JP2017056489A - Optical processing device and method for producing optical workpiece - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate processing with respect to a relatively larger working object in an optical processing device that moves a light irradiation position with respect to the working object by optical scanning means.SOLUTION: The optical processing device includes: a light source 11; optical scanning means 21 for scanning with light from the light source; and condensation means 22 for condensing the scanning light from the optical scanning means toward the working object 35. The condensation means is mounted to movement means 25 moving relative to the working object, while the light source is not mounted to the movement means.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光加工装置及び光加工物の生産方法に関するものである。   The present invention relates to an optical processing apparatus and an optical processed product production method.

従来、光源からのレーザ光(加工光)を光走査手段により走査し、走査されたレーザ光をワーク(加工対象物)へ集光させて加工する光加工装置が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an optical processing apparatus that scans laser light (processing light) from a light source by an optical scanning unit and collects the scanned laser light on a workpiece (processing object) for processing.

例えば、特許文献1には、光源からのレーザビーム(加工光)をガルバノミラー(光走査手段)により2次元方向へ走査してワークに照射し、ワーク上のITO薄膜をパターニング加工したり、金属薄板からなるワーク自体を切削加工したりするレーザ加工装置が開示されている。このレーザ加工装置において、ワークはロール状に巻かれた状態でワーク供給部に保持されており、そのワーク供給部からワークを引き出してワークの被加工部分をレーザ加工装置の加工領域(ワークに対するレーザ光の走査範囲)へ移動させ、その被加工部分を加工処理する。加工処理後、ワークを更に引き出して次の被加工部分をレーザ加工装置の加工領域へ移動させ、当該次の被加工部分を加工処理する。   For example, in Patent Document 1, a laser beam (processing light) from a light source is scanned in a two-dimensional direction by a galvano mirror (optical scanning means) to irradiate a workpiece, and an ITO thin film on the workpiece is patterned, or metal A laser processing apparatus that cuts a workpiece itself made of a thin plate is disclosed. In this laser processing apparatus, the workpiece is held in the workpiece supply unit in a state of being wound in a roll shape, and the workpiece is pulled out from the workpiece supply unit, and the processed part of the workpiece is processed in the processing area of the laser processing apparatus (laser to the workpiece) To the scanning range of the light, and the processed portion is processed. After the processing, the workpiece is further pulled out and the next processed part is moved to the processing region of the laser processing apparatus, and the next processed part is processed.

特許文献1によれば、従来の光加工装置と比較して、ワークに対する光照射位置を光走査手段によって移動させる方が高速移動できるため、生産性を高めることができるとされている。ここでいう従来の光加工装置とは、加工対象物へのレーザ光の光軸を固定した状態で、その光軸(Z軸)に対して直交するX軸及びY軸のそれぞれの方向へ載置台を移動させることにより、加工対象物に対する光照射位置を移動させて加工処理を行うものである。   According to Patent Document 1, it is said that the productivity can be increased because the light irradiation position on the workpiece can be moved faster by the optical scanning means than the conventional optical processing apparatus. The conventional optical processing apparatus here refers to a state in which the optical axis of the laser beam to the object to be processed is fixed, and is placed in each of the X axis and Y axis orthogonal to the optical axis (Z axis). By moving the stage, the light irradiation position on the object to be processed is moved to perform the processing.

ところが、ワークに対する光照射位置を光走査手段によって移動させる光加工装置は、その加工光の走査範囲を広くすることが難しい。そのため、大きな加工対象物に対して加工処理を行うことが困難である。   However, it is difficult for the optical processing apparatus that moves the light irradiation position on the workpiece by the optical scanning means to widen the scanning range of the processing light. Therefore, it is difficult to perform processing on a large processing object.

上述した課題を解決するために、本発明は、光源と、前記光源による光を走査する光走査手段と、前記光走査手段によって走査された光を加工対象物へ向けて集光させる集光手段とを有する光加工装置において、前記集光手段は、前記加工対象物に対して移動する移動手段に搭載され、前記光源は、前記移動手段に非搭載であることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a light source, an optical scanning unit that scans light from the light source, and a condensing unit that condenses the light scanned by the optical scanning unit toward a workpiece. The light condensing means is mounted on a moving means that moves relative to the object to be processed, and the light source is not mounted on the moving means.

本発明によれば、加工対象物に対する光照射位置を光走査手段によって移動させる光加工装置において、比較的大きな加工対象物に対しても加工処理しやすいという優れた効果が奏される。   According to the present invention, in the optical processing apparatus that moves the light irradiation position on the processing object by the optical scanning unit, an excellent effect that it is easy to process a relatively large processing object is achieved.

実施形態1におけるレーザパターニング装置の主要部の構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of a laser patterning device according to Embodiment 1. FIG. 同レーザパターニング装置におけるレーザ発振器の一構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one structural example of the laser oscillator in the laser patterning apparatus. 同レーザパターニング装置における光走査手段の一変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of the optical scanning means in the laser patterning apparatus. 同レーザパターニング装置におけるワーク搬送部の一構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one structural example of the workpiece conveyance part in the laser patterning apparatus. 同レーザパターニング装置におけるワーク搬送部の他の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structure of the workpiece conveyance part in the laser patterning apparatus. 同レーザパターニング装置におけるキャリッジが主走査方向の異なる位置にそれぞれ位置するときのレーザ光の光路を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the optical path of a laser beam when the carriage in the said laser patterning apparatus is each located in a different position of the main scanning direction. ガルバノスキャナがキャリッジに非搭載である変形例において、キャリッジが主走査方向の異なる位置にそれぞれ位置するときのレーザ光の光路を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an optical path of laser light when the carriage is positioned at different positions in the main scanning direction in a modification in which the galvano scanner is not mounted on the carriage. 実施形態1のレーザパターニング装置によるパターニング加工処理の一例を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an example of a patterning process performed by the laser patterning device according to the first embodiment. ワーク上の被加工領域を12個のピースに分割して順次加工処理を行う場合の加工順序を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the process sequence in the case of dividing | segmenting the to-be-processed area | region on a workpiece | work into 12 pieces, and performing a process sequentially. ピース(被加工部分)間で連続すべき配線パターンの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the wiring pattern which should be continued between pieces (processed part). 実施形態2のレーザパターニング装置によるパターニング加工処理の一例を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating an example of a patterning process performed by the laser patterning device according to the second embodiment. レーザパターニング装置における他の構成例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other structural example in a laser patterning apparatus.

〔実施形態1〕
以下、本発明に係る光加工装置をレーザパターニング装置に適用した一実施形態(以下、本実施形態を「実施形態1」という。)について説明する。
本実施形態1のレーザパターニング装置における加工対象物は、基材上にITO薄膜が形成されたワークであり、このワーク上のITO薄膜にレーザ光(加工光)を照射して部分的にITO薄膜を除去することにより、ITO薄膜をパターニング加工するものである。ただし、本発明に係る光加工装置は、本実施形態1に係るレーザパターニング装置に限定されるものではなく、他のパターニング加工を行う装置、切削加工などの他の加工処理を行う装置、非レーザ光を加工光として用いて加工する装置などにも、適用可能である。
Embodiment 1
Hereinafter, an embodiment in which an optical processing apparatus according to the present invention is applied to a laser patterning apparatus (hereinafter, this embodiment is referred to as “Embodiment 1”) will be described.
An object to be processed in the laser patterning apparatus according to the first embodiment is a work in which an ITO thin film is formed on a base material, and the ITO thin film on the work is irradiated with laser light (processing light) to be partially an ITO thin film. By removing the film, the ITO thin film is patterned. However, the optical processing device according to the present invention is not limited to the laser patterning device according to the first embodiment, but is a device that performs other patterning processing, a device that performs other processing such as cutting, and a non-laser. The present invention can also be applied to an apparatus that processes light using processing light.

図1は、本実施形態1におけるレーザパターニング装置の主要部の構成を示す模式図である。
本実施形態1のレーザパターニング装置は、レーザ出力部1と、レーザ走査部2と、ワーク搬送部3と、制御部4とを備えている。
レーザ出力部1は、光源としてのレーザ発振器11と、レーザ発振器11から出力される加工光としてのレーザ光Lのビーム径を拡大するビームエキスパンダ12とを有する。
レーザ走査部2は、レーザ光Lを反射するX軸方向走査用とY軸方向走査用の2つのガルバノミラー21aをステッピングモータ21bで回動させてX軸方向及びY軸方向にレーザ光Lを走査させる光走査手段としてのガルバノスキャナ21と、ガルバノスキャナ21で走査されたレーザ光Lをワーク35の表面(被加工面)又は基材とITO膜との界面等のワーク内部(ワーク表面から所定深さだけオフセットした箇所)に集光させる集光手段としてのfθレンズ22とを有する。
ワーク搬送部3は、ワーク35を副走査方向(Y軸方向)に移動させる搬送ローラ対32を備え、搬送ローラ対32で挟持したワーク35を副走査方向(Y軸方向)へ搬送する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of the laser patterning apparatus according to the first embodiment.
The laser patterning apparatus according to the first embodiment includes a laser output unit 1, a laser scanning unit 2, a work transfer unit 3, and a control unit 4.
The laser output unit 1 includes a laser oscillator 11 as a light source, and a beam expander 12 that expands the beam diameter of laser light L as processing light output from the laser oscillator 11.
The laser scanning unit 2 rotates the two galvanometer mirrors 21a for reflecting the laser light L in the X-axis direction and the Y-axis direction by a stepping motor 21b to emit the laser light L in the X-axis direction and the Y-axis direction. The galvano scanner 21 as an optical scanning means for scanning, and the laser light L scanned by the galvano scanner 21 inside the work (surface to be processed) or the interface between the base material and the ITO film (predetermined from the work surface) And an fθ lens 22 as a condensing means for condensing light at a position offset by the depth.
The work transport unit 3 includes a transport roller pair 32 that moves the work 35 in the sub-scanning direction (Y-axis direction), and transports the work 35 sandwiched between the transport roller pair 32 in the sub-scanning direction (Y-axis direction).

レーザ出力部1のレーザ発振器11は、レーザドライバ部10によって制御される。具体的には、レーザドライバ部10は、レーザ走査部2のガルバノスキャナ21の走査動作に連動してレーザ発振器11の発光を制御する。レーザ発振器11には、例えば、基材への熱影響によるダメージが少ない100[ns]以下のパルス発振によるパルスファイバレーザを用いることができるが、他の光源を用いてもよい。   The laser oscillator 11 of the laser output unit 1 is controlled by the laser driver unit 10. Specifically, the laser driver unit 10 controls the light emission of the laser oscillator 11 in conjunction with the scanning operation of the galvano scanner 21 of the laser scanning unit 2. As the laser oscillator 11, for example, a pulse fiber laser by pulse oscillation of 100 [ns] or less with little damage due to thermal influence on the base material can be used, but other light sources may be used.

図2は、本実施形態1のレーザ発振器11の一構成例を示す模式図である。
本実施形態1のレーザ発振器11は、MOPA(Master Oscillator Power Amplifier)と呼ばれるパルスファイバレーザである。このレーザ発振器11は、シードLD74をパルスジェネレータ73でパルス発振させてシード光を生成し、光ファイバアンプで複数段階に増幅するパルスエンジン部70と、パルスエンジン部70から出力されるレーザ光Lを導光する出力ファイバ71と、平行光束化手段としてのコリメート光学系83により略平行光束としてレーザ光Lを出射する出力ヘッド部72とから構成されている。本実施形態1では、出力ヘッド部72のみがレーザ出力部1に設けられる。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the laser oscillator 11 according to the first embodiment.
The laser oscillator 11 according to the first embodiment is a pulse fiber laser called MOPA (Master Oscillator Power Amplifier). The laser oscillator 11 generates a seed beam by oscillating a seed LD 74 with a pulse generator 73 and amplifies the laser beam L output from the pulse engine unit 70 in a plurality of stages with an optical fiber amplifier. An output fiber 71 that guides light and an output head unit 72 that emits laser light L as a substantially parallel light beam by a collimating optical system 83 as a parallel light beam forming unit. In the first embodiment, only the output head unit 72 is provided in the laser output unit 1.

パルスエンジン部70は、光ファイバ78、励起LD76及びカプラ77を有するプリアンプ部と、光ファイバ82、励起LD80及びカプラ81を有するメインアンプ部とから構成される。光ファイバには、コアに希土類元素をドープしたダブルクラッド構造のものが用いられ、励起LD76からの励起光の吸収によりファイバの出力端、入射端に設置されるミラー間で反射を繰り返しレーザ発振に至る。図2中符号75は、逆方向の光を遮断するアイソレータであり、図2中符号79は、ASE光を除去するバンドパスフィルタである。   The pulse engine unit 70 includes a preamplifier unit having an optical fiber 78, a pumping LD 76 and a coupler 77, and a main amplifier unit having an optical fiber 82, a pumping LD 80 and a coupler 81. An optical fiber having a double clad structure in which a core is doped with a rare earth element is used, and laser light is repeatedly reflected between mirrors installed at the output end and the incident end of the fiber by absorption of pumping light from the pumping LD 76. It reaches. Reference numeral 75 in FIG. 2 is an isolator that blocks light in the reverse direction, and reference numeral 79 in FIG. 2 is a bandpass filter that removes ASE light.

本実施形態1では、シードLD74の波長を近赤外の1064[nm]としているが、第2高調波である532[nm]、第3高調波である355[nm]をはじめとして、ワーク材質に応じて好適な波長を選択できる。なお、レーザ発振器11には、イットリウム・バナデート結晶からなるレーザ媒質に励起光を照射することでレーザ発振を生じさせるYVOレーザ等の固体レーザを用いてもよい。 In the first embodiment, the wavelength of the seed LD 74 is set to 1064 [nm] in the near infrared, but the work material includes the second harmonic of 532 [nm] and the third harmonic of 355 [nm]. A suitable wavelength can be selected according to. The laser oscillator 11 may be a solid laser such as a YVO 4 laser that generates laser oscillation by irradiating a laser medium made of yttrium vanadate crystal with excitation light.

レーザ走査部2のガルバノスキャナ21は、X軸方向走査用とY軸方向走査用の各ガルバノミラー21aをそれぞれ回動させる各ステッピングモータ21bがガルバノスキャナ制御部20によって制御される。ガルバノスキャナ制御部20は、加工パターンを構成する線分要素データ(線分始点座標と線分終点座標)に応じて、ガルバノミラー21aの反射面に対する傾斜角度(反射面に入射してくるレーザ光の光軸に対する反射面の傾斜角度)がX軸方向に対応する方向あるいはY軸方向に対応する方向へ変化するように、各ステッピングモータ21bを制御する。これにより、線分要素の始点及び終点のX−Y座標に対応して、各ガルバノミラー21aを走査開始傾斜角度から走査終了傾斜角度まで回動させることができる。   The galvano scanner 21 of the laser scanning unit 2 is controlled by the galvano scanner control unit 20 for each stepping motor 21b that rotates the galvano mirrors 21a for X-axis direction scanning and Y-axis direction scanning. The galvano scanner control unit 20 tilts the laser beam incident on the reflecting surface with respect to the reflecting surface of the galvano mirror 21a in accordance with line segment element data (line segment start point coordinates and line segment end point coordinates) constituting the processing pattern. Each stepping motor 21b is controlled such that the angle of inclination of the reflecting surface with respect to the optical axis of the light changes in a direction corresponding to the X-axis direction or a direction corresponding to the Y-axis direction. Thereby, each galvanometer mirror 21a can be rotated from the scanning start inclination angle to the scanning end inclination angle corresponding to the XY coordinates of the start point and the end point of the line segment element.

なお、本実施形態1では、光走査手段として、X軸方向走査とY軸方向走査のいずれもガルバノスキャナによって構成しているが、これに限らず、広く公知の光走査手段を用いることができる。また、X軸方向走査用の光走査手段とY軸方向走査用の光走査手段は、異なる構成の光走査手段であってもよい。例えば、図3に示すように、Y軸方向走査用の走査手段にはガルバノスキャナ21を用い、X軸方向走査用の走査手段にはポリゴンミラー91aをモータ91bで回転させるポリゴンスキャナ91を用いてもよい。X軸方向の光走査制御は、図3に示すように、ポリゴンミラー91aで反射したレーザ光Lをレンズ92を介して光学センサ93で受光する受光タイミングに基づいて行うことができる。   In the first embodiment, as the optical scanning unit, both the X-axis direction scanning and the Y-axis direction scanning are configured by galvano scanners. However, the present invention is not limited to this, and widely known optical scanning units can be used. . In addition, the optical scanning unit for scanning in the X-axis direction and the optical scanning unit for scanning in the Y-axis direction may be optical scanning units having different configurations. For example, as shown in FIG. 3, a galvano scanner 21 is used as the scanning means for Y-axis direction scanning, and a polygon scanner 91 that rotates a polygon mirror 91a with a motor 91b is used as the scanning means for X-axis direction scanning. Also good. As shown in FIG. 3, the optical scanning control in the X-axis direction can be performed based on the light reception timing at which the optical sensor 93 receives the laser light L reflected by the polygon mirror 91a via the lens 92.

レーザ走査部2は、主走査方向(X軸方向)に移動可能なキャリッジ25上に搭載されている。キャリッジ25は、駆動プーリ27a及び従動プーリ27bに掛け渡されているタイミングベルト27上に取り付けられている。駆動プーリ27aに接続されているステッピングモータ26を駆動させることで、タイミングベルト27が移動し、主走査方向に延びるリニアガイド29(図4参照)に沿ってタイミングベルト27上のキャリッジ25が主走査方向(X軸方向)へ移動する。キャリッジ25の主走査方向位置は、リニアエンコーダ28からの出力信号(アドレス信号)に基づいて検出することができる。ステッピングモータ26は、主走査制御部24によって制御される。   The laser scanning unit 2 is mounted on a carriage 25 that can move in the main scanning direction (X-axis direction). The carriage 25 is mounted on a timing belt 27 that is stretched over a driving pulley 27a and a driven pulley 27b. By driving the stepping motor 26 connected to the driving pulley 27a, the timing belt 27 moves, and the carriage 25 on the timing belt 27 performs main scanning along a linear guide 29 (see FIG. 4) extending in the main scanning direction. Move in the direction (X-axis direction). The position of the carriage 25 in the main scanning direction can be detected based on an output signal (address signal) from the linear encoder 28. The stepping motor 26 is controlled by the main scanning control unit 24.

なお、本実施形態1では、レーザ走査部2を搭載するキャリッジ25の移動手段として、タイミングベルトを利用した移動手段を採用しているが、これに限られず、リニアステージ等の直線移動可能な手段でも代用できるし、2次元方向へ移動させる移動手段を利用してもよい。   In the first embodiment, the moving means using the timing belt is adopted as the moving means of the carriage 25 on which the laser scanning unit 2 is mounted. However, the moving means using the timing belt is not limited to this, and a linearly movable means such as a linear stage is used. However, it can be substituted, and a moving means for moving in a two-dimensional direction may be used.

ワーク搬送部3は、駆動ローラ32aと従動ローラ32bとからなる搬送ローラ対32を備え、駆動ローラ32aは、タイミングベルト31aを介してステッピングモータ31によって駆動される。ステッピングモータ31は、副走査制御部30によって制御され、搬送ローラ対32で挟持したワーク35を副走査方向(Y軸方向)における目標送り位置へ移動させることができる。これにより、レーザ走査部2から照射されるレーザ光Lの走査範囲である加工領域36へワーク上の被加工部分を順次送り込む。   The work conveyance unit 3 includes a conveyance roller pair 32 including a driving roller 32a and a driven roller 32b. The driving roller 32a is driven by a stepping motor 31 via a timing belt 31a. The stepping motor 31 is controlled by the sub-scanning control unit 30 and can move the workpiece 35 sandwiched between the conveying roller pair 32 to a target feed position in the sub-scanning direction (Y-axis direction). As a result, the parts to be processed on the workpiece are sequentially fed into the processing region 36 that is the scanning range of the laser light L emitted from the laser scanning unit 2.

具体的には、ワーク搬送部3は、ワーク35の主走査方向両端付近におけるワーク表面に形成されているアライメントマーク37を撮像するモニタカメラ33,34を備えている。副走査制御部30は、ステッピングモータ31によってワーク35を微小量ずつワーク送り方向B(副走査方向)へステップ送りしながら、モニタカメラ33,34から出力される画像データを順次取り込む。そして、パターンマッチング処理等によりアライメントマーク37を検出して、目標送り位置までのワーク移動量を演算し、その演算結果に基づいてステッピングモータ31を制御して、ワーク35の副走査方向位置を目標送り位置まで移動させる。   Specifically, the workpiece transport unit 3 includes monitor cameras 33 and 34 that capture images of alignment marks 37 formed on the workpiece surface near both ends of the workpiece 35 in the main scanning direction. The sub-scanning control unit 30 sequentially captures the image data output from the monitor cameras 33 and 34 while stepping the workpiece 35 by the stepping motor 31 in small steps in the workpiece feeding direction B (sub-scanning direction). Then, the alignment mark 37 is detected by pattern matching processing or the like, the amount of workpiece movement to the target feed position is calculated, the stepping motor 31 is controlled based on the calculation result, and the position of the workpiece 35 in the sub-scanning direction is determined. Move to the feed position.

図4は、ワーク搬送部3の一構成例を示す模式図である。
本実施形態1におけるワーク35は、スプール軸51上にロール状に巻かれており、そこから引き出されたワーク部分が入口ガイド板52に沿って搬送ローラ対32のニップに挟持され、搬送ローラ対32の駆動によって巻き出されて加工テーブル53上にセットされる。加工テーブル53には無数の細孔が形成されており、加工テーブル53の裏面に形成された空洞部57の空気をポンプ58が吸い出すことにより、ワーク35を加工テーブル53の表面に吸着させ、加工領域36におけるワーク35の平面性を確保している。加工後のワークは、カッター54を主走査方向へ移動させることにより所定サイズごとに裁断され、トレイ55に排出される。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the workpiece transfer unit 3.
The work 35 in the first embodiment is wound on the spool shaft 51 in a roll shape, and a work portion drawn out from the work is sandwiched between nips of the transport roller pair 32 along the inlet guide plate 52, and the transport roller pair. It is unwound by driving 32 and set on the processing table 53. Innumerable pores are formed in the processing table 53, and the work 58 is adsorbed on the surface of the processing table 53 by sucking the air in the cavity 57 formed on the back surface of the processing table 53 by the pump 58. The flatness of the work 35 in the region 36 is ensured. The processed workpiece is cut into predetermined sizes by moving the cutter 54 in the main scanning direction, and is discharged onto the tray 55.

なお、本実施形態1では、スプール軸51上に巻かれたロールからワークを巻き出し、加工後のワークをカットシートとして排出するロールtoシート方式を採用しているが、図5に示すように、加工後のワークをロール状に巻き取るロールtoロール方式でも同様である。   In the first embodiment, a roll-to-sheet method is adopted in which the work is unwound from a roll wound on the spool shaft 51 and the processed work is discharged as a cut sheet. As shown in FIG. The same applies to the roll-to-roll system in which the processed workpiece is wound into a roll.

図5に示す例では、加工後のワークは、その表面に付着した加工塵を一対のクリーンローラ64によって取り除いた後、巻取軸67に巻き取られる。クリーンローラ64に吸着した加工塵は、粘着ローラ65に転写されて回収される。また、図5に示す例では、加工後のワーク表面を擦れ等の傷から保護するために、加工後のワーク35の表裏にラミネートフィルムを貼り合せてから巻取軸67に巻き取る。ラミネートフィルムは、ラミネートロール66から巻き出され、加工後のワークと一緒に巻取軸67に巻き込まれる。   In the example shown in FIG. 5, the processed workpiece is wound around the winding shaft 67 after the processing dust adhering to the surface is removed by the pair of clean rollers 64. The processing dust adsorbed on the clean roller 64 is transferred to the adhesive roller 65 and collected. In the example shown in FIG. 5, in order to protect the processed workpiece surface from scratches such as rubbing, a laminate film is bonded to the front and back of the processed workpiece 35 and then wound around the winding shaft 67. The laminate film is unwound from the laminating roll 66 and wound on the take-up shaft 67 together with the processed workpiece.

制御部4は、本レーザパターニング装置の全体を統括して管理、制御する制御PC40を備えている。制御PC40は、レーザドライバ部10、ガルバノスキャナ制御部20、主走査制御部24、副走査制御部30等に接続されており、各々のステータスを管理したり、加工シーケンスを制御したりする。   The control unit 4 includes a control PC 40 that manages and controls the entire laser patterning apparatus. The control PC 40 is connected to the laser driver unit 10, the galvano scanner control unit 20, the main scanning control unit 24, the sub-scanning control unit 30 and the like, and manages each status and controls the processing sequence.

レーザ出力部1のビームエキスパンダ12は、複数枚からなるレンズで構成され、レーザ光路上においてレーザ走査部2のfθレンズ22に最も近いレンズ39の位置がレーザ光の光軸方向へ移動可能に構成されている。レンズ39の位置を移動させることにより、レーザ走査部2を搭載したキャリッジが後述するように主走査方向の各停止目標位置に停止したときの集光距離が揃うように微調整することができる。すなわち、ビームエキスパンダ12は、ガルバノスキャナ21に入射するレーザ光Lが平行光束となるように微調整するフォーカシング機能を備える。
また、主走査方向の各停止目標位置に応じてレンズ39の位置を個別に移動調整するアクチュエータを備え、集光距離を各停止目標位置毎に可変することにより、被加工面に対するキャリッジの移動方向の平行度がわずかにずれている場合であってもfθレンズ22の結像位置を精度よく合わせることができる。
The beam expander 12 of the laser output unit 1 is composed of a plurality of lenses, and the position of the lens 39 closest to the fθ lens 22 of the laser scanning unit 2 on the laser beam path is movable in the optical axis direction of the laser beam. It is configured. By moving the position of the lens 39, the carriage on which the laser scanning unit 2 is mounted can be finely adjusted so that the converging distances when the carriage stops at each stop target position in the main scanning direction are aligned as will be described later. That is, the beam expander 12 has a focusing function that finely adjusts the laser light L incident on the galvano scanner 21 to be a parallel light flux.
In addition, an actuator for individually moving and adjusting the position of the lens 39 according to each stop target position in the main scanning direction is provided, and the moving distance of the lens 39 is varied for each stop target position, thereby moving the carriage in the processing surface. The image forming position of the fθ lens 22 can be adjusted with high accuracy even when the parallelism is slightly shifted.

本実施形態1において、ワーク35に対するレーザ光Lの走査範囲である加工領域36のX軸方向及びY軸方向における各最大長Lは、fθレンズ22の焦点距離をfとすると、それぞれのガルバノミラー21aの最大傾斜角度θ(例えば±20°)を用いて、下記の式(1)より得られる。
L = f × θ ・・・(1)
この式(1)に示すように、加工領域36の広さは、ガルバノスキャナ21の走査範囲(ガルバノミラー21aの最大傾斜角度)によって制限されることになる。ここで、ガルバノスキャナ21の走査範囲が広がるほど、ワーク35上での適切な集光が困難となるため、加工領域36内における加工の均一性を維持することが難しくなる。そのため、ガルバノスキャナ21の走査範囲すなわちガルバノミラー21aの最大傾斜角度θを広げるにも限界がある。したがって、ガルバノスキャナ21の走査範囲(ガルバノミラー21aの最大傾斜角度θ)を広げて加工領域36の広さを拡げることには限界がある。
In the first embodiment, the maximum lengths L in the X-axis direction and the Y-axis direction of the processing region 36 that is the scanning range of the laser beam L with respect to the workpiece 35 are the respective galvanometer mirrors, where f is the focal length of the fθ lens 22. Using the maximum inclination angle θ of 21a (for example, ± 20 °), the following equation (1) is obtained.
L = f × θ (1)
As shown in this equation (1), the width of the processing region 36 is limited by the scanning range of the galvano scanner 21 (the maximum inclination angle of the galvano mirror 21a). Here, as the scanning range of the galvano scanner 21 increases, it becomes more difficult to properly collect light on the work 35, so that it becomes difficult to maintain the processing uniformity in the processing region 36. Therefore, there is a limit in increasing the scanning range of the galvano scanner 21, that is, the maximum inclination angle θ of the galvano mirror 21a. Therefore, there is a limit in expanding the width of the processing region 36 by expanding the scanning range of the galvano scanner 21 (the maximum inclination angle θ of the galvano mirror 21a).

一方、前記式(1)によれば、fθレンズ22の焦点距離fを長くすれば、加工領域36の広さを拡げることができる。しかしながら、この焦点距離fを長くするほど、ワーク35からfθレンズ22を遠ざけて配置する必要があり、本レーザパターニング装置が大型化してしまうという問題が生じる。   On the other hand, according to the above formula (1), if the focal length f of the fθ lens 22 is increased, the width of the processing region 36 can be increased. However, as the focal length f is increased, it is necessary to dispose the fθ lens 22 away from the work 35, which causes a problem that the laser patterning apparatus is increased in size.

加えて、X軸方向及びY軸方向における各加工分解能σは、ステッピングモータ21bのパルス数をPとすると、下記の式(2)より得られる。
σ = f × (2π/P) ・・・(2)
この式(2)に示すように、fθレンズ22の焦点距離fを長くするほど、加工分解能σが低くなる。よって、高い加工分解能σによる高精細な加工の実現と、より広い加工領域の実現とは、トレードオフの関係にある。したがって、加工分解能σを考慮すると、焦点距離fを長くして加工領域36の広さを拡げることにも限界がある。
In addition, each processing resolution σ in the X-axis direction and the Y-axis direction can be obtained from the following equation (2), where P is the number of pulses of the stepping motor 21b.
σ = f × (2π / P) (2)
As shown in Expression (2), the processing resolution σ decreases as the focal length f of the fθ lens 22 increases. Therefore, the realization of high-definition machining with a high machining resolution σ and the realization of a wider machining area are in a trade-off relationship. Therefore, when the processing resolution σ is taken into consideration, there is a limit to extending the processing area 36 by increasing the focal length f.

他方、ワーク35を、ワーク搬送部3により副走査方向(Y軸方向)へ移動させるだけでなく、主走査方向(X軸方向)にも移動させる移動機構を設ける方法も考えられる。この方法であれば、加工領域36に対してワーク35の被加工部分を主走査方向に順次入れ替えながら、各被加工部分に対して加工処理を行うことができるので、加工領域36を超える主走査方向長さをもったワークに対しても加工処理が行うことが可能である。   On the other hand, a method of providing a moving mechanism for moving the work 35 not only in the sub-scanning direction (Y-axis direction) but also in the main scanning direction (X-axis direction) by the work transport unit 3 is also conceivable. According to this method, since the processing portion can be processed on each processing portion while sequentially replacing the processing portion of the workpiece 35 in the main scanning direction with respect to the processing region 36, the main scanning exceeding the processing region 36 is performed. Machining can be performed on a workpiece having a length in the direction.

しかしながら、ワークを副走査方向(Y軸方向)だけでなく主走査方向(X軸方向)にも移動させる移動機構を設けることは、本レーザパターニング装置の大型化を招く。特に、本実施形態1では、副走査方向におけるワーク長さが加工領域36を超えるほどの長さをもった大きなワーク35であるため、このような大きなワーク35を更に主走査方向(X軸方向)にも移動させるためには大型の移動機構を必要とする。しかも、このような大きなワーク35は重量も大きいため、慣性力が大きく、高速な移動が実現困難であり、生産性が低いという問題も生じる。   However, providing a moving mechanism that moves the workpiece not only in the sub-scanning direction (Y-axis direction) but also in the main-scanning direction (X-axis direction) causes an increase in the size of the laser patterning apparatus. In particular, in the first embodiment, since the work length in the sub-scanning direction is a large work 35 having a length exceeding the processing region 36, such a large work 35 is further moved in the main scanning direction (X-axis direction). ) Also requires a large moving mechanism. Moreover, since such a large work 35 has a large weight, there is a problem that inertia force is large, high-speed movement is difficult to realize, and productivity is low.

そこで、本実施形態1においては、主走査方向(X軸方向)について、ワーク35を移動させるのではなく、レーザ光Lの走査範囲を主走査方向へ移動させる構成を採用している。詳しくは、キャリッジ25上にレーザ走査部2を搭載し、レーザ走査部2を主走査方向へ移動可能に構成している。これにより、主走査方向(X軸方向)へワーク35を移動させることなく、ガルバノスキャナ21によって走査されたレーザ光Lがワーク表面を走査する範囲すなわち加工領域36をワーク35に対して主走査方向へ相対移動させることができる。これにより、ワーク35の被加工部分を加工領域36へ順次移動させて加工処理を行うことができ、主走査方向(X軸方向)における加工領域36の幅が狭くても、その幅を超える大きなワーク35に対して加工処理を行うことができる。   Therefore, in the first embodiment, a configuration is adopted in which the scanning range of the laser light L is moved in the main scanning direction instead of moving the workpiece 35 in the main scanning direction (X-axis direction). Specifically, the laser scanning unit 2 is mounted on the carriage 25, and the laser scanning unit 2 is configured to be movable in the main scanning direction. As a result, the range in which the laser beam L scanned by the galvano scanner 21 scans the surface of the workpiece, that is, the processing region 36 is moved in the main scanning direction relative to the workpiece 35 without moving the workpiece 35 in the main scanning direction (X-axis direction). Can be moved relative to each other. Thereby, the part to be processed of the workpiece 35 can be sequentially moved to the processing region 36 to perform the processing, and even if the width of the processing region 36 in the main scanning direction (X-axis direction) is narrow, the processing region 36 is larger Processing can be performed on the workpiece 35.

その結果、加工領域36を無理に拡げることなく、加工領域36を超える大きなワーク35に対して加工処理を行うことができることで、高い加工分解能σを維持できるので、大きなワーク35に対して高精細な加工を実現することができる。しかも、主走査方向(X軸方向)へ移動する移動手段としてのキャリッジ25に搭載される搭載物は、本実施形態1では、実質的には、レーザ走査部2のみ、すなわち、ガルバノスキャナ21とfθレンズ22のみである。この搭載物の重量は、ワーク35に比べて遙かに軽量であることから、キャリッジ25の主走査方向への高速移動が実現でき、高い生産性を得ることができる。   As a result, since the machining process can be performed on the large workpiece 35 exceeding the machining area 36 without forcibly expanding the machining area 36, a high machining resolution σ can be maintained, so that the large workpiece 35 is highly finely processed. Can be realized. In addition, in the first embodiment, the load mounted on the carriage 25 as the moving means that moves in the main scanning direction (X-axis direction) is substantially only the laser scanning unit 2, that is, the galvano scanner 21. Only the fθ lens 22 is provided. Since the weight of the mounted object is much lighter than that of the workpiece 35, the carriage 25 can be moved at high speed in the main scanning direction, and high productivity can be obtained.

なお、キャリッジ25に搭載される搭載物は、少なくとも集光手段としてのfθレンズ22が搭載されていればよい。したがって、最軽量の構成は、fθレンズ22のみをキャリッジ25に搭載した構成である。一方、ワーク35に対して軽量な部品であれば、fθレンズ22とともに他の部品も一緒にキャリッジ25に搭載してもよい。例えば、本実施形態1のようにガルバノスキャナ21等の光走査手段をキャリッジに搭載してもよいし、レーザ出力部1の一部又は全部をキャリッジに搭載してもよい。   It should be noted that the mounted object mounted on the carriage 25 only needs to have at least the fθ lens 22 as the light collecting means. Therefore, the lightest configuration is a configuration in which only the fθ lens 22 is mounted on the carriage 25. On the other hand, as long as the component is light with respect to the workpiece 35, other components may be mounted on the carriage 25 together with the fθ lens 22. For example, an optical scanning unit such as the galvano scanner 21 may be mounted on the carriage as in the first embodiment, or a part or all of the laser output unit 1 may be mounted on the carriage.

また、本実施形態1において、主走査方向へ移動するキャリッジ25に入射するレーザ光Lの光路、すなわち、レーザ出力部1から出力されたレーザ光Lの光路は、X軸方向に平行である。そのため、図6に示すように、キャリッジ25が主走査方向(X軸方向)のどの位置に移動しても、レーザ出力部1から出力されたレーザ光Lはキャリッジ25の同じ箇所から入射する。よって、キャリッジ25が主走査方向(X軸方向)に移動しても、キャリッジ25に入射後のレーザ光Lの光路は同じであり、主走査方向の互いに異なる加工領域36−1,36−2で加工処理を行う場合でも同じ加工処理を実現できる。   In the first embodiment, the optical path of the laser light L incident on the carriage 25 moving in the main scanning direction, that is, the optical path of the laser light L output from the laser output unit 1 is parallel to the X-axis direction. Therefore, as shown in FIG. 6, the laser light L output from the laser output unit 1 is incident from the same position of the carriage 25 regardless of the position of the carriage 25 in the main scanning direction (X-axis direction). Therefore, even if the carriage 25 moves in the main scanning direction (X-axis direction), the optical path of the laser light L after entering the carriage 25 is the same, and the processing regions 36-1 and 36-2 are different from each other in the main scanning direction. The same processing can be realized even when the processing is performed with.

ただし、本実施形態1では、キャリッジ25が移動すると、キャリッジ25に入射するまでのレーザ光Lの光路長が変化することになる。そのため、キャリッジ25に入射するレーザ光Lが非平行収束であると、キャリッジ25の主走査方向位置によって、ワーク35に照射されるレーザ光Lの焦点が変化し、ワーク35上におけるレーザ光Lのスポット径が変化するなど、加工精度に影響が出てしまう。   However, in the first embodiment, when the carriage 25 moves, the optical path length of the laser light L until it enters the carriage 25 changes. Therefore, if the laser beam L incident on the carriage 25 is non-parallel convergent, the focal point of the laser beam L applied to the workpiece 35 changes depending on the position of the carriage 25 in the main scanning direction, and the laser beam L on the workpiece 35 changes. The processing accuracy is affected, for example, the spot diameter changes.

本実施形態1では、レーザ発振器11から出力されるレーザ光Lは略平行光束であり、2つの反射ミラー14,15を介してビームエキスパンダ12から射出されて、反射ミラー16によって反射されてレーザ出力部1から出力されるレーザ光Lも略平行光束である。したがって、キャリッジ25に入射するレーザ光Lが略平行収束であれば、キャリッジ25が移動して主走査方向位置が変わっても、ワーク35に照射されるレーザ光Lの焦点が実質的に変化せず、ワーク35上におけるレーザ光Lのスポット径が変化するなどの影響が出ない。よって、主走査方向の互いに異なる加工領域36−1,36−2で加工処理を行う場合でも、焦点調整などの作業を行うことなく、同じ加工精度で加工処理を行うことができ、より高い生産性を実現できる。   In the first embodiment, the laser beam L output from the laser oscillator 11 is a substantially parallel light beam, is emitted from the beam expander 12 via the two reflecting mirrors 14 and 15, and is reflected by the reflecting mirror 16 to be laser. The laser light L output from the output unit 1 is also a substantially parallel light beam. Therefore, if the laser light L incident on the carriage 25 is substantially parallel and converged, the focal point of the laser light L applied to the workpiece 35 is substantially changed even if the carriage 25 moves and the position in the main scanning direction changes. Therefore, there is no influence such as a change in the spot diameter of the laser beam L on the workpiece 35. Therefore, even when processing is performed in processing regions 36-1 and 36-2 that are different from each other in the main scanning direction, the processing can be performed with the same processing accuracy without performing operations such as focus adjustment, resulting in higher production. Can be realized.

ただし、レーザ走査部2のほかにレーザ出力部1の全部もキャリッジ25上に搭載する構成とすれば、すなわち、レーザ発振器11等の光源自体をキャリッジ25上に搭載する構成とすれば、キャリッジ25を移動しても、ワーク35に照射されるレーザ光Lの焦点が変化するようなことはない。しかしながら、キャリッジ25上の搭載物の重量が大きくなることから、キャリッジ25の高速移動の実現が難しくなる点を考慮する必要がある。特に、光源は、通常、他の部品よりも重量が大きいため、光源をキャリッジ25上に非搭載とすることにより、キャリッジ25の慣性力を効果的に小さくできるので、キャリッジ25の高速移動を実現でき、高い生産性を実現できる。   However, if the laser output unit 1 is entirely mounted on the carriage 25 in addition to the laser scanning unit 2, that is, if the light source itself such as the laser oscillator 11 is mounted on the carriage 25, the carriage 25 Does not change the focal point of the laser beam L applied to the workpiece 35. However, it is necessary to consider that it is difficult to realize high-speed movement of the carriage 25 because the weight of the load on the carriage 25 increases. In particular, since the light source is usually heavier than other components, the inertial force of the carriage 25 can be effectively reduced by not mounting the light source on the carriage 25, so that the carriage 25 can be moved at high speed. And high productivity.

一方、キャリッジ25上の搭載物の重量をより軽量化するため、図7に示すように、ガルバノスキャナ21等の光走査手段をキャリッジ25に非搭載とする構成も考えられる。図7に示す構成では、レーザ出力部1’から出力したレーザ光Lを、固定配置されているレーザ走査部2’のガルバノスキャナ21によって、X軸方向に対応する方向及びY軸方向に対応する方向へ走査する。このようにして走査されるレーザ光Lは、コリメータレンズ61等の平行光束化手段によって、X軸方向に平行な平行光束となるように平行光束化されて、レーザ走査部2’から出力される。レーザ走査部2’から出力された略平行光束である走査後のレーザ光Lは、キャリッジ25に対してX軸方向から入射し、キャリッジ25上の反射ミラー16’で反射して集光手段としてのfθレンズ22に案内され、ワーク35に集光される。   On the other hand, in order to further reduce the weight of the mounted object on the carriage 25, a configuration in which the optical scanning means such as the galvano scanner 21 is not mounted on the carriage 25 as shown in FIG. In the configuration shown in FIG. 7, the laser beam L output from the laser output unit 1 ′ corresponds to the direction corresponding to the X axis direction and the Y axis direction by the galvano scanner 21 of the laser scanning unit 2 ′ that is fixedly arranged. Scan in the direction. The laser beam L scanned in this manner is converted into a parallel beam so as to become a parallel beam parallel to the X-axis direction by a parallel beam forming unit such as a collimator lens 61 and is output from the laser scanning unit 2 ′. . The laser beam L after scanning, which is a substantially parallel light beam output from the laser scanning unit 2 ′, enters the carriage 25 from the X-axis direction and is reflected by the reflecting mirror 16 ′ on the carriage 25 as a condensing unit. Are guided by the fθ lens 22 and focused on the work 35.

図7に示すような構成であっても、キャリッジ25に入射するレーザ光Lが略平行収束であるため、キャリッジ25が移動して主走査方向位置が変わっても、ワーク35に照射されるレーザ光Lの焦点が実質的に変化せず、ワーク35上におけるレーザ光Lのスポット径が変化するなどの影響が出ない。よって、主走査方向の互いに異なる加工領域36−1,36−2で加工処理を行う場合でも、焦点調整などの作業を行うことなく、同じ加工精度で加工処理を行うことができ、より高い生産性を実現できる。   Even in the configuration shown in FIG. 7, the laser light L incident on the carriage 25 has a substantially parallel convergence. Therefore, even when the carriage 25 moves and the position in the main scanning direction changes, the laser irradiated on the workpiece 35. The focal point of the light L is not substantially changed, and there is no influence such as a change in the spot diameter of the laser light L on the workpiece 35. Therefore, even when processing is performed in processing regions 36-1 and 36-2 that are different from each other in the main scanning direction, the processing can be performed with the same processing accuracy without performing operations such as focus adjustment, resulting in higher production. Can be realized.

図8は、本実施形態1のレーザパターニング装置によるパターニング加工処理の一例を示すフローチャートである。
まず、制御PC40からの制御命令に従い、副走査制御部30がステッピングモータ31を制御して、ワーク35を副走査方向に沿ってワーク搬送方向Bへ移動させる(S1)。そして、ワーク35の表面に形成されているアライメントマーク37がモニタカメラ33,34の撮像領域へ移動すると、モニタカメラ33,34の画像データからアライメントマーク37が検出される(S2)。制御PC40は、アライメントマーク37の検出結果から目標送り位置までのワーク移動量を演算し、その演算結果に基づいて副走査制御部30にステッピングモータ31を制御させる。これにより、副走査方向へ移動するワーク35は目標送り位置で停止する。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a patterning process performed by the laser patterning apparatus according to the first embodiment.
First, in accordance with a control command from the control PC 40, the sub-scanning control unit 30 controls the stepping motor 31 to move the work 35 in the work transport direction B along the sub-scanning direction (S1). When the alignment mark 37 formed on the surface of the workpiece 35 moves to the imaging area of the monitor cameras 33 and 34, the alignment mark 37 is detected from the image data of the monitor cameras 33 and 34 (S2). The control PC 40 calculates the workpiece movement amount from the detection result of the alignment mark 37 to the target feed position, and causes the sub-scanning control unit 30 to control the stepping motor 31 based on the calculation result. Thereby, the workpiece 35 moving in the sub-scanning direction stops at the target feed position.

その後、制御PC40は、ポンプ58を稼働させて加工テーブル53の裏面に形成された空洞部57の空気を吸い出し、加工テーブル53の表面にワーク35を吸着させて、ワーク35の位置が容易に動かないようにホールドする(S3)。そして、制御PC40は、ワーク35上の被加工部分を特定するための被加工部分番号Nをゼロにセットした後(S4)、主走査制御部24によりステッピングモータ26を制御して、待機ポジションに待機しているキャリッジ25を主走査方向に沿ってキャリッジ送り方向A(レーザ出力部1から離れる向き)へ移動させ、所定のホームポジションで停止させるキャリッジ位置のイニシャライズ処理を行う(S5)。   Thereafter, the control PC 40 operates the pump 58 to suck out the air in the cavity 57 formed on the back surface of the processing table 53, sucks the work 35 onto the surface of the processing table 53, and moves the position of the work 35 easily. Hold so as not to exist (S3). Then, the control PC 40 sets the processed part number N for specifying the processed part on the workpiece 35 to zero (S4), and then controls the stepping motor 26 by the main scanning control unit 24 to set the standby position. The waiting carriage 25 is moved along the main scanning direction in the carriage feed direction A (in the direction away from the laser output unit 1), and the carriage position is initialized at a predetermined home position (S5).

このイニシャライズ処理において、制御PC40は、ホームポジションで停止したキャリッジ25の主走査方向位置をリニアエンコーダ28からのアドレス信号に基づいて取得する。具体的には、リニアエンコーダ28からのアドレス信号に基づき、制御PC40が管理しているホームポジションと実際に停止したキャリッジ25の位置との差分を検出し、この差分をオフセット値として、その後のキャリッジ25の主走査方向位置制御に用いる。   In this initialization process, the control PC 40 acquires the position in the main scanning direction of the carriage 25 stopped at the home position based on the address signal from the linear encoder 28. Specifically, based on the address signal from the linear encoder 28, a difference between the home position managed by the control PC 40 and the position of the carriage 25 actually stopped is detected, and this difference is used as an offset value to determine the subsequent carriage. 25 used for position control in the main scanning direction.

次に、制御PC40は、ワーク35の被加工部分番号Nを1にセットする(S6)。その後、制御PC40は、主走査制御部24によりステッピングモータ26を制御して、ホームポジションに位置しているキャリッジ25をキャリッジ送り方向Aへ移動させ、最初に加工処理が行われるワーク35上の第一被加工部分N=1を加工処理するための第一加工位置で停止させる(S7)。   Next, the control PC 40 sets the workpiece part number N of the workpiece 35 to 1 (S6). Thereafter, the control PC 40 controls the stepping motor 26 by the main scanning control unit 24 to move the carriage 25 located at the home position in the carriage feed direction A, so that the first processing on the workpiece 35 on which the processing is performed first. The machined part N = 1 is stopped at the first machining position for machining (S7).

ここで、本実施形態1では、位置精度5μm以下の高い加工分解能を実現するために、ガルバノスキャナ21によって走査されるワーク上のレーザ光走査範囲すなわち加工領域36のサイズを150[mm]×150[mm]に設定してある。そのため、被加工領域が例えば450[mm](主走査方向)×600[mm](副走査方向)であるワーク35に対して加工処理を行う場合、当該被加工領域を、主走査方向へ3ピースに分割し、副走査方向へ4ピースに分割する。そして、これらの12個のピース(被加工部分N=1〜12)を順次加工処理することで、被加工領域全体の加工処理を行う。   Here, in the first embodiment, in order to realize a high processing resolution with a positional accuracy of 5 μm or less, the laser beam scanning range on the workpiece scanned by the galvano scanner 21, that is, the size of the processing region 36 is 150 [mm] × 150. [Mm] is set. For this reason, when a machining process is performed on the workpiece 35 whose processing area is, for example, 450 [mm] (main scanning direction) × 600 [mm] (sub-scanning direction), the processing area is set to 3 in the main scanning direction. Divide into pieces and divide into 4 pieces in the sub-scanning direction. Then, the entire processing area is processed by sequentially processing these twelve pieces (processed portions N = 1 to 12).

つまり、キャリッジ25を、ホームポジションから、第一加工位置、第二加工位置、第三加工位置に順次移動及び停止させ、各加工位置においてワーク35上の対応する被加工部分の加工処理を行い、第三加工位置での加工処理が終了したら、ホームポジションに戻るという動作を繰り返す(S6〜S9)。一方、副走査方向については、キャリッジ25が第三加工位置へ移動して加工処理を終了した後(S9のYes)、次に第一加工位置での加工処理を開始するまでに、制御PC40は、副走査制御部30によりステッピングモータ31を制御して、ワーク35をワーク搬送方向Bへ150[mm]だけ移動させ(S11)、ワーク35をホールドする(S12)。そして、再び、キャリッジ25を第一加工位置、第二加工位置、第三加工位置に順次移動させて加工処理を行う(S5〜S9)。このような動作を4回繰り返したら(S10のYes)、450[mm]×600[mm]の被加工領域全体の加工処理が完了する。被加工領域全体の加工処理が終了したら、ワーク35はカッター54により裁断され(S13)、トレイ55に排出される。   That is, the carriage 25 is sequentially moved and stopped from the home position to the first machining position, the second machining position, and the third machining position, and the machining process for the corresponding workpiece on the workpiece 35 is performed at each machining position. When the processing at the third processing position is completed, the operation of returning to the home position is repeated (S6 to S9). On the other hand, with respect to the sub-scanning direction, after the carriage 25 moves to the third processing position and finishes the processing process (Yes in S9), the control PC 40 continues until the next processing process starts at the first processing position. Then, the sub-scanning control unit 30 controls the stepping motor 31 to move the workpiece 35 by 150 [mm] in the workpiece conveyance direction B (S11), and hold the workpiece 35 (S12). Then, again, the carriage 25 is sequentially moved to the first processing position, the second processing position, and the third processing position to perform processing (S5 to S9). When such an operation is repeated four times (Yes in S10), the processing of the entire processing area of 450 [mm] × 600 [mm] is completed. When the processing of the entire region to be processed is completed, the workpiece 35 is cut by the cutter 54 (S13) and discharged to the tray 55.

上記動作のなかで、キャリッジ25がホームポジションに戻る際には各加工位置での停止および加工を行わず、キャリッジ送り方向Aへの移動の際にのみ各加工位置での停止および加工を行う理由は、停止の際のキャリッジ25の姿勢のズレの影響を一定にするためである。このように一方向への移動の際にのみキャリッジ25の停止を行うことで、キャリッジの停止位置(加工位置)での姿勢のズレの影響を一定にして安定的な加工を行うことができる。   In the above operation, when the carriage 25 returns to the home position, the stop and machining are not performed at each machining position, and the stop and machining at each machining position are performed only when moving in the carriage feed direction A. This is to make the influence of the deviation of the posture of the carriage 25 at the time of stop constant. In this way, by stopping the carriage 25 only when moving in one direction, it is possible to perform stable processing with a constant influence of the deviation of the posture at the stop position (processing position) of the carriage.

本実施形態1のようにロール状に巻き取れたワーク35を加工する場合には、キャリッジ25を第一加工位置、第二加工位置、第三加工位置に順次移動させて加工処理を行った後にワーク35をワーク搬送方向Bへ150[mm]だけ移動させるという動作をロールエンドまで繰り返し行えばよい(S14)。   When machining the workpiece 35 wound up in a roll shape as in the first embodiment, after the carriage 25 is sequentially moved to the first machining position, the second machining position, and the third machining position, the machining process is performed. The operation of moving the workpiece 35 by 150 [mm] in the workpiece conveyance direction B may be repeated until the roll end (S14).

図9は、ワーク上の被加工領域を12個のピースに分割して順次加工処理を行う場合の加工順序を示す説明図である。
図9において、各被加工部分36−1〜36−24に図示されている数字が加工順序を示している。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a processing order in the case where the processing area on the workpiece is divided into 12 pieces and processing is performed sequentially.
In FIG. 9, the numbers shown in the processed parts 36-1 to 36-24 indicate the processing order.

ワーク上における被加工部分がそれぞれ独立したものであれば、キャリッジ25の各加工位置は、それぞれの加工領域36が離間するような位置であってもよい。しかしながら、被加工部分が独立したものではなく、複数の被加工部分によって1つの加工対象となる場合には、キャリッジ25の各加工位置を、それぞれの加工領域36が隣接又は部分的に重複するような位置とする必要がある。特に、本実施形態1のように被加工部分間で配線パターンを連続させるようなパターニング加工を行う場合には、被加工部分間で連続すべき配線パターンがズレて不連続になることを避けることが必要になる。   As long as the parts to be processed on the workpiece are independent of each other, the processing positions of the carriage 25 may be positions where the processing regions 36 are separated from each other. However, when the parts to be processed are not independent and are to be processed by a plurality of parts to be processed, the respective processing positions of the carriage 25 are adjacent to or partially overlap each other. It is necessary to be in a proper position. In particular, when patterning is performed such that the wiring pattern is continuous between the parts to be processed as in the first embodiment, the wiring pattern to be continuous between the parts to be processed is prevented from being shifted and discontinuous. Is required.

本実施形態1において、キャリッジ25は往復移動に伴って移動方向(主走査方向)に直交する軸回りの姿勢誤差、いわゆるピッチング誤差によって、主走査方向の加工位置がキャリッジ25の停止のたびにずれることがある。また、ワーク35の副走査方向位置も誤差が生じるおそれがある。このような誤差が生じたまま加工処理を行うと、被加工部分間で連続すべき配線パターンがズレて不連続になるおそれがある。   In the first embodiment, the carriage 25 is reciprocated and the machining position in the main scanning direction is shifted every time the carriage 25 stops due to a posture error around the axis orthogonal to the moving direction (main scanning direction), that is, a so-called pitching error. Sometimes. Further, there is a possibility that an error may occur in the position of the workpiece 35 in the sub-scanning direction. If processing is performed with such an error occurring, the wiring pattern that should be continuous between the parts to be processed may be displaced and discontinuous.

そのため、本実施形態1では、12個のピース(被加工部分)間に数十[μm]程度のオーバーラップ領域を設け、隣り合う被加工部分が互いに部分的に重複するように、各ピース(被加工部分)を設定している。このようなオーバーラップ領域を設けることで、多少の誤差が生じても、配線パターンが不連続になることを抑制できる。   For this reason, in the first embodiment, an overlap region of about several tens [μm] is provided between 12 pieces (processed portions), and each piece ( To be processed). By providing such an overlap region, it is possible to prevent the wiring pattern from becoming discontinuous even if some error occurs.

更に、本実施形態1では、図1に示すように、キャリッジ25上にモニタカメラ23を配備し、ピース(被加工部分)間のオーバーラップ領域における加工後のパターンを観察できるようになっている。本実施形態1では、モニタカメラ23によりオーバーラップ領域における加工後のパターンを撮像し、その撮像画像データと目標加工データとを比較して目標加工位置に対する加工後パターンのズレを検出する。この検出結果を利用し、その加工後のパターンに連続させるパターンを含む被加工部分を加工するときのX−Y座標オフセット値を微調整する。このような微調整により、キャリッジ25の停止目標位置ズレに加え、キャリッジ25の姿勢誤差に伴う加工位置ズレも補正され、高い加工精度を実現することができる。   Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 1, a monitor camera 23 is provided on the carriage 25 so that a processed pattern in an overlap region between pieces (processed portions) can be observed. . In the first embodiment, the processed pattern in the overlap region is imaged by the monitor camera 23, and the captured image data is compared with the target processing data to detect a shift of the processed pattern with respect to the target processing position. Using this detection result, the XY coordinate offset value when processing a processed part including a pattern that is continuous with the processed pattern is finely adjusted. By such fine adjustment, not only the stop target position deviation of the carriage 25 but also the machining position deviation accompanying the posture error of the carriage 25 is corrected, and high machining accuracy can be realized.

図10は、ピース(被加工部分)間で連続すべき配線パターンの一例を示す説明図である。
図10には、被加工部分番号N=1,N=2,N=4の各ピースに跨る配線パターンが例示されている。図10中の斜線で示す領域はオーバーラップ領域であり、図10中の破線は目標加工データに基づく理想の加工位置を示し、図10中の実線は被加工部分番号N=1のピース(被加工部分)を加工処理した後の実際の配線パターンである。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a wiring pattern that should be continuous between pieces (processed parts).
FIG. 10 exemplifies a wiring pattern straddling each piece of the processed part number N = 1, N = 2, and N = 4. A hatched area in FIG. 10 is an overlap area, a broken line in FIG. 10 indicates an ideal machining position based on the target machining data, and a solid line in FIG. 10 indicates a piece (covered part number N = 1). It is an actual wiring pattern after processing the processed portion).

図10に示すように、ピースN=1に対して主走査方向(X軸方向)に隣り合うピースN=2及びこれに対して主走査方向(X軸方向)に隣り合うピースN=3については、Y軸座標のオフセットを設定し、ワーク35の副走査方向位置を補正する。一方、ピースN=1に対して副走査方向(Y軸方向)に隣り合うピースN=4及びこれに並ぶピースN=7,10については、X軸座標のオフセットを設定し、キャリッジ25の主走査方向位置を補正する。これらのオフセット値は予め制御PC40のメモリに書き込んでおき、各ピースの加工処理時に読み出して、加工データの座標原点をオフセットさせる。   As shown in FIG. 10, with respect to piece N = 1, piece N = 2 adjacent in the main scanning direction (X-axis direction) and piece N = 3 adjacent to the piece N = 1 in the main scanning direction (X-axis direction). Sets the offset of the Y-axis coordinates and corrects the position of the workpiece 35 in the sub-scanning direction. On the other hand, for the piece N = 4 adjacent to the piece N = 1 in the sub-scanning direction (Y-axis direction) and the pieces N = 7, 10 aligned therewith, the offset of the X-axis coordinate is set and the carriage 25 main Correct the position in the scanning direction. These offset values are written in advance in the memory of the control PC 40, read out during the processing of each piece, and the coordinate origin of the processing data is offset.

なお、主走査方向に配列されるピース、言い換えれば、同一キャリッジ送りによって加工されるピースは、リニアガイド29の真直度により直進性が担保されるため、Y軸座標のオフセットは一律となる。一方、副走査方向に配列されるピースについては、上述したようにキャリッジ25の姿勢によってズレが発生するため、副走査方向に隣接するピース加工後のパターンをモニタカメラ23により撮像し、その撮像画像に基づいて新たに得たオフセット値で、メモリに書き込まれているX軸座標のオフセットを最新値に更新するのが好ましい。   Note that the pieces arranged in the main scanning direction, in other words, the pieces processed by the same carriage feed, ensure straightness by the straightness of the linear guide 29, and therefore the offset of the Y-axis coordinates is uniform. On the other hand, as for the pieces arranged in the sub-scanning direction, displacement occurs depending on the posture of the carriage 25 as described above. Therefore, the pattern after the piece processing adjacent in the sub-scanning direction is imaged by the monitor camera 23, and the captured image It is preferable to update the X-axis coordinate offset written in the memory to the latest value with the newly obtained offset value.

本実施形態1の説明では、ワーク35上の各被加工部分をレーザ光Lの走査によってパターニング加工する際、ワーク35及びキャリッジ25は停止した状態で加工処理が行われる例である。ただし、副走査方向へ移動中のワーク35に対して加工処理を行うことも可能であり、また、キャリッジ25を主走査方向へ移動しながらワーク35に対して加工処理を行うことも可能である。
また、本実施形態1の説明では、光走査手段が二次元走査する手段であったが、一次元走査する手段であってよい。
The description of the first embodiment is an example in which when the parts to be processed on the workpiece 35 are patterned by scanning with the laser light L, the processing is performed with the workpiece 35 and the carriage 25 stopped. However, it is possible to perform processing on the workpiece 35 moving in the sub-scanning direction, and it is also possible to perform processing on the workpiece 35 while moving the carriage 25 in the main scanning direction. .
In the description of the first embodiment, the optical scanning unit is a unit that performs two-dimensional scanning, but may be a unit that performs one-dimensional scanning.

また、本実施形態1は、主走査方向(X軸方向)について、ワーク35と加工領域(ワーク35に対するレーザ光Lの走査範囲)とを相対移動させる相対移動手段として、キャリッジ25を主走査方向へ移動させて加工領域を移動させる手段を用いているが、ワーク35を主走査方向へ移動させる手段を用いてもよい。   In the first embodiment, the carriage 25 is used as a relative movement unit that relatively moves the work 35 and the processing area (scanning range of the laser beam L with respect to the work 35) in the main scanning direction (X-axis direction). However, a means for moving the workpiece 35 in the main scanning direction may be used.

〔実施形態2〕
次に、本発明に係る光加工装置をレーザパターニング装置に適用した他の実施形態(以下、本実施形態を「実施形態2」という。)について説明する。
以下の説明では、上述した実施形態1との共通部分についての説明は省略する。
[Embodiment 2]
Next, another embodiment in which the optical processing apparatus according to the present invention is applied to a laser patterning apparatus (hereinafter, this embodiment is referred to as “embodiment 2”) will be described.
In the following description, description of common parts with the first embodiment described above is omitted.

本実施形態2のレーザパターニング装置における加工対象物は、基材上にITO薄膜および銀ペーストが形成されたワークであり、このワーク上のITO薄膜および銀ペーストにレーザ光(加工光)を照射して部分的にITO薄膜および銀ペーストを除去することにより、ITO薄膜および銀ペーストをパターニング加工するものである。レーザ発振器11には、例えば、基材への熱影響によるダメージが少ない100[ps]以下のパルス発振によるパルスファイバレーザ(ピコ秒ファイバレーザ)を用いるが、他の光源を用いてもよい。本実施形態2のコリメータレンズ61はカップリングレンズで構成される。   The object to be processed in the laser patterning apparatus of the second embodiment is a work in which an ITO thin film and a silver paste are formed on a base material, and the ITO thin film and the silver paste on the work are irradiated with laser light (processing light). The ITO thin film and the silver paste are patterned by partially removing the ITO thin film and the silver paste. For the laser oscillator 11, for example, a pulse fiber laser (picosecond fiber laser) by pulse oscillation of 100 [ps] or less with little damage due to thermal influence on the substrate is used, but other light sources may be used. The collimator lens 61 of the second embodiment is constituted by a coupling lens.

図8は、本実施形態のレーザパターニング装置によるパターニング加工処理の一例を示すフローチャートである。
ここで、本実施形態2においては、ワーク35上に形成されたITO薄膜と銀ペーストという異なる2つの材料をレーザ光Lによってそれぞれパターニング加工する。ITO薄膜と銀ペーストとでは、その材料の違いによって、適した加工条件(レーザ光Lの光量、レーザ光Lの波長、レーザ光Lの照射時間など)が異なっている。そこで、本実施形態2では、主走査方向の3ピースについて、まずITO膜のパターニング加工をITO膜用の加工条件で実施した後、その加工条件を銀ペースト用の加工条件へ切り替え、再度同じ3ピースについて、今度は銀ペーストのパターニング加工を実施する。このとき、ITO膜用の加工条件と銀ペースト用の加工条件とは、異なる加工条件に設定される。そして、主走査方向の3ピース(N=1〜3)についてITO膜および銀ペーストの双方に対するパターニング加工が終了したら、ワーク35がワーク搬送方向Bへ搬送されて、再度、主走査方向の3ピース(N=4〜6)への加工が開始される。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of patterning processing by the laser patterning device of this embodiment.
Here, in the second embodiment, two different materials such as an ITO thin film and a silver paste formed on the work 35 are patterned by the laser beam L, respectively. The processing conditions (the amount of laser light L, the wavelength of laser light L, the irradiation time of laser light L, etc.) differ between the ITO thin film and the silver paste depending on the material. Therefore, in the second embodiment, for the three pieces in the main scanning direction, first, the ITO film patterning is performed under the processing conditions for the ITO film, and then the processing conditions are switched to the processing conditions for the silver paste. This time, a patterning process of silver paste is performed on the piece. At this time, the processing conditions for the ITO film and the processing conditions for the silver paste are set to different processing conditions. When the patterning process for both the ITO film and the silver paste is completed for the three pieces (N = 1 to 3) in the main scanning direction, the workpiece 35 is conveyed in the workpiece conveyance direction B, and again three pieces in the main scanning direction. Processing to (N = 4-6) is started.

つまり、キャリッジ25を、ホームポジションから、第一加工位置、第二加工位置、第三加工位置に順次移動させ(S6,S7)、各加工位置においてワーク35上の対応するITO膜の被加工部分の加工処理を行い(S8)、第三加工位置での加工処理が終了したら(S9のYes)、ホームポジションに戻る。そして、今度は、銀ペーストについての加工を行うために(S10のNo)、ワーク35上の被加工部分を特定するための被加工部分番号NをN−3にセットする(S11)。その後、再び、キャリッジ25を、ホームポジションから、第一加工位置、第二加工位置、第三加工位置に順次移動させ(S6,S7)、各加工位置においてワーク35上の対応する銀ペーストの被加工部分の加工処理を行い(S8)、第三加工位置での加工処理が終了したら(S9のYes)、ホームポジションに戻る。   That is, the carriage 25 is sequentially moved from the home position to the first processing position, the second processing position, and the third processing position (S6, S7), and the processed portion of the corresponding ITO film on the workpiece 35 at each processing position. When the processing at the third processing position is completed (Yes in S9), the processing returns to the home position. Then, in order to perform processing on the silver paste (No in S10), a processed part number N for specifying a processed part on the workpiece 35 is set to N-3 (S11). Thereafter, the carriage 25 is again sequentially moved from the home position to the first processing position, the second processing position, and the third processing position (S6, S7), and the corresponding silver paste coating on the workpiece 35 at each processing position. Processing of the processed portion is performed (S8), and when the processing at the third processing position is completed (Yes in S9), the processing returns to the home position.

一方、副走査方向については、キャリッジ25が第三加工位置へ移動して銀ペーストの加工処理までを終了した後(S10のYes)、次に第一加工位置での加工処理を開始するまでに、制御PC40は、副走査制御部30によりステッピングモータ31を制御して、ワーク35をワーク搬送方向Bへ150[mm]だけ移動させ(S13)、ワーク35をホールドする(S14)。そして、再び、キャリッジ25を第一加工位置、第二加工位置、第三加工位置に順次移動させてITO膜及び銀ペーストの加工処理を順次行う(S5〜S11)。   On the other hand, in the sub-scanning direction, after the carriage 25 is moved to the third processing position and the processing of the silver paste is completed (Yes in S10), the processing processing at the first processing position is started next. The control PC 40 controls the stepping motor 31 by the sub-scanning control unit 30, moves the work 35 by 150 [mm] in the work conveyance direction B (S13), and holds the work 35 (S14). Then, again, the carriage 25 is sequentially moved to the first processing position, the second processing position, and the third processing position to sequentially process the ITO film and the silver paste (S5 to S11).

このようにして主走査方向及び副走査方向への移動を行いながら、12個のピース(被加工部分N=1〜12)に対する加工処理を終了したら(S12のYes)、450[mm]×600[mm]の被加工領域全体の加工処理が完了する。被加工領域全体の加工処理が終了したら、ワーク35はカッター54により裁断され(S15)、トレイ55に排出される。本実施形態2のようにロール状に巻き取れたワーク35を加工する場合には、キャリッジ25を第一加工位置、第二加工位置、第三加工位置に順次移動させてITO膜及び銀ペーストの加工処理を行った後にワーク35をワーク搬送方向Bへ150[mm]だけ移動させるという動作をロールエンドまで繰り返し行えばよい(S16)。   When the processing for 12 pieces (processed portion N = 1 to 12) is completed while moving in the main scanning direction and the sub-scanning direction in this way (Yes in S12), 450 [mm] × 600. The processing of the entire processing area of [mm] is completed. When the processing of the entire region to be processed is completed, the workpiece 35 is cut by the cutter 54 (S15) and discharged to the tray 55. When processing the work 35 wound up in a roll shape as in the second embodiment, the carriage 25 is sequentially moved to the first processing position, the second processing position, and the third processing position, and the ITO film and the silver paste are moved. The operation of moving the workpiece 35 by 150 [mm] in the workpiece conveyance direction B after performing the processing may be repeated until the roll end (S16).

本実施形態2によれば、ITO膜と銀ペーストという互いに適した加工条件が異なる材料からなる各種加工箇所に対し、同じ光源(レーザ発振器11)を用いて、それぞれに適した加工条件での加工を実現することができる。よって、加工箇所ごとに異なる加工装置を用いて加工する必要があった従来構成と比較して、ワークを別装置へ転載するなどの手間が必要なくなり、加工時間を短縮することができる。   According to the second embodiment, the same light source (laser oscillator 11) is used for various processing portions made of materials having different processing conditions suitable for each other, such as an ITO film and a silver paste, and processing is performed under processing conditions suitable for each. Can be realized. Therefore, as compared with the conventional configuration in which it is necessary to perform processing using a different processing device for each processing location, it is not necessary to transfer the work to another device, and the processing time can be shortened.

本実施形態2において、ITO膜用の加工条件と銀ペースト用の加工条件とで異なるのは、同一ピースに対する加工回数(同一箇所に対するレーザ光Lの照射回数)である。これは、ITO膜のパターニング加工よりも、銀ペーストのパターニング加工の方が、より多くの加工エネルギーが必要なため、銀ペースト時の加工回数をITO膜加工時よりも増やしたものである。具体的には、本実施形態2では、ITO膜加工時の加工回数が1回であるのに対し、銀ペースト加工時の加工回数は二回に設定した。   In the second embodiment, the processing condition for the ITO film and the processing condition for the silver paste differ in the number of times of processing for the same piece (the number of times of irradiation with the laser beam L for the same portion). This is because the silver paste patterning process requires more processing energy than the ITO film patterning process, and therefore the number of times of processing in the silver paste is increased compared to that in the ITO film processing. Specifically, in Embodiment 2, the number of times of processing at the time of processing the ITO film is set to one while the number of times of processing at the time of processing the silver paste is set to two times.

なお、本実施形態2では、瞬間的に1M[W]以上の高いピークパワーを発生させるピコ秒ファイバレーザを用いることで、アブレーション加工を実現している。そのため、光吸収性の低い材料に対しても加工光(レーザ光L)の波長に依存しない光加工が可能であるため、ITO膜と銀ペーストという光吸収性の異なる材料に対する加工において、レーザ光Lの波長(加工条件)を変更せずに、それぞれ適した加工条件を実現できている。また、ピコ秒ファイバレーザのように、パルス幅が比較的短いレーザ光L(繰り返し周波数が比較的高いレーザ光L)を用いることで、ワーク上での熱拡散が低減され、加工箇所に隣接する非加工箇所への熱影響(例えば、膜剥がれ等)を抑制することもできる。   In the second embodiment, ablation processing is realized by using a picosecond fiber laser that instantaneously generates a high peak power of 1 M [W] or more. For this reason, optical processing independent of the wavelength of the processing light (laser light L) is possible even for materials with low light absorption, so laser light is used in processing of materials with different light absorption properties such as ITO film and silver paste. Appropriate processing conditions can be realized without changing the wavelength of L (processing conditions). Further, by using laser light L having a relatively short pulse width (laser light L having a relatively high repetition frequency), such as a picosecond fiber laser, thermal diffusion on the workpiece is reduced and adjacent to the processing location. It is also possible to suppress the thermal influence (for example, film peeling) on the non-processed portion.

ただし、パルス幅が比較的長い加工光(パルスレーザ光の場合には繰り返し周波数が比較的低いもの)によって加工を行ってもよく、この場合には、必要に応じて、ITO膜用加工時と銀ペースト加工時とで、照射する加工光の波長(加工条件)を異ならせるようにしてもよい。具体的には、例えば、波長ごとの光源を搭載しておき、光路切り替え手段を用いるなどしてワークに照射される加工光を出射する光源を切り替えることにより、ITO膜用加工時と銀ペースト加工時とで、照射する加工光の波長を異ならせる。   However, the processing may be performed with processing light having a relatively long pulse width (in the case of pulsed laser light, the repetition frequency is relatively low). You may make it vary the wavelength (processing conditions) of the processing light to irradiate with the time of silver paste processing. Specifically, for example, by mounting a light source for each wavelength and switching a light source that emits processing light applied to the workpiece by using an optical path switching unit, the ITO film processing and the silver paste processing are performed. Depending on the time, the wavelength of the processing light to be irradiated is varied.

また、ITO膜用加工時と銀ペースト加工時とで、レーザ光Lの単位時間当たりのエネルギー(加工条件)を異ならせるようにしてもよい。具体的には、本実施形態2のようにパルス発振によってレーザ光を出射するパルスレーザを光源として用いる場合には、1パルス当たりのエネルギー(加工条件)を異ならせるようにしてもよい。1パルス当たりのエネルギー(加工条件)を変更する方法としては、シードLD74への駆動電流を変更したり、パルスエンジン部70での増幅率を変更したりするなど、光源出力を変更する方法が挙げられる。また、光源から出射させる加工光の波長(周波数)を変更する方法でも、1パルス当たりのエネルギー(加工条件)を異ならせることができる。   Further, the energy (processing conditions) of the laser light L per unit time may be different between the ITO film processing and the silver paste processing. Specifically, when a pulse laser that emits laser light by pulse oscillation as in the second embodiment is used as a light source, the energy (processing conditions) per pulse may be varied. As a method of changing the energy (processing condition) per pulse, there is a method of changing the light source output such as changing the drive current to the seed LD 74 or changing the amplification factor in the pulse engine unit 70. It is done. Also, the energy (processing conditions) per pulse can be varied by changing the wavelength (frequency) of processing light emitted from the light source.

1パルス当たりのエネルギーを高くするほど、また、レーザ光Lの繰り返し周波数を高くするほど(パルス周期を短くするほど)、加工箇所(ワーク上におけるレーザ光Lの照射位置)に隣接する非加工箇所や基材へのレーザLによるダメージが大きくなる。1パルス当たりのエネルギーもレーザ光Lの繰り返し周波数も、それぞれ、加工閾値以上であって、非加工箇所や基材へのレーザLによるダメージを許容範囲内に収めることができる上限値以下で設定する必要がある。この加工閾値や上限値は、ITO膜と銀ペーストとで異なるので、1パルス当たりのエネルギーやレーザ光Lの繰り返し周波数の設定可能範囲がITO膜と銀ペーストとで重複していない場合や、その重複範囲が非常に狭い場合には、ITO膜と銀ペーストとで、1パルス当たりのエネルギーやレーザ光Lの繰り返し周波数(加工条件)を異ならせる必要がある。   The higher the energy per pulse and the higher the repetition frequency of the laser beam L (the shorter the pulse period), the non-machined location adjacent to the machining location (irradiation position of the laser beam L on the workpiece). In addition, damage to the substrate by the laser L is increased. The energy per pulse and the repetition frequency of the laser beam L are both set to be equal to or higher than the processing threshold value and below the upper limit value that allows the damage to the non-processed portion and the base material by the laser L to be within an allowable range. There is a need. Since this processing threshold and upper limit are different between the ITO film and the silver paste, the setting range of the energy per pulse and the repetition frequency of the laser light L does not overlap between the ITO film and the silver paste, When the overlapping range is very narrow, it is necessary to vary the energy per pulse and the repetition frequency (processing conditions) of the laser beam L between the ITO film and the silver paste.

本実施形態2では、レーザ発振器11のシードLD74から出力されるシード光のパルス幅を10[ps]以上900[ps]以下の範囲内で可変とし、パルスエンジン部70におけるプリアンプ部の励起LD76の出力を適正化する制御を行う。これにより、ITO膜加工時と銀ペースト加工時とで、1パルス当たりのエネルギーやレーザ光Lの繰り返し周波数を異ならせ、それぞれの加工時に適したレーザ光Lで加工ができるようにしている。   In the second embodiment, the pulse width of the seed light output from the seed LD 74 of the laser oscillator 11 is variable within a range of 10 [ps] or more and 900 [ps] or less, and the excitation LD 76 of the preamplifier unit in the pulse engine unit 70 is changed. Control to optimize the output. As a result, the energy per pulse and the repetition frequency of the laser beam L are made different between the ITO film processing and the silver paste processing so that processing can be performed with the laser light L suitable for each processing.

以上のように、本実施形態2において、ITO膜加工時と銀ペースト加工時とで異なる加工条件は、同一ピースに対する加工回数(同一箇所に対するレーザ光Lの照射回数)、ワークに照射されるレーザ光Lの1パルス当たりのエネルギー、及び、レーザ光Lの繰り返し周波数であるが、適した加工条件が異なるワーク35上の各種加工箇所に対して加工を行うときに異ならせる加工条件は、これに限られない。例えば、加工回数、1パルス当たりのエネルギー、繰り返し周波数のうちの1つの加工条件を異ならせたり、これらのうちの2つの加工条件を異ならせたりしてもよい。あるいは、これに代えて又はこれとともに、ここに挙げられた加工条件以外の加工条件を異ならせるようにしてもよい。   As described above, in the second embodiment, the processing conditions that differ between the ITO film processing and the silver paste processing are the number of times of processing for the same piece (the number of times of irradiation of the laser beam L for the same location), and the laser irradiated to the workpiece. The processing conditions to be varied when processing various processing locations on the workpiece 35, which are the energy per one pulse of the light L and the repetition frequency of the laser light L, but which have different suitable processing conditions. Not limited. For example, one machining condition among the number of machining times, energy per pulse, and repetition frequency may be varied, or two of these machining conditions may be varied. Alternatively, instead of or in addition to this, processing conditions other than the processing conditions listed here may be varied.

特に、同一ピースに対する加工回数(同一箇所に対するレーザ光Lの照射回数)だけを異ならせる構成によれば、レーザ光Lに関する加工条件を変更する構成が不要となり、簡素な構成で、それぞれの加工箇所に適した加工条件での加工を実現できる。   In particular, according to the configuration in which only the number of times of processing for the same piece (the number of times of irradiation of the laser beam L with respect to the same location) is different, the configuration for changing the processing conditions related to the laser light L is not required, and each processing location can be simplified. Machining under suitable machining conditions can be realized.

また、1パルス当たりのエネルギー、繰り返し周波数など、レーザ光Lに関する加工条件を変更する場合、本実施形態2のように、制御PC40の記憶部に、ITO膜および銀ペーストの各々の加工条件(すなわちレーザ光Lの制御条件)を事前に記憶しておき、加工時には、制御PC40は、記憶部から読み出した各々の加工条件に従って、レーザドライバ部10を制御し、ITO膜加工時と銀ペースト加工時とで、使用するレーザ光Lが異なるものとなるように制御する。このとき、記憶部に記憶される各加工条件は、制御PC40がネットワークを介して取得する更新情報に従って更新できるようにしてもよい。この場合、適した加工条件が異なる加工箇所をもつ様々なワークに対して、それぞれの加工箇所に対応する好適な加工条件を柔軟に設定できる。   Further, when changing the processing conditions related to the laser light L such as energy per pulse and repetition frequency, the processing conditions (that is, the ITO film and the silver paste) are stored in the storage unit of the control PC 40 as in the second embodiment. (Control conditions of the laser beam L) are stored in advance, and at the time of processing, the control PC 40 controls the laser driver unit 10 according to each processing condition read from the storage unit, and at the time of ITO film processing and silver paste processing Thus, the laser light L to be used is controlled to be different. At this time, each processing condition stored in the storage unit may be updated according to update information acquired by the control PC 40 via a network. In this case, it is possible to flexibly set suitable machining conditions corresponding to each machining location for various workpieces having machining locations with different suitable machining conditions.

また、本実施形態2においては、主走査方向3つのピースに対してITO膜の加工処理を行った後、同じ3つのピースに対して銀ペーストの加工処理を行い、その後、ワーク35を副走査方向へ移動させて主走査方向3つのピースに対してITO膜及び銀ペーストの加工処理を繰り返すという構成をとっているが、これに限られない。   In the second embodiment, the ITO film is processed for three pieces in the main scanning direction, then the silver paste is processed for the same three pieces, and then the workpiece 35 is sub-scanned. However, the present invention is not limited to this. For example, the ITO film and the silver paste are repeatedly processed on the three pieces in the main scanning direction.

例えば、主走査方向3つのピースのうちの1つのピース(第一加工位置)に対し、ITO膜の加工処理後に銀ペーストの加工処理を行い、その後、主走査方向の次のピース(第二加工位置)においてITO膜の加工処理及び銀ペーストの加工処理を順次行い、同様に、主走査方向の次のピース(第三加工位置)においてITO膜の加工処理及び銀ペーストの加工処理を順次行うというような構成でも良い。この構成では、各加工位置におけるキャリッジ25の静止位置精度が加工精度に影響してくるが、キャリッジ25の静止回数を少なくできるので、全体として加工精度を良くすることが可能である。   For example, one of the three pieces in the main scanning direction (first processing position) is subjected to a silver paste processing after the ITO film processing, and then the next piece in the main scanning direction (second processing). The processing of the ITO film and the processing of the silver paste are sequentially performed at the position), and similarly, the processing of the ITO film and the processing of the silver paste are performed sequentially at the next piece (third processing position) in the main scanning direction. Such a configuration may be used. In this configuration, the stationary position accuracy of the carriage 25 at each processing position affects the processing accuracy. However, since the number of times the carriage 25 is stopped can be reduced, the processing accuracy can be improved as a whole.

また、例えば、被加工領域全体(12個のピース)に対してITO膜の加工処理を行った後に、その被加工領域全体(12個のピース)に対して銀ペーストの加工処理を行うという構成であってもよい。ただし、この構成では、ワーク35の搬送回数が多くなり、ワーク35の副走査方向における位置精度が安定しなかったり、ワーク35を傷めやすくなったりするデメリットが考えられる。   In addition, for example, after processing the ITO film on the entire processing region (12 pieces), the silver paste processing is performed on the entire processing region (12 pieces). It may be. However, in this configuration, the number of times that the workpiece 35 is conveyed increases, so that the positional accuracy of the workpiece 35 in the sub-scanning direction is not stable or the workpiece 35 is easily damaged.

また、本実施形態2においては、ITO膜および銀ペーストが加工対象である例であったが、これに限られるものではなく、例えば銅ペーストなどの他の材料が加工対象に含まれる場合でも、同様に適用可能である。
なお、本実施形態2においては、ワーク搬送部3でワークを副走査方向へ移動させる構成を備えているが、この構成は必ずしも必要なく、ワークを移動させない構成であってもよい。
In the second embodiment, the ITO film and the silver paste are examples to be processed. However, the present invention is not limited to this. For example, when other materials such as a copper paste are included in the process target, The same applies.
In the second embodiment, the work transport unit 3 is configured to move the work in the sub-scanning direction. However, this structure is not necessarily required, and the work may not be moved.

また、レーザ光Lによるワーク35上の加工箇所を変更する加工箇所変更手段は、レーザ走査部2による走査によってワーク35上の加工箇所を変更する手段、キャリッジ25の移動によってワーク35上の加工箇所を変更する手段、ワーク搬送部3によるワーク35の移動によってワーク35上の加工箇所を変更する手段、あるいは、これらの手段を組み合わせた手段など、レーザ光Lによるワーク35上の加工箇所を変更するものであればよい。   Further, the machining location changing means for changing the machining location on the workpiece 35 by the laser beam L is a means for changing the machining location on the workpiece 35 by scanning by the laser scanning unit 2, and the machining location on the workpiece 35 by moving the carriage 25. The machining location on the workpiece 35 by the laser light L is changed, such as a means for changing the workpiece 35, a means for changing the machining location on the workpiece 35 by the movement of the workpiece 35 by the workpiece conveying unit 3, or a combination of these means. Anything is acceptable.

また、本実施形態2では、ITO薄膜と銀ペーストという材料が異なる加工箇所については、それぞれ異なる加工条件によりレーザ光Lによる加工を実施する例であったが、このように材料の違いによって適した加工条件が異なる場合に限らず、同じ材料であっても厚みが異なる等により適した加工条件が異なる場合でも、同様である。   Further, in the second embodiment, the processing portions with different materials such as the ITO thin film and the silver paste are examples in which the processing with the laser light L is performed under different processing conditions. The same applies not only when the processing conditions are different, but also when the processing conditions suitable for the same material are different due to different thicknesses.

本実施形態1、2では、光走査手段を用いてレーザ光(加工光)を走査してレーザパターニング処理を実施する例であるが、光走査手段を用いず、図12に示すように、キャリッジを主走査方向及び副走査方向へ移動させる移動機構を用い、移動機構によりレーザ光照射位置を変更しながらワーク35上の被加工部分をレーザパターニング処理する構成であってもよい。   In the first and second embodiments, the laser patterning process is performed by scanning the laser beam (processing light) using the optical scanning unit. However, as shown in FIG. A configuration may be employed in which a moving mechanism is used to move the workpiece in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the portion to be processed on the workpiece 35 is subjected to laser patterning while changing the laser light irradiation position by the moving mechanism.

具体的には、図12に示す構成では、レーザ走査部2は、主走査方向(X軸方向)に移動可能な主走査直動ステージ27’上に搭載されたキャリッジ25に支持される。直動ステージ27’は、副走査方向(Y軸方向)に移動可能な副走査直動ステージ21’上に搭載されている。レーザ出力部1からのレーザ光Lは、レーザ出力部1に固定した反射ミラー16から、主走査直動ステージ27’上の反射ミラー17で反射され、キャリッジ25上のレーザ走査部2に固定した反射ミラー18により集光レンズ22’に入射される。なお、図中符号19は、レーザ光Lの結像位置での強度分布やスポット形状を変換する回折光学素子であり、トップハット分布や矩形形状等を任意に設定することができ、例えば、薄膜太陽電池フィルムの有機膜等の加工に使用する。   Specifically, in the configuration shown in FIG. 12, the laser scanning unit 2 is supported by a carriage 25 mounted on a main scanning linear motion stage 27 'movable in the main scanning direction (X-axis direction). The linear motion stage 27 'is mounted on a sub-scanning linear motion stage 21' that can move in the sub-scanning direction (Y-axis direction). The laser beam L from the laser output unit 1 is reflected from the reflection mirror 16 fixed to the laser output unit 1 by the reflection mirror 17 on the main scanning linear motion stage 27 ′ and fixed to the laser scanning unit 2 on the carriage 25. The light enters the condenser lens 22 ′ by the reflection mirror 18. Reference numeral 19 in the figure denotes a diffractive optical element that converts the intensity distribution and spot shape at the imaging position of the laser light L, and can arbitrarily set a top hat distribution, a rectangular shape, and the like. Used for processing organic film of solar cell film.

このような構成により、主走査直動ステージ27’及び副走査直動ステージ21’を制御することで、レーザ走査部2の集光レンズ22’から射出されるレーザ光Lを二次元平面内で移動(走査)することができる。ガルバノスキャナ等の光走査手段を用いる構成では、キャリッジ25を、第一停止位置、第二停止位置、第三停止位置に順次移動、停止させ、それぞれの位置でレーザパターニング処理を実施する必要がある。このようにレーザ加工処理を断続的に実施する必要があったため、処理時間が比較的長くなる。これに対し、図12に示す構成であれば、レーザ光走査範囲が、ガルバノスキャナ等の光走査手段を用いて走査する場合よりも広いため、第一停止位置、第二停止位置、第三停止位置の各位置で実施していたレーザパターニング処理を、一度のレーザ加工処理で連続的に実施できる。すなわち、例えば450[mm](主走査方向)×600[mm](副走査方向)のワーク35に対して加工処理を行う場合、当該加工対象の全体を主走査方向へ分割する必要なく加工処理できる。   With such a configuration, by controlling the main scanning linear motion stage 27 ′ and the sub scanning linear motion stage 21 ′, the laser light L emitted from the condensing lens 22 ′ of the laser scanning unit 2 is within a two-dimensional plane. It can be moved (scanned). In the configuration using optical scanning means such as a galvano scanner, it is necessary to sequentially move and stop the carriage 25 to the first stop position, the second stop position, and the third stop position, and to perform laser patterning processing at each position. . As described above, since it is necessary to perform the laser processing process intermittently, the processing time becomes relatively long. On the other hand, in the configuration shown in FIG. 12, the laser beam scanning range is wider than that when scanning using an optical scanning unit such as a galvano scanner, so the first stop position, the second stop position, and the third stop position. The laser patterning process performed at each position can be continuously performed by a single laser processing process. That is, for example, when processing is performed on the workpiece 35 of 450 [mm] (main scanning direction) × 600 [mm] (sub-scanning direction), the processing is not required to divide the entire processing target in the main scanning direction. it can.

また、図12に示す構成であれば、副走査方向についても、レーザ光走査範囲がガルバノスキャナ等の光走査手段を用いて走査する場合よりも広くできるので、例えば450[mm](主走査方向)×600[mm](副走査方向)のワーク35に対して加工処理を行う場合、当該加工対象の全体を副走査方向へ分割する分割数を少なくできる。このような構造を用いてワークを副走査方向へ分割した加工を行うことにより、長尺の加工を行うことができ、生産性の向上も実現することができる。なお、ここでいうワークを副走査方向へ分割した加工とは、移動機構により主走査方向および副走査方向にわたる加工を行った後に、ワークを搬送して再度移動機構により主走査方向および副走査方向にわたる加工を行うような加工であって、実施形態1において記載したピースに分割して行う加工と同様に、搬送の前後でワークの被加工部の少なくとも一部がつながるように加工することをいう。すなわち、ワーク搬送部3は、当該加工対象の全体を副走査方向に分割した領域ごとに順次、キャリッジ25の移動範囲に重なるように、ワークを搬送する。   With the configuration shown in FIG. 12, the laser beam scanning range can be made wider in the sub-scanning direction than when scanning using an optical scanning unit such as a galvano scanner. For example, 450 [mm] (main scanning direction) ) When the machining process is performed on the workpiece 35 of x600 [mm] (sub-scanning direction), the number of divisions for dividing the entire machining target in the sub-scanning direction can be reduced. By performing machining by dividing the workpiece in the sub-scanning direction using such a structure, long machining can be performed, and productivity can be improved. The processing in which the workpiece is divided in the sub-scanning direction here refers to the processing in the main scanning direction and the sub-scanning direction performed by the moving mechanism, and then the workpiece is transported and again moved in the main scanning direction and the sub-scanning direction by the moving mechanism. In the same manner as the processing performed by dividing into pieces described in the first embodiment, the processing is performed so that at least a part of the workpiece to be processed is connected before and after conveyance. . That is, the work transport unit 3 transports the work so that the entire processing target is sequentially overlapped with the movement range of the carriage 25 for each region divided in the sub-scanning direction.

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
レーザ光L等の加工光を出射するレーザ発振器11等の光源と、前記光源からの加工光を走査するガルバノスキャナ21等の光走査手段と、前記光走査手段によって走査された加工光をワーク35等の加工対象物へ集光させるfθレンズ22等の集光手段とを有するレーザパターニング装置等の光加工装置において、少なくとも前記集光手段を搭載して、前記加工対象物の被加工面に対して平行な方向に移動するキャリッジ25等の移動手段と、前記移動手段の移動を制御する主走査制御部24及び制御PC40等の移動制御手段とを有することを特徴とする。
本態様によれば、光走査手段によって走査された加工光を加工対象物へ集光させる集光手段が、移動手段により加工対象物の被加工面に対して平行な方向に移動することができる。そのため、光走査手段によって走査された加工光が加工対象物上の被加工面を走査する範囲すなわち加工領域36を、加工対象物を動かすことなく、加工対象物に対して相対移動させることができる。これにより、加工対象物上の別の被加工部分に対して本光加工装置の加工領域を順次移動させて加工処理を行うことで、加工領域を超えるような比較的大きな加工対象物に対して加工処理しやすくなる。
しかも、本態様において、加工領域と加工対象物とを相対移動させる相対移動手段は、少なくとも集光手段を搭載して移動する移動手段である。この移動手段であれば、その搭載物が加工対象物よりも軽量なものであるため、加工対象物を動かす移動手段を用いる場合よりも、慣性力が小さく、高速な移動を実現でき、高い生産性を実現できる。
なお、本態様は、加工対象物を特定の方向(本実施形態では副走査方向)へ動かす移動機構を併用する構成を排除するものではない。この構成であっても、当該特定の方向とは異なる方向については、加工対象物を動かす移動機構を用いずに加工領域を加工対象物に対して相対移動させることができる。よって、当該特定の方向とは異なる方向については、加工領域を加工対象物に対して高速に相対移動させることができ、その方向について加工領域を超えるような比較的大きな加工対象物に対して高い生産性をもって加工処理を行うことができる。
What was demonstrated above is an example, and there exists an effect peculiar for every following aspect.
(Aspect A)
A light source such as a laser oscillator 11 that emits processing light such as a laser beam L, an optical scanning unit such as a galvano scanner 21 that scans processing light from the light source, and processing light scanned by the optical scanning unit is used as a workpiece 35. In an optical processing apparatus such as a laser patterning apparatus having a condensing means such as an fθ lens 22 that condenses the object to be processed, etc., at least the condensing means is mounted on the processing surface of the processing object. And moving means such as a carriage 25 that moves in parallel directions, and movement control means such as a main scanning control unit 24 and a control PC 40 that control the movement of the moving means.
According to this aspect, the condensing means for condensing the processing light scanned by the optical scanning means on the processing object can be moved in the direction parallel to the processing surface of the processing object by the moving means. . Therefore, the range in which the machining light scanned by the optical scanning unit scans the workpiece surface on the workpiece, that is, the machining area 36 can be moved relative to the workpiece without moving the workpiece. . As a result, the processing area of the present optical processing apparatus is sequentially moved to another part to be processed on the processing object to perform the processing, so that a relatively large processing object exceeding the processing area can be processed. It becomes easy to process.
Moreover, in this aspect, the relative movement means for moving the processing region and the processing object relative to each other is a movement means that moves by mounting at least a light collecting means. With this moving means, the mounted object is lighter than the workpiece, so it has a lower inertial force than the case of using the moving means to move the workpiece, can achieve high-speed movement, and high production. Can be realized.
Note that this aspect does not exclude a configuration in which a moving mechanism that moves the workpiece in a specific direction (sub-scanning direction in the present embodiment) is used together. Even in this configuration, in a direction different from the specific direction, the processing region can be moved relative to the processing target without using a moving mechanism that moves the processing target. Therefore, in a direction different from the specific direction, the machining area can be relatively moved with respect to the machining object at a high speed, and the direction is high for a relatively large machining object that exceeds the machining area. Processing can be performed with productivity.

(態様B)
前記態様Aにおいて、前記光走査手段も前記移動手段に搭載されていることを特徴とする。
仮に光走査手段が移動手段に非搭載である場合には、加工対象物の被加工面に対して平行移動する移動手段に対して、光走査手段によって走査された後の加工光を入射させることになる。このような構成において、移動手段がどの位置に移動しても、加工対象物に照射される加工光の焦点を維持して加工精度を安定させるためには、走査された後の加工光を平行光束化することが必要である。走査される後の加工光を平行光束化することは、光走査手段に入射する走査前の加工光を平行光束化することよりも構成が複雑化する。本態様のように、光走査手段が移動手段に搭載されていれば、走査された後の加工光を平行光束化する必要がないため、簡易な構成を実現可能である。
(Aspect B)
In the aspect A, the optical scanning unit is also mounted on the moving unit.
If the optical scanning means is not mounted on the moving means, the processing light after being scanned by the optical scanning means is incident on the moving means that moves parallel to the surface to be processed of the workpiece. become. In such a configuration, in order to maintain the focus of the processing light irradiated to the processing object and stabilize the processing accuracy regardless of the position of the moving means, the processed light after scanning is made parallel. It is necessary to make the beam luminous. Making the processed light after scanning into a parallel light beam has a more complicated configuration than making the processed light before scanning incident on the optical scanning means into a parallel light beam. If the optical scanning means is mounted on the moving means as in this embodiment, it is not necessary to convert the processed light after scanning into a parallel light beam, so that a simple configuration can be realized.

(態様C)
前記態様Bにおいて、加工光を平行光束化するコリメート光学系83等の平行光束化手段を有し、前記平行光束化手段は、前記移動手段に非搭載であり、前記移動手段は、当該移動手段に入射する平行光束化後の加工光の光軸に平行な方向へ移動することを特徴とする。
これによれば、移動手段の移動方向が当該移動手段に入射する平行光束化後の加工光の光軸と平行であるため、移動手段がどの位置に移動しても、加工対象物に照射される加工光の焦点が実質的に変化せず、加工対象物上における加工光のスポット径が変化するなどの影響を抑えることができる。よって、移動手段をどの位置に移動させて加工処理する場合でも、焦点調整などの作業を行うことなく、同じ加工精度で加工処理を行うことができ、より高い生産性を実現できる。
(Aspect C)
In the aspect B, a collimating optical system 83 or the like for collimating the processing light into a parallel beam is provided, the parallel beam converting unit is not mounted on the moving unit, and the moving unit is the moving unit. It moves to the direction parallel to the optical axis of the processing light after making into the parallel light beam which injects into.
According to this, since the moving direction of the moving means is parallel to the optical axis of the processing light after collimated light incident on the moving means, the workpiece is irradiated regardless of the position of the moving means. The focus of the machining light to be processed does not substantially change, and the influence of the change of the spot diameter of the machining light on the workpiece can be suppressed. Therefore, even if the moving means is moved to any position for processing, the processing can be performed with the same processing accuracy without performing operations such as focus adjustment, and higher productivity can be realized.

(態様D)
前記態様Aにおいて、前記光走査手段によって走査された加工光を平行光束化するコリメータレンズ61等の平行光束化手段を有し、前記光走査手段及び前記平行光束化手段は、前記移動手段に非搭載であり、前記移動手段は、前記平行光束化手段により平行光束化された加工光の光軸に平行な方向へ移動することを特徴とする。
本態様では、光走査手段が移動手段に非搭載であるため、光走査手段が移動手段に搭載されている構成よりも、移動手段の搭載物の重量が軽量になり、慣性力がより小さく、高速な移動を実現できるので、高い生産性を実現できる。また、移動手段の移動方向が当該移動手段に入射する平行光束化後の加工光の光軸と平行であるため、移動手段がどの位置に移動しても、加工対象物に照射される加工光の焦点が実質的に変化せず、加工対象物上における加工光のスポット径が変化するなどの影響を抑えることができる。よって、移動手段をどの位置に移動させて加工処理する場合でも、焦点調整などの作業を行うことなく、同じ加工精度で加工処理を行うことができ、より高い生産性を実現できる。
(Aspect D)
In the aspect A, there is provided a parallel light beam forming unit such as a collimator lens 61 that converts the processed light scanned by the optical scanning unit into a parallel light beam, and the optical scanning unit and the parallel light beam forming unit are not connected to the moving unit. It is mounted, and the moving means moves in a direction parallel to the optical axis of the processing light converted into a parallel beam by the parallel beam forming means.
In this aspect, since the optical scanning means is not mounted on the moving means, the weight of the load on the moving means becomes lighter and the inertial force is smaller than the configuration in which the optical scanning means is mounted on the moving means, High productivity can be realized because high-speed movement can be realized. In addition, since the moving direction of the moving means is parallel to the optical axis of the processed light after collimated light incident on the moving means, the processing light that is irradiated to the workpiece regardless of the position of the moving means. Is not substantially changed, and it is possible to suppress an influence such as a change in the spot diameter of the processing light on the processing target. Therefore, even if the moving means is moved to any position for processing, the processing can be performed with the same processing accuracy without performing operations such as focus adjustment, and higher productivity can be realized.

(態様E)
前記態様A〜Dのいずれかの態様において、前記集光手段による加工光の集光距離を調整するビームエキスパンダ12等の調整手段を有することを特徴とする。
これによれば、移動手段の移動によって前記集光手段による加工光の集光距離にズレが生じる場合でも、調整手段により集光距離を調整できるので、移動手段がどの位置に移動しても安定した加工精度を実現することが容易になる。
(Aspect E)
In any one of the aspects A to D, an adjustment unit such as a beam expander 12 that adjusts a condensing distance of processing light by the condensing unit is provided.
According to this, even if the processing light collection distance by the light collecting means shifts due to the movement of the moving means, the light collecting distance can be adjusted by the adjusting means, so that it is stable regardless of the position of the moving means. It becomes easy to realize the processed accuracy.

(態様F)
前記態様A〜Eのいずれかの態様において、前記移動手段は、前記加工対象物の被加工面上における加工光の走査方向に対して平行に移動することを特徴とする。
これによれば、光走査手段の走査範囲が狭くても、その走査範囲を超えるような比較的大きな加工対象物を加工処理できる。
(Aspect F)
In any one of the above aspects A to E, the moving means moves in parallel to the scanning direction of the processing light on the processing surface of the processing object.
According to this, even if the scanning range of the optical scanning unit is narrow, it is possible to process a relatively large processing target that exceeds the scanning range.

(態様G)
前記態様A〜Fのいずれかの態様において、前記移動手段の移動が停止した状態で前記加工対象物の被加工面上を加工光が走査することを特徴とする。
これによれば、より高精細な加工処理を実現できる。
(Aspect G)
In any one of the aspects A to F, the processing light scans the processing target surface of the processing object in a state where the movement of the moving unit is stopped.
According to this, higher-definition processing can be realized.

(態様H)
前記態様Gにおいて、前記移動制御手段は、前記移動手段を複数の停止位置でそれぞれ停止させた状態で前記加工対象物の被加工面上を加工光が走査するときの各光走査領域が、該移動手段の移動方向に隣り合うように、又は、該移動手段の移動方向に一部重複するように、該移動手段の停止位置を制御することを特徴とする。
これによれば、移動手段の移動方向において加工対象物上の各被加工部分間で連続する加工を施すことが可能である。これにより、移動手段の移動方向において、加工対象物の各被加工部分が独立したものではなく、複数の被加工部分によって1つの加工対象となるような加工対象物の加工処理を行うことが可能となる。
(Aspect H)
In the aspect G, the movement control unit includes optical scanning areas when the processing light scans the processing target surface of the processing object in a state where the moving unit is stopped at a plurality of stop positions. The stop position of the moving unit is controlled so as to be adjacent to the moving direction of the moving unit or to partially overlap the moving direction of the moving unit.
According to this, it is possible to perform the process which continues between each process part on a process target object in the moving direction of a moving means. Thereby, in the moving direction of the moving means, it is possible to perform the processing of the processing target so that each processing portion of the processing target is not independent but becomes a single processing target by a plurality of processing portions. It becomes.

(態様I)
前記態様G又はHにおいて、前記移動手段は、所定の移動経路を往復移動するものであり、前記移動制御手段は、前記移動手段を往路方向又は復路方向のいずれか一方の方向に移動させて、前記複数の停止位置のそれぞれに該移動手段を停止させることを特徴とする。
これによれば、移動手段の移動時に生じる位置誤差を片寄せして、位置誤差が一定になるようにすることができ、当該位置誤差の補正等の対応が容易である。
(Aspect I)
In the aspect G or H, the moving means reciprocates along a predetermined moving path, and the movement control means moves the moving means in either the forward direction or the backward direction, The moving means is stopped at each of the plurality of stop positions.
According to this, it is possible to shift the position error generated when the moving unit is moved to make the position error constant, and it is easy to correct the position error.

(態様J)
前記態様A〜Iのいずれかの態様において、前記移動手段の移動方向に対して直交する方向へ前記加工対象物を搬送させるワーク搬送部3等の搬送手段と、前記加工対象物の被加工面上を加工光が走査するときの各光走査領域が、前記搬送手段による加工対象物搬送方向に隣り合うように、又は、該搬送手段による加工対象物搬送方向に一部重複するように、該搬送手段の停止位置を制御する副走査制御部30及び制御PC40等の搬送制御手段とを有することを特徴とする。
これによれば、加工対象物搬送方向において加工対象物上の各被加工部分間で連続する加工を施すことが可能である。これにより、加工対象物搬送方向において、加工対象物の各被加工部分が独立したものではなく、複数の被加工部分によって1つの加工対象となるような加工対象物の加工処理を行うことが可能となる。
(Aspect J)
In any one of the aspects A to I, a conveying unit such as a workpiece conveying unit 3 that conveys the workpiece in a direction orthogonal to a moving direction of the moving unit, and a workpiece surface of the workpiece Each optical scanning area when the processing light scans above is adjacent to the workpiece conveyance direction by the conveyance means, or partially overlaps in the workpiece conveyance direction by the conveyance means It has a sub-scanning control unit 30 for controlling the stop position of the transport unit and a transport control unit such as a control PC 40.
According to this, it is possible to perform the process which continues between each process part on a process target object in a process target object conveyance direction. Thereby, it is possible to perform the processing of the processing object so that each processing part of the processing object is not independent in the processing object conveyance direction but becomes a single processing object by a plurality of processing parts. It becomes.

(態様K)
前記態様A〜Jのいずれかの態様において、前記光走査手段は、前記光源からの加工光を二次元方向に走査することを特徴とする。
これによれば、より生産性の高い加工処理を実現することができる。
(Aspect K)
In any one of the aspects A to J, the optical scanning unit scans the processing light from the light source in a two-dimensional direction.
According to this, processing with higher productivity can be realized.

(態様L)
レーザ光L等の加工光を出射するレーザ発振器11等の光源と、前記光源からの加工光を走査するガルバノスキャナ21等の光走査手段と、前記光走査手段によって走査された加工光をワーク35等の加工対象物へ集光させるfθレンズ22等の集光手段とを有するレーザパターニング装置等の光加工装置において、少なくとも前記集光手段を搭載して、前記加工対象物の被加工面に対して平行な方向に移動するキャリッジ25等の移動手段と、前記移動手段の移動を制御する主走査制御部24及び制御PC40等の移動制御手段とを有し、前記加工対象物の被加工面上における加工光の走査方向は、少なくとも前記移動手段の移動方向を含む直交する2方向であることを特徴とする。
これによれば、より生産性の高い加工処理を実現することができる。
(Aspect L)
A light source such as a laser oscillator 11 that emits processing light such as a laser beam L, an optical scanning unit such as a galvano scanner 21 that scans processing light from the light source, and processing light scanned by the optical scanning unit is used as a workpiece 35. In an optical processing apparatus such as a laser patterning apparatus having a condensing means such as an fθ lens 22 that condenses the object to be processed, etc., at least the condensing means is mounted on the processing surface of the processing object. A moving means such as a carriage 25 that moves in a parallel direction, and a movement control means such as a main scanning control unit 24 and a control PC 40 that control the movement of the moving means. The scanning direction of the processing light in is at least two orthogonal directions including the moving direction of the moving means.
According to this, processing with higher productivity can be realized.

(態様M)
前記態様Lにおいて、前記2方向のうち少なくとも一方の走査方向へ加工光を走査する光走査手段も前記移動手段に搭載されていることを特徴とする。
仮に光走査手段が移動手段に非搭載である場合には、加工対象物の被加工面に対して平行移動する移動手段に対して、光走査手段によって走査された後の加工光を入射させることになる。このような構成において、移動手段がどの位置に移動しても、加工対象物に照射される加工光の焦点を維持して加工精度を安定させるためには、走査された後の加工光を平行光束化することが必要である。走査される後の加工光を平行光束化することは、光走査手段に入射する走査前の加工光を平行光束化することよりも構成が複雑化する。本態様のように、光走査手段が移動手段に搭載されていれば、走査された後の加工光を平行光束化する必要がないため、簡易な構成を実現可能である。
(Aspect M)
In the aspect L, an optical scanning unit that scans the processing light in at least one of the two directions is mounted on the moving unit.
If the optical scanning means is not mounted on the moving means, the processing light after being scanned by the optical scanning means is incident on the moving means that moves parallel to the surface to be processed of the workpiece. become. In such a configuration, in order to maintain the focus of the processing light irradiated to the processing object and stabilize the processing accuracy regardless of the position of the moving means, the processed light after scanning is made parallel. It is necessary to make the beam luminous. Making the processed light after scanning into a parallel light beam has a more complicated configuration than making the processed light before scanning incident on the optical scanning means into a parallel light beam. If the optical scanning means is mounted on the moving means as in this embodiment, it is not necessary to convert the processed light after scanning into a parallel light beam, so that a simple configuration can be realized.

(態様N)
加工光を出射する光源と、前記光源からの加工光を走査する光走査手段と、前記加工対象物上における前記光走査手段による加工光の走査方向に対して交差する方向に前記加工対象物を搬送する搬送手段とを有する光加工装置において、前記加工対象物に対する加工光の走査範囲と該加工対象物とを、他方に対して前記走査方向に相対移動させる相対移動手段を有することを特徴とする。
本態様においても、加工対象物に対する加工光の走査範囲すなわち加工領域36と加工対象物とを、加工対象物に対する加工光の走査方向に相対移動させることができる。これにより、加工対象物上の別の被加工部分に対して本光加工装置の加工領域を順次移動させて加工処理を行うことで、加工領域を超えるような比較的大きな加工対象物に対して加工処理しやすくなる。
(Aspect N)
A light source that emits processing light; an optical scanning unit that scans the processing light from the light source; and the processing target in a direction that intersects a scanning direction of processing light by the optical scanning unit on the processing target. An optical processing apparatus having a transporting means for transporting, characterized in that it has a relative movement means for moving the scanning range of the processing light with respect to the processing target and the processing target relative to the other in the scanning direction. To do.
Also in this aspect, the scanning range of the processing light with respect to the processing target, that is, the processing region 36 and the processing target can be relatively moved in the scanning direction of the processing light with respect to the processing target. As a result, the processing area of the present optical processing apparatus is sequentially moved to another part to be processed on the processing object to perform the processing, so that a relatively large processing object exceeding the processing area can be processed. It becomes easy to process.

(態様O)
レーザ光L等の加工光を出射するレーザ発振器11等の光源と、前記加工光によるワーク35等の加工対象物上の加工箇所を変更するガルバノスキャナ21、キャリッジ25、搬送部3等の加工箇所変更手段とを有する光加工装置において、加工対象物の加工箇所に応じて、同一箇所に対するレーザ光Lの照射回数、ワーク35に照射されるレーザ光Lの単位時間当たりのエネルギー、レーザ光Lの繰り返し周波数等の加工条件を変更する制御PC40、レーザドライバ部10、主走査制御部24等の加工条件変更手段を有することを特徴とする。
本態様によれば、加工対象物の加工箇所ごとに異なる加工条件で加工を行うことができる。よって、適した加工条件が互いに異なる加工箇所が加工対象物上に存在する場合でも、加工対象物を別装置へ転載するなどの手間を要することなく、その加工対象物上の各加工箇所を、それぞれ適した加工条件で加工することができる。よって、適した加工条件が互いに異なる加工箇所ごとに異なる光加工装置を用いて加工する必要があった従来構成と比較して、手間が少なく、加工時間を短縮することができる。
(Aspect O)
A light source such as a laser oscillator 11 that emits processing light such as a laser beam L, and a processing part such as a galvano scanner 21, a carriage 25, and a conveyance unit 3 that change a processing part on a processing target such as a workpiece 35 by the processing light. In the optical processing apparatus having the changing means, the number of times of irradiation of the laser beam L to the same location, the energy per unit time of the laser beam L applied to the workpiece 35, the laser beam L It is characterized by having processing condition changing means such as a control PC 40 for changing processing conditions such as a repetition frequency, a laser driver unit 10, a main scanning control unit 24, and the like.
According to this aspect, processing can be performed under different processing conditions for each processing portion of the processing object. Therefore, even when there are machining locations on the workpiece that have different suitable machining conditions, each machining location on the workpiece is not required, such as transferring the workpiece to another device. Each can be processed under suitable processing conditions. Therefore, compared with the conventional configuration in which it is necessary to perform processing using a different optical processing apparatus for each processing site having different processing conditions, it is possible to reduce processing time.

(態様P)
前記態様Oにおいて、前記光源を制御する制御PC40、レーザドライバ部10等の光源制御手段を有し、前記加工条件は、前記光源制御手段による光源制御条件(ワーク35に照射されるレーザ光Lの単位時間当たりのエネルギー、レーザ光Lの繰り返し周波数等)を含むことを特徴とする。

これによれば、適した加工光の特性条件が互いに異なる加工対象物上の各種加工箇所をそれぞれ好適に加工することができる。
(Aspect P)
In the aspect O, there are light source control means such as a control PC 40 for controlling the light source, a laser driver unit 10 and the like. Energy per unit time, repetition frequency of the laser beam L, and the like).

According to this, it is possible to suitably process various processing locations on the processing object having different processing light characteristic conditions.

(態様Q)
前記態様Pにおいて、前記光源制御条件は、加工対象物に照射される加工光の単位時間当たりのエネルギーを含むことを特徴とする。

これによれば、適した加工光の単位時間当たりのエネルギーが互いに異なる加工対象物上の各種加工箇所をそれぞれ好適に加工することができる。
(Aspect Q)
In the aspect P, the light source control condition includes energy per unit time of processing light applied to the processing object.

According to this, it is possible to suitably process various processing points on the processing object having different energy per unit time of suitable processing light.

(態様R)
前記態様P又はQにおいて、前記光源は、所定の繰り返し周波数で加工光を断続的に出射するパルスファイバレーザ等であり、前記光源制御条件は、前記所定の繰り返し周波数を含むことを特徴とする。

これによれば、適した加工光の繰り返し周波数が互いに異なる加工対象物上の各種加工箇所をそれぞれ好適に加工することができる。
(Aspect R)
In the aspect P or Q, the light source is a pulse fiber laser or the like that intermittently emits processing light at a predetermined repetition frequency, and the light source control condition includes the predetermined repetition frequency.

According to this, it is possible to suitably process various processing points on the processing object having different processing light repetition frequencies different from each other.

(態様S)
前記態様O〜Rのいずれかの態様において、前記加工条件は、加工光の照射回数を含むことを特徴とする。
これによれば、同一箇所に対するレーザ光Lの適した照射回数が互いに異なる加工対象物上の各種加工箇所をそれぞれ好適に加工することができる。また、加工光の特性を変更せずに加工条件を変えることができるので、簡易な構成を実現できる。
(Aspect S)
In any one of the embodiments O to R, the processing condition includes the number of times of processing light irradiation.
According to this, it is possible to suitably process each of various processing locations on the processing object having different numbers of suitable irradiation times of the laser beam L to the same location. In addition, since the processing conditions can be changed without changing the characteristics of the processing light, a simple configuration can be realized.

(態様T)
前記態様O〜Sのいずれかの態様において、前記加工箇所変更手段は、前記光源からの加工光を走査するガルバノスキャナ21等の光走査手段を含むことを特徴とする。
これによれば、高速かつ高精度な加工を実現できる。
(Aspect T)
In any one of the aspects O to S, the processing location changing means includes optical scanning means such as a galvano scanner 21 that scans processing light from the light source.
According to this, high-speed and highly accurate machining can be realized.

(態様U)
前記態様Tにおいて、主走査方向等の所定方向に複数回の移動と停止を繰り返すキャリッジ25等の移動手段を有し、前記光走査手段は、前記移動手段に搭載され、前記移動手段の停止中に前記加工光を走査することを特徴とする。
これによれば、比較的大きな加工対象物に対しても、光走査手段で走査した加工光によって加工処理を行うことができる。
(Aspect U)
The aspect T includes a moving unit such as a carriage 25 that repeats moving and stopping a plurality of times in a predetermined direction such as a main scanning direction, and the optical scanning unit is mounted on the moving unit and the moving unit is stopped. And scanning the processing light.
According to this, it is possible to perform processing on a relatively large processing object with processing light scanned by the optical scanning unit.

(態様V)
前記態様O〜Uのいずれかの態様において、前記加工箇所変更手段は、前記加工対象物に向けて加工光を照射する光照射位置と加工対象物とを相対移動させるキャリッジ25、搬送部3、XYテーブル等の相対移動手段を含むことを特徴とする。
これによれば、より加工時間の短い加工の実現が容易である。
(Aspect V)
In any one of the above aspects O to U, the machining location changing unit includes a carriage 25 that moves the light irradiation position for irradiating the processing light toward the processing target and the processing target, the transport unit 3, Relative movement means such as an XY table is included.
According to this, it is easy to realize processing with a shorter processing time.

1 レーザ出力部
2 レーザ走査部
3 ワーク搬送部
4 制御部
10 レーザドライバ部
11 レーザ発振器
12 ビームエキスパンダ
14,15,16 反射ミラー
20 ガルバノスキャナ制御部
21 ガルバノスキャナ
21a ガルバノミラー
21b ステッピングモータ
22 fθレンズ
23 モニタカメラ
24 主走査制御部
25 キャリッジ
26 ステッピングモータ
28 リニアエンコーダ
29 リニアガイド
30 副走査制御部
31 ステッピングモータ
32 搬送ローラ対
33,34 モニタカメラ
35 ワーク
36 加工領域
37 アライメントマーク
51 スプール軸
52 入口ガイド板
53 加工テーブル
54 カッター
55 トレイ
57 空洞部
58 ポンプ
61 コリメータレンズ
67 巻取軸
91 ポリゴンスキャナ
91a ポリゴンミラー
91b モータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser output part 2 Laser scanning part 3 Work conveyance part 4 Control part 10 Laser driver part 11 Laser oscillator 12 Beam expander 14,15,16 Reflection mirror 20 Galvano scanner control part 21 Galvano scanner 21a Galvano mirror 21b Stepping motor 22 f (theta) lens 23 Monitor camera 24 Main scanning control unit 25 Carriage 26 Stepping motor 28 Linear encoder 29 Linear guide 30 Sub scanning control unit 31 Stepping motor 32 Conveying roller pair 33, 34 Monitor camera 35 Work 36 Processing region 37 Alignment mark 51 Spool shaft 52 Entrance guide Plate 53 Processing table 54 Cutter 55 Tray 57 Cavity 58 Pump 61 Collimator lens 67 Winding shaft 91 Polygon scanner 91a Polygon mirror 91b Motor

特開2003−205384号公報JP 2003-205384 A

Claims (20)

光源と、
前記光源による光を走査する光走査手段と、
前記光走査手段によって走査された光を加工対象物へ向けて集光させる集光手段とを有する光加工装置において、
前記集光手段は、前記加工対象物に対して移動する移動手段に搭載され、
前記光源は、前記移動手段に非搭載である
ことを特徴とする光加工装置。
A light source;
Optical scanning means for scanning light from the light source;
In an optical processing apparatus having a condensing unit that condenses light scanned by the optical scanning unit toward a workpiece,
The condensing means is mounted on a moving means that moves relative to the workpiece,
The optical processing apparatus, wherein the light source is not mounted on the moving means.
請求項1に記載の光加工装置において、
前記光走査手段は、前記移動手段に搭載されている
ことを特徴とする光加工装置。
The optical processing apparatus according to claim 1,
The optical processing apparatus, wherein the optical scanning means is mounted on the moving means.
請求項1または2に記載の光加工装置であって、
前記移動手段に対して前記加工対象物を相対移動させるように搬送する搬送手段を有する
ことを特徴とする光加工装置。
The optical processing apparatus according to claim 1, wherein:
An optical processing apparatus comprising transport means for transporting the object to be moved relative to the moving means.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光加工装置において、
前記移動手段は、第一の方向に移動し、
前記搬送手段は、前記第一の方向と交わる第二の方向に、前記加工対象物を相対移動させる
ことを特徴とする光加工装置。
The optical processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The moving means moves in a first direction;
The optical processing apparatus, wherein the conveying means relatively moves the object to be processed in a second direction intersecting with the first direction.
請求項4に記載の光加工装置において、
前記移動手段は、第一の軸に沿う方向にのみ移動し、
前記搬送手段は、前記第一の軸と直交する第二の軸に沿う方向にのみ、前記加工対象物を相対移動させる
ことを特徴とする光加工装置。
The optical processing apparatus according to claim 4,
The moving means moves only in a direction along the first axis;
The optical processing apparatus, wherein the conveying means relatively moves the object to be processed only in a direction along a second axis orthogonal to the first axis.
請求項4または5に記載の光加工装置において、
前記光源による光を平行光束化する平行光束化手段を有し、
前記移動手段へ入射する光は、前記移動手段へ入射する前に平行光束化され、前記移動手段が移動する方向に沿う方向から前記移動手段へ入射する
ことを特徴とする光加工装置。
In the optical processing apparatus according to claim 4 or 5,
Having a parallel beam converting means for converting the light from the light source into a parallel beam;
The light processing apparatus according to claim 1, wherein the light incident on the moving means is converted into a parallel light flux before entering the moving means, and enters the moving means from a direction along the direction in which the moving means moves.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光加工装置において、
前記移動手段は、少なくとも2以上の停止位置で停止し、
前記光走査手段は、前記移動手段が停止している状態において前記光源による光を走査する
ことを特徴とする光加工装置。
The optical processing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The moving means stops at at least two stop positions;
The optical processing apparatus, wherein the optical scanning unit scans light from the light source in a state where the moving unit is stopped.
請求項7に記載の光加工装置において、
前記移動手段は、往復移動し、往復移動における一方向の移動のときにのみ前記停止位置で停止する
ことを特徴とする光加工装置。
The optical processing apparatus according to claim 7,
The optical processing apparatus, wherein the moving means reciprocates and stops at the stop position only when moving in one direction in the reciprocating movement.
請求項7または8に記載の光加工装置において、
前記移動手段は、隣接する各停止位置における前記加工対象物上の光の走査の範囲が互いに重なるような停止位置で停止する
ことを特徴とする光加工装置。
The optical processing apparatus according to claim 7 or 8,
The optical processing apparatus is characterized in that the moving means stops at a stop position such that scanning ranges of light on the workpiece at each adjacent stop position overlap each other.
請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光加工装置において、
前記光走査手段は、前記光源による光を2次元走査する
ことを特徴とする光加工装置。
The optical processing apparatus according to any one of claims 1 to 9,
The optical processing apparatus, wherein the optical scanning unit performs two-dimensional scanning with light from the light source.
請求項1乃至10のいずれか1項に記載の光加工装置において、
前記集光手段の集光距離を調整する調整手段を有する
ことを特徴とする光加工装置。
The optical processing apparatus according to any one of claims 1 to 10,
An optical processing apparatus comprising adjustment means for adjusting a light collection distance of the light collection means.
請求項1乃至11のいずれか1項に記載の光加工装置において、
前記光走査手段が走査する箇所に応じて、前記光源の光の単位時間あたりのエネルギー、前記光源の光の繰り返し周波数、前記光源の光の照射回数のうち少なくとも1つを変更する
ことを特徴とする光加工装置。
The optical processing apparatus according to any one of claims 1 to 11,
At least one of energy per unit time of light of the light source, a repetition frequency of light of the light source, and the number of times of light irradiation of the light source is changed according to a location scanned by the light scanning unit. Optical processing equipment.
光源と、前記光源による光を走査する光走査手段と、前記光走査手段によって走査された光を加工対象物へ集光させる集光手段とを有する光加工装置を用いて前記加工対象物を加工することによる光加工物の生産方法において、
前記光源を移動手段に搭載しない状態で、前記集光手段を前記移動手段に搭載して前記加工対象物に対して移動させ、前記加工対象物を加工する
ことを特徴とする光加工物の生産方法。
Processing the object to be processed using an optical processing device having a light source, light scanning means for scanning light from the light source, and light collecting means for condensing the light scanned by the light scanning means onto the object to be processed. In the production method of optical work by
Production of an optical workpiece characterized by processing the processing object by mounting the focusing means on the moving means and moving the processing object with the light source not mounted on the moving means. Method.
光源と、
前記光源からの光を加工対象物へ向けて集光させる集光手段と、
前記集光手段を搭載し、前記加工対象物に対して第一の方向および前記第一の方向と交わる第二の方向に移動する移動手段と、
前記移動手段に対して前記加工対象物を前記第二の方向に相対移動させるように搬送する搬送手段を有し、
前記移動手段の移動範囲は、前記加工対象物における被加工部を前記第二の方向に分割した領域である
ことを特徴とする光加工装置。
A light source;
Condensing means for condensing the light from the light source toward the object to be processed;
A moving means that mounts the light collecting means and moves in a first direction and a second direction intersecting the first direction with respect to the workpiece;
Transporting means for transporting the workpiece to move relative to the second direction with respect to the moving means;
The moving range of the moving means is an area obtained by dividing a portion to be processed in the processing object in the second direction.
請求項14に記載の光加工装置において、
前記光源は、前記移動手段に非搭載である
ことを特徴とする光加工装置。
The optical processing apparatus according to claim 14,
The optical processing apparatus, wherein the light source is not mounted on the moving means.
請求項14または15に記載の光加工装置であって、
前記搬送手段は、前記第二の方向に分割した領域が前記移動手段の移動範囲に重なるように、順次、前記加工対象物を搬送する
ことを特徴とする光加工装置。
The optical processing apparatus according to claim 14 or 15,
The optical processing apparatus, wherein the transport unit sequentially transports the processing object such that the region divided in the second direction overlaps a moving range of the moving unit.
請求項14乃至16のいずれか1項に記載の光加工装置において、
前記光源による光を平行光束化する平行光束化手段を有し、
前記移動手段へ入射する光は、前記移動手段へ入射する前に平行光束化され、前記移動手段が移動する方向に沿う方向から前記移動手段へ入射する
ことを特徴とする光加工装置。
The optical processing apparatus according to any one of claims 14 to 16,
Having a parallel beam converting means for converting the light from the light source into a parallel beam;
The light processing apparatus according to claim 1, wherein the light incident on the moving means is converted into a parallel light flux before entering the moving means, and enters the moving means from a direction along the direction in which the moving means moves.
請求項14乃至17のいずれか1項に記載の光加工装置において、
前記集光手段の集光距離を調整する調整手段を有する
ことを特徴とする光加工装置。
The optical processing apparatus according to any one of claims 14 to 17,
An optical processing apparatus comprising adjustment means for adjusting a light collection distance of the light collection means.
請求項14乃至18のいずれか1項に記載の光加工装置において、
前記集光手段が集光する箇所に応じて、前記光源の光の単位時間あたりのエネルギー、前記光源の光の繰り返し周波数、前記光源の光の照射回数のうち少なくとも1つを変更する
ことを特徴とする光加工装置。
The optical processing apparatus according to any one of claims 14 to 18,
At least one of energy per unit time of light of the light source, a repetition frequency of light of the light source, and the number of times of light irradiation of the light source is changed according to a location where the light collecting means collects light. Optical processing equipment.
光源と、前記光源からの光を加工対象物へ向けて集光させる集光手段と、前記集光手段を搭載し、前記加工対象物に対して第一の方向および前記第一の方向と交わる第二の方向に移動する移動手段と、前記移動手段に対して前記加工対象物を前記第二の方向に相対移動させるように搬送する搬送手段と、を有する光加工装置を用いて前記加工対象物を加工することによる光加工物の生産方法において、
前記移動手段の移動範囲は、前記加工対象物における被加工部を前記第二の方向に分割した領域である
ことを特徴とする光加工物の生産方法。
A light source, a condensing means for condensing light from the light source toward the object to be processed, and the condensing means are mounted and intersect the first direction and the first direction with respect to the object to be processed. The processing object using an optical processing apparatus comprising: a moving means that moves in a second direction; and a conveying means that conveys the workpiece to move relative to the moving means in the second direction. In a method of producing an optical workpiece by processing an object,
The moving range of the said moving means is the area | region which divided | segmented the to-be-processed part in the said workpiece into the said 2nd direction, The manufacturing method of the optical workpiece characterized by the above-mentioned.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024058237A1 (en) * 2022-09-16 2024-03-21 株式会社ニコン Optical device, optical machining device, microscope device, and scanning method

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220176493A1 (en) * 2019-03-20 2022-06-09 Bobst Mex Sa Characterization method and system for a laser processing machine with a moving sheet or web
TWI755109B (en) * 2020-10-23 2022-02-11 新代科技股份有限公司 Laser processing system and laser processing method thereof

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5311682B2 (en) * 1974-03-08 1978-04-24
JP2003205384A (en) 2002-01-11 2003-07-22 Ricoh Microelectronics Co Ltd Laser machining device
JP2004090062A (en) * 2002-09-02 2004-03-25 Tdk Corp Laser beam machining device, machining method, and method for manufacturing circuit board by using the machining method
JP5213783B2 (en) * 2009-03-31 2013-06-19 三菱電機株式会社 Laser processing apparatus and laser processing method
JP5311682B2 (en) 2010-06-17 2013-10-09 株式会社レザック Laser processing equipment for die cutting production
JP5409711B2 (en) * 2011-06-29 2014-02-05 三星ダイヤモンド工業株式会社 Laser beam workpiece processing equipment
JP5717146B2 (en) * 2012-10-23 2015-05-13 株式会社日本製鋼所 Laser line beam improving apparatus and laser processing apparatus
US20140363326A1 (en) * 2013-06-10 2014-12-11 Grid Logic Incorporated System and method for additive manufacturing
KR20150058975A (en) * 2013-11-21 2015-05-29 주식회사 솔바인 Apparatus for ablating film
JP5627760B1 (en) * 2013-12-18 2014-11-19 三菱重工業株式会社 Laser processing apparatus and laser processing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024058237A1 (en) * 2022-09-16 2024-03-21 株式会社ニコン Optical device, optical machining device, microscope device, and scanning method

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