JP2012017231A - レーザ光によるガラス基板加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光を用いたガラス基板の加工に際し、安価な構成で、加工時間を短縮できるようにする。
【解決手段】この装置は、加工すべきガラス基板が載置されるワークテーブル２と、レーザ光を出力するレーザ光出力部１５と、レーザ光出力部から出射されたレーザ光を偏向させるための第１ウェッジプリズム３２１，３２２及びこれらを駆動する第１中空モータ１７と、集光レンズ３５と、第２ウェッジプリズム３４１，３４２を有する第２中空モータ１８と、を備えている。そして、１対の第１ウェッジプリズム３２１，３２２は、互いの屈折率が異なり、かつそれぞれの対向する近接面が平行で、かつ互いの離れた面が平行に配置されるとともに、１対のウェッジプリズム全体の重心が回転軸上にある。
【選択図】図４

Description

本発明は、ガラス基板加工装置、特に、ガラス基板にレーザ光を照射して加工を行うガラス基板加工装置に関する。

レーザ光によるガラス基板加工装置としては、例えば特許文献１に示された装置が知られている。この種の加工装置では、波長が５３２ｎｍ程度のグリーンレーザ光がガラス基板等のワークに照射される。グリーンレーザ光は、一般的にはガラス基板を透過するが、レーザ光を集光し、その強度があるしきい値を越えると、ガラス基板はレーザ光を吸収することになる。このような状態では、レーザ光の集光部にプラズマが発生し、これによりガラス基板は蒸散する。以上のような原理を利用して、ガラス基板に孔を形成する等の加工が可能である。

また、特許文献２には、レーザ光を、ワークの表面上で、円、楕円等の軌跡を描くように回転させたり、左右、上下、斜め等、任意の方向に走査させたりするためのレーザ加工装置が示されている。

特開２００７−１１８０５４号公報 特開平８−１９２２８６号公報

前述のような従来のレーザ光による加工装置を用いて、ガラス基板に例えば孔を形成する場合、孔の円周（加工ライン）に沿ってレーザ光を走査し、その加工ラインの内部を抜き落とすことにより孔が形成される。また、その際に、特許文献２に示されたような機構を用い、レーザ光を螺旋回転させながら加工を行うことにより、加工を容易にしている。

しかし、従来のレーザ光を用いたガラス基板の加工方法では、加工時間がかかるという問題がある。したがって、加工時間の短縮化が望まれている。

そこで、集光されたレーザ光を小さい回転半径で高速回転させて小円を描かせると同時に、この小円全体を加工ラインに沿って走査してガラス基板に孔開け等の加工を行うことが考えられる。このようなレーザ加工装置では、レーザ光で小円を描かせるために、レーザ光を偏向するための手段が必要になる。また、この偏向手段を高速で回転させる必要がある。

レーザ光を偏向させるための手段としては、(a)光軸（回転軸）に対してレンズを偏芯して配置する、(b)反射ミラーを用いる、(c)１枚又は２枚のプリズムを用いる、(d)回折光学素子を用いる、等が考えられる。

しかし、レンズ、反射ミラー、あるいは1枚のプリズムを用いた場合は、これらを回転させると大きなアンバランスが生じるので、高速回転させることはできない。また、２枚のプリズムを用いる場合、偏角が０の場合を除いて、やはり高速回転には不向きである。一方で、回折光学素子を用いる場合は、回転バランスについては特に問題はないが、高価である。

本発明の課題は、レーザ光を用いたガラス基板の加工に際し、安価な構成で、加工時間を短縮できるようにすることにある。

第１発明に係るレーザ光によるガラス基板加工装置は、ガラス基板にレーザ光を照射して加工を行う装置であって、加工すべきガラス基板が載置されるワークテーブルと、レーザ光を出力するレーザ光出力部と、偏向・回転手段と、集光手段と、走査手段と、を備えている。偏向・回転手段はレーザ光出力部から出射されたレーザ光を偏向させるための１対の第１ウェッジプリズム及び１対の第１ウェッジプリズムを回転させる駆動手段を有している。集光手段は、偏向・回転手段からのレーザ光を、ガラス基板上に集光させる。走査手段は集光されたレーザ光をガラス基板上で走査する。そして、偏向・回転手段を構成する１対の第１ウェッジプリズムは、互いの屈折率が異なり、かつそれぞれの対向する近接面が平行で、かつ互いの離れた面が平行に配置されるとともに、１対のウェッジプリズム全体の重心が回転軸上にある。

この装置では、レーザ光出力部から出力されたレーザ光は、１対の第１ウェッジプリズムを通過することによって偏向される。

ここで、１対の第１ウェッジプリズムは、それぞれの対向する近接面が平行で、かつ互いの離れた面が平行に配置されているので、仮に同じ仕様のプリズムを用いた場合は、偏角は０になる。しかし、ここでは、屈折率の異なるプリズムを用いているので、互いの近接面及び離れた面同士を平行にして配置しても、偏角は０にはならない。

以上のようにして１対の第１ウェッジプリズムを通過して偏向されたレーザ光は、入射光軸の周りに回転させられる。この偏向され、かつ回転するレーザ光は、ガラス基板上に集光され、円形を描く。そして、この円形の軌跡全体が加工ラインに沿って走査される。

このような１対の第１ウェッジプリズムは重心が回転軸上にあるので、回転バランスが良好であり、したがって高速回転させてもアンバランスによる振動等を抑えることができる。また、レーザを１対のウェッジプリズムによって偏向させているので、レーザ光を偏向させるための構成を安価に実現できる。さらに、レーザ光を高速回転させながら加工ラインに沿って走査し、ガラス基板を加工するので、加工時間を短縮することができる。

第２発明に係るレーザ光によるガラス基板加工装置は、第１発明の加工装置において、１対の第１ウェッジプリズムは同じ形状である。この場合は、さらに回転バランスを良好にすることができる。

第３発明に係るレーザ光によるガラス基板加工装置は、第２発明の加工装置において、１対の第１ウェッジプリズムは同じ比重である。この場合は、回転バランスをより良好にすることができる。

第４発明に係るレーザ光によるガラス基板加工装置は、第１から第３発明のいずれかの加工装置において、偏向・回転手段を構成する駆動手段は、１対の第１ウェッジプリズムが内部に配置された第１中空モータである。

第５発明に係るレーザ光によるガラス基板加工装置は、第１から第４発明のいずれかの加工装置において、走査手段は、対向して配置された１対の第２ウェッジプリズムと、１対の第２ウェッジプリズムが内部に配置された第２中空モータと、を含む。

ここでは、レーザ光は１対の第２ウェッジプリズムによってさらに偏向される。そして、１対の第２ウェッジプリズムを回転させることによって、レーザ光の走査軌跡は円形になり、この円形の直径を内径とする孔を形成することができる。ここでは、簡単な構成によって孔を加工することができる。

第６発明に係るレーザ光によるガラス基板加工装置は、第５発明の加工装置において、１対の第２ウェッジプリズムは、一方に対して他方を回転させて偏角を調整可能である。

ここで、１対の第１ウェッジプリズムにおける加工誤差や取付誤差等によって、第１ウェッジプリズムによって偏向、回転させられたレーザ光により描かれる円の径に誤差が生じる。この誤差によって、最終的に加工される孔の径に誤差が生じる。

そこで、第２ウェッジプリズムにおける偏角を調整することによって、最終の加工径を調整することができ、高い精度の孔加工を行うことができる。

以上のような本発明では、レーザ光を用いたガラス基板の加工において、安価な構成でレーザ光を偏向でき、従来に比較して加工時間の短縮化を図ることができる。

本発明の一実施形態によるガラス基板加工装置の外観斜視図。 ワークテーブルの拡大斜視図。 レーザ照射ヘッドの構成を拡大して示す斜視図。 第１中空モータ及び第１ウェッジプリズムの配置を模式的に示した図。 プリズムの頂角と偏角との関係を示す図。 第２中空モータ、第２ウェッジプリズム及び集光レンズの配置を模式的に示した図。 レーザ光の軌跡を示す図。 集光点をｚ軸方向に制御する作用を説明する模式図。

［全体構成］
図１に本発明の一実施形態によるガラス基板加工装置の全体構成を示す。このガラス基板加工装置は、ガラス基板に加工ラインに沿ってレーザ光を照射し、孔開け等の加工を行うための装置である。この装置は、ベッド１と、ワークとしてのガラス基板が載置されるワークテーブル２と、ガラス基板にレーザ光を照射するためのレーザ光照射ヘッド３と、を備えている。ここで、図１に示すように、ベッド１の上面に沿った平面において、互いに直交する軸をx軸、ｙ軸とし、これらの軸に直交する鉛直方向の軸をｚ軸と定義する。また、ｘ軸に沿った両方向（＋方向及び−方向）をｘ軸方向、ｙ軸に沿った両方向をｙ軸方向、ｚ軸に沿った両方向をｚ軸方向と定義する。

［ワークテーブル及びその移動機構］
＜ワークテーブル＞
ワークテーブル２は、矩形状に形成されており、ワークテーブル２の下方には、ワークテーブル２をｘ軸方向及びｙ軸方向に移動させるためのテーブル移動機構５が設けられている。

ワークテーブル２は、図２に拡大して示すように、複数のブロック６を有している。この複数のブロック６は、図中、一点鎖線で示すガラス基板Ｇをワークテーブル２の表面から持ち上げて支持するための部材であり、ガラス基板Ｇの加工ラインＬ（破線で示す）を避けるために、ワークテーブル２の任意の位置に取り付けることが可能である。また、ワークテーブル２には複数の吸気口２ａが格子状に形成されるとともに、各ブロック６には上下方向に貫通する吸気孔６ａが形成されている。そして、ブロック６の吸気孔６ａとワークテーブル２の吸気口２ａとを接続することによって、ブロック６上に配置されるガラス基板Ｇを吸着固定することが可能である。なお、吸気のための機構は、周知の排気ポンプ等によって構成されており、詳細は省略する。

＜テーブル移動機構＞
テーブル移動機構５は、図１に示すように、それぞれ１対の第１及び第２ガイドレール８，９と、第１及び第２移動テーブル１０，１１と、を有している。１対の第１ガイドレール８はベッド１の上面にｙ軸方向に延びて設けられている。第１移動テーブル１０は、第１ガイドレール８の上部に設けられ、第１ガイドレール８に移動自在に係合する複数のガイド部１０ａを下面に有している。第２ガイドレール９は第１移動テーブル１０の上面にｘ軸方向に延びて設けられている。第２移動テーブル１１は、第２ガイドレール９の上部に設けられ、第２ガイドレール９に移動自在に係合する複数のガイド部１１ａを下面に有している。第２移動テーブル１１の上部には、固定部材１２を介してワークテーブル２が取り付けられている。

以上のようなテーブル移動機構５によって、ワークテーブル２は、ｘ軸方向及びｙ軸方向に移動自在である。なお、第１及び第２移動テーブル１０，１１は、詳細は省略するが、周知のモータ等の駆動手段によって駆動されるようになっている。

［レーザ光照射ヘッド］
レーザ光照射ヘッド３は、図１及び図３に示すように、ベッド１の上面に配置された門型フレーム１ａに装着されており、レーザ光出力部１５と、光学系１６と、内部に１対の第１ウェッジプリズム（後述）が組み込まれた第１中空モータ１７と、内部に１対の第２ウェッジプリズム（後述）及び集光レンズが組み込まれた第２中空モータ１８と、を有している。また、レーザ光照射ヘッド３をｘ軸方向に移動させるためのｘ軸方向移動機構２１と、第１中空モータ１７及び第２中空モータ１８をｚ軸方向に移動させるためのｚ軸方向移動機構２２と、が設けられている。

＜レーザ光出力部＞
レーザ光出力部１５は従来と同様のレーザ管により構成されている。このレーザ光出力部１５によって、波長５３２ｎｍのグリーンレーザがｙ軸に沿ってワークテーブル２とは逆側に出射される。

＜光学系＞
光学系１６は、レーザ光出力部１５からのレーザ光を第１中空モータ１７に組み込まれた１対の第１ウェッジプリズムに導くものである。この光学系１６は、図３に拡大して示すように、第１〜第４ミラー２５〜２８と、レーザ出力を計測するパワーモニタ２９と、ビームエキスパンダ３０と、を有している。

第１ミラー２５は、レーザ光出力部１５の出力側の近傍に配置されており、ｙ軸方向に出射されたレーザ光をｘ軸方向に反射する。第２ミラー２６は、ｘ軸方向において第１ミラー２５と並べて配置されており、ｘ軸方向に進行するレーザ光をｙ軸方向に反射して、ワークテーブル２側に導く。第３ミラー２７及び第４ミラー２８は、第１中空モータ１７の上方にｘ軸方向に並べて配置されている。第３ミラー２７は第２ミラー２６によって反射されてきたレーザ光を第４ミラー２８側に導く。第４ミラー２８は第３ミラー２７によって反射されてきたレーザ光を下方の第１中空モータ１７に導く。ビームエキスパンダ３０は、第２ミラー２６と第３ミラー２７との間に配置され、第２ミラー２６によって反射されてきたレーザ光を一定の倍率の平行光束に拡げるために設けられている。このビームエキスパンダ３０によって、レーザ光をより小さなスポットに集光させることが可能となる。

＜第１ウェッジプリズム及び第１中空モータ＞
内部に第１ウェッジプリズム３２１，３２２が配置された第１中空モータ１７の模式図を図４に示している。第１中空モータ１７は、中心にｚ軸方向に延びる回転軸Ｒを有し、この回転軸Ｒを含む中央部が中空になっている。そして、この中空部に１対の第１ウェッジプリズム３２１，３２２が固定されている。１対のウェッジプリズム３２１，３２２は、同形状、同比重であって、屈折率のみが異なっている。各ウェッジプリズム３２１，３２２は、それぞれ回転軸Ｒに対して傾斜する斜面３２１ａ，３２２ａと、回転軸Ｒに垂直な垂直面３２１ｂ，３２２ｂと、を有している。そして、１対のウェッジプリズム３２１，３２２は、互いの垂直面３２１ｂ，３２２ｂが近接して対向するように配置され、２つの垂直面３２１ｂ，３２２ｂが平行で、かつ２つの斜面３２１ａ，３２２ａが平行になるように配置されている。

同形状、同比重の２つの第１ウェッジプリズム３２１，３２２を以上のように配置することにより、２つの第１ウェッジプリズム３２１，３２２の全体の重心は回転軸Ｒ上に位置することになる。このため、これらの第１ウェッジプリズム３２１，３２２を高速で回転させても、動的アンバランス量を非常に小さくすることができる。

＜２つのウェッジプリズムを用いた場合の偏角について＞
図５を参照して、プリズムの頂角をδ、屈折率をｎとした場合、このプリズムの偏角θは、δが小さい場合、
（ｎ−１）・δ
である。なお、上式は、sinδ＝δ（単位はラジアン）で近似できる程度にδが小さい場合の近似式である。本実施形態で用いるプリズムでは、頂角δは大きくても５°程度なので、sinδ＝δと近似しても差し支えない。したがって、同形状（同じ頂角）で屈折率がそれぞれｎ１，ｎ２である２つのウェッジプリズムのそれぞれの偏角θ１，θ２は、
θ１＝（ｎ１−１）・δ
θ２＝（ｎ２−１）・δ
である。そして２つのウェッジプリズムの斜面が平行になるように組み合わせて配置した場合の偏角θは、
θ＝（ｎ１−１）・δ−（ｎ２−１）・δ＝（ｎ１−ｎ２）・δ
となる。以上から明らかなように、頂角δが同じで、かつ同じ材質のウェッジプリズムの組合せであれば、ｎ１＝ｎ２で、トータルの偏角は「０」になる。

しかし、ｎ１≠ｎ２であれば、トータルの偏角は、「０」にならず、２つのウェッジプリズムの屈折率の差に比例することになる。

そこで、ここでは、２つの第１ウェッジプリズム３２１，３２２の屈折率を異ならせて、第１ウェッジプリズム３２１，３２２を通過するレーザ光を偏向するようにしている。すなわち、このような第１ウェッジプリズム３２１，３２２を用いることによって、回転バランスの良いレーザ光偏向手段を構成することができる。

なお、同比重で屈折率の異なるウェッジプリズムの例としては、例えば以下のような組み合わせが考えられる。

＜例１＞ S-BSM22＋S-TIH11（比重：3.24、株式会社オハラ製）
この組合せの場合の偏角（°）は、頂角１°に対して、「0.169」である。

＜例２＞ N-SSK2＋N-SF57（比重：3.53、ショット日本株式会社製）
この組合せの場合の偏角（°）は、頂角１°に対して、「0.232」である。

＜例３＞ BACD11＋E-FD10（比重：3.07、ＨＯＹＡ株式会社製）
この組合せの場合の偏角（°）は、頂角１°に対して、「0.170」である。

なお、両ウェッジプリズム３２１，３２２の形状（頂角）については、後述する集光レンズの焦点距離ｆと偏角θによって決まるレーザ光の回転半径ｒ（＝ｆ・tanθ又はｆ・θ）が、所望の値になるように設定される。

＜第２ウェッジプリズム、第２中空モータ、集光レンズ＞
内部に１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２が配置された第２中空モータ１８を、図６に模式的に示す。この第２中空モータ１８は、中心にｚ軸方向に延びる回転軸を有している。この回転軸は、第１中空モータ１７の回転軸Ｒと同軸である。この第２中空モータ１８は、回転軸Ｒを含む中心部に中空部を有している。この中空部に、１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２が装着されている。また、これらの第２ウェッジプリズム３４１，３４２は、一方のウェッジプリズム３４２に対して他方のウェッジプリズム３４１が回転軸Rの回りに相対回転自在に取り付けられている。すなわち、１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２は偏角が調整可能である。

１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２は、同形状、同材質（同比重）であり、したがって屈折率も同じである。また、１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２は、それぞれ回転軸に対して傾斜する斜面３４１ａ，３４２ａと、回転軸に対して垂直な垂直面３４１ｂ，３４２ｂを有している。そして、この第２ウェッジプリズム３４１，３４２においては、偏角が「０」の状態（互いの斜面が平行な状態）から、他方のウェッジプリズム３４２が回転されて配置されており、２つのウェッジプリズム３４１，３４２の斜面３４１ａ，３４２ａは平行ではない。このような２つの第２ウェッジプリズム３４１，３４２の組合せによって、１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２は所定の偏角を有している。この偏角は、第１ウェッジプリズム３２１，３２２の偏角よりも大きい。

なお、１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２は、一方が他方に対して回転させられているので、これらの回転バランスは第１ウェッジプリズム３２１，３２２に比較して良くない。しかし、第２ウェッジプリズム３４１，３４２は、レーザ光を走査するための手段であるので、回転速度は低速であり、加工時において動的アンバランスが加工品質に悪影響を与えることはない。

また、この第２中空モータ１８の内部で、１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２の出力側には、集光レンズ３５が固定されている。なお、集光レンズ３５は第２中空モータ１８とは別に単独で配置するようにしても良い。

＜レーザ照射ヘッドの支持及び搬送系＞
以上のようなレーザ照射ヘッド３は、前述のように、ベッド１の門型フレーム１ａに支持されている。より詳細には、図３に示すように、門型フレーム１ａの上面にはｘ軸方向に延びる１対の第３ガイドレール３６が設けられており、この１対の第３ガイドレール３６及び図示しない駆動機構がｘ軸方向移動機構２１を構成している。そして、１対の第３ガイドレール３６には、支持部材３７が移動自在に支持されている。支持部材３７は、第３ガイドレール３６に支持された横支持部材３８と、横支持部材３８のワークテーブル２側の一端側から下方に延びる縦支持部材３９と、を有している。縦支持部材３９の側面には、ｚ軸方向に延びる１対の第４ガイドレール４０が設けられており、この１対の第４ガイドレール４０及び図示しない駆動機構がｚ軸方向移動機構２２を構成している。第４ガイドレール４０には、ｚ軸方向に移動自在に第３移動テーブル４１が支持されている。

そして、レーザ光出力部１５、第１〜第４ミラー２５〜２８、パワーモニタ２９、及びビームエキスパンダ３０が、横支持部材３８に支持されている。また、第３移動テーブル４１にはモータ支持部材４２が固定されており、このモータ支持部材４２に、第１中空モータ１７及び第２中空モータ１８が支持されている。

［動作］
次に、レーザ光によるガラス基板の加工動作について説明する。

まず、ワークテーブル２の表面に複数のブロック６を設置する。このとき、複数のブロック６は、図２に示すように、ガラス基板Ｇの加工ラインＬを避けるように配置する。以上のようにして設置された複数のブロック６上に、加工すべきガラス基板Ｇを載置する。

次に、ｘ軸方向移動機構２１によってレーザ照射ヘッド３をｘ軸方向に移動し、またテーブル移動機構５によってワークテーブル２をｙ軸方向に移動し、レーザ照射ヘッド３によるレーザ光の集光点が加工ラインＬのスタート位置にくるように位置させる。

以上のようにしてレーザ照射ヘッド３及びガラス基板Ｇを加工位置に移動させた後、レーザ光をガラス基板に照射して加工を行う。ここでは、レーザ光出力部１５から出射されたレーザ光は、第１ミラー２５によって反射されて第２ミラー２６に導かれる。なお、第１ミラー２５に入射したレーザ光はパワーモニタ２９によってレーザ出力が計測される。第２ミラー２６に入射したレーザ光はｙ軸方向に反射され、ビームエキスパンダ３０によって光束が拡げられて第３ミラー２７に導かれる。そして、第３ミラー２７で反射され、さらに第４ミラー２８で反射されたレーザ光は、第１中空モータ１７の中心部に設けられた１対の第１ウェッジプリズム３２１，３２２に入力される。

１対の第１及び第２ウェッジプリズム３２１，３２２に入力されたレーザ光は、２つの第１ウェッジプリズム３２１，３２２の屈折率が異なることにより、偏向されて出力される。また、第１ウェッジプリズム３２１，３２２は，例えば１５０００rpm以上で高速回転させられるので、第１ウェッジプリズム３２１，３２２を透過したレーザ光は、小さい回転半径（例えば直径０．４mm〜０．８mm）で高速回転している。

第１ウェッジプリズム３２１，３２２から出射されたレーザ光は、第２ウェッジプリズム３４１，３４２に入力される。この第２ウェッジプリズム３４１，３４２は、一方が他方に対して回転させられており、第１ウェッジプリズム３２１，３２２に比較して大きな偏角を有している。このため、第２ウェッジプリズム３４１，３４２を回転させることにより、高速回転するレーザ光が、比較的大きな回転半径（例えば外側直径５．０mm）で回転走査される。なお、第２ウェッジプリズム３４１，３４２の回転数は低く、例えば４００〜８００rpm程度である。

以上のようなレーザ光のガラス基板上での軌跡を図７に示している。ここで、１対の第１ウェッジプリズム３２１，３２２における加工誤差や取付誤差等によって、第１ウェッジプリズム３２１，３２２によって偏向、回転されたレーザ光により描かれる円の径に誤差が生じる。この誤差によって、最終的に加工される孔の径に誤差が生じる。この場合は、第２ウェッジプリズム３４１，３４２の一方を他方に対して回転させて、偏角を調整し、第２ウェッジプリズム３４１，３４２を通過したレーザ光による走査軌跡を調整すればよい。これにより、高い精度で所望の径の孔を加工することができる。

ここで、レーザ光による１回の加工でガラスが除去される高さは数十μｍである。したがって、ガラス基板Ｇに孔開け加工を行う場合、集光点を加工ラインに沿って一度だけ走査しても孔を形成すること、すなわち加工ラインの内側の部分を抜き落とすことは、一般的に困難である。

そこで通常は、まず、集光点（加工部位）がガラス基板の下面に形成されるように、集光レンズ３５を含む第２中空モータ１８のｚ軸方向の位置をｚ軸移動装置２２によって制御する（図８（ａ）参照）。この状態で集光点を加工ラインに沿って１周させた後、第２中空モータ１８のｚ軸方向の位置を制御することにより、図８（ｂ）に示すように、集光点を上昇させる。そして、同様に集光点を加工ラインに沿って１周させた後、さらに集光点を上昇させる。以上の動作を繰り返し実行することにより、加工ラインの内側部分を抜き落として孔を形成することができる。

あるいは、集光点を加工ラインに沿って１周させる毎に上昇させる代わりに、適切な速さで連続的にｚ軸方向に上昇させ、螺旋状に加工することでも同様に孔開け加工を行うことができる。

［特徴］
以上のような本実施形態では、レーザ光の偏向手段を、１対のウェッジプリズムによって構成しているので、安価に実現できる。そして、高速回転させる１対の第１ウェッジプリズム３２１，３２２については、同形状、同比重にし、かつ互いの斜面が平行になるように配置しているので、回転バランスが良好であり、高速回転させても振動を少なく抑えることができ、精度の良い加工を行うことができる。そして、集光点を高速回転させつつ走査してガラス基板を加工ラインに沿って加工するので、従来の装置に比較して加工時間を短縮することができる。

［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。

（ａ）前記実施形態では、走査手段を、第２中空モータ１８及び１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２で構成し、ガラス基板に孔を形成する場合について説明したが、走査手段はこのような構成に限定されない。

例えば、第２中空モータ及び１対の第２プリズムに代えて、２つのガルバノミラーを設けて、任意の形状に走査できるようにしても良い。具体的には、ガラス基板表面に沿った平面内においてｘ軸方向にレーザ光を走査するためのｘ方向ガルバノミラーと、ガラス基板表面に沿った平面内においてｙ軸方向にレーザ光を走査するためのｙ方向ガルバノミラーと、を設けるとともに、ｆθレンズを配置することにより、レーザ光を、ガラス基板表面において任意の形状に走査することができる。

（ｂ）前記実施形態では、集光点をｚ軸方向に移動させる機構として、集光レンズ３５を含む第２中空モータ１８をｚ軸移動装置２２によって移動させるようにしたが、集光レンズ３５を含む第２中空モータ１８を固定しておき、ワークテーブル２をｚ軸方向に移動させるようにしても良い。

（ｃ）光学系の具体的な構成は前記実施形態に限定されない。レーザ光出力部１５のレーザ光を、光軸の調整が容易で、かつ効果的に第１中空モータ１７の第１ウェッジプリズム３２１，３２２に入力できればよい。

（ｄ）第１ウェッジプリズム３２１，３２２の具体例は一例であって、これらに限定されるものではない。また、加工例の各数値も一例にすぎない。

２ ワークテーブル
１５ レーザ出力部
１６ 光学系
１７ 第１中空モータ
１８ 第２中空モータ
３２１，３２２ 第１ウェッジプリズム
３４１，３４２ 第２ウェッジプリズム
３５ 集光レンズ
Ｇ ガラス基板

Claims (6)

1. ガラス基板にレーザ光を照射して加工を行う加工装置であって、
   加工すべきガラス基板が載置されるワークテーブルと、
   レーザ光を出力するレーザ光出力部と、
   レーザ光出力部から出射されたレーザ光を偏向させるための１対の第１ウェッジプリズム及び前記１対の第１ウェッジプリズムを回転させる駆動手段を有する偏向・回転手段と、
   前記偏向・回転手段からのレーザ光を、前記ガラス基板上に集光させる集光手段と、
   集光されたレーザ光を前記ガラス基板上で走査する走査手段と、
   を備え、
   前記偏向・回転手段を構成する１対の第１ウェッジプリズムは、互いの屈折率が異なり、かつそれぞれの対向する近接面が平行で、かつ互いの離れた面が平行に配置されるとともに、前記１対のウェッジプリズム全体の重心が回転軸上にある、
   レーザ光によるガラス基板加工装置。
2. 前記１対の第１ウェッジプリズムは同じ形状である、請求項１に記載のレーザ光によるガラス基板加工装置。
3. 前記１対の第１ウェッジプリズムは同じ比重である、請求項２に記載のレーザ光によるガラス基板加工装置。
4. 前記偏向・回転手段を構成する駆動手段は、前記１対の第１ウェッジプリズムが内部に配置された第１中空モータである、請求項１から３のいずれかに記載のレーザ光によるガラス基板加工装置。
5. 前記走査手段は、
   対向して配置された１対の第２ウェッジプリズムと、
   前記１対の第２ウェッジプリズムが内部に配置された第２中空モータと、
   を含む、請求項１から４のいずれかに記載のレーザ光によるガラス基板加工装置。
6. 前記１対の第２ウェッジプリズムは、一方に対して他方を回転させて偏角を調整可能である、請求項５に記載のレーザ光によるガラス基板加工装置。

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