JP6970580B2 - レーザ加工装置及び出力確認方法 - Google Patents

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Description

本発明は、レーザビーム発振手段で発振されたレーザビームを複数の光路に分岐して被加工物に照射するレーザ加工装置及び分岐された各レーザビームの出力を確認する方法に関する。
レーザビーム発振手段で発振されたレーザビームを偏光板及びビームスプリッタ等で２光路に分岐し、被加工物の加工面の２箇所に同時に照射し得るレーザ加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のレーザ加工装置は、例えば同一品質のレーザ加工溝を同時に被加工物に２本形成できることから生産性を向上できる。
特開２０１５−１６７９６９号公報
しかし、上述した従来のレーザ加工装置では、部品の劣化によって偏光板の回転角度がずれる等して、分岐されたレーザビームの出カバランスがずれる場合がある。出力バランスがずれた状態で被加工物にレーザ加工を施すと、レーザビーム毎に加工品質が異なってしまうため、レーザ加工溝の深さなどにばらつきが生じるという問題がある。
例えば、被加工物のストリートに形成されているｌｏｗ−ｋ膜にレーザビームを照射してストリートの幅方向の両端のｌｏｗ−ｋ膜を除去する２条のレーザ加工溝を形成した後、両端のｌｏｗ−ｋ膜が除去されたストリートを切削ブレードにより切削する場合に、レーザ加工溝の深さがばらつき、所定の深さよりも浅く片方のレーザ加工溝が形成されてしまうと、その後の切削加工において、ブレードが蛇行したり、太径のレーザビームによって分断されなかったｌｏｗ−ｋ膜ごと剥離が生じたりする問題がある。
よって、レーザ加工装置においては、複数の光路に分岐された各レーザビームの出力を確認できるようにするという課題がある。
上記課題を解決するための本発明は、被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルで保持された被加工物に照射するレーザビームを発振するレーザビーム発振手段と、該レーザビーム発振手段で発振されたレーザビームを少なくとも第１光路と第２光路とに分岐する分岐手段と、該分岐手段で分岐されたレーザビームを集光して被加工物の加工面にそれぞれ集光する集光手段と、を備え、該分岐手段は、少なくとも該第１光路と該第２光路とのレーザビームの出力を調整する調整部を含み、該レーザビーム発振手段から発振されて該集光手段を通過したレーザビームの出力を測定する出力測定器と、該集光手段と該出力測定器との間に配設されて、該分岐手段で分岐されたレーザビームのうち該第１光路のレーザビームのみを遮蔽する第１レーザビーム遮蔽位置と、全てのレーザビームを遮蔽しない退避位置と、に遮蔽部材を位置づけ可能な遮蔽部材位置づけ手段と、該遮蔽部材を撮像する撮像手段と、該レーザビーム発振手段と該遮蔽部材位置づけ手段とを少なくとも制御する制御手段と、を備え、該制御手段は、該撮像手段で該遮蔽部材を撮像した撮像画像をもとに検出した該遮蔽部材の位置に基づいて該遮蔽部材位置づけ手段を制御するレーザ加工装置である。
また、前記撮像手段は、前記保持テーブルで保持された被加工物を撮像するものとすると好ましい。
また、上記課題を解決するための本発明は、レーザビーム発振手段で発振されたレーザビームを分岐手段で少なくとも第１光路と第２光路とに分岐するとともに集光手段で保持テーブルに保持された被加工物の加工面に対してそれぞれ集光して照射するレーザ加工装置において、分岐されたレーザビームの出力を確認する出力確認方法であって、該レーザビーム発振手段で発振され該集光手段で集光された少なくとも第１光路と第２光路とのレーザビームの合計出力を測定する合計出力測定ステップと、該レーザビーム発振手段で発振され該集光手段で集光された第１光路のレーザビームのみを遮蔽部材で遮蔽する遮蔽ステップと、該遮蔽ステップを実施した状態で該遮蔽部材で遮蔽されなかったレーザビームの出力を測定する非遮蔽レーザビーム出力測定ステップと、該合計出力測定ステップで測定した値と該非遮蔽レーザビーム出力測定ステップで測定した値とをもとに、第１光路に分岐されたレーザビームの第１出力と、該第２光路に分岐されたレーザビームの第２出力とを算出するレーザビーム出力算出ステップと、を備えた出力確認方法である。
本発明のレーザ加工装置は、被加工物に照射するレーザビームを発振するレーザビーム発振手段と、レーザビーム発振手段で発振されたレーザビームを少なくとも第１光路と第２光路とに分岐する分岐手段と、分岐手段で分岐されたレーザビームを集光して被加工物の加工面にそれぞれ集光する集光手段と、を備え、分岐手段は、少なくとも第１光路と第２光路とのレーザビームの出力を調整する調整部を含み、レーザビーム発振手段から発振されて集光手段を通過したレーザビームの出力を測定する出力測定器と、集光手段と出力測定器との間に配設されて、分岐手段で分岐されたレーザビームのうち第１光路のレーザビームのみを遮蔽する第１レーザビーム遮蔽位置と、全てのレーザビームを遮蔽しない退避位置と、に遮蔽部材を位置づけ可能な遮蔽部材位置づけ手段と、遮蔽部材を撮像する撮像手段と、レーザビーム発振手段と遮蔽部材位置づけ手段とを少なくとも制御する制御手段と、を備えることで、制御手段によって、撮像手段で遮蔽部材を撮像した撮像画像をもとに検出した遮蔽部材の位置に基づいて遮蔽部材位置づけ手段を制御して、第１光路と第２光路とに分岐されたレーザビームのうち第１光路のレーザビームのみを遮蔽する第１レーザビーム遮蔽位置に遮蔽部材を短時間で位置づけることができる。そして、第２光路のレーザビームを出力測定器に照射して第２光路のレーザビームの出力を測定できる。また、制御手段によって、撮像画像をもとに検出した遮蔽部材の位置に基づいて遮蔽部材位置づけ手段を制御して、全てのレーザビームを遮蔽しない退避位置に遮蔽部材を短時間で位置づけることにより、全てのレーザビームを出力測定器に照射して全てのレーザビームの出力を測定できるので、これらの測定値に基づいて、複数の光路に分岐された各レーザビームの出力を確認することが可能となる。
本発明の出力確認方法によれば、合計出力測定ステップにおいて、第１光路と第２光路とに分岐されたレーザビームの合計出力を測定し、非遮蔽レーザビーム出力測定ステップにおいて、第１光路のレーザビームのみを遮蔽部材で遮蔽した状態で遮蔽部材で遮蔽されなかったレーザビームの出力を測定した後、レーザビーム出力算出ステップにおいて、合計出力測定ステップで測定した値と非遮蔽レーザビーム出力測定ステップで測定した値とに基づいて、第１光路に分岐されたレーザビームの出力と第２光路に分岐されたレーザビームの出力とを算出することにより、複数の光路に分岐された各レーザビームの出力を確認できる。
レーザ加工装置の一例を示す斜視図である。 レーザ加工装置の光学系の一例を示す説明図である。 分岐手段の一例を示す説明図である。 遮蔽部材及び取付部の一例を示す斜視図である。 遮蔽部材が待避位置にあるときの光学系の説明図である。 撮像画像中に示される遮蔽部材のエッジが分岐されたレーザビーム間の中心に位置づけられた状態を説明する説明図である。 遮蔽部材が第１レーザビーム遮蔽位置にあるときの光学系の説明図である。
図１に示すレーザ加工装置１は、保持テーブル３０に保持した被加工物Ｗにレーザビームを照射して加工を施す加工装置である。
レーザ加工装置１の基台１０上には、割り出し送り方向であるＹ軸方向に保持テーブル３０を往復移動させるＹ軸移動ユニット２０が備えられている。Ｙ軸移動ユニット２０は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ２００と、ボールネジ２００と平行に配設された一対のガイドレール２０１と、ボールネジ２００を回動させるパルスモータ２０２と、内部のナットがボールネジ２００に螺合し底部がガイドレール２０１に摺接する可動板２０３とから構成される。そして、パルスモータ２０２がボールネジ２００を回動させると、これに伴い可動板２０３がガイドレール２０１にガイドされてＹ軸方向に移動し、可動板２０３上にＸ軸移動ユニット２１を介して配設された保持テーブル３０が可動板２０３の移動に伴いＹ軸方向に移動する。
可動板２０３上には、加工送り方向であるＸ軸方向に保持テーブル３０を往復移動させるＸ軸移動ユニット２１が備えられている。Ｘ軸移動ユニット２１は、Ｘ軸方向の軸心を有するボールネジ２１０と、ボールネジ２１０と平行に配設された一対のガイドレール２１１と、ボールネジ２１０を回動させるパルスモータ２１２と、内部のナットがボールネジ２１０に螺合し底部がガイドレール２１１に摺接する可動板２１３とから構成される。そして、パルスモータ２１２がボールネジ２１０を回動させると、これに伴い可動板２１３がガイドレール２１１にガイドされてＸ軸方向に移動し、可動板２１３上に配設された保持テーブル３０が可動板２１３の移動に伴いＸ軸方向に移動する。
被加工物Ｗを保持する保持テーブル３０は、その外形が円形状であり、図示しない吸引源に連通し水平面である保持面３０ａ上で被加工物Ｗを吸引保持する。保持テーブル３０は底面側に配設された回転手段３２により鉛直方向（Ｚ軸方向）の軸心周りに回転可能である。保持テーブル３０の周囲には、被加工物Ｗが環状フレームに支持された状態となっている場合に該環状フレームを固定する固定クランプ３３が、周方向に均等に４つ配設されている。
基台１０の後方（＋Ｙ方向側）には、コラム１０Ａが立設されており、コラム１０Ａの前面には、Ｚ軸移動ユニット２２を介してレーザビーム発振手段６０が配設されている。
Ｚ軸移動ユニット２２は、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ２２０と、ボールネジ２２０と平行に配設された一対のガイドレール２２１と、ボールネジ２２０を回動させるパルスモータ２２２と、内部のナットがボールネジ２２０に螺合し側部がガイドレール２２１に摺接する可動板２２３とから構成される。そして、パルスモータ２２２がボールネジ２２０を回動させると、これに伴い可動板２２３がガイドレール２２１にガイドされてＺ軸方向に移動し、これに伴ってレーザビーム発振手段６０がＺ軸方向に移動する。
レーザビーム発振手段６０は、可動板２２３に固定されたケーシング６００を有している。ケーシング６００は、可動板２２３からＹ軸方向に水平に突出しており、ケーシング６００の先端部には、照射ヘッド６０９と撮像手段５０とがＸ軸方向に並べて設けられている。照射ヘッド６０９からは、例えば二つに分岐したレーザビームＬＢ１、ＬＢ２（図２参照）が−Ｚ方向に向けて出射される。
レーザビーム発振手段６０は、ケーシング６００内に配設された図２に示すＹＡＧレーザ等のレーザビーム発振器６０１と、繰り返し周波数設定手段６０２と、を有している。レーザビーム発振器６０１から水平に出射されるレーザビームＬＢは直線偏光のレーザビームであり、ミラー６１により垂直方向下方に反射される。レーザビーム発振器６０１とミラー６１との間には、被加工物Ｗに照射するレーザビームＬＢのパワーを調整するための出力調整手段６２が設けられている。
ミラー６１と保持テーブル３０との間には、分岐手段６３と集光手段６４とが設けられている。ミラー６１で反射されたレーザビームＬＢは分岐手段６３に入射する。分岐手段６３は、入射したレーザビームＬＢを第１光路ＯＰ１のレーザビームＬＢ１と第２光路ＯＰ２のレーザビームＬＢ２とに分岐する。集光手段６４は、集光レンズ６４０を有しており、分岐手段６３で分岐されたレーザビームＬＢ１、ＬＢ２を被加工物Ｗの加工面Ｗａにそれぞれ集光する。ミラー６１、分岐手段６３及び集光手段６４は、図１に示す照射ヘッド６０９内に配置されている。
図３に示すように、分岐手段６３は、１／２波長板６３０と、ビームスプリッタ６３１と、ミラー６３２と、調整部６３３と、を備えている。１／２波長板６３０は、入射したレーザビームＬＢに１／２波長分の位相差を与える。ビームスプリッタ６３１は、１／２波長板６３０を通過したレーザビームＬＢを互いに直交する偏光面Ｓ，Ｐを有する２つのレーザビームＬＢ１、ＬＢ２に分岐する。ビームスプリッタ６３１で反射され第１光路ＯＰ１に分岐されたＳ偏光のレーザビームＬＢ１は、ミラー６３２により垂直方向下方に反射され、集光レンズ６４０を通って被加工物Ｗの加工面Ｗａに照射される。ビームスプリッタ６３１を透過して第２光路ＯＰ２に分岐されたＰ偏光のレーザビームＬＢ２は、集光レンズ６４０を通って被加工物Ｗの加工面Ｗａに照射される。
調整部６３３は、１／２波長板６３０の角度を変えるためのモータを備え、モータを駆動することにより１／２波長板６３０の角度を調整して１／２波長板６３０の出射光の偏光面を回転させることが可能になっている。そして、１／２波長板６３０の出射光の偏光面を回転させることで、ビームスプリッタ６３１から出力されるＳ偏光のレーザビームＬＢ１と、Ｐ偏光のレーザビームＬＢ２との強度比を連続的に変化させることができる。すなわち、分岐手段６３は、調整部６３３で１／２波長板６３０の角度を調整することにより、分岐された２つのレーザビームＬＢ１、ＬＢ２の出力バランスを調整できるようになっている。
図１に示す撮像手段５０は、照射ヘッド６０９に対して所定の位置関係でケーシング６００の前端部に配設され、保持テーブル３０に保持された被加工物Ｗのレーザ加工を施すべき加工領域を検出するために被加工物Ｗを撮像する手段であるとともに、図１に示す遮蔽部材７０を撮像するための手段でもある。撮像手段５０は、２次元的に配列された複数の画素を有する撮像素子（例えば、ＣＣＤ）と、被写体像を図２に示す集光レンズ６４０を通して撮像素子の受光面に導く撮像光学系とを有するカメラ及びカメラで撮像された被写体像を拡大する顕微鏡を含んでいる。また、撮像手段５０は顕微鏡により被写体にカメラのピントを自動的に合わせるオートフォーカス機能を備えている。なお、撮像手段５０のカメラは、照射ヘッド６０９内に内蔵されていてもよく、併せて該顕微鏡の光軸が集光手段６４の光軸と同軸となっていてもよい。
図１に示すように、レーザ加工装置１は、保持テーブル３０のＹ軸方向における位置を測定するＹ軸方向位置測定手段２３を備えている。Ｙ軸方向位置測定手段２３は、ガイドレール２０１に沿ってＹ軸方向に延在するスケール２３０と、可動板２０３に固定されスケール２３０に沿って可動板２０３と共に移動しスケール２３０の目盛りを読み取る図示しない読み取り部とを備えている。読み取り部は、例えば、スケール２３０に形成された目盛りの反射光を読み取る光学式のものであり、スケール２３０の目盛りを検出して制御手段９にパルス信号を出力する。
また、レーザ加工装置１は、スケール２４０及び図示しない読み取り部等からなり保持テーブル３０のＸ軸方向における位置を測定するＸ軸方向位置測定手段２４を備えている。
ＣＰＵ及びメモリ等の記憶素子で構成された制御手段９は、例えば、Ｙ軸方向位置測定手段２３から送出されたパルス信号をカウントすることにより、保持テーブル３０のＹ軸方向における位置を検出してＹ軸移動ユニット２０を制御し、Ｘ軸方向位置測定手段２４から送出されたパルス信号をカウントすることにより、保持テーブル３０のＸ軸方向における位置を検出してＸ軸移動ユニット２１を制御する。
なお、本実施形態においては、例えば、Ｙ軸移動ユニット２０のモータ２０２は、図示しないパルス発振器から供給される駆動パルスによって動作するパルスモータである。よって、制御手段９は、Ｙ軸移動ユニット２０に供給する駆動パルス数をカウントすることで、保持テーブル３０のＹ軸方向における位置を検出することも可能である。
また、例えば、制御手段９は、レーザビーム発振手段６０の制御を行う。制御手段９による該制御の一例は、レーザビーム発振器６０１内部のＱスイッチのＯＮ／ＯＦＦの制御である。
可動板２０３には、図２に示すレーザビーム発振手段６０から発振されて集光手段６４を通過したレーザビームＬＢ１、ＬＢ２の出力を測定する出力測定器８０が設けられている。出力測定器８０は、所定の金属からなる被照射部分８００を上方に臨ませて、可動板２０３のコラム１０Ａ側の側面のＸ軸方向中央部に固定されている。出力測定器８０は、レーザビームＬＢ１、ＬＢ２が被照射部分８００に照射されて発生する熱を電圧に変換することにより、照射されたレーザビームＬＢ１、ＬＢ２の出力を測定するサーマルセンサである。
図１に示すように、可動板２１３には、遮蔽部材７０が配設されている。遮蔽部材７０は、可動板２１３のコラム１０Ａ側の側部のＸ軸方向の一端部に設けられている。遮蔽部材７０は、照射ヘッド６０９から出射された各レーザビームＬＢ１、ＬＢ２の出力を出力測定器８０を用いて測定する際に、第１光路ＯＰ１のレーザビームＬＢ１のみを遮蔽するための部材である。例えば、遮蔽部材７０は、両方のレーザビームＬＢ１、ＬＢ２が出力測定器８０に照射されるＹ軸方向の所定位置にＹ軸移動ユニット２０が可動板２０３を停止させた状態で、Ｘ軸移動ユニット２１が可動板２１３をＸ軸方向に移動させることにより、一方のレーザビームＬＢ１のみを遮蔽する第１レーザビーム遮蔽位置と、両方のレーザビームＬＢ１、ＬＢ２を遮蔽しない退避位置と、に位置づけられる。すなわち、Ｘ軸移動ユニット２１は遮蔽部材位置づけ手段としても機能する。
または、遮蔽部材位置づけ手段は、制御手段９による制御の下で、Ｘ軸移動ユニット２１による可動板２１３の移動とＹ軸移動ユニット２０による可動板２０３の移動とが同時になされることで、一方のレーザビームＬＢ１のみを遮蔽する第１レーザビーム遮蔽位置と、両方のレーザビームＬＢ１、ＬＢ２を遮蔽しない退避位置と、に遮蔽部材７０を位置づける構成となっていてもよい。
遮蔽部材７０は、可動板２１３と一体に形成された取付部７１に交換可能に取り付けられている。取付部７１は、可動板２１３の側部から上方に突出している。図４に示すように、取付部７１には、取付部７１の略中央までＸ軸方向に延びる切欠部７１０が形成されている。切欠部７１０は、取付部７１のＹ軸方向の中間位置にＺ軸方向に貫通して形成されている。
遮蔽部材７０は、所定の波長（例えば、３５５ｎｍ）のレーザビームＬＢに対して加工されにくいセラミックスで形成された板状部材である。遮蔽部材７０は、そのエッジ７０ａが切欠部７１０の上方近傍を斜めに横切るようにして、取付部７１の上面にねじ７３で締着固定されている。例えば、遮蔽部材７０のエッジ７０ａとＹ軸との成す角度は略４５°である。遮蔽部材７０のエッジ７０ａは面取りされておらず角張っているため、遮蔽部材７０を上方から見た場合にエッジ７０ａの境界が見分けやすいようになっている。
なお、遮蔽部材７０の形状は図４に示す例に限定されるものではない。
上記のように構成されたレーザ加工装置１における出力確認動作（出力確認方法）について、以下に説明する。
（１）合計出力測定ステップ
図１に示すＹ軸移動ユニット２０が可動板２０３をＹ軸方向に移動させるとともに、Ｘ軸移動ユニット２１が可動板２１３をＸ軸方向に移動させて、撮像手段５０の撮像領域内に遮蔽部材７０のエッジ７０ａの一部が収まるように位置づけられる。Ｚ軸移動ユニット２２が可動板２２３をＺ軸方向に徐々に移動させて撮像手段５０を遮蔽部材７０の上面に向かって所定の距離ずつ近づける（又は遠ざける）とともに、撮像手段５０が作動して、複数の高さ位置でカメラによる撮像が順次行われていき各撮像画像が形成され、該各撮像画像の画像処理の結果に基づいて、遮蔽部材７０の上面の高さ位置に撮像手段５０のカメラのピントが自動的に合わせられる。そして、撮像手段５０のカメラのピントが遮蔽部材７０の上面に合った時点でＺ軸移動ユニット２２が可動板２２３の移動を停止する。
また、レーザ加工装置１には、撮像手段５０のこのようなオートフォーカス動作に連動して、図５に示す集光手段６４の集光レンズ６４０の集光点の高さ位置を調整するプログラムが組み込まれており、撮像手段５０のカメラのピントが遮蔽部材７０の上面に合った時点で、集光レンズ６４０は集光点の高さ位置が遮蔽部材７０の上面の高さ位置と一致するように調整された状態になる。
撮像手段５０のカメラのピントが遮蔽部材７０の上面に合った状態で、遮蔽部材７０のエッジ７０ａが写った撮像画像Ｇが形成され、形成された遮蔽部材７０の一部が写った撮像画像Ｇが図６に示す所定の解像度のモニター画面Ｂ上に表示される。モニター画面Ｂ上に示す点線は、撮像手段５０のカメラの基準線Ｌ１（本実施形態においては、集光レンズ６４０の中心線でもある）を示しており、基準線Ｌ１の交点はモニター画面Ｂの中心位置に常に表示されるように設定されている。また、撮像画像Ｇ中の２つの円は、それぞれ、仮想的な分岐後のレーザビームＬＢ１、ＬＢ２を示している。例えば、Ｙ軸方向におけるレーザビームＬＢ１、ＬＢ２間の中心（中点）の座標位置ｙｍは、基準線Ｌ１によってモニター画面Ｂの中心位置となるように紐付けられている。
撮像画像Ｇから遮蔽部材７０と仮想的な分岐後のレーザビームＬＢ１、ＬＢ２との位置関係が把握され、制御手段９による制御の下で、図１に示すＹ軸移動ユニット２０が可動板２０３をＹ軸方向に移動させて、被照射部分８００が照射ヘッド６０９の直下に位置するように出力測定器８０を位置づけるとともに、Ｘ軸移動ユニット２１が可動板２１３をＸ軸方向に移動させて、照射ヘッド６０９から出力測定器８０に向けて出射される第１光路ＯＰ１のレーザビームＬＢ１及び第２光路ＯＰ２のレーザビームＬＢ２のどちらも遮蔽しない退避位置Ｐ２（図５参照）に遮蔽部材７０を位置づける。その後、レーザビーム発振手段６０を作動させる、即ち、レーザビーム発振器６０１からレーザビームＬＢを発振させて出力調整手段６２によってレーザビームＬＢの出力を調整し、分岐された第１光路ＯＰ１と第２光路ＯＰ２とのレーザビームＬＢ１、ＬＢ２を集光手段６４から出力測定器８０に照射することにより、両レーザビームＬＢ１、ＬＢ２の合計出力を測定する。そして、出力測定器８０により測定された該合計出力が記録される。
なお、出力測定器８０として測定パワーの範囲が広いという特徴を備えるサーマルセンサを用いているため、集光レンズ６４０の集光点の高さ位置を出力測定器８０の被照射部分８００ではなく遮蔽部材７０の上面に合わせている場合においても、両レーザビームＬＢ１、ＬＢ２の合計出力を正確に測定することができる。また、後述する非遮蔽レーザビーム出力測定ステップにおいても同様に、第２光路ＯＰ２のレーザビームＬＢ２の出力を正確に測定することができるため、測定ミスが発生しない。
（２）遮蔽ステップ
次に、レーザビーム発振手段６０で発振され集光手段６４で集光された第１光路ＯＰ１のレーザビームＬＢ１のみを遮蔽部材７０で遮蔽する遮蔽ステップを実施する。
例えば作業者がモニター画面Ｂ上の撮像画像Ｇを見て、遮蔽部材７０の中央付近のエッジ７０ａの位置を把握し、撮像画像Ｇ中における遮蔽部材７０のエッジ７０ａとモニター画面Ｂの中心位置（基準線Ｌ１の交点）とが重なるように、制御手段９に対して遮蔽部材７０のエッジ７０ａの所定位置を指定する。ここで、エッジ７０ａが角張っている遮蔽部材７０を用いたことにより、撮像手段５０により形成された撮像画像Ｇ中の遮蔽部材７０のエッジ７０ａの部分を鮮明化することができ、作業者によるエッジ７０ａの位置の把握及び制御手段９に対する位置指定が容易かつ正確に行える。
例えば、モニター画面Ｂ上に設けられたタッチパネル又は装置に備えるキーボード等から作業者による該指定が制御手段９に入力されると、制御手段９が該指定に基づき、出力測定器８０の被照射部分８００が照射ヘッド６０９の直下に位置した状態を保ちつつ、図１に示すＹ軸移動ユニット２０によって可動板２０３をＹ軸方向に移動させるとともに、Ｘ軸移動ユニット２１によって可動板２１３をＸ軸方向に移動させて、図６に示すように、分岐後の仮想的なレーザビームＬＢ１、ＬＢ２間の中心（中点）の座標位置ｙｍに遮蔽部材７０のエッジ７０ａを合わせる。即ち、図７に示すように、分岐手段６３で分岐されるレーザビームＬＢのうち第１光路ＯＰ１のレーザビームＬＢ１のみを遮蔽する第１レーザビーム遮蔽位置Ｐ１に、遮蔽部材７０が位置づけられた状態になる。
（３）非遮蔽レーザビーム出力測定ステップ
遮蔽ステップを実施した状態で、図７に示すレーザビーム発振器６０１からレーザビームＬＢを発振させて出力調整手段６２によってレーザビームＬＢの出力を調整し、分岐手段６３により分岐され遮蔽部材７０で遮蔽されなかった第２光路ＯＰ２のレーザビームＬＢ２を、集光手段６４から取付部７１の切欠部７１０（図４参照）を通過させて出力測定器８０に照射して、第２光路ＯＰ２のレーザビームＬＢ２の出力を測定する。
（４）レーザビーム出力算出ステップ
次に、合計出力測定ステップで測定した値（両レーザビームＬＢ１、ＬＢ２の合計出力）と非遮蔽レーザビーム出力測定ステップで測定した値（第２光路ＯＰ２のレーザビームＬＢ２の出力）とをもとに第１光路ＯＰ１に分岐されたレーザビームＬＢ１の出力値（第１出力）と、第２光路ＯＰ２に分岐されたレーザビームＬＢ２の出力値（第２出力）とを算出する。即ち、合計出力測定ステップで測定した値から非遮蔽レーザビーム出力測定ステップで測定した値を引いた値が、第１光路ＯＰ１に分岐されたレーザビームＬＢ１の出力値として算出される。
本来、レーザ加工装置１においては、図３に示す調整部６３３による１／２波長板６３０の角度調整によって、レーザビームＬＢが分岐した２つのレーザビームＬＢ１、ＬＢ２の出力バランスは所望のバランスとなるはずである。しかし、例えば、調整部６３３のモータの劣化等によって、２つのレーザビームＬＢ１、ＬＢ２の出カバランスが所望のバランスになっていない場合が生じ得る。しかし、上記のように本実施形態のレーザ加工装置１は、全てのレーザビームＬＢ１、ＬＢ２を遮蔽しない退避位置Ｐ２に遮蔽部材７０を位置づけることにより、全てのレーザビームＬＢ１、ＬＢ２を出力測定器８０に照射して全てのレーザビームＬＢ１、ＬＢ２の出力を測定でき、また、第１光路ＯＰ１と第２光路ＯＰ２に分岐されたレーザビームＬＢ１、ＬＢ２のうち第１光路ＯＰ１のレーザビームＬＢ１のみを遮蔽する第１レーザビーム遮蔽位置Ｐ１に遮蔽部材７０を位置づけることにより、第２光路ＯＰ２のレーザビームＬＢ２を出力測定器８０に照射して第２光路ＯＰ２のレーザビームＬＢ２の出力を測定できるので、これらの測定値に基づいて、第１光路ＯＰ１と第２光路ＯＰ２とに分岐された各レーザビームＬＢ１、ＬＢ２の出力バランスを確認できる。
また、レーザ加工装置１の制御手段９が、撮像手段５０で遮蔽部材７０を撮像した撮像画像Ｇをもとに検出した遮蔽部材７０の位置に基づいて遮蔽部材位置づけ手段を制御するものとすることで、第１光路のレーザビームＬＢ１のみを遮蔽する第１レーザビーム遮蔽位置Ｐ１に遮蔽部材７０をより短時間で位置づけることが可能となる。
また、本実施形態の出力確認方法によれば、合計出力測定ステップにおいて、第１光路ＯＰ１と第２光路ＯＰ２に分岐されたレーザビームＬＢ１、ＬＢ２の合計出力を測定し、非遮蔽レーザビーム出力測定ステップにおいて、第１光路ＯＰ１のレーザビームＬＢ１のみを遮蔽部材７０で遮蔽した状態で遮蔽部材７０で遮蔽されなかったレーザビームＬＢ２の出力を測定した後、レーザビーム出力算出ステップにおいて、合計出力測定ステップで測定した値と非遮蔽レーザビーム出力測定ステップで測定した値とに基づいて、第１光路ＯＰ１に分岐されたレーザビームＬＢ１の出力と第２光路ＯＰ２に分岐されたレーザビームＬＢ２の出力とを算出することにより、分岐された各レーザビームＬＢ１、ＬＢ２の出力を確認できる。
また、本実施形態では、エッジ７０ａが角張っている遮蔽部材７０を用いたことにより、撮像手段５０により形成された撮像画像Ｇ中の遮蔽部材７０のエッジ７０ａの部分を鮮明化することができ、両レーザビームＬＢ１、ＬＢ２の間の中心に遮蔽部材７０のエッジ７０ａを正確に位置づけることが容易になる。
なお、本発明の実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。
例えば、上記の実施形態においては、合計出力測定ステップの後に、遮蔽ステップ及び非遮蔽レーザビーム出力測定ステップを実施しているが、遮蔽ステップ及び非遮蔽レーザビーム出力測定ステップの後に合計出力測定ステップを実施してもよい。
また、本発明に係る出力確認方法を繰り返し実施することで遮蔽部材７０はレーザビームによって徐々に加工されていくため、複数回使用された遮蔽部材７０は一定のタイミングで取付部７１から取り外され、新しい遮蔽部材７０と交換される。
また、上記の実施形態においては、レーザビーム発振手段６０から発振されたレーザビームＬＢを分岐手段６３が第１光路ＯＰ１と第２光路ＯＰ２との２光路に分岐する構成としたが、３光路以上に分岐する構成とすることも可能である。
なお、上記実施形態のように（２）遮蔽ステップにおいて、作業者が撮像画像Ｇを見て遮蔽部材７０のエッジ７０ａの所定位置を把握して制御手段９に指定する等の作業者の作業を介在させることなく、（２）遮蔽ステップがレーザ加工装置１によってオートで行われていくように制御手段９にプログラムをインプットしてもよい。この場合には、例えば、レーザ加工装置１の所定の操作ボタンが押されると、自動で撮像手段５０による遮蔽部材７０の撮像が実施され、次いで、撮像画像中の遮蔽部材７０のエッジ７０ａが画像処理によって検出され、さらに、遮蔽部材位置づけ手段によって、検出されたエッジ７０ａの座標位置と分岐後のレーザビームＬＢ１、ＬＢ２間の中心（中点）の座標位置とが合うように遮蔽部材７０が位置づけられる。
１ レーザ加工装置 １０：基台 １０Ａ：コラム
３０：保持テーブル ３０ａ：保持面 ３２：回転手段 ３３：固定クランプ
２０：Ｙ軸移動ユニット ２００：ボールネジ ２０１：ガイドレール ２０２：パルスモータ ２０３：可動板
２１：Ｘ軸移動ユニット ２１０：ボールネジ ２１１：ガイドレール ２１２：パルスモータ ２１３：可動板
２２：Ｚ軸移動ユニット ２２０：ボールネジ ２２１：ガイドレール ２２２：パルスモータ ２２３：可動板
２３：Ｙ軸方向位置測定手段 ２３０：スケール
２４：Ｘ軸方向位置測定手段 ２４０：スケール
６０：レーザビーム発振手段 ６００：ケーシング ６０１：レーザビーム発振器 ６０２：繰り返し周波数設定手段 ６０９：照射ヘッド
６１：ミラー ６２：出力調整手段
６３：分岐手段 ６３０：１／２波長板 ６３１：ビームスプリッタ ６３２：ミラー ６３３：調整部
６４：集光手段 ６４０：集光レンズ
８０：出力測定器 ８００：被照射部分
７０：遮蔽部材 ７０ａ：エッジ ７１：取付部 ７１０：切欠部 ７３：ねじ
９：制御手段
Ｗ：被加工物 Ｗａ：加工面
Ｇ：撮像画像 ＬＢ１：第１光路のレーザビーム ＬＢ２：第２光路のレーザビーム

Claims (3)

  1. 被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルで保持された被加工物に照射するレーザビームを発振するレーザビーム発振手段と、該レーザビーム発振手段で発振されたレーザビームを少なくとも第１光路と第２光路とに分岐する分岐手段と、該分岐手段で分岐されたレーザビームを集光して被加工物の加工面にそれぞれ集光する集光手段と、を備えたレーザ加工装置であって、
    該分岐手段は、少なくとも該第１光路と該第２光路とのレーザビームの出力を調整する調整部を含み、
    該レーザビーム発振手段から発振されて該集光手段を通過したレーザビームの出力を測定する出力測定器と、
    該集光手段と該出力測定器との間に配設されて、該分岐手段で分岐されたレーザビームのうち該第１光路のレーザビームのみを遮蔽する第１レーザビーム遮蔽位置と、全てのレーザビームを遮蔽しない退避位置と、に遮蔽部材を位置づけ可能な遮蔽部材位置づけ手段と、
    該遮蔽部材を撮像する撮像手段と、
    該レーザビーム発振手段と該遮蔽部材位置づけ手段とを少なくとも制御する制御手段と、を備え、
    該制御手段は、該撮像手段で該遮蔽部材を撮像した撮像画像をもとに検出した該遮蔽部材の位置に基づいて該遮蔽部材位置づけ手段を制御するレーザ加工装置。
  2. 前記撮像手段は、前記保持テーブルで保持された被加工物を撮像する、請求項１に記載のレーザ加工装置。
  3. レーザビーム発振手段で発振されたレーザビームを分岐手段で少なくとも第１光路と第２光路とに分岐するとともに集光手段で保持テーブルに保持された被加工物の加工面に対してそれぞれ集光して照射するレーザ加工装置において、分岐されたレーザビームの出力を確認する出力確認方法であって、
    該レーザビーム発振手段で発振され該集光手段で集光された少なくとも該第１光路と該第２光路とのレーザビームの合計出力を測定する合計出力測定ステップと、
    該レーザビーム発振手段で発振され該集光手段で集光された該第１光路のレーザビームのみを遮蔽部材で遮蔽する遮蔽ステップと、
    該遮蔽ステップを実施した状態で該遮蔽部材で遮蔽されなかったレーザビームの出力を測定する非遮蔽レーザビーム出力測定ステップと、
    該合計出力測定ステップで測定した値と該非遮蔽レーザビーム出力測定ステップで測定した値とをもとに、該第１光路に分岐されたレーザビームの第１出力と、該第２光路に分岐されたレーザビームの第２出力とを算出するレーザビーム出力算出ステップと、を備えた出力確認方法。
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