JP2006026699A

JP2006026699A - レーザ加工装置および方法

Info

Publication number: JP2006026699A
Application number: JP2004210276A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Takahashi; 悌史高橋; Yoshihito Imai; 祥人今井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】レーザ発振器から出力されるレーザ光を複数の角度に偏向するための音響光学偏向素子（ＡＯＤ）を備え、ＡＯＤの偏向角、光学系の個体差、光路長の違いなどによるレーザ発振器から異なるワーク部位までの光路間のエネルギー損失のばらつきを抑え、これにより異なるワーク部位に対し均一な加工を行うことのできるレーザ加工装置を提供する。
【解決手段】装置２は、レーザ発振器４と、加工ユニット８ａ〜８ｃと、レーザ発振器４から出力されるレーザ光を各加工ユニット８ａ〜８ｃに向けて偏向するＡＯＤ６と、ＡＯＤ６に対し駆動信号を出力することでＡＯＤを駆動するドライバ３８と、各加工ユニット８ａ〜８ｃで加工された各ワーク部位の加工状態情報を取得するビジョンセンサ４２ａ〜４２ｃと、加工状態情報に基づいて駆動信号を補正する補正手段３６，４８と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ発振器から出力されるレーザ光を用いて被加工物（ワーク）を加工するレーザ加工装置および方法に関する。

特許文献１には、画素の標記速度を向上させるために、音響光学偏向器（音響光学偏向素子）を利用してレーザ発振器から出力されるレーザ光をワーク上に画素を標記するための複数の標記ステーションのうち選択された１つに向けて偏向する装置が開示されている。

音響光学偏向素子（ＡＯＤ：Acousto-Optic Deflector)は、超音波媒体、該媒体の一側面に接着させたトランスデューサ等を備え、高周波駆動信号をトランスデューサに印加すると、超音波媒体内に超音波が伝播し、該媒体内に回折格子として機能する周期的な屈折率の変化が生じる。この状態でレーザ光をＡＯＤに入射させると、所定の角度に向けて１次回折光をＡＯＤから出射する。

複数の角度に１個のＡＯＤからレーザ光を偏向するには、ＡＯＤのトランスデューサに印加する高周波駆動信号の周波数Ｆの変調を行う。０次回折光と１次回折光とのなす角（偏向角）（ＡＯＤに入射するレーザ光とＡＯＤを出射する１次回折光とのなす角）をθとすると、θ≒Ｋ×Ｆと表される。ここで、Ｋは（レーザ光の波長）／（超音波媒体中の音速）で、レーザ発振器およびＡＯＤの仕様が決まれば一定である。
特開平７−２３７３０８号公報

ＡＯＤに出力する駆動信号の周波数が異なるとＡＯＤの回折効率が変化する性質があるため（詳しくは後述）、１個のＡＯＤから複数の角度に出射される各レーザ光（１次回折光）のエネルギー自体に光路間でばらつきが発生する。さらに、ＡＯＤと各ワークとの間の光学系（をなす光学素子）の個体差やレーザ発振器から各ワーク部位に到る光路長の違いにより、光路間でエネルギー損失のばらつきが発生する。そのため、特許文献１の構成を利用しＡＯＤで偏向したレーザ光を複数の加工ユニットに導くことでレーザ加工を行おうとすると、加工ヘッド間で加工ばらつきが発生する。

そこで、本発明は、レーザ発振器から出力されるレーザ光を複数の角度に偏向するための光路偏向手段（例えばＡＯＤ）を備え、光路偏向手段の偏向角、光学系の個体差、光路長の違いなどによるレーザ発振器から異なるワーク部位までの光路間のエネルギー損失のばらつきを抑え、これにより異なるワーク部位に対し均一な加工を行うことのできるレーザ加工装置および方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るレーザ加工装置は、
レーザ発振器と、第１および第２の加工ユニットと、レーザ発振器から出力されるレーザ光を第１または第２の加工ユニットに向けて偏向するよう該レーザ光の光路に配置された光路偏向手段と、光路偏向手段に対し駆動信号を出力することで光路偏向手段を駆動する駆動手段と、第１および第２の加工ユニットでそれぞれ加工された第１および第２のワーク部位の加工状態情報を取得する取得手段と、取得手段で取得した加工状態情報に基づいて駆動手段から出力される駆動信号を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係るレーザ加工方法は、
レーザ発振器から出力されるレーザ光を第１および第２の加工ユニットに偏向するために該レーザ光の光路に光路偏向手段を配置する工程と、光路偏向手段に対し駆動手段から駆動信号を出力することで光路偏向手段を駆動して、第１および第２の加工ユニットによりそれぞれ第１および第２のワーク部位をレーザ加工する工程と、第１および第２のワーク部位の加工状態情報を取得する工程と、加工状態情報に基づいて駆動手段から出力される駆動信号を補正する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、レーザ発振器から出力されるレーザ光を光路偏向手段により複数の加工ユニットに振り分けて対応するワーク部位をレーザ加工し、各ワーク部位の加工状態情報、例えば穴の径に関する情報に基づいて光路偏向手段に出力する駆動信号を補正するので、レーザ発振器と各ワーク部位との間の各光路に配置される光学系の個体差、光学素子数の相違、光路長差、光路偏向手段がＡＯＤの場合に駆動信号の周波数の違いによる回折効率の変動などが存在しても、光路間のレーザ光のエネルギー損失のばらつきを抑制することができ、加工ユニット間で同等な加工を施すことができる。

以下、添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。

実施の形態１．
図１，２は、本発明に係るレーザ加工装置の実施の形態１を示す。この装置２は、概略、レーザ発振器４、レーザ発振器から出力されたレーザ光を複数（直進光路以外の複数）の光路のいずれかに偏向するための光路偏向手段として音響光学偏向素子（ＡＯＤ）６、ＡＯＤからのレーザ光を用いてレーザ加工を行う複数の加工ユニット８（図の例では８ａ，８ｂ，８ｃの３つ）、および、コントローラ１０を備えている。コントローラ１０の各種指令作成部１２には、レーザ発振器４を制御するレーザ発振器制御部１４、ＡＯＤ６を制御するＡＯＤ制御部１６、および各加工ユニット８を制御する加工ユニット制御部１８が接続されている。

レーザ発振器制御部１４は、レーザ発振器４に対しレーザ発振条件（レーザパルスピークパワーＰｇ、パルスのデューティ比Ｄｇ、発振周波数Ｆｇ、パルスのショット数Ｎｇなど）およびトリガ信号Ｔｇを出力し、これにより、レーザ発振器４は、トリガ信号Ｔｇの入力タイミングでレーザ発振条件に応じたレーザ光を出力するようになっている。この目的のために、コントローラ１０には、装置２のオペレータが（加工対象の材質、加工形状、パターン等を考慮して）レーザ加工条件を入力する入力部１９が接続されており、指令作成部１２は、入力されたレーザ加工条件に応じたレーザ発振条件を作成し、該発振条件をレーザ発振器制御部１４に送出するようになっている。コントローラ１０はまた、レーザ発振器制御部１４にレーザ発振指令を送出するようになっている。レーザ発振器制御部１４は、レーザ発振指令を受けると、レーザ発振条件に対応付けたトリガ信号をレーザ発振器４に出力する。

ＡＯＤ６は、超音波媒体、該媒体の一側面に接着させたトランスデューサ等を備えており、コントローラ１０の指令作成部１２から指令を受けたＡＯＤ制御部１６から、所定の周波数および振幅の高周波駆動信号（アナログ電圧信号）がトランスデューサに印加されるようになっている。このとき、超音波媒体内に超音波が伝播して該媒体内に回折格子として機能する周期的な屈折率の変化が生じ、その結果、レーザ発振器４からレーザ光がＡＯＤ６に入射すると回折光がＡＯＤ６から出射することになる。回折するレーザ光のほとんどは１次回折光であり、これが加工ユニット８の加工に用いられる。１次回折光は、上述したように周波数にほぼ比例した偏向角を有する。周波数または振幅が０の場合、レーザ光は偏向されず直進する。この直進するレーザ光の光路２０上には集熱部材（０次回折光ストッパ）２１が設けてあり、これにより直進するレーザ光（０次回折光）を他の箇所に散乱することなく熱に換えて消費するようになっている。ＡＯＤ制御部１６により駆動信号の周波数を変更することで、１次回折光の光路として光路２２ａ，２２ｂ，２２ｃのいずれかが選択されることになる。ＡＯＤ制御部１６の構成は後で詳述する。

光路２２ａにはミラー２４ａが配置されており、ＡＯＤ６から出射したレーザ光（１次回折光）を加工ユニット８ａに向けて反射するようになっている。同様に、光路２２ｂにはミラー２４ｂ１，２４ｂ２が配置されており、ＡＯＤ６から出射したレーザ光（１次回折光）をミラー２４ｂ１でミラー２４ｂ２に向けて反射し、続いてミラー２４ｂ２で加工ユニット８ｂに向けて反射するようになっている。光路２２ｃにはミラー２４ｃ１，２４ｃ２，２４ｃ３が配置されており、ＡＯＤ６から出射したレーザ光（１次回折光）をミラー２４ｃ１でミラー２４ｃ２に向けて反射し、ミラー２４ｃ２でミラー２４ｃ３に向けて反射し、続いてミラー２４ｃ３で加工ユニット８ｃに向けて反射するようになっている。このように、光路２２ａ，２２ｂ，２２ｃの光路長は異なり、また、光路に設けるミラーの枚数も異なる。

加工ユニット８（８ａ，８ｂ，８ｃ）はそれぞれ、ワーク２６（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ）をレーザ加工するためのもので、光走査器２８（２８ａ，２８ｂ，２８ｃ）、ｆθレンズ３０（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ）、およびＸＹテーブル３２（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ）を備えている（本実施形態では、光路２２ａ〜２２ｃおよび２０はそれぞれ、ＡＯＤ６から各ワーク２６ａ〜２６ｃおよび集熱装置２１までの間の経路を指す。）。以下の説明では、紙面上下方向をＺ方向とする。

光走査器２８は、ワーク２６の所定の走査範囲内の任意の部位にレーザ光を照射させるための装置であり、（Ｚ方向に垂直な）Ｘ方向（紙面左右方向）にレーザ光を走査するガルバノミラー（図示せず）と（ＺおよびＸ方向に垂直な）Ｙ方向（紙面垂直方向）にレーザ光を走査するガルバノミラー（図示せず）とを備える。これらガルバノミラーは、コントローラ１０の指令作成部１２から指令を受けた加工ユニット制御部１８から制御信号を受けて所定の位置に回転移動し、これによりレーザ光の照射位置の位置決めを行うようになっている。ｆθレンズ３０は、光走査器２８を通過したレーザ光を、ビーム径を絞り込んでＸＹテーブル３２上に搭載されたワーク２６に照射するためのものである。ＸＹテーブル３２は、コントローラ１０の指令作成部１２から指令を受けた加工ユニット制御部１８から制御信号を受けてＸ方向およびＹ方向に移動するようになっている。ＸＹテーブル３２は、光走査器２８の走査範囲より大きな可動範囲（例えば１０倍以上）を有し、ワーク２６の加工すべき位置が光走査器２８の走査範囲外に位置する場合に駆動されて、加工すべき位置を走査範囲内に移動するようになっている。なお、図示は省略するが、ＸＹテーブル３２はリニアスケールを有し、ＸＹテーブルの正確な位置がコントローラ１０に出力されるようにしてある。

ＡＯＤ制御部１６は、指令作成部１２からの光路選択指令に対応付けた周波数Ｆ_ｃｏｍおよび振幅（電圧振幅）Ｖ_ｃｏｍを表すデータ（図３）を記憶する振幅・周波数設定部３６を備えており、指令作成部１２から光路選択指令を受けると、対応する周波数Ｆ_ｃｏｍおよび振幅Ｖ_ｃｏｍを有する制御信号（アナログ電圧信号）をＡＯＤドライバ３８に出力するようになっている。ＡＯＤドライバ３８は、制御信号に応じてＡＯＤ６に駆動信号を出力、言い換えれば、周波数Ｆ_ｃｏｍのまま振幅Ｖ_ｃｏｍを増幅した駆動信号を作成するようになっている（本実施形態において、ＡＯＤドライバ３８は、光路偏向手段に対し駆動信号を出力することで光路偏向手段を駆動する駆動手段をなす。）。振幅・周波数設定部３６は、光路２２ａを選択する指令を受けた場合周波数Ｆａ、振幅Ｖａの制御信号、光路２２ｂを選択する指令を受けた場合周波数Ｆｂ、振幅Ｖｂの制御信号、光路２２ｃを選択する指令を受けた場合周波数Ｆｃ、振幅Ｖｃの制御信号をＡＯＤドライバ３８に出力する。

ここで、かかる構成を備えたレーザ加工装置２によるレーザ加工の一般的な動作の一例を、図１，２とともに図４のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ１で、各ＸＹテーブル３２ａ〜３２ｃにワーク２６ａ〜２６ｃを載置した状態で、装置２のオペレータがレーザ加工開始指令を入力部１９を介して入力する。この時点で、指令作成部１２は、レーザ加工条件に応じたレーザ発振条件（例えば、レーザパルスピークパワーＰｇなど）をレーザ発振器制御部１４に出力済みである。ステップＳ２で、指令作成部１２は、加工ユニット制御部１８にＸＹテーブル３２ａ，３２ｂ，３２ｃの位置指令を送出し、その結果、加工ユニット制御部１８は、これらＸＹテーブルを駆動して所定の位置に位置決めする。ステップＳ３で、指令作成部１２は、加工ユニット制御部１８に光走査器２８ａ，２８ｂ，２８ｃの位置指令を送出し、その結果、加工ユニット制御部１８は、これら光走査器を駆動して所定の位置に位置決めする。

ステップＳ４で、指令作成部１２は、ＡＯＤ制御部１６に光路２２ａを選択する光路選択指令を送出し、ＡＯＤ制御部１６は、レーザ光が第１の光路２２ａに偏向されるようにＡＯＤ６を制御する。ステップＳ５で、指令作成部１２は、レーザ発振指令をレーザ発振器制御部１４に送出する。次にレーザ発振器制御部１４は、レーザ発振器４にレーザ発振条件を送出し、その後、トリガ信号Ｔｇを出力する。レーザ発振器４は、トリガ信号Ｔｇの入力タイミングで上記レーザ発振条件に対応したレーザ光を出力する。その結果、レーザ光は、ミラー２４ａ、光走査器２８ａを経てｆθレンズ３０ａで径が絞られてＸＹテーブル３２ａ上のワーク２６ａ部位に照射され、穴加工が施される。

ステップＳ６で、指令作成部１２は、ＡＯＤ制御部１６に光路２２ｂを選択する光路選択指令を送出し、ＡＯＤ制御部１６は、レーザ光が第２の光路２２ｂに偏向されるようにＡＯＤ６を制御する。ステップＳ７で、指令作成部１２は、レーザ発振指令をレーザ発振器制御部１４に送出する。次にレーザ発振器制御部１４は、レーザ発振器４にレーザ発振条件を送出し、その後、トリガ信号Ｔｇを出力する。レーザ発振器４は、トリガ信号Ｔｇの入力タイミングで上記レーザ発振条件に対応したレーザ光を出力する。その結果、レーザ光は、ミラー２４ｂ１，２４ｂ２、光走査器２８ｂ、ｆθレンズ３０ｂを経てＸＹテーブル３２ｂ上のワーク２６ｂ部位に照射され、穴加工が施される。

ステップＳ８で、指令作成部１２は、ＡＯＤ制御部１６に光路２２ｃを選択する光路選択指令を送出し、ＡＯＤ制御部１６は、レーザ光が第３の光路２２ｃに偏向されるようにＡＯＤ６を制御する。ステップＳ９で、指令作成部１２は、レーザ発振指令をレーザ発振器制御部１４に送出する。次にレーザ発振器制御部１４は、レーザ発振器４にレーザ発振条件を送出し、その後、トリガ信号Ｔｇを出力する。レーザ発振器４は、トリガ信号Ｔｇの入力タイミングで上記レーザ発振条件に対応したレーザ光を出力する。その結果、レーザ光は、ミラー２４ｃ１〜２４ｃ３、光走査器２８ｃ、ｆθレンズ３０ｃを経てＸＹテーブル３２ｃ上のワーク２６ｃ部位に照射され、穴加工が施される。

ステップＳ１０で、各ワーク２６ａ〜２６ｃに関して走査範囲内に加工すべき穴があれば、ステップＳ３に戻り、指令作成部１２は、加工ユニット制御部１８に光走査器２８ａ〜２８ｃの位置指令を送出し、その結果、加工ユニット制御部１８は、これら光走査器を駆動して新たな位置に位置決めする。そして、各ワーク２６ａ〜２６ｃに関して走査範囲内の穴の加工が完了するまで、ステップＳ３〜Ｓ１０を繰り返す。その後、フローはステップＳ１１に進み、走査範囲外に加工すべきワーク部位があれば、ステップＳ２に戻り、指令作成部１２は、加工ユニット制御部１８にＸＹテーブル３２ａ〜３２ｃの位置指令を送出し、その結果、加工ユニット制御部１８は、これらＸＹテーブルを駆動して次の位置に位置決めする。その後、各ワーク２６ａ〜２６ｃに関し穴加工が完了するまで、ステップＳ２〜Ｓ１１を繰り返す。

ところで、ＡＯＤ６と各ワーク２６ａ〜２６ｃの間に配置される光学系の個体差、光学系を構成する光学素子の数の相違、ＡＯＤと各ワークとの間の光路長の違い、ＡＯＤ６の駆動信号の周波数の違いによる回折効率の変動などが存在するため、通常、光路２２ａ〜２２ｃ間でレーザ光のエネルギー損失のばらつきが発生する。ここで、周波数の違いにより回折効率が変化する性質について説明する。

ＡＯＤの回折効率ηは、
η＝η_ｍａｘ×ｓｉｎ^２｛π／（λｃｏｓθ_Ｂ）ｓｑｒｔ（Ｍ_２ＰＫ^２Ｌ／（２Ｈ））｝
と表せる。ここで、
η_ｍａｘ：最大回折効率
λ：レーザ光の波長
θ_Ｂ：ブラッグ角度
Ｍ_２：超音波媒体の性能係数
Ｐ：ＲＦパワー（音響波パワー）（＝定数×Ｖ_ｃｏｍ ^２）
Ｋ：トランスデューサの結合係数
Ｌ：トランスデューサの電極長さ
Ｈ：トランスデューサの電極高さ
である。
η_ｍａｘは、Ｑ値（＝２πＬλＦ_ｃｏｍ ^２／（ｎＶ_ｅｌ ^２））から算出される。ここで、
ｎ：超音波媒体の屈折率
Ｖ_ｅｌ：超音波媒体中の音速
である。η_ｍａｘとＱ値は図５に示すように非線形の関係となり、また、λ、θ_Ｂ、Ｍ_２、Ｋ、Ｈはレーザ発振器およびＡＯＤの仕様が決まれば一定であるので、
η＝η_ｍａｘ×ｓｉｎ^２（Ｋ_２Ｖ_ｃｏｍ）
となる（Ｋ_２は定数、η_ｍａｘはＦ_ｃｏｍの非線形関数）。すなわち、回折効率は、ＡＯＤドライバ３８に入力される制御信号の周波数Ｆ_ｃｏｍと振幅Ｖ_ｃｏｍにより非線形に変化する。

したがって、振幅Ｖａ〜Ｖｃ（図３）を適切に調整しないと、光路２２ａ〜２２ｃ間でエネルギー損失が異なり、図６（ａ）のようにワーク２６ａ〜２６ｃ毎に異なる径の穴３９ａ，３９ｂ，３９ｃが形成される。

そこで、各光路２２ａ〜２２ｃのエネルギー損失を同程度にするために、ワーク２６ａ〜２６ｃの必要部位に穴加工を施すのに先だって、ＡＯＤドライバ３８に入力する制御信号の上記振幅Ｖａ〜Ｖｃを最適に決定するためのセットアップ（設定）を行う必要がある。本実施形態では、セットアップにおいて、制御信号の周波数Ｆ_ｃｏｍと振幅Ｖ_ｃｏｍを切り替えワーク２６ａ〜２６ｃの穴加工をすべき部位以外の部位に穴（以下、設定用穴ともいう。）の加工を施す動作を行っている。ワーク２６の代わりにテストピースを用いてセットアップを行ってもよい。

以下、セットアップを行うのに必要なレーザ加工装置２の構成要素を説明する。

コントローラ１０は、図２に示すように、周波数Ｆ_ｃｏｍの値Ｆａ〜Ｆｃそれぞれに対し複数（図の例では８つ）の振幅Ｖ_ｃｏｍの値Ｖ［１］〜Ｖ［８］を表すデータ（図７）を記憶するルックアップテーブル（ＬＵＴ）４０を有する。Ｖ［１］，Ｖ［２］，．．．，Ｖ［８］の順に振幅が大きいとする。周波数Ｆ_ｃｏｍの一つとＶ_ｃｏｍの一つに対し設定番号（図の例では「１」〜「２４」）が対応付けてあり、指令作成部１２は、セットアップ時に、ＡＯＤ制御部１６に設定番号を含む光路選択指令を送出するようになっている。振幅・周波数設定部３６は、光路選択指令を受けると、ＬＵＴ４０を参照し、設定番号に対応した周波数と振幅の制御信号をＡＯＤドライバ３８に出力するようになっている。

各加工ユニット８（８ａ，８ｂ，８ｃ）はビジョンセンサ４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）を備えるとともに、コントローラ１０は各ビジョンセンサ４２を制御するセンサ制御部４４を備えている。ビジョンセンサ４２は、ワーク２６に形成した設定用穴の穴形状情報を計測する（言い換えれば、設定用穴の加工状態情報を取得する）ためのもので、ズーム可能なカメラ、カメラで撮像した設定用穴の画像上の位置と（撮像倍率およびカメラの撮像面とＸＹテーブル３２とのＺ方向に関する距離から求めた）画像フレームの大きさとに基づいて設定用穴の形状情報を算出する算出部、等を備えている。センサ制御部４４は、コントローラ１０の指令作成部１２から指令を受けて各ビジョンセンサ４２に駆動信号を出力するとともに、各ビジョンセンサ４２から穴形状情報を受け取るようになっている。ビジョンセンサ４２のレンズ系の光軸はＺ方向と平行に設定されている。本実施形態では、穴形状情報は穴の径に関するもので、例えば、図６（ａ）を参照して、Ｘ方向の直径Ｄｘ、Ｙ方向の直径Ｄｙ、これらの平均Ｄ＝（Ｄｘ＋Ｄｙ）／２、あるいは、穴の真円度が例示できる。以下の説明では、ビジョンセンサ４２は穴径の平均径Ｄを表す情報を穴形状情報として送出するとし、この平均径Ｄをビジョンセンサ４２ａ，４２ｂ，４２ｃに対応してＤａ，Ｄｂ，Ｄｃと表す。なお、ビジョンセンサ４２の計測範囲は小さく（例えば３００μｍ×３００μｍ程度）、ワーク２６の穴形状情報を計測するために、ＸＹテーブル３２を駆動して計測すべきワーク２６の設定用穴を計測範囲に移動させる。穴形状情報として、穴の径に関するものに加えてまたは代わりに、穴の深さを採用してもよいが、穴の径に関する情報の方が高精度に計測できる点で好ましい。

センサ制御部４４は、各ビジョンセンサ４２を駆動するセンサドライバ４５と、ビジョンセンサ４２から得られた穴形状情報に基づいて設定番号に対応付けた加工穴径Ｄを記録するための加工穴径記録部４６と、加工穴径記録部４６を参照して最適な振幅Ｖａ〜Ｖｃを算出する振幅算出部４８とを備える。振幅算出部４８による算出処理は下記で説明する。

次に、図１，２，７とともに図８，９のフローチャートを参照して、セットアップ処理を説明する。まず、ステップＳ８０１で、各ＸＹテーブル３２ａ〜３２ｃにワーク２６ａ〜２６ｃを載置した状態で、装置２のオペレータがセットアップ開始指令とレーザ加工条件を入力部１９を介して入力すると、指令作成部１２は、レーザ加工条件に応じたレーザ発振条件を作成し、レーザ発振器制御部１４に出力する。ステップＳ８０２で、指令作成部１２は、加工ユニット制御部１８にＸＹテーブル３２ａ〜３２ｃの位置指令を送出し、その結果、加工ユニット制御部１８は、これらＸＹテーブルを駆動して所定の位置に位置決めする。ステップＳ８０３で、インデックスｋを１に設定する。このインデックスｋは、ＬＵＴ４０に記憶された振幅値Ｖ［ｋ］に対応し、３ｋ−２、３ｋ−１、３ｋ（ｋ＝１，２，．．，８）が設定番号に対応する。ステップＳ８０４で、指令作成部１２は、加工ユニット制御部１８に光走査器２８ａ〜２８ｃの位置指令を送出し、その結果、加工ユニット制御部１８は、これら光走査器を駆動して所定の位置に位置決めする。セットアップ時には、設定用穴を形成すべきワーク２６の部位の位置が光走査器２８の走査範囲のほぼ中央部（走査範囲を−Ｘｍａｘ〜＋Ｘｍａｘ、−Ｙｍａｘ〜Ｙｍａｘとして、例えば−１／３Ｘｍａｘ〜＋１／３Ｘｍａｘ、−１／３Ｙｍａｘ〜＋１／３Ｙｍａｘ）に位置決めされるようにする。これは、走査範囲の中央部は、光走査器２８やｆθレンズ３０の非線形特性の影響が小さいため、意図した形状とは異なる設定用穴が形成されにくく、したがって、良好な穴形状情報を得ることができるようにするためである。

ステップＳ８０５で、指令作成部１２は、ＡＯＤ制御部１６に設定番号「１」を含む光路選択指令を送出する。その結果、ＡＯＤ制御部１６は、ＬＵＴ４０を参照して、設定番号「１」に対応付けた周波数Ｆａと振幅Ｖ［１］を所定の比で増幅した振幅の駆動信号をＡＯＤ６に出力し、レーザ光が光路２２ａに偏向されるようにＡＯＤ６を制御する。ステップＳ８０６で、指令作成部１２は、レーザ発振指令をレーザ発振器制御部１４に送出する。次にレーザ発振器制御部１４は、レーザ発振器４にレーザ発振条件を送出し、その後トリガ信号Ｔｇを出力する。レーザ発振器４は、トリガ信号Ｔｇの入力タイミングで上記レーザ発振条件に対応したレーザ光を出力する。その結果、レーザ光は、ＡＯＤ６により第１の光路２２ａに偏向されワーク２６ａ部位に照射され、設定用穴が加工される。

ステップＳ８０７で、指令作成部１２は、ＡＯＤ制御部１６に設定番号「２」を含む光路選択指令を送出する。その結果、ＡＯＤ制御部１６は、ＬＵＴ４０を参照して、設定番号「２」に対応付けた周波数Ｆｂと振幅Ｖ［１］を所定の比で増幅した振幅の駆動信号をＡＯＤ６に出力し、レーザ光が光路２２ｂに偏向されるようにＡＯＤ６を制御する。ステップＳ８０８で、指令作成部１２は、レーザ発振指令をレーザ発振器制御部１４に送出する。次にレーザ発振器制御部１４は、レーザ発振器４にレーザ発振条件を送出し、その後トリガ信号Ｔｇを出力する。レーザ発振器４は、トリガ信号Ｔｇの入力タイミングで上記レーザ発振条件に対応したレーザ光を出力する。その結果、レーザ光は、ＡＯＤ６により第２の光路２２ｂに偏向されワーク２６ｂ部位に照射され、設定用穴が加工される。

ステップＳ８０９で、指令作成部１２は、ＡＯＤ制御部１６に設定番号「３」を含む光路選択指令を送出する。その結果、ＡＯＤ制御部１６は、ＬＵＴ４０を参照して、設定番号「３」に対応付けた周波数Ｆｃと振幅Ｖ［１］を所定の比で増幅した振幅の駆動信号をＡＯＤ６に出力し、レーザ光が光路２２ｃに偏向されるようにＡＯＤ６を制御する。ステップＳ８１０で、指令作成部１２は、レーザ発振指令をレーザ発振器制御部１４に送出する。次にレーザ発振器制御部１４は、レーザ発振器４にレーザ発振条件を送出し、その後トリガ信号Ｔｇを出力する。レーザ発振器４は、トリガ信号Ｔｇの入力タイミングで上記レーザ発振条件に対応したレーザ光を出力する。その結果、レーザ光は、ＡＯＤ６により第３の光路２２ｃに偏向されワーク２６ｃ部位に照射され、設定用穴が加工される。

ステップＳ８１１で、インデックスｋをインクリメントし、ステップＳ８１２で、ｋがＫ（本実施例では８で、各ワークに形成する設定用穴の数に対応）以下であれば、ステップＳ８０４に戻り、光走査部２８ａ〜２８ｃを駆動して新たな位置に位置決めさせて（典型的には、Ｘ方向またはＹ方向の一方のガルバノミラーを駆動する。）、ステップＳ８０４〜Ｓ８１２を繰り返す。こうした動作をｋがＫより大きくなるまで行い、図１０に示すように、各ワーク２６ａ〜２６ｃに各振幅Ｖ［１］〜Ｖ［８］に対応した設定用穴を形成する。その後、フローはステップＳ８１３に進む。

ステップＳ８１３で、ＸＹテーブル３２ａ〜３２ｃを駆動して、ビジョンセンサ４２の計測範囲内に設定用穴が形成されたワーク部位を移動させる。ステップＳ８１４で、センサ制御部４４は、ビジョンセンサ４２ａ〜４２ｃを制御して各設定用穴の穴形状情報として平均径Ｄを取得させる（なお、フローチャートには示していないが、ビジョンセンサ４２の計測範囲外に設定用穴があればＸＹテーブルを適宜駆動して該穴を計測範囲内に移動させる。）。平均穴径Ｄは設定番号、周波数、および振幅に対応付けて加工穴径記録部４６に記録される。各穴がどの設定番号に対応するかは、ＸＹテーブル３２のリニアスケールから得たＸＹテーブルの位置情報などから求めることができる。加工穴径記録部４６に記録された、設定番号に対応付けた加工穴径Ｄの例を図１１に示す。図１１および以下の説明において、ビジョンセンサ４２ａ，４２ｃ，４２ｃによりそれぞれ計測された設定用穴の径Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃに関しＶ［ｋ］に対応させてＤａ［ｋ］，Ｄｂ［ｋ］，Ｄｃ［ｋ］と表すものとする。

ステップＳ８１５，Ｓ８１６で、振幅算出部４８は、加工穴径記録部４６に記録された加工穴径群に基づいて、基準となる設定用穴径を形成するのに必要な、ＡＯＤドライバ３８に入力する制御信号の基準振幅Ｖａｎ，Ｖｂｎ，Ｖｃｎを求める。

具体的には、ステップＳ８１５で、各周波数Ｆａ〜Ｆｃに関しＤａ［ｋ］，Ｄｂ［ｋ］，Ｄｃ［ｋ］のデータからそれぞれ、最も径が大きい穴径Ｄａ_ｍａｘ，Ｄｂ_ｍａｘ，Ｄｃ_ｍａｘを求める。図１０の例では、Ｄａ_ｍａｘ，Ｄｂ_ｍａｘ，Ｄｃ_ｍａｘはそれぞれ設定番号「１０」，「１１」，「１２」の径である。続いて、Ｄａ_ｍａｘ〜Ｄｃ_ｍａｘの最小のものを基準穴径Ｄ_ｂａｓｅとする。
Ｄ_ｂａｓｅ＝ｍｉｎ（Ｄａ_ｍａｘ，Ｄｂ_ｍａｘ，Ｄｃ_ｍａｘ）（１）
図１０の例では、Ｄ_ｂａｓｅは設定番号「１１」の径である。Ｄ_ｂａｓｅは、光路２２ａ，２２ｂ，２２ｃの中で最もエネルギー損失の大きな光路２２ｂを通ったレーザ光により加工された設定用穴のうち最も大きな穴径を意味する。

そして、ステップＳ８１６で、基準穴径Ｄ_ｂａｓｅと同程度の設定用穴径が得られる基準振幅Ｖａｎ，Ｖｂｎ，Ｖｃｎを各周波数Ｆａ〜Ｆｃに関し求める。各周波数Ｆａ〜Ｆｃに対し基準穴径Ｄ_ｂａｓｅと同程度の穴径が得られる振幅が２つ以上存在する場合は、例えば、振幅の小さい方を基準振幅Ｖａｎ，Ｖｂｎ，Ｖｃｎとする。図１０の例では、基準穴径Ｄ_ｂａｓｅと同程度の設定用穴径が得られるのは、Ｆａに関し設定番号「４」と「１６」、Ｆｂに関し設定番号「１１」、Ｆｃに関し設定番号「９」と「１５」の場合であるが、振幅の小さい方を選択して、Ｖａｎ＝Ｖ［２］，Ｖｂｎ＝Ｖ［４］，Ｖｃｎ＝Ｖ［３］となる。

その後、ステップＳ８１７で、基準振幅Ｖａｎ，Ｖｂｎ，Ｖｃｎを振幅・周波数設定部３６の振幅Ｖａ〜Ｖｃとして設定し、セットアップが終了する。以下、ワーク２６ａ〜２６ｃの実際のレーザ加工が行われる。光路２２ａ〜２２ｃ間のエネルギー損失が同程度であるため、各ワーク２６ａ，２６ｂ，２６ｃには、例えば図６（ｂ）に示すように、同程度の形状の穴５０ａ，５０ｂ，５０ｃが形成されることになる。本実施形態において、振幅・周波数設定部３６および振幅算出部４８は、各ワーク部位の加工状態情報に基づいて駆動手段から出力される駆動信号を補正する補正手段を構成する。

このように、ワーク２６ａ〜２６ｃに穴を形成し、この穴の形状情報、例えば平均径Ｄが同程度となる制御信号の振幅Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを求めることで、ＡＯＤ６と各ワーク２６ａ〜２６ｃの間に配置される光学系の個体差、光学素子数の相違、光路２２ａ〜２２ｃの光路長差、ＡＯＤ６の駆動信号の周波数の違いによる回折効率の変動などが存在しても、光路２２ａ〜２２ｃ間のレーザ光のエネルギー損失のばらつきを抑制することができ、加工ユニット８ａ〜８ｃで同等な加工を施すことができる。

セットアップを行うのは、例えば、レーザ加工装置２の電源投入時、ＡＯＤ６の電源投入時などが考えられる。ビジョンセンサ４２は、セットアップ後に実際のレーザ加工を行った後のワーク２６ａ〜２６ｃに加工した穴の状態を計測するときにも用いることができるため、ビジョンセンサ４２で加工した穴を計測した場合にワーク２６ａ〜２６ｃ間で穴径などにばらつきが生じた場合にも再度セットアップ（調整）を行ってもよい。

なお、穴形状情報として穴径に関する情報を採用する場合、上述したようにＸ方向の直径Ｄｘ、Ｙ方向の直径Ｄｙ、平均Ｄ＝（Ｄｘ＋Ｄｙ）／２を採用する代わりに、例えば、ＤｘとＤｙの関数ｆ（Ｄｘ，Ｄｙ）を用いてもよい。また、穴の長径Ｄｌと短径Ｄｓ（長径方向がＸ，Ｙ方向と平行でない場合）、あるいは、ＤｌとＤｓの関数ｆ（Ｄｌ，Ｄｓ）を用いてもよい。

また、基準穴径したがって基準振幅の選択方法は上述したものに限らない。例えば、以下の方法が可能である。

まず、各周波数Ｆａ〜Ｆｃに関して、Ｄａ〜Ｄｃが振幅Ｖ_ｃｏｍの２次関数である仮定して、
Ｄａ＝ｍ_２ａ×Ｖ_ｃｏｍ ^２＋ｍ_１ａ×Ｖ_ｃｏｍ＋ｍ_０ａ（２）
Ｄｂ＝ｍ_２ｂ×Ｖ_ｃｏｍ ^２＋ｍ_１ｂ×Ｖ_ｃｏｍ＋ｍ_０ｂ（３）
Ｄｃ＝ｍ_２ｃ×Ｖ_ｃｏｍ ^２＋ｍ_１ｃ×Ｖ_ｃｏｍ＋ｍ_０ｃ（４）
（ｍ_０ａ〜ｍ_０ｃ、ｍ_１ａ〜ｍ_１ｃ、ｍ_２ａ〜ｍ_２ｃは定数）
とする。式（２）〜（４）のＶ_ｃｏｍにＶ［ｋ］、Ｄａ〜ＤｃにＤａ［ｋ］〜Ｄｃ［ｋ］（ｋ＝１，２，．．，８）を代入した式から、最小２乗法を用いてｍ_０ａ〜ｍ_０ｃ，ｍ_１ａ〜ｍ_１ｃ，ｍ_２ａ〜ｍ_２ｃを求める。
次に、各周波数Ｆａ〜Ｆｃの最大穴径Ｄａ_ｍａｘ〜Ｄｃ_ｍａｘを、
式（２）〜（４）のＶ_ｃｏｍにそれぞれ
Ｖ_ｃｏｍ＝−ｍ_1ａ／（２ｍ_2ａ）
Ｖ_ｃｏｍ＝−ｍ_1ｂ／（２ｍ_2ｂ）
Ｖ_ｃｏｍ＝−ｍ_1ｃ／（２ｍ_2ｃ）
を代入して、
Ｄａ_ｍａｘ＝ｍ_2ａ×（ｍ_1ａ／２ｍ_2ａ）^２−ｍ_1ａ×（ｍ_1ａ／２ｍ_2ａ）＋ｍ_0ａ
Ｄｂ_ｍａｘ＝ｍ_2ｂ×（ｍ_1ｂ／２ｍ_2ｂ）^２−ｍ_1ｂ×（ｍ_1ｂ／２ｍ_2ｂ）＋ｍ_0ｂ
Ｄｃ_ｍａｘ＝ｍ_2ｃ×（ｍ_1ｃ／２ｍ_2ｃ）^２−ｍ_1ｃ×（ｍ_1ｃ／２ｍ_2ｃ）＋ｍ_0ｃ
のようにして求める。
そして、Ｄａ_ｍａｘ〜Ｄｃ_ｍａｘの中で最小のものを基準穴径Ｄ_ｂａｓｅとする（式（１））。

基準振幅Ｖａｎ〜Ｖｃｎは、Ｄ_ｂａｓｅを式（２）〜（４）のＤａ〜Ｄｃに代入して解けば、
Ｖａｎ＝［−ｍ_１ａ―ｓｑｒｔ｛ｍ_1ａ ^２−４ｍ_2ａ×（ｍ_0ａ−Ｄ_ｂａｓｅ）｝］／（２ｍ_2ａ）
Ｖｂｎ＝［−ｍ_１ｂ―ｓｑｒｔ｛ｍ_1ｂ ^２−４ｍ_2ｂ×（ｍ_0ｂ−Ｄ_ｂａｓｅ）｝］／（２ｍ_2ｂ）
Ｖｃｎ＝［−ｍ_１ｃ―ｓｑｒｔ｛ｍ_1ｃ ^２−４ｍ_2ｃ×（ｍ_0ｃ−Ｄ_ｂａｓｅ）｝］／（２ｍ_2ｃ）
と求まる。

なお、レーザ加工装置２の加工対象は、本発明を限定するものではなく、例えば、プリント基板などが可能である。図１２のように銅板６０上に樹脂層６２が設けられる構造を有するプリント基板の場合、樹脂部分をレーザ加工により除去して穴を形成する。穴形状情報として穴径を用いる場合、例えば、樹脂層６０の表面の径Ｒｒでもよいし、銅板６０の露出部分の径Ｒｃでもよい。Ｚ方向（ビジョンセンサ４２の光軸方向）に関する位置が異なる部位の径を求めるには、ビジョンセンサ４２の撮像倍率を調整して焦点を各部位に合わせればよい。

実施の形態２．
図１３，１４は、本発明に係るレーザ加工装置の実施の形態２を示す。以下の説明では、実施の形態１と同一または類似の構成要素は、同一の符号または同一の符号に適当な添字を付して表す。本実施形態に係るレーザ加工装置２Ａは、光路偏向手段として、ＡＯＤの代わりに、電気光学変調素子（ＥＯＭ：Electro-Optic Modulator)および偏光ビームスプリッタを用いたものである。ＥＯＭは、電気光学結晶、結晶を挟む一対の電極、等を備え、電極に所定の電圧（電界）を印加されると結晶の屈折率が変化し、これにより入射した光の偏光状態を変えて光を出射する素子である。ＥＯＭはまた、印加される電圧の大きさに応じて出射されるレーザ光の強度が変化する性質を有する。

より詳しくは、レーザ発振器４と集熱部材２１との間の光路には、レーザ発振器４側から順に、レーザ発振器から出力されたレーザ光を偏光するためのＥＯＭ７０ａ、該ＥＯＭ７０ａから出射した偏光レーザ光を偏光状態に依存して透過または反射する偏光ビームスプリッタ７２ａ、該偏光ビームスプリッタ７２ａを透過した偏光レーザ光を偏光するためのＥＯＭ７０ｂ、該ＥＯＭ７０ｂから出射した偏光レーザ光を偏光状態に依存して透過または反射する偏光ビームスプリッタ７２ｂ、該偏光ビームスプリッタ７２ｂを透過した偏光レーザ光を偏光するためのＥＯＭ７０ｃ、および、該ＥＯＭ７０ｃから出射した偏光レーザ光を偏光状態に依存して透過または反射する偏光ビームスプリッタ７２ｃが設けてある。コントローラ１０Ａは、各ＥＯＭ７０ａ〜７０ｃを制御するためのＥＯＭ制御部７３を備えている。ＥＯＭ制御部７３は、各ＥＯＭ７０ａ，７０ｂ，７０ｃに対し駆動信号を出力、本実施形態では所定の電圧を印加するＥＯＭドライバ７４ａ，７４ｂ，７４ｃを備える（本実施形態において、ＥＯＭドライバ７４ａ〜７４ｃは、光路偏向手段に対し駆動信号を出力することで光路偏向手段を駆動する駆動手段を構成する。）。ＥＯＭ７０は、印加電圧が０の場合、Ｐ偏光が入射するとＰ偏光を右側に出射し、印加電圧が所定値Ｖｆの場合、Ｐ偏光が入射するとＳ偏光を出射するようになっている。ＥＯＭ７０は、印加電圧が０〜Ｖ_ｆの間の値Ｖ_ｍｅａｎであれば、Ｐ偏光とＳ偏光をＶ_ｍｅａｎに応じた割合で出射する。レーザ発振器４はＰ偏光のレーザ光を出力するようになっている。各偏光ビームスプリッタ７２（７２ａ〜７２ｃ）は、前段のＥＯＭ７０（７０ａ〜７０ｃ）から偏光レーザ光が入射されるとＰ偏光成分を透過して、Ｓ偏光成分を対応する加工ユニット８（８ａ〜８ｃ）の光走査器２８（２８ａ〜２８ｃ）に向けて反射するようになっている。

ＥＯＭ制御部７３はまた、指令作成部１２からの光路選択指令に対応付けた電圧を表すデータ（図１５）を記憶する電圧設定部７６を備えており、指令作成部１２から光路選択指令を受けると、各ＥＯＭドライバ７４ａ，７４ｂ，７４ｃに対し制御信号を出力、本実施形態では電圧Ｖ’_ｃｏｍ１，Ｖ’_ｃｏｍ２，Ｖ’_ｃｏｍ３を出力するようになっている。ＥＯＭドライバ７４ａ〜７４ｃは、制御信号に応じてＥＯＭ７０ａ〜７０ｃに駆動信号を出力、言い換えれば、電圧Ｖ’_ｃｏｍ１〜Ｖ’_ｃｏｍ３を増幅してＥＯＭ７０ａ〜７０ｃに出力することになる。電圧設定部７６は、光路７７ａを選択する指令を受けた場合電圧Ｖａ’、０、０、光路７７ｂを選択する指令を受けた場合電圧０、Ｖｂ’、０、光路７７ｃを選択する指令を受けた場合電圧０、０、Ｖｃ’をＥＯＭドライバ７４ａ，７４ｂ，７４ｃにそれぞれ出力する。ここで、光路７７ａ〜７７ｃおよび７８はそれぞれ、ＥＯＭ７０ａから各ワーク２６ａ〜２６ｃおよび集熱装置２１までの間の経路を指す。光路７７ａを選択する指令を受けた場合、レーザ発振器４から出力したＰ偏光は、電圧Ｖａ’が印加されたＥＯＭ７０ａに入射する。ＥＯＭ７０ａから出射されるＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ７２ａで反射して加工ユニット８ａの光走査器２８ａに向かう。ＥＯＭ７０ａから出射されるＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ７２ａ、電圧０が印加されたＥＯＭ７０ｂ、偏光ビームスプリッタ７２ｂ、電圧０が印加されたＥＯＭ７０ｃ、さらに偏光ビームスプリッタ７２ｃを透過して集熱装置２１に入射する。光路７７ｂを選択する指令を受けた場合、レーザ発振器４から出力したＰ偏光は、電圧０が印加されたＥＯＭ７０ａ、続いて偏光ビームスプリッタ７２ａを透過し、電圧Ｖｂ’が印加されたＥＯＭ７０ｂに入射する。ＥＯＭ７０ｂから出射されるＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ７２ｂで反射して加工ユニット８ｂの光走査器２８ｂに向かう。ＥＯＭ７０ｂから出射されるＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ７２ｂ、電圧０が印加されたＥＯＭ７０ｃ、さらに偏光ビームスプリッタ７２ｃを透過して集熱装置２１に入射する。光路７７ｃを選択する指令を受けた場合、レーザ発振器４から出力したＰ偏光は、電圧０が印加されたＥＯＭ７０ａ、偏光ビームスプリッタ７２ａ、電圧０が印加されたＥＯＭ７０ｂ、偏光ビームスプリッタ７２ｂを透過し、電圧Ｖｃ’が印加されたＥＯＭ７０ｃに入射することになる。ＥＯＭ７０ｃから出射されるＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ７２ｃで反射して加工ユニット８ｃの光走査器２８ｃに向かう。ＥＯＭ７０ｃから出射されるＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ７２ｃを透過して集熱装置２１に入射する。このように、０でない電圧が印加されたＥＯＭ７０に対応する加工ユニット２８のワーク２６がレーザ加工される。

レーザ加工装置２Ａにおいても、光路７７ａ〜７７ｃ間のエネルギー損失を同程度にするために、ワーク２６ａ〜２６ｃの必要部位に穴加工を施すのに先だって、ＥＯＭドライバ７４ａ〜７４ｃに入力するＶａ’〜Ｖｃ’（図１５）の最適値を決定するためのセットアップを行う。

この目的のために、ＬＵＴ４０Ａは、図１６に示すように、複数（図の例では８つ）の電圧値Ｖ’［１］〜Ｖ’［８］を表すデータを記憶し、Ｖ’［ｋ］（ｋ＝１〜８）の一つと該電圧を印加するＥＯＭドライバ７４ａ〜７４ｃの一つに対し設定番号（図の例では「１」〜「２４」）が対応付けてある。指令作成部１２は、セットアップ時に、ＥＯＭ制御部７３に設定番号を含む光路選択指令を送出することになる。電圧設定部７６は、光路選択指令を受けると、ＬＵＴ４０Ａを参照し、設定番号に対応した電圧を設定番号に対応したいずれかのＥＯＭドライバ７４に出力するようになっている。

センサ制御部４４Ａは、振幅算出部４８の代わりに、加工穴径記録部４６を参照して最適な電圧Ｖａ’〜Ｖｃ’を算出する電圧算出部８０を備える。

本実施形態に係るレーザ加工装置２Ａにおけるセットアップ処理は、実施の形態１で説明したフローチャート（図８，９）とほぼ同様である。すなわち、ＥＯＭ制御部７３は、光路指令作成部１２からの設定番号を含む光路選択指令を受けると、ＬＵＴ４０Ａを参照して、ＥＯＭ７０ａ〜７０ｃに所定の電圧を印加する。その結果、設定番号に対応する加工ユニット８のワーク３２に設定用穴を形成する。これを全ての設定番号に関して行って、図１７に示すように各ワーク２６ａ〜２６ｃに各電圧Ｖ’［１］〜Ｖ’［８］に対応した設定用穴を形成する。

続いて、ビジョンセンサ４２により各設定用穴の穴形状情報として例えば平均穴径Ｄ’を取得する。その後、平均穴径Ｄ’は設定番号、印加電圧に対応付けて加工穴径記録部４６に記録される。加工穴径記録部４６に記録された、設定番号に対応付けた加工穴径Ｄの例を図１８に示す。図において、ビジョンセンサ４２ａ，４２ｃ，４２ｃにより計測された設定用穴の径をＤａ’，Ｄｂ’，Ｄｃ’、さらに、各Ｄａ’，Ｄｂ’，Ｄｃ’に関しＶ’［ｋ］に対応させてＤａ’［ｋ］，Ｄｂ’［ｋ］，Ｄｃ’［ｋ］と表す。

次に、電圧算出部８０は、加工穴径記録部４６に記録された加工穴径群に基づいて、基準穴径を決定し、さらに基準穴径を形成するのに必要な基準振幅Ｖａｎ’〜Ｖｃｎ’を決定する。最後に、基準振幅Ｖａｎ’〜Ｖｃｎ’を電圧設定部７６の振幅Ｖａ’〜Ｖｃ’として設定し、セットアップが終了する。本実施形態において、電圧設定部７６および電圧算出部８０は、各ワーク部位の加工状態情報に基づいて駆動手段から出力される駆動信号を補正する補正手段を構成する。

このように、ワーク２６ａ〜２６ｃに穴を形成し、この穴の穴形状情報、例えば平均径Ｄ’が同程度となる制御信号の振幅Ｖａ’，Ｖｂ’，Ｖｃ’を求めることで、ＥＯＭ７０ａと各ワーク２６ａ〜２６ｃの間に配置される光学系の個体差、光学素子数の相違、光路７７ａ〜７７ｃの光路長差、ＥＯＭ７０ｂ，７０ｃから出射されるレーザ光の強度の違い、などが存在しても、光路７７ａ〜７７ｃ間のレーザ光のエネルギー損失のばらつきを抑制することができ、加工ユニット８ａ〜８ｃで同等な加工を施すことができる。

以上、本発明の具体的な実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限らず種々改変可能である。例えば、光路偏向手段として上記実施形態を示したものに限らず、例えば、レーザ発振器から出力されたレーザ光の光路にレーザ発振器側から順に光強度変調素子（例えば音響光学変調素子）およびガルバノミラーを配置し、光強度変調素子により強度変調したレーザ光をガルバノミラーを駆動して各加工ユニットに導くようにしてもよい。この場合、設定用穴を形成し、穴形状情報に基づいて光強度変調素子に出力する駆動信号の補正を行う。但し、上記実施形態で説明した構成の方が、加工速度が大きい点で好ましい。

また、上記実施形態では、レーザ発振器から異なるワークまでの各光路同士のエネルギー損失を同程度にするように、光路偏向手段を駆動するために駆動手段から出力される駆動信号を補正したが、エネルギー損失が同程度でなくても穴形状情報に基づいて駆動信号を補正する構成は、全て本発明に含まれる。例えば、加工ユニット毎に形成すべき穴の径が異なっていてもよい。この場合、径の大きさを変えるために、レーザ発振器４のレーザ発振条件のうちレーザパルスピークパワーＰｇ、パルスのデューティ比Ｄｇ、パルスのショット数Ｎｇを変更する。

さらに、上記実施形態では、加工ユニット毎にワークを載置した構成を説明したが、複数の加工ユニットで共通のワークに対し加工を施す形態にも本発明を適用できることは言うまでもない。

本発明に係るレーザ加工装置の実施の形態１を示す構成図。図１のレーザ加工装置のブロック図。図２の振幅・周波数設定部に記憶された、光路選択指令に対応付けた周波数および振幅（電圧振幅）を表すデータの例を示す図。図１、２のレーザ加工装置によるレーザ加工動作の一例を示すフローチャート。音響光学偏向素子の駆動周波数と最大回折効率／Ｑ値との関係を示すグラフ。（ａ）駆動信号を補正する前の各加工ユニットに形成した穴の例を示す図。（ｂ）駆動信号を補正した後の各加工ユニットに形成した穴の例を示す図。図２のルックアップテーブル（ＬＵＴ）に記憶された、設定番号に対応付けた周波数および振幅を表すデータの例を示す図。図１、２のレーザ加工装置のセットアップ処理の一例の第１の部分を示すフローチャート。図１、２のレーザ加工装置のセットアップ処理の一例の第２の部分を示すフローチャート。セットアップ処理により各ワークに形成される設定用穴の例を示す図。図１０の設定用穴に関して、図２の加工穴径記録部に記録された設定番号に対応付けた加工穴径のデータを示す図。設定用穴が形成されたワークの一例を示す拡大部分断面図。本発明に係るレーザ加工装置の実施の形態２を示す構成図。図１３のレーザ加工装置のブロック図。図１４の電圧設定部に記憶された、光路選択指令に対応付けた電圧を表すデータの例を示す図。図１４のＬＵＴに記憶された、設定番号に対応付けた電圧を表すデータの例を示す図。図１２、１３のレーザ加工装置のセットアップ処理により各ワークに形成される設定用穴の例を示す図。図１７の設定用穴に関して、図１４の加工穴径記録部に記録された設定番号に対応付けた加工穴径のデータを示す図。

符号の説明

２レーザ加工装置
４レーザ発振器
６ＡＯＤ（光路偏向手段）
８ａ，８ｂ，８ｃ加工ユニット
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ光路
２６ａ，２６ｂ，２６ｃワーク
３８ＡＯＤドライバ（駆動手段）
４２ａ，４２ｂ，４２ｃビジョンセンサ（取得手段）

Claims

レーザ発振器と、
第１および第２の加工ユニットと、
レーザ発振器から出力されるレーザ光を第１または第２の加工ユニットに向けて偏向するよう該レーザ光の光路に配置された光路偏向手段と、
光路偏向手段に対し駆動信号を出力することで光路偏向手段を駆動する駆動手段と、
第１および第２の加工ユニットでそれぞれ加工された第１および第２のワーク部位の加工状態情報を取得する取得手段と、
取得手段で取得した加工状態情報に基づいて駆動手段から出力される駆動信号を補正する補正手段と、
を備えたレーザ加工装置。
光路偏向手段は、音響光学偏向素子で、
補正手段は、取得手段で取得した加工状態情報に基づいて駆動信号の振幅を補正することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
レーザ発振器は、偏光レーザ光を出力するように構成され、
光路偏向手段は、レーザ発振器から出力された偏光レーザ光を偏光するための第１の電気光学変調素子、第１の電気光学変調素子から出射した偏光レーザ光を偏光状態に依存して透過または反射する第１の偏光ビームスプリッタ、第１の偏光ビームスプリッタを透過した偏光レーザ光を偏光するための第２の電気光学変調素子、第２の電気光学変調素子を透過した偏光レーザ光を偏光状態に依存して透過または反射する第２の偏光ビームスプリッタから構成され、
第１および第２の偏光ビームスプリッタは、反射した偏向光をそれぞれ第１および第２の加工ユニットに向けて偏向するようになっており、
駆動手段は、各電気光学変調素子に対し駆動信号を出力するようになっており、
補正手段は、取得手段で取得した加工状態情報に基づいて各電気光学変調素子に対する駆動信号の電圧を補正することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
補正手段は、取得手段で取得した加工状態情報に基づいて、レーザ発振器から第１のワーク部位に到る光路とレーザ発振器から第２のワーク部位に到る光路のレーザ光のエネルギー損失が同程度となるよう駆動信号を補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のレーザ加工装置。
上記加工状態情報が各ワーク部位の加工穴の径に関するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のレーザ加工装置。
レーザ発振器から出力されるレーザ光を第１および第２の加工ユニットに偏向するために該レーザ光の光路に光路偏向手段を配置する工程と、
光路偏向手段に対し駆動手段から駆動信号を出力することで光路偏向手段を駆動して、第１および第２の加工ユニットによりそれぞれ第１および第２のワーク部位をレーザ加工する工程と、
第１および第２のワーク部位の加工状態情報を取得する工程と、
加工状態情報に基づいて駆動手段から出力される駆動信号を補正する工程と、
を含むレーザ加工方法。