JP2009172647A - レーザ加工装置及びレーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のレーザ光の加工領域が移動方向に重なったりレーザ光の加工領域の間に空きが生じたりしないようにする。
【解決手段】 固定治具１０にセットされた溝加工対象物ＯＢに、レーザ加工により予め１本の溝Ｔを形成する。次に、精密移動ステージ１２を移動させながら反射光信号生成回路１２０から非加工用のレーザ光の反射光信号を取り込み、その信号強度の推移に基づいて第１光加工ヘッド２１のレーザ光照射により溝Ｔを検出したときの移動量Ｆ１と、第２光加工ヘッド２２のレーザ光照射により溝Ｔを検出したときの移動量Ｆ２との差から２つの光加工ヘッド２１，２２の照射間隔Ｂｔを算出する。実際のレーザ加工時においては、この照射間隔Ｂｔに基づいて、第１光加工ヘッド２１のレーザ光の照射停止タイミングを設定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数の光加工ヘッドからレーザ光を照射して、加工対象物の表面をレーザ加工するレーザ加工装置およびレーザ加工方法に関する。

従来から、ドラム状または円盤状の固定治具に加工対象物をセットし、固定治具の中心軸周りに固定治具を回転させるとともに、固定治具に対する光加工ヘッドの相対的位置を固定治具の中心軸方向または固定治具の径方向に移動させながら、光加工ヘッドからレーザ光を照射することにより、加工対象物の加工面に微細なピットまたは溝または反応跡を形成するレーザ加工装置が知られている。

このようなレーザ加工装置は、例えば、特許文献１に示されているように、光加工ヘッドを１台備えており、この光加工ヘッドを加工対象物の一方端から他方端まで送ることにより加工対象物の表面全体をレーザ加工する。しかしながら、１台の光加工ヘッドを使ってレーザ加工しているため、加工対象物全体のレーザ加工に要する時間がどうしても長くなってしまい、加工効率が悪いという問題が生じる。そこで、特許文献２に示されたレーザ加工装置においては、光加工ヘッドを送り方向（移動方向）に所定間隔あけて複数備え、これらの光加工ヘッドから同時にレーザ光を加工対象物に照射してレーザ加工を行うようにしている。例えば、レーザ光を２箇所にて照射する構成であれば、固定治具にセットされた加工対象物の送り距離（移動距離）を半分にすることができ、そのぶん加工時間を短縮することができる。
特開平８−１３２２６８号公報 特開２００２−１１５８４号公報

このように複数のレーザ光を加工対象物に同時に照射してレーザ加工するシステムを構成した場合、レーザ光の照射間隔が設定値になるように光加工ヘッド間の離隔を精度良くアライメントするとともに、１つのレーザ光により形成された加工跡に別のレーザ光が重ねられて照射されないようレーザ光の照射停止タイミングを制御する必要がある。しかしながら、レーザ光の照射間隔を精度よくアライメントするには限界があり、レーザ加工が非常に微細になると、次のような問題が生じる。以下、図１３を用いて説明する。

１）レーザ光の照射間隔の設定値に基づいてレーザ光の照射を停止すると、図１３（ａ）に示すように、一方の光加工ヘッドから照射されたレーザ光の加工領域ａ１と、他方の光加工ヘッドから照射されたレーザ光の加工領域ｂ１とが移動方向（送り方向）において重なることで重なりＬａｐが形成されてしまう。あるいは、図１３（ｂ）に示すように、一方の光加工ヘッドから照射されたレーザ光の加工領域ａ１と、他方の光加工ヘッドから照射されたレーザ光の加工領域ｂ１とのあいだに空きＳｐが形成されてしまう。

２）仮に、移動方向においてそれぞれのレーザ光の加工領域が重なったりレーザ光の加工領域の間に空きが生じないようにしてレーザ光の照射を停止できたとしても、移動方向におけるレーザ光の照射間隔が加工ピッチの整数倍でないと、それぞれのレーザ光の加工領域ａ１，ｂ１の境界では、図１３（ｃ）に示すように、移動方向における加工ピッチが長くなったり、逆に、図１３（ｄ）に示すように、移動方向における加工ピッチが短くなったりして、一定の加工ピッチが得られない。

３）また、移動方向においてそれぞれのレーザ光の加工領域が重なったりレーザ光の加工領域の間に空きが生じないようにしてレーザ光の照射を停止できたとしても、固定治具の回転方向においてレーザ光の照射位置がずれていると、それぞれのレーザ光の加工領域ａ１，ｂ１の境界では、図１３（ｅ）に示すように回転方向に空きＳｐが生じたり、図１３（ｆ）に示すように回転方向に重なりＬａｐが生じたりしてしまう。

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、複数のレーザ光を照射してレーザ加工を行う装置において、レーザ光の加工領域が移動方向に重なったりレーザ光の加工領域の間に空きが生じたりしないようにすることを目的とする。また、レーザ光の加工領域の境界において移動方向の加工ピッチが変化しないようにすることを目的とする。また、レーザ光の加工領域の境界において回転方向にレーザ光の加工領域が重なったりレーザ光の加工領域の間に空きが生じたりしないようにすることを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の特徴は、加工対象物をセットする固定治具と、前記固定治具をその中心軸周りに回転させる回転手段と、レーザ光を照射する複数の光加工ヘッドを照射間隔をあけて複数備え、前記固定治具にセットされた加工対象物にレーザ光を照射して加工対象物をレーザ加工するレーザ光照射手段と、前記加工対象物に対する前記レーザ光の照射位置を、前記光加工ヘッドの照射間隔方向であって、前記固定治具の中心軸の軸線方向、あるいは、前記固定治具の半径方向に移動させる移動手段とを備えたレーザ加工装置において、前記レーザ光照射手段により照射されるレーザ光を、レーザ加工可能な強度の加工用レーザ光と、レーザ加工不能な強度の非加工用レーザ光とに選択的に切り替えるレーザ光強度切替手段と、前記レーザ光照射手段により前記加工対象物にレーザ光が照射されたとき照射箇所からの反射光に基づく信号を生成する反射光信号生成手段と、前記移動手段の移動量を任意の点を原点として検出する移動量検出手段と、特定溝が形成された溝形成体を前記固定治具にセットした状態で、前記移動手段の作動により照射位置を移動させながら前記非加工用レーザ光を前記特定溝に照射するとともに、前記反射光信号生成手段により生成される信号の強度と前記移動量検出手段により検出される移動量とを取得し、取得した信号の強度と移動量とに基づいて、前記移動手段の移動方向における溝検出位置情報を生成する移動方向溝情報生成手段と、前記各光加工ヘッドの非加工用レーザ光照射のそれぞれに対して、前記移動方向溝情報生成手段により前記溝検出位置情報を取得し、取得した溝検出位置情報に基づいて前記レーザ光の照射間隔を算出するレーザ光照射間隔算出手段と、前記レーザ光照射間隔算出手段により算出されたレーザ光の照射間隔と前記移動量検出手段により検出される移動量とに基づき、レーザ加工時における加工用レーザ光の照射停止タイミングを設定するレーザ光照射停止タイミング設定手段とを備えたことにある。

本発明においては、レーザ光照射手段が、複数の光加工ヘッドを照射間隔をあけて備えており、各光加工ヘッドからレーザ光を加工対象物に照射して加工対象物をレーザ加工する。例えば、加工対象物にピットまたは溝または反応跡を形成する。加工対象物は、固定治具にセットされて回転手段により固定治具の中心軸周りに回転する。従って、この回転により、加工対象物のレーザ光照射位置は、周方向に変化する。レーザ光照射位置は、周方向だけでなく、移動手段により、固定治具の中心軸の軸線方向、あるいは、固定治具の半径方向にも移動する。この照射位置の移動は、光加工ヘッドの固定治具に対する相対位置を固定治具の中心軸の軸線方向、あるいは、固定治具の半径方向に移動させることにより行うことができる。この場合、光加工ヘッドを移動させてもよいし、固定治具を移動させてもよい。照射位置の移動方向は、例えば、加工対象物が円筒側面を有し、この円筒側面にレーザ加工する場合には、固定治具の中心軸の軸線方向となり、加工対象物が円盤面を有し、この円盤上面にレーザ加工する場合には、固定治具の半径方向となる。

この移動手段による照射位置の移動方向は、複数の光加工ヘッドの照射間隔と同じ方向となっている。従って、複数の光加工ヘッドの照射領域（加工領域）に重なりが生じたり照射領域（加工領域）の間に空きが生じたりしないようにする必要がある。

そこで、本発明においては、加工対象物をレーザ加工する前に、複数の光加工ヘッドの互いの照射間隔を検出するために、レーザ光強度切替手段、反射光信号生成手段、移動量検出手段、移動方向溝情報生成手段、レーザ光照射間隔算出手段を備えている。移動方向溝情報生成手段は、特定溝が形成された溝形成体を固定治具にセットした状態で、移動手段の作動により照射位置を移動させながら非加工用レーザ光を特定溝に照射するとともに、反射光信号生成手段により生成される信号の強度と移動量検出手段により検出される移動量とを取得し、取得した信号の強度と移動量とに基づいて、移動手段の移動方向における溝検出位置情報を生成する。この場合、非加工用レーザ光は、その照射により加工対象物や溝形成体に変化が起こらない強度のレーザ光であって、レーザ光強度切替手段により切り替えられる。

移動手段の作動により非加工用レーザ光の照射位置を移動させながら、その反射光に基づく信号を生成した場合、その信号の強度は、非加工用レーザ光が特定溝を横切るときにその照射位置に応じて変化する。これにより、溝形成体に形成されている特定溝を検出することができ、その溝を検出したときの移動手段の移動量を溝検出位置情報として生成する（作り出す）ことができる。

そして、レーザ光照射間隔算出手段は、各光加工ヘッドの非加工用レーザ光照射のそれぞれに対して、移動方向溝情報生成手段により溝検出位置情報を取得し、取得した溝検出位置情報に基づいてレーザ光の照射間隔を算出する。各光加工ヘッドの非加工用レーザ光照射により得られた溝検出位置情報で表される溝検出位置は、レーザ光の照射間隔だけ相違する。従って、溝検出位置情報に基づいてレーザ光の照射間隔を算出することができる。

レーザ光照射停止タイミング設定手段は、実際に加工対象物に対してレーザ加工を行うとき、レーザ光照射間隔算出手段により算出されたレーザ光の照射間隔と移動量検出手段により検出される移動量とに基づき、加工用レーザ光の照射停止タイミングを設定する。例えば、複数の光加工ヘッドのうち、加工対象物に対して照射位置移動方向側端に位置しない光加工ヘッドの加工用レーザ光照射を停止するタイミングを設定する。照射位置を加工対象物の右方向に移動しながら加工する場合には、加工対象物の右側を照射する光加工ヘッドの照射跡（加工領域）に、左側の光加工ヘッドがレーザ光を照射しないように、左側の光加工ヘッドによるレーザ光照射の停止タイミングを設定することができる。従って、本発明によれば、複数の光加工ヘッドの照射領域（加工領域）に重なりが生じたり照射領域（加工領域）の間に空きが生じたりしないようにすることができる。

尚、溝形成体は、必ずしも専用に用意する必要ななく、加工対象物に特定溝を形成して兼用するようにしてもよい。また、溝形成体は、円筒側面に周方向に特定溝を形成したもの、あるいは、円盤上面に周方向に特定溝を形成したものなどを使用することができる。また、特定溝は、レーザ光照射間隔を算出するために用いる溝を意味するのであって、加工対象物に形成された本来のレーザ加工跡を特定溝として使用することもできる。

本発明の他の特徴は、前記レーザ光照射間隔算出手段により算出されたレーザ光の照射間隔を、前記移動手段の移動方向における設定加工ピッチで除算したときの余りに基づき、前記移動手段の移動速度を制御する移動速度制御手段を備えたことにある。

本発明においては、移動速度制御手段が、レーザ光の照射間隔を移動手段の移動方向における設定加工ピッチで除算したときの余り（小数点以下の値に加工ピッチを掛けた値）に基づきレーザ光の照射位置の移動速度を制御することにより、複数の光加工ヘッドによる加工領域の境界部分において、移動方向の加工ピッチが変化しないようにすることができる。

本発明の他の特徴は、前記回転手段による回転角度を検出する回転角度検出手段と、1周に満たない特定溝が形成された溝形成体を前記固定治具にセットした状態で、前記回転手段の作動により照射位置を変えながら前記非加工用レーザ光を前記特定溝に照射するとともに、前記反射光信号生成手段により生成される信号の強度と前記回転角度検出手段により検出される回転角度とを取得し、取得した信号の強度と回転角度とに基づいて、前記回転手段の回転方向における溝終端検出位置情報を生成する回転方向溝情報生成手段と、前記各光加工ヘッドの非加工用レーザ光照射のそれぞれに対して、前記回転方向溝情報生成手段により前記溝終端検出位置情報を取得し、取得した溝終端検出位置情報に基づいて前記複数の光加工ヘッドの照射位置の前記回転手段による回転方向におけるずれを算出するレーザ光回転方向ずれ算出手段とを備え、前記レーザ光照射停止タイミング設定手段は、レーザ光間隔算出手段により検出されたレーザ光の照射間隔と前記移動量検出手段により検出される移動量、および、前記レーザ光回転方向ずれ算出手段により算出された照射位置の回転方向のずれと前記回転角度検出手段により検出される回転角度に基づき、レーザ加工時における加工用レーザ光の照射停止タイミングを設定することにある。

本発明においては、加工対象物をレーザ加工する前に、複数の光加工ヘッドの照射位置の互いの回転方向のずれを検出するために、回転角度検出手段、回転方向溝情報生成手段、レーザ光回転方向ずれ算出手段を備えている。回転方向溝情報生成手段は、1周に満たない特定溝が形成された溝形成体を固定治具にセットした状態で、回転手段の作動により照射位置を変えながら非加工用レーザ光を特定溝に照射するとともに、反射光信号生成手段により生成される信号の強度と回転角度検出手段により検出される回転角度とを取得し、取得した信号の強度と回転角度とに基づいて、回転手段の回転方向における溝終端検出位置情報を生成する。この場合、回転角度検出手段は、固定治具の回転角度を直接検出してもよいし、モータ等の回転手段の回転角度を検出してもよい。また、溝形成体に形成される特定溝は、固定治具の回転方向と同じ周方向に沿って形成されるとよい。

回転手段の作動により非加工用レーザ光の照射位置を変えながら、その反射光に基づく信号を生成した場合、その信号の強度は、非加工用レーザ光が特定溝の終端を通過するときにその照射位置に応じて変化する。これにより、溝形成体に形成されている特定溝の終端を検出することができ、その終端を検出したときの回転角度を溝終端検出位置情報として生成する（作り出す）ことができる。

そして、レーザ光回転方向ずれ算出手段は、各光加工ヘッドの非加工用レーザ光照射のそれぞれに対して、回転方向溝情報生成手段により溝終端検出位置情報を取得し、取得した溝終端検出位置情報に基づいて複数の光加工ヘッドの照射位置の回転手段による回転方向におけるずれを算出する。各光加工ヘッドの非加工用レーザ光照射により得られた溝終端検出位置情報で表される溝終端検出位置は、照射位置が回転方向にずれていないときには一致し、ずれている場合にはずれ量に応じて溝終端検出位置が相違する。従って、溝終端検出位置情報に基づいて複数の光加工ヘッドの照射位置の回転手段による回転方向におけるずれを算出することができる。

レーザ光照射停止タイミング設定手段は、実際に加工対象物に対してレーザ加工を行うとき、レーザ光照射間隔算出手段により算出されたレーザ光の照射間隔と移動量検出手段により検出される移動量、および、レーザ光回転方向ずれ算出手段により算出された照射位置の回転方向のずれと回転角度検出手段により検出される回転角度に基づき、加工用レーザ光の照射停止タイミングを設定する。例えば、複数の光加工ヘッドのうち、加工対象物に対して照射位置移動方向側端に位置しない光加工ヘッドの加工用レーザ光照射を停止するタイミングを設定する。従って、本発明によれば、複数の光加工ヘッドによる加工領域の境界部分において、回転方向に照射領域（加工領域）の重なりが生じたり照射領域（加工領域）の間に空きが生じたりしないようにすることができる。

本発明の他の特徴は、前記反射光信号検出手段は、反射光を受光する複数に分割された受光素子のそれぞれが出力する信号から演算により前記反射光に基づく信号を生成する演算手段と、前記演算手段による演算方法を複数の演算方法の中から１つを選択する演算方法選択手段とを備えたことにある。

本発明においては、反射光に基づく信号を生成する演算方法を選択できるため、レーザ光の照射位置を移動手段の移動方向に移動させて特定溝を検出する場合と、レーザ光の照射位置を回転手段の回転方向に移動させて溝終端を検出する場合とで、それぞれ適切な演算方法を選択することができる。従って、それぞれの検出を高精度に行うことができる。

更に、本発明の実施にあたっては、加工対象物をレーザ加工するレーザ加工装置の発明に限定されることなく、加工対象物をレーザ加工するレーザ加工方法の発明としても実施し得るものである。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係るレーザ微細加工装置の概略外観図であり、図２は、レーザ微細加工装置のシステム構成図である。このレーザ微細加工装置は、加工対象物ＯＢを固定支持する固定治具１０と、固定治具１０をその中心軸周りに回転させるスピンドルモータ３０とを備えている。固定治具１０は、ドラム状に形成され、その軸線方向の両端に形成された回転軸１１により精密移動ステージ１２に回転可能に軸支される。加工対象物ＯＢは、シート体を円筒状に巻いた円筒体であって、その円筒中心軸が固定治具１０の回転軸１１と同軸となるように固定治具１０に固定される。固定治具１０の回転軸１１の一方は、スピンドルモータ３０の出力軸に連結される。従って、スピンドルモータ３０の駆動により、加工対象物ＯＢを固定治具１０の中心軸周りに回転できるようになっている。

加工対象物ＯＢの円筒面に向かい合って、第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２とが設けられる。第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２とは、ヘッド支持フレーム２３により取付固定され、固定治具１０の軸線方向（以下、単に軸線方向と呼ぶ）に所定距離離れて並べて設けられる。第１光加工ヘッド２１は、図示しない調整ネジ等のアライメント機構により、軸線方向および固定治具１０の回転方向（以下、単に回転方向と呼ぶ）に取付位置をアライメント（調整）できるようになっている。作業者は、アライメント機構を使って、第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２との軸線方向の照射間隔の調整、および、第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２との回転方向における照射位置のずれ調整を行うことができる。

固定治具１０は、ねじ送り機構４０により、第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２とに対して軸線方向に相対移動できるようになっている。ねじ送り機構４０は、スクリューロッド４１と、スクリューロッド４１を回転させるフィードモータ４２とを備えている。スクリューロッド４１は、その一端側が、フィードモータ４２の出力軸と連結固定され、他方端が、枠状に形成されたステージガイド４３の壁に回転可能に軸支される。フィードモータ４２は、その出力軸をステージガイド４３の枠内に望ませてステージガイド４３に固定される。

このようにしてスクリューロッド４１は、ステージガイド４３内に固定治具１０の軸線と平行に設けられる。精密移動ステージ１２には、スクリューロッド４１と螺合するナット（図示略）が固定して設けられている。また、ステージガイド４３は、精密移動ステージ１２を回転規制するとともに軸線方向にのみ移動可能に案内するガイドレール（図示略）を備えている。従って、フィードモータ４２の回転動作によりスクリューロッド４１が回転すると、精密移動ステージ１２が軸線方向に移動するようになっている。

ステージガイド４３とヘッド支持フレーム２３とは、装置本体に対して移動不能に固定されている。従って、フィードモータ４２およびスピンドルモータ３０を回転駆動することにより、固定治具１０が軸線周りに回転しながら第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２とに対して軸線方向に相対移動する。このとき、第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２とからそれぞれレーザ光がパルス状に照射され、加工対象物ＯＢの円筒外周面に軸線方向および回転方向に一定間隔でレーザ加工が施される。本実施形態においては、レーザ光照射により加工対象物ＯＢに微細なピットを形成するが、ピットに限るものでなく、反応跡や線状に延びた溝などを形成してもよい。

図２に示すように、スピンドルモータ３０内には、同モータすなわち固定治具１０の回転を検出して、その回転を表す回転検出信号を出力するエンコーダ３１が組み込まれている。この回転検出信号は、固定治具１０の回転位置が一つの基準回転位置に来るごとに発生されるインデックス信号と、所定の微少な回転角度ずつハイレベルとローレベルを繰り返すパルス列信号とからなる。エンコーダ３１から出力される回転検出信号は、スピンドルモータ制御回路３２、回転角度検出回路３３、コントローラ５０に入力される。スピンドルモータ制御回路３２は、コントローラ５０からの指示により作動開始し、エンコーダ３１から出力される回転検出信号を用いてスピンドルモータ３０の回転速度を計算し、計算した回転速度がコントローラ５０によって設定された回転速度に等しくなるようにスピンドルモータ３０の回転を制御する。

また、スピンドルモータ制御回路３２は、スピンドルモータ３０が停止した状態でコントローラ５０から回転角度を入力すると低速回転でスピンドルモータ３０を駆動する。そして、回転角度検出回路３３から所定間隔で出力される回転角度に相当する信号を入力し、入力した回転角度に相当する値がコントローラから入力した回転角度になるまでスピンドルモータ３０の低速回転駆動を続ける。この低速回転駆動を行うときの回転速度は、スピンドルモータ３０への駆動信号の供給を停止したときに、スピンドルモータ３０がそれ以上回転しないような回転速度に設定されている。

回転角度検出回路３３は、コントローラ５０からの指令により作動を開始し、スピンドルモータ３０内に組み込まれたエンコーダ３１から出力される回転検出信号（パルス信号）の周波数を所定の割合で増加させた周波数のパルス信号を生成し、このパルス信号のパルス数をカウントして回転角度に相当する値（例えば、パルス数のカウント値）をデジタル信号にてコントローラ５０とスピンドルモータ制御回路３２とに所定時間間隔で出力する。回転角度検出回路３３は、エンコーダ３１から出力されたインデックス信号を入力したときに、回転角度に相当する値をリセット、つまり、「０」に設定する。

フィードモータ４２内にも、フィードモータ４２の回転を検出して、前記エンコーダ３１と同様なパルス信号（回転検出信号）を出力するエンコーダ４４が組み込まれている。エンコーダ４４から出力されるパルス信号は、移動量検出回路４５に入力される。移動量検出回路４５は、コントローラ５０からの指示により作動開始し、作動開始後、エンコーダ４４から出力されるパルス信号が入力されなくなると駆動限界位置を意味する信号を精密移動ステージ制御回路４６に出力し、カウント値を「０」として、以後、エンコーダ４４が出力するパルス信号のパルス数をカウントする。そして積算したカウント数から精密移動ステージ１２の移動量を計算して出力する。このカウント値が「０」となる駆動限界位置が、精密移動ステージ１２の移動量を制御する原点位置となる。

精密移動ステージ制御回路４６は、コントローラ５０からの指示により作動開始し、コントローラ５０から移動量の設定値を入力すると、移動量検出回路４５から所定時間間隔で出力される移動量を入力し、入力した移動量がコントローラ５０から入力した設定値になるまでフィードモータ４２を駆動して精密移動ステージ１２を移動させる。なお、作動開始直後において移動量の設定値が入力されると、フィードモータ４２を駆動して精密移動ステージ１２を駆動限界位置方向に移動させ、移動量検出回路４５から駆動限界位置を表す信号を入力するとフィードモータ４２への駆動信号の出力を停止する。その後、移動量検出回路４５から出力される移動量がコントローラ５０から入力した移動量の設定値になるまでフィードモータ４２を駆動して精密移動ステージ１２を移動させる。

また、精密移動ステージ制御回路４６には、精密移動ステージ１２の移動速度の設定値（設定速度）がコントローラ５０により入力される。そして、コントローラ５０から移動開始の指示を入力すると、エンコーダ４４から出力されるパルス信号に基づいて精密移動ステージ１２の移動速度を計算し、計算した移動速度が設定速度になるようにフィードモータ４２を駆動制御する。コントローラ５０は、作業者が入力装置５１を使って設定した移動方向の加工ピッチと回転速度とから精密移動ステージ１２の移動速度を計算し、その計算結果を設定速度として精密移動ステージ制御回路４６に出力する。

第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２は、それぞれ、レーザ光源２０ａと、コリメートレンズ２０ｂ、偏光ビームスプリッタ２０ｃ、１／４波長板２０ｄ、対物レンズ２０ｅ、凸レンズ２０ｆ、シリンドリカルレンズ２０ｇ、４分割フォトディテクタ２０ｈ、フォーカスアクチュエータ２０ｉを備える。尚、第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２とは同一の構成であるため、図中において、第２光加工ヘッド２２には前記各構成の符号を省略している。

レーザ光源２０ａから出射されるレーザ光は、コリメートレンズ２０ｂ、偏光ビームスプリッタ２０ｃ、１／４波長板２０ｄ、対物レンズ２０ｅを経て加工対象物ＯＢに集光されるとともに、加工対象物ＯＢから反射する。加工対象物ＯＢにて反射したレーザ光は、偏光ビームスプリッタ２０ｃにて反射し、凸レンズ２０ｆ、シリンドリカルレンズ２０ｇを通過して４分割フォトディテクタ２０ｈに受光される。４分割フォトディテクタ２０ｈは、分割線で区切られた４つの同一正方形状の受光素子からなり、各受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおける受光量に比例した検出信号を受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）として出力する。４つの受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、時計回りに配置されて、受光領域を加工対象物ＯＢの反射位置に当てはめると精密移動ステージ１２の移動方向の一方側に受光領域Ａ，Ｄが、他方側に受光領域Ｂ，Ｃが配置される。

第１光加工ヘッド２１のレーザ光源２０ａは、第１レーザ駆動回路２２１に接続され、第２光加工ヘッド２２のレーザ光源２０ａは、第２レーザ駆動回路２２２に接続される。第１レーザ駆動回路２２１と第２レーザ駆動回路２２２は、コントローラ５０からの指令に基づいて第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２に設けられた各レーザ光源２０ａからレーザ光を出射するための電圧および電流を供給する。第１レーザ駆動回路２２１と第２レーザ駆動回路２２２は、コントローラ５０からピット加工の指令が入力すると、加工が行われる強度の電圧および電流を発光信号供給回路２２０の出力する信号波形に基づいて供給する。また、コントローラ５０から溝加工の指令が入力すると、加工が行われる一定強度の電圧および電流を供給する。また、コントローラ５０から非加工の指令が入力すると、加工が行われない一定強度の電圧および電流を供給する。

発光信号供給回路２２０は、コントローラ５０から入力したハイレベルとローレベルのパルス幅に合致するパルス信号を生成する。そして、コントローラ５０からレーザ加工開始の指示を入力すると、そのパルス信号を第１，第２レーザ駆動回路２２１，２２２に出力する。コントローラ５０は、作業者が入力装置５１を使って入力設定した回転方向の加工ピッチＰと回転速度とからハイレベルとローレベルのパルス幅を計算して発光信号供給回路２２０に出力する。

第１光加工ヘッド２１に設けられた４分割フォトディテクタ２０ｈは、４つの信号からなる受光信号を第１フォーカス制御回路１２１および反射光信号生成回路１２０に供給する。また、第２光加工ヘッド２２に設けられた４分割フォトディテクタ２０ｈは、４つの信号からなる受光信号を第２フォーカス制御回路１２２および反射光信号生成回路１２０に供給する。第１、第２フォーカス制御回路１２１，１２２は、それぞれ図示しない信号増幅回路、フォーカスエラー信号生成回路、フォーカスサーボ回路、ドライブ回路等を備え、４分割フォトディテクタ２０ｈにより検出された受光信号を信号増幅回路により増幅してフォーカスエラー信号生成回路に供給する。フォーカスエラー信号生成回路は、供給された受光信号に基づいて、フォーカスエラー信号を生成してフォーカスサーボ回路に出力する。フォーカスサーボ回路は、コントローラ５０から作動開始の指示を受けるとフォーカスエラー信号に基づいてフォーカスサーボ信号を生成し、ドライブ回路に供給する。ドライブ回路は、このフォーカスサーボ信号に応じてフォーカスアクチュエータ２０ｉを駆動する。これにより、レーザ光は加工対象物ＯＢの表面で合焦するように制御される。

反射光信号生成回路１２０は、コントローラ５０からの指示により作動を開始し、コントローラ５０からの指示により第１光加工ヘッド２１または第２光加工ヘッド２２の４分割フォトディテクタ２０ｈから出力される受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の一方を選択的に入力する。そして、４つの受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を増幅し、図示しない演算回路による加減演算により１つの信号を生成してＡ／Ｄ変換器１２３（アナログデジタル変換器）に出力する。反射光信号生成回路１２０は、（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））の演算を行う演算回路と、（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）の演算を行う演算回路とを備えており、コントローラ５０からの指示により出力する信号が選択される。（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））の演算により得られる値は、受光領域を加工対象物ＯＢの反射位置に当てはめると固定治具１０の移動方向に２分割し、その２分割された受光領域における光の強度差を表す。また、（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）の演算により得られる値は、４つの受光領域全体の光の強度を表す。

Ａ／Ｄ変換器１２３は、反射光信号生成回路１２０から出力された信号を入力し、信号の波高値を設定された時間間隔でサンプリングしてデジタルデータに変換してコントローラ５０に出力する。

コントローラ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータと、ハードディスクや不揮発性メモリなどの記憶装置と、入出力インタフェース等から構成される電子制御装置である。コントローラ５０には、作業者が各種パラメータやレーザ加工の開始を指示するための入力装置５１と、作業者に対して作動指示及び作動状況を視覚的に知らせるための表示装置５２が接続されている。

このように構成されたレーザ微細加工装置においては、加工対象物ＯＢをセットした固定治具１０を回転させながら精密移動ステージ１２を軸線方向に移動させるとともに、第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２との両方から同時にパルス状のレーザ光を加工対象物ＯＢに照射する。従って、加工対象物ＯＢにおけるレーザ光の照射位置は、加工対象物ＯＢから見ると回転方向および軸線方向に移動する。これにより、加工対象物ＯＢの円筒側面には、回転方向および軸線方向に一定間隔のレーザ加工が施される。また、精密移動ステージ１２の移動速度および固定治具１０の回転速度（または、発光信号供給回路２２０から出力されるパルス信号におけるローレベル期間）を変化させることで軸線方向および回転方向におけるレーザ加工の間隔（加工ピッチ）を変化させることができる。

以下、固定治具１０の移動方向を単に移動方向と呼ぶ。この場合、移動方向は、固定治具１０の軸線方向でもあり、第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２の照射間隔方向でもある。

２箇所で同時にレーザ加工する場合、２つの加工領域の境界部分に重なり領域あるいは空き領域ができないようにする必要があり、そのためには、２つの光加工ヘッド２１，２２の互いの照射間隔が設定値通りに保たれ、かつ、２つの光加工ヘッド２１，２２の回転方向におけるずれが生じていないことが必要となる。そこで、作業者は、レーザ加工を行うに際して、２つの光加工ヘッド２１，２２の照射間隔、および、回転方向におけるずれを検出し、必要があれば光加工ヘッド２１，２２の位置調整を行う。

ここで、それら２つの検出についての概要を図６，図７を用いて説明する。図６は、２つの光加工ヘッド２１，２２の照射間隔の検出方法を視覚的に示したものである。まず、１本の溝Ｔ（本発明の特定溝に相当する）が周方向に形成された溝形成体ＯＢを固定治具１０にセットする。この状態で、図６（ａ）に示すように、第２光加工ヘッド２２から出射されるレーザ光の反射光に基づいて、レーザ光が溝Ｔの中心位置（幅方向の中心位置）を照射する位置にまで精密移動ステージ１２を移動させ、そのときの移動量Ｆ１を検出する。

続いて、図６（ｂ）に示すように、第１光加工ヘッド２１から出射されるレーザ光の反射光に基づいて、レーザ光が溝Ｔの中心位置を照射する位置にまで精密移動ステージ１２を移動させ、そのときの移動量Ｆ２を検出する。この移動量Ｆ１，Ｆ２は、予め決められた原点位置からの移動量を意味する。こうして、移動量Ｆ２から移動量Ｆ１を減算した量（Ｆ２−Ｆ１）から、２つの光加工ヘッド２１，２２の照射間隔が求められる。

図７は、２つの光加工ヘッド２１，２２の回転方向におけるずれの検出方法を視覚的に示したものである。まず、１本の溝Ｔ（本発明の特定溝に相当する）が周方向に形成された溝形成体ＯＢを固定治具１０にセットする。この状態で、第２光加工ヘッド２２から出射されるレーザ光の反射光に基づいて、レーザ光が溝Ｔの中心位置（幅方向の中心位置）を照射する位置にまで精密移動ステージ１２を移動させ、その位置から、図７（ａ）に示すように、溝Ｔの終端Ｔｅを照射する位置にまで固定治具１０を回転させ、そのときの回転角度Ｒ１を検出する。

続いて、図７（ｂ）に示すように、第１光加工ヘッド２１から出射されるレーザ光の反射光に基づいて、レーザ光が溝Ｔの中心位置（幅方向の中心位置）を照射する位置にまで精密移動ステージ１２を移動させ、その位置から、図７（ｂ）に示すように、溝Ｔの終端Ｔｅを照射する位置にまで固定治具１０を回転させ、そのときの回転角度Ｒ２を検出する。この回転角度Ｒ１，Ｒ２とは、予め決められた基準回転位置からの回転角度を意味する。こうして、回転角度Ｒ２から回転角度Ｒ１を減算した角度（Ｒ２−Ｒ１）から、２つの光加工ヘッド２１，２２の回転方向におけるずれが求められる。

２つの光加工ヘッド２１，２２の照射間隔と回転方向におけるずれ検出は、コントローラ５０にて後述する制御プログラムを実行することにより自動的に行われる。尚、本実施形態においては、こうした検出にあたり、検出に必要な溝Ｔ（特定溝）の形成をも自動的に行うようにしている。作業者は、自動検出を行うにあたって、円筒状の溝形成対象物ＯＢを固定治具１０にセットする。そして、入力装置５１を使って、自動検出における反射光信号の演算式を選択する。つまり、（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））の演算式を使用するのか、（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）の演算式を使用するのかを選択する。本実施形態では、光加工ヘッド２１，２２の照射間隔検出においては（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））の演算式を選択し、回転方向におけるずれ検出においては、（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）の演算式を選択する。

こうして、演算式の選択が完了すると、作業者は、入力装置５１を操作して自動検出用の制御プログラムを起動させる。図３は、レーザ光の移動方向における照射間隔と回転方向におけるずれ検出ルーチンを表すフローチャートであり、コントローラ５０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶されている。本制御ルーチンは、ステップＳ１００にて起動する。

本制御ルーチンが起動すると、コントローラ５０は、ステップＳ１０２において、各種回路の作動を開始させる。続いて、ステップＳ１０４において、精密移動ステージ制御回路４６に対して初期位置Ｓｔへの移動指令を出力する。この指令により、精密移動ステージ制御回路４６は、移動量検出回路４５により検出される移動量を読み込みながらフィードモータ４２を駆動して精密移動ステージ１２を初期位置Ｓｔにまで移動させる。初期位置Ｓｔは、レーザ加工開始位置となる。続いて、コントローラ５０は、ステップＳ１０６において、スピンドルモータ制御回路３２に対して通電開始指令を出力する。これにより、スピンドルモータ３０が起動して固定治具１０の回転が始まる。このとき、コントローラ５０は、回転角度検出回路３３にて検出される回転角度を表す信号の取り込みを同時に開始する。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ１０８において、第２レーザ駆動回路２２２に対して、非加工用強度のレーザ光の照射開始指令を出力するとともに、第２フォーカス制御回路１２２に対して、フォーカス制御開始指令を出力する。この場合、第２レーザ駆動回路２２２は、レーザ光源に供給する電圧および電流の強度を低いレベルに設定してレーザ光源を作動させる。従って、第２光加工ヘッド２２のレーザ光源２０ａからは、非加工用の強度のレーザ光が出射されることになる。加工対象物（溝形成対象物）ＯＢは、この非加工用の強度のレーザ光に対してはレーザ加工されない。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ１１０において、インデックス信号を入力したか否かを判断する。インデックス信号は、固定治具１０が基準回転位置に来るたびにエンコーダ３１から出力される信号である。コントローラ５０は、インデックス信号を入力するまで待ち、インデックス信号の入力を検出すると（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、次に、ステップＳ１１２において、第２レーザ駆動回路２２２に対して溝加工の指令を出力する。これにより、第２光加工ヘッド２２の照射するレーザ光の照射強度が加工用の強度に切り替わり、この時点から溝形成対象物ＯＢへのレーザ加工が開始される。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ１１４において、回転角度検出回路３３により検出される回転角度が１８０°以上になったか否かを判断する。この判断は、回転角度が１８０°以上になるまで繰り返され、回転角度が１８０°に達したことを検出すると（Ｓ１１４：Ｙｅｓ）、第２レーザ駆動回路２２２および第２フォーカス制御回路１２２に対して停止指令を出力する。これにより、第２光加工ヘッド２２によるレーザ光の照射、およびフォーカス制御が停止する。こうして、溝形成対象物ＯＢに１本の溝Ｔが半周分だけ形成される。

続いて、コントローラ５０は、スピンドルモータ制御回路３２に停止指令を出力する。そして、ステップＳ１２０において、回転角度検出回路３３により検出される回転角度に基づいてスピンドルモータ３０の回転が完全に停止するまで待ち、ステップＳ１２２において、回転角度検出回路３３からの回転角度を表すデータの取り込みを停止する。次に、ステップＳ１２４において、スピンドルモータ制御回路３２に対して、９０°の回転角度まで回転するように指令する。スピンドルモータ制御回路３２は、この指令を受けて、回転角度検出回路３３により検出される回転角度に基づいてスピンドルモータ３０を９０°の回転角度まで回転させる。これにより、第２光加工ヘッド２２の対向する位置が、溝形成箇所の周方向中間位置に移動する。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ１２６において、反射光信号生成回路１２０に対して、第２光加工ヘッド２２の４分割フォトディテクタ２０ｈで受光される受光信号を選択して入力するように指令する。次に、ステップＳ１２８において、反射光信号生成回路１２０に対して、反射光信号の演算式を溝Ｔの移動方向位置検出用の計算式である（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））に設定する指令を出力する。続いて、ステップＳ１３０において、第２レーザ駆動回路２２２に対して、非加工用強度のレーザ光の照射開始指令を出力するとともに、第２フォーカス制御回路１２２に対して、フォーカス制御開始指令を出力する。これにより、第２光加工ヘッド２２から非加工用の強度のレーザ光が出射されフォーカス制御が開始される。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ１３２において、反射光信号生成回路１２０から出力される反射光信号をＡ／Ｄ変換器１２３を介して入力し、記憶領域Ｌ１（０）に記憶する。この記憶領域は、例えば、コントローラ５０のＲＡＭ内に予め確保されている。記憶領域に記憶されるデジタル信号は、反射光信号生成回路１２０から出力される反射光信号の波高値を表すデータとなる。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ１３４において、変数ｎに値「１」を代入し、精密移動ステージ制御回路４６に対して、次の式にて得られる移動方向位置にまで精密移動ステージ１２を移動させるように指令する。
Ｓｔ−ｎ・Ｂ
ここで、ＳｔはステップＳ１０４において移動した初期位置、Ｂは予め設定した単位移動距離である。このＢは、レーザスポット直径の１／４〜１／１０程度に設定される。

ステップＳ１３６の実行により、精密移動ステージ１２が目標移動方向位置（Ｓｔ−ｎ・Ｂ）にまで移動すると、コントローラ５０は、ステップＳ１３８において、反射光信号生成回路１２０から出力される反射光信号をＡ／Ｄ変換器１２３を介して入力し、得られた反射光信号（反射光信号の強度を表すデジタル信号）を記憶領域Ｌ１（ｎ）に記憶する。尚、ここでは、記憶領域Ｌ１（ｎ）に記憶された反射光信号の強度をＬ１（ｎ）として説明する。そして、コントローラ５０は、ステップＳ１４０において、今回入力した反射光信号の強度Ｌ１（ｎ）と直前回に入力した反射光信号の強度Ｌ１（ｎ−１）との差の絶対値｜Ｌ１（ｎ）−Ｌ１（ｎ−１）｜が閾値Ｃより小さいか否かを判断する。閾値Ｃは、極少量に設定されている。従って、このステップＳ１４０は、反射光信号の強度の変化が殆どなくなっているか否かを判断するものである。

コントローラ５０は、今回入力した反射光信号の強度Ｌ１（ｎ）と直前回に入力した反射光信号の強度Ｌ１（ｎ−１）との差の絶対値｜Ｌ１（ｎ）−Ｌ１（ｎ−１）｜が閾値Ｃ以上ある場合には（Ｓ１４０：Ｎｏ）、ステップＳ１４２において、変数ｎを値「１」だけインクリメントして、上述したステップＳ１３６からの処理を実行する。従って、反射光信号生成回路１２０により検出される反射光信号の強度の変化が閾値Ｃを下回るまで、ステップＳ１３６〜ステップＳ１４２の処理が繰り返される。これにより、精密移動ステージ１２の単位移動距離Ｂごとの移動と、その各移動量（原点に対する移動量であるため移動した位置を表す）における反射光信号の記憶が繰り返される。つまり、精密移動ステージ１２の移動量と反射光信号の強度Ｌ１（ｎ）とが関連づけられて記憶されていく。

こうした処理が繰り返されると、第２光加工ヘッド２２から照射されるレーザ光は、図４（ａ）に示すように、レーザ光照射領域Ａｒｅａが溝Ｔの中央側から幅方向外側（例えば、矢印ａ方向）に移動していく。これに伴って、反射光信号生成回路１２０により検出される反射光信号の強度は、図４（ｂ）に示すように、いったん減少し、その後、増加してゼロレベルに収束する。従って、コントローラ５０は、ステップＳ１４０において、反射光信号の強度が減少傾向から増加傾向に移行するとき、あるいは、反射光信号の強度がゼロに収束するときに「Ｙｅｓ」と判定する。

コントローラ５０は、ステップＳ１４０において、今回入力した反射光信号の強度Ｌ１（ｎ）と直前回に入力した反射光信号の強度Ｌ１（ｎ−１）との差の絶対値｜Ｌ１（ｎ）−Ｌ１（ｎ−１）｜が閾値Ｃ未満になったと判断すると、その処理をステップＳ１４４に進める。コントローラ５０は、ステップＳ１４４において、新たな変数ｍに値「１」を代入し、ステップＳ１４６において、精密移動ステージ制御回路４６に対して、次の式にて得られる移動方向位置にまで精密移動ステージ１２を移動させるように指令する。
Ｓｔ＋ｍ・Ｂ
ここで、Ｓｔ、Ｂは、上述したステップＳ１３６で用いた値と同じである。

ステップＳ１４６〜Ｓ１５２の処理は、上述したステップＳ１３６〜Ｓ１４２の処理における照射位置の移動方向を反対にしたものである。ステップＳ１４６の実行により、精密移動ステージ１２が目標移動方向位置（Ｓｔ＋ｍ・Ｂ）にまで移動すると、コントローラ５０は、ステップＳ１４８において、反射光信号生成回路１２０から出力される反射光信号をＡ／Ｄ変換器１２３を介して入力し、得られた反射光信号（反射光信号の強度を表すデジタル信号）を記憶領域Ｌ１（ｎ＋ｍ）に記憶する。ここでは、記憶領域Ｌ１（ｎ＋ｍ）に記憶された反射光信号の強度をＬ１（ｎ＋ｍ）として説明する。そして、コントローラ５０は、ステップＳ１５０において、今回入力した反射光信号の強度Ｌ１（ｎ＋ｍ）と直前回に入力した反射光信号の強度Ｌ１（ｎ＋ｍ−１）との差の絶対値｜Ｌ１（ｎ＋ｍ）−Ｌ１（ｎ＋ｍ−１）｜が閾値Ｃより小さいか否かを判断する。従って、このステップＳ１５０は、ステップＳ１４０と同様に、反射光信号の強度の変化が殆どなくなっているか否かを判断するものである。

コントローラ５０は、今回入力した反射光信号の強度Ｌ１（ｎ＋ｍ）と直前回に入力した反射光信号の強度Ｌ１（ｎ＋ｍ−１）との差の絶対値｜Ｌ１（ｎ＋ｍ）−Ｌ１（ｎ＋ｍ−１）｜が閾値Ｃ以上ある場合には（Ｓ１５０：Ｎｏ）、ステップＳ１５２において、変数ｍを値「１」だけインクリメントして、上述したステップＳ１４６からの処理を実行する。従って、反射光信号生成回路１２０により検出される反射光信号の強度の変化が閾値Ｃを下回るまで、ステップＳ１４６〜ステップＳ１５２の処理が繰り返される。これにより、精密移動ステージ１２の単位移動距離Ｂごとの移動と、その各移動量（原点に対する移動位置）における反射光信号の記憶が繰り返される。つまり、精密移動ステージ１２の移動量と反射光信号の強度Ｌ１（ｎ＋ｍ）とが関連づけられて記憶されていく。

こうした処理が繰り返されると、第２光加工ヘッド２２から照射されるレーザ光は、図４（ａ）に示すように、レーザ光照射領域Ａｒｅａが溝Ｔの中央側から幅方向外側（例えば、矢印ｂ方向）に移動していく。これに伴って、反射光信号生成回路１２０により検出される反射光信号の強度は、図４（ｂ）に示すように、いったん増加し、その後、減少してゼロレベルに収束する。従って、コントローラ５０は、ステップＳ１５０において、反射光信号の強度が増加傾向から減少傾向に移行するとき、あるいは、反射光信号の強度がゼロに収束するときに「Ｙｅｓ」と判定する。

コントローラ５０は、ステップＳ１５０において「Ｙｅｓ」と判断すると、その処理をステップＳ１５４に進める。このステップＳ１５４においては、上述したステップＳ１３８，Ｓ１４８にて繰り返し記憶したそれぞれの精密移動ステージ１２の移動量における反射光信号の強度Ｌ１（０）〜Ｌ１（ｎ＋ｍ）から、照射したレーザ光の照射中心が溝Ｔの中心に位置するときの移動量Ｆ１を計算する。つまり、図４（ｂ）に示すように、横軸に精密移動ステージ１２の移動量、縦軸に反射光信号の強度をとった場合、反射光信号の強度がゼロレベルをクロスするときの精密移動ステージ１２の移動量（位置）を算出する。計算方法としては、例えば、ゼロレベルの前後にある２つの点を直線で結び、直線がゼロレベルと交わる点Ｘを求めてもよいし、さらに多くの点から最小２乗法で多次曲線を計算して多次曲線がゼロレベルと交わる点を求めてもよい。

こうして移動量Ｆ１が算出されると、以下、溝Ｔの終端位置の検出処理に移行する。コントローラ５０は、まず、ステップＳ１５５において、精密移動ステージ制御回路４６に移動量Ｆ１を出力して、精密移動ステージ１２を移動量Ｆ１で表される位置にまで移動させる。次に、ステップＳ１５６において、反射光信号生成回路１２０に対して、反射光信号の演算式を回転方向ずれ検出用の計算式である（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）に設定する指令を出力する。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ１５８において、変数ｎに値「０」を代入し、スピンドルモータ制御回路３２に対して、次の式にて得られる回転位置にまで固定治具１０を回転させるように指令する。
１８０°−Ｄ＋ｎ・Ｅ
ここで、Ｅは回転角度の変化単位であって、レーザスポット直径の１／４〜１／１０を固定治具１０の半径で除算した値（ラジアン単位）に設定する。Ｄは、レーザスポット直径を固定治具１０の半径で除算した値（ラジアン単位）の１．５〜２倍になるように設定する。この場合、レーザ光の照射中心位置が溝Ｔの中心（幅方向の中心）であって、かつ、溝Ｔの終端位置よりやや手前となる位置になるように固定治具１０が回転する。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ１６２において、反射光信号生成回路１２０から出力される反射光信号をＡ／Ｄ変換器１２３を介して入力し、記憶領域Ｒ１（ｎ）に記憶する。この記憶領域は、例えば、コントローラ５０のＲＡＭ内に予め確保されている。記憶領域に記憶されるデジタル信号は、反射光信号生成回路１２０から出力される反射光信号の波高値であり、反射光信号の演算式は（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）に設定されているため光の強度を表すデータとなる。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ１６４において、次式が成立するか否かを判断し、成立しない場合には（Ｓ１６４：Ｎｏ）、ステップＳ１６６において、変数ｎを値「１」だけインクリメントして、その処理をステップＳ１６０に戻す。
｜Ｒ１（ｎ）−Ｒ１（ｎ−１）｜／｜Ｒ１（ｎ）−Ｒ１（０）｜＜Ｇ
このステップＳ１６４の判断処理は、反射光信号生成回路１２０から出力される反射光信号の強度が変化した後、その変化がなくなったタイミングを捉える処理である。尚、Ｇは予め変化度を設定した定数である。従って、ステップＳ１６４において「Ｎｏ」と判断されている期間においては、固定治具１０の単位角度Ｅごとの回転と、その各回転角度における反射光信号の記憶が繰り返される。つまり、固定治具１０の回転角度と反射光信号の強度Ｒ１（ｎ）とが関連づけられて記憶されていく。

図５は、固定治具１０の回転角度と反射光信号の強度Ｒ１（ｎ）との関係を表す。反射光信号の演算式を（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）に設定しているため、固定治具１０の回転によりレーザ光の照射領域Ａｒｅａが溝終端Ｔｅ方向（矢印方向）に移動すると、それに伴って反射光信号の強度Ｒ１が一定のローレベル値から増加し、レーザ光の照射領域Ａｒｅａが溝Ｔから外れると一定のハイレベル値に収束する。従って、ステップＳ１６４の判断は、レーザ光の照射領域Ａｒｅａが溝Ｔから外れたタイミングを検出している。コントローラ５０は、ステップＳ１６４において「Ｙｅｓ」と判断すると、ステップＳ１６８において、第２レーザ駆動回路２２２および第２フォーカス制御回路１２２に対して停止指令を出力して、第２光加工ヘッド２２によるレーザ光の照射およびフォーカス制御を停止させる。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ１７０において、先のステップＳ１６２にて繰り返し記憶したそれぞれの固定治具１０の回転角度における反射光信号の強度Ｒ１（０）〜Ｒ１（ｎ）から、照射したレーザ光の中心が溝終端Ｔｅに位置するときの回転角度Ｒ１を計算する。本実施形態においては、図５に示すように、横軸に固定治具１０の回転角度、縦軸に反射光信号の強度をとり、反射光信号の強度がローレベルとハイレベルとの中間値である中間レベルをクロスするときの固定治具１０の回転角度Ｒ１を算出する。計算方法としては、一定のローレベル値Ｌｏｗとハイレベル値Ｈｉｇｈとの中間値Ｍｉｄを算出し、その中間値Ｍｉｄをクロスする点Ｙを求める。これは、ステップＳ１５４においてゼロクロス点Ｘを算出する処理と同様にして行うことができる。

こうして、第２光加工ヘッド２２における溝検出位置である移動量Ｆ１、溝終端検出位置である回転角度Ｒ１が求められると、次に、第１光加工ヘッド２１における溝検出位置である移動量Ｆ２、溝終端検出位置である回転角度Ｒ２の算出処理が開始される。

まず、コントローラ５０は、ステップＳ１７２において、スピンドルモータ制御回路３２に対して９０°の回転角度を出力してスピンドルモータ３０を駆動し固定治具１０を９０°の回転角度まで回転させる。これにより、固定治具１０は、第２光加工ヘッド２２が溝Ｔの周方向中間位置に対向する位置にまで回転する。続いて、ステップＳ１７４において、精密移動ステージ制御回路４６に対して制御指令を出力してフィードモータ４２を駆動し、精密移動ステージ１２を（Ｓｔ＋Ｂｔ’−Ｈ）で表される位置にまで移動させる。ここで、Ｓｔは初期位置、Ｂｔ’は第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２とのあいだの設定照射間隔、Ｈは予め設定した微少量である。従って、第１光加工ヘッド２１の対向する位置が溝Ｔの位置近傍になるまで精密移動ステージ１２が移動することになる。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ１７６において、精密移動ステージ制御回路４６に対してプラス方向への低速移動開始指令を出力する。これによりフィードモータ４２が起動して精密移動ステージ１２がプラス方向へ移動し始める。このときのフィードモータ４２の回転速度は、コントローラ５０から停止指令を受けたときに瞬時に停止できるような低速度に設定されている。次に、コントローラ５０は、ステップＳ１７８において、第１レーザ駆動回路２２１に対して、非加工用強度のレーザ光の照射開始指令を出力するとともに、第１フォーカス制御回路１２１に対して、フォーカス制御の開始指令を出力する。次に、ステップＳ１８０において、反射光信号生成回路１２０に対して、第１光加工ヘッド２１の４分割フォトディテクタ２０ｈで受光される受光信号を選択して入力するように指令する。次に、ステップＳ１８２において、反射光信号生成回路１２０に対して、反射光信号の演算式を溝Ｔの移動方向位置検出用の計算式である（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））に設定する指令を出力する。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ１８４において、Ａ／Ｄ変換器１２３を介して反射光信号生成回路１２０から出力される反射光信号の連続入力を開始する。そして、ステップＳ１８６において、入力した反射光信号の強度が基準値Ｊより大きいか否かを判断する。この判断は、反射光信号の強度の絶対値が基準値Ｊを上回るまで繰り返される。反射光信号生成回路１２０の出力する反射光信号の強度の絶対値は、第１光加工ヘッド２１のレーザ光照射領域が溝Ｔに入りはじめると増加しその後低下する。そして、レーザ光照射領域が溝Ｔの中心位置にまで移動するとゼロレベルに達する。レーザ光照射領域がさらに移動して溝Ｔの中心位置から外れていくと、反射光信号の強度の絶対値は、再び増加する。従って、ステップＳ１８６の判断は、レーザ光照射領域が溝Ｔ内に入り始めたことを検出するものである。

こうした判断を繰り返し、反射光信号の強度の絶対値が基準値Ｊを上回ると、コントローラ５０は、ステップＳ１８８において、反射光信号の強度の絶対値が基準値Ｃを下回ったか否かを判断する。この判断も、反射光信号の強度の絶対値が基準値Ｃを下回るまで繰り返される。この基準値Ｃは、基準値Ｊよりも小さな値に設定されており、例えば、ゼロレベルに近い値に設定されている。従って、反射光信号の強度の絶対値が基準値Ｃを下回ったことを検出することにより、第１光加工ヘッド２１のレーザ光の照射中心位置が溝Ｔの中心近傍に達したと判断することができる。

コントローラ５０は、反射光信号の強度の絶対値が基準値Ｃを下回ったことを確認すると、ステップＳ１９０において、精密移動ステージ制御回路４６に対して移動停止指令を出力する。これにより、フィードモータ４２が瞬時に停止する。従って、第１光加工ヘッド２１のレーザ光の照射中心位置が溝Ｔの中心近傍に達したところで精密移動ステージ１２が停止する。つまり、ステップＳ１８６〜Ｓ１９０の処理は、第１光加工ヘッド２１のレーザ光の照射中心位置を溝Ｔの幅方向中心付近まで移動させる処理である。続いて、コントローラ５０は、ステップＳ１９０において、反射光信号生成回路１２０からの信号入力を停止する。

コントローラ５０は、第１光加工ヘッド２１のレーザ照射中心を溝中心位置（幅方向中心位置）に一致させるために、以下、ステップＳ１９４からの処理を開始する。まず、ステップＳ１９４において、現在の精密移動ステージ１２の停止位置Ｓｅを移動量検出回路４５から取り込み記憶する。続いて、コントローラ５０は、ステップＳ１９６において、反射光信号生成回路１２０から出力される反射光信号をＡ／Ｄ変換器１２３を介して入力し、得られた反射光信号（反射光信号の波高値を表すデジタル信号）を記憶領域Ｌ２（ｎ）に記憶する。このステップＳ１９６からステップＳ２１８の処理は、上述したステップＳ１３２〜Ｓ１５４の処理と同様であり、検出対象が第１光加工ヘッド２１の移動量Ｆ２である点において相違している。従って、以下、ステップＳ１９６〜Ｓ２１８の処理については簡単な説明にとどめる。

コントローラ５０は、ステップＳ１９８において、変数ｎに値「１」を代入し、ステップＳ２００において、精密移動ステージ１２を（Ｓｅ−ｎ・Ｂ）で表される位置にまで移動させる。続いて、ステップＳ２０２において、反射光信号生成回路１２０から出力される反射光信号をＡ／Ｄ変換器１２３を介して入力し、得られた反射光信号を記憶領域Ｌ２（ｎ）に記憶する。この場合においても、記憶領域Ｌ２（ｎ）に記憶された反射光信号の強度をＬ２（ｎ）として説明する。続いて、ステップＳ２０４において、今回入力した反射光信号の強度Ｌ２（ｎ）と直前回に入力した反射光信号の強度Ｌ２（ｎ−１）との差の絶対値｜Ｌ２（ｎ）−Ｌ２（ｎ−１）｜が閾値Ｃより小さいか否かを判断し、閾値Ｃ以上となっているあいだは、変数ｎの値をインクリメントしつつ（Ｓ２０６）ステップＳ２００〜Ｓ２０６の処理を繰り返す。こうして精密移動ステージ１２の移動量に反射光信号の強度Ｌ２（ｎ）が関連づけられて記憶されていく。

反射光信号の強度Ｌ２（ｎ）の変化が収まると、ステップＳ２０４において「Ｙｅｓ」と判断され、処理をステップＳ２０８に進める。ここからの処理は、精密移動ステージ１２を停止位置Ｓｅから反対方向に移動させて精密移動ステージ１２の移動量と反射光信号の強度との関係を求める処理である。

コントローラ５０は、ステップＳ２０８において、変数ｍに値「１」を代入し、ステップＳ２１０において、精密移動ステージ１２を（Ｓｅ＋ｍ・Ｂ）で表される位置にまで移動させる。続いて、ステップＳ２１２において、反射光信号生成回路１２０から出力される反射光信号をＡ／Ｄ変換器１２３を介して入力し、得られた反射光信号を記憶領域Ｌ２（ｎ＋ｍ）に記憶する。この場合においても、記憶領域Ｌ２（ｎ＋ｍ）に記憶された反射光信号の強度をＬ２（ｎ＋ｍ）として説明する。続いて、ステップＳ２１４において、今回入力した反射光信号の強度Ｌ２（ｎ＋ｍ）と直前回に入力した反射光信号の強度Ｌ２（ｎ＋ｍ−１）との差の絶対値｜Ｌ２（ｎ＋ｍ）−Ｌ２（ｎ＋ｍ−１）｜が閾値Ｃより小さいか否かを判断し、閾値Ｃ以上となっているあいだは、変数ｍの値をインクリメントしつつ（Ｓ２１６）ステップＳ２１０〜Ｓ２１６の処理を繰り返す。こうして精密移動ステージ１２の移動量に反射光信号の強度Ｌ２（ｎ＋ｍ）が関連づけられて記憶されていく。

反射光信号の強度Ｌ２（ｎ＋ｍ）の変化が収まると（Ｓ２１４：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１７において、第１光加工ヘッド２１からのレーザ光照射および第１フォーカス制御回路１２１によるフォーカス制御を停止し、その処理をステップＳ２１８に進める。ステップＳ２１８においては、上述したステップＳ２０２，Ｓ２１２にて繰り返し記憶したそれぞれの精密移動ステージ１２の移動量における反射光信号の強度Ｌ２（０）〜Ｌ２（ｎ＋ｍ）から、照射したレーザ光の中心が溝の中心に位置するときの移動量Ｆ２を計算する。計算方法としては、ステップＳ１５４で用いた方法を使用する。

こうして移動量Ｆ２が算出されると、コントローラ５０は、ステップＳ２２０において、移動量Ｆ２と移動量Ｆ１とから、第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２との移動方向の照射間隔Ｂｔ（＝Ｆ２−Ｆ１）を算出し、その照射間隔Ｂｔを表示装置５２に表示するとともにハードディスク等の記憶装置に記憶する。続いて、コントローラ５０は、ステップＳ２２２において、表示装置５２にアライメントが完了したか否かを作業者に問う画面を表示し、ステップＳ２２４において、入力装置５１からの入力を待つ。作業者は、移動方向の照射間隔Ｂｔが設定値に対して許容範囲内であれば「Ｙｅｓ」の入力操作を行い、許容範囲に入っていなければ図示しないアライメント機構を使って第１光加工ヘッド２１の移動方向位置を調整して「Ｎｏ」の入力操作を行う。

作業者による入力操作が行われると、コントローラ５０は、ステップＳ２２６において、移動方向のアライメントが完了したが否かを判断する。この場合、作業者により「Ｙｅｓ」の入力操作が行われた場合には、その処理をステップＳ２３４に進め、「Ｎｏ」の入力操作が行われた場合には、再度、照射間隔Ｂｔの検出を行うために、その処理をステップＳ２２８に進める。コントローラ５０は、ステップＳ２２８において、精密移動ステージ制御回路４６に移動量Ｆ２を出力してフィードモータ４２を駆動し、精密移動ステージ１２を移動量Ｆ２で表される位置にまで移動させる。続いて、ステップＳ２３０において、この移動量Ｆ２の位置を停止位置Ｓｅとして設定する。次に、ステップＳ２３２において、第１レーザ駆動回路２２１に対して、非加工用強度のレーザ光の照射開始指令を出力するとともに、第１フォーカス制御回路１２１に対して、フォーカス制御の開始指令を出力する。そして、上述したステップＳ１９６からの処理を実施する。

こうした処理は、第１光加工ヘッド２１の移動方向のアライメントが完了して作業者が入力装置５１に「Ｙｅｓ」の入力操作が行われるまで繰り返される。表示装置５２に表示される照射間隔Ｂｔが設定値に対して許容範囲内におさまると、作業者は、移動方向のアライメントが完了したとして「Ｙｅｓ」の入力操作を行う。これにより、コントローラ５０は、その処理をステップＳ２３４に進める。

コントローラ５０は、ステップＳ２３４において、第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２とにおける照射位置の回転方向のずれ検出を行うか否かを作業者に問う画面を表示装置５２に表示し、ステップＳ２３５において、入力装置５１からの入力を待つ。そして入力操作が行われると、コントローラ５０は、ステップＳ２３６において、その入力操作が「Ｙｅｓ」、つまり、回転方向のずれ検出を実施する旨の入力操作であれば、その処理をステップＳ２３８に進める。逆に、「Ｎｏ」、つまり、回転方向のずれ検出を実施しない旨の入力操作であれば、ステップＳ２８２において、各種回路の作動を停止して、本制御ルーチンを終了する。

作業者の入力操作が「Ｙｅｓ」の場合には、以下、回転方向のずれ検出が行われる。コントローラ５０は、まず、ステップＳ２３８において、第１レーザ駆動回路２２１に対して、非加工用強度のレーザ光の照射開始指令を出力するとともに、第１フォーカス制御回路１２１に対して、フォーカス制御の開始指令を出力する。続いて、ステップＳ２４０において、精密移動ステージ制御回路４６に移動量Ｆ２を出力してフィードモータ４２を駆動し、精密移動ステージ１２を移動量Ｆ２の位置にまで移動させる。次に、コントローラ５０は、ステップＳ２４２において、反射光信号生成回路１２０に対して、反射光信号の演算式を回転方向ずれ検出用の計算式である（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）に設定する指令を出力する。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ２４４において、スピンドルモータ制御回路３２に対して低速回転開始指令を出力する。これによりスピンドルモータ３０が駆動して固定治具１０が中心軸周りに低速で回転し、第１光加工ヘッド２１の照射位置が溝Ｔ上を溝終端Ｔｅ方向に移動し始める。このときのスピンドルモータ３０の回転速度は、コントローラ５０から停止指令を受けたときに瞬時に停止できるような低速度に設定されている。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ２４６において、信号強度（１）を予め設定した値Ｑに設定する。この値Ｑは、後述する信号強度（２）と比較する初期値として使用されるものである。次に、ステップＳ２４７において、Ａ／Ｄ変換器１２３を介して反射光信号生成回路１２０から出力される反射光信号を入力し、この入力した反射光信号の強度を信号強度（２）として設定する。そして、ステップＳ２４８において、信号強度（２）と信号強度（１）との差の絶対値を算出し、その値が閾値ｋより大きいか否かを判断する。この場合、ステップＳ２４６にて設定した信号強度（１）の初期値Ｑは、信号強度（２）との差が閾値ｋよりも小さくなるように設定されている。従って、コントローラ５０は、ステップＳ２４８において「Ｎｏ」と判断し、その処理をステップＳ２４９に進め、信号強度（１）を信号強度（２）に書き換える。そして、ステップＳ２４７に戻り、上述したステップＳ２４７〜Ｓ２４９の処理を繰り返す。

第１光加工ヘッド２１の照射領域が溝終端Ｔｅに接近するまでは、信号強度（２）と信号強度（１）との差はほとんど無く閾値ｋ以下となる。そして、第１光加工ヘッド２１の照射領域が溝終端Ｔｅに接近すると信号強度が変化し始める。コントローラ５０は、この変化幅（信号強度（２）と信号強度（１）との差）を逐次算出し、変化幅が閾値ｋを上回ったとき（Ｓ２４８：Ｙｅｓ）、第１光加工ヘッド２１の照射領域が溝終端Ｔｅに進入したと判断して、その処理をステップＳ２５０に進める。ステップＳ２５０においては、スピンドルモータ制御回路３２に対して回転停止指令を出力して固定治具１０の回転を停止させるとともに、そのときの回転角度Ｒｓを回転角度検出回路３３から取り込んでハードディスク等の記憶装置に記憶する。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ２５２〜Ｓ２６０の処理により、第１光加工ヘッド２１から照射したレーザ光の中心が溝終端Ｔｅに位置するときの回転角度Ｒ２を計算する。この処理は、上述したステップＳ１５８〜Ｓ１６６の処理と同様であり、検出対象が第１光加工ヘッド２１の回転角度Ｒ２である点において相違している。従って、以下、ステップＳ２５２〜Ｓ２６０の処理については簡単な説明にとどめる。

コントローラ５０は、ステップＳ２５２において、変数ｎに値「０」を代入し、ステップＳ２５４において、スピンドルモータ制御回路３２に対して、次の式にて得られる回転位置にまで固定治具１０を回転させるように指令する。
Ｒｓ−Ｄ＋ｎ・Ｅ
ここで、Ｒｓは、ステップＳ２５０において取得した回転角度であり、Ｄ，Ｅは、ステップＳ１６０で用いた値と同じである。続いて、コントローラ５０は、ステップＳ２５６において、反射光信号生成回路１２０から出力される反射光信号をＡ／Ｄ変換器１２３を介して入力し、記憶領域Ｒ２（ｎ）に記憶し、ステップＳ２５８において、次式が成立するか否かを判断し、成立しない場合には（Ｓ２５８：Ｎｏ）、ステップＳ２６０において、変数ｎを値「１」だけインクリメントして、その処理をステップＳ２５４に戻す。
｜Ｒ２（ｎ）−Ｒ２（ｎ−１）｜／｜Ｒ２（ｎ）−Ｒ２（０）｜＜Ｇ

このステップＳ２５８の判断処理は、反射光信号生成回路１２０から出力される反射光信号の強度が変化した後、その変化がなくなったタイミングを捉える処理である。従って、ステップＳ２５８において「Ｎｏ」と判断されている期間においては、固定治具１０の単位角度Ｅごとの回転と、その各回転角度における反射光信号の記憶が繰り返される。つまり、固定治具１０の回転角度に反射光信号の強度Ｒ２（ｎ）が関連づけられて記憶されていく。

レーザ光の照射領域が溝Ｔから外れると反射光信号の強度が一定のハイレベル値に収束する。これにより、コントローラ５０は、ステップＳ２５８において「Ｙｅｓ」と判定し、次に、ステップＳ２６２において、第１レーザ駆動回路２２１および第１フォーカス制御回路１２１に対して停止指令を出力して、第１光加工ヘッド２１によるレーザ光の照射およびフォーカス制御を停止させる。次に、ステップＳ２６４において、先のステップＳ２５６にて繰り返し記憶したそれぞれの固定治具１０の回転角度における反射光信号の強度Ｒ２（０）〜Ｒ２（ｎ）から、照射したレーザ光の中心が溝終端Ｔｅに位置するときの回転角度Ｒ２を計算する。この計算は、ステップＳ１７０と同様な方法で行う。

こうして回転角度Ｒ２が算出されると、コントローラ５０は、ステップＳ２６６において、回転角度Ｒ２と回転角度Ｒ１とから、第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２との照射位置の回転方向のずれＲｏ（＝Ｒ２−Ｒ１）を算出し、回転方向のずれＲｏを表示装置５２に表示するとともにハードディスク等の記憶装置に記憶する。続いて、コントローラ５０は、ステップＳ２６８において、表示装置５２にアライメントが完了したか否かを作業者に問う画面を表示し、ステップＳ２７０において、入力装置５１からの入力を待つ。作業者は、回転方向のずれＲｏが設定値に対して許容範囲内であれば「Ｙｅｓ」の入力操作を行い、許容範囲に入っていなければ図示しないアライメント機構を使って第１光加工ヘッド２１の回転方向の位置を調整して「Ｎｏ」の入力操作を行う。

作業者による入力操作が行われると、コントローラ５０は、ステップＳ２７２において、回転方向のアライメントが完了したが否かを判断する。この場合、作業者により「Ｙｅｓ」の入力操作が行われた場合には、その処理をステップＳ２７６に進め、「Ｎｏ」の入力操作が行われた場合には、再度、回転方向のずれＲｏの検出を行うために、その処理をステップＳ２７４に進める。コントローラ５０は、ステップＳ２７４において、第１レーザ駆動回路２２１に対して、非加工用強度のレーザ光の照射開始指令を出力するとともに、第１フォーカス制御回路１２１に対して、フォーカス制御の開始指令を出力する。そして、上述したステップＳ２５２からの処理を実施する。

こうした処理は、回転方向のアライメントが完了して作業者が入力装置５１に「Ｙｅｓ」の入力操作を行うまで繰り返される。表示装置５２に表示される回転方向のずれＲｏが設定値に対して許容範囲内におさまると、作業者は、回転方向のアライメントが完了したとして「Ｙｅｓ」の入力操作を行う。これにより、コントローラ５０は、その処理をステップＳ２７６に進める。

コントローラ５０は、ステップＳ２７６において、第１光加工ヘッド２１と第２光加工ヘッド２２との移動方向の照射間隔Ｂｔの検出を行うか否かを作業者に問う画面を表示装置５２に表示し、ステップＳ２７８において、入力装置５１からの入力を待つ。そして入力操作が行われると、コントローラ５０は、ステップＳ２８０において、その入力操作が「Ｙｅｓ」、つまり、照射間隔Ｂｔの検出を実施する旨の入力操作であれば、ステップＳ２８１で９０°の回転角度まで移動させ、その処理をステップＳ２３０に進める。逆に、「Ｎｏ」、つまり、照射間隔Ｂｔの検出を実施しない旨の入力操作であれば、ステップＳ２８２において、各種回路の作動を停止して、本制御ルーチンを終了する。

以上説明した制御ルーチンをここで簡単にまとめておく。上述した制御ルーチンでは、最初に、第２光加工ヘッド２２から加工用強度のレーザ光を照射して溝形成対象物ＯＢの円筒側面に１周に満たない１本の溝Ｔを周方向に形成する（Ｓ１１２〜Ｓ１１６）。続いて、精密移動ステージ１２を移動させながら、第２光加工ヘッド２２から非加工用強度のレーザ光を溝形成対象物ＯＢに照射し、そのときの精密移動ステージ１２の移動量に反射光信号の強度を関係づけて記憶する（Ｓ１３０〜Ｓ１５２）。そして、記憶したそれぞれの移動量における反射光信号の強度に基づいて、第２光加工ヘッド２２の照射中心が溝Ｔの中心に位置するときの移動量Ｆ１、つまり、溝検出位置を算出する（Ｓ１５４）。この移動量Ｆ１は、本発明における溝検出位置情報に相当する。

続いて、固定治具１０を回転させながら、第２光加工ヘッド２２から非加工用強度のレーザ光を溝Ｔに照射し、そのときの固定治具１０の回転角度に反射光信号を関係づけて記憶する（Ｓ１５８〜Ｓ１６６）。そして、記憶したそれぞれの回転角度における反射光信号の強度に基づいて、第２光加工ヘッド２２の照射中心が溝終端Ｔｅに位置するときの回転角度Ｒ１、つまり、溝終端検出位置を算出する（Ｓ１７０）。この回転角度Ｒ１は、本発明における溝終端検出位置情報に相当する。

次に、第１光加工ヘッド２１に関しても同じ条件で同様な処理を行う。まず、第１光加工ヘッド２１から非加工用強度のレーザ光を溝形成対象物ＯＢに照射しながら、精密移動ステージ１２を移動させ、そのときの反射光信号の強度の変化に基づいて、第１光加工ヘッド２１が溝Ｔを照射する位置を見つける（Ｓ１７６〜Ｓ１９０）。ここでは、溝Ｔの大ざっぱな位置が検出される。続いて、精密移動ステージ１２を移動させながら、第１光加工ヘッド２１から非加工用強度のレーザ光を溝形成対象物ＯＢに照射し、そのときの精密移動ステージ１２の移動量に反射光信号の強度を関係づけて記憶する（Ｓ１９４〜Ｓ２１６）。そして、記憶したそれぞれの移動量における反射光信号の強度に基づいて、第１光加工ヘッド２１の照射中心が溝Ｔの中心に位置するときの移動量Ｆ２、つまり、溝検出位置を算出する（Ｓ２１８）。この移動量Ｆ２は、本発明における溝検出位置情報に相当する。

こうして得られた移動量Ｆ１，Ｆ２から２つの光加工ヘッド２１，２２の照射間隔Ｂｔを算出して（Ｓ２２０）表示装置５２に表示する。照射間隔Ｂｔが設定値に対して許容範囲内でなければ、作業者は、アライメント機構で第１光加工ヘッド２１の移動方向位置を調整する。許容範囲内に収まれば、次に、精密移動ステージ１２を移動量Ｆ２で表される位置にまで移動させてから（Ｓ２４０）、第２光加工ヘッド２２から非加工用強度のレーザ光を照射しながら固定治具１０を回転させ、そのときの反射光信号の強度の変化に基づいて、第１光加工ヘッド２１が溝終端Ｔｅを照射する位置を見つける（Ｓ２３８〜Ｓ２５０）。ここでは、溝終端Ｔｅの大ざっぱな位置が検出される。

続いて、固定治具１０を回転させながら、第１光加工ヘッド２１から非加工用強度のレーザ光を溝Ｔに照射し、そのときの固定治具１０の回転角度に反射光信号を関係づけて記憶する（Ｓ２５０〜Ｓ２６０）。そして、記憶したそれぞれの回転角度における反射光信号の強度に基づいて、第１光加工ヘッド２１の照射中心が溝終端Ｔｅに位置するときの回転角度Ｒ２、つまり、溝終端検出位置を算出する（Ｓ２６４）。この回転角度Ｒ２は、本発明における溝終端検出位置情報に相当する。

こうして得られた回転角度Ｒ１，Ｒ２から２つの光加工ヘッド２１，２２の回転方向におけるずれＲｏを算出して（Ｓ２６６）表示装置５２に表示する。ずれＲｏが設定値に対して許容範囲内でなければ、作業者は、アライメント機構で第１光加工ヘッド２１の回転方向位置を調整する。こうして、アライメント完了を表す操作入力が行われると、本制御ルーチンが終了する。

次に、実際に加工対象物をレーザ加工する処理について説明する。
上述した制御ルーチンにより、移動方向の照射間隔Ｂｔ、および、回転方向のずれＲｏが許容範囲内におさまっていることが確認された場合、あるいは、調整により許容範囲内におさまった場合、作業者は、固定治具１０にセットされている溝形成対象物ＯＢに代えて実際にレーザ加工対象となる加工対象物ＯＢをセットする。そして、入力装置５１を使って回転方向の加工ピッチ、移動方向の加工ピッチ、回転速度を入力設定し、レーザ加工制御プログラムを起動させる。図８は、レーザ加工制御ルーチンを表すフローチャートであり、コントローラ５０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶されている。本制御ルーチンは、ステップＳ３００にて起動する。尚、レーザ加工制御ルーチンについては、以下、２つの実施形態を説明するため、この図８に示したレーザ加工制御ルーチンを第１実施形態としてのレーザ加工制御ルーチンと呼ぶ。

本制御ルーチンが起動すると、コントローラ５０は、ステップＳ３０２においてフラグＳを値「０」にセットし、ステップＳ３０４において、各種回路の作動を開始させる。続いて、ステップＳ３０６において、精密移動ステージ制御回路４６に対して初期位置Ｓｔにおける移動量を出力する。この指令により、フィードモータ４２が駆動制御され精密移動ステージ１２が初期位置Ｓｔにまで移動する。次に、コントローラ５０は、ステップＳ３０８において、スピンドルモータ制御回路３２に対して回転開始指令と回転速度を出力してスピンドルモータ３０の駆動を開始する。これにより、固定治具１０の回転が開始される。

次に、コントローラ５０は、ステップＳ３１０において、第１レーザ駆動回路２２１、第２レーザ駆動回路２２２に対して、非加工用強度のレーザ光の照射開始指令を出力し、ステップＳ３１２において、第１フォーカス制御回路１２１、第２フォーカス制御回路１２２に対して、フォーカス制御の開始指令を出力する。続いて、コントローラ５０は、ステップＳ３１４において、エンコーダ３１から出力されるインデックス信号を入力したか否かを判断する。この判断は、回転角度がゼロとなるインデックス信号が入力されるまで繰り返され、インデックス信号の入力を検出すると（Ｓ３１４：Ｙｅｓ）、次に、ステップＳ３１６において、発光信号供給回路２２０に対して所定の発光信号を第１レーザ駆動回路２２１、第２レーザ駆動回路２２２に出力するように指令する。発光信号供給回路２２０は、この指令を受けて、第１レーザ駆動回路２２１、第２レーザ駆動回路２２２にパルス信号を出力する。このパルス信号は、作業者が入力した回転方向の加工ピッチと回転速度に基づいて、ハイレベルとローレベルのそれぞれの幅（時間）が設定された信号である。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ３１８において、第１レーザ駆動回路２２１、第２レーザ駆動回路２２２に対して、ピット加工のレーザ光の照射開始指令を出力する。これにより加工対象物ＯＢのレーザ加工が開始される。また、ステップＳ３２０において、精密移動ステージ制御回路４６に対してフィードモータ４２の駆動開始指令を出力する。これにより、精密移動ステージ１２の移動が開始される。

コントローラ５０は、ステップＳ３２２において、エンコーダ３１から出力されるインデックス信号を入力したか否かを判断し、インデックス信号の入力を確認すると、ステップＳ３２４において、移動量検出回路４５により検出される精密移動ステージ１２の移動量Ｆを取り込む。そして、ステップＳ３２６において、２つのレーザ光の照射間隔Ｂｔから移動距離（Ｆ−Ｓｔ）を減算した値｛Ｂｔ−（Ｆ−Ｓｔ）｝が、加工ピッチＰとレーザ光照射により加工対象物に形成されるピットの直径Ｄａとの合計値（Ｐ＋Ｄａ）より小さいか否かを判断する。つまり、次の条件式１が成立するか否かを判断する。
｛Ｂｔ−（Ｆ−Ｓｔ）｝＜（Ｐ＋Ｄａ） ……条件式１
この条件式１は、第１光加工ヘッド２１の照射位置が、第２光加工ヘッド２２により加工されたレーザ加工領域に接近したか否かを判断するものである。

レーザ加工開始時においては、ステップＳ３２６の判断は「Ｎｏ」となる。この場合には、次に、ステップＳ３２８において、２つのレーザ光の照射間隔Ｂｔに移動距離（Ｆ−Ｓｔ）を加算した値｛Ｂｔ＋（Ｆ−Ｓｔ）｝が加工対象物の加工幅Ｗ以上になっているか否かを判断する。つまり、次の条件式２が成立するか否かを判断する。
｛Ｂｔ＋（Ｆ−Ｓｔ）｝≧Ｗ ……条件式２
この条件式２は、第２光加工ヘッド２２の照射位置が加工対象物ＯＢの加工終了位置に接近したか否かを判断するものである。

レーザ加工開始時においては、ステップＳ３２８の判断も「Ｎｏ」となる。この場合には、ステップＳ３２２の判断処理に戻る。従って、レーザ加工開始時から、インデックス信号が入力されるたびに、移動量Ｆを取り込み、上記２つの条件式１，２が成立するか否かを判断する処理が繰り返される。そして、レーザ加工が進み、先に条件式１が成立すると（Ｓ３２６：Ｙｅｓ）、コントローラ５０は、ステップＳ３３６において、インデックス信号が入力されるまで待ってから、第１レーザ駆動回路２２１に対して停止指令を出力して、第１光加工ヘッド２１によるレーザ光照射を停止させる。また、第１フォーカス制御回路１２１に対して停止指令を出力してフォーカス制御を停止させる。そして、その処理をステップＳ３４２に進める。

一方、条件式１が成立する前に、条件式２が成立した場合には（Ｓ３２８：Ｙｅｓ）、コントローラ５０は、ステップＳ３３０において、第２レーザ駆動回路２２２に対して停止指令を出力して、第２光加工ヘッド２２によるレーザ光照射を停止させる。また、ステップＳ３３２において、第２フォーカス制御回路１２２に対して停止指令を出力してフォーカス制御を停止させる。そして、ステップＳ３３４において、フラグＳを値「１」にセットして、ステップＳ３２２の処理に戻る。

こうした処理が繰り返され、第１光加工ヘッド２１によるレーザ光照射が停止されると、コントローラ５０は、ステップＳ３４２において、フラグＳが値「１」にセットされているか否かを判断する。つまり、第２光加工ヘッド２２によるレーザ光照射が完了しているか否かを判断する。フラグＳが値「０」であれば、コントローラ５０は、ステップＳ３４４〜Ｓ３４８の処理を繰り返す。この処理は、上述したステップＳ３２２，Ｓ３２４，Ｓ３２８と同じ処理である。そして、条件式２が成立して、第２光加工ヘッド２２の照射位置が加工対象物ＯＢの加工終了位置に達すると、第２レーザ駆動回路２２２に対して停止指令を出力して、第２光加工ヘッド２２によるレーザ光照射を停止させる。また、第２フォーカス制御回路１２２に対して停止指令を出力してフォーカス制御を停止させる。

コントローラ５０は、ステップＳ３４２においてフラグＳが値「１」であると判断した場合、あるいは、ステップＳ３５２の処理が終了すると、ステップＳ３５４において、スピンドルモータ制御回路３２に回転停止指令を出力して固定治具１０の回転を停止させ、ステップＳ３５６において、精密移動ステージ制御回路４６に加工対象物ＯＢを取り外せる位置の移動量を出力して、精密移動ステージ１２を予め決められた加工対象物ＯＢの取り外し位置にまで移動させる。ステップＳ３５６の処理が完了するとステップＳ３５８にて本制御ルーチンを終了する。

ここで、ステップＳ３２６で用いた条件式１の意味について説明する。条件式１は、第１光加工ヘッド２１による照射位置が、第２光加工ヘッド２２により既に加工されたレーザ加工領域に重ならないように、しかも、加工領域の境界に大きな空きが生じないようにレーザ光の照射停止タイミングを導き出すものである。つまり、固定治具１０が次の１周で第１光加工ヘッド２１によるレーザ光照射を停止しないと、レーザ加工跡が重なってしまうという状況を捉えるものである。

２つのレーザ光の移動方向の照射間隔Ｂｔから移動距離（Ｆ−Ｓｔ）を減算した値は、レーザ光照射開始時点での第２光加工ヘッド２２によるレーザ加工跡と現在の第１光加工ヘッド２１によるレーザ加工跡との距離を表す。従って、図９に示すように、照射間隔Ｂｔから移動距離（Ｆ−Ｓｔ）を減算した値｛Ｂｔ−（Ｆ−Ｓｔ）｝が、加工ピッチＰとピットの直径Ｄａとを加算した値（Ｐ＋Ｄａ）と等しいと、第１光加工ヘッド２１による現在のレーザ加工跡Ａ１の次のレーザ加工予定域Ａ２の端（図中においては右端）が、第２光加工ヘッド２２によるレーザ照射開始時点におけるレーザ加工跡Ｂ１の端（図中においては左端）と一致する。よって、｛Ｂｔ−（Ｆ−Ｓｔ）｝が（Ｐ＋Ｄａ）より小さいと、第１光加工ヘッド２１による次のレーザ加工予定域Ａ２が、第２光加工ヘッド２２によるレーザ照射開始時点におけるレーザ加工跡Ｂ１と移動方向において重なることになる。

そこで本実施形態においては、ステップＳ３２６〜Ｓ３３８にて示したように、条件式１が成立し、次のインデックス信号が入力した段階で第１光加工ヘッド２１によるレーザ光照射を停止することにより、現在のレーザ加工跡Ａ１の次にレーザ加工跡Ａ２が形成されなくなり、移動方向においてレーザ加工跡が重なることがない。

また、２つのレーザ光の移動方向の照射間隔Ｂｔが加工ピッチＰの丁度整数倍になるようにアライメントされていれば、｛Ｂｔ−（Ｆ−Ｓｔ）｝の値が最後には丁度ＰとなってステップＳ３２６で「Ｙｅｓ」と判定され、次の１周でレーザ光照射が停止されることになる。このため、２つのレーザ光の加工領域の境界においても移動方向の加工ピッチが変化しないようにすることができる。

また、本実施形態においては、反射光信号生成回路１２０により出力される反射光信号の演算式を、照射位置を移動方向に移動させて溝Ｔの中心を検出する場合と、照射位置を回転方向に移動させて溝Ｔの終端Ｔｅを検出する場合とで切り替えているため、いずれの場合においても、信号強度の適切な変化を捉えることができる。このため、照射間隔および回転方向のずれを精度よく検出することができる。

上述した第１実施形態としての加工制御ルーチンにおいては、２つの光加工ヘッド２１，２２の照射間隔Ｂｔが設定値に対して許容範囲内に入り、かつ、回転方向のずれＲｏが許容範囲内になるように第１光加工ヘッド２１をアライメントしておけば、加工領域の境界でも移動方向と回転方向とにおいて加工ピッチが変化しないようにすることができる。しかし、移動方向の加工ピッチを様々に変化させる場合には、照射間隔Ｂｔが加工ピッチＰの丁度整数倍になるように光加工ヘッド位置をアライメントしようとすると作業効率が非常に悪くなる。また、加工ピッチＰが一定でも、レーザ加工が微細になると定期的に上述した方法でアライメントを行う必要があり、作業効率が悪くなる。

そこで、第１光加工ヘッド２１のアライメントを実施しなくても、２つの光加工ヘッド２１，２２の照射間隔Ｂｔと回転方向のずれＲｏとを検出するのみで、移動方向の加工ピッチを加工領域の境界でも変化しないようにし、かつ、回転方向にレーザ光の加工領域が重なったり加工領域の間に空きが生じたりしないようにした第２実施形態について説明する。図１０は、第２実施形態としてのレーザ加工制御ルーチンを表すフローチャートであり、コントローラ５０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶されている。

本制御ルーチンは、２つのレーザ光の移動方向の照射間隔Ｂｔが移動方向の加工ピッチＰの丁度整数倍でない場合であっても、加工領域の境界で加工ピッチが変化しないように精密移動ステージ１２の移動速度を調整する処理を第１実施形態のレーザ加工制御ルーチンに加えたものである。つまり、照射間隔Ｂｔを加工ピッチＰで除算して得られた値の余り部分Ｒｅ（小数点以下の部分に加工ピッチＰを掛けた値）に相当する移動量を、移動方向の加工ピッチＰに分配するようにして、固定治具１０の最後の１周において照射間隔Ｂｔから（Ｆ−Ｓｔ）を減算した値が丁度Ｐとなるように移動速度を調整する。例えば、図１１に示すように、最初に設定された加工ピッチＰで加工していくと加工領域の境界でレーザ加工跡がＡ１，Ａ２となる場合であっても、加工ピッチＰを極少量だけ増加補正することにより、Ｒｅに相当する移動量を、それまでの加工で調整して、レーザ加工跡がＡ１’，Ａ２’となるようにするものである。

本制御ルーチンは、ステップＳ４００にて起動する。コントローラ５０は、まず、ステップＳ４０２において、照射間隔Ｂｔを移動方向の加工ピッチＰで除算して得られた値（Ｂｔ／Ｐ）の整数部分を値Ｋとして設定し、余り部分（小数点以下の部分に加工ピッチＰを掛けた値）を値Ｒｅとして設定する。この加工ピッチＰは、作業者により入力設定された設定値が使用される。続いて、ステップＳ４０４において、値Ｒｅが精密移動ステージ１２の分解能ａよりも小さいか否かを判断する。この分解能ａは、精密移動ステージ１２の移動量を制御できる最小単位移動量であって、予めコントローラ５０に記憶されている。値Ｒｅが精密移動ステージ１２の分解能ａ以上である場合には（Ｓ４０４：Ｎｏ）、次に、ステップＳ４０６において、値Ｒｅが、値Ｋに精密移動ステージ１２の分解能ａを乗じた値（Ｋ・ａ）よりも小さいか否かを判断する。Ｒｅ＜Ｋ・ａが成立している場合には（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０８において、値ｑを「０」に設定する。

一方、ステップＳ４０６において、Ｒｅ＜Ｋ・ａが成立していないと判断した場合には、コントローラ５０は、ステップＳ４１０において、値Ｒｅを分解能ａで除算して得られる値（Ｒｅ／ａ）の整数部分を値ｕとして設定し、ステップＳ４１２において、この値ｕを値Ｋで除算して得られる値（ｕ／Ｋ）の整数部分を値ｑとして設定し、ステップＳ４１４において、分解能ａと値ｑとの乗算値（ａ・ｑ）を値Ｒｅから減算した値（Ｒｅ−ａ・ｑ）を新たな値Ｒｅとして設定する。

コントローラ５０は、ステップＳ４０８、あるいは、ステップＳ４１４の処理が完了すると、次に、ステップＳ４１８において、値Ｒｅを分解能ａで除算して得られる値（Ｒｅ／ａ）の整数部分を値ｍとして設定し、値（Ｒｅ／ａ）の小数点以下の部分を値ｖとして設定する。

一方、ステップＳ４０４において、値Ｒｅが分解能ａよりも小さいと判断した場合には、ステップＳ４１６において、値ｍを「０」に設定し、値Ｒｅを分解能ａで除算した値（Ｒｅ／ａ）を値ｖとして設定する。

コントローラ５０は、ステップＳ４１６、あるいは、ステップＳ４１８の処理が完了すると、次に、ステップＳ４２０において、値ｖが０．５未満であるか否かを判断し、ｖ＜０．５でなければ、ステップＳ４２２において、値ｍに「１」を加算した値を新たな値ｍとし、ｖ＜０．５であれば、その処理を飛ばす。つまり、値（Ｒｅ／ａ）の小数点以下を四捨五入して得られた整数値を値ｍとするわけである。続いて、ステップＳ４２４において、値ｍが「０」であるか否かを判断する。ｍ＝０でなければ、ステップＳ４２６において、値Ｋを値ｍで除算して得られる値（Ｋ／ｍ）の整数部分を値ｎとして設定し、ステップＳ４２８において、分解能ａに値ｑを乗算した値（ａ・ｑ）に加工ピッチＰを加算した値（Ｐ＋ａ・ｑ）を加工ピッチＰ１として設定し、ステップＳ４３０において加工ピッチＰ１に分解能ａを加算した値（Ｐ１＋ａ）を加工ピッチＰ２として設定する。一方、ステップＳ４２４において、ｍ＝０と判断した場合には、ステップＳ４３２において、値ｎを無限大に設定する。また、ステップＳ４３４において、加工ピッチＰ１として加工ピッチＰを設定する。

コントローラ５０は、ステップＳ４３０、あるいは、ステップＳ４３４の処理が終了すると、ステップＳ４３６において、フラグＳを「０」に設定し、カウンタ値ｔを「０」に設定する。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ４３８からの処理を開始する。このステップＳ４３８〜Ｓ４５２の処理に関しては、上述した第１実施形態のステップＳ３０４〜Ｓ３１８と同じ処理であるため、その説明を省略する。コントローラ５０は、ステップＳ４５２により第１光加工ヘッド２１，第２光加工ヘッド２２による加工用のレーザ光照射を開始すると、次に、ステップＳ４５４において、精密移動ステージ制御回路４６に精密移動ステージ１２の移動速度として、加工ピッチＰ１を回転速度で除算した値を出力する。この回転速度は、作業者により入力設定された設定値である。続いて、ステップＳ４５６において、精密移動ステージ制御回路４６に移動開始指令を出力する。これにより、フィードモータ４２が作動して精密移動ステージ１２が移動し始める。

コントローラ５０は、ステップＳ４５８において、エンコーダ３１から出力されるインデックス信号を入力したか否かを判断し、インデックス信号の入力を確認すると、ステップＳ４６０において、カウンタ値ｔを「１」だけインクリメントする。続いて、ステップＳ４６２において、カウンタ値ｔが「１」以下であるか否かを判断し、ｔ≦１の場合には、ステップＳ４６４において、加工ピッチＰ１を回転速度で除算した値を移動速度として精密移動ステージ制御回路４６に出力する。一方、ｔ＞１の場合には、ステップＳ４６４の処理を飛ばす。続いて、ステップＳ４６８において、カウンタ値ｔが値ｎ以上であるか否かを判断し、ｔ≧ｎの場合には、ステップＳ４７０において、加工ピッチＰ２を回転速度で除算した値を移動速度として出力し、ステップＳ４７２において、カウンタ値ｔをゼロクリアする。一方、ｔ＜ｎの場合には、ステップＳ４７０，Ｓ４７２の処理を飛ばす。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ４７４において、移動量検出回路４５により検出される精密移動ステージ１２の移動量Ｆを取り込む。そして、ステップＳ４７６において、上述した条件式１が成立するか否かを判断する。条件式１は、ステップＳ３２６で用いた式である。従って、このステップＳ４７６においては、第１光加工ヘッド２１の照射位置が、第２光加工ヘッド２２により加工されたレーザ加工領域に接近したか否かを判断する。

レーザ加工開始時においては、ステップＳ４７６の判断は「Ｎｏ」となる。この場合には、次に、ステップＳ４７８において、上述した条件式２が成立するか否かを判断する。条件式２は、ステップＳ３２８で用いた式である。従って、このステップＳ４７８においては、第２光加工ヘッド２２の照射位置が加工対象物ＯＢの加工終了位置に接近したか否かを判断する。

レーザ加工開始時においては、ステップＳ４７８の判断も「Ｎｏ」となる。この場合には、ステップＳ４５８の判断処理に戻る。従って、レーザ加工開始時から、インデックス信号が入力されるたびに（固定治具１０が１回転するたびに）、カウンタ値ｔを「１」ずつインクリメントし、そのカウンタ値ｔに応じて精密移動ステージ１２の移動速度を設定変更する。この移動速度は、上述したステップＳ４０２〜Ｓ４３４にて設定される加工ピッチＰ１、加工ピッチＰ２により算出される。

例えば、精密移動ステージ１２の分解能ａが中程度で、分解能ａに値Ｋを乗じた値（Ｋ・ａ）が値Ｒｅよりも大きくなる場合（Ｓ４０４：Ｎｏ，Ｓ４０６：Ｙｅｓ）には、基本とする加工ピッチをＰ（作業者が入力設定した設定値）とし、固定治具１０がｎ回転するごとに加工ピッチを（Ｐ＋ａ）に設定する（Ｓ４５８〜Ｓ４７２）。また、精密移動ステージ１２の分解能ａが小さく（高精度）、すべての加工ピッチを（Ｐ＋ａ）に設定しても値Ｒｅに相当する移動量を得ることができない場合（Ｓ４０４：Ｎｏ，Ｓ４０６：Ｎｏ）には、基本とする加工ピッチを（Ｐ＋ａ・ｑ）とし、固定治具１０がｎ回転するごとに加工ピッチをさらに値ａだけ加算した（Ｐ＋ａ・ｑ＋ａ）に設定する（Ｓ４５８〜Ｓ４７２）。また、精密移動ステージ１２の分解能ａが値Ｒｅより大きい場合（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）には、Ｒｅ／ａの値が０．５未満であれば（Ｓ４２０：Ｙｅｓ）加工ピッチを変更せず当初のＰに維持し、Ｒｅ／ａの値が０．５以上であれば（Ｓ４２０：Ｎｏ）１回だけ加工ピッチをＰから（Ｐ＋ａ）に変更する。

このようにして加工ピッチを微少量だけ調整しながらレーザ加工が進められる。コントローラ５０は、レーザ加工中においては、インデックス信号を入力するたびに条件式１あるいは条件式２が成立するか否かを判断しており（Ｓ４７６，Ｓ４７８）、条件式２が成立した場合には（Ｓ４７８：Ｙｅｓ）、ステップＳ４８０において、第２レーザ駆動回路２２２に対して停止指令を出力して、第２光加工ヘッド２２によるレーザ光照射を停止させる。また、第２フォーカス制御回路１２２に対して停止指令を出力してフォーカス制御を停止させる。そして、ステップＳ４８４において、フラグＳを値「１」にセットして、ステップＳ４５８の処理に戻る。

また、条件式２の成立にかかわらず条件式１が成立した場合には（Ｓ４７６：Ｙｅｓ）、コントローラ５０は、ステップＳ４８６において、回転角度検出回路３３により検出される固定治具１０の回転角度の取り込みを開始する。続いて、ステップＳ４８８において、回転方向のずれＲｏがゼロ以上か否かを判断する。つまり、回転方向のずれＲｏが正転方向か逆転方向かを判断する。Ｒｏ≧０と判断した場合には、ステップＳ４９０において、インデックス信号が入力されるまで待つ。そして、コントローラ５０は、インデクス信号の入力を確認すると、さらに、ステップＳ４９２において、固定治具１０の回転角度がずれＲｏに達するまで待ってから、ステップＳ４９６において、第１レーザ駆動回路２２１に対して停止指令を出力して、第１光加工ヘッド２１によるレーザ光照射を停止させる。また、第１フォーカス制御回路１２１に対して停止指令を出力してフォーカス制御を停止させる。一方、ステップＳ４８８において、Ｒｏ＜０と判断した場合には、ステップＳ４９４において、固定治具１０の回転角度が、（３６０°−Ｒｏ）の値になるまで待ってから、ステップＳ４９６の処理を行う。

コントローラ５０は、ステップＳ４９６の処理が終了すると、ステップＳ４９８において、回転角度検出回路３３により検出される固定治具１０の回転角度の取り込みを停止する。そして、ステップＳ５００において、フラグＳに基づいて第２光加工ヘッド２２によるレーザ加工が完了しているか否かを判断し、フラグＳが値「０」であれば、ステップＳ５０２〜Ｓ５０６の処理を繰り返す。この処理は、上述したステップＳ３４４〜Ｓ３４８の処理と同じである。そして、第２条件式が成立して、第２光加工ヘッド２２の照射位置が加工対象物ＯＢの加工終了位置に達すると（Ｓ５０６：Ｙｅｓ）、第２レーザ駆動回路２２２に対して停止指令を出力して、第２光加工ヘッド２２によるレーザ光照射を停止させる。また、第２フォーカス制御回路１２２に対して停止指令を出力してフォーカス制御を停止させる。

こうして、第１光加工ヘッド２１および第２光加工ヘッド２２によるレーザ加工が終了すると、コントローラ５０は、ステップＳ５１２において、スピンドルモータ制御回路３２に回転停止指令を出力して固定治具１０の回転を停止させ、ステップＳ５１４において精密移動ステージ制御回路４６に加工対象物ＯＢを取り外せる位置の移動量を出力して、精密移動ステージ１２を予め決められた加工対象物取り外し位置にまで移動させる。そして、ステップＳ５１６にて本制御ルーチンを終了する。

以上説明した第２実施形態におけるレーザ加工制御ルーチンによれば、２つのレーザ光の照射間隔Ｂｔが移動方向の加工ピッチＰの丁度整数倍でない場合であっても、照射間隔Ｂｔを加工ピッチＰで除算して得られた値の余り部分Ｒｅを各加工ピッチに分配するように精密移動ステージ１２の移動速度を制御するため、加工領域の境界で加工ピッチが変化しないようにすることができる。しかも、精密移動ステージ１２の分解能ａ（移動制御量の最小単位）に基づいて加工ピッチを設定するため、非常に適切な加工ピッチを設定することができる。

また、２つのレーザ光照射位置の回転方向のずれＲｏに基づいて、第１光加工ヘッド２１によるレーザ加工の終了タイミングを設定するため、加工領域の境界において回転方向にレーザ光の加工跡が重なったり加工跡の間に空きが生じたりしない。これらの結果、光加工ヘッド２１，２２のアライメントを行わなくても、加工領域の境界における加工状態を適正にすることができる。これにより、作業効率が向上する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。

例えば、本実施形態においては、ドラム状の固定治具１０に円筒状の加工対象物ＯＢをセットしてレーザ加工を行うドラム式微細加工装置について説明したが、例えば、図１２に示すように、円盤状の固定治具１０’に加工対象物ＯＢをセットしてレーザ加工を行う円盤式微細加工装置に適用することもできる。この場合、回転アクチュエータ３０’が固定治具１０’をその中心軸周り回転させ、移動アクチュエータ４０’が回転アクチュエータ３０’を固定治具１０’の径方向に移動させる。また、光加工ヘッド２１’２２’は、移動アクチュエータ４０’の移動方向に照射間隔Ｂｔをあけて設けられ、レーザ光を同時に照射して円盤状の加工対象物ＯＢの上面をレーザ加工する。本発明は、こうしたレーザ加工装置に適用しても、上述した効果が得られる。

また、本実施形態においては、２つの光加工ヘッド２１，２２を備え、その光加工ヘッド２１，２２から同時にレーザ光を加工対象物ＯＢに照射してレーザ加工する装置について説明したが、３つ以上の光加工ヘッドを備えたレーザ加工装置に適用しても同様な効果が得られる。この場合も、レーザ光の照射間隔Ｂｔと、回転方向のずれＲｏの検出については、上述した実施形態と同様に行うことができる。尚、照射間隔Ｂｔを加工ピッチＰで除算した余りＲｅは、それぞれのレーザ光の照射間隔Ｂｔごとに異なるため、各照射間隔Ｂｔが加工ピッチＰの整数倍となるように光加工ヘッドをアライメントする必要がある。回転方向のずれを考慮したレーザ光の照射停止タイミングの設定については、上述の実施形態と同様に行うことができる。

また、加工対象物ＯＢに対するレーザ光の照射位置を移動させる構成として、本実施形態においては、固定治具１０を軸線方向に移動させるようにしたが、固定治具１０を移動させずに光加工ヘッド２１，２２側を移動させるようにしても同様な効果が得られる。この場合、光加工ヘッド２１，２２を支持するヘッド支持フレーム２３を固定治具１０の軸線方向に沿って移動させればよい。ヘッド支持フレーム２３の移動制御については、上述した精密移動ステージ１２の移動制御と同様に行うことができる。

また、本実施形態においては、固定治具１０の移動量と反射光信号強度との関係、または、固定治具１０の回転角度と反射光信号強度との関係を求める際、固定治具１０の移動または回転を微少量ずつ行い、その都度反射光信号をデジタルデータで取り込む構成を採用しているが、非常に低速で移動または回転を行い、反射光信号をアナログ信号のまま取り込んでゼロクロスする点または中間レベルをクロスする点を検出して移動量または回転角度を取り込む構成を採用することもできる。こうした構成であっても同様の効果が得られる。

尚、本実施形態のスピンドルモータ３０，スピンドルモータ駆動回路３２が本発明の回転手段に相当し、ねじ送り機構４０，フィードモータ４２，精密移動ステージ制御回路４６が本発明の移動手段に相当し、光加工ヘッド２１，２２，レーザ駆動回路２２１，２２２，発光信号供給回路２２０が本発明のレーザ光照射手段に相当する。また、コントローラ５０によりレーザ駆動回路２２１，２２２を制御してレーザ光の強度を切り替える構成が本発明のレーザ光強度切替手段に相当する。また、反射光信号生成回路１２０，Ａ／Ｄ変換器１２３が本発明の反射光信号生成手段に相当する。また、エンコーダ４４，移動量検出回路４５が本発明の移動量検出手段に相当する。

また、レーザ光の移動方向における照射間隔と回転方向におけるずれ検出ルーチン（図３）において、コントローラ５０の行うステップＳ１２６〜Ｓ１５４の処理、および、ステップＳ１７２〜Ｓ２１８の処理が、本発明の移動方向溝情報生成手段に相当する。また、移動量Ｆ１，Ｆ２が本発明の溝検出位置情報に相当する。また、コントローラ５０の行うステップＳ２２０の処理が、本発明のレーザ光照射間隔算出手段に相当する。また、レーザ加工制御ルーチンにおいて（図８）、コントローラ５０の行うステップＳ３２４〜ステップＳ３３８の処理、あるいは、レーザ加工制御ルーチンにおいて（図１０）、コントローラ５０の行うステップＳ４７４〜ステップＳ４９６の処理が、本発明のレーザ光照射停止タイミング設定手段に相当する。また、レーザ加工制御ルーチンにおいて（図１０）、コントローラ５０の行うステップＳ４０２〜Ｓ４３４の処理、および、ステップＳ４５４〜Ｓ４７２の処理が本発明の移動速度制御手段に相当する。

また、エンコーダ３１，回転角度検出回路３３が本発明の回転角度検出手段に相当する。また、レーザ光の移動方向における照射間隔と回転方向におけるずれ検出ルーチン（図３）において、コントローラ５０の行うステップＳ１５８〜Ｓ１７０の処理、および、ステップＳ２５２〜Ｓ２６４の処理が、本発明の回転方向溝情報生成手段に相当する。また、回転角度Ｒ１，Ｒ２が本発明の溝終端検出位置情報に相当する。また、コントローラ５０の行うステップＳ２６６の処理が、本発明のレーザ回転方向ずれ算出手段に相当する。また、反射光信号生成回路１２０において、４つの受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）から、（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））の演算を行う演算回路と、（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）の演算を行う演算回路とが本発明の演算手段に相当し、コントローラ５０の指令により演算回路を切り替える構成が本発明の演算方法選択手段に相当する。

本発明の一実施形態に係るレーザ微細加工装置の概略外観図である。 本発明の一実施形態に係るレーザ微細加工装置のシステム構成図である。 レーザ光の移動方向における照射間隔と回転方向におけるずれ検出ルーチンを表すフローチャートの一部である。 レーザ光の移動方向における照射間隔と回転方向におけるずれ検出ルーチンを表すフローチャートの一部である。 レーザ光の移動方向における照射間隔と回転方向におけるずれ検出ルーチンを表すフローチャートの一部である。 レーザ光の移動方向における照射間隔と回転方向におけるずれ検出ルーチンを表すフローチャートの一部である。 レーザ光の移動方向における照射間隔と回転方向におけるずれ検出ルーチンを表すフローチャートの一部である。 レーザ光の移動方向における照射間隔と回転方向におけるずれ検出ルーチンを表すフローチャートの一部である。 レーザ光の移動方向における照射間隔と回転方向におけるずれ検出ルーチンを表すフローチャートの一部である。 溝に対するレーザ光照射領域と反射光信号の強度の推移との関係を表すグラフである。 溝に対するレーザ光照射領域と反射光信号の強度の推移との関係を表すグラフである。 光加工ヘッドの照射間隔の検出方法を表す説明図である。 光加工ヘッドの回転方向のずれの検出方法を表す説明図である。 レーザ加工制御ルーチンの第１実施形態を表すフローチャートの一部である。 レーザ加工制御ルーチンの第１実施形態を表すフローチャートの一部である。 レーザ加工境界におけるレーザ加工跡と加工ピッチとの関係を表す説明図である。 レーザ加工制御ルーチンの第２実施形態を表すフローチャートの一部である。 レーザ加工制御ルーチンの第２実施形態を表すフローチャートの一部である。 レーザ加工制御ルーチンの第２実施形態を表すフローチャートの一部である。 レーザ加工制御ルーチンの第２実施形態を表すフローチャートの一部である。 レーザ加工境界におけるレーザ加工跡と加工ピッチとの関係を表す説明図である。 円盤式微細加工装置の概略構成図である。 レーザ加工境界におけるレーザ加工跡を表す説明図である。

符号の説明

１０…固定治具、１２…精密移動ステージ、２１…第１光加工ヘッド、２２…第２光加工ヘッド、２３…ヘッド支持フレーム、３０…スピンドルモータ、３１…エンコーダ、３２…スピンドルモータ制御回路、３３…回転角度検出回路、４０…ねじ送り機構、４１…スクリューロッド、４２…フィードモータ、４３…ステージガイド、４４…エンコーダ、４５…移動量検出回路、４６…精密移動ステージ制御回路、５０…コントローラ、５１…入力装置、５２…表示装置、１２０…反射光信号生成回路、１２１，１２２…フォーカス制御回路、１２３…Ａ／Ｄ変換器、２２０…発光信号供給回路、２２１，２２２…レーザ駆動回路、Ｆ，Ｆ１，Ｆ２…移動量、Ｐ，Ｐ１，Ｐ２…加工ピッチ、ＯＢ…加工対象物，溝加工対象物，溝形成対象物、Ｒ１，Ｒ２，Ｒｓ…回転角度、Ｂｔ…各照射間隔、Ｔ…溝、Ｔｅ…溝終端。

Claims (7)

1. 加工対象物をセットする固定治具と、
   前記固定治具をその中心軸周りに回転させる回転手段と、
   レーザ光を照射する複数の光加工ヘッドを照射間隔をあけて複数備え、前記固定治具にセットされた加工対象物にレーザ光を照射して加工対象物をレーザ加工するレーザ光照射手段と、
   前記加工対象物に対する前記レーザ光の照射位置を、前記光加工ヘッドの照射間隔方向であって、前記固定治具の中心軸の軸線方向、あるいは、前記固定治具の半径方向に移動させる移動手段とを備えたレーザ加工装置において、
   前記レーザ光照射手段により照射されるレーザ光を、レーザ加工可能な強度の加工用レーザ光と、レーザ加工不能な強度の非加工用レーザ光とに選択的に切り替えるレーザ光強度切替手段と、
   前記レーザ光照射手段により前記加工対象物にレーザ光が照射されたとき照射箇所からの反射光に基づく信号を生成する反射光信号生成手段と、
   前記移動手段の移動量を任意の点を原点として検出する移動量検出手段と、
   特定溝が形成された溝形成体を前記固定治具にセットした状態で、前記移動手段の作動により照射位置を移動させながら前記非加工用レーザ光を前記特定溝に照射するとともに、前記反射光信号生成手段により生成される信号の強度と前記移動量検出手段により検出される移動量とを取得し、取得した信号の強度と移動量とに基づいて、前記移動手段の移動方向における溝検出位置情報を生成する移動方向溝情報生成手段と、
   前記各光加工ヘッドの非加工用レーザ光照射のそれぞれに対して、前記移動方向溝情報生成手段により前記溝検出位置情報を取得し、取得した溝検出位置情報に基づいて前記レーザ光の照射間隔を算出するレーザ光照射間隔算出手段と、
   前記レーザ光照射間隔算出手段により算出されたレーザ光の照射間隔と前記移動量検出手段により検出される移動量とに基づき、レーザ加工時における加工用レーザ光の照射停止タイミングを設定するレーザ光照射停止タイミング設定手段と
   を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
2. 前記レーザ光照射間隔算出手段により算出されたレーザ光の照射間隔を、前記移動手段の移動方向における設定加工ピッチで除算したときの余りに基づき、前記移動手段の移動速度を制御する移動速度制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
3. 前記回転手段による回転角度を検出する回転角度検出手段と、
   1周に満たない特定溝が形成された溝形成体を前記固定治具にセットした状態で、前記回転手段の作動により照射位置を変えながら前記非加工用レーザ光を前記特定溝に照射するとともに、前記反射光信号生成手段により生成される信号の強度と前記回転角度検出手段により検出される回転角度とを取得し、取得した信号の強度と回転角度とに基づいて、前記回転手段の回転方向における溝終端検出位置情報を生成する回転方向溝情報生成手段と、
   前記各光加工ヘッドの非加工用レーザ光照射のそれぞれに対して、前記回転方向溝情報生成手段により前記溝終端検出位置情報を取得し、取得した溝終端検出位置情報に基づいて前記複数の光加工ヘッドの照射位置の前記回転手段による回転方向におけるずれを算出するレーザ光回転方向ずれ算出手段とを備え、
   前記レーザ光照射停止タイミング設定手段は、前記レーザ光間隔算出手段により検出されたレーザ光の照射間隔と前記移動量検出手段により検出される移動量、および、前記レーザ光回転方向ずれ算出手段により算出された照射位置の回転方向のずれと前記回転角度検出手段により検出される回転角度に基づき、レーザ加工時における加工用レーザ光の照射停止タイミングを設定することを特徴とする請求項１または２記載のレーザ加工装置。
4. 前記反射光信号生成手段は、
   反射光を受光する複数に分割された受光素子のそれぞれが出力する信号から演算により前記反射光に基づく信号を生成する演算手段と、
   前記演算手段による演算方法を複数の演算方法の中から１つを選択する演算方法選択手段とを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一項記載のレーザ加工装置。
5. 加工対象物をセットした固定治具をその中心軸周りに回転させるとともに、照射間隔をあけて備えた複数の光加工ヘッドにより加工対象物にレーザ光を照射しながら、レーザ光の照射位置を前記光加工ヘッドの照射間隔方向であって前記固定治具の中心軸の軸線方向、あるいは、前記固定治具の半径方向に移動させて加工対象物をレーザ加工するレーザ加工方法において、
   特定溝が形成された溝形成体を前記固定治具にセットした状態で、前記照射間隔方向に照射位置を移動させながら、レーザ加工不能な強度の非加工用レーザ光を前記特定溝に照射するとともに、照射箇所からの反射光に基づいて生成される信号の強度と、任意の点を原点とした前記照射間隔方向の移動量とを取得し、取得した信号の強度と移動量とに基づいて、前記複数の光加工ヘッドの非加工用レーザ光照射のそれぞれに対して、前記移動方向における溝検出位置情報を生成する移動方向溝情報生成ステップと、
   前記移動方向溝情報生成ステップにより生成された溝検出位置情報に基づいて前記レーザ光の照射間隔を算出するレーザ光照射間隔算出ステップと、
   レーザ加工時に、前記レーザ光照射間隔算出ステップにて算出されたレーザ光の照射間隔と、前記照射間隔方向の照射位置の移動量とに基づき、加工用レーザ光の照射停止タイミングを設定するレーザ光照射停止タイミング設定ステップと
   を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
6. 前記レーザ光照射間隔算出ステップにより算出されたレーザ光の照射間隔を、前記移動方向の設定加工ピッチで除算したときの余りに基づき、レーザ加工時に、加工用レーザ光の照射位置の移動速度を制御することを特徴とする請求項５記載のレーザ加工方法。
7. 1周に満たない特定溝が形成された溝形成体を前記固定治具にセットした状態で、前記固定治具を回転させて回転方向に照射位置を変えながら、前記非加工用レーザ光を前記特定溝に照射するとともに、照射箇所からの反射光に基づいて生成される信号の強度と、前記固定治具の回転角度とを取得し、取得した信号の強度と回転角度とに基づいて、前記複数の光加工ヘッドの非加工用レーザ光照射のそれぞれに対して、前記回転方向における溝終端検出位置情報を生成する回転方向溝情報生成ステップと、
   前記回転方向溝情報生成ステップにより生成された溝終端検出位置情報に基づいて前記複数の光加工ヘッドの照射位置の前記回転手段による回転方向におけるずれを算出するレーザ光回転方向ずれ算出ステップとを含み、
   前記レーザ光照射停止タイミング設定ステップは、レーザ加工時に、前記レーザ光照射間隔算出ステップにて算出されたレーザ光の照射間隔と前記照射間隔方向の照射位置の移動量、および、前記レーザ光回転方向ずれ算出ステップにて算出された照射位置の回転方向のずれと前記回転角度に基づき、加工用レーザ光の照射停止タイミングを設定することを特徴とする請求項５または６記載のレーザ加工方法。

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