーザ加工装置Lにおいてユーザに通知すべき警告が発生した場合(警告エラー発生)、第1ランプ11aを青色に発光させて第2ランプ11bを緑色に発光させるとともに、第3ランプ11cを橙色に発光させる。 When a warning that should be notified to the user occurs in the laser processing device L (a warning error occurs), the marker controller 100 causes the first lamp 11a to emit blue light, the second lamp 11b to emit green light, and the third lamp 11c to emit orange light.

マーカコントローラ100は、レーザ加工装置Lにおいてなんらかの異常が発生した場合(異常エラー発生)、第1ランプ11aを青色に発光させて第2ランプ11bを緑色に発光させるとともに、第3ランプ11cを赤色に発光させる。 If an abnormality occurs in the laser processing device L (an abnormality error occurs), the marker controller 100 causes the first lamp 11a to emit blue light, the second lamp 11b to emit green light, and the third lamp 11c to emit red light.

マーカコントローラ100は、レーザ加工装置Lがインターロック状態にある場合(例えば、安全端子台がオフ状態にある場合)、第1ランプ11aを青色に発光させて第2ランプ11bを消灯するとともに、第3ランプ11cを赤色に発光させる。 When the laser processing device L is in an interlocked state (for example, when the safety terminal block is in the off state), the marker controller 100 causes the first lamp 11a to emit blue light, the second lamp 11b to turn off, and the third lamp 11c to emit red light.

このように、筐体10の前面10fに設けたインジケータ11の点灯状態を制御することで、レーザ加工装置Lの状態をユーザに直感的に視認させることができるようになる。 In this way, by controlling the lighting state of the indicator 11 provided on the front surface 10f of the housing 10, the user can intuitively visually recognize the status of the laser processing device L.

<加工設備500およびマーカヘッド1の設定>
図18は、マーカヘッド1および支持部材501における各種寸法について説明するための図である。図17Aおよび図17Bに示したように、マーカヘッド1は、TTO等の印刷装置1001と置換されることで、加工設備500の支持部材501に取り付けられる。支持部材501に取り付けられたマーカヘッド1は、シート状のフィルムによって構成されるワークWに向けてUVレーザ光を照射し、そのワークWに含有されるUV反応層にて化学反応を引き起こすことで、ワークWに対する印字加工を実行する。
<Setting of the processing equipment 500 and the marker head 1>
18 is a diagram illustrating various dimensions of the marker head 1 and the support member 501. As shown in FIGS. 17A and 17B , the marker head 1 is attached to the support member 501 of the processing equipment 500 by replacing the printing device 1001 such as a TTO. The marker head 1 attached to the support member 501 irradiates UV laser light toward the workpiece W made of a sheet-like film, causing a chemical reaction in a UV reactive layer contained in the workpiece W, thereby performing printing processing on the workpiece W.

本実施形態に係る加工設備500およびマーカヘッド1は、そうした利用態様に適した設定とされている。以下、加工設備500およびマーカヘッド1に関する設定、ならびに、加工設備500とマーカヘッド1との相対的な位置関係について順番に説明する。 The processing equipment 500 and marker head 1 according to this embodiment are configured to suit such usage. Below, we will explain the settings for the processing equipment 500 and marker head 1, as well as the relative positional relationship between the processing equipment 500 and marker head 1.

まず、本実施形態に係る加工設備500は、ワークWを搬送するように駆動する搬送ローラ502に加えて、搬送ローラ502の+Y側に配置されかつ+Z側からワークWが巻き掛けられる第1従動ローラ504lと、搬送ローラ502の-Y側に配置されかつ-Z側からワークWが巻き掛けられる第2従動ローラ504rと、を有する。 First, the machining equipment 500 according to this embodiment has, in addition to the transport roller 502 that is driven to transport the workpiece W, a first driven roller 504l that is arranged on the +Y side of the transport roller 502 and around which the workpiece W is wrapped from the +Z side, and a second driven roller 504r that is arranged on the -Y side of the transport roller 502 and around which the workpiece W is wrapped from the -Z side.

駆動ローラとしての搬送ローラ504は、搬送方向AtとしてのY方向に沿って、1500mm/s以上2000mm/s以下の速度でワークWを搬送する。搬送ローラ504によって搬送されるワークWは、搬送ローラ502、第1従動ローラ504lおよび第2従動ローラ504rによって規定される移動経路に沿って移動することになる。 The transport roller 504, which serves as a drive roller, transports the workpiece W at a speed of 1500 mm/s or more and 2000 mm/s or less along the Y direction, which serves as the transport direction At. The workpiece W transported by the transport roller 504 moves along a movement path defined by the transport roller 502, the first driven roller 504l, and the second driven roller 504r.

ここで、ワークWの移動経路のうち照射エリアR1に対応する経路は、出射窓6に対する距離を異ならせた部位を含む。つまり、図18に示すように、ワークWの移動経路は、照射エリアR1の範囲内では、その高さを異ならせるように構成されている。 Here, the path of movement of the workpiece W that corresponds to the irradiation area R1 includes sections with different distances from the exit window 6. In other words, as shown in Figure 18, the path of movement of the workpiece W is configured so that its height varies within the range of the irradiation area R1.

また、ワークWの移動経路において、搬送ローラ502より上流でワークWに接触するローラのうち最も搬送ローラ502に近い直上のローラとしての第1従動ローラ504lと、搬送ローラ502より下流でワークWに接触するローラのうち最も搬送ローラ502に近い直下のローラとしての第2従動ローラ504rと、は、いずれもワークWの搬送に伴って回転する従動ローラである。搬送ローラ502の直上のローラと直下のローラとは、従動ローラに限定されないが、別途設けられる駆動源により駆動される場合も、搬送ローラ502に対してワークWの滑り量が大きいローラであることが好ましい。例えばワークWに対する摩擦力が大きい材質であれば滑り量は小さい。また、各ローラの表面の材質が同じである場合、ワークWとの接触量が大きいほど滑り量が小さい。直上のローラと直下のローラとが従動ローラ、もしくは、搬送ローラ502に対して滑り量の大きいローラで構成される場合、搬送ローラ502の回転に対するワークWの移動量に誤差が生じにくい。したがって、搬送ローラWの回転に基づいて印字制御を行うことにより印字品質を向上させることができる。特に、TTOと比較して本実施形態のマーカヘッド1は非接触でワークWに印字するため、搬送ローラ502で滑りが生じる場合に、印字の位置がずれやすい。したがって、マーカヘッド1は、照射エリアR1に、直前と直後のローラに対して滑り量が小さい搬送ローラが位置するように配置されることが好ましい。 In addition, in the movement path of the workpiece W, the first driven roller 504l, which is the roller immediately above the transport roller 502 and closest to the transport roller 502 among the rollers that contact the workpiece W upstream of the transport roller 502, and the second driven roller 504r, which is the roller immediately below the transport roller 502 and closest to the transport roller 502 among the rollers that contact the workpiece W downstream of the transport roller 502, are both driven rollers that rotate as the workpiece W is transported. The rollers immediately above and below the transport roller 502 are not limited to driven rollers, but even if driven by a separately provided drive source, they are preferably rollers that provide a large amount of slippage of the workpiece W relative to the transport roller 502. For example, if the material is one that has a large frictional force with respect to the workpiece W, the amount of slippage is small. Furthermore, if the surface material of each roller is the same, the greater the amount of contact with the workpiece W, the smaller the amount of slippage. If the rollers immediately above and below are driven rollers or rollers that provide a large amount of slippage relative to the transport roller 502, there is less chance of error in the amount of movement of the workpiece W relative to the rotation of the transport roller 502. Therefore, print quality can be improved by controlling printing based on the rotation of the transport roller W. In particular, compared to TTO, the marker head 1 of this embodiment prints on the workpiece W without contact, so if slippage occurs on the transport roller 502, the print position is likely to be misaligned. Therefore, it is preferable to position the marker head 1 so that the transport roller with the smallest amount of slippage relative to the rollers immediately before and after it is located in the irradiation area R1.

ここで、ワークWの移動経路のうち、照射エリアR1に対応してUVレーザ光が照射される領域は、第2収容部H2の突出方向において、該突出方向における第2収容部H2の端部よりも、光学部材としてのカバーガラス62から離間するように配置される。 Here, the area of the movement path of the workpiece W that is irradiated with UV laser light corresponding to the irradiation area R1 is positioned so that it is farther away from the cover glass 62, which serves as an optical element, in the protruding direction of the second storage section H2 than the end of the second storage section H2 in the protruding direction.

ここで、第2収容部H2の突出方向とは、本実施形態ではUVレーザ光の照射方向(つまり、+Z方向)に一致する。また、突出方向における第2収容部H2の端部とは、本実施形態では筐体10の+Z側端部に相当する。 Here, in this embodiment, the protruding direction of the second storage section H2 coincides with the irradiation direction of the UV laser light (i.e., the +Z direction). Furthermore, in this embodiment, the end of the second storage section H2 in the protruding direction corresponds to the +Z side end of the housing 10.

つまり、ワークWの移動経路においてUVレーザ光が照射される領域は、筐体10の+Z側端部よりも+Z側に配置されるようになっている。さらに言い換えると、ワークWの移動経路においてUVレーザ光が照射される領域は、光路区画部H3に入り込まないようになっている(光路区画部H3よりも+Z側に配置されるようになっている。)。この構成によれば、ワークWの移動経路の前方から当該移動経路へのワークWの挿入が容易になる。そのため、当該移動経路へのワークWのセットが容易になる。 In other words, the area of the movement path of the workpiece W that is irradiated with UV laser light is positioned on the +Z side of the +Z end of the housing 10. In other words, the area of the movement path of the workpiece W that is irradiated with UV laser light does not enter the optical path partition H3 (it is positioned on the +Z side of the optical path partition H3). This configuration makes it easy to insert the workpiece W into the movement path from the front of the movement path of the workpiece W. This makes it easy to set the workpiece W on the movement path.

また、図18に示すように、搬送ローラ502におけるカバーガラス62側(-Z側)の頂部502aは、カバーガラス62の中央部を貫く中心線(レーザ出射軸Al)に対し、Y方向に略一致する搬送方向Atの上流側(+Y側)または下流側(-Y側)にオフセットしている(図例では、+Y側にオフセット)。 Also, as shown in Figure 18, the apex 502a of the conveying roller 502 on the cover glass 62 side (-Z side) is offset to the upstream side (+Y side) or downstream side (-Y side) of the conveying direction At, which is approximately aligned with the Y direction, relative to the center line (laser emission axis Al) that passes through the center of the cover glass 62 (offset to the +Y side in the illustrated example).

つまり、搬送ローラ502の回転軸を貫きかつZ方向に延びる中心線Arは、レーザ出射軸Alに対して上流または下流側にオフセットするようになっている。さらに言い換えると、Z方向に延びるレーザ出射軸Alと、X方向に延びる搬送ローラ502の回転軸とは、互いに交差しないようにレイアウトされている。 In other words, the center line Ar, which passes through the rotation axis of the conveying roller 502 and extends in the Z direction, is offset upstream or downstream from the laser emission axis Al. In other words, the laser emission axis Al, which extends in the Z direction, and the rotation axis of the conveying roller 502, which extends in the X direction, are laid out so that they do not intersect with each other.

また、上述した関係をさらに言い換えると、レーザ出射軸Alは、前記頂部502aに対し、搬送方向Atの上流側(+Y側)または下流側(-Y側)にオフセットしていることになる(図例では、-Y側にオフセット)。詳しくは、図18に示すように、頂部502aに対して上流側のワークWと、下流側のワークWとのうち、後者のワークWの方が、レーザ出射軸Alに直交する平面(XY平面)に対する傾斜が小さくなるようになっている。つまり、頂部502aに対して下流側のワークWは、上流側のワークWと比べてより緩やかに傾斜するようになっている。本実施形態に係るレーザ出射軸Alは、搬送方向Atの上流側および下流側のうち、前記下流側のワークWのように、レーザ出射軸Alに直交する平面に対するワークWの傾斜が小さい方にオフセットしている。 In other words, the above relationship can be further restated as follows: the laser emission axis Al is offset from the top 502a to the upstream side (+Y side) or downstream side (-Y side) of the conveying direction At (offset to the -Y side in the illustrated example). Specifically, as shown in FIG. 18, between the workpiece W on the upstream side of the top 502a and the workpiece W on the downstream side, the latter workpiece W has a smaller inclination with respect to the plane (XY plane) perpendicular to the laser emission axis Al. In other words, the workpiece W on the downstream side of the top 502a is inclined more gently than the upstream workpiece W. In this embodiment, the laser emission axis Al is offset from the upstream or downstream side of the conveying direction At, toward the side where the inclination of the workpiece W with respect to the plane perpendicular to the laser emission axis Al is smaller, like the downstream workpiece W.

なお、照射エリアR1の大きさは、TTOとして構成された置換前の印刷装置1001における印字可能領域(印字領域)よりも大きくなるように設定される。TTOはワークWの短尺方向に延びる印刷部1006をワークWに接触させることでワークWに印字する。したがって、ワークW上の印刷エリアがワークWの長尺方向に一定の長さを有するエリアであっても、ワークWの短尺方向において、印刷部1006の印刷可能範囲がワークW上の印刷エリアを含むような位置関係であれば、印刷部1006に対してワークWを通過させることで、ワークW上の印刷エリア全体に対する印字が可能である。これに対して、マーカヘッド1は、ある瞬間においてレーザ光が照射される部分は、一定の面積は有するものの点状である。したがって、ワークW上の印刷エリアがワークWの長尺方向に一定の長さを有するエリアである場合、レーザ光が照射される照射エリアR1は、ワークWの長尺方向に対応する方向に一定の長さ(寸法)を有することが好ましい。具体的に、搬送方向Atにおける照射エリアR1の寸法(図17Aの符号L5を参照)は、ワークWがXY平面に平行であるときに、120mm以上となるように設定される。なお、本実施形態における照射エリアR1は、ワークWの表面上において、第1スキャナ51および第2スキャナ52によりレーザ光を照射可能な領域を指す。 The size of the irradiation area R1 is set to be larger than the printable area (printing area) of the printing device 1001 configured as a TTO before replacement. The TTO prints on the workpiece W by bringing the printing unit 1006, which extends in the short direction of the workpiece W, into contact with the workpiece W. Therefore, even if the printing area on the workpiece W has a constant length in the long direction of the workpiece W, as long as the printable range of the printing unit 1006 in the short direction of the workpiece W is positioned so that it includes the printing area on the workpiece W, it is possible to print on the entire printing area on the workpiece W by passing the workpiece W past the printing unit 1006. In contrast, with the marker head 1, the portion irradiated with laser light at a given moment is point-like, although it has a constant area. Therefore, if the printing area on the workpiece W is an area having a constant length in the long direction of the workpiece W, it is preferable that the irradiation area R1 irradiated with laser light has a constant length (dimension) in the direction corresponding to the long direction of the workpiece W. Specifically, the dimension of the irradiation area R1 in the transport direction At (see symbol L5 in Figure 17A) is set to be 120 mm or greater when the workpiece W is parallel to the XY plane. Note that in this embodiment, the irradiation area R1 refers to the area on the surface of the workpiece W that can be irradiated with laser light by the first scanner 51 and the second scanner 52.

また、ワークWがXY平面に平行であるときの照射エリアR1の大きさは、XY平面に置いて照射エリアR1が筐体10の底面10dに覆われるように設定される。すなわち、XY平面に直交するZ方向に見て照射エリアR1の全体は底面10dに重なり、Y方向における照射エリアR1の寸法L5は筐体10の底面10dのY方向の寸法より小さく、X方向における照射エリアR1の寸法L6は筐体10dのX方向の寸法より小さい。この構成によれば、ワークWに照射されたレーザ光が周囲に漏れにくい。特に、筐体10の+Z側端部からワークWまでの距離(図18の距離L2参照)を0mm以上20mm以下に設定した場合において、レーザ光の漏れが低減する。さらに、ワークWが、複数の搬送ローラに巻き掛けられて搬送されるシート状のワークWであるとき、ユーザは、搬送ローラの前方からワークWを挿入することで容易にワークWをワークWの移動経路にセットすることができる。したがって、ワークWの移動経路の前方が開放されていることにより、ワークWを移動経路にセットする作業が容易になる。このため、X方向において、照射エリアR1の全長が底面10dに収まる構成によれば、移動経路の前方を開放してワークWをセットする作業性を保ちつつレーザ光の漏れを低減できる。なお、ワークWの前方側を覆う部材を用いてレーザ光の漏れを低減する構成である場合、ワークWが斜行した時にワークWと当該部材とが接触してワークWが汚損する虞があるため、ワークWの前方が開放される構成によればワークWの汚損の虞が低減する。 Furthermore, when the workpiece W is parallel to the XY plane, the size of the irradiation area R1 is set so that the irradiation area R1 is covered by the bottom surface 10d of the housing 10 in the XY plane. That is, when viewed in the Z direction perpendicular to the XY plane, the entire irradiation area R1 overlaps the bottom surface 10d, the dimension L5 of the irradiation area R1 in the Y direction is smaller than the Y direction dimension of the bottom surface 10d of the housing 10, and the dimension L6 of the irradiation area R1 in the X direction is smaller than the X direction dimension of the housing 10d. This configuration reduces leakage of laser light irradiated onto the workpiece W. In particular, when the distance from the +Z side end of the housing 10 to the workpiece W (see distance L2 in Figure 18) is set to between 0 mm and 20 mm, laser light leakage is reduced. Furthermore, when the workpiece W is a sheet-like workpiece W transported around multiple transport rollers, the user can easily set the workpiece W on the workpiece W's movement path by inserting the workpiece W from the front of the transport rollers. Therefore, leaving the front of the movement path of the workpiece W open makes it easier to set the workpiece W on the movement path. Therefore, with a configuration in which the entire length of the irradiation area R1 in the X direction fits within the bottom surface 10d, the front of the movement path is open, maintaining ease of setting the workpiece W while reducing leakage of laser light. Note that if a configuration is used to reduce leakage of laser light using a member covering the front side of the workpiece W, there is a risk that the workpiece W will come into contact with this member when the workpiece W travels obliquely, resulting in contamination of the workpiece W. Therefore, a configuration in which the front of the workpiece W is open reduces the risk of contamination of the workpiece W.

なお、これらの設定は、3mm×2mm角で1文字あたり10msにわたってUVレーザ光を照射することで、ワークW上に8文字印字する場合に、特に有効となる。ここで、UVレーザ光に係るパラメータは、3本の走査線での太線印字により、0.2~0.35mmの線幅(1本の走査線につき、100~150μmの目標線幅に相当)を実現するケースに適したものである。 These settings are particularly effective when printing eight characters on a workpiece W by irradiating a 3 mm x 2 mm square with UV laser light for 10 ms per character. The parameters for the UV laser light are suitable for printing thick lines using three scan lines, achieving a line width of 0.2 to 0.35 mm (corresponding to a target line width of 100 to 150 μm per scan line).

TTOにおける印字可能領域よりも大きくなるように照射エリアR1を設定することで、UVレーザ光の照射位置をワークWの搬送に追従させながら、照射エリアR1内で印字加工を行うことができるようになる。これにより、TTOと同様の印字可能領域を確保することができる。 By setting the irradiation area R1 so that it is larger than the printable area of the TTO, it becomes possible to perform printing within the irradiation area R1 while the irradiation position of the UV laser light follows the transport of the workpiece W. This ensures a printable area similar to that of the TTO.

一方、マーカヘッド1において生成されて出射窓6を通過するレーザ光の出力は、1W以上かつ2W以下に設定される。この設定は、マーカヘッド1の小型化を実現すべく決定されたものである。一定の時間レーザ光を照射したときの印字の発色は、照射されるレーザ光のパワー密度により変化する。レーザ光の出力が1W以上かつ2W以下であるとき、十分な発色が得られるように、レーザ光のスポット径は160μm以下であることが好ましい。 On the other hand, the output of the laser light generated in the marker head 1 and passing through the exit window 6 is set to between 1 W and 2 W. This setting was determined to achieve a compact marker head 1. The color of the print when laser light is irradiated for a certain period of time varies depending on the power density of the irradiated laser light. When the output of the laser light is between 1 W and 2 W, it is preferable that the spot diameter of the laser light be 160 μm or less to obtain sufficient color development.

より好ましくは、照射エリアR1におけるレーザ光のスポット径は、60μm以上80μm以下に設定される。このスポット径は、照射エリアR1のうちレーザ光の光路長が最長となる部分(照射エリアR1の端部)と、照射エリアR1のうちその光路長が最短となる部分(照射エリアR1の中央部)と、にレーザ光の焦点深度が対応するように設定することができる。 More preferably, the spot diameter of the laser light in the irradiation area R1 is set to 60 μm or more and 80 μm or less. This spot diameter can be set so that the focal depth of the laser light corresponds to the part of the irradiation area R1 where the optical path length of the laser light is longest (the edge of the irradiation area R1) and the part of the irradiation area R1 where the optical path length is shortest (the center of the irradiation area R1).

例えば、スポット径の下限値は、前述した走査線の本数、および、線幅に対応する設定である。この設定は、筐体10の+Z側端部からワークWまでの距離(図18の距離L2参照)を0mm以上20mm以下に設定した場合において、さらに照射エリアR1の寸法を120mm以上に設定した場合に、Z方向に沿って焦点を調整せずとも、照射エリアR1の中央部と端部との間の光路長差の影響を抑制する上で有効である。 For example, the lower limit of the spot diameter is set to correspond to the number of scanning lines and line width described above. This setting is effective in suppressing the effect of the difference in optical path length between the center and end of the irradiation area R1 without adjusting the focus along the Z direction when the distance from the +Z side end of the housing 10 to the workpiece W (see distance L2 in Figure 18) is set to 0 mm or more and 20 mm or less, and when the dimension of the irradiation area R1 is set to 120 mm or more.

一方、スポット径の上限値は、前述した0.2~0.35mmの線幅のように、200μm(0.2mm)以上の太さで太線印字を行う際に有効である。この場合、太線処理に要する処理時間が比較的長くなることが懸念されるところ、スポット径の上限値を前述のように設定することで、UVレーザ光の照射エリアR1を大きくし、その照射可能な時間を長くすることができる。 On the other hand, the upper limit of the spot diameter is effective when printing thick lines with a thickness of 200 μm (0.2 mm) or more, such as the line width of 0.2 to 0.35 mm mentioned above. In this case, there is a concern that the processing time required for thick line processing will be relatively long. However, by setting the upper limit of the spot diameter as mentioned above, the irradiation area R1 of the UV laser light can be increased, and the irradiation time can be extended.

なお、スポット径の上限値(=80μm)は、照射方向と平行にUVレーザ光を照射しかつ距離L2を10mmに設定した場合における最適値である。0mm以上20mm以下の範囲内で距離L2を変化させた場合、スポット径の上限値は120μmとなる。 The upper limit of the spot diameter (80 μm) is the optimal value when UV laser light is irradiated parallel to the irradiation direction and the distance L2 is set to 10 mm. If the distance L2 is changed within the range of 0 mm to 20 mm, the upper limit of the spot diameter becomes 120 μm.

なお、照射エリアR1内での光路長差が懸念される場合、前述のデフォーカスレンズ57を具備することで、焦点深度をより深くすることができる。焦点深度を深くすることは、光路長差の影響を抑制する上で有効である。 If there is a concern about differences in optical path length within the irradiation area R1, the depth of focus can be increased by providing the aforementioned defocus lens 57. Increasing the depth of focus is effective in suppressing the effects of differences in optical path length.

また、筐体10に対するワークWの相対位置のうち、特に、ワークWに対して印字可能な相対位置は、第1ミラー51aからワークWの表面までの距離(特に、照射方向に沿って見た距離であり、図19の距離L2と距離L3の和に相当)が150mm以下になるように設定される。 Furthermore, among the relative positions of the workpiece W with respect to the housing 10, the relative positions at which printing is possible with respect to the workpiece W are set so that the distance from the first mirror 51a to the surface of the workpiece W (particularly the distance as viewed along the irradiation direction, which corresponds to the sum of distances L2 and L3 in Figure 19) is 150 mm or less.

なお、本実施形態においては上記に加え、筐体10の天面10uからワークWまでの距離は195mm以下になるように設定される。置換前の印刷装置1001としてのTTOは天面からワークWまでの距離が200mm前後の環境で使用されることが多く、当該置換前の印刷装置1001と同様の環境で使用することができる。具体的に本実施形態では、筐体10の天面10uから、底面10dの+Z側端部までの距離L1は、165mmに設定される。そして、底面10dの+Z側端部からワークWまでの距離L2は、好ましくは30mm以下、さらに好ましくは20mm以下に設定される。 In addition to the above, in this embodiment, the distance from the top surface 10u of the housing 10 to the workpiece W is set to 195 mm or less. The TTO as the printing device 1001 before replacement is often used in an environment where the distance from the top surface to the workpiece W is around 200 mm, and can be used in the same environment as the printing device 1001 before replacement. Specifically, in this embodiment, the distance L1 from the top surface 10u of the housing 10 to the +Z side end of the bottom surface 10d is set to 165 mm. The distance L2 from the +Z side end of the bottom surface 10d to the workpiece W is preferably set to 30 mm or less, and more preferably 20 mm or less.

ここで、距離L2を30mm以下に設定することで、照射エリアR1に照射されるレーザ光のワークWによる正反射光を、第1板状部材18lと第2板状部材18rとの間の領域、すなわち光路区画部H3に導くことができる。このことは、正反射光の筐体10外への漏れを抑制する上で有効である。 Here, by setting the distance L2 to 30 mm or less, the specularly reflected light from the workpiece W of the laser light irradiated onto the irradiation area R1 can be guided to the area between the first plate-shaped member 18l and the second plate-shaped member 18r, i.e., the optical path partition H3. This is effective in preventing the specularly reflected light from leaking outside the housing 10.

また本実施形態では、第1ミラー51aから底面10dの+Z側端部までの距離L3は、123mmに設定される。そして、デフォーカスレンズ57の下面から底面10dの+Z側端部までの距離L4は、100mmに設定される。ここで、デフォーカスレンズ57の厚みが2mmであることに鑑みると、デフォーカスレンズ57の上面から底面10dの+Z側端部までの距離(不図示)は、102mmに設定される。 In this embodiment, the distance L3 from the first mirror 51a to the +Z end of the bottom surface 10d is set to 123 mm. The distance L4 from the bottom surface of the defocus lens 57 to the +Z end of the bottom surface 10d is set to 100 mm. Considering that the thickness of the defocus lens 57 is 2 mm, the distance (not shown) from the top surface of the defocus lens 57 to the +Z end of the bottom surface 10d is set to 102 mm.

ここで、天面10uから第1ミラー51aまでの距離(=L1-L3)は42mmとなり、天面10uからデフォーカスレンズ57までの距離(=L1-L4)は65mmとなる。一方、Z方向における筐体10の中央部は、天面10uから見て約82mm(=L1/2)の部位に相当する。ゆえに、本実施形態に係る第1ミラー51aおよびデフォーカスレンズ57は、双方とも、Z方向における筐体10の中央部よりも-Z側に位置することになる。 Here, the distance from the top surface 10u to the first mirror 51a (= L1 - L3) is 42 mm, and the distance from the top surface 10u to the defocus lens 57 (= L1 - L4) is 65 mm. Meanwhile, the center of the housing 10 in the Z direction corresponds to a location approximately 82 mm (= L1/2) from the top surface 10u. Therefore, in this embodiment, both the first mirror 51a and the defocus lens 57 are located on the -Z side of the center of the housing 10 in the Z direction.

<設置スペースのコンパクト化について>
以上説明したように、本実施形態によると、筐体10には、カバーガラス62が設けられた第1収容部H1と、カバーガラス62の周囲を取り囲むように突出させた第2収容部H2と、が形成されることになる(図10を参照)。第2収容部H2によって、カバーガラス62を透過したレーザ光を遮光することができる。また、筐体10の一部を活用してレーザ光を遮光することで、筐体10の下面に遮光部材を取り付けるような構成と比較して、筐体10の設置スペースのコンパクト化を図ることができる。
<About compact installation space>
As described above, according to this embodiment, the housing 10 is formed with a first housing portion H1 in which the cover glass 62 is provided, and a second housing portion H2 that protrudes so as to surround the periphery of the cover glass 62 (see FIG. 10 ). The second housing portion H2 can block the laser light that has passed through the cover glass 62. Furthermore, by utilizing a portion of the housing 10 to block the laser light, the installation space for the housing 10 can be made more compact than in a configuration in which a light-blocking member is attached to the underside of the housing 10.

また、図10に示すように、第1収容部H1および第2収容部H2は、一体的なスペースを区画する収容部を便宜上2つの領域に分類したものではなく、それぞれ、独立したスペースを区画する収容部として構成される。 Furthermore, as shown in Figure 10, the first storage section H1 and the second storage section H2 are not storage sections that divide an integrated space into two regions for convenience, but are each configured as storage sections that divide independent spaces.

このように構成することで、第1収容部H1については、光学素子等、液密性が要求される部品を収容させるのに適したものとなる。一方、第2収容部H2については、筐体10外の空間と連通させることで、筐体10外から空気を取り込むことが可能となり、ヒートシンク等の配置に適したものとすることができる。 This configuration makes the first housing section H1 suitable for housing components that require liquid-tightness, such as optical elements. On the other hand, the second housing section H2 is connected to the space outside the housing 10, allowing air to be taken in from outside the housing 10, making it suitable for arranging a heat sink or the like.

また、図10~図13に示すように、第1収容部H1の結晶収容部H12およびミラー収容部H11に光学系を集中的に配置することができるため、光学部品から照射エリアR1に向かう方向(+Z方向)においてレーザ光を偏向する部材が不要となる。このことは、筐体10の小型化に資する。 Furthermore, as shown in Figures 10 to 13, the optical system can be concentrated in the crystal housing section H12 and mirror housing section H11 of the first housing section H1, eliminating the need for a component that deflects the laser light in the direction from the optical components toward the irradiation area R1 (+Z direction). This contributes to the miniaturization of the housing 10.

また、図3Aおよび図4に示すように、筐体10の外面に第1マークM1、第2マークM2および第3マークM3を設けることで、筐体10の位置決めが容易となる。これにより、従来よりも容易に筐体10を設置することができるようになる。 Furthermore, as shown in Figures 3A and 4, by providing a first mark M1, a second mark M2, and a third mark M3 on the outer surface of the housing 10, positioning of the housing 10 becomes easier. This makes it easier to install the housing 10 than before.

また、図18に示すように、ワークWの移動経路においてレーザ光が照射される領域R1は、第2収容部H2の下端部よりも下方に位置する(下方向において、当該下端部よりもカバーガラス62から離間する)ことになる。このように配置することで、第2収容部H2内へのワークWの入り込みが抑制され、ひいては、第2収容部H2とワークWとの干渉を抑制することができる。 Furthermore, as shown in FIG. 18, the region R1 on the path of movement of the workpiece W where the laser light is irradiated is located below the lower end of the second storage section H2 (farther downward from the cover glass 62 than the lower end). By arranging it in this manner, the workpiece W is prevented from entering the second storage section H2, and thus interference between the second storage section H2 and the workpiece W can be prevented.

また、図18に示すように、搬送ローラ502の頂部502aは、カバーガラス62の中央部(レーザ出射軸Al)に対し、搬送方向に沿ってずらした状態で配置される。このように配置することで、搬送ローラ502に巻き回される前後のワークWをカバーガラス62と向かい合わせることができる。これにより、ワークWの搬送経路のうち、搬送ローラ502前後の直線経路を長く設定するのが容易になる。また、搬送ローラ502の頂部502aとカバーガラス62とを離間させることで、搬送ローラ502とカバーガラス62との間隔をより長く確保することができるため、メンテナンス性の向上にも資する。 Also, as shown in Figure 18, the top 502a of the transport roller 502 is positioned offset in the transport direction from the center (laser emission axis Al) of the cover glass 62. By positioning it in this manner, the workpiece W before and after being wound around the transport roller 502 can face the cover glass 62. This makes it easier to set a long linear path before and after the transport roller 502 within the transport path of the workpiece W. Furthermore, by separating the top 502a of the transport roller 502 from the cover glass 62, a longer distance can be secured between the transport roller 502 and the cover glass 62, which also contributes to improved maintainability.

また、図18に示すように、頂部502aと従動ローラ504rとの間の経路でワークWが搬送ローラ502に接触する長さは、頂部502aと従動ローラ504lとの間の経路でワークWが搬送ローラ502に接触する長さより短く、搬送方向に沿って、レーザ出射軸A1が、頂部502aに対して従動ローラ504r側にずらされた状態でマーカヘッド1は配置される。図18のように、頂部502aと504rとの間の経路の方が、傾斜が緩やかであり、傾斜が緩やかな領域を多く照射エリアに含むようにマーカヘッド1が配置されることにより、印字品質が向上する。 Also, as shown in Figure 18, the length over which the workpiece W contacts the transport roller 502 on the path between the top 502a and the driven roller 504r is shorter than the length over which the workpiece W contacts the transport roller 502 on the path between the top 502a and the driven roller 504l, and the marker head 1 is positioned with the laser emission axis A1 shifted toward the driven roller 504r relative to the top 502a along the transport direction. As shown in Figure 18, the path between the tops 502a and 504r has a gentler slope, and by positioning the marker head 1 so that the irradiation area includes more of the gentler slope, printing quality is improved.

また、図18等に示すように、筐体10内には、照射エリアR1寄りの光路を含む空間(光路区画部H3)と、部材を収容する空間(第1収容部H1および第2収容部H2)と、が仕切られることになる。前者の空間によって、照射エリアR1に到達する直前のレーザ光を遮光することができる。また、筐体10の一部空間を活用してレーザ光を遮光することで、筐体10の下面に遮光部材を取り付けるような構成と比較して、筐体10の設置スペースのコンパクト化を図ることができる。 As shown in Figure 18 and other figures, the interior of the housing 10 is divided into a space (light path partition H3) that includes the light path closer to the irradiation area R1, and a space that houses components (first storage section H1 and second storage section H2). The former space can block the laser light just before it reaches the irradiation area R1. Furthermore, by utilizing a portion of the space in the housing 10 to block the laser light, the installation space for the housing 10 can be made more compact compared to a configuration in which a light-blocking member is attached to the underside of the housing 10.

≪他の実施形態≫
前記実施形態では、マーカヘッド1の筐体10内に励起光源21が収容されていたが、本開示は、そうした構成には限定されない。例えば、マーカコントローラ100内に励起光源21を設けてもよい。
Other Embodiments
In the above embodiment, the excitation light source 21 is housed in the housing 10 of the marker head 1, but the present disclosure is not limited to such a configuration. For example, the excitation light source 21 may be provided in the marker controller 100.

また、前記実施形態では、筐体10の6面のうち、出射窓6が形成された底面10d以外の一面(前記実施形態では天面10u)が取付面に設定されていたが、本開示は、そうした設定には限定されない。6面のうちのいずれか1面を取付面とみなしてもよい。底面10dを取付面とみなした場合、加工設備500の支持部材501は、底面10dを例えば下方から支持することになる。 Furthermore, in the above embodiment, one of the six surfaces of the housing 10 other than the bottom surface 10d on which the exit window 6 is formed (in the above embodiment, this was the top surface 10u) was set as the mounting surface, but the present disclosure is not limited to this setting. Any one of the six surfaces may be considered to be the mounting surface. If the bottom surface 10d is considered to be the mounting surface, the support member 501 of the processing equipment 500 will support the bottom surface 10d, for example, from below.

また、筐体10の6面のうちの2面以上を取付面とみなすことができる。例えば、左側面10lと天面10uを取付面とした場合、アタッチメント7は、左側面10lおよび天面10uの一方に取り付けられてもよいし、図22に示すマーカヘッド1’のように、左側面10lおよび天面10uの両方に取り付けられてもよい。 Furthermore, two or more of the six surfaces of the housing 10 can be considered mounting surfaces. For example, if the left side surface 10l and the top surface 10u are considered mounting surfaces, the attachment 7 may be attached to either the left side surface 10l or the top surface 10u, or it may be attached to both the left side surface 10l and the top surface 10u, as in the marker head 1' shown in Figure 22.

例えば、図22に示されるアタッチメント2007は、天面10uに取り付けられる第1部分2007aと、左側面10lに取り付けられる第2部分2007bと、を有しており、支持部材501’もまた、そのアタッチメント2007に適合した形状とされている。このように、支持部材501’の形態に応じて取付面を設定し、その設定に対応したアタッチメント2007を用いることができる。 For example, the attachment 2007 shown in Figure 22 has a first portion 2007a that is attached to the top surface 10u and a second portion 2007b that is attached to the left side surface 10l, and the support member 501' also has a shape that is compatible with the attachment 2007. In this way, the attachment surface can be set according to the shape of the support member 501', and an attachment 2007 that corresponds to that setting can be used.

またそもそも、アタッチメント7は必須ではない。図23に示すマーカヘッド1”の筐体10”のように、アタッチメント7を介さずに、取付面(図例では天面10u”)に支持部材501を直に取り付けることもできる。この場合、取付面の一部領域をアタッチメントとみなしてもよい。また、取付面の一部を出射窓6の反対方向に突出させ、その突出部をアタッチメントとして用いてもよい。 Furthermore, the attachment 7 is not essential in the first place. As with the housing 10" of the marker head 1" shown in Figure 23, the support member 501 can be attached directly to the mounting surface (top surface 10u" in the illustrated example) without using the attachment 7. In this case, a portion of the mounting surface can be considered the attachment. Also, a portion of the mounting surface can be made to protrude in the opposite direction from the exit window 6, and this protrusion can be used as the attachment.

また、前記実施形態では、筐体10内の第1収容部H1を3分してなる結晶収容部H12、ミラー収容部H11および基板収容部H13は、照射方向に直交するY方向に沿って、この順番で並んでいたが、本開示は、そうした構成には限定されない。例えば、結晶収容部H12、ミラー収容部H11および基板収容部H13の並び順を入れ替えてもよいし、結晶収容部H12、ミラー収容部H11および基板収容部H13のうち任意の2つを照射方向に沿って並べて配置してもよい。 In addition, in the above embodiment, the crystal housing section H12, mirror housing section H11, and substrate housing section H13, which are formed by dividing the first housing section H1 in the housing 10 into three sections, were arranged in this order along the Y direction, which is perpendicular to the irradiation direction. However, the present disclosure is not limited to this configuration. For example, the order of the crystal housing section H12, mirror housing section H11, and substrate housing section H13 may be reversed, or any two of the crystal housing section H12, mirror housing section H11, and substrate housing section H13 may be arranged side by side along the irradiation direction.

S レーザ加工システム
L レーザ加工装置
1 マーカヘッド
2 励起光生成部
21 励起光源
23 温調部
25 継電器
3 励起光導光部(導光光学系)
31 ファイバケーブル
32 ファイバガイド
4 レーザ光出力部
41 固体レーザ結晶
43 Qスイッチ
45 非線形光学結晶
49 Qスイッチドライバ
5 レーザ光走査部(レーザ光偏向部)
51 第1スキャナ
51a 第1ミラー
52 第2スキャナ
52a 第2ミラー
53 第1制御基板
55 中間偏向部
55a 中間ミラー
57 デフォーカスレンズ(光学素子)
6 出射窓
62 カバーガラス(光学部材)
7 アタッチメント
81 第1ヒートシンク(ヒートシンク)
82 第2ヒートシンク(ヒートシンク)
83 第1送風ファン(送風部)
84 第2送風ファン(送風部)
10 筐体
10u 天面(取付面)
10d 底面
10f 前面(開放面)
10b 背面(接続面)
13 カバー部材
14 接続カバー
15 第1ベースプレート(支持プレート)
15g 仕切面
18l 第1板状部材(板状部材)
18r 第2板状部材(板状部材)
100 マーカコントローラ
101 受付部
103 制御部
104 電力供給部(電源部)
200 電気ケーブル
500 加工設備
501 支持部材
502 搬送ローラ
502a 搬送ローラの頂部
Ac1 第1回転軸
Ac2 第2回転軸
Ae 延び方向
At 搬送方向
H1 第1収容部
H11 ミラー収容部
H12 結晶収容部
H13 基板収容部
H2 第2収容部
H21 結晶側収容部
H22 光源側収容部
H3 光路区画部
M1 第1マーク(マーク)
M2 第2マーク(マーク)
M3 第3マーク(マーク)
Pp 加工パターン
R1 照射エリア
W ワーク
S Laser processing system L Laser processing device 1 Marker head 2 Excitation light generating unit 21 Excitation light source 23 Temperature control unit 25 Relay 3 Excitation light guiding unit (light guiding optical system)
31 Fiber cable 32 Fiber guide 4 Laser light output unit 41 Solid-state laser crystal 43 Q switch 45 Nonlinear optical crystal 49 Q switch driver 5 Laser light scanning unit (laser light deflection unit)
51 First scanner 51a First mirror 52 Second scanner 52a Second mirror 53 First control board 55 Intermediate deflection unit 55a Intermediate mirror 57 Defocus lens (optical element)
6 Exit window 62 Cover glass (optical member)
7 Attachment 81 First heat sink (heat sink)
82 Second heat sink (heat sink)
83 First blower fan (blower section)
84 Second blower fan (blower section)
10 Housing 10u Top surface (mounting surface)
10d Bottom 10f Front (open side)
10b Back side (connection surface)
13 Cover member 14 Connection cover 15 First base plate (support plate)
15g Partition surface 18l First plate-shaped member (plate-shaped member)
18r: second plate-shaped member (plate-shaped member)
100 Marker controller 101 Reception unit 103 Control unit 104 Power supply unit (power supply unit)
200 Electric cable 500 Processing equipment 501 Support member 502 Conveying roller 502a Conveying roller top Ac1 First rotation axis Ac2 Second rotation axis Ae Extension direction At Conveying direction H1 First storage section H11 Mirror storage section H12 Crystal storage section H13 Substrate storage section H2 Second storage section H21 Crystal side storage section H22 Light source side storage section H3 Optical path dividing section M1 First mark (mark)
M2 Second Mark (Mark)
M3 3rd Mark (Mark)
Pp Processing pattern R1 Irradiation area W Work

Claims (14)

照射エリアに向けてレーザ光を照射することで、ワークに対して加工を行うレーザ加工装置であって、
予め定められた加工設定にしたがってレーザ光を偏向するレーザ光偏向部と、
前記レーザ光偏向部を収容する筐体と、を備え、
前記筐体には、
前記レーザ光偏向部によって偏向されて前記照射エリアに向かうレーザ光を透過する光学部材が設けられ、直交するXY方向に沿って延びる矩形板状の天面を有する第1収容部と、
前記光学部材の周囲の少なくとも一部を該光学部材よりも前記照射エリアに向けて突出させてなる第2収容部と、が形成され
前記第2収容部は、前記光学部材の中央部を貫く中心線から延びかつ前記第2収容部と交差するようにY方向に離れる方向に比して、X方向の寸法が長い内部空間を区画する板状部材を有する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
A laser processing device that processes a workpiece by irradiating an irradiation area with laser light,
a laser beam deflection unit that deflects the laser beam in accordance with a predetermined processing setting;
a housing that houses the laser beam deflection unit,
The housing includes:
a first storage unit having an optical member that transmits the laser light deflected by the laser light deflection unit and directed toward the irradiation area , and having a rectangular plate-shaped top surface extending along orthogonal X and Y directions ;
a second housing portion formed by protruding at least a part of the periphery of the optical member toward the irradiation area beyond the optical member ;
The second housing portion has a plate-like member that extends from a center line that passes through a center portion of the optical member and intersects with the second housing portion to define an internal space whose dimension in the X direction is longer than that in the Y direction.
A laser processing device characterized by:
請求項1に記載されたレーザ加工装置において、2. The laser processing apparatus according to claim 1,
前記第2収容部は、前記Y方向に間隔を空けて2つの前記内部空間が形成されるように、前記板状部材として第1板状部材および第2板状部材を有するThe second accommodating portion has a first plate-shaped member and a second plate-shaped member as the plate-shaped member so that two internal spaces are formed with an interval in the Y direction.
ことを特徴とするレーザ加工装置。A laser processing device characterized by:
請求項1に記載されたレーザ加工装置において、2. The laser processing apparatus according to claim 1,
前記第2収容部には、前記筐体の前記X方向における一方の面に通気口が設けられており、The second housing portion has a vent hole on one surface of the housing in the X direction,
前記通気口は、前記内部空間と連通しているThe vent is in communication with the interior space.
ことを特徴とするレーザ加工装置。A laser processing device characterized by:
請求項3に記載されたレーザ加工装置において、4. The laser processing apparatus according to claim 3,
前記内部空間には、前記通気口から流入した気流が通過する位置にヒートシンクが配置されているA heat sink is disposed in the internal space at a position where the airflow flowing in from the ventilation opening passes through.
ことを特徴とするレーザ加工装置。A laser processing device characterized by:
請求項4に記載されたレーザ加工装置において、5. The laser processing apparatus according to claim 4,
前記内部空間には、さらに、前記通気口から流入する気流を生成するための送風ファンが配置されているThe interior space further includes a blower fan for generating an airflow that flows in through the ventilation opening.
ことを特徴とするレーザ加工装置。A laser processing device characterized by:
請求項1に記載されたレーザ加工装置において、
前記第1収容部は、前記レーザ光偏向部によって偏向されるレーザ光を生成するレーザ光出力部を収容し、
前記第2収容部は、前記板状部材により区画された内部空間に、前記レーザ光出力部と熱的に結合されたヒートシンクを収容する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
2. The laser processing apparatus according to claim 1,
the first housing section houses a laser beam output section that generates a laser beam to be deflected by the laser beam deflection section;
The laser processing device is characterized in that the second accommodating section accommodates a heat sink thermally coupled to the laser light output section in an internal space partitioned by the plate-like member .
請求項1から6のいずれか1項に記載されたレーザ加工装置において、
前記筐体は、前記光学部材を有する出射窓が形成された出射面を有し、
前記照射エリアが前記出射面に覆われる
ことを特徴とするレーザ加工装置。
7. The laser processing apparatus according to claim 1,
the housing has an exit surface on which an exit window having the optical member is formed,
The laser processing device is characterized in that the irradiation area is covered by the emission surface.
請求項1からのいずれか1項に記載されたレーザ加工装置において、
前記筐体の外面には、前記照射エリアの位置に対応して配置されたマークが設けられる
ことを特徴とするレーザ加工装置。
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 7 ,
The laser processing device is characterized in that a mark is provided on the outer surface of the housing, the mark being arranged to correspond to the position of the irradiation area.
請求項1からのいずれか1項に記載されたレーザ加工装置において、
前記筐体は、前記光学部材に通じるように少なくとも部分的に解放された開放面を有する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 8 ,
The laser processing device is characterized in that the housing has an open surface that is at least partially open so as to communicate with the optical member.
請求項に記載されたレーザ加工装置において、
前記開放面には、該開放面を開放可能なカバー部材が設けられる
ことを特徴とするレーザ加工装置。
10. The laser processing apparatus according to claim 9 ,
The laser processing device is characterized in that a cover member capable of opening the open surface is provided on the open surface.
請求項1から10のいずれか1項に記載されたレーザ加工装置において、
前記ワークは、所定の移動経路に沿って搬送されるシート状のフィルムによって構成され、
前記移動経路のうち、前記照射エリアに対応してレーザ光が照射される領域は、前記第2収容部の突出方向において、該突出方向における前記第2収容部の端部よりも、前記光学部材から離間するように配置される
ことを特徴とするレーザ加工装置。
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 10 ,
the workpiece is a sheet-like film transported along a predetermined moving path,
A laser processing device characterized in that the area of the movement path onto which laser light is irradiated corresponding to the irradiation area is positioned so as to be farther away from the optical element in the protruding direction of the second accommodating section than the end of the second accommodating section in the protruding direction.
請求項1から11のいずれか1項に記載されたレーザ加工装置において、
前記ワークは、搬送ローラに巻き掛けられるとともに、該搬送ローラの回転によって長尺方向に搬送されるシート状のフィルムによって構成され、
前記光学部材の中央部を貫く中心線は、前記搬送ローラにおける前記光学部材側の頂部に対し、前記ワークの搬送方向における上流または下流側にオフセットする
ことを特徴とするレーザ加工装置。
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 11 ,
the workpiece is configured by a sheet-like film that is wound around a conveying roller and conveyed in a longitudinal direction by the rotation of the conveying roller;
A laser processing device characterized in that a center line passing through the center of the optical element is offset upstream or downstream in the conveying direction of the workpiece relative to the top of the conveying roller on the optical element side.
請求項12に記載されたレーザ加工装置において、
前記光学部材の中央部を貫く中心線は、前記搬送方向における上流または下流側のうち、前記中心線に直交する平面に対する前記ワークの傾斜が小さい一方にオフセットする
ことを特徴とするレーザ加工装置。
13. The laser processing apparatus according to claim 12 ,
A laser processing device characterized in that a center line passing through the center of the optical element is offset to either the upstream or downstream side in the conveying direction, whichever side has the smaller inclination of the workpiece relative to a plane perpendicular to the center line.
照射エリアに向けてレーザ光を照射することで、ワークに対して加工を行うレーザ加工装置であって、
予め定められた加工設定にしたがって第1ミラーを駆動することで、レーザ光を偏向するレーザ光偏向部と、
前記レーザ光偏向部を収容し、前記第1ミラーと前記照射エリアとを結ぶ前記レーザ光の光路のうち、前記照射エリア寄りの光路を含む第1空間と、部材を収容する第2空間とを仕切る板状部材を有する筐体と、を備え、
前記筐体は、直交するXY方向に沿って延びる矩形板状の天面を有し、
前記第2空間は、前記第1空間におけるレーザ光の光路から延びかつ前記第2空間と交差するようにY方向に離れる方向に比して、X方向の寸法が長くなるように構成されている
ことを特徴とするレーザ加工装置。
A laser processing device that processes a workpiece by irradiating an irradiation area with laser light,
a laser beam deflection unit that deflects the laser beam by driving the first mirror in accordance with a predetermined processing setting;
a housing that houses the laser beam deflector and has a plate-like member that separates a first space that includes a portion of an optical path of the laser beam that connects the first mirror and the irradiation area closer to the irradiation area from a second space that houses a member ;
the housing has a rectangular plate-shaped top surface extending along orthogonal X and Y directions,
The second space is configured so that its dimension in the X direction is longer than its dimension in the Y direction so as to extend from the optical path of the laser light in the first space and intersect with the second space.
A laser processing device characterized by:
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