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公開番号2025026034
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023131365
出願日2023-08-10
発明の名称ガルバノミラー及びレーザ加工機
出願人株式会社アマダ
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 26/10 20060101AFI20250214BHJP(光学)
要約【課題】発熱を抑えることができ、高周波数で振動させることができるガルバノミラーを提供する。
【解決手段】入射平面S11にはレーザビームを反射する反射コーティングが施されている。最幅広部32WPは、第1の端面321から第2の端面322までの長さの中央よりも第2の端面322側に位置する。第1の側端面323及び第2の側端面324は、第1の端面321から最幅広部32WPに向かうに従って幅方向の互いの間隔が広がっていく。第3の側端面325及び第4の側端面326は、第2の端面322から最幅広部32WPに向かうに従って幅方向の互いの間隔が広がっていく。最板厚部327は幅方向の中央部に位置する。第1の側方部328及び第2の側方部329は、最板厚部327から幅方向の両端に向かうに従って板厚が薄くなっていく。ガルバノミラー32Sは、内部へと侵入したレーザビームを透過させる硝材で形成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
所定の波長帯域のレーザビームを反射する反射コーティングが施されているレーザビームの入射平面と、
ガルバノモータの軸の先端部と連結される端部側に位置し、前記入射平面と連結する第１の端面と、
前記軸の方向に沿った前記第１の端面とは反対側に位置し、前記入射平面と連結する第２の端面と、
前記第１の端面から前記第２の端面までの長さの中央よりも前記第２の端面側に位置する、前記軸と直交する方向の幅として最も幅の広い最幅広部と、
前記第１の端面の幅方向の両端と前記最幅広部の前記幅方向の両端とをそれぞれ連結し、前記第１の端面から前記最幅広部に向かうに従って前記幅方向の互いの間隔が広がっていく第１及び第２の側端面と、
前記第２の端面の前記幅方向の両端と前記最幅広部の前記幅方向の両端とをそれぞれ連結し、前記第２の端面から前記最幅広部に向かうに従って前記幅方向の互いの間隔が広がっていく第３及び第４の側端面と、
前記幅方向の中央部に位置する、最も板厚の厚い最板厚部と、
前記最板厚部の前記幅方向の両側方に位置する、前記最板厚部から前記幅方向の両端に向かうに従って板厚が薄くなっていく第１及び第２の側方部と、
を備え、
前記入射平面に入射したレーザビームのうち、前記反射コーティングで反射せず、前記反射コーティングを透過して内部へと侵入したレーザビームを透過させる硝材で形成されている
ガルバノミラー。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記最板厚部は、前記第１の端面から前記第２の端面までの全範囲に形成されている請求項１に記載のガルバノミラー。
【請求項３】
前記最板厚部は、前記第１の端面から前記第２の端面までの範囲のうち、前記第１の端面から前記最幅広部までの範囲に形成されており、
前記最板厚部の前記第２の端面側の端部から前記第２の端面に向かうに従って板厚が薄くなっていく傾斜先端部をさらに備える
請求項１に記載のガルバノミラー。
【請求項４】
前記硝材はサファイアガラスである請求項２に記載のガルバノミラー。
【請求項５】
前記硝材は合成石英である請求項３に記載のガルバノミラー。
【請求項６】
発散光のレーザビームをコリメート光に変換するコリメーションレンズと、
前記コリメーションレンズより射出されたレーザビームが入射され、加工対象の被加工材に照射されるレーザビームを振動させるガルバノスキャナユニットと、
前記ガルバノスキャナユニットより射出されたレーザビームを集束させて、前記被加工材に照射する集束レンズを有する加工ヘッドと、
を備え、
前記ガルバノスキャナユニットは、
入射するレーザビームを反射させる第１のガルバノミラーと、
前記第１のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第１のガルバノモータと、
前記第１のガルバノミラーで反射したレーザビームが入射して、入射するレーザビームを反射させる第２のガルバノミラーと、
前記第２のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第２のガルバノモータと、
を有し、
前記第１及び第２のガルバノミラーとして、請求項１～５のいずれか１項に記載のガルバノミラーが用いられている
レーザ加工機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガルバノミラー及びレーザ加工機に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１～３には、加工ヘッドから射出されるレーザビームをガルバノスキャナユニットのガルバノミラーによって振動させて、被加工材を加工するレーザ加工機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５３８８９４８号公報
特許第６２７２５８７号公報
特許第６７４８１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザビームを高周波数で振動させるためには、ガルバノミラーを、その剛性を高めることができるケイ素（Ｓｉ）または炭化ケイ素（ＳｉＣ）を材料として形成するのが一般的である。ガルバノミラーの表面には反射コーティングが施されており、入射するレーザビームを反射する。近年、レーザ発振器が射出するレーザビームは高出力化している。反射コーティングによるレーザビームの反射率が例えば９９．９％であったとしても、ケイ素または炭化ケイ素の光吸収率はほぼ１００％であるので、反射コーティングで反射されずに透過する高出力のレーザビームによってガルバノミラーが発熱する。ガルバノミラーを大型化すれば、ガルバノミラーの発熱を抑えることができる。
【０００５】
一方で、ガルバノミラーの振動周波数を１ｋＨｚ以上の高周波数とすることが要求されることがある。ガルバノミラーを大型化するとイナーシャが大きくなるから、要求される高周波数でガルバノミラーを振動させることが困難となる。そこで、発熱を抑えることができ、高周波数で振動させることができるガルバノミラー、及び、そのようなガルバノミラーを有するガルバノスキャナユニットを備えるレーザ加工機の登場が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１またはそれ以上の実施形態の第１の態様は、所定の波長帯域のレーザビームを反射する反射コーティングが施されているレーザビームの入射平面と、ガルバノモータの軸の先端部と連結される端部側に位置し、前記入射平面と連結する第１の端面と、前記軸の方向に沿った前記第１の端面とは反対側に位置し、前記入射平面と連結する第２の端面と、前記第１の端面から前記第２の端面までの長さの中央よりも前記第２の端面側に位置する、前記軸と直交する方向の幅として最も幅の広い最幅広部と、前記第１の端面の幅方向の両端と前記最幅広部の前記幅方向の両端とをそれぞれ連結し、前記第１の端面から前記最幅広部に向かうに従って前記幅方向の互いの間隔が広がっていく第１及び第２の側端面と、前記第２の端面の前記幅方向の両端と前記最幅広部の前記幅方向の両端とをそれぞれ連結し、前記第２の端面から前記最幅広部に向かうに従って前記幅方向の互いの間隔が広がっていく第３及び第４の側端面と、前記幅方向の中央部に位置する、最も板厚の厚い最板厚部と、前記最板厚部の前記幅方向の両側方に位置する、前記最板厚部から前記幅方向の両端に向かうに従って板厚が薄くなっていく第１及び第２の側方部とを備え、前記入射平面に入射したレーザビームのうち、前記反射コーティングで反射せず、前記反射コーティングを透過して内部へと侵入したレーザビームを透過させる硝材で形成されているガルバノミラーを提供する。
【０００７】
１またはそれ以上の実施形態の第２の態様は、発散光のレーザビームをコリメート光に変換するコリメーションレンズと、前記コリメーションレンズより射出されたレーザビームが入射され、加工対象の被加工材に照射されるレーザビームを振動させるガルバノスキャナユニットと、前記ガルバノスキャナユニットより射出されたレーザビームを集束させて、前記被加工材に照射する集束レンズを有する加工ヘッドとを備え、前記ガルバノスキャナユニットは、入射するレーザビームを反射させる第１のガルバノミラーと、前記第１のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第１のガルバノモータと、前記第１のガルバノミラーで反射したレーザビームが入射して、入射するレーザビームを反射させる第２のガルバノミラーと、前記第２のガルバノミラーを回転させるよう駆動する第２のガルバノモータとを有し、前記第１及び第２のガルバノミラーとして、第１の態様のガルバノミラーが用いられているレーザ加工機を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
１またはそれ以上の実施形態に係るガルバノミラー及びレーザ加工機によれば、ガルバノミラーの発熱を抑えることができ、ガルバノミラーを高周波数で振動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、１またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工機を示す図である。
図２は、１またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工機が備えるガルバノスキャナユニットを示す斜視図である。
図３は、第１実施形態に係るガルバノミラーを背面から見た斜視図である。
図４は、第１実施形態に係るガルバノミラーの正面図である。
図５は、第１実施形態に係るガルバノミラーの背面図である。
図６Ａは、直方体のサファイアガラス板から第１実施形態に係るガルバノミラーを形成するための４つの角部の面取りを示す平面図である。
図６Ｂは、直方体のサファイアガラス板から第１実施形態に係るガルバノミラーを形成するための部分的な厚みの面取りを示す側面図である。
図７は、第１実施形態に係るガルバノミラーのガルバノモータの軸への取り付け構造を示す斜視図である。
図８は、第２実施形態に係るガルバノミラーを背面から見た斜視図である。
図９は、第２実施形態に係るガルバノミラーの正面図である。
図１０は、第２実施形態に係るガルバノミラーの背面図である。
図１１は、直方体の合成石英板から第２実施形態に係るガルバノミラーを形成するための部分的な厚みの面取りを示す側面図である。
図１２は、第２実施形態に係るガルバノミラーの変形例を背面から見た斜視図である。
図１３は、第２実施形態に係るガルバノミラーの変形例の正面図である。
図１４は、第２実施形態に係るガルバノミラーの変形例の背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、１またはそれ以上の実施形態に係るガルバノミラー及びレーザ加工機について、添付図面を参照して説明する。まず、１またはそれ以上の実施形態に係るレーザ加工機の全体的な構成例を説明する。図１において、レーザ加工機１００は、レーザ発振器１０、プロセスファイバ１２、レーザ加工ユニット２０、ＮＣ装置５０、アシストガス供給装置８０を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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