JP2000210782A

JP2000210782A - 加工方法及びその装置

Info

Publication number: JP2000210782A
Application number: JP11034871A
Authority: JP
Inventors: Shingen Kinoshita; 真言木下; Takeshi Kobayashi; 丈司小林
Original assignee: Ricoh Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Ricoh Microelectronics Co Ltd
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2000-08-02
Also published as: ATE242677T1; EP0937535B1; EP0937535A1; KR100327724B1; KR19990072766A; US6346687B1; DE69908675T2; DE69908675D1

Abstract

(57)【要約】【課題】加工時間が長くなることなく、均一且つ寸法
精度の高いレーザ加工を実現することができる加工方法
及びその装置を提供する。【解決手段】駆動モータ（リニアサーボモータ）１４
のリニアエンコーダ１６から発せられた同期信号に基づ
いて、該モータ１４の可動部の合成移動速度に比例した
繰り返し周波数で駆動トリガを発生するトリガ発生回路
２２を設け、該トリガ発生回路２２からの駆動トリガを
レーザ駆動回路１８の外部トリガ入力端子に入力するよ
うに構成する。そして、少なくとも、ワーク１０を加工
する際の載置台１１の移動速度が変化する領域では、該
モータ１４の可動部の合成移動速度に比例した周波数で
出力される駆動トリガに基づいて、レーザ１７を駆動す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザービーム等
の光ビームや荷電粒子ビーム等のなどのエネルギービー
ムによる加工方法及びその装置に関し、詳しくは、ＣＯ
_２レーザ、ＹＡＧレーザあるいはエキシマレーザなどか
ら発せられるレーザービーム等のエネルギービームを使
用して、樹脂、セラミック、金属、フォトリソ用の感光
層などの加工対象物に穴開け加工、ハーフエッチング加
工、表面処理加工、フォトレジストへの露光を施す加工
方法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在工業的な利用が進んでいるＣＯ_２レ
ーザ（赤外線域の９〜１１μｍ）やＹＡＧレーザ（近赤
外線域の１．０６４μｍ）は、加工対象物としてのワー
クを加熱溶解することができ、主にワークの切断や溶接
などの加工に使用されている。このような長波長のレー
ザによる加工は、レーザービームによって誘起される熱
効果による加工（熱加工）方法として知られている。

【０００３】一方、非常に短い波長（１９３，２４８，
３０８，３５１ｎｍ）を利用するエキシマレーザを使用
したワークの加工は、レーザービームによって誘起され
る化学反応を伴う光化学効果によってワークを加工する
非熱加工であり、前記熱加工に比べて、加工精度の優れ
たワーク加工が可能である。

【０００４】このように非常に短い波長のエキシマレー
ザを用いた加工では、セラミック（窒化珪素、アルミ
ナ、ＳｉＣ、ＴｉＣ等）や合成樹脂（ポリイミド、ポリ
エステル、エポキシ、ポリカーポネート等）に対して、
熱的に溶解させることなく、レーザービームが照射され
た表面から順次、その高分子の分子の一つ一つを励起さ
せて分子間結合を開裂させ、固体の状態にある分子を直
接飛散させることにより、加工する。この加工法は、通
常、アブレーション加工と言われている。このアブレー
ション加工は、ＣＯ_２レーザやＹＡＧレーザによる加工
法と比べると、高精細な加工を行うことができる。

【０００５】このようなエキシマレーザの特質を生かし
たワークの加工方法の一つとして、比較的厚手の樹脂板
などの表面を一定の深さに掘り下げるハーフエッチング
加工が知られている。このエキシマレーザによるハーフ
エッチング加工は、例えば、印刷用マスクに形成される
微細孔のクリーム半田やインキなどのペーストの抜け性
を向上させる目的で、該印刷用マスクの微細孔形成部の
板厚を薄くする際の加工方法として利用されている。

【０００６】ところで、上述のようなレーザから発生さ
れるレーザービームは、通常、アパーチャーや集光レン
ズ等を介して、ワークの加工面に対するビームスポット
の形状が、約２ｍｍ角程度になるように絞り込まれてい
る。このため、このレーザビームによる加工方法では、
ワークに形成されるエッチング溝の長さや穴の大きさ、
あるいは、ワークの切断部や溶接部の長さなどが、該レ
ーザービームのビームスポットの大きさを超える場合に
は、該レーザービームと該ワークとを相対移動させなが
ら加工する必要がある。

【０００７】従って、この種のワーク加工装置では、一
般的に、ワークが載置される略水平なワーク載置面を有
する載置台を、そのワーク載置面をＸ−Ｙ方向に移動さ
せることができるＸ−Ｙテーブル上に配設し、該Ｘ−Ｙ
テーブルをＸ−Ｙ方向に移動させて、該レーザービーム
に対して、該載置台上に載置されたワークを相対移動さ
せながら加工するように構成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の従
来のレーザビームによる加工装置においては、上記載置
台を有するＸ−Ｙテーブルの駆動源として、サーボモー
タやステッピングモータなどの駆動モータが使用されて
いる。この駆動モータは、周知のように、例えば図５に
おいて、所定の回転開始タイミングｔ_０で、その駆動回
路から駆動信号が入力されて回転が開始されても、その
回転速度が直ぐに所定速度Ｓｍに到達することはなく、
徐々に加速された後、時間ｔ_１で所定速度Ｓｍに到達す
る。また、Ｘ−Ｙテーブルの停止の際には、上記駆動モ
ータの回転を瞬間的に停止させることはなく、所定のタ
イミングｔ_２で減速を開始し、上記所定速度Ｓｍから徐
々に減速されて、所定の回転終了タイミングｔ_３で停止
される。

【０００９】従って、この加工装置では、上述のような
駆動モータにより移動される上記Ｘ−Ｙテーブル上の載
置台の移動速度が、該駆動モータの回転速度の場合と略
同様に、その移動開始後の時間ｔ_０〜ｔ_１間では徐々に
加速され、移動停止前の時間ｔ_２〜ｔ_３間では徐々に減
速される。

【００１０】これに対し、上記レーザからは、図６に示
すように、所定の照射開始タイミングｔ_０で、そのレー
ザ駆動回路がＯＮされることにより、該レーザ駆動回路
に与えられている駆動トリガの周波数に基づいて繰り返
される所定の照射エネルギーＥｍを持ったパルス状のレ
ーザービームが、直ちに発生される。そして、このレー
ザからは、上記駆動モータの回転数の場合のように増減
することなく、所定の照射終了タイミングｔ_３で、その
レーザ駆動回路がＯＦＦされるまで、常に一定したパル
ス幅、繰り返し周波数及び照射エネルギーＥｍを持った
レーザービームが発せられる。

【００１１】従って、このようなレーザビームによる加
工方法においては、上記ワークの加速移動領域及び減速
移動領域での、該ワークのレーザービーム照射面におけ
る単位時間及び単位面積当たりのレーザービームの照射
エネルギー密度が、該駆動モータの回転速度が所定速度
Ｓｍに到達した領域での、該ワークのレーザービーム照
射面における単位時間及び単位面積当たりのレーザービ
ームの照射エネルギー密度よりも大きくなる。

【００１２】このため、この加工方法では、例えば、上
記エキシマレーザを使用して、ワークに一定の深さのハ
ーフエッチング加工を施こそうとした場合でも、図７
（ａ）に示すように、ワーク１のエッチング溝２の加工
開始部位２ａと加工終了部位２ｂに照射される単位時間
及び単位面積当たりのレーザービームの照射エネルギー
密度が、他の部位に照射される単位時間及び単位面積当
たりのレーザービームの照射エネルギー密度よりも高く
なるため、この加工開始部位２ａと加工終了部位２ｂに
おけるエッチング溝２が他の部位よりも深く掘り下げら
れたり、図７（ｂ）に示すように、ワーク１に加工され
たエッチング溝２の加工開始部位２ａと加工終了部位２
ｂに、穴が開いたりする不具合があった。

【００１３】また、このような加工方法により、上記Ｃ
Ｏ_２レーザやＹＡＧレーザを使用して、例えば、ワーク
の切断加工を行った場合には、図７（ｃ）に示すよう
に、ワーク１の切断部３の切断開始部位３ａと切断終了
部位３ｂのワーク１の溶け込み量が、他の切断部位の溶
け込み量よりも大くなって、該切断部３の切断開始部位
３ａと切断終了部位３ｂに寸法精度の誤差や焦げ付きな
どが発生する不具合があった。

【００１４】そこで、従来の加工方法では、上述のよう
な不具合を解消するために、例えば、図５において、上
記駆動モータの回転速度が所定速度Ｓｍに到達した時点
ｔ_１よりも後のタイミングで、ワークに対するレーザー
ビームの照射を開始して加工を始め、該駆動モータの回
転速度が所定速度Ｓｍから減速を開始する時点ｔ_２より
も手前のタイミングで、該ワークに対するレーザービー
ムの照射を終了して加工を完了させるように、該駆動モ
ータの駆動時間を拡張して該駆動モータの回転が安定し
ている領域のみで該ワークへのレーザービーム照射を行
う加工方法が採られていた。

【００１５】しかしながら、この加工方法では、図５に
示すように、該駆動モータの駆動に必要な最小駆動時間
Ｔ_２が、該ワークの安定した加工が可能な最大加工時間
Ｔ_１を大きく上回って、ワークの実質的な加工時間が長
くなる不具合を生じる。

【００１６】なお、上記ワークの移動開始部位及び移動
終了部位における寸法誤差や不均一加工の発生という不
具合や、該寸法誤差などを防止するために上記駆動モー
タの安定回転時にのみレーザービーム照射を行うという
必要性からワークの実質的な加工時間が長くなってしま
うという不具合は、上記レーザビームによる加工方法及
びその装置の場合だけでなく、照射するビームの単位時
間及び単位面積当たりのエネルギー密度（面密度）によ
って加工の程度が変化してしまうようなレーザビーム以
外の光ビーム、Ｘ線ビーム、荷電粒子ビーム等の他のエ
ネルギービームを用いた加工方法及びその装置の場合に
も発生し得るものである。また、上記不具合は、上記ワ
ークを移動させて加工する場合だけでなく、上記レーザ
ビーム等のエネルギービームを移動させて該ワークを加
工する場合や、ワーク及びエネルギービームを互いに交
差する方向に移動させて該ワークを加工する場合にも発
生し得るものである。

【００１７】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、加工対象物の加工時
間が長くなることなく、均一且つ寸法精度の高い加工を
実現することができる加工方法及びその装置を提供する
ことである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、加工対象物と該加工対象物に照
射するエネルギービームとを相対移動させることによ
り、該加工対象物を加工する加工方法において、該相対
移動の速度と、該加工対象物上の該エネルギービームの
単位時間及び単位面積当たりの照射エネルギー密度とを
比例させたことを特徴とするものである。この加工方法
においては、加工対象物とエネルギービームとの間の相
対移動の速度と、該加工対象物上のエネルギービームの
単位時間及び単位面積当たりの照射エネルギー密度とが
比例関係に保たれる。これにより、該相対移動の加速領
域及び減速領域での該加工対象物のエネルギー照射面に
おける該照射エネルギー密度と、該相対移動の速度が所
定速度に到達した領域での該加工対象物のエネルギービ
ーム照射面における該照射エネルギー密度とが均等化さ
れる。従って、該加工対象物の加工面に照射されるエネ
ルギービームの該照射エネルギー密度が、該加工面のど
の領域においても均等になる。

【００１９】請求項２の発明は、移動する加工対象物に
対して、照射経路が固定されたエネルギービームを照射
することにより、該加工対象物を加工する請求項１の加
工方法であって、該エネルギービームに対する該加工対
象物の相対移動の速度と、該加工対象物上の該エネルギ
ービームの単位時間及び単位面積当たりの照射エネルギ
ー密度とを比例させたことを特徴とするものである。こ
の加工方法においては、加工対象物の移動速度と、該加
工対象物上のエネルギービームの単位時間及び単位面積
当たりの照射エネルギー密度とが比例関係に保たれる。
これにより、加工対象物の加速移動領域及び減速移動領
域での該加工対象物のエネルギー照射面における該照射
エネルギー密度と、該加工対象物の移動速度が所定速度
に到達した領域での該加工対象物のエネルギービーム照
射面における該照射エネルギー密度とが均等化される。
従って、該加工対象物の加工面に照射されるエネルギー
ビームの該照射エネルギー密度が、該加工面のどの領域
においても均等になる。

【００２０】請求項３の発明は、固定配置した加工対象
物に対して、エネルギービームを移動させながら照射す
ることにより、該加工対象物を加工する請求項１の加工
方法であって、該加工対象物に対する該エネルギービー
ムの相対移動の速度と、該加工対象物上の該エネルギー
ビームの単位時間及び単位面積当たりの照射エネルギー
密度とを比例させたことを特徴とするものである。この
加工方法においては、エネルギービームの移動速度と、
該加工対象物上のエネルギービームの単位時間及び単位
面積当たりの照射エネルギー密度とが比例関係に保たれ
る。これにより、エネルギービームの加速移動領域及び
減速移動領域での該加工対象物のエネルギー照射面にお
ける該照射エネルギー密度と、該エネルギービームの移
動速度が所定速度に到達した領域での該加工対象物のエ
ネルギービーム照射面における該照射エネルギー密度と
が均等化される。従って、該加工対象物の加工面に照射
されるエネルギービームの該照射エネルギー密度が、該
加工面のどの領域においても均等になる。

【００２１】請求項４の発明は、互いに交差する２方向
の一方に加工対象物を移動させるとともに、該加工対象
物に照射するエネルギービームを該２方向のもう一方に
移動させることにより、該加工対象物を加工する請求項
１の加工方法であって、該加工対象物と該エネルギービ
ームとの間の相対移動の速度と、該加工対象物上の該エ
ネルギービームの単位時間及び単位面積当たりの照射エ
ネルギー密度とを比例させたことを特徴とするものであ
る。この加工方法においては、加工対象物とエネルギー
ビームとの間の相対移動の速度と、該加工対象物上のエ
ネルギービームの単位時間及び単位面積当たりの照射エ
ネルギー密度とが比例関係に保たれる。これにより、該
相対移動の加速領域及び減速領域での該加工対象物のエ
ネルギー照射面における該照射エネルギー密度と、該相
対移動の速度が所定速度に到達した領域での該加工対象
物のエネルギービーム照射面における該照射エネルギー
密度とが均等化される。従って、該加工対象物の加工面
に照射されるエネルギービームの該照射エネルギー密度
が、該加工面のどの領域においても均等になる。

【００２２】請求項５の発明は、上記エネルギービーム
が、加工対象物に繰り返し照射される一定のパルス幅を
有するパルス状のエネルギービームである請求項１、
２、３又は４の加工方法であって、上記相対移動の速度
と、該エネルギービームの繰り返し周波数とを比例させ
たことを特徴とするものである。この加工方法では、上
記相対移動の速度と、該加工対象物に繰り返し照射され
る一定のパルス幅を有するパルス状のエネルギービーム
の繰り返し周波数とを比例させることにより、該相対移
動の速度と、該加工対象物上のエネルギービームの単位
時間及び単位面積当たりの照射エネルギー密度とが比例
関係に保たれる。

【００２３】請求項６の発明は、上記エネルギービーム
が、加工対象物に一定の繰り返し周波数で繰り返し照射
されるパルス状のエネルギービームである請求項１、
２、３又は４の加工方法であって、上記相対移動の速度
と、該エネルギービームのパルス幅とを比例させたこと
を特徴とするものである。この加工方法では、上記相対
移動の速度と、該加工対象物に一定の繰り返し周波数で
繰り返し照射されるパルス状のエネルギービームのパル
ス幅とを比例させることにより、該相対移動の速度と、
該加工対象物上のエネルギービームの単位時間及び単位
面積当たりの照射エネルギー密度とが比例関係に保たれ
る。

【００２４】請求項７の発明は、請求項１、２、３又は
４の加工方法において、上記相対移動の速度と、上記エ
ネルギービームの照射パワーとを比例させたことを特徴
とするものである。この加工方法では、上記相対移動の
速度と上記エネルギービームの照射パワーとを比例させ
ることにより、該相対移動の速度と、該加工対象物上の
エネルギービームの単位時間及び単位面積当たりの照射
エネルギー密度とが比例関係に保たれる。

【００２５】請求項８の発明は、請求項１、２、３、
４、５、６又は７の加工方法において、上記エネルギー
ビームがレーザービームであることを特徴とするもので
ある。この加工方法では、上記相対移動の速度と、上記
加工対象物上のレーザービームの単位時間及び単位面積
当たりの照射エネルギー密度とが比例関係に保たれる。

【００２６】請求項９の発明は、加工対象物を移動させ
る加工対象物駆動手段と、該加工対象物駆動手段によっ
て移動される加工対象物の加工面に対してエネルギービ
ームを照射するためのエネルギービーム照射装置とを備
えた加工装置において、該エネルギービームに対する該
加工対象物の相対移動の速度と、該加工対象物上の該エ
ネルギービームの単位時間及び単位面積あたりの照射エ
ネルギー密度とを比例させるように、該エネルギービー
ム照射装置を制御する照射制御手段を設けたことを特徴
とするものである。この加工装置では、照射制御手段で
エネルギービーム照射装置を制御することにより、エネ
ルギービームに対する加工対象物の相対移動の速度と、
該加工対象物上のエネルギービームの単位時間及び単位
面積当たりの照射エネルギー密度とを比例関係に保つ。
これにより、該相対移動の加速領域及び減速領域での該
加工対象物のエネルギー照射面における該照射エネルギ
ー密度と、該相対移動の速度に到達した領域での該加工
対象物のエネルギービーム照射面における該照射エネル
ギー密度とが均等化される。従って、該加工対象物の加
工面に照射されるエネルギービームの該照射エネルギー
密度が、該加工面のどの領域においても均等になる。

【００２７】請求項１０の発明は、加工対象物の加工面
に対してエネルギービームを照射するためのエネルギー
ビーム照射装置と、該加工対象物に対して該エネルギー
ビームを移動させるビーム移動手段と備えた加工装置に
おいて、該加工対象物に対する該エネルギービームの相
対移動の速度と、該加工対象物上の該エネルギービーム
の単位時間及び単位面積あたりの照射エネルギー密度と
を比例させるように、該エネルギービーム照射装置を制
御する照射制御手段を設けたことを特徴とするものであ
る。この加工装置では、照射制御手段でエネルギービー
ム照射装置を制御することにより、加工対象物に対する
エネルギービームの相対移動の速度と、該加工対象物上
のエネルギービームの単位時間及び単位面積当たりの照
射エネルギー密度とを比例関係に保つ。これにより、該
相対移動の加速領域及び減速領域での該加工対象物のエ
ネルギー照射面における該照射エネルギー密度と、該相
対移動の速度に到達した領域での該加工対象物のエネル
ギービーム照射面における該照射エネルギー密度とが均
等化される。従って、該加工対象物の加工面に照射され
るエネルギービームの該照射エネルギー密度が、該加工
面のどの領域においても均等になる。

【００２８】請求項１１の発明は、互いに交差する２方
向の一方に加工対象物を移動させる加工対象物駆動手段
と、加工対象物の加工面に対してエネルギービームを照
射するためのエネルギービーム照射装置と、該エネルギ
ービームを該２方向のもう一方に移動させるビーム移動
手段と備えた加工装置において、該加工対象物と該エネ
ルギービームとの間の相対移動の速度と、該加工対象物
上の該エネルギービームの単位時間及び単位面積あたり
の照射エネルギー密度とを比例させるように、該駆動手
段及び該エネルギービーム照射装置の少なくとも一方を
制御する照射制御手段を設けたことを特徴とするもので
ある。この加工装置では、照射制御手段でエネルギービ
ーム照射装置を制御することにより、加工対象物とエネ
ルギービームとの間の相対移動の速度と、該加工対象物
上のエネルギービームの単位時間及び単位面積当たりの
照射エネルギー密度とを比例関係に保つ。これにより、
該相対移動の加速領域及び減速領域での該加工対象物の
エネルギー照射面における該照射エネルギー密度と、該
相対移動の速度に到達した領域での該加工対象物のエネ
ルギービーム照射面における該照射エネルギー密度とが
均等化される。従って、該加工対象物の加工面に照射さ
れるエネルギービームの該照射エネルギー密度が、該加
工面のどの領域においても均等になる。

【００２９】請求項１２の発明は、上記エネルギービー
ム照射装置として、一定のパルス幅を有するパルス状の
エネルギービームを加工対象物に繰り返し照射するもの
を用いた請求項９、１０又は１１の加工装置であって、
上記相対移動の速度と該エネルギービームの繰り返し周
波数とを比例させるように、該エネルギービーム照射装
置を制御することを特徴とするものである。この加工装
置では、一定のパルス幅を有するパルス状のエネルギー
ビームを上記加工対象物に繰り返し照射するエネルギー
ビーム照射装置を照射制御手段で制御し、上記相対移動
の速度と該エネルギービームの繰り返し周波数とを比例
させることにより、該相対移動の速度と該加工対象物上
のエネルギービームの単位時間及び単位面積当たりの照
射エネルギー密度とを比例関係に保つ。

【００３０】請求項１３の発明は、請求項１２の加工装
置において、上記照射制御手段を、上記相対移動の速度
に比例した周波数の同期信号を発生する同期信号発生手
段と、該同期信号発生手段から出力された同期信号に基
づいて該相対移動の速度に比例した周波数で該エネルギ
ービーム照射装置を駆動する駆動トリガを発生させるた
めのトリガ発生手段とを用いて構成したことを特徴とす
るものである。この加工装置では、同期信号発生手段に
より上記相対移動の速度に比例した周波数の同期信号を
発生し、トリガ発生手段により該同期信号に基づいて該
相対移動の速度に比例した周波数で駆動トリガを発生す
る。この駆動トリガに基づいてエネルギービーム照射装
置を駆動することにより、該相対移動の速度と該エネル
ギービームの繰り返し周波数とを比例させ、該相対移動
の速度と該加工対象物上のエネルギービームの単位時間
及び単位面積当たりの照射エネルギー密度とを比例関係
に保つ。

【００３１】請求項１４の発明は、加工対象物を載置す
るための載置台と、該載置台を所定方向に移動させるた
めの駆動モータとを用いて構成した上記加工対象物駆動
手段を備えた請求項１２の加工装置であって、上記照射
制御手段を、該駆動モータの回転数または該載置台の移
動速度に比例した周波数の同期信号を発生する同期信号
発生手段と、該同期信号発生手段から出力された同期信
号に基づいて該回転数または該移動速度に比例した周波
数で該エネルギービーム照射装置を駆動する駆動トリガ
を発生させるためのトリガ発生手段とを用いて構成した
ことを特徴とするものである。この加工装置では、同期
信号発生手段により上記駆動モータの回転数又は上記載
置台の移動速度に比例した周波数の同期信号を発生し、
トリガ発生手段により該同期信号に基づいて該回転数ま
たは該移動速度に比例した周波数で駆動トリガを発生す
る。この駆動トリガに基づいてエネルギービーム照射装
置を駆動することにより、該駆動モータの回転数または
該載置台の移動速度と、該エネルギービームの繰り返し
周波数とを比例させる。これにより、該加工対象物の移
動速度と、該エネルギービームの繰り返し周波数とを比
例させ、該加工対象物の移動速度と該加工対象物上のエ
ネルギービームの単位時間及び単位面積当たりの照射エ
ネルギー密度とを比例関係に保つ。

【００３２】請求項１５の発明は、請求項１３又は１４
の加工装置において、上記同期信号発生手段として、上
記駆動モータの所定の回転角度ごとにパルス信号を発生
するエンコーダ、あるいは上記加工対象物の所定の移動
位置ごとにパルス信号を発生するリニアスケールを用い
たことを特徴とするものである。この加工装置では、上
記エンコーダにより駆動モータの所定の回転角度ごとに
パルス信号を上記同期信号として発生する。あるいは、
上記リニアスケールにより加工対象物の所定の移動位置
ごとにに対応したパルス信号を上記同期信号として発生
する。このリニアスケールからのパルス信号に基づい
て、該加工対象物の移動速度に比例した周波数で駆動ト
リガを発生する。

【００３３】請求項１６の発明は、請求項１３又は１４
の加工装置において、上記トリガ発生手段に、上記同期
信号を分周する分周回路を設けたことを特徴とするもの
である。この加工装置では、上記トリガ発生手段に設け
た分周回路により上記同期信号を分周することにより、
上記エネルギービーム照射装置を駆動する駆動トリガの
周波数を変化させ、加工対象物に照射する照射エネルギ
ー密度の値を変える。

【００３４】請求項１７の発明は、上記エネルギービー
ム照射装置として、パルス状のエネルギービームを加工
対象物に一定の繰り返し周波数で繰り返し照射するもの
を用いた請求項９、１０又は１１の加工装置であって、
上記相対移動の速度と該エネルギービームのパルス幅と
を比例させるように、該エネルギービーム照射装置を制
御することを特徴とするものである。この加工装置で
は、パルス状のエネルギービームを上記加工対象物に一
定の繰り返し周波数で繰り返し照射するエネルギービー
ム照射装置を照射制御手段で制御し、上記相対移動の速
度と該エネルギービームのパルス幅とを比例させること
により、該相対移動の速度と該加工対象物上のエネルギ
ービームの単位時間及び単位面積当たりの照射エネルギ
ー密度とを比例関係に保つ。

【００３５】請求項１８の発明は、請求項９、１０又は
１１の加工装置において、上記相対移動の速度と上記エ
ネルギービームの照射パワーとを比例させるように、上
記エネルギービーム照射装置の出力を制御することを特
徴とするものである。この加工装置では、エネルギービ
ーム照射装置を照射制御手段で制御し、上記相対移動の
速度とエネルギービームの照射パワーとを比例させるこ
とにより、該相対移動の速度と該加工対象物上のエネル
ギービームの単位時間及び単位面積当たりの照射エネル
ギー密度とを比例関係に保つ。

【００３６】請求項１９の発明は、請求項９、１０、１
１、１２、１３、１４、１５、１６、１７又は１８の加
工装置において、上記エネルギービームがレーザービー
ムであることを特徴とするものである。この加工装置で
は、上記相対移動の速度と、上記加工対象物上のレーザ
ービームの単位時間及び単位面積当たりの照射エネルギ
ー密度とが比例関係に保たれる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、ＣＯ_２レーザや
ＹＡＧレーザ、あるいは、エキシマレーザなどを用い
て、樹脂板からなる加工対象物（以下「ワーク」とい
う。）にハーフエッチング加工や穴開け加工を行う加工
装置に適用した実施形態について説明する。

【００３８】図１は、レーザによって樹脂板からなるワ
ークに微細孔を穿って印刷用プラスッチクマスクを製造
する加工装置の全体的な概略構成の一例を示すブロック
図である。図１において、ワーク１０は、略水平な載置
面を有する載置台１１上に載置される。該載置台１１
は、載置面をＸ方向（図１中の水平方向）と該方向に直
交するＹ方向（図１の紙面に対して垂直な方向）とに移
動させることができるＸ−Ｙテーブル１２上に配設され
ている。該Ｘ−Ｙテーブル１２は、Ｘ−Ｙテーブル駆動
系１３を介して、駆動モータ１４により、Ｘ−Ｙ方向に
駆動される。該駆動モータ１４は、図示しない駆動制御
装置からの駆動指令により該駆動モータ１４に駆動電力
を供給するモータ駆動回路１５により駆動される。これ
らの載置台１１、Ｘ−Ｙテーブル１２、Ｘ−Ｙテーブル
駆動系１３及び駆動モータ１４等により、ワーク１０を
移動させる駆動手段が構成されている。

【００３９】上記駆動モータ１４としては、フィードバ
ック制御可能なリニアサーボモータを用いた。この駆動
モータ１４には、該モータの可動部の移動速度に比例し
た周波数の同期信号（パルス）を発生させるための同期
信号発生手段としてのリニアエンコーダ１６が取り付け
られている。このリニアエンコーダ１６から出力される
信号は、駆動モータ１４のフィードバック制御ととも
に、後述のレーザーの駆動制御に用いられる。なお、上
記駆動モータ１４として通常のサーボモータを使用した
場合は、例えば、該駆動モータ１４の回転に同期して回
転する円盤のスリットからの透過光あるいは該円盤に印
された検知マークからの反射光を、フォトセンサにより
検知、または、該円盤に着磁された磁極からの磁力線を
マグネトロダイオードで検知して、該駆動モータ１４の
回転数に比例した周波数の同期信号（パルス）を発生さ
せる光学式エンコーダを用いることができる。

【００４０】一方、エネルギービームとしてのパルス状
のレーザビームを発するレーザ１７は、所定の周波数
（エキシマレーザでは、通常、２００Ｈｚ）の駆動トリ
ガに基づいて、該レーザ１７を駆動するためのレーザ駆
動回路１８により、レーザービーム１７ａを発生する。
このレーザ１７とレーザ駆動回路１８とにより、エネル
ギービーム照射装置が構成されている。なお、上記レー
ザ１７がＹＡＧレーザの場合は、上記レーザ駆動回路１
８にＱスイッチ回路が用いられる。

【００４１】このレーザ１７から発せられたレーザービ
ーム１７ａは、上記ワーク１０の加工面に対して該レー
ザービーム１７ａが略垂直に入射されるように、該レー
ザービーム１７ａの照射光路を変更させるための反射鏡
１９、該レーザービーム１７ａのビームスポットの形状
が、上記ワーク１０に形成する加工形状になるように、
該レーザービーム１７ａの透過形状を規制するアパーチ
ャー２０、該アパーチャー２０を透過したレーザービー
ム１７ａを、該ワーク１０の加工面におけるビームスポ
ット形状が、約２ｍｍ角程度になるように絞り込むため
の集光レンズ２１等を介して、該ワーク１０の加工面に
照射される。

【００４２】ところで、上記レーザ１７は、通常、所定
の周波数（例えば、２００Ｈｚ）の駆動トリガに基づい
て、上記レーザ駆動回路１８により一定した繰り返し周
波数のレーザービーム１７ａをパルス状に発生するよう
に構成されている。このような繰り返し周波数が一定の
レーザービーム１７ａにより、上記ワーク１０を加工す
ると、前述したように、上記ワーク１０の加速移動領域
及び減速移動領域での、該ワークのレーザービーム照射
面における単位時間及び単位面積当たりのレーザービー
ムの照射エネルギー密度が、該駆動モータ１４の回転速
度が所定速度Ｓｍに到達した領域での該ワーク１０のレ
ーザービーム照射面における単位時間及び単位面積当た
りのレーザービームの照射エネルギー密度よりも大きく
なる。そのため、例えば、上記レーザ１７を使用して、
該ワーク１０に一定の深さのハーフエッチング加工を施
そうとしても、図７（ａ）、（ｂ）に示したように、該
ワーク１０のエッチング溝の加工開始部位と加工終了部
位におけるエッチング溝が、他の部位よりも深く掘り下
げられたり、穴が開いたりする不具合があった。

【００４３】特に、上記駆動モータ１４としてステッピ
ングモータを用いた場合は、脱調時にＸ−Ｙテーブル１
２が停止するため、レーザービームの重ね照射が発生
し、ワークが溶け、深堀りなどの不具合が発生する場合
もある。

【００４４】そこで、本実施形態に係る加工装置におい
ては、上記駆動モータ（リニアサーボモータ）１４の可
動部の移動速度に比例した繰り返し周波数でレーザ１７
を駆動できるように、同期信号発生手段としてのリニア
エンコーダ１６から出力された同期信号（パルス信号）
に基づいて駆動トリガを発生するトリガ発生手段として
のトリガ発生回路２２を設けている。そして、このトリ
ガ発生回路２２から出力される駆動トリガをレーザ駆動
回路１８の外部トリガ入力端子に入力するように構成し
ている。

【００４５】本加工装置では、Ｘ−Ｙテーブル１２の載
置台１１上のワーク１０を２次元的に移動できるよう
に、互いに直交する２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）の各移動
軸それぞれについて上記駆動モータ１４ｘ，１４ｙ及び
リニアエンコーダ１６ｘ、１６ｙなどを設けている。従
って、図２に示すように、Ｘ方向及びＹ方向のリニアエ
ンコーダ１６ｘ，１６ｙから出力された出力パルス信号
に基づいて合成移動速度を演算し、該合成移動速度に応
じた出力パルス信号を上記トリガ発生回路２２に対して
出力する合成移動速度演算回路２４を設けている。

【００４６】そして、少なくとも、上記ワーク１０を加
工する際の載置台１１の合成移動速度が変化する領域、
すなわち、上記駆動モータ１４の駆動を開始した後のワ
ーク１０の加速移動領域と、該駆動モータ１４の減速を
開始した後のワーク１０の減速移動領域においては、上
記トリガ発生回路２２が発する駆動トリガ、すなわち、
駆動モータ１４の可動部の合成移動速度に比例した繰り
返し周波数（周期）で変化している駆動トリガに基づい
て、上記レーザ１７を駆動する。

【００４７】上記構成の加工装置においては、上記駆動
モータ１４により駆動されるＸ−Ｙステージ１２上の載
置台１１の合成移動速度と、上記レーザ１７が発するパ
ルス状のレーザービーム１７ａの繰り返し周波数とが比
例関係に保たれる。従って、この加工装置では、上記ワ
ーク１０の加速移動領域及び減速移動領域での、該ワー
ク１０のレーザービーム照射面における単位時間及び単
位面積当たりのレーザービーム１７ａの照射エネルギー
と、該駆動モータ１４の回転速度が所定速度Ｓｍに到達
した領域での、該ワーク１０のレーザービーム照射面に
おける単位面積当たりのレーザービーム１７ａの照射エ
ネルギーとが均等化される。

【００４８】すなわち、この加工装置では、上記レーザ
ービーム１７ａのビームショット数が、駆動モータ１４
の可動部の合成移動速度、つまり、ワーク１０の合成移
動速度に比例するようになる。これにより、例えば、図
３に示すように、該ワーク１０の加速移動領域と、減速
移動領域（不図示）における上記レーザービーム１７ａ
のビームショット数が、該ワーク１０の合成移動速度に
比例して、徐々に増加または減少され、該ワーク１０の
加速移動領域及び減速移動領域での、該ワーク１０のレ
ーザービーム照射面における単位面積当たりのレーザー
ビーム１７ａの照射エネルギーが、この該ワーク１０の
合成移動速度が所定速度Ｓｍに到達した領域での、該ワ
ーク１０のレーザービーム照射面における単位面積当た
りのレーザービーム１７ａの照射エネルギーと等しくな
って、上述の不具合が解消される。

【００４９】以上、本実施形態によれば、ワーク１０の
加工面に照射されるレーザービーム１７ａの単位時間及
び単位面積当たりの照射エネルギー密度が、該加工面の
どの領域においても均等になるので、均一且つ寸法精度
の高い加工を実現することができる。しかも、ワーク１
０の移動開始時等のようにワーク１０の合成移動速度が
変化しているときにも上記照射エネルギー密度が均一に
なり、かかる移動領域でも均一且つ寸法精度の高い加工
をすることが可能となるので、ワーク１０の加工時間が
長くなることもない。

【００５０】また、本実施形態によれば、例えば、エキ
シマレーザによるハーフエッチング加工時に、ワークの
加工開始部位と加工終了部位におけるエッチング溝が他
の部位よりも深く掘り下げられたり、該加工開始部位と
加工終了部位に、穴が開いたりする不具合を解消でき
る。また、ＣＯ_２レーザやＹＡＧレーザを使用したワー
クの切断加工時などにおける、該ワークの切断部の切断
開始部位と切断終了部位の溶け込み量が、他の切断部位
の溶け込み量と均等になるので、該切断部の切断開始部
位と切断終了部位に寸法精度の誤差や焦げ付きなどが発
生する不具合を解消できる

【００５１】なお、本実施形態では、上記合成移動速度
演算回路２４の出力パルス信号をトリガ発生回路２２に
対して直接出力するように構成しているが、合成移動速
度演算回路２４とトリガ発生回路２２との間に該合成移
動速度演算回路２４からの出力パルス信号を分周する分
周回路２５を設けてもよい（図４参照）。この場合は、
分周回路２５で上記合成移動速度に対応する出力パルス
信号を分周することにより、換算テーブルや換算式を用
いないで、レーザ駆動回路１８に適した周波数範囲内で
リニアスケール２３の出力パルス信号の周波数に比例し
た駆動トリガ（図５参照）を直接発生することができ
る。更に、上記分周回路２５における分周比率を変える
ことにより、ワーク１０に照射するレーザービームの照
射エネルギー密度の値を変更することもできる。

【００５２】また、本実施形態においては、リニアエン
コーダ１６から発せられる同期信号（出力パルス信号）
をトリガ発生回路２２に入力して、駆動モータ１４によ
る駆動を開始した後のワーク１０の加速移動領域と、駆
動モータ１４の減速を開始した後のワーク１０の減速移
動領域では、上記トリガ発生回路２２が発する駆動トリ
ガ、すなわち、該駆動モータ１４ｘ，１４ｙの可動部の
合成移動速度に比例した周波数で繰り返される駆動トリ
ガにより、レーザ１７を駆動する例を示したが、上記同
期信号発生手段としては、図１の破線に示すようにワー
ク１０のＸ方向及びＹ方向における所定の移動位置ごと
にパルス信号を発生するリニアスケール２３（２３ｘ，
２３ｙ）を用いてもよい。このリニアスケール２３ｘ，
２３ｙはそれぞれ載置台１１あるいはＸ−Ｙテーブル１
２に取り付けられ、その出力パルス信号が合成移動速度
演算回路２４を介してトリガ発生回路２２に入力される
（図６（ａ）参照）。この構成の場合、上記合成移動速
度演算回路２４により、各リニアスケール２３ｘ，２３
ｙからの出力パルス信号に基づいて合成移動速度を演算
し、該合成移動速度に見合った周波数（周期）で出力パ
ルス信号を出力する。この出力は、トリガ発生回路２２
がワーク１０の合成移動速度に見合った周波数（周期）
でレーザ１７を駆動する駆動トリガを発生するように、
上記合成移動速度演算回路２４の出力パルス信号の周波
数の値を求め、該周波数の値と換算テーブルまたは換算
式とに基づいて上記駆動トリガの繰り返し周波数を決定
するように制御してもよい。

【００５３】また、上記リニアスケール２３（２３ｘ，
２３ｙ）を用いる場合も、図６（ｂ）に示すように上記
合成移動速度演算回路２４とトリガ発生回路２２との間
に該合成移動速度演算回路２４からの出力パルス信号を
分周する分周回路２５を設けてもよい。この場合は、前
述のように、換算テーブルや換算式を用いないで、レー
ザ駆動回路１８に適した周波数範囲内で合成移動速度演
算回路２４の出力パルス信号の周波数に比例した駆動ト
リガを直接発生することができる。更に、上記分周回路
２５における分周比率を変えることにより、ワーク１０
に照射するレーザービームの照射エネルギー密度の値を
変更することもできる。

【００５４】また、本実施形態では、上記駆動モータ１
４としてリニアサーボモータを用いた場合について説明
したが、本発明は、該駆動モータ１４として通常の回転
駆動型のサーボモータとボールねじとを組み合わせてＸ
−Ｙテーブルを駆動するように構成した場合にも適用で
きるものである。また、上記駆動モータ１４として、通
常の回転駆動型のステッピングモータやリニアステッピ
ングモータを用いてもよい。フィードバック制御のサー
ボモータを用いた場合は、その回転速度あるいは可動部
の移動速度が所定速度Ｓｍに到達するときにＸ−Ｙテー
ブルが若干往復動するため、上記トリガ発生回路２２か
ら出力される駆動トリガが不安定になるおそれがある
が、上記フィードバック制御を行わないステッピングモ
ータを用いた場合は、所定速度Ｓｍに到達するときにも
駆動トリガを安定して出力することができる。

【００５５】また、本実施形態では、エネルギービーム
としてＣＯ_２レーザ、ＹＡＧレーザあるいはエキシマレ
ーザからのレーザービームを用い、加工対象物としての
樹脂板からなるワークにハーフエッチング加工や穴開け
加工を行う場合について説明したが、本発明は、このよ
うな加工に限定されることなく適用することができるも
のである。例えば、本発明は、レーザービーム以外の光
ビームや荷電粒子ビーム等の他のエネルギービームを用
いた加工の場合にも適用できるものである。また、本発
明は、上記ハーフエッチング加工や穴開け加工だけでな
く、樹脂、セラミック、金属、フォトリソ用の感光層な
どの加工対象物に表面処理加工、フォトレジストへの露
光を行う場合にも適用できるものである。

【００５６】また、本実施形態では、エネルギービーム
として、ワーク１０に繰り返し照射される一定のパルス
幅を有するパルス状のレーザービームを用い、ワーク１
０の移動速度とレーザービームの繰り返し周波数とを比
例させるように構成しているが、上記エネルギービーム
として、ワーク１０に一定の繰り返し周波数で繰り返し
照射されるパルス状のレーザービームを用い、ワーク１
０の移動速度とレーザービームのパルス幅とを比例させ
るように構成してもよい。また、ワーク１０の移動速度
とレーザの出力パワーとを比例させるように構成しても
よい。

【００５７】また、本実施形態では、照射経路を固定し
たレーザビームに対して加工対象物であるワーク１０を
移動させるように構成した場合について説明したが、本
発明は、ワークを固定配置するとともに該ワークに対し
てレーザビームを移動させながら照射するように構成し
た場合や、互いに直交するＸ−Ｙ方向のうちＸ方向にワ
ークを移動させるとともにＹ方向にレーザビームを移動
させながら照射するように構成した場合にも適用できる
ものである。

【００５８】図１０は、ワークを固定配置するととも
に、レーザ光源から出射されたレーザビームを光ファイ
バーを用いてワーク近傍までガイドするように構成した
加工装置におけるレーザビーム移動機構の概略構成図で
ある。このレーザビーム移動機構は、図示しないＹ方向
駆動装置で図中Ｙ方向に駆動される１組のＹ方向可動部
材１００と、該Ｙ方向可動部材１００上において図示し
ないＸ方向駆動装置で該Ｙ方向と直交する図中Ｘ方向に
駆動されるＸ方向可動部材１０１とを用いて構成されて
いる。また、該Ｘ方向可動部材１０１のほぼ中央部に、
光ファイバ１０２の光出射端側が固定部材１０３で固定
されている。光ファイバ１０２の光出射端の近傍には、
結像光学系が設けられており、所定スポット径でレーザ
ビームをワーク１０４上に照射できるようになってい
る。一方、加工対象物であるワーク１０４は、テーブル
１０５上に固定配置されている。そして、上記Ｘ方向駆
動装置及び上記Ｙ方向駆動装置を、図示しない制御部に
より加工パターンのデータに基づいて制御することによ
り、ワーク１０４に対して所望の加工を行うことができ
る。ここで、上記光ファイバ１０２の光出射端側を移動
開始するときの加速移動領域や、停止するときの減速移
動領域においてもその移動速度に応じて、上記レーザ光
源から出射されるレーザビームの繰り返し周波数、パル
ス幅、レーザパワー等を変化させるように該レーザ光源
を制御する。これにより、上記加速移動領域や上記減速
移動領域においても、ワーク１０４の加工面に照射され
るレーザビームの単位時間及び単位面積当たりの照射エ
ネルギー密度が、該加工面のどの領域においても均等に
なるので、均一且つ寸法精度の高い加工を実現すること
ができる。しかも、上記加速移動領域等のようにレーザ
ビームの移動速度が変化しているときにも上記照射エネ
ルギー密度が均一になり、かかる移動領域でも均一且つ
寸法精度の高い加工をすることが可能となるので、加工
時間が長くなることもない。なお、この図１０の構成例
では、レーザ光源を固定配置し、該レーザ光源からのレ
ーザビームをガイドする光ファイバーの光出射端側を移
動させているが、光源自体を移動させるように構成して
もよい。

【００５９】

【発明の効果】請求項１乃至１９の発明によれば、加工
対象物の加工面に照射されるエネルギービームの単位時
間及び単位面積当たりの照射エネルギー密度が、該加工
面のどの領域においても均等になるので、均一且つ寸法
精度の高い加工を実現することができる。しかも、該加
工対象物やエネルギービームの移動開始時等のように該
加工対象物とエネルギービームとの間の相対移動の速度
が変化しているときにも上記照射エネルギー密度が均一
になり、かかる移動領域でも均一且つ寸法精度の高い加
工をすることが可能となるので、該加工対象物の加工時
間が長くなることもないという効果がある。

【００６０】特に、請求項５及び１２の発明によれば、
上記相対移動の速度と、上記加工対象物に繰り返し照射
される一定のパルス幅を有するパルス状のエネルギービ
ームの繰り返し周波数とを比例させることにより、該相
対移動の速度と、該加工対象物上のエネルギービームの
単位時間及び単位面積当たりの照射エネルギー密度とを
比例関係に保つことができるという効果がある。

【００６１】また特に、請求項６及び１７の発明によれ
ば、上記相対移動の速度と、上記加工対象物に一定の繰
り返し周波数で繰り返し照射されるパルス状のエネルギ
ービームのパルス幅とを比例させることにより、該相対
移動の速度と、該加工対象物上のエネルギービームの単
位時間及び単位面積当たりの照射エネルギー密度とを比
例関係に保つことができるという効果がある。

【００６２】また特に、請求項及び７及び１８の発明に
よれば、上記相対移動の速度と上記エネルギービームの
照射パワーとを比例させることにより、該相対移動の速
度と、該加工対象物上のエネルギービームの単位時間及
び単位面積当たりの照射エネルギー密度とを比例関係に
保つことができるという効果がある。

【００６３】また特に、請求項１３の発明によれば、ト
リガー発生手段から発生した、上記相対移動の速度に比
例した周波数の駆動トリガに基づいて、エネルギービー
ム照射装置を駆動することにより、該相対移動の速度と
該エネルギービームの繰り返し周波数とを比例させ、該
相対移動の速度と該加工対象物上のエネルギービームの
単位時間及び単位面積当たりの照射エネルギー密度とを
比例関係に保つことができるという効果がある。

【００６４】また特に、請求項１４の発明によれば、加
工対象物を載置する載置台を駆動する駆動モータの回転
数または該載置台の移動速度と、エネルギービームの繰
り返し周波数とを比例させることにより、該加工対象物
の移動速度と、該エネルギービームの繰り返し周波数と
を比例させ、該加工対象物の移動速度と該加工対象物上
のエネルギービームの単位時間及び単位面積当たりの照
射エネルギー密度とを比例関係に保つことができるとい
う効果がある。

【００６５】また特に、請求項１５の発明によれば、駆
動モータの回転制御に一般的に用いられるエンコーダ、
あるいは加工対象物を載置する載置台の位置検知に一般
的に用いられるリニアスケールから出力されるパルス信
号を用いて、該加工対象物の移動速度に比例した周波数
で駆動トリガを発生することができるので、エネルギー
ビーム照射装置を制御する照射制御手段を簡易な構成に
することができるという効果がある。

【００６６】また特に、請求項１６の発明によれば、エ
ネルギービーム照射装置を駆動する駆動トリガの周波数
を変化させ、該駆動トリガの周波数範囲を該エネルギー
ビーム照射装置に適した範囲にすることができる。更
に、加工対象物に照射する照射エネルギー密度の値を変
更することもできるという効果がある。

【００６７】また特に、請求項８及び１９の発明によれ
ば、加工対象物の加工時間が長くなることなく、均一且
つ寸法精度の高いレーザビームによる加工を実現するこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る加工装置の概略構成
図。

【図２】同加工装置のレーザ制御系の一部を示すブロッ
ク図。

【図３】同加工装置のレーザが発するレーザービームの
照射エネルギーの説明図。

【図４】変形例に係る加工装置のレーザ制御系の一部を
示すブロック図。

【図５】同レーザ制御系における各出力パルス信号のタ
イムチャート。

【図６】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ他の変形例に係る
加工装置のレーザ制御系の一部を示すブロック図。

【図７】レーザによる加工装置のワークを移動させるた
めの駆動モータの回転速度と時間の関係を示す特性図。

【図８】同加工装置のレーザが発するレーザービームの
照射エネルギーの説明図。

【図９】（ａ）及び（ｂ）は従来の加工装置により加工
されたワークの不良状態を説明するための概略断面図。
（ｃ）は同ワークの不良状態を説明するための概略平面
図。

【図１０】他の実施形態に係る加工装置におけるレーザ
ビーム移動機構の概略構成図。

【符号の説明】

１０ワーク１１載置台１２Ｘ−Ｙテーブル１３Ｘ−Ｙテーブル駆動系１４（１４ｘ、１４ｙ）駆動モータ１５モータ駆動回路１６（１６ｘ，１６ｙ）エンコーダ１７レーザ１７ａレーザービーム１８レーザ駆動回路１９反射鏡２０アパーチャー２１集光レンズ２２トリガ発生回路２３（２３ｘ，２３ｙ）リニアスケール２４合成移動速度演算回路２５分周回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4E068 CA02 CA03 CA04 CA15 CB01 CC06 CE01 CE04 CE09 DB01 DB10 DB12 5F046 BA07 CA03 CC15 DA01 DA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加工対象物と該加工対象物に照射するエネ
ルギービームとを相対移動させることにより、該加工対
象物を加工する加工方法において、該相対移動の速度と、該加工対象物上の該エネルギービ
ームの単位時間及び単位面積当たりの照射エネルギー密
度とを比例させたことを特徴とする加工方法。
【請求項２】移動する加工対象物に対して、照射経路が
固定されたエネルギービームを照射することにより、該
加工対象物を加工する請求項１の加工方法であって、該エネルギービームに対する該加工対象物の相対移動の
速度と、該加工対象物上の該エネルギービームの単位時
間及び単位面積当たりの照射エネルギー密度とを比例さ
せたことを特徴とする加工方法。
【請求項３】固定配置した加工対象物に対して、エネル
ギービームを移動させながら照射することにより、該加
工対象物を加工する請求項１の加工方法であって、該加工対象物に対する該エネルギービームの相対移動の
速度と、該加工対象物上の該エネルギービームの単位時
間及び単位面積当たりの照射エネルギー密度とを比例さ
せたことを特徴とする加工方法。
【請求項４】互いに交差する２方向の一方に加工対象物
を移動させるとともに、該加工対象物に照射するエネル
ギービームを該２方向のもう一方に移動させることによ
り、該加工対象物を加工する請求項１の加工方法であっ
て、該加工対象物と該エネルギービームとの間の相対移動の
速度と、該加工対象物上の該エネルギービームの単位時
間及び単位面積当たりの照射エネルギー密度とを比例さ
せたことを特徴とする加工方法。
【請求項５】上記エネルギービームが、加工対象物に繰
り返し照射される一定のパルス幅を有するパルス状のエ
ネルギービームである請求項１、２、３又は４の加工方
法であって、上記相対移動の速度と、該エネルギービームの繰り返し
周波数とを比例させたことを特徴とする加工方法。
【請求項６】上記エネルギービームが、加工対象物に一
定の繰り返し周波数で繰り返し照射されるパルス状のエ
ネルギービームである請求項１、２、３又は４の加工方
法であって、上記相対移動の速度と、該エネルギービームのパルス幅
とを比例させたことを特徴とする加工方法。
【請求項７】請求項１、２、３又は４の加工方法におい
て、上記相対移動の速度と、上記エネルギービームの照射パ
ワーとを比例させたことを特徴とする加工方法。
【請求項８】請求項１、２、３、４、５、６又は７の加
工方法において、上記エネルギービームがレーザービームであることを特
徴とする加工方法。
【請求項９】加工対象物を移動させる加工対象物駆動手
段と、該加工対象物駆動手段によって移動される加工対
象物の加工面に対してエネルギービームを照射するため
のエネルギービーム照射装置とを備えた加工装置におい
て、該エネルギービームに対する該加工対象物の相対移動の
速度と、該加工対象物上の該エネルギービームの単位時
間及び単位面積あたりの照射エネルギー密度とを比例さ
せるように、該エネルギービーム照射装置を制御する照
射制御手段を設けたことを特徴とする加工装置。
【請求項１０】加工対象物の加工面に対してエネルギー
ビームを照射するためのエネルギービーム照射装置と、
該加工対象物に対して該エネルギービームを移動させる
ビーム移動手段と備えた加工装置において、該加工対象物に対する該エネルギービームの相対移動の
速度と、該加工対象物上の該エネルギービームの単位時
間及び単位面積あたりの照射エネルギー密度とを比例さ
せるように、該エネルギービーム照射装置を制御する照
射制御手段を設けたことを特徴とする加工装置。
【請求項１１】互いに交差する２方向の一方に加工対象
物を移動させる加工対象物駆動手段と、加工対象物の加
工面に対してエネルギービームを照射するためのエネル
ギービーム照射装置と、該エネルギービームを該２方向
のもう一方に移動させるビーム移動手段と備えた加工装
置において、該加工対象物と該エネルギービームとの間の相対移動の
速度と、該加工対象物上の該エネルギービームの単位時
間及び単位面積あたりの照射エネルギー密度とを比例さ
せるように、該駆動手段及び該エネルギービーム照射装
置の少なくとも一方を制御する照射制御手段を設けたこ
とを特徴とする加工装置。
【請求項１２】上記エネルギービーム照射装置として、
一定のパルス幅を有するパルス状のエネルギービームを
加工対象物に繰り返し照射するものを用いた請求項９、
１０又は１１の加工装置であって、上記相対移動の速度と該エネルギービームの繰り返し周
波数とを比例させるように、該エネルギービーム照射装
置を制御することを特徴とする加工装置。
【請求項１３】請求項１２の加工装置において、上記照射制御手段を、上記相対移動の速度に比例した周
波数の同期信号を発生する同期信号発生手段と、該同期
信号発生手段から出力された同期信号に基づいて該相対
移動の速度に比例した周波数で該エネルギービーム照射
装置を駆動する駆動トリガを発生させるためのトリガ発
生手段とを用いて構成したことを特徴とする加工装置。
【請求項１４】加工対象物を載置するための載置台と、
該載置台を所定方向に移動させるための駆動モータとを
用いて構成した上記加工対象物駆動手段を備えた請求項
１２の加工装置であって、上記照射制御手段を、該駆動モータの回転数または該載
置台の移動速度に比例した周波数の同期信号を発生する
同期信号発生手段と、該同期信号発生手段から出力され
た同期信号に基づいて該回転数または該移動速度に比例
した周波数で該エネルギービーム照射装置を駆動する駆
動トリガを発生させるためのトリガ発生手段とを用いて
構成したことを特徴とする加工装置。
【請求項１５】請求項１３又は１４の加工装置におい
て、上記同期信号発生手段として、上記駆動モータの所定の
回転角度ごとにパルス信号を発生するエンコーダ、ある
いは上記加工対象物の所定の移動位置ごとにパルス信号
を発生するリニアスケールを用いたことを特徴とする加
工装置。
【請求項１６】請求項１３又は１４の加工装置におい
て、上記トリガ発生手段に、上記同期信号を分周する分周回
路を設けたことを特徴とする加工装置。
【請求項１７】上記エネルギービーム照射装置として、
パルス状のエネルギービームを加工対象物に一定の繰り
返し周波数で繰り返し照射するものを用いた請求項９、
１０又は１１の加工装置であって、上記相対移動の速度と該エネルギービームのパルス幅と
を比例させるように、該エネルギービーム照射装置を制
御することを特徴とする加工装置。
【請求項１８】請求項９、１０又は１１の加工装置にお
いて、上記相対移動の速度と上記エネルギービームの照射パワ
ーとを比例させるように、上記エネルギービーム照射装
置の出力を制御することを特徴とする加工装置。
【請求項１９】請求項９、１０、１１、１２、１３、１
４、１５、１６、１７又は１８の加工装置において、上記エネルギービームがレーザービームであることを特
徴とする加工装置。