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公開番号2025117976
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2024013002
出願日2024-01-31
発明の名称レーザ照射装置、造形装置、レーザ照射方法
出願人株式会社リコー
代理人個人,個人,個人
主分類B23K 26/082 20140101AFI20250805BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】本発明では、照射対象領域に対して効率良くレーザ照射することを課題とする。
【解決手段】レーザ光を偏向する複数のAODと、AODの下流側でレーザ光を偏向するガルバノスキャナ30と、を備えたレーザ照射装置100であって、AODとして、少なくとも第1AOD21および第1AOD22を備え、ガルバノスキャナ30による偏向によりラスタ走査されるレーザ光を、第1AOD21あるいは第1AOD22により偏向して未照射領域に照射し、第1AOD21および第1AOD22のうち、第1AOD21のみによりレーザ光を偏向する場合と、第1AOD22のみによりレーザ光を偏向する場合との少なくともいずれか一方の場合を含むことを特徴とする。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
レーザ光を偏向する複数の上流側偏向器と、
前記上流側偏向器の下流側でレーザ光を偏向する下流側偏向器と、を備えたレーザ照射装置であって、
前記上流側偏向器として、少なくとも第１の上流側偏向器および第２の上流側偏向器を備え、
前記下流側偏向器により偏向されるレーザ光を、前記第１の上流側偏向器あるいは前記第２の上流側偏向器により偏向して未照射領域に照射し、
前記第１の上流側偏向器および前記第２の上流側偏向器のうち、前記第１の上流側偏向器のみによりレーザ光を偏向する場合と、前記第２の上流側偏向器のみによりレーザ光を偏向する場合との少なくともいずれか一方の場合を含むことを特徴とするレーザ照射装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
同じタイミングでレーザ光を偏向する前記上流側偏向器は一つである請求項１記載のレーザ照射装置。
【請求項３】
前記上流側偏向器により基準偏向位置に偏向された時に前記下流側偏向器により非照射領域に移動する前記レーザ光を、前記上流側偏向器による前記基準偏向位置とは異なる位置への偏向により、当該非照射領域から離間した未照射領域に照射する請求項１記載のレーザ照射装置。
【請求項４】
前記第１の上流側偏向器および前記第２の上流側偏向器のうち、前記第１の上流側偏向器のみによりレーザ光を偏向する場合と、前記第２の上流側偏向器のみによりレーザ光を偏向する場合との両方を含む請求項１記載のレーザ照射装置。
【請求項５】
複数の前記上流側偏向器により、偏向方向が異なる複数の偏向が行われる請求項１記載のレーザ照射装置。
【請求項６】
前記上流側偏向器が、音響光学素子または電気光学素子である請求項１記載のレーザ照射装置。
【請求項７】
ある領域に対してレーザ光を照射してから、レーザ光を次の領域に対応した偏向位置に偏向するまでの時間が、レーザ光の点灯周期以下である請求項１記載のレーザ照射装置。
【請求項８】
前記下流側偏向器によりレーザ光がラスタ走査される請求項１記載のレーザ照射装置。
【請求項９】
前記ラスタ走査による副走査方向を方向ｘ、主走査方向を方向ｙとし、格子状に配置された照射対象物の複数の走査対象領域において、前記方向ｘを前記走査対象領域の列、前記方向ｙを前記走査対象領域の行とし、同じ列の各走査対象領域の前記方向ｘの中央位置を繋いだ線を当該列の中心軸とすると、
前記下流側偏向器によるラスタ走査の主走査軸がいずれか列の前記中心軸と一致し、
前記上流側偏向器による偏向により、当該偏向時におけるラスタ走査上の位置と方向ｘの値の異なる位置へレーザ光を偏向する請求項８記載のレーザ照射装置。
【請求項１０】
前記ラスタ走査による主走査方向を方向ｙ、前記ラスタ走査による副走査方向を方向ｘとし、前記ラスタ走査の上流側を方向ｘの負の方向、下流側を方向ｘの正の方向とすると、
照射対象物の照射対象領域でかつ未照射領域のうち、方向ｘの値が最小の領域にレーザ光を照射できるように、前記ラスタ走査する主走査列のｘ座標を決定し、当該列をラスタ走査時に、方向ｘの値が最小の領域にレーザ光を照射する請求項８記載のレーザ照射装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ照射装置、造形装置、レーザ照射方法
に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
照射対象物の照射対象領域に対してレーザ光を照射する手法として、ラスタ走査によるレーザ光の照射が一般的に知られている。
【０００３】
文字列のような複雑な構造が多い照射パターンに対しては、走査速度の大きいラスタ走査によって一連のレーザ照射動作にかかる時間を短縮することができ、レーザ照射装置の生産性の向上に対して一定の効果がある。しかし一方で、ラスタ走査では、非照射領域ではレーザをＯＦＦにして無駄な走査時間が生じるため、生産性の面で改善の余地があった。
【０００４】
またこのようなレーザ照射装置は、レーザ光を偏向する偏向器を有している。光源から照射された０次光を偏向器により偏向することで、ラスタ走査を行う等、レーザ光を所望の位置へ照射できる。
【０００５】
上記のようなレーザ光を偏向する偏向器として、例えば特許文献１（特表２０１２－５２８０１１号公報）では、ＡＯＤシステムがレーザ光を第１の方向へ偏向し、ガルバノシステムにより第２方向へ偏向することが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明では、照射対象領域に対して効率良くレーザ照射することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明は、レーザ光を偏向する複数の上流側偏向器と、前記上流側偏向器の下流側でレーザ光を偏向する下流側偏向器と、を備えたレーザ照射装置であって、前記上流側偏向器として、少なくとも第１の上流側偏向器および第２の上流側偏向器を備え、前記下流側偏向器による偏向によりラスタ走査されるレーザ光を、前記第１の上流側偏向器あるいは前記第２の上流側偏向器により偏向して未照射領域に照射し、前記第１の上流側偏向器および前記第２の上流側偏向器のうち、前記第１の上流側偏向器のみによりレーザ光を偏向する場合と、前記第２の上流側偏向器のみによりレーザ光を偏向する場合との少なくともいずれか一方の場合を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、照射対象領域に対して効率良くレーザ照射ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施形態と異なるレーザ照射装置を示す平面図である。
図１のレーザ照射装置を用いたレーザ光によるマーキングのフロー図である。
ガルバノスキャナのラスタ走査軌跡と音響光学偏向器（ＡＯＤ）の偏向方向を示す図である。
（ａ）図はマーキングする画像パターンを示す図であり、（ｂ）図は（ａ）図は画像パターンをマーキングする従来のマーキング方法、（ｃ）図と（ｄ）図は図２のレーザ照射装置を用いたマーキング方法を示す図である。
本発明の第一実施形態に係るレーザ照射装置の構成を示す図で、（ａ）図が－ｙ方向から＋ｙ方向へ見た図、（ｂ）図が＋ｘ方向から－ｘ方向へ見た図である。
（ａ）図は第１ＡＯＤの設置例、（ｂ）図は第２ＡＯＤの設置例をそれぞれ示す図で、（ｃ）図は（ａ）図および（ｂ）図の設置位置における偏向可能領域を示す図である。
（ａ）図はマーキングする画像パターンを示す図であり、（ｂ）図は第一実施形態のレーザ照射装置が０次光に対して照射可能な領域を示す図、（ｃ）図がマーキング方法の例を示す図である。
（ａ）図は図１のレーザ照射装置が０次光に対して照射可能な領域を示す図、（ｂ）図がマーキング方法の例を示す図である。
（ａ）図は第１ＡＯＤによる偏向方向と画素サイズとの関係を示す図、（ｂ）図は第１ＡＯＤおよび第２ＡＯＤによる偏向方向と画素サイズとの関係を示す図である。
（ａ）～（ｄ）の画素サイズの異なる各画素に対して、画素中心を通る偏向方向を示す図である。
ＡＯＤの偏向方向による画素中心からのズレを示す図である。
各ＡＯＤの偏向方向による画素中心からのずれと、第１ＡＯＤおよび第２ＡＯＤの二つの偏向方向の間の距離による画像中心からのずれが共に生じる場合を示す図である。
加減速領域時におけるレーザ光の複数回照射を説明する図である。
ガルバノスキャナによる主走査で、１画素を通過する間に２画素をマーキングする場合を説明する図である。
レーザ照射装置の制御部を示すブロック図である。
（ａ）図はマーキング例を示す図で、（ｂ）図は（ａ）図のマーキングに対する第１ＡＯＤの制御のタイミングチャートを示す図である。
第１ＡＯＤおよび第２ＡＯＤの偏向方向の異なる他の実施形態を示す図である。
三つのＡＯＤを有するレーザ照射装置の実施形態において、偏向可能な領域を示す図である。
三つのＡＯＤを有した、図１８と異なるレーザ照射装置の実施形態において、偏向可能な領域を示す図である。
第１ＡＯＤによる偏向距離を示す図である。
粉末床溶融結合装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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