特許 5999051 レーザ発振装置、レーザ加工装置及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5999051

(24)【登録日】2016年9月9日

(45)【発行日】2016年9月28日

(54)【発明の名称】レーザ発振装置、レーザ加工装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H01S 3/131 20060101AFI20160915BHJP

   H01S 3/0941 20060101ALI20160915BHJP

   H01S 3/113 20060101ALI20160915BHJP

   H01S 3/00 20060101ALI20160915BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20160915BHJP

【ＦＩ】

   H01S3/131

   H01S3/0941

   H01S3/113

   H01S3/00 B

   B23K26/00 N

   B23K26/00 B

【請求項の数】6

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-178262(P2013-178262)

(22)【出願日】2013年8月29日

(65)【公開番号】特開2015-46556(P2015-46556A)

(43)【公開日】2015年3月12日

【審査請求日】2015年3月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000992

【氏名又は名称】特許業務法人ネクスト

(72)【発明者】

【氏名】杉本 裕司

【審査官】 林 祥恵

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０２６８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３３２６５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１４８７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２５３０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４４０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３４０８７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ３／００−３／３０

Ｂ２３Ｋ ２６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

励起用半導体レーザと、
加工対象物にレーザ光により加工する加工情報を受信し、前記加工情報に基づいて前記励起用半導体レーザを駆動する駆動パターンを生成する駆動パターン生成部と、
前記励起用半導体レーザを駆動するレーザドライバと、
レーザ媒質と受動Ｑスイッチを有して、前記励起用半導体レーザから出射された励起光を受光した前記レーザ媒質が励起されて、前記受動Ｑスイッチに蓄えられた光エネルギーが一定値を超えるとパルスレーザを発振するレーザ発振器と、
前記駆動パターン生成部によって生成された駆動パターンに従って前記レーザドライバを駆動制御する制御部と、
を備え、
前記レーザ発振器は、前記パルスレーザを発振しない前記励起光の最大出力値である出力閾値より高い出力の励起光を受光し、且つ、前記励起光の出力期間が該レーザ発振器が前記受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振する最小出力期間である期間閾値より長い場合に、前記励起光に対応するパルスレーザを発振し、
前記駆動パターンは、
前記励起光の出力が前記出力閾値より低い待機出力の状態から、前記励起光の出力が前記出力閾値より高い第１出力値で、前記期間閾値以下である前記受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振しない第１出力期間の間、前記励起用半導体レーザを駆動する第１出力と、
前記第１出力に続いて、前記励起光の出力が前記出力閾値以下で、前記励起用半導体レーザを駆動する第２出力と、
前記第２出力に続いて、前記励起光の出力が前記出力閾値より高い第２出力値で、前記励起用半導体レーザを駆動する第３出力と、
を有し、
前記駆動パターン生成部は、前記加工情報に含まれる前記パルスレーザの発振を開始する開始タイミングに基づいて、前記第３出力の開始タイミングを設定することを特徴とするレーザ発振装置。

【請求項2】

前記駆動パターンは、前記第３出力に続いて、前記励起光の出力が前記第２出力の出力値よりも低い第３出力値で、前記励起用半導体レーザを駆動する第４出力を有し、
前記駆動パターン生成部は、前記加工対象物のレーザ光による加工の加工終了タイミングに基づいて、前記第４出力の開始タイミングを設定することを特徴とする請求項１に記載のレーザ発振装置。

【請求項3】

前記駆動パターンは、
前記第４出力に続いて、前記励起光の出力が前記出力閾値以下で、前記励起用半導体レーザを駆動する第５出力と、
前記第５出力に続いて、前記励起光の出力が前記待機出力で、前記励起用半導体レーザを駆動する第６出力と、
を有し、
前記駆動パターン生成部は、前記励起用半導体レーザの出力停止タイミングに基づいて、前記第６出力の開始タイミングを設定することを特徴とする請求項２に記載のレーザ発振装置。

【請求項4】

前記駆動パターン生成部は、前記第２出力において、前記励起光の出力が前記出力閾値以下で、且つ、前記待機出力より高い出力で、前記励起用半導体レーザを駆動することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のレーザ発振装置。

【請求項5】

励起用半導体レーザと、
加工対象物にレーザ光により加工する加工情報を受信し、前記加工情報に基づいて前記励起用半導体レーザを駆動する駆動パターンを生成する駆動パターン生成部と、
前記励起用半導体レーザを駆動するレーザドライバと、
レーザ媒質と受動Ｑスイッチを有して、前記励起用半導体レーザから出射された励起光を受光した前記レーザ媒質が励起されて、前記受動Ｑスイッチに蓄えられた光エネルギーが一定値を超えるとパルスレーザを発振するレーザ発振器と、
前記駆動パターン生成部によって生成された駆動パターンに従って前記レーザドライバと前記レーザ走査部とを駆動制御する制御部と、
前記レーザ発振器から発振されたパルスレーザを、加工対象物の加工面に走査するレーザ走査部と、
を備え、
前記レーザ発振器は、前記パルスレーザを発振しない前記励起光の最大出力値である出力閾値より高い出力の励起光を受光し、且つ、前記励起光の出力期間が該レーザ発振器が前記受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振する最小出力期間である期間閾値より長い場合に、前記励起光に対応するパルスレーザを発振し、
前記駆動パターンは、
前記励起光の出力が前記出力閾値より低い待機出力の状態から、前記励起光の出力が前記出力閾値より高い第１出力値で、前記期間閾値以下である前記受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振しない第１出力期間の間、前記励起用半導体レーザを駆動する第１出力と、
前記第１出力に続いて、前記励起光の出力が前記出力閾値以下で、前記励起用半導体レーザを駆動する第２出力と、
前記第２出力に続いて、前記励起光の出力が前記出力閾値より高い第２出力値で、前記励起用半導体レーザを駆動する第３出力と、
を有し、
前記駆動パターン生成部は、前記加工情報に含まれる前記パルスレーザの発振を開始する開始タイミングに基づいて、前記第３出力の開始タイミングを設定することを特徴とするレーザ加工装置。

【請求項6】

励起用半導体レーザと、前記励起用半導体レーザを駆動するレーザドライバと、レーザ媒質と受動Ｑスイッチを有して、前記励起用半導体レーザから出射された励起光を受光したレーザ媒質が励起されて、前記受動Ｑスイッチに蓄えられた光エネルギーが一定値を超えるとパルスレーザを発振するレーザ発振器と、を備え、前記レーザ発振器は、前記パルスレーザを発振しない前記励起光の最大出力値である出力閾値より高い出力の励起光を受光し、且つ、前記励起光の出力期間が該レーザ発振器が前記受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振する最小出力期間である期間閾値より長い場合に、前記励起光に対応するパルスレーザを発振するレーザ発振装置を制御するコンピュータに、
加工対象物にレーザ光により加工する加工情報を受信し、前記加工情報に基づいて前記励起用半導体レーザを駆動する駆動パターンを生成する駆動パターン生成工程と、
前記駆動パターン生成工程で生成された駆動パターンに従って前記レーザドライバを駆動制御する制御工程と、
を実行させ、
前記駆動パターンは、
前記励起光の出力が前記出力閾値より低い待機出力の状態から、前記励起光の出力が前記出力閾値より高い第１出力値で、前記期間閾値以下である前記受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振しない第１出力期間の間、前記励起用半導体レーザを駆動する第１出力と、
前記第１出力に続いて、前記励起光の出力が前記出力閾値以下で、前記励起用半導体レーザを駆動する第２出力と、
前記第２出力に続いて、前記励起光の出力が前記出力閾値より高い第２出力値で、前記励起用半導体レーザを駆動する第３出力と、
を有し、
前記駆動パターン生成工程で、前記加工情報に含まれる前記パルスレーザの発振を開始する開始タイミングに基づいて、前記第３出力の開始タイミングを設定するように実行させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、受動Ｑスイッチを備えたレーザ発振器を駆動制御するレーザ発振装置、レーザ加工装置及びプログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、加工対象物にレーザ光により加工するレーザ加工装置の技術に関し種々提案されている。
例えば、レーザシステムは、電源部と、レーザヘッド部と、電源部とレーザヘッド部とを光学的に接続するファイバーと、電源部の動作を制御するコントローラとから構成されている。電源部は、励起光としてのレーザ光を出射する半導体レーザと、半導体レーザを駆動する電源と、半導体レーザ及び電源を冷却する冷却装置等から構成されている。また、レーザヘッド部は、ファイバー及びファイバーコネクタを介して励起光を集光する集光レンズと、反射鏡と、レーザ媒質と、受動Ｑスイッチと、反射鏡とレーザ共振器を構成する出力カプラーと、ウインドウとから構成されている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−３３２６５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記した特許文献１に記載されたレーザシステムでは、レーザヘッド部のレーザ出力の立ち上がりが遅れる。例えば、一般的に、図６に示すように、加工対象物をレーザ光により加工する場合には、コントローラは、先ず、加工開始前に半導体レーザを低駆動電流で時間Ｔ１１［ｍｓ］間駆動して低出力Ｌ１［Ｗ］の励起光を出力して、低励起状態にする。そして、コントローラは、レーザ光による加工開始タイミングからＯＮの加工信号を出力して、半導体レーザを高駆動電流で時間Ｔ１２［ｍｓ］間駆動して高出力Ｌ２［Ｗ］の励起光を出力する。また、コントローラは、レーザ光による加工が終了した場合には、ＯＦＦの加工信号を出力して、半導体レーザを低駆動電流で時間Ｔ１３［ｍｓ］間駆動して低出力Ｌ１［Ｗ］の励起光を出力して、低励起状態にした後、半導体レーザの駆動を停止する。

【0005】

しかしながら、加工開始タイミングから半導体レーザを高駆動電流で時間Ｔ１２［ｍｓ］間駆動して高出力Ｌ２［Ｗ］の励起光を出力しても、レーザヘッド部のレーザ出力の立ち上がりが遅れる。このため、レーザ光により実際にマーキングされた文字、記号、図形等の加工開始付近における加工痕の加工深さや加工欠け等の印字品質が低下する虞がある。

【0006】

そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、受動Ｑスイッチを備えたレーザ発振器によるレーザ加工の印字品質を向上させることができるレーザ発振装置、レーザ加工装置及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記目的を達成するため請求項１に係るレーザ発振装置は、励起用半導体レーザと、加工対象物にレーザ光により加工する加工情報を受信し、前記加工情報に基づいて前記励起用半導体レーザを駆動する駆動パターンを生成する駆動パターン生成部と、前記励起用半導体レーザを駆動するレーザドライバと、レーザ媒質と受動Ｑスイッチを有して、前記励起用半導体レーザから出射された励起光を受光した前記レーザ媒質が励起されて、前記受動Ｑスイッチに蓄えられた光エネルギーが一定値を超えるとパルスレーザを発振するレーザ発振器と、前記駆動パターン生成部によって生成された駆動パターンに従って前記レーザドライバを駆動制御する制御部と、を備え、前記レーザ発振器は、前記パルスレーザを発振しない前記励起光の最大出力値である出力閾値より高い出力の励起光を受光し、且つ、前記励起光の出力期間が該レーザ発振器が前記受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振する最小出力期間である期間閾値より長い場合に、前記励起光に対応するパルスレーザを発振し、前記駆動パターンは、前記励起光の出力が前記出力閾値より低い待機出力の状態から、前記励起光の出力が前記出力閾値より高い第１出力値で、前記期間閾値以下である前記受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振しない第１出力期間の間、前記励起用半導体レーザを駆動する第１出力と、前記第１出力に続いて、前記励起光の出力が前記出力閾値以下で、前記励起用半導体レーザを駆動する第２出力と、前記第２出力に続いて、前記励起光の出力が前記出力閾値より高い第２出力値で、前記励起用半導体レーザを駆動する第３出力と、を有し、前記駆動パターン生成部は、前記加工情報に含まれる前記パルスレーザの発振を開始する開始タイミングに基づいて、前記第３出力の開始タイミングを設定することを特徴とする。

【0008】

また、請求項２に係るレーザ発振装置は、請求項１に記載のレーザ発振装置において、前記駆動パターンは、前記第３出力に続いて、前記励起光の出力が前記第２出力の出力値よりも低い第３出力値で、前記励起用半導体レーザを駆動する第４出力を有し、前記駆動パターン生成部は、前記加工対象物のレーザ光による加工の加工終了タイミングに基づいて、前記第４出力の開始タイミングを設定することを特徴とする。

【0009】

また、請求項３に係るレーザ発振装置は、請求項２に記載のレーザ発振装置において、前記駆動パターンは、前記第４出力に続いて、前記励起光の出力が前記出力閾値以下で、前記励起用半導体レーザを駆動する第５出力と、前記第５出力に続いて、前記励起光の出力が前記待機出力で、前記励起用半導体レーザを駆動する第６出力と、を有し、前記駆動パターン生成部は、前記励起用半導体レーザの出力停止タイミングに基づいて、前記第６出力の開始タイミングを設定することを特徴とする。

【0010】

更に、請求項４に係るレーザ発振装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のレーザ発振装置において、前記駆動パターン生成部は、前記第２出力において、前記励起光の出力が前記出力閾値以下で、且つ、前記待機出力より高い出力で、前記励起用半導体レーザを駆動することを特徴とする。

【0011】

また、請求項５に係るレーザ加工装置は、励起用半導体レーザと、加工対象物にレーザ光により加工する加工情報を受信し、前記加工情報に基づいて前記励起用半導体レーザを駆動する駆動パターンを生成する駆動パターン生成部と、前記励起用半導体レーザを駆動するレーザドライバと、レーザ媒質と受動Ｑスイッチを有して、前記励起用半導体レーザから出射された励起光を受光した前記レーザ媒質が励起されて、前記受動Ｑスイッチに蓄えられた光エネルギーが一定値を超えるとパルスレーザを発振するレーザ発振器と、前記駆動パターン生成部によって生成された駆動パターンに従って前記レーザドライバと前記レーザ走査部とを駆動制御する制御部と、前記レーザ発振器から発振されたパルスレーザを、加工対象物の加工面に走査するレーザ走査部と、を備え、前記レーザ発振器は、前記パルスレーザを発振しない前記励起光の最大出力値である出力閾値より高い出力の励起光を受光し、且つ、前記励起光の出力期間が該レーザ発振器が前記受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振する最小出力期間である期間閾値より長い場合に、前記励起光に対応するパルスレーザを発振し、前記駆動パターンは、前記励起光の出力が前記出力閾値より低い待機出力の状態から、前記励起光の出力が前記出力閾値より高い第１出力値で、前記期間閾値以下である前記受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振しない第１出力期間の間、前記励起用半導体レーザを駆動する第１出力と、前記第１出力に続いて、前記励起光の出力が前記出力閾値以下で、前記励起用半導体レーザを駆動する第２出力と、前記第２出力に続いて、前記励起光の出力が前記出力閾値より高い第２出力値で、前記励起用半導体レーザを駆動する第３出力と、を有し、前記駆動パターン生成部は、前記加工情報に含まれる前記パルスレーザの発振を開始する開始タイミングに基づいて、前記第３出力の開始タイミングを設定することを特徴とする。

【0012】

また、請求項６に係るプログラムは、励起用半導体レーザと、前記励起用半導体レーザを駆動するレーザドライバと、レーザ媒質と受動Ｑスイッチを有して、前記励起用半導体レーザから出射された励起光を受光したレーザ媒質が励起されて、前記受動Ｑスイッチに蓄えられた光エネルギーが一定値を超えるとパルスレーザを発振するレーザ発振器と、を備え、前記レーザ発振器は、前記パルスレーザを発振しない前記励起光の最大出力値である出力閾値より高い出力の励起光を受光し、且つ、前記励起光の出力期間が該レーザ発振器が前記受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振する最小出力期間である期間閾値より長い場合に、前記励起光に対応するパルスレーザを発振するレーザ発振装置を制御するコンピュータに、加工対象物にレーザ光により加工する加工情報を受信し、前記加工情報に基づいて前記励起用半導体レーザを駆動する駆動パターンを生成する駆動パターン生成工程と、前記駆動パターン生成工程で生成された駆動パターンに従って前記レーザドライバを駆動制御する制御工程と、を実行させ、前記駆動パターンは、前記励起光の出力が前記出力閾値より低い待機出力の状態から、前記励起光の出力が前記出力閾値より高い第１出力値で、前記期間閾値以下である前記受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振しない第１出力期間の間、前記励起用半導体レーザを駆動する第１出力と、前記第１出力に続いて、前記励起光の出力が前記出力閾値以下で、前記励起用半導体レーザを駆動する第２出力と、前記第２出力に続いて、前記励起光の出力が前記出力閾値より高い第２出力値で、前記励起用半導体レーザを駆動する第３出力と、を有し、前記駆動パターン生成工程で、前記加工情報に含まれる前記パルスレーザの発振を開始する開始タイミングに基づいて、前記第３出力の開始タイミングを設定するように実行させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0013】

請求項１に係るレーザ発振装置、請求項５に係るレーザ加工装置、及び、請求項６に係るプログラムでは、励起用半導体レーザを、励起光の出力が出力閾値より高い第１出力値で駆動される第１出力の駆動パターンで、期間閾値以下である受動Ｑスイッチを介してパルスレーザを発振しない第１出力期間の間、駆動した後、続いて、励起光の出力が出力閾値以下で駆動される第２出力の駆動パターンで駆動することによって、第１出力の駆動パターンでレーザ発振器に入射された励起光は、受動Ｑスイッチの内部に光エネルギーを蓄え、パルスレーザは出射されない。そして、励起用半導体レーザを励起光の出力が出力閾値より高い第２出力値で駆動される第３出力の駆動パターンで駆動して、出力閾値より高い第２出力値の励起光を出射することによって、受動Ｑスイッチに蓄えられた光エネルギーが一定値を超えて、レーザ発振器は、短時間でパルスレーザの出射を開始する。

【0014】

これにより、第１出力の駆動パターンでの励起光によって受動Ｑスイッチの内部に光エネルギーを蓄えることができ、第３出力の駆動パターンで励起用半導体レーザの駆動を開始した際の、レーザ発振器のレーザ出力の立ち上がり時間を短くすることができる。従って、加工情報に含まれるパルスレーザを発振する開始タイミングに基づいて、第３出力の駆動パターンの開始タイミングを設定することによって、パルスレーザにより実際にマーキングされた文字、記号、図形等の加工開始付近における加工痕の加工深さや加工欠け等の印字品質の向上を図ることができる。

【0015】

また、請求項２に係るレーザ発振装置では、第３出力の駆動パターンに続いて、励起光の出力が第２出力の出力値よりも低い第３出力値で駆動される第４出力の駆動パターンで励起用半導体レーザを駆動することによって、励起用半導体レーザの出力が出力閾値以下の第２出力の出力値よりも低くなる。これにより、受動Ｑスイッチの内部に蓄えられる光エネルギーを急激に低くして、レーザ発振器のレーザ出力の立ち下がり時間を短くし、パルスレーザの発振停止の遅れを無くすことができる。従って、レーザ光による加工の加工終了タイミングに基づいて、第４出力の駆動パターンの開始タイミングを設定することによって、パルスレーザにより実際にマーキングされた文字、記号、図形等の加工終了付近における加工痕の加工深さや加工痕の角部の曲率、加工欠け等の印字品質の向上を図ることができる。

【0016】

また、請求項３に係るレーザ発振装置では、第４出力の駆動パターンに続いて、第５出力の駆動パターンにおいて出力閾値以下で励起用半導体レーザを駆動した後、続いて、第６出力の駆動パターンにおいて待機出力で励起用半導体レーザを駆動する。これにより、励起用半導体レーザの待機状態における出力を低くして、励起用半導体レーザの使用寿命を延ばし、更に、消費電力の削減化を図ることができる。

【0017】

更に、請求項４に係るレーザ発振装置では、第２出力の駆動パターンにおいて、励起用半導体レーザを励起光の出力が出力閾値以下で、且つ、待機出力より高い出力で駆動する。これにより、第２出力の駆動パターンにおいて、待機出力（例えば、「０Ｗ」の出力である。）で励起用半導体レーザを駆動した場合よりも、第３出力の駆動パターンにおける励起用半導体レーザの励起光の出力の立ち上がり時間を短くすることができ、レーザ発振器のレーザ出力の立ち上がり時間を更に短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施形態に係るレーザ加工装置１の概略構成を示す図である。

【図2】レーザ発振器の概略構成を示す説明図である。

【図3】レーザ加工装置１の電気的構成を示すブロック図である。

【図4】レーザ加工装置１のレーザコントローラ３が励起用半導体レーザ２８を駆動制御する駆動処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】励起用半導体レーザ２８の駆動パターンとレーザ発振器１１の動作関係を示す説明図である。

【図6】従来の励起用半導体レーザの駆動パターンとレーザ発振器の動作関係を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明に係るレーザ発振装置、レーザ加工装置及びプログラムを具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本実施形態に係るレーザ加工装置１の概略構成について図１乃至図３に基づいて説明する。

【0020】

図１に示すように、本実施形態に係るレーザ加工装置１は、レーザ加工装置本体部２と、レーザコントローラ３と、電源部５とから構成されている。レーザ加工装置本体部２は、レーザ光Ｌを加工対象物６の加工面６Ａ上を２次元走査して文字、記号、図形等をマーキングする加工を行う。

【0021】

レーザコントローラ３は、コンピュータで構成されて、パーソナルコンピュータ（以下、「ＰＣ」という。）７（図３参照）と双方向通信可能に接続されると共に、レーザ加工装置本体部２及び電源部５と電気的に接続されている。そして、レーザコントローラ３は、ＰＣ７から送信された印字情報（加工情報）、制御パラメータ、各種指示情報等に基づいてレーザ加工装置本体部２及び電源部５を駆動制御する。つまり、レーザコントローラ３は、レーザ加工装置１の全体を制御する。

【0022】

レーザ加工装置本体部２の概略構成について図１に基づいて説明する。尚、レーザ加工装置本体部２の説明において、レーザ発振器１１からレーザ光Ｌを出射する方向（図１の左方向である。）が、レーザ加工装置本体部２の前方向である。また、本体ベース１２のレーザ発振器１１を取り付けた取付面に対して垂直方向（図１の上下方向である。）が、レーザ加工装置本体部２の上下方向である。そして、レーザ加工装置本体部２の上下方向及び前後方向に直交する方向が、レーザ加工装置本体部２の左右方向である。

【0023】

図１に示すように、レーザ加工装置本体部２は、本体ベース１２と、レーザ光Ｌを出射するレーザ発振ユニット１３と、光シャッター部１５と、不図示の光ダンパーと、不図示のハーフミラーと、反射ミラー１６と、光センサ１７と、ガルバノスキャナ１８と、ｆθレンズ１９等から構成され、不図示の略直方体形状の筐体カバーで覆われている。

【0024】

レーザ発振ユニット１３は、レーザ発振器１１と、ビームエキスパンダ２１等から構成されている。ビームエキスパンダ２１は、レーザ光Ｌのビーム径を調整する（例えば、ビーム径を拡大する。）ものであり、レーザ発振器１１と同軸に設けられている。不図示のハーフミラーは、光シャッター部１５の前側に配置され、レーザ光Ｌの光路に対して斜め右後ろ方向に４５度の角度を形成するように配置され、後側から入射されたレーザ光Ｌのほぼ全部を透過する。

【0025】

また、ハーフミラーは、後側から入射されたレーザ光Ｌの一部、例えば、レーザ光Ｌの１％を、反射ミラー１６へ４５度の反射角で反射する。反射ミラー１６は、入射されたレーザ光Ｌを４５度の反射角で前側方向へ反射する。光センサ１７は、レーザ光Ｌの発光強度を検出するフォトディテクタ等で構成され、反射ミラー１６で反射されたレーザ光Ｌが入射され、この入射されたレーザ光Ｌの発光強度を検出する。

【0026】

ガルバノスキャナ１８は、本体ベース１２の前側端部に形成された貫通孔の上側に取り付けられ、レーザ発振ユニット１３から出射されたレーザ光Ｌを下方へ２次元走査するものである。ガルバノスキャナ１８は、ガルバノＸ軸モータ２２とガルバノＹ軸モータ２３とが、それぞれのモータ軸が互いに直交するように外側からそれぞれの取付孔に嵌入されて本体部２５に取り付けられ、各モータ軸の先端部に取り付けられた走査ミラーが内側で互いに対向している。そして、各モータ２２、２３の回転をそれぞれ制御して、各走査ミラーを回転させることによって、レーザ光Ｌを下方へ２次元走査する。この２次元走査方向は、前後方向（Ｘ方向）と左右方向（Ｙ方向）である。

【0027】

ｆθレンズ１９は、ガルバノスキャナ１８によって２次元走査されたレーザ光Ｌを下方に配置された加工対象物６の加工面６Ａに集光する。従って、各モータ２２、２３の回転を制御することによって、レーザ光Ｌが、加工対象物６の加工面６Ａ上において、所望の印字パターンで前後方向（Ｘ方向）と左右方向（Ｙ方向）に２次元走査される。

【0028】

次に、電源部５の概略構成について図１に基づいて説明する。図１に示すように、電源部５は、ケーシング２７内に、励起用半導体レーザ２８と、レーザドライバ２９と、電源３１と、冷却装置３２とが配置されている。電源３１は、励起用半導体レーザ２８を駆動する駆動電流をレーザドライバ２９を介して励起用半導体レーザ２８に供給する。レーザドライバ２９は、後述のようにレーザコントローラ３から入力される駆動情報に基づいて、励起用半導体レーザ２８を直流駆動する。

【0029】

励起用半導体レーザ２８は、光ファイバ３３によってレーザ発振器１１に光学的に接続されている。励起用半導体レーザ２８は、レーザドライバ２９から入力されるパルス状の駆動電流に対して、レーザ光を発生する閾値電流を超えた電流値に比例した出力［Ｗ］の波長λ_１のレーザ光を光ファイバ３３内に出射する。従って、レーザ発振器１１は、励起用半導体レーザ２８の波長λ_１のレーザ光（以下、「励起光」という。）が光ファイバ３３を介して入射される。励起用半導体レーザ２８は、例えば、ＧａＡｓを用いたレーザバーを用いることができる。

【0030】

冷却装置３２は、電源３１及び励起用半導体レーザ２８を電子冷却方式により冷却し、励起用半導体レーザ２８の温度制御を行っており、励起用半導体レーザ２８の発振波長を微調整することができる。尚、冷却装置３２は、水冷式の冷却装置や、空冷式の冷却装置等を用いるようにしてもよい。

【0031】

次に、レーザ発振器１１の概略構成について図２に基づいて説明する。図２に示すように、レーザ発振器１１は、ケーシング３５内に、ファイバコネクタ３６と、集光レンズ３７と、反射鏡３８と、レーザ媒質３９と、受動Ｑスイッチ４１と、出力カプラー４２と、ウインドウ４３とが配設されている。ファイバコネクタ３６は、光ファイバ３３が接続され、励起用半導体レーザ２８から出射された励起光が、光ファイバ３３を介して入射される。

【0032】

集光レンズ３７は、ファイバコネクタ３６から入射された励起光を集光する。反射鏡３８は、集光レンズ３７によって集光された励起光を透過すると共に、レーザ媒質３９から出射されたレーザ光を高効率で反射する。レーザ媒質３９は、励起用半導体レーザ２８から出射された励起光によって励起されてレーザ光を発振する。レーザ媒質３９としては、例えば、レーザ活性イオンとしてネオジウム（Ｎｄ）が添加されたネオジウム添加ガドリニウムバナデイト（Ｎｄ：ＧｄＶＯ_４）結晶や、ネオジウム添加イットリウムバナデイト（Ｎｄ：ＹＶＯ_４）結晶や、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶等を用いることができる。

【0033】

受動Ｑスイッチ４１は、内部に蓄えられた光エネルギーがある一定値を超えたとき、透過率が８０％〜９０％になるという性質持った結晶である。従って、受動Ｑスイッチ４１は、レーザ媒質３９によって発振されたレーザ光をパルス状のパルスレーザとして発振するＱスイッチとして機能する。受動Ｑスイッチ４１としては、例えば、クロームＹＡＧ（Ｃｒ：ＹＡＧ）結晶やＣｒ：ＭｇＳｉＯ_４結晶等を用いることができる。従って、レーザ発振器１１は、受動Ｑスイッチ４１を介してパルスレーザを発振する。

【0034】

出力カプラー４２は、反射鏡３８とレーザ共振器を構成する。出力カプラー４２は、例えば、表面に誘電体層膜をコーティングした凹面鏡により構成された部分反射鏡で、波長１０６３ｎｍでの反射率は、８０％〜９５％である。ウインドウ４３は、合成石英等から形成され、出力カプラー４２から出射されたレーザ光を外部へ透過させる。

【0035】

従って、レーザ発振器１１は、励起用半導体レーザ２８から光ファイバ３３を介してパルスレーザを発振しない励起光の最大出力値である「出力閾値」より高い出力の励起光を受光し、且つ、励起光の出力期間が該レーザ発振器１１がパルスレーザを発振する最小出力期間である「期間閾値」より長い場合に、励起光の出力閾値を超えた出力値に比例した平均出力を持つ波長λ_２のパルスレーザを発振する。「出力閾値」と「期間閾値」は、励起用半導体レーザ２８の特性や、Ｎｄ：ＹＶＯ_４結晶やＮｄ：ＹＡＧ結晶等の種類、又は、これらの組み合わせによって決定される。

【0036】

次に、レーザ加工装置１の回路構成について図３に基づいて説明する。図３に示すように、レーザ加工装置１は、レーザ加工装置１の全体を制御するレーザコントローラ３、ガルバノコントローラ４５、ガルバノドライバ４６、レーザドライバ２９等から構成されている。レーザコントローラ３には、ガルバノコントローラ４５、レーザドライバ２９、光センサ１７等が電気的に接続されている。

【0037】

また、レーザコントローラ３には、ＰＣ７が双方向通信可能に接続され、ＰＣ７から送信された印字情報、レーザ加工装置本体部２の制御パラメータ、ユーザからの各種指示情報等を受信可能に構成されている。また、ＰＣ７には、不図示の入出力インターフェースを介してマウスやキーボード等から構成される入力操作部６１、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）６２等が電気的に接続されている。

【0038】

レーザコントローラ３は、レーザ加工装置１の全体の制御を行う演算装置及び制御装置としてのＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２、ＲＯＭ５３、時間を計測するタイマ５４等を備えている。また、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２、ＲＯＭ５３、タイマ５４は、不図示のバス線により相互に接続されて、相互にデータのやり取りが行われる。

【0039】

ＲＡＭ５２は、ＣＰＵ５１により演算された各種の演算結果や印字パターンのＸＹ座標データ等を一時的に記憶させておくためのものである。ＲＯＭ５３は、各種のプログラムを記憶させておくものであり、ＰＣ７から送信された印字情報に基づいて印字パターンのＸＹ座標データを算出してＲＡＭ５２に記憶する等の各種プログラムが記憶されている。ＲＯＭ５３には、フォントの種類別に、直線と楕円弧とで構成された各文字のフォントの始点、終点、焦点、曲率等のデータが記憶されている。ＲＯＭ５３には、後述の励起用半導体レーザ２８を駆動制御する駆動処理のプログラム（図４参照）が記憶されている。

【0040】

そして、ＣＰＵ５１は、かかるＲＯＭ５３に記憶されている各種のプログラムに基づいて各種の演算及び制御を行なうものである。例えば、ＣＰＵ５１は、ＰＣ７から入力された印字情報に基づいて算出した印字パターンのＸＹ座標データ、ガルバノ走査速度情報等をガルバノコントローラ４５に出力する。また、ＣＰＵ５１は、ＰＣ７から入力された印字情報に基づいて設定した励起用半導体レーザ２８の励起光出力［Ｗ］、励起光の出力期間［ｍｓ］等の励起用半導体レーザ２８の駆動情報をレーザドライバ２９に出力する。また、ＣＰＵ５１は、印字パターンのＸＹ座標データ、ガルバノスキャナ１８のＯＮ・ＯＦＦを指示する加工信号等をガルバノコントローラ４５に出力する。

【0041】

ガルバノコントローラ４５は、レーザコントローラ３から入力された印字パターンのＸＹ座標データ、ガルバノ走査速度情報等に基づいて、ガルバノＸ軸モータ２２とガルバノＹ軸モータ２３の駆動角度、回転速度等を算出して、駆動角度、回転速度を表すモータ駆動情報をガルバノドライバ４６へ出力する。ガルバノドライバ４６は、ガルバノコントローラ４５から入力された駆動角度、回転速度を表すモータ駆動情報に基づいて、ガルバノＸ軸モータ２２とガルバノＹ軸モータ２３を駆動制御して、レーザ光Ｌを２次元走査する。

【0042】

レーザドライバ２９は、レーザコントローラ３から入力された励起用半導体レーザ２８の励起光出力［Ｗ］、励起光の出力期間［ｍｓ］等のレーザ駆動情報等に基づいて、励起用半導体レーザ２８を駆動制御する。具体的には、レーザドライバ２９は、レーザコントローラ３から入力されたレーザ駆動情報の励起光出力［Ｗ］に比例した電流値のパルス状の駆動電流を発生し、レーザ駆動情報の励起光の出力期間［ｍｓ］の間、励起用半導体レーザ２８に出力する。これにより、励起用半導体レーザ２８は、励起光出力［Ｗ］の励起光を出力期間［ｍｓ］の間、光ファイバ３３内に出射する。

【0043】

［励起用半導体レーザ２８の駆動処理］
次に、上記のように構成されたレーザ加工装置１において、レーザコントローラ３のＣＰＵ５１が励起用半導体レーザ２８を駆動制御する駆動処理について図４及び図５に基づいて説明する。尚、ＣＰＵ５１は、ＰＣ７から加工対象物６にレーザ光Ｌ（パルスレーザ）でマーキングする「加工速度」、レーザ光Ｌの「レーザーパワー」、レーザ光Ｌの発振を開始する開始タイミング、文字、記号、図形等の印字情報等を受信し、レーザ光による加工開始指示が入力された場合に、図４のＳ１１〜Ｓ２２の処理を実行する。

【0044】

図４に示すように、先ず、ステップ（以下、Ｓと略記する）１１において、ＣＰＵ５１は、受信した文字、記号、図形等の「マーキングデータ」に基づいて印字パターンのＸＹ座標データを算出してＲＡＭ５２に記憶する。また、ＣＰＵ５１は、レーザ光Ｌのレーザーパワー［Ｗ］から励起用半導体レーザ２８の加工時に出力する励起光出力［Ｗ］を算出してＲＡＭ５２に記憶する。例えば、図５の上段部と中段部に示すように、ＣＰＵ５１は、レーザ発振器１１が加工時に発振するレーザ光Ｌの出力Ｐ１［Ｗ］に対する励起用半導体レーザ２８の励起光出力Ｌ２［Ｗ］を算出してＲＡＭ５２に記憶する。

【0045】

そして、ＣＰＵ５１は、励起用半導体レーザ２８の駆動パターンを生成し、ＲＡＭ５２に記憶する。例えば、図５の中段部に示すように、ＣＰＵ５１は、待機状態Ｗ０、第１出力Ｗ１乃至第６出力Ｗ６から構成される励起用半導体レーザ２８の駆動パターンを生成する。具体的には、ＣＰＵ５１は、先ず、励起光出力が０［Ｗ］の待機出力の待機状態Ｗ０から、加工時の励起光出力Ｌ２［Ｗ］（例えば、Ｌ２＝２４［Ｗ］である。）で、且つ、励起光の出力期間がレーザ発振器１１がパルスレーザを発振する最小出力期間である「期間閾値」以下である第１出力期間Ｔ１［ｍｓ］（例えば、Ｔ１＝３［ｍｓ］である。）の第１出力Ｗ１を設定してＲＡＭ５２に記憶する。

【0046】

尚、待機状態Ｗ０の待機出力は、０［Ｗ］から後述の励起光出力Ｌ３［Ｗ］（例えば、Ｌ３＝５［Ｗ］である。）までの任意の出力に設定するようにしてもよい。また、第１出力Ｗ１の励起光出力は、加工時の励起光出力Ｌ２［Ｗ］よりも低い出力で、且つ、レーザ発振器１１がパルスレーザを発振しない励起光の最大出力値である「出力閾値」のＬ１［Ｗ］（例えば、Ｌ１＝６［Ｗ］である。）よりも高い出力（例えば、２０［Ｗ］である。）に設定するようにしてもよい。

【0047】

そして、第１出力Ｗ１に続いて、ＣＰＵ５１は、レーザ発振器１１がパルスレーザを発振しない励起光の最大出力値である「出力閾値」のＬ１［Ｗ］で、第１出力期間Ｔ１［ｍｓ］よりも長い第２出力期間Ｔ２［ｍｓ］（例えば、Ｔ２＝１０［ｍｓ］である。）の第２出力Ｗ２を設定してＲＡＭ５２に記憶する。従って、第２出力Ｗ２では、レーザ発振器１１はパルスレーザを発振しないため、第１出力Ｗ１の励起光による低励起状態が維持され、受動Ｑスイッチ４１に光エネルギーが蓄えられる。

【0048】

そして、第２出力Ｗ２に続いて、ＣＰＵ５１は、加工時の励起光出力Ｌ２［Ｗ］で、且つ、励起光の出力期間がレーザ光Ｌを２次元走査して、文字、記号、図形等を加工対象物６の加工面６Ａに加工する時間、つまり、第３出力期間Ｔ３［ｍｓ］（例えば、Ｔ３＝１００［ｍｓ］である。）の第３出力Ｗ３を設定してＲＡＭ５２に記憶する。尚、ＣＰＵ５１は、文字、記号、図形等の「全加工長さ」と、レーザ光Ｌでマーキングする「加工速度」とから第３出力期間Ｔ３［ｍｓ］を算出する。

【0049】

そして、第３出力Ｗ３に続いて、ＣＰＵ５１は、レーザ発振器１１がパルスレーザを発振しない励起光の最大出力値である「出力閾値」のＬ１［Ｗ］よりも低い励起光出力Ｌ３［Ｗ］（例えば、Ｌ３＝５［Ｗ］である。）で、レーザ発振器１１が低励起状態になりパルスレーザを発振しなくなる時間、つまり、第４出力期間Ｔ４［ｍｓ］（例えば、Ｔ４＝１［ｍｓ］である。）の第４出力Ｗ４を設定してＲＡＭ５２に記憶する。

【0050】

そして、第４出力Ｗ４に続いて、ＣＰＵ５１は、レーザ発振器１１がパルスレーザを発振しない励起光の最大出力値である「出力閾値」のＬ１［Ｗ］で、第２出力期間Ｔ２［ｍｓ］とほぼ同じ出力期間である第５出力期間Ｔ５［ｍｓ］（例えば、Ｔ５＝１０［ｍｓ］である。）の第５出力Ｗ５を設定してＲＡＭ５２に記憶する。更に、第５出力Ｗ５に続いて、ＣＰＵ５１は、励起光出力が０［Ｗ］の待機出力である第６出力Ｗ６を設定してＲＡＭ５２に記憶する。

【0051】

続いて、Ｓ１２において、ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５２に記憶している励起用半導体レーザ２８の駆動パターンから、第１出力Ｗ１の励起光出力Ｌ２［Ｗ］と第１出力期間Ｔ１［ｍｓ］を読み出し、レーザドライバ２９に出力する。これにより、励起用半導体レーザ２８は、レーザドライバ２９により第１出力期間Ｔ１［ｍｓ］の間、直流駆動され、出力Ｌ２［Ｗ］の励起光を光ファイバ３３内に出射する。この結果、図５の上段部と中段部に示すように、レーザ発振器１１は、光ファイバ３３を介してレーザ媒質３９にレーザ光が入射され、レーザ光を発振して低励起状態になり、受動Ｑスイッチ４１に光エネルギーが蓄えられるが、受動Ｑスイッチ４１の作用によりパルスレーザは出射しない。

【0052】

尚、Ｓ１２において、ＣＰＵ５１は、ＰＣ７から受信したレーザ光Ｌの発振を開始する開始タイミングから第１出力期間Ｔ１［ｍｓ］と第２出力期間Ｔ２［ｍｓ］の合計時間を引き算した時刻を、第１出力Ｗ１の励起光出力Ｌ２［Ｗ］と第１出力期間Ｔ１［ｍｓ］をレーザドライバ２９に出力するタイミングとして設定する。

【0053】

そして、Ｓ１３において、ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５２に記憶している励起用半導体レーザ２８の駆動パターンから、第２出力Ｗ２の励起光出力Ｌ１［Ｗ］と第２出力期間Ｔ２［ｍｓ］を読み出し、レーザドライバ２９に出力する。これにより、励起用半導体レーザ２８は、レーザドライバ２９により第２出力期間Ｔ２［ｍｓ］の間、直流駆動され、出力Ｌ１［Ｗ］の励起光を光ファイバ３３内に出射する。この結果、図５の上段部と中段部に示すように、レーザ発振器１１は、パルスレーザを発振しない励起光が光ファイバ３３を介して入射されるため、第１出力Ｗ１の励起光による低励起状態が維持され、パルスレーザは出射しない。

【0054】

続いて、Ｓ１４において、ＣＰＵ５１は、レーザ光Ｌによる加工開始か否かを判定する判定処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ５１は、第２出力Ｗ２の励起光出力Ｌ１［Ｗ］と第２出力期間Ｔ２［ｍｓ］をレーザドライバ２９に出力した後、第２出力期間Ｔ２［ｍｓ］の時間が経過したか否かを判定する判定処理を実行する。つまり、ＣＰＵ５１は、レーザ光Ｌ（パルスレーザ）の発振を開始する開始タイミングになったか否かを判定する判定処理を実行する。

【0055】

そして、レーザ光Ｌによる加工開始でない、つまり、第２出力期間Ｔ２［ｍｓ］の時間が経過していないと判定した場合には（Ｓ１４：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、再度Ｓ１４以降の処理を実行する。

【0056】

一方、レーザ光Ｌによる加工開始である、つまり、第２出力期間Ｔ２［ｍｓ］の時間が経過したと判定した場合には（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、Ｓ１５の処理に移行する。Ｓ１５において、ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５２に記憶している励起用半導体レーザ２８の駆動パターンから、第３出力Ｗ３の励起光出力Ｌ２［Ｗ］と第３出力期間Ｔ３［ｍｓ］を読み出し、レーザドライバ２９に出力する。これにより、励起用半導体レーザ２８は、レーザドライバ２９により第３出力期間Ｔ３［ｍｓ］の間、直流駆動され、出力Ｌ２［Ｗ］の励起光を光ファイバ３３内に出射する。

【0057】

この結果、図５の上段部と中段部に示すように、レーザ発振器１１は、第１出力Ｗ１の励起光出力Ｌ２［Ｗ］によって、パルスレーザを発振しない低いエネルギー状態である低励起状態とされているから、光ファイバ３３を介してレーザ媒質３９にレーザ光が入射され、短時間でパルスレーザを発振する高いエネルギー状態である高励起状態に遷移される。これにより、受動Ｑスイッチ４１には、第１出力Ｗ１の励起光出力Ｌ２［Ｗ］によって光エネルギーが蓄えられているため、レーザ発振器１１は、短時間でレーザ出力Ｐ１［Ｗ］のパルスレーザのレーザ光Ｌをウインドウ４３から出射する。

【0058】

そして、Ｓ１６において、ＣＰＵ５１は、印字パターンのＸＹ座標データ、ＰＣ７から受信した「加工速度」の各データをガルバノコントローラ４５に出力する。そして、ＣＰＵ５１は、図５の下段部に示すように、レーザ光Ｌによる加工開始を指示する加工信号を「ＯＮ」に設定して、ガルバノコントローラ４５に出力する。これにより、ガルバノコントローラ４５は、印字パターンのＸＹ座標データに従って、ガルバノＸ軸モータ２２とガルバノＹ軸モータ２３の駆動を開始し、レーザ光Ｌを２次元走査して、文字、記号、図形等を加工対象物６の加工面６Ａに加工する。

【0059】

続いて、Ｓ１７において、ＣＰＵ５１は、レーザ光Ｌによる加工終了か否かを判定する判定処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ５１は、第３出力Ｗ３の励起光出力Ｌ２［Ｗ］と第３出力期間Ｔ３［ｍｓ］をレーザドライバ２９に出力した後、第３出力期間Ｔ３［ｍｓ］の時間が経過したか否かを判定する判定処理を実行する。レーザ光Ｌによる加工終了でない、つまり、第３出力期間Ｔ３［ｍｓ］の時間が経過していないと判定した場合には（Ｓ１７：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、再度Ｓ１７以降の処理を実行する。

【0060】

一方、レーザ光Ｌによる加工終了である、つまり、第３出力期間Ｔ３［ｍｓ］の時間が経過したと判定した場合には（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、Ｓ１８の処理に移行する。Ｓ１８において、ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５２に記憶している励起用半導体レーザ２８の駆動パターンから、第４出力Ｗ４の励起光出力Ｌ３［Ｗ］と第４出力期間Ｔ４［ｍｓ］を読み出し、レーザドライバ２９に出力する。これにより、励起用半導体レーザ２８は、レーザドライバ２９により第４出力期間Ｔ４［ｍｓ］の間、直流駆動され、第２出力Ｗ２の励起光出力Ｌ１［Ｗ］よりも低い励起光出力Ｌ３［Ｗ］の励起光を光ファイバ３３内に出射する。

【0061】

この結果、図５の上段部と中段部に示すように、レーザ発振器１１は、高励起状態から第４出力Ｗ４の励起光出力Ｌ３［Ｗ］によって短時間で低励起状態に遷移される。これにより、レーザ発振器１１は、受動Ｑスイッチ４１の内部に蓄えられる光エネルギーが急激に低下し、短時間でレーザ出力Ｐ１［Ｗ］のパルスレーザのレーザ光Ｌの出射が停止される。

【0062】

そして、Ｓ１９において、ＣＰＵ５１は、図５の下段部に示すように、レーザ光Ｌによる加工開始を指示する加工信号を「ＯＦＦ」に設定して、ガルバノコントローラ４５に出力する。これにより、ガルバノコントローラ４５は、ガルバノＸ軸モータ２２とガルバノＹ軸モータ２３の駆動を停止し、レーザ光Ｌの２次元走査を終了する。

【0063】

続いて、Ｓ２０において、ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５２に記憶している励起用半導体レーザ２８の駆動パターンから、第５出力Ｗ５の励起光出力Ｌ１［Ｗ］と第５出力期間Ｔ５［ｍｓ］を読み出し、レーザドライバ２９に出力する。これにより、励起用半導体レーザ２８は、レーザドライバ２９により第５出力期間Ｔ５［ｍｓ］の間、直流駆動され、第５出力Ｗ５の励起光出力Ｌ１［Ｗ］の励起光を光ファイバ３３内に出射する。この結果、図５の上段部と中段部に示すように、レーザ発振器１１は、パルスレーザを発振しない励起光が光ファイバ３３を介して入射されるため、パルスレーザは出射しない。

【0064】

その後、Ｓ２１において、ＣＰＵ５１は、励起用半導体レーザ２８の駆動を停止して、励起光の出力を停止するか否かを判定する判定処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ５１は、第５出力Ｗ５の励起光出力Ｌ１［Ｗ］と第５出力期間Ｔ５［ｍｓ］をレーザドライバ２９に出力した後、第５出力期間Ｔ５［ｍｓ］の時間が経過したか否かを判定する判定処理を実行する。そして、励起用半導体レーザ２８の駆動を停止しない、つまり、第５出力期間Ｔ５［ｍｓ］の時間が経過していないと判定した場合には（Ｓ２１：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、再度Ｓ２１以降の処理を実行する。

【0065】

一方、励起用半導体レーザ２８の駆動を停止する、つまり、第５出力期間Ｔ５［ｍｓ］の時間が経過したと判定した場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、Ｓ２２の処理に移行する。Ｓ２２において、ＲＡＭ５２に記憶している励起用半導体レーザ２８の駆動パターンから、第６出力Ｗ６の励起光出力が０［Ｗ］の待機出力を読み出し、レーザドライバ２９に出力する。これにより、励起用半導体レーザ２８は、レーザドライバ２９による駆動が停止され、光ファイバ３３への励起光の入射が停止される。その後、ＣＰＵ５１は、当該処理を終了する。

【0066】

ここで、レーザコントローラ３は、駆動パターン生成部及び制御部の一例として機能する。また、レーザコントローラ３、電源部５及びレーザ発振ユニット１３は、レーザー発振装置の一例を構成する。また、ガルバノスキャナ１８、ガルバノドライバ４６及びガルバノコントローラ４５は、レーザ走査部の一例を構成する。

【0067】

以上詳細に説明した通り、本実施形態に係るレーザ加工装置１では、レーザコントローラ３のＣＰＵ５１は、励起用半導体レーザ２８を第１出力Ｗ１で駆動した後、続いて、第２出力Ｗ２で駆動することによって、第１出力Ｗ１でレーザ発振器１１に入射された励起光により、レーザ発振器１１はレーザ光を発振して低励起状態になり、受動Ｑスイッチ４１の内部に光エネルギーが蓄えられるが、パルスレーザのレーザ光Ｌは出射されない。そして、励起用半導体レーザ２８を第３出力Ｗ３で駆動して、励起光を出射することによって、受動Ｑスイッチ４１に蓄えられた光エネルギーが一定値を超えて、レーザ発振器１１は、短時間でパルスレーザの出射を開始する。

【0068】

これにより、第１出力Ｗ１での励起光によって受動Ｑスイッチ４１の内部に光エネルギーを蓄えることができ、第３出力Ｗ３で励起用半導体レーザ２８の駆動を開始した際の、レーザ発振器１１のレーザ出力の立ち上がり時間を短くすることができる。従って、レーザ光Ｌにより加工する加工開始タイミングに、第３出力Ｗ３の開始タイミングを設定することによって、レーザ光Ｌにより実際にマーキングされた文字、記号、図形等の加工開始付近における加工痕の加工深さや加工欠け等の印字品質の向上を図ることができる。

【0069】

また、第３出力Ｗ３に続いて、第４出力Ｗ４で励起用半導体レーザ２８を駆動することによって、励起用半導体レーザ２８は、第２出力Ｗ２の励起光出力Ｌ１［Ｗ］よりも低い励起光出力Ｌ３［Ｗ］の励起光を光ファイバ３３内に出射する。これにより、受動Ｑスイッチ４１の内部に蓄えられる光エネルギーを急激に低くして、レーザ発振器１１のレーザ出力の立ち下がり時間を短くし、パルスレーザの発振停止の遅れを無くすことができる。従って、レーザ光Ｌによる加工の加工終了タイミングに、第４出力Ｗ４の開始タイミングを設定することによって、レーザ光Ｌにより実際にマーキングされた文字、記号、図形等の加工終了付近における加工痕の加工深さや加工痕の角部の曲率、加工欠け等の印字品質の向上を図ることができる。

【0070】

また、第４出力Ｗ４に続いて、第５出力Ｗ５でパルスレーザを発振しない励起光出力Ｌ１［Ｗ］で励起用半導体レーザ２８を駆動した後、第６出力Ｗ６で励起光出力が０［Ｗ］の待機出力で励起用半導体レーザ２８を駆動する。これにより、励起用半導体レーザ２８の待機状態における出力を０［Ｗ］にして、励起用半導体レーザ２８の使用寿命を延ばし、更に、消費電力の削減化を図ることができる。

【0071】

尚、本発明は前記実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。尚、以下の説明において上記図１乃至図５の前記実施形態に係るレーザ加工装置１の構成等と同一符号は、前記実施形態に係るレーザ加工装置１の構成等と同一あるいは相当部分を示すものである。

【0072】

例えば、第２出力Ｗ２における励起用半導体レーザ２８の励起光出力を、レーザ発振器１１がパルスレーザを発振しない励起光の最大出力値である「出力閾値」のＬ１［Ｗ］以下で、且つ、待機状態Ｗ０の待機出力０［Ｗ］よりも大きくなるように設定してもよい。例えば、第２出力Ｗ２における励起用半導体レーザ２８の励起光出力を、「出力閾値」のＬ１［Ｗ］の５０％以上に設定するのが望ましい。これにより、第２出力Ｗ２における励起用半導体レーザ２８の励起光出力を、待機出力０［Ｗ］にした場合よりも、第３出力Ｗ３における励起用半導体レーザ２８の励起光の出力の立ち上がり時間を短くすることができ、レーザ発振器１１のレーザ出力の立ち上がり時間を短くすることができる。

【符号の説明】

【0073】

１ レーザ加工装置
３ レーザコントローラ
１１ レーザ発振器
２８ 励起用半導体レーザ
２９ レーザドライバ
３３ 光ファイバ
３９ レーザ媒質
４１ 受動Ｑスイッチ
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＡＭ
５３ ＲＯＭ
５４ タイマ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】