特許 7462211 レーザ加工装置

(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】

(24)【登録日】2024-03-28

(45)【発行日】2024-04-05

(54)【発明の名称】レーザ加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/00 20140101AFI20240329BHJP

   H01S 3/00 20060101ALI20240329BHJP

   G01N 21/94 20060101ALI20240329BHJP

【ＦＩ】

B23K26/00 M

H01S3/00 B

H01S3/00 G

G01N21/94

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020043817

(22)【出願日】2020-03-13

(65)【公開番号】P2021142550

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2023-01-16

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石川 諒

(72)【発明者】

【氏名】加藤 直也

(72)【発明者】

【氏名】井本 大暉

【審査官】松田 長親

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０９０５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０１５４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２０７９０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｋ ２６／００－２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

保護ガラスを有するレーザ加工ヘッドと、レーザ光を発振するレーザ発振器と、該レーザ発振器で発振された該レーザ光を該レーザ加工ヘッドに伝送する伝送ファイバとを備えた、レーザ加工装置であって、
前記伝送ファイバの出射端に設けられたエンドキャップと、
前記伝送ファイバの出射側の端部を覆う筒状のコネクタ部と、
前記伝送ファイバから出射された後で再び該伝送ファイバに向かう戻り光のうち、該伝送ファイバに入射されなかった戻り光を検出する検出部と、
前記検出部で検出された戻り光の光量が所定の閾値以上であるかを判定する判定部とを備え、
前記伝送ファイバは、クラッドの外周部に設けられた被覆部を有し、
前記伝送ファイバの外周部における出射側の端部には、前記被覆部が除去されて露出した前記クラッドにおける所定区間にモードストリッパ部が設けられ、
前記検出部は、前記コネクタ部の内部に配置されており、前記モードストリッパ部よりも出射方向の上流側で且つ前記被覆部よりも出射方向の下流側において、前記クラッドの外側に配置されている、
レーザ加工装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記レーザ加工ヘッドは、コリメータレンズ及び集光レンズをさらに有し、
前記検出部は、前記保護ガラス、前記コリメータレンズ、及び前記集光レンズのうち少なくとも１つで反射された戻り光を検出する、レーザ加工装置。

【請求項3】

請求項１又は２において、
前記判定部は、前記レーザ光が照射される対象物の溶け込み量が所定量以上である場合に、前記検出部で検出された戻り光の光量の判定を行う、レーザ加工装置。

【請求項4】

請求項３において、
前記判定部は、前記対象物に形成されたキーホールの深さが所定値よりも大きい場合に、該対象物の溶け込み量が所定量以上であると判定する、レーザ加工装置。

【請求項5】

請求項３において、
前記判定部は、前記レーザ光の出力と該レーザ光の照射時間とを積算したエネルギー量が所定量よりも大きい場合に、該対象物の溶け込み量が所定量以上であると判定する、レーザ加工装置。

【請求項6】

請求項１乃至５のうち何れか１つにおいて、
前記レーザ光が照射される対象物は、該レーザ光の波長吸収率が所定値よりも高い材料で構成されている、レーザ加工装置。

【請求項7】

請求項１又は２において、
前記レーザ光が照射される対象物は、該対象物の焦点位置での戻り光の光量が所定量よりも少ない部材で構成されている、レーザ加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ加工装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、レーザ加工ヘッドに設けられた保護ガラスの汚れや損傷等をモニタリングする機能を備えたレーザ加工ヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１には、プローブ光を発生させるプローブ光発生器と、発生したプローブ光をファイバコリメータに導く光ファイバと、ファイバコリメータから照射されて保護ガラスを透過した透過光の光強度を検出する光検出素子とを備えた構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１９６０２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１の発明では、保護ガラスの汚れを検出するために、プローブ光発生器、光ファイバ、ファイバコリメータ、光検出素子等が別途必要である。そのため、装置構成が複雑となり、部品点数が増えることでコストが増大するという問題がある。

【0006】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単な構成で、保護ガラスの汚れを検出できるようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、保護ガラスを有するレーザ加工ヘッドと、レーザ光を発振するレーザ発振器と、該レーザ発振器で発振された該レーザ光を該レーザ加工ヘッドに伝送する伝送ファイバとを備えた、レーザ加工装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

【0008】

すなわち、第１の発明は、前記伝送ファイバから出射された後で再び該伝送ファイバに向かう戻り光のうち、該伝送ファイバに入射されなかった戻り光を検出する検出部と、
前記検出部で検出された戻り光の光量が所定の閾値以上であるかを判定する判定部とを備えている。

【0009】

第１の発明では、伝送ファイバに向かう戻り光のうち、伝送ファイバに入射されなかった戻り光を検出部で検出するようにしている。これにより、比較的簡単な構成で、保護ガラスの汚れを検出することができる。

【0010】

具体的に、伝送ファイバから出射されたレーザ光の一部は、加工対象物であるワークで反射され、伝送ファイバに向かう戻り光となる。ワークからの戻り光は、伝送ファイバのクラッドの内部に集中的に入射される。

【0011】

一方、保護ガラスにヒュームやスパッタが付着して汚れが生じている場合、汚れ部分にレーザ光が照射されて熱が生じることで、保護ガラスの反射率が増加する。そのため、レーザ光の一部が保護ガラスに付着した汚れで反射され、伝送ファイバに向かう戻り光となる。

【0012】

ここで、保護ガラスは、ワークに対するレーザ光の焦点位置よりも出射方向の上流側に配置されているから、保護ガラスからの戻り光のビーム径は、ワークでの焦点位置のビーム径に対してデフォーカスされた状態となり、伝送ファイバのクラッドの外径よりも大きくなる。その結果、保護ガラスに付着した汚れで反射された、保護ガラスからの戻り光の一部は、伝送ファイバのクラッドの内部に集中的に入射されないこととなる。

【0013】

このように、保護ガラスの汚れが生じている場合に、所定の閾値以上の戻り光が検出部で検出されることとなるので、検出部の検出結果に基づいて、保護ガラスの汚れや異常の発生を判断することができる。これにより、保護ガラスの交換やメンテナンスを行うタイミングを適切に判断することができる。

【0014】

第２の発明は、第１の発明において、
前記伝送ファイバの出射端に設けられたエンドキャップを備えている。

【0015】

第２の発明では、伝送ファイバの出射端にエンドキャップが設けられているので、伝送ファイバの出射端におけるレーザ光のエネルギー密度を下げ、伝送ファイバの出射端の損傷を抑えることができる。

【0016】

また、保護ガラスに汚れが生じている場合の戻り光は、エンドキャップにおける伝送ファイバのクラッドよりも径方向外側から漏れ出すこととなる。

【0017】

第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記伝送ファイバの出射側の端部を覆う筒状のコネクタ部を備え、
前記検出部は、前記コネクタ部の内部に配置されている。

【0018】

第３の発明では、コネクタ部の内部に検出部を配置している。これにより、伝送ファイバに入射されなかった戻り光が、コネクタ部の内部で反射されながら検出部に向かい、検出部で検出されやすくなる。

【0019】

第４の発明は、第１乃至第３の発明のうち何れか１つにおいて、
前記伝送ファイバの外周部における出射側の端部には、モードストリッパ部が設けられ、
前記検出部は、前記モードストリッパ部よりも出射方向の上流側に配置されている。

【0020】

第４の発明では、モードストリッパ部よりも出射方向の上流側に検出部を配置している。これにより、伝送ファイバのクラッドに入射した戻り光を、モードストリッパ部で減衰させて除去して、検出部で誤検出されるのを抑えることができる。

【0021】

第５の発明は、第１乃至第４の発明のうち何れか１つにおいて、
前記レーザ加工ヘッドは、コリメータレンズ及び集光レンズをさらに有し、
前記検出部は、前記保護ガラス、前記コリメータレンズ、及び前記集光レンズのうち少なくとも１つで反射された戻り光を検出する。

【0022】

第５の発明では、保護ガラスだけでなく、レーザ加工ヘッド内の光学部品であるコリメータレンズや集光レンズについても、汚れや破損等の異常の発生を判定することができる。

【0023】

第６の発明は、第１乃至第５の発明のうち何れか１つにおいて、
前記判定部は、前記レーザ光が照射される対象物の溶け込み量が所定量以上である場合に、前記検出部で検出された戻り光の光量の判定を行う。

【0024】

第６の発明では、対象物の溶け込み量が所定量以上である場合、すなわち、対象物からの戻り光が少ない状態で、戻り光の光量の判定を行うようにしている。

【0025】

これにより、保護ガラスの汚れの有無や破損等の不具合を、安定した高品質で検出することができる。

【0026】

第７の発明は、第６の発明において、
前記判定部は、前記対象物に形成されたキーホールの深さが所定値よりも大きい場合に、該対象物の溶け込み量が所定量以上であると判定する。

【0027】

第７の発明では、対象物に形成されたキーホールの深さに基づいて、対象物の溶け込み量を判定するようにしている。これにより、対象物が十分に溶けており、対象物からの戻り光が少ない状態で、戻り光の光量の判定を行うことで、誤検出を抑えることができる。

【0028】

第８の発明は、第６の発明において、
前記判定部は、前記レーザ光の出力と該レーザ光の照射時間とを積算したエネルギー量が所定量よりも大きい場合に、該対象物の溶け込み量が所定量以上であると判定する。

【0029】

第８の発明では、レーザ光の出力とレーザ光の照射時間とを積算したエネルギー量に基づいて、対象物の溶け込み量を判定するようにしている。これにより、対象物が十分に溶けており、対象物からの戻り光が少ない状態で、戻り光の光量の判定を行うことで、誤検出を抑えることができる。

【0030】

第９の発明は、第１乃至第８の発明のうち何れか１つにおいて、
前記レーザ光が照射される対象物は、該レーザ光の波長吸収率が所定値よりも高い材料で構成されている。

【0031】

第９の発明では、対象物として、鉄系やステンレスなどのレーザ光の波長吸収率が高い材料を用いている。これにより、レーザ加工中において、対象物からの戻り光の発生を低下させることで、誤検出を抑えることができる。

【0032】

第１０の発明は、第１乃至第５の発明のうち何れか１つにおいて、
前記レーザ光が照射される対象物は、該対象物の焦点位置での戻り光の光量が所定量よりも少ない部材で構成されている。

【0033】

第１０の発明では、対象物として、ビームダンパ等のような、焦点位置での戻り光としての反射光が少ない測定治具を用いている。これにより、対象物からの戻り光の発生を低下させることで、誤検出を抑えることができる。

【発明の効果】

【0034】

本発明によれば、比較的簡単な構成で、保護ガラスの汚れを検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す斜視図である。

【図2】レーザ加工装置の構成を示す側面断面図である。

【図3】保護ガラスに汚れが生じていない場合の戻り光の光路を説明するための側面断面図である。

【図4】保護ガラスに汚れが生じている場合の戻り光の光路を説明するための側面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【0037】

〈レーザ加工装置の構成〉
図１に示すように、レーザ加工装置１は、レーザ発振器１０と、伝送ファイバ２０と、レーザ加工ヘッド３０と、制御部５と、電源６とを備えている。

【0038】

レーザ発振器１０は、複数のレーザモジュール１１と、ビーム結合器１２と、集光ユニット１５とを有する。図１に示す例では、レーザモジュール１１は４つ設けられている。

【0039】

複数のレーザモジュール１１は、異なる波長のレーザビームを発する複数のレーザダイオード又はレーザアレイで構成されている。レーザモジュール１１内で波長合成されたレーザビームは、各々のレーザモジュール１１からそれぞれ出射される。

【0040】

ビーム結合器１２は、複数のレーザモジュール１１からそれぞれ出射されたレーザビームを一つのレーザビームに結合する。ビーム結合器１２は、レーザビームを集光ユニット１５に出射する。

【0041】

集光ユニット１５は、レーザ光Ｌを集光する。集光ユニット１５で集光されたレーザ光Ｌは、所定の倍率でビーム径が縮小され、伝送ファイバ２０に入射される。

【0042】

伝送ファイバ２０の入射端は、集光ユニット１５に接続されている。伝送ファイバ２０の出射端には、コネクタ部２５が設けられている。伝送ファイバ２０の出射端は、コネクタ部２５を介してレーザ加工ヘッド３０に接続されている。伝送ファイバ２０は、集光ユニット１５を介してレーザ発振器１０から受け取ったレーザ光Ｌを、レーザ加工ヘッド３０に向かって導光する。

【0043】

レーザ加工ヘッド３０は、伝送ファイバ２０で導光されたレーザ光Ｌを外部に向けて照射する。例えば、図１に示すレーザ加工装置１では、所定の位置に配置された加工対象物であるワークＷに向けてレーザ光Ｌを出射する。

【0044】

レーザ加工ヘッド３０の内部には、レーザ光の出射方向の上流側から順に、コリメータレンズ３１、集光レンズ３２、保護ガラス３３が配置されている（図２も参照）。

【0045】

コリメータレンズ３１は、伝送ファイバ２０の出射端から出射されたレーザ光Ｌを平行化する。

【0046】

集光レンズ３２は、コリメータレンズ３１で平行化されたレーザ光Ｌを集光する。集光レンズ３２で集光されたレーザ光Ｌは、保護ガラス３３を透過して、ワークＷに出射される。

【0047】

保護ガラス３３は、ワークＷと集光レンズ３２との間に配置されている。保護ガラス３３は、ワークＷのレーザ加工時に発生するヒュームやスパッタが集光レンズ３２に付着しないように、集光レンズ３２を保護している。保護ガラス３３には、反射防止膜としてのＡＲコーティングが施されている。

【0048】

制御部５は、レーザ発振器１０のレーザ発振を制御する。具体的に、制御部５は、レーザ発振器１０に接続された電源６に対して、出力電圧やオン時間等の制御信号を供給することで、各々のレーザモジュール１１のレーザ発振制御を行う。

【0049】

なお、制御部５は、各々のレーザモジュール１１に対して個別にレーザ発振制御を行うことも可能である。例えば、レーザモジュール１１にレーザ発振出力やオン時間等を異ならせるようにしてもよい。また、制御部５は、レーザ加工ヘッド３０が取り付けられたマニピュレータ（図示せず）の動作を制御してもよい。

【0050】

なお、詳しくは後述するが、制御部５は、保護ガラス３３等の光学部品に汚れ３５が付着しているかを判定する判定部５ａを有する。

【0051】

電源６は、レーザ発振を行うための電力を、レーザ発振器１０の複数のレーザモジュール１１に対してそれぞれ供給する。なお、制御部５からの指令により、各々のレーザモジュール１１に供給される電力を異ならせるようにしてもよい。

【0052】

また、電源６は、レーザ加工装置１の可動部に対してそれぞれ電力を供給するようにしてもよいし、レーザ加工装置１の可動部向けには別の電源（図示せず）から電力を供給するようにしてもよい。

【0053】

〈伝送ファイバの構成〉
図２に示すように、伝送ファイバ２０は、図示しないコアと、コアの外周部に設けられたクラッド２１と、クラッド２１の外周部に設けられた被覆部２２とを有する。伝送ファイバ２０は、石英ガラスで構成されている。

【0054】

伝送ファイバ２０の出射端には、エンドキャップ２３が設けられている。エンドキャップ２３は、円柱状の石英ガラスで構成されている。エンドキャップ２３は、伝送ファイバ２０の出射端に融着接続されている。

【0055】

エンドキャップ２３の外径は、伝送ファイバ２０のクラッド２１の外径よりも大きい。エンドキャップ２３は、伝送ファイバ２０の出射端におけるレーザ光Ｌのエネルギー密度を下げ、伝送ファイバ２０の出射端の損傷を抑えることができる。

【0056】

伝送ファイバ２０の出射側の端部には、筒状のコネクタ部２５が設けられている。コネクタ部２５の内部には、被覆部２２が除去されてクラッド２１が露出した伝送ファイバ２０が収納されている。コネクタ部２５には、図示しない水冷機構が設けられ、コネクタ部２５の内部の伝送ファイバ２０を冷却している。

【0057】

伝送ファイバ２０のクラッド２１には、モードストリッパ２４が設けられている。モードストリッパ２４は、コネクタ部２５の内部に配置されたクラッド２１における所定区間に設けられている。

【0058】

モードストリッパ２４は、クラッド２１に入射されたレーザ光Ｌをクラッド２１外部に放出して除去するものである。モードストリッパ２４は、例えば、クラッド２１の外周面にエッチング処理を施すことで形成される。

【0059】

コネクタ部２５の内部には、検出センサ２６（検出部）が設けられている。検出センサ２６は、モードストリッパ２４よりも出射方向の上流側に配置されている。検出センサ２６は、コネクタ部２５の内部に入射した戻り光を検出する。具体的に、検出センサ２６は、伝送ファイバ２０から出射された後で再び伝送ファイバ２０に向かう戻り光のうち、伝送ファイバ２０に入射されなかった戻り光を検出する。検出センサ２６の検出結果は、制御部５に送信される。

【0060】

〈保護ガラスの汚れの検出〉
図３に示すように、保護ガラス３３に汚れ３５が生じていない場合、ワークＷに出射されたレーザ光Ｌの一部は、ワークＷで反射（正反射）され、伝送ファイバ２０に向かう戻り光となる。

【0061】

このとき、ワークＷからの戻り光は、伝送ファイバ２０のコアに入射される。なお、戻り光が伝送ファイバ２０のクラッド２１に入射された場合であっても、モードストリッパ２４によって、クラッド２１に入射された戻り光が減衰されて除去される。

【0062】

このように、保護ガラス３３に汚れ３５が生じていない場合には、ワークＷでの焦点位置で正反射した戻り光が伝送ファイバ２０に向かい、この戻り光が集中的に伝送ファイバ２０のクラッド２１の内部に入射される。

【0063】

ワークＷからの戻り光（正反射した反射光）がクラッド２１へ入射し、モードストリッパ２４の径方向に向かう漏れ光としての光成分は、モードストリッパ２４で減衰されて除去される。

【0064】

ところで、モードストリッパ２４の径方向に向かう漏れ光としての光成分（反射光）がモードストリッパ２４で除去しきれなく、さらに、モードストリッパ２４の外側とコネクタ部２５の内部との間で反射する間（モードストリッパ２４の領域）に減衰しきれないことがある。この場合、このわずかな漏れ光としての反射光がコネクタ部２５の内部で反射しながら検出センサ２６に向かい、検出センサ２６で検出されることがある。そこで、汚れ検出の閾値設定を最適化することで、保護ガラス３３の汚れ３５の誤検出を防止している。

【0065】

具体的に、ワークＷからの反射光がクラッド２１へ入射し、モードストリッパ２４で除去しきれなかった場合には、検出センサ２６に到達する反射光がわずかであるため、検出レベルが低い。

【0066】

そこで、検出センサ２６で検出された反射光の光量が所定の閾値以下の場合、判定部５ａは、保護ガラス３３に汚れ３５が発生していないと判定する。これにより、汚れ３５の誤検出を防止することができる。

【0067】

一方、図４に示すように、保護ガラス３３にヒュームやスパッタが付着して汚れ３５が生じている場合、汚れ部分にレーザ光Ｌが照射されて熱が生じることで、保護ガラス３３のＡＲコーティングの状態が変化し、反射率が増加する。そのため、レーザ光Ｌの一部が保護ガラス３３に付着した汚れ３５で反射され、伝送ファイバ２０に向かう戻り光となる。

【0068】

ここで、保護ガラス３３は、ワークＷに対するレーザ光Ｌの焦点位置よりも出射方向の上流側に配置されているから、保護ガラス３３からの戻り光のビーム径は、ワークＷでの焦点位置のビーム径に対してデフォーカスされた状態となり、伝送ファイバ２０のクラッド２１の外径よりも大きくなる。

【0069】

その結果、保護ガラス３３に付着した汚れ３５で反射された、保護ガラス３３からの戻り光の一部は、伝送ファイバ２０のクラッド２１の内部に集中的に入射されないこととなる。

【0070】

具体的には、保護ガラス３３に生じた汚れ３５で正反射及び乱反射した光成分の戻り光は、エンドキャップ２３における伝送ファイバ２０のクラッド２１よりも径方向外側の、エンドキャップ２３と伝送ファイバ２０のクラッド２１との接続面からコネクタ部２５の内部に漏れ出すこととなる。コネクタ部２５の内部に入射した戻り光は、コネクタ部２５の内部で反射しながら検出センサ２６に向かい、検出センサ２６で検出される。

【0071】

なお、汚れ３５が生じていない保護ガラス３３で反射する戻り光は極めて少ない。また、汚れ３５が生じていない保護ガラス３３を透過したワークＷの焦点位置からの戻り光がクラッド２１に入射した場合には、モードストリッパ２４で減衰されて除去されるため、検出センサ２６で誤検出されるのを抑えることができる。

【0072】

これに対し、保護ガラス３３の汚れ３５で反射する戻り光が、クラッド２１の外側に入射すると、検出センサ２６の検出感度がかなり大きくなる。

【0073】

このように、汚れ３５が生じていない保護ガラス３３と比較し、保護ガラス３３の汚れ３５が生じている場合には、検出センサ２６において、保護ガラス３３の汚れ３５を判断するための所定の閾値以上の戻り光が検出されることとなる。

【0074】

判定部５ａは、検出センサ２６で検出された反射光の光量が所定の閾値以上の場合、保護ガラス３３に汚れ３５が発生していると判定する。

【0075】

これにより、検出センサ２６の検出結果に基づいて、保護ガラス３３の汚れ３５や保護ガラス３３の破損等の異常の発生を判断することができる。保護ガラス３３に破損等の異常が発生した場合についても、汚れ３５が生じている保護ガラス３３と同様なメカニズムにより、検出センサ２６で所定の閾値以上の戻り光が検出されることとなるためである。

【0076】

これにより、保護ガラス３３の交換やメンテナンスを行うタイミングを適切に判断することができる。

【0077】

なお、保護ガラス３３が汚れていない場合であっても、例えば、コネクタ部２５の内部に収納されている伝送ファイバ２０が断線していると、コネクタ部２５の内部で戻り光が反射して検出センサ２６で検出されることとなる。そのため、検出センサ２６を用いて、伝送ファイバ２０の断線検出を行うこともできる。

【0078】

なお、保護ガラス３３だけでなく、レーザ加工ヘッド３０内の光学部品であるコリメータレンズ３１や集光レンズ３２等に、汚れや破損等の異常が発生した場合についても、汚れ３５が生じている保護ガラス３３と同様なメカニズムにより、レーザ加工ヘッド３０内の光学部品の汚れ３５や不具合を判定することができる。ここで、汚れ３５は、ワークＷのレーザ加工時に発生するヒュームやスパッタによって、ワークＷに近い側の保護ガラス３３側から発生しやすい。

【0079】

なお、保護ガラス３３の汚れ３５の有無や保護ガラス３３の破損等の不具合を効果的に判定するためには、ワークＷでの焦点位置において、レーザ光Ｌの一部が、伝送ファイバ２０に向かって適正量で安定して正反射されることが好ましい。これにより、この適正な量の戻り光が、伝送ファイバ２０のクラッド２１の内部に集中的に入射され、モードストリッパ２４で減衰されて効果的に除去される。

【0080】

なお、ワークＷの焦点位置での正反射光や散乱光（乱反射光）が大きすぎる場合、保護ガラス３３の汚れ３５の有無や破損等の不具合を誤検出しないようにすることが好ましい。

【0081】

具体的に説明すると、保護ガラス３３の汚れ３５の有無や破損等の不具合を、安定した高品質で検出するためのタイミングや条件としては、ワークＷからの戻り光が少ない場合、すなわち、ワークＷが十分に溶けている状態が好ましい。

【0082】

言い換えると、加工初期の溶け込みが不十分な期間や、波長吸収率が低い高反射材料に対して低出力でレーザ照射をした場合は、ワークＷからの戻り光としての反射光が増えてしまうため、好ましくない。

【0083】

このため、ワークＷからの戻り光が少なくなるような十分に溶け込み出した以降のタイミングで、検出センサ２６による保護ガラス３３、コリメータレンズ３１、集光レンズ３２等のレーザ加工ヘッド３０内の光学部品等の汚れの有無や破損等の不具合検出を行うことが好ましい。

【0084】

これにより、ワークＷの波長吸収率が低い高反射材料であっても、レーザ加工中にレーザ加工ヘッド３０内の光学部品等の汚れの有無や破損等の不具合検出を行うことができる。この溶け込み出した以降のタイミングの判定は、ワークＷに対してのレーザ照射によるキーホール深さの検出やレーザの出力とレーザ照射時間の積によるエネルギー量に応じて、行っても良い。

【0085】

また、アルミや銅系材料等の高反射材料になるほど、溶け込みが発生した場合と発生していない場合では、戻り光の量の差が大きい特性がある。これは、特に高反射材料において、固相から液相に変化したときの反射率の減少率、すなわち、波長吸収率の増加率が大きいことによるものである。

【0086】

これにより、上述したように、特に高反射材料において十分な溶け込みが発生していないときでは、戻り光としての反射光の量が大きくなるので、誤検出しないように留意する必要がある。

【0087】

また、戻り光の検出時のレーザ光Ｌの照射対象としては、ワークＷとしているが、ワークＷの波長吸収率の影響を受けないビームダンパ等のような、焦点位置での戻り光としての反射光が少ない測定治具を用いても良い。

【0088】

また、鉄系やステンレスなどのレーザ光Ｌの波長吸収率が高い材料の場合は、レーザ加工中において、過剰な戻り光の発生が相対的に低くなる。そのため、レーザ加工中の戻り光を用いた検出センサ２６による、レーザ加工ヘッド３０内の光学部品等の汚れの有無や破損等の不具合検出には、レーザ加工中における、測定タイミングやレーザ出力等の条件の自由度が高くなり好ましい。

【産業上の利用可能性】

【0089】

以上説明したように、本発明は、比較的簡単な構成で、保護ガラスの汚れを検出することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

【符号の説明】

【0090】

１ レーザ加工装置
５ 制御部
５ａ 判定部
１０ レーザ発振器
２０ 伝送ファイバ
２３ エンドキャップ
２４ モードストリッパ部
２５ コネクタ部
２６ 検出センサ（検出部）
３０ レーザ加工ヘッド
３３ 保護ガラス
Ｌ レーザ光
Ｗ ワーク（対象物）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】