WO2022210995A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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mirror
laser
steel sheet
polygon mirror
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辰彦 坂井
秀行 濱村
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日本製鉄株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a laser scanning device, a laser scanning method, a laser processing device, and a method for manufacturing an electromagnetic steel sheet.
  • a laser scanning device that irradiates a laser beam onto the surface of an object and scans the surface of the object with the laser beam to process or modify the surface of the object.
  • a laser scanning device includes, for example, a laser beam output unit that outputs a laser beam, and a laser beam output unit fixed to a rotating shaft, such as that described in FIG.
  • Some have a polygon mirror that reflects an output laser beam, and an optical system that guides the laser beam reflected by the polygon mirror to the surface of an object.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 2018-507111
  • a strip-shaped steel sheet is continuously passed, and a laser beam is scanned and irradiated on the surface thereof in a direction substantially parallel to the width of the sheet to form thermal strain and grooves, thereby improving iron loss. Domain control is known.
  • the scanning direction of the laser beam is one direction in the plate width direction, and a rotary polygon mirror is most suitable as a scanning device for the laser beam in one direction.
  • the width of the electromagnetic steel sheet is usually 1000 mm or more, while the scanning width of the laser irradiation device is about 150 to 200 mm. Therefore, a plurality of 5 to 7 laser irradiation devices are required.
  • the adjacent scanning lines are separated from each other and a laser non-irradiated portion is generated in the plate width direction, the iron loss reduction effect is greatly reduced. need to be placed.
  • the width of the entire laser irradiation device is wide with respect to the scanning width of the laser, it is necessary to extend the laser irradiation device in the direction in which the plate passes in order to overlap adjacent scanning lines. Therefore, there was a problem that the equipment became large.
  • the width of the laser scanning line per unit is as wide as possible.
  • Part) has a problem of power reflection loss of a laser beam with a finite diameter. In order to reduce this loss, it is necessary to increase the length of the reflecting surface of the polygon mirror in the circumferential direction relative to the diameter of the beam incident on the polygon mirror. That is, it is necessary to increase the diameter of the polygon mirror.
  • the laser irradiation device when the rotation axis of the polygon mirror is orthogonal to the laser scanning direction, that is, when the rotation surface of the polygon mirror is parallel to the scanning surface, and when the diameter of the polygon mirror is large, the laser irradiation device The width in the scanning direction becomes larger than the diameter of the polygon mirror, resulting in an increase in the width occupied by the laser scanning device. Therefore, in order to arrange the laser scanning lines on the surface of the electromagnetic steel sheet without gaps in the sheet width direction, it is necessary to arrange the laser irradiation device so as to extend in the sheet passing direction, which causes the problem of increasing the size of the equipment.
  • the present disclosure reduces the width occupied by a laser scanning device and reduces the width occupied by a laser scanning device compared to conventional laser scanning devices, such as a laser scanning device in which the plane of rotation of the polygon mirror is parallel to the surface of the object.
  • An object of the present invention is to allow scanning lines to be compactly arranged in the plate width direction.
  • a laser scanning device that scans the surface of an object with a laser beam, comprising: a laser beam output unit that irradiates the laser beam; , a prism having a polygonal top surface and a bottom surface, at least one surface other than the top surface and the bottom surface being formed of a mirror, and an axis penetrating the top surface and the bottom surface being a rotation axis a polygon mirror that rotates and reflects the laser beam emitted from the laser beam output unit by the mirror; and an optical system that guides the laser beam reflected by the polygon mirror to the surface of the object.
  • the rotation axis of the polygon mirror is parallel to the surface of the object and substantially parallel to the scanning direction of the laser beam.
  • a laser scanning method for scanning a surface of an object with a laser beam, wherein the laser beam is and a prism shape having a polygonal top surface and a bottom surface, at least one surface other than the top surface and the bottom surface being formed of a mirror, and the top surface and the a reflection step of reflecting the laser beam emitted from the laser beam output unit by the polygon mirror rotating about an axis penetrating the bottom surface, and reflecting the laser beam by the polygon mirror using an optical system; and a light guiding step for guiding the laser beam to the surface of the object, wherein the rotation axis of the polygon mirror is parallel to the surface of the object and substantially parallel to the direction in which the laser beam is scanned.
  • the width occupied by the laser scanning device is reduced compared to a conventional laser scanning device such as a laser scanning device in which the plane of rotation of the polygon mirror is substantially parallel to the surface of the object, A plurality of laser scanning lines can be compactly arranged in the plate width direction.
  • FIG. 1 is a perspective view of a laser scanning device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the laser scanning device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the effective scanning length of the laser beam according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view of the laser processing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view of a laser scanning device according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view of a laser scanning device according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view of a laser processing apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a perspective view of a first rotating member applied to a first modification of the laser scanning device according to the second embodiment;
  • FIG. 8 is a perspective view of a first rotating member applied to a first modification of the laser scanning device according to the second embodiment;
  • FIG. 9 is a plan view of a first rotating member applied to a first modification of the laser scanning device according to the second embodiment
  • FIG. 10 is a perspective view of a second rotating member applied to a second modification of the laser scanning device according to the second embodiment
  • FIG. 11 is a front view of a second rotating member applied to a second modification of the laser scanning device according to the second embodiment
  • FIG. 12 is a front view of a second rotating member applied to a second modification of the laser scanning device according to the second embodiment
  • FIG. 13 is a plan view of a second rotating member applied to a second modification of the laser scanning device according to the second embodiment
  • FIG. 14 is a side view of a second rotating member applied to a second modification of the laser scanning device according to the second embodiment
  • FIG. 15 is a perspective view of a laser scanning device according to the third embodiment.
  • FIG. 16 is a plan view of a laser scanning device according to the third embodiment.
  • FIG. 17 is a plan view of a laser processing apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 18 is a plan view of a laser scanning device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 19 is a plan view of a laser processing apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 20 is a perspective view of a laser scanning device according to a comparative example.
  • FIG. 21 is a plan view of a laser scanning device according to a comparative example.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an effective scanning length of a laser beam according to a comparative example;
  • FIG. 23 is a diagram illustrating an ideal scanning length of a laser beam according to a comparative example; It is a top view of the laser processing apparatus which concerns on a comparative example.
  • an electrical steel sheet In recent years, while a grain-oriented electrical steel sheet (hereinafter referred to as an electrical steel sheet) is passed at high speed in the rolling direction, the surface of the electrical steel sheet is irradiated with a minute laser beam focused to a diameter of 1 mm or less, and scanned in the sheet width direction.
  • Various studies have been conducted on a so-called magnetic domain control process, in which the core loss of an electromagnetic steel sheet is reduced by forming linear distortions or grooves on the surface of the electromagnetic steel sheet at regular intervals.
  • a polygon mirror type laser scanning device using a polygon mirror is used to scan the laser beam.
  • a steel plate is passed at a speed of about 100 m/min, scanning with only one laser scanning device to form a processed portion on the surface of an electromagnetic steel plate enables the laser beam to scan at an ultra-high speed.
  • a polygon mirror is required, and a laser beam output section with a large output is required.
  • a laser scanner having such a polygon mirror and a laser beam output section is very expensive.
  • the scanning width of each laser scanning device is shortened, and by arranging a plurality of laser scanning devices in the width direction of the electromagnetic steel sheet, the electromagnetic steel sheet can be scanned using a plurality of laser beams.
  • a method is adopted in which scanning can be performed over substantially the entire area in the width direction of the plate.
  • FIG. 20 and 21 show a laser scanning device 150 according to a comparative example as an example of a polygon mirror type laser scanning device.
  • a laser scanning device 150 according to the comparative example includes a laser beam output section 152 , a plane mirror 154 , a polygon mirror 156 , a motor 160 and a condenser mirror 170 .
  • the X-axis direction corresponds to the width direction of the electromagnetic steel sheet 40
  • the Y-axis direction corresponds to the length direction of the electromagnetic steel sheet 40
  • the Z-axis direction corresponds to the thickness direction of the electromagnetic steel sheet 40 .
  • the electromagnetic steel sheet 40 is passed from the - side to the + side in the Y-axis direction.
  • the width direction of the electromagnetic steel sheet 40 may be referred to as the X-axis direction
  • the length direction of the electromagnetic steel sheet 40 may be referred to as the Y-axis direction
  • the thickness direction of the electromagnetic steel sheet 40 may be referred to as the Z-axis direction.
  • the laser beam output unit 152 emits a laser beam B
  • the plane mirror 154 reflects the laser beam B emitted from the laser beam output unit 152 to the polygon mirror 156 side.
  • the polygon mirror 156 is formed in the shape of a disc by a low polygonal prism, and a plurality of mirror surfaces 162 are formed by mirrors on each surface corresponding to the outer peripheral surface.
  • the polygon mirror 156 is fixed to the rotating shaft 164 of the motor 160 and rotates together with the rotating shaft 164 .
  • Rotation shaft 164 extends in the normal direction of the surface of electromagnetic steel plate 40 (that is, the Z-axis direction), and the plane of rotation of polygon mirror 156 is substantially parallel to the surface of electromagnetic steel plate 40 (that is, substantially parallel to the XY plane). ).
  • the polygon mirror 156 is reflected by the plane mirror 154 by the mirror of the mirror plane 162 that has moved to a position facing the plane mirror 154 in the X-axis direction and the focusing mirror 170 in the Y-axis direction.
  • the reflected laser beam B is directed toward the collecting mirror 170 and reflected.
  • the collecting mirror 170 reflects the laser beam B reflected by the mirror surface 162 toward the electromagnetic steel sheet 40 side and converges the laser beam B on the surface of the electromagnetic steel sheet 40 .
  • the angle of reflection of the laser beam B when reflected by the mirror of the mirror surface 162 changes continuously, and the incident position of the laser beam B incident on the collecting mirror 170 changes.
  • the position on the electromagnetic steel sheet 40 irradiated with the laser beam B changes, and the surface of the electromagnetic steel sheet 40 is continuously scanned with the laser beam B, thereby causing linear distortion or distortion on the surface of the electromagnetic steel sheet 40.
  • a processed portion 42 which is a groove, is formed.
  • the mirror surface 162 reflecting the laser beam B is switched to the next mirror surface 162, so that the position on the electromagnetic steel plate 40 irradiated with the laser beam B changes discontinuously.
  • the electromagnetic steel sheet 40 moves in the Y direction at a constant speed, so that the next workpiece 42 is formed on the surface of the electromagnetic steel sheet 40 at a constant interval in the Y-axis direction from the current workpiece 42 .
  • FIG. 20 only the current processed portion 42 is shown for convenience.
  • a plurality of the laser scanning devices 150 as described above are arranged in the width direction of the electromagnetic steel sheet 40 to scan the plurality of laser beams B on the electromagnetic steel sheet 40 .
  • the following problem arises when attempting to scan in the sheet width direction.
  • FIG. 22 is a diagram for explaining the effective scanning length Ls' of the laser beam B.
  • the effective scanning length Ls' is such that the laser beam B with a finite beam diameter di emitted from the laser beam output unit 152 is formed on the mirror surface 162 of the polygon mirror 156.
  • the beam diameter when reaching the mirror is the beam when the laser beam reflected by the polygon mirror 156 reaches the electromagnetic steel plate 40 during the period from contacting one end of the mirror to contacting the other end of the mirror.
  • the diameter corresponds to the length along the direction of the rotation axis 164 of the polygon mirror 156 moving on the surface of the electromagnetic steel plate.
  • the beam diameter di of the laser beam B emitted from the laser beam output unit 152 is determined by assuming that the intensity distribution of the laser beam B in the direction parallel to the plane of rotation of the polygon mirror 156 is a Gaussian distribution. It is the diameter that becomes "1/e 2 " of the intensity at the center of the optical axis, and is generally defined as the diameter of the region containing about 86% of the total power of the laser beam B. It may be defined as appropriate, such as a region containing power or a region containing 95% of the total power.
  • FIG. 23 is a diagram for explaining the ideal scanning length Ls′′ of the laser beam B.
  • the ideal scanning length Ls′′ is the laser beam B emitted from the laser beam output unit 152 as the polygon mirror 156 rotates. (That is, the laser beam B whose beam diameter can be regarded as a point) reaches the mirror formed on the mirror surface 162 of the polygon mirror 156.
  • the optical axis touches one end of the mirror and then reaches the other end of the mirror.
  • the optical axis of the laser beam reflected by the polygon mirror 156 when it reaches the electromagnetic steel plate 40 has a length along the direction of the rotation axis 164 of the polygon mirror 156 moving on the surface of the electromagnetic steel plate. Equivalent to.
  • irregular reflection and/or split reflection of the laser beam B occurs at the boundaries of the plurality of mirror surfaces 162 formed on the outer peripheral surface of the polygon mirror 156 . Therefore, at the timing when the outer shape of the laser beam B passes through the boundary and the boundary is located inside the outer shape of the laser beam B, the power of the laser beam B with which the surface of the electromagnetic steel sheet 40 is irradiated decreases.
  • the effective scanning length Ls' considering the size of the beam diameter of the beam B is shorter than the ideal scanning length Ls'' not considering the size of the beam diameter of the laser beam B.
  • the plurality of laser beams B are scanned in the width direction of the electromagnetic steel sheet 40.
  • the number of laser scanning devices 150 required for scanning in the plate width direction increases.
  • the reflection loss of the laser beam B at the boundary portion of the plurality of mirror surfaces 162 is the tangential direction length Lm of the mirror surface 162 along the tangential direction of the polygon mirror 156 .
  • the beam diameter di of the laser beam B incident on the mirror surface 162 For example, if the tangential length Lm is sufficiently large compared to the beam diameter di, the reflection loss will decrease and the effective scanning length Ls' will increase.
  • the beam diameter di becomes small, the focusing performance of the laser beam B may deteriorate, and the surface of the electromagnetic steel sheet 40 may not be distorted or grooved. Also, when using a high-power laser beam B, such as in the case of processing grooves on the surface of the electromagnetic steel sheet 40, if the beam diameter di is reduced, the power density on the mirror surface increases, causing the problem of damage to the mirror. also occurs. Therefore, there is a limit to reducing the beam diameter di.
  • the diameter of the polygon mirror 156 should be increased.
  • the plane of rotation of polygon mirror 156 is parallel to the surface of electromagnetic steel plate 40 . Therefore, increasing the diameter of the polygon mirror 156 increases the width w of the laser scanning device 150 (that is, the width occupied by the laser scanning device 150), as shown in FIG. Therefore, there is a problem that it is difficult to arrange all the laser scanning devices 150 side by side in the width direction of the electromagnetic steel sheet 40 due to restrictions on installation locations.
  • the light in the XY plane direction of the beam is condensed by one condensing mirror 170 as the condensing element.
  • an f ⁇ lens may be used.
  • the laser beam B may be condensed on an ellipse in combination with a condensing mirror that condenses only the light of . In either configuration, there is a limit to how much the beam diameter di on the mirror surface 22 of the polygon mirror 156 can be reduced for the reasons described above. need to be bigger.
  • the first embodiment of the present disclosure has been made in view of the above problems, and is different from the configuration in which the plane of rotation of the polygon mirror is parallel to the surface of the electromagnetic steel sheet as in the laser scanning device according to the comparative example.
  • the surface of a predetermined object is irradiated with the laser beam B to process the surface of the object or to modify the surface of the object.
  • Various metal materials can be used as the object, but an electromagnetic steel sheet 40 can be used as an example, and it is particularly preferable to use a grain-oriented electromagnetic steel sheet. The description shall be given as an example.
  • the laser scanner 10 As shown in FIG. 1, the laser scanner 10 according to the first embodiment includes a laser beam output section 12, a plane mirror 14, a polygon mirror 16, an optical system 18, and a motor 20. As shown in FIG.
  • the laser beam output unit 12 irradiates a laser beam B, which is oscillated by a laser light source (not shown) and transmitted using an optical fiber or the like, toward a plane mirror 14 to be described later.
  • the laser beam output unit 12 is located, for example, on the Y-axis direction + side (in other words, the positive direction side of the Y-axis) of the polygon mirror 16 and on the Z-axis direction + side (in other words, the positive direction side of the Z-axis) of the electromagnetic steel plate 40 . ).
  • the laser beam output unit 12 is arranged so as to irradiate the laser beam B toward the Z-axis direction - side (in other words, the Z-axis negative direction side, ie, the electromagnetic steel sheet 40 side).
  • the plane mirror 14 reflects the laser beam B output from the laser beam output unit 12, and changes the traveling direction of the laser beam B to the direction of the mirror surface 22 of the polygon mirror 16, which will be described later.
  • the plane mirror 14 is arranged, for example, in a space below the laser beam output section 12 (that is, the negative side in the Z-axis direction) and above the electromagnetic steel plate 40 (that is, the positive side in the Z-axis direction). 12 and a polygon mirror 16, which will be described later, on the optical path of the laser beam B.
  • the plane mirror 14 is arranged in such a direction as to reflect the laser beam B output from the laser beam output unit 12 toward the Y-axis direction - side (that is, the polygon mirror 16 side).
  • the polygon mirror 16 has a prismatic shape with a polygonal top surface (that is, upper surface) and bottom surface (that is, lower surface).
  • the polygon mirror 16 has a mirror surface 22 formed by mirroring at least one surface other than the top surface and the bottom surface.
  • the polygon mirror 16 rotates around an axis passing through the top and bottom surfaces of the polygon mirror 16 as a rotation axis 24 .
  • the polygon mirror 16 reflects the laser beam B emitted from the laser beam output unit 12 and reflected by the plane mirror 14 by the mirror of the mirror surface 22 .
  • the direction of the laser beam B reflected by the mirror surface 22 changes according to the rotation of the polygon mirror 16, and the position where the laser beam B reaches the surface of the electromagnetic steel plate 40 through the optical system 18, which will be described later. will change. Therefore, the surface of the electromagnetic steel plate 40 can be scanned with the laser beam B as the polygon mirror 16 rotates.
  • the top surface and bottom surface of the polygon mirror 16 are polygonal, the polygon may be regarded as a circle, and the diagonal line thereof may be referred to as the "outer diameter" in the following description.
  • the rotating shaft 24 of the polygon mirror 16 is fixed to the rotating shaft of the motor 20 and rotates together.
  • the motor 20 may have a reduction mechanism connected to the rotating shaft 24 .
  • the rotating shaft 24 of the polygon mirror 16 extends parallel to the surface of the electromagnetic steel plate 40, for example, in the X-axis direction.
  • the rotation plane of the polygon mirror 16 is a YZ plane perpendicular to the X-axis direction when viewed from the Z-axis direction.
  • the laser beam B is substantially It is arranged at a position where it is reflected by the first mirror 26 located on the Z-axis direction - side.
  • the optical system 18 is a group of optical elements that guide the laser beam B reflected by the polygon mirror 16 to the surface of the electromagnetic steel plate 40 that is the object.
  • the optical system 18 can be realized by appropriately combining known optical elements, and includes, for example, a first mirror 26 , a second mirror 28 and a condenser mirror 30 .
  • the first mirror 26 is arranged on the Z-axis direction - side facing the mirror surface 22 reflecting the laser beam B among the plurality of mirror surfaces 22 .
  • the first mirror 26 is arranged so as to reflect the laser beam B reflected by the mirror surface 22 toward the + side in the X-axis direction. Also, the first mirror 26 is arranged such that the optical axis of the first mirror 26 is parallel to the X-axis direction.
  • the second mirror 28 is arranged on the + side in the X-axis direction with respect to the first mirror 26, and is arranged in such a direction as to reflect the laser beam B reflected by the first mirror 26 to the + side in the Y-axis direction.
  • the second mirror 28 is arranged such that the optical axis of the second mirror 28 is parallel to the Y-axis direction.
  • the collecting mirror 30 is, for example, a collecting parabolic mirror.
  • the condenser mirror 30 is arranged on the positive side in the Y-axis direction with respect to the second mirror 28 and on the positive side in the Z-axis direction with respect to the electromagnetic steel plate 40 .
  • the condensing mirror 30 is arranged in such a direction as to reflect the laser beam B reflected by the second mirror 28 to the Z-axis direction - side (that is, the electromagnetic steel plate 40 side).
  • the collecting mirror 30 is arranged so that the optical axis of the collecting mirror 30 is parallel to the Z-axis direction.
  • the position of the condensing mirror 30 is set at a position where the incident laser beam B is condensed on the surface of the electromagnetic steel plate 40 .
  • This condenser mirror 30 is formed in an elongated shape.
  • the direction of the condenser mirror 30 is set such that the longitudinal direction of the condenser mirror 30 is parallel to the X-axis direction when viewed from the Z-axis direction, so that the scanning direction of the laser beam B is aligned with the X-axis direction. They are set substantially parallel.
  • the optical system 18 can guide the laser beam B reflected by the polygon mirror 16 to the surface of the electromagnetic steel plate 40, and the laser beam B on the surface of the electromagnetic steel plate 40 according to the rotation of the polygon mirror 16. can be changed, for example, parallel to the X-axis direction. That is, the laser beam B can be used to scan the surface of the electromagnetic steel sheet 40 , which is an object, to process the surface of the electromagnetic steel sheet 40 or to modify the surface of the electromagnetic steel sheet 40 .
  • the laser beam B emitted from the optical system 18, particularly the collector mirror 30, is The direction of scanning the surface of the electromagnetic steel sheet 40 is along the X-axis direction. That is, the direction of the rotating shaft 24 of the polygon mirror 16 and the scanning direction are parallel. In other words, the rotation axis 24 extends along the direction in which the laser beam B is scanned. Therefore, by using the laser scanning device 10 of the present disclosure, the width occupied by the polygon mirror 16 in the width direction of the electromagnetic steel sheet 40, which tends to increase in the radial direction perpendicular to the rotation axis 24, can be reduced relative to the scannable width. can be relatively small. That is, the width occupied by each laser scanning device 10 can be reduced.
  • the laser scanning device 10 performs processing for scanning the surface of the electromagnetic steel plate 40 with the laser beam B, which is performed by the laser scanning device 10 .
  • the laser beam B when the laser beam B is irradiated from the laser beam output unit 12 toward the plane mirror 14, the laser beam B is directed by the plane mirror 14 to the Y-axis direction - side (that is, the polygon mirror 16 side). reflected to
  • the polygon mirror 16 is rotated integrally with the rotating shaft 24 of the motor 20, and the laser beam B emitted from the laser beam output unit 12 is directed to the mirror surface 22 of the polygon mirror 16. to reflect.
  • the laser beam B reflected by the mirror of the mirror surface 22 is reflected by the first mirror 26 to the + side in the X-axis direction, and the laser beam B reflected by the first mirror 26 is reflected by the second mirror 28 to the + side in the Y-axis direction. reflected. Also, the laser beam B reflected by the second mirror 28 is reflected by the condensing mirror 30 and condensed on the surface of the electromagnetic steel plate 40 . That is, the laser beam B reflected by the polygon mirror 16 is guided to the surface of the electromagnetic steel plate 40 .
  • the angle of reflection of the laser beam B reflected by the mirror surface 22 continuously changes. and the incident position of the laser beam B incident on the condenser mirror 30 change. Then, the laser beam B is irradiated in the X-axis direction, and by scanning the surface of the electromagnetic steel sheet 40 with the laser beam B, the processed portion 42 that is a linear distortion or groove is formed on the surface of the electromagnetic steel sheet 40 .
  • the mirror surface 22 reflecting the laser beam B is switched to the next mirror surface 22, so that the electromagnetic steel plate 40 is spaced apart from the currently processed portion 42 in the Y-axis direction.
  • the next processed portion 42 is formed on the surface of . In FIG. 1, for convenience, only the current processed portion 42 is shown.
  • the plane of rotation of the polygon mirror 16 (that is, the YZ plane) is orthogonal to the X-axis direction.
  • the width W of the laser scanning device 10 according to the first embodiment is the width of the laser scanning device 150 according to the comparative example illustrated in FIG. narrower than Further, the laser scanning device 10 according to the first embodiment satisfies W ⁇ Ls in the relationship between the width W and the effective scanning length Ls.
  • the diameter of the polygon mirror 16 is preferably 400 mm or more. is.
  • the width W is the width of the laser scanning device 10 along the X-axis direction (that is, the width occupied in the width direction of the electromagnetic steel sheet 40).
  • the width W corresponds to the maximum width between the + side end and the - side end of the laser scanning device 10 in the X-axis direction.
  • the effective scanning length Ls is the beam length when the laser beam B emitted from the laser beam output unit 12 reaches the mirror formed on the polygon mirror 16 as the polygon mirror 16 rotates.
  • the effective scanning length Ls is defined by the length along the rotation axis 24 of the polygon mirror 16 .
  • the effective scanning length Ls corresponds to the length of the processed portion 42 in the X-axis direction.
  • part of the range of the width W of the laser scanning device 10 protrudes from the range of the effective scanning length Ls. is satisfied, the range of the width W of the laser scanning device 10 may protrude from the range of the effective scanning length Ls.
  • laser processing equipment Next, a laser processing device 50 using the laser scanning device 10 according to the first embodiment will be described.
  • the laser processing device 50 includes a plurality of laser scanning devices 10. As shown in FIG. A plurality of laser scanning devices 10 are arranged side by side in the X-axis direction. The positions of the plurality of laser scanning devices 10 are set such that adjacent laser scanning devices 10 form the processed portions 42 continuously in the X-axis direction or partially overlap the processed portions 42 in the X-axis direction. ing.
  • the adjacent laser scanning apparatuses 10 are controlled to scan the laser beam B in the same direction and/or control to shift the timing of scanning the laser beam B is performed.
  • the number of laser scanning devices 10 provided in the laser processing device 50 can be any number as long as it is two or more. good.
  • the laser processing device 50 can make the width occupied by each laser scanning device 10 smaller than the scanning width in the width direction of the electromagnetic steel sheet 40. It becomes possible to configure the entire processing apparatus 50 compactly.
  • a method for manufacturing an electromagnetic steel sheet according to the first embodiment is a method for manufacturing an electromagnetic steel sheet using the laser scanning device 10 according to the first embodiment.
  • a subsequent recrystallization annealing process, a coating process, and a laser processing process are provided.
  • the slab is hot rolled to produce a hot rolled steel sheet.
  • the hot-rolled steel sheet is cold-rolled to produce a cold-rolled steel sheet.
  • the primary recrystallization annealing step the cold-rolled steel sheet is subjected to decarburization annealing to develop primary recrystallization in the cold-rolled steel sheet.
  • the secondary recrystallization annealing step the cold-rolled steel sheet after the decarburization annealing is subjected to finish annealing to develop secondary recrystallization in the cold-rolled steel sheet, thereby forming the cold-rolled steel sheet into the electrical steel sheet 40 .
  • the coating step the electromagnetic steel sheet 40 after finish annealing is coated.
  • the laser processing process is performed, for example, after the secondary recrystallization process.
  • the surface of the electromagnetic steel sheet 40 is scanned and irradiated with the laser beam B to form the processed portion 42 on the surface of the electromagnetic steel sheet 40 .
  • a laser processing method using the laser processing apparatus 50 illustrated in FIG. 4 described above is performed.
  • a laser beam B is output from the laser beam output unit 12
  • the laser beam B output from the laser beam output unit 12 is The laser beam B reflected by the plane mirror 14 is reflected by the polygon mirror 16 while the polygon mirror 16 is being rotated. lead to the surface.
  • a processed portion 42 which is a distortion or a groove, is formed on the surface of the electromagnetic steel sheet 40 over the sheet width direction.
  • the above-described laser processing method is repeatedly performed while the electromagnetic steel sheet 40 is passed, so that a plurality of processed portions 42 that are continuous in the X-axis direction or partially overlap in the X-axis direction are formed. They are formed at regular intervals in the length direction of the electromagnetic steel sheet 40 .
  • the rotation shaft 24 extends in the X-axis direction, and the rotation plane of the polygon mirror 16 is perpendicular to the X-axis direction when viewed from the Z-axis direction. . Therefore, compared to the case where the plane of rotation of the polygon mirror 156 is parallel to the surface of the electromagnetic steel plate 40 as in the laser scanning device 150 according to the comparative example illustrated in FIG. In the laser scanning device 10 according to the first embodiment, the width W occupied by the laser scanning device 10 along the X-axis direction can be reduced.
  • the rotation plane of the polygon mirror 16 is orthogonal to the X-axis direction when viewed from the Z-axis direction, so that the width W of the laser scanning device 10 is larger than the effective scanning length Ls. can also be narrowed. Therefore, in the laser processing device 50 including a plurality of laser scanning devices 10, the plurality of laser scanning devices 10 can be arranged side by side in the X-axis direction while avoiding interference between adjacent laser scanning devices 10. As a result, compared to the case where a plurality of laser scanning devices 150 are arranged side by side in the X-axis direction and the Y-axis direction, for example, like the laser processing device 180 according to the comparative example illustrated in FIG. In the laser processing device 50 according to the first embodiment illustrated in 1, it is possible to reduce the size and cost of the laser processing device 50 including the plurality of laser scanning devices 10 .
  • the laser processing step is performed after the secondary recrystallization step as an example, but is performed after any one of the cold rolling step, the primary recrystallization annealing step, and the coating step. good too.
  • the laser processing process may be performed after the coating process.
  • a re-coating process may be performed after the laser processing process as needed.
  • the cold-rolled steel sheet corresponds to an example of the "target object” and the "steel sheet formed into an electromagnetic steel sheet” in the present disclosure.
  • the laser scanning device 10 the laser scanning method, the laser processing device 50, and the laser processing method are applied to laser processing of an electromagnetic steel sheet. may be applied.
  • the laser scanning device 10 and the laser scanning method may be applied to uses other than laser processing.
  • the laser scanning device 10 includes the plane mirror 14 that reflects the laser beam B output from the laser beam output unit 12 toward the polygon mirror 16, but the plane mirror 14 is omitted. may Then, the position of the laser beam output unit 12 may be set to a position where the laser beam B is output toward the polygon mirror 16 .
  • the arrangement of the laser beam output unit 12, the plane mirror 14, the first mirror 26, the second mirror 28, and the collecting mirror 30 may be other than the above.
  • the optical system 18 includes the first mirror 26, the second mirror 28, and the condenser mirror 30, but the optical system other than the first mirror 26, the second mirror 28, and the condenser mirror 30 It may have parts.
  • the optical system 18 includes the condensing mirror 30, but instead of the condensing mirror 30, it may include an f ⁇ lens.
  • the surface of the electromagnetic steel sheet 40 passed in the horizontal direction is irradiated with the laser beam B by the laser scanning device 10.
  • the surface of 40 may be irradiated with laser beam B by laser scanning device 10 .
  • the plurality of laser scanning devices 10 arranged in the X-axis direction are arranged at the same position in the Y-axis direction, but the plurality of laser scanning devices 10 arranged in the X-axis direction Some of the laser scanning devices 10 may be displaced from other laser scanning devices 10 in the Y-axis direction.
  • a laser scanning device 60 according to the second embodiment shown in FIGS. 5 and 6 has the following configuration compared to the laser scanning device 10 according to the first embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2 described above. has been edited.
  • the longitudinal direction of the condenser mirror 30 is inclined with respect to the X-axis direction when viewed from the Z-axis direction.
  • the scanning direction of B is inclined with respect to the X-axis direction. Note that even if the longitudinal direction of the condenser mirror 30 is parallel to the X-axis direction without being tilted with respect to the X-axis direction, the electromagnetic steel plate 40 is also conveyed during the scanning period. Therefore, in most cases, the scanning direction is not parallel to the X-axis, but is slightly inclined from the X-axis toward the Y-axis.
  • the rotating shaft 24 of the polygon mirror 16 is oriented in a direction that intersects the scanning direction of the laser beam B when viewed from the normal direction of the surface of the electromagnetic steel plate 40 as the object. That is, in the present disclosure, even if the rotation axis 24 of the polygon mirror 16 faces a direction that intersects the scanning direction of the laser beam B when viewed from the normal direction of the surface of the electromagnetic steel sheet 40, the rotation axis 24 are assumed to be substantially parallel to the scanning direction. In other words, the rotation axis 24 extends along the direction in which the laser beam B is scanned.
  • a first tilt angle ⁇ 1 between the scanning direction of the laser beam B and the X-axis direction is set to 0° ⁇ 45°, for example.
  • the processed portion 42 formed on the surface of the electromagnetic steel sheet 40 can be inclined with respect to the X-axis direction. Therefore, when the electromagnetic steel sheet 40 is bent, it is possible to suppress breakage of the electromagnetic steel sheet 40 starting from the processed portion 42 . Further, when the first inclination angle ⁇ 1 is smaller than 45°, the effect of reducing iron loss by forming the processed portion 42 on the surface of the electromagnetic steel sheet 40 can be ensured. It should be noted that the first inclination angle ⁇ 1 is more preferably 5° or more and 10° or less.
  • the laser beam B is scanned in an oblique direction with respect to the X-axis direction. specified by The effective scanning length Ls is calculated by L ⁇ cos ⁇ , where L is the scanning length of the laser beam B.
  • the plane of rotation of the polygon mirror 16 (that is, the YZ plane) intersects the X-axis direction when viewed from the Z-axis direction. Accordingly, the width W of the laser scanning device 60 according to the second embodiment is narrower than the width w of the laser scanning device 150 according to the comparative example illustrated in FIG. Further, the laser scanning device 60 according to the second embodiment satisfies W ⁇ Ls in relation to the width W and the effective scanning length Ls.
  • the width W is the width of the laser scanning device 60 along the X-axis direction.
  • the width W corresponds to the width from the + side end to the - side end of the laser scanning device 60 in the X-axis direction.
  • the + side end and the - side end of the laser scanning device 60 in the X-axis direction may be any part of the laser scanning device 60 .
  • a laser processing device 70 includes a plurality of laser scanning devices 60.
  • a plurality of laser scanning devices 60 are arranged side by side in the X-axis direction.
  • the positions of the plurality of laser scanning devices 60 are set so that adjacent laser scanning devices 60 partially overlap the processed portion 42 in the X-axis direction.
  • the overlapping length Wo corresponds to the length by which parts of the processed portions 42 formed adjacent to each other in the X-axis direction overlap in the X-axis direction. Parts of the workpieces 42 adjacent in the X-axis direction are formed apart in the Y-axis direction.
  • the number of multiple laser scanning devices 60 provided in the laser processing device 70 can be any number as long as it is two or more. good.
  • the laser scanning method and laser processing method according to the second embodiment are the same as the laser scanning method and laser processing method according to the above-described first embodiment, except that the laser beam B is scanned in a direction oblique to the X-axis direction. There is, and the explanation is omitted.
  • the processed portion 42 which is a linear distortion or groove formed on the surface of the electromagnetic steel sheet 40, is scanned. It can be tilted with respect to the X-axis direction. Therefore, even when the electromagnetic steel sheet 40 is bent, it is possible to suppress breakage of the electromagnetic steel sheet 40 starting from the processed portion 42 .
  • the optical system 18 may include a first rotating member 62.
  • the first rotating member 62 is plate-shaped and has an isosceles trapezoidal shape in plan view. Note that, in the present disclosure, the shape of the first rotating member 62 can be changed as appropriate.
  • the first rotating member 62 is rotatably supported along the XY plane about a rotation center 62A by a rotation support mechanism (not shown).
  • the first rotation center 62A is located on the optical axis of the first mirror 26 and on the reflecting surface of the second mirror 28 when viewed from the Z-axis direction.
  • the first rotating member 62 rotates, the distance on the optical axis center between the first mirror 26 and the second mirror 28 remains the same. Also, the first rotating member 62 rotates along a plane including the optical path of the laser beam B between the second mirror 28 and the condenser mirror 30 .
  • the second mirror 28 and the condenser mirror 30 are fixed on the upper surface of the first rotating member 62 .
  • the first rotary member 62 is formed with a hole 64 through which the laser beam B reflected by the condenser mirror 30 passes.
  • the hole 64 has an isosceles trapezoidal shape in plan view.
  • the second mirror 28 corresponds to the reflecting mirror of the present disclosure. Note that in the present disclosure, the shape of the hole 64 can be changed as appropriate.
  • the optical system 18 according to the second embodiment includes the first rotating member 62, the first tilt angle ⁇ 1 between the scanning direction of the laser beam B and the X-axis direction can be adjusted.
  • the first rotating member 62 supports the second mirror 28 and the collector mirror 30 so as to fix the relative positions of the second mirror 28 and the collector mirror 30 . Therefore, even when the position of the second mirror 28 changes so as to change the first tilt angle ⁇ 1 between the scanning direction and the X-axis direction, the rotation of the first rotary member 62 allows the second mirror 28 to rotate. Changes in the position of the mirror 28 and changes in the position of the collector mirror 30 can be interlocked.
  • the predetermined first tilt angle ⁇ 1 may be formed by rotating the first rotating member 62 before the scanning of the laser beam B is started.
  • the first inclination angle ⁇ 1 may be changed at any time by changing the sheet threading speed or by an angle rotating device (not shown) as necessary.
  • the scanning direction when the scanning direction is changed as necessary, it is not necessary to adjust the second mirror 28 and the condenser mirror 30 individually, and the change can be easily made only by rotating the first rotating member 62.
  • the relative positional relationship between the second mirror 28 and the condenser mirror 30 since the relative positional relationship between the second mirror 28 and the condenser mirror 30 is fixed, the position of the laser beam incident on the reflecting surface of the condenser mirror 30 is constant. Therefore, the light condensing property does not change before and after changing the scanning direction, and stable processing can be performed.
  • the optical system 18 according to the second embodiment may include a second rotating member 63, as shown in FIGS.
  • the second rotating member 63 is plate-shaped and rectangular in plan view. Note that, in the present disclosure, the shape of the second rotating member 63 can be changed as appropriate.
  • a first mirror 26 is installed on the upper surface of the second rotating member 63 at one end (the left end in FIG. 10) corresponding to the lower side of the polygon mirror (not shown).
  • the second rotating member 63 is rotatably supported along the ZX plane about a second rotation center 63A by a rotation support mechanism (not shown).
  • the second center of rotation 63A is located on the optical axis of the second mirror 28 and on the planar reflecting surface of the first mirror 26 when viewed in the Y-axis direction.
  • the second rotating member 63 has a function of rotating around the axis of the second rotation center 63A. Even if the second rotating member 63 rotates, the distance on the optical axis between the first mirror 26 and the second mirror 28 remains the same. Rotation of the second rotating member 63 causes the plane including the optical path of the laser beam B between the first mirror 26 and the second mirror 28 to move toward the XY plane in FIG. Rotate towards, towards or away from.
  • the first rotating member 62 is rotatably supported along the XY plane about the first rotation center 62A.
  • a first rotating member 62 according to the second modification shown in FIG. 10 has a rectangular shape in plan view and a hole 64 has a rectangular shape as compared with the first rotating member 62 described in the first modification. point is different. Also in the second rotating member 63 of the second modified example, the shape of the hole 64 can be changed as appropriate.
  • Other configurations of the first rotating member 62 according to the second modified example are the same as those of the first rotating member 62 according to the first modified example.
  • a first distance L1 between a scanning start position P1 on the surface of the electromagnetic steel plate 40 and the reflection point of the condenser mirror 30, and a scanning end position P2 on the surface of the electromagnetic steel plate 40 and the reflection point of the condenser mirror 30 are and a second distance L2 of .
  • the first distance L1 and the second distance L2 match the focal length of the condenser mirror 30, no defocus occurs over the entire length of the scanning line between the scanning start position P1 and the scanning end position P2.
  • a second inclination angle ⁇ 2 is formed between the surface of the electromagnetic steel sheet 40 and the X-axis direction as shown in FIG.
  • the first distance L1 and the second distance L2 are different.
  • the first distance L1 and the second distance L2 match the focal length of the collecting mirror 30 by rotating the second rotating member 63 by the second tilt angle ⁇ 2.
  • the predetermined second tilt angle ⁇ 2 may be formed by rotating the second rotating member 63 in advance before the scanning of the laser beam B is started.
  • a change in inclination may be detected by a steel plate inclination measuring device (not shown) and the second inclination angle ⁇ 2 may be changed as needed. Therefore, in the second modification, uniform laser processing can be performed over the entire width of the scanning direction of the laser beam B on the surface of the electromagnetic steel sheet 40 .
  • the scanning direction forms a first inclination angle ⁇ 1 with the X-axis direction.
  • the position of the second mirror 28 and the position of the collecting mirror 30 change integrally. Therefore, as shown in FIG. 14, the surface of the electromagnetic steel sheet 40 can be subjected to laser processing while suppressing the occurrence of out-of-focus blur, as in the first modification.
  • the first mirror 26 , the second mirror 28 , and the collecting mirror 30 may be provided on the second rotating member 63 without providing the first rotating member 62 .
  • a laser scanning device 80 according to the third embodiment shown in FIGS. 15 and 16 has the following configuration compared to the laser scanning device 60 according to the second embodiment illustrated in FIGS. has been edited.
  • the laser scanning device 80 includes a first laser scanning section 82, a second laser scanning section 84, a polygon mirror 16, and a motor 20.
  • the first laser scanning section 82 includes a laser beam output section 12 , a plane mirror 14 and an optical system 18 .
  • the laser beam output unit 12, the plane mirror 14, and the optical system 18, which constitute the first laser scanning unit 82, are the same as those in the above-described second embodiment.
  • the polygon mirror 16 and the motor 20 are the same as those in the above-described second embodiment.
  • the laser beam output unit 12 outputs a first laser beam B1.
  • the first laser beam B1 irradiates the surface of the electromagnetic steel plate 40 via the plane mirror 14, the polygon mirror 16, and the optical system 18. As shown in FIG.
  • the second laser scanning unit 84 includes a laser beam output unit 92, a mirror 94, and an optical system 98.
  • Optical system 98 includes first mirror 106 , second mirror 108 , and collector mirror 110 .
  • Laser beam output section 92 , mirror 94 , first mirror 106 , second mirror 108 , and collecting mirror 110 are arranged with laser beam output section 12 , plane mirror 14 , first mirror 26 , second mirror 26 with respect to axis of rotation 24 . It is arranged at a position symmetrical to the mirror 28 and the condenser mirror 30 in the Y-axis direction.
  • laser beam output section 92, mirror 94, first mirror 106, second mirror 108, and collection mirror 110 are integrated into laser beam output section 12, plane mirror 14, first mirror 26, second mirror 28, and They have the same configuration as the condensing mirror 30 .
  • the laser beam output unit 92 outputs the second laser beam B2.
  • the surface of the electromagnetic steel plate 40 is irradiated with the first laser beam B1 output from the laser beam output unit 12 via the plane mirror 14, the polygon mirror 16, and the optical system 18.
  • the second laser beam B2 output from 92 irradiates the surface of the electromagnetic steel plate 40 via a mirror 94 , a polygon mirror 96 and an optical system 98 .
  • the second laser beam B2 is scanned in the opposite direction to the first laser beam B1.
  • the orientations of the second mirror 108 and the condenser mirror 110 are set so that the scanning direction of the second laser beam B2 is parallel to the scanning direction of the first laser beam B1.
  • the positions of the second mirror 108 and the condenser mirror 110 correspond to the position and length in the X-axis direction of the processed portion 42 formed by the second laser beam B2 and the processed portion formed by the first laser beam B1. 42 in the X-axis direction and the same length.
  • the effective scanning length Ls1 of the first laser beam B1 and the effective scanning length Ls2 of the second laser beam B2 are the same.
  • the processed portion 42 formed by the second laser beam B2 is formed in the central portion between the plurality of processed portions 42 formed by the first laser beam B1.
  • the outer diameter of the polygon mirror 16 and/or the arrangement position of the optical system 18 are set so that That is, in the laser scanning device 80 according to the third embodiment, the pitch of the plurality of processed portions 42 is PL, and the processed portions 42 formed by the first laser beam B1 and the processed portions formed by the second laser beam B2
  • the distance from the processed portion 42 is G
  • n is an integer of 0 or more
  • the laser processing device 120 includes a plurality of laser scanning devices 80.
  • a plurality of laser scanning devices 80 are arranged side by side in the X-axis direction.
  • the positions of the plurality of laser scanning devices 80 are set such that adjacent laser scanning devices 80 partially overlap the processed portion 42 in the X-axis direction.
  • the overlapping length Wo corresponds to the length by which parts of the processed portions 42 formed adjacent to each other in the X-axis direction overlap in the X-axis direction. Parts of the workpieces 42 adjacent in the X-axis direction are formed apart in the Y-axis direction.
  • the number of laser scanning devices 80 provided in the laser processing device 120 can be any number as long as it is two or more. good.
  • the surface of the electromagnetic steel sheet 40 is irradiated with the first laser beam B1 and the second laser beam B2 by a single laser scanning device 80. This is the same as the laser scanning method and the laser processing method according to the second embodiment, so description thereof will be omitted.
  • the surface of the electromagnetic steel plate 40 is irradiated with the first laser beam B1 and the second laser beam B2 on both sides of the polygon mirror 16 in the Y-axis direction.
  • the processed portions 42 can be formed on both sides in the axial direction. Therefore, it is possible to improve the processing efficiency when forming a plurality of processed portions 42 on the surface of the electromagnetic steel plate 40, as compared with, for example, the case where the processed portions 42 are formed on one side of the polygon mirror 16 in the Y-axis direction. can be done.
  • the processed portions 42 can be formed on both sides of the polygon mirror 16 in the Y-axis direction.
  • the pitch of the processed portions 42 formed by the first laser scanning section 82 and the pitch of the processed sections 42 formed by the second laser scanning section 84 The pitch of the processed portions 42 to be processed can be widened. Therefore, the time required to form one processed portion 42 can be increased, so that the effective scanning length Ls of the first laser beam B1 and the effective scanning length Ls of the second laser beam B2 can be increased. . Thereby, it is possible to improve the processing efficiency when forming the plurality of processed portions 42 on the surface of the electromagnetic steel sheet 40 .
  • the first laser beam B1 and the second laser beam B2 are scanned in directions oblique to the X-axis direction.
  • the first laser beam B1 and the second laser beam B2 may each be scanned in the X-axis direction.
  • the laser scanning device 130 according to the fourth embodiment shown in FIGS. 18 and 19 has the following configuration compared to the laser scanning device 80 according to the third embodiment illustrated in FIGS. 15 and 16 described above. has been edited.
  • the second laser scanning section 84 is arranged point-symmetrically with respect to the first laser scanning section 82 about the center point 16A of the polygon mirror 16 when viewed from the Z-axis direction. It is configured. Specifically, while the second mirror 28 and the condenser mirror 30 of the first laser scanning unit 82 are arranged on the + side in the X-axis direction and the + side in the Y-axis direction with respect to the polygon mirror 16, the second The second mirror 108 and the condenser mirror 110 of the laser scanning unit 84 are arranged on the - side in the X-axis direction and the - side in the Y-axis direction with respect to the polygon mirror 16 .
  • the second laser beam B2 is scanned in the opposite direction to the first laser beam B1.
  • the orientations of the second mirror 108 and the condenser mirror 110 are set so that the scanning direction of the second laser beam B2 is parallel to the scanning direction of the first laser beam B1. Furthermore, the positions of the second mirror 108 and the condenser mirror 110 are such that the length in the X-axis direction of the processed portion 42 formed by the second laser beam B2 is the length of the processed portion 42 formed by the first laser beam B1. It is set at a position that is the same as the length in the X-axis direction.
  • the effective scanning length Ls1 of the first laser beam B1 and the effective scanning length Ls2 of the second laser beam B2 are the same.
  • a laser processing device 140 includes a plurality of laser scanning devices 130.
  • a plurality of laser scanning devices 130 are arranged side by side in the X-axis direction.
  • the positions of the plurality of laser scanning devices 130 are set so that adjacent laser scanning devices 130 partially overlap the processed portion 42 in the X-axis direction.
  • the overlapping length Wo corresponds to the length by which parts of the processed portions 42 formed adjacent to each other in the X-axis direction overlap in the X-axis direction. Parts of the workpieces 42 adjacent in the X-axis direction are formed apart in the Y-axis direction.
  • the relationship between the width W, the effective scanning length Ls1 of the first laser beam B1, the effective scanning length Ls2 of the second laser beam B2, and the overlapping length Wo is such that W ⁇ It satisfies Ls1+Ls2-Wo.
  • FIG. 19 shows two laser scanning devices 130 as an example, the number of laser scanning devices 130 included in the laser processing device 140 can be any number as long as it is two or more. good.
  • the second laser scanning unit 84 is configured point-symmetrically with respect to the first laser scanning unit 82, so that the object formed by the second laser beam B2 is
  • the laser scanning method and the laser processing method according to the third embodiment are the same except that the position of the processed portion 42 is symmetrical with respect to the position of the processed portion 42 formed by the first laser beam B1. , the description of which is omitted.
  • the surface of the electromagnetic steel plate 40 is irradiated with the first laser beam B1 and the second laser beam B2 on both sides of the polygon mirror 16 in the X-axis direction.
  • the processed portions 42 can be formed on both sides in the axial direction. Therefore, compared to the case where the processed portion 42 is formed on one side of the polygon mirror 16 in the X-axis direction, it is possible to form the processed portion 42 over a wider range in the X-axis direction with a single laser scanning device 10. can be done.
  • the processed portions 42 can be formed on both sides of the polygon mirror 16 in the X-axis direction. 42 having the same length, the laser scanning device 130 is used as compared with the case where the processed portion 42 is formed on one side of the polygon mirror 16 in the X-axis direction by one laser scanning device 130, for example. It can be made smaller.
  • the first laser beam B1 and the second laser beam B2 are scanned in directions inclined with respect to the X-axis direction.
  • the first laser beam B1 and the second laser beam B2 may each be scanned in the X-axis direction.
  • aspect 1 is A laser scanning device that scans the surface of an object with a laser beam, a laser beam output unit that irradiates the laser beam; It has a prism shape having a polygonal top surface and a bottom surface, at least one surface other than the top surface and the bottom surface is formed of a mirror, and it rotates about an axis penetrating the top surface and the bottom surface as a rotation axis.
  • a polygon mirror for reflecting the laser beam emitted from the laser beam output unit by the mirror; an optical system for guiding the laser beam reflected by the polygon mirror to the surface of the object; the rotation axis of the polygon mirror is parallel to the surface of the object and substantially parallel to the direction in which the laser beam is scanned; Laser scanner.
  • Aspect 2 is As the polygon mirror rotates, when the laser beam emitted from the laser beam output unit reaches the mirror formed on the polygon mirror, the beam diameter changes from one end of the mirror to the other.
  • Aspect 3 is The optical system is a reflecting mirror that reflects the laser beam reflected by the polygon mirror and changes the scanning direction of the laser beam; a collecting mirror that reflects the laser beam reflected by the reflecting mirror toward the object; a rotating member that supports the reflecting mirror and the collecting mirror and rotates along a plane that includes the optical path of the laser beam between the reflecting mirror and the collecting mirror; comprising 3.
  • the laser scanning device according to aspect 1 or 2.
  • Aspect 5 is A plurality of the laser scanning devices according to aspect 1 are arranged side by side in the width direction of the electromagnetic steel sheet or the steel sheet formed on the electromagnetic steel sheet, and the surface of the electromagnetic steel sheet or the steel sheet formed on the electromagnetic steel sheet is scanned with the laser beam. to process, Laser processing equipment.
  • Aspect 6 is A plurality of the laser scanning devices according to aspect 1 are arranged side by side in the plate width direction of the electromagnetic steel sheet or the steel sheet formed on the electromagnetic steel sheet, and the surface of the electromagnetic steel sheet or the steel sheet formed on the electromagnetic steel sheet is scanned with a laser beam. to process, A method for manufacturing an electromagnetic steel sheet.
  • a laser scanning device that scans the surface of an object with a laser beam, a laser beam output unit that irradiates the laser beam; It has a prismatic shape with polygonal upper and lower surfaces, at least one surface other than the upper surface and the lower surface is formed of a mirror, and it rotates about an axis passing through the upper surface and the lower surface as a rotation axis, a polygon mirror that causes the mirror to reflect the laser beam emitted from the laser beam output unit; an optical system for guiding the laser beam reflected by the polygon mirror to the surface of the object; the rotation axis of the polygon mirror is parallel to the surface of the object and substantially parallel to the direction in which the laser beam is scanned; Laser scanner.
  • Another aspect 2 is As the polygon mirror rotates, when the laser beam emitted from the laser beam output unit reaches the mirror formed on the polygon mirror, the beam diameter changes from one end of the mirror to the other.
  • Another aspect 3 is A laser scanning method for scanning a surface of an object with a laser beam, a laser beam output step of irradiating the laser beam using a laser beam output unit;
  • a polygon mirror having a prismatic shape with polygonal upper and lower surfaces, at least one surface other than the upper and lower surfaces being formed of a mirror, and rotating about an axis passing through the upper and lower surfaces.
  • Laser scanning method for scanning a surface of an object with a laser beam, a laser beam output step of irradiating the laser beam using a laser beam output unit;
  • a polygon mirror having a prismatic shape with polygonal upper and lower surfaces, at least one surface other
  • Another aspect 4 is A plurality of the laser scanning devices according to another aspect 1 are arranged side by side in the width direction of the electromagnetic steel sheet or the steel sheet formed on the electromagnetic steel sheet, and the surface of the electromagnetic steel sheet or the steel sheet formed on the electromagnetic steel sheet is scanned with the laser beam. Scan and process with Laser processing equipment.
  • Another aspect 5 is A plurality of the laser scanning devices according to another aspect 1 are arranged side by side in the plate width direction of the electromagnetic steel sheet or the steel sheet formed on the electromagnetic steel sheet, and the surface of the electromagnetic steel sheet or the steel sheet formed on the electromagnetic steel sheet is scanned with a laser beam. scan and process A method for manufacturing an electromagnetic steel sheet.
  • the width occupied by the laser scanning device is reduced compared to conventional laser scanning devices such as those in which the plane of rotation of the polygon mirror is substantially parallel to the surface of the object. be able to.
  • Laser scanning device 12
  • Laser beam output unit 14
  • Plane mirror 16
  • Polygon mirror 18
  • Optical system 20
  • Motor 16
  • Rotary shaft 26
  • First mirror 28
  • Second mirror 30
  • Condensing mirror 40
  • Electromagnetic steel plate 42
  • Work piece 50
  • Laser processing device 60
  • Laser scanning device 62
  • First rotating member 63
  • Second rotating member 64
  • Hole 70
  • Laser processing device 80
  • Laser scanning device 82
  • First laser scanning unit 84
  • Second laser scanning unit 92
  • Laser beam output unit 94
  • Polygon mirror 98
  • laser scanning device 130
  • laser scanning device 140
  • laser processing device B B1 first laser beam B2 second laser beam

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Abstract

レーザ走査装置は、電磁鋼板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、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、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おり、頂面及び底面を貫く軸を回転軸として回転して、レーザビーム出力部から照射されたレーザビームをミラーで反射させ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電磁鋼板の表面に導く光学系と、を有し、ポリゴンミラーの回転軸は、電磁鋼板の表面と平行で、レーザビームが走査される方向と略平行である。

Description

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
　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。
　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。
　特許文献１：特表２０１８－５０７１１１号公報
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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は、比較例に係るレーザ走査装置の斜視図である。 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。 比較例に係るレーザ加工装置の平面図である。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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／ｅ２」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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　［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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
（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。
　レーザ走査装置１０は、電磁鋼板４０の表面をレーザビームＢで走査する処理を行うものであり、レーザ走査装置１０によって実行される。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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。
　レーザ加工工程は、例えば、二次再結晶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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　［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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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との間の光軸中心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。
　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。
　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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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。
　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。
　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２回転部材６３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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　［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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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）
 
　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。
　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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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。
　［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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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。
（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。
　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。
　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。
　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。
≪付記≫
　本明細書からは、以下の態様が概念化される。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
≪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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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

Claims (6)

  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、
    　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。
  2. 　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、
    　請求項１に記載のレーザ走査装置。
  3. 　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又は２に記載のレーザ走査装置。
  4. 　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。
  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前記レーザビームで走査して加工する、
    　レーザ加工装置。
  6. 　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。
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