JP2005262260A - レーザ加工装置及びレーザ加工制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 所要の材料の一定面積を、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能なレーザ加工装置等を提供する。
【解決手段】 加工用のレーザ光Bを出射する発振器1と、レーザ光Bにより加工される被加工物8上におけるY方向の照射位置を補正するためのガルバノミラー3であって、レーザ光Bを反射してポリゴンミラー4に照射するガルバノミラー3と、ガルバノミラー3において反射されたレーザ光Bを、被加工物8上におけるX方向に走査させるポリゴンミラー4と、ポリゴンミラー4において反射されたレーザ光Bを被加工物8上に集光させるfθレンズ5と、fθレンズ5をレーザ光Bが通過することに起因して当該通過したレーザ光Bに発生する歪曲収差に対応して、レーザ光Bの被加工物8に対するY方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラー3におけるレーザ光Bの反射角度を制御すると共に、当該歪曲収差に対応して、レーザ光Bの被加工物8に対するX方向の照射位置誤差を補償するように発振器1におけるレーザ光Bのパルス発振間隔を制御する制御部PCと、を備える。
【選択図】 図8
【解決手段】 加工用のレーザ光Bを出射する発振器1と、レーザ光Bにより加工される被加工物8上におけるY方向の照射位置を補正するためのガルバノミラー3であって、レーザ光Bを反射してポリゴンミラー4に照射するガルバノミラー3と、ガルバノミラー3において反射されたレーザ光Bを、被加工物8上におけるX方向に走査させるポリゴンミラー4と、ポリゴンミラー4において反射されたレーザ光Bを被加工物8上に集光させるfθレンズ5と、fθレンズ5をレーザ光Bが通過することに起因して当該通過したレーザ光Bに発生する歪曲収差に対応して、レーザ光Bの被加工物8に対するY方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラー3におけるレーザ光Bの反射角度を制御すると共に、当該歪曲収差に対応して、レーザ光Bの被加工物8に対するX方向の照射位置誤差を補償するように発振器1におけるレーザ光Bのパルス発振間隔を制御する制御部PCと、を備える。
【選択図】 図8
Description
本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工制御プログラムの技術分野に属し、より詳細には、レーザ光を用いて被加工物の精密加工を行うレーザ加工装置及び当該レーザ加工に用いられるレーザ加工制御プログラムの技術分野に属する。
近年の電子機器等の軽薄短小化に伴う装置自体のコンパクト化は、高度な実装技術に負うところが大である。そのため、例えば、携帯電話又はパーソナルコンピュータ等に用いられる電子部品の分野では、LSI(Large Scale Integration)自体の小型化や搭載されるプリント基板における高密度化が進んでいる。そして、これらの小型か等を効果的に達成するためには、高度且つ精確な実装技術を確立することが重要で、精度の高い微細な精密加工技術がその根底になければならない。
ここで、例えば、一般的な微細加工技術の典型である穴加工技術を見ても、従来は、可能な限り小径なドリルを用いてその加工を行ってきた。
しかしながら、このような機械的な加工技術には、その微細化において限界があり、穴径も、例えば数100μmオーダまで小径化するのが限界であり、それも最新の注意を払った上で作業を行って実現する必要があった。
これに対し、最近では、いわゆる光技術を用いたフォトンプロセスが微細加工技術に取り入れられてきた。そしてその結果、無接触で100μmオーダ或いはそれ以下の精密な加工が可能となってきた。
より具体的には、例えば、いわゆるプリント基板の加工では、材料の加工親和性との関係から炭酸ガスレーザが主に使用され、高繰返しのパルスビームがその加工に用いられている。この場合は、長波長で且つ赤外光であるため、基本的に熱加工であるが、ガスレーザであることに起因してパルスの立ち上がり又は立ち下り時にいわゆる緩和時間が必要となり、そのためパルスの高繰返しには限界があるのが現状である。更に、単なるプリント基板の加工の場合を除けば、波長との関係で適用材料にも制限があるのが実情である。
なお、上述してきた従来の光技術を用いた加工装置においては、一般に、被加工物上のX軸方向及びY軸方向夫々の位置誤差補償に二軸のガルバノミラー(ガルバノスキャナ)を用い、更にfθレンズを介してレーザ光を被加工物に集光・照射し、小面積(例えば、40mm×40mm)での光走査による微細な穴加工を実現している。
しかしながら、現在多用されている上記のガルバノミラーを用いる方法は、時間経過と共に夫々のガルバノミラーのミラー面において赤外光の吸収等による微小な変動や変位が生じ、更に被加工物の加工面にも温度ドリフトが起こるため、結果として全体的な加工精度の低下をもたらす。従って、これらの影響を排除すべく、穴径誤差やピッチ誤差或いは光学系の直線性等を定期的に計測してそれに含まれる誤差を補正する処理が必要になってくる。
一方、レーザ発振器自体も多様化し且つ固体化の傾向にあり、その発振パルスも高繰り返しになり性能も向上して来ている。更に、LD(LASER Diode)励起の固体レーザや高周波変換技術の発展が、この傾向に拍車を掛けている。このため、ガルバノミラーの制御機構も高速性への対応が迫られ、基本的にガルバノミラー自体で高速の揺動運動を強いられるため、上記二軸のガルバノミラーを用いる従来の方法では、時間や温度依存性の理由と共に長期安定性には難があった。
他方、上述したガルバノミラーにおける問題点とは別個に、上記したfθレンズは、どんな角度から入射するレーザ光についても、その入射位置や入射角度によらず当該fθレンズの光軸にほぼ平行なレーザ光に変換する特性を有するもので、これは被加工物における一定の小面積内を満遍なく加工する際に有効な手段とされている。しかし、このfθレンズでも、厳密には多数のレンズの組合せから成るものであるため、これらをレーザ光が通過する過程でその目標位置をはずれて到達する歪を伴うものである。これは、一般には歪曲収差と称されているものであるが、ミクロンの単位での微細加工においてはこれの歪さえも補償すべき対象となる。
そこで、本発明は、上記の各問題点に鑑みて為されたものであり、その課題は、所要の材料における一定面積の領域を、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能なレーザ加工装置及び当該レーザ加工に用いられるレーザ加工制御プログラムを提供することにある。
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射する発振器等の出射手段と、前記出射されたレーザ光の光路を変更してガルバノミラーに照射するチルトミラーと、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記変更された光路の前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるX方向に走査させるポリゴンミラー等の前記走査ミラーと、前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるfθレンズと、を備え、前記チルトミラーにおける前記レーザ光の反射角度又は前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度のすくなくともいずれか一方が、前記走査ミラーに形成されている反射面に含まれている当該反射面の製造誤差を補償する反射角度とされている。
よって、チルトミラーにおける反射角度又はガルバノミラーにおける反射角度の少なくともいずれか一方が走査ミラーの反射面の製造誤差を補償する反射角度とされているので、効果的に当該製造誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項2に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射する発振器等の出射手段と、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるX方向に走査させるポリゴンミラー等の前記走査ミラーと、前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるfθレンズと、前記fθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Y方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する制御部等の反射角度制御手段と、を備える。
よって、fθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光の被加工物に対するY方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のレーザ加工装置において、前記反射角度制御手段は、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御するように構成される。
よって、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載のレーザ加工装置において、前記反射角度制御手段は、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償角度を更に用いて前記反射角度を制御するように構成される。
よって、予め設定されている誤差補償角度を更に用いて反射角度を制御するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項5に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射する発振器等の出射手段と、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるX方向に走査させるポリゴンミラー等の走査ミラーと、前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるfθレンズと、前記fθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記X方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する制御部等の発振間隔制御手段と、を備える。
よって、fθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光の被加工物に対するX方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項6に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射する発振器等の出射手段と、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるX方向に走査させるポリゴンミラー等の前記走査ミラーと、前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるfθレンズと、前記fθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Y方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する制御部等の反射角度制御手段と、前記歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記X方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する制御部等の発振間隔制御手段と、を備える。
よって、fθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光におけるY方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御すると共に、レーザ光の被加工物に対するX方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項7に記載の発明は、請求項5又は6に記載のレーザ加工装置において、前記発振間隔制御手段は、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御するように構成される。
よって、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項8に記載の発明は、請求項5から7のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記発振間隔制御手段は、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償間隔を更に用いて前記パルス発振間隔を制御するように構成される。
よって、予め設定されている誤差補償間隔を更に用いてパルス発振間隔を制御するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項9に記載の発明は、請求項5から8のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記走査ミラーは、前記X方向に垂直な回転軸を有し且つ一定の回転数により回転するポリゴンミラーであると共に、当該回転数が前記パルス発振間隔と同期しているように構成される。
よって、ポリゴンミラーの回転数がパルス発振間隔と同期しているので、より正確にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項10に記載の発明は、請求項5から8のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、前記走査ミラーは、前記X方向に垂直な回転軸を有し且つ一定の回転数により回転するモノゴンミラーであると共に、当該回転数が前記パルス発振間隔と同期しているように構成される。
よって、モノゴンミラーの回転数がパルス発振間隔と同期しているので、より正確にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項11に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射する発振器等の出射手段と、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるX方向に走査させるポリゴンミラー等の前記走査ミラーと、前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるfθレンズと、を備えるレーザ加工装置に含まれるコンピュータを、前記fθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Y方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する反射角度制御手段、として機能させる。
よって、fθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光におけるY方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御するようにコンピュータが機能するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項12に記載の発明は、請求項11に記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、前記反射角度制御手段として機能する前記コンピュータを、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御するように機能させる。
よって、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御するようにコンピュータが機能するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項13に記載の発明は、請求項11又は12に記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、前記反射角度制御手段として機能する前記コンピュータを、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償角度を更に用いて前記反射角度を制御するように機能させる。
よって、予め設定されている誤差補償角度を更に用いて反射角度を制御するようにコンピュータが機能するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項14に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射する発振祈祷の出射手段と、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるX方向に走査させるポリゴンミラー等の走査ミラーと、前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるfθレンズと、を備えるレーザ加工装置に含まれるコンピュータを、前記fθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記X方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する発振間隔制御手段、として機能させる。
よって、fθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光の被加工物に対するX方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項15に記載の発明は、加工用のレーザ光を出射する発信器等の出射手段と、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるX方向に走査させるポリゴンミラー等の前記走査ミラーと、前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるfθレンズと、を備えるレーザ加工装置に含まれるコンピュータを、前記fθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Y方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する反射角度制御手段、及び、前記歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記X方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する発振間隔制御手段、として機能させる。
よって、fθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光におけるY方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御すると共に、レーザ光の被加工物に対するX方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項16に記載の発明は、請求項14又は15に記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、前記発振間隔制御手段として機能する前記コンピュータを、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御するように機能させる。
よって、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
上記の課題を解決するために、請求項17に記載の発明は、請求項14から16のいずれか一項に記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、前記発振間隔制御手段として機能する前記コンピュータを、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償間隔を更に用いて前記パルス発振間隔を制御するように機能させる。
よって、予め設定されている誤差補償間隔を更に用いてパルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
請求項1に記載の発明によれば、チルトミラーにおける反射角度又はガルバノミラーにおける反射角度の少なくともいずれか一方が、走査ミラーの反射面の製造誤差を補償する反射角度とされているので、効果的に当該製造誤差を補償することができる。
従って、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能となる。
請求項2に記載の発明によれば、fθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光の被加工物に対するY方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
従って、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能となる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明の効果に加えて、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
請求項4に記載の発明によれば、請求項2又は3に記載の発明の効果に加えて、予め設定されている誤差補償角度を更に用いて反射角度を制御するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
請求項5に記載の発明によれば、fθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光の被加工物に対するX方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
従って、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能となる。
請求項6に記載の発明によれば、fθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光におけるY方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御すると共に、レーザ光の被加工物に対するX方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
従って、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能となる。
請求項7に記載の発明によれば、請求項5又は6に記載の発明の効果に加えて、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
請求項8に記載の発明によれば、請求項5から7のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、予め設定されている誤差補償間隔を更に用いてパルス発振間隔を制御するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
請求項9に記載の発明によれば、請求項5から8のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、ポリゴンミラーの回転数がパルス発振間隔と同期しているので、より正確にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
請求項10に記載の発明によれば、請求項5から8のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、モノゴンミラーの回転数がパルス発振間隔と同期しているので、より正確にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
請求項11に記載の発明によれば、fθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光におけるY方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御するようにコンピュータが機能するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
従って、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能となる。
請求項12に記載の発明によれば、請求項11に記載の発明の効果に加えて、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御するようにコンピュータが機能するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
請求項13に記載の発明によれば、請求項11又は12に記載の発明の効果に加えて、予め設定されている誤差補償角度を更に用いて反射角度を制御するようにコンピュータが機能するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
請求項14に記載の発明によれば、fθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光の被加工物に対するX方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
従って、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能となる。
請求項15に記載の発明によれば、fθレンズに起因する歪曲収差に対応して、レーザ光におけるY方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラーにおけるレーザ光の反射角度を制御すると共に、レーザ光の被加工物に対するX方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光のパルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光の照射位置誤差を補償することができる。
従って、加工精度を極めて高く、連続的に且つ微細に加工することが可能となる。
請求項16に記載の発明によれば、請求項14又は15に記載の発明の効果に加えて、ガルバノミラーにおける反射角度を係数内に含んだ走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
請求項17に記載の発明によれば、請求項14から16のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、予め設定されている誤差補償間隔を更に用いてパルス発振間隔を制御するようにコンピュータが機能するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
次に、本発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、板状の被加工物をレーザ光を用いて加工するレーザ加工装置に対して本発明を適用した場合の実施の形態である。
(I)本発明の原理
始めに、本発明に係る実施形態について具体的に説明する前に、本発明の原理について、図1乃至図7を用いて説明する。なお、図1は、本発明に係るレーザ加工装置の概要構成を示すブロック図であり、図2は本発明に係るポリゴンミラーとfθレンズとの関係を示す図であり、図3は本発明に係る歪曲収差を説明する図であり、図4は本発明に係るガルバノミラー、ポリゴンミラー及びfθレンズ間の関係を示す図であり、図5乃至図7は本発明に係る補償方法を具体的に説明する図である。
始めに、本発明に係る実施形態について具体的に説明する前に、本発明の原理について、図1乃至図7を用いて説明する。なお、図1は、本発明に係るレーザ加工装置の概要構成を示すブロック図であり、図2は本発明に係るポリゴンミラーとfθレンズとの関係を示す図であり、図3は本発明に係る歪曲収差を説明する図であり、図4は本発明に係るガルバノミラー、ポリゴンミラー及びfθレンズ間の関係を示す図であり、図5乃至図7は本発明に係る補償方法を具体的に説明する図である。
先ず、本発明に係るレーザ加工装置の概要について、図1を用いて説明する。
図1に示すように、本発明に係るレーザ加工装置Sは、加工用のレーザ光Bを照射する出射手段としての発振器1と、チルトミラー2と、被加工物8上におけるY軸方向のレーザ光Bの照射位置を調整するための一軸のガルバノミラー3と、例えば16個の反射面をその周囲に備えて回転されることでレーザ光Bを被加工物8上のX軸方向に走査する走査ミラーとしてのポリゴンミラー4と、ポリゴンミラー4により走査されているレーザ光Bを、その入射位置に拘わらず平行光に変換して被加工物8に照射するfθレンズ5と、レーザ光Bの光軸を被加工物8の方向に変更する反射ミラー6と、被加工物8を固定載置し、その加工態様に応じて上記X方向又はY方向に移動するテーブル7と、により構成されている。
この構成において、本発明では、その原理の第一として、ポリゴンミラー4を構成する各反射面に生じているいわゆる面倒れ誤差を、チルトミラー2における反射角度をポリゴンミラー4の回転に同期させて変更制御することにより補償する。
また、その原理の第二として、本発明では、fθレンズ5をレーザ光Bが通過することにより当該レーザ光Bに含まれることとなる歪曲収差につき、ガルバノスキャナ3におけるレーザ光Bの反射角度を制御することで当該歪曲収差におけるY軸方向の成分を補償し、一方、発振器1におけるパルス発振周期を制御してポリゴンミラー4への入射タイミングをずらすことで当該歪曲収差におけるX軸方向の成分を補償する。
ここで、上記本発明の第二の原理について、具体的に図1乃至図7を用いて説明する。
上記した本発明の第二の原理は、上記歪曲収差の各成分を、いわゆる光線追跡法により補償しようとするものである。
すなわち、発振器1から発振されたレーザ光Bは、チルトミラー2からガルバノミラー3に入り、当該ガルバノミラー3のミラー面の角度で決められる一定の方向に出射されてポリゴンミラー4におけるいずれかの反射面に入射する。ここで、例えば、ポリゴンミラー4からfθレンズ5の第n面に入射するレーザ光Bの光路は、光路計算に対するいわゆるスネルの法則のベクトル表現を用いて図2式(1)の如く表現される。なお、式(1)はfθレンズ5が第1面から第8面までを有している場合の式である。
ここで、上記本発明の第一の原理によりチルトミラー2における角度調整による補償が併せて為された場合には、当該チルトミラー2における反射角度の変化を考慮に入れて上記光路を計算することができる。
次に、本発明の第二の原理により補償される対象である歪曲収差について、その概要を説明する。
一般に、fθレンズ5をレーザ光Bが通過する場合、その全てに歪曲収差が発生するが、その値自体は、目視上は問題とならない程度に小さい。しかしながら、数ミクロンの誤差を問題とする微細加工技術においてはこれを無視することはできなくなる。ここで、本発明の発明者らは、歪曲収差を含まない場合と含む場合とで、レーザ光Bの照射位置が被加工物8上に描く曲線の撓みを理論的に計算した。
この結果、幅広の加工領域を持った走査光学系では、概ね図3右に示すような曲線を描き、歪曲収差による歪の量は、加工領域中心では小さいが、その外側に向うほどその影響が大きいことが数値的に明らかになった。より具体的には、例えば、40mm×40mmの加工領域の場合では、原点から最も離れた位置では概ね数100μmの照射位置誤差が発生することが判明している。このとき、fθレンズ5による被加工物8上での走査は、例えば図4に示すようになり、ガルバノミラー3によりY軸方向の照射位置を決定し、ポリゴンミラー4により当該Y軸方向の照射位置を含むX軸方向にレーザ光Bを走査させる。
次に、上記第二の原理に基づいて算出される、照射位置の補償量について説明する。
先ず、Y軸方向の補償量として、ガルバノミラー3における反射角度をα=±5°の範囲で一定量ずつ変化させた場合の、ポリゴンミラー4の回転角θに対する発明者らが求めたαの補償量(Δα)の値を図5に示す。
このとき、当該補償量Δαを表す式の一例としては、例えば、
Δα(°)=(−0.00039α3−0.07374α)×10-2×θ2
+(0.00636α3−0.01000α)×10-5×θ
+(−0.00329α3+0.00122α)×10-1 …(2)
となっており、このΔαを元の反射角度αに加算したα’の角度となるようにガルバノミラー2における反射角度αを制御すればよいこととなる。
Δα(°)=(−0.00039α3−0.07374α)×10-2×θ2
+(0.00636α3−0.01000α)×10-5×θ
+(−0.00329α3+0.00122α)×10-1 …(2)
となっており、このΔαを元の反射角度αに加算したα’の角度となるようにガルバノミラー2における反射角度αを制御すればよいこととなる。
なお、上記式(2)は、そのときの反射角度αを含む係数A、B及びCを用いて、
Δα=A×θ2+B×θ+C
と高次関数として一般化することができる。
Δα=A×θ2+B×θ+C
と高次関数として一般化することができる。
次に、X軸方向の補償量として、ポリゴンミラー4の回転角θに対して照射位置を理想位置とするための当該回転角θの補償量を求め、この補償量を、発振器1におけるパルス発振時間で調整する。そして、ガルバノミラー3における反射角度をα=±5°の範囲で一定量ずつ変化させた場合の、発明者らが求めたパルス発振時間tの補償量(Δt)の値を図6に示す。この図6から明らかなように、Y軸の原点を境として補償量における+(遅らせる場合)と−(早める場合)とは、相互に反転する関係となる。
このとき、当該補償量Δtを表す式の一例としては、例えば、
Δt(ミリ秒)=(−0.00110α2−0.09136)×10-2×θ3
+(−0.00291α2+0.00025)×10-4×θ2
+(−0.02015α2+0.00554)×10-1×θ
+(−0.00293α2−0.05746)×10-4 …(3)
となっており、このΔtを用いて、
Δθ=Δt×360×(r/60)×10-3(rはポリゴンミラー4の半径)
により示されるΔθを元の回転角θに加算したθ’の角度となるように、発振器1におけるパルス発振周期Tを、
T’=t+Δt
として示されるT’となるように制御すればよいこととなる。
Δt(ミリ秒)=(−0.00110α2−0.09136)×10-2×θ3
+(−0.00291α2+0.00025)×10-4×θ2
+(−0.02015α2+0.00554)×10-1×θ
+(−0.00293α2−0.05746)×10-4 …(3)
となっており、このΔtを用いて、
Δθ=Δt×360×(r/60)×10-3(rはポリゴンミラー4の半径)
により示されるΔθを元の回転角θに加算したθ’の角度となるように、発振器1におけるパルス発振周期Tを、
T’=t+Δt
として示されるT’となるように制御すればよいこととなる。
なお、上記式(3)は、そのときの反射角度αを含む係数D、E、F及びGを用いて、
Δt=D×θ3+E×θ2+F×θ+G
と高次関数として一般化することができる。
Δt=D×θ3+E×θ2+F×θ+G
と高次関数として一般化することができる。
ここで、図1に示すレーザ加工装置Sを用いた場合、予め所望されている理想的な照射位置にレーザ光Bの照射位置を到達させるために必要な諸角度(より具体的には、ポリゴンミラー4における回転角θとガルバノミラー3における反射角度α)と照射位置座標との関係を求める式は、上記α(Y軸方向の場合)又は上記θ(X軸方向の場合)のいずれかを係数とする照射位置のx座標又はy座標の高次関数として求められるものであり、その一例としては以下の通りとなる。
Y=(−0.000531α3−0.150150α)×10-3x2
+(0.000578α3−0.000818α)×10-4x
+(−0.001556α3+4.850057α)
X=(−0.000550θ3−0.000021θ2−0.147736θ
+0.000015)×10-3y2+(−0.001555θ3
−0.000005θ2+4.850438θ−0.000014)
…(4)
+(0.000578α3−0.000818α)×10-4x
+(−0.001556α3+4.850057α)
X=(−0.000550θ3−0.000021θ2−0.147736θ
+0.000015)×10-3y2+(−0.001555θ3
−0.000005θ2+4.850438θ−0.000014)
…(4)
なお、上記式(4)は、そのときの反射角度αを含む係H、I及びJ及び回転角θを含む係数K及びLを夫々用いて、
Y=Hx2+Ix+J
X=Ky2+L
と高次関数として一般化することができる。
Y=Hx2+Ix+J
X=Ky2+L
と高次関数として一般化することができる。
ここで、式(4)に含まれる二つの式は、fθレンズ5に含まれる歪曲収差を補償するもの(すなわち、上記したΔα及びΔtの値を加味したもの)となってはいるが、現実にはこれらの式は照射位置の軌跡の曲線決定のための近似式に過ぎず、これ自体に微小の誤差を含んでいるのであって、この近似式をもってしてもレーザ光Bの照射位置の軌跡が滑らかな直線又は曲線とはならない場合がある。そして、微細加工に供させるためには、これらの誤差をも補償してより厳密な軌跡とする必要がある。
そこで、上記発明者らは、各角度に換算された更なる補償量(δα、δθ)を求めた。その一例を、Y座標が一定(10mm)の場合を例として図7に示す。
ここで当該補償量δα及びδθは、例えば以下のような式で表されるものである。
δα=(0.000065y3+0.044217y+0.000014)×10-8x4
+(0.000001y5−0.001051y3−0.000026y2
+0.094363y+0.002424)×10-9x3
+(−0.000339y3−0.184457y
−0.000036)×10-6x2+(−0.000001y5
+0.000582y3+0.000004y2−0.007697y
−0.000409)×10-6x+(0.000037y3+0.140040y
+0.000010)×10-4
δθ=(0.000006y4+0.003152y2+3.357917)
×10-10x5+(0.000014y4−0.003944y2
−0.673545)×10-10x4+(0.000005y4
−0.004982y2−1.772664)×10-7x3+
(−0000009y4+0.001900y2−0.584630)×10-7x2
+(0.000036y4−0.014096y2−0.584630)
×10-5x+(0.000002y4+0.004434y2
−2.596258)×10-6
そして、上記した補償量(δα、δθ)を上記式(2)で示されるレーザ光Bの照射位置に加えた補償をすれば、更なる精度の向上が実現される。
δα=(0.000065y3+0.044217y+0.000014)×10-8x4
+(0.000001y5−0.001051y3−0.000026y2
+0.094363y+0.002424)×10-9x3
+(−0.000339y3−0.184457y
−0.000036)×10-6x2+(−0.000001y5
+0.000582y3+0.000004y2−0.007697y
−0.000409)×10-6x+(0.000037y3+0.140040y
+0.000010)×10-4
δθ=(0.000006y4+0.003152y2+3.357917)
×10-10x5+(0.000014y4−0.003944y2
−0.673545)×10-10x4+(0.000005y4
−0.004982y2−1.772664)×10-7x3+
(−0000009y4+0.001900y2−0.584630)×10-7x2
+(0.000036y4−0.014096y2−0.584630)
×10-5x+(0.000002y4+0.004434y2
−2.596258)×10-6
そして、上記した補償量(δα、δθ)を上記式(2)で示されるレーザ光Bの照射位置に加えた補償をすれば、更なる精度の向上が実現される。
(II)実施形態
次に、上記の原理を踏まえた本発明に係る実施形態について、具体的に図8及び図9を用いて説明する。なお、図8は実施形態に係るレーザ加工装置の概要構成を示すブロック図であり、図9は当該レーザ加工装置における発振器の制御を示すタイミングチャートである。また、図8において図1に示すブロック図と同様の部材は同様の部材番号を付して細部の説明は省略する。
次に、上記の原理を踏まえた本発明に係る実施形態について、具体的に図8及び図9を用いて説明する。なお、図8は実施形態に係るレーザ加工装置の概要構成を示すブロック図であり、図9は当該レーザ加工装置における発振器の制御を示すタイミングチャートである。また、図8において図1に示すブロック図と同様の部材は同様の部材番号を付して細部の説明は省略する。
図8に示すように、実施形態に係るレーザ加工装置SSは、図1に示したレーザ加工装置Sに加えて、発振器1から出射されたレーザ光Bの光量を調整するコリメータレンズ11と、当該レーザ光Bを拡散させて平行光とするビームエキスパンダ12と、ポリゴンミラー4における各反射面の端部を、ポリゴンミラー4が回転している状態で検出するための検出レーザ光PBを出射するレーザ9と、当該検出レーザ光PBの上記端部からの反射光Rを受光し、端部検出信号Sdpを生成してパーソナルコンピュータ等により構成される制御部PCに出力するディテクタ10と、ポリゴンミラー4の一回転の開始タイミングを検出する図示しない回転開始ディテクタから生成される回転開始信号Sdrと上記端部検出信号Sdpとが入力され、これらに基づいて上記発振器1におけるパルス発振周期Tを制御するための発振制御信号Slを当該発振器1に出力すると共に上記ガルバノミラー3における反射角度αを制御するための角度制御信号Sgを生成して当該ガルバノミラー3へ出力する反射角度制御手段及び発振間隔制御手段としての上記制御部PCと、を備えて構成されている。
また、制御部PCには、被加工物8を加工するための加工データSmが外部から入力されている。
これらの構成において、チルトミラー2は、例えばいわゆるピエゾ素子等により構成されており、上記した本発明の第一の原理を実現するべく、ポリゴンミラー4を構成する各反射面に含まれる面倒れ誤差等の製造誤差を補償するように、当該ポリゴンミラー4の回転周期に同期させてレーザ光Bの反射角度が制御される。
また、制御部PCは、図9に示すタイミングチャートにおける出力イネーブル信号が“HIGH”となっているタイミングでポリゴンミラー4における一回転に対応する上記回転開始信号Sdrが入力されることで当該一回転の開始が検出され、続けて各反射面の端部を示す(すなわち、当該各反射面に対するレーザ光Bの照射が開始されることを示す)上記端部検出信号Sdpが検出されると、回転開始信号Sdrが検出されたタイミングからいくつ目の端部検出信号Sdpであるかによって各反射面の番号を認識し、当該出力イネーブル信号が“HIGH”である間に加工データSmに対応する上記発振制御信号Slを生成して発振器1に出力すると共に、ガルバノミラー3における反射角度αを制御するための上記角度制御信号Sgを生成して当該ガルバノミラー3に出力する。これらにより、当該発振制御信号Slにより示されるパルス発振周期Tをもって発振器1がレーザ光Bを出射すると共にガルバノミラー3がその反射角度αが変更されることとなる。なお、この場合、実際のレーザ光Bの出射は、図9に示すように端部検出信号Sdpの検出から予め設定された遅れDTをもって開始される。
そして、この一連の処理が、被加工物8における走査(すなわち、反射面)毎に必要な数だけ繰り返されることになる。
ここで、上記発振制御信号Slにより制御される発振器1におけるパルス発振周期T並びに上記角度制御信号Sgにより制御されるガルバノミラー3における反射角度αが、上記原理において説明したT’又はα’となるように、当該発振制御信号Sl及び角度制御信号Sgが出力されることとなる。そして、この場合のガルバノミラー3における反射角度αは、図9に示すようにレーザ光Bが出射されていないにタイミング(時間)において変更されることになる。
以上説明したように、実施形態に係るレーザ加工装置SSの動作によれば、チルトミラー2における反射角度がポリゴンミラー4を構成する各反射面の製造誤差を補償する反射角度とされるので、効果的に当該製造誤差を補償することができる。
また、fθレンズ5に起因する歪曲収差に対応して、レーザ光Bの被加工物8に対するY方向の照射位置誤差を補償するようにガルバノミラー3におけるレーザ光Bの反射角度αを制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光Bの照射位置誤差を補償することができる。
更に、ガルバノミラー3における反射角度αを係数内に含んだポリゴンミラー4の反射角度の高次関数(例えば、上記式(2))に基づいて当該反射角度αを制御するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
更にまた、予め設定されている誤差補償角度(上記δα)を更に用いて反射角度αを制御するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
また、fθレンズ5に起因する歪曲収差に対応して、レーザ光Bの被加工物8に対するX方向の照射位置誤差を補償するようにレーザ光Bのパルス発振間隔Tを制御するので、極めて高い精度で連続的にレーザ光Bの照射位置誤差を補償することができる。
更に、ガルバノミラー3における反射角度αを係数内に含んだポリゴンミラー4の反射角度の高次関数(上記式(3))に基づいて当該パルス発振間隔Tを制御するので、より正確に照射位置誤差を補償することができる。
更にまた、予め設定されている誤差補償間隔(上記δθに対応するδt。因みに、
δθ=δt×360×(r/60)×10-3である。)を更に用いてパルス発振間隔Tを制御するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
δθ=δt×360×(r/60)×10-3である。)を更に用いてパルス発振間隔Tを制御するので、より高精度に照射位置誤差を補償することができる。
また、ポリゴンミラー4の回転数がパルス発振間隔Tと同期しているので、より正確にレーザ光Bの照射位置誤差を補償することができる。
なお、加工精度をより高めるためには、テーブル7上に載置されている被加工物8上の結像面に焦点を合わせた光点観察顕微鏡を用いて予め決められた(例えば、被加工物8の四隅と中心など)光点の位置を検出し、予め計算された光点の位置との比較を行い、その誤差を加算して、ガルバノミラー3における反射角度αとパルス発振間隔Tを算出し、予め決められた照射位置でレーザ光Bを点灯することで、照射位置の歪を更に補正して正確な図形を被加工物8上に描画することができる。
また、上記実施形態におけるポリゴンミラー4に代えていわゆるモノゴンミラーを用いて被加工物8のX軸方向の操作を行うレーザ加工装置に対しても本発明を適用することができる。
更に、制御部PC内にハードディスクドライブ等よりなる記憶部を設け、これに過去の加工データSmと実際の加工結果との誤差をデータベースとして蓄積・記憶しておき、これらを反映して上記原理に基づいてパルス発振周期T及び反射角度αを定めれば、加工精度を統計的により向上させることができる。
更にまた、上述した実施形態の制御部PCによる照射位置補償量の算出(すなわち、上記Δt及びΔαを考慮した照射位置の算出)に用いられるプログラムをフレキシブルディスク又はハードディスク等の情報記録媒体に記録しておき、又はインターネット等のネットワークを介して取得して記録しておき、これらを汎用のコンピュータで読み出して実行することにより、当該コンピュータを実施形態に係る制御部PCとして活用することも可能である。
以上説明したように、本発明はレーザ加工装置の分野に利用することが可能であり、特に平面形状の被加工物を超微細加工するレーザ加工装置の分野に適用すれば特に顕著な効果が得られる。
1 発振器
2 チルトミラー
3 ガルバノミラー
4 ポリゴンミラー
5 fθレンズ
6 反射ミラー
7 テーブル
8 被加工物
9 レーザ
10 ディテクタ
11 コリメータレンズ
12 ビームエキスパンダ
S、SS レーザ加工装置
PC 制御部
B レーザ光
2 チルトミラー
3 ガルバノミラー
4 ポリゴンミラー
5 fθレンズ
6 反射ミラー
7 テーブル
8 被加工物
9 レーザ
10 ディテクタ
11 コリメータレンズ
12 ビームエキスパンダ
S、SS レーザ加工装置
PC 制御部
B レーザ光
Claims (17)
- 加工用のレーザ光を出射する出射手段と、
前記出射されたレーザ光の光路を変更してガルバノミラーに照射するチルトミラーと、
前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記変更された光路の前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるX方向に走査させる前記走査ミラーと、
前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるfθレンズと、
を備え、
前記チルトミラーにおける前記レーザ光の反射角度又は前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度の少なくともいずれか一方が、前記走査ミラーに形成されている反射面に含まれている当該反射面の製造誤差を補償する反射角度とされていることを特徴とするレーザ加工装置。 - 加工用のレーザ光を出射する出射手段と、
前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるX方向に走査させる前記走査ミラーと、
前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるfθレンズと、
前記fθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Y方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する反射角度制御手段と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項2に記載のレーザ加工装置において、
前記反射角度制御手段は、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御することを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項2又は3に記載のレーザ加工装置において、
前記反射角度制御手段は、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償角度を更に用いて前記反射角度を制御することを特徴とするレーザ加工装置。 - 加工用のレーザ光を出射する出射手段と、
前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるX方向に走査させる走査ミラーと、
前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるfθレンズと、
前記fθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記X方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する発振間隔制御手段と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。 - 加工用のレーザ光を出射する出射手段と、
前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるX方向に走査させる前記走査ミラーと、
前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるfθレンズと、
前記fθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Y方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する反射角度制御手段と、
前記歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記X方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する発振間隔制御手段と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項5又は6に記載のレーザ加工装置において、
前記発振間隔制御手段は、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御することを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項5から7のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記発振間隔制御手段は、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償間隔を更に用いて前記パルス発振間隔を制御することを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項5から8のいずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記走査ミラーは、前記X方向に垂直な回転軸を有し且つ一定の回転数により回転するポリゴンミラーであると共に、
当該回転数が前記パルス発振間隔と同期していることを特徴とするレーザ加工装置。 - 請求項5から8いずれか一項に記載のレーザ加工装置において、
前記走査ミラーは、前記X方向に垂直な回転軸を有し且つ一定の回転数により回転するモノゴンミラーであると共に、
当該回転数が前記パルス発振間隔と同期していることを特徴とするレーザ加工装置。 - 加工用のレーザ光を出射する出射手段と、
前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるX方向に走査させる前記走査ミラーと、
前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるfθレンズと、
を備えるレーザ加工装置に含まれるコンピュータを、
前記fθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Y方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する反射角度制御手段、として機能させることを特徴とするレーザ加工制御プログラム。 - 請求項11記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、
前記反射角度制御手段として機能する前記コンピュータを、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該反射角度を制御するように機能させることを特徴とするレーザ加工制御プログラム。 - 請求項11又は12に記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、
前記反射角度制御手段として機能する前記コンピュータを、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償角度を更に用いて前記反射角度を制御するように機能させることを特徴とするレーザ加工制御プログラム。 - 加工用のレーザ光を出射する出射手段と、
前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記レーザ光により加工される被加工物上におけるX方向に走査させる走査ミラーと、
前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるfθレンズと、
を備えるレーザ加工装置に含まれるコンピュータを、
前記fθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記X方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する発振間隔制御手段、として機能させることを特徴とするレーザ加工制御プログラム。 - 加工用のレーザ光を出射する出射手段と、
前記レーザ光により加工される被加工物上におけるY方向の照射位置を補正するための前記ガルバノミラーであって、前記レーザ光を反射して走査ミラーに照射するガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーにおいて反射された前記レーザ光を、前記被加工物上におけるX方向に走査させる前記走査ミラーと、
前記走査ミラーにおいて反射された前記レーザ光を前記被加工物上に集光させるfθレンズと、
を備えるレーザ加工装置に含まれるコンピュータを、
前記fθレンズを前記レーザ光が通過することに起因して当該通過したレーザ光に発生する歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記Y方向の照射位置誤差を補償するように前記ガルバノミラーにおける前記レーザ光の反射角度を制御する反射角度制御手段、及び、
前記歪曲収差に対応して、前記レーザ光の前記被加工物に対する前記X方向の照射位置誤差を補償するように前記出射手段における前記レーザ光のパルス発振間隔を制御する発振間隔制御手段、
として機能させることを特徴とするレーザ加工制御プログラム。 - 請求項14又は15に記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、
前記発振間隔制御手段として機能する前記コンピュータを、前記反射角度を係数内に含んだ前記走査ミラーの反射角度の高次関数に基づいて当該パルス発振間隔を制御するように機能させることを特徴とするレーザ加工制御プログラム。 - 請求項14から16のいずれか一項に記載のレーザ加工制御プログラムにおいて、
前記発振間隔制御手段として機能する前記コンピュータを、前記非加工物上における前記光ビームの照射位置の軌跡に基づいて予め設定されている誤差補償間隔を更に用いて前記パルス発振間隔を制御するように機能させることを特徴とするレーザ加工制御プログラム。
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