JPS61134724A - レ−ザ−照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は対象物に均一な照射をせしめるレーザー照射装
置に関する。

（従来の技術とその問題点） ＹＡＧ　ｖ　−サ−、ＣＯ，Ｖ−ザー等ル−ザーは、そ
のビームを方向性電磁鋼板の表面に照射して、該鋼板の
磁〆を細分化し鉄損特性の改善に適用されることは、例
えば特公昭５７−２２５２によシ公知である。

このレーザー照射は、レーザー発振機からのし一ザーピ
ームを平面鏡１回転多面鏡、集光レンズまたは集光ミラ
ー等の光学系を介して微小なスポットとし、方向性電磁
鋼板（以下鋼板と言う）の幅方向に間隔をおいてなされ
る。

ところでレーザービームの断面形状は通常真円と考えら
れているが必ずしもそうでなく、例えば高出力のＣＯ２
レーザーでは、ガス７０−の影響で、バーンバタン形状
にて、目視でわかるほどの、楕円をしている。また、他
のレーザーにおいても理想的な真円ではあ９兄ない。ま
た、レーザー発振機とともに用いる光学系の歪みによっ
ても真円からの歪みが発生している。レーザービームの
断面形状がこのように真円でなく、むしろ楕円を呈して
いることや、該レーザービームを光学系でスキャニング
を行うと、スキャニングされる位置によってレーザービ
ームの断面形状の違いが大となること等から、鋼板に照
射されたレーザービームの断面形状は該照射箇所によっ
て差異が生じる。即ち照射の状況は鋼板の幅方向で一様
とならないことがあり、照射痕に差異ができ、鉄損特性
の改善が十分になされる箇所とそうでない箇所が生じる
。

レーザービームを複数個のスキャニングユニットによシ
、多チャンネルに分割する場合、チャンネル毎にミラー
の数、光路長が異なると、レーザービームの断面形状の
歪み度合も異なシ、チャンネル間のばらつきとなる。こ
の場合にも前述の如き問題がある。

これの対策としては、これまで具体的な提案はなされて
いないが、レーザービームの断面よシも小さな円形の穴
のあいたマスクを光路に設置し、ここを通シぬけた円形
のレーザービームだけ’を利また、レーザー照射は例え
ば特開昭５７−５６７０４に示されているように、鋼片
や鋼板等の金属板の表面欠陥の検出手段として用いられ
るが、この場合ｌこおいても、検出精度をよシ高めるた
めには被゛検材にレーザービームを照射してスキャニン
グするさい、レーザービームの断面形状を一定ζこする
ことが有効である。

（問題点を解決するための手段） 本発明はレーザー照射を行うさい、対象物例えば鋼板に
レーザービームの断面形状を一定の向きとして照射し、
鉄損特性をすべてにわたって安定して改善させるこサラ
目的とし、また表面欠陥検出に適用されるさいにはその
検出精度のよシ高度化を図るのである。

以下に、本発明につｂて一実施例にもとづいて図面を参
照して詳細に説明する。

まず、説明の便宜上、従来の装置ζこついて第５図を参
照して述べる。１はＣＯ２レーザー発振機でこれよシ出
た断面形状力５楕円のレーザーと一ム２は、平面鏡３，
４を経てハーフミラ−５によって２つに分割される。ハ
ーフミラ−５での反射光６は第１チヤ・ネー全成し、回
転多面鏡７を経て、　　　１集光ミラー８ＩＥて集光さ
れ、鋼板９に達し集光スポット１０となる。他方、ハー
フミラ−５での透過光１１は、第２チヤンネルを成し、
平面鏡１２、回転多面鏡１３ヲ経て、集光ミラー１４１
こて集光され鋼板９に達し集光スポット１５となる。こ
こで、回転多面鏡７，１３は、回転してお勺、そのため
集光スポット１０．１５は、鋼板面上をスキャニングす
ることになる。

この装置において、レーザービーム２の断面形状の一例
を拡大して第６図に示す。図のように、楕円となってお
フかつ、長軸と短軸の方向は、一般には鉛直および水平
方向と異なっている。レーザービーム２は、途中のハー
フミラ−５，平面鏡１２の歪み等で変形されながら、各
チャンネルの回転多面鏡７，１３に達する。また、ノ１
−フミラー５の反射と透過、およびハーフミラ−５から
の光路長差等の影響が、チャンネルでは異なっている。

このため、回転多面鏡７，１３上でのレーザービーム断
面形状の向きが互いに異なっている。

このため第１，２チヤンネルでは、鋼板９面でのレーザ
ー照射の状態に差異が生じる。また１つのチャンネルだ
けに着目しても、レーザービーム断面が、回転多面鏡７
，１３上でスキャニング方向とその垂直方向に対して傾
いているため、集光ミラー８，１４で形成される集光ス
ポットの形状が、チャンネルの左右で対称でなく、また
そのばらつ、　きはレーザービームが真円の場合にもお
こる収差によるばらつきよシも大きくな勺、鋼板９の幅
方向の照射において、その照射位置によってレーザービ
ーム２の断面形状および／あるいはその向きが異なる。

このために照射痕に差異が生じる。

そこで、本発明のこの実施例では、第１図に示すように
自転多面鏡７，１３の前に像回転ミラー１６゜１７ヲ設
ける。即ち、第１チヤンネルではハーフミラ−５と回転
多面鏡７との間に像回転ミラー１６ヲ設ける。一方第２
チャンネルでは平面鏡１２と回転多面鏡１３との間に像
回転ミラー１７を設ける。

この第１図において、１はＣＯ２レーザー発振機、２は
レーザービーム、３，４は平面鏡、５はハーフミラ−１
６は反射光、７は回転多面鏡、８は集光ミラーで、これ
らによシ光学系をなしている。

９は鋼板、１０は集光スポットである。さらに、１１は
透過光、１２は平面鏡、１３は回転多面鏡、１４は集光
ミラーで、これらで他方の光学系をなしている。

１５は集光スポットであり、前述の第５図と同じものに
は同符号を符している。

前記光学系において、ハーフミラ−５は２個の光学系と
するために設けたものであり、光学系が１個でよければ
該ハーフミラ−５は平面鏡に代えられる。

ところで前記像回転ミラー１．６．１７の詳細について
第２図を参照して述べる。像回転ミラー１６．１．７の
構造は同じであるから、一方の像回転ミラー］６につい
て述べる。像回転ミラー１６は反射鏡１．８．１．９゜
加の組合せからなっておシ、反射鏡］８とかはそれぞれ
反射面全背向して所定角度をおいて設けられ、反射鏡Ｊ
９は反射面を前記反射鏡１８と１９の方全向いてはソ鉛
直−こ設けられている。２］は取付具で、前記反射鏡１
．８．１９．２０’に一体物として取付けるものであシ
、反射鏡１８．１９．２０からなる像回転ミラー］６は
回転自在にレーザービームの光路に設けられる。該像回
２転ミラー１６ヲ、レーザービームの光軸、この場合は
反射光６の光軸を回転軸として回転させることで、像回
転ミラー１６の入側のレーザービーム断面形状の向きＡ
に対して出側の向きＢを回転させることができる。

即ち、該像回転ミラー１６．１．７によＱレーザービー
ムの断面形状を回転させることができるので、鋼板９に
は例えば第３図（こ示すようＯこレーザービームが一定
向きの断面形状Ｃにて照射される。このためζこ照射痕
は一定となり、鉄損特性の改善が一様に安定して行われ
る。

なお、像回転ミラー１．６．１．７の設置位置はこの実
施例で示した箇所に限らず、レーザービームの光路上で
あればどこでもよい。また像の向きが各チャンネルで同
じの場合は、Ｃ０２レーザー発振機１とハーフミラ−５
の間にのみ像回転ミラー全般けて、各チャンネルを通る
レーザービームの断面形状が一定向きとして対象物ζこ
照射される。

さら、。、像、１．−９代ゎ月。Ｆ　−＜　７’　ＩＪ
　Ｘ　　　　’ムを用いても、″まったく同様の効果を
得られる。

第４図にドーベプリズムを示す。２２はドーベプリズム
であり、像回転ミラー同様入側のレーザービームの断面
形状の向きＡに対して出側の向きＢ＝ｉ回転させること
ができる。

（発明の効果つ 本発明は以上のようであるので対象物にレーザーＴｈ安
定して一様に照射でき、例えば方向性電磁鋼板ｌこ照射
した場合はその鉄損特性に安定して改善できる。また表
面欠陥の検出手段に用いる場合には、照射が一定となる
ので欠陥検出の高精度が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は一実施例
において像回転ミラーの拡大図、第３図は一実施例にお
ける作用を説明するための図、第４図は他の実施例とし
てドーベプリズムを示す図、第５図は従来の装置を示す
図、第６図は従来におけるレーザービームの断面形状の
向きを示す図である。 ］・・・レーザー発振機、２・・・レーザービーム、３
゜４．１２・・・平面鏡、５・・・ハーフミラ−１６・
・・反射光、７．１３・・・回転多面鏡、８，１．４・
・・集光ミラー、９・・・鋼板、１０，１５・・・集光
スポット、１１−透過光、１６゜］７・・・像回転ミラ
ー、１．８．１９．２０・・・反射鏡、２２・−ドーベ
プリズム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザー発振機からのレーザービームを平面鏡、回転多
   面鏡、集光ミラーの光学系を介して照射する装置におい
   て、この光学系路に回転自在な像回転ミラーまたはドー
   ベプリズムを設けたことを特徴とするレーザー照射装置
   。