CN115722792A - 加工装置及加工方法 - Google Patents

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江上茂树
川辺喜雄
立崎阳介
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Abstract

本发明提供一种加工装置及加工方法。加工装置包括:光照射装置,包括对物体的表面照射加工光的照射光学系统;第一位置变更装置,具有偏向光学系统,使用偏向光学系统变更从照射光学系统的加工光的物体的表面上的照射位置;第二位置变更装置,变更光照射装置与物体的位置关系;及控制装置,其中控制装置以移动在物体的表面上的第一区域内的照射位置而对表面照射加工光并在第一区域内形成多个槽构造的方式控制第一位置变更装置,控制装置以变更物体的位置关系而移动在物体的表面上的与第一区域不同的第二区域内的照射位置的方式控制第二位置变更装置,控制装置以对表面照射加工光而在第二区域内形成多个槽构造的方式控制第一位置变更装置。

Description

加工装置及加工方法
本发明是2017年10月25日所提出的申请号为201780096206.0(国际申请号为PCT/JP2017/038557)、发明名称为《加工装置及移动体的制造方法》的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及照射加工光而可加工物体的加工装置及加工方法的技术领域。
背景技术
作为可加工物体的加工装置,在专利文献1中记载有对物体的表面照射激光光线而形成构造,减少与表面关联的阻力的加工装置。要求此种加工装置对物体适当地形成构造。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:美国专利第4,994,639号
发明内容
根据第一方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,对物体的表面照射加工光;第一位置变更装置,变更通过所述光照射装置形成于所述物体的表面的照射区域及所述物体的至少一者的位置;以及控制装置,以一面变更所述照射区域及所述物体的至少一者的位置一面对所述物体的表面照射所述加工光以变更所述物体的一部分的厚度,由此形成用于减小所述物体的表面的相对于流体的摩擦阻力的构造的方式控制所述第一位置变更装置。
根据第二方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,对物体的表面照射加工光;第一位置变更装置,变更通过所述光照射装置形成于所述物体的表面的照射区域及所述物体的至少一者的位置;以及控制装置,以一面变更所述照射区域及所述物体的至少一者的位置一面对所述物体的表面照射所述加工光而去除所述物体的一部分,由此形成用于减小所述物体的表面的相对于流体的摩擦阻力的构造的方式控制所述第一位置变更装置。
根据第三方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,对物体的表面照射加工光;第一位置变更装置,变更所述物体的表面的所述光照射装置的位置;以及控制装置,以一面使所述光照射装置相对于所述物体移动一面对所述物体的表面照射所述加工光而变更所述物体的一部分的厚度,由此在所述物体的表面形成用于减小相对于流体的阻力的构造的方式控制所述第一位置变更装置。
根据第四方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,对物体的表面照射加工光;第一位置变更装置,变更所述物体的表面的所述光照射装置的位置;以及控制装置,以一面使所述光照射装置相对于所述物体移动一面对所述物体的表面照射所述加工光而去除所述物体的一部分,由此在所述物体的表面形成用于减小相对于流体的阻力的构造的方式,控制所述第一位置变更装置。
根据第五方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,对物体的表面照射加工光;第一位置变更装置,以变更所述物体的表面的所述光照射装置的位置的方式变更所述物体的位置;以及控制装置,以一面使所述物体相对于所述光照射装置移动一面对所述物体的表面照射所述加工光而变更所述物体的一部分的厚度,由此在所述物体的表面形成用于减小相对于流体的阻力的构造的方式,控制所述第一位置变更装置。
根据第六方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,对物体的表面照射加工光;第一位置变更装置,以变更所述物体的表面的所述光照射装置的位置的方式变更所述物体的位置;以及控制装置,以一面使所述物体相对于所述光照射装置移动一面对所述物体的表面照射所述加工光而去除所述物体的一部分,由此在所述物体的表面形成用于减小相对于流体的阻力的构造的方式,控制所述第一位置变更装置。
根据第七方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,在沿着物体的表面的方向可移动地设置,对所述物体的表面照射加工光;以及第一位置变更装置,变更所述光照射装置及所述物体的至少一者的位置;且一面变更所述光照射装置及所述物体的至少一者的位置一面对所述物体的表面照射所述加工光而变更所述物体的一部分的厚度。
根据第八方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,在沿着物体的表面的方向可移动地设置,对所述物体的表面照射加工光;及第一位置变更装置,变更所述光照射装置及所述物体的至少一者的位置;且一面变更所述光照射装置及所述物体的至少一者的位置一面对所述物体的表面照射所述加工光而去除所述物体的一部分。
根据第九方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,以在物体的表面形成具有强度分布的照射区域的方式照射加工光;第一位置变更装置,变更所述照射区域及所述物体的至少一者的位置;以及控制装置,以对所述物体的表面照射所述加工光而变更所述物体的一部分的厚度,由此形成用于减小所述物体的表面的相对于流体的摩擦阻力的构造的方式,控制所述第一位置变更装置。
根据第十方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,以在物体的表面形成具有强度分布的照射区域的方式照射加工光;第一位置变更装置,变更所述照射区域及所述物体的至少一者的位置;以及控制装置,以对所述物体的表面照射所述加工光而去除所述物体的一部分,由此形成用于减小所述物体的表面的相对于流体的摩擦阻力的构造的方式,控制所述第一位置变更装置。
根据第十一方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,以在物体的表面形成具有强度分布的照射区域的方式照射加工光;第一位置变更装置,变更所述物体的表面的所述光照射装置的位置;以及控制装置,以对所述物体的表面照射所述加工光而变更所述物体的一部分的厚度,由此在所述物体的表面形成用于减小相对于流体的阻力的构造的方式,控制所述第一位置变更装置。
根据第十二方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,以在物体的表面形成具有强度分布的照射区域的方式照射加工光;第一位置变更装置,变更所述物体的表面的所述光照射装置的位置;以及控制装置,以对所述物体的表面照射所述加工光而去除所述物体的一部分,由此在所述物体的表面形成用于减小相对于流体的阻力的构造的方式,控制所述第一位置变更装置。
根据第十三方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,以在物体的表面形成具有强度分布的照射区域的方式照射加工光;第一位置变更装置,以变更所述物体的表面的所述光照射装置的位置的方式变更所述物体的位置;以及控制装置,以对所述物体的表面照射所述加工光而变更所述物体的一部分的厚度,由此在所述物体的表面形成用于减小相对于流体的阻力的构造的方式,控制所述第一位置变更装置。
根据第十四方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,以在物体的表面形成具有强度分布的照射区域的方式照射加工光;第一位置变更装置,以变更所述物体的表面的所述光照射装置的位置的方式变更所述物体的位置;以及控制装置,以一面使所述物体相对于所述光照射装置移动一面对所述物体的表面照射所述加工光而去除所述物体的一部分,由此在所述物体的表面形成用于减小相对于流体的阻力的构造的方式,控制所述第一位置变更装置。
根据第十五方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,在沿着物体的表面的方向可移动地设置,对所述物体的表面照射加工光;及第一位置变更装置,变更所述光照射装置及所述物体的至少一者的位置;且对所述物体的表面照射所述加工光而变更所述物体的一部分的厚度。
根据第十六方案,提供一种加工装置,包括:光照射装置,在沿着物体的表面的方向可移动地设置,对所述物体的表面照射加工光;及第一位置变更装置,变更所述光照射装置及所述物体的至少一者的位置;且对所述物体的表面照射所述加工光而去除所述物体的一部分。
根据第十七方案,提供一种在流体中移动的移动体的制造方法,包含:对物体的表面照射加工光;及以一面变更通过所述加工光的照射而形成于所述物体的表面的照射区域及所述物体的至少一者的位置,一面对所述物体的表面照射所述加工光而变更所述物体的一部分的厚度,由此形成用于减小所述物体的表面的相对于流体的摩擦阻力的构造。
根据第十八方案,提供一种在流体中移动的移动体的制造方法,包含:对物体的表面照射加工光;及以一面变更通过所述加工光的照射而形成于所述物体的表面的照射区域及所述物体的至少一者的位置,一面对所述物体的表面照射所述加工光而去除所述物体的一部分,由此形成用于减小所述物体的表面的相对于流体的摩擦阻力的构造。
根据第十九方案,提供一种在流体中移动的移动体的制造方法,包含:对物体的表面上的第一区域照射加工光;变更所述物体与所述加工光的位置关系;对所述物体的表面上不同于所述第一区域的第二区域照射所述加工光;及通过变更所述第一区域及第二区域中的所述物体的一部分的厚度,而形成用于减小所述物体的表面的相对于流体的摩擦阻力的构造。
根据第二十方案,提供一种在流体中移动的移动体的制造方法,包含:对物体的表面上的第一区域照射加工光;变更所述物体与所述加工光的位置关系;对所述物体的表面上不同于所述第一区域的第二区域照射所述加工光;及通过去除所述第一区域及第二区域中的所述物体的一部分,而形成用于减小所述物体的表面的相对于流体的摩擦阻力的构造。
附图说明
图1是示意性表示本实施形态的加工装置的全体构造的剖面图。
图2(a)及图2(b)分别是示意性表示形成于加工对象物的表面的涂装膜的加工状况的剖面图。
图3(a)是示意性表示本实施形态的加工装置包括的光照射装置的剖面图,图3(b)及图3(c)分别是表示光照射装置包括的光源系统的构成的剖面图,图3(d)是示意性表示光照射装置的光学系统的其他例的立体图。
图4是表示收容装置的侧视图。
图5(a)是表示本实施形态的加工装置形成的沟槽(riblet)构造的剖面的剖面图,图5(b)是表示本实施形态的加工装置形成的沟槽构造的立体图。
图6(a)及图6(b)分别是表示形成有沟槽构造的加工对象物的一例的航空机的前视图,图6(c)是表示形成有沟槽构造的加工对象物的一例的航空机的侧视图。
图7是表示设定于涂装膜SF的表面的多个单位加工区域的平面图。
图8是表示进行用于形成沟槽构造的加工运行的一步骤的加工装置的剖面图。
图9(a)是表示进行用于形成沟槽构造的加工运行的一步骤的加工装置的剖面图,图9(b)是表示进行了图9(a)所示的加工运行的一步骤的涂装膜的表面的平面图。
图10是表示进行用于形成沟槽构造的加工运行的一步骤的加工装置的剖面图。
图11(a)是表示进行用于形成沟槽构造的加工运行的一步骤的加工装置的剖面图,图11(b)是表示进行了图11(a)所示的加工运行的一步骤的涂装膜的表面的平面图。
图12是表示进行用于形成沟槽构造的加工运行的一步骤的加工装置的剖面图。
图13是表示进行用于形成沟槽构造的加工运行的一步骤的加工装置的剖面图。
图14是表示进行用于形成沟槽构造的加工运行的一步骤的加工装置的剖面图。
图15是表示进行用于形成沟槽构造的加工运行的一步骤的加工装置的剖面图。
图16是表示进行用于形成沟槽构造的加工运行的一步骤的加工装置的剖面图。
图17是表示进行用于形成沟槽构造的加工运行的一步骤的加工装置的剖面图。
图18是示意性表示光照射装置的其他例的剖面图。
图19是示意性表示光照射装置的其他例的剖面图。
图20是示意性表示光照射装置的其他例的剖面图。
图21是示意性表示光照射装置的其他例的剖面图。
图22是示意性表示光照射装置的其他例的剖面图。
图23是示意性表示光照射装置的其他例的剖面图。
图24是示意性表示光照射装置的其他例的剖面图。
图25是示意性表示第二变形例的加工装置的全体构造的剖面图。
图26(a)是表示在涂装膜的表面为平面的情形时,涂装膜的表面位于光学系统的焦点深度的范围内的状况的剖面图,图26(b)是表示在涂装膜的表面为曲面的情形时,涂装膜的表面位于光学系统的焦点深度的范围内的状况的剖面图,图26(c)是表示在涂装膜的表面存在凹凸的情形时,涂装膜的表面位于光学系统的焦点深度的范围内的状况的剖面图,图26(d)是表示在涂装膜的表面相对于光学系统的光轴倾斜的情形时,涂装膜的表面位于光学系统的焦点深度的范围内的状况的剖面图。
图27是示意性表示能够个别地调整多个加工光的聚光位置的光照射装置的剖面图。
图28是表示在光学系统为涂装膜侧非远心的光学系统的情形时,多个加工光的照射的状况的剖面图。
图29(a)是表示在涂装膜的表面为平面的情形时,多个加工光的聚光位置位于涂装膜的表面的状况的剖面图,图29(b)是表示在涂装膜的表面为曲面的情形时,多个加工光的聚光位置位于涂装膜的表面的状况的剖面图,图29(c)是表示在涂装膜的表面存在凹凸的情形时,多个加工光的聚光位置位于涂装膜的表面的状况的剖面图,图29(d)是表示在涂装膜的表面相对于光学系统的光轴倾斜的情形时,多个加工光的聚光位置位于涂装膜的表面的状况的剖面图。
图30(a)是表示在涂装膜的表面为平面的情形时,以包含涂装膜的表面的方式设定的光学系统的焦点深度的范围的剖面图图30(b)是表示在涂装膜的表面为曲面的情形时,以包含涂装膜的表面的方式设定的光学系统的焦点深度的范围的剖面图,图30(c)是表示在涂装膜的表面存在凹凸的情形时,以包含涂装膜的表面的方式设定的光学系统的焦点深度的范围的剖面图,图30(d)是表示在涂装膜的表面相对于光学系统的光轴倾斜的情形时,以包含涂装膜的表面的方式设定的光学系统的焦点深度的范围的剖面图。
图31(a)是表示在涂装膜的表面为平面的情形时,以与涂装膜SF的表面一致的方式设定的像面的剖面图,图31(b)是表示在涂装膜SF的表面为曲面的情形时,以与涂装膜SF的表面一致的方式设定的像面的剖面图,图31(c)是表示在涂装膜的表面存在凹凸的情形时,以与涂装膜SF的表面一致的方式设定的像面的剖面图,图31(d)是表示在涂装膜的表面相对于光学系统的光轴倾斜的情形时,以与涂装膜SF的表面一致的方式设定的像面的剖面图。
图32(a)是表示非加工区域的剖面图,图32(b)是表示非加工区域的平面图。
图33(a)至图33(c)分别是表示涂装膜相对于加工光的反射率、与控制装置设定的加工光的强度之间的关系的曲线图。
图34(a)至图33(c)分别是表示涂装膜相对于加工光的反射率、与控制装置设定的加工光的照射时间之间的关系的曲线图。
图35是表示涂装膜相对于波长不同的多个计测光的反射率的曲线图。
图36是示意性表示包括多个光源系统的光照射装置的剖面图。
图37是表示在光照射装置相对于涂装膜SF移动的情形时,表面特性计测装置计测涂装膜的表面的形状的范围的剖面图。
图38是示意性表示第三变形例的加工装置的全体构造的剖面图。
图39是表示构造计测装置包括的投光装置与检测装置的位置关系的平面图。
图40是表示构造计测装置计测沟槽构造的特性的样品区域的平面图。
图41(a)是表示加工装置应形成的理想的沟槽构造的剖面图,图41(b)是表示与理想的沟槽构造的尺寸为相同尺寸的沟槽构造的剖面图,图41(c)是表示较理想的沟槽构造的尺寸小的尺寸的沟槽构造的剖面图,图41(d)是表示较理想的沟槽构造的尺寸大的尺寸的沟槽构造的剖面图。
图42(a)是表示与理想的沟槽构造的形状为相同形状的沟槽构造的剖面图,图42(b)是表示与理想的沟槽构造的形状不同的形状的沟槽构造的剖面图。
图43(a)是表示在与构成理想的沟槽构造的凹状构造的位置相同的位置包含凹状构造的沟槽构造的剖面图,图43(b)是表示在与构成理想的沟槽构造的凹状构造的位置不同的位置包含凹状构造的沟槽构造的剖面图。
图44(a)是表示形成有沟槽构造的样品区域的剖面图,图44(b)是表示未形成沟槽构造的样品区域的剖面图。
图45(a)是表示针对较理想的尺寸小的沟槽构造为了修正所述沟槽构造而照射加工光的状况的剖面图,图45(b)是表示修正后的沟槽构造的剖面图。
图46是示意性表示第四变形例的加工装置包括的光照射装置的构造的剖面图。
图47(a)及图47(b)是表示排列间距不同的多个照射区域的平面图,图47(c)及图47(d)分别是表示通过对图47(a)及图47(b)所示的多个照射区域照射多个加工光而形成的沟槽构造的剖面图。
图48(a)及图48(b)是表示相对角度不同的多个加工光的平面图,图48(c)及图48(d)分别是表示照射有图48(a)及图48(b)所示的多个加工光的多个照射区域的平面图。
图49(a)及图49(b)是表示自距涂装膜SF的距离不同的光照射装置照射的多个加工光的平面图,图49(c)及图49(d)分别是表示照射有图49(a)及图49(b)所示的多个加工光的多个照射区域的平面图。
图50(a)及图50(c)是表示自照射加工光的光源的数量不同的光照射装置照射的多个加工光的平面图,图50(b)及图50(d)分别是表示照射有图50(a)及图50(c)所示的多个加工光的多个照射区域的平面图。
图51(a)及图51(c)是表示交叉角度不同的第一分支光及第二分支光的平面图,图51(b)及图51(d)分别是表示通过图51(a)及图51(c)所示的第一分支光及第二分支光干涉而形成于涂装膜的表面的干涉条纹的平面图。
图52是示意性表示可调整第一分支光及第二分支光交叉的角度的光照射装置的剖面图。
图53是示意性表示第五变形例的加工装置的全体构造的剖面图。
图54(a)及图54(c)分别是表示涂装膜的表面上的强度分布的剖面图,图54(b)及图54(d)分别是表示通过照射具有图54(a)及图54(c)所示的强度分布的多个加工光而形成的沟槽构造的剖面图。
图55(a)及图55(c)是表示形状不同的多个照射区域的剖面图,图55(b)及图55(d)分别是表示通过照射对具有图55(a)及图55(c)所示的形状的多个照射区域照射多个加工光而形成的沟槽构造的剖面图。
图56(a)及图56(c)是表示大小不同的多个照射区域的剖面图,图56(b)及图56(d)分别是表示通过对具有图56(a)及图56(c)所示的大小的多个照射区域照射多个加工光而形成的沟槽构造的剖面图。
图57(a)及图57(c)是表示强度不同的多个加工光的剖面图,图57(b)及图57(d)分别是表示通过照射图57(a)及图57(c)所示的强度的多个加工光而形成的沟槽构造的剖面图。
图58(a)是表示凹状构造的剖面形状沿着延伸方向变更的沟槽构造的立体图,图58(b)是图58(a)的I-I'剖面图,图58(c)是图58(a)的II-II'剖面图。
图59(a)是表示凹状构造的宽度沿着延伸方向变更的沟槽构造的立体图,图59(b)是图54(a)的I-I'剖面图,图59(c)是图59(a)的II-II'剖面图。
图60是示意性表示第六变形例的加工装置的全体构造的剖面图。
图61是示意性表示第七变形例的加工装置的全体构造的剖面图。
图62是示意性表示第八变形例的加工装置的全体构造的剖面图。
图63是表示使光照射装置位于涂装膜的吸附部的构成的一例的剖面图。
图64是示意性表示第九变形例的加工装置的全体构造的剖面图。
图65是示意性表示第十变形例的加工装置的全体构造的剖面图。
图66是表示与邻接的其他单位加工区域部分重叠的单位加工区域的平面图。
图67是表示对邻接的2个单位加工区域的加工光的照射的状况的剖面图。
图68是表示对邻接的2个单位加工区域的加工光的照射的状况的剖面图。
图69是表示对邻接的2个单位加工区域照射的加工光的强度的剖面图。
图70是表示对邻接的2个单位加工区域照射的加工光的强度的剖面图。
图71(a)至图71(c)分别是表示通过1次扫描动作而多个照射区域移动的区域的平面图。
图72(a)至图72(b)分别是表示层叠有多个层的构造体的剖面图。
具体实施方式
以下,一面参照图式一面对本发明的实施形态进行说明。但,本发明并不限定于以下说明的实施形态。
(1)加工装置1的构造
一面参照图1一面对本实施形态的加工装置1的构造进行说明。图1是示意性表示本实施形态的加工装置1的构造的剖面图。再者,以下是在由相互正交的X轴、Y轴及Z轴规定的三维坐标空间内说明加工装置1的构造。X轴及Y轴是沿着水平面的方向,Z轴是与X轴及Y轴正交的方向。但,在图1中是在具有沿着水平面的表面的加工对象物S上配置加工装置1,但加工装置1并不限定于配置在具有沿着水平面的表面的加工对象物S上。例如,如一面参照图6等一面在下文详细叙述那样,加工装置1既有配置于具有与水平面交叉的表面的加工对象物S上的情形,也有自加工对象物S悬吊的情形。在所述情形时,X轴及Y轴也可为了方便起见定义为沿着加工对象物S的表面的方向。
如图1所示,加工装置1对形成于加工对象物S的表面的涂装膜SF进行加工。加工对象物S例如可为金属,可为合金(例如杜拉铝等),可为树脂(例如碳纤维增强塑料(CarbonFiber Reinforced Plastic,CFRP)等),可为玻璃,也可为由所述以外的任意材料构成的物体。涂装膜SF是覆盖加工对象物S的表面的涂料的膜。涂装膜SF的厚度为例如数十微米至数百微米,但也可为其他任意尺寸。构成涂装膜SF的涂料例如可包含树脂性的涂料(例如聚胺酯是涂料、乙烯是涂料、硅是涂料及环氧是涂料中的至少一者),也可包含所述以外的种类的涂料。
加工装置1为了加工涂装膜SF而对涂装膜SF照射加工光EL。加工光EL只要可通过照射至涂装膜SF而加工涂装膜SF,则可为任意种类的光。作为一例,加工光EL可为激光。进而,加工光EL只要可通过照射至涂装膜SF而加工涂装膜SF,则可为任意波长的光。在本实施形态中,是使用加工光EL为不可见光(例如红外光及紫外光的至少一者等)的例而进行说明。但,加工光EL也可为可见光。
加工装置1对设定(换言之,形成)于涂装膜SF的表面的照射区域EA照射加工光EL。如图2(a)所示,若对照射区域EA照射加工光EL,则与照射区域EA重叠的涂装膜SF(即、位于照射区域EA的-Z侧的涂装膜)的一部分因加工光EL而蒸发。此时,在涂装膜SF的厚度方向上,与照射区域EA重叠的涂装膜SF并非全部蒸发。即,在涂装膜SF的厚度方向上,与照射区域EA重叠的涂装膜SF的一部分(具体而言,涂装膜SF中与照射区域EA相对较近的部分)蒸发,另一方面,与照射区域EA重叠的涂装膜SF的其他部分(具体而言,涂装膜SF中距照射区域EA相对较远的部分)不蒸发。换言之,涂装膜SF是仅以加工对象物S不自涂装膜SF露出的程度蒸发。其结果为,在涂装膜SF已蒸发的部分,涂装膜SF被去除。另一方面,在涂装膜SF未蒸发的部分,涂装膜SF依然保留。即,如图2(b)所示,在照射有加工光EL的部分,涂装膜SF被部分去除。其结果为,如图2(b)所示,在照射有加工光EL的部分,与未照射加工光EL的部分相比,涂装膜SF的厚度变薄。换言之,如图2(b)所示,在加工对象物S的表面上,存在因未被加工光EL照射而相对较厚的涂装膜SF、及因被加工光EL照射而相对变薄的涂装膜SF。即,通过加工光EL的照射而至少部分调整涂装膜SF的厚度。其结果为,在涂装膜SF的表面形成相当于涂装膜SF相对较薄的部分的凹部(换言之,槽部)C。因此,本实施形态中的“加工涂装膜SF的运行”包含调整涂装膜SF的厚度的运行、去除涂装膜SF的一部分的运行、及在涂装膜SF形成凹部C的运行。又,照射至涂装膜SF的加工光EL的能量是以不会因加工光EL的照射对加工对象物S造成影响的方式决定。换言之,加工光EL的能量是以通过加工光EL的照射仅影响涂装膜SF的方式决定。
涂装膜SF通过吸收加工光EL而蒸发。即,涂装膜SF是通过加工光EL的能量传递至涂装膜SF而例如光化学分解从而被去除。再者,在加工光EL为激光的情形时,也将加工光EL的能量传递至涂装膜SF而涂装膜SF等光化学分解而被去除的现象称为激光烧蚀。因此,涂装膜SF包含可吸收加工光EL的材料。具体而言,例如,涂装膜SF也可包含与加工光EL相关的吸收率(即与可见光的波长区域不同的波长的光相关的吸收率)为既定的第一吸收阈值以上的材料。此种材料也可为色素。
在涂装膜SF包含色素的情形时,所述色素也可为照射可见光时呈现所需颜色的色素。其结果为,包含此种色素的涂装膜SF呈现所需颜色。在所述情形时,为了使涂装膜SF呈现所需颜色,所述色素也可具有可见光的波长区域中被涂装膜SF反射而作为所需颜色的光被人识别的波长的第一光成分的吸收率、与可见光中除第一光成分以外的第二光成分的吸收率的不同的特性。例如,色素也可具有第一光成分的吸收率小于第二光成分的吸收率的特性。例如,色素也可具有第一光成分的吸收率为既定的第二吸收阈值(其中第二吸收阈值小于第一吸收阈值)以下,且第二光成分的吸收率为既定的第三吸收阈值(其中第三吸收阈值大于第二吸收阈值)以上的特性。作为能相应地吸收此种不可见光的加工光EL且呈现所需颜色的色素的一例,例如列举位于乌克兰基辅的光谱信息(spectrum information)公司制的近红外线吸收色素(作为一例为四氟硼化4-((E)-2-{(3E)-2-氯-3-[2-(2,6-二苯基-4H-噻喃-4-亚基)亚乙基]环己-1-烯-1-基}乙烯基)-2,6-二苯基噻喃鎓)。
或者,在涂装膜SF包含色素的情形时,所述色素也可为相对于可见光为透明的色素。其结果为,包含此种色素的涂装膜SF为透明膜(所谓的透明涂层)。在所述情形时,为了使涂装膜SF变得透明,所述色素也可具有不怎么吸收可见光(即相应地进行反射)的特性。例如,色素也可具有可见光的吸收率小于既定的第四吸收阈值的特性。作为能相应地吸收此种不可见光的加工光EL且相对于可见光变得透明的色素的一例,例如列举光谱信息(spectrum information)公司制的近红外线吸收色素(作为一例,为四氟硼化6-氯-2-[(E)-2-(3-{(E)-2-[6-氯-1-苯甲酸乙酯[cd]吲哚-2(1H)-亚基]亚乙基}-2-苯基-1-环戊烯-1-基)乙烯基]-1-苯甲酸乙酯[cd]吲哚鎓)。
再次回到图1中,为了加工涂装膜SF,加工装置1包括光照射装置11、驱动系统12、收容装置13、支撑装置14、驱动系统15、排气装置16、气体供给装置17、及控制装置18。
光照射装置11可在控制装置18的控制下对涂装膜SF照射加工光EL。为了照射加工光EL,光照射装置11如图3(a)所示包括可射出加工光EL的光源系统111、将自光源系统111射出的加工光EL导引至涂装膜SF的光学系统112。
光源系统111例如同时射出多个加工光EL。因此,光源系统111如图3(b)所示包括多个光源1111。多个光源1111是以等间隔排列成一列。各光源1111射出脉冲光作为加工光EL。若脉冲光的发光时间宽度(以下称为“脉宽”)变短,则加工精度(例如后述沟槽(riblet)构造的形成精度)提升。因此,各光源1111也可射出脉宽相对较短的脉冲光作为加工光EL。例如,各光源1111也可射出脉宽1000纳秒以下的脉冲光作为加工光EL。或者,如图3(c)所示,光源系统111也可包括单一光源1111、及将自所述单一光源1111的光分支为多个加工光EL的分支器1112。分别射出经分支器1112分支的多个加工光EL的多个射出口是以等间隔排列成一列。作为分支器1112的一例,列举光纤耦合器及波导型分光器等的至少一者。再者,如后述那样,作为分支器1112也可使用透镜阵列、衍射光学元件及空间光调变器等的至少一者。
光学系统112包括聚焦透镜1121、检流计镜1122、fθ透镜1123。多个加工光EL经由聚焦透镜1121、检流计镜1122、fθ透镜1123而被照射至涂装膜SF。
聚焦透镜1121是由1个以上的透镜构成,通过调整其至少一部分的透镜的沿光轴方向的位置,用于调整多个加工光EL的聚光位置(即、光学系统112的焦点位置)的光学元件。检流计镜1122是以使多个加工光EL在涂装膜SF的表面扫描(即、使分别照射有多个加工光EL的多个照射区域EA在涂装膜SF的表面移动)的方式,使多个加工光EL偏向。检流计镜112包括X扫描镜1122X、Y扫描镜1122Y。X扫描镜1122X使多个加工光EL朝Y扫描镜1122Y反射。X扫描镜1122X可在θY方向(即、绕Y轴的旋转方向)摆动或旋转。通过X扫描镜1122X的摆动或旋转,多个加工光EL沿着X轴方向而在涂装膜SF的表面扫描。通过X扫描镜1122X的摆动或旋转,多个照射区域EA沿着X轴方向而在涂装膜SF上移动。X扫描镜1122X变更多个照射区域EA与涂装膜SF之间的沿着X轴方向的相对位置关系。Y扫描镜1122Y使多个加工光EL朝fθ透镜1123反射。Y扫描镜1122Y可在θX方向(即、绕X轴的旋转方向)摆动或旋转。通过Y扫描镜1122Y的摆动或旋转,多个加工光EL沿着Y轴方向而在涂装膜SF的表面扫描。通过Y扫描镜1122Y的摆动或旋转,多个照射区域EA沿着Y轴方向而在涂装膜SF上移动。Y扫描镜1122Y变更多个照射区域EA与涂装膜SF之间的沿着Y轴方向的相对位置关系。fθ透镜1123是用于使来自检流计镜1122的多个加工光EL聚光在涂装膜SF上的光学元件。
fθ透镜1123是光学系统112包括的光学元件之中位于光学系统112的最靠光射出侧(换言之最接近涂装膜SF、或位于多个加工光EL的光路的终端)的终端光学元件。fθ透镜1123是以相对于光学系统112可装卸的方式构成。其结果为,可自光学系统112卸除旧的fθ透镜1123之后向光学系统112安装新的fθ透镜1123。但,在光学系统112包括设于较fθ透镜1123更靠射出侧的光学元件(例如盖透镜等)的情形时,所述光学元件为终端光学元件,所述光学元件是相对于光学系统112可装卸的方式构成。
来自光学系统112的多个加工光EL的行进方向例如相互平行。其结果为,在本实施形态中,对涂装膜SF同时照射行进方向相互平行的多个加工光EL。即,在涂装膜SF上同时设定多个照射区域EA。因此,与对涂装膜SF照射单一加工光EL的情形相比,涂装膜SF的加工相关的产出量提升。再者,作为光学系统112,例如如图3(d)所示,也可为并非所有光学构件(例如聚焦透镜1121、检流计镜1122及fθ透镜1123)位于同一平面上的构成。
再次返回到图1中,驱动系统12是在控制装置18的控制下使光照射装置11相对于涂装膜SF(即、相对于表面形成有涂装膜SF的加工对象物S)移动。即,驱动系统12以变更光照射装置11与涂装膜SF的相对位置关系的方式使光照射装置11相对于涂装膜SF移动。若光照射装置11与涂装膜SF之间的相对位置关系变更,则分别照射有多个加工光EL的多个照射区域EA与涂装膜SF之间的相对位置关系也变更。因此,驱动系统12也可谓以变更多个照射区域EA与涂装膜SF的相对位置关系的方式使光照射装置11相对于涂装膜SF移动。驱动系统12也可使光照射装置11沿着涂装膜SF的表面移动。在图1所示的例子中,涂装膜SF的表面是与X轴及Y轴之中至少一者平行的平面,故而驱动系统12也可使光照射装置11沿着X轴及Y轴的至少一者移动。其结果为,照射区域EA沿着X轴及Y轴的至少一者而在涂装膜SF上移动。驱动系统12也可使光照射装置11沿着涂装膜SF的厚度方向(即与涂装膜SF的表面交叉的方向)移动。在图1所示的例子中,涂装膜SF的厚度方向是沿着Z轴的方向,故而驱动系统12也可使光照射装置11沿着Z轴移动。驱动系统12也可使光照射装置11除了沿X轴、Y轴及Z轴的至少一者移动,也沿θX方向、θY方向及θZ方向(即绕Z轴的旋转方向)的至少一者移动。
驱动系统12支撑光照射装置11并使所述支撑的光照射装置11移动。所述情形时,驱动系统12例如包括支撑光照射装置11的第一支撑构件、使所述第一支撑构件移动的第一移动机构。
收容装置13包括顶部构件131、间隔壁构件132。顶部构件131是配置于光照射装置11的+Z侧。顶部构件131是沿着XY平面的板状的构件。顶部构件131经由支撑构件133而支撑驱动系统12。在顶部构件131的-Z侧的面的外缘(或其附近)配置有间隔壁构件132。间隔壁构件132是自顶部构件131朝向-Z侧延伸的筒状(例如圆筒状或矩形筒状)的构件。由顶部构件131及间隔壁构件132包围的空间变成用于收容光照射装置11及驱动系统12的收容空间SP。因此,所述驱动系统12是在收容空间SP内使光照射装置11移动。进而,收容空间SP包含光照射装置11与涂装膜SF之间的空间(尤其是包含加工光EL的光路的空间)。更具体而言,收容空间SP包含光照射装置11包括的终端光学元件(例如fθ透镜1123)与涂装膜SF之间的空间(尤其是包含加工光EL的光路的空间)。
顶部构件131及间隔壁构件132分别是可遮蔽加工光EL的构件。即,顶部构件131及间隔壁构件132的各者相对于加工光EL的波长为不透明。其结果为,在收容空间SP内传输的加工光EL不会漏出至收容空间SP的外部(即收容装置13的外部)。再者,顶部构件131及间隔壁构件132的各者也可为可使加工光EL减光的构件。即,顶部构件131及间隔壁构件132的各者也可对于加工光EL的波长为半透明。进而,顶部构件131及间隔壁构件132的各者是不使因加工光EL的照射而产生的无用物质透过(即可遮蔽)的构件。作为无用物质的一例列举涂装膜SF的蒸汽。其结果为,收容空间SP内产生的无用物质不会漏出至收容空间SP的外部(即收容装置13的外部)。
间隔壁构件132的端部(具体而言,是涂装膜SF侧的端部,在图1所示的例子中为-Z侧的端部)134可接触涂装膜SF的表面。在端部134接触涂装膜SF的情形时,收容装置13(即顶部构件131及间隔壁构件132)与涂装膜SF协动而维持收容空间SP的密闭性。端部134在接触涂装膜SF的情形时,可根据涂装膜SF的表面的形状而变更其形状(尤其是端部134之中接触涂装膜SF的接触面(图1所示的例子中为-Z侧的面)的形状,以下相同)。例如,在端部134接触表面为平面形状的涂装膜SF的情形时,端部134的形状是与涂装膜SF同样地变成平面形状。例如,在端部134接触表面为曲面形状的涂装膜SF的情形时,端部134的形状是与涂装膜SF同样地变成曲面形状。其结果为,与端部134无法根据涂装膜SF的表面的形状而变更其形状的情形相比,收容空间SP的密闭性提升。作为可变更形状的端部134的一例列举由橡胶等具有弹性的构件(换言之柔软构件)形成的端部134。再者,作为可变更形状的端部134,也可使用例如如图4所示的具有弹性的构造的蛇腹状的端部134a。
返回至图1中,端部134可以接触涂装膜SF的状态附着于涂装膜SF。例如,端部134也可包括可吸附于涂装膜SF的吸附机构。若端部134吸附于涂装膜SF,与端部134未吸附于涂装膜SF的情形相比,收容空间SP的密闭性进一步提升。但,端部134也可不能附着于涂装膜SF。在所述情形时只要端部134接触涂装膜SF则依然会相应地维持收容空间SP的密闭性。
间隔壁构件132是可通过在控制装置18的控制下运行的未图示的驱动系统(例如致动器)而沿着Z轴伸缩的构件。例如,间隔壁构件132也可为蛇腹状的构件(所谓的波纹管)。在所述情形时,间隔壁构件132可通过蛇腹部分的伸缩而伸缩。或者,例如间隔壁构件132也可包括由具有不同直径的多个中空状的圆筒构件组合而成的套筒管。在所述情形时,间隔壁构件132可通过多个圆筒构件的相对移动而伸缩。间隔壁构件132的状态至少可设定为:通过间隔壁构件132沿着Z轴延伸而Z轴方向的长度相对较长的第一伸长状态、及通过间隔壁构件132沿着Z轴缩小而Z轴方向的长度相对较短的第一缩小状态。在间隔壁构件132为第一伸长状态的情形时,端部134可接触涂装膜SF。另一方面,在间隔壁构件132为第一缩小状态的情形时,端部134不接触涂装膜SF。即,在间隔壁构件132为第一缩小状态的情形时,端部134朝+Z侧离开涂装膜SF。再者,用于使间隔壁构件132的状态在间隔壁构件132的端部134可接触涂装膜SF的第一伸长状态、及端部134自涂装膜SF离开的第一缩小状态之间切换的构成,并不限定于使间隔壁构件132伸缩的构成。例如,也可通过设为使收容装置13自身可沿着±Z方向移动的构成,使间隔壁构件132的状态在第一伸长状态第一缩小状态之间切换。
收容装置13进而包括检测装置135。检测装置135检测收容空间SP内的无用物质(即、因加工光EL的照射而产生的物质)。检测装置135的检测结果是如下文详细叙述那样,在将间隔壁构件132的状态自第一伸长状态变更为第一缩小状态时由控制装置18参照。
支撑装置14支撑收容装置13。收容装置13支撑驱动系统12及光照射装置11,故而支撑装置14实质上经由收容装置13支撑驱动系统12及光照射装置11。为了支撑收容装置13,支撑装置14包括梁构件141、及多个脚构件142。梁构件141配置于收容装置13的+Z侧。梁构件141是沿着XY平面延伸的梁状的构件。梁构件141经由支撑构件143而支撑收容装置13。在梁构件141配置有多个脚构件142。脚构件142是自梁构件141朝向-Z侧延伸的棒状的构件。
脚构件142的端部(具体而言是涂装膜SF侧的端部,在图1所示的例子中为-Z侧的端部)144可接触涂装膜SF的表面。其结果为,支撑装置14被涂装膜SF(即、加工对象物S)支撑。即,支撑装置14是在端部144接触涂装膜SF的状态(换言之支撑装置14被涂装膜S支撑的状态)支撑收容装置13。端部144是与收容装置13的端部134同样地,接触涂装膜SF的情形时,可根据涂装膜SF的表面的形状而变更其形状(尤其是端部144之中接触涂装膜SF的接触面(图1所示的例子中为-Z侧的面)的形状,以下相同)。端部144可以接触涂装膜SF的状态附着于涂装膜SF。例如,端部144也可包括可吸附于涂装膜SF的吸附机构。若端部144附着于涂装膜SF,与端部144未吸附于涂装膜SF的情形相比,支撑装置14的稳定性提升。但,端部144也可不能附着于涂装膜SF。
梁构件141是通过在控制装置18的控制下运行的驱动系统15而可沿着X轴及Y轴的至少一者(或者沿着XY平面的任意方向)伸缩的构件。例如,梁构件141也可包括由具有不同直径的多个筒构件组合而成的套筒管。在所述情形时,梁构件141也可通过多个筒构件的相对移动而伸缩。
脚构件142是通过在控制装置18的控制下运行的驱动系统15而可沿着Z轴伸缩的构件。例如,脚构件142也可包括由具有不同直径的多个筒构件组合而成的套筒管。在所述情形时,脚构件142可通过多个筒构件的相对移动而伸缩。脚构件142的状态至少可设定为:通过脚构件142沿着Z轴延伸而Z轴方向的长度相对较长的第二伸长状态、及通过脚构件142沿着Z轴缩小而Z轴方向的长度相对较短的第二缩小状态。在脚构件142为第二伸长状态的情形时,端部144可接触涂装膜SF。另一方面,在脚构件142为第二缩小状态的情形时,端部144不接触涂装膜SF。即,在脚构件142为第二缩小状态的情形时,端部144朝+Z侧离开涂装膜SF。
驱动系统15是在控制装置18的控制下使支撑装置14相对于涂装膜SF(即相对于表面形成有涂装膜SF的加工对象物S)移动。即,驱动系统15以变更支撑装置14与涂装膜SF的相对位置关系的方式使支撑装置14相对于涂装膜SF移动。支撑装置14支撑收容装置13,故而驱动系统15实质上是通过使支撑装置14移动,而使收容装置13相对于涂装膜SF移动。即,驱动系统15实质上是以变更收容装置13与涂装膜SF的相对位置关系的方式使支撑装置14相对于涂装膜SF移动。进而,收容装置13透过驱动系统12支撑光照射装置11。因此,驱动系统15实质上可通过使支撑装置14移动而使光照射装置11相对于涂装膜SF移动。即,驱动系统15实质上可以变更光照射装置11与涂装膜SF的相对位置关系的方式使支撑装置14相对于涂装膜SF移动。换言之,驱动系统15实质上可以变更多个照射区域EA与涂装膜SF的相对位置关系的方式使支撑装置14相对于涂装膜SF移动。
驱动系统15为了移动支撑装置14而在控制装置18的控制下使梁构件141伸缩。进而,驱动系统15为了移动支撑装置14而在控制装置18的控制下使多个脚构件142伸缩。再者,关于驱动系统15对支撑装置14的移动方案,一面参照图7至图17一面在下文进行详细叙述。
排气装置16是经由排气管161而连结于收容空间SP。排气装置16可将收容空间SP内的气体排出。尤其是,排气装置16通过将收容空间SP内的气体排出,而可将因加工光EL的照射而产生的无用物质自收容空间SP抽吸至收容空间SP的外部。尤其是,在所述无用物质存在于加工光EL的光路上的情形时,有影响加工光EL对涂装膜SF的照射的可能性。因此,排气装置16尤其自包含光学系统112的终端光学元件与涂装膜SF之间的加工光EL的光路的空间将无用物质与所述空间内的气体一并抽吸。排气装置16自收容空间SP抽吸的无用物质经由过滤器162而向加工装置1的外部被排出。过滤器162吸附无用物质。再者,过滤器162可装卸也可更换。
气体供给装置17经由吸气管171而连结于收容空间SP。气体供给装置17可向收容空间SP供给气体。作为供给至收容空间SP的气体,列举大气及洁净干燥空气(clean-dry-air,CDA)、惰性气体的至少一者。作为惰性气体的一例列举氮气。在本例中,气体供给装置17供给CDA。因此,收容空间SP是由CDA冲洗的空间。供给至收容空间SP的CDA的至少一部分被排气装置16抽吸。排气装置16自收容空间SP抽吸的CDA通过过滤器162后向加工装置1的外部被排出。
气体供给装置17尤其在图3所示的fθ透镜1123的收容空间SP侧的光学面1124(即、光学系统112的终端光学元件的收容空间SP侧的光学面)供给CDA等气体。光学面1124面朝收容空间SP,因而更有可能暴露于因加工光EL的照射而产生的无用物质。其结果为,存在光学面1124附着无用物质的可能性。进而,加工光EL通过光学面1124,因而存在因通过光学面1124的加工光EL而附着于光学面1124的无用物质烧焦(即固着)的可能性。附着于光学面1124(进而固着)的无用物质变成光学面1124的污渍,很可能对加工光EL的特性造成影响。而且,若向光学面1124供给CDA等气体,会防止光学面1124与无用物质的接触。因此,防止污渍向光学面1124的附着。因此,气体供给装置17也作为防止污渍向光学面1124的附着的附着防止装置发挥功能。进而,即便在光学面1124附着(进而固着)有污渍的情形时,通过供给至光学面1124的CDA也有可能将污渍去除(例如吹飞)。因此,气体供给装置17也作为将附着于光学面1124的污渍去除的附着防止装置发挥功能。
控制装置18控制加工装置1的全体运行。尤其是控制装置18如下文详细叙述那样,以所需的形状的凹部C形成于所需位置的方式控制光照射装置11、驱动系统12、收容装置13及驱动系统15。
(2)利用加工装置1所进行的加工运行的具体例
(2-1)通过加工运行形成的构造的具体例
如使用图2所述那样,在本实施形态中,加工装置1是在涂装膜SF形成凹部C。凹部C是形成于涂装膜SF之中实际被加工光EL照射的部分(即设定有实际被加工光EL照射的照射区域EA的部分)。因此,只要在涂装膜SF上适当地设定实际被加工光EL照射的位置(即设定有实际被加工光EL照射的照射区域EA的位置),便能在涂装膜SF的所需位置形成凹部C。即,可在加工对象物S上形成利用涂装膜SF的构造。
在本实施形态中,加工装置1是在控制装置15的控制下在加工对象物S上形成利用此种涂装膜SF的构造的一例即沟槽构造。沟槽构造是能够减小涂装膜SF的表面的相对于流体的阻力(尤其是摩擦阻力、乱流摩擦阻力)的构造。形成有沟槽构造的加工对象物S的相对于流体的阻力小于未形成沟槽构造的加工对象物S的相对于流体的阻力。因此,沟槽构造可谓是能够减小加工对象物S的表面的相对于流体的阻力的构造。再者,此处所谓的流体只要为相对于涂装膜SF的表面流动的介质(气体、液体)即可,例如在即使介质自身静止但会在涂装膜SF的表面移动的情形时,也可将所述介质称为流体。
沟槽构造的一例是示于图5(a)及图5(b)。如图5(a)及图5(b)所示,沟槽构造例如是通过沿着第一方向(图5(a)及图5(b)所示的例子中为Y轴方向)连续形成凹部C而形成的凹状构造CP1(即以沿第一方向延伸的方式呈直线状形成的凹状构造CP1),沿着与第一方向交叉的第二方向(图5(a)及图5(b)所示的例子中为X轴方向)排列多个而成的构造。在相邻的2个凹状构造CP1之间实质上存在自周围突出的凸状构造CP2。因此,沟槽构造也可谓是例如沿着第一方向(例如Y轴方向)呈直线状延伸的凸状构造CP2,沿着与第一方向交叉的第二方向(例如X轴方向)排列多个而成的构造。图5(a)及图5(b)所示的沟槽构造是周期性构造。
相邻的2个凹状构造CP1的间隔(即凹状构造CP1的排列间距P1)例如为数微米至数百微米,但也可为其他尺寸。进而,各凹状构造CP1的深度(即、Z轴方向的深度)D例如为数微米至数百微米,也可为其他尺寸。各凹状构造CP1的深度D也可为凹状构造CP1的排列间距P1以下。各凹状构造CP1的深度D也可为凹状构造CP1的排列间距P1的一半以下。各凹状构造CP1的包含Z轴的剖面(具体而言是沿着XZ平面的剖面)的形状为碗型的曲线性状,但可为三角形,也可为四边形,还可为五边形以上的多边形。同样地,相邻2个凸状构造CP2的间隔(即、凸状构造CP2的排列间距P2)例如为数微米至数百微米,但也可为其他尺寸。进而,各凸状构造CP2的高度(即、Z轴方向的高度)H例如为数微米至数百微米,但也可为其他尺寸。各凸状构造CP2的高度H也可为凸状构造CP2的排列间距P2以下。各凸状构造CP2的高度H也可为凸状构造CP2的排列间距P2的一半以下。各凸状构造CP2的包含Z轴的剖面(具体而言为沿着XZ平面的剖面)的形状是斜面为曲线的山形的形状,但可为三角形,也可为四边形,还可为五边形以上的多边形。再者,加工装置1形成的沟槽构造自身例如可为日本机械学会编『机械工学便览基础篇α4流体工学』第五章描述的既存的沟槽构造,故而省略沟槽构造本身的详细说明。
此种沟槽构造如所述那样能够减小形成有沟槽构造的加工对象物S的表面的相对于流体的阻力。因此,加工对象物S可为期望减小相对于流体的阻力的物体(例如构造体)。例如,加工对象物S也可包含如能以至少一部分进入流体(例如气体及液体的至少一者)内的方式移动的物体(即移动体)。具体而言,例如,加工对象物S如图6(a)至图6(c)所示,也可包含航空机PL的机体(例如躯体PL1、主翼PL2、垂直尾翼PL3及水平尾翼PL4之中至少一者)。在所述情形时,如图6(a)及图6(c)所示,加工装置1也可通过支撑装置14而在航空机PL的机体上独立。或者,因支撑装置14的脚构件142的端部144可附着于涂装膜SF,故而如图6(b)所示,加工装置1也可如通过支撑装置14而自航空机PL的机体悬吊(即垂吊)那样附着于航空机PL的机体。进而,支撑装置14的脚构件142的端部144可附着于涂装膜SF且收容装置13的间隔壁构件132的端部134可附着于涂装膜SF,因此加工装置1即便在涂装膜SF的表面以朝向上方的状态相对于水平面倾斜的情形时,也能在涂装膜SF上独立。进而,加工装置1即便在涂装膜SF的表面以朝向下方的状态相对于水平面倾斜的情形时,也能以自涂装膜SF悬吊的方式附着于涂装膜SF。无论哪种情形时,光照射装置11均能通过驱动系统12和/或支撑装置14的移动而沿着机体的表面移动。因此,加工装置1对于如航空机的机体的加工对象物S(即表面为曲面、表面相对于水平面倾斜或表面朝向下方的加工对象物S)也能形成利用涂装膜SF的沟槽构造。
此外,例如加工对象物S也可包含汽车的车体。例如,加工对象物S也可包含船舶的船体。例如,加工对象物S也可包含火箭的机体。例如,加工对象物S也可包含涡轮(例如水力涡轮及风力涡轮等的至少一者,尤其是其涡轮板)。或者,例如加工对象物S也可包含构成如能以至少一部分进入流体内的方式移动的物体的零件。或者,例如加工对象物S也可包含至少一部分固定于流动的流体内的物体。具体而言,例如加工对象物S也可包含设置于河流或海中的桥桁。
再者,此处列举的加工对象物S的一例是相对较大的物体(例如数米至数百米级的尺寸的物体)。在所述情形时,如图6(a)至图6(c)所示,光照射装置11的大小小于加工对象物S的大小。然而,加工对象物S也可为任意尺寸的物体。例如加工对象物S也可为千米、厘米、毫米或微米级的尺寸的物体。
所述沟槽构造的尺寸(例如,凹状构造CP1的排列间距P1、各凹状构造CP1的深度D、凸状构造CP2的排列间距P2、各凸状构造CP2的高度H等的至少一者)也可根据加工对象物S为何种物体而设定为如能适当地获得摩擦减小效果的适当尺寸。更具体而言,沟槽构造的尺寸也可根据使用中(即运用中)的加工对象物S的周围分布的流体的种类、加工对象物S的相对于流体的相对速度、及加工对象物S的形状等的至少一者,而设定为能适当地获得摩擦减小效果的适当尺寸。例如,加工对象物S为巡航时在10km的高度以时速1000km飞行的航空机的机体的情形时,凹状构造CP1的排列间距P1(即凸状构造CP2的排列间距P2)也可设定为例如约78微米。
进而,所述沟槽构造的尺寸也可根据加工对象物S为何种物体且此物体的哪个部分形成有沟槽构造,而设定为如能适当地获得摩擦减小效果的适当尺寸。例如,在加工对象物S为航空机PL的机体的情形时,也可为形成于躯体PL1的沟槽构造的尺寸、与形成于主翼PL2的沟槽构造的尺寸不同。
(2-2)加工运行的流程
继而,一面参照图7至图17,一面对用于形成沟槽构造的加工运行的流程进行说明。
首先,如所述那样,通过检流计镜1122使多个加工光EL偏向。为形成沟槽构造,检流计镜1122以交替地反复进行多个加工光EL沿着Y轴在涂装膜SF的表面扫描(即在涂装膜SF的表面上沿着Y轴在多个照射区域EA移动)的扫描动作、及在涂装膜SF的表面上沿着X轴在多个照射区域EA以既定量移动的步进动作的方式,使多个加工光EL偏向。此时,能使光照射装置11相对于涂装膜SF静止的状态下通过检流计镜1122的控制扫描多个加工光EL的涂装膜SF的表面上的区域的尺寸存在极限。因此,在本实施形态中,如图7所示,控制装置18在涂装膜SF的表面(尤其是涂装膜SF中应形成沟槽构造的区域)设定多个单位加工区域SA。各单位加工区域SA相当于能使光照射装置11相对于涂装膜SF静止的状态下通过检流计镜1122的控制而扫描多个加工光EL的涂装膜SF上的区域。各单位加工区域SA的形状为四边形,但其形状为任意。
控制装置18通过以使经检流计镜1122偏向的多个加工光EL照射至一个单位加工区域SA(例如SA1)的方式控制光照射装置11,而在所述一个单位加工区域SA(SA1)形成沟槽构造。其后,控制装置18通过以使光照射装置11相对于涂装膜SF移动的方式控制驱动系统12及驱动系统15的至少一者,而将光照射装置11配置于能对其他单位加工区域SA(例如SA2)照射多个加工光EL的位置。其后,控制装置18通过以使经检流计镜1122偏向的多个加工光EL照射至其他单位加工区域SA(SA2)的方式控制光照射装置11,而在所述其他单位加工区域SA形成沟槽构造。控制装置18通过以所有单位加工区域SA1至SA16为对象而反复以下的动作,形成沟槽构造。
以下,列举在图7所示的单位加工区域SA1至单位加工区域SA4形成沟槽构造的运行为例继续进行说明。再者,以下使用沿着X轴邻接的2个单位加工区域SA位于收容空间SP内的例子进行说明。然而,即便在收容空间SP内存在任意数量的单位加工区域SA的情形时,也是进行同样的动作。
如图8所示,首先,控制装置18以在收容空间SP内存在单位加工区域SA1及单位加工区域SA2的第一收容位置配置收容装置13的方式,控制驱动系统15使支撑装置14相对于涂装膜SF移动。即,控制装置18以通过收容装置13覆盖单位加工区域SA1及单位加工区域SA2的方式使支撑装置14支撑的收容装置13移动。进而,控制装置18以光照射装置11配置于能对单位加工区域SA1照射多个加工光EL的第一照射位置的方式,控制驱动系统12使光照射装置11相对于涂装膜SF移动。收容装置13配置于第一收容位置且光照射装置11配置于第一照射位置之后,间隔壁构件132变成第一伸长状态。因此,间隔壁构件132的端部134接触且附着于涂装膜SF。同样地,多个脚构件142变成第二伸长状态。因此,多个脚构件142的端部144接触且附着于涂装膜SF。
其后,如图9(a)及图9(b)所示,控制装置18以多个加工光EL扫描单位加工区域SA1的方式控制光照射装置11(尤其是检流计镜1122)。具体而言,控制装置18为进行所述扫描动作而以多个加工光EL沿着Y轴方向扫描单位加工区域SA1内的某个区域的方式,控制检流计镜1122的Y扫描镜1122Y。在进行扫描动作期间,光源系统111照射多个加工光EL。其后,控制装置18为进行所述步进动作而使检流计镜1122的X扫描镜1122X以单位步进量旋转。在进行步进动作期间,光源系统111不照射多个加工光EL。其后,控制装置18为进行所述扫描动作而以多个加工光EL沿着Y轴方向扫描单位加工区域SA1内的某个区域的方式,控制检流计镜1122的Y扫描镜1122Y。如此,控制装置18以交替反复进行扫描动作及步进动作而使多个加工光EL扫描单位加工区域SA1的全体(或者,单位加工区域SA1中应形成沟槽构造的一部分的区域)的方式,控制检流计镜1122。其结果为,在单位加工区域SA1形成沟槽构造。再者,如图9(a)及图9(b)所示,加工光EL扫描的区域的宽度(即单位加工区域SA的宽度、尤其是X轴方向的宽度)大于光照射装置11的宽度(尤其是X轴方向的宽度)。
控制装置18在光照射装置11照射加工光EL的期间中,以多个脚构件142维持第二伸长状态的方式控制驱动系统15。其结果为,多个脚构件142的端部144持续附着于涂装膜SF。其结果为,支撑装置14的稳定性提升,因支撑装置14的不稳定性导致加工光EL的照射区域EA在涂装膜SF上意外地偏离的可能性变小。但,在光照射装置11照射光EL的期间的至少一部分,只要支撑装置14在涂装膜SF上可独立(或者能以自涂装膜SF悬吊的方式附着于涂装膜SF),则多个脚构件142的一部分也可为第二缩小状态。
控制装置18在光照射装置11照射加工光EL的期间中,是以间隔壁构件132维持第一伸长状态的方式控制使间隔壁构件132伸缩的未图示的驱动系统。其结果为,间隔壁构件132的端部134持续附着于涂装膜SF。其结果为,维持收容空间SP的密闭性,故而在收容空间SP内传输的加工光EL不会漏出至收容空间SP的外部(即收容装置13的外部)。进而,在收容空间SP内产生的无用物质不会漏出至收容空间SP的外部(即收容装置13的外部)。
再者,存在应附着于涂装膜SF的端部134的至少一部分因某种因素而自涂装膜SF脱离的事态产生的可能性。在所述情形时若光照射装置11继续照射加工光EL,则存在加工光EL及无用物质的至少一者漏出至收容装置13的外部的可能性。因此,控制装置18也可在光照射装置11照射加工光EL的期间中检测到端部134的至少一部分自涂装膜SF脱离的情形时,以停止加工光EL的照射的方式控制光照射装置11。
其后,如图10所示,控制装置18以使光照射装置11自第一照射位置向光照射装置11能够对单位加工区域SA2照射多个加工光EL的第二照射位置移动的方式,控制驱动系统12。在光照射装置11移动的期间中,控制装置18以光照射装置11不照射加工光EL的方式控制光照射装置11。
其后,如图11(a)及图11(b)所示,控制装置18以多个加工光EL扫描单位加工区域SA2的方式控制光照射装置11(尤其是检流计镜1122)。具体而言,控制装置18以交替反复进行所述扫描动作及所述步进动作使多个加工光EL扫描单位加工区域SA2的全体(或者单位加工区域SA2中应形成沟槽构造的一部分的区域)的方式,控制光照射装置11(尤其是检流计镜1122)。其结果为,在单位加工区域SA2形成沟槽构造。再者,构成单位加工区域SA1内的沟槽构造的凹部CP1的每一条,与构成邻接于单位加工区域SA1的单位加工区域SA2(或者其他单位加工区域SA)内的沟槽构造的凹部CP1的每一条可相互连续地连结也可不连结。其原因在于:单位加工区域SA的尺寸可确保为10cm左右以上,因此在单位加工区域SA内扫描加工光EL后形成的一条凹部CP1的连续长为10cm左右以上,所述长度相比根据用于航空机时(即巡航时)的风速及乱流现象的频率计算的沟槽构造能发挥作用的连续长(约数mm)足够长。
在单位加工区域SA2形成沟槽构造的时点,在收容空间SP并无仍未形成沟槽构造的单位加工区域SA。因此,仅通过驱动系统12使光照射装置11在收容空间SP内移动,光照射装置11无法对未形成沟槽构造的单位加工区域SA照射多个加工光EL而形成沟槽构造。因此,在收容空间SP并无未形成沟槽构造的单位加工区域SA的状态的情形时,控制装置18通过移动支撑装置14(即移动收容装置13),以使未形成沟槽构造的单位加工区域SA重新位于收容空间SP内的方式控制驱动系统15。
具体而言,首先,如图12所示,控制装置18以将间隔壁构件132的状态自第一伸长状态切换为第一缩小状态的方式,控制使间隔壁构件132伸缩的未图示的驱动系统。其结果为,间隔壁构件132的端部134自涂装膜SF脱离。再者,在支撑装置14移动的期间中,控制装置18以光照射装置11不照射加工光EL的方式控制光照射装置11。因此,即便端部134自涂装膜SF脱离,也无加工光EL及无用物质的至少一者漏出至收容装置13的外部的可能性。
但,收容空间SP内存在的无用物质虽被所述排气装置16抽吸至收容空间SP的外部,但有因某种因素而收容空间SP内存在的无用物质未全部被排气装置16抽吸(即收容空间SP残留无用物质)的可能性。在所述情形时,若端部134自涂装膜SF脱离,则有无用物质漏出至收容装置13的外部的可能性。因此,控制装置18基于对收容空间SP内的无用物质进行检测的检测装置135的检测结果,判定是否使间隔壁构件132自第一伸长状态切换为第一缩小状态。在收容空间SP内残留无用物质的情形时,控制装置18不将间隔壁构件132自第一伸长状态切换为第一缩小状态。在所述情形时,通过排气装置16继续抽吸收容空间SP内残留的无用物质。另一方面,在收容空间SP内未残留无用物质的情形时,控制装置18将间隔壁构件132自第一伸长状态切换为第一缩小状态。
进而,控制装置18以多个脚构件142之中伴随支撑装置14的移动(尤其是如后述那样,缩小的梁构件141的伸长)而相对于涂装膜SF移动的至少一部分的脚构件142的状态自第二伸长状态切换为第二缩小状态的方式控制驱动系统15。伴随缩小的梁构件141的伸长而相对于涂装膜SF移动的脚构件142典型而言是多个脚构件142之中位于支撑装置14的移动方向(即收容装置13的移动方向)的前方侧的脚构件142。在图12所示的例子中,支撑装置14朝+X侧移动,位于支撑装置14的移动方向的前方侧的脚构件142是位于+X侧的脚构件142。以下,将位于支撑装置14的移动方向的前方侧的脚构件142称为“前方脚构件142”。其结果为,前方脚构件142的端部144自涂装膜SF脱离。
其后,如图13所示,控制装置18以使收容装置13自第一收容位置向收容空间SP内单位加工区域SA3及单位加工区域SA4所处的第二收容位置移动的方式控制驱动系统15。具体而言,控制装置18以梁构件141沿着支撑装置14的移动方向伸长的方式控制驱动系统15。其结果为,梁构件141维持支撑收容装置13的状态(进而支撑由收容装置13支撑的光照射装置11的状态)而伸长。进而,与支撑装置14的移动同时地,控制装置18以光照射装置11自第二照射位置向光照射装置11能够对单位加工区域SA3照射多个加工光EL的第三照射位置移动的方式控制驱动系统12。
在支撑装置14移动(即缩小的梁构件141延伸)的期间中,控制装置18以间隔壁构件132维持第一缩小状态的方式控制使间隔壁构件132伸缩的未图示的驱动系统。其结果为,不会因间隔壁构件132的端部134与涂装膜SF的接触而妨碍支撑装置14的移动(即收容装置13的移动)。进而,在支撑装置14的移动中,不会因端部134与涂装膜SF的接触而损伤涂装膜SF。但,在不会因端部134与涂装膜SF的接触妨碍支撑装置14的移动的情形时,也可在支撑装置14移动的期间的至少一部分,使端部134的至少一部分接触涂装膜SF。在支撑装置14的移动中不会因端部134与涂装膜SF的接触损伤涂装膜SF的情形时,也可在支撑装置14移动的期间的至少一部分,使端部134的至少一部分接触涂装膜SF。
进而,在支撑装置14移动的期间中,控制装置18以前方脚构件142维持第二缩小状态的方式控制驱动系统15。其结果为,不会因前方脚构件142的端部144与涂装膜SF的接触妨碍支撑装置14的移动(即收容装置13的移动)。进而,在支撑装置14的移动中不会因端部144与涂装膜SF的接触损伤涂装膜SF。但,在不会因端部144与涂装膜SF的接触妨碍支撑装置14的移动的情形时,也可在支撑装置14移动的期间的至少一部分,使端部144的至少一部分接触涂装膜SF。在支撑装置14的移动中不会因端部144与涂装膜SF的接触损伤涂装膜SF的情形时,也可在支撑装置14移动的期间的至少一部分,使端部144的至少一部分接触涂装膜SF。
进而,在支撑装置14移动的期间中,控制装置18以多个脚构件142之中前方脚构件142以外的其他脚构件142维持第一伸长状态的方式控制驱动系统15。其结果为,不会因前方脚构件142的端部144与涂装膜SF的接触妨碍支撑装置14的移动(即收容装置14的移动)。进而,在支撑装置14的移动中不会因端部144与涂装膜SF的接触损伤涂装膜SF。即便前方脚构件142的端部144自涂装膜SF脱离,前方脚构件142以外的其他脚构件142的端部144也接触涂装膜SF。因此,与多个脚构件142的所有端部144接触涂装膜SF的情形同样地,支撑装置14依然可在涂装膜SF上独立(或者能以自涂装膜SF悬吊的方式附着于涂装膜SF)。
进而,在支撑装置14移动的期间中,控制装置18以光照射装置11不照射加工光EL的方式控制光照射装置11。
在将收容装置13配置于第二收容位置后,如图14所示,控制装置18以间隔壁构件132自第一缩小状态切换为第一伸长状态的方式,控制使间隔壁构件132伸缩的未图示的驱动系统。其结果为,间隔壁构件132的端部134接触且附着于涂装膜SF。进而,控制装置18以前方脚构件142自第二缩小状态切换为第二伸长状态的方式,控制驱动系统15。其结果为,前方脚构件142的端部144接触且附着于涂装膜SF。此处,间隔壁构件132的伸长动作与前方脚构件142的伸长动作可同时进行,也可隔开时间差进行。
其后,如图15所示,控制装置18以多个脚构件142之中伴随支撑装置14的移动(尤其是如后述那样,伸长的梁构件141的缩小)而相对于涂装膜SF移动的至少一部分的脚构件142的状态自第二伸长状态切换为第二缩小状态的方式,控制驱动系统15。伴随伸长的梁构件141的缩小而相对于涂装膜SF移动的脚构件142典型而言是多个脚构件142之中位于支撑装置14的移动方向的后方侧的脚构件142。在图15所示的例子中,位于支撑装置14的移动方向的后方侧的脚构件142是位于-X侧的脚构件142。以下,将位于支撑装置14的移动方向的后方侧的脚构件142称为“后方脚构件142”。其结果为,后方脚构件142的端部144自涂装膜SF脱离。
其后,如图16所示,控制装置18以沿着支撑装置14的移动方向伸长的梁构件141缩小的方式控制驱动系统15。
当梁构件141的缩小完成后,如图17所示,控制装置18以后方脚构件142自第二缩小状态切换为第二伸长状态的方式控制驱动系统15。其结果为,后方脚构件142的端部144接触且附着于涂装膜SF。
其后,控制装置18与多个加工光EL扫描单位加工区域SA1及单位加工区域SA2的情形同样地,以多个加工光EL扫描单位加工区域SA3及单位加工区域SA4的方式控制光照射装置11。以下,通过反复进行同样的动作而对涂装膜SF的表面(尤其是涂装膜SF中应形成沟槽构造的区域)照射多个加工光EL。其结果为,在加工对象物S上形成利用涂装膜SF的沟槽构造。
(3)加工装置1的技术效果
如以上所说明那样,本实施形态的加工装置1通过将加工光EL照射至加工对象物S(尤其是其表面形成的涂装膜SF),而可在加工对象物S的表面形成利用涂装膜SF的沟槽构造。因此,加工装置1相比通过利用立铣刀等切削工具削取加工对象物S的表面而形成沟槽构造的加工装置,能够相对容易且相对短时间地形成沟槽构造。
进而,加工装置1可同时照射多个加工光EL而同时形成多个凹状构造CP1。因此,相比照射单一加工光EL,一次仅能形成单一凹状构造CP1的加工装置,沟槽构造的形成相关的产出量提升。
进而,加工装置1通过检流计镜1122使多个加工光EL偏向,可相对高速地扫描涂装膜SF。因此,沟槽构造的形成相关的产出量提升。
进而,加工装置1除了可直接加工加工对象物S以外,也能通过对形成于加工对象物S的表面的涂装膜SF进行加工,在加工对象物S的表面形成沟槽构造。因此,与通过将用于形成沟槽构造的特殊材料新附加(例如贴附)于加工对象物S的表面(即涂装膜SF的表面)而形成沟槽构造的加工装置相比,可避免因沟槽构造的形成引起的加工对象物S的重量的增加。
进而,加工装置1并非直接对加工对象物S进行加工,故而可相对容易地重新形成沟槽构造。具体而言,在重新形成沟槽构造时,首先将利用涂装膜SF的沟槽构造暂时剥离,其后涂布新的涂装膜SF。其后,加工装置1可通过对新涂布的涂装膜SF进行加工而形成新的沟槽构造。因此,相对于沟槽构造的劣化(例如破损等),可通过沟槽构造的重新形成相对容易地应对。
进而,加工装置1并不直接对加工对象物S进行加工,故而在难以直接加工或原本未形成沟槽构造的加工对象物S的表面也能形成沟槽构造。即,若在加工对象物S的表面涂布涂装膜SF后由加工装置1加工涂装膜SF,便能相对容易地形成沟槽构造。
进而,加工装置1可形成利用涂装膜SF的沟槽构造。涂装膜SF通常相对于外部环境(例如热、光、及风等的至少一者)具有相对较高的耐久性。因此,加工装置1可相对容易地形成具有相对较高耐久性的沟槽构造。
进而,在本实施形态中,光学系统112的终端光学元件与涂装膜SF之间的加工光EL的光路包含于收容空间SP内。因此,与加工光EL的光路未包含于收容空间SP(即向开放空间开放)的加工装置相比,可适当地防止照射至涂装膜SF的加工光EL(或者所述加工光EL的来自涂装膜SF的散射光或反射光等)向加工装置1的周围传输(换言之散射)。进而,可适当地防止因加工光EL的照射而产生的无用物质向加工装置1的周围传输(换言之飞散)。
进而,在本实施形态中,通过可在涂装膜SF上移动的支撑装置14对光照射装置11进行支撑。因此,加工装置1可相对容易地加工相对广范围扩展的涂装膜SF。即,加工装置1可遍及加工对象物S的表面的相对较广范围形成利用涂装膜SF的沟槽构造。进而,加工装置1也可不使加工对象物S移动,故而在相对较大或较重的加工对象物S的表面也能相对容易地形成沟槽构造。
进而,加工装置1可使用排气装置16将因加工光EL的照射而产生的无用物质抽吸至收容空间SP的外部。因此,向涂装膜SF的加工光EL的照射基本上不会被无用物质妨碍。因此,与不包括排气装置16(即有向涂装膜SF的加工光EL的照射被无用物质妨碍的可能性)的加工装置相比,加工光EL的照射精度提升。其结果为,沟槽构造的形成精度提升。
进而,加工装置1可使用气体供给装置17防止污渍向光学面1124(即光学系统112的终端光学元件的收容空间SP侧的光学面)的附着。因此,与不包括气体供给装置17的加工装置相比,向涂装膜SF的加工光EL的照射被附着于光学面1124的污渍妨碍的可能性变小。因此,加工光EL的照射精度提升。其结果为,沟槽构造的形成精度提升。
(4)变形例
继而,对加工装置1的变形例进行说明。
(4-1)第一变形例
所述图3所示的光照射装置11的构造为一例,加工装置1也可包括具有与图3所示的光照射装置11不同的构造的其他光照射装置。以下,作为具有与光照射装置11不同的构造的其他光照射装置的一例,说明光照射装置21a、光照射装置22a、光照射装置23a、光照射装置24a、光照射装置25a、光照射装置26a及光照射装置27a。
(4-1-1)光照射装置21a的构造
为了对涂装膜SF照射加工光EL,光照射装置21a如图18所示包括可射出加工光EL的光源系统211a、及将自光源系统211a射出的加工光EL引导至涂装膜SF的光学系统212a。
光源系统211a包括单一光源2111a。光源2111a可与所述光源1111相同,故而省略其详细说明。
光学系统212a将自光源2111a射出的加工光EL分支成多个(典型为2个)后,在涂装膜SF的表面形成通过使所述分支的2个加工光EL干涉而形成的干涉条纹。为了形成干涉条纹,光学系统212a包括光分支器2121a、光射出口2123a、光射出口2124a、聚光光学系统2125a、聚光光学系统2126a。光分支器2121a将自光源2111a射出的加工光EL分支成第一分支光EL1及第二分支光EL2。第一分支光EL1经由未图示的导光路(例如光纤等)而自光射出口2123a射出。第二分支光EL2经由未图示的导光路(例如光纤等)而自光射出口2124a射出。自光射出口2123a射出的第一分支光EL1通过聚光光学系统2125a被转换为平行光,然后被照射至涂装膜SF的表面。自光射出口2124a射出的第二分支光EL2通过聚光光学系统2126a被转换为平行光,然后被照射至涂装膜SF的表面。自聚光光学系统2125a照射的第一分支光EL1及自聚光光学系统2126a照射的第二分支光EL2相互干涉,而在涂装膜SF的表面形成与所述沟槽构造(或者凹状构造CP1)对应的、具有沿图中X方向的周期方向的条纹图案即干涉图案的干涉条纹。即,在涂装膜SF,照射在涂装膜SF的表面上具有强度分布的干涉光作为用于形成沟槽构造的加工光。其结果为,通过使涂装膜SF的一部分根据干涉条纹而蒸发,在加工对象物S的表面上形成利用涂装膜SF的沟槽构造。
光照射装置21a照射第一分支光EL1及第二分支光EL2的照射区域EA(即形成干涉条纹的照射区域EA)是沿着涂装膜SF的表面二维扩展的区域。因此,包括光照射装置21a的加工装置1a通过交替地反复进行在涂装膜SF的表面形成干涉条纹的动作、及使形成干涉条纹的照射区域EA在涂装膜SF的表面上沿着X轴及Y轴的至少一者以既定量移动的步进动作,而形成利用涂装膜SF的沟槽构造。即,包括光照射装置21a的加工装置1a是反复进行以下动作:在涂装膜SF的表面上的某个区域形成干涉条纹后,使光照射装置21a相对于涂装膜SF移动,在涂装膜SF的表面上的其他区域形成干涉条纹。再者,光照射装置21a无法使第一分支光EL1及第二分支光EL2偏向而在照射区域EA移动。因此,包括光照射装置21a的加工装置1a通过驱动系统12使光照射装置21a移动,由此使照射区域EA相对于涂装膜SF移动。再者,在光照射装置21a中,也可在聚光光学系统2125a及2126a与涂装膜SF之间配置检流计镜,移动照射区域EA。又,也可变更来自聚光光学系统2125a的第一分支光EL1与来自聚光光学系统2126a的第二分支光EL2的交叉角度,而变更干涉条纹的条纹图案的间距。在所述情形时,只要将光射出口2123a与聚光光学系统2125a设为可一体移动,将光射出口2123b与聚光光学系统2125b设为可一体移动,变更到达照射区域EA的第一分支光EL1及第二分支光EL2的交叉角度即可。
(4-1-2)光照射装置22a的构造
为了对涂装膜SF照射加工光EL,光照射装置22a如图19所示包括可射出加工光EL的光源系统221a、及将自光源系统221a射出的加工光EL引导至涂装膜SF的光学系统222a。
光源系统221a包括单一光源2211a。光源2211a可与所述光源1111相同,故而省略其详细说明。
光学系统222a是将自光源2211a射出的加工光EL转换为多个加工光EL0,然后将所述多个加工光EL0投影至涂装膜SF。光学系统222a包括镜阵列2221a。镜阵列2221a包括排列成矩阵状的多个镜M。各镜M以其倾斜角度可变的方式构成。作为动作的一例,在将入射至各镜M的加工光EL朝涂装膜SF反射的状态、及不将入射至各镜M的加工光EL朝涂装膜SF反射的状态之间切换。再者,也可以变更来自各镜M的加工光EL0的在涂装膜SF上的位置的方式,控制各镜M的倾斜角度。控制装置18以自镜阵列2221a射出能形成所述沟槽构造(尤其是其一部分的多个凹状构造CP1)的多个加工光EL0的方式,控制数字镜装置2221a。其结果为,光照射装置22a与所述光照射装置11同样地,可对涂装膜SF的表面同时照射多个加工光EL。即,在涂装膜SF的表面同时设定分别被多个加工光EL0照射的多个照射区域EA。其结果为,光照射装置22a与所述光照射装置11同样地,可在加工对象物S的表面上形成利用涂装膜SF的沟槽构造。
光照射装置22a的光学系统222a也可与光照射装置11同样地,包括检流计镜1122及fθ透镜1123。在所述情形时,光照射装置22a可控制检流计镜1122使多个加工光EL扫描涂装膜SF的表面。或者,即便在光学系统222a不包括检流计镜1122及fθ透镜1123的情形时,也可通过驱动系统12移动光照射装置22a,由此使多个加工光EL扫描涂装膜SF的表面。再者,也可通过控制镜阵列2221a的各镜M的倾斜角度以改变各镜M的反射面的位置,而使多个加工光EL扫描涂装膜SF的表面。
(4-1-3)光照射装置23a的构造
为了对涂装膜SF照射加工光EL,光照射装置23a如图20所示包括可射出加工光EL的光源系统231a、及将自光源系统231a射出的加工光EL引导至涂装膜SF的光学系统232a。
光源系统231a可与所述光源系统111相同,故而省略其详细说明。再者,在图20中,使用包括多个光源1111的光源系统231a(即具有图3(b)所示的构成的光源系统231a)进行说明。
光学系统232a使自多个光源1111分别射出的多个加工光EL缩小,并投影至涂装膜SF。光学系统232a包括多个准直透镜2321a、及投影光学系统2322a。多个准直透镜2321a分别将自多个光源1111分别射出的多个加工光EL转换为平行光。投影光学系统2322a将分别转换为平行光的多个加工光EL以既定的缩小倍率(例如1/10的投影倍率)投影至涂装膜SF。再者,投影光学系统2322a可以在涂装膜SF上形成光源像的方式构成,也可以在自涂装膜SF在光轴方向离开的位置形成光源像的方式构成。其结果为,光照射装置23a可与所述光照射装置11同样地对涂装膜SF同时照射多个加工光EL。即,在涂装膜SF的表面同时设定分别照射有多个加工光EL的多个照射区域EA。其结果为,光照射装置23a可与所述光照射装置11同样地在加工对象物S的表面上形成利用涂装膜SF的沟槽构造。此处,投影光学系统2322a的投影倍率并不限定于缩小倍率,可为等倍,也可为放大倍率。又,也可为将构成投影光学系统2322a的1个以上的光学构件设为可移动(典型而言为可沿着光轴方向移动),以变更投影倍率的构成。在所述情形时,可变更形成多个照射区域EA的间隔,进而可变更沟槽构造的间距。再者,多个准直透镜2321a的各者也可设置于光源1111上。又,自投影光学系统2322a射出的多个加工光EL的行进方向相互平行的构成并无限定,也可为随着多个加工光EL行进而这些的间隔扩展的方式行进、或者变窄的方式行进的构成。
光照射装置23a的光学系统232a也可与光照射装置11同样地包括检流计镜1122。在所述情形时,光照射装置23a可控制检流计镜1122使多个加工光EL扫描涂装膜SF的表面。或者,即便在光学系统232a不包括检流计镜1122的情形时,也可构成为通过驱动系统12移动光照射装置23a,使多个加工光EL扫描涂装膜SF的表面。又,也可构成为通过移动光源1111而使多个加工光EL扫描涂装膜SF的表面。
(4-1-4)光照射装置24a的构造
为了对涂装膜SF照射加工光EL,光照射装置24a如图21所示包括可射出加工光EL的光源系统241a、及将自光源系统241a射出的加工光EL引导至涂装膜SF的光学系统242a。
光源系统241a包括单一光源2411a、及照明光学系统2412a。光源2411a可与所述光源1111相同,省略其详细说明。照明光学系统2412a使来自光源2411a的加工光EL的光量在加工光EL的光束剖面内均匀。
光学系统242a包括掩模2421a、及投影光学系统2422a。掩模242a是形成有具有与沟槽构造(或者应形成的构造)对应的光透过率分布的掩模图案(例如加工光EL可通过的透过图案及加工光EL被遮光的遮光图案在X方向周期性排列的图案)的光掩模(换言之主光掩模)。通过照明光学系统2412a的加工光EL而变成通过掩模2421a后具有与沟槽构造对应地周期性变化的强度分布的加工光EL。投影光学系统2422a将通过掩模2421a的加工光EL以既定的缩小倍率(例如1/10的投影倍率)投影至涂装膜SF。换言之,投影光学系统将掩模2421a的缩小像形成于涂装膜SF上。其结果为,光照射装置24a将具有与所述沟槽构造(或者凹状构造CP1)对应的强度分布的加工光EL照射至涂装膜SF的表面。即,在涂装膜SF的表面照射有在涂装膜SF的表面上具有与沟槽构造对应的强度分布的加工光EL。其结果为,涂装膜SF的一部分根据加工光EL的强度分布而蒸发,由此在加工对象物S的表面上形成利用涂装膜SF的沟槽构造。此处,投影光学系统2322a的投影倍率并不限定于缩小倍率,可为等倍,也可为放大倍率。又,也可为将构成投影光学系统2322a的1个以上的光学构件设为可移动(典型而言可沿着光轴方向移动),以变更投影倍率的构成。在所述情形时,可变更周期性变化的强度分布的周期,进而可变更沟槽构造的间距。
光照射装置24a照射加工光EL的照射区域EA成为沿着涂装膜SF的表面二维扩展的区域。因此,包括光照射装置24a的加工装置1a中,通过交替重叠进行经由掩模2421a将加工光EL照射至涂装膜SF的表面的动作、及使照射区域EA在涂装膜SF的表面上沿着X轴及Y轴的至少一者以既定量移动的步进动作,而形成利用涂装膜SF的沟槽构造。再者,光照射装置24a无法使加工光EL偏向而移动照射区域EA。因此,包括光照射装置24a的加工装置1a通过驱动系统12使光照射装置24a移动,由此使照射区域EA相对于涂装膜SF移动。
光照射装置24a的光学系统242a也可与光照射装置11同样地包括检流计镜1122。在所述情形时,光照射装置24a可控制检流计镜1122使多个加工光EL扫描涂装膜SF的表面。又,也可使掩模2421a及光源系统241a相对于投影光学系统2422a移动。
再者,光照射装置24a也可包括能以与沟槽构造相应的调变图案对加工光EL进行空间调变的空间光调变器代替掩模2421a。所谓“对加工光EL进行空间调变”,是指改变将所述加工光EL的行进方向横切的剖面中的所述加工光EL的振幅(强度)、光的相位、光的偏光状态、光的波长及光的行进方向(换言之偏向状态)中的至少一者即光特性的分布。空间光调变器可为使加工光EL透过而进行空间调变的透过型的空间光调变器,也可为使加工光EL反射而进行空间调变的反射型的空间光调变器。
(4-1-5)光照射装置25a的构造
为了对涂装膜SF照射加工光EL,光照射装置25a如图22所示包括可射出加工光EL的光源系统251a、将自光源系统251a射出的加工光EL分割为多个光束的透镜阵列2513a、及将来自透镜阵列2513a的多个光束引导至涂装膜SF的光学系统252a。
光源系统251a包括单一光源2511a、及将来自光源2511a的入射光束整形、典型而言放大后射出的扩束器2512a。扩束器2512a也可具有用于使来自光源2511a的入射光束的光束剖面内的强度分布均匀的光学构件。
透镜阵列2513a包括在将入射光束横切的方向、典型而言图中YZ平面内排列且分别使入射光束聚光的多个透镜元件。在所述透镜阵列2513a的射出侧形成有二维排列的光源像。
光学系统252a包括:用于使入射的多个光束的间隔为既定的间隔的无焦变倍透镜2522a、使来自无焦变倍透镜2522a的多个光束聚光在既定位置的聚光光学系统2523a、及使来自聚光光学系统2523a的多个光束作为多个加工光EL0聚光于涂装膜SF上的fθ透镜2524a。
来自光学系统252a的多个加工光EL0(来自fθ透镜2524a的多个加工光EL0)在涂装膜SF上形成多个照射区域EA。换言之,在涂装膜SF上照射有多个加工光EL0。
此处,无焦变倍透镜2522a也能视作两侧离心变倍透镜。此时,利用透镜阵列2513a的多个光源像形成位置、无焦变倍透镜2522a与聚光光学系统2523a之间的光路、及涂装膜SF也可相互光学共轭。因无焦变倍透镜2522a与聚光光学系统2523a之间的光路、即无焦变倍透镜2522a的射出侧的光路与涂装膜SF相互共轭,故显然若变更自无焦变倍透镜2522a射出的多个光束的间隔,则到达涂装膜SF上的加工光EL0的间隔也变更。因此,也可通过未图示的驱动部变更无焦变倍透镜2522a的倍率(角倍率),以变更到达涂装膜SF上的加工光EL0的间隔。
又,也可将构成聚光光学系统2523a的多个透镜中的一部分设为可在光轴方向移动而作为聚焦透镜。
再者,在所述中,透镜阵列2513a可称为光分支元件。也可使用反射型的镜阵列代替透镜阵列2513a。
(4-1-6)光照射装置26a的构造
为了对涂装膜SF照射加工光EL,光照射装置26a如图23所示包括可射出加工光EL的光源系统261a、将自光源系统261a射出的加工光EL分割为多个光束的透镜阵列2613a、及将来自透镜阵列2613a的多个光束引导至涂装膜SF的光学系统262a。
图23所示的光照射装置26a与图22所示的光照射装置25a的不同点在于,检流计镜2624a的位置配置于聚光光学系统2623a(聚焦透镜)与fθ透镜2625a之间。光照射装置26a的其他构成也可与光照射装置25a的其他构成相同。即便如所述那样检流计镜2624a的配置不同,图23所示的光照射装置26a也能享受与图22所示的光照射装置25a同样的效果。
再者,在图23所示的光照射装置26a中,fθ透镜2625a可为涂装膜SF侧离心的光学系统,也可为涂装膜SF侧非离心的光学系统。在fθ透镜2625a为涂装膜SF侧非离心的光学系统的情形时,可对大于fθ透镜2625a的大小的面积照射加工光EL。
又,在所述的图22及图23分别表示的光照射装置26a及光照射装置26b的各者,使聚光光学系统2523a或聚光光学系统2623a中的一部分的透镜朝光轴方向移动而设为聚焦透镜的情形时,有伴随聚焦透镜的移动而光学系统252a、光学系统262a的倍率变更之虞。在所述情形时,将伴随所述聚焦透镜的移动的倍率变动以无焦变倍透镜2522a或无焦变倍透镜2622a的倍率变更进行校正即可。
再者,在本例中,检流计镜2624a可为能绕相互正交的2轴移动的双轴检流计镜,但并不限定于此,如图3所示,也可使用将2个单轴检流计镜组合而成的构件。
(4-1-7)光照射装置27a的构造
为了对涂装膜SF照射加工光EL,光照射装置27a如图24所示包括可射出加工光EL的光源系统271a、包括将自光源271a射出的加工光分支为多个光束的光分支构件2713a的光分支部、及将来自光分支部的多个光束引导至涂装膜SF的光学系统272a。此处,光源系统271a及光学系统272a的构成是与图22所示的光源系统251a及光学系统252a同样,故而此处省略记载。
作为光分支构件2713a,可使用反射型的衍射光学元件。入射至光分支构件2713a的入射光束通过例如衍射作用被分割为在互不相同的方向行进的多个衍射光束。在光分支构件2713a的射出侧设置有前侧焦点位于光分支构件2713a的位置的准直光学系统2714a,在互不相同的方向行进的多个光束通过准直光学系统2714a以变成相互平行的方式改变朝向,作为相互平行的多个光束而朝向光学系统272a。
再者,作为光分支构件2713a,并不限定于反射型的衍射光学元件,也可使用反射型的空间光调变器。作为反射型的空间光调变器,可使用具有其位置和/或姿势能相互变更的多个镜的镜阵列、或硅基液晶(Liquid Crystal On Silicon,LCOS)型的空间光调变器等各种空间光调变器。此处,作为光分支构件2713a,若使用能够将反射光的状态能动地变更的空间光调变器,则可变更来自所述空间光调变器的光的状态(强度分布、行进方向等),调整涂装膜SF上的照射区域EA的位置、形状、分布等的至少一者。又,作为光分支构件2713a也可使用透过型的衍射光学元件及透过型的空间光调变器的至少一者。
再者,作为图24所示的光学系统272a,也可使用图25所示的光学系统262a。
(4-1-8)图3所示的光照射装置11的变形例
在图3(b)所示的光源系统111中,多个光源1111是等间隔排列成一排。然而,多个光源111既可并非等间隔排列,也可并非排列成一列。即,多个光源1111也可以不同于图3(b)所示的排列图案的其他排列图案排列。例如,多个光源1111也可以等间隔排列成矩阵状。例如,多个光源1111也可以锯齿状的排列图案排列。例如,多个光源1111也可以随机间隔排列成一列或多列。
在图3(c)所示的光源系统111中,分别射出经分支器1112分支的多个加工光EL的多个射出口是以等间隔排列成一列。然而,多个射出口既可并非等间隔排列,也可并非排列成一列。即,多个射出口也可以不同于图3(c)所示的排列图案的其他排列图案排列。例如,多个射出口也可等间隔排列成矩阵状。例如,多个射出口也可以锯齿状的排列图案排列。例如,多个射出口也可以随机间隔排列成一列或多列。或者,光源系统111也可包括单一射出口。即,光源系统111也可照射单一加工光EL。在所述情形时,光源系统111也可不包括分支器1112。
根据图3所示的光照射装置11,在涂装膜SF同时照射有多个加工光EL。然而,也可不将多个加工光EL同时照射至涂装膜SF。例如,在多个加工光EL的一部分照射至涂装膜SF的期间中,多个加工光EL的其他部分也可不照射至涂装膜SF。例如,也可为多个加工光EL的一部分在第一时序照射至涂装膜SF,其后多个加工光EL的其他部分以不同于第一时序的第二时序照射至涂装膜SF。例如,也可为多个加工光EL依序照射至涂装膜SF。
在图3所示的光照射装置11中,检流计镜1122是包括X扫描镜1122X及Y扫描镜1122Y此两者的双轴式的检流计镜。然而,检流计镜1122也可为包括X扫描镜1122X及Y扫描镜1122Y的任一者的单轴式的检流计镜。包括此种单轴式的检流计镜的加工装置也可控制检流计镜,使多个加工光EL沿着X轴方向及Y轴方向的任一者扫描涂装膜SF的表面,使用驱动系统12使包括单轴式的检流计镜的光照射装置沿着X轴方向及Y轴方向的任意另一者移动,由此使多个加工光EL沿着X轴方向及Y轴方向的任意另一者扫描涂装膜SF的表面。再者,作为检流计镜1122,也可包括可绕正交的2轴旋转的1个镜。
(4-2)第二变形例
继而,一面参照图25一面对第二变形例的加工装置1b进行说明。如图25所示,第二变形例的加工装置1b相比所述加工装置1,不同点在于进而包括表面特性计测装置19b。表面特性计测装置19b在光照射装置11将多个加工光EL照射至涂装膜SF的表面之前,计测涂装膜SF的表面(尤其是涂装膜SF的表面中光照射装置11欲照射多个加工光EL的一部分的面部分)的特性。表面特性计测装置19b经由支撑构件136b而被收容装置13支撑。因此,在收容空间SP内,光照射装置11与表面特性计测装置19b之间的相对位置关系固定。进而,第二变形例的加工装置1b相比所述加工装置1,不同点在于基于表面特性计测装置19b的计测结果而控制光照射装置11。加工装置1b的其他特征也可与加工装置1的其他特征相同。
以下,对基于表面特性计测装置19b的计测结果控制光照射装置11的事先计测控制运行的具体例进行说明。
(4-2-1)事先计测控制运行的第一具体例
在第一具体例中,表面特性计测装置19b计测涂装膜SF的表面的形状作为涂装膜SF的表面的特性。表面特性计测装置19b对涂装膜SF照射计测光MLb(以下将第一具体例中使用的计测光MLb称为“计测光MLb1”)。因此,表面特性计测装置19b包括照射计测光MLb1的投光装置191b。进而,表面特性计测装置19b计测来自涂装膜SF的计测光MLb1的反射光。因此,表面特性计测装置19b包括检测计测光MLb1的反射光的检测装置192b。反射光是经涂装膜SF的表面反射的计测光MLb1,故而反射光的计测结果(即表面特性计测装置19b的输出)包含与涂装膜SF的表面的形状相关的信息。因此,控制装置18可基于表面特性计测装置19b的计测结果特定涂装膜SF的表面的形状。再者,作为计测涂装膜SF的表面形状的表面特性计测装置19b的一例,列举在涂装膜SF的表面上照射具有既定发光图案(例如线状的发光图案、或格子状的发光图案)的计测光MLb1,自不同于计测光MLb1的照射方向的方向计测图案像而可计测表面形状的计测装置(例如使用光切断法的计测装置等)。又,作为表面特性计测装置19b的一例,可使用利用格子照射法或格子投影法的波纹成像法、全像干涉法、自动准直法、立体法、像散法、临界角法、或刀刃法等各种手法的光学计测装置。
在第一具体例中,控制装置18是基于涂装膜SF的表面的形状而设定多个加工光EL的照射条件(即照射状态)。在第一具体例中,多个加工光EL的照射条件是多个加工光EL的聚光位置FP。具体而言,控制装置18例如将多个加工光EL的聚光位置FP设定于能通过多个加工光EL的照射而加工涂装膜SF的位置。此处,如所述那样,涂装膜SF是以涂装膜SF的一部分通过加工光EL的照射而蒸发的方式被加工。涂装膜SF是因通过加工光EL的照射而自加工光EL施加至涂装膜SF的能量(即涂装膜SF吸收的加工光EL的能量)而蒸发。自加工光EL施加至涂装膜SF的能量是涂装膜SF的表面的加工光EL的强度越大则越高。因此,涂装膜SF的表面的加工光EL的强度若变成能使涂装膜SF蒸发的强度以上,则涂装膜SF会因加工光EL的照射而蒸发。因此,控制装置18考虑加工光EL的聚光位置FP的相对于涂装膜SF的表面的相对位置、及涂装膜SF的表面的加工光EL的强度之间的关系,而将多个加工光EL的聚光位置FP设定于能通过多个加工光EL的照射而加工涂装膜SF的位置。又,以照射有加工光EL的照射区域EL内的涂装膜SF的一部分蒸发的方式进行加工时,若加工光EL的聚光位置自涂装膜SF的表面较大偏离(即沿着Z轴方向偏离),则照射有加工光EL的照射区域EA变大,有无法获得所需的沟槽之虞。因此,控制装置18以涂装膜SF的表面的加工光EL的照射区域EA的大小成为所需大小的方式,设定多个加工光EL的聚光位置FP。
基于此种前提,若涂装膜SF的表面位于光学系统112的焦点深度(即DOF:Depth OfFocus,以多个加工光EL的聚光位置FP为中心而向物体面侧及像面侧扩展的区域)的范围内,则涂装膜SF的表面的加工光EL的强度相应地变大(即变成能使涂装膜SF蒸发的强度以上)。又,若涂装膜SF的表面位于光学系统112的焦点深度的范围内,则涂装膜SF的表面的加工光EL的照射区域EA的大小成为所需大小。所谓涂装膜SF的表面位于光学系统112的焦点深度的范围内,也可指涂装膜SF的表面形成的加工光EL的照射区域EA的大小处于所需范围内。因此,如图26(a)至图26(d)所示,控制装置18例如也可以涂装膜SF的表面(尤其是涂装膜SF的表面之中照射有多个加工光EL的一部分的面部分)位于光学系统112的焦点深度的范围内的方式,设定多个加工光EL的聚光位置FP。图26(a)是表示在涂装膜SF的表面为平面的情形时,涂装膜SF的表面位于光学系统112的焦点深度的范围内的状况的剖面图。图26(b)是表示在涂装膜SF的表面为曲面的情形时,涂装膜SF的表面位于光学系统112的焦点深度的范围内的状况的剖面图。图26(c)是表示在涂装膜SF的表面存在凹凸的情形时,涂装膜SF的表面位于光学系统112的焦点深度的范围内的状况的剖面图。图26(d)是表示在涂装膜SF的表面相对于光学系统112的光轴AX(即沿着Z轴的光轴AX)倾斜的情形时,涂装膜SF的表面位于光学系统112的焦点深度的范围内的状况的剖面图。
若多个加工光EL的聚光位置FP相对于涂装膜SF而沿Z轴移动,则涂装膜SF与光学系统112的焦点深度的范围之间的相对位置关系(尤其是Z轴方向的位置关系)变更。因此,控制装置18可谓通过设定多个加工光EL的聚光位置FP而实质上设定涂装膜SF与光学系统112的焦点深度的范围之间的相对位置关系。
控制装置18以此方式设定聚光位置FP后,以多个加工光EL聚光于设定的聚光位置FP的方式,控制光照射装置11包括的聚焦透镜1121。即,控制装置18以多个加工光EL聚光于设定的聚光位置FP的方式,控制聚焦透镜1121而统括地控制(即调整)多个加工光EL的聚光位置FP。换言之,控制装置18以多个加工光EL聚光于设定的聚光位置FP的方式,控制聚焦透镜1121而同时控制(同时变更)多个加工光EL的聚光位置FP。再者,即便在第一变形例中说明的光照射装置21a至光照射装置24a,若光学系统212a至光学系统242a包括聚焦透镜1121,则控制装置18能以多个加工光EL聚光于设定的聚光位置FP的方式控制光照射装置21a至光照射装置24a。其结果为,涂装膜SF的表面位于光学系统112的焦点深度的范围内。因此,在涂装膜SF的表面照射有能使涂装膜SF蒸发的强度以上的加工光EL。因此,通过多个加工光EL而适当地加工涂装膜SF。
根据此种事先计测控制运行的第一具体例,加工装置1b可享受与所述加工装置1可享受的效果相同的效果,同时可不受涂装膜SF的表面形状的制约地加工涂装膜SF。
再者,伴随多个加工光EL的扫描,分别照射有多个加工光EL的多个照射区域EA的涂装膜SF的表面上的相对位置(尤其是沿着涂装膜SF的表面的方向的位置)变更。即,多个加工光EL相对于涂装膜SF而沿着涂装膜SF的表面移动。若多个照射区域EA的涂装膜SF的表面上的相对位置变更,则在照射多个加工光EL的期间,有涂装膜SF的表面之中形成有多个照射区域EA的部分的形状也变更的可能性。因此,控制装置18在将多个加工光EL照射至涂装膜SF时(即多个加工光EL相对于涂装膜SF相对地移动时),基于涂装膜SF的表面之中形成有多个照射区域EA的部分的形状适宜地设定聚光位置FP,以多个加工光EL聚光于设定的聚光位置FP的方式控制聚焦透镜1121。
又,即便根据涂装膜SF的表面的形状设定多个加工光EL的聚光位置FP,也存在涂装膜SF的表面(尤其是涂装膜SF的表面之中照射有多个加工光EL的一部分的面部分)的一部分无法位于光学系统112的焦点深度的范围内的情形。即,存在涂装膜SF的表面的一部分位于光学系统112的焦点深度的范围内,另一方面,涂装膜SF的表面的其他部分无法位于光学系统112的焦点深度的范围内的情形。在所述情形时,加工装置1b也可对表面位于光学系统112的焦点深度的范围内的涂装膜SF的一部分照射加工光EL,另一方面,对表面并未位于光学系统112的焦点深度的范围内的涂装膜SF的其他部分不照射加工光EL,以此方式仅将多个加工光EL的一部分选择性照射至涂装膜SF。
又,聚焦透镜1121对多个加工光EL的聚光位置FP的控制是与Z轴方向的涂装膜SF的表面与多个加工光EL的聚光位置FP之间的相对位置关系的控制等价。因此,控制装置18也可在控制聚焦透镜1121而控制多个加工光EL的聚光位置FP之外、或者取而代之地,控制驱动系统12而控制相对于涂装膜SF的光照射装置11的Z轴方向的相对位置。即便在所述情形时,加工装置1b也能不受涂装膜SF的表面形状的制约地加工涂装膜SF。
又,若聚光位置FP改变,则包含与涂装膜SF的表面交叉的轴的面(例如图26(a)至图26(d)所示的例子中,XZ平面)内的多个加工光EL的强度分布改变。因此,利用聚焦透镜1121对多个加工光EL的聚光位置FP的控制是与在包含与涂装膜SF的表面交叉的轴的面内的多个加工光EL的强度分布的控制等价。反过来说,控制装置18也可以能够通过多个加工光EL的照射加工涂装膜SF的方式控制包含与涂装膜SF的表面交叉的轴的面内的多个加工光EL的强度分布。在所述情形时,光学系统112也可包括在控制装置18的控制下用于调整多个加工光EL的强度分布的强度分布调整元件。作为强度分布调整元件,例如可使用于横切光路的面内具有所需浓度分布的滤光片、在横切光路的面内具有所需面形状的非球面(折射或反射)光学构件、衍射光学元件、空间光调变器等。或者,若包含与涂装膜SF的表面交叉的轴的面内的多个加工光EL的形状改变,则多个加工光EL的强度分布也会改变。因此,控制装置18也可以能够通过多个加工光EL的照射而加工涂装膜SF的方式,控制包含与涂装膜SF的表面交叉的轴的面内的多个加工光EL的形状。在所述情形时,光学系统112也可包括在控制装置18的控制下用于调整多个加工光EL的形状的光形状调整元件。作为光形状调整元件,可使用例如具有既定开口形状的光圈、在横切光路的面内具有所需浓度分布的滤光片、在横切光路的面内具有所需面形状的非球面(折射或反射)光学构件、衍射光学元件、空间光调变器等作为强度分布调整元件。再者,控制装置18在控制多个加工光EL的强度分布及形状的至少一者的情形时,可控制多个加工光EL的聚光位置FP,也可不控制多个加工光EL的聚光位置FP。
又,若聚光位置FP改变,则涂装膜SF的表面上的照射区域EA的大小改变。具体而言,在沿着涂装膜SF的表面的方向上,聚光位置FP越接近涂装膜SF的表面则照射区域EA的大小越变小。在沿着涂装膜SF的表面的方向上,聚光位置FP越远离涂装膜SF的表面则照射区域EA的大小越变大。因此,利用聚焦透镜1121对多个加工光EL的聚光位置FP的控制是与涂装膜SF上的多个照射区域EA的大小的控制等价。因此,控制装置18也可谓是实质上基于涂装膜SF与多个照射区域EA的位置关系,而控制涂装膜SF的表面上的多个照射区域EA的大小。例如,根据图26(c)所示的例子,控制装置18也可谓是以(i)使涂装膜SF上的第一部分(图26(c)所示的位于左侧的部分)形成的照射区域EA的大小相对变小,(i)使涂装膜SF上的第二部分(图26(c)所示的位于中央的部分)及第三部分(图26(c)所示的位于右侧的部分)形成的照射区域EA的大小相对变大的方式,控制多个照射区域EA的大小。即,控制装置18也可谓是将形成于涂装膜SF上的第一部分的照射区域EA的大小设定为所需的第一大小,将形成于涂装膜SF上的第二部分的照射区域EA的大小设定为所需的第二大小,将形成于涂装膜SF上的第三部分的照射区域EA的大小设定为所需的第三大小。
又,在所述说明中,控制装置18可通过控制聚焦透镜1121而将多个加工光EL的聚光位置FP统括控制(同时控制)。然而,控制装置18也可个别地或分别独立地控制多个加工光EL的聚光位置FP。但,在个别或分别独立地控制多个加工光EL的聚光位置FP的情形时,加工装置1b也可代替光照射装置11而包括光照射装置11b-1,所述光照射装置11b-1包括用于分别调整多个加工光EL的聚光位置FP的多个聚焦透镜1121。包括多个聚焦透镜1121的光照射装置11b-1的一例是示于图27。如图27所示,光照射装置11b-1包括多个照射单元110b-1。各照射单元110b-1包括光源系统111b-1、及所述光学系统112。光源系统111b-1包括单一光源1111。此种光照射装置11b-1中,分别照射多个加工光EL的多个照射单元110b-1分别包括多个聚焦透镜1121,故而可个别或分别独立地控制多个加工光EL的聚光位置FP。再者,各照射单元110b-1并不限定于将多个加工光EL分别照射至涂装膜SF,也可将单一加工光EL分别照射至涂装膜SF。
再者,在各照射单元110b-1照射单一加工光EL的情形时,如图28所示,各照射单元110b-1的光学系统112为涂装膜SF侧非离心的光学系统时,即便涂装膜SF的表面为平面,光学系统112至聚光位置FP的距离也根据涂装膜SF上的位置而改变。在所述情形时,根据加工光EL的涂装膜SF上的照射位置控制聚焦透镜1121即可。
即便在个别或分别独立地控制多个加工光EL的聚光位置FP的情形时,控制装置18也可以涂装膜SF的表面位于光学系统112的焦点深度的范围内的方式,设定多个加工光EL的聚光位置FP。或者,控制装置18也可如图29(a)至图29(d)所示以多个加工光EL的各者的聚光位置FP位于涂装膜SF的表面的方式设定多个加工光EL的聚光位置FP。图29(a)是表示在涂装膜SF的表面为平面的情形时,多个加工光EL的聚光位置FP位于涂装膜SF的表面的状况的剖面图。图29(b)是表示在涂装膜SF的表面为曲面的情形时,多个加工光EL的聚光位置FP位于涂装膜SF的表面的状况的剖面图。图29(c)是表示在涂装膜SF的表面存在凹凸的情形时,多个加工光EL的聚光位置FP位于涂装膜SF的表面的状况的剖面图。图29(d)是表示在涂装膜SF的表面相对于光学系统112的光轴AX倾斜的情形时,多个加工光EL的聚光位置FP位于涂装膜SF的表面的状况的剖面图。
进而,即便在个别或分别独立地控制多个加工光EL的聚光位置FP的情形时,也存在根据涂装膜SF的表面的形状,而多个加工光EL中的一部分的聚光位置FP无法位于涂装膜SF的表面的情形。即,存在多个加工光EL的一部分的聚光位置FP位于涂装膜SF的表面,另一方面,多个加工光EL的其他部分的聚光位置FP无法位于涂装膜SF的表面的情形。在所述情形时,加工装置1b也可以将聚光位置FP位于涂装膜SF的表面的加工光EL照射至涂装膜SF,另一方面,不照射聚光位置FP并未位于涂装膜SF的表面的加工光EL的方式,仅将多个加工光EL的一部分选择性地照射至涂装膜SF。或者,即便在个别或分别独立地控制多个加工光EL的聚光位置FP的情形时,也存在涂装膜SF的表面无法位于用于照射多个加工光EL中的一部分加工光EL的光学系统112的焦点深度的范围内的情形。即,存在涂装膜SF的表面位于用于照射多个加工光EL中之一的加工光EL的一个光学系统112的焦点深度的范围内,另一方面,涂装膜SF的表面无法位于用于照射多个加工光EL中的其他加工光EL的其他光学系统112的焦点深度的范围内的情形。即便在所述情形时,加工装置1b也可以经由涂装膜SF的表面包含于焦点深度的范围内的光学系统112照射加工光EL,另一方面,经由涂装膜SF的表面不包含于焦点深度的范围内的光学系统112不照射加工光EL的方式,仅将多个加工光EL的一部分选择性地照射至涂装膜SF。
再者,如图29(a)至图29(d)所示,多个加工光EL的聚光位置FP的个别的控制实质上是与Z轴方向(或者与涂装膜SF的表面交叉的方向)上的相对于涂装膜SF的多个加工光EL的聚光位置FP的相对位置关系的变更等价。因此,控制装置18也可除了控制多个聚焦透镜1121而控制多个加工光EL的聚光位置FP以外、或取而代之地,控制能个别地移动多个照射单元110b-1的未图示的驱动系统而控制相对于涂装膜SF的多个照射单元110b-1的各者的Z轴方向上的相对位置。通过多个照射单元110b-1的各者的Z轴方向上的相对位置的控制,Z轴方向上的涂装膜SF的表面与多个加工光EL的聚光位置FP之间的相对位置关系改变。因此,加工装置1b即便控制多个照射单元110b-1的各者的Z轴方向上的相对位置也能不受涂装膜SF的表面形状的制约地加工涂装膜SF。
或者,即便相对于涂装膜SF的多个照射单元110b-1的各者的姿势(例如倾斜量,θX方向及θY方向的至少一者的相对位置)变化,则多个照射单元110b-1分别射出的多个加工光EL的聚光位置FP的相对位置关系也改变。因此,控制装置18也可控制能个别移动多个照射单元110b-1的未图示的驱动系统而控制相对于涂装膜SF的多个照射单元110b-1的各者的姿势。即便在所述情形时,加工装置1b也能不受涂装膜SF的表面形状的制约地加工涂装膜SF。再者,即便在加工装置1b包括不包括多个照射单元110b-1的光照射装置11的情形时,控制装置18也可控制相对于涂装膜SF的光照射装置11的姿势。即便在所述情形时,也能控制相对于涂装膜SF的多个加工光EL的聚光位置FP的相对位置。
(4-2-2)事先计测控制运行的第二具体例
事先计测控制运行的第二具体例与所述事先计测控制运行的第一具体例相比不同点在于:作为多个加工光EL的照射条件,代替多个加工光EL的聚光位置FP而使用光学系统112的焦点深度相关的条件(以下的说明中使用焦点深度的范围)。事先计测控制运行的第二具体例的其他特征也可与事先计测控制运行的第一具体例相同。
在第二具体例中,也与第一具体例同样地,控制装置18将多个加工光EL的聚光位置FP设定为能通过多个加工光EL加工涂装膜SF的位置。例如,如图30(a)至图30(d)所示,控制装置18也可以涂装膜SF的表面(尤其是涂装膜SF的表面之中照射有多个加工光EL的一部分的面部分)位于光学系统112的焦点深度的范围内的方式,设定光学系统112的焦点深度的范围。换言之,控制装置18也可以形成于涂装膜SF的表面的加工光EL的照射区域EA的大小处于所需范围内的方式,设定光学系统112的焦点深度的范围。图30(a)是表示在涂装膜SF的表面为平面的情形时,以包含涂装膜SF的表面的方式设定的光学系统112的焦点深度的范围的剖面图。图30(b)是表示在涂装膜SF的表面为曲面的情形时,以包含涂装膜SF的表面的方式设定的光学系统112的焦点深度的范围的剖面图。图30(c)是表示在涂装膜SF的表面存在凹凸的情形时,以包含涂装膜SF的表面的方式设定的光学系统112的焦点深度的范围的剖面图。图30(d)是表示在涂装膜SF的表面相对于光学系统112的光轴AX倾斜的情形时,以包含涂装膜SF的表面的方式设定的光学系统112的焦点深度的范围的剖面图。
在第二具体例中,光学系统112包括用于调整光学系统112的焦点深度的范围的光学元件(以下将所述光学元件称为“焦点深度调整元件”)。作为焦点深度调整元件例如可设为聚焦透镜1121。焦点深度的范围可设为光的行进方向上的焦点深度的范围的下限及上限的位置。控制装置18以光学系统112的焦点深度的范围成为设定的焦点深度的范围的方式控制焦点深度调整元件。其结果为,涂装膜SF的表面位于光学系统112的焦点深度的范围内。因此,在涂装膜SF的表面被照射能使涂装膜SF蒸发的强度以上的加工光EL,在所需范围内去除涂装膜SF。因此,通过多个加工光EL适当地加工涂装膜SF。再者,在第二具体例中,是将焦点深度的范围的大小设为固定,但也可变更焦点深度的范围的大小。在变更焦点深度的范围的大小的情形时,也可变更光学系统112的涂装膜SF侧的开口数量。
根据此种事先计测控制运行的第二具体例,加工装置1b可享受与通过所述事先计测控制运行的第一具体例可享受的效果同样的效果。
再者,在第二具体例中,也与第一具体例同样地,即便根据涂装膜SF的表面形状设定光学系统112的焦点深度的范围,也存在涂装膜SF的表面(尤其是涂装膜SF的表面之中照射有多个加工光EL的一部分的面部分)的一部分无法位于光学系统112的焦点深度的范围内的情形。在所述情形时,加工装置1b也可以对表面位于光学系统112的焦点深度的范围内的涂装膜SF的一部分照射加工光EL,另一方面,对表面并未位于光学系统112的焦点深度的范围内的涂装膜SF的其他部分不照射加工光EL的方式,仅将多个加工光EL的一部分选择性地照射至涂装膜SF。
(4-2-3)事先计测控制运行的第三具体例
事先计测控制运行的第三具体例相比所述事先计测控制运行的第一具体例不同点在于,控制装置18是基于涂装膜SF的表面形状而设定光学系统112的像面(即加工光EL经由光学系统112而成像的光学面)的状态。进而,事先计测控制运行的第三具体例相比所述事先计测控制运行的第一具体例不同点在于,控制装置18以光学系统112的像面的状态成为设定状态的方式控制光学系统112。事先计测控制运行的第三具体例的其他特征也可与事先计测控制运行的第一具体例相同。此处,作为光学系统112的像面也可为多个聚光位置FP拟合而成的假想面。又,在图21的变形例的情形时,也可设为掩模2421a的形成有像的面。
控制装置18也可基于涂装膜SF的表面形状设定像面的大小。例如,控制装置18也可将像面的大小设定为与涂装膜SF的表面形状相应的既定的大小。控制装置18也可基于涂装膜SF的表面形状设定相对于涂装膜SF(尤其是涂装膜SF的表面)的像面的相对位置(例如沿X轴方向、Y轴方向及Z轴方向中的至少一者的相对位置)。例如,控制装置18也可将像面的位置设定为与涂装膜SF的表面形状相应的既定的位置。控制装置18也可基于涂装膜SF的表面形状设定像面的形状。例如,控制装置18也可将像面的形状设定为与涂装膜SF的表面形状相应的既定的形状。
在设定像面的状态时,如图31(a)至图31(d)所示,控制装置18也可以像面与涂装膜SF的表面一致的方式设定像面的状态。图31(a)是表示在涂装膜SF的表面为平面的情形时,以与涂装膜SF的表面一致的方式设定的像面的剖面图。图31(b)是表示在涂装膜SF的表面为曲面的情形时,以与涂装膜SF的表面一致的方式设定的像面的剖面图。如图31(b)所示,在涂装膜SF的表面为曲面(即弯曲)的情形时,以设定的像面也成为曲面(即弯曲)的方式设定像面的状态。图31(c)是表示在涂装膜SF的表面存在凹凸的情形时,以与涂装膜SF的表面一致的方式设定的像面的剖面图。如图31(c)所示,存在根据涂装膜SF的表面形状难以使单一像面与涂装膜SF的表面一致的情形。在所述情形时,也可以将涂装膜SF的表面分割为多个分割区域(图31(c)所示的例子中,3个分割区域#1~#3),获得与各分割区域的表面一致的像面(图31(c)所示的例子中,3个像面#1~#3)的方式设定像面的状态(尤其是大小及位置的至少一者)。进而,在所述情形时,对多个分割区域依序照射加工光EL。即,加工装置1b在将光学系统112的像面设定为像面#1的状态照射加工光EL而加工分割区域#1,继而在将光学系统112的像面设定为像面#2的状态照射加工光EL而加工分割区域#2,接着在将光学系统112的像面设定为像面#3的状态照射加工光EL而加工分割区域#3。图31(d)是表示在涂装膜SF的表面相对于光学系统112的光轴AX倾斜的情形时,以与涂装膜SF的表面一致的方式设定的像面的剖面图。如图31(d)所示,在涂装膜SF的表面倾斜的情形时,以设定的像面也倾斜的方式设定像面的状态。
在第三具体例中,将加工光EL引导至涂装膜SF的光学系统112包括用于调整像面的状态的光学元件(以下将所述光学元件称为“像面调整元件”)。控制装置18以加工光EL实际成像的像面成为设定的像面的方式控制像面调整元件。或者,控制装置18也可以加工光EL实际成像的像面成为设定的像面的方式控制相对于涂装膜SF的光照射装置11的相对位置及姿势的至少一者。其结果为,加工光EL成像的像面与涂装膜SF的表面一致。因此,通过多个加工光EL而适当地加工涂装膜SF。再者,例如在构成光学系统112的光学构件之中,也可将可移动或可变形的光学构件设为像面调整元件。例如也可设置可绕光轴旋转的一对楔型棱镜,变更一对楔型棱镜全体的顶角而使像面倾斜。又,作为像面调整元件,可使构成光学系统112的光学构件中的至少一者相对于光轴偏心、或者相对于光轴倾斜,而使像面倾斜。又,作为像面调整元件,也可设置可绕光轴旋转的一对柱面透镜,变更这些绕光轴的相对角度而调整像面弯曲的程度。又,作为像面调整元件,也可设置可变形的光学构件,通过所述光学构件的变形而调整光学系统112的像面弯曲的程度。再者,在加工光EL为单一加工光的情形时,也可将聚焦透镜1121设为像面调整元件。
根据此种事先计测控制运行的第三具体例,加工装置1b可享受与通过所述事先计测控制运行的第一具体例可享受的效果相同的效果。
(4-2-4)事先计测控制运行的第四具体例
事先计测控制运行的第四具体例相比所述事先计测控制运行的第一具体例不同点在于,控制装置18是基于涂装膜SF的表面形状,而在涂装膜SF的表面上设定不应通过加工光EL的照射加工涂装膜SF的非加工区域。进而,事先计测控制运行的第四具体例相比所述事先计测控制运行的第一具体例不同点在于,控制装置18以不对非加工区域照射加工光EL的方式控制光照射装置11。事先计测控制运行的第四具体例的其他特征也可与事先计测控制运行的第一具体例相同。
控制装置18如图32(a)所示将涂装膜SF的表面上存在容许尺寸以上的构造物的区域设定为非加工区域。具体而言,例如,控制装置18将涂装膜SF的表面上,存在与周围相比突出的凸状构造物、且自周围的突出量T1大于与容许尺寸相应的既定的突出阈值(例如数毫米、数厘米等)的凸状构造物的区域设定为非加工区域。例如,控制装置18除了存在凸状构造物的区域以外、或者取而代之地,将涂装膜SF的表面上存在与周围相比凹陷的凹状构造物、且自周围的凹陷量T2大于与容许尺寸相应的既定的凹陷阈值(例如数毫米、数厘米等)的凹状构造物的区域设定为非加工区域。此种凸状构造物或凹状构造物典型而言如图32(a)所示存在于加工对象物S自身突出或凹陷的部分。
如所述那样,加工对象物S的一例是航空机PL的机体。在所述情形时,容许尺寸以上的构造物例如包含用于航空机PL的运行而形成于机体表面的运用构造物。作为运用构造物的一例列举天线相关的天线构造物。天线构造物例如包含天线本身及附带设置于天线的附属物的至少一者。作为天线的一例,列举紧急示位发信机(Emergency LocatorTransmitter,ELT)天线、甚高频(Very High Frequency,VHF)天线、自动测向仪(AutomaticDirection Finder,ADF)天线、空中交通管制(Air Tranffic Control,ATC)应答器天线、交通警戒及防撞系统(Traffic alert and Collision AvoidanceSystem,TCAS)天线、及气象雷达天线等的至少一者。作为运用构造物的一例,列举传感器相关的传感器构造物。传感器构造物例如包含传感器本身及附带设置于传感器的附属物的至少一者。作为传感器的一例列举冷冻感知传感器、皮托管、攻角(Angle Of Attack,AOA)传感器、及高度传感器等的至少一者。作为运用构造物的一例,列举流体(典型而言气体)的流出流入相关的流量构造物。作为流量构造物的一例列举流体流入的流入口(例如进气口及冷却口等的至少一者)、及流出流体的流出口(例如排放口及排气口等的至少一者)等的至少一者。此外,作为运用构造物的一例列举监视照相机用的窗、刮擦器、及收纳门等的至少一者。
在设定非加工区域后,控制装置18以使多个加工光EL扫描涂装膜SF的表面的方式控制光控制装置11。在此期间如图32(a)及图32(b)所示,控制装置18以不对非加工区域照射加工光EL的方式控制光照射装置11。即,控制装置18在某个照射区域EA与非加工区域重叠的情形时也可将照射至所述某个照射区域EA的加工光EL关闭。加工光EL的关闭例如可通过光源1111的关闭、及遮光构件向加工光EL的光路的插入等的至少一者而实现。另一方面,控制装置18以对未设定为非加工区域的区域照射加工光EL的方式控制光照射装置11。再者,在加工光EL为单一的情形时,也可进行将加工光EL的扫描范围仅设为非加工区域以外的加工区域的控制。
根据此种事先计测控制运行的第四具体例,加工装置1b可享受与所述加工装置1可享受的效果同样的效果。进而,在第四具体例中,加工装置1b对并非应加工涂装膜SF的部分不照射加工光EL。因此,加工装置1b可一面防止因加工光EL的照射带来的恶劣影响波及如运用构造物等的某种构造物,一面可加工涂装膜SF。
再者,在所述说明中,是将涂装膜SF的表面上存在容许尺寸以上的构造物的区域设定为非加工区域。然而,视不同情形,存在在容许尺寸以上的构造物存在的区域也欲形成沟槽构造的情形。例如,存在因所述运用构造物不存在、加工对象物S的变形及涂装膜SF的厚度不均等的至少一者而在涂装膜SF的表面上产生存在容许尺寸以上的构造物的区域的可能性。在所述情形时,存在容许尺寸以上的构造物的区域并非存在运用构造物的区域,故而有成为应形成沟槽构造的区域的可能性。因此,控制装置18也可不将虽然存在容许尺寸以上的构造物但欲形成沟槽构造的区域(以下为方便起见将所述区域称为“加工期望区域”)设定为非加工区域,而对加工期望区域照射加工光EL。或者,控制装置18也可将加工期望区域暂时设定为非加工区域,在涂装膜SF的表面上的加工期望区域以外的区域照射加工光EL之前或之后,对加工期望区域照射加工光EL。但,存在容许尺寸以上的构造物的区域相当于与不存在容许尺寸以上的构造物的区域相比突出的区域(即所述的图26(c)所示的存在凹凸的区域)。因此,为了对存在容许尺寸以上的构造物的区域照射加工光EL,控制装置18可调整多个加工光EL的聚光位置FP(参照所述第一具体例),可控制驱动系统12使光照射装置11沿着Z轴移动(参照所述第一具体例),也可调整光学系统112的焦点深度(参照所述第二具体例)。
又,控制装置18也可除了将涂装膜SF的表面上存在容许尺寸以上的构造物的区域、或取而代之地,将已形成有沟槽构造(即形成有凹状构造CP1和/或凸状构造CP2)的区域设定为非加工区域。在所述情形时,已形成的沟槽构造不会如因加工光EL的再次照射而特性劣化(例如形状变成不期望的形状)那样被加工。
又,控制装置18也可以照射区域EA不重叠于非加工区域(即涂装膜SF的表面上避开非加工区域而移动照射区域EA)的方式控制光照射装置11。例如,控制装置18也可在光照射装置11照射加工光EL的期间,以照射区域EA不重叠于非加工区域的方式,控制驱动系统12使光照射装置11相对于涂装膜SF移动。在所述情形时,加工装置1b也不会对并非应加工涂装膜SF的部分照射加工光EL,故而可一面防止因加工光EL的照射带来的恶劣影响波及如运用构造物等的某种构造物,一面加工涂装膜SF。
(4-2-5)事先计测控制运行的第五具体例
在第五具体例中,表面特性计测装置19b计测相对于加工光EL的涂装膜SF的反射率R作为涂装膜SF的表面的特性。为了计测反射率R,表面特性计测装置19b的投光装置191b对涂装膜SF照射计测光MLb(以下将第五具体例中使用的计测光MLb称为“计测光MLb2”)。计测光MLb2是波长与加工光EL的波长相同的光。或者,计测光MLb2也可包含与加工光EL的波长相同波长的光成分。此时,计测光MLb2的强度若变成能使涂装膜SF蒸发的强度以上,则存在涂装膜SF因计测光MLb2的照射而蒸发的可能性。因此,投光装置191b照射具有未达能使涂装膜SF蒸发的强度的强度的计测光MLb2。即,投光装置191b以不能使涂装膜SF蒸发的程度照射强度较小的计测光MLb。
表面特性计测装置19b的检测装置192b计测来自涂装膜SF的计测光MLb2的反射光(尤其是其强度)。计测光MLb2是与加工光EL的波长相同波长的光,故而计测光MLb2的反射光的强度是相对于加工光EL的涂装膜SF的反射率R越大则越大。因此,反射光的计测结果(即表面特性计测装置19b的输出)包含反射率R相关的信息。因此,控制装置18可基于表面特性计测装置19b的计测结果而特定出反射率R。
在第五具体例中,控制装置18基于反射率R而设定多个加工光EL的强度。具体而言,如图33(a)所示,控制装置18是以反射率R越大则多个加工光EL的强度越大的方式设定多个加工光EL的强度。控制装置18以此方式设定多个加工光EL的强度后,以照射具有设定的强度的多个加工光EL的方式控制光照射装置11。再者,反射率R与加工光EL的强度的关系并不如图33(a)所示那样限定于线性,例如也可如图33(b)及图33(c)所示那样为非线性。
根据此种事先计测控制运行的第五具体例,加工装置1b可享受与所述加工装置1可享受的效果同样的效果。进而,在第五具体例中,加工装置1b是将相对于加工光EL的涂装膜SF的反射率R越大则强度越大的加工光EL照射至涂装膜SF。因此,加工装置1b不会受到涂装膜SF的反射率R的差异的影响而可适当地加工涂装膜SF。即,加工装置1b可同样地加工反射率R相对较大的涂装膜SF及反射率R相对较小的涂装膜SF,可形成相同沟槽构造。关于其理由以下进行说明。
首先,如所述那样,涂装膜SF是因通过加工光EL的照射而自加工光EL施加至涂装膜SF的能量而蒸发。因此,若将照射至反射率R相对较大的涂装膜SF的加工光EL的强度与照射至反射率R相对较小的涂装膜SF的加工光EL的强度设为相同,则施加至反射率R相对较大的涂装膜SF的来自加工光EL的能量小于施加至反射率R相对较小的涂装膜SF的来自加工光EL的能量。其原因在于:反射率R相对较大的涂装膜SF相比反射率R相对较小的涂装膜SF,会反射更多的加工光EL,因此被涂装膜SF吸收能量的加工光EL的比例变小。即,反射率R相对较大的涂装膜SF吸收加工光EL的程度(即相对于加工光EL的涂装膜SF的吸收率)小于反射率R相对较小的涂装膜SF吸收加工光EL的程度(即相对于加工光EL的涂装膜SF的吸收率)。其结果为,存在反射率R相对较大的涂装膜SF及反射率R相对较小的涂装膜SF未被同样地加工的可能性。即,存在加工反射率R相对较大的涂装膜SF而形成的沟槽构造不同于加工反射率R相对较小的涂装膜SF而形成的沟槽构造的可能性。
然而,在第五具体例中,照射至反射率R相对较大的涂装膜SF的加工光EL的强度大于照射至反射率R相对较小的涂装膜SF的加工光EL的强度,故而自加工光EL施加至反射率R相对较大的涂装膜SF的能量、与自加工光EL施加至反射率R相对较小的涂装膜SF的能量会一致。反过来说,控制装置18是以自加工光EL施加至反射率R相对较大的涂装膜SF的能量、与自加工光EL施加至反射率R相对较小的涂装膜SF的能量一致的方式,基于反射率R设定多个加工光EL的强度。其结果为,反射率R相对较大的涂装膜SF及反射率R相对较小的涂装膜SF同样地被加工。即,加工反射率R相对较大的涂装膜SF而形成的沟槽构造是与加工反射率R相对较小的涂装膜SF而形成的沟槽构造相同。因此,加工装置1b可防止因涂装膜SF的反射率R的差异引起的沟槽构造的形成精度不均。再者,在对反射率R相对较小的涂装膜SF照射较大强度的加工光EL的情形时,有沟槽的加工范围超过涂装膜SF,对加工对象物S造成影响之虞。在本例中,是基于反射率R设定多个加工光EL的强度,故而对加工对象物S造成恶劣影响的担忧较少。
再者,如上所述那样,伴随多个加工光EL的扫描,分别照射有多个加工光EL的多个照射区域EA的涂装膜SF的表面上的相对位置(尤其是沿着涂装膜SF的表面的方向上的位置)改变。若多个照射区域EA的涂装膜SF的表面上的相对位置改变,则在照射多个加工光EL的期间,存在涂装膜SF的表面之中设定有多个照射区域EA的部分的反射率R也改变的可能性。因此,控制装置18在将多个加工光EL照射至涂装膜SF时(即使多个加工光EL相对于涂装膜SF相对移动时),也可基于涂装膜SF的表面之中设定有多个照射区域EA的部分的反射率R设定多个加工光EL的强度,以照射设定的强度的多个加工光EL的方式控制光照射装置11。再者,根据涂装膜SF的表面形状,若多个照射区域EA的涂装膜SF的表面上的相对位置改变,则存在加工光EL的相对于涂装膜SF的入射角改变的可能性。或者,即便多个照射区域EA的涂装膜SF的表面上的相对位置不改变,但因某种要因也存在加工光EL的相对于涂装膜SF的入射角改变的可能性。若加工光EL的相对于涂装膜SF的入射角改变,则存在反射率R改变的可能性。在所述情形时,控制装置18也使用计测或者预先准备的涂装膜SF的表面形状的信息将加工光EL的强度设定为适当强度即可。
又,自加工光EL施加至涂装膜SF的能量不仅依存于加工光EL的强度,也依存于加工光EL的照射时间而变动。具体而言,自加工光EL施加至涂装膜SF的能量是加工光EL的照射时间越长则越大。
此处所谓的“加工光EL的照射时间”是指对涂装膜SF的表面上的相同区域照射加工光EL的时间。因此,控制装置18除了多个加工光EL的强度以外或取而代之地,也可基于反射率R设定多个加工光EL的照射时间。具体而言,如图34(a)至图34(c)所示,控制装置18是以反射率R越大则多个加工光EL的照射时间越长的方式设定多个加工光EL的照射时间。再者,图34(a)是表示在加工光EL的照射时间与反射率R的关系线性变化的情形,图34(b)及图34(c)是表示加工光EL的照射时间与反射率R的关系非线性变化的情形。控制装置18以此方式设定多个加工光EL的照射时间后,以基于设定的照射时间照射多个加工光EL的方式控制光照射装置11。具体而言,控制装置18基于设定的照射时间控制多个加工光EL的扫描速度(即相对于涂装膜SF的多个照射区域EA的相对移动速度)。更具体而言,控制装置18以照射时间越长则加工光EL的扫描速度越慢的方式控制加工光EL的扫描速度。为了控制扫描速度,控制装置18也可控制检流计镜1122的旋转频率或摆动频率。具体而言,控制装置18也可以照射时间越长则检流计镜1122的旋转频率或摆动频率越低的方式控制检流计镜1122的旋转频率或摆动频率。其结果为,照射时间越长则加工光EL的扫描速度越慢。以此方式基于反射率R设定多个加工光EL的照射时间的情形时,也能享受与基于反射率R设定多个加工光EL的强度的情形时可享受的效果同样的效果。再者,根据涂装膜SF的表面形状,存在若多个照射区域EA的涂装膜SF的表面上的相对位置改变,则加工光EL的相对于涂装膜SF的入射角改变的可能性。或者,即便多个照射区域EA的涂装膜SF的表面上的相对位置不改变,也存在因某种要因而加工光EL的相对于涂装膜SF的入射角改变的可能性。若加工光EL的相对于涂装膜SF的入射角改变,则存在反射率R改变的可能性。在所述情形时,控制装置18也使用计测或预先准备的涂装膜SF的表面形状的信息将加工光EL的照射时间设定为适当时间即可。
再者,在加工装置1b除了进行事先计测运行的第五具体例以外还进行事先计测运行的第一具体例至第四具体例的至少一者的情形时,加工装置1b单独地包括计测涂装膜SF的表面形状的表面特性计测装置19b-1、及计测涂装膜SF的反射率的表面与构成计测装置19b-2。在所述情形时,表面特性计测装置19b-1及表面特性计测装置19b-2分别照射计测光MLb1及计测光ML2,可共用计测光MLb1及计测光ML2的光源。即,表面特性计测装置19b-1及表面特性计测装置19b-2也可共用射出能作为计测光MLb1及计测光ML2使用的计测光MLb的单一光源。
在所述说明中,用于计测反射率R的计测光MLb2是与加工光EL的波长相同波长的光(或者包含与加工光EL的波长相同波长的光成分的光)。然而,计测光MLb2也可为与加工光EL的波长不同波长的光(或者不包含与加工光EL的波长相同波长的光成分的光)。在所述情形时,只要使用如相对于计测光MLb2的涂装膜SF的反射率与相对于加工光EL的涂装膜SF的反射率R之间具有某种关联的计测光MLb2,则控制装置18便可根据表面特性计测装置19b的计测结果特定出反射率R。
在所述说明中,表面特性计测装置19b是计测相对于加工光EL的涂装膜SF的反射率R。然而,相对于加工光EL的涂装膜SF的反射率R越大,则相对于加工光EL的涂装膜SF的吸收率越小。因此,表面特性计测装置19b也实质上可谓是计测相对于加工光EL的涂装膜SF的吸收率。在所述情形时,控制装置18实质上可谓是以相对于加工光EL的涂装膜SF的吸收率越大则多个加工光EL的强度越小的方式设定多个加工光EL的强度。进而,控制装置18实质上可谓是以相对于加工光EL的涂装膜SF的吸收率越大则多个加工光EL的照射时间越短的方式设定多个加工光EL的照射时间。
(4-2-6)事先计测控制运行的第六具体例
在第六具体例中,表面特性计测装置19b是计测相对于波长不同的多个计测光MLb(以下将第六具体例中使用的计测光MLb称为“计测光MLb3”)的涂装膜SF的反射率Ra作为涂装膜SF的表面的特性。为了计测反射率Ra,表面特性计测装置19b的投光装置191b对涂装膜SF照射波长不同的多个计测光MLb3。多个计测光MLb3中可包含与加工光EL的波长相同波长的光也可不包含。多个计测光MLb3中可包含含有与加工光EL的波长相同波长的光成分的光也可不包含。多个计测光MLb3的强度是与第五具体例同样地,设定为未达能使涂装膜SF蒸发的强度的强度。进而,表面特性计测装置19b的检测装置192b进而计测来自涂装膜SF的多个计测光MLb3的各者的反射光(尤其是其强度)。因此,控制装置18可基于表面特性计测装置19b的计测结果特定出相对于多个计测光MLb3的各者的涂装膜的反射率Ra。再者,图35是表示特定出的多个反射率Ra的一例的曲线图。
其后,控制装置18将多个计测光MLb3中的任一波长设定为加工光EL的波长。具体而言,控制装置18将多个计测光MLb3之中反射率Ra最小的一个计测光MLb3的波长设定为加工光EL的波长。即,控制装置18将多个计测光MLb3之中涂装膜SF的吸收率最大的一个计测光MLb3的波长设定为加工光EL的波长。在图35所示的例子中,对应于5个计测光MLb3(即计测光MLb3(#1)至计测光MLb3(#5))中的计测光MLb3(#3)的反射率Ra最小。因此,控制装置18将计测光MLb3(#3)的波长设定为加工光EL的波长。
其后,控制装置18以将设定的波长的加工光EL照射至涂装膜SF的方式控制光照射装置11。具体而言,进行事先计测控制运行的第六具体例的加工装置1b代替包括所述光照射装置11而如图36所示那样包括具有射出的加工光EL的波长不同的多个光源系统111的光照射装置11b-6。多个光源系统111分别射出的多个加工光EL的波长分别是与多个计测光MLb3的波长相同。控制装置18是以多个光源系统111之中可射出设定的波长的加工光EL的一个光源系统111射出设定的波长的多个加工光EL的方式,控制一个光源系统111。另一方面,控制装置18以多个光源系统111之中一个光源系统111以外的其他光源系统111不射出加工光EL的方式控制其他光源系统111。其结果为,光照射装置111可将设定的波长的加工光EL照射至涂装膜SF。
再者,在所述例中,光照射装置11b-6具有分别射出具有互不相同的波长的多个加工光EL的多个光源系统111,但也可取而代的或者额外包括包含可将射出波长连续变更的波长可变光源的光源系统111。
根据此种事先计测控制运行的第六具体例,加工装置1b可享受与所述加工装置1可享受的效果同样的效果。进而,在第六具体例中,加工装置1b可将与多个计测光MLb3之中涂装膜SF的反射率Ra最小一个计测光MLb3相同波长的加工光EL照射至涂装膜SF。因此,加工装置1b可将涂装膜的反射率R相对较小的(即涂装膜SF的吸收率相对较大的)加工光EL照射至涂装膜SF。因此,加工装置1b可不受涂装膜SF的特性的差异影响而适当地加工涂装膜SF。
再者,如第五具体例中也说明那样,在照射多个加工光EL的期间,存在涂装膜SF的表面之中设定有多个照射区域EA的部分的反射率Ra也改变的可能性。因此,控制装置18在将多个加工光EL照射至涂装膜SF时(即多个加工光EL相对于涂装膜SF相对移动时),也可基于涂装膜SF的表面之中设定有多个照射区域EA的部分的反射率Ra设定加工光EL的波长,并以照射设定的波长的多个加工光EL的方式控制光照射装置11。再者,如第五具体例中说明那样,若加工光EL的相对于涂装膜SF的入射角改变,则存在反射率R改变的可能性。在所述情形时,控制装置18使用计测或预先准备的涂装膜SF的表面形状的信息将加工光EL的波长设定为适当波长即可。
又,控制装置18也可将多个计测光MLb3之中反射率Ra为既定的反射阈值以下(即涂装膜SF的吸收率为既定的吸收阈值以上)的一个计测光MLb3的波长设定为加工光EL的波长。反射阈值是以满足即便照射至涂装膜SF的加工光EL的一部分被反射率R为反射阈值以上的涂装膜SF反射,涂装膜SF也以满足能通过加工光EL蒸发的条件的方式设定。吸收阈值也根据相同观点而设定。在所述情形时,加工装置1b也能不受涂装膜SF的特性的差异影响而适当地加工涂装膜SF。
(4-2-7)事先计测控制运行的第七具体例
事先计测控制运行的第七具体例相比所述事先计测控制运行的第一具体例不同点在于,控制装置18基于涂装膜SF的表面形状控制涂装膜SF与多个照射区域EA之间的相对位置关系。事先计测控制运行的第七具体例的其他特征也可与事先计测控制运行的第一具体例相同。
具体而言,在第七具体例中,表面特性计测装置19b在光照射装置11相对于涂装膜SF相对移动(进而与光照射装置11的相对位置固定的表面特性计测装置19b也相对移动)的情形时,在光照射装置11移动前计测涂装膜SF的表面形状,且在光照射装置11移动后(或者光照射装置11移动中,以下相同)计测涂装膜SF的表面形状。此时,表面特性计测装置19b如图37所示是以光照射装置11移动前成为表面特性计测装置19b的计测对象的涂装膜SF的表面上的区域31b、与光照射装置11移动后成为表面特性计测装置19b的计测对象的涂装膜SF的表面上的区域32b部分重叠的方式,计测涂装膜SF的表面形状。即,表面特性计测装置19b以计测包含于区域31b及区域32b的双方的重叠区域33b的表面形状的方式,配合光照射装置11的移动进行计测。其结果为,在区域31b的计测结果及区域32b的计测结果的双方包含区域31b及区域32b的双方所含的重叠区域33b的计测结果。
控制装置18基于区域31b的计测结果及区域32b的计测结果特定出重叠区域33b如何移动。具体而言,控制装置18根据区域31b的计测结果特定出区域31b内表面形状为能够唯一地区别的某种形状的特定区域。进而,控制装置18根据区域32b的计测结果,通过模板使用特定区域的表面形状的图案匹配而判定所述区域32b内是否存在特定区域。在区域32b内不存在特定区域的情形时,控制装置18在区域31b内特定新的特定区域,并判定所述新的特定区域是否存在于区域32b内。在区域32b内存在特定区域的情形时,所述特定区域相当于重叠区域33b。控制装置18比较区域31b内的重叠区域33b的位置、及区域32b内的重叠区域33b的位置,特定出相对于重叠区域33b的表面特性计测装置19b的相对位置伴随光照射装置11的移动而如何变化。具体而言,控制装置18特定出表面特性计测装置19b相对于重叠区域33b沿X轴方向及Y轴方向的各者以何种程度移动。再者,光照射装置11也可以在区域31b内形成表面形状成为能够唯一地区别的某种形状的特定区域的方式,对涂装膜SF的表面照射加工光EL。例如,可以沟槽构造成为沿着既定方向直线状延伸的凸状构造或凹状构造的一部分缺失的形状的方式加工,也可如后述图58、图59那样为沟槽的延伸方向上剖面形状不同的沟槽构造。
相对于重叠区域33b的表面特性计测装置19b的相对移动量是与相对于涂装膜SF的光照射装置11的相对移动量相同。相对于重叠区域33b的表面特性计测装置19b的相对移动方向是与相对于涂装膜SF的光照射装置11的相对移动方向相同。因此,控制装置18可特定出光照射装置11相对于涂装膜SF沿X轴方向及Y轴方向的各者以何种程度移动。即,控制装置18通过特定出相对于重叠区域33b的表面特性计测装置19b的相对位置,而特定相对于涂装膜SF的光照射装置11的相对位置。
由于光照射装置11对涂装膜SF照射加工光EL,因此相对于涂装膜SF的光照射装置11的相对位置的特定实质上是与相对于涂装膜SF的多个照射区域EA的相对位置的特定等价。因此,控制装置18可基于涂装膜SF的表面形状特定相对于涂装膜SF的多个照射区域EA的相对位置(尤其是沿X轴方向及Y轴方向的各者的位置)。其后,在特定出的多个照射区域EA的位置自形成沟槽构造(或者加工涂装膜SF而欲形成的构造)所要求的多个照射区域EA的位置偏离的情形时,控制装置18以多个照射区域EA相对于涂装膜SF相对移动的方式控制光照射装置11。即,控制装置18控制涂装膜SF与多个照射区域EA之间的相对位置关系。例如,控制装置18也可通过控制驱动系统12使光照射装置11相对于涂装膜SF移动,而使多个照射区域EA相对移动。
根据此种事先计测控制运行的第七具体例,加工装置1b可享受与所述加工装置1可享受的效果同样的效果。进而,在第七具体例中,加工装置1b可适当地调整涂装膜SF的表面上的多个照射区域EA的相对位置,故而可更适当(例如精度更良好)地形成沟槽构造。
(4-2-8)事先计测控制运行的其他例
在所述说明中,加工装置1b包括表面特性计测装置19b。然而,加工装置1b也可不包括表面特性计测装置19b。在所述情形时,只要控制装置18可取得涂装膜SF的表面相关的信息,则加工装置1b便可进行所述事先计测控制运行。例如,涂装膜SF的表面形状可根据加工对象物S的三维模型等设计数据推定。因此,控制装置18也可取得加工对象物S的设计数据,根据所述设计数据推定涂装膜SF的表面形状,并基于推定的涂装膜SF的表面形状进行所述事先计测控制运行的第一具体例至第四具体例。或者,控制装置18也可取得在所述设计数据预先附加有加工区域及非加工区域的信息的数据。或者,例如涂装膜SF的反射率R可根据涂装膜SF的规格推定。因此,控制装置18也可取得涂装膜SF的规格相关的信息,根据所述规格相关的信息推定涂装膜SF的反射率R,并基于推定的反射率R进行所述事先计测控制运行的第五具体例至第六具体例。或者,控制装置18也可取得在所述设计数据预先附加有涂装的反射率信息(一那样而言色彩的信息)的数据。其结果为,无需表面特性计测装置19b的计测,故而可缩短涂装膜SF的加工所需的时间。再者,所述情形时的运行无需表面特性计测装置19b的计测,也可不称为事先计测控制运行。再者,也可通过标记带等标记非加工区域。
在所述说明中,控制装置18是基于涂装膜SF的表面形状控制加工光EL的聚光位置FP、加工光EL的强度分布、加工光EL的形状及光学系统112的焦点深度的至少一者。控制装置18基于涂装膜SF的反射率控制多个加工光EL的强度、多个加工光EL的照射时间及多个加工光EL的波长的至少一者。然而,控制装置18也可以能够通过多个加工光EL的照射加工涂装膜SF的方式,基于涂装膜SF的任意特性控制加工光EL的任意特性。作为加工光EL的任意特性的一例,列举多个照射区域EA的形状、多个照射区域EA的大小、多个照射区域EA的位置、多个加工光EL之间的相对位置、多个加工光EL之间的相对角度、多个加工光EL的偏光状态、多个加工光EL的强度、多个加工光EL的照射时间及多个加工光EL的波长的至少一者。
在所述说明中,表面特性计测装置19b是在光照射装置11将多个加工光EL照射至涂装膜SF的表面前计测涂装膜SF的表面特性。即,在表面特性计测装置19b计测涂装膜SF的表面特性的期间中,光照射装置11不照射多个加工光EL,在光照射装置11照射多个加工光EL的期间中,表面特性计测装置19b不计测涂装膜SF的表面特性。然而,表面特性计测装置19b也可在光照射装置11将多个加工光EL照射至涂装膜SF的表面的期间的至少一部分计测涂装膜SF的表面特性。光照射装置11也可在表面特性计测装置19b计测涂装膜SF的表面特性的期间的至少一部分将多个加工光EL照射至涂装膜SF的表面。即,表面特性计测装置19b对涂装膜SF的表面特性的计测运行、及光照射装置11对涂装膜SF的多个加工光EL的照射运行(即涂装膜SF的加工运行)也可并行进行。例如,表面特性计测装置19b也可在光照射装置11对已由表面特性计测装置19b计测其特性的涂装膜SF的一个区域照射多个加工光EL的期间的至少一部分,计测与涂装膜SF的一个区域不同的其他区域的特性。例如,光照射装置11也可在表面特性计测装置19b计测涂装膜SF的其他区域的特性的期间的至少一部分,对已由表面特性计测装置19b计测其特性的涂装膜SF的一个区域照射多个加工光EL。在所述情形时,可期待沟槽构造的形成相关的产出量的提升。
(4-3)第三变形例
继而,参照图38对第三变形例的加工装置1c进行说明。如图38(a)所示,第三变形例的加工装置1c相比所述加工装置1不同点在于,进而包括构造计测装置19c。加工装置1c的其他特征也可与加工装置1的其他特征相同。
构造计测装置19c计测通过来自光照射装置11的加工光EL的照射而形成的沟槽构造(或者其他任意构造,以下所述变形例中相同)的特性。作为沟槽构造的特性的一例,列举沟槽构造的有无、沟槽构造的形状(例如凹状构造CP1的剖面形状、及凹状构造CP1的剖面形状等的至少一者)、沟槽构造的尺寸(例如凹状构造CP1的深度D、凹状构造CP1的宽度、凹状构造CP1的排列间距P1、凸状构造CP2的高度H、凸状构造CP2的宽度、及凸状构造CP2的排列间距P2等的至少一者)、及沟槽构造的位置(例如凹状构造CP1及凸状构造CP2的至少一者的位置)的至少一者。
为了计测沟槽构造的特性,构造计测装置19c包括投光装置191c、检测装置192c。投光装置191c及检测装置192c是经由支撑构件136c而由收容装置13支撑。投光装置191c对沟槽构造(即涂装膜SF)照射计测光MLc1。若对沟槽构造照射计测光MLc1,则计测光MLc1会被沟槽构造反射或散射。其结果为,自沟槽构造射出包含计测光MLc1的反射光及散射光的至少一者的计测光MLc2。检测装置192c检测所述计测光MLc2。
若对形成有沟槽构造的部分照射计测光MLc1,则计测光MLc2包含在与计测光MLc1的行进方向交叉的行进方向传输的反射光及散射光的至少一者。另一方面,若对未形成沟槽构造的部分照射计测光MLc1,则计测光MLc2不包含在与计测光MLc1的行进方向交叉的行进方向传输的反射光及散射光的至少一者。即,计测光MLc2的行进方向相对于计测光MLc1的行进方向大致平行。因此,如图39所示,若以检测在与计测光MLc1的行进方向交叉的方向行进的计测光MLc2的方式配置投光装置191c及检测装置192c,则控制装置18可基于检测装置192c的检测结果判定照射有计测光MLc1的部分的沟槽构造的有无。进而,计测光MLc2的特性(例如强度等)依存于沟槽构造的形状及尺寸的至少一者而变动。因此,控制装置18可基于检测装置192c的检测结果,也特定沟槽构造的形状、沟槽构造的尺寸、构成沟槽构造的凹状构造CP1的位置、及构成沟槽构造的凸状构造CP2的位置的至少一者。
构造计测装置19c进而可构成为能变更计测光MLc1的行进方向。例如,在投光装置191c包括将计测光MLc1的行进方向光学变更的光学元件的情形时,也可通过所述光学元件变更计测光MLc1的行进方向。例如,在投光装置191c可相对于涂装膜SF相对移动的情形时,也可通过所述投光装置191c的相对移动而变更计测光MLc1的行进方向。此处,在假设仅可自某一个方向对沟槽构造照射计测光MLc1的情形时,因沟槽构造的延伸方向不同,存在即便将计测光MLc1照射至沟槽构造也不产生计测光MLc2的可能性。然而,若可变更计测光MLc1的行进方向,则投光装置191c便可对在某个方向延伸的沟槽构造自各种方向照射计测光MLc1。因此,构造计测装置19c可不受沟槽构造的延伸方向的差异影响地计测沟槽构造的特性。再者,为了变更计测光MLc1的行进方向,也可使构造计测装置19c自身绕Z轴旋转。又,也可设置如计测光MLc1的行进方向互不相同的多个构造计测装置19c。
构造计测装置19c也可构成为除了变更计测光MLc1的行进方向或取而代之地,变更检测装置192c可检测的计测光MLc2的行进方向。例如,在检测装置192c可相对于涂装膜SF相对移动的情形时,也可通过所述检测装置192c的相对移动变更检测装置192c可检测的计测光MLc2的行进方向。此处,在假设检测装置192c仅可检测在某一个方向行进的计测光MLc2的情形时,因沟槽构造的延伸方向不同,存在计测光MLc2不朝检测装置192c行进,检测装置192c无法检测计测光MLc2的可能性。然而,若可变更检测装置192c可检测的计测光MLc2的行进方向,则检测装置192c便可检测自在某个方向延伸的沟槽构造朝各种方向行进的计测光MLc2。因此,构造计测装置19c可不受沟槽构造的延伸方向的差异影响地计测沟槽构造的特性。
构造计测装置19c也可计测加工装置1c形成的所有沟槽构造的特性。然而,若计测加工装置1c形成的所有沟槽构造的特性,则计测沟槽构造的特性所需的时间变得庞大。因此,在第三变形例中,构造计测装置19c如图40所示选择性地计测加工装置1c在相当于形成有沟槽构造的已加工区域中的一部分的样品区域DAc所形成的沟槽构造的特性。构造计测装置19c选择性地计测在已加工区域内均等分布的多个样品区域DAc所形成的沟槽构造的特性。但,构造计测装置19c也可选择性地计测在已加工区域内随机分布的多个(或一个)样品区域DAc所形成的沟槽构造的特性。
构造计测装置19c也可在加工装置1c应形成沟槽构造的某个区域形成沟槽构造后,选择性计测所述某个区域内的样品区域DAc所形成的沟槽构造的特性。例如,构造计测装置19c也可在加工装置1c在某个单位加工区域SA形成沟槽构造后,在所述单位加工区域SA内设定样品区域DAc,并选择性计测所述设定的样品区域DAc形成的沟槽构造的特性。其后,在加工装置1c在其他单位加工区域SA形成沟槽构造的情形时,构造计测装置19c也可在所述其他单位加工区域SA内设定样品区域DAc,并选择性计测所述设定的样品区域DAc形成的沟槽构造的特性。即,加工装置1c对沟槽构造的形成、及构造计测装置19c对沟槽构造的特性的计测也可交替地反复进行。
或者,构造计测装置19c也可在加工装置1c对涂装膜SF的表面的一个区域照射多个加工光EL(即在一个区域形成沟槽构造)的期间的至少一部分,在不同于一个区域的其他区域计测加工装置1c已形成的沟槽构造的特性。例如,构造计测装置19c也可在加工装置1c在某个单位加工区域SA形成沟槽构造的期间中的至少一部分,选择性计测不同于所述一个单位加工区域SA且加工装置1c已形成沟槽构造的其他单位加工区域SA内的样品区域DAc所形成的沟槽构造的特性。即,加工装置1c对沟槽构造的形成、及构造计测装置19c对沟槽构造的特性的计测也可并行进行。在所述情形时,可期待产出量的提升。
若构造计测装置19c所进行的计测结束,则将由构造计测装置19c所得的计测结果输出至控制装置18。控制装置18如所述那样基于由构造计测装置19c所得的计测结果特定沟槽构造的特性。控制装置18基于特定出的沟槽构造的特性,进行沟槽构造的特性的良否判定。进而,控制装置18将沟槽构造的特性的良否判定的结果经由包含显示器及扬声器等的至少一者的输出装置而通知给加工装置1c的操作者。
例如,控制装置18也可进行与涂装膜SF的表面交叉的方向上的沟槽构造的尺寸(即凹状构造CP1的深度D或凸状构造CP2的高度H)的良否判定。图41(a)是表示加工装置1c应形成的理想的沟槽构造的剖面图。控制装置18在特定出的沟槽构造的尺寸如图41(b)所示那样与理想的沟槽构造的尺寸相同的情形时,判定沟槽构造的尺寸正常(即沟槽构造为良品)。在所述情形时,控制装置18通知沟槽构造的尺寸正常的旨意。另一方面,控制装置18在特定出的沟槽构造的尺寸如图41(c)所示那样小于理想的沟槽构造的尺寸的情形时,判定沟槽构造的尺寸异常(即沟槽构造为不良品)。在所述情形时,控制装置18通知沟槽构造的尺寸异常的旨意(尤其是尺寸较小的旨意)。另一方面,控制装置18在特定出的沟槽构造的尺寸如图41(d)所示那样大于理想的沟槽构造的尺寸的情形时,判定沟槽构造的尺寸异常(即沟槽构造为不良品)。在所述情形时,控制装置18通知沟槽构造的尺寸异常的旨意(尤其是尺寸较大的旨意)。
例如,控制装置18也可进行沟槽构造的形状的良否判定。控制装置18在特定出的沟槽构造的形状如图42(a)所示那样与理想的沟槽构造的形状相同的情形时,判定沟槽构造的形状正常(即沟槽构造为良品)。在所述情形时,控制装置18通知沟槽构造的形状正常的旨意。另一方面,控制装置18在特定出的沟槽构造的形状如图42(b)所示那样不同于理想的沟槽构造的形状的情形时,判定沟槽构造的形状异常(即沟槽构造为不良品)。在所述情形时,控制装置18通知沟槽构造的形状异常的旨意。
例如,控制装置18也可进行构成沟槽构造的凹状构造CP1(进而凸状构造CP2,以下相同)的位置的良否判定。控制装置18在特定出的凹状构造CP1的位置如图43的上段所示那样与构成理想的沟槽构造的凹状构造CP1的位置相同的情形时,判定构成沟槽构造的凹状构造CP1的位置正常(即沟槽构造为良品)。在所述情形时,控制装置18通知构成沟槽构造的凹状构造CP1的位置正常的旨意。另一方面,控制装置18在特定出的凹状构造CP1的位置如图43的下段所示那样不同于构成理想的沟槽构造的凹状构造CP1的位置的情形时,判定构成沟槽构造的凹状构造CP1的位置异常(即沟槽构造为不良品)。在所述情形时,控制装置18通知构成沟槽构造的凹状构造CP1的位置异常的旨意。
例如,控制装置18也可进行沟槽构造的有无的良否判定。控制装置18在如图44(a)所示样品区域DA内存在沟槽构造的情形时,判定形成有沟槽构造(即沟槽构造为良品)。在所述情形时,控制装置18通知形成有沟槽构造的旨意。另一方面,控制装置18在如图44(b)所示样品区域DA内不存在沟槽构造的情形时,判定未形成沟槽构造(即沟槽构造为不良品)。在所述情形时,控制装置18通知未形成沟槽构造的旨意。
控制装置18在判定沟槽构造为不良品的情形时,也可以修正已形成的沟槽构造的方式控制光照射装置11。具体而言,在判定沟槽构造为不良品的情形时,不仅存在所述不良品的沟槽构造的样品区域DA内的沟槽构造为不良品,包含所述样品区域DA的涂装膜SF上的更大范围的区域内的沟槽构造有可能为不良品。因此,控制装置18以对包含样品区域DA的涂装膜SF上的更大范围的区域(以下将所述区域称为“修正对象区域”)照射加工光EL而修正所述修正区域内的沟槽构造的方式,控制光照射装置11。例如,如图45(a)所示,在构成沟槽构造的凹状构造CP1的尺寸(此处为深度D)小于构成理想的沟槽构造的凹状构造CP1的尺寸的情形时,控制装置18也可以通过对所述凹状构造CP1照射加工光EL而进一步去除涂装膜SF(即涂装膜SP1更薄)而使所述凹状构造CP1变大的方式控制光照射装置11。其结果为,如图45(b)所示,以修正对象区域内的沟槽构造的尺寸与理想的沟槽构造的尺寸一致的方式进行修正。再者,也可使用构造计测装置19c对沟槽构造的特性的计测结果,变更加工装置1c的加工条件。例如,在计测沟槽构造的形状、形成位置、尺寸偏离既定的范围(规格)的上下限的情形时,也可变更加工装置1c的加工条件使得沟槽构造的形状、形成位置、尺寸接近规格之中心值。
此种第三变形例的加工装置1c可享受与所述加工装置1可享受的效果同样的效果。进而,加工装置1c可适当地评价实际形成的沟槽构造的良否。
(4-4)第四变形例
继而,对第四变形例的加工装置1d进行说明。第四变形例的加工装置1d可变更凹状构造CP1的排列间距P1。若凹状构造CP1的排列间距P1改变,则凸状构造CP2的排列间距P2也改变。因此,加工装置1d可谓是可变更凸状构造CP2的排列间距P2。
为了变更排列间距P1,加工装置1d包括光照射装置11d以代替所述光照射装置11。光照射装置11d如图46所示那样包括具有变倍透镜1124d的光学系统112d,所述点不同于光照射装置11。光照射装置11d的其他特征也可与光照射装置11的其他特征相同。变倍透镜1124d可在控制装置18的控制下变更光学系统112d的投影倍率。变倍透镜1124d可在控制装置18的控制下变更射出的多个加工光EL的间隔。
若光学系统112d的投影倍率改变,则沿着涂装膜SF的表面的方向上的多个照射区域EA的相对位置关系改变。具体而言,如图47(a)所示,在光学系统112d的投影倍率为第一倍率(即射出的多个加工光EL的间隔为第一间隔)的情形时,多个照射区域EA的排列间距为第一间距Pe1。再者,多个照射区域EA的排列间距是指在步进动作中多个照射区域EA沿着在涂装膜EA的表面上移动的方向(图47(a)所示的例子中,为X轴方向)的排列间距。另一方面,如图47(b)所示,光学系统112d的投影倍率为大于第一倍率的第二倍率(即射出的多个加工光EL的间隔为大于第一间隔的第二间隔)的情形时,多个照射区域EA的排列间距成为大于第一间距Pe1的第二间距Pe2。即,控制装置18可通过变更光学系统112d的投影倍率,而变更沿着涂装膜SF的表面的方向上的多个照射区域EA的相对位置关系(尤其是多个照射区域EA的排列间距)。
若多个照射区域EA的排列间距改变,则通过分别照射至多个照射区域EA的多个加工光EL形成的多个凹状构造CP1的排列间距P1也改变。具体而言,如图47(c)所示,通过照射至排列间距为第一间距Pe1的多个照射区域EA的加工光EL形成的多个凹状构造CP1的排列间距P1成为与第一间距Pe1对应的第一间距Pp1。另一方面,如图47(d)所示,通过照射至排列间距为第二间距Pe2的多个照射区域EA的加工光EL形成的多个凹状构造CP1的排列间距P1成为与第二间距Pe2对应的第二间距Pp2。由于第二间距Pe2大于第一间距Pe1,故而第二间距Pp2也大于第一间距Pp1。
再者,光照射装置11d照射相互平行的多个加工光EL,故而若多个照射区域EA的排列间距改变,则多个加工光EL的相对位置关系改变。即,如图47(c)及图47(d)所示,多个加工光EL的相对位置关系以多个照射区域EA的排列间距变得越大则多个加工光EL的间隔(尤其是沿着涂装膜SF的表面的方向的间隔)越大的方式改变。因此,多个照射区域EA的排列间距的控制是与多个加工光EL的相对位置关系的控制等价。因此,控制装置18实质上可谓通过变更多个加工光EL的相对位置关系而变更凹状构造CP1的排列间距。
控制装置18也可根据欲形成沟槽构造的区域是与加工对象物S的哪个部分对应的区域,而变更凹状构造CP1的排列间距P1。例如,在如所述那样加工对象物S为航空机的情形时,能有效发挥躯体PL1的摩擦减小效果的凹状构造CP1的排列间距P1、与能有效发挥主翼PL2的摩擦减小效果的凹状构造CP1的排列间距P1并不一定相同。因此,控制装置18也可以通过加工躯体PL1上的涂装膜SF形成的凹状构造CP1的排列间距P1不同于通过加工主翼PL2上的涂装膜SF形成的凹状构造CP1的排列间距P1的方式,变更凹状构造CP1的排列间距P1。
控制装置18也可基于涂装膜SF的表面形状变更凹状构造CP1的排列间距P1。具体而言,如所述那样涂装膜SF的表面形状依存于涂装膜SF的下的加工对象物S的表面形状的可能性较高。即,涂布于表面为平面的加工对象物S上的涂装膜SF的表面为平面的可能性高,涂布于表面为曲面的加工对象物S上的涂装膜SF的表面为曲面的可能性高。在所述情形时,能够有效发挥成为第一形状的加工对象物S的表面的摩擦减小效果的凹状构造CP1的排列间距P1、与能有效发挥成为不同于第一形状的第二形状的加工对象物S的表面的摩擦减小效果的凹状构造CP1的排列间距P1并不一定相同。因此,控制装置18也可以通过加工表面形状为第一形状的涂装膜SF形成的凹状构造CP1的排列间距P1不同于通过加工表面形状为第二形状的涂装膜SF形成的凹状构造CP1的排列间距P1的方式,变更凹状构造CP1的排列间距P1。再者,在所述情形时,加工装置1d为基于涂装膜SF的表面形状变更凹状构造CP1的排列间距P1,与加工装置1b同样地,可包括能计测涂装膜SF的表面形状的表面特性计测装置19b,也可取得涂装膜SF的表面形状相关的信息(例如所述设计数据)。又,在光照射装置11d将相互平行的多个加工光EL照射至涂装膜SF的情形时,当加工对象物S的形状并非平面时,多个加工光EL的间隔(间距)与形成的凹状构造CP1的排列间距P1并不一定相同。在所述情形时,也可以将凹状构造CP1的排列间距P1设为既定间距的方式,变更多个加工光EL的间隔。再者,在光照射装置11d将相互非平行的多个加工光EL照射至涂装膜SF的情形时,当加工对象物S的形状为平面时,由于多个加工光EL的间隔(间距)与形成的凹状构造CP1的排列间距P1并不一定相同,故而变更多个加工光EL的间隔。
随着多个加工光EL的扫描,分别照射有多个加工光EL的多个照射区域EA的涂装膜SF的表面上的相对位置(尤其是沿着涂装膜SF的表面的方向上的位置)改变。若多个照射区域EA的涂装膜SF的表面上的相对位置改变,则在多个加工光EL的照射期间,存在形成有多个照射区域EA的区域自与加工对象物S的某个部分对应的区域(例如与躯体PL1对应的区域)向与加工对象物S的其他部分对应的区域(例如与主翼PL2对应的区域)变更的可能性。或者,若多个照射区域EA的涂装膜SF的表面上的相对位置改变,则在多个加工光EL的照射期间,存在涂装膜SF的表面之中形成有多个照射区域EA的部分的形状也改变的可能性。因此,控制装置18也可在将多个加工光EL照射至涂装膜SF时(即多个加工光EL相对于涂装膜SF相对移动时),变更凹状构造CP1的排列间距P1。如所述那样,若加工对象物S的形状不同,即便多个加工光EL的间隔固定,也有形成的凹状构造CP1的排列间距不同之虞。在所述情形时,也可根据涂装膜SF的形状而变更多个加工光EL的间隔(间距)。
此种第四变形例的加工装置1d可享受与所述加工装置1可享受的效果同样的效果,同时可变更构成沟槽构造的凹状构造CP1及凸状构造CP2的排列间距。因此,与无法变更凹状构造CP1及凸状构造CP2的排列间距的情形相比,可形成更适当的沟槽构造。具体而言,例如可形成采用了能适当地获得摩擦减小效果的适当排列间距的沟槽构造。
再者,参照图18至图24说明的所述光照射装置21a至光照射装置27a的至少一者也可包括变倍透镜1124d。在所述情形时,也能变更构成沟槽构造的凹状构造CP1及凸状构造CP2的排列间距。
又,在所述说明中,控制装置18是通过使用变倍透镜1124d变更光学系统112d的投影倍率,而变更凹状构造CP1的排列间距P1(即多个照射区域EA的排列间距)和/或多个加工光EL的间隔。然而,控制装置18也可通过其他方法变更凹状构造CP1的排列间距P1(即多个照射区域EA的排列间距)和/或多个加工光EL的间隔。加工装置1d包括所述光照射装置21a至光照射装置27a的任一者代替光照射装置11d的情形时,控制装置18也可通过其他方法变更凹状构造CP1的排列间距P1(即多个照射区域EA的排列间距)和/或多个加工光EL的间隔。
例如,自光源系统111射出的多个加工光EL的各者的光路中,分别设置可变更相对于光轴的倾斜角度的平行平面板,并将这些平行平面板的角度分别设定为既定的角度,由此也可变更多个照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔。照射多个加工光EL的所述光照射装置22a至光照射装置23a及光照射装置25a至光照射装置27a的至少一者也可包括平行平面板。
例如,加工装置1d包括如所述图27所示的多个照射单元110b-1的情形时,控制装置18也可通过使多个照射单元110b-1沿着涂装膜SF的表面的方向移动而变更多个照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔。具体而言,控制装置18也可通过使多个照射单元110b-1移动而变更多个照射单元110b-1的排列间隔,来变更多个照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔。其结果为,凹状构造CP1的排列间距P1变更。在加工装置1d包括可照射多个加工光EL的所述光照射装置22a至光照射装置23a及光照射装置25a至光照射装置27a的任一者且光照射装置22a至光照射装置23a及光照射装置25a至光照射装置27a的任一者为了照射多个加工光EL而包括多个照射单元110b-1的情形时也同样。
例如,加工装置1d包括如所述图3(b)所示的多个光源1111的情形时,控制装置18也可通过使多个光源1111沿着涂装膜SF的表面的方向移动而变更多个照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔。具体而言,控制装置18通过使多个光源1111移动而变更多个光源1111的排列间隔,来变更多个照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔。其结果为,凹状构造CP1的排列间距P1变更。在加工装置1d包括可照射多个加工光EL的所述光照射装置22a至光照射装置23a及光照射装置25a至光照射装置27a的任一者且光照射装置22a至光照射装置23a及光照射装置25a至光照射装置27a的任一者为了照射多个加工光EL而包括多个光源1111的情形时也同样。
例如,加工装置1d将来自所述图3(c)所示的单一光源1111的加工光EL经分支器1112分支而自多个射出口射出的情形时,控制装置18也可通过变更多个射出口的位置而变更多个照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔。具体而言,控制装置18也可通过变更多个射出口的排列间隔而变更多个照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔。其结果为,凹状构造CP1的排列间距P1变更。在加工装置1d包括可射出多个加工光EL的所述光照射装置22a至光照射装置23a及光照射装置25a至光照射装置27a的任一者且光照射装置22a至光照射装置23a及光照射装置25a至光照射装置27a的任一者为了照射多个加工光EL而将来自单一光源1111的加工光EL经分支器1112分支的情形时也同样。
例如,在加工装置1d包括具有镜阵列222a的光照射装置22a的情形时,控制装置18也可通过控制镜阵列2221a的各镜M的倾斜角度改变各镜M的反射面的位置(尤其是绕Y轴的位置),而变更多个照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔。例如,在镜阵列2221a包括在XY平面上矩阵状排列的多个镜M的情形时,控制装置18也可通过以在Y轴方向排列的一群镜M的单位控制各镜M的倾斜角度,而变更沿着X轴方向排列的多个照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔。
例如,若加工装置1d包括可变更多个加工光EL的相对角度的光照射装置11d-1,则控制装置18也可通过变更多个加工光EL的相对角,而变更多个照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔。具体而言,图48(a)表示多个加工光EL的相对角度为第一角度状态的状况,图48(b)表示多个加工光EL的相对角度为不同于第一角度状态的第二角度状态的状况。如图48(a)及图48(b)所示,若多个加工光EL的相对角度改变,则多个加工光EL入射至涂装膜SF的角度改变。另一方面,即便多个加工光EL的相对角度改变,但多个加工光EL的射出点如光射出装置11d-1的光源系统那样不改变。其结果为,如图48(c)及图48(d)所示,若多个加工光EL的相对角度改变,多个照射区域EA的排列间距改变。具体而言,如图48(c)所示,多个加工光EL的相对角度为第一角度状态的情形时,多个照射区域EA的排列间距为第三间距Pe3。另一方面,如图48(d)所示,多个加工光EL的相对角度为第二角度状态的情形时,多个照射区域EA的排列间距为大于第三间距Pe3的第四间距Pe4。其结果为,凹状构造CP1的排列间距P1变更。再者,光照射装置11d-1也可为对于可照射多个加工光EL的所述光照射装置11及光照射装置22a至光照射装置23a及光照射装置25a至光照射装置27a的任一者,设置用于变更多个加工光EL的相对角度的光学构件的光照射装置。
例如,若加工装置1d包括可将相互非平行的多个加工光EL照射至涂装膜SF的光照射装置11d-2,则控制装置18也可通过变更与涂装膜SF的表面交叉的方向(图49(a)至图49(b)所示的例子中,Z轴方向)的光照射装置11d-2与涂装膜SF的相对位置关系(光照射装置11d-2与涂装膜SF的距离),而变更多个照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔。具体而言,如图49(a)所示,在Z轴方向上的光照射装置11d-2与涂装膜SF之间的距离为D5的情形时,多个照射区域EA的排列间距为第五间距Pe5。其后,如图49(b)所示,通过驱动系统12以使光照射装置11d-2自涂装膜SF离开的方式沿着Z轴移动,结果Z轴方向上的光照射装置11d-2与涂装膜SF之间的距离成为D6(其中D5<D6)的情形时,多个照射区域EA的排列间距成为大于第五间距Pe5的第六间距Pe6。其结果为,凹状构造CP1的排列间距P1变更。再者,光照射装置11d-2也可为设置有用于对可射出多个加工光EL的所述光照射装置11及光照射装置22a至光照射装置23a及光照射装置25a至光照射装置27a的任一者照射相互非平行的多个加工光EL的光学构件的光照射装置。
例如,若加工装置1d包括分别可射出加工光EL的多个光源1111,则控制装置18也可通过变更多个光源1111之中实际射出加工光EL的光源111的数量,而变更多个照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔。具体而言,在图50(a)所示的例子中,选择多个光源1111中的6个光源1111作为射出加工光EL的光源111。在所述情形时,6个光源1111射出加工光EL,其他光源1111不射出加工光EL。或者,其他光源1111也可射出加工光EL,但射出的加工光EL被遮光而不照射至涂装膜SF。在所述情形时,如图50(b)所示,多个照射区域EA的排列间距成为第七间距Pe7。另一方面,在图50(c)所示的例子中,选择多个光源1111中的3个光源1111(尤其是图50(a)所示的例子中选择的6个光源1111中的每隔一个选择的3个光源1111)作为射出加工光EL的光源111。在所述情形时,如图50(d)所示,多个照射区域EA的排列间距成为大于第七间距Pe7(例如2倍)的第八间距Pe8。其结果为,凹状构造CP1的排列间距P1变更。在加工装置1d包括可射出多个加工光EL的所述光照射装置22a至光照射装置23a及光照射装置25a至光照射装置27a的任一者且光照射装置22a至光照射装置23a及光照射装置25a至光照射装置27a的任一者为了照射多个加工光EL而包括多个光源1111的情形时也同样。
或者,控制装置18也可除了变更多个照射区域EA的排列间距(即变更多个照射区域EA的相对位置关系)以外或取而代之地,通过其他方法变更凹状构造CP1的排列间距和/或多个加工光EL的间隔。例如,也可在自光源系统111射出的多个加工光EL的各者的光路中设置光闸。
例如,若加工装置1d包括使通过使所述图18所示的第一分支光EL1及第二分支光EL2干涉而形成的干涉条纹形成于涂装膜SF的表面的光照射装置21a,则控制装置18也可通过变更第一分支光EL1与第二分支光EL交叉的角度(即第一分支光EL1与第二分支光之间的相对角),而变更凹状构造CP1的排列间距P1。具体而言,在图51(a)所示的例子中,第一分支光EL1与第二分支光EL交叉的角度为第一角度θ1。在所述情形时,如图51(b)所示,形成于涂装膜SF的表面的干涉条纹的间距为第九间距Pe9。另一方面,在图51(c)所示的例子中,第一分支光EL1与第二分支光EL交叉的角度为不同于第一角度θ1的第二角度θ2。在所述情形时,如图51(d)所示,形成于涂装膜SF的表面的干涉条纹的间距为不同于第九间距Pe9的第十间距Pe10。其结果为,凹状构造CP1的排列间距P1变更。
但,为了变更第一分支光EL1与第二分支光EL交叉的角度,加工装置1d也可如图52所示包括具有角度调整元件2127d的光照射装置11d-3来代替光照射装置21a,所述角度调整元件2127d用于调整第一分支光EL1与第二分支光EL交叉的角度。角度调整元件2127d可通过使光射出口2123a及投影光学系统2125a同步移动而调整相对于第二分支光EL2的第一分支光EL1的相对角度。进而,角度调整元件2127d也可除了使光射出口2123a及投影光学系统2125a同步移动以外或取而代之地,通过使光射出口2124a及聚光光学系统2126a同步移动而调整相对于第一分支光EL1的第二分支光EL2的相对角度。因此,角度调整元件2127d可变更第一分支光EL1与第二分支光EL交叉的角度。
例如,若所述多个照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔变更,则涂装膜SF的表面上的多个加工光EL的强度分布变更。因此,多个照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔的变更是与涂装膜SF的表面上的多个加工光EL的强度分布的控制等价。同样地,若通过所述第一分支光EL1与第二分支光EL2干涉而形成于涂装膜SF的表面上的干涉条纹的间距变更,则涂装膜SF的表面上的多个加工光EL强度分布变更。因此,第一分支光EL1与第二分支光EL2交叉的角度的变更是与涂装膜SF的表面上的多个加工光EL的强度分布的控制等价。因此,控制装置18也可除了变更凹状构造CP1的排列间距P1和/或多个加工光EL的间隔以外或取而代之地,控制涂装膜SF的表面上的多个加工光EL的强度分布(或者沿着涂装膜SF的表面的面内的多个加工光EL的强度分布)。在所述情形时,光学系统112也可包括用在控制装置18的控制下调整多个加工光EL的强度分布的强度分布调整元件。强度分布调整元件例如也可为可对加工光EL进行空间调变的空间光调变器。因此,若加工装置1d包括包含空间光调变器的光照射装置24a(参照图21),则控制装置18也可控制空间光调变器而变更多个加工光EL的强度分布。
又,在所述说明中,控制装置18为了变更凹状构造CP1的排列间距P1而进行照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔的变更、第一分支光EL1与第二分支光EL交叉的角度的变更、及涂装膜SF的表面上的多个加工光EL的强度分布的变更的至少一者。然而,控制装置18也可为了维持凹状构造CP1的排列间距P1(即防止排列间距P1的变动),进行照射区域EA的排列间距和/或多个加工光EL的间隔的变更、第一分支光EL1与第二分支光EL交叉的角度的变更、及涂装膜SF的表面上的多个加工光EL的强度分布的变更的至少一者。具体而言,如所述那样,加工装置1d经由检流计镜1122使多个加工光EL扫描单位加工区域SA。此处,自检流计镜1122至单位加工区域SA之中央部的加工光EL的光路的长度、与自检流计镜1122至单位加工区域SA的端部的加工光EL的光路的长度严格而言并不相同。因此,存在单位加工区域SA之中央部的多个照射区域EA的排列间距、与单位加工区域SA的端部的多个照射区域EA的排列间距不一致的可能性。或者,如所述那样加工对象物S为航空机的机体等,故而涂装膜SF的表面为曲面、或具有凹凸、或倾斜的可能性较高。在所述情形时,自检流计镜1122至单位加工区域SA的某个部分的加工光EL的光路的长度、与自检流计镜1122至单位加工区域SA的其他部分的加工光EL的光路的长度严格而言也不相同。因此,存在单位加工区域SA的某个部分的多个照射区域EA的排列间距、与单位加工区域SA的其他部分的多个照射区域EA的排列间距不一致的可能性。其结果为,在单位加工区域SA欲形成相同排列间距P1的凹状构造CP1的状况下,存在形成于单位加工区域SA的某个部分的凹状构造CP1的排列间距P1、与形成于单位加工区域SA的其他部分的凹状构造CP1的排列间距P1未意图地不一致的可能性。因此,控制装置18也可以抵消此种凹状构造CP1的排列间距P1的未意图的变动的方式,进行照射区域EA的排列间距的变更、第一分支光EL1与第二分支光EL交叉的角度的变更、及涂装膜SF的表面上的多个加工光EL的强度分布的变更的至少一者。其结果为,凹状构造CP1的排列间距P1的未意图的变动被抵消,可适当地形成相同排列间距P1的凹状构造CP1。
(4-5)第五变形例
所述第四变形例的加工装置1d是为了变更构成沟槽构造的凹状构造CP1的排列间距P1,而变更加工光EL的特性(例如多个照射区域EA之间的相对位置关系、第一分支光EL1与第二分支光EL2交叉的角度、及涂装膜SF上的多个加工光EL的强度分布的至少一者)。另一方面,第五变形例的加工装置e是为了变更沟槽构造的任意特性而变更加工光EL的任意特性。再者,作为第五变形例中的“沟槽构造的任意特性”的一例,如第三变形例所说明那样列举沟槽构造的有无、沟槽构造的形状(例如凹状构造CP1的剖面形状、及凹状构造CP1的剖面形状等的至少一者)、沟槽构造的尺寸(例如凹状构造CP1的深度D、凹状构造CP1的宽度、凹状构造CP1的排列间距P1、凸状构造CP2的高度H、凸状构造CP2的宽度、及凸状构造CP2的排列间距P2等的至少一者)、及沟槽构造的位置(例如凹状构造CP1及凸状构造CP2的至少一者的位置)的至少一者。因此,加工装置1e如图53所示包括用于调整加工光EL的特性的特性调整装置41e,所述点不同于所述加工装置1。再者,加工装置1e可包括与光照射装置11独立的特性调整装置41e,也可包括组入光照射装置11(即构成光照射装置11的一部分)的特性调整装置41e。加工装置1e的其他特征也可与加工装置1的其他特征相同。
控制装置18也可以变更沟槽构造的任意特性而形成更适当沟槽构造的方式变更加工光EL的任意特性。例如,控制装置18也可以变更沟槽构造的任意特性而形成适当地获得摩擦减小效果的适当沟槽构造的方式,变更加工光EL的任意特性。
多个加工光EL的特性也可包含涂装膜SF的表面上的多个加工光EL的强度分布。即,控制装置18也可控制特性调整装置41e而变更涂装膜SF的表面上的多个加工光EL的强度分布。若涂装膜SF的表面上的多个加工光EL的强度分布改变,则凹状构造CP1的特性(尤其是形状及位置等的至少一者)改变。其结果为,由此种凹状构造CP1形成的沟槽构造的特性(尤其是形状及位置等的至少一者)改变。例如,若将图54(a)所示的具有第一强度分布的多个加工光EL照射至涂装膜SF的表面,则形成图54(b)所示的凹状构造CP1。另一方面,例如,若将图54(c)所示的具有不同于第一强度分布的第二强度分布的多个加工光EL照射至涂装膜SF的表面,则形成与图54(b)所示的凹状构造CP1特性不同的图54(d)所示的凹状构造CP1。
多个加工光EL的特性也可包含多个照射区域EA的形状。即,控制装置18也可控制特性调整装置41e而变更多个照射区域EA的形状。若多个照射区域EA的形状改变,则凹状构造CP1的特性(尤其是形状及位置等的至少一者)改变。其结果为,由此种凹状构造CP1形成的沟槽构造的特性(尤其是形状及位置等的至少一者)改变。例如,若对图55(a)所示的第一形状的多个照射区域EA照射多个加工光EL,则形成图55(b)所示的凹状构造CP1。另一方面,例如若对图55(c)所示的不同于第一形状的第二形状的多个照射区域EA照射多个加工光EL,则形成与图55(b)所示的凹状构造CP1特性不同的图55(d)所示的凹状构造CP1。
多个加工光EL的特性也可包含多个照射区域EA的大小。即,控制装置18也可控制特性调整装置41e而变更多个照射区域EA的大小。若多个照射区域EA的大小改变,则凹状构造CP1的特性(尤其是形状及位置等的至少一者)改变。其结果为,由此种凹状构造CP1形成的沟槽构造的特性(尤其是形状及位置等的至少一者)改变。例如若对图56(a)所示的第一大小的多个照射区域EA照射多个加工光EL,则形成图51(b)所示的凹状构造CP1。另一方面,例如若对图56(c)所示的小于第一大小的第二大小的多个照射区域EA照射多个加工光EL,则形成宽度较图56(b)所示的凹状构造CP1窄的图56(d)所示的凹状构造CP1。
多个加工光EL的特性也可包含多个加工光EL的强度。即,控制装置18也可控制特性调整装置41e而变更多个加工光EL的强度。若多个加工光EL的强度改变,则凹状构造CP1的特性(尤其是形状等)改变。具体而言,多个加工光EL的强度越大则通过多个加工光EL的照射施加至涂装膜SF的能量越大,故而去除更多的涂装膜SF。因此,多个加工光EL的强度越大,形成的凹状构造CP1的深度越大。其结果为,由此种凹状构造CP1形成的沟槽构造的特性(尤其是形状等)改变。例如若照射图57(a)所示的具有第一强度的多个加工光EL,则形成图57(b)所示的凹状构造CP1。另一方面,例如若照射图57(c)所示的具有大于第一强度的第二强度的多个加工光EL,则形成较图57(b)所示的凹状构造CP1深的图57(d)所示的凹状构造CP1。
多个加工光EL的特性也可包含多个加工光EL的照射时间。即,控制装置18也可控制特性调整装置41e而变更多个加工光EL的照射时间。若多个加工光EL的照射时间改变,则凹状构造CP1的特性(尤其是形状等)改变。具体而言,多个加工光EL的照射时间越长则通过多个加工光EL的照射施加至涂装膜SF的能量越大,故而去除更多的涂装膜SF。因此,多个加工光EL的照射时间越长则形成的凹状构造CP1的深度越大。其结果为,由此种凹状构造CP1形成的沟槽构造的特性(尤其是形状等)改变。
多个加工光EL的特性也可包含多个加工光EL的偏光状态(例如s偏光或p偏光的差异、及圆偏光或直线偏光或椭圆偏光的差异等的至少一者)。即,控制装置18也可控制特性调整装置41e而变更多个加工光EL的偏光状态。若多个加工光EL的偏光状态改变,则所述多个加工光EL的相对于涂装膜SF的吸收程度会改变。其结果为,通过多个加工光EL的照射施加至涂装膜SF的能量会改变,故而多个凹状构造CP1的特性(尤其是形状等)会改变。其结果为,由此种凹状构造CP1形成的沟槽构造的特性(尤其是形状等)会改变。
多个加工光EL的特性也可包含多个加工光EL的波长。即,控制装置18也可控制特性调整装置41e而变更多个加工光EL的波长。若多个加工光EL的波长改变,则所述多个加工光EL的相对于涂装膜SF的吸收程度会改变。其结果为,通过多个加工光EL的照射施加至涂装膜SF的能量会改变,故而多个凹状构造CP1的特性(尤其是形状等)会改变。其结果为,由此种凹状构造CP1形成的沟槽构造的特性(尤其是形状等)会改变。
控制装置18也可在将多个加工光EL照射至涂装膜SF时(即多个加工光EL相对于涂装膜SF相对移动时)变更多个加工光EL的特性。其结果为,在某个方向延伸的一系列凹状构造CP1变得包含具有第一特性的部分、及具有不同于第一特性的第二特性的部分。例如,如图58(a)至图58(c)所示,在某个方向延伸的一系列凹状构造CP1变得包含具有第一形状的部分(参照图58(a)的I-I'剖面图即图53(b))、及具有不同于第一形状的第二形状的部分(参照图58(a)的II-II'剖面图即图58(c))。即,沿着凹状构造CP1的延伸方向而凹状构造CP1的剖面形状改变。或者,例如如图59(a)至图59(c)所示,在某个方向延伸的一系列凹状构造CP1变得包含具有第一宽度的部分(参照图59(a)的I-I'剖面图即图54(b))、及具有不同于第一宽度的第二宽度的部分(参照图59(a)的II-II'剖面图即图59(c))。即,沿着凹状构造CP1的延伸方向而凹状构造CP1的宽度改变。
此种第五变形例的加工装置1e可享受与所述加工装置1可享受的效果同样的效果,且可变更沟槽构造的特性。因此,与无法变更沟槽构造的特性的情形相比,可形成更适当的沟槽构造。具体而言,例如可形成具有能适当地获得摩擦减小效果的适当特性的沟槽构造。
(4-6)第六变形例
继而,一面参照图60一面对第六变形例的加工装置1f进行说明。在所述说明中,支撑装置14的端部144可接触涂装膜SF的表面。即,支撑装置14以接触涂装膜SF的状态支撑收容装置13(进而收容装置13支撑的光照射装置11)。另一方面,第六变形例的加工装置1f如图60所示包括与涂装膜SF的表面非接触的支撑装置14f代替此种支撑装置14,所述点不同于所述加工装置1。加工装置1f的其他特征也可与加工装置1的其他特征相同。
支撑装置14f与涂装膜SF的表面非接触,故而支撑装置14不接触涂装膜SF而支撑收容装置13(进而收容装置13支撑的光照射装置11,以下第六变形例中相同)。支撑装置14f是通过自涂装膜SF(进而加工对象物S)分离的支撑框架(或者任意的支撑构件等)Ff而支撑。支撑装置14f是以接触支撑框架Ff的状态支撑收容装置13。
支撑装置14f是与支撑装置14同样包括梁构件141。进而,支撑装置14f包括配置于梁构件141的多个柱构件142f代替支撑装置14包括的多个脚构件142。柱构件142f是自梁构件141朝+Z侧延伸的棒状的构件。脚构件142f的端部(图60所示的例子中,+Z侧的端部)144f可接触支撑框架Ff。端部144f是与脚构件142的端部144同样地能以接触支撑框架Ff的状态附着于支撑框架Ff。
柱构件142f是与脚构件142同样地通过驱动系统15而可沿着Z轴伸缩的构件。即,柱构件142f的状态可在通过柱构件142f沿着Z轴延伸而在Z轴方向的长度相对较长的第三伸长状态、与通过柱构件142f沿着Z轴缩小而Z轴方向的长度相对较短的第三缩小状态之间切换。柱构件142f的状态是与脚构件142同样地在支撑装置14f移动时可在第三伸长状态与第三缩小状态之间切换。在柱构件142f为第三伸长状态的情形时,柱构件142f的端部144f可接触支撑框架Ff。另一方面,在柱构件142f为第三缩小状态的情形时,端部144f不接触支撑框架Ff。即,在柱构件142f为第三缩小状态的情形时,端部144f自支撑框架Ff朝-Z侧离开。因此,不会因柱构件142f的端部144f与支撑框架Ff的接触而妨碍支撑装置14f的移动。再者,柱构件142f也可安装于可沿着X轴及Y轴的至少一者移动的顶部起重机。又,支撑装置14f也可为起重机及机械臂的至少一者。
此种第六变形例的加工装置1f可享受与所述加工装置1可享受的效果同样的效果。
但,在加工装置1f中,支撑装置14f与涂装膜SF为非接触,故而支撑装置14f与涂装膜SF振动分离。由于支撑装置14f支撑光照射装置11,故而光照射装置11与涂装膜SF振动分离。因此,若因振动等导致涂装膜SF相对于光照射装置11相对移动,则在涂装膜SF的表面,光照射装置11所照射的加工光EL的照射位置(即照射区域EA的位置)有可能自本来的照射位置偏离。即,存在涂装膜SF与照射区域EA的相对位置关系改变的可能性。因此,在第六变形例中,控制装置18基于相对于支撑装置14f的涂装膜SF的振动状态及相对于支撑装置14f的涂装膜SF的相对位置关系的至少一者,以相对于涂装膜SF的照射区域EA的相对位置不改变的方式,使照射区域EA相对于支撑装置14f相对移动。若涂装膜SF相对于支撑装置14f振动(或者移动)则涂装膜SF与照射区域EA的相对位置关系改变,故而控制装置18基于涂装膜SF与照射区域EA的相对位置关系,以相对于涂装膜SF的照射区域EA的相对位置关系维持固定的方式,变更相对于涂装膜SF的照射区域EA的相对位置。
因此,加工装置14f包括计测相对于支撑装置14f的涂装膜SF的相对振动状态的振动计测装置51f。作为振动计测装置,可使用具有使用例如格子照射法或格子投影法的波纹成像法、全像干涉法、自动准直法、立体法、像散法、临界角法、或刀刃法等各种计测原理的光学计测装置。再者,加工装置14f也可包括计测其自身的振动状态的包括变位计、速度计、或者加速度计的振动计测装置。控制装置18基于振动计测装置51f的计测结果,以即便涂装膜SF相对于支撑装置14f振动,相对于涂装膜SF的照射区域EA的位置也不改变的方式,变更相对于支撑装置14f的照射区域EA的位置。此处,若因振动而涂装膜SF相对于支撑装置14f朝一移动方向以一移动量移动,另一方面照射区域EA相对于支撑装置14f静止,则涂装膜SF相对于照射区域EA朝一移动方向仅以一移动量移动。即,在涂装膜SF的表面上,照射区域EA相对于涂装膜SF朝与一移动方向相反的其他移动方向仅以一移动量移动。因此,为了使相对于涂装膜SF的照射区域EA的相对位置不改变,照射区域EA需要与涂装膜SF相同地移动。即,若照射区域EA配合涂装膜SF的移动而朝一移动方向仅以一移动量移动,则相对于涂装膜SF的照射区域EA的位置不会改变。更具体而言,若照射区域EA相对于支撑装置14f朝一移动方向仅以一移动量移动,则相对于涂装膜SF的照射区域EA的位置不会改变。因此,控制装置18使照射区域EA相对于支撑装置14f朝与相对于支撑装置14f的涂装膜SF的移动方向相同方向,仅以与相对于支撑装置14f的涂装膜SF的移动量相同的移动量移动。再者,照射区域EA的移动可通过驱动系统12对光照射装置11的移动而实现,也可通过光照射装置11包括的光学构件中的至少一者的光学构件的移动和/或姿势控制(例如检流计镜1122的旋转状态的控制)而实现,还可通过其他方法实现。
再者,在支撑装置14与涂装膜SF可接触的所述加工装置1等中,也存在支撑装置14的振动状态与涂装膜SF的振动状态不一致的可能性。因此,所述加工装置1等中,控制装置18也可基于相对于支撑装置14f的涂装膜SF的振动状态(即相对于支撑装置14f的涂装膜SF的相对位置),以相对于涂装膜SF的照射区域EA的相对位置不改变的方式,使照射区域EA相对于支撑装置14f相对移动。
(4-7)第七变形例
继而,一面参照图61一面对第七变形例的加工装置1g进行说明。所述加工装置1可不移动加工对象物SF,而通过驱动系统12及驱动系统15使光照射装置11相对于涂装膜SF移动。另一方面,第七变形例的加工装置1g可不移动光照射装置11而使涂装膜SF(即加工对象物SF)相对于光照射装置11移动,所述点不同于所述加工装置1。加工装置1g的其他特征也可与加工装置1的其他特征相同。
为了移动加工对象物SF,加工装置1g包括载物台61g。载物台61g是通过压盘62g而自-Z侧被支撑。载物台61g收容于收容空间SP。载物台61g是以与光照射装置11相向的方式配置。载物台61g能以涂装膜SF与光照射装置11相向的方式保持加工对象物S。载物台61g能以来自光照射装置11的多个加工光EL照射至涂装膜SF的方式保持加工对象物S。载物台61g能释放保持的加工对象物S。
载物台61g可通过驱动系统63g而移动。载物台61g能以保持加工对象物S的状态移动。载物台61g能相对于光照射装置11移动。载物台61g能相对于照射有来自光照射装置11的多个加工光EL的照射区域EA移动。驱动系统63g以在控制装置18的控制下变更光照射装置11与涂装膜SF的相对位置关系(即照射区域EA与涂装膜SF的相对位置关系)的方式,移动载物台61g。驱动系统63g也可沿着X轴及Y轴的至少一者移动载物台61g。其结果为,照射区域EA在涂装膜SF上沿着X轴及Y轴的至少一者移动。驱动系统63g也可沿着Z轴移动载物台61g。驱动系统63g也可除了沿着X轴、Y轴及Z轴的至少一者以外,还沿着θX方向、θY方向及θZ方向的至少一者移动载物台61g。
通过载物台61g的移动而加工对象物S相对于光照射装置11移动,涂装膜SF相对于收容装置13(尤其是间隔壁构件132的端部134)及支撑装置14(尤其是脚构件142的端部144)移动。因此,若在端部134及端部144的至少一者接触涂装膜SF的状态下载物台61g移动,则存在因端部134及端部144的至少一者与涂装膜SF的接触而妨碍载物台61g的移动(即加工对象物S的移动)的可能性。因此,在第七变形例中,端部134及端部144不接触涂装膜SF。在所述情形时,端部134例如接触压盘62g。其结果为,收容装置13与压盘62g协动而维持收容空间SP的密闭性。进而,端部144例如也接触压盘62g。其结果为,支撑装置14可在压盘62g上独立。即,支撑装置14以端部144接触压盘62g的状态支撑收容装置13。
在第七变形例中,可不移动光照射装置11,故而加工装置1g可不包括移动光照射装置11的驱动系统12及移动支撑装置15的驱动系统15。但,加工装置1g也可与所述加工装置1同样地可移动光照射装置11,在所述情形时,也可包括驱动系统12及驱动系统15的至少一者。
此种第七变形例的加工装置1g可使所述加工装置1中通过光照射装置11的移动而实现的涂装膜SF与照射区域EA之间的相对位置的变更,通过载物台61g的移动(即加工对象物S的移动)而实现。进而,加工装置1g可使所述加工装置1中通过检流计镜1122的旋转实现的涂装膜SF与照射区域EA之间的相对位置的变更,也通过载物台61g的移动(即加工对象物S的移动)而实现。因此,加工装置1g也可享受与加工装置1可享受的效果同样的效果。即,加工装置1g可通过载物台61g的移动使加工对象物S移动,而交替地反复进行多个加工光EL沿着Y轴扫描涂装膜SF的表面(即多个照射区域EA沿着Y轴移动)的扫描动作、及多个照射区域EA沿着X轴以既定量移动的步进动作。其结果为,加工装置1g可通过多个加工光EL扫描多个单位加工区域SA,结果可形成所述沟槽构造。
(4-8)第八变形例
继而,一面参照图62一面对第八变形例的加工装置1h进行说明。所述加工装置1是在光照射装置11被收容装置13支撑的状态下,通过驱动系统12移动光照射装置11。即,加工装置1是使光照射装置11在与涂装膜SF非接触的状态下移动。另一方面,第八变形例的加工装置1h是在光照射装置11h未被收容装置13支撑的状态下移动光照射装置11h,所述点不同于所述加工装置1。因此,加工装置1h与所述加工装置1不同点在于,收容装置13也可不支撑光照射装置11。即,加工装置1h与所述加工装置1不同点在于,包括未被收容装置13支撑的光照射装置11h。进而,加工装置1h与所述加工装置1不同点在于,包括用于移动未被收容装置13支撑的光照射装置11h的驱动系统12h代替所述驱动系统12。加工装置1h的其他特征也可与加工装置1的其他特征相同。
由于收容装置13不支撑光照射装置11h,故而光照射装置11h是载置于涂装膜SF的表面。光照射装置11h包括可接触涂装膜SF的表面的接触部113h,所述点不同于所述光照射装置11。光照射装置11h的其他特征也可与光照射装置11的其他特征相同。光照射装置11h是以经由接触部113h接触涂装膜SF的表面的状态载置于涂装膜SF的表面。因此,光照射装置11h被涂装膜SF支撑。
驱动系统12h在控制装置18的控制下使光照射装置11h相对于涂装膜SF(即相对于加工对象物S)移动。更具体而言,驱动系统12h使光照射装置11h沿着涂装膜SF的表面移动。此时,驱动系统12h以光照射装置11h经由接触部113h接触涂装膜SF的状态而移动光照射装置11h。因此,接触部113h是与涂装膜SF之间的摩擦阻力相对较小的构件。或者,接触部113是滚动阻力相对较小的构件(例如轮胎及球等的至少一者)。因此,光照射装置11h可沿着涂装膜SF的表面如所谓自行走那样在涂装膜SF的表面上移动。
光照射装置11h以光照射装置11h经由接触部113h接触涂装膜SF的状态照射加工光EL。光照射装置11也可在光照射装置11h沿着涂装膜SF的表面移动的期间,照射加工光EL。其结果为,由于照射区域EA相对于涂装膜SF移动,故而可进行多个加工光EL沿着Y轴扫描涂装膜SF的表面(即多个照射区域EA沿着Y轴移动)的扫描动作。即,加工装置1h通过光照射装置11h的移动即便不旋转检流计镜1122也能交替反复进行扫描动作及所述步进动作,而形成沟槽构造。但,加工装置1h也可通过旋转检流计镜1122而交替反复进行扫描动作及步进动作。
如所述那样,加工装置1h是以通过支撑装置14自涂装膜SF悬吊(例如自加工对象物S的一例即航空机PL的机体悬吊)的方式相对于涂装膜SF配置(参照所述图6(b))。如此若加工装置1h自涂装膜SF悬吊,由于光照射装置11h并未被收容装置13支撑,故而有光照射装置11h落下的可能性。因此,光照射装置11自身也可附着于涂装膜SF。例如,接触部113h也可附着于涂装膜SF。例如,接触部113h也可包括可吸附于涂装膜SF的吸附机构。或者,例如如图63所示,也可设置使光照射装置11h位于涂装膜SF上的吸附部114h。在图63中,光照射装置11h是由框架115h支撑。所述框架115h设置有作为接触部的车轮113h、及构成吸附部114h的一部分的抽吸喷嘴114h1。抽吸喷嘴114h1是经由抽吸配管114h2而连接于抽吸泵114h3。抽吸泵114h3经由抽吸配管114h2对抽吸喷嘴114h1与涂装膜SF之间减压,使光照射装置11h吸附于涂装膜SF。再者,车轮113h可由驱动系统12h驱动。再者,作为吸附部114h并不限于所述所示的负压抽吸式,也可为例如磁石吸引式。
此种第八变形例的加工装置1h可享受与所述加工装置1可享受的效果同样的效果。进而,加工装置1h中,光照射装置11h可以接触涂装膜SF的状态沿着涂装膜SF的表面移动。因此,无论涂装膜SF的表面为何种形状,光照射装置11均可沿着涂装膜SF的表面移动。因此,加工装置1h可不怎么受到涂装膜SF的表面形状的制约而加工涂装膜SF。
(4-9)第九变形例
继而,一面参照图64一面对第九变形例的加工装置1i进行说明。如图64所示,加工装置1i进而包括位置计测装置71i,所述点不同于所述加工装置1。加工装置1i的其他特征也可与加工装置1的其他特征相同。
位置计测装置71i计测相对于涂装膜SF(即相对于加工对象物S)的多个照射区域EA的位置。在第九变形例中,为了计测多个照射区域EA的位置,位置计测装置71i包含可同时拍摄涂装膜SF的至少一部分及光照射装置11的至少一部分的双方的摄像机器(例如照相机)72i,计测相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置,间接地计测相对于涂装膜SF的照射区域EA的位置。为了同时拍摄涂装膜SF的至少一部分及光照射装置11的至少一部分,摄像机器72i以涂装膜SF的至少一部分及光照射装置11的至少一部分同时包含于摄像机器72i的摄像范围的方式,相对于涂装膜SF(即加工对象物S)及光照射装置11的至少一者对准。在所述情形时,典型而言摄像机器72i是配置于与涂装膜SF及光照射装置11隔开既定距离以上的位置。在所述情形时,摄像机器72i与涂装膜SF及光照射装置11隔开既定距离以上的位置拍摄涂装膜SF的至少一部分及光照射装置11的至少一部分。即,摄像机器72i是在俯瞰涂装膜SF及光照射装置11的状态下拍摄涂装膜SF的至少一部分及光照射装置11的至少一部分。
摄像机器72i同时拍摄涂装膜SF的至少一部分及光照射装置11的至少一部分,故而摄像机器72i的摄像结果(即位置计测装置71i的计测结果)包含相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置相关的信息。
此处,如所述那样,光照射装置11是收容于由间隔壁构件132围住的收容空间SP。间隔壁构件132为使可见光通过的构件的情形时,摄像机器72i可直接拍摄收容于收容空间SP的光照射装置11。其结果为,位置计测装置71i的计测结果包含相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置相关的信息。因此,间隔壁构件132也可为使可见光通过的构件。在所述情形时,若加工光EL为不可见光,加工光EL依然可被间隔壁构件132遮光。
或者,在间隔壁构件132为将可见光遮光的构件的情形时,存在摄像机器72i无法直接拍摄光照射装置11的可能性。然而,在所述情形时,摄像机器72i可拍摄支撑光照射装置11的收容装置13、及支撑收容装置13的支撑装置14。因此,在所述情形时,位置计测装置71i的计测结果包含相对于涂装膜SF的收容装置13及支撑装置14的至少一者的位置相关的信息。进而,若相对于涂装膜SF的收容装置13及支撑装置14的至少一者的位置改变,则被收容装置13及支撑装置14支撑的光照射装置11的相对于涂装膜SF的位置也改变。即,相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置是依存于相对于涂装膜SF的收容装置13及支撑装置14的至少一者的位置。因此,若收容装置13及支撑装置14的至少一者与光照射装置11的位置关系已知,则相对于涂装膜SF的收容装置13及支撑装置14的至少一者的位置相关的信息可转换为相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置相关的信息。因此,即便在间隔壁构件132为将可见光遮光的构件的情形时,位置计测装置71i的计测结果实质上也包含相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置相关的信息。再者,控制装置18控制驱动系统12及驱动系统15而分别移动光照射装置11及支撑装置14,故而收容装置13及支撑装置14的至少一者与光照射装置11的位置关系对于控制装置18而言为已知的信息。因此,控制装置18即便在间隔壁构件132为将可见光遮光的构件的情形时,也能根据位置计测装置71i的计测结果取得相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置相关的信息。
或者,即便间隔壁构件132为将可见光遮光的构件,摄像机器72i是使用不可见光的照明光拍摄涂装膜SF的至少一部分及光照射装置11的至少一部分的机器的情形时,摄像机器72i也能直接拍摄光照射装置11。因此,摄像机器72i也可使用不能通过间隔壁构件132的不可见光的照明光拍摄涂装膜SF的至少一部分及光照射装置11的至少一部分。但,若使用能被涂装膜SF相应吸收的波长的不可见光作为照明光,且照明光的强度为能使涂装膜SF蒸发的强度以上,则存在因照明光的照射而涂装膜SF蒸发的可能性。因此,摄像机器72i使用的照明光的强度设定为未达能使涂装膜SF蒸发的强度。即,照明光的强度以无法使涂装膜SF蒸发的程度将强度设定得较小。
位置计测装置71i的计测结果自位置计测装置71i经由有线或无线的通信线路而输出至控制装置18。控制装置18接收位置计测装置71i的计测结果。控制装置18根据位置计测装置71i的计测结果特定相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置,进而特定相对于涂装膜SF的多个照射区域EA的位置。具体而言,如所述那样,位置计测装置71i的计测结果包含相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置相关的信息。此处,若相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置改变,则相对于涂装膜SF的多个照射区域EA的位置也改变。即,相对于涂装膜SF的多个照射区域EA的位置是依存于相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置。因此,若光照射装置11与多个照射区域EA的位置关系已知,则相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置相关的信息可转换为相对于涂装膜SF的多个照射区域EA的位置相关的信息。进而,控制装置18控制光照射装置11(尤其是检流计镜1122)而变更涂装膜SF上的多个照射区域EA的位置。因此,光照射装置11与多个照射区域EA的位置关系对于控制装置18而言为已知的信息。因此,控制装置18可基于位置计测装置71i的计测结果及光照射装置11与多个照射区域EA的位置关系(换言之检流计镜1122的控制状态),而特定相对于涂装膜SF的多个照射区域EA的位置。
控制装置18基于特定出的多个照射区域EA的位置以形成沟槽构造的方式控制光照射装置11、驱动系统12及驱动系统15的至少一者。例如,控制装置18也可以在涂装膜SF上的所需位置设定照射区域EA的方式控制光照射装置11、驱动系统12、或驱动系统15。或者,例如,控制装置18也可在特定出的多个照射区域EA的位置(或者相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置),关联第二变形例中说明的涂装膜SF的表面特性(例如表面形状及反射率等的至少一者),并基于所述关联信息进行所述第二变形例中的事先计测控制运行。
此种第九变形例的加工装置1i可享受与所述加工装置1可享受的效果同样的效果。进而,加工装置1i可适当地特定相对于涂装膜SF的多个照射区域EA的位置。因此,加工装置1i可一面将涂装膜SF的表面上多个照射区域EA设定为适当位置一面适当(即精度相对良好)地加工涂装膜SF。
再者,如所述那样,位置计测装置71i可拍摄涂装膜SF的表面。因此,控制装置18也能根据位置计测装置71拍摄的涂装膜SF的表面的图像,特定涂装膜SF的表面形状、及涂装膜SF的表面上存在此种形状的位置的至少一者。因此,位置计测装置71i也可作为所述第二变形例中使用的用于计测涂装膜SF的表面形状的表面特性计测装置19b使用。在所述情形时,控制装置18也可根据位置计测装置71i的计测结果特定例如第二变形例中的事先计测控制运行的第一具体例至第三具体例中使用的“涂装膜SF的表面形状”。或者,控制装置18也可根据位置计测装置71i的计测结果特定例如第二变形例中的事先计测控制运行的第四具体例中使用的“涂装膜SF的表面上存在的容许尺寸以上的构造物”的形状、及存在此种构造物的区域的涂装膜SF上的位置的至少一者。
再者,在所述例中,位置计测装置71i是间接地计测相对于涂装膜SF的照射区域EA的位置,但位置计测装置71i也可直接计测相对于涂装膜SF的照射区域EA的位置。例如,自光照射装置11将较弱强度(涂装膜SF不蒸发的程度且摄像机器72i可检测的强度)的加工光EL照射至涂装膜SF上,在涂装膜SF上形成照射区域EA。通过摄像机器72i拍摄此照射区域EA的位置,由此可直接计测相对于涂装膜SF的照射区域EA的位置。再者,也可在对涂装膜SF的加工中直接计测照射区域EA的位置。
又,在所述说明中,是对加工装置1i自身包括位置计测装置71i的例进行说明。然而,如所述那样,位置计测装置71i(尤其是摄像机器72i)是配置于与光照射装置11隔开既定距离以上的位置,故而位置计测装置71i也可为与加工装置1i独立的装置。即,代替加工装置1i,包括经由有线或无线的通信线路而可收发信息的加工装置1及位置计测装置71i的加工系统,也能享受与所述第九变形例的加工装置1i可享受的效果同样的效果。
(4-10)第十变形例
继而,一面参照图65一面对第十变形例的加工装置1j进行说明。第十变形例的加工装置1j是以计测相对于涂装膜SF的多个照射区域EA的位置,基于计测结果形成沟槽构造的方式控制光照射装置11、驱动系统12及驱动系统15的至少一者,所述点是与所述第九变形例的加工装置1i相同。加工装置1j包括位置计测装置71j代替位置计测装置71i,所述点不同于所述加工装置1i。加工装置1j的其他特征也可与加工装置1i的其他特征相同。
位置计测装置71j计测相对于涂装膜SF(即相对于加工对象物S)的多个照射区域EA的位置,所述点是与所述位置计测装置71i相同。在第十变形例中,为了计测多个照射区域EA的位置,位置计测装置71j包括第一计测装置711j、及第二计测装置712j。第一计测装置711j与第二计测装置712j相互协动而计测相对于涂装膜SF的多个照射区域EA的位置。
第一计测装置711j是配置于与涂装膜SF具有既定的第一位置关系的第一位置。既定的第一位置关系对于控制装置18而言为已知。即,控制装置18保存有第一位置关系相关的信息。在图65所示的例子中,第一计测装置711j配置于涂装膜SF的表面。然而,第一计测装置711j也可配置于涂装膜SF的表面以外。例如,第一计测装置711j可配置于涂装膜SF的内部,可配置于计测对象物S,也可配置于其他位置。
第二计测装置712j是配置于与光照射装置11具有既定的第二位置关系的第二位置。既定的第二位置关系对于控制装置18而言为已知。即,控制装置18保存有第二位置关系相关的信息。在图65所示的例子中,第二计测装置712j配置于光照射装置11。然而,第二计测装置712j也可配置于加工装置1j之中光照射装置11以外的部分。或者,第二计测装置712j也可配置于加工装置1j以外。
第一计测装置711j包含可朝周围输出(即发送)信号的信号输出装置。在所述情形时,位置计测装置71j包括配置位置不同的多个(例如2个或3个以上的)第一计测装置711j。进而,在所述情形时,第二计测装置712j包含检测多个第一计测装置711j输出的信号的信号检测装置。第二计测装置712j的计测结果(即信号检测装置的检测结果)输出至控制装置18。控制装置18根据第二计测装置712j的计测结果,特定相对于多个第一计测装置711j的各者的第二计测装置712j的位置。控制装置18也可使用用于特定相对于多个信号输出装置的信号检测装置的位置的已知方法(例如,全球定位系统(Global Positioning System,GPS)等中采用的三维测位法等),特定相对于多个第一计测装置711j的各者的第二计测装置712j的位置。
其后,控制装置18基于相对于多个第一计测装置711j的各者的第二计测装置712j的位置,特定相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置。具体而言,多个第一计测装置711j的各者与涂装膜SF之间的第一位置关系及第二计测装置712j与光照射装置11之间的第二位置关系对于控制装置18而言为已知,故而多个第一计测装置711j的各者与第二计测装置712j之间的位置关系是和涂装膜SF与光照射装置11之间的位置关系等价。因此,控制装置18除了基于相对于多个第一计测装置711j的各者的第二计测装置712j的位置,还基于控制装置18已知的信息即多个第一计测装置711j的各者与涂装膜SF之间的第一位置关系及第二计测装置712j与光照射装置11之间的第二位置关系,特定相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置。在第十变形例中特定相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置之后的运行是与第九变形例相同。即,控制装置18基于特定出的相对于涂装膜SF的光照射装置11的位置,特定相对于涂装膜SF的多个照射区域EA的位置。
此种第十变形例的加工装置1j也能享受与所述第九变形例的加工装置1i可享受的效果同样的效果。
再者,第一计测装置711j也可不包含可向周围输出(即发送)信号的信号输出装置。例如,第一计测装置711j也可包含可被第二计测装置712j检测的任意的被检测装置。作为任意的被检测装置的一例,列举标记。进而,在所述情形时,第二计测装置712j也可包含可检测任意的被检测装置的检测装置。作为任意的检测装置的一例列举照相机等摄像机器。在所述情形时,控制装置18也能根据第二计测装置712j的计测结果,特定相对于第一计测装置711j的第二计测装置712j的位置。因此,控制装置18可特定相对于涂装膜SF的多个照射区域EA的位置。
(4-11)第十一变形例
继而,对第十一变形例的加工装置1k进行说明。加工装置1k是与所述加工装置1同样地,在涂装膜SF的表面设定多个单位加工区域SA,并对多个单位加工区域SA依序照射多个加工光EL。在第十一变形例中,各单位加工区域SA是与邻接的其他单位加工区域SA部分重叠。即,各单位加工区域SA包含与其他单位加工区域SA重叠的重叠区域SAa、及不与其他单位加工区域SA重叠的非重叠区域SAb。例如,如图66(a)所示,单位加工区域SA1包含与在单位加工区域SA1的+X侧邻接的单位加工区域SA2部分重叠(其中,不与单位加工区域SA6重叠)的重叠区域SAa1-2、与在单位加工区域SA1的+Y侧邻接的单位加工区域SA5部分重叠(其中,不与单位加工区域SA6重叠)的重叠区域SAa1-5、与单位加工区域SA2及SA5部分重叠且与在斜向邻接单位加工区域SA1的单位加工区域SA6部分重叠的重叠区域SAa1-256、及不与其他单位加工区域SA重叠的非重叠区域SAb1。例如,如图66(b)所示,单位加工区域SA2包含与在单位加工区域SA2的-X侧邻接的单位加工区域SA1部分重叠(其中,不与单位加工区域SA5重叠)的重叠区域SAa2-1、与在单位加工区域SA2的+X侧邻接的单位加工区域SA3部分重叠(其中,不与单位加工区域SA7重叠)的重叠区域SAa2-3、与在单位加工区域SA2的+Y侧邻接的单位加工区域SA6部分重叠(其中,不与单位加工区域SA5及单位加工区域SA7重叠)的重叠区域SAa2-6、与单位加工区域SA1及单位加工区域SA6部分重叠且还与在斜向邻接单位加工区域SA2的单位加工区域SA5部分重叠的重叠区域SAa2-156、与单位加工区域SA3及单位加工区域SA6部分重叠且还与在斜向邻接单位加工区域SA2的单位加工区域SA7部分重叠的重叠区域SAa2-367、及不与其他单位加工区域SA重叠的非重叠区域SAb2。
加工装置1k相比加工装置1,以照射至重叠区域SAa的加工光EL的特性、与照射至非重叠区域SAb的加工光EL的特性不同的方式照射多个加工光EL,所述点不同于所述加工装置1。详细而言,在一单位加工区域SA与其他单位加工区域SA部分重叠的重叠区域SAa,存在照射至一单位加工区域SA的加工光EL、与照射至其他单位加工区域SA的加工光EL重叠照射的可能性。另一方面,在包含于一单位加工区域SA的非重叠区域SAb,是照射照射至一单位加工区域SA的加工光EL,另一方面,不照射照射至其他单位加工区域SA的加工光EL。因此,若照射至重叠区域SAa的加工光EL的特性与照射至非重叠区域SAb的加工光EL的特性不同,则存在形成于重叠区域SAa的凹状构造CP1的特性、与形成于非重叠区域SAb的凹状构造CP1的特性改变的可能性。其结果为,存在沟槽构造的特性自本来需要的特性偏离的可能性。因此,在第十一变形例中,加工装置1k是以照射至重叠区域SAa的加工光EL的特性、与照射至非重叠区域SAb的加工光EL的特性不同的方式照射多个加工光EL。以下,对照射至重叠区域SAa的加工光EL的特性及照射至非重叠区域SAb的加工光EL的特性不同的3个例进行说明。再者,加工装置1k的其他特征也可与加工装置1的其他特征相同。
(4-11-1)照射至重叠区域SAa的加工光EL的特性与照射至非重叠区域SAb的加工 光EL的特性不同的第一具体例
在第一具体例中,如图67所示,控制装置18以对仍未照射加工光EL的重叠区域SAa(即仍未形成凹状构造CP1的重叠区域SAa)照射加工光EL的方式,控制光照射装置11。另一方面,控制装置18以不对已照射加工光EL的重叠区域SAa(即已形成凹状构造CP1的重叠区域SAa)照射加工光EL的方式,控制光照射装置11。进而,控制装置18以对非重叠区域SAb照射加工光EL的方式控制光照射装置11。即,控制装置18将照射至已照射加工光EL的重叠区域SAa的加工光EL的强度设定为零,将照射至仍未照射加工光EL的重叠区域SAa及非重叠区域SAb的加工光EL的强度设定为大于零的强度。换言之,控制装置18将照射至已照射加工光EL的重叠区域SAa的加工光EL的照射时间设定为零,将照射至仍未照射加工光EL的重叠区域SAa及非重叠区域SAb的加工光EL的照射时间设定为大于零的时间。再者,图67表示以下示例:对单位加工区域SA1照射加工光EL后,对与单位加工区域SA1部分重叠的单位加工区域SA2照射加工光EL的情形时,在对单位加工区域SA1照射加工光EL的时序,对仍未照射加工光EL的重叠区域SAa1-2照射加工光EL,在继单位加工区域SA1之后对单位加工区域SA2照射加工光EL的时序,不对已照射加工光EL的重叠区域SAa2-1照射加工光EL。
如此,若将照射至已照射加工光EL的重叠区域SAa的加工光EL的强度设定为零,则形成于重叠区域SAa的沟槽构造不会因再次的加工光EL的照射而特性劣化(例如形状变成不期望的形状)那样被加工。因此,加工装置1k可一面享受与所述加工装置1可享受的效果同样的效果,一面在邻接的多个单位加工区域SA部分重叠的情形时也能适当地形成沟槽构造。
(4-11-2)照射至重叠区域SAa的加工光EL的特性与照射至非重叠区域SAb的加工 光EL的特性不同的第二具体例
在第二具体例中,如图68所示,控制装置18以对仍未照射加工光EL的重叠区域SAa以能使涂装膜SF蒸发的程度照射强度较大的加工光EL的方式,控制光照射装置11。另一方面,控制装置18以对已照射加工光EL的重叠区域SAa以不能使涂装膜SF蒸发的程度照射强度较小的加工光EL的方式,控制光照射装置11。进而,控制装置18以对非重叠区域SAb以能使涂装膜SF蒸发的程度照射强度较大的加工光EL的方式,控制光照射装置11。即,控制装置18将照射至已照射加工光EL的重叠区域SAa的加工光EL的强度设定为不能使涂装膜SF蒸发的非加工可能强度,将照射至仍未照射加工光EL的重叠区域SAa及非重叠区域SAb的加工光EL的强度设定为较非加工可能强度大的强度(即能使涂装膜SF蒸发的加工可能强度)。再者,图68表示以下示例:对单位加工区域SA1照射加工光EL后,对与单位加工区域SA1部分重叠的单位加工区域SA2照射加工光EL的情形时,在对单位加工区域SA1照射加工光EL的时序,对仍未照射加工光EL的重叠区域SAa1-2照射具有加工可能强度的加工光EL,在继单位加工区域SA1之后对单位加工区域SA2照射加工光EL的时序,对已照射加工光EL的重叠区域SAa2-1照射非加工强度的加工光EL。
如此,即便在将照射至已照射加工光EL的重叠区域SAa的加工光EL的强度设定为非加工可能强度的情形时,也与将照射至已照射加工光EL的重叠区域SAa的加工光EL的强度设定为零的情形同样地,形成于重叠区域SAa的沟槽构造不会因再次的加工光EL的照射而特性劣化那样被加工。因此,加工装置1k可一面享受与所述加工装置1可享受的效果同样的效果,一面在邻接的多个单位加工区域SA部分重叠的情形时也能适当地形成沟槽构造。
再者,如所述那样,涂装膜SF是通过自照射的加工光EL施加至涂装膜SF的能量而蒸发。进而,如所述那样,自加工光EL施加至涂装膜SF的能量不仅依存于加工光EL的强度,也依存于加工光EL的照射时间而变动。因此,控制装置18也可以对仍未照射加工光EL的重叠区域SAa,以能使涂装膜SF蒸发的程度以较长照射时间照射加工光EL的方式控制光照射装置11。另一方面,控制装置18也可以对已照射加工光EL的重叠区域SAa,以不能使涂装膜SF蒸发的程度以较短照射时间照射加工光EL的方式控制光照射装置11。进而,控制装置18也可以对非重叠区域SAb以能使涂装膜SF蒸发的程度以较长照射时间照射加工光EL的方式控制光照射装置11。即,控制装置18也可将照射至已照射加工光EL的重叠区域SAa的加工光EL的照射时间设定为不能使涂装膜SF蒸发的非加工时间,将照射至仍未照射加工光EL的重叠区域SAa及非重叠区域SAb的加工光EL的照射时间设定为较非加工可能时间长的照射时间(即能使涂装膜SF蒸发的加工可能时间)。
(4-11-3)照射至重叠区域SAa的加工光EL的特性与照射至非重叠区域SAb的加工 光EL的特性不同的第三具体例
在第三具体例中,如图69所示,控制装置18以对重叠区域SAa及非重叠区域SAb的双方照射具有加工可能强度的加工光EL的方式控制光照射装置11。但,所述情形时,控制装置18以照射至重叠区域SAa的加工光EL的强度小于照射至非重叠区域SAb的加工光EL的强度的方式控制光照射装置11。更具体而言,控制装置18在重叠区域SAa为n(其中n为2以上的整数)个单位加工区域SA部分重叠的区域的情形时,以照射至重叠区域SAa的加工光EL的强度变成照射至非重叠区域SAb的加工光EL的强度的1/n倍的方式控制光照射装置11。例如,在图69所示的例子中,重叠区域SAa1-2(即重叠区域SAa2-1)是2个单位加工区域SA1及SA2部分重叠的区域。因此,在对单位加工区域SA1照射加工光EL的时序照射至重叠区域SAa1-2的加工光EL的强度及在对单位加工区域SA2照射加工光EL的时序照射至重叠区域SAa2-1的加工光EL的强度均变成照射至非重叠区域SAb1及非重叠区域SAb2的各者的加工光EL的强度的1/2倍(即一半)。
如此,若将照射至重叠区域SAa的加工光EL的强度设定为照射至非重叠区域SAb的加工光EL的1/n倍,则形成于重叠区域SAa的凹状构造CP1的特性、与形成于非重叠区域SAb的凹状构造的特性不会大幅改变。详细而言,每次对包含重叠区域SAa的n个单位加工区域SA照射多个加工光EL时,对重叠区域SAa照射照射至非重叠区域SAb的加工光EL的1/n倍的强度的加工光EL。即,对重叠区域SAa分n次照射照射至非重叠区域SAb的加工光EL的1/n倍的强度的加工光EL。其结果为,通过n次的加工光EL的照射而施加至重叠区域SAa的能量的总量是与通过1次加工光EL的照射而施加至非重叠区域SAb的能量的总量相同。因此,通过n次的加工光EL的照射而形成于重叠区域SAa的凹状构造CP1的特性(例如深度)是与通过1次加工光EL的照射而形成于非重叠区域SAb的凹状构造CP1的特性(例如深度)大致相同。即,在第三大约例中,是以凹状构造CP1逐渐变深的方式形成。因此,加工装置1k可一面享受与所述加工装置1可享受的效果同样的效果,一面在邻接的多个单位加工区域SA部分重叠的情形时也能适当地形成沟槽构造。
再者,只要通过n次的加工光EL的照射施加至重叠区域SAa的能量的总量与通过1次加工光EL的照射而施加至非重叠区域SAb的能量的总量相同,则也可不将照射至重叠区域SAa的加工光EL的强度设定为照射至非重叠区域SAb的加工光EL的1/n倍。例如,在图69所示的例子中,在对重叠区域SAa照射加工光EL的期间,加工光EL的强度是固定为照射至非重叠区域SAb的加工光EL的1/n倍的强度。然而,如图70所示,控制装置18也可在对重叠区域SAa照射加工光EL的期间,使加工光EL的强度连续(或者非连续)地变化。
又,如上所述那样,自加工光EL施加至涂装膜SF的能量不仅依存于加工光EL的强度,还依存于加工光EL的照射时间。因此,控制装置18也可以照射至重叠区域SAa的加工光EL的照射时间短于照射至非重叠区域SAb的加工光EL的照射时间的方式控制光照射装置11。更具体而言,控制装置18在重叠区域SAa为n个单位加工区域SA部分重叠的区域的情形时,也可以照射至重叠区域SAa的加工光EL的照射时间变成照射至非重叠区域SAb的加工光EL的照射时间的1/n倍的方式控制光照射装置11。再者,在涂装膜SF蒸发的部分的厚度的变化量相对于自照射的加工光EL施加至涂装膜SF的能量(加工光EL的强度×照射时间)并非线性的情形时,也可使照射至重叠区域SAa的加工光EL的能量不同于照射至非重叠区域SAb的加工光EL的能量的1/n倍。
再者,在第十一变形例中,对照射的加工装置1k以照射至重叠区域SAa的加工光EL的特性与照射至非重叠区域SAb的加工光EL的特性不同的方式照射多个加工光EL的例进行了说明。然而,包括对于涂装膜SF的表面上二维扩展的照射区域EA照射加工光EL的光照射装置21a(参照图18)或光照射装置24a(参照图21)的加工装置1a,也可以加工光EL之中照射至重叠区域SAa的光成分的强度(或者任意特性,以下段落中相同)与加工光EL之中照射至非重叠区域SAb的光成分的强度不同的方式照射加工光EL。即,包括光照射装置21a或光照射装置24a的加工装置1a也可以重叠区域SAa的加工光EL的强度与非重叠区域SAb的加工光EL的强度不同的方式照射加工光EL。在所述情形时,加工装置1a例如也可以重叠区域SAa的加工光EL的强度与非重叠区域SAb的加工光EL的强度不同的方式调整涂装膜SF的表面上的加工光EL的强度分布。在所述情形时也可享受与所述效果同样的效果。
(4-12)第十二变形例
继而,对第十二变形例的加工装置1l进行说明。加工装置1l是与所述加工装置1同样地以在各单位加工区域SA内交替反复进行扫描动作及步进动作的方式照射多个加工光EL。即,加工装置1l是以一面在各扫描动作结束后进行步进动作一面反复进行使多个照射区域EA在涂装膜SF的表面上沿着Y轴方向移动的扫描动作的方式照射多个加工光EL。在第十二变形例中,尤其是第一扫描动作中多个照射区域EA的至少一者移动的涂装膜SF的表面上的区域是与继第一扫描动作之后进行的第二扫描动作中多个照射区域EA的至少另一个移动的涂装膜SF的表面上的区域重叠。即,在涂装膜SF的表面包含在第一扫描动作中设定照射区域EA且在第二扫描动作中也设定照射区域EA的重叠区域SAc、及在第一扫描动作中设定照射区域EA但在第二扫描动作中不设定照射区域EA的非重叠区域SAd。换言之,多个照射区域EA中包含在多次执行扫描动作的期间设定于与其他照射区域EA相同位置的重叠照射区域EAc、及在多次执行扫描动作的期间未设定于与其他照射区域EA相同位置的重叠照射区域EAd。
例如,图71(a)表示在执行第m(其中m为1以上的整数)次扫描动作的期间照射区域EA#1至照射区域EA#4移动的涂装膜SF的表面上的区域。图71(b)表示在执行第m+1次扫描动作的期间照射区域EA#1至照射区域EA#4移动的涂装膜SF的表面上的区域。图71(c)表示在执行第m+2次扫描动作的期间照射区域EA#1至照射区域EA#4移动的涂装膜SF的表面上的区域。图71(a)至图71(c)所示的例子中,在执行第m次扫描动作的期间照射区域EA#4移动的区域是与在执行第m+1次扫描动作的期间照射区域EA#1移动的区域重叠。同样地,在执行第m+1次扫描动作的期间照射区域EA#4移动的区域是与在执行第m+2次扫描动作的期间照射区域EA#1移动的区域重叠。因此,图71(a)至图71(c)所示的例子中,照射区域EA#1及照射区域EA#4的各者相当于重叠照射区域EAc,照射区域EA#2及照射区域EA#3的各者相当于非重叠照射区域EAd。
再者,如图71(a)至图71(c)所示,在涂装膜SF上,多个照射区域EA在扫描动作中是沿着与多个照射区域EA移动的Y轴方向交叉的X轴方向排列。在所述情形时,重叠照射区域EAc至少包含多个照射区域EA之中X轴方向上的两端的照射区域EA。即,非重叠照射区域EAd包含多个照射区域EA之中至少除X轴方向上的两端的照射区域EA以外的其他照射区域EA。
加工装置1l相比所述第十一变形例的加工装置1k,以照射至重叠照射区域EAc的加工光EL的特性、与照射至非重叠照射区域EAd的加工光EL的特性不同的方式照射多个加工光EL,所述点不同于所述加工装置1。详细而言,存在在设定有重叠照射区域EAc的涂装膜SF的表面上的区域(即重叠区域SAc),除了一扫描动作中以外,还在其他扫描动作中也重叠照射加工光EL的可能性。另一方面,在设定有非重叠照射区域EAd的涂装膜SF的表面上的区域(即非重叠区域SAd)在一扫描动作中照射加工光EL,另一方面,在其他扫描动作中不会照射加工光EL。因此,若照射至重叠照射区域EAc的加工光EL的特性与照射至非重叠照射区域EAd的加工光EL的特性相同,则存在通过照射至重叠照射区域EAc的加工光EL而形成的凹状构造CP1的特性、与通过照射至非重叠照射区域EAd的加工光EL而形成的凹状构造CP1的特性改变的可能性。其结果为,存在沟槽构造的特性自本来需要的特性偏离的可能性。因此,在第十二变形例中,加工装置1k是以照射至重叠照射区域EAc的加工光EL的特性、与照射至非重叠照射区域EAd的加工光EL的特性不同的方式照射多个加工光EL。再者,加工装置1l的其他特征也可与加工装置1k的其他特征相同。
如所述那样,因存在重叠照射区域EAc及非重叠照射区域EAd而产生的第十二变形例的技术课题是与因存在重叠区域SAa及非重叠区域SAb而产生的第十一变形例的技术课题实质上相同。因此,加工装置1l也可在控制装置18的控制下,自与加工装置1k同样的观点出发,以照射至重叠照射区域EAc的加工光EL的特性与照射至非重叠照射区域EAd的加工光EL的特性不同的方式照射多个加工光EL。例如,控制装置18也可将照射至设定于已照射加工光EL的涂装膜SF上的区域的重叠照射区域EAc的加工光EL的强度设定为零或非加工强度,将照射至设定于仍未照射加工光EL的涂装膜SF上的区域的重叠照射区域EAc及非重叠照射区域EAd的加工光EL的强度设定为大于零的强度或加工可能强度。例如,控制装置18也可将照射至设定于已照射加工光EL的涂装膜SF上的区域的重叠照射区域EAc的加工光EL的照射时间设定为零或非加工时间,将照射至设定于仍未照射加工光EL的涂装膜SF上的区域的重叠照射区域EAc及非重叠照射区域EAd的加工光EL的照射时间设定为大于零的时间或加工可能时间。例如,控制装置18也可以照射至重叠照射区域EAc的加工光EL的强度小于照射至非重叠照射区域EAd的加工光EL的强度(例如1/2倍)的方式控制光照射装置11。例如,控制装置18也可以照射至重叠照射区域EAc的加工光EL的照射时间短于照射至非重叠照射区域EAd的加工光EL的照射时间(例如1/2倍)的方式控制光照射装置11。
此种第十二变形例的加工装置1l可一面享受与所述加工装置1可享受的效果同样的效果,一面在多次执行扫描动作的期间将设定于与其他照射区域EA相同位置的重叠照射区域EAc设定于涂装膜SF上的情形时,也能适当地形成沟槽构造。
再者,在第十二变形例中,也与第十一变形例同样地,包括对于涂装膜SF的表面上二维扩展的照射区域EA照射加工光EL的光照射装置21a(参照图18)或光照射装置24a(参照图21)的加工装置1a也可以照射至经多次扫描动作而照射多次加工光EL的重叠区域SAc的光成分的强度(或者任意特性,以下段落中相同)、与照射至多次扫描动作中仅照射一次加工光EL的非重叠区域SAd的光成分的强度不同的方式照射加工光EL。
(4-13)其他变形例
在所述说明中,通过多个加工光EL的照射而分别形成多个凹部C。即,某1个凹部C是通过某1个加工光EL的照射而形成。然而,某1个凹部C也可通过2个以上的加工光EL的照射而形成。在所述情形时,控制装置18也可调整2个以上的加工光EL的特性(例如强度分布等)而控制凹部C的特性(例如形状、深度及形成位置等的至少一者)。
在所述说明中,加工装置1为使多个加工光EL扫描涂装膜SF的表面而通过检流计镜1122使加工光EL偏向。然而,加工装置1也可除了通过检流计镜1122使加工光EL偏向或取而代之地,通过使光照射装置11相对于涂装膜SF相对移动而使多个加工光EL扫描涂装膜SF的表面。即,控制装置18也可控制驱动系统12,以加工光EL扫描涂装膜SF的表面的方式使光照射装置11相对于涂装膜SF相对移动。
驱动系统12使光照射装置11相对于涂装膜SF相对移动的目的之一是如所述那样使加工光EL扫描涂装膜SF的表面。因此,在不移动光照射装置11也能实现加工光EL对涂装膜SF的扫描的情形时,光照射装置11也可不移动。即,加工装置1也可不包括驱动系统12。
驱动系统12使光照射装置11相对于涂装膜SF相对移动的目的之一是在收容装置13的收容空间SP收容有多个单位加工区域SA的情形时,不移动收容装置13及支撑装置14而使加工光EL依序扫描多个单位加工区域SA。因此,在收容空间SP收容单一单位加工区域SA的情形时,光照射装置11也可不移动。即,加工装置1也可不包括驱动系统12。
在所述说明中,收容装置13是经由支撑构件133而支撑驱动系统12(进而光照射装置11)。然而,驱动系统12及光照射装置11的至少一者也可由收容装置13以外的构件(例如支撑装置14)支撑。
在所述说明中,收容装置13包括板状的顶部构件131、及自顶部构件131朝-Z侧延伸的筒状的间隔壁构件132。然而,只要可确保由顶部构件131与间隔壁构件132围住的收容空间SP,则顶部构件131的形状及配置位置等、以及间隔壁构件132的形状及配置位置等可为任意。
在所述说明中,收容装置13包括单一间隔壁构件132。然而,收容装置13也可包括以自顶部构件131朝-Z侧延伸且包围加工光EL的光路的方式排列的多个间隔壁构件。在所述情形时,多个间隔壁构件也可以相邻2个间隔壁构件在其排列方向(例如周向)上部分重叠的方式排列。也可为多个间隔壁构件的至少一部分可相对于顶部构件131移动。也可为多个间隔壁构件的所有端部(具体而言,涂装膜SF侧的端部)能与涂装膜SF的表面接触。也可为多个间隔壁构件的所有端部可附着于涂装膜SF的表面。或者,也可为多个间隔壁构件的一部分的端部能接触涂装膜SF的表面,另一方面多个间隔壁构件的其他部分的端部不能接触涂装膜SF的表面。也可为多个间隔壁构件的一部分的端部可附着于涂装膜SF的表面,另一方面,多个间隔壁构件的其他部分的端部不可附着于涂装膜SF的表面。
在所述说明中,顶部构件131及间隔壁构件132的各者是可将加工光EL遮光或减光的构件。然而,顶部构件131及间隔壁构件132的至少一者也可并非可将加工光EL遮光或减光的构件。顶部构件131的至少一部分也可并非可将加工光EL遮光或减光的构件。间隔壁构件132的至少一部分也可并非可将加工光EL遮光或减光的构件。
在所述说明中,顶部构件131及间隔壁构件132的各者是不使因加工光EL的照射而产生的无用物质透过的构件。然而,顶部构件131及间隔壁构件132的至少一者也可并非不使无用物质透过的构件。顶部构件131及间隔壁构件132的至少一者也可为无用物质可通过的构件。顶部构件131的至少一部分也可并非不使无用物质透过的构件。间隔壁构件132的至少一部分也可并非不使无用物质透过的构件。
在所述说明中,是在收容装置13的收容空间SP配置光照射装置11。然而,光照射装置11的一部分也可配置于收容装置13的外部。在所述情形时,收容装置13也可至少收容包含光学系统112的终端光学元件与涂装膜SF之间的加工光EL的光路的空间。在所述情形时,收容装置13可不包括顶部构件131及间隔壁构件132的至少一者,也可除了顶部构件131及间隔壁构件132的至少一者以外或取而代之地包括用于收容包含加工光EL的光路的空间的构件。或者,即便在收容空间SP配置光照射装置11的全体的情形时,收容装置13也可不包括顶部构件131及间隔壁构件132的至少一者,还可除了顶部构件131及间隔壁构件132的至少一者以外或取而代之地包括用于形成收容空间SP的构件。或者,也可将光照射装置11的全体配置于收容装置13的外部。在所述情形时,收容装置13也可不包括顶部构件131及间隔壁构件132的至少一者。或者,加工装置1也可不包括收容装置13本身。
在所述说明中,收容装置13的端部134可根据涂装膜SF的表面形状而改变其形状。然而,端部134也可不根据涂装膜SF的表面形状而改变其形状。在所述情形时,端部134的形状也可为与涂装膜SF的表面形状相辅的形状。例如,在端部134接触表面为平面形状的涂装膜SF的情形时,端部134的形状是与涂装膜SF同样为平面形状。例如,在端部134接触表面朝端部134凸状弯曲的涂装膜SF的情形时,端部134的形状自涂装膜SF观察是凹状的凹陷形状。
在所述说明中,收容装置13包括检测收容空间SP内的无用物质(即因加工光EL的照射而产生的物质)的检测装置135。然而,收容装置13也可不包括检测装置135。
在所述说明中,支撑装置14是经由支撑构件143而支撑收容装置13(进而驱动系统12及光照射装置11)。然而,收容装置13、驱动系统12及光照射装置11的至少一者也可由支撑装置14以外的构件支撑。
在所述说明中,排气装置16包括将排气装置16自收容空间SP抽吸的无用物质吸附的过滤器162。然而,排气装置16也可不包括过滤器162。例如,在不会因对涂装膜SF的加工光EL的照射而产生无用物质的情形时,排气装置16也可不包括过滤器162。
在所述说明中,加工装置1包括排气装置16。然而,加工装置1也可不包括排气装置16。例如,在不会因对涂装膜SF的加工光EL的照射而产生无用物质的情形时,加工装置1也可不包括排气装置16。例如,在可不将自气体供给装置17供给至收容空间SP的气体排气(即,可不抽吸至收容空间SP的外部)的情形时,加工装置1也可不包括排气装置16。或者,加工装置1也可除了排气装置16以外或取而代之地,包括防止因加工光EL的照射而产生的无用物质回流至加工光EL的光路(尤其是光学系统112的终端光学元件的收容空间SP侧的光学面)的任意的回流防止装置。作为回流防止装置的一例,列举在收容空间SP内吸附无用物质的吸附装置。再者,也可除了排气装置16或取而代之地,设置向光学系统112的终端光学元件的收容空间SP侧的光学面吹送气体的气体喷嘴。
在所述说明中,气体供给装置17是通过向fθ透镜1123的光学面1124(即光学系统112的终端光学元件的收容空间SP侧的光学面)供给惰性气体等气体而防止污渍向光学面1124的附着。然而,加工装置1也可除了气体供给装置17以外或取而代之地,包括防止污渍向光学面1124的附着的任意的附着防止装置。例如,加工装置1也可包括通过向光学面1124喷出液体(例如纯水)而防止污渍向光学面1124的附着的附着防止装置。例如,加工装置1也可包括通过充满液体(例如纯水)且形成面向光学面1124的液浸空间而防止污渍向光学面1124的附着的附着防止装置。在所述情形时,液浸空间中有可能混入杂质,故而也可适当更换液浸空间内的液体。
在所述说明中,气体供给装置17通过向fθ透镜1123的光学面1124供给惰性气体等气体而去除附着于光学面1124的污渍、或者防止污渍附着于光学面1121。然而,加工装置1也可除了气体供给装置17以外或取而代之地,包括将附着于光学面1124的污渍去除的任意的附着防止装置。例如,加工装置1也可包括通过向光学面1124喷出液体(例如纯水)而将附着于光学面1124的污渍去除的附着防止装置。例如,加工装置1也可包括通过物理擦拭光学面1124而将附着于光学面1124的污渍去除的附着防止装置。
在所述说明中,加工装置1是在加工对象物S的表面上形成利用涂装膜SF的沟槽构造。然而,加工装置1也可在加工对象物S的表面上形成利用具有任意的形状的涂装膜SF的任意的构造。在所述情形时,控制装置18只要以使加工光EL沿着与应形成的构造相应的扫描轨迹扫描涂装膜SF的表面的方式控制光照射装置11等,便可形成具有任意的形状的任意的构造。
在所述说明中,加工装置1是通过加工光EL的照射使涂装膜SF蒸发而将涂装膜SF去除。然而,加工装置1也可除了通过加工光EL的照射使涂装膜SF蒸发以外或取而代之地,通过加工光EL的照射改变涂装膜SF的性质而将涂装膜SF去除。例如,加工装置1也可通过加工光EL的照射使涂装膜SF熔融并将熔融的涂装膜SF去除,由此去除涂装膜SF。例如,加工装置1也可通过加工光EL的照射使涂装膜SF变脆,并剥离变脆的涂装膜SF,由此去除涂装膜SF。在所述说明中,加工装置1对形成于加工对象物S的表面的涂装膜SF进行烧蚀加工。然而,加工装置1也可通过热加工而去除形成于加工对象物S的表面的涂装膜SF的一部分。
在所述说明中,加工装置1是通过去除涂装膜SF而形成凹部C(或者凹状构造CP1、或利用所述凹状构造CP1的沟槽构造等任意的构造)。即,加工装置1以使涂装膜SF部分变薄的方式加工涂装膜SF。然而,加工装置1也可除了使涂装膜SF部分变薄以外或取而代之地,以使涂装膜部分变厚的方式加工涂装膜SF。即,加工装置1也可除了通过去除涂装膜SF而形成凹部C以外或取而代之地,通过附加涂装膜SF而形成凸部(或者凸状构造CP2、或利用所述凸状构造CP2的任意的构造)。例如,加工装置1也可通过对涂装膜SF的第一部分照射加工光EL而去除第一部分的涂装膜SF,其后使去除的涂装膜SF固定于涂装膜SF的第二部分,由此使所述第二部分的涂装膜SF相对变厚(即也可在第二部分形成凸部)。
在所述说明中,加工装置1对形成于加工对象物S的表面的涂装膜SF进行加工。然而,加工装置1也可对形成于加工对象物S的表面的涂装膜SF以外的任意的被膜进行加工。或者,加工装置1也可对层叠有多个层的构造体进行加工。具体而言,加工装置1也可对构成构造体的多个层中的至少一层(典型而言包含最表面侧的层的至少一层)进行加工。加工装置1也可对构成构造体的多个层中的至少一层进行加工,形成利用所述层的构造。在所述情形时,加工的至少一层相当于所述涂装膜SF,所述至少一层以外的其他层相当于加工对象物S。例如,图72(a)表示在层叠有层S1至层S3的构造体中以层S3不露出的方式加工层S1及层S2的示例。在图72(a)所示的例子中,层S1及层S2是通过加工光EL的照射而加工的层(即形成沟槽构造等的层),是相当于所述涂装膜SF的层。另一方面,在图72(a)所示的例子中,层S3是未通过加工光EL的照射而加工的层(即形成沟槽构造等的层形成于其表面的层),是相当于所述加工对象物S的层。或者,例如图72(b)表示在层叠有层S1至层S3的构造体中以层S2不露出的方式加工层S1的示例。图72(b)所示的例子中,层S1是通过加工光EL的照射而加工的层,是相当于所述涂装膜SF的层。另一方面,图72(b)所示的例子中,层S2及层S3是未通过加工光EL的照射而加工的层,是相当于所述加工对象物S的层。或者,加工装置1也可对加工对象物S本身进行加工。即,加工装置1也可对表面未形成涂装膜SF或任意被膜的加工对象物S进行加工。
再者,在所述实施形态中,加工装置1形成用于减小表面的相对于流体的阻力的沟槽构造,但还可形成用于减小流体与表面相对移动时产生的噪音的沟槽构造、使表面上的流动产生漩涡的构造、用于对表面赋予疏水性的构造等各种构造。又,在所述实施形态中,加工装置1是对涂布于加工对象物S上的涂装膜SF进行加工,但也可直接对加工对象物S进行加工。
所述各实施形态的必要条件可适当地组合。例如,所述第一变形例至第十一变形例中的一个变形例的构成必要条件也可用于所述第一变形例至第十一变形例中的其他变形例。作为一例,例如所述第二变形例中使用表面特性计测装置19b的事先计测控制运行也可由所述第三变形例的加工装置1c进行。在所述情形时,加工装置1c也可除了构造计测装置19c以外,还包括表面特性计测装置19b。关于其他变形例的组合,加工装置1等也可适当地包括与组合图案相应的装置。也可不使用所述各实施形态的必要条件中的一部分。所述各实施形态的必要条件可适当地与其他实施形态的必要条件置换。又,在法令容许范围内,援用所述各实施形态中引用的装置等相关的所有公开公报及美国专利的公开并作为本文所述的一部分。
又,本发明在不违反可根据权利要求及说明书全体所理解的发明主旨或思想的范围内可适宜地变更,伴随此种变更的加工装置、加工方法、涂料、加工系统、移动体、及与流体中移动的移动体的制造方法也包含于本发明的技术思想。
[符号的说明]
1:加工装置
11:光照射装置
111:光源系统
112:光学系统
12:驱动系统
13:收容装置
132:间隔壁构件
14:支撑装置
15:驱动系统
16:排气装置
17:气体供给装置
18:控制装置
C:凹部
CP1:凹状构造
CP2:凸状构造
SP:收容空间
EA:照射区域
EL:加工光
S:加工对象物
SF:涂装膜

Claims (32)

1.一种加工装置,包括:
光照射装置,包括对物体的表面照射加工光的照射光学系统;
第一位置变更装置,具有偏向光学系统,使用所述偏向光学系统变更从所述照射光学系统的所述加工光的所述物体的所述表面上的照射位置;
第二位置变更装置,变更所述光照射装置与所述物体的位置关系;及
控制装置,其中,
所述控制装置以移动在所述物体的所述表面上的第一区域内的所述照射位置而对所述表面照射所述加工光,并在所述第一区域内形成多个槽构造的方式控制所述第一位置变更装置,
在所述第一区域内形成多个槽构造之后,所述控制装置以变更所述物体的位置关系,而移动在所述物体的所述表面上的与所述第一区域不同的第二区域内的所述照射位置的方式控制所述第二位置变更装置,
在变更所述位置关系之后,所述控制装置以对所述表面照射所述加工光,而在所述第二区域内形成多个槽构造的方式控制所述第一位置变更装置。
2.根据权利要求1所述的加工装置,其中
形成于所述第一区域的多个槽构造是分别为沿第一方向延伸的槽沿着第二方向排列而配置,
所述第二区域位于所述第一区域的第一方向侧或第二方向侧。
3.根据权利要求2所述的加工装置,其中
所述多个槽构造是用于减小所述物体的表面的相对于流体的摩擦阻力的槽构造。
4.根据权利要求3所述的加工装置,其中
分别在所述第一区域和所述第二区域的所述槽构造的长度为10cm以上。
5.根据权利要求1所述的加工装置,其中
所述控制装置以如下方式控制所述光照射装置及所述第一位置变更装置,即,一面使所述照射位置在所述第一区域内沿着第一方向移动一面对所述第一区域照射所述加工光,而在所述第一区域内的第一部分形成沿所述第一方向延伸的槽构造,
在所述第一区域内的所述第一部分形成所述槽构造之后,所述控制装置以使所述第一区域内的所述照射位置移动至与所述第一方向交叉的第二方向侧的方式控制所述第一位置变更装置,
在沿所述第二方向移动所述照射位置之后,所述控制装置以如下方式控制所述光照射装置及所述第一位置变更装置,即,一面使所述第一区域内的所述照射位置沿着第一方向移动一面对所述第一区域照射所述加工光,而在所述第一区域内的与所述第一部分不同的第二部分形成沿所述第一方向延伸的所述槽构造。
6.根据权利要求5所述的加工装置,其中
所述控制装置以通过所述第一位置变更装置沿所述第二方向移动所述照射位置时,不对所述物体的表面照射所述加工光的方式控制所述光照射装置。
7.根据权利要求5所述的加工装置,其中
所述控制装置控制所述第二位置变更装置,而变更在所述第二方向上的所述光照射装置与所述物体的位置关系,
在变更在所述第二方向上的所述光照射装置与所述物体的位置关系之后,所述控制装置控制所述第一位置变更装置,一面使在与所述第一区域不同的第二区域内的所述照射位置沿着所述第一方向移动一面对所述第二区域照射所述加工光,而在所述第二区域内形成沿所述第一方向延伸的所述槽构造。
8.根据权利要求7所述的加工装置,包含
支撑装置,支撑所述光照射装置;以及
第三位置变更装置,移动所述支撑装置,
所述控制装置控制所述第三位置变更装置,而变更在所述第二方向上的所述光照射装置与所述物体的相对位置关系,
在使用所述第三位置变更装置变更在所述第二方向上的所述位置关系之后,所述控制装置控制所述第一位置变更装置,一面使所述照射位置沿着所述第一方向移动一面对与所述第一区域和所述第二区域不同的区域照射所述加工光,而在与所述第一区域和所述第二区域不同的所述区域内形成沿所述第一方向延伸的所述槽构造。
9.根据权利要求1所述的加工装置,包含
支撑装置,支撑所述光照射装置;以及
第三位置变更装置,移动所述支撑装置,
所述控制装置控制所述第三位置变更装置,而变更所述光照射装置与所述物体的相对位置关系,
在使用所述第三位置变更装置变更所述位置关系之后,所述控制装置控制所述第一位置变更装置,一面使所述照射位置沿着所述第一方向移动一面对与所述第一区域和所述第二区域不同的区域照射所述加工光,而在与所述第一区域和所述第二区域不同的所述区域内形成沿所述第一方向延伸的所述槽构造。
10.根据权利要求9所述的加工装置,其中
所述第二位置变更装置是通过相对于所述支撑装置移动所述光照射装置,而在与所述加工光的行进方向交叉的方向上变更所述光照射装置与所述物体的相对位置关系,
所述第三位置变更装置是通过相对于所述物体移动所述支撑装置,而在与所述加工光的行进方向交叉的方向上变更所述光照射装置与所述物体的位置关系。
11.根据权利要求9所述的加工装置,其中
所述第一位置变更装置在不通过所述第二位置变更装置和所述第三位置变更装置变更所述光照射装置与所述物体的位置关系的情况下,变更所述物体的所述表面上的所述照射位置。
12.根据权利要求1所述的加工装置,其中
所述控制装置以通过所述第二位置变更装置变更所述光照射装置与所述物体的位置关系时,不对所述物体的表面照射所述加工光的方式控制所述光照射装置。
13.根据权利要求1所述的加工装置,其中
所述偏向光学系统包括偏向扫描构件,所述偏向扫描构件使所述加工光偏向扫描并使其入射至所述照射光学系统。
14.根据权利要求1所述的加工装置,其中
所述光照射装置对所述物体的表面照射多个加工光作为所述加工光。
15.根据权利要求1所述的加工装置,其中
所述光照射装置将通过分支自光源的光而产生的第一分支光和第二分支光作为所述加工光并照射至所述物体的表面,以在所述物体的表面形成干涉条纹。
16.根据权利要求1所述的加工装置,进而包括
构造计测装置,计测通过所述加工光的照射而在所述物体的表面上形成的所述槽构造的特性,其中
所述槽构造的特性包含所述槽构造的有无、所述槽构造的形状、所述槽构造的尺寸及所述槽构造的位置的至少一者。
17.根据权利要求16所述的加工装置,其中
在通过所述加工光的照射而在所述第一区域内形成所述槽构造的同时,通过所述构造计测装置计测形成于所述第一区域内的所述槽构造的特性。
18.根据权利要求1所述的加工装置,进而包括
表面特性计测装置,计测所述物体的表面形状,
所述控制装置基于所述物体的表面形状控制形成于所述物体的表面的多个槽构造的间距。
19.根据权利要求18所述的加工装置,其中
所述间距的控制是基于所述表面特性计测装置的计测结果而进行的。
20.根据权利要求1所述的加工装置,其中
所述加工光为脉宽1000纳秒以下的脉冲光。
21.一种加工方法,包括:
经由照射光学系统对物体的表面照射加工光;
相对于所述照射光学系统变更从所述照射光学系统的所述加工光的所述物体的所述表面上的照射位置;
变更所述照射光学系统与所述物体的位置关系;
以移动在所述物体的所述表面的第一区域内的所述照射位置的方式对所述表面照射所述加工光而在所述第一区域内形成多个槽构造;
在所述第一区域内形成多个槽构造之后,变更所述照射光学系统与所述物体的位置关系;以及
在变更所述照射光学系统与所述物体的位置关系之后,以移动在所述物体的所述表面的与所述第一区域不同的第二区域内的所述照射位置的方式对所述表面照射所述加工光而在所述第二区域内形成多个槽构造。
22.根据权利要求21所述的加工方法,其中
形成于所述第一区域的多个槽构造是分别为沿第一方向延伸的槽沿着第二方向排列而配置,
所述第二区域位于所述第一区域的第一方向侧或第二方向侧。
23.根据权利要求22所述的加工方法,其中
所述多个槽构造是用于减小所述物体的表面的相对于流体的摩擦阻力的槽构造。
24.根据权利要求23所述的加工方法,其中
分别在所述第一区域和所述第二区域的所述槽构造的长度为10cm以上。
25.根据权利要求21所述的加工方法,其中
一面使所述照射位置在所述第一区域内沿着第一方向移动一面对所述第一区域照射所述加工光,而在所述第一区域内的第一部分形成沿所述第一方向延伸的槽构造,
在所述第一区域内的所述第一部分形成所述槽构造之后,控制第一位置变更装置,使所述第一区域内的照射区域沿着与所述第一方向交叉的第二方向移动,
在沿所述第二方向变更所述照射区域之后,一面使所述照射位置在所述第一区域内沿着所述第一方向移动一面对所述第一区域照射所述加工光,而在所述第一区域内的与所述第一部分不同的第二部分区域且在沿所述第一方向延伸的所述槽构造的所述第二方向侧形成槽构造。
26.根据权利要求21所述的加工方法,其中
所述物体的表面包含航空机的机体的躯体表面以及主翼表面,
形成于所述躯体表面的所述槽构造的尺寸不同于形成于所述主翼表面的所述槽构造的尺寸。
27.一种加工装置,包括:
光照射装置,经由物体侧为非离心的物镜光学系统对物体的表面照射加工光;
第一位置变更装置,沿着与所述加工光的照射方向交叉的方向变更通过所述光照射装置而形成于所述物体的表面的照射区域的相对于所述物体的位置;
第二位置变更装置,变更所述照射方向上的所述加工光的聚光位置;及
控制装置,以如下方式控制所述第一位置变更装置,即,一面在所述照射方向上变更所述照射区域及所述物体的至少一者的位置一面对所述物体的表面照射所述加工光而变更所述物体的一部分的厚度,由此形成用于减小所述物体的表面的相对于流体的摩擦阻力的构造,其中
所述控制装置在变更所述照射区域在所述物体的所述表面的所述照射方向上的位置时,控制所述第二位置变更装置,以变更所述照射方向上的所述聚光位置。
28.一种加工装置,包括:
光照射装置,包括对物体的表面照射加工光的照射光学系统;
聚光位置变更构件,在所述加工光的照射方向上变更自所述照射光学系统的所述加工光的聚光位置;
位置变更装置,变更所述加工光的聚光位置与所述物体的位置关系;及
控制装置,以如下方式控制所述位置变更装置,即,一面变更所述照射区域及所述物体的至少一者的位置一面对所述物体的表面照射所述加工光而变更所述物体的一部分的厚度,由此形成用于减小所述物体的表面的相对于流体的摩擦阻力的槽构造,其中
所述控制装置以变更所述加工光的聚光位置的方式控制所述聚光位置变更构件,而变更所述物体的所述表面上的所述照射区域的尺寸。
29.一种加工装置,包括:
光照射装置,对物体的表面照射加工光;
位置变更装置,变更通过所述光照射装置而形成于所述物体的表面的照射区域及所述物体的至少一者的位置;
控制装置,以如下方式控制所述位置变更装置,即,一面变更所述照射区域及所述物体的至少一者的位置一面对所述物体的表面照射所述加工光而变更所述物体的一部分的厚度,由此形成用于减小所述物体的表面的相对于流体的摩擦阻力的构造;及
振动计测装置,计测所述物体及所述光照射装置中的至少一者的振动状态,其中
所述控制装置基于利用所述振动计测装置所计测的振动状态,变更通过所述光照射装置而形成于所述物体的表面的照射区域与所述物体的相对位置关系。
30.根据权利要求29所述的加工装置,其中
所述振动计测装置计测所述加工装置的振动状态。
31.根据权利要求30所述的加工装置,其中
所述振动计测装置包括变位计、速度计及加速度计中的至少一者。
32.根据权利要求29所述的加工装置,其中
所述振动计测装置包括光学计测装置。
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