JP7332149B2

JP7332149B2 - レーザ照射装置

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Publication number: JP7332149B2
Application number: JP2019177161A
Authority: JP
Inventors: 大▲すけ▼ 森
Original assignee: Toyokoh Inc
Current assignee: Toyokoh Inc
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
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Description

本発明は、処理対象物にレーザ光を照射するレーザ照射装置に関する。

レーザ光を用いた表面処理に関する従来技術として、例えば、特許文献１には、レーザ光を照射対象物に照射する照射ヘッドに、レーザ光を所定の偏角だけ偏向させるウェッジプリズムを設け、このウェッジプリズムを入射光の光軸回りに回転させながらレーザ光を照射することによって、照射箇所（ビームスポット）が照射対象物の表面を円弧状に旋回しながら走査し、照射対象物の表面に付着した旧塗膜や異物等が除去（クリーニング）されることが記載されている。

また、特許文献２には、上述したウェッジプリズムの回転駆動を、気体の圧力を回転運動に変換するエアモータによって行うとともに、レーザ光が出射されるダクトの内部にエアモータの排気を導入することにより、光学素子やエアモータへの異物の付着を防止することが記載されている。

特許第５５７４３５４号国際公開ＷＯ２０１６／００９９７８号

特許文献１に記載されたようなレーザ光を用いたクリーニングは、例えば鋼などの金属製構造物の表面に付着している旧塗膜の剥離や、表面付近に生成された錆等の異物を除去するのに有効である。
しかし、レーザ光の照射により照射対象物から剥離し、飛散した旧塗膜、錆、埃、スパッタなどの異物（煙状のものを含む）が照射ヘッドの内部に侵入し、保護ガラス等の光学素子に付着すると、光学的性能の低下や、光学素子の焼損などの原因となる。
これに対し、特許文献２に記載されたように、レーザ光が出射されるダクト（ノズル）の内部に気体を導入し、先端の開口から吐出させることにより、ノズルの内部を掃気（パージ）して異物の侵入を防止することも提案されている。

しかし、例えば回転式ウェッジプリズム等の偏向光学系を用いて、レーザ光を偏向させながら照射対象物の表面を走査するレーザクリーニング用の照射ヘッドの場合には、レーザ光が大きく偏向、シフトすることがない例えば溶接用や切断用の照射ヘッドに対して、レーザ光との干渉を防止するためノズル先端の開口の内径を大きくする必要がある。
このため、従来技術によって異物の侵入を防止することが困難であり、保護ガラス等の光学素子への異物付着や、これに起因する焼損が発生する場合があった。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、光学素子への異物の付着を抑制したレーザ照射装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材とを備え、前記保護部材の前記照射対象物側とは反対側の領域にパージガスを導入するパージガス導入部を有し、前記パージガスを前記保護部材の前記開口から前記照射対象物側へ流出させることを特徴とするレーザ照射装置である。
なお、本明細書、特許請求の範囲等において、ビームが収束された状態とは、出射光学系から出射された直後の状態よりもビーム径が相対的に小径となった（絞られた）状態、すなわち、エネルギ密度が出射直後よりも相対的に高くなった状態を示すものとする。
また、本明細書、特許請求の範囲等において、連動とは、機械的な連結機構等により単一のアクチュエータで２以上の要素が同時に動作するものに限らず、独立したアクチュエータをそれぞれ有する複数の要素が、一方の動きに同期して他方も同時に動くよう構成されたものも含まれるものとする。
本発明によれば、開口の位置がビームの経路上に位置するようビームの照射方向の変化と連動する保護部材を設けることにより、ビームの照射方向や光路位置を変化させながら照射対象物を走査するレーザ照射装置であってもビームが出射される開口のサイズを小さくすることができる。
また、開口の位置がビームの照射方向の変化に応じて逐次移動することにより、照射箇所において異物が飛散してレーザ照射装置側へ戻るまでの間に開口が照射時の位置から移動しており、ビームの照射方向に沿って飛散した異物が開口に侵入することを阻止できる。
このため、照射対象物側から飛散する異物が光学系に侵入することを抑制し、光学系に異物が付着することに起因する照射性能の低下や光学素子の焼損を防止することができる。
また、照射対象物側へパージガスを供給することにより、照射箇所から飛散する異物を除去し、異物がレーザ照射装置の内部へ侵入することを抑制できる。

請求項２に係る発明は、前記出射光学系は、前記ビームに偏角とシフト量との少なくとも一方を与えるとともに所定の回転中心軸回りに回動することで前記ビームスポットを旋回させる回転光学系を有し、前記保護部材は、前記回転光学系を保持する保持部材に固定されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ照射装置である。
これによれば、保護部材を駆動するために専用の動力源や駆動機構を設けることなくビームの旋回に保護部材を連動させることができ、装置の構成を簡素化することができる。

請求項３に係る発明は、前記回転光学系は、前記ビームに偏角を与えるウェッジプリズムを有することを特徴とする請求項２に記載のレーザ照射装置である。
請求項４に係る発明は、前記回転光学系は、前記ビームの入射方向に対して傾斜して配置されたミラーを有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のレーザ照射装置である。
これらの各発明によれば、簡単な構成により回転中心軸から偏心あるいは偏角した状態で旋回するビームを形成することができる。
請求項５に係る発明は、前記保護部材は前記回転中心軸と交わる方向に沿って形成された面部を有し、前記開口は前記面部に設けられることを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載のレーザ照射装置である。
これによれば、簡単な構成により上述した効果を得ることができる。
請求項６に係る発明は、レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材とを備え、前記出射光学系は、前記ビームに偏角とシフト量との少なくとも一方を与えるとともに所定の回転中心軸回りに回動することで前記ビームスポットを旋回させる回転光学系を有し、前記保護部材は、前記回転光学系を保持する保持部材に固定され、前記回転光学系は、前記ビームの入射方向に対して傾斜して配置されたミラーを有し、前記ミラーが、前記ビームが順次反射される第１のミラー及び第２のミラーを含むことを特徴とするレーザ照射装置である。
これによれば、簡単な構成により回転中心軸から偏心あるいは偏角した状態で旋回するビームを形成することができる。
請求項７に係る発明は、前記第２のミラーは、前記照射対象物へ入射するビームの光軸方向に沿った方向における位置が前記第１のミラーよりも照射対象物から遠い側に配置されることを特徴とする請求項６に記載のレーザ照射装置である。
これによれば、ビームをいわゆるＺ字状に屈曲させることにより、照射装置を過度に大型化することなくビームが通過する光路長を長くすることができ、保護部材を通過する際のビームの径を小さく絞り込むことが可能となり、ビームが通過する開口をより小さくして異物侵入抑制効果を高めることができる。

請求項８に係る発明は、レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材とを備え、前記出射光学系は、前記ビームに偏角とシフト量との少なくとも一方を与えるとともに所定の回転中心軸回りに回動することで前記ビームスポットを旋回させる回転光学系を有し、前記保護部材は、前記回転光学系を保持する保持部材に固定され、前記保護部材は前記回転中心軸に沿って配置された筒状体として形成され、前記開口は前記筒状体の周面に設けられることを特徴とするレーザ照射装置である。
これによれば、簡単な構成により上述した効果を得ることができる。

請求項９に係る発明は、レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材とを備え、前記出射光学系は、所定の回転中心軸回りに回動するとともに複数のミラーを周方向に配列したポリゴンミラーを有し、前記保護部材は、前記ポリゴンミラーと連動して回動するとともに、前記複数のミラーにおいて反射されたビームがそれぞれ通過する複数の開口を有することを特徴とするレーザ照射装置である。
これによれば、ポリゴンミラーを有するレーザ照射装置において、簡単な構成により保護部材の開口をビームに追従させて異物侵入抑制効果を得ることができる。

請求項１０に係る発明は、レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材とを備え、前記出射光学系は、所定の回転中心軸回りに揺動するミラーを含むガルバノスキャナを有し、前記保護部材はビームの揺動と同期して中心軸回りに回転する筒状体として形成され、前記開口は、前記筒状体の周面に形成されることを特徴とするレーザ照射装置である。
請求項１１に係る発明は、前記開口は、ビームが第１の方向に揺動する際に通過する第１の開口と、ビームが前記第１の方向とは逆方向である第２の方向に揺動する際に通過する第２の開口とを含み、前記第１の開口は、前記筒状体の一方の端部から筒軸方向に伸びたスリット状に形成され、前記第２の開口は、前記筒状体の他方の端部から筒軸方向に伸びたスリット状に形成されることを特徴とする請求項１０に記載のレーザ照射装置である。
請求項１２に係る発明は、レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材とを備え、前記出射光学系は、所定の回転中心軸回りに揺動するミラーを含むガルバノスキャナを有し、前記保護部材は、ビームの揺動方向に沿って延在する第１のスリットを有する固定部と、前記固定部に対してビームの揺動と同期して回動するとともにビームの入射方向から見たときに前記第１のスリットと交差する方向に延在する第２のスリットを有する回転部とを有することを特徴とするレーザ照射装置である。
これらの各発明によれば、ガルバノスキャナを有するレーザ照射装置において、簡単な構成により保護部材の開口をビームに追従させて異物侵入抑制効果を得ることができる。

請求項１３に係る発明は、前記保護部材は、その動作時に異物を排出する気流を発生する気流発生部を有することを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のレーザ照射装置である。
これによれば、保護部材の動作により保護部材自体が異物を排出する気流を発生することにより、装置の構成を複雑化することなく異物侵入抑制効果を促進することができる。

請求項１４に係る発明は、レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材とを備え、前記ビームの光路に沿って複数の前記保護部材が設けられることを特徴とするレーザ照射装置である。
これによれば、複数の保護部材の相乗効果により、異物侵入抑制効果をさらに向上することができる。
請求項１５に係る発明は、レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材とを備え、前記ビームの光路に沿って３個以上の前記保護部材が設けられ、前記ビームの光路に沿った前記保護部材の間隔が順次変化することを特徴とするレーザ照射装置である。
これによれば、当該箇所を通過する際の異物の速度変化に応じて保護部材の間隔を適切に設定することにより、異物の捕捉効果を高めることができる。
請求項１６に係る発明は、前記保護部材の間隔が、前記照射対象物側から前記出射光学系側へ近づくのに応じて順次狭くなるよう設定されることを特徴とする請求項１５に記載のレーザ照射装置である。
これによれば、照射対象物側から飛散した異物が減速しつつ進行する場合における捕捉効果をさらに高めることができる。

請求項１７に係る発明は、前記保護部材の前記照射対象物側とは反対側の領域にパージガスを導入するパージガス導入部を有し、前記パージガスを前記保護部材の前記開口から前記照射対象物側へ流出させることを特徴とする請求項６から請求項１２まで又は請求項１４から請求項１６までのいずれか１項に記載のレーザ照射装置である。
請求項１８に係る発明は、前記ビームが出射されるノズル部に隣接して前記照射対象物側へパージガスを供給するパージガス供給部を設けたことを特徴とする請求項６から請求項１２まで又は請求項１４から請求項１６までのいずれか１項に記載のレーザ照射装置である。
これらの各発明によれば、照射対象物側へパージガスを供給することにより、照射箇所から飛散する異物を除去し、異物がレーザ照射装置の内部へ侵入することを抑制できる。
請求項１９に係る発明は、前記パージガスとして、不活性ガスを主成分とする気体を用いることを特徴とする請求項１、請求項１７、請求項１８のいずれか１項に記載のレーザ照射装置である。
これによれば、ビーム照射時における入熱により照射対象物の表面に酸化物が生成されることを抑制することができる。

以上説明したように、本発明によれば、照射対象物側から飛散する異物から光学素子を保護したレーザ照射装置を提供することができる。

本発明を適用したレーザ照射装置の第１実施形態における照射ヘッドの模式的断面図である。図１のレーザ照射装置の保護部材周辺部の拡大斜視図である。図１のレーザ照射装置における保護部材、照射対象物、ビームの位置関係を模式的に示す斜視図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第２実施形態における保護部材周辺部の拡大斜視図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第３実施形態における保護部材周辺部の拡大斜視図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第４実施形態における保護部材周辺部の拡大斜視図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第５実施形態における保護部材を回転板の回転中心軸方向から見た図である。第５実施形態における保護部材の斜視図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第６実施形態における保護部材の斜視図である。第６実施形態の保護部材のレーザ照射時の動作を示す図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第７実施形態における保護部材の三面図である。第７実施形態における保護部材の斜視図である。第７実施形態の保護部材のレーザ照射時の動作を示す図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第８実施形態における保護部材の三面図である。第８実施形態における保護部材の斜視図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第９実施形態におけるポリゴンミラー及び保護部材の三面図である。第９実施形態におけるポリゴンミラー及び保護部材の斜視図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第１０実施形態における保護部材周辺部の二面図である。第１０実施形態の保護部材周辺部の斜視図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第１１実施形態における保護部材周辺部の三面図である。第１１実施形態の保護部材周辺部の斜視図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第１２実施形態における保護部材周辺部の三面図である。第１２実施形態の保護部材周辺部の斜視図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第１３実施形態における保護部材周辺部の三面図である。第１３実施形態の保護部材周辺部の斜視図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第１４実施形態における保護部材周辺部の四面図である。第１４実施形態の保護部材周辺部の斜視図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第１５実施形態における保護部材周辺部の三面図である。第１５実施形態の保護部材周辺部の斜視図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第１６実施形態における保護部材周辺部の三面図である。第１６実施形態の保護部材周辺部の斜視図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第１７実施形態における保護部材周辺部の三面図である。第１７実施形態の保護部材周辺部の斜視図である。本発明を適用したレーザ照射装置の第１８実施形態における保護部材周辺部の三面図である。第１８実施形態の保護部材周辺部の斜視図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明を適用したレーザ照射装置の第１実施形態について説明する。
第１実施形態のレーザ照射装置は、レーザ発振器から例えばファイバＦを介して供給されるレーザ光のビームＢを照射対象物に照射し、照射箇所（ビームスポットＢＳ）が照射対象物の表面を円弧上の走査パターンに沿って走査することによって、旧塗膜の剥離や付着した異物除去等の各種クリーニング処理を行う照射ヘッド１を備えている。
照射対象物は、一例として、一般鋼、ステンレス鋼、アルミニウム系合金などの金属製の構造物や、コンクリート等である。
クリーニング処理は、照射対象物Ｗ（図３参照）の表面で照射箇所（ビームスポットＢＳ）を、例えば直径１０ｍｍ程度あるいはそれ以上の比較的大径の円弧に沿って旋回させて走査し、照射対象物Ｗの表面に付着した旧塗膜（剥離すべき塗膜）、酸化皮膜等の各種皮膜、ダスト、錆、煤等を除去するレーザ加工（表面処理）である。

図１は、実施形態のレーザ照射装置における照射ヘッドの模式的断面図である。
照射ヘッド１は、例えばファイバＦを介し、図示しないレーザ発振器から伝達されるレーザ光のビームＢを、図示しない照射対象物に照射するものである。
用いることができるレーザ発振器には特に限定はなく、ＹＡＧレーザ、ファイバレーザ、ＣＯ_２レーザ、半導体レーザなどを用いることができる。
また、出力や発振方式にも限定はなく、発振方式はパルス発振であっても、連続発振（ＣＷ）であってもよい。
例えば一般的なクリーニング用途の場合、加工効率やハンドリング性から、平均出力が０．１乃至１００ｋＷ程度のＣＷレーザを用いることが好ましく、より好ましくは１乃至３０ｋＷである。
照射ヘッド１は、例えば、作業者が手持ちして作業を行うことが可能なハンディタイプ（可搬式）のものであるが、予めティーチングされた所定のパスに沿って照射ヘッド１を移動しながらレーザ照射を行うことが可能なロボットに取り付けて用いることも可能である。

照射ヘッド１は、フォーカスレンズ１０、ウェッジプリズム２０、保護ガラス３０、回転筒４０、モータ５０、ハウジング６０、保護部材７０等を備えている。
図１は、フォーカスレンズ１０の光軸及び回転筒４０等の回転中心軸を含む平面で切って見た断面を示している。

フォーカスレンズ１０は、レーザ発振器から、ファイバＦを経由して照射ヘッド１に伝達されたレーザ光が、図示しないコリメートレンズを通過した後に入射される光学素子である。
コリメートレンズは、ファイバの端部から出射されたレーザ光を、実質的に平行にする（コリメートする）光学素子である。

フォーカスレンズ１０は、コリメートレンズが出射するレーザ光を、所定の焦点位置において集光（合焦）するビームＢとする光学素子である。
フォーカスレンズ１０として、例えば、正のパワーを有する凸レンズを用いることができる。
なお、ビームＢによる照射対象物の表面における照射箇所であるビームスポットＢＳは、この焦点位置と一致し（フォーカス状態）、あるいは、焦点位置に近接して（デフォーカス状態）配置される。
ビームスポットＢＳにおいては、ビームＢは集光あるいは収束された状態となる。
フォーカスレンズ１０は、ハウジング６０の内部に固定される。

ウェッジプリズム２０は、フォーカスレンズ１０が出射するレーザ光のビームＢを、所定の偏角θ（図１参照）だけ偏向させ、入射側と出射側の光軸角度を異ならせる光学素子である。
ウェッジプリズム２０は、入射側の光軸方向と直交する方向における一方の厚さが他方の厚さに対して大きくなるように、連続的に厚さが変化する板状に形成されている。
ウェッジプリズム２０は、回転筒４０に取り付けられている。

保護ガラス３０は、ウェッジプリズム２０に対して光軸方向に沿って焦点位置側（照射対象物側・ビームスポットＢＳ側）に隣接して配置された平板ガラス等からなる光学素子である。
保護ガラス３０は、照射対象物側から飛散するスパッタ、粉塵、剥離された塗膜等の異物が、ウェッジプリズム２０等の他の光学素子に付着することを防止する部材である。
保護ガラス３０は、照射ヘッド１が有する光学系のうち、光軸方向に沿って最も焦点位置側に配置された光学素子であり、ノズル部６１及び保護部材７０の開口７１を介して、照射対象物Ｗ側に露出することになる。
保護ガラス３０は、回転筒４０に着脱可能に取り付けられている。
なお、後述する保護部材７０により、実用上十分以上のダスト等からの遮蔽効果が得られる場合には、保護ガラス３０は省略することも可能である。

回転筒４０は、内径側にウェッジプリズム２０及び保護ガラス３０を保持する円筒状の部材である。
回転筒４０は、フォーカスレンズ１０の光軸、及び、フォーカスレンズ１０に入射するレーザ光の光軸（コリメートレンズの光軸）と同心に形成されている。
回転筒４０は、ハウジング６０に対して、フォーカスレンズ１０の光軸と一致する回転中心軸回りに回転可能に支持されている。
回転筒４０は、回転光学系であるウェッジプリズム２０を保持する保持部材として機能する。

モータ５０は、回転筒４０をハウジング６０に対して回転中心軸回りに回転駆動する電動アクチュエータである。
モータ５０は、例えば、回転筒４０と同心に構成され、回転筒４０の外径側に設けられた円環型モータ（中空モータ）として構成される。
モータ５０のステータは、ハウジング６０に固定されている。
モータ５０のロータは、回転筒４０に固定されている。
モータ５０は、図示しない制御装置によって、回転筒４０の回転速度が所望の目標回転速度と実質的に一致するように制御される。
回転筒４０の目標回転速度は、例えば、２，０００乃至２００，０００ｒｐｍ程度、好ましくは、５，０００乃至１００，０００ｒｐｍ程度である。
目標回転速度未満では、照射対象物へのダメージが大きくなり、目標回転速度よりも高いと、処理の効率が低下する。

回転筒４０の回転中心軸が照射対象物Ｗの照射箇所付近の表面と直交するよう照射ヘッド１の姿勢を維持し、モータ５０が回転筒４０とともにウェッジプリズム２０を回転させることにより、ビームスポットＢＳは、照射対象物Ｗの表面に沿って、回転筒４０の回転中心軸回りに円弧状に旋回することになる。
この状態で照射ヘッド１を照射対象物Ｗの表面に沿って並進移動させると、ビームスポットＢＳは、円弧状に旋回しつつ照射対象物Ｗの表面を走査することになる。
これにより、照射対象物Ｗ上の任意の点に着目した場合には、例えば数ｍｓｅｃ程度の短時間のみレーザ光がパルス状に入射し、短時間のうちに急速加熱、急速冷却が順次行われる。
このとき、照射対象物Ｗの表面に形成された旧塗膜、錆、被膜等や、付着した異物などのクリーニング対象物は、破砕されて飛散する。

ハウジング６０は、照射ヘッド１の本体部の筐体を構成する円筒状の部材である。
ハウジング６０の内部には、上述したフォーカスレンズ１０、ウェッジプリズム２０、保護ガラス３０、回転筒４０、モータ５０等のほか、ファイバＦの照射ヘッド１側の端部や、コリメートレンズ等が収容されている。
ハウジング６０の照射対象物側の端部には、先窄みとなるようにテーパ状に縮径されたノズル部６１が形成されている。
ノズル部６１の突端部には、ビームＢが通過する開口が設けられている。
ノズル部６１の内部には、図示しない気体供給部から、パージガスが導入される。
パージガスは、ノズル部６１の開口から噴出されることにより、ハウジング６０の内部に照射対象物Ｗ側から飛散する異物が侵入することを防止するものである。
パージガスとして、例えば、空気を用いることができる。
また、パージガスとして例えば窒素、アルゴン等の不活性ガスを主成分とする気体を用いることもできる。この場合、照射対象物Ｗがレーザ光の照射により酸化することを防止するシールドガスとしての機能を得ることができる。
また、パージガスは、処理を補助するガスを兼ねることができ、例えば、照射箇所に酸化皮膜を形成するために酸素ガスあるいは通常の空気よりも酸素濃度を高めたガスを用いることなどが可能である。

保護部材７０は、照射対象物Ｗ側から飛散する異物から保護ガラス３０等の光学系（光学素子）を保護する部材である。
図２は、図１のレーザ照射装置の保護部材周辺部の拡大斜視図である。
図３は、図１のレーザ照射装置における保護部材、照射対象物、ビームの位置関係を模式的に示す斜視図である。
保護部材７０は、例えば回転筒４０の回転中心軸と直交する平面に沿った円盤状に形成され、回転筒４０の照射対象物Ｗ側の端部に、回転筒４０を閉塞するように設けられている。
保護部材７０には、ビームＢが通過する開口７１が形成されている。
開口７１の内径は、異物の侵入を防止する観点からは極力小さいことが好ましく、例えば保護部材７０を通過する際のビームＢの径に、不可避的に設けられる所定の隙間を設けたサイズに設定される。
開口７１は、ウェッジプリズム２０によるビームＢの偏角θに応じて、保護部材７０の中心（回転筒４０の回転中心軸）から偏心して配置されている。
開口７１は、回転筒４０及び保護部材７０の回転に応じて、ビームＢの旋回と連動して旋回する。
なお、上述したパージガスを、回転筒４０の内部に導入し、開口７１からノズル部６１の内部を介して照射対象物Ｗ側へ噴出させてもよい。

以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）開口７１の位置がビームＢの経路上に位置するようビームＢの旋回と連動する保護部材７０を設けることにより、ビームＢを旋回させながら照射対象物Ｗを走査するレーザ照射装置１であっても、ビームＢが出射される開口のサイズを小さくすることができる。
また、開口７１の位置がビームＢの旋回に応じて逐次移動することにより、照射箇所において異物が飛散してレーザ照射装置１側へ戻るまでの間に開口７１が照射時の位置から移動しており、ビームＢの照射方向に沿って飛散した異物が開口７１に侵入することを阻止できる。
このため、照射対象物側Ｗから飛散する異物が保護ガラス３０等の光学系に侵入することを抑制し、光学系に異物が付着することに起因する照射性能の低下や光学素子の焼損を防止することができる。
（２）保護部材７０を、回転光学系であるウェッジプリズム２０を保持する回転筒４０に取り付けたことにより、保護部材７０を駆動するために専用の動力源や駆動機構を設けることなくビームの旋回に保護部材を連動させることができ、装置の構成を簡素化することができる。
（３）回転光学系として回転筒４０とともに回転するウェッジプリズム２０を用いたことにより、簡単な構成により回転中心軸から偏角した状態で旋回するビームＢを形成することができる。
（４）保護部材７０の照射対象物Ｗ側とは反対側の領域にパージガスを導入し、パージガスを保護部材７０の開口７１から照射対象物側へ流出させることにより、照射箇所から飛散する異物を除去し、異物が照射ヘッド１の内部へ侵入することを抑制できる。
（５）パージガスとして、窒素ガス等の不活性ガスを主成分とする気体を用いることにより、ビームＢの照射時における入熱により照射対象物Ｗの表面に酸化物が生成されることを抑制することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第２実施形態について説明する。
以下説明する各実施形態において、従前の実施形態と同様の箇所には同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図４は、第２実施形態のレーザ照射装置の保護部材周辺部の拡大斜視図である。
第２実施形態のレーザ照射装置は、第１実施形態のレーザ照射装置の保護部材７０と保護ガラス３０との間に、さらに以下説明する保護部材８０を設けたことを特徴とする。

保護部材８０は、回転筒４０の回転中心軸と直交する平面に沿った円盤状に形成され、回転筒４０の内径側に、回転筒４０の内部を閉塞するよう設けられている。
保護部材８０には、ビームＢが通過する開口８１が形成されている。
開口８１の内径も、開口７１の内径と同様に極力小さくすることが好ましいが、保護部材８０の位置においては、保護部材７０の位置に対してビームＢが収束されていないため、開口８１の内径は開口７１よりも大きくなっている。
開口８１は、開口７１と同様に、ウェッジプリズム２０によるビームＢの偏角θに応じて、保護部材８０の中心に対して偏心して配置されるが、偏心量は開口７１に対して小さくなっている。
以上説明した第２実施形態によれば、上述した第１実施形態の効果と同様の効果に加え、複数の保護部材７０，８０を設けることにより、異物侵入防止効果を促進することができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第３実施形態について説明する。
図５は、第３実施形態のレーザ照射装置の保護部材周辺部の拡大斜視図である。
第３実施形態のレーザ照射装置は、第２実施形態における保護部材８０に、気流発生部として以下説明するフィン８２，８３を設けたことを特徴とする。

フィン８２は、保護部材８０の照射対象物Ｗ側の面部から突出して設けられたタブ状の部分である。
フィン８２は、保護部材８０の中心部付近から外周縁部付近にかけて径方向に沿って延在するとともに、保護部材８０の周方向に分散して複数配置されている。
フィン８２は、例えば、回転筒４０の回転中心軸回りにおける角度位置が６０°間隔となるように等間隔に配列されている。
フィン８２は、回転筒４０の内部に侵入し、滞留するダスト等の異物を叩き落として開口８１を通過することを阻止する効果も有する。一対のフィン８２は、このような効果を高めるため、開口８１を挟んで隣接して配置されるようにすることが好ましい。

フィン８３は、保護部材８０の照射対象物Ｗ側の面部から突出して設けられたタブ状の部分である。
フィン８３は、保護部材の外周縁部付近に設けられ、径方向に沿って延在している。
フィン８３は、保護部材８０の周方向に分散して複数配置されている。
フィン８３の数は、目標回転速度で必要とされる風量の増加に応じて増加するよう設定され、本実施形態においては、回転筒４０の回転中心軸回りにおける位置が、隣接する一対のフィン８２の間に、例えば３箇所ずつ設けられている。
開口８１は、フィン８３に対して保護部材８０の内径側に配置されている。

上述した構成において、回転筒４０を回転させると、フィン８２，８３は、保護部材８０の周囲の空気を外径側に搬送する空気流が発生する。
回転筒４０には、この空気流を回転筒４０の外側へ排出するためのスリット４１が形成されている。
スリット４１は、フィン８２，８３が形成された周囲の回転筒４０の周面を貫通する開口として形成され、回転筒４０の周方向に延在して、あるいは、離散的に分散して配置される構成とすることができる。

以上説明した第３実施形態によれば、上述した第１、第２実施形態の効果と同様の効果に加えて、保護部材８０の回転時にフィン８２，８３が保護部材７０、８０の間隔の空間部内に内径側から外径側へ流れる気流を形成し、この空間部内に異物が侵入した場合であっても、異物をスリット４１から回転筒４０の外部へ排出することができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第４実施形態について説明する。
第４実施形態のレーザ照射装置は、第１実施形態のウェッジプリズム２０、回転筒４０、モータ５０等に代えて、回転体の周方向に複数のミラーを配列してビームＢを連続的に偏向させる図示しないポリゴンミラー（後述する図１６、図１７を参照）を有する。
図６は、第４実施形態のレーザ照射装置の保護部材周辺部の拡大斜視図である。
第４実施形態においては、ビームＢは、図示しないポリゴンミラーの回転に応じて、ビームスポットＢＳが位置Ｐ１から位置Ｐ２まで揺動する。
ビームスポットＢＳが位置Ｐ２に達すると、ビームＢを反射するミラーが隣接する他のミラーに切り替わり、ビームスポットＢＳは再び位置Ｐ１に復帰して位置Ｐ２への揺動を開始する。

第４実施形態の保護部材１００は、固定筒１０１、回転筒１０２からなる二重筒構造を有する。
固定筒１０１は、径に対して軸方向寸法が小さい円筒状（円環状）に形成されている。
固定筒１０１の周面における一部の領域には、ビームＢが通過するスリット１０１ａが形成されている。
スリット１０１ａは、固定筒１０１の周方向に沿って延在する長孔状に形成されている。

回転筒１０２は、固定筒１０１と同様に径に対して軸方向寸法が小さい円筒状（円環状）に形成されている。
回転筒１０２は、固定筒１０１の内径側に、固定筒１０１と同心となるように挿入されている。
回転筒１０２は、固定筒１０１に対して中心軸回りに回動可能に支持されるとともに、図示しないモータ等のアクチュエータによってポリゴンミラーと連動（同期）して回転駆動される。
回転筒１０２の周面には、ビームＢが通過する開口１０２ａが形成されている。
開口１０２ａは、回転筒１０２の周方向に等間隔に分散して離散的に配置されている。
ビームＢは、固定筒１０１、回転筒１０２の周面部とビームＢとが干渉しないよう、固定筒１０１、回転筒１０２の軸方向及び径方向に対してそれぞれ傾斜した方向から入射される。

第４実施形態においては、ポリゴンミラーによりビームＢを揺動させた状態での照射時に、ビームスポットＢＳが位置Ｐ１から位置Ｐ２へ移動し、位置Ｐ２に達した後位置Ｐ１へ復帰し、位置Ｐ２への移動を繰り返す。
このとき、回転筒１０２は固定筒１０１に対して相対回転し、開口１０２ａがビームＢの揺動に応じて移動することにより、ビームＢの通過を許容する。
また、ビームスポットＢＳが位置Ｐ２に達した後位置Ｐ１に復帰する際には、ビームＢは隣接する他の開口１０２ａを通過する（ビームＢが通過する開口１０２ａが順次切り替わる）よう構成されている。
以上説明した第４実施形態によれば、ポリゴンミラーによりビームＢを揺動させながら照射対象物に照射を行う際に、ビームＢの光路を妨げることなく照射対象物側から飛散する異物が保護部材１００の内部に侵入することを防止できる。

＜第５実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第５実施形態について説明する。
第５実施形態のレーザ照射装置は、第４実施形態と同様に、ビームＢを偏向、揺動させる手段としてポリゴンミラーを有する。
図７は、第５実施形態のレーザ照射装置における保護部材を回転板の回転中心軸方向から見た図である。
図８は、第５実施形態における保護部材の斜視図である。
図８（ａ）は固定板側から見た図であり、図８（ｂ）は回転板側から見た図である。

第５実施形態の保護部材１１０は、固定板１１１、回転板１１２を有する。
固定板１１１、回転板１１２は、それぞれ平板状に形成され、厚さ方向に所定の間隔を隔てて対向して配置されている。
回転板１１２は、固定板１１１に対して、照射対象物側、又は、照射対象物側とは反対側に配置される。
固定板１１１は、法線方向から見た平面形が例えば矩形状に形成されている。
固定板１１１の中央部には、スリット１１１ａが形成されている。
スリット１１１ａは、所定の方向に沿った長辺方向を有する矩形の長孔として形成されている。
スリット１１１ａは、その長手方向における中央部において、回転板１１２の径方向と直交するように配置されている。

回転板１１２は、法線方向から見た平面形が例えば円形である円盤状に形成されている。
回転板１１２は、その中心部に設けられた回転中心軸回りに回動可能に支持されるとともに、図示しない電動モータ等のアクチュエータにより回転駆動される。
回転板１１２には、スリット１１２ａが形成されている。
スリット１１２ａは、回転板１１２の中央部近傍から外周縁部近傍にかけて、回転板１１２の径方向に沿って伸びた長孔として形成されている。
スリット１１２ａは、回転板１１２の周方向に分散して複数（例えば５本）が、等間隔に配列されている。

第５実施形態においては、図示しないポリゴンミラーで反射したビームは、固定板１１１のスリット１１１ａと回転板１１２のスリット１１２ａとが重畳した箇所を通過して照射対象物側へ出射される。
このとき、ポリゴンミラーの回転によるビームの揺動に応じて、回転板１１２のスリット１１２ａは回動し、ビームの揺動に追従する。

以上説明した第５実施形態によれば、ポリゴンミラーによってビームＢが周期的に揺動する場合であっても、固定板１１１、回転板１１２が協働して照射対象物側から飛散する異物が光学系側に侵入することを適切に防止することができる。

＜第６実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第６実施形態について説明する。
第６実施形態のレーザ照射装置は、第１実施形態のウェッジプリズム２０、回転筒４０、モータ５０等に代えて、ビームＢを反射させるとともに、ビームＢの反射方向を変化させるよう揺動可能な例えば一対のミラーを有するガルバノスキャナを有する。
第６実施形態のレーザ照射装置は、ガルバノスキャナを構成するミラーの一つを、所定の角度範囲内で揺動させることにより、ビームスポットＢＳが所定の直線に沿って往復するようビームＢを揺動させる機能を有する。

図９は、第６実施形態における保護部材の斜視図である。
図９に示すように、第６実施形態においては、ビームＢは、ビームスポットＢＳが位置Ｐ１と位置Ｐ２の間を往復するよう揺動する。
第６実施形態の保護部材１２０は、半径に対して軸方向長さが短い短尺の円筒状に形成されている。

保護部材１２０には、ビームＢの通過を許容するための第１，第２のスリットであるスリット１２１，１２２が形成されている。
スリット１２１は、保護部材１２０の一方の端縁の一部をその中心軸方向に沿って凹ませて形成されている。
スリット１２２は、保護部材１２０の他方の端縁の一部をその中心軸方向に沿って凹ませて形成されている。
スリット１２１，１２２は、保護部材１２０の周方向に分散して例えばそれぞれ３つが等間隔に設けられている。
スリット１２１，１２２は、保護部材１２０の周回りにおける位置が一致するように配置されている。
ビームＢは、保護部材１２０の中心軸方向、径方向に対してそれぞれ傾斜した方向から保護部材１２０に入射し、スリット１２１又はスリット１２２のいずれか一方を通過して照射対象物に到達するようになっている。

図１０は、第６実施形態の保護部材のレーザ照射時の動作を示す図である。
図１０（ａ）乃至図１０（ｇ）は、保護部材１２０の状態とビームＢの通過箇所とを時系列で示すものである。
図１０（ａ）乃至図１０（ｃ）に示すように、ビームＢの入射側（照射対象物側とは反対側）から見たときに、ビームＢが第１の方向（例えば図１０においては左側から右側）へ揺動する際には、ビームＢは、保護部材１２０の照射対象物側（図１０における奥側）の半部に設けられたスリット１２２を通過するようになっている。
このとき、保護部材１２０はガルバノスキャナを構成するミラーの揺動と同期して中心軸回りに回転する。
これにより、スリット１２２は、ビームＢの揺動を追従して移動する。

図１０（ｄ）に示すように、ビームＢが第１の方向の終端に達すると、ビームＢは、保護部材１２０の照射対象物側とは反対側（図１０における手前側）の半部に設けられたスリット１２１の内部へ移動する。
その後、図１０（ｅ）乃至図１０（ｇ）に示すように、ビームＢが第２の方向（図１０においては右側から左側）へ揺動する際には、スリット１２１は、ビームＢの揺動を追従して移動する。
ビームＢが第２の方向の終端に達すると、再び図１０（ａ）の状態に戻り、以降の動作を繰り返す。
以上説明した第６実施形態によれば、単一方向に回転する円筒状の保護部材１２０により、簡単な構成でビームＢが往復揺動する際の照射対象物側からの異物の侵入を抑制することができる。

＜第７実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第７実施形態について説明する。
第７実施形態のレーザ照射装置は、第６実施形態と同様に、ビームＢを往復するよう揺動させるガルバノスキャナを有する。
図１１は、第７実施形態における保護部材の三面図である。
図１１（ａ）は、保護部材１３０を回転板１３２，１３３の回転中心軸方向から見た図である。
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のｂ－ｂ部矢視図である。
図１１（ｃ）は、図１１（ａ）のｃ－ｃ部矢視図である。
図１２は、第７実施形態における保護部材の斜視図である。

第７実施形態の保護部材１３０は、固定板１３１、回転板１３２，１３３を有して構成されている。
固定板１３１、回転板１３２，１３３は、それぞれ平板状に形成され、厚さ方向に所定の間隔を隔てて対向して配置されている。
回転板１３２，１３３は、固定板１３１に対して厚みが大きく形成されている。

固定板１３１は、法線方向から見た平面形が、図１１（ａ）に示すように、例えば矩形状に形成されている。
固定板１３１の中央部には、スリット１３１ａが形成されている。
スリット１３１ａは、固定板１３１の長辺方向と平行な長辺方向を有する矩形の長孔として形成されている。

回転板１３２，１３３は、固定板１３１の法線方向における一方側、他方側にそれぞれ配置されている。
回転板１３２，１３３は、固定板１３１と平行に配置された平板状の部材であって、厚み方向から見た形状が矩形状に形成されている。
回転板１３２，１３３は、厚み方向と直交しかつその中央部に配置された回転中心軸回りに回転可能に支持されるとともに、図示しない電動モータ等のアクチュエータにより回転駆動される。
回転板１３２は、固定板１３１の一方側の表面と微小な間隔を隔てて対向して配置されている。
回転板１３３は、固定板１３２の他方側の表面と微小な間隔を隔てて対向して配置されている。
回転板１３２の回転中心軸と回転板１３３の回転中心軸とは、図１１（ａ）に示すように、固定板１３１等の厚み方向から見たときに、固定板１３１の外周縁部における長辺の中央部近傍に、固定板１３１を挟んで平行に配置されている。

回転板１３２，１３３の長手方向における両側には、スリット１３２ａ，１３３ａが形成されている。
スリット１３２ａ，１３３ａは、回転板１３２，１３３の両端面を中央部（回転中心軸）側へ凹ませた溝状に形成されている。
スリット１３２ａ，１３３ａは、回転板１３２，１３３を回転させたときに、固定板１３１のスリット１３１ａを横切るよう形成されている。

以下、第７実施形態における保護部材１３０のレーザ照射時の動作について説明する。
図１３は、第７実施形態の保護部材のレーザ照射時の動作を示す図である。
図１３（ａ）乃至図１３（ｇ）は、保護部材１３０の状態とビームＢの通過箇所とを時系列で示すものである。

図１３（ａ）に破線矢印で示すように、回転板１３２，１３３は、それぞれの回転中心軸回りに、同一方向（図１３の場合には時計回り方向）に同期して回転する。
図１３（ａ）乃至図１３（ｄ）に示すように、ビームＢが第１の方向（図１３の場合には上方から下方へ向かう方向）に移動する際には、ビームＢは、回転板１３２のスリット１３２ａに挟まれた状態で、固定板１３１のスリット１３１ａの長手方向に沿って移動する。
このとき、回転板１３２はビームＢの移動とともに回動し、スリット１３２ａはビームＢに追従する。

図１３（ｅ）乃至図１３（ｇ）に示すように、ビームＢが第２の方向（図１３の場合には下方から上方に向かう方向）に移動する際には、ビームＢは、回転板１３３のスリット１３３ａに挟まれた状態で、固定板１３１のスリット１３１ａの長手方向に沿って移動する。
このとき、回転板１３３はビームＢの移動とともに回動し、スリット１３３ａはビームＢに追従する。

以上説明した第７実施形態によれば、固定板１３１、回転板１３２，１３３が協働して照射対象物側から飛散する異物が光学系側へ侵入することを抑制することができる。
また、ビームＢを追従するよう回転板１３２，１３３のスリット１３２ａ，１３３ａが回動することにより、その内面によってビームＢの光路に沿って侵入する異物を叩き落とし、異物侵入抑制効果を促進することができる。

＜第８実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第８実施形態について説明する。
第８実施形態のレーザ照射装置は、第７実施形態と同様に、ビームスポットＢＳが往復するようビームＢを揺動させるガルバノスキャナを有する。
図１４は、第８実施形態における保護部材の三面図である。
図１４（ａ）は、保護部材１４０を回転板１４２，１４３の回転中心軸方向から見た図である。
図１４（ｂ）、図１４（ｃ）は、図１４（ａ）のｂ－ｂ部矢視図、ｃ－ｃ部矢視図である。
図１５は、第８実施形態における保護部材の斜視図である。

固定板１４１は、法線方向から見た平面形が、図１４（ａ）に示すように、例えば矩形状に形成されている。
固定板１４１の中央部には、スリット１４１ａが形成されている。
スリット１４１ａは、固定板１４１の長辺方向と平行な長辺方向を有する矩形の長孔として形成されている。

回転板１４２，１４３は、固定板１４１の法線方向における一方側、他方側にそれぞれ配置されている。
回転板１４２，１４３は、固定板１４１と平行に配置された平板状の部材であって、厚み方向から見た形状が実質的に正三角形状に形成されている。
回転板１４２，１４３は、厚み方向と直交しかつその中央部に配置された回転中心軸回りに回転可能に支持されるとともに、図示しない電動モータ等のアクチュエータにより回転駆動される。
回転板１４２は、固定板１４１の一方側の表面と微小な間隔を隔てて対向して配置されている。
回転板１４３は、固定板１４１の他方側の表面と微小な間隔を隔てて対向して配置されている。
回転板１４２の回転中心軸と回転板１４３の回転中心軸とは、図１４（ａ）に示すように、固定板１４１等の厚み方向から見たときに、固定板１４１の外周縁部における長辺の中央部近傍に、固定板１４１を挟んで平行に配置されている。

回転板１４２，１４３の三角形の各頂部には、スリット１４２ａ、１４３ａがそれぞれ形成されている。
スリット１４２ａ，１４３ａは、回転板１４２，１４３の頂部を中央部側へ凹ませた溝状に形成されている。
スリット１４２ａ，１４３ａは、回転板１４２，１４３を回転させたときに、固定板１４１のスリット１４１ａを横切るよう形成されている。
以上説明した第８実施形態によれば、上述した第７実施形態の効果と同様の効果に加えて、回転板１４２，１４３に設けられるスリット１４２ａ，１４３ａを多くすることにより、回転板１４２，１４３の回転速度を過度に高くすることなくガルバノスキャナによる走査速度を向上することができる。

＜第９実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第９実施形態について説明する。
第９実施形態のレーザ照射装置は、第４実施形態と同様に、ビームＢを偏向、揺動させる手段としてポリゴンミラーを有する。
図１６は、第９実施形態におけるポリゴンミラー及び保護部材の三面図である。
図１６（ａ）は、ポリゴンミラーの回転中心軸と直交する一方向から見た図である。
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のｂ－ｂ部矢視図である。
図１６（ｃ）は、図１６（ｃ）のｃ－ｃ部矢視図である。
図１７は、第９実施形態におけるポリゴンミラー及び保護部材の三面図である。

第９実施形態においては、ポリゴンミラー１５０に保護部材１６０を設けている。
ポリゴンミラー１５０は、所定の回転中心軸回りに回動可能に支持されるとともに、図示しない電動モータ等のアクチュエータにより回転駆動される。
ポリゴンミラー１５０は、回転中心軸に対する周方向に沿って配列された複数のミラー１５１を有する。
第９実施形態においては、ミラー１５１は、例えば８面設けられており、図１６（ｂ）に示すようにポリゴンミラー１５０を回転中心軸方向から見た形状は、正八面体となっている。
ビームＢは、図１６（ｂ）に示すように、光軸がポリゴンミラー１５０の回転中心軸を含む平面に沿いかつ回転中心軸に対して傾斜した状態でミラー１５１に入射し、ミラー１５１の表面において反射して照射対象物側へ出射される。

保護部材１６０は、ポリゴンミラー１５０のミラー１５１の回転中心軸方向における出射側（照射対象物側）の半部の外径側を覆って設けられている。
保護部材１６０は、ポリゴンミラー１５０の回転中心軸と同心の円筒状に形成されている。
保護部材１６０は、ポリゴンミラー１５０の回転中心軸方向において、出射側（照射対象物側）が入射側（光源側）に対して縮径されたテーパ状に形成されている。
保護部材１６０は、ポリゴンミラー１５０に固定され、これとともに回転する。

保護部材１６０には、スリット１６１が形成されている。
スリット１６１は、保護部材１６０の周方向に沿って伸びた長孔状に形成されている。
図１６（ｂ）に示すように、スリット１６１は、保護部材１６０の周方向に分散して複数設けられている。
スリット１６１は、ポリゴンミラー１５０の回転中心軸回りにおける中央部の角度位置が、複数のミラー１５１の中央部の角度位置と一致するように配置されている。
例えば、第９実施形態の場合には、スリット１６１は、保護部材１６０の周方向に沿って８箇所に等間隔に配置されている。

第９実施形態のレーザ照射装置においては、ビームＢの照射時にポリゴンミラー１５０及び保護部材１６０を回転中心軸回りに回動させることによって、ビームＢが揺動する。
このとき、ビームＢは、保護部材１６０のスリット１６１を通過して出射される。
ポリゴンミラー１５０の角度位置に応じて、ビームＢの通過位置はスリット１６１の長手方向に沿って移動する。
また、ビームＢが入射するミラー１５１があるものから隣接する他のものに切り替わる場合には、ビームＢが通過するスリット１６１も当該ミラー１５１に対応したものに切り替わる。
以上説明した第９実施形態によれば、保護部材１６０をポリゴンミラー１５０に固定することにより、照射対象物側から飛散する異物の侵入を抑制するとともに、保護部材１６０を駆動するアクチュエータや機構等を設ける必要がなく、構成を簡素化することができる。

＜第１０実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第１０実施形態について説明する。
第１０実施形態のレーザ照射装置は、第２実施形態のウェッジプリズム２０に代えて、回転筒４０とともに回転する一対のミラーＭ１，Ｍ２により、ビームＢの光軸をＺ字状に屈曲させるとともに、以下説明する保護部材１７０を有するものである。

図１８は、第１０実施形態のレーザ照射装置における保護部材周辺部の二面図である。
図１８（ａ）は、屈曲しつつ進行するビームＢの光軸を含む平面の法線方向から見た図である。
図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のｂ－ｂ部矢視図である。
図１９は、保護部材周辺部の斜視図である。

第１０実施形態のレーザ照射部材は、第２実施形態の保護部材７０，８０に加えて、さらに保護部材１７０を有する。
保護部材１７０は、回転筒４０の内部において、保護部材８０の光学系側（照射対象物側とは反対側）であって、ミラーＭ１，Ｍ２の照射対象物側に配置されている。
保護部材１７０は、回転筒４０の回転中心軸と直交する平面に沿った円盤状に形成され、回転筒４０の内径側に、回転筒４０の内部を閉塞するよう設けられている。
保護部材１７０には、ビームＢが通過する開口１７１が形成されている。
開口１７１の内径は、開口７１，８１の内径と同様に極力小さくすることが好ましいが、保護部材１７０の位置においては、保護部材７０，８０の位置に対してビームＢが収束されていないため、開口１７１の内径は開口７１，８１よりも大きくなっている。
回転筒４０の回転中心軸に対する開口７１，８１，１７１の偏心量は、ミラーＭ２から出射されるビームＢの偏心量に応じて、各開口の中央部をビームＢが通過するよう設定される。
回転筒４０の回転中心軸方向における保護部材１７０と保護部材８０との間隔は、保護部材７０と保護部材８０との間隔に対して小さくされている。

以上説明した第１０実施形態によれば、３個の保護部材をビームＢの通過方向に沿って配列したことにより、照射対象物側から侵入する異物の抑制効果をより一層促進することができる。
また、保護部材７０，８０，１７０の間隔を、照射対象物側から順次小さくすることにより、飛散しながら減速する異物を適切に捕捉することができる。
また、一対のミラーＭ１，Ｍ２によりビームＢをＺ字状に屈曲させることによって、照射ヘッドの長さを大きくすることなく光路長を長くすることができ、保護部材の開口に入射するビームＢを絞り込むことにより、各開口の径を小さくして異物侵入抑制効果をさらに高めることができる。

＜第１１実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第１１実施形態について説明する。
図２０は、第１１実施形態における保護部材周辺部の三面図である。
図２０（ａ）は、回転筒の回転中心軸方向における光学系側から見た図である。
図２０（ｂ）、図２０（ｃ）は、図２０（ａ）のｂ－ｂ部矢視図、ｃ－ｃ部矢視図である。
図２１は、第１１実施形態の保護部材周辺部の斜視図である。

第１１実施形態においては、フォーカスレンズ１０から出射されたビームＢは、図示しないウェッジプリズム又はミラーによって回転筒４０の外径側へ斜行するよう偏向され、その後回転筒４０とともに回転するミラーＭ３によって、回転筒４０の回転中心軸回りにおけるビームスポットＢＳの角度位置が、ミラーＭ３側とは反対側となるよう再度偏向される。

第１１実施形態においては、第２実施形態と同様の保護部材７０、保護部材８０が設けられる。
ミラーＭ３において反射して出射されるビームＢの光軸は、保護部材７０と保護部材８０との間隔において、回転筒４０の回転中心軸と交差するように配置されている。
このため、保護部材８０の開口８１は、回転中心軸回りにおける位置がミラーＭ３側に配置されるとともに、保護部材７０の開口７１は、回転中心軸回りにおける位置が開口８１側とは反対側に配置されている。
以上説明した第１１実施形態によれば、フォーカスレンズ１０から照射対象物までの距離が短い場合であっても、ビームＢの光路長を確保しつつ、保護部材７０と保護部材８０との間隔も確保し、照射対象物側からの異物の侵入を抑制することができる。

＜第１２実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第１２実施形態について説明する。
図２２は、第１２実施形態のレーザ照射装置における保護部材周辺部の三面図である。
図２２（ａ）は、回転筒４０の回転中心軸方向から見た図である。
図２２（ｂ）、図２２（ｃ）は、図２２（ａ）のｂ－ｂ部矢視図、ｃ－ｃ部矢視断面図である。
図２３は、第１２実施形態の保護部材周辺部の斜視図である。

第１２実施形態においては、フォーカスレンズ１０から出射されたビームＢは、図示しないウェッジプリズム又はミラーによって回転筒４０の外径側へ斜行するよう偏向され、その後回転筒４０とともに回転するミラーＭ４によって、回転筒４０の回転中心軸回りにおけるビームスポットＢＳの角度位置が、ミラーＭ４側とは反対側となるよう再度偏向される。
第１２実施形態の保護部材１８０は、例えば回転筒４０の回転中心軸と直交する平面に沿った円盤状に形成され、回転筒４０の照射対象物側の端部に、回転筒４０を閉塞するように設けられている。
保護部材１８０の厚みＤは、例えば、異物の速度をｖ（ｍ／ｓ）、回転筒４０の回転速度をｎ（ｒｐｍ）、開口部の平均偏心量をＲ（ｍｍ）、開口の直径をｄ（ｍｍ）とすると、
Ｄ＝６０ｄｖ／（２πＲｎ）
以上とすることが好ましい。
例えば、Ｄは２ｍｍ以上であることが好ましく、５ｍｍ以上とすることがより好ましい。

保護部材１８０には、ビームＢが通過するビーム通路１８１が形成されている。
ビーム通路１８１は、保護部材１８０のミラーＭ４側の面部に形成された入射側開口１８２、照射対象物側の面部に形成された出射側開口１８３をその両端部に有する。
入射側開口１８２は、保護部材１８０の中央部に配置されている。なお、入射側開口１８２は、出射側開口１８３と同じ側、あるいは、反対側に、偏心して配置される構成としてもよい。
出射側開口１８３は、回転筒４０の回転中心軸回りにおける位置が、ミラーＭ４側とは反対側となるように、保護部材１８０の中心に対して外径側へ偏心して配置されている。
ビームＢは、ビーム通路１８１の入口部入射側開口１８２に傾斜した状態で入射する。

ビームスポットＢＳに向けて収束するビームＢの径の変化に応じて、出射側開口１８３は、入射側開口１８２に対して径が小さく形成されている。
ビーム通路１８１は、入射側開口１８２と出射側開口１８３との間に、直線状に伸びるとともに、連続的に内径が変化するテーパ状に形成されている。
ビーム通路１８１の中心軸は、保護部材１８０の回転中心軸と直交する平面に対して傾斜するよう斜行して配置されている。
以上説明した第１２実施形態によれば、照射対象物側から粒子状の異物が飛散して出射側開口１８３からビーム通路１８１に侵入した場合であっても、保護部材１８０の回転によりビーム通路１８１の内周面に衝突して減速される。
異物の速度がゼロになると、異物は保護部材１８０の回転により発生する遠心力によってビーム通路１８１内を戻り、出射側開口１８３から外部へ排出される。
これにより、異物侵入抑制効果をよりいっそう高めることができる。

＜第１３実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第１３実施形態について説明する。
図２４は、第１３実施形態のレーザ照射装置における保護部材周辺部の三面図である。
図２４（ａ）は、回転筒の径方向から見た図である。
図２４（ｂ）は、図２４（ａ）のｂ－ｂ部矢視図である。
図２４（ｃ）は、図２４（ａ）のｃ－ｃ部矢視断面図である。
図２５は、保護部材周辺部の斜視図である。
図２５（ａ）、図２５（ｂ）は、それぞれビームＢの入射側（フォーカスレンズ側）及びその反対側から見た斜視図である。

第１３実施形態のレーザ照射装置は、例えば、円筒状の配管の内部に挿入された状態で配管の内周面にビームＢを照射し、表面に付着した異物をクリーニングするものである。
保護部材１９０は、円筒状に形成され、その中心軸に沿って配置された回転中心軸回りに回転可能に支持されている。
第１３実施形態においては、ビームＢは、図示しないミラー又はウェッジプリズム等の偏向部材により偏向させられる。
偏向部材によるビームＢの偏角θ（図２４（ｃ）参照）は、例えば、０°より大きく１８０°未満となっている。
偏向部材と保護部材１９０とは、図示しない電動モータ等のアクチュエータによって同期して回転駆動される。例えば、偏向部材と保護部材１９０とは、直接または間接的に相対的に固定された構成とすることができる。
保護部材１９０の周面部には、ビームＢが通過する開口１９１が形成されている。
開口１９１は、処理対象物である円筒状部材の内周面に対向して配置されるとともに、ビームＢの旋回に追従して保護部材１９０とともに回動する。
以上説明した第１３実施形態によれば、配管等の内周面に照射を行うレーザ照射装置において、照射対象物側から飛散する異物がフォーカスレンズ等の光学系側へ侵入することを適切に抑制することができる。

＜第１４実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第１４実施形態について説明する。
図２６は、第１４実施形態のレーザ照射装置における保護部材周辺部の四面図である。
図２６（ａ）は、回転筒の径方向から見た図である。
図２６（ｂ）、図２６（ｃ）は、図２４（ａ）のｂ－ｂ部矢視図、ｃ－ｃ部矢視図である。
図２６（ｄ）は、図２６（ａ）のｄ－ｄ部矢視断面図である。
図２７は、保護部材周辺部の斜視図である。
図２７（ａ）、図２７（ｂ）は、それぞれビームＢの入射側及びその反対側から見た斜視図である。

第１４実施形態においては、第１３実施形態の保護部材１９０の内径側に、以下説明する保護部材２００を付加している。
保護部材２００は、保護部材１９０の回転中心軸と直交する平面に沿った円盤状に形成され、保護部材１９０の内部を閉塞するよう設けられている。
保護部材２００は、保護部材１９０の回転中心軸方向において、ミラー側（ビームＢの入射側）の端部と、開口１９１との間に配置されている。
保護部材２００には、ビームＢが通過する開口２０１が形成されている。
開口２０１は、保護部材２００が設けられる箇所におけるビームＢの偏心量に応じて保護部材２００の中心から偏心して設けられている。
開口２０１は、保護部材１９０及び保護部材２００とともに回転し、ビームＢの旋回に追従して移動する。
以上説明した第１４実施形態によれば、第１３実施形態の効果と同様の効果に加えて、保護部材２００を設けたことにより、異物侵入抑制効果をさらに向上することができる。

＜第１５実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第１５実施形態について説明する。
図２８は、第１５実施形態のレーザ照射装置における保護部材周辺部の三面図である。
図２８（ａ）は、保護部材の回転中心軸方向における入射側から見た図である。
図２８（ｂ）、図２８（ｃ）は、図２８（ａ）のｂ－ｂ部矢視図、ｃ－ｃ部矢視図である。
図２９は、第１５実施形態の保護部材の斜視図であって、ビームＢの入射側（フォーカスレンズ側）から見た状態を示す図である。

第１５実施形態のレーザ照射装置は、例えば、円筒状の配管の内部に挿入された状態で配管の内周面にビームＢを照射し、表面に付着した異物をクリーニングするものである。
第１５実施形態においては、フォーカスレンズ１０から出射されたビームＢは、図示しないウェッジプリズム又はミラーによって回転筒４０の外径側へ斜行するよう偏向され、その後回転筒４０とともに回転するミラーＭ５によって、回転筒４０の回転中心軸回りにおけるビームスポットＢＳの角度位置が、ミラーＭ５側とは反対側となるよう再度偏向される。

第１５実施形態のレーザ照射装置は、保護部材２１０、保護部材２２０を有する。
保護部材２１０は、回転筒４０と同心の円筒状に形成され、回転筒４０の突端部（フォーカスレンズ１０側とは反対側の端部）に取り付けられている。
保護部材２１０の周面部には、ビームＢが通過する開口２１１が形成されている。
開口２１１は、処理対象物である円筒状部材の内周面に対向して配置されるとともに、ビームＢの旋回に追従して保護部材２１０とともに回動する。
保護部材２１０におけるミラーＭ５側とは反対側の端部は、端面２１２により閉塞されている。

保護部材２２０は、回転筒４０の回転中心軸と直交する平面に沿った円盤状に形成され、回転筒４０の内部を閉塞するよう設けられている。
保護部材２２０は、回転筒４０の回転中心軸方向において、ミラーＭ５と保護部材２１０との間に配置されている。
保護部材２２０には、ビームＢが通過する開口２２１が形成されている。
開口２２１は、保護部材２２０の中心に対して、ミラーＭ５側に偏心して配置されている。
開口２２１は、開口２１１と同様に、ビームＢの旋回に追従して回転中心軸４０の回転中心軸回りに回動する。
以上説明した第１５実施形態によれば、円筒状の保護部材２１０と円盤状の保護部材２２０とを組み合わせて設けることにより、異物侵入抑制効果をより高めることができる。

＜第１６実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第１６実施形態について説明する。
図３０は、第１６実施形態のレーザ照射装置における保護部材周辺部の三面図である。
図３０（ａ）は、回転筒４０の回転中心軸方向におけるフォーカスレンズ側から見た図である。
図３０（ｂ）、図３０（ｃ）は、図３０（ａ）のｂ－ｂ部矢視図、ｃ－ｃ部矢視断面図である。
図３１は、第１６実施形態の保護部材周辺部の斜視図である。

第１６実施形態のレーザ照射装置は、例えば、円筒状の配管の内部に挿入された状態で配管の内周面にビームＢを照射し、表面に付着した異物をクリーニングするものである。
第１６実施形態においては、フォーカスレンズ１０から出射されたビームＢは、図示しないウェッジプリズム又はミラーによって回転筒４０の外径側へ斜行するよう偏向され、その後回転筒４０とともに回転するミラーＭ６によって、回転筒４０の回転中心軸回りにおけるビームスポットＢＳの角度位置が、ミラーＭ６側とは反対側となるよう再度偏向される。

第１６実施形態の保護部材は、外側保護部材２３０、内側保護部材２４０を有して構成されている。
外側保護部材２３０、内側保護部材２４０の本体部は、円筒状に形成されるとともに、回転筒４０と同心に配置されている。
外側保護部材２３０は、回転筒４０のフォーカスレンズ１０側とは反対側の端部に取り付けられている。
内側保護部材２４０は、外側保護部材２３０の内径側に挿入されている。
外側保護部材２３０、内側保護部材２４０は、回転筒４０に固定され、回転筒４０とともにビームＢの旋回と同期して回動する。

外側保護部材２３０、内側保護部材２４０の周面部には、ビームＢが通過する開口２３１，２４１がそれぞれ形成されている。
外側保護部材２３０の開口２３１は、処理対象物である円筒状部材の内周面に対向して配置されるとともに、ビームＢの旋回に追従して保護部材２３０とともに回動する。
内側保護部材２４０の外周面は、外側保護部材２３０の内周面と径方向に間隔を隔てて対向して配置されている。
内側保護部材２４０の開口２４１は、外側保護部材２３０の開口２３１と対向して配置されている。
外側保護部材２３０のフォーカスレンズ１０側とは反対側の端部は、端面２３２により閉塞されている。
第１６実施形態においては、ミラーＭ６で反射したビームＢは、開口２４１，２３１を順次通過して、外側保護部材２３０の外径側においてビームスポットＢＳで収束する。
以上説明した第１６実施形態によれば、保護部材を径方向に二重構造とすることにより、異物侵入抑制効果をより高めることができる。

＜第１７実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第１７実施形態について説明する。
図３２は、第１７実施形態のレーザ照射装置における保護部材周辺部の三面図である。
図３２（ａ）は、保護部材に入射するビームの光軸方向と直交する方向から見た図である。
図３２（ｂ）、図３２（ｃ）、図３２（ｄ）は、図３２（ａ）のｂ－ｂ部矢視図、ｃ－ｃ部矢視断面図、ｄ－ｄ部矢視断面図である。

第１７実施形態の保護部材２５０は、入射するビームＢの光軸と実質的に一致する回転中心軸回りに回転可能に支持され、図示しない電動モータ等のアクチュエータによって回転駆動される。
保護部材２５０は、外筒２５１、内筒２５２、ブレード２５３等を有して構成されている。
外筒２５１、内筒２５２は、それぞれ回転中心軸と同心の円筒状に形成されている。
内筒２５２は、外筒２５１の内径側に挿入され、内筒２５２の外周面は外筒２５１の内周面と径方向に間隔を隔てて対向して配置されている。

ブレード２５３は、外筒２５１の内周面と内筒２５２の外周面との間にわたして設けられ、保護部材２５０の回転時に外筒２５１と内筒２５２との間に軸流方向の空気流を発生させるものである。
ブレード２５３は、例えば、内筒２５２の外周面から突き出したプレート状に形成され、保護部材２５０の回転中心軸回りに放射状に分布して設けられている。
ブレード２５３は、保護部材２５０の回転中心軸方向に対して傾斜して配置されている。
外筒２５１、内筒２５２、ブレード２５３は、例えば、樹脂系材料などによって一体に形成される。

保護部材２５０の内部には、保護部材２５０の回転中心軸方向に沿って入射するビームＢを、例えば約９０°偏向させるミラーＭ７が設けられている。
ミラーＭ７は、内筒２５２に図示しないステーを介して固定され、内筒２５２とともに回転する。
ミラーＭ７から反射して出射されるビームＢは、内筒２５２に形成された開口２５２ａ、外筒２５１に形成された開口２５１ａを順次通過して処理対象物である配管等の円筒内面状の表面に照射される。
以上説明した第１７実施形態によれば、上述した第１６実施形態の効果と同様の効果に加えて、ダスト等の異物を除去するためのパージガス流（空気流等）を保護部材２５０自体で発生させることが可能となり、専用の気流形成装置等を設ける必要がなく、装置の構成を簡素化することができる。

＜第１８実施形態＞
次に、本発明を適用したレーザ照射装置の第１８実施形態について説明する。
図３４は、第１８実施形態のレーザ照射装置における保護部材周辺部の三面図である。
図３４（ａ）は、回転筒４０の回転中心軸方向におけるフォーカスレンズ側から見た図である。
図３４（ｂ）、図３４（ｃ）は、図３４（ａ）のｂ－ｂ部矢視図、ｃ－ｃ部矢視断面図である。
図３５は、第１８実施形態の保護部材周辺部の斜視図である。

第１８実施形態においては、フォーカスレンズ１０から出射されたビームＢは、図示しないウェッジプリズム又はミラーによって外径側へ斜行するよう偏向され、その後ウェッジプリズム等とともに回転するミラーＭ８によって、回転中心軸回りにおけるビームスポットＢＳの角度位置が、ミラーＭ８側とは反対側となるよう再度偏向される。
第１８実施形態の保護部材２６０は、ハウジング６０のノズル部６１の内部に設けられている。
ノズル部６１は、ハウジング６０に固定されている。
保護部材２６０は、円盤状に形成され、光学系の回転中心軸とともに、ノズル部６１に対して相対回転する。
保護部材２６０には、ビームＢが通過する開口２６１が形成されている。
開口２６１は、保護部材２６０の中央部から偏心して配置され、ビームＢの旋回に追従して移動する。

ノズル部６１の外周面部には、アシストガス供給管２７０が設けられている。
アシストガス供給管２７０は、例えば、酸素などのアシストガス、あるいは、空気や不活性ガス（窒素ガス、アルゴンガス等）などのパージガス等を含む各種気体を、照射箇所から異物を除去するアシストガス、パージガス等として用途に応じ噴出するものである。
アシストガス供給管２７０は、例えば、円管状に形成され、ノズル部６１の外周面に沿って設けられている。
アシストガス供給管２７０の照射対象物側とは反対の端部には、図示しないコンプレッサ、ボンベなどのガス供給手段が接続される。
アシストガス供給管２７０の照射対象物側の端部は、ノズル部６１の先端部における開口と隣接して設けられ、ここからパージガス、アシストガス等が照射対象物側へ噴出される。
以上説明した第１８実施形態によれば、アシストガス供給管２７０をノズル部６１の外周面に設けて、照射対象物側へ例えばアルゴンガス等のパージガスを噴出することにより、ノズル部６１の先端開口から異物が侵入することをより抑制し、異物侵入抑制効果をより高めることができる。また、レーザ照射箇所の異物除去（パージ）も行うことができる。
また、アシストガス供給管２７０から、例えば酸素などのアシストガスを供給すれば、比較的深い錆に対応する孔食ヘッドや、切断ヘッドとしても利用することが可能である。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）レーザ照射装置や保護部材の構成は、上述した各実施形態に限定されることなく、適宜変更することが可能である。
例えば、光学系の構成や、偏向光学系、保護部材を駆動する駆動装置の構成は、適宜変更することが可能である。例えば、第１実施形態等ではコリメートレンズを用いてレーザ光を平行化しているが、これに限らず、平行化しない光学系、コリメートレンズを持たない光学系を用いてもよい。
（２）第１実施形態等においては、偏向光学系としてビームに偏角を与えるウェッジプリズムを用いているが、例えばビームの光軸を回転中心軸から平行にシフトさせた状態で旋回させる構成としてもよい。
（３）第１実施形態等においては、レーザ発振器が発振したレーザ光を例えばファイバにより照射光学系（照射ヘッド）に伝達しているが、これに限らず、例えばミラーやレンズを用いて伝達したり、出射光学系をレーザ発振器に直接接続してもよい。
（４）第１実施形態等においては、回転筒は、一例としてフォーカスレンズ１０の光軸と同心に形成されているが、これらが相互に偏心して設けられる構成としてもよい。
（５）第６実施形態等においては、出射光学系の一部に一対のミラーを有するガルバノスキャナを用いているが、これに代えて、例えば単独のミラーを有するものや、３個以上のミラーを有するものを用いてもよい。
（６）第７実施形態、第８実施形態においては、例えば、回転板に２本、３本のスリットを設けているが、これに限らず、例えば４本以上のスリットを有する構成としてもよい。
（７）各実施形態は，レーザ照射装置として説明したが，当該レーザ照射装置を用いたレーザ照射方法としても発明は成立する。

１照射ヘッド１０フォーカスレンズ
２０ウェッジプリズム３０保護ガラス
４０回転筒５０モータ
６０ハウジング６１ノズル部
７０保護部材７１開口
８０保護部材８１開口
１１０保護部材１１１固定板
１１１ａスリット１１２回転板
１１２ａスリット
１２０保護部材１２１スリット
１３０保護部材１３１固定板
１３１ａスリット１３２回転板
１３２ａスリット１３３回転板
１３３ａスリット
１４０保護部材１４１固定板
１４１ａスリット１４２回転板
１４２ａスリット１４３回転板
１４３ａスリット
１５０ポリゴンミラー１５１ミラー
１６０保護部材１６１スリット
１７０保護部材１７１開口
１８０保護部材１８１ビーム通路
１８２入射側開口１８３出射側開口
１９０保護部材１９１開口
２００保護部材２０１開口
２１０保護部材２１１開口
２２０保護部材２２１開口
２３０外側保護部材２３１開口
２４０内側保護部材２４１開口
２５０保護部材２５１外筒
２５１ａ開口２５２内筒
２５２ａ開口２５３ブレード
２６０保護部材２６１開口
２７０アシストガス供給管
Ｍ１～Ｍ８ミラー

Claims

レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、
前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材と
を備え、
前記保護部材の前記照射対象物側とは反対側の領域にパージガスを導入するパージガス導入部を有し、
前記パージガスを前記保護部材の前記開口から前記照射対象物側へ流出させること
を特徴とするレーザ照射装置。
前記出射光学系は、前記ビームに偏角とシフト量との少なくとも一方を与えるとともに所定の回転中心軸回りに回動することで前記ビームスポットを旋回させる回転光学系を有し、
前記保護部材は、前記回転光学系を保持する保持部材に固定されること
を特徴とする請求項１に記載のレーザ照射装置。
前記回転光学系は、前記ビームに偏角を与えるウェッジプリズムを有すること
を特徴とする請求項２に記載のレーザ照射装置。
前記回転光学系は、前記ビームの入射方向に対して傾斜して配置されたミラーを有すること
を特徴とする請求項２又は請求項３に記載のレーザ照射装置。
前記保護部材は前記回転中心軸と交わる方向に沿って形成された面部を有し、前記開口は前記面部に設けられること
を特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、
前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材と
を備え、
前記出射光学系は、前記ビームに偏角とシフト量との少なくとも一方を与えるとともに所定の回転中心軸回りに回動することで前記ビームスポットを旋回させる回転光学系を有し、
前記保護部材は、前記回転光学系を保持する保持部材に固定され、
前記回転光学系は、前記ビームの入射方向に対して傾斜して配置されたミラーを有し、
前記ミラーが、前記ビームが順次反射される第１のミラー及び第２のミラーを含むこと
を特徴とするレーザ照射装置。
前記第２のミラーは、前記照射対象物へ入射するビームの光軸方向に沿った方向における位置が前記第１のミラーよりも照射対象物から遠い側に配置されること
を特徴とする請求項６に記載のレーザ照射装置。
レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、
前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材と
を備え、
前記出射光学系は、前記ビームに偏角とシフト量との少なくとも一方を与えるとともに所定の回転中心軸回りに回動することで前記ビームスポットを旋回させる回転光学系を有し、
前記保護部材は、前記回転光学系を保持する保持部材に固定され、
前記保護部材は前記回転中心軸に沿って配置された筒状体として形成され、前記開口は前記筒状体の周面に設けられること
を特徴とするレーザ照射装置。
レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、
前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材と
を備え、
前記出射光学系は、所定の回転中心軸回りに回動するとともに複数のミラーを周方向に配列したポリゴンミラーを有し、
前記保護部材は、前記ポリゴンミラーと連動して回動するとともに、前記複数のミラーにおいて反射されたビームがそれぞれ通過する複数の開口を有すること
を特徴とするレーザ照射装置。
レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、
前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材と
を備え、
前記出射光学系は、所定の回転中心軸回りに揺動するミラーを含むガルバノスキャナを有し、
前記保護部材はビームの揺動と同期して中心軸回りに回転する筒状体として形成され、
前記開口は、前記筒状体の周面に形成されること
を特徴とするレーザ照射装置。
前記開口は、ビームが第１の方向に揺動する際に通過する第１の開口と、ビームが前記第１の方向とは逆方向である第２の方向に揺動する際に通過する第２の開口とを含み、
前記第１の開口は、前記筒状体の一方の端部から筒軸方向に伸びたスリット状に形成され、
前記第２の開口は、前記筒状体の他方の端部から筒軸方向に伸びたスリット状に形成されること
を特徴とする請求項１０に記載のレーザ照射装置。
レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、
前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材と
を備え、
前記出射光学系は、所定の回転中心軸回りに揺動するミラーを含むガルバノスキャナを有し、
前記保護部材は、ビームの揺動方向に沿って延在する第１のスリットを有する固定部と、
前記固定部に対してビームの揺動と同期して回動するとともにビームの入射方向から見たときに前記第１のスリットと交差する方向に延在する第２のスリットを有する回転部とを有すること
を特徴とするレーザ照射装置。
前記保護部材は、その動作時に異物を排出する気流を発生する気流発生部を有すること
を特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、
前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材と
を備え、
前記ビームの光路に沿って複数の前記保護部材が設けられること
を特徴とするレーザ照射装置。
レーザ発振器が発生するレーザ光が所定のビームスポットで集光又は収束するビームを形成するとともに、前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方を連続的に変化させる出射光学系と、
前記出射光学系と前記ビームスポットとの間に設けられ、照射対象物側から飛散する異物の前記出射光学系への到達を抑制するとともに前記ビームが通過する開口を有し、前記開口の位置が前記ビームの経路上に位置するよう前記ビームの照射方向と光路位置との少なくとも一方の変化と連動する保護部材と
を備え、
前記ビームの光路に沿って３個以上の前記保護部材が設けられ、前記ビームの光路に沿った前記保護部材の間隔が順次変化すること
を特徴とするレーザ照射装置。
前記保護部材の間隔が、前記照射対象物側から前記出射光学系側へ近づくのに応じて順次狭くなるよう設定されること
を特徴とする請求項１５に記載のレーザ照射装置。
前記保護部材の前記照射対象物側とは反対側の領域にパージガスを導入するパージガス導入部を有し、
前記パージガスを前記保護部材の前記開口から前記照射対象物側へ流出させること
を特徴とする請求項６から請求項１２まで又は請求項１４から請求項１６までのいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
前記ビームが出射されるノズル部に隣接して前記照射対象物側へパージガスを供給するパージガス供給部を設けたこと
を特徴とする請求項６から請求項１２まで又は請求項１４から請求項１６までのいずれか１項に記載のレーザ照射装置。
前記パージガスとして、不活性ガスを主成分とする気体を用いること
を特徴とする請求項１、請求項１７、請求項１８のいずれか１項に記載のレーザ照射装置。