JP2008132514A - レーザ加工方法及びその方法を用いて製造されるマイクロセル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーザ光を用いて同一形状を繰り返す所定のパターンを被加工体に形成するレーザ加工方法において、当該パターンの加工データに基づいて被加工体に形成する工程、
該被加工体に形成されマイクロセルを構成するブロック内に代表点を設定し該位置を測定する工程、該代表点の測定位置データに基づきそれぞれの代表点の位置を補正する工程、該被加工体に形成されたブロック形状を測長する工程、当該測定されたブロック形状寸法に基づきそれぞれのブロック形状を補正する工程、該補正された各ブロック形状に対応する補正された各代表点位置に前記補正されて変形した各ブロックを配置する。
【選択図】図14
Description
また他の従来の手法では、走査する線分を微小に分割し、その単位毎に予め計算・測定しておいた値を元にガルバノミラーに与える制御信号に補正を行っている。(例えば、特許文献2参照)
また他の従来の手法では、スキャナの挙動が指定の位置になるように、オフラインあるいはオンラインでガルバノミラーへの指令信号への補正値を計算している。これらの補正値の計算には、ガルバノミラーの速度と加速度のフィード・フォワード等の手法が取られている。(例えば、特許文献3参照)
(1)絶対位置を使う代表点の差分補正
加工パターン全面で、ワークに存在する基準点からの絶対座標を全ての代表点について測定できるのであれば、目標とする位置と実際に加工された位置の差分だけ逆方向に補正すると良い。例えば、図5に示すように、絶対座標(x0,y0)の位置に加工を行いたい場合で、初期の加工データ上、即ち、(x,y)の位置に加工した結果が(x',y')となったとすると、差分補正により補正された加工データ位置(X,Y)は次式で表す事が出来る。
X=x0−δx=x0−(x’−x)
Y=y0−δy=y0−(y’−y)
この計算を全ての代表点に対して実施する事により、代表点が位置の差分だけ逆方向に移動する事になり、加工データの代表点が補正されることになる。
(2)各点の間隔を使う代表点の比率補正
別の方法として、隣接する上下左右の代表点間の間隔を測定する事により補正する方法がある。代表点の絶対座標を測定する事が出来ない場合や、十分な広さの測定エリアを得られない場合に有効である。簡単にする為にX方向の2点間の補正のみを考えると、例えば図6に示すように、l0の長さに加工を行いたい場合で、加工データ上で長さlとして加工した結果がl'となったとすると、補正された長さLは次式で求められる。
L=l0×l/l’
この計算をX方向だけでなくY方向にも全ての代表点で実施し、各代表点の上下左右のブロックに対する補正された相対距離を求める。その後、構造的に最も加工精度の高いガルバノミラーのスキャンエリア中央付近のブロックを基準として、補正された間隔で代表点を配置していく事により、初期の加工データで表される距離と加工された被加工体上の実測距離の比率を元に加工データの代表点の位置座標が補正されることになる。
(3)スケール変換によるブロック補正
以下にスケール変換によりブロックの補正を行う手法を以下に説明する。
(4)スケール変換とせん断変換の合成変換によるブロック補正
以下にスケール変換とせん断変換の合成変換によりブロックの補正を行う手法を以下に説明する。
(5)射影変換によるブロック補正
以下に射影変換によりブロックの補正を行う手法を以下に説明する。
(0,0)-(8,0)-(8,16)-(0,16)
が外周となり、内部に間隔が2である個々の格子点を表す白丸を頂点とする正方形を合成した全体の長方形ブロックを想定した場合に、
(0,0)-(8.4,0.8)-(8.8,17.6)-(0.4,16.8)
の4点を頂点とする四角形に変形させると、それぞれの格子の点も黒丸で描かれた形状に変形させられる。
(1)横方向の6mmピッチの補正(代表点のX方向補正)のみでY方向の配置座標の補正は、行わない。
(2)(1)の手法に、高さ方向の30mmの長さ方向の補正を追加する。
(3)更に、せん断変換を行なう。
(4)以上の代表点のX方向の補正にY方向の補正を加え、代表点をXY方向両方に補正する。
(5)ブロック形状補正の射影変換を追加する。
2 製品
3 計測部
4 演算部
5 加工データ
6 レーザ発振器
7 ガルバノスキャナ(X軸)
8 ガルバノスキャナ(Y軸)
9 fθレンズ
11 制御部
12 レーザ光
Claims (8)
- レーザ光を用いて同一形状を繰り返す所定のパターンを被加工体に形成するレーザ加工方法において、
前記パターンの加工データに基づいて被加工体に形成する工程、
前記被加工体に形成されマイクロセルを構成するブロック内に代表点を設定し該位置を測定する工程、
前記代表点の測定位置データに基づきそれぞれの代表点の位置を補正する工程、
前記被加工体に形成されたブロック形状を測長する工程、
前記測定されたブロック形状寸法に基づきそれぞれのブロック形状を補正する工程、
前記補正された各ブロック形状に対応する補正された各代表点位置に前記補正されて変形した各ブロックを配置する工程、
とを有することを特徴とするレーザ加工方法。 - 前記各ブロックに設定される代表点の位置の測定は、前記被加工体の基準点からの絶対座標の測定又は各々のブロック間の相対位置の測定であることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。
- 前記ブロック形状を補正する工程は、各ブロック形状を線形変換におけるスケール変換を用いて各ブロック形状の補正データを作成することを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。
- 前記ブロック形状を補正する工程は、各ブロック形状を線形変換におけるスケール変換とせん断変換の合成変換を用いて各ブロック形状の補正データを作成することを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。
- 前記ブロック形状を補正する工程は、各ブロック形状を射影変換を用いて各ブロック形状の補正データを作成することを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。
- 前記ブロックの1つの頂点の座標位置と該頂点に対応すべき他の隣接するブロックの3つの頂点の座標位置との4つの頂点の座標位置の平均値を当該ブロックの一頂点位置とし、それぞれの頂点の座標位置の該平均値を用いて各ブロックの頂点位置を求め、該ブロックを構成する4つの頂点の座標を基に射影変換すると共に、該ブロック内の所定のパターンを射影変換することを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。
- 各ブロック内に所定のパターンが形成されたマイクロセルであって、請求項1に記載のレーザ加工方法により製作されることを特徴とするマイクロセル。
- 前記マイクロセルを構成する各ブロックの補正は、前記各ブロックに設定される代表点の位置の測定において、前記被加工体の基準点からの絶対座標の測定又は各々のブロック間の相対位置の測定に基づいて補正されるものあることを特徴とする請求項7に記載のマイクロセル。
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