JP2009031095A - リニアスケールの製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被加工材料7を長手方向に移動させるステージ8を移動制御装置9によって移動制御する。ガルバノミラー4は、レーザ光線11の被加工材料7への照射スポットの位置を被加工材料7の移動方向に対して垂直な方向に偏向する。調整手段10は、レーザ制御装置2によるレーザ光線11のオン/オフ制御と、移動制御装置9によるステージ8の移動制御と、ガルバノミラー4による偏向位置制御を、複数のトラックに任意のスケールパターンを形成するよう調整する。
【選択図】図1
Description
また、特許文献2に示すように、レーザの光軸は偏向制御装置等によって走査せず固定で、ターゲット側のステージをx方向、y方向に移動させることでリニアスケールの目盛りを形成するようにしたものがあった。
また、特許文献2に示されたような従来のリニアスケールの製造装置では、進行方向と同時にスケールの幅方向へ高速に移動するのが困難なため、多大な時間を要するという問題点があった。
図1は、この発明の実施の形態1によるリニアスケールの製造装置を示す構成図である。
図において、リニアスケールの製造装置は、レーザ装置1、レーザ制御装置2、転写マスク3、ガルバノミラー4、偏向制御装置5、レンズ群6、被加工材料7、ステージ8、移動制御装置9、調整手段10を備えている。
この装置は、レーザ装置1から出射されるレーザ光線11が転写マスク3を照射し、その転写マスク3によって矩形のレーザ光線11に変換され、ガルバノミラー4を介してレンズ群6によって被加工材料7上に投影され、矩形スリット71が加工される。例えば、転写マスク3には、0.16mm×15mmの長方形マスクを使用し、レンズ群6には1/10の縮小レンズを使用することで、16μm×1.5mmの矩形スリットを加工することができる。
また、上記具体例では反射型としたが、レーザ光によって透過部と非透過部を形成した透過型の場合にも本発明は有効である。被加工材料としては、例えば、図5に示すように透過性の平面状の基材18に光反射性の膜19が積層されたものであり、レーザ光によって光反射性の膜19を除去することで、透過部と非透過部を形成する。また、透過部の反射率を減少させるために反射防止膜を施すことも効果的である。被加工材料7については、透過部と非透過部を形成できるものであれば特に限定されない。
実施の形態2は、n=2以上とし、矩形スリット71を重ね打ちするようにしたものである。図面上の構成は実施の形態1と同様であるため、図1を援用して説明する。実施の形態2の調整手段10は、移動制御装置9の制御をn=2以上として行うよう構成されている。これにより、被加工材料7上の矩形スリット71はレーザ光線11の重ね打ちで形成される。
上記実施の形態1,2において、ステージ8は一定速度としたが、ステージはステップ駆動で移動するようにしても良く、実施の形態3では、ステージ8の移動をステップ駆動するようにしたものである。図面上の構成は実施の形態1と同様であるため、図1を援用して説明する。
実施の形態4は、実施の形態3の構成において、n=2以上とし、矩形スリット71を重ね打ちするようにしたものである。図面上の構成は実施の形態1と同様であるため、図1を援用して説明する。実施の形態4の調整手段10は、移動制御装置9の制御をn=2以上として行うよう構成されている。これにより、被加工材料7上の矩形スリット71はレーザ光線11の重ね打ちで形成される。
図11は、実施の形態5のリニアスケールの製造装置を示す構成図である。
図において、第1のレンズ群6aおよび第2のレンズ群6bは、偏向手段であるガルバノミラー4で偏向される光束が被加工材料7の移動方向(y軸方向)に対してのみ集光されるよう設定された光束変換手段を構成するためのレンズ群である。第1のレンズ群6aは、ガルバノミラー4の転写マスク3側、即ち、光路上流側に設けられ、第2のレンズ群6bは、ガルバノミラー4の被加工材料7側、即ち、光路下流側に設けられている。その他の構成は、図1と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
図12(a)に示すように、レーザ光線20をミラー21で反射させ、集光レンズ22で像面23に結像させる時、ミラー21が回転方向21aの向きに回転した場合、結像する位置は回転前と後で異なる。一方、図12(b)のように、第1の集光レンズ22aによってミラー21の中心に集光させた時、第2の集光レンズ22bを挟んで、ミラー21上の集光点と像面23上の結像点は共役な関係にあるため、ミラー21が回転方向21aの向きに回転した場合でも、結像する位置は回転前と後で同じである。この効果を利用しているため、図11の構成においても、ガルバノミラー4のスケール長手方向の微小な回転によって発生する加工位置のずれを抑制することが可能である。
実施の形態6は、ガルバノミラー4を、x方向、即ちスケールの幅方向と、y方向、即ちスケールの長手方向の2軸方向に走査可能な構成としたものである。図面上の構成は、実施の形態1の図1と同様であるため、図1を援用して説明する。
レーザ装置1から出射されるレーザ光線11が転写マスク3を照射し、その転写マスク3によって矩形のレーザ光線11に変換され、ガルバノミラー4を介してレンズ群6によって被加工材料7上に投影され、矩形スリット71が加工される。被加工材料7は、y方向、即ちスケールの長手方向に移動可能なステージ8上に固定され、レーザ装置1から出射されるレーザ光線のオン/オフは、レーザ制御装置2によって制御される。また、移動制御装置9によってステージ8を移動させ、ガルバノミラー4のx軸方向の回転4aによって複数のトラックに連続的な目盛りを刻むことが可能であり、更に、ガルバノミラー4のy軸方向、即ち、スケール移動方向の回転により、スケール移動方向の加工位置を微調整することが可能となる。
Claims (7)
- レーザ光線を出射するレーザ装置と、
前記レーザ光線を矩形形状にするための光束変換手段と、
前記レーザ光線の出力をオン/オフ制御するレーザ制御手段と、
前記レーザ光線の照射の有無によりスケールパターンを形成するためのスケール基材を、当該スケール基材長手方向に移動させる移動制御手段と、
前記レーザ光線の前記スケール基材への照射スポットの位置を当該スケール基材の移動方向に対して垂直な方向に偏向する偏向手段と、
前記偏向手段の偏向位置を制御する偏向制御手段と、
前記レーザ制御手段によるオン/オフ制御と、前記移動制御手段による前記スケール基材の移動制御と、前記偏向制御手段による偏向位置制御を、複数のトラックに任意のスケールパターンを形成するよう調整する調整手段とを備えたリニアスケールの製造装置。 - 調整手段は、複数のトラックで周期の異なるスケールパターンを形成するよう調整を行うことを特徴とする請求項1記載のリニアスケールの製造装置。
- 調整手段は、任意のトラックにおいて、最小スケール周期の1/n(nは1以上の整数)以内でレーザ光線のオン/オフさせるよう調整を行うことを特徴とする請求項1または請求項2記載のリニアスケールの製造装置。
- 移動制御手段は、スケール基材の移動を一定速度で行うことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載のリニアスケールの製造装置。
- 移動制御手段は、スケール基材の移動を、複数のトラックのレーザ光線の照射スポット位置に対応させたステップ送りで行うことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載のリニアスケールの製造装置。
- 光束変換手段は、偏向手段の光路上流側に位置する第1のレンズ群と、前記偏向手段の下流側に位置する第2のレンズ群とを含み、前記偏向手段で偏向される光束がスケール移動方向にのみ集光されるよう設定されていることを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載のリニアスケールの製造装置。
- 偏向手段は、スケール基材の移動方向と平行な方向に偏向を行い、調整手段は、偏向制御手段に対して前記偏向方向への制御を行うことを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1項記載のリニアスケールの製造装置。
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