JP7021817B1 - レーザビーム用光学装置 - Google Patents
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Abstract
Description
尚、周囲にて形成される凹レンズは、通常の作動では、レンズの透過及びミラーの反射領域に該当しないため、上記例外も発生しないが、透過窓の場合には周囲を透過する場合があるため、正確な透過に対する弊害の原因とならざるを得ない。
(1)レーザ光を透過するレンズ並びに外部への透過窓及びレーザ光を反射するミラーによる光学素子を備えたレーザ用光学装置において、前記光学素子の外側周囲の加熱領域に1単位又は複数単位の電熱素子を備えると共に、各光学素子から離れ、かつレーザ光の透過を遮蔽しない位置に各放射温度計を設置し、各光学素子の作動段階において、各光学素子に備えた各加熱手段が、加熱を行う前段階において各放射温度計の表示領域における最も高い温度以上の温度にて加熱を継続する一方、光学素子の何れかが作動段階において粉塵の付着を原因として1個のピーク温度又は複数個のピーク温度が当該光学素子に対し、前記位置に設置されている放射温度計によって表示された場合、当該光学素子に備えられた加熱手段が、当該1個のピーク温度以上の温度による加熱、又は当該複数個のピーク温度のうち最も高いピーク温度以上の温度による加熱を、当該1個のピーク温度又は当該複数個のピーク温度の表示が消失するまで継続し、かつ当該1個のピーク温度又は複数個のピーク温度を示す表示が消失された後においても前記加熱を継続するという操作を採用しているレーザビーム用光学装置において、当該装置が、レーザビーム発振源から入射するレーザビームを透過するダイナミックフォーカスレンズ、レーザビームの透過方向と直交する方向の回動中心軸を介して回動する第1ミラー、及び第1ミラーの回動と独立した状態にて前記第1ミラーにおける回動中心軸の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸を介して回動する第2ミラー、第2ミラーからテーブル面に積載されている粉末層を照射するレーザビームを透過する透過窓を備えているガルバノスキャナであって、ガルバノスキャナが、レーザビーム発振源とダイナミックフォーカスレンズとの間にコリメータレンズ、及びダイナミックフォーカスレンズと第1ミラーとの間にオブジェクトレンズを備えており、前記各レンズに対する加熱が行われていることを特徴とするレーザビーム用光学装置、
(2)レーザ光を透過するレンズ並びに外部への透過窓及びレーザ光を反射するミラーによる光学素子を備えたレーザ用光学装置において、前記光学素子の外側周囲の加熱領域に1単位又は複数単位の電熱素子を備えると共に、各光学素子から離れ、かつレーザ光の透過を遮蔽しない位置に各放射温度計を設置し、各光学素子の作動段階において、各光学素子に備えた各加熱手段が、加熱を行う前段階において各放射温度計の表示領域における最も高い温度以上の温度にて加熱を継続する一方、光学素子の何れかが作動段階において粉塵の付着を原因として1個のピーク温度又は複数個のピーク温度が当該光学素子に対し、前記位置に設置されている放射温度計によって表示された場合、当該光学素子に備えられた加熱手段が、当該1個のピーク温度以上の温度による加熱、又は当該複数個のピーク温度のうち最も高いピーク温度以上の温度による加熱を、当該1個のピーク温度又は当該複数個のピーク温度の表示が消失するまで継続し、かつ当該1個のピーク温度又は複数個のピーク温度を示す表示が消失された後においても前記加熱を継続するという操作を採用しているレーザビーム用光学装置において、当該装置が、レーザビーム発振源から入射するレーザビームを透過するダイナミックフォーカスレンズ、レーザビームの透過方向と直交する方向の回動中心軸を介して回動する第1ミラー、及び第1ミラーの回動と独立した状態にて前記第1ミラーにおける回動中心軸の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸を介して回動する第2ミラー、第2ミラーからテーブル面に積載されている粉末層を照射するレーザビームを透過する透過窓を備えているガルバノスキャナであって、第1ミラー及び第2ミラーの外側周囲の加熱手段として電熱素子を選択し、当該電熱素子から突設している円柱部が電源と接続しているブラシとスライド自在状態にて接触していることを特徴とするレーザビーム用光学装置、
(3)レーザ光を透過するレンズ並びに外部への透過窓及びレーザ光を反射するミラーによる光学素子を備えているレーザビーム用光学装置において、各光学素子の全周辺領域にて1単位の電熱素子、又はガスの流動源から流動する加熱ガス、又はパイプ中を流通する加熱水による加熱手段を備えると共に、各光学素子から離れ、かつレーザ光の透過を遮蔽しない位置に各放射温度計を設置した上で、前記加熱手段が加熱が行われる前段階にて全放射温度計によって表示された温度のうち最も高い温度以上の温度による加熱を継続する一方、光学素子の何れかが作動段階において、粉塵の付着を原因として1個又は複数個のピーク温度が当該光学素子に対し、前記位置に設置されている放射温度計によって表示された場合、加熱手段が当該1個又は複数個のピーク温度よりも高い温度による加熱を、当該1個又は複数個のピーク温度の表示が消失するまで継続し、かつ当該1個又は複数個のピーク温度を示す表示が消失した後においても前記加熱を継続するという操作を採用しているレーザビーム用光学装置において、当該装置が、レーザビーム発振源、ダイナミックフォーカスレンズ、レーザビームの透過方向と直交する方向の回動中心軸を介して回動する第1ミラー及び第1ミラーの回動と独立した状態にて前記第1ミラーにおける回動中心軸の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸を介して回動する第2ミラー、第2ミラーからテーブル面に積載されている粉末層に対しレーザビームを透過する透過窓を備えているガルバノスキャナであって、ダイナミックフォーカスレンズ、第1ミラー、第2ミラー、透過窓の全てにつき温度調整が行われており、かつガルバノスキャナがレーザビーム発振源とダイナミックフォーカスレンズとの間にコリメータレンズ、及びダイナミックフォーカスレンズと第1ミラーとの間にオブジェクトレンズを備えており、かつ前記各レンズに対し、加熱が行われていることを特徴とするレーザビーム用光学装置、
からなる。
尚、複数個のピーク温度の場合、最も高いピーク温度を表示の解消の基準としているが、その根拠は、最も高いピーク温度が解消する場合には、他の複数個のピーク温度もまた解消し得ることにある。
尚、基本構成(1)、(2)においては、各放射温度計のうち最も高い温度を基準としているのに対し、基本構成(3)においては、全放射温度計によって表示された温度のうち、最も高い温度を基準としているのは、全光学素子に対する加熱が1個の加熱手段によって行われていることに由来している。
但し、粉塵の付着を原因とするピーク温度の程度は、ケースバイケースであることから、放射温度計9における温度表示が確実に消失するような温度を設定することを必要不可欠としている。
尚、放射温度計9における温度表示が確実に消失するような高い温度を設定することが好都合であることは、図4(a)に示す実施形態の場合と同様である。
但し、上記同一温度よりも高い温度については、常に高温であるほど上記抑制に資するが、必要最小限度の高い温度については、個別のレーザビーム用光学装置の使用上の経験に即して把握することを不可欠とする。
但し、基本構成(1)、(2)のように「ピーク温度以上」の加熱ではなく、ピーク温度よりも高い加熱温度による加熱を行っている根拠は、各光学素子に対する加熱が基本構成(1)、(2)の場合のような直接加熱ではなく、間接的な加熱が行われることに由来している。
但し、スペースの関係及び基本構成(1)、(2)の場合よりも高温による加熱を行っていることから、通常、このような実施形態は採用されていない。
10 レーザビーム発振源
11 ダイナミックフォーカスレンズ
12 コリメータレンズ
13 オブジェクトレンズ
2 透過窓
3 ミラー
30 回動中心軸
31 第1ミラー
32 第2ミラー
4 各光学素子に対する外側周囲の加熱領域
40 ブラシ
5 電熱素子
50 電源
51 第1ミラー及び第2ミラーの電熱素子から突設された円柱部
6 ガスの流動源
7 ガスが流動、又は水が流通するパイプ
8 ガルバノスキャナ
9 放射温度計
P 循環用ポンプ
L レーザビーム
Claims (12)
- レーザ光を透過するレンズ並びに外部への透過窓及びレーザ光を反射するミラーによる光学素子を備えたレーザ用光学装置において、前記光学素子の外側周囲の加熱領域に1単位又は複数単位の電熱素子を備えると共に、各光学素子から離れ、かつレーザ光の透過を遮蔽しない位置に各放射温度計を設置し、各光学素子の作動段階において、各光学素子に備えた各加熱手段が、加熱を行う前段階において各放射温度計の表示領域における最も高い温度以上の温度にて加熱を継続する一方、光学素子の何れかが作動段階において粉塵の付着を原因として1個のピーク温度又は複数個のピーク温度が当該光学素子に対し、前記位置に設置されている放射温度計によって表示された場合、当該光学素子に備えられた加熱手段が、当該1個のピーク温度以上の温度による加熱、又は当該複数個のピーク温度のうち最も高いピーク温度以上の温度による加熱を、当該1個のピーク温度又は当該複数個のピーク温度の表示が消失するまで継続し、かつ当該1個のピーク温度又は複数個のピーク温度を示す表示が消失された後においても前記加熱を継続するという操作を採用しているレーザビーム用光学装置において、当該装置が、レーザビーム発振源から入射するレーザビームを透過するダイナミックフォーカスレンズ、レーザビームの透過方向と直交する方向の回動中心軸を介して回動する第1ミラー、及び第1ミラーの回動と独立した状態にて前記第1ミラーにおける回動中心軸の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸を介して回動する第2ミラー、第2ミラーからテーブル面に積載されている粉末層を照射するレーザビームを透過する透過窓を備えているガルバノスキャナであって、ガルバノスキャナが、レーザビーム発振源とダイナミックフォーカスレンズとの間にコリメータレンズ、及びダイナミックフォーカスレンズと第1ミラーとの間にオブジェクトレンズを備えており、前記各レンズに対する加熱が行われていることを特徴とするレーザビーム用光学装置。
- レーザ光を透過するレンズ並びに外部への透過窓及びレーザ光を反射するミラーによる光学素子を備えたレーザ用光学装置において、前記光学素子の外側周囲の加熱領域に1単位又は複数単位の電熱素子を備えると共に、各光学素子から離れ、かつレーザ光の透過を遮蔽しない位置に各放射温度計を設置し、各光学素子の作動段階において、各光学素子に備えた各加熱手段が、加熱を行う前段階において各放射温度計の表示領域における最も高い温度以上の温度にて加熱を継続する一方、光学素子の何れかが作動段階において粉塵の付着を原因として1個のピーク温度又は複数個のピーク温度が当該光学素子に対し、前記位置に設置されている放射温度計によって表示された場合、当該光学素子に備えられた加熱手段が、当該1個のピーク温度以上の温度による加熱、又は当該複数個のピーク温度のうち最も高いピーク温度以上の温度による加熱を、当該1個のピーク温度又は当該複数個のピーク温度の表示が消失するまで継続し、かつ当該1個のピーク温度又は複数個のピーク温度を示す表示が消失された後においても前記加熱を継続するという操作を採用しているレーザビーム用光学装置において、当該装置が、レーザビーム発振源から入射するレーザビームを透過するダイナミックフォーカスレンズ、レーザビームの透過方向と直交する方向の回動中心軸を介して回動する第1ミラー、及び第1ミラーの回動と独立した状態にて前記第1ミラーにおける回動中心軸の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸を介して回動する第2ミラー、第2ミラーからテーブル面に積載されている粉末層を照射するレーザビームを透過する透過窓を備えているガルバノスキャナであって、第1ミラー及び第2ミラーの外側周囲の加熱手段として電熱素子を選択し、当該電熱素子から突設している円柱部が電源と接続しているブラシとスライド自在状態にて接触していることを特徴とするレーザビーム用光学装置。
- 1単位の加熱手段を採用した上で、1個のピーク温度又は複数個のピーク温度のうち最も高いピーク温度と同一温度の加熱によって放射温度計における1個又は複数個のピーク温度の表示が消失する場合には、当該1個のピーク温度又は当該最も高いピーク温度と同一温度による加熱を行い、上記同一温度では上記表示が消失しない場合には、当該1個のピーク温度又は当該最も高いピーク温度よりも更に高い温度による加熱を行うことを特徴とする請求項1、2の何れか一項に記載のレーザビーム用光学装置。
- 複数単位に区分されている加熱手段を採用した上で、放射温度計の温度表示領域の外側周囲に加熱手段の区分領域に対応する区分領域を設定し、かつ1個のピーク温度又は複数個のピーク温度のうち最も高いピーク温度を呈している部位に最も近い放射温度計における前記区分領域から、対応する各区分領域に配置されている加熱手段に対し、1個のピーク温度又は当該最も高いピーク温度と同一の温度による加熱信号を伝達する一方、放射温度計における他の各区分領域から、対応する他の各区分領域に配置されている加熱手段に対し、1個のピーク温度又は当該最も高いピーク温度よりも更に高い温度による加熱信号を伝達することを特徴とする請求項1、2の何れか一項に記載のレーザビーム用光学装置。
- 複数単位に区分されている加熱手段を採用した上で、放射温度計における外側周囲から中心位置に至るまでの温度表示領域を、当該外側周囲につき前記複数単位の加熱手段における区分に対応して区分し、かつ1個のピーク温度又は複数個のピーク温度のうち最も高いピーク温度の発生を表示している区分領域の外側周囲から対応する区分領域に配置されている加熱手段に対し、1個のピーク温度又は当該最も高いピーク温度と同一温度による加熱信号を伝達する一方、ピーク温度の発生を表示していないか、又はピーク温度を表示するも最も高いピーク温度を表示している訳ではない放射温度計における各区分領域から、対応する区分領域に配置されている加熱手段に対し、1個のピーク温度又は当該最も高いピーク温度よりも更に高い温度による加熱信号を伝達することを特徴とする請求項1、2の何れか一項に記載のレーザビーム用光学装置。
- 各放射温度計の表示領域における最も高い温度よりも高い温度として5℃だけ高い温度を加熱温度として選択することを特徴とする請求項1、2の何れか一項に記載のレーザビーム用光学装置。
- 1個のピーク温度又は複数個のピーク温度のうち最も高いピーク温度よりも更に高い温度として10℃だけ高い温度を加熱温度として選択することを特徴とする請求項1、2、3、4、5の何れか一項に記載のレーザビーム用光学装置。
- 加熱が行われている各光学素子の周辺領域にガスの流動源から冷却ガスを流動するか、又は周辺領域に設置したパイプに冷却水を流通することによって、各光学素子を冷却することによって、前記ピーク温度を低下していることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7の何れか一項に記載のレーザビーム用光学装置。
- 冷却ガスの流動量及び温度又は冷却水の流通量及び温度を、0℃を基準として、ピーク温度に対し1/2以下とするように設定していることを特徴とする請求項8記載のレーザビーム用光学装置。
- レーザ光を透過するレンズ並びに外部への透過窓及びレーザ光を反射するミラーによる光学素子を備えているレーザビーム用光学装置において、各光学素子の全周辺領域にて1単位の電熱素子、又はガスの流動源から流動する加熱ガス、又はパイプ中を流通する加熱水による加熱手段を備えると共に、各光学素子から離れ、かつレーザ光の透過を遮蔽しない位置に各放射温度計を設置した上で、前記加熱手段が加熱が行われる前段階にて全放射温度計によって表示された温度のうち最も高い温度以上の温度による加熱を継続する一方、光学素子の何れかが作動段階において、粉塵の付着を原因として1個又は複数個のピーク温度が当該光学素子に対し、前記位置に設置されている放射温度計によって表示された場合、加熱手段が当該1個又は複数個のピーク温度よりも高い温度による加熱を、当該1個又は複数個のピーク温度の表示が消失するまで継続し、かつ当該1個又は複数個のピーク温度を示す表示が消失した後においても前記加熱を継続するという操作を採用しているレーザビーム用光学装置において、当該装置が、レーザビーム発振源、ダイナミックフォーカスレンズ、レーザビームの透過方向と直交する方向の回動中心軸を介して回動する第1ミラー及び第1ミラーの回動と独立した状態にて前記第1ミラーにおける回動中心軸の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸を介して回動する第2ミラー、第2ミラーからテーブル面に積載されている粉末層に対しレーザビームを透過する透過窓を備えているガルバノスキャナであって、ダイナミックフォーカスレンズ、第1ミラー、第2ミラー、透過窓の全てにつき温度調整が行われており、かつガルバノスキャナがレーザビーム発振源とダイナミックフォーカスレンズとの間にコリメータレンズ、及びダイナミックフォーカスレンズと第1ミラーとの間にオブジェクトレンズを備えており、かつ前記各レンズに対し、加熱が行われていることを特徴とするレーザビーム用光学装置。
- 全放射温度計の表示領域における最も高い温度よりも高い温度として5℃だけ高い温度を加熱温度として選択することを特徴とする請求項10記載のレーザビーム用光学装置。
- 1個のピーク温度又は複数個のピーク温度のうち最も高いピーク温度よりも更に高い温度として10℃だけ高い温度を加熱温度として選択することを特徴とする請求項10記載のレーザビーム用光学装置。
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