(57)【要約】【課題】出射光軸の回転にワークと光学部品との相対移動を加えてレーザ光を照射する加工装置において、良好な加工速度とレーザ照射が行える加工条件でレーザ加工ができるレーザ加工装置を提供する。【解決手段】レーザ加工装置は、レーザ光ＬＬを反射可能又は透過可能で回転軸Ｗ１，Ｗ２の周りに回転可能な光学部品２４ａ，２４ｂと、レーザ光ＬＬを集光する集光光学系２３とを有する加工ヘッド１２と、加工ヘッド１２と被加工物６０とを相対的に移動可能な移動機構と、被加工物６０にレーザ光ＬＬを出射したときの出射光軸が到達する照射予定位置を曲線状又は直線状に移動させるように光学部品２４ａ，２４ｂの回転を制御し、加工ヘッド１２と被加工物６０とを相対的に移動させるように移動機構による移動を制御し、光学部品２４ａ，２４ｂの回転角度に基づいてレーザ光ＬＬの出射条件を変更するようにレーザ光源３０の出射出力を制御する制御部と、を備える。【選択図】図２Ａ
2019141868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を反射可能又は透過可能であると共に回転軸まわりに回転可能な光学部品と、レーザ光を集光する集光光学系とを有する加工ヘッドと、
前記加工ヘッドと、前記レーザ光により加工される被加工物と、を相対的に移動可能な移動機構と、
前記被加工物に対してレーザ光を出射したときの出射光軸が到達する照射予定位置を曲線状又は直線状に移動させるように前記光学部品の回転を制御し、前記加工ヘッドと前記被加工物とを相対的に移動させるように前記移動機構による移動を制御し、前記光学部品の回転角度に基づいて前記レーザ光の出射条件を変更するように前記レーザ光源の出射出力を制御する制御部と、
を備えるレーザ加工装置。
【請求項２】
前記レーザ光の出射条件は、
前記光学部品の前記回転角度が所定の回転角度の範囲内にある場合に、前記レーザ光源の出射出力を第１出力値に設定し、
前記光学部品の前記回転角度が前記所定の回転角度の範囲外にある場合に、前記レーザ光源の出射出力を前記第１出力値よりも小さい第２出力値に又はオフに設定することである、
請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記加工ヘッドを前記被加工物に対して相対的に移動させる相対移動方向に基づいて、前記回転角度の範囲を変更するように制御する、
請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記加工ヘッドを前記被加工物に対して相対的に移動させる相対移動速度と、前記出射光軸を曲線状に走査するときの接線速度とを合成した合成速度の絶対値に基づいて、前記レーザ光の出射条件を変更するように前記レーザ光源の出射出力を制御する、
請求項１から３の何れか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記光学部品は、複数あり、
前記制御部は、複数の前記光学部品を、互いに位相を保ちつつ、同じ回転数で同方向に回転させるように制御する、
請求項１から４の何れか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記光学部品は、複数あり、
前記制御部は、複数の前記光学部品を、同じ回転数で互いに逆方向に回転させるように制御する、
請求項１から４の何れか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記加工ヘッドを前記被加工物に対して相対的に移動させる相対移動方向と、前記出射光軸を直線往復運動させる方向とに基づいて、逆方向に回転する複数の前記光学部品の位相を変更するように制御する、
請求項６に記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記加工ヘッドを前記被加工物に対して相対的に移動させる相対移動速度と、前記出射光軸を曲線状に走査するときの接線速度とに基づいて、前記光学部品の回転数を変化させるように制御する、
請求項１から５の何れか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項９】
前記制御部は、被加工物に前記レーザ光が照射される幅が入力されることにより、前記レーザ光が曲線運動又は直線往復運動する振幅の大きさを変更するように制御する、
請求項１から８の何れか１項に記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を被加工物に照射して被加工物を加工するレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トレパニングヘッド等、光学部品を一定の速度で回転させ、レーザ光を偏向させて被加工物（以下、「ワーク」とも呼ぶ。）に照射し、ワークを加工するレーザ加工装置に関する技術が知られている。このレーザ加工装置のレーザ照射装置である加工ヘッドとワークとを相対移動させることでワーク上にサイクロイド曲線等の軌跡を描くようにレーザ光を出射する装置も知られている。
【０００３】
例えば、加工ヘッドをワークに対して相対移動させながらレーザ光をワークに照射し、ワークを加工する技術が特許文献１に開示されている。これとは反対に、ワークを加工ヘッドに対して相対移動させつつレーザ光をワークに照射し、ワークを加工する技術が特許文献２に開示されている。
【０００４】
具体的に、特許文献１に開示される技術では、第１プリズム及び第２プリズムを有する加工ヘッドは、第１プリズム及び第２プリズムを回転させることによりレーザ光を旋回させながら、ワーク上を直進し、レーザ光によりワークを加工する。
【０００５】
また、特許文献２に開示される技術では、加工ヘッドは、一組のプリズムを有し、一組のプリズムを回転させることによりレーザ光を旋回させながら、直進する板材を加工する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第６０７１６４１号公報
【特許文献２】特開２０００−１４１０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、レーザ光の走査速度が一定ではないので、レーザ光の出射光軸の回転に、ワークに対する光学部品の相対移動が加わると、被加工物におけるレーザの照射結果が不均一になる。
【０００８】
加工ヘッド内の光学部品の回転によるレーザ光の旋回運動と、加工ヘッドとワークとを相対移動させる運動とにより、ワーク上のレーザ光が照射される点は、サイクロイド曲線等の軌跡を描くことになる。このとき、ワークに対するレーザ光の照射点の走査速度は一定ではなくなる。例えば、一定の出力のレーザ光を照射した場合、照射点の軌跡における単位長さあたりの入熱量が変化するため、レーザ加工の結果は不均一なものになる。
【０００９】
これに対して、レーザ光の走査速度に応じてレーザ光の強弱を変更するパワーコントロールを行っても、レーザ光が高速で走査される高速部及びレーザ光が低速で走査される低速部の照射結果が所望のレーザ加工の結果にならないことがある。これは、ワークの単位長さあたりの入熱が同じでも、材料の熱伝導に、ある程度の時間が掛かるため、結果として同じ加工現象にはならないからである。
【００１０】
そこで、本発明は、上記のような、レーザ光の出射光軸の回転に、ワークに対する光学部品の相対移動を加えてレーザ光を照射する加工装置において、良好な加工速度とレーザ照射が行える加工条件によりレーザ加工をすることができるレーザ加工装置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】
【００１１】
（１）本発明は、レーザ光を出射するレーザ光源（例えば、後述のレーザ光源３０）と、レーザ光（例えば、後述のレーザ光ＬＬ）を反射可能又は透過可能であると共に回転軸（例えば、後述の回転軸Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）まわりに回転可能な光学部品（例えば、後述の第１ミラー２４ａ、第２ミラー２４ｂ、ミラー２４ｃ）と、レーザ光を集光する集光光学系（例えば、後述の第３レンズ２３）とを有する加工ヘッド（例えば、後述の加工ヘッド１２）と、前記加工ヘッドと、前記レーザ光により加工される被加工物（例えば、後述のワーク６０）と、を相対的に移動可能な移動機構（例えば、後述の移動機構５０）と、前記被加工物に対してレーザ光を出射したときの出射光軸が到達する照射予定位置を曲線状又は直線状に移動させるように前記光学部品の回転を制御し、前記加工ヘッドと前記被加工物とを相対的に移動させるように前記移動機構による移動を制御し、前記光学部品の回転角度に基づいて前記レーザ光の出射条件を変更するように前記レーザ光源の出射出力を制御する制御部（例えば、後述の制御部７０）と、を備えるレーザ加工装置（例えば、後述のレーザ加工装置１００）に関する。
【００１２】
（２）  （１）のレーザ加工装置において、前記レーザ光の出射条件は、前記光学部品の前記回転角度が所定の回転角度の範囲内にある場合に、前記レーザ光源の出射出力を第１出力値に設定し、前記光学部品の前記回転角度が前記所定の回転角度の範囲外にある場合に、前記レーザ光源の出射出力を前記第１出力値よりも小さい第２出力値、又はオフに設定してもよい。
【００１３】
（３）  （２）のレーザ加工装置において、前記制御部は、前記加工ヘッドを前記被加工物に対して相対的に移動させる相対移動方向（例えば、後述の相対移動方向Ｘ１）に基づいて、前記回転角度の範囲を変更するように制御してもよい。
【００１４】
（４）  （１）〜（３）の何れかのレーザ加工装置において、前記制御部は、前記加工ヘッドを前記被加工物に対して相対的に移動させる相対移動速度と、前記出射光軸を曲線状に走査するときの接線速度とを合成した合成速度の絶対値に基づいて、前記レーザ光の出射条件を変更するように前記レーザ光源の出射出力を制御してもよい。
【００１５】
（５）  （１）〜（４）の何れかのレーザ加工装置において、前記光学部品は、複数あり、前記制御部は、複数の前記光学部品を、互いに位相を保ちつつ、同じ回転数で同方向に回転させるように制御してもよい。
【００１６】
（６）  （１）〜（４）の何れかのレーザ加工装置において、前記光学部品は、複数あり、前記制御部は、複数の前記光学部品を、同じ回転数で互いに逆方向に回転させるように制御してもよい。
【００１７】
（７）  （６）のレーザ加工装置において、前記制御部は、前記加工ヘッドを前記被加工物に対して相対的に移動させる相対移動方向と、前記出射光軸を直線往復運動させる方向とに基づいて、逆方向に回転する複数の前記光学部品の位相を変更するように制御してもよい。
【００１８】
（８）  （１）〜（５）の何れかのレーザ加工装置において、前記制御部は、前記加工ヘッドを前記被加工物に対して相対的に移動させる相対移動速度と、前記出射光軸を曲線状に走査するときの接線速度とに基づいて、前記光学部品の回転数を変化させるように制御してもよい。
【００１９】
（９）  （１）〜（８）の何れかのレーザ加工装置において、前記制御部は、被加工物に前記レーザ光が照射される幅が入力されることにより、前記レーザ光が曲線運動又は直線往復運動する振幅の大きさを変更するように制御してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、良好な加工速度とレーザ照射が行える加工条件によりレーザ加工をすることができるレーザ加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態のレーザ加工装置の構成を示す斜視図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態のレーザ加工装置が有する加工ヘッドの構成を示す概略図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態のレーザ加工装置が有する制御部に関する制御ブロック図である
【図３Ａ】本発明の実施形態のレーザ加工装置のレーザ光の軌跡Ｌ１を示す概略図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態のレーザ加工装置のレーザ光の軌跡Ｌ２を示す概略図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態のレーザ加工装置のレーザ光の軌跡Ｌ３を示す概略図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態のレーザ加工装置のレーザ光の照射強度を示す概略図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態のレーザ加工装置のレーザ光の照射強度を示す概略図である。
【図４Ｃ】本発明の実施形態のレーザ加工装置のレーザ光の照射強度を示す概略図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態のレーザ加工装置が有する第１ミラー及び第２ミラーの回転角度の変化とレーザ出力のタイミングの関係を示すグラフである。
【図５Ｂ】本発明の実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ照射点の実際の移動速度を示す概念図である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ照射点の実際の移動速度を示す概念図である。
【図５Ｄ】本発明の実施形態に係るレーザ加工装置におけるレーザ光源が第１出力値でレーザ光を出力するときのパワーコントロールを示すグラフである。
【図６Ａ】加工ヘッドの相対移動方向とレーザ光の照射範囲の関係を示す概略図である。
【図６Ｂ】加工ヘッドの相対移動方向とレーザ光の照射範囲の関係を示す概略図である。
【図６Ｃ】加工ヘッドの相対移動方向とレーザ光の照射範囲の関係を示す概略図である。
【図６Ｄ】加工ヘッドの相対移動方向とレーザ光の照射範囲の関係を示す概略図である。
【図７Ａ】本発明の変形例２に係るレーザ加工装置における加工ヘッドの相対移動方向とレーザ光の出射光軸の直線往復運動の方向との関係を示す概略図である。
【図７Ｂ】本発明の変形例３に係るレーザ加工装置における加工ヘッドの相対移動方向とレーザ光の出射光軸の直線往復運動の方向との関係を示す概略図である。
【図７Ｃ】本発明の変形例３に係るレーザ加工装置における加工ヘッドの相対移動方向とレーザ光の出射光軸の直線往復運動の方向との関係を示す概略図である。
【図８Ａ】本発明の変形例５に係るレーザ加工装置によるレーザ加工幅を示す概略図である。
【図８Ｂ】本発明の変形例５に係るレーザ加工装置によるレーザ加工幅を示す概略図である。
【図９Ａ】本発明の変形例５に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工幅が入力されたときのレーザ照射点の接線速度と時間との関係を示すグラフである。
【図９Ｂ】本発明の変形例５に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工幅が入力されたときのレーザ照射点の接線速度と時間との関係を示すグラフである。
【図１０Ａ】本発明のその他の変形例に係るレーザ加工装置の一部の構成を示す概略斜視図である。
【図１０Ｂ】本発明のその他の変形例に係るレーザ加工装置の一部の構成を示す概略図である。
【図１０Ｃ】本発明のその他の変形例に係るレーザ加工装置の一部の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔レーザ加工装置１００の全体構成〕
図１は、一般的なレーザ加工装置１００の構成を示す斜視図である。レーザ加工装置１００は、レーザ光ＬＬを被加工物としてのワーク６０に照射してワーク６０を加工する装置であり、加工テーブル５１と、移動機構５０と、加工ヘッド１２と、を備える。加工テーブル５１は、ワーク６０が載置される台である。ワーク６０は、この加工テーブル５１の上に固定される。
【００２３】
一般的なレーザ加工装置における移動機構５０は、Ｘ軸方向ガイド５２と、Ｙ軸方向ガイド５３と、図１には図示しないＺ軸方向ガイド５４（図２Ｂ参照）とを備える。加工ヘッド１２は、Ｚ軸方向ガイド５４上に設置され、Ｚ軸方向ガイド５４はＹ軸方向ガイド５３上に設置され、Ｙ軸方向ガイド５３はＸ軸方向ガイド５２上に設置される。
【００２４】
Ｘ軸方向ガイド５２は、Ｘ軸方向に移動自在となるような機構となっている。Ｙ軸方向ガイド５３は、加工テーブル５１を跨ぎ、加工テーブル５１上でＺ軸方向ガイド５４に設置された加工ヘッド１２をＹ軸方向に移動自在に支持する機構となっている。ワーク６０を加工テーブル５１上に設置し、図示しないサーボモータで、Ｘ軸及びＹ軸の運動を制御することで、Ｚ軸方向ガイド５４に設置された加工ヘッド１２をワーク６０上の任意の位置に移動させることができる。加工ヘッド１２をＺ軸方向ガイド５４でワーク６０に近接、退避させることで、集光光学系である第３レンズ２３によって集光されたレーザ光をワークに対してレーザ加工に適した配置に位置させることができる。
【００２５】
図２Ａは、加工ヘッド１２の構成を示す概略図である。加工ヘッド１２は、レーザ光源３０と、第１レンズ２１と、第２レンズ２２と、複数の光学部品としての第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂと、駆動部品としての第１モータ２５ａ及び第２モータ２５ｂと、集光光学系としての第３レンズ２３と、を備える。
【００２６】
レーザ光源３０が出射するレーザ光ＬＬは、第１レンズ２１に導かれる。
第１レンズ２１は、レーザ光源３０におけるレーザ光の出射口に対向して配置される。第１レンズ２１は、凹レンズであり、レーザ光源３０が出射したレーザ光ＬＬを拡大する。
第２レンズ２２は、コリメータレンズであり、第１レンズ２１が拡大したレーザ光ＬＬを平行光に変換する。平行光となったレーザ光ＬＬは、第３レンズ２３に導かれる。
【００２７】
第１ミラー２４ａは、第２レンズ２２を透過したレーザ光ＬＬを第２ミラー２４ｂへと反射する。第１ミラー２４ａには、第１モータ２５ａが取り付けられている。従って、第１モータ２５ａが回転すると、第１ミラー２４ａは回転する。第１ミラー２４ａにおけるレーザ光を受ける反射面は、第１モータ２５ａの回転軸Ｗ１（第１ミラー２４ａの回転軸でもある）と直交する面に対して傾斜している。
【００２８】
第２ミラー２４ｂは、第１ミラー２４ａから届いたレーザ光ＬＬを第３レンズ２３へと反射する。第２ミラー２４ｂには、第２モータ２５ｂが取り付けられている。従って、第２モータ２５ｂが回転すると、第２ミラー２４ｂは回転する。第２ミラー２４ｂにおける反射面は、第２モータ２５ｂの回転軸Ｗ２（第２ミラー２４ｂの回転軸でもある）と直交する面に対して傾斜している。
【００２９】
ここで、第１ミラー２４ａ、第２ミラー２４ｂで反射されるレーザ光の反射後の光軸を考える。もし、第１モータ２５ａ、第２モータ２５ｂの回転軸Ｗ１，Ｗ２上に設置された第１ミラー２４ａ、第２ミラー２４ｂの反射面と回転軸Ｗ１，Ｗ２とが垂直であれば、入射光軸と回転軸Ｗ１，Ｗ２との角度、すなわち入射角は、第１モータ２５ａ、第２モータ２５ｂの回転位相によらず一定であるので、出射光軸すなわちレーザ光の反射方向も、第１モータ２５ａ、第２モータ２５ｂの回転位相によらず一定となる。
【００３０】
一方、第１ミラー２４ａ、第２ミラー２４ｂが、回転軸Ｗ１，Ｗ２と直交する面に対して傾斜している場合には、第１モータ２５ａ、第２モータ２５ｂの回転位相に応じて入射角が変化する。このため、出射光軸もモータ回転位相に応じて方向が変わる。結果として、反射面に傾斜がある場合の出射光軸は、傾斜がない場合の出射光軸を中心に旋回することとなる。例えば、傾斜が１０［ｍｒａｄ］であれば、傾斜がない場合の出射光軸に対して１０［ｍｒａｄ］偏向した方向に出射され、その向きは第１モータ２５ａ、第２モータ２５ｂの回転位相に依存する。この場合、例えば第２ミラー２４ｂとワーク６０との距離が３００［ｍｍ］とするなら、ワーク６０上の照射点は、傾斜がない場合より３［ｍｍ］離れた点となる。そして、第１モータ２５ａ、第２モータ２５ｂが回転するにつれ、照射点は半径３ｍｍの円周上を動く。
【００３１】
第２ミラー２４ｂは、ワーク６０の上で、第１ミラー２４ａと共にレーザ光ＬＬの出射光軸を仮想光軸まわりに回転させる。「出射光軸」は、第２ミラー２４ｂが回転軸Ｗ２と直交する面に対して傾斜している場合のレーザ光の光軸である。「仮想光軸」は、第２ミラー２４ｂの中心と第３レンズ２３の中心とを結ぶ仮想の光軸である。
【００３２】
第３レンズ２３は、集光レンズであり、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂにより反射された光を集光して、ワーク６０に到達させる。
上述の仕組みにより、第３レンズ２３により集光されたレーザ光ＬＬは、ワーク６０上で円形の軌跡Ｌを描く。
【００３３】
図２Ｂは、制御部７０に関する構成を示すブロック図である。制御部７０は、第１モータ２５ａと、第２モータ２５ｂと、図１に図示しないＸ方向駆動用モータ７１と、Ｙ方向駆動用モータ７２と、Ｚ方向駆動用モータ７３と、レーザ光源３０と、に接続されている。
【００３４】
Ｘ方向駆動用モータ７１は、Ｘ軸方向ガイド５２に接続されており、Ｘ軸方向ガイド５２をＸ軸方向に移動させる。Ｙ方向駆動用モータＹ７２は、Ｙ軸方向ガイド５３を介して加工ヘッド１２をＹ軸方向に移動させる。Ｚ方向駆動用モータ７３は、Ｚ軸方向ガイド５４を介して、加工ヘッド１２をＺ軸方向に移動させる。
【００３５】
図１に戻って説明する。制御部７０は、Ｘ軸方向ガイド５２、Ｙ軸方向ガイド５３の駆動を制御する。これにより、加工ヘッド１２とワーク６０とは相対的に移動する。
制御部７０は、加工ヘッド１２において、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂを所定の回転数で回転させるように制御する。これにより、レーザ光ＬＬの出射光軸は仮想光軸周りに曲線運動をし、又は、レーザ光の出射光軸は仮想光軸を中心として直線往復運動をする。
また、制御部７０は、レーザ光源３０の出射出力を制御する。これにより、所定のタイミングで所定のレーザ出力条件によるレーザ照射が可能になっている。
【００３６】
制御部７０は、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂの回転角度に基づいてレーザ光の照射条件を変更するように、レーザ光源３０からのレーザ出力を制御することもできる。これに関しては、図３以後の図面を参照しつつ後述する。
【００３７】
次に、レーザ加工装置１００の動作例を簡単に説明する。この例では、制御部７０は、Ｘ軸方向ガイド５２をＸ軸方向に移動させるように制御するものとする。同時に、制御部７０は、加工ヘッド１２を駆動させ、第１モータ２５ａの回転により回転軸Ｗ１のまわりに第１ミラー２４ａを回転させ、また、第２モータ２５ｂの回転により回転軸Ｗ２のまわりに第２ミラー２４ｂを回転させるように制御する。第１モータ２５ａと第２モータ２５ｂは等しい回転速度で互いの回転位相差を保ったまま回転するように制御される。そして、制御部７０は、レーザ光源３０を駆動させ、レーザ光源３０からレーザ光ＬＬを出射させる。
【００３８】
このときに、レーザ光ＬＬは、第１レンズ２１及び第２レンズ２２を透過し、回転する第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂに反射して、第３レンズ２３で集光され、ワーク６０に到達する。これにより、レーザ光ＬＬは、ワーク６０に螺旋状の軌跡を形成しながら照射される。
【００３９】
図３Ａ〜図３Ｃは、第１モータ２５ａと第２モータ２５ｂの位相を保持して同じ回転数で回転させ、さらに加工ヘッド１２をＸ軸正方向に移動させたときの、ワーク６０上のレーザ照射点の軌跡を示す概略図である。
【００４０】
図３Ａは、加工ヘッド１２がワーク６０に対して相対移動する相対移動方向Ｘ１の速度が所定速度であり、第１モータ２５ａ及び第２モータ２５ｂの回転数が所定回転数である場合のレーザ光の軌跡Ｌ１を示す。レーザ光の軌跡Ｌ１は、図３Ａの右方向に進みながら螺旋状に描かれ、隣接する螺旋状の軌跡が接している。軌跡上の各点は、一定の時間間隔をあけたときの照射点の位置であり、間隔が狭いと低速、広いと高速ということを表している。
【００４１】
これに対し、図３Ｂは、図３ＡよりもＸ軸方向の移動を速くした場合を示しており、図３Ｃは、図３ＡよりもＸ軸方向の移動を遅くした場合を示しており、各々、軌跡の重なり具合が異なることがわかる。
【００４２】
図４Ａ〜図４Ｃは、図３Ａ〜図３Ｃの場合と同様に、第１モータ２５ａ及び第２モータ２５ｂの位相を保持しつつ同じ回転数で回転したときにレーザ光を出射した範囲を示す図である。図４Ａ〜図４Ｃにおいて、軌跡の太線部分は、第１出力値でレーザ光を出射した部分であり、軌跡の細線（四角のドットが連なる線）部分は、第１出力値よりも小さい第２出力値でレーザ光を出射した部分である。
【００４３】
図４Ａは、レーザ光の照射予定ルート（レーザ光の照射予定位置の集合  ＝  螺旋の全体）のうち、１周期の間の１つの回転角度ωｔ１（ωは角速度、ｔは時間、ｔの後の数字は識別のために付与される）の範囲において、レーザ光を出射したレーザ光の出射光軸の軌跡を示す概略図である。「照射予定位置」は、レーザ光が実際に照射される位置のみならず、仮にレーザ出力が有れば照射される位置を含み、更に、レーザ出力が０Ｗのためレーザ光が照射されない位置も含む。第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂの回転角度が所定の回転角度の範囲内にある場合に、レーザ光の出射光軸が加工ヘッド１２の相対移動方向Ｘ１の上流側に位置する回転角度ωｔ１の範囲Ｓ１（図４Ａ中の太線部分）にあり、このときに、制御部７０は、第１出力値でレーザ光を出射するようにレーザ光源３０を制御する。
【００４４】
また、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂの回転角度が所定の回転角度の範囲外にある場合に、レーザ光の出射光軸が回転角度ωｔ１の範囲Ｓ１以外の回転角度の範囲Ｓ２，Ｓ３（図４Ａの細線部分）にあり、このときに、制御部７０は、第１出力値よりも小さい第２出力値でレーザ光を出射するようにレーザ光源３０を制御する。
【００４５】
図４Ｂは、レーザ光の照射予定ルート（螺旋の全体）のうち、１周期の間の２つの回転角度ωｔ４，ωｔ５の範囲において、レーザ光を出射したレーザ光の出射光軸の軌跡を示す概略図である。第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂの回転角度が所定の回転角度の範囲内にある場合に、レーザ光の出射光軸が加工ヘッド１２の相対移動方向Ｘ１の上流側に位置する回転角度ωｔ４の範囲Ｓ４又は下流側に位置する回転角度ωｔ５の範囲Ｓ５にあり、このときに、制御部７０は、第１出力値でレーザ光を出射するようにレーザ光源３０を制御する。
【００４６】
また、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂの回転角度が所定の回転角度の範囲外にある場合に、レーザ光の出射光軸が回転角度ωｔ４の範囲Ｓ４及び回転角度ωｔ５の範囲Ｓ５以外の回転角度の範囲Ｓ６，Ｓ７（図４Ｂの細線部分）にあり、このときに、制御部７０は、第１出力値よりも小さい第２出力値でレーザ光を出射するようにレーザ光源３０を制御する。
【００４７】
図４Ｃは、レーザ光の照射予定ルート（螺旋の全体）のうち、１周期の間の２つの回転角度ωｔ８，ωｔ９の範囲において、レーザ光を出射したレーザ光の出射光軸の軌跡を示す概略図である。第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂの回転角度が所定角度の範囲内にある場合に、レーザ光の出射光軸が加工ヘッド１２の相対移動方向Ｘ１の上流側に位置する回転角度ωｔ８の範囲Ｓ８又は下流側に位置する回転角度ωｔ９の範囲Ｓ９にあり、このときに、制御部７０は、第１出力値でレーザ光を出射するようにレーザ光源３０を制御する。
【００４８】
また、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂの回転角度が所定角度の範囲外にある場合に、レーザ光の出射光軸が回転角度ωｔ８の範囲Ｓ８及び回転角度ωｔ９の範囲Ｓ９以外の回転角度の範囲Ｓ１０，Ｓ１１（図４Ｃの細線部分）にあり、このときに、制御部７０は、第１出力値よりも小さい第２出力値でレーザ光を出射するようにレーザ光源３０を制御する。
【００４９】
図５Ａは、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂの回転角度とレーザ出力のタイミングとの関係を示すグラフである。第１ミラー２４ａの角度曲線Ｚ１及び第２ミラー２４ｂの角度曲線Ｚ２のグラフと、制御部７０がレーザ光源３０に加える出力値のグラフとが記載されている。制御部７０は、第１ミラー２４ａの回転角度に基づいて、レーザ光源３０からレーザ光を出射するように制御する。ここでは、制御部７０は、振幅の半分よりも大きい領域において、レーザ光源３０の照射出力を第１出力値にしてレーザ光を出力するように制御し、振幅の半分以下の領域において、レーザ光源３０の照射出力を第２出力値にしてレーザ光を出力するように制御する。
【００５０】
第１出力値は、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂが所定の回転角度の範囲内の場合に出力される出力値である。例えば、図５Ａの例では、第１出力値は３０００［Ｗ］である。
一方、第２出力値は、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂが所定の回転角度の範囲外の場合に出力される出力値である。第２出力値は、第１出力値よりも小さい値である。例えば、図５Ａの例では、第２出力値は２００［Ｗ］である。なお、第２出力値は０［Ｗ］とする（出力をオフにする）ことも可能である。
ちなみに、典型例として、レーザ溶接加工の場合には、照射予定ルートの全幅が１〜２０ｍｍ、光学部品の回転数が６０〜６００００ｒｐｍ、加工ヘッドとワークの移動速度を０．１〜２０ｍ／ｍｉｎの間で設定することが多い。
【００５１】
図５Ｂは、レーザ加工装置１００におけるレーザ照射点ｐの実際の移動速度を示す概略図である。図５Ｃは、レーザ加工装置１００におけるレーザ照射点ｐの実際の移動速度Ｖと、加工ヘッド１２の相対移動速度ｖと、レーザ照射点ｐの接線速度ｒωとの関係を示す概略図である。制御部７０は、加工ヘッド１２をワーク６０に対して相対的に移動させる相対移動方向Ｘ１の相対移動速度ｖと、出射光軸（レーザ照射点ｐを参照）を回転させるときの接線速度ｒωとを合成した合成速度（照射点の実際の移動速度Ｖ）の絶対値に基づいて、レーザ光の出射条件を変更するようにレーザ光源３０を制御する。
【００５２】
図５Ｄは、レーザ照射点ｐの実際の移動速度に基づいてレーザ光の照射条件を変更した場合に、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂの回転角度とレーザ出力のタイミングとの関係を示すグラフである。制御部７０は、レーザ光の出射光軸の接線速度ｒωが速くなるに従って、レーザ光源３０の出射出力を第１出力値よりも緩やかに大きくなるように変更していき（図５Ｄのパワーコントロール部分Ｋを参照）、一方、レーザ光の出射光軸の接線速度ｒωが遅くなるに従って、レーザ光源３０の出射出力を緩やかに第１出力値に近づくように変更（図５Ｄのパワーコントロール部分Ｋを参照）するように、レーザ光源３０を制御する。
【００５３】
図６Ａ〜図６Ｄは、加工ヘッド１２の走査方向とレーザ光の照射範囲との関係を示す概略図である。制御部７０は、加工ヘッド１２をワーク６０に対して相対的に移動させる相対移動方向Ｘ１に基づいて、レーザ光を第１出力値で出力する回転角度の範囲を変更するようにレーザ光源３０を制御する。
【００５４】
所定の回転角度の範囲の詳細を以下に説明する。加工ヘッド１２がワーク６０に対して相対的に移動する相対移動方向Ｘ１は、レーザ光の出射光軸を回転させる回転走査方向Ｒ１と、直交点Ｊにおいて直交する。制御部７０は、この直交点Ｊからレーザ光の出射光軸の回転走査方向の上流側の上流点Ｊ１までの所定角度の範囲と、レーザ光の出射光軸の回転走査方向の下流側の下流点Ｊ２までの所定角度の範囲とに対して、レーザ光源３０からレーザ光を第１出力値で出力させるようにレーザ光源３０を制御する。
【００５５】
図６Ａに示されるように、加工ヘッド１２がＸ軸方向に沿って相対移動方向Ｘ１に相対移動している間に、レーザ光は、回転走査方向Ｒ１に上流点Ｊ１から下流点Ｊ２まで進む範囲において、第１出力値で照射されている。簡単に言うと、レーザ光の円形軌跡のうち加工ヘッド１２が相対移動する方向側の円弧において、レーザ光は第１出力値で出力されている。そして、加工ヘッド１２がＸ軸方向に沿って相対移動方向Ｘ１に相対移動している間であって、前述した所定の回転角度の範囲以外の範囲（レーザ光が回転走査方向Ｒ１に下流点Ｊ２から上流点Ｊ１まで進む範囲）において、レーザ光は第２出力値で出力される。
【００５６】
図６Ｂに示されるように加工ヘッド１２がＸ軸に対して約４５°の方向に相対移動している間も、制御部７０は、加工ヘッド１２の相対移動方向Ｘ１と直交するレーザ光の照射範囲において第１出力値でレーザ光を出力するように、レーザ光源３０を制御する。
【００５７】
図６Ｃに示されるように加工ヘッド１２がＸ軸のマイナス方向に相対移動している間も、制御部７０は、加工ヘッド１２の相対移動方向Ｘ１と直交するレーザ光の照射範囲において第１出力値でレーザ光を出力するように、レーザ光源３０を制御する。
【００５８】
図６Ｄのように加工ヘッド１２がＸ軸方向に相対移動している間で、レーザ光が時計回りに移動したときも、制御部７０は、加工ヘッド１２の相対移動方向Ｘ１と直交するレーザ光の照射範囲において第１出力値でレーザ光を出力するように、レーザ光源３０を制御する。
【００５９】
〔実施形態の効果〕
実施形態のレーザ加工装置１００によれば、例えば、以下の効果が奏される。
実施形態のレーザ加工装置１００は、レーザ光を出射するレーザ光源３０と、レーザ光ＬＬを反射可能又は透過可能であると共に回転軸Ｗ１，Ｗ２のまわりに回転可能な光学部品としての第１ミラー２４ａ，第２ミラー２４ｂと、レーザ光ＬＬを集光する集光光学系としての第３レンズ２３とを有する加工ヘッド１２と、レーザ光ＬＬにより加工される被加工物としてのワーク６０と、を相対的に移動可能な移動機構５０と、ワーク６０に対してレーザ光ＬＬを出射したときの出射光軸が到達する照射予定位置を曲線状又は直線状に移動させるように光学部品２４ａ，２４ｂの回転を制御し、加工ヘッド１２とワーク６０とを相対的に移動させるように移動機構５０による移動を制御し、光学部品２４ａ，２４ｂの回転角度に基づいてレーザ光ＬＬの出射条件を変更するようにレーザ光源３０の出射出力を制御する制御部７０と、を備える。
【００６０】
そのために、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂの回転によるレーザ光の照射予定位置の曲線運動又は直線往復運動と、加工ヘッド１２とワーク６０との相対移動と、によって変わるレーザ光の出射位置の軌跡の範囲毎に、レーザ光の出射条件を変更することができる。その結果、レーザ加工装置１００によるレーザ加工では、既に加工した部分に重複してレーザ光を照射せず、意図しないレーザ加工を避けることができ、また、ワークに対するレーザ照射点の走査速度が好ましい部分のみの加工により品質の良いレーザ加工が可能となる。従って、良好な加工速度とレーザ照射が行える加工条件によりレーザ加工をすることができる。これにより、良好なレーザ溶接、レーザ焼き入れ、レーザマーキング、レーザクリニング、レーザアブレーション等の加工結果を得ることができる。
【００６１】
実施形態のレーザ加工装置１００においては、レーザ光の出射条件は、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂの回転角度が所定の回転角度の範囲内にある場合に、レーザ光源３０の出射出力を第１出力値に設定し、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂの回転角度が所定の回転角度の範囲外にある場合に、レーザ光源３０の出射出力を第１出力値よりも小さい第２出力値に又はオフに設定することである。そのために、走査速度が好ましいレーザ光によりレーザ加工をし、走査速度が不適当なレーザ光による影響を減少させることができる。
【００６２】
実施形態のレーザ加工装置１００においては、加工ヘッド１２がワーク６０に対して相対的に移動する相対移動方向Ｘ１に基づいて、レーザ光を照射する回転角度の範囲が変化する。具体的には、加工ヘッド１２の相対移動方向Ｘ１と出射光軸の回転走査方向Ｒ１とが略直交するときに、制御部７０は、レーザ光を第１出力値で出力する（図６Ａ〜図６Ｃ参照）ように、レーザ光源３０を制御する。そのために、加工ヘッド１２がワーク６０に対してどの方向に進んでも、一定品質のレーザ加工の実現が容易である。
【００６３】
加工ヘッド１２の相対移動方向Ｘ１と出射光軸の回転走査方向Ｒ１とが略平行な場合には、レーザ照射点の移動速度が速すぎたり遅過ぎたりするので、加工精度が落ち、加工ヘッド１２の相対移動方向Ｘ１と出射光軸の回転走査方向Ｒ１とが略直交する場合には、レーザ照射点の移動速度が良好で、加工精度が向上する点について、以下に補足説明する。
【００６４】
例えば、図４Ａを参照すると、軌跡Ｌ１のうち、加工ヘッド１２の相対移動方向Ｘ１とレーザ光の回転走査方向Ｒ１とが同方向に揃っている地点Ｐ１では、加工ヘッド１２の相対移動速度とレーザ光の回転走査速度との相乗効果により、レーザの走査速度が速くなる。これに対して、軌跡Ｌ１のうち、加工ヘッド１２の相対移動方向Ｘ１とレーザ光の回転走査方向Ｒ１とで方向が逆方向になっている地点Ｐ２では、加工ヘッド１２の相対移動速度とレーザ光の回転走査速度との相殺効果により、レーザの走査速度が遅くなる。従って、このように、加工ヘッド１２の相対移動速度とレーザ光の回転走査速度による相乗効果や相殺効果を生じる箇所を回避する。
【００６５】
これに対して、加工ヘッド１２の相対移動方向Ｘ１と出射光軸の回転走査方向Ｒ１とが略直交するときには、前述の相乗効果や相殺効果が少なく、レーザ照射点の移動速度が良好であり、加工精度が向上する。従って、このタイミングでレーザ加工に適したレーザ光の回転角度の範囲にレーザ光を第１出力値で照射して、ワーク６０を良好に加工することができる。なお、加工ヘッド１２の相対移動方向Ｘ１と出射光軸の回転走査方向Ｒ１とが略平行なときにレーザ光を増加又は減少させて照射するとしても、レーザ光を等間隔に照射するので、入熱量が過多又は過少になることは回避される。
【００６６】
実施形態のレーザ加工装置１００においては、制御部７０は、加工ヘッド１２をワーク６０に対して相対的に移動させる相対移動速度ｖと、出射光軸を曲線状に走査するときの接線速度ｒωとを合成した合成速度の絶対値に基づいて、レーザ光の照射条件を変更するようにレーザ光源３０の出射出力を制御する。そのため、加工ヘッド１２の相対移動速度ｖ及び出射光軸の接線速度ｒωに依存せずに単位長さ当たりの入熱量を一定にすることができ、入熱が過少又は過多になることを抑制することができる。
【００６７】
〔変形例１〕
変形例１に係るレーザ加工装置では、制御部７０は、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂを、互いに位相を保ちつつ、同じ回転数で同方向に回転させるように制御する。そのため、変形例１のレーザ加工装置によれば、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂの位相を保ちつつ回転させることで、位相のズレにより大きな円を作ることもでき、また、小さな円を作ることもできる。
【００６８】
〔変形例２〕
図７Ａは、変形例２に係るレーザ加工装置における加工ヘッド１２のワーク６０に対する相対移動方向Ｘ１とレーザ光の出射光軸を移動させる方向Ｙとの関係を示す概略図である。制御部７０は、第１モータ２５ａ及び第２モータ２５ｂを同じ回転数で逆方向に回転させることにより、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂを、同じ回転数で逆方向に回転させるように制御する。
【００６９】
そのため、レーザ光は、２枚の第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂに反射されてワーク６０上で直線往復運動をする。制御部７０は、加工ヘッド１２をワーク６０に対して相対的に移動させる相対移動方向Ｘ１（ワーク６０の送り方向）と、出射光軸を移動させる方向Ｙ１と、を垂直に設定する。レーザ光がワーク６０に描く軌跡は、Ｘ軸方向にジグザグに描かれる。このようなレーザ光を直線往復運動の中心部だけに照射する。これにより、良好なレーザ照射点の移動速度のみでレーザ加工を行い、高品質な加工結果を得ることができる。
【００７０】
〔変形例３〕
図７Ｂは、変形例３に係るレーザ加工装置における加工ヘッド１２をワーク６０に対して相対的に移動させる相対移動方向Ｘ１と、レーザ光の出射光軸を直線往復運動させる方向Ｙ２との関係を示す概略図である。図７Ｃは、変形例３に係るレーザ加工装置における加工ヘッド１２をワーク６０に対して相対的に移動させる相対移動方向Ｘ１と、レーザ光の出射光軸を直線往復運動させる方向Ｙ３との関係を示す概略図である。変形例３では、制御部７０は、加工ヘッド１２をワーク６０に対して相対的に移動させる相対移動方向Ｘ１と、出射光軸を直線往復運動させる方向とに基づいて、逆方向に回転する複数のミラー２４ａ、２４ｂの位相を変更するように制御する。なお、図７Ｂにおいて、軌跡の太線部分は、細線部分との区別のために、黒い四角形と白い四角形とが交互に配列した太線で示されている。
【００７１】
制御部７０は、前記位相を変更することにより、図７Ｂに示されるように、加工ヘッド１２がワーク６０に対して相対的に移動する相対移動方向Ｘ１と、レーザ光の出射光軸を移動させる方向Ｙ２とが４５°となるように、加工ヘッド１２を制御する。これにより、レーザ光の軌跡をワーク６０に描くことができる。また、制御部７０は、前記位相を更に変更することにより、図７Ｃに示されるように、加工ヘッド１２がワーク６０に対して相対的に移動する相対移動方向Ｘ１と、レーザ光の出射光軸を移動させる方向Ｙ３とが１１．２５°となるように、加工ヘッド１２を制御する。これにより、レーザ光の軌跡をワーク６０に描くことができる。
【００７２】
そのため、加工ヘッド１２の相対移動方向と、レーザ光の出射光軸の直線往復運動の方向とを合わせることができる。
【００７３】
〔変形例４〕
変形例４に係るレーザ加工装置では、制御部７０は、加工ヘッド１２をワーク６０に対して相対的に移動させる相対移動速度と、出射光軸を曲線状に走査するときの接線速度とに基づいて、第１ミラー２４ａ及び第２ミラー２４ｂの回転数を変化させるように制御する。
【００７４】
そのため、レーザで走査する速度が変わっても、照射ピッチは変わらない。すなわち、加工ヘッド１２の相対移動速度が速いときには、レーザ光の出射光軸を速く回転させ、一方、加工ヘッド１２の相対移動速度が遅いときには、レーザ光の出射光軸を遅く回転させることができる。
【００７５】
〔変形例５〕
図８Ａは、変形例５に係るレーザ加工装置において狭いレーザ加工幅が入力されたときのレーザ光の軌跡を示す概略図である。図８Ｂは、広いレーザ加工幅が入力されたときのレーザ光の軌跡を示す概略図である。図９Ａは、変形例５に係るレーザ加工装置におけるレーザ加工幅が狭く設定されたときのレーザ照射点の接線速度と時間との関係を示すグラフである。図９Ｂは、レーザ加工幅が広く設定されたときのレーザ照射点の接線速度と時間との関係を示すグラフである。
【００７６】
ここで、図５Ｂ、図５Ｃを参照しつつ、レーザ光のレーザ照射点ｐが、ＸＹ座標平面上で、（ｒ，０）をt＝０で出発して、角速度ωで回転し、速度（ｖ，０）で移動するときを想定する。
レーザ照射点ｐの時刻ｔにおける円の中心からのベクトルは、（ｒ＊ｃｏｓ（ωt），ｒ＊sｉｎ（ωt））なので、位置p（t）は、次式で表される。
p（t）＝（ｖｔ＋ｒ＊ｃｏｓ（ωｔ），ｒ＊ｓｉｎ（ωｔ））
この式を時刻ｔで一階微分すると速度ベクトルとなり、次式が成り立つ。
ｐ’（ｔ）＝（ｖ−ｒω＊ｓｉｎ（ωｔ），ｒω＊ｃｏｓ（ωｔ））
この絶対値が照射点の実際の走査速度となるので、この照射点の実際の走査速度をＶとすると次式が成り立つ。
Ｖ２＝ｖ２−２ｖｒω＊ｓｉｎ（ωt）＋ｒ２ω２＊ｓｉｎ２（ωｔ）＋ｒ２ω２＊ｃｏｓ２（ωｔ）
∴  Ｖ２＝ｖ２−２ｖｒω＊ｓｉｎ（ωt）＋ｒ２ω２・・・（１）
【００７７】
図５Ｂのレーザ照射点ｐ１の位置では、ωt＝π／２となり、
Ｖ２＝ｖ２−２ｖｒω＋ｒ２ω２となり、照射点の実際の走査速度Ｖが最小になる。
図５Ｂのレーザ照射点ｐ２の位置では、ωt＝３π／２となり、
Ｖ２＝ｖ２＋２ｖｒω＋ｒ２ω２となり、照射点の実際の走査速度Ｖが最大になる。
図５Ｂのレーザ照射点ｐ３、ｐ４の位置では、ωt＝０、πとなり、
Ｖ２＝ｖ２＋ｒ２ω２・・・（２）
となり、（２）式におけるＶは、照射点の実際の走査速度の平均になる。
【００７８】
半径の２倍、すなわち２ｒが、レーザを照射する軌跡の振幅、言い換えればレーザ加工幅となる。レーザ加工幅を変えても、すなわちrを大小させても、走査速度の平均Ｖと加工ヘッド１２の相対移動速度ｖを変化させないようにするには、ｒからωを計算すればよく、このとき所望のレーザ加工幅から、角速度ω及び半径ｒを計算することができる。
【００７９】
例えば、図８Ａの狭い加工幅（２ｒ１）が入力された場合には、上記（２）式から、ｒが小さければωが大きくなり、ｒが大きければωが小さくなる。そして、周期と角速度には、Ｔ＝２π／ωなる関係があるので、ωが大きければＴが小さくなり、ωが小さければＴが大きくなる。従って、ｒが小さければ、ωが大きく、Ｔが小さく、一方、ｒが大きければ、ωが小さく、Ｔが大きい。
【００８０】
このことから、図８Ａに示されるように、狭いレーザ加工幅２ｒ１のレーザを出射する場合には、図９Ａに示されるように、レーザの出射光軸の周期Ｔ１が小さく設定される。図８Ｂに示されるように、広いレーザ加工幅２ｒ２のレーザを出射する場合には、図９Ｂに示されるように、レーザの出射光軸の周期Ｔ２が大きく設定される。
そして、このとき、加工ヘッド１２の相対移動の方向に直交してレーザ光が走査される部分では、つまりωtが０、π、２π、３π．．．ｎπ（ｎは整数）となる近傍では、レーザ加工幅によらず、（２）式のとおり、レーザ光の走査速度Ｖを変えずにレーザ加工が可能であることを示している。
【００８１】
なお、これは、一例であって、ピッチ及び接線速度を保ってレーザ加工幅を変更するなどが可能である。
【００８２】
変形例５の構成によれば、レーザ加工幅を指定することで、レーザ光の曲線運動又は直線往復運動の振幅の大きさが自動的に計算されて設定される。オペレータはレーザ加工幅を指定するだけでよい。
【００８３】
また、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である（前述の変形例１〜５を含む）。
【００８４】
例えば、図１０Ａのように、前述した加工ヘッド１２の第１ミラー２４ａ、第２ミラー２４ｂ、第１モータ２５ａ、第２モータ２５ｂに代えて、１個のミラー２４ｃ、１個のモータ２５ｃが用いられてもよい。ミラー２４ｃ及びモータ２５ｃは、回転軸Ｗ３のまわりを回転する。このような構成であっても、前述した図４と同様な軌跡のレーザ光を照射することができる。つまり、光学部品の個数は、１個でもよく、複数個であってもよい。
【００８５】
図１０Ｂのように、前述した加工ヘッド１２の第１ミラー２４ａ、第２ミラー２４ｂに代えて、レーザ光を透過可能な光学部品として第１プリズム２４１、第２プリズム２４２が用いられてもよい。第１プリズム２４１、第２プリズム２４２には、例えば、一方の面が光軸に直交する面であり、他方の面が光軸に直交する面に対して傾斜する面のものが用いられてもよい。さらに、図１０Ｃのように、前述した加工ヘッド１２の第１ミラー２４ａ、第２ミラー２４ｂに代えて、レーザ光を透過可能な光学部品として第１平板レンズ２４３、第２平板レンズ２４４が用いられていてもよい。
【００８６】
移動機構は、加工ヘッドと被加工物とを相対的に移動可能であれば、被加工物を移動させるものであってもよく、また、加工ヘッド及び被加工物の両方を移動させるものであってもよい。
レーザ光を集光する集光光学系の後に、回転軸まわりに回転可能な光学部品が配置され、集光光学系により集光されたレーザ光を、光学部品より反射又は透過させる構成であってもよい。
また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において各実施形態及び各変形例を適宜組合せてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１２    加工ヘッド
２１    第１レンズ
２２    第２レンズ
２３    第３レンズ（集光光学系）
２４ａ  第１ミラー（光学部品）
２４ｂ  第２ミラー（光学部品）
２５ａ  第１モータ
２５ｂ  第２モータ
３０    レーザ光源
５０    移動機構
５２    Ｘ軸方向ガイド
５３    Ｙ軸方向ガイド
６０    ワーク（被加工物）
７０    制御部
１００  レーザ加工装置
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３    軌跡
ＬＬ  レーザ光
Ｒ１  回転走査方向
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３  回転軸
Ｘ１    相対移動方向
【図１】
2019141868.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2019141868.tif 000007
【図３Ｃ】
2019141868.tif 000008
【図４Ａ】
2019141868.tif 000009
【図４Ｂ】
2019141868.tif 000010
【図４Ｃ】
2019141868.tif 000011
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2019141868.tif 000013
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
2019141868.tif 000015
【図６Ａ】
2019141868.tif 000016
【図６Ｂ】
2019141868.tif 000017
【図６Ｃ】
2019141868.tif 000018
【図６Ｄ】
2019141868.tif 000019
【図７Ａ】
2019141868.tif 000020
【図７Ｂ】
2019141868.tif 000021
【図７Ｃ】
2019141868.tif 000022
【図８Ａ】
2019141868.tif 000023
【図８Ｂ】
2019141868.tif 000024
【図９Ａ】
2019141868.tif 000025
【図９Ｂ】
2019141868.tif 000026
【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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