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(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】2024-10-07
(45)【発行日】2024-10-16
(54)【発明の名称】レーザ旋回装置、レーザ加工装置および加工方法
(51)【国際特許分類】
B23K 26/082 20140101AFI20241008BHJP
B23K 26/064 20140101ALI20241008BHJP
【ＦＩ】
B23K26/082
B23K26/064 G
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2022168034
(22)【出願日】2022-10-20
(65)【公開番号】P2024060649
(43)【公開日】2024-05-07
【審査請求日】2024-01-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110004347
【氏名又は名称】弁理士法人大場国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100100077
【弁理士】
【氏名又は名称】大場 充
(74)【代理人】
【識別番号】100136010
【弁理士】
【氏名又は名称】堀川 美夕紀
(74)【代理人】
【識別番号】100130030
【弁理士】
【氏名又は名称】大竹 夕香子
(74)【代理人】
【識別番号】100203046
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 聖子
(72)【発明者】
【氏名】呉屋 真之
(72)【発明者】
【氏名】成田 竜一
【審査官】山下 浩平
(56)【参考文献】
【文献】特表２００１－５１６６４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－２４２７７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１９０６８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－０６５６９３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ２６／００ － ２６／７０
Ｇ０２Ｂ ２６／１０ － ２６／１２
Ｇ０２Ｂ ６／３５、２６／００ － ２６／０８
Ｇ０２Ｂ ９／００ － １７／０８、
２１／０２ － ２１／０４、
２５／００ － ２５／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
入射されるレーザ光を旋回させるレーザ旋回装置であって、入射される前記レーザ光を光軸に対して屈折させる前記レーザ光の第１入射面と第１出射面を有する第１ウェッジプリズムと、
前記第１ウェッジプリズムを透過した前記レーザ光を前記光軸の周りに回転させるダブプリズムと、
前記第１ウェッジプリズムを前記光軸の周りに回転させる第１ウェッジプリズム回転機構と、
前記ダブプリズムを前記光軸の周りに回転させるダブプリズム回転機構と、を備え、
前記第１ウェッジプリズムと前記ダブプリズムの間に、入射される前記レーザ光を前記光軸に対して屈折させる、前記レーザ光の第２入射面と第２出射面を有する第２ウェッジプリズムを備え、
前記第２ウェッジプリズムは、前記光軸の周りの回転が不能とされ、
前記第１入射面は前記光軸に対して直交するか１°未満に傾き、前記第１出射面は出射する前記レーザ光を屈折させる傾きを有し、
前記第２入射面は前記第１ウェッジプリズムから出力される前記レーザ光を屈折させる傾きを有し、前記第２出射面は前記光軸に対して直交するか１°未満に傾いている、レーザ旋回装置。
【請求項2】
前記第１ウェッジプリズムよりも前記レーザ光が入射される前側に設けられ、入射される前記レーザ光を前記光軸に対して屈折させる第３ウェッジプリズムと、前記第３ウェッジプリズムを前記光軸の周りに回転させる第３ウェッジプリズム回転機構と、を備える請求項１に記載のレーザ旋回装置。
【請求項3】
レーザ光を出力するレーザ発振器と、前記レーザ光を旋回させつつ加工対象物に向けて照射する照射ヘッドと、を備え、
前記照射ヘッドは、
前記レーザ光を前記加工対象物に対して旋回させるレーザ旋回部と、
前記レーザ旋回部で旋回された前記レーザ光を集光させる集光光学系と、を備え、
前記レーザ旋回部は、
入射される前記レーザ光を光軸に対して屈折させる前記レーザ光の第１入射面と第１出射面を有する第１ウェッジプリズムと、
前記第１ウェッジプリズムを透過した前記レーザ光を前記光軸の周りに回転させるダブプリズムと、
前記第１ウェッジプリズムと前記ダブプリズムの間に、前記光軸の周りの回転が不能とされ、入射される前記レーザ光を前記光軸に対して屈折させる、前記レーザ光の第２入射面と第２出射面を有する第２ウェッジプリズムと、
前記第１ウェッジプリズムを前記光軸の周りに回転させる第１ウェッジプリズム回転機構と、
前記ダブプリズムを前記光軸の周りに回転させるダブプリズム回転機構と、を備え、
前記第１入射面は前記光軸に対して直交するか１°未満に傾き、前記第１出射面は出射する前記レーザ光を屈折させる傾きを有し、
前記第２入射面は前記第１ウェッジプリズムから出力される前記レーザ光を屈折させる傾きを有し、前記第２出射面は前記光軸に対して直交するか１°未満に傾いている、レーザ加工装置。
【請求項4】
前記レーザ旋回部は、前記第１ウェッジプリズムよりも前記レーザ光が入射される前側に設けられ、入射される前記レーザ光を前記光軸に対して屈折させる第３ウェッジプリズムと、
前記第３ウェッジプリズムを前記光軸の周りに回転させる第３ウェッジプリズム回転機構と、を備える請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項5】
前記レーザ発振器から出力される前記レーザ光のすそ野の一部を遮断して前記照射ヘッドに向けて出射するアパーチャを備える、請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項6】
請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置を用いて、前記加工対象物に前記レーザ光を照射して加工処理を行う加工方法であって、前記加工対象物を加工する際中に、
前記ダブプリズム回転機構により前記ダブプリズムが連続的に回転される、加工方法。
【請求項7】
前記加工対象物を加工するのに先立って、前記第１ウェッジプリズム回転機構により前記第１ウェッジプリズムが所定の相対角度に設定され、
前記加工対象物を加工する際中に、前記第１ウェッジプリズムが所定の前記相対角度に維持される、請求項６に記載の加工方法。
【請求項8】
前記加工対象物に照射される前記レーザ光は所定の旋回径で旋回し、前記第１ウェッジプリズムの前記相対角度と前記旋回径とが対応付けられた相関情報に基づいて、所定の前記相対角度が設定される、請求項７に記載の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、加工対象物にレーザ光（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）を照射して加工を行う加工装置に関し、特にレーザ加工装置に好適に用いられる光学系統に関する。
【背景技術】
【0002】
レーザ光を照射して加工対象物を加工する加工装置が広く知られている。加工の一形態として、レーザ光で円形の軌跡を描きながら加工対象物を穿孔することが、特許文献１および特許文献２に開示されている。特許文献１および特許文献２は、ダブプリズム（Dove Prism）を用いてレーザ光を回転させることで、円形の軌跡を描く。特許文献１および特許文献２は、ダブプリズムへのレーザ光の入射角度を制御するのにウェッジプリズム（Wedge Prism）を用いている。ウェッジプリズムは、一方面が他方の面に対して小さい角度で傾斜しているプリズムであり、光を微小な角度で偏角することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特表２００８－５４３５７６号公報
【文献】中国実用新案登録２１３７０２２４８（Ｕ）号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
レーザ光の円形の軌跡の径は、ダブプリズムへのレーザ光の入射角度で制御される。ダブプリズムは、ダブプリズム自体が一回転する間に、レーザ光が２回転する特徴があり、高速回転に適している。特許文献１および特許文献２は、直径を軸にしてウェッジプリズムを傾転することで入射角度を制御する。ところが、ダブプリズムへのレーザ光の入射角度の変化に対する軌跡の径の変化が大きいため、ウェッジプリズムを傾転させると、傾転の角度のばらつきに対する軌跡の径の変化が大きいために、例えば１度以下の微小な範囲の入射角度を再現性良く制御する必要があるが、従来の構成では再現性良く円形の軌跡の径を制御することが難しい。
【0005】
以上より、本開示は、タブプリズムへのレーザ光の微小な入射角度の制御が容易にでき、レーザ光の円形の軌跡の径を再現性良く制御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】
【0006】
入射されるレーザ光を旋回させる本開示のレーザ旋回装置は、入射されるレーザ光を光軸に対して屈折させる第１ウェッジプリズムと、第１プリズムを透過したレーザ光を光軸の周りに回転させるダブプリズムと、第１ウェッジプリズムを光軸の周りに回転させる第１ウェッジ回転機構と、ダブプリズムを光軸の周りに回転させるダブ回転機構と、を備える。
【0007】
本開示に係るレーザ加工装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器と、レーザ光を旋回させつつ加工対象物に向けて照射する照射ヘッドと、を備える。
照射ヘッドは、レーザ光を加工対象物に対して旋回させるレーザ旋回部と、レーザ旋回部で旋回されたレーザ光を集光させる集光光学系と、を備える。
レーザ旋回部は、入射されるレーザ光を光軸に対して屈折させる第１ウェッジプリズムと、第１ウェッジプリズムを透過したレーザ光を光軸の周りに回転させるダブプリズムと、第１ウェッジプリズムを光軸の周りに回転させる第１ウェッジプリズム回転機構と、ダブブプリズムを光軸の周りに回転させるダブプリズム回転機構と、を備える。
照射ヘッドは、レーザ光を加工対象物に対して旋回させるレーザ旋回部と、レーザ旋回部で旋回されたレーザ光を集光させる集光光学系と、を備える。
レーザ旋回部は、入射されるレーザ光を光軸に対して屈折させる第１ウェッジプリズムと、第１ウェッジプリズムを透過したレーザ光を光軸の周りに回転させるダブプリズムと、第１ウェッジプリズムを光軸の周りに回転させる第１ウェッジプリズム回転機構と、ダブブプリズムを光軸の周りに回転させるダブプリズム回転機構と、を備える。
【0008】
本開示のレーザ加工装置を用いて加工対象物にレーザ光を照射して加工処理を行う本開示の加工方法は、加工対象物を加工する際中に、ダブプリズム回転機構によりダブプリズムが連続的に回転される。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、タブプリズムへのレーザ光の微小な入射角度の制御が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第１実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す図である。
【図2】レーザ光の旋回を説明する図である。
【図3】第１ウェッジプリズム４１の相対角度θ（度）と旋回径Ｒとが対応付けられた相関情報の一例を示す図である。
【図4】第２実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す図である。
【図5】第３実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す図である。
【図6】第４実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、添付図面を参照しながら、実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
レーザ加工装置１は、図１に示すように、レーザ光を出力するレーザ発振器１０と、レーザ発振器１０から出力されるレーザ光を旋回させつつ加工対象物Ｗに向けて照射する照射ヘッド２０と、を備える。また、レーザ加工装置１は、レーザ発振器１０および照射ヘッド２０の動作を制御するコントローラ１００を備える。
レーザ発振器１０と照射ヘッド２０の間には、レーザ発振器１０から出力されたレーザを照射ヘッド２０へ案内する案内光学系１５としての光ファイバが設けられる。この案内光学系１５は、一方の端部がレーザ発振器１０のレーザ出射口と接続され、他方の端部が照射ヘッド２０のレーザ入射端と接続される。
〔第１実施形態〕
レーザ加工装置１は、図１に示すように、レーザ光を出力するレーザ発振器１０と、レーザ発振器１０から出力されるレーザ光を旋回させつつ加工対象物Ｗに向けて照射する照射ヘッド２０と、を備える。また、レーザ加工装置１は、レーザ発振器１０および照射ヘッド２０の動作を制御するコントローラ１００を備える。
レーザ発振器１０と照射ヘッド２０の間には、レーザ発振器１０から出力されたレーザを照射ヘッド２０へ案内する案内光学系１５としての光ファイバが設けられる。この案内光学系１５は、一方の端部がレーザ発振器１０のレーザ出射口と接続され、他方の端部が照射ヘッド２０のレーザ入射端と接続される。
【0012】
［レーザ発振器１０：図１を参照］
レーザ発振器１０は、レーザ光ＬＢを出力する装置であり、例えば、光ファイバを媒質としてレーザ光ＬＢを出力するファイバレーザ出力装置、または、短パルスのレーザ光ＬＢを出力する短パルスレーザ出力装置などが用いられる。
ファイバレーザ出力装置としては、例えば、ファブリペロー型ファイバレーザ出力装置やリング型ファイバレーザ出力装置を用いることができ、これらの出力装置が励起されることによりレーザ光ＬＢが発振される。ファイバレーザ出力装置のファイバは、例えば、エルビウム（Ｅｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属元素が添加されたシリカガラスを用いることができる。
短パルスレーザ出力装置としては、レーザ光ＬＢの発振源として例えば、チタンサファイアレーザを用いることができ、パルス幅が１００ピコ秒以下のパルスを発振することができる。また、ＹＡＧレーザ（Yttrium Aluminum Garnet）やＹＶＯ４レーザ等のナノ秒オーダーパルス発振をするレーザ光ＬＢも使用可能である。
レーザ発振器１０は、レーザ光ＬＢを出力する装置であり、例えば、光ファイバを媒質としてレーザ光ＬＢを出力するファイバレーザ出力装置、または、短パルスのレーザ光ＬＢを出力する短パルスレーザ出力装置などが用いられる。
ファイバレーザ出力装置としては、例えば、ファブリペロー型ファイバレーザ出力装置やリング型ファイバレーザ出力装置を用いることができ、これらの出力装置が励起されることによりレーザ光ＬＢが発振される。ファイバレーザ出力装置のファイバは、例えば、エルビウム（Ｅｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属元素が添加されたシリカガラスを用いることができる。
短パルスレーザ出力装置としては、レーザ光ＬＢの発振源として例えば、チタンサファイアレーザを用いることができ、パルス幅が１００ピコ秒以下のパルスを発振することができる。また、ＹＡＧレーザ（Yttrium Aluminum Garnet）やＹＶＯ４レーザ等のナノ秒オーダーパルス発振をするレーザ光ＬＢも使用可能である。
【0013】
［照射ヘッド２０：図１を参照］
照射ヘッド２０は、コリメート光学系３０と、レーザ旋回部４０と、集光光学系５０と、撮像カメラ６０と、を含む。照射ヘッド２０のこれらの要素は、案内光学系１５から出力されるレーザ光ＬＢの光路において、上流側から下流側に向かって、コリメート光学系３０、レーザ旋回部４０、および集光光学系５０の順で配置される。照射ヘッド２０は、案内光学系１５から出力されたレーザ光ＬＢを図１においては図示が省略される加工対象物Ｗに向けて照射する。
照射ヘッド２０は、コリメート光学系３０と、レーザ旋回部４０と、集光光学系５０と、撮像カメラ６０と、を含む。照射ヘッド２０のこれらの要素は、案内光学系１５から出力されるレーザ光ＬＢの光路において、上流側から下流側に向かって、コリメート光学系３０、レーザ旋回部４０、および集光光学系５０の順で配置される。照射ヘッド２０は、案内光学系１５から出力されたレーザ光ＬＢを図１においては図示が省略される加工対象物Ｗに向けて照射する。
【0014】
［コリメート光学系３０：図１を参照］
コリメート光学系３０は、案内光学系１５のレーザ光ＬＢが出射される端面に対向して配置される。つまり、コリメート光学系３０は、案内光学系１５とレーザ旋回部４０との間に配置される。コリメート光学系３０は、図示を省略するが、複数のコリメートレンズを備えており、案内光学系１５から出力されたレーザ光ＬＢをコリメート（collimate）光とし、第１反射ミラー３５を介してレーザ旋回部４０に向けて出射する。コリメート（collimate）光とは、いずれの光線も他の全ての光線と平行になっている光束をいう。第１反射ミラー３５は、一例として銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などの熱伝導性に優れた金属製ミラーが適用される。金属製ミラーの反射面には、金（Ａｕ）、誘電体多層膜による表面被覆を施すことができる。なお、光学系についてはレンズの記載を省略して、矩形の破線で示している。
コリメート光学系３０は、案内光学系１５のレーザ光ＬＢが出射される端面に対向して配置される。つまり、コリメート光学系３０は、案内光学系１５とレーザ旋回部４０との間に配置される。コリメート光学系３０は、図示を省略するが、複数のコリメートレンズを備えており、案内光学系１５から出力されたレーザ光ＬＢをコリメート（collimate）光とし、第１反射ミラー３５を介してレーザ旋回部４０に向けて出射する。コリメート（collimate）光とは、いずれの光線も他の全ての光線と平行になっている光束をいう。第１反射ミラー３５は、一例として銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）などの熱伝導性に優れた金属製ミラーが適用される。金属製ミラーの反射面には、金（Ａｕ）、誘電体多層膜による表面被覆を施すことができる。なお、光学系についてはレンズの記載を省略して、矩形の破線で示している。
【0015】
［レーザ旋回部４０：図１、図２、図３を参照］
レーザ旋回部４０は、レーザビームＬＢの中心である光軸ＯＡの周りにレーザ光ＬＢを回転させて、図２に示すように、加工対象物Ｗに照射レーザ、つまりレーザ光ＬＢの照射位置ＩＰを旋回させる。旋回径Ｒは、図２に示すように、光軸ＯＡから加工対象物Ｗに照射されるレーザ光ＬＢの照射位置ＩＰまでの距離であって、加工対象物Ｗに照射されるレーザ光ＬＢが光軸ＯＡの周りに旋回する半径のことをいう。
レーザ旋回部４０は、第１ウェッジプリズム（Wedge Prism）４１と、ダブプリズム（Dove Prism）４５と、第１ウェッジプリズム回転機構４２と、ダブプリズム回転機構４７と、を有する。
レーザ旋回部４０は、レーザビームＬＢの中心である光軸ＯＡの周りにレーザ光ＬＢを回転させて、図２に示すように、加工対象物Ｗに照射レーザ、つまりレーザ光ＬＢの照射位置ＩＰを旋回させる。旋回径Ｒは、図２に示すように、光軸ＯＡから加工対象物Ｗに照射されるレーザ光ＬＢの照射位置ＩＰまでの距離であって、加工対象物Ｗに照射されるレーザ光ＬＢが光軸ＯＡの周りに旋回する半径のことをいう。
レーザ旋回部４０は、第１ウェッジプリズム（Wedge Prism）４１と、ダブプリズム（Dove Prism）４５と、第１ウェッジプリズム回転機構４２と、ダブプリズム回転機構４７と、を有する。
【0016】
［第１ウェッジプリズム４１］
第１ウェッジプリズム４１は、レーザ光ＬＢを屈折させて、光軸ＯＡに対して傾ける。旋回径Ｒは、第１ウェッジプリズム４１をその光軸ＯＡを中心にして回転させることにより変えることができる。つまり、ウェッジプリズム４１の光軸ＯＡを中心にした回転角度（相対角度）を制御することにより、加工対象物Ｗの加工に要求される旋回径Ｒを得ることができる。
第１ウェッジプリズム４１は、レーザ光ＬＢを屈折させて、光軸ＯＡに対して傾ける。旋回径Ｒは、第１ウェッジプリズム４１をその光軸ＯＡを中心にして回転させることにより変えることができる。つまり、ウェッジプリズム４１の光軸ＯＡを中心にした回転角度（相対角度）を制御することにより、加工対象物Ｗの加工に要求される旋回径Ｒを得ることができる。
【0017】
第１ウェッジプリズム４１は、レーザ光ＬＢが入射される入射面４１Ａと、レーザ光ＬＢが出射される出射面４１Ｂと、を有する。入射面４１Ａは、光軸ＯＡに対して直交するか僅かに傾く平坦面である。入射面４１Ａは、傾く場合、光軸ＯＡに対する傾きが例えば１°未満である。つまり、入射面４１Ａは、案内光学系１５から出力されたレーザ光ＬＢが入射する時、入射面４１Ａで反射するレーザ光ＬＢを光軸ＯＡからずらすことができる。これにより、第１ウェッジプリズム４１は、入射面４１Ａから案内光学系１５に向かって反射するレーザの反射量を抑え、レーザ発振器１０の出射口に向かって反射するレーザの量を抑制することができる。
【0018】
出射面４１Ｂは、出射するレーザ光ＬＢを屈折させる傾きの平坦面である。これにより、第１ウェッジプリズム４１は、案内光学系１５から出力されたレーザ光ＬＢを光軸ＯＡに対して傾けることができる。
【0019】
［第１ウェッジプリズム回転機構４２］
第１ウェッジプリズム回転機構４２は、第１ウェッジプリズム４１を保持しかつ光軸ＯＡを中心にして回転させる。第１ウェッジプリズム回転機構４２は、一例として、第１ウェッジプリズム４１を保持する中空ロータと、中空ロータに対向配置された中空ステータと、を有する中空モータを備え。第１ウェッジプリズム回転機構４２は、第１ウェッジプリズム４１との間に中空のスピンドルを介在させることもできる。以上は、第２ウェッジプリズム回転機構４４においても同様に当てはまる。
第１ウェッジプリズム回転機構４２は、第１ウェッジプリズム４１を保持しかつ光軸ＯＡを中心にして回転させる。第１ウェッジプリズム回転機構４２は、一例として、第１ウェッジプリズム４１を保持する中空ロータと、中空ロータに対向配置された中空ステータと、を有する中空モータを備え。第１ウェッジプリズム回転機構４２は、第１ウェッジプリズム４１との間に中空のスピンドルを介在させることもできる。以上は、第２ウェッジプリズム回転機構４４においても同様に当てはまる。
【0020】
また、第１ウェッジプリズム回転機構４２は、回転部（中空ロータ）と固定部（中空ステータ）との相対的な位置、回転数を検出するエンコーダを備えることができる。エンコーダは、回転部側に固定される識別子と、固定部側に固定され、識別子を検出する検出部と、を有する。エンコーダは、検出部で識別子を検出することで、上記回転部の相対的な位置（角度）を検出することができる。エンコーダは、検出した回転部の回転数および回転位置（位相角）の情報を制御装置に出力する。また、エンコーダとしては、例えば、回転位置（位相角）を数千分の一度（０．００１度以下）の分解能で検出する検出機器を用いることが好ましい。ダブプリズム回転機構４７についても、同様のエンコーダを設けることができる。
【0021】
［ダブプリズム４６］
ダブプリズム４６は、四角柱の両端を斜めに切断した形状を有し、その縦断面は等脚台形をしており、両端の傾斜面が入射する光の光軸ＯＡに垂直な面に対して対称となっている。このダブプリズム４６を透過するレーザ光ＬＢは反転してから出射されるので、入射する光の光軸ＯＡを中心にある角度だけ回転させると、出射する光はその光軸ＯＡのまわりに回転角度の２倍だけ回転する性質を有している。
ダブプリズム４６は、レーザ光ＬＢが入射される入射面４６Ａと、レーザ光ＬＢが出射される出射面４６Ｂと、を有する。レーザ光ＬＢがダブプリズム４６の入射面４６Ａに特定の角度で入射したとき、レーザ光ＬＢはダブプリズム４６が１回転する間に同一直径、つまり旋回径Ｒの２つの同心円を描くことができる。
ダブプリズム４６は、四角柱の両端を斜めに切断した形状を有し、その縦断面は等脚台形をしており、両端の傾斜面が入射する光の光軸ＯＡに垂直な面に対して対称となっている。このダブプリズム４６を透過するレーザ光ＬＢは反転してから出射されるので、入射する光の光軸ＯＡを中心にある角度だけ回転させると、出射する光はその光軸ＯＡのまわりに回転角度の２倍だけ回転する性質を有している。
ダブプリズム４６は、レーザ光ＬＢが入射される入射面４６Ａと、レーザ光ＬＢが出射される出射面４６Ｂと、を有する。レーザ光ＬＢがダブプリズム４６の入射面４６Ａに特定の角度で入射したとき、レーザ光ＬＢはダブプリズム４６が１回転する間に同一直径、つまり旋回径Ｒの２つの同心円を描くことができる。
【0022】
［ダブプリズム回転機構４７］
ダブプリズム回転機構４７は、ダブプリズム４６を保持しかつ光軸ＯＡを中心にして回転させる。ダブプリズム回転機構４７は、第１ウェッジプリズム回転機構４２と同様の構成を備えていれば足りる。
ダブプリズム回転機構４７は、ダブプリズム４６を保持しかつ光軸ＯＡを中心にして回転させる。ダブプリズム回転機構４７は、第１ウェッジプリズム回転機構４２と同様の構成を備えていれば足りる。
【0023】
［集光光学系５０：図１］
集光光学系５０は、図示を省略するが複数のレンズを有しており、この複数のレンズにより、レーザ旋回部４０から照射されたレーザ光ＬＢを集光し、所定の焦点距離、焦点深度となるレーザ光ＬＢを形成する。集光光学系５０は、加工対象物Ｗに所定のスポット径のレーザ光ＬＢを照射する。
集光光学系５０は、図示を省略するが複数のレンズを有しており、この複数のレンズにより、レーザ旋回部４０から照射されたレーザ光ＬＢを集光し、所定の焦点距離、焦点深度となるレーザ光ＬＢを形成する。集光光学系５０は、加工対象物Ｗに所定のスポット径のレーザ光ＬＢを照射する。
【0024】
レーザ旋回部４０から出力されるレーザ光ＬＢは、第２反射ミラー３７と第３反射ミラー３９で反射される。第２反射ミラー３７はハーフミラーからなる。第２反射ミラー３７は、レーザ旋回部４０から受けたレーザ光ＬＢを集光光学系５０に向けて透過させるのに加えて、第３反射ミラー３９に向けて反射させる。第３反射ミラー３９で反射されるレーザ光ＬＢにより加工対象物Ｗの加工部位を撮像カメラ６０で撮像可能とする。
【0025】
［撮像カメラ６０：図１］
撮像カメラ６０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ等を有するカメラである。撮像カメラ６０は、レーザ光ＬＢの照射位置ＩＰや旋回径Ｒなどを撮像し、この撮像した画像から画像データを生成し、コントローラ１００に画像データを出力する。撮像カメラ６０は、光軸ＯＡと同軸上に配置される。
撮像カメラ６０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ等を有するカメラである。撮像カメラ６０は、レーザ光ＬＢの照射位置ＩＰや旋回径Ｒなどを撮像し、この撮像した画像から画像データを生成し、コントローラ１００に画像データを出力する。撮像カメラ６０は、光軸ＯＡと同軸上に配置される。
【0026】
［コントローラ１００：図１，図３］
コントローラ１００は、レーザ発振器１０および照射ヘッド２０に接続され、各部の動作を制御する。コントローラ１００は、例えば、レーザ発振器１０から出力されるレーザの各種条件を制御したり、図示を省略する照射ヘッド２０の移動機構の動作を制御して照射ヘッド２０の加工対象物Ｗに対する位置を調整したりする。また、コントローラ１００は、加工対象物Ｗの仕様（材質、厚み等）や加工処理の条件から熱影響層の許容厚みを検出して設定したり、照射ヘッド２０から加工対象物Ｗに照射されるレーザ光ＬＢの旋回径Ｒを制御したりする。
コントローラ１００は、レーザ発振器１０および照射ヘッド２０に接続され、各部の動作を制御する。コントローラ１００は、例えば、レーザ発振器１０から出力されるレーザの各種条件を制御したり、図示を省略する照射ヘッド２０の移動機構の動作を制御して照射ヘッド２０の加工対象物Ｗに対する位置を調整したりする。また、コントローラ１００は、加工対象物Ｗの仕様（材質、厚み等）や加工処理の条件から熱影響層の許容厚みを検出して設定したり、照射ヘッド２０から加工対象物Ｗに照射されるレーザ光ＬＢの旋回径Ｒを制御したりする。
【0027】
コントローラ１００は、旋回径Ｒを制御するために、第１ウェッジプリズム４１の相対角度θ（度）と旋回径Ｒとが対応付けられた相関情報を保持する。図３はその一例であり、この例は相対角度θが０度から９０度までの範囲が示されている。図３に示される相関情報からも明らかなように、第１ウェッジプリズム４１を回転させることにより、任意の旋回径Ｒを緻密に設定できる。
【0028】
［加工手順］
レーザ加工装置１を用いて加工対象物Ｗを加工する手順の一例を説明する。
ＳＴＥＰ１：旋回径Ｒｎ、相対角度θｎの設定
レーザ加工に先立って、例えばコントローラ１００に加工対象物Ｗの加工に要求される特定の旋回径Ｒｎを入力する。コントローラ１００は入力された旋回径Ｒｎと図３に示される相関情報を対比することで、旋回径Ｒｎの加工に必要な第１ウェッジプリズム４１の相対角度θｎを特定する。コントローラ１００は、相対角度θｎを特定したならば、第１ウェッジプリズム４１が相対角度θｎとなるように第１ウェッジプリズム回転機構４２を回転駆動させる。
レーザ加工装置１を用いて加工対象物Ｗを加工する手順の一例を説明する。
ＳＴＥＰ１：旋回径Ｒｎ、相対角度θｎの設定
レーザ加工に先立って、例えばコントローラ１００に加工対象物Ｗの加工に要求される特定の旋回径Ｒｎを入力する。コントローラ１００は入力された旋回径Ｒｎと図３に示される相関情報を対比することで、旋回径Ｒｎの加工に必要な第１ウェッジプリズム４１の相対角度θｎを特定する。コントローラ１００は、相対角度θｎを特定したならば、第１ウェッジプリズム４１が相対角度θｎとなるように第１ウェッジプリズム回転機構４２を回転駆動させる。
【0029】
ＳＴＥＰ２：ダブプリズム４６の回転
コントローラ１００は、第１ウェッジプリズム４１を相対角度θｎとなるように動作させた後に、ダブプリズム回転機構４７を回転駆動させることにより、ダブプリズム４６を回転させる。
以上のＳＴＥＰ１およびＳＴＥＰ２により、要求される旋回径Ｒｎを有する円形の軌跡の加工を行える前提条件が整う。なお、ここではＳＴＥＰ１の次にＳＴＥＰ２を行う例を説明したが、ＳＴＥＰ２の次にＳＴＥＰ１を行うこともできるし、ＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ２とを同時並行的に行うこともできる。
コントローラ１００は、第１ウェッジプリズム４１を相対角度θｎとなるように動作させた後に、ダブプリズム回転機構４７を回転駆動させることにより、ダブプリズム４６を回転させる。
以上のＳＴＥＰ１およびＳＴＥＰ２により、要求される旋回径Ｒｎを有する円形の軌跡の加工を行える前提条件が整う。なお、ここではＳＴＥＰ１の次にＳＴＥＰ２を行う例を説明したが、ＳＴＥＰ２の次にＳＴＥＰ１を行うこともできるし、ＳＴＥＰ１とＳＴＥＰ２とを同時並行的に行うこともできる。
【0030】
ＳＴＥＰ３：レーザ光ＬＢの出力、加工対象物Ｗの加工
次に、コントローラ１００はレーザ発振器１０を動作させることでレーザ光ＬＢをレーザ発振器１０から出力させる。レーザ発振器１０から出力されるレーザ光ＬＢは、照射ヘッド２０を通過し、加工対象物Ｗに照射される。このレーザ光ＬＢは図２に示すように、光軸ＯＡの周りを旋回径Ｒｎで回転しながら加工対象物Ｗを円形に加工、例えば切断をする。加工の際には、図示が省略される駆動系により、照射ヘッド２０を移動させたり、加工対象物Ｗを移動させたりすることができる。
次に、コントローラ１００はレーザ発振器１０を動作させることでレーザ光ＬＢをレーザ発振器１０から出力させる。レーザ発振器１０から出力されるレーザ光ＬＢは、照射ヘッド２０を通過し、加工対象物Ｗに照射される。このレーザ光ＬＢは図２に示すように、光軸ＯＡの周りを旋回径Ｒｎで回転しながら加工対象物Ｗを円形に加工、例えば切断をする。加工の際には、図示が省略される駆動系により、照射ヘッド２０を移動させたり、加工対象物Ｗを移動させたりすることができる。
【0031】
以上で説明した加工手順においては、旋回径Ｒｎが加工の過程で一定であることを前提としているが、加工の過程で旋回径Ｒｎを例えば旋回径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３というように変更することができる。この場合、予めコントローラ１００に旋回径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を入力する。仮に旋回径Ｒ１で加工を始めるとして、旋回径Ｒ１から旋回径Ｒ２に変更するタイミング、さらに，旋回径Ｒ２から旋回径Ｒ３に変更するタイミングも合わせてコントローラ１００に入力する。
【0032】
［第１実施形態による効果］
レーザ加工装置１のレーザ旋回部４０は、ダブプリズム４６の前に第１ウェッジプリズム４１を配置し、第１ウェッジプリズム４１の相対角度、つまり位相を制御してダブプリズム４６のレーザ光ＬＢの入射角度φを制御する。したがって、光軸ＯＡに対してウェッジプリズム４１を傾転させるのに比べて、レーザ光ＬＢのダブプリズム４６への入射角度φを高い精度で設定できる。
なお、レーザ光ＬＢのダブプリズム４６への入射角度φは例えば１度程度と微少のため、ダブプリズム４６に入射角度φのずれ量は以下の式で表される。
ずれ量≒入射角度φ×Ｌ１
Ｌ１＝第１ウェッジプリズム４１とダブプリズム４６と間の距離
レーザ加工装置１のレーザ旋回部４０は、ダブプリズム４６の前に第１ウェッジプリズム４１を配置し、第１ウェッジプリズム４１の相対角度、つまり位相を制御してダブプリズム４６のレーザ光ＬＢの入射角度φを制御する。したがって、光軸ＯＡに対してウェッジプリズム４１を傾転させるのに比べて、レーザ光ＬＢのダブプリズム４６への入射角度φを高い精度で設定できる。
なお、レーザ光ＬＢのダブプリズム４６への入射角度φは例えば１度程度と微少のため、ダブプリズム４６に入射角度φのずれ量は以下の式で表される。
ずれ量≒入射角度φ×Ｌ１
Ｌ１＝第１ウェッジプリズム４１とダブプリズム４６と間の距離
【0033】
〔第２実施形態：図４を参照〕
次に、第２実施形態に係るレーザ加工装置２を説明する。
レーザ加工装置２は、図４に示すように、第１ウェッジプリズム４１とダブプリズム４６の間に第２ウェッジプリズム４３が設けられる。第２ウェッジプリズム４３を設けることにより、レーザ加工装置２は、レーザ光ＬＢのダブプリズム４６への入射角度φをレーザ加工装置１よりも高い精度で制御できる。なお、第１ウェッジプリズム４１は第１ウェッジプリズム回転機構４２により回転が可能とされるのに対して、第２ウェッジプリズム４３は回転が不要であり、固定されている。
次に、第２実施形態に係るレーザ加工装置２を説明する。
レーザ加工装置２は、図４に示すように、第１ウェッジプリズム４１とダブプリズム４６の間に第２ウェッジプリズム４３が設けられる。第２ウェッジプリズム４３を設けることにより、レーザ加工装置２は、レーザ光ＬＢのダブプリズム４６への入射角度φをレーザ加工装置１よりも高い精度で制御できる。なお、第１ウェッジプリズム４１は第１ウェッジプリズム回転機構４２により回転が可能とされるのに対して、第２ウェッジプリズム４３は回転が不要であり、固定されている。
【0034】
第２ウェッジプリズム４３は、レーザ光ＬＢが入射される入射面４３Ａと、レーザ光ＬＢが出射される出射面４３Ｂと、を有する。
入射面４３Ａは、第１ウェッジプリズム４１から出力されたレーザ光ＬＢを屈折させる傾きを有する平坦面である。これにより、第２ウェッジプリズム４３は、第１ウェッジプリズム４１で屈折されたレーザ光ＬＢを再度屈折させる。
入射面４３Ａは、第１ウェッジプリズム４１から出力されたレーザ光ＬＢを屈折させる傾きを有する平坦面である。これにより、第２ウェッジプリズム４３は、第１ウェッジプリズム４１で屈折されたレーザ光ＬＢを再度屈折させる。
【0035】
出射面４３Ｂは、入射面４３Ａで屈折したレーザ光ＬＢの光軸に対して直交するかまたは僅かに傾く平坦面である。出射面４３Ｂは、傾く場合、入射面４３Ａで屈折したレーザ光ＬＢの光軸に対する傾きが例えば１°未満である。そうすることにより、出射面４３Ｂは、第１ウェッジプリズム４１から出力されたレーザ光ＬＢが出射する時、出射面４３Ｂで反射するレーザ光ＬＢを、入射面４３Ａで屈折したレーザ光ＬＢの光軸からずらすことができる。
【0036】
［レーザ加工装置２が奏する効果］
レーザ加工装置２は、第１ウェッジプリズム４１に加えて第２ウェッジプリズム４３を備える。ここで、１セットのウェッジプリズムだけで制御するのに比べて、２セットのウェッジプリズムで制御すると、それぞれのウェッジプリズムで制御する角度範囲が半分でよい。したがって、レーザ加工装置２によれば、レーザ光ＬＢのダブプリズム４６への入射角度φを第１実施形態よりも、２倍の精度で制御できる。
レーザ加工装置２は、第１ウェッジプリズム４１に加えて第２ウェッジプリズム４３を備える。ここで、１セットのウェッジプリズムだけで制御するのに比べて、２セットのウェッジプリズムで制御すると、それぞれのウェッジプリズムで制御する角度範囲が半分でよい。したがって、レーザ加工装置２によれば、レーザ光ＬＢのダブプリズム４６への入射角度φを第１実施形態よりも、２倍の精度で制御できる。
【0037】
〔第３実施形態：図５を参照〕
次に、第３実施形態に係るレーザ加工装置３を説明する。
レーザ加工装置３は、図５に示すように、第２実施形態に係るレーザ加工装置２にさらに第３ウェッジプリズム４４が第１ウェッジプリズム４１に対向して設けられる。
次に、第３実施形態に係るレーザ加工装置３を説明する。
レーザ加工装置３は、図５に示すように、第２実施形態に係るレーザ加工装置２にさらに第３ウェッジプリズム４４が第１ウェッジプリズム４１に対向して設けられる。
【0038】
第３ウェッジプリズム４４は、回転可能とされることを含めて第１ウェッジプリズム４１と同じ仕様を有しており、レーザ光ＬＢを屈折させて、光軸ＯＡに対して傾けて第１ウェッジプリズム４１に向けて出射する。レーザ加工装置３によるレーザ光ＬＢのダブプリズム４６への入射角度φが、第１ウェッジプリズム４１による入射角度φ１と第３ウェッジプリズム４４による入射角度φ２とを合計した値となる。
【0039】
［レーザ加工装置３が奏する効果］
レーザ加工装置３は、レーザ加工装置２が奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。
レーザ加工装置３によるレーザ光ＬＢのダブプリズム４６への入射角度φが、第１ウェッジプリズム４１による入射角度φ１と第３ウェッジプリズム４４による入射角度φ２とを合計した値となる。したがって、レーザ加工装置３によれば、加工対象物Ｗを加工する際のレーザ光ＬＢの旋回径Ｒを大きくできる。
レーザ加工装置３は、レーザ加工装置２が奏する効果に加えて、以下の効果を奏する。
レーザ加工装置３によるレーザ光ＬＢのダブプリズム４６への入射角度φが、第１ウェッジプリズム４１による入射角度φ１と第３ウェッジプリズム４４による入射角度φ２とを合計した値となる。したがって、レーザ加工装置３によれば、加工対象物Ｗを加工する際のレーザ光ＬＢの旋回径Ｒを大きくできる。
【0040】
〔第４実施形態：図６を参照〕
次に、第４実施形態に係るレーザ加工装置４を説明する。
レーザ加工装置４は、コリメート光学系３０と第１ウェッジプリズム４１の間に、アパーチャ（aperture）３３を備える。なお、図６に示されるレーザ加工装置４の基本的な構成は、一例としてレーザ加工装置２を踏襲するが、レーザ加工装置１またはレーザ加工装置３にアパーチャ３３を設けることもできる。
次に、第４実施形態に係るレーザ加工装置４を説明する。
レーザ加工装置４は、コリメート光学系３０と第１ウェッジプリズム４１の間に、アパーチャ（aperture）３３を備える。なお、図６に示されるレーザ加工装置４の基本的な構成は、一例としてレーザ加工装置２を踏襲するが、レーザ加工装置１またはレーザ加工装置３にアパーチャ３３を設けることもできる。
【0041】
アパーチャ３３は、おもて面３３Ａとうら面３３Ｂとを有し、おもて面３３Ａとうら面３３Ｂとを貫通する外形が円形の透光路３４を備える。透光路３４のおもて面３３Ａの側は入射口３４Ａが設けられ、うら面３３Ｂの側にレーザ光ＬＢの出射口３４Ｂが設けられる。アパーチャ３３の透光路３４は入射口３４Ａから出射口３４Ｂに向けて開口径が連続的に小さく形成されており、透光路３４は先細りの円錐形の傾斜面に取り囲まれる。
【0042】
アパーチャ３３の入射口３４Ａに向けてレーザ光ＬＢが照射され、レーザ光ＬＢのビーム径が射口３４Ａの開口径より大きければ、レーザ光ＬＢの周縁、つまりビームエネルギープロファイルのすそ野の部分はおもて面３３Ａであって入射口３４Ａの周縁に照射され、アパーチャ３３により遮断される。レーザ光ＬＢのビーム径が射口３４Ａの開口径と等しいか開口径よりも小さければ、透光路３４を透過する。なお、おもて面３３Ａに照射されたレーザ光ＬＢはアパーチャ３３に吸収されることで、アパーチャ３３の温度が上昇するので、水冷などの冷却構造を設けることが好ましい。
【0043】
アパーチャ３３は、以上のように、コリメート光学系３０から出力されるレーザ光ＬＢであるコリメート光のビーム径を制御し、後段のウェッジプリズムやダブプリズムに入光するレーザ光が余計な部分と干渉することを抑制することができる。好ましい制御の具体例として、以下の式（１）で定義されるレーザ光ＬＢの９９％相当のエネルギを透過するが、１％に相当するビームの周縁を遮断する。
(１／ｅ２ビーム径)×１．５…式（１）
(１／ｅ２ビーム径)×１．５…式（１）
【0044】
［レーザ加工装置４が奏する効果］
アパーチャ３３を備えるレーザ加工装置４は、ダブプリズム４６の温度上昇を防ぐことができる。
ダブプリズム４６は、ダブプリズム回転機構４７により回転可能とされる。ダブプリズム回転機構４７の例えばスピンドルの開口径（内径）が小さければ、レーザ光ＬＢの周縁部分がスピンドルに照射され、スピンドルが発熱する。そうすると、スピンドルおよびダブプリズム４６を保持するホルダなどの部材を介してダブプリズム４６が加熱されるおそれがある。
ところが、レーザ加工装置４は、レーザ光ＬＢのビーム径をアパーチャ３３によりスピンドルの内径よりも小さく制御できるので、ダブプリズム４６の加熱を抑えることができる。
アパーチャ３３を備えるレーザ加工装置４は、ダブプリズム４６の温度上昇を防ぐことができる。
ダブプリズム４６は、ダブプリズム回転機構４７により回転可能とされる。ダブプリズム回転機構４７の例えばスピンドルの開口径（内径）が小さければ、レーザ光ＬＢの周縁部分がスピンドルに照射され、スピンドルが発熱する。そうすると、スピンドルおよびダブプリズム４６を保持するホルダなどの部材を介してダブプリズム４６が加熱されるおそれがある。
ところが、レーザ加工装置４は、レーザ光ＬＢのビーム径をアパーチャ３３によりスピンドルの内径よりも小さく制御できるので、ダブプリズム４６の加熱を抑えることができる。
【0045】
また、アパーチャ３３は、透光路３４の周囲が先細りの円錐形の傾斜面を構成する。したがって、この傾斜面で反射するレーザ光ＬＢがレーザ発振器１０に戻り、レーザ発振器１０を破損することを抑制できる。
【0046】
上記以外にも、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【0047】
本開示における加工対象物Ｗには、金属材料、セラミックス材料、樹脂材料などの種々の材料が適用される。
金属材料としては、例えば、炭素鋼、耐熱鋼、ステンレス鋼などのＦｅ基合金、超合金、磁性合金などのＮｉ基合金、チタニウム合金などが掲げられる。
セラミックス材料としては、例えば、ＺｒＯ２などのジルコニウム系セラミックス、Ｓｉ３Ｎ４などの窒化ケイ素系セラミックスなどが掲げられる。
樹脂材料としては、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）、ガラス長繊維強化プラスチック（ＧＭＴ：Glass-mat Reinforced Thermoplastics）等の繊維強化プラスチックなどが掲げられる。
金属材料としては、例えば、炭素鋼、耐熱鋼、ステンレス鋼などのＦｅ基合金、超合金、磁性合金などのＮｉ基合金、チタニウム合金などが掲げられる。
セラミックス材料としては、例えば、ＺｒＯ２などのジルコニウム系セラミックス、Ｓｉ３Ｎ４などの窒化ケイ素系セラミックスなどが掲げられる。
樹脂材料としては、例えば、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）、ガラス長繊維強化プラスチック（ＧＭＴ：Glass-mat Reinforced Thermoplastics）等の繊維強化プラスチックなどが掲げられる。
【0048】
また、加工処理は、切断加工、穴あけ加工、溶接加工、クラッディング加工、表面改質加工、表面仕上げ加工、レーザ積層造形のいずれかの種類が該当し、これらの加工を組み合わせることもできる。この加工対象物Ｗの形態は任意であるが、典型的には板材を対象とする。
【0049】
［付記］
＜付記１＞
入射されるレーザ光（ＬＢ）を旋回させるレーザ旋回装置（４０）は、入射されるレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）に対して屈折させる第１ウェッジプリズム（４１）と、第１プリズム（４１）を透過したレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させるダブプリズム（４６）と、第１ウェッジプリズム（４１）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させる第１ウェッジプリズム回転機構（４２）と、ダブプリズム（４６）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させるダブプリズム回転機構（４７）と。
＜付記１＞
入射されるレーザ光（ＬＢ）を旋回させるレーザ旋回装置（４０）は、入射されるレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）に対して屈折させる第１ウェッジプリズム（４１）と、第１プリズム（４１）を透過したレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させるダブプリズム（４６）と、第１ウェッジプリズム（４１）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させる第１ウェッジプリズム回転機構（４２）と、ダブプリズム（４６）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させるダブプリズム回転機構（４７）と。
【0050】
＜付記２＞
付記１において、好ましくは、第１ウェッジプリズム（４１）とダブプリズム（４６）の間に、入射されるレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）に対して屈折させる第２ウェッジプリズム（４３）を備え、第２ウェッジプリズム（４３）は、光軸（ＯＡ）の周りの回転が固定される。
付記２によれば、より高い精度でレーザ光ＬＢのダブプリズム４６への入射角度φを設定できる。
付記１において、好ましくは、第１ウェッジプリズム（４１）とダブプリズム（４６）の間に、入射されるレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）に対して屈折させる第２ウェッジプリズム（４３）を備え、第２ウェッジプリズム（４３）は、光軸（ＯＡ）の周りの回転が固定される。
付記２によれば、より高い精度でレーザ光ＬＢのダブプリズム４６への入射角度φを設定できる。
【0051】
＜付記３＞
付記１または付記２において、好ましくは、第１ウェッジプリズム（４１）よりもレーザ光（ＬＢ）が入射される前側に設けられ、入射されるレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）に対して屈折させる第３ウェッジプリズム（４４）と、第３ウェッジプリズム（４４）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させる第３ウェッジプリズム回転機構（４５）と、を備える。
付記３によれば、第３ウェッジプリズム（４４）を加えることにより、加工対象物Ｗを加工する際のレーザ光ＬＢの旋回径Ｒを大きくできる。
付記１または付記２において、好ましくは、第１ウェッジプリズム（４１）よりもレーザ光（ＬＢ）が入射される前側に設けられ、入射されるレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）に対して屈折させる第３ウェッジプリズム（４４）と、第３ウェッジプリズム（４４）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させる第３ウェッジプリズム回転機構（４５）と、を備える。
付記３によれば、第３ウェッジプリズム（４４）を加えることにより、加工対象物Ｗを加工する際のレーザ光ＬＢの旋回径Ｒを大きくできる。
【0052】
＜付記４＞
レーザ加工装置（１，２，３，４）は、レーザ光（ＬＢ）を出力するレーザ発振器（１０）と、レーザ光（ＬＢ）を旋回させつつ加工対象物（Ｗ）に向けて照射する照射ヘッド（２０）と、を備える。
照射ヘッド（２０）は、レーザ光（ＬＢ）を加工対象物（Ｗ）に対して旋回させるレーザ旋回部（４０）と、レーザ旋回部（４０）で旋回されたレーザ光（ＬＢ）を集光させる集光光学系（５０）と、を備える。
レーザ旋回部（４０）は、入射されるレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）に対して屈折させる第１ウェッジプリズム（４１）と、第１プリズム（４１）を透過したレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させるダブプリズム（４６）と、第１ウェッジプリズム（４１）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させる第１ウェッジプリズム回転機構（４２）と、ダブプリズム（４６）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させるダブプリズム回転機構（４７）と、を備える。
レーザ加工装置（１，２，３，４）は、レーザ光（ＬＢ）を出力するレーザ発振器（１０）と、レーザ光（ＬＢ）を旋回させつつ加工対象物（Ｗ）に向けて照射する照射ヘッド（２０）と、を備える。
照射ヘッド（２０）は、レーザ光（ＬＢ）を加工対象物（Ｗ）に対して旋回させるレーザ旋回部（４０）と、レーザ旋回部（４０）で旋回されたレーザ光（ＬＢ）を集光させる集光光学系（５０）と、を備える。
レーザ旋回部（４０）は、入射されるレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）に対して屈折させる第１ウェッジプリズム（４１）と、第１プリズム（４１）を透過したレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させるダブプリズム（４６）と、第１ウェッジプリズム（４１）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させる第１ウェッジプリズム回転機構（４２）と、ダブプリズム（４６）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させるダブプリズム回転機構（４７）と、を備える。
【0053】
＜付記５＞
付記４において、好ましくは、レーザ旋回部（４０）は、第１ウェッジプリズム（４１）とダブプリズム（４６）の間に、入射されるレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）に対して屈折させる第２ウェッジプリズム（４３）を備え、第２ウェッジプリズム（４３）は、光軸（ＯＡ）の周りの回転が不能とされる。
付記４において、好ましくは、レーザ旋回部（４０）は、第１ウェッジプリズム（４１）とダブプリズム（４６）の間に、入射されるレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）に対して屈折させる第２ウェッジプリズム（４３）を備え、第２ウェッジプリズム（４３）は、光軸（ＯＡ）の周りの回転が不能とされる。
【0054】
＜付記６＞
付記５において、好ましくは、レーザ旋回部（４０）は、第１ウェッジプリズム（４１）よりもレーザ光（ＬＢ）が入射される前側に設けられ、入射されるレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）に対して屈折させる第３ウェッジプリズム（４４）と、第３ウェッジプリズム（４４）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させる第３ウェッジプリズム回転機構（４５）と、を備える。
付記５において、好ましくは、レーザ旋回部（４０）は、第１ウェッジプリズム（４１）よりもレーザ光（ＬＢ）が入射される前側に設けられ、入射されるレーザ光（ＬＢ）を光軸（ＯＡ）に対して屈折させる第３ウェッジプリズム（４４）と、第３ウェッジプリズム（４４）を光軸（ＯＡ）の周りに回転させる第３ウェッジプリズム回転機構（４５）と、を備える。
【0055】
＜付記７＞
付記５または付記６において、好ましくは、レーザ発振器（１０）から出力されるレーザ光（ＬＢ）の一部を遮断して照射ヘッド（２０）に向けて出射するアパーチャ（３６）を備える。
レーザ光ＬＢのビーム径をアパーチャ３３により、ダブプリズム４６の加熱を抑えることができる。
付記５または付記６において、好ましくは、レーザ発振器（１０）から出力されるレーザ光（ＬＢ）の一部を遮断して照射ヘッド（２０）に向けて出射するアパーチャ（３６）を備える。
レーザ光ＬＢのビーム径をアパーチャ３３により、ダブプリズム４６の加熱を抑えることができる。
【0056】
＜付記８＞
付記４から付記７のいずれか一項に記載のレーザ加工装置を用いて、加工対象物（Ｗ）にレーザ光（ＬＢ）を照射して加工処理を行う加工方法であって、加工対象物（Ｗ）を加工する際中に、ダブプリズム回転機構（４７）によりダブプリズム（４６）が連続的に回転される。
付記４から付記７のいずれか一項に記載のレーザ加工装置を用いて、加工対象物（Ｗ）にレーザ光（ＬＢ）を照射して加工処理を行う加工方法であって、加工対象物（Ｗ）を加工する際中に、ダブプリズム回転機構（４７）によりダブプリズム（４６）が連続的に回転される。
【0057】
＜付記９＞
付記８において、好ましくは、加工対象物（Ｗ）を加工するのに先立って、第１ウェッジプリズム回転機構（４２）により第１ウェッジプリズム（４１）が所定の相対角度に設定され、加工対象物（Ｗ）を加工する際中に、第１ウェッジプリズム（４１）が所定の相対角度に維持される。
付記８において、好ましくは、加工対象物（Ｗ）を加工するのに先立って、第１ウェッジプリズム回転機構（４２）により第１ウェッジプリズム（４１）が所定の相対角度に設定され、加工対象物（Ｗ）を加工する際中に、第１ウェッジプリズム（４１）が所定の相対角度に維持される。
【0058】
＜付記１０＞
付記８または付記９において、好ましくは、加工対象物（Ｗ）に照射されるレーザ光（ＬＢ）は所定の旋回径Ｒで旋回し、第１ウェッジプリズム（４１）の相対角度と旋回径とが対応付けられた相関情報に基づいて、所定の相対角度が設定される。
付記８または付記９において、好ましくは、加工対象物（Ｗ）に照射されるレーザ光（ＬＢ）は所定の旋回径Ｒで旋回し、第１ウェッジプリズム（４１）の相対角度と旋回径とが対応付けられた相関情報に基づいて、所定の相対角度が設定される。
【符号の説明】
【0059】
１，２，３，４ レーザ加工装置
１０ レーザ発振器
１５ 案内光学系
２０ 照射ヘッド
３０ コリメート光学系
３３ アパーチャ
３３Ａ おもて面
３３Ｂ うら面
３４ 透光路
３４Ａ 入射口
３４Ｂ 出射口
３５ 第１反射ミラー
３７ 第２反射ミラー
３９ 第３反射ミラー
４０ レーザ旋回部
４１ 第１ウェッジプリズム（回転）
４１Ａ 入射面
４１Ｂ 出射面
４２ 第１ウェッジプリズム回転機構
４３ 第２ウェッジプリズム（固定）
４３Ａ 入射面
４３Ｂ 出射面
４４ 第３ウェッジプリズム（回転）
４４Ａ 入射面
４４Ｂ 出射面
４５ 第３ウェッジプリズム回転機構
４６ ダブプリズム
４６Ａ 入射面
４６Ｂ 出射面
４７ ダブプリズム回転機構
５０ 集光光学系
６０ 撮像カメラ
１００ コントローラ
ＬＢ レーザ光
ＯＡ 光軸
ＩＰ 照射位置
Ｒ 旋回径
Ｗ 加工対象物
１０ レーザ発振器
１５ 案内光学系
２０ 照射ヘッド
３０ コリメート光学系
３３ アパーチャ
３３Ａ おもて面
３３Ｂ うら面
３４ 透光路
３４Ａ 入射口
３４Ｂ 出射口
３５ 第１反射ミラー
３７ 第２反射ミラー
３９ 第３反射ミラー
４０ レーザ旋回部
４１ 第１ウェッジプリズム（回転）
４１Ａ 入射面
４１Ｂ 出射面
４２ 第１ウェッジプリズム回転機構
４３ 第２ウェッジプリズム（固定）
４３Ａ 入射面
４３Ｂ 出射面
４４ 第３ウェッジプリズム（回転）
４４Ａ 入射面
４４Ｂ 出射面
４５ 第３ウェッジプリズム回転機構
４６ ダブプリズム
４６Ａ 入射面
４６Ｂ 出射面
４７ ダブプリズム回転機構
５０ 集光光学系
６０ 撮像カメラ
１００ コントローラ
ＬＢ レーザ光
ＯＡ 光軸
ＩＰ 照射位置
Ｒ 旋回径
Ｗ 加工対象物
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】