特許 7594212 レーザ走査装置、レーザ走査方法、レーザ加工装置及び電磁鋼板の製造方法

(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】2024-11-26

(45)【発行日】2024-12-04

(54)【発明の名称】レーザ走査装置、レーザ走査方法、レーザ加工装置及び電磁鋼板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/12 20060101AFI20241127BHJP

【ＦＩ】

G02B26/12

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023511691

(86)(22)【出願日】2022-03-30

(86)【国際出願番号】 JP2022016369

(87)【国際公開番号】W WO2022210995

(87)【国際公開日】2022-10-06

【審査請求日】2023-09-08

(31)【優先権主張番号】P 2021058353

(32)【優先日】2021-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】坂井 辰彦

(72)【発明者】

【氏名】濱村 秀行

【審査官】横井 亜矢子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００３／１０３８８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０１８０４５１８（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００１－０６２５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１９１８６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２６／００－２６／１２

Ｂ２３Ｋ ２６／００－２６／７０

Ｃ２１Ｄ ８／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物の表面をレーザビームで走査するレーザ走査装置であって、
前記レーザビームを照射するレーザビーム出力部と、
前記レーザビーム出力部から照射された前記レーザビームをミラーで反射させるポリゴンミラーと、
前記ミラーと前記対象物との間に設けられ、前記ミラーで反射した前記レーザビームを前記対象物の表面に導く光学系と、を有し、
前記ポリゴンミラーの回転軸は、前記対象物の表面と平行で、前記レーザビームが走査される方向と略平行であり、
前記ポリゴンミラーの回転に伴って、前記対象物の表面で走査されるレーザビームの走査長さを有効走査長さＬｓとし、前記ポリゴンミラーの前記回転軸の方向に沿った前記レーザ走査装置の幅を幅Ｗとした場合に、Ｗ＜Ｌｓを満たす、レーザ走査装置。

【請求項2】

前記光学系は、
前記ポリゴンミラーで反射した前記レーザビームを反射し前記レーザビームの走査方向を変化させる反射ミラーと、
前記反射ミラーで反射した前記レーザビームを前記対象物に反射する集光ミラーと、
前記反射ミラーと前記集光ミラーとを支持し、前記反射ミラーと前記集光ミラーとの間の前記レーザビームの光路を含む平面に沿って回転する回転部材と、
を備える、
請求項１に記載のレーザ走査装置。

【請求項3】

対象物の表面をレーザビームで走査するレーザ走査方法であって、
レーザビーム出力部、ポリゴンミラー、及び光学系を有するレーザ走査装置を用い、
前記レーザビーム出力部を用いて、前記レーザビームを照射するレーザビーム出力ステップと、
前記ポリゴンミラーを用いて、前記レーザビーム出力部から照射された前記レーザビームをミラーで反射させる反射ステップと、
前記ミラーと前記対象物との間に設けられた前記光学系を用いて、前記ミラーで反射した前記レーザビームを前記対象物の表面に導く導光ステップと、
を有し、
前記ポリゴンミラーの回転軸は、前記対象物の表面と平行で、前記レーザビームが走査される方向と略平行であり、
前記ポリゴンミラーの回転に伴って、前記対象物の表面で走査されるレーザビームの走査長さを有効走査長さＬｓとし、前記ポリゴンミラーの前記回転軸の方向に沿った前記レーザ走査装置の幅を幅Ｗとした場合に、Ｗ＜Ｌｓを満たす、レーザ走査方法。

【請求項4】

請求項１に記載のレーザ走査装置を、電磁鋼板又は電磁鋼板に形成される鋼板の板幅方向に複数並べて配置し、前記電磁鋼板又は前記電磁鋼板に形成される鋼板の表面を前記レーザビームで走査して加工する、
レーザ加工装置。

【請求項5】

請求項１に記載のレーザ走査装置を、電磁鋼板又は電磁鋼板に形成される鋼板の板幅方向に複数並べて配置し、前記電磁鋼板又は前記電磁鋼板に形成される鋼板の表面をレーザビームで走査して加工する、
電磁鋼板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、レーザ走査装置、レーザ走査方法、レーザ加工装置及び電磁鋼板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、対象物の表面にレーザビームを照射し、対象物の表面をレーザビームで走査することで、対象物の表面に加工を施したり、対象物の表面を改質したりするレーザ走査装置が知られている。そうしたレーザ走査装置には、例えば、特表２０１８－５０７１１１号公報の図２に記載されているもののように、レーザビームを出力するレーザビーム出力部と、回転軸に固定され、レーザビーム出力部から出力されたレーザビームを反射するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーで反射したレーザビームを対象物の表面に導く光学系とを備えるものがある。

【0003】

特許文献１：特表２０１８－５０７１１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで電磁鋼板の製造方法において、帯状の鋼板を連続で通板し、その表面に板幅方向にほぼ平行にレーザビームを走査及び照射して、熱歪や溝を形成し、鉄損を改善する磁区制御が知られている。この製造方法ではレーザビームの走査方向は、板幅方向の一方向であり、一方向のレーザビームの走査装置としては回転ポリゴンミラーが、最も適する。

【0005】

なお、電磁鋼板の板幅は、通常１０００ｍｍ以上であり、一方、レーザ照射装置の走査幅は、１５０～２００ｍｍ程度である。そのため５～７台の複数台のレーザ照射装置が必要になる。また隣り合う走査線が離れて、板幅方向にレーザ未照射部が発生すると鉄損の低減効果が大きく減少するため、隣り合う照射線は隙間なく、あるいは数ｍｍ重畳するようにレーザ照射装置を配置する必要がある。この際、レーザの走査幅に対して、レーザ照射装置全体の幅が広いと、隣り合う走査線を重畳させるには、板の通板方向にレーザ照射装置を延在させて配置する必要があり、そのため設備が大型化する課題があった。

【0006】

したがって、１台当たりのレーザ走査線の幅はできるだけ広い方が好ましいが、一方でポリゴンミラーの反射を用いる走査光学系においては、多面体であるポリゴンミラーの隣り合うミラーの間（すなわち、ミラーの角部）では、有限な径を持つレーザビームのパワー反射損失が発生する問題がある。この損失を低減するには、ポリゴンミラーに入射するビーム径に対して、ポリゴンミラーの円周方向の反射面長さを相対的に大きくする必要がある。すなわちポリゴンミラーの直径を大きくする必要がある。

【0007】

ここで、ポリゴンミラーの回転軸がレーザ走査方向に対して直交する場合、すなわちポリゴンミラーの回転面が走査面と平行の場合であって、かつ、ポリゴンミラーの直径が大きい場合、レーザ照射装置の走査方向の幅はポリゴンミラーの直径よりも大きくなり、結果、レーザ走査装置が占有する幅が増加する。そのため、電磁鋼板表面のレーザ走査線を板幅方向に隙間なく配置するにはレーザ照射装置を通板方向に延在して配置する必要があり、設備が大型化する問題があった。

【0008】

本開示は、ポリゴンミラーの回転平面が対象物の表面と平行であるレーザ走査装置等で例示される従来のレーザ走査装置に比して、レーザ走査装置が占有する幅を低減し、複数のレーザ走査線を板幅方向にコンパクトに配置可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本開示の第１の観点に係るレーザ走査装置は、対象物の表面をレーザビームで走査するレーザ走査装置であって、前記レーザビームを照射するレーザビーム出力部と、多角形の頂面及び底面を有する角柱状であり、前記頂面及び前記底面を除く少なくともいずれか一つの面がミラーで形成されており、前記頂面及び前記底面を貫く軸を回転軸として回転して、前記レーザビーム出力部から照射された前記レーザビームを前記ミラーで反射させるポリゴンミラーと、前記ポリゴンミラーで反射した前記レーザビームを前記対象物の表面に導く光学系と、を有し、前記ポリゴンミラーの前記回転軸は、前記対象物の表面と平行で、前記レーザビームが走査される方向と略平行である。

【0010】

上記課題を解決するために、本開示の第２の観点に係るレーザ走査方法は、対象物の表面をレーザビームで走査するレーザ走査方法であって、レーザビーム出力部を用いて、前記レーザビームを照射するレーザビーム出力ステップと、多角形の頂面及び底面を有する角柱状であり、前記頂面及び前記底面を除く少なくともいずれか一つの面がミラーで形成されており、前記頂面及び前記底面を貫く軸を回転軸として回転するポリゴンミラーを用いて、前記レーザビーム出力部から照射された前記レーザビームを前記ミラーで反射させる反射ステップと、光学系を用いて、前記ポリゴンミラーで反射した前記レーザビームを前記対象物の表面に導く導光ステップと、を有し、前記ポリゴンミラーの前記回転軸は、前記対象物の表面と平行で、前記レーザビームが走査される方向と略平行である。

【0011】

本開示によれば、ポリゴンミラーの回転平面が対象物の表面と略平行であるレーザ走査装置等で例示される従来のレーザ走査装置に比して、レーザ走査装置が占有する幅を低減し、複数のレーザ走査線を板幅方向にコンパクトに配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、第１実施形態に係るレーザ走査装置の斜視図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係るレーザ走査装置の平面図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係るレーザビームの有効走査長さを説明する図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係るレーザ加工装置の平面図である。

【図5】図５は、第２実施形態に係るレーザ走査装置の斜視図である。

【図6】図６は、第２実施形態に係るレーザ走査装置の平面図である。

【図7】図７は、第２実施形態に係るレーザ加工装置の平面図である。

【図8】図８は、第２実施形態に係るレーザ走査装置の第１変形例に適用される第１回転部材の斜視図である。

【図9】図９は、第２実施形態に係るレーザ走査装置の第１変形例に適用される第１回転部材の平面図である。

【図10】図１０は、第２実施形態に係るレーザ走査装置の第２変形例に適用される第２回転部材の斜視図である。

【図11】図１１は、第２実施形態に係るレーザ走査装置の第２変形例に適用される第２回転部材の正面図である。

【図12】図１２は、第２実施形態に係るレーザ走査装置の第２変形例に適用される第２回転部材の正面図である。

【図13】図１３は、第２実施形態に係るレーザ走査装置の第２変形例に適用される第２回転部材の平面図である。

【図14】図１４は、第２実施形態に係るレーザ走査装置の第２変形例に適用される第２回転部材の側面図である。

【図15】図１５は、第３実施形態に係るレーザ走査装置の斜視図である。

【図16】図１６は、第３実施形態に係るレーザ走査装置の平面図である。

【図17】図１７は、第３実施形態に係るレーザ加工装置の平面図である。

【図18】図１８は、第４実施形態に係るレーザ走査装置の平面図である。

【図19】図１９は、第４実施形態に係るレーザ加工装置の平面図である。

【図20】図２０は、比較例に係るレーザ走査装置の斜視図である。

【図21】図２１は、比較例に係るレーザ走査装置の平面図である。

【図22】図２２は、比較例に係るレーザビームの有効走査長さを説明する図である。

【図23】図２３は、比較例に係るレーザビームの理想走査長さを説明する図である。

【図24】比較例に係るレーザ加工装置の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に本開示の第１～第４実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一の部分及び類似の部分には、同一の符号又は類似の符号を付している。但し、図面における厚みと平面寸法との関係、各装置や各部材の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判定すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

【0014】

はじめに、レーザ走査装置を用いて方向性電磁鋼板にレーザ加工を施す場合の課題について説明する。

【0015】

近年、方向性電磁鋼板（以下、電磁鋼板と称する）を圧延方向に高速で通板しながら、直径１ｍｍ以下に集光した微小なレーザビームを電磁鋼板の表面に照射し、板幅方向に走査して、電磁鋼板の表面に線状の歪み又は溝である被加工部を一定間隔で形成することにより電磁鋼板の鉄損を低減する、いわゆる磁区制御プロセスについて種々の検討が行われている。

【0016】

このような磁区制御プロセスでは、レーザビームの走査を行うために、例えば、ポリゴンミラーを用いたポリゴンミラー式のレーザ走査装置が用いられるが、１．０ｍ～１．５ｍ程度の板幅を有する電磁鋼板を毎分１００ｍ程度の速さで通板させる場合に、１台のレーザ走査装置だけで走査して、電磁鋼板の表面に被加工部を形成しようとすると、レーザビームを超高速に走査できるポリゴンミラーが必要となり、且つ、大出力であるレーザビーム出力部が必要となる。しかしながら、このようなポリゴンミラーやレーザビーム出力部を有するレーザ走査装置は非常に高価なものとなる。また、１．０ｍ～１．５ｍ程度の板幅を有する電磁鋼板の板幅方向の全域に亘ってレーザビームを直径１ｍｍ以下に均一に集光することができるミラー又はレンズは、実現が困難であり、仮に実現できたとしても、このようなレーザ走査装置は非常に高価なものとなる。

【0017】

そこで、コストを抑えるために、レーザ走査装置１台当たりが走査する幅を短いのものとし、電磁鋼板の板幅方向に複数のレーザ走査装置を並べることで、複数のレーザビームを用いて電磁鋼板の板幅方向の略全域に亘って走査できるようにする手法が採用される。

【0018】

（比較例）
図２０及び図２１には、ポリゴンミラー式のレーザ走査装置の一例として、比較例に係るレーザ走査装置１５０が示されている。比較例に係るレーザ走査装置１５０は、レーザビーム出力部１５２、平面ミラー１５４、ポリゴンミラー１５６、モータ１６０、及び集光ミラー１７０を備える。Ｘ軸方向は電磁鋼板４０の板幅方向に相当し、Ｙ軸方向は電磁鋼板４０の長さ方向に相当し、Ｚ軸方向は電磁鋼板４０の板厚方向に相当する。電磁鋼板４０は、Ｙ軸方向－側から＋側へ向けて通板される。以下、電磁鋼板４０の板幅方向をＸ軸方向と称し、電磁鋼板４０の長さ方向をＹ軸方向と称し、電磁鋼板４０の板厚方向をＺ軸方向と称する場合がある。

【0019】

レーザビーム出力部１５２は、レーザビームＢを照射し、平面ミラー１５４は、レーザビーム出力部１５２から照射されたレーザビームＢをポリゴンミラー１５６の側に反射する。ポリゴンミラー１５６は、背の低い多角柱によって円盤状に形成されたものであり、外周面に当たる各面の表面にはミラーが張られ、複数のミラー面１６２が形成されている。ポリゴンミラー１５６は、モータ１６０の回転軸１６４に固定されており、回転軸１６４と一体に回転する。

【0020】

回転軸１６４は、電磁鋼板４０の表面の法線方向（すなわちＺ軸方向）に延びており、ポリゴンミラー１５６の回転平面は、電磁鋼板４０の表面と略平行（すなわちＸ－Ｙ平面と略平行）である。ポリゴンミラー１５６は、複数のミラー面１６２のうちＸ軸方向に平面ミラー１５４と対向し、Ｙ軸方向に集光ミラー１７０と対向する位置に移動したミラー面１６２のミラーによって、平面ミラー１５４で反射されたレーザビームＢを集光ミラー１７０に向けて反射する。集光ミラー１７０は、ミラー面１６２で反射したレーザビームＢを電磁鋼板４０の側に反射し、かつ、レーザビームＢを電磁鋼板４０の表面に集光させる。

【0021】

ポリゴンミラー１５６が回転すると、ミラー面１６２のミラーで反射する際のレーザビームＢの反射角が連続的に変化し、集光ミラー１７０へ入射するレーザビームＢの入射位置が変化する。これにより、レーザビームＢが照射される電磁鋼板４０上の位置が変化し、レーザビームＢで電磁鋼板４０の表面が連続的に走査されることにより、電磁鋼板４０の表面に線状の歪み又は溝である被加工部４２が形成される。そして、ポリゴンミラー１５６の回転に伴い、レーザビームＢを反射するミラー面１６２が次のミラー面１６２に切り替わることにより、レーザビームＢが照射される電磁鋼板４０上の位置が不連続に変化し、同時に電磁鋼板４０がＹ方向に一定速度で移動することで、今回の被加工部４２からＹ軸方向に一定間隔を空けて、電磁鋼板４０の表面に次回の被加工部４２が形成される。図２０では、便宜上、今回の被加工部４２のみが示されている。

【0022】

しかしながら、電磁鋼板４０の幅方向の略全域に亘って走査を行うために、上述のようなレーザ走査装置１５０を、電磁鋼板４０の板幅方向に複数並べて複数のレーザビームＢを電磁鋼板４０の板幅方向に走査しようとすると、次の課題が生じる。

【0023】

図２２は、レーザビームＢの有効走査長さＬｓ’を説明する図である。有効走査長さＬｓ’は、ポリゴンミラー１５６の回転に伴って、レーザビーム出力部１５２から有限なビーム径ｄｉを持った照射されたレーザビームＢが、ポリゴンミラー１５６のミラー面１６２に形成されたミラーに到達した際のビーム径が、当該ミラーの一端に接してから、当該ミラーの他端に接するまでの間に、ポリゴンミラー１５６で反射した前記レーザビームが電磁鋼板４０に到達した際のビーム径が、電磁鋼板の表面で移動するポリゴンミラー１５６の回転軸１６４の方向に沿った長さに相当する。

【0024】

なお、レーザビーム出力部１５２から照射されたレーザビームＢのビーム径ｄｉは、ポリゴンミラー１５６の回転平面に平行な方向のレーザビームＢの強度分布を、ガウシアン分布であると仮定して、強度が光軸中心強度の「１／ｅ^２」となる径であり、レーザビームＢの全体パワーの約８６％を含む領域の径として定義されるのが一般的であるが、全体パワーの９０％を含む領域であったり、全体パワーの９５％を含む領域であったりといったように、適宜定義しても良い。

【0025】

図２３は、レーザビームＢの理想走査長さＬｓ”を説明する図である。理想走査長さＬｓ”は、ポリゴンミラー１５６の回転に伴って、レーザビーム出力部１５２から照射されたレーザビームＢ（すなわち、ビーム径が点と見なせるレーザビームＢ）がポリゴンミラー１５６のミラー面１６２に形成されたミラーに到達した際の光軸が、当該ミラーの一端に接してから、当該ミラーの他端に接するまでの間に、ポリゴンミラー１５６で反射した前記レーザビームが電磁鋼板４０に到達した際の光軸が、電磁鋼板の表面で移動するポリゴンミラー１５６の回転軸１６４の方向に沿った長さに相当する。

【0026】

上述のポリゴンミラー式のレーザ走査装置では、ポリゴンミラー１５６の外周面に形成された複数のミラー面１６２の境界部でレーザビームＢの乱反射及び／又はレーザビームＢの分割反射が発生する。このため、レーザビームＢの外形が境界部を通り越して境界部がレーザビームＢの外形の内側に位置するタイミングでは、電磁鋼板４０の表面に照射されるレーザビームＢのパワーが減少するので、レーザビームＢのビーム径の大きさを考慮した有効走査長さＬｓ’が、レーザビームＢのビーム径の大きさを考慮しない理想走査長さＬｓ”よりも短くなる。

【0027】

したがって、複数のポリゴンミラー式のレーザ走査装置を電磁鋼板４０の板幅方向に並べて複数のレーザビームＢを電磁鋼板４０の板幅方向に走査する場合には、複数のレーザビームＢを電磁鋼板４０の板幅方向に走査するために必要なレーザ走査装置１５０の台数が増加する。

【0028】

また、上述の比較例に係るレーザ走査装置１５０では、複数のミラー面１６２の境界部でのレーザビームＢの反射損失が、ポリゴンミラー１５６の接線方向に沿ったミラー面１６２の接線方向長さＬｍと、ミラー面１６２に入射するレーザビームＢのビーム径ｄｉとの比率で決まる。例えば、接線方向長さＬｍがビーム径ｄｉに比べて十分に大きければ、反射損失は低下し、有効走査長さＬｓ’が増加する。

【0029】

ここで、レーザビームＢの反射損失を低減するために、Ｌｍ／ｄｉを大きくするには、ビーム径ｄｉを小さくすることが考えられるが、レーザビームＢの集光径ｄｆは、下記式（１）で示すように、１／ｄｉに比例する。

ｄｆ＝α×（ｆ×λ）／ｄｉ・・・（１）

ただし、αはレーザビームＢに固有の定数であり、λはレーザビームＢの波長であり、ｆは集光ミラー１７０の焦点距離である。

【0030】

このため、ビーム径ｄｉが小さくなると、レーザビームＢの集光性能が低下し、電磁鋼板４０の表面に歪又は溝を加工できなくなる虞がある。また、電磁鋼板４０の表面に溝を加工する場合のように高出力のレーザビームＢを用いる場合は、ビーム径ｄｉを小さくすると、ミラー面上でのパワー密度が高くなり、ミラーの損傷の問題も発生するという問題がある。従って、ビーム径ｄｉを小さくするには限界がある。

【0031】

一方、Ｌｍ／ｄｉを大きくするために、接線方向長さＬｍを長くすることが考えられる。接線方向長さＬｍを長くするためには、ポリゴンミラー１５６の径を大きくすればよい。しかしながら、比較例に係るレーザ走査装置１５０では、ポリゴンミラー１５６の回転平面が電磁鋼板４０の表面と平行である。このため、ポリゴンミラー１５６の径を大きくすると、図２１に示すように、レーザ走査装置１５０の幅（すなわち、レーザ走査装置１５０が占有する幅）ｗが増加する。したがって、設置場所の制約から、全てのレーザ走査装置１５０を電磁鋼板４０の板幅方向に並べて設置することが困難になるという課題がある。

【0032】

そこで、図２４に示すように、複数のレーザ走査装置１５０を電磁鋼板４０の板幅方向及び長さ方向に並べて配置することが考えられる。しかしながら、このように複数のレーザ走査装置１５０を電磁鋼板４０の板幅方向及び長さ方向に並べて配置した場合には、複数のレーザ走査装置１５０を含むレーザ加工装置１８０の全体が大型化し、かつ、コストが増大するという課題がある。

【0033】

なお、図２０に示す比較例では、集光素子としてビームのＸ－Ｙ平面方向の光を一つの集光ミラー１７０で集光する構成を挙げたが、その他の方法として、集光ミラー１７０の代わりにｆθレンズを用いる構成とすることもできる。また、平面ミラー１５４の前に集光レンズを用い、且つ集光ミラー１７０の代わりに平面ミラーを用いる構成や、レーザビームＢのＸ軸方向の光のみを集光する集光ミラーとＹ軸方向の光のみを集光する集光ミラーとを組み合わせて、レーザビームＢを楕円上に集光する構成であってもよい。いずれの構成においても、上述の理由により、ポリゴンミラー１５６のミラー面２２上でのビーム径ｄｉの縮小には限界があるため、有効走査長さＬｓ’を拡大するにはポリゴンミラー１５６の径を大きくする必要がある。

【0034】

［第１実施形態］
次に、本開示の第１実施形態について説明する。

【0035】

本開示の第１実施形態は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、比較例に係るレーザ走査装置のように、ポリゴンミラーの回転平面が電磁鋼板の表面と平行である構成に比して、レーザ走査装置が占有する幅を低減することができるレーザ走査装置を提供すること、ひいては、複数のレーザビームを電磁鋼板の板幅方向に走査するために必要なレーザ走査装置の台数を削減して小型化及びコストダウンを実現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。

【0036】

本開示では、後述するように、レーザビームＢを所定の対象物の表面に照射して、対象物の表面に加工を施したり、対象物の表面を改質したりすることになる。対象物としては、種々の金属材料を用いることができるが、一例として電磁鋼板４０を用いることができ、特に方向性電磁鋼板を用いると好適であるため、以下では、電磁鋼板４０を対象物の例として説明を行うものとする。

【0037】

（レーザ走査装置）
図１に示すように、第１実施形態に係るレーザ走査装置１０は、レーザビーム出力部１２、平面ミラー１４、ポリゴンミラー１６、光学系１８、及びモータ２０を備える。

【0038】

レーザビーム出力部１２は、不図示のレーザ光源で発振され、光ファイバ等を用いて伝達されたレーザビームＢを、後述する平面ミラー１４に向けて照射するものである。レーザビーム出力部１２は、例えば、ポリゴンミラー１６のＹ軸方向＋側（換言すると、Ｙ軸の正方向側）で、電磁鋼板４０のＺ軸方向＋側（換言すると、Ｚ軸の正方向側）に配置される。レーザビーム出力部１２は、レーザビームＢをＺ軸方向－側（換言すると、Ｚ軸の負方向側、すなわち電磁鋼板４０の側）に向けて照射する向きで配置される。

【0039】

平面ミラー１４は、レーザビーム出力部１２から出力されたレーザビームＢを反射し、レーザビームＢの進行方向を、後述するポリゴンミラー１６のミラー面２２の方向へと変えるものである。平面ミラー１４は、例えば、レーザビーム出力部１２の下側（すなわち、Ｚ軸方向－側）で、電磁鋼板４０の上側（すなわち、Ｚ軸方向＋側）の空間に配置され、レーザビーム出力部１２と後述するポリゴンミラー１６との間のレーザビームＢの光路上に配置される。この場合、平面ミラー１４は、レーザビーム出力部１２から出力されたレーザビームＢをＹ軸方向－側（すなわちポリゴンミラー１６の側）に反射する向きで配置される。

【0040】

ポリゴンミラー１６は、多角形の頂面（すなわち、上面）及び底面（すなわち、下面）を有する角柱状である。ポリゴンミラー１６は、頂面及び底面を除く少なくともいずれか一つの面がミラーで形成されて、ミラー面２２をなしている。ポリゴンミラー１６は、頂面及び底面を貫く軸を回転軸２４として回転する。ポリゴンミラー１６は、レーザビーム出力部１２から照射されて平面ミラー１４で反射したレーザビームＢを、ミラー面２２のミラーで反射させるものである。

【0041】

そのため、ポリゴンミラー１６の回転に応じて、ミラー面２２で反射されるレーザビームＢの方向が変化することになり、後述する光学系１８を通じてレーザビームＢが電磁鋼板４０の表面に到達する位置も変化することになる。そのため、ポリゴンミラー１６の回転に応じて、電磁鋼板４０の表面をレーザビームＢで走査することが可能となる。なお、ポリゴンミラー１６の頂面及び底面は、多角形ではあるが、多角形を円形と見なして、その対角線を、以下の説明において「外径」と表現する場合がある。

【0042】

ポリゴンミラー１６の回転軸２４は、モータ２０の回転軸に固定されており、一体に回転する。モータ２０は、回転軸２４に接続された減速機構を備えていてもよい。ポリゴンミラー１６の回転軸２４は、電磁鋼板４０の表面と平行に延び、例えば、Ｘ軸方向に延びている。ポリゴンミラー１６の回転平面は、Ｚ軸方向から見てＸ軸方向と直交するＹ－Ｚ平面となる。ポリゴンミラー１６は、複数のミラー面２２が、略Ｙ軸方向に平面ミラー１４と対向し、略Ｚ軸方向に後述する第１ミラー２６と対向する位置に来た時に、レーザビームＢが、略Ｚ軸方向－側に位置する第１ミラー２６に反射する位置に、配置される。

【0043】

光学系１８は、ポリゴンミラー１６で反射したレーザビームＢを対象物である電磁鋼板４０の表面に導く光学素子群である。光学系１８は、公知の光学素子を適宜組み合わせることで実現できるが、例えば、第１ミラー２６、第２ミラー２８及び集光ミラー３０を備える。

【0044】

第１ミラー２６は、複数のミラー面２２のうちレーザビームＢを反射するミラー面２２に対向するＺ軸方向－側に配置される。第１ミラー２６は、ミラー面２２で反射したレーザビームＢをＸ軸方向＋側に反射する向きで配置される。また、第１ミラー２６は、第１ミラー２６の光軸がＸ軸方向と平行となる向きで配置される。

【0045】

第２ミラー２８は、第１ミラー２６に対するＸ軸方向＋側に配置され、第１ミラー２６で反射したレーザビームＢをＹ軸方向＋側に反射する向きで配置される。また、第２ミラー２８は、第２ミラー２８の光軸がＹ軸方向と平行となる向きで配置される。集光ミラー３０は、例えば、集光放物面ミラーである。

【0046】

集光ミラー３０は、第２ミラー２８に対するＹ軸方向＋側かつ電磁鋼板４０に対するＺ軸方向＋側に配置される。集光ミラー３０は、第２ミラー２８で反射したレーザビームＢをＺ軸方向－側（すなわち電磁鋼板４０の側）に反射する向きで配置される。また、集光ミラー３０は、集光ミラー３０の光軸がＺ軸方向と平行となる向きで配置される。集光ミラー３０の位置は、入射したレーザビームＢを電磁鋼板４０の表面に集光させる位置に設定される。

【0047】

この集光ミラー３０は、長尺状に形成されている。集光ミラー３０の向きは、Ｚ軸方向から見て集光ミラー３０の長手方向がＸ軸方向と平行になる向きに設定されており、これにより、レーザビームＢの走査方向がＸ軸方向に略平行に設定される。このように、光学系１８は、ポリゴンミラー１６で反射したレーザビームＢを、電磁鋼板４０の表面に導くことができ、ポリゴンミラー１６の回転に応じて、電磁鋼板４０の表面における、レーザビームＢが照射される位置を、例えば、Ｘ軸方向に平行に変化させることができる。即ち、レーザビームＢで、対象物である電磁鋼板４０の表面を走査することができ、電磁鋼板４０の表面を加工したり、電磁鋼板４０の表面を改質したりすることができる。

【0048】

本開示では、図１に例示されるように、ポリゴンミラー１６の回転軸２４が、Ｘ軸方向を向いている場合には、光学系１８、特に、集光ミラー３０から出たレーザビームＢが電磁鋼板４０の表面を走査する方向は、Ｘ軸方向に沿うことになる。すなわち、ポリゴンミラー１６の回転軸２４の方向と走査する方向とが平行となる。換言すると、回転軸２４は、レーザビームＢが走査される方向に沿って延びる。従って、本開示のレーザ走査装置１０を用いることで、回転軸２４に垂直な径方向に大きくなりがちなポリゴンミラー１６が電磁鋼板４０の幅方向に占有する幅を、走査できる幅に対して相対的に小さいものとすることが可能である。つまり、レーザ走査装置１０の１台当たりの占有する幅を小さくすることができる。

【0049】

（レーザ走査装置を用いた処理の流れ）
続いて、第１実施形態に係るレーザ走査装置１０を用いた処理の流れについて説明する。

【0050】

レーザ走査装置１０を用いた処理は、電磁鋼板４０の表面をレーザビームＢで走査する処理を含むものであり、レーザ走査装置１０によって実行される。

【0051】

レーザ走査装置１０において、レーザビーム出力部１２から平面ミラー１４に向けてレーザビームＢが照射されると、このレーザビームＢが、平面ミラー１４によってＹ軸方向－側（すなわちポリゴンミラー１６の側）に反射される。

【0052】

次に、モータ２０を作動させることで、モータ２０の回転軸２４と一体にポリゴンミラー１６を回転させ、レーザビーム出力部１２から照射されたレーザビームＢを、ポリゴンミラー１６のミラー面２２のミラーで反射させる。

【0053】

ミラー面２２のミラーで反射したレーザビームＢは、第１ミラー２６によってＸ軸方向＋側に反射され、第１ミラー２６で反射したレーザビームＢは、第２ミラー２８によってＹ軸方向＋側に反射される。また、第２ミラー２８で反射したレーザビームＢは、集光ミラー３０によって反射され、電磁鋼板４０の表面に集光される。すなわち、ポリゴンミラー１６で反射したレーザビームＢが電磁鋼板４０の表面に導かれる。

【0054】

ポリゴンミラー１６が回転すると、ミラー面２２で反射するレーザビームＢの反射角が連続的に変化し、第１ミラー２６へ入射するレーザビームＢの入射位置、第２ミラー２８へ入射するレーザビームＢの入射位置、及び集光ミラー３０へ入射するレーザビームＢの入射位置がそれぞれ変化する。そして、レーザビームＢがＸ軸方向に照射され、レーザビームＢで電磁鋼板４０の表面を走査ことにより、電磁鋼板４０の表面に線状の歪み又は溝である被加工部４２が形成される。

【0055】

また、ポリゴンミラー１６の回転に伴い、レーザビームＢを反射するミラー面２２が次のミラー面２２に切り替わることにより、今回の被加工部４２からＹ軸方向に一定間隔を空けて、電磁鋼板４０の表面に次回の被加工部４２が形成される。図１では、便宜上、今回の被加工部４２のみが示されている。

【0056】

（レーザ走査装置の幅及び有効走査長さの関係）
続いて、図２に示すレーザ走査装置１０の幅Ｗ及び有効走査長さＬｓの関係について説明する。

【0057】

第１実施形態に係るレーザ走査装置１０では、ポリゴンミラー１６の回転平面（すなわちＹ－Ｚ平面）がＸ軸方向と直交する。これにより、第１実施形態に係るレーザ走査装置１０の幅Ｗは、図２１中に例示された比較例に係るレーザ走査装置１５０の幅（すなわち、電磁鋼板４０の幅方向に占有する幅）ｗよりも狭い。また、第１実施形態に係るレーザ走査装置１０は、幅Ｗ及び有効走査長さＬｓとの関係において、Ｗ＜Ｌｓを満たす。例えば、有効走査長さＬｓが２００ｍｍ程度の場合、ポリゴンミラー１６の直径は４００ｍｍ以上が好ましいが、本発明の実施例ではレーザ照射装置の幅Ｗはポリゴンミラーの直径に依存せず、例えば１５０ｍｍ程度である。

【0058】

なお、幅Ｗは、Ｘ軸方向に沿ったレーザ走査装置１０の幅（すなわち、電磁鋼板４０の幅方向に占有する幅）である。幅Ｗは、レーザ走査装置１０におけるＸ軸方向＋側の端部から－側の端部までの間の最大幅に相当する。

【0059】

図３に示すように、有効走査長さＬｓは、ポリゴンミラー１６の回転に伴って、レーザビーム出力部１２から照射されたレーザビームＢがポリゴンミラー１６に形成されたミラーに到達した際のビーム径が、当該ミラーの一端に接してから、当該ミラーの他端に接するまでの間に、ポリゴンミラー１６で反射したレーザビームＢが電磁鋼板４０に到達した際のビーム径が、電磁鋼板４０の表面で移動する長さである。有効走査長さＬｓは、ポリゴンミラー１６の回転軸２４の方向に沿った長さで規定される。有効走査長さＬｓは、被加工部４２のＸ軸方向の長さに相当する。

【0060】

図２に示すように、第１実施形態に係るレーザ走査装置１０では、レーザ走査装置１０の幅Ｗの範囲の一部が有効走査長さＬｓの範囲からはみ出しているが、Ｗ＜Ｌｓの関係が満たされるのであれば、レーザ走査装置１０の幅Ｗの範囲が有効走査長さＬｓの範囲からはみ出していてもよい。

【0061】

このようなレーザ加工装置によって、電磁鋼板の磁区制御において要求される板幅方向に複数のレーザ走査線を各々が一定幅を重畳させる場合において、レーザ照射装置を幅方向に一列に並べることが可能となり、省スペースでコンパクトな設備を構成することができる。

【0062】

（レーザ加工装置）
続いて、第１実施形態に係るレーザ走査装置１０を用いたレーザ加工装置５０について説明する。

【0063】

図４に示すように、第１実施形態に係るレーザ加工装置５０は、複数のレーザ走査装置１０を備える。複数のレーザ走査装置１０は、Ｘ軸方向に並んで配置されている。複数のレーザ走査装置１０の位置は、隣り合うレーザ走査装置１０によって被加工部４２がＸ軸方向に連続又は被加工部４２の一部がＸ軸方向に重複して形成される位置に設定されている。

【0064】

また、第１実施形態に係るレーザ加工装置５０では、隣り合うレーザ走査装置１０によって電磁鋼板４０の表面に照射される２本のレーザビームＢが干渉することを避けるために、隣り合うレーザ走査装置１０に対してレーザビームＢを同じ向きに走査する制御及び／又はレーザビームＢを走査するタイミングをずらす制御が行われる。

【0065】

なお、図４には、一例として、３台のレーザ走査装置１０が示されているが、レーザ加工装置５０が備える複数のレーザ走査装置１０の台数は、２台以上であれば、何台でもよい。

【0066】

レーザ加工装置５０は、レーザ走査装置１０を用いていることで、電磁鋼板４０の幅方向において、各レーザ走査装置１０が占有する幅を、走査する幅に対して小さくすることができるため、レーザ加工装置５０全体をコンパクトに構成することが可能となる。

【0067】

（電磁鋼板の製造方法）
続いて、第１実施形態に係る電磁鋼板の製造方法について説明する。

【0068】

第１実施形態に係る電磁鋼板の製造方法は、第１実施形態に係るレーザ走査装置１０を用いて電磁鋼板を製造する方法であり、熱延工程、冷延工程、一次再結晶焼鈍工程、二次再結晶焼鈍工程、コーティング工程、及びレーザ加工工程を備える。

【0069】

熱延工程では、スラブに対して熱間圧延を実施して、熱延鋼板を製造する。冷延工程では、熱延鋼板に対して冷間圧延を実施して、冷延鋼板を製造する。一次再結晶焼鈍工程では、冷延鋼板に対して脱炭焼鈍を実施して、冷延鋼板に一次再結晶を発現させる。二次再結晶焼鈍工程では、脱炭焼鈍後の冷延鋼板に対して仕上げ焼鈍を実施して、冷延鋼板に二次再結晶を発現させ、冷延鋼板を電磁鋼板４０に形成する。コーティング工程では、仕上げ焼鈍後の電磁鋼板４０に対してコーティングを実施する。

【0070】

レーザ加工工程は、例えば、二次再結晶焼鈍工程の後に実施される。レーザ加工工程では、電磁鋼板４０の表面にレーザビームＢを走査して照射し電磁鋼板４０の表面に被加工部４２を形成する。レーザ加工工程では、上述の図４中に例示されたレーザ加工装置５０を用いたレーザ加工方法が実行される。

【0071】

レーザ加工方法は、Ｘ軸方向に並んで配置された複数のレーザ走査装置１０のそれぞれにおいて、レーザビーム出力部１２からレーザビームＢを出力し、レーザビーム出力部１２から出力されたレーザビームＢを平面ミラー１４で反射させ、ポリゴンミラー１６を回転させながら、平面ミラー１４で反射したレーザビームＢをポリゴンミラー１６で反射させ、ポリゴンミラー１６で反射したレーザビームＢを光学系１８によって電磁鋼板４０の表面に導く。このレーザ加工方法により、電磁鋼板４０の表面に板幅方向に亘って歪み又は溝である被加工部４２が形成される。

【0072】

また、レーザ加工工程では、電磁鋼板４０を通板させながら、上述のレーザ加工方法を繰り返し実行することにより、Ｘ軸方向に連続又は一部がＸ軸方向に重複する複数の被加工部４２が電磁鋼板４０の長さ方向に一定間隔で形成される。

【0073】

（第１実施形態の作用及び効果）
続いて、第１実施形態の作用及び効果について説明する。

【0074】

以上詳述したように、第１実施形態に係るレーザ走査装置１０では、回転軸２４がＸ軸方向に延びており、ポリゴンミラー１６の回転平面がＺ軸方向から見てＸ軸方向と直交する。したがって、例えば図２０中に例示された比較例に係るレーザ走査装置１５０のように、ポリゴンミラー１５６の回転平面が電磁鋼板４０の表面と平行である場合に比して、図２中に例示された第１実施形態に係るレーザ走査装置１０では、Ｘ軸方向に沿ったレーザ走査装置１０が占有する幅Ｗを低減することができる。

【0075】

また、第１実施形態に係るレーザ走査装置１０では、ポリゴンミラー１６の回転平面がＺ軸方向から見てＸ軸方向と直交することにより、レーザ走査装置１０の幅Ｗを有効走査長さＬｓよりも狭くすることができる。したがって、複数のレーザ走査装置１０を備えるレーザ加工装置５０では、隣り合うレーザ走査装置１０の干渉を回避しつつ、複数のレーザ走査装置１０をＸ軸方向に並べて配置することができる。これにより、例えば図２４中に例示された比較例に係るレーザ加工装置１８０のように、複数のレーザ走査装置１５０をＸ軸方向及びＹ軸方向に並べて配置する場合に比して、図４中に例示された第１実施形態に係るレーザ加工装置５０では、複数のレーザ走査装置１０を含むレーザ加工装置５０の小型化及びコストダウンを実現することができる。

【0076】

（第１実施形態の変形例）
続いて、第１実施形態の変形例について説明する。

【0077】

第１実施形態において、レーザ加工工程は、一例として、二次再結晶焼鈍工程の後に実施されるが、冷延工程、一次再結晶焼鈍工程、及びコーティング工程のうちいずれかの工程の後に実施されてもよい。また、レーザ加工工程において電磁鋼板４０の表面に歪を形成する場合、レーザ加工工程は、コーティング工程の後に実施されてもよい。また、必要に応じてレーザ加工工程の後に再コーティング工程が実施されてもよい。

【0078】

なお、レーザ加工工程が冷延工程の後に実施される場合には、冷延鋼板が、本開示における「対象物」及び「電磁鋼板に形成される鋼板」の一例に相当する。

【0079】

また、第１実施形態において、レーザ走査装置１０、レーザ走査方法、レーザ加工装置５０、及びレーザ加工方法は、電磁鋼板のレーザ加工に適用されているが、電磁鋼板以外の対象物のレーザ加工に適用されてもよい。

【0080】

また、第１実施形態において、レーザ走査装置１０及びレーザ走査方法は、レーザ加工以外の用途に適用されてもよい。

【0081】

また、第１実施形態において、レーザ走査装置１０は、レーザビーム出力部１２から出力されたレーザビームＢをポリゴンミラー１６の側に向けて反射する平面ミラー１４を備えるが、平面ミラー１４が省かれてもよい。そして、レーザビーム出力部１２の位置がレーザビームＢをポリゴンミラー１６に向けて出力する位置に設定されてもよい。

【0082】

また、第１実施形態において、レーザビーム出力部１２、平面ミラー１４、第１ミラー２６、第２ミラー２８、及び集光ミラー３０の配置は、上記以外でもよい。

【0083】

また、第１実施形態において、光学系１８は、第１ミラー２６、第２ミラー２８、及び集光ミラー３０を備えるが、第１ミラー２６、第２ミラー２８、及び集光ミラー３０以外の光学部品を備えていてもよい。

【0084】

また、第１実施形態において、光学系１８は、集光ミラー３０を備えるが、集光ミラー３０の代わりにｆθレンズを備えていてもよい。

【0085】

また、第１実施形態では、水平方向に通板される電磁鋼板４０の表面にレーザ走査装置１０によってレーザビームＢが照射されるが、鉛直方向又は鉛直方向に対する傾斜方向に通板される電磁鋼板４０の表面にレーザ走査装置１０によってレーザビームＢが照射されてもよい。

【0086】

また、第１実施形態に係るレーザ加工装置５０では、Ｘ軸方向に並ぶ複数のレーザ走査装置１０がＹ軸方向の同じ位置に配置されているが、Ｘ軸方向に並ぶ複数のレーザ走査装置１０のうちいくつかのレーザ走査装置１０は他のレーザ走査装置１０に対してＹ軸方向にずれて配置されていてもよい。

【0087】

［第２実施形態］
次に、本開示の第２実施形態について説明する。

【0088】

図５及び図６に示す第２実施形態に係るレーザ走査装置６０は、上述の図１及び図２中に例示された第１実施形態に係るレーザ走査装置１０に対し、次のように構成が変更されている。

【0089】

すなわち、第２実施形態に係るレーザ走査装置６０では、Ｚ軸方向から見て集光ミラー３０の長手方向がＸ軸方向に対して傾斜しており、これにより、Ｚ軸方向から見てレーザビームＢの走査方向がＸ軸方向に対して傾斜している。なお、仮に集光ミラー３０の長手方向がＸ軸方向に対して傾斜することなく、Ｘ軸方向に平行である場合であっても、走査が行われる周期の間も電磁鋼板４０が搬送されるため、走査の方向は、多くの場合Ｘ軸に対して平行ではなく、Ｘ軸から若干Ｙ軸方向側に傾くことになる。そのため、ポリゴンミラー１６の回転軸２４は、対象物である電磁鋼板４０の表面の法線方向から見て、レーザビームＢが走査される方向と交差する方向を向くことになる。すなわち、本開示では、ポリゴンミラー１６の回転軸２４が、電磁鋼板４０の表面の法線方向から見て、レーザビームＢが走査される方向と交差する方向を向く場合であっても、回転軸２４は、走査される方向と略平行となるものと見做す。換言すると、回転軸２４は、レーザビームＢが走査される方向に沿って延びる。レーザビームＢの走査方向とＸ軸方向との間の第１傾斜角度θ１は、例えば、０°＜θ＜４５°に設定される。

【0090】

第１傾斜角度θ１が０°より大きいと、電磁鋼板４０の表面に形成される被加工部４２をＸ軸方向に対して傾斜させることができる。したがって、電磁鋼板４０が曲げ加工される場合には、被加工部４２を起点に電磁鋼板４０が破断することを抑制することができる。また、第１傾斜角度θ１が４５°より小さいと、電磁鋼板４０の表面に被加工部４２を形成したことによる鉄損低減効果を確保することができる。なお、第１傾斜角度θ１は、５°以上、１０°以下であることが、より好ましい。

【0091】

第２実施形態に係るレーザ走査装置６０では、レーザビームＢがＸ軸方向に対する傾斜方向に走査されるが、有効走査長さＬｓは、上述の通り、レーザビームＢのＸ軸方向に沿った長さで規定される。有効走査長さＬｓは、レーザビームＢの走査長さをＬとした場合に、Ｌ×ｃｏｓθで算出される。

【0092】

また、図６に示すように、第２実施形態に係るレーザ走査装置６０では、ポリゴンミラー１６の回転平面（すなわちＹ－Ｚ平面）がＺ軸方向から見てＸ軸方向と交差する。これにより、第２実施形態に係るレーザ走査装置６０の幅Ｗは、図２１中に例示された比較例に係るレーザ走査装置１５０の幅ｗよりも狭い。また、第２実施形態に係るレーザ走査装置６０は、幅Ｗ及び有効走査長さＬｓとの関係において、Ｗ＜Ｌｓを満たす。

【0093】

なお、幅Ｗは、Ｘ軸方向に沿ったレーザ走査装置６０の幅である。幅Ｗは、レーザ走査装置６０におけるＸ軸方向＋側の端部から－側の端部までの間の幅に相当する。レーザ走査装置６０におけるＸ軸方向＋側の端部及び－側の端部は、レーザ走査装置６０のどの部分でもよい。

【0094】

図７に示すように、第２実施形態に係るレーザ加工装置７０は、複数のレーザ走査装置６０を備える。複数のレーザ走査装置６０は、Ｘ軸方向に並んで配置されている。複数のレーザ走査装置６０の位置は、隣り合うレーザ走査装置６０によって被加工部４２の一部がＸ軸方向に重複して形成される位置に設定されている。重複長さＷｏは、Ｘ軸方向に隣り合って形成された被加工部４２の一部がＸ軸方向に重複する長さに相当する。Ｘ軸方向に隣り合う被加工部４２の一部はＹ軸方向に離れて形成される。

【0095】

なお、図７には、一例として、３台のレーザ走査装置６０が示されているが、レーザ加工装置７０が備える複数のレーザ走査装置６０の台数は、２台以上であれば、何台でもよい。

【0096】

第２実施形態に係るレーザ走査方法及びレーザ加工方法は、レーザビームＢがＸ軸方向に対する傾斜方向に走査される以外は、上述の第１実施形態に係るレーザ走査方法及びレーザ加工方法と同様であり、その説明を省略する。

【0097】

（第２実施形態の作用及び効果）
続いて、第２実施形態の作用及び効果について第１実施形態と異なる点を説明する。

【0098】

第２実施形態に係るレーザ走査装置６０では、レーザビームＢがＸ軸方向に対する傾斜方向に走査されるので、電磁鋼板４０の表面に形成される線状の歪み又は溝である被加工部４２をＸ軸方向に対して傾斜させることができる。したがって、電磁鋼板４０が曲げ加工される場合でも、被加工部４２を起点に電磁鋼板４０が破断することを抑制することができる。

【0099】

なお、第２実施形態において、上述の第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏する。

【0100】

（第２実施形態の第１変形例）
続いて、本開示の第２実施形態の第１変形例について説明する。

【0101】

図８及び図９に示すように、第２実施形態に係る光学系１８は、第１回転部材６２を備えていてもよい。第１回転部材６２は、板状であり、平面視で、等脚台形状である。なお、本開示では、第１回転部材６２の形状は適宜変更できる。第１回転部材６２は、不図示の回転支持機構によって第１回転中心６２Ａを中心にＸ－Ｙ平面に沿って回転可能に支持されている。第１回転中心６２Ａは、Ｚ軸方向から見て第１ミラー２６の光軸上であって第２ミラー２８の反射面上に位置する。

【0102】

第１回転部材６２が回転しても、第１ミラー２６と第２ミラー２８との間の光軸上の距離は同じである。また、第１回転部材６２は、第２ミラー２８と集光ミラー３０との間のレーザビームＢの光路を含む平面に沿って回転する。

【0103】

第２ミラー２８及び集光ミラー３０は、第１回転部材６２の上面上に固定されている。第１回転部材６２には、集光ミラー３０で反射したレーザビームＢを通過させる穴６４が形成されている。穴６４は、平面視で、等脚台形状である。第２ミラー２８は、本開示の反射ミラーに相当する。なお、本開示では、穴６４の形状は適宜変更できる。

【0104】

このように第２実施形態に係る光学系１８が第１回転部材６２を備えていると、レーザビームＢの走査方向とＸ軸方向との間の第１傾斜角度θ１を調節することができる。

【0105】

第１変形例では、第１回転部材６２は、第２ミラー２８と集光ミラー３０との相対位置を固定するように、第２ミラー２８と集光ミラー３０とを支持する。このため、走査方向とＸ軸方向との間の第１傾斜角度θ１を変えるように第２ミラー２８の位置が変化する場合であっても、第１回転部材６２が回転することによって、第２ミラー２８の位置の変化と集光ミラー３０の位置の変化とを連動させることができる。例えば、レーザビームＢの走査開始の前に予め、第１回転部材６２を回転させることによって、所定の第１傾斜角度θ１を形成しておけばよい。または、通板速度の変化や、その他必要に応じて図示されない角度回転装置によって随時第１傾斜角度θ１を変更してもよい。

【0106】

すなわち、第１変形例では、必要に応じて走査方向を変更する際に、第２ミラー２８と集光ミラー３０を個別に調整する必要がなく、第１回転部材６２の回転だけで容易に変更可能であり、その際に第２ミラー２８と集光ミラー３０の相対位置関係が固定されているため、集光ミラー３０の反射面に入射するレーザビームの位置が一定である。このため、走査方向の変更前後で集光性が変化せず、安定した加工を行うことができる。

【0107】

（第２実施形態の第２変形例）
続いて、本開示の第２実施形態の第２変形例について説明する。

【0108】

図１０～図１４に示すように、第２実施形態に係る光学系１８は、第２回転部材６３を備えていてもよい。図１０に示すように、第２回転部材６３は、板状であり、平面視で、矩形状である。なお、本開示では、第２回転部材６３の形状は適宜変更できる。

【0109】

第２回転部材６３において、不図示のポリゴンミラーの下側に対応する一端（図１０中の左端）の位置の上面には、第１ミラー２６が設置される。第２回転部材６３は、不図示の回転支持機構によって第２回転中心６３Ａを中心にＺ－Ｘ平面に沿って回転可能に支持されている。第２回転中心６３Ａは、Ｙ軸方向から見て第２ミラー２８の光軸上であって第１ミラー２６の平面上の反射面上に位置する。

【0110】

第２回転部材６３は、第２回転中心６３Ａの軸を中心に回転する機能を有する。第２回転部材６３が回転しても、第１ミラー２６と第２ミラー２８との間の光軸上の距離は同じである。第２回転部材６３の回転によって、第１ミラー２６と第２ミラー２８との間のレーザビームＢの光路を含む平面が、図１０中のＸ－Ｙ平面に向かって、すなわち電磁鋼板４０の表面に向かって、近づく又は離れるように回転する。

【0111】

また、図１０中の第２回転部材６３の上面で第１ミラー２６と離れた位置に、第１回転部材６２が、第１回転中心６２Ａを中心にＸ－Ｙ平面に沿って回転可能に支持されている。図１０中の第２変形例に係る第１回転部材６２は、第１変形例で説明した第１回転部材６２と比べ、平面視で、矩形状である点と、穴６４が矩形状である点とが異なる。なお、第２変形例の第１回転部材６２においても、穴６４の形状は、適宜変更できる。第２変形例に係る第１回転部材６２の他の構成については、第１変形例に係る第１回転部材６２と同様である。

【0112】

ここで、電磁鋼板４０の表面上の走査開始位置Ｐ１と集光ミラー３０の反射点との第１距離Ｌ１と、電磁鋼板４０の表面上の走査終了位置Ｐ２と集光ミラー３０の反射点との第２距離Ｌ２とを設定する。ここで、第１距離Ｌ１及び第２距離Ｌ２が集光ミラー３０の焦点距離と一致する際に、走査開始位置Ｐ１と走査終了位置Ｐ２の間の走査線全長で焦点ボケが発生しない。例えば電磁鋼板４０の表面が水平方向に対して傾斜することによって、図１１に示すように、電磁鋼板４０の表面とＸ軸方向との間に、第２傾斜角度θ２が形成されると、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２とが異なる。

【0113】

しかし、第２変形例では図１２に示すように、第２回転部材６３が第２傾斜角度θ２回転することによって、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２とが集光ミラー３０の焦点距離と一致するように制御できる。例えば、レーザビームＢの走査開始の前に予め、第２回転部材６３を回転させることによって、所定の第２傾斜角度θ２を形成しておけばよい。あるいは図示されない鋼板傾斜計測装置によって傾斜の変動を随時検知して第２傾斜角度θ２を随時変更してもよい。このため、第２変形例では、電磁鋼板４０の表面上において、レーザビームＢの走査方向の全幅に亘って均一なレーザ加工を行うことができる。

【0114】

また、図１３に示すように、第２回転部材６３には、第１回転部材６２が設けられているため、走査方向がＸ軸方向との間に第１傾斜角度θ１を形成するように第２ミラー２８の位置が変化する場合であっても、第２ミラー２８の位置と集光ミラー３０の位置とが一体的に変化する。このため、図１４に示すように、第１変形例と同様に、焦点ボケの発生を抑制して、電磁鋼板４０の表面にレーザ加工を施すことができる。なお、本開示では、第１回転部材６２が設けられることなく、第２回転部材６３に、第１ミラー２６と第２ミラー２８と集光ミラー３０とが設けられてもよい。

【0115】

また、第２実施形態では、上述の第１実施形態と同様の変形例が採用されてもよい。

【0116】

［第３実施形態］
次に、本開示の第３実施形態について説明する。

【0117】

図１５及び図１６に示す第３実施形態に係るレーザ走査装置８０は、上述の図５及び図６中に例示された第２実施形態に係るレーザ走査装置６０に対し、次のように構成が変更されている。

【0118】

すなわち、第３実施形態に係るレーザ走査装置８０は、第１レーザ走査部８２、第２レーザ走査部８４、ポリゴンミラー１６、及びモータ２０を備える。第１レーザ走査部８２は、レーザビーム出力部１２、平面ミラー１４、及び光学系１８を備える。第１レーザ走査部８２を構成するレーザビーム出力部１２、平面ミラー１４、及び光学系１８は、上述の第２実施形態における構成と同一である。また、ポリゴンミラー１６及びモータ２０は、上述の第２実施形態における構成と同一である。レーザビーム出力部１２は、第１レーザビームＢ１を出力する。第１レーザビームＢ１は、平面ミラー１４、ポリゴンミラー１６、光学系１８を経由して電磁鋼板４０の表面に照射される。

【0119】

第２レーザ走査部８４は、レーザビーム出力部９２、ミラー９４、及び光学系９８を備える。光学系９８は、第１ミラー１０６、第２ミラー１０８、及び集光ミラー１１０を備える。レーザビーム出力部９２、ミラー９４、第１ミラー１０６、第２ミラー１０８、及び集光ミラー１１０は、回転軸２４に対して、レーザビーム出力部１２、平面ミラー１４、第１ミラー２６、第２ミラー２８、及び集光ミラー３０とそれぞれＹ軸方向に対称な位置に配置されている。一例として、レーザビーム出力部９２、ミラー９４、第１ミラー１０６、第２ミラー１０８、及び集光ミラー１１０は、レーザビーム出力部１２、平面ミラー１４、第１ミラー２６、第２ミラー２８、及び集光ミラー３０とそれぞれ同一の構成である。

【0120】

レーザビーム出力部９２は、第２レーザビームＢ２を出力する。レーザビーム出力部１２から出力された第１レーザビームＢ１が、平面ミラー１４、ポリゴンミラー１６、及び光学系１８を経由して電磁鋼板４０の表面に照射されるのと同様に、レーザビーム出力部９２から出力された第２レーザビームＢ２は、ミラー９４、ポリゴンミラー９６、及び光学系９８を経由して電磁鋼板４０の表面に照射される。第２レーザビームＢ２は、第１レーザビームＢ１と逆向きに走査される。

【0121】

第２ミラー１０８及び集光ミラー１１０の向きは、第２レーザビームＢ２の走査方向が第１レーザビームＢ１の走査方向と平行になる向きに設定されている。また、第２ミラー１０８及び集光ミラー１１０の位置は、第２レーザビームＢ２によって形成される被加工部４２のＸ軸方向における位置及び長さが第１レーザビームＢ１によって形成される被加工部４２のＸ軸方向における位置及び長さと同じになる位置に設定されている。第１レーザビームＢ１の有効走査長さＬｓ１及び第２レーザビームＢ２の有効走査長さＬｓ２は同じである。

【0122】

また、第３実施形態に係るレーザ走査装置８０では、第１レーザビームＢ１によって形成された複数の被加工部４２の間の中央部に第２レーザビームＢ２によって形成される被加工部４２が形成されるように、ポリゴンミラー１６の外径及び／又は光学系１８の配置位置等が設定されている。つまり、第３実施形態に係るレーザ走査装置８０では、複数の被加工部４２のピッチをＰＬとし、第１レーザビームＢ１によって形成される被加工部４２と第２レーザビームＢ２によって形成される被加工部４２との間の間隔をＧとし、ｎを０以上の整数とした場合に、下記式（２）を満たす。

Ｇ＝（２ｎ＋１）×ＰＬ・・・（２）

【0123】

さらに、図１６に示すように、第３実施形態に係るレーザ走査装置８０は、幅Ｗ、有効走査長さＬｓ１、及び有効走査長さＬｓ２との関係において、Ｗ＜Ｌｓ１＝Ｌｓ２を満たす。

【0124】

図１７に示すように、第３実施形態に係るレーザ加工装置１２０は、複数のレーザ走査装置８０を備える。複数のレーザ走査装置８０は、Ｘ軸方向に並んで配置されている。複数のレーザ走査装置８０の位置は、隣り合うレーザ走査装置８０によって被加工部４２の一部がＸ軸方向に重複して形成される位置に設定されている。重複長さＷｏは、Ｘ軸方向に隣り合って形成された被加工部４２の一部がＸ軸方向に重複する長さに相当する。Ｘ軸方向に隣り合う被加工部４２の一部はＹ軸方向に離れて形成される。

【0125】

なお、図１７には、一例として、２台のレーザ走査装置８０が示されているが、レーザ加工装置１２０が備える複数のレーザ走査装置８０の台数は、２台以上であれば、何台でもよい。

【0126】

第３実施形態に係るレーザ走査方法及びレーザ加工方法は、１台のレーザ走査装置８０によって第１レーザビームＢ１及び第２レーザビームＢ２が電磁鋼板４０の表面に照射される以外は、上述の第２実施形態に係るレーザ走査方法及びレーザ加工方法と同様であり、その説明を省略する。

【0127】

（第３実施形態の作用及び効果）
続いて、第３実施形態の作用及び効果について第２実施形態と異なる点を説明する。

【0128】

第３実施形態に係るレーザ走査装置８０では、ポリゴンミラー１６に対するＹ軸方向の両側で第１レーザビームＢ１及び第２レーザビームＢ２が電磁鋼板４０の表面に照射されるので、ポリゴンミラー１６に対するＹ軸方向の両側で被加工部４２をそれぞれ形成することができる。したがって、例えばポリゴンミラー１６に対するＹ軸方向の片側で被加工部４２が形成される場合に比して、電磁鋼板４０の表面に複数の被加工部４２を形成する際の加工効率を向上させることができる。

【0129】

また、第３実施形態に係るレーザ走査装置８０では、ポリゴンミラー１６に対するＹ軸方向の両側で被加工部４２を形成することができるので、被加工部４２のピッチを同じにして比べた場合、例えばポリゴンミラー１６に対するＹ軸方向の片側で被加工部４２が形成される場合に比して、第１レーザ走査部８２によって形成される被加工部４２のピッチ及び第２レーザ走査部８４によって形成される被加工部４２のピッチをそれぞれ拡げることができる。したがって、一つの被加工部４２の形成に要する時間を増やすことができるので、第１レーザビームＢ１の有効走査長さＬｓ及び第２レーザビームＢ２の有効走査長さＬｓをそれぞれ拡大することができる。これにより、電磁鋼板４０の表面に複数の被加工部４２を形成する際の加工効率を向上させることができる。

【0130】

（第３実施形態の変形例）
続いて、本開示の第３実施形態の変形例について説明する。

【0131】

第３実施形態に係るレーザ走査装置８０では、第１レーザビームＢ１及び第２レーザビームＢ２がそれぞれＸ軸方向に対する傾斜方向に走査されるが、第１実施形態のレーザビームＢと同様に、第１レーザビームＢ１及び第２レーザビームＢ２がそれぞれＸ軸方向に走査されてもよい。

【0132】

また、第３実施形態では、上述の第１実施形態と同様の変形例が採用されてもよい。

【0133】

［第４実施形態］
次に、本開示の第４実施形態について説明する。

【0134】

図１８及び図１９に示す第４実施形態に係るレーザ走査装置１３０は、上述の図１５及び図１６中に例示された第３実施形態に係るレーザ走査装置８０に対し、次のように構成が変更されている。

【0135】

すなわち、第４実施形態に係るレーザ走査装置１３０では、第２レーザ走査部８４が、Ｚ軸方向から見てポリゴンミラー１６の中心点１６Ａを中心に第１レーザ走査部８２に対して点対称に構成されている。具体的には、第１レーザ走査部８２の第２ミラー２８及び集光ミラー３０がポリゴンミラー１６に対してＸ軸方向＋側かつＹ軸方向＋側に配置されているのに対し、第２レーザ走査部８４の第２ミラー１０８及び集光ミラー１１０がポリゴンミラー１６に対してＸ軸方向－側かつＹ軸方向－側に配置されている。第２レーザビームＢ２は、第１レーザビームＢ１と逆向きに走査される。

【0136】

また、第２ミラー１０８及び集光ミラー１１０の向きは、第２レーザビームＢ２の走査方向が第１レーザビームＢ１の走査方向と平行になる向きに設定されている。さらに、第２ミラー１０８及び集光ミラー１１０の位置は、第２レーザビームＢ２によって形成される被加工部４２のＸ軸方向における長さが第１レーザビームＢ１によって形成される被加工部４２のＸ軸方向における長さと同じになる位置に設定されている。第１レーザビームＢ１の有効走査長さＬｓ１及び第２レーザビームＢ２の有効走査長さＬｓ２は同じである。

【0137】

図１９に示すように、第４実施形態に係るレーザ加工装置１４０は、複数のレーザ走査装置１３０を備える。複数のレーザ走査装置１３０は、Ｘ軸方向に並んで配置されている。複数のレーザ走査装置１３０の位置は、隣り合うレーザ走査装置１３０によって被加工部４２の一部がＸ軸方向に重複して形成される位置に設定されている。重複長さＷｏは、Ｘ軸方向に隣り合って形成された被加工部４２の一部がＸ軸方向に重複する長さに相当する。Ｘ軸方向に隣り合う被加工部４２の一部はＹ軸方向に離れて形成される。

【0138】

第４実施形態に係るレーザ走査装置１３０は、幅Ｗ、第１レーザビームＢ１の有効走査長さＬｓ１、第２レーザビームＢ２の有効走査長さＬｓ２、重複長さＷｏとの関係において、Ｗ＜Ｌｓ１＋Ｌｓ２－Ｗｏを満たす。

【0139】

なお、図１９には、一例として、２台のレーザ走査装置１３０が示されているが、レーザ加工装置１４０が備える複数のレーザ走査装置１３０の台数は、２台以上であれば、何台でもよい。

【0140】

第４実施形態に係るレーザ走査方法及びレーザ加工方法は、第２レーザ走査部８４が第１レーザ走査部８２に対して点対称に構成されることにより、第２レーザビームＢ２によって形成される被加工部４２の位置が第１レーザビームＢ１によって形成される被加工部４２の位置に対して点対称になる以外は、上述の第３実施形態に係るレーザ走査方法及びレーザ加工方法と同様であり、その説明を省略する。

【0141】

（第４実施形態の作用及び効果）
続いて、第４実施形態の作用及び効果について第３実施形態と異なる点を説明する。

【0142】

第４実施形態に係るレーザ走査装置１３０では、ポリゴンミラー１６に対するＸ軸方向の両側で第１レーザビームＢ１及び第２レーザビームＢ２が電磁鋼板４０の表面に照射されるので、ポリゴンミラー１６に対するＸ軸方向の両側で被加工部４２をそれぞれ形成することができる。したがって、例えばポリゴンミラー１６に対するＸ軸方向の片側で被加工部４２が形成される場合に比して、１台のレーザ走査装置１０によってＸ軸方向の広い範囲に被加工部４２を形成することができる。

【0143】

また、第４実施形態に係るレーザ走査装置１３０では、ポリゴンミラー１６に対するＸ軸方向の両側で被加工部４２を形成することができるので、１台のレーザ走査装置１３０によって形成される被加工部４２の長さを同じにして比べた場合、例えば１台のレーザ走査装置１３０によってポリゴンミラー１６に対するＸ軸方向の片側に被加工部４２が形成される場合に比して、レーザ走査装置１３０を小型化することができる。

【0144】

（第４実施形態の変形例）
続いて、本開示の第４実施形態の変形例について説明する。

【0145】

第４実施形態に係るレーザ走査装置１３０では、第１レーザビームＢ１及び第２レーザビームＢ２がそれぞれＸ軸方向に対する傾斜方向に走査されるが、第１実施形態のレーザビームＢと同様に、第１レーザビームＢ１及び第２レーザビームＢ２がそれぞれＸ軸方向に走査されてもよい。

【0146】

また、第４実施形態では、上述の第１実施形態と同様の変形例が採用されてもよい。

【0147】

以上、本開示の第１乃至第４実施形態について説明したが、本開示は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

【0148】

≪付記≫
本明細書からは、以下の態様が概念化される。

【0149】

すなわち、態様１は、
対象物の表面をレーザビームで走査するレーザ走査装置であって、
前記レーザビームを照射するレーザビーム出力部と、
多角形の頂面及び底面を有する角柱状であり、前記頂面及び前記底面を除く少なくともいずれか一つの面がミラーで形成されており、前記頂面及び前記底面を貫く軸を回転軸として回転して、前記レーザビーム出力部から照射された前記レーザビームを前記ミラーで反射させるポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーで反射した前記レーザビームを前記対象物の表面に導く光学系と、を有し、
前記ポリゴンミラーの前記回転軸は、前記対象物の表面と平行で、前記レーザビームが走査される方向と略平行である、
レーザ走査装置。

【0150】

態様２は、
前記ポリゴンミラーの回転に伴って、前記レーザビーム出力部から照射された前記レーザビームが前記ポリゴンミラーに形成された前記ミラーに到達した際のビーム径が、当該ミラーの一端に接してから、当該ミラーの他端に接するまでの間に、前記ポリゴンミラーで反射した前記レーザビームが前記対象物に到達した際のビーム径が、前記対象物の表面で移動する前記ポリゴンミラーの前記回転軸の方向に沿った長さを、有効走査長さＬｓとし、
前記ポリゴンミラーの前記回転軸の方向に沿った前記レーザ走査装置の幅をＷとした場合に、Ｗ＜Ｌｓを満たす、
態様１に記載のレーザ走査装置。

【0151】

態様３は、
前記光学系は、
前記ポリゴンミラーで反射した前記レーザビームを反射し前記レーザビームの走査方向を変化させる反射ミラーと、
前記反射ミラーで反射した前記レーザビームを前記対象物に反射する集光ミラーと、
前記反射ミラーと前記集光ミラーとを支持し、前記反射ミラーと前記集光ミラーとの間の前記レーザビームの光路を含む平面に沿って回転する回転部材と、
を備える、
態様１又は２に記載のレーザ走査装置。

【0152】

態様４は、
対象物の表面をレーザビームで走査するレーザ走査方法であって、
レーザビーム出力部を用いて、前記レーザビームを照射するレーザビーム出力ステップと、
多角形の頂面及び底面を有する角柱状であり、前記頂面及び前記底面を除く少なくともいずれか一つの面がミラーで形成されており、前記頂面及び前記底面を貫く軸を回転軸として回転するポリゴンミラーを用いて、前記レーザビーム出力部から照射された前記レーザビームを前記ミラーで反射させる反射ステップと、
光学系を用いて、前記ポリゴンミラーで反射した前記レーザビームを前記対象物の表面に導く導光ステップと、
を有し、
前記ポリゴンミラーの前記回転軸は、前記対象物の表面と平行で、前記レーザビームが走査される方向と略平行である、
レーザ走査方法。

【0153】

態様５は、
態様１に記載のレーザ走査装置を、電磁鋼板又は電磁鋼板に形成される鋼板の板幅方向に複数並べて配置し、前記電磁鋼板又は前記電磁鋼板に形成される鋼板の表面を前記レーザビームで走査して加工する、
レーザ加工装置。

【0154】

態様６は、
態様１に記載のレーザ走査装置を、電磁鋼板又は電磁鋼板に形成される鋼板の板幅方向に複数並べて配置し、前記電磁鋼板又は前記電磁鋼板に形成される鋼板の表面をレーザビームで走査して加工する、
電磁鋼板の製造方法。

【0155】

≪他の態様≫
また、本明細書からは、以下の他の態様が概念化される。

【0156】

すなわち、他の態様１は、
対象物の表面をレーザビームで走査するレーザ走査装置であって、
前記レーザビームを照射するレーザビーム出力部と、
多角形の上面及び下面を有する角柱状であり、前記上面及び前記下面を除く少なくともいずれか一つの面がミラーで形成されており、前記上面及び前記下面を貫く軸を回転軸として回転して、前記レーザビーム出力部から照射された前記レーザビームを前記ミラーで反射させるポリゴンミラーと、
前記ポリゴンミラーで反射した前記レーザビームを前記対象物の表面に導く光学系と、を有し、
前記ポリゴンミラーの前記回転軸は、前記対象物の表面と平行で、前記レーザビームが走査される方向と略平行である、
レーザ走査装置。

【0157】

他の態様２は、
前記ポリゴンミラーの回転に伴って、前記レーザビーム出力部から照射された前記レーザビームが前記ポリゴンミラーに形成された前記ミラーに到達した際のビーム径が、当該ミラーの一端に接してから、当該ミラーの他端に接するまでの間に、前記ポリゴンミラーで反射した前記レーザビームが前記対象物に到達した際のビーム径が、前記対象物の表面で移動する前記ポリゴンミラーの前記回転軸の方向に沿った長さを、有効走査長さＬｓとし、
前記ポリゴンミラーの前記回転軸の方向に沿った前記レーザ走査装置の幅をＷとした場合に、Ｗ＜Ｌｓを満たす、
他の態様１に記載のレーザ走査装置。

【0158】

他の態様３は、
対象物の表面をレーザビームで走査するレーザ走査方法であって、
レーザビーム出力部を用いて、前記レーザビームを照射するレーザビーム出力ステップと、
多角形の上面及び下面を有する角柱状であり、前記上面及び前記下面を除く少なくともいずれか一つの面がミラーで形成されており、前記上面及び前記下面を貫く軸を回転軸として回転するポリゴンミラーを用いて、前記レーザビーム出力部から照射された前記レーザビームを前記ミラーで反射させる反射ステップと、
光学系を用いて、前記ポリゴンミラーで反射した前記レーザビームを前記対象物の表面に導く導光ステップと、
を有し、
前記ポリゴンミラーの前記回転軸は、前記対象物の表面と平行で、前記レーザビームが走査される方向と略平行である、
レーザ走査方法。

【0159】

他の態様４は、
他の態様１に記載のレーザ走査装置を、電磁鋼板又は電磁鋼板に形成される鋼板の板幅方向に複数並べて配置し、前記電磁鋼板又は前記電磁鋼板に形成される鋼板の表面を前記レーザビームで走査して加工する、
レーザ加工装置。

【0160】

他の態様５は、
他の態様１に記載のレーザ走査装置を、電磁鋼板又は電磁鋼板に形成される鋼板の板幅方向に複数並べて配置し、前記電磁鋼板又は前記電磁鋼板に形成される鋼板の表面をレーザビームで走査して加工する、
電磁鋼板の製造方法。

【0161】

他の態様によれば、ポリゴンミラーの回転平面が対象物の表面と略平行であるレーザ走査装置等で例示される従来のレーザ走査装置に比して、レーザ走査装置が占有する幅を低減することができる。

【0162】

２０２１年３月３０日に出願した日本国特許出願２０２１－０５８３５３号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。

【0163】

また、本明細書に記載されたすべての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

【0164】

１０ レーザ走査装置
１２ レーザビーム出力部
１４ 平面ミラー
１６ ポリゴンミラー
１８ 光学系
２０ モータ
２２ ミラー面
２４ 回転軸
２６ 第１ミラー
２８ 第２ミラー
３０ 集光ミラー
４０ 電磁鋼板
４２ 被加工部
５０ レーザ加工装置
６０ レーザ走査装置
６２ 第１回転部材
６３ 第２回転部材
６４ 穴
７０ レーザ加工装置
８０ レーザ走査装置
８２ 第１レーザ走査部
８４ 第２レーザ走査部
９２ レーザビーム出力部
９４ ミラー
９６ ポリゴンミラー
９８ 光学系
１０６ 第１ミラー
１０８ 第２ミラー
１１０ 集光ミラー
１２０ レーザ加工装置
１３０ レーザ走査装置
１４０ レーザ加工装置
Ｂ レーザビーム
Ｂ１ 第１レーザビーム
Ｂ２ 第２レーザビーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】