JP2023009331A - レーザ走査装置及びレーザ走査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザを適切に集光させた状態で被照射物に照射することが可能なレーザ走査装置を提供する。【解決手段】レーザ走査装置は、第１導光部と、ポリゴンミラーと、第２導光部と、を備える。第１導光部は、レーザ発生器が発生させたレーザを反射して導く。ポリゴンミラーは、多角形状に配置された反射面を有しており、第１導光部により導かれたレーザを、回転しながら反射面で反射する。第２導光部は、ポリゴンミラーの反射面で反射されたレーザを更に反射してレーザがワークに照射されるようにレーザを導く。第１導光部は、レーザの第１方向のビーム径が小さくなるようにレーザを集光する第１シリンドリカルレンズを備える。第２導光部は、レーザの第１方向に直交する第２方向のビーム径が小さくなるようにレーザを集光する第２シリンドリカルレンズ４３を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、主として、レーザ走査装置に関する。

特許文献１は、レーザ等の光を走査する光走査装置を開示する。光走査装置は、レンズと、複数の折返しミラーと、ポリゴンミラーと、一次ミラーと、二次ミラーと、シリンドリカルレンズと、を備える。レンズは、レーザ発生器が発生させたレーザ光を集光する。複数の折返しミラーは、レーザの焦点をワークに合わせるために光路長を確保するとともに、レーザをポリゴンミラーに導く。ポリゴンミラーは、回転しながらレーザを反射することにより、ポリゴンミラーの回転位相に応じた反射角でレーザを反射する。ポリゴンミラーで反射されたレーザは、一次ミラー及び二次ミラーで反射されて、シリンドリカルレンズを通過してワークに照射される。シリンドリカルレンズは、レーザを扁平にするために用いられている。

特許第５４０１６２９号公報

特許文献１の光走査装置では、レンズの形状によっては、ワークに照射されるレーザが所定方向において十分に集光しない可能性がある。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、レーザを適切に集光させた状態でワークに照射することが可能なレーザ走査装置を提供することにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、以下の構成のレーザ走査装置が提供される。即ち、レーザ走査装置は、第１導光部と、ポリゴンミラーと、第２導光部と、を備える。前記第１導光部は、レーザ発生器が発生させたレーザを反射して導く。前記ポリゴンミラーは、多角形状に配置された反射面を有しており、前記第１導光部により導かれたレーザを、回転しながら前記反射面で反射する。前記第２導光部は、前記ポリゴンミラーの前記反射面で反射されたレーザを更に反射してレーザがワークに照射されるようにレーザを導く。前記第１導光部は、レーザの第１方向のビーム径が小さくなるように当該レーザを集光する第１集光部を備える。前記第２導光部は、レーザの前記第１方向に直交する第２方向のビーム径が小さくなるように当該レーザを集光する第２集光部を備える。

本発明の第２の観点によれば、以下のレーザ走査方法が提供される。即ち、レーザ走査方法は、第１導光工程と、ポリゴンミラー反射工程と、第２導光工程と、を含む。前記第１導光工程では、レーザ発生器が発生させたレーザを第１導光部を用いて反射して導く。前記ポリゴンミラー反射工程では、多角形状に配置された反射面を有するポリゴンミラーを用いて、前記第１導光部により導かれたレーザを、ポリゴンミラーを回転させながら前記反射面で反射する。前記第２導光工程では、前記ポリゴンミラーの前記反射面で反射されたレーザを第２導光部で更に反射してレーザがワークに照射されるようにレーザを導く。前記第１導光工程は、第１集光部を用いてレーザの第１方向のビーム径が小さくなるように当該レーザを集光する処理を含む。前記第２導光工程は、第２集光部を用いてレーザの前記第１方向に直交する第２方向のビーム径が小さくなるように当該レーザを集光する処理を含む。

これにより、レーザ発生器が発生させたレーザが２つの方向で集光するため、レーザの断面形状（ビーム形状）が円形又はそれに近い形状のレーザをワークに照射することができる。

本発明によれば、レーザを適切に集光させた状態でワークに照射できる。

本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置の斜視図。 レーザ発生器で発生したレーザがワークに照射されるまでの光路を示す図。 ポリゴンミラーの偏向中心、第１照射ミラー、第２照射ミラー、及び走査線の位置関係を示す概略図。 第１シリンドリカルレンズ及び第２シリンドリカルレンズによりレーザが集光されることで、ビーム形状が円形となることを示す斜視図。

次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。初めに、図１を参照して、レーザ加工装置１の構成を説明する。図１は、レーザ加工装置１の斜視図である。レーザ加工装置１は、ワーク（被照射物）１００にレーザを照射することで、当該ワーク１００を加工する装置である。

本実施形態のワーク１００は、例えば電磁鋼板、シリコン基板、樹脂フィルム等である。なお、ワーク１００は他の材料であってもよい。また、ワーク１００は板状に限られず、例えばブロック状であってもよい。

本実施形態のレーザ加工装置１は、レーザを照射することでワーク１００を蒸発させて加工するアブレーション加工を行う。なお、レーザ加工装置１はレーザの熱によりワーク１００を溶融させて加工する熱加工を行う構成であってもよい。また、レーザ加工装置１はレーザによりワーク１００を切断する加工を行う。レーザ加工装置１がワーク１００に対して行う加工は切断に限られず、例えばワーク１００の表面を所定形状に沿って除去する加工であってもよい。あるいは、レーザ加工装置１が行う加工は、ワーク１００の溶接等のためにワーク１００を溶融させる加工であってもよい。

なお、レーザは可視光であってもよいし、可視光以外の波長帯の電磁波であってもよい。また、本実施形態では、可視光だけでなく、可視光より波長が短い電磁波又は波長が長い電磁波を含めて「光」と称する。

図１に示すように、レーザ加工装置１は、搬送部１１と、レーザ発生器１２と、レーザ走査装置１３と、を備える。

搬送部１１は、ベルトコンベアであり、載置されたワーク１００を所定の方向に搬送する。搬送部１１は、ワーク１００を搬送方向に搬送できるとともに、所定の位置で停止させることができる。搬送部１１は、ワーク１００を搬送して、レーザ加工を行うための位置で停止させる。なお、搬送部１１はローラコンベアであってもよいし、ワーク１００を把持して搬送する構成であってもよい。また、搬送部１１を省略し、動かないように固定されたワーク１００に対して、レーザを照射して加工することもできる。

レーザ発生器１２は、パルス発振により時間幅が短いパルスレーザを発生させる。パルスレーザの時間幅は特に限定されないが、例えばナノ秒オーダー、ピコ秒オーダー、又はフェムト秒オーダー等の短い時間間隔でレーザを発生させる。なお、レーザ発生器１２は連続波発振によりＣＷレーザーを発生させる構成であってもよい。

レーザ走査装置１３は、レーザ発生器１２が発生させたレーザを導いてワーク１００に照射する。レーザ走査装置１３は、ワーク１００の表面に集光したレーザが照射されるように当該レーザを導くことで、ワーク１００を加工する。

以下、図２及び図３を参照して、このレーザ走査装置１３について詳細に説明する。図２に示すように、レーザ走査装置１３は、ビームエキスパンダ１９と、第１導光部２０と、ポリゴンミラー３０と、第２導光部４０と、を備える。なお、これらの光学部品の少なくとも一部は、レーザ走査装置１３の筐体の内部に配置されている。

ビームエキスパンダ１９は、レーザ発生器１２が発生させたレーザのビームを所定の方向（後述の第１方向）に広げる。ビームエキスパンダ１９は、例えば、凹レンズと凸レンズを組み合わせた構成である。レーザ発生器１２が発生させたレーザのビーム形状（レーザの断面形状）は円形である。ビームエキスパンダ１９を通過することにより、ビーム形状が楕円に変化する。

第１導光部２０は、レーザ発生器１２が発生させたレーザをポリゴンミラー３０まで導く光学部品から構成されている。第１導光部２０は、レーザの光路に沿ってレーザ発生器１２側から順に、第１シリンドリカルレンズ（第１集光部）２１と、導入プリズム２２と、第１導入ミラー２３と、第２導入ミラー２４と、を備える。

第１シリンドリカルレンズ２１は、図４に示すように、レーザ発生器１２が発生させたレーザを集光する。具体的には、第１シリンドリカルレンズ２１は、第１方向におけるビーム径が小さくなるようにレーザを集光する。第１方向とは、レーザの走査方向に平行な方向である。本明細書では、第１シリンドリカルレンズ２１に入射されるレーザの第１方向のビーム径をｄ１と示す。レーザの第１方向のビーム径は、第１シリンドリカルレンズ２１を通過することにより徐々に小さくなり、ワーク１００の表面又はその近傍において最も小さくなる。

導入プリズム２２、第１導入ミラー２３、及び第２導入ミラー２４は、第１シリンドリカルレンズ２１を通過したレーザをポリゴンミラー３０へ導く。また、導入プリズム２２、第１導入ミラー２３、及び第２導入ミラー２４は、ポリゴンミラー３０よりも光路上流側で、ワーク１００の表面上に焦点を位置させるために必要な光路長を確保するために光路を折り曲げる光学ユニットを構成する。本実施形態で示した第１導光部２０を構成する光学部品は適宜省略可能であるし、他のプリズム又はミラーが第１シリンドリカルレンズ２１とポリゴンミラー３０との間に適宜追加されてもよい。

図２に示すように、ポリゴンミラー３０は、全体として正多角形状（本実施形態では、正八角形状）に形成されている。詳細には、正多角形の各辺に相当する位置に平面状のミラーが配置されている。また、ポリゴンミラー３０は図略の電動モータからの動力が伝達されることで、例えば等角速度で回転可能に構成されている。ポリゴンミラー３０の回転軸方向と、図２の視点方向（即ちポリゴンミラー３０が正多角形状となる視点方向）と、は同じである。

レーザ発生器１２が発生させてポリゴンミラー３０で反射したレーザは、第２導光部４０によって導かれてワーク１００に照射される。このとき、レーザの照射位置は、ポリゴンミラー３０の反射面の角度に応じて変化する。言い換えれば、ポリゴンミラー３０が回転することで、レーザ発生器１２からのレーザが偏向されて当該ポリゴンミラー３０でのレーザの反射角が変化する。これにより、レーザが、ワーク１００上で走査される。走査とは、レーザ等の光の照射位置を所定方向に変化させることである。以下では、レーザの走査方向を単に走査方向と称する。ワーク１００は走査方向に沿って加工される。

ポリゴンミラー３０は、回転することにより、第２導入ミラー２４によって導入されたレーザを等速で角移動させるようにして放射する。第２導光部４０は、ポリゴンミラー３０から出射した光を反射し、走査線９１に導く。ポリゴンミラー３０の回転角が変化することにより、照射位置は、ワーク１００上の走査線９１に沿って走査方向に順次移動する。

第２導光部４０は、複数の反射面を有しており、ポリゴンミラー３０で反射されたレーザを適宜反射させて、ワーク１００の表面に導く。第２導光部４０は、複数の第１照射ミラー４１と、複数の第２照射ミラー４２と、第２シリンドリカルレンズ（第２集光部）４３と、を備える。

以下、図３を参照して、第１照射ミラー４１及び第２照射ミラー４２の配置及び機能について説明する。図３は、偏向中心Ｃと、第１照射ミラー４１と、第２照射ミラー４２と、走査線９１と、の位置関係を示す概略図である。

仮に第２導光部４０が存在しない場合、レーザの焦点（光に沿ってレーザ発生器１２から一定距離離れた点）は、図３の上側に示すように、ポリゴンミラー３０の回転角が正多角形の一辺に相当する分だけ変化するのに伴って円弧状の軌跡を描く。この軌跡の中心は、ポリゴンミラー３０によってレーザを偏向させる偏向中心Ｃであり、その軌跡の半径は当該偏向中心Ｃから焦点までの光路長である。一方、走査線９１は、円弧状の軌跡と異なり、走査方向に直線的に延びる。すると、走査線９１上の照射位置から焦点までの距離が、当該照射位置に応じて変わってしまう。よって、上記の偏向中心Ｃから走査線９１上の任意の照射位置までの光路長を考えると、当該光路長は一定とならず、当該照射位置の位置に応じて変化することになる。

第２導光部４０は、この課題を解消するために備えられており、ポリゴンミラー３０からのレーザを少なくとも２度反射してからワーク１００（走査線９１）に導く。第２導光部４０は、ポリゴンミラー３０の反射面からワーク１００上の走査線９１上の任意の照射位置までの光路長が全ての照射位置で略一定となるように、それぞれ配置されている。

本実施形態に係る第２導光部４０は、ポリゴンミラー３０からのレーザを反射する第１照射ミラー４１と、当該第１照射ミラー４１からのレーザを更に反射する第２照射ミラー４２とを有し、ポリゴンミラー３０からのレーザを２度反射する。第２導光部４０は、これら第１照射ミラー４１と第２照射ミラー４２とにより構成される。ただし、第２導光部４０では、レーザが３回以上反射されるように光学部品が配置されていてもよい。

上述したように、仮に、第１照射ミラー４１及び第２照射ミラー４２が存在しなければ、レーザの焦点は、光の出射角が変化するのに伴って、偏向中心Ｃを中心とした円弧（以下、仮想円弧）を描くこととなる。仮想円弧の半径Ｒは、偏向中心Ｃから焦点までの光路長である。第１照射ミラー４１及び第２照射ミラー４２は、偏向中心Ｃから焦点までの光路を折り曲げ、それにより仮想円弧をワーク１００上で概ね走査方向に直線状に延びるように変換する。詳細に言えば、仮想円弧を分割した分割円弧ＤＡ１，ＤＡ２，・・・の位置は、その各弦ＶＣ１，ＶＣ２，・・・の向きが走査線９１とほぼ一致するように、第２導光部４０によって変換される。

即ち、第１照射ミラー４１及び第２照射ミラー４２はそれぞれ複数の反射面を有しており、レーザのポリゴンミラー３０からの出射角の範囲が複数に分割された分割角度範囲ごとに、光に沿ってレーザ発生器１２から一定距離離れた点（焦点）が当該分割角度範囲において光の出射角が変化するのに伴って描く軌跡である分割円弧ＤＡ１，ＤＡ２，・・・の弦ＶＣ１，ＶＣ２，・・・が、走査方向と同じ方向となるように（走査方向に並ぶように）、光を複数回反射させる。

仮想円弧の位置を走査線９１に一致させるように変換するための具体的な方法について簡単に説明すると、まず、仮想円弧を等間隔に分割することにより複数の分割円弧ＤＡ１，ＤＡ２，・・・を得る。そして、複数の分割円弧ＤＡ１，ＤＡ２，・・・のそれぞれに対応した複数の仮想弦ＶＣ１，ＶＣ２，・・・を得る。そして、複数の仮想弦ＶＣ１，ＶＣ２，・・・がワーク１００上で走査方向に順次に直線状に並ぶように、第１照射ミラー４１及び第２照射ミラー４２がそれぞれ有する反射面の位置及び向きを定める。

このように走査線９１を形成すると、分割円弧ＤＡ１，ＤＡ２，・・・の両端２点が走査線９１上に再配置され、分割円弧ＤＡ１，ＤＡ２，・・・（即ち、当該２点を繋ぐ曲線）が、走査線９１よりも光軸方向下流側へと再配置される。レーザの焦点は、このように位置が変換された分割円弧ＤＡ１，ＤＡ２，・・・に沿って移動する。

仮想円弧を分割して複数の分割円弧ＤＡ１，ＤＡ２，・・・を得ると、分割円弧ＤＡ１，ＤＡ２，・・・はこれに対応した仮想弦ＶＣ１，ＶＣ２，・・・に良好に近似する。このため、ポリゴンミラー３０の偏向中心Ｃから走査線９１上の任意の照射位置までの光路長は、全ての照射位置にわたって略一定となる。分割円弧ＤＡ１，ＤＡ２，・・・は、対応する仮想弦ＶＣ１，ＶＣ２，・・・と良好に近似しているので、それぞれの分割円弧ＤＡ１，ＤＡ２，・・・における焦点の挙動は、走査線９１に沿う等速直線運動と良好に近似する。

分割円弧ＤＡ１，ＤＡ２，・・・の分割数が増えれば増えるほど、仮想弦ＶＣ１，ＶＣ２，・・・の中点と分割円弧ＤＡ１，ＤＡ２，・・・の中点との間の距離が小さくなり、焦点の軌跡が仮想弦ＶＣ１，ＶＣ２，・・・に近づく。このため、光路長の一定性を高く保つことができる。分割数は、レーザ走査装置１３に許容される誤差に応じて適宜に定めることができる。

第２照射ミラー４２によって反射されたレーザは、第２シリンドリカルレンズ４３を通過して、ワーク１００に照射される。図４に示すように、第２シリンドリカルレンズ４３は、第２方向におけるビーム径が小さくなるようにレーザを集光する。第２方向とは、レーザの走査方向に直交する方向である。言い換えれば、第２方向は、第１方向に直交する方向である。本明細書では、第２シリンドリカルレンズ４３に入射されるレーザの第２方向のビーム径をｄ２と示す。レーザの第２方向のビーム径は、第２シリンドリカルレンズ４３を通過することにより徐々に小さくなり、ワーク１００の表面又はその近傍において最も小さくなる。これにより、レーザを集光してワーク１００を加工することができる。

次に、図４を参照して、第１シリンドリカルレンズ２１及び第２シリンドリカルレンズ４３によるレーザの集光について詳細に説明する。図４は、レーザの集光を分かり易く示すため、レーザの光路が一直線となるように変換して示した仮想的な図である。

図４に示すように、第１シリンドリカルレンズ２１は、円筒の中心軸が第２方向と一致するように配置される。更に、第１シリンドリカルレンズ２１は、湾曲面がレーザの上流側を向くように、かつ、平面がレーザの下流側を向くように配置される。第１シリンドリカルレンズ２１からワーク１００までの光路長は、第１シリンドリカルレンズ２１の焦点距離ｆ１に等しい。

図４に示すように、第２シリンドリカルレンズ４３は、円筒の中心軸が第１方向と一致するように配置される。更に、第２シリンドリカルレンズ４３は、湾曲面がレーザの上流側を向くように、かつ、平面がレーザの下流側を向くように配置される。第２シリンドリカルレンズ４３からワーク１００までの光路長は、第２シリンドリカルレンズ４３の焦点距離ｆ２に等しい。

レーザが第１シリンドリカルレンズ２１及び第２シリンドリカルレンズ４３を通過することにより、第１方向及び第２方向のビーム径が小さくなり、ワーク１００に照射される。以下では、ワーク１００に照射されるレーザの第１方向のビーム径をＤ１と示し、ワーク１００に照射されるレーザの第２方向のビーム径をＤ２と示す。本実施形態では、Ｄ１＝Ｄ２となるように（言い換えればワーク１００に照射されるレーザのビーム形状が円形となるように）設計されている。

以下、ワーク１００に照射されるレーザのビーム形状を円形とするための条件について説明する。入射ビーム径をｄ、焦点距離をｆ、レーザの波長をλ、最小ビーム径をＤとした場合、Ｄ＝４λｆ／πｄが成立することが一般的に知られている。この式を第１方向の集光について適用すると、図４に示す式（１）となる。同様に、この式を第２方向の集光について適用すると、図４に示す式（２）となる。そして、ビーム形状を円形とするための条件である、Ｄ１＝Ｄ２を代入して、式（１）及び式（２）を整理することにより、式（３）を導出できる。

焦点距離を示すｆ１及びｆ２は、それぞれ第１シリンドリカルレンズ２１及び第２シリンドリカルレンズ４３の仕様によって定まる固定値である。従って、ｄ２／ｄ１＝ｆ２／ｆ１が実質的に成立するようなｄ１及びｄ２を算出し、これを実現するためのビームエキスパンダ１９を配置することにより、式（３）が満たされる。その結果、Ｄ１＝Ｄ２となり、ワーク１００に照射されるレーザのビーム形状が円形となる。なお、「実質的に成立する」とは、数式の両辺が完全に同じ値になる場合だけでなく、数式の両辺が概ね同じ値になる場合（例えば両辺の差異が１０パーセント以下の場合）も含む。

ビーム形状が円形になることにより、レーザを用いてパターニングを行う場合の縦線と横線の幅を同じにすることができる。また、レーザが第１導光部２０及び第２導光部４０を通過する間は、レーザが十分に集光していないため、レーザから第１導光部２０及び第２導光部４０の各光学部品への入熱密度があまり高くならない。その結果、これらの光学部品の破損を防止できる。

以上に説明したように、本実施形態のレーザ走査装置１３は、第１導光部２０と、ポリゴンミラー３０と、第２導光部４０と、を備え、以下のレーザ走査方法を実行する。第１導光部２０は、レーザ発生器１２が発生させたレーザを反射して導く（第１導光工程）。ポリゴンミラー３０は、多角形状に配置された反射面を有しており、第１導光部２０により導かれたレーザを、回転しながら反射面で反射する（ポリゴンミラー反射工程）。第２導光部４０は、ポリゴンミラー３０の反射面で反射されたレーザを更に反射してレーザがワーク１００に照射されるようにレーザを導く（第２導光工程）。第１導光部２０は、レーザの第１方向のビーム径が小さくなるようにレーザを集光する処理のための第１シリンドリカルレンズ２１を備える。第２導光部４０は、レーザの第１方向に直交する第２方向のビーム径が小さくなるようにレーザを集光する処理のための第２シリンドリカルレンズ４３を備える。

これにより、レーザ発生器１２が発生させたレーザが２つの方向で集光するため、ビーム形状が円形又はそれに近い形状のレーザをワーク１００に照射することができる。

本実施形態のレーザ走査装置１３において、第１シリンドリカルレンズ２１の焦点距離をｆ１とし、第１シリンドリカルレンズ２１に入射されるレーザの第１方向の径をｄ１とする。第２シリンドリカルレンズ４３の焦点距離をｆ２とし、第２シリンドリカルレンズ４３に入射されるレーザの第２方向の径をｄ２とする。ｄ２／ｄ１＝ｆ２／ｆ１が実質的に成立するように、レーザが照射される。

これにより、ワーク１００に照射されるレーザのビーム形状を実質的に円形にすることができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態では、レーザを集光させる光学部品としてシリンドリカルレンズを用いたが、別の光学部品（凹レンズ、凸レンズ）又はそれらを組み合わせて用いてもよい。

上記実施形態では、回転軸方向におけるポリゴンミラー３０の位置は固定であり変化させることはできないが、回転軸方向におけるポリゴンミラー３０の位置を変化させるための押し引きボルト（位置調整具）等が設けられていてもよい。

レーザ走査装置１３は、導入プリズム２２ではなくミラーを用いてレーザを反射する構成であってもよい。

１ レーザ加工装置
１２ レーザ発生器
１３ レーザ走査装置
２０ 第１導光部
２１ 第１シリンドリカルレンズ（第１集光部）
３０ ポリゴンミラー
４０ 第２導光部
４３ 第２シリンドリカルレンズ（第２集光部）

本発明の第１の観点によれば、以下の構成のレーザ走査装置が提供される。即ち、レーザ走査装置は、第１導光部と、ポリゴンミラーと、第２導光部と、を備える。前記第１導光部は、レーザ発生器が発生させたレーザを反射して導く。前記ポリゴンミラーは、多角形状に配置された反射面を有しており、前記第１導光部により導かれたレーザを、回転しながら前記反射面で反射する。前記第２導光部は、前記ポリゴンミラーの前記反射面で反射されたレーザを更に反射してレーザがワークに照射されるようにレーザを導く。前記第１導光部は、第１集光部を備える。前記第１集光部は、前記第１集光部に入射する前の第１方向のビーム径と比較して、前記第１集光部を通過した後の位置の第１方向のビーム径が小さくなるようにレーザを集光する。前記第２導光部は、第２集光部を備える。前記第２集光部は、前記第２集光部に入射する前の第１方向に直交する第２方向のビーム径と比較して、前記第２集光部を通過した後の位置の第２方向のビーム径が小さくなるようにレーザを集光する。前記第１集光部の焦点距離をｆ１とし、前記第１集光部に入射されるレーザの前記第１方向の径をｄ１とし、前記第２集光部の焦点距離をｆ２とし、前記第２集光部に入射されるレーザの前記第２方向の径をｄ２としたときに、ｄ２／ｄ１＝ｆ２／ｆ１が成立するように、レーザが照射される。

本発明の第２の観点によれば、以下のレーザ走査方法が提供される。即ち、レーザ走査方法は、第１導光工程と、ポリゴンミラー反射工程と、第２導光工程と、を含む。前記第１導光工程では、レーザ発生器が発生させたレーザを第１導光部を用いて反射して導く。前記ポリゴンミラー反射工程では、多角形状に配置された反射面を有するポリゴンミラーを用いて、前記第１導光部により導かれたレーザを、ポリゴンミラーを回転させながら前記反射面で反射する。前記第２導光工程では、前記ポリゴンミラーの前記反射面で反射されたレーザを第２導光部で更に反射してレーザがワークに照射されるようにレーザを導く。前記第１導光工程は、第１集光部を用いてレーザを集光する処理を含む。前記第１集光部は、前記第１集光部に入射する前の第１方向のビーム径と比較して、前記第１集光部を通過した後の位置の第１方向のビーム径が小さくなるようにレーザを集光する。前記第２導光工程は、第２集光部を用いてレーザを集光する処理を含む。前記第２集光部は、前記第２集光部に入射する前の第１方向に直交する第２方向のビーム径と比較して、前記第２集光部を通過した後の位置の第２方向のビーム径が小さくなるようにレーザを集光する。前記第１集光部の焦点距離をｆ１とし、前記第１集光部に入射されるレーザの前記第１方向の径をｄ１とし、前記第２集光部の焦点距離をｆ２とし、前記第２集光部に入射されるレーザの前記第２方向の径をｄ２としたときに、ｄ２／ｄ１＝ｆ２／ｆ１が成立するように、レーザが照射される。

Claims (4)

1. レーザ発生器が発生させたレーザを反射して導く第１導光部と、
   多角形状に配置された反射面を有しており、前記第１導光部により導かれたレーザを、回転しながら前記反射面で反射するポリゴンミラーと、
   前記ポリゴンミラーの前記反射面で反射されたレーザを更に反射してレーザがワークに照射されるようにレーザを導く第２導光部と、
   を備え、
   前記第１導光部は、レーザの第１方向のビーム径が小さくなるように当該レーザを集光する第１集光部を備え、
   前記第２導光部は、レーザの前記第１方向に直交する第２方向のビーム径が小さくなるように当該レーザを集光する第２集光部を備えることを特徴とするレーザ走査装置。
2. 請求項１に記載のレーザ走査装置であって、
   前記第１集光部の焦点距離をｆ１とし、前記第１集光部に入射されるレーザの前記第１方向の径をｄ１とし、
   前記第２集光部の焦点距離をｆ２とし、前記第２集光部に入射されるレーザの前記第２方向の径をｄ２としたときに、
   ｄ２／ｄ１＝ｆ２／ｆ１が実質的に成立するように、レーザが照射されることを特徴とするレーザ走査装置。
3. 請求項１又は２に記載のレーザ走査装置であって、
   前記第１集光部が第１シリンドリカルレンズであり、前記第１シリンドリカルレンズでレーザの前記第１方向のビーム径が小さくなるように当該レーザを集光し、
   前記第２集光部が第２シリンドリカルレンズであり、前記第２シリンドリカルレンズでレーザの第２方向のビーム径が小さくなるように当該レーザを集光することを特徴とするレーザ走査装置。
4. レーザ発生器が発生させたレーザを第１導光部を用いて反射して導く第１導光工程と、
   多角形状に配置された反射面を有するポリゴンミラーを用いて、前記第１導光部により導かれたレーザを、ポリゴンミラーを回転させながら前記反射面で反射するポリゴンミラー反射工程と、
   前記ポリゴンミラーの前記反射面で反射されたレーザを第２導光部で更に反射してレーザがワークに照射されるようにレーザを導く第２導光工程と、
   を含み、
   前記第１導光工程は、第１集光部を用いてレーザの第１方向のビーム径が小さくなるように当該レーザを集光する処理を含み、
   前記第２導光工程は、第２集光部を用いてレーザの前記第１方向に直交する第２方向のビーム径が小さくなるように当該レーザを集光する処理を含むことを特徴とするレーザ走査方法。

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