JPH10258385A - レーザ加工機、レーザ加工機の加工方法、及びレーザ加工機用マスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 加工軌跡の曲線部を滑らかな形状でレーザ加
工可能とする。 【解決手段】 レーザ光を透過させる所定形状の孔を有
するマスク２と、直交２軸方向に移動自在で、かつ、ワ
ーク７が設置されるステージ６とを備え、ステージ６を
移動しながらマスク２を透過したレーザ光をワーク７に
照射して加工するレーザ加工機において、マスク２を回
転させ、曲線状軌跡に沿ってレーザ加工するとき、この
軌跡上の所定位置でレーザ光照射後に照射を停止させ、
次に、前記マスク２を回転させて、ステージ６を所定距
離移動させる指令、及び、マスク回転駆動手段４により
マスク２を所定角度回転させる指令を演算して出力し、
位置決め後に次のレーザ光照射を行う制御器１０とを設
けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光でワーク
を任意形状に、特に微細な曲線形状に高速で切断又はエ
ッチング等の加工を行うレーザ加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ケーブル網が充実した来たこと
により光通信システムが現実的なものとなって来てお
り、これに対応するための光ケーブルや光導波路部品の
開発が広く行われている。これらの開発の重要な要求の
一つとして、基板上に実装された多数の光回路部品間を
接続するための光導波路を安価に、大量に、そして精度
良く基板上に製作することが上げられている。

【０００３】従来、上記要求に答える手段の一つとし
て、例えば、「ELECTRONICS LETTERS7th December 1995
Vol.31 No.25」に記載されたレーザービーム描画装置
がある。このレーザービーム描画装置によると、直行す
る２軸方向に移動可能な、サブミクロンの精度を有する
精密移動ＸＹステージ上に加工対象のシリコン基板を設
置し、クリプトンレーザ発振器から発振されたレーザ光
を所定形状の孔を有するマスクに導き、このマスクを透
過したレーザ光を前記対象基板に照射しながら前記ステ
ージを移動させ、前記シリコン基板上にフォトレジスト
を塗って任意形状の光導波路パターンを露光して光導波
路を作製することができるようになっている。

【０００４】また、一方、マスクを透過したレーザビー
ムの照射位置を所定距離ずつ移動させることによって、
上記のようなエッチングや切断等の微細加工を行う際に
は、加工後のエッジを鋭利に形成するために、スポット
ビームの外周部のエネルギー密度の傾きを急峻にする必
要がある。図１０(1) に示すような通常のレーザ集光方
法によるだけでは前記エネルギー密度の傾きは急峻には
ならず、図１０(2) に示すようにレーザ光をマスクを透
過させて外周部をカットした後に縮小投影することによ
って、この目的を達成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のレーザ加工機においては、マスクとして、
例えば、円形、正方形、長方形等の孔を有するものが用
いられており、このよういなマスクにレーザビームを照
射して光導波路パターン等の精密曲線を描画する場合
に、以下のような問題が発生する。1)光導波路の曲線部
において、光の乱反射が発生しないように滑らかに加工
する必要があるり、このために円形マスクの使用が考え
られる。しかしながら、この場合には、図１１に示すよ
うに、ステージを所定距離ずつ移動させてワーク（基
板）へのレーザ照射位置を移動させているので、このレ
ーザビームの軌跡の中心と端との間で照射回数がことな
っている。このために、数式「照射エネルギー量＝パル
スエネルギー密度（略一定値）×照射回数」によって計
算される積算照射エネルギー量が軌跡の中心と端とで異
なることになり、均一な加工ができない。また、積算照
射エネルギー量を均一にするために、照射位置間の移動
距離を小さくした場合には、生産速度が遅くなり生産性
が低下するという問題がある。

【０００６】2)正方形又は長方形の孔を有するマスクを
使用すると、図１２又は図１３に示すように、軌跡上の
積算照射エネルギー量が略均一になるが、曲線部では照
射位置をＸ、Ｙの両方向に平行に所定距離ずつずらすの
で加工軌跡の形状がギザギザになる。この結果、光導波
路を製作した場合には、曲線部での光の乱反射による損
失が大きくなり問題となる。

【０００７】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、加工軌跡の曲線部を滑らかな形状で加工
可能なレーザ加工機、レーザ加工機用マスク及びその加
工方法を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、レーザ発振器から発振されたレー
ザ光を透過させる所定形状の孔を有するマスク２と、ス
テージ駆動手段により直交２軸方向に移動され、かつ、
上面にワーク７が設置されるステージ６とを備え、前記
マスク２を透過したレーザ光を前記ワーク７に照射し、
任意形状の軌跡を描いて加工するレーザ加工機におい
て、入射レーザ光の光軸上に対向する２辺の長さがｄな
る矩形の孔２１ａの前記孔を有し、かつ、前記光軸回り
に回転可能にした前記マスク２と、このマスク２を前記
回転軸回りに回転させるマスク回転駆動手段４と、所定
の曲線状の軌跡に沿ってレーザ加工するとき、この軌跡
上の所定位置でレーザ光照射後に照射を停止させ、次
に、前記孔２１ａの長さｄなる対向２辺と略平行な方向
にこの長さｄより小さい所定距離だけステージ６を移動
させながら前記マスク２を回転させて、前記孔２１ａの
前記対向２辺の中心線が前記軌跡の曲線に接するよう
に、前記ステージ駆動手段によりステージ６を所定距離
移動させる指令、及び、前記マスク回転駆動手段４によ
り前記マスク２を所定角度回転させる指令を演算して出
力し、この位置決め完了後に次のレーザ光照射を行い、
以上の処理を繰り返す制御器１０とを設けた構成として
いる。

【０００９】請求項１に記載の発明によると、レーザ光
軸回りにマスクを回転可能とすると共に、マスクに設け
た孔の形状を、対向する２辺の長さがｄなる矩形として
いる。そして、この孔から透過したレーザ光の照射位置
を移動するときは、この孔の長さｄなる対向２辺と略平
行な方向に長さｄより小さい所定距離だけステージを移
動させて移動後の照射位置が移動前の照射位置に所定量
重なるようにすると共に、前記長さｄなる対向２辺と平
行な前記孔の中心線が所定の加工軌跡の曲線と接するよ
うに、ステージの移動距離、及びマスクの回転角度が制
御される。これによって、加工軌跡の形状が滑らかにな
るので、曲線部においても滑らかな加工軌跡が得られ
る。さらに、照射位置の移動距離を大きくできるので、
単時間当たりの加工可能距離を大きくでき、生産性を向
上できる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
レーザ加工機において、前記制御器１０は、移動後のマ
スク２の前記孔２１ａの長さｄなる対向２辺の内、いず
れか一辺の移動方向後方端点が、移動前の前記長さｄな
る対向２辺の前記一辺の移動方向前方端点に重なるよう
に、前記ステージ６の前記移動指令及び前記マスク２の
回転指令を演算して出力するようにしている。

【００１１】請求項２に記載の発明によると、照射位置
を移動するとき、マスクの孔の移動方向に平行な対向２
辺のいずれか一辺の移動後の後方端点が、移動前の前記
一辺の前方端点に重なるようにし、このときのステージ
の水平移動距離及びマスクの回転角度を演算している。
したがって、加工軌跡の形状が滑らかになり、曲線部で
も非常に滑らかに加工可能となる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、レーザ発振器か
ら発振されたレーザ光を透過させる所定形状の孔を有す
るマスク２と、ステージ駆動手段により直交２軸方向に
移動され、かつ、上面にワーク７が設置されるステージ
６とを備え、このステージ６を移動しながら、前記マス
ク２を透過したレーザ光を前記ワーク７に照射し、任意
形状の軌跡を描いて加工するレーザ加工機において、入
射レーザ光の光軸上に、対向する２辺が同一の曲率中心
を有し、かつ、互いに異なる曲率半径を有する扇状の孔
２１ｂの前記孔を設けると共に、前記光軸回りに回転可
能にした前記マスク２と、このマスク２を前記回転軸回
りに回転させるマスク回転駆動手段４と、所定曲率半径
を有する円弧状の軌跡に沿ってレーザ加工するとき、こ
の軌跡上の所定位置でレーザ光照射後に照射を停止さ
せ、次に、前記孔２１ｂを透過したレーザ光が前記円弧
状の軌跡に沿って隙間なく移動するように、前記ステー
ジ駆動手段によりステージ６を所定距離移動させる指
令、及び、前記マスク回転駆動手段４により前記マスク
２を所定角度回転させる指令を演算して出力し、この位
置決め完了後に次のレーザ光照射を行い、以上の処理を
繰り返す制御器１０とを設けた構成としている。

【００１３】請求項３に記載の発明によると、レーザ光
軸回りにマスクを回転可能とすると共に、マスクに設け
た孔の形状を、対向する２辺が同一の曲率中心を有し、
かつ、加工軌跡の曲率半径に適合する互いに異なる所定
曲率半径を有する扇状としている。そして、このマスク
により円弧状の軌跡を加工するときは、所定回転角度ず
つマスクを回転させ、かつ、照射位置を所定距離ずつ隙
間無く移動させることによって、照射位置が前記円弧状
の軌跡に沿って滑らかに移動する。したがって、加工軌
跡の形状が滑らかになるので、円弧状の曲線部において
も非常に滑らかな加工軌跡が得られる。さらに、照射位
置の移動距離を大きくできるので、単時間当たりの加工
可能距離を大きくでき、生産性を向上できることを特徴
とするレーザ加工機。

【００１４】請求項４に記載の発明は、レーザ発振器か
ら発振されたレーザ光を透過させる所定形状の孔２１を
有し、この孔２１を透過したレーザ光をワーク７に照射
して任意形状の軌跡を描いて加工するレーザ加工機用の
マスクにおいて、前記入射レーザ光の光軸上に前記孔２
１を有し、かつ、前記光軸回りに回転可能に設けられた
構成としている。

【００１５】請求項４に記載の発明によると、マスクを
レーザ光軸回りに回転自在に設けているので、透過レー
ザ光が任意形状の軌跡に接するように照射される。した
がって、軌跡の曲線部でも滑らかな軌跡で加工が可能と
なる。

【００１６】請求項５に記載の発明は、レーザ光を所定
形状の孔２１を有するマスク２に入射し、このマスク２
を透過したレーザ光のワーク７への照射位置を任意形状
の軌跡に沿って移動させて加工するレーザ加工機の加工
方法において、前記入射レーザ光の光軸上に前記孔２１
を有する前記マスク２を前記光軸の回りに所定角度回転
させて前記孔２１の方向を回転させながら、前記照射位
置を所定距離移動させて、この回転した孔２１を透過し
たレーザ光のワーク７への照射位置を所定の加工軌跡に
沿わせ、この回転及び位置決め後にレーザ光照射を行
い、以上の処理を繰り返して前記所定軌跡に沿って加工
する方法としている。

【００１７】請求項５に記載の発明によると、レーザ光
軸回りにマスクを回転可能としているので、このマスク
の回転角度、及びこのマスクからの透過レーザ光の照射
位置を制御することによって、照射位置が所定の加工軌
跡の曲線部と接するようにすることができる。これによ
って、加工軌跡の形状が滑らかになるので、曲線部にお
いても滑らかな加工軌跡が得られる。さらに、照射位置
の移動距離を大きくできるので、単時間当たりの加工可
能距離を大きくでき、生産性を向上できる。

【００１８】請求項６に記載の発明は、請求項５記載の
レーザ加工機の加工方法において、前記所定軌跡に沿っ
てレーザ光が照射されて加工された複数の加工軌跡間に
囲まれた非照射部が所望の曲線を有する形状となるよう
にした方法としている。

【００１９】請求項６に記載の発明によると、複数の照
射された軌跡間に囲まれた非照射部が所望の曲線を有す
る軌跡形状となるようにしている。これによって、例え
ば、光導波路等を製作する際に、軌跡の微細加工、特に
曲線部での滑らかな軌跡加工が可能となり、また生産性
が良いので、非常に有効な加工方法となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるレーザ加工
機を図面を参照して説明する。図１は、実施形態の一例
を示すハード構成図である。レーザ発振器１から出射さ
れたレーザ光Ｌはマスク２に導かれ、マスク２に設けら
れた所定の孔から透過して集光レンズ５に入射する。集
光レンズ５はこのレーザ光Ｌを縮小集光し、ステージ６
の上面に設置されたワーク７に照射する。ステージ６は
直交する２軸（ＸＹ）方向に移動可能に設けられてお
り、Ｘ軸駆動手段８及びＹ軸駆動手段９により各軸が駆
動される。Ｘ軸駆動手段８及びＹ軸駆動手段９はそれぞ
れＸ軸サーボモータ８ａ及びＹ軸サーボモータ９ａを有
しており、これらのサーボモータの回転が例えばボール
スクリューとナット等による伝達機構により各軸方向に
伝達され、ステージ６が駆動されるようになっている。

【００２１】マスク２は光軸に平行な軸を中心に回転自
在に設けられており、ギア３を介して回転駆動手段４に
よって回転駆動されている。回転駆動手段４は、例えば
ステッピングモータやサーボモータ等の電動モータによ
って構成される。また、ギア３は、マスク２の回転軸回
りの外周に設けられたマスク側のギア３ａと、回転駆動
手段４の出力軸に設けられたギア３ｂとからなってい
る。

【００２２】制御器１０は、例えばマイクロコンピュー
タ等と主体としたコンピュータ装置で構成されている。
制御器１０は、Ｘ軸駆動手段８及びＹ軸駆動手段９への
駆動指令値を演算して出力し、ステージ６を所定位置に
位置決めする制御を行う。また、回転駆動手段４への回
転指令値を演算して出力し、マスク２を所定角度に制御
する。さらに、レーザ発振器１からのレーザ光の出力を
例えばＱスイッチ（図示せず）等のオン／オフにより制
御する。

【００２３】以下では、マスク２に設けられた孔の形状
の２つの実施形態を説明する。図２は、第１実施形態で
のマスク２の平面図を示している。外形が円形のマスク
２の前記回転中心部にマスク２の回転中心と一致した中
心を有する孔２１が設けられており、本実施形態では、
孔２１の一例として矩形の孔２１ａが設けられている。
また、マスク２の外周部には前記ギア３ａが取着されて
いる。矩形の孔２１ａは、本実施形態では長方形として
おり、この長方形の対向する長辺及び短辺の長さをそれ
ぞれｄ，ｗとする。

【００２４】次に、以上のような構成におけるレーザ加
工機での滑らかな曲線加工方法について、図３及び図４
に基づいて説明する。図３は、光導波路を作製する場合
の照射軌跡を表している。同図に示すように、光導波路
１５の左右外側にレーザ光を照射することにより、最終
的に照射部が除去され、左右の照射経路１８に囲まれた
部分が残って光導波路１５が形成される。したがって、
この場合には、照射経路１８の左右の曲線部を滑らかに
する必要がある。また、これと同様にして、照射位置を
移動して任意形状の部材を切断加工することができ、こ
の場合にも照射経路の左右の曲線部が滑らかになる必要
がある。

【００２５】図４は、曲線部の加工時におけるマスク２
の孔２１ａを透過したレーザ光の照射位置の移動軌跡を
表している。いま、曲線１６を加工目標とするマスク移
動軌跡とし、また現在のマスク位置を「２n 」と表すも
のとする。このとき、次のマスク位置２n+1 は、以下の
条件を満足するように演算される。まず、移動距離は長
さｄより小さい所定の一定距離とし、移動前後の照射位
置の重なり部分を所定量有して照射経路の孔２１ａの左
右軌跡にギザギザが生じないようにする。次に、マスク
２の回転角度は、マスク２の移動方向の中心線１７が曲
線１６に対して接線になるようにする。したがって、曲
線１６が所定の曲率半径を有する円弧で表される場合に
は、図５に示すように、各マスク位置の移動距離を等し
く、すなわち「線分（２n −２n-1 ）＝線分（２n+1 −
２n ）」となるようにする。さらに、前記円弧の中心を
Ｏ、マスク位置２n-1 をＰ、マスク位置２n をＱ、マス
ク位置２n+1 をＲとすると、数式「角度ＯＱＰ＝角度Ｏ
ＱＲ」を満足するように、マスク位置２n+1 が演算され
る。

【００２６】あるいは、他の演算方法として、図６に示
すように、移動後の孔２１ａの移動方向に対して左右い
ずれか一方の辺の後方端点を、移動前の孔２１ａの移動
方向に対して前記一方の辺の前方端点に重ねるようにし
てもよい。すなわち、いま、移動前の孔２１ａを矩形Ａ
1 Ｂ1 Ｃ1 Ｄ1 、また移動後の孔２１ａを矩形Ａ2 Ｂ2
Ｃ2 Ｄ2 とし、また、マスク移動軌跡の曲線１６の円弧
中心が辺Ｃ1 Ｄ1 及び辺Ｃ2 Ｄ2 側にあるものとする。
このとき、前記円弧の外側にある、移動後の辺Ａ2 Ｂ2
の後方端点Ｂ2 を、移動前の辺Ａ1 Ｂ1 の前方端点Ａ1
に重ねるようにする。さらに、この状態で曲線１６に孔
２１ａの移動方向の中心線１７が接するように、マスク
２を回転させる。これによって、加工後の曲線部の外側
軌跡にギザギザが無くなり、非常に滑らかな曲線加工が
可能となる。

【００２７】図７に本発明に係わるレーザ加工機の制御
器による曲線部のマスク移動制御の処理フローチャート
例を示しており、以下、同図に基づいて制御方法を説明
する。Ｓ１で、曲線部加工を行う前のステージ６のＸＹ
軸及びマスク２の回転軸の初期位置決めを行い、処理の
ためのパラメータｎを０にセットする。そして、Ｓ２
で、前記パラメータｎの値を１進め、Ｓ３でＱスイッチ
等を制御してレーザ発振器１からのレーザ光の照射を開
始する。この後、Ｓ４で、レーザ光照射が所定回数終了
したか否かを判断し、所定回数終了するまでＳ４を繰り
返す。照射が所定回数終了したとき、次にＳ５で、曲線
部の光加工処理が終了したか否かを判断し、終了してな
いときは、Ｓ６で次照射位置のＸ軸、Ｙ軸方向の移動量
及びマスク２の回転角度の演算を行う。そして、Ｓ７
で、演算した移動量及び回転角度に基づいて、ステージ
６をＸ軸、Ｙ軸方向に移動させると共に、マスク２を回
転させる。この後、Ｓ２に処理を戻して以上の処理を繰
り返す。なお、Ｓ５で、曲線部の光加工処理が終了した
ときはエンド処理へ移行し、本フローを完了する。

【００２８】次に、第２の実施形態を説明する。本実施
形態は、マスク２の孔２１が所定曲率を有する形状をし
た場合を示しており、図８はこのマスク２の平面図を示
している。マスク２の孔２１の形状以外は前実施形態と
同様なので、以下にはこの孔２１についてのみ説明す
る。マスク２には、幅がｗ、内径が（ｒ−ｗ／２）、外
径が（ｒ＋ｗ／２）、そして曲げ角が（α＋δ）である
ような扇状の孔２１ｂが設けられている。ここで、曲げ
角δは照射位置の移動時の重ね部分の角度に相当し、曲
げ角αはマスク２の所定の回転角度に等しく設定され
る。そして、マスク２の回転中心は、曲げ角αの中心線
と、孔２１ｂの幅方向中央にある曲率半径ｒの中心線と
の交点Ｋとなるようにしている。

【００２９】このような孔２１ｂを有するマスク２は、
曲率半径が一定の円弧で表されるような曲線部を加工す
る場合に非常に有効となり、図９がこの場合の加工例を
示している。同図において、加工目標の照射軌跡の中心
線の半径がｒの場合には、孔２１ｂの幅方向中央にある
中心線の曲率半径がこの半径ｒに適合するようなマスク
２が使用される。また、曲線部加工時の孔２１ｂの初期
位置をＭ1 、順次前記曲げ角αずつマスク２を回転させ
た時の孔２１ｂの各位置をＭn （ｎは自然数）とする。
このとき、孔２１ｂの各位置Ｍ1 〜Ｍn に対応するマス
ク２の回転中心位置の座標（但し、前記円弧部の曲率の
中心を座標原点と仮定する）をそれぞれ（Ｘ1 、Ｙ1
）、（Ｘn 、Ｙn ）とすると、各座標値は以下の数式
で表される。

【数１】Ｘ1 ＝ｒ×COS （α／２）

【数２】Ｙ1 ＝ｒ×SIN （α／２）

【数３】Ｘn ＝ｒ×COS 〔α／２＋（ｎ−１）×α）〕

【数４】Ｙn ＝ｒ×SIN 〔α／２＋（ｎ−１）×α）〕 また、マスク２の回転角度は、次式により表される。

【数５】θ1 ＝α／２

【数６】θn ＝α／２＋（ｎ−１）×α

【００３０】これらのことから、位置Ｍn のときの各Ｘ
軸、Ｙ軸及びθ軸の移動量演算は、以下のようになる。

【数７】Ｘ軸移動距離＝Ｘn −Ｘn-1

【数８】Ｙ軸移動距離＝Ｙn −Ｙn-1

【数９】θ軸回転角度＝α

【００３１】このような孔２１ｂを有するマスク２を使
用する場合における制御器の制御フローは、前記図７に
示したフローチャート例と同様となる。ここで、図７の
フローチャートにおけるＳ６での次照射位置のＸ軸、Ｙ
軸の移動距離及びマスク２の回転角度の演算は、それぞ
れ前記数式７〜数式９に基づく。これによって、ワーク
７の円弧状の加工軌跡に対して、非常に滑らかな円弧を
描いてレーザ加工が可能となる。

【００３２】以上説明したように、本発明に係わるレー
ザ加工機においては、矩形の孔２１ａ又は所定曲率半径
を有する扇状の孔２１ｂを設けたマスク２を回転自在と
し、また、加工対象のワーク７が上面に設置されるステ
ージ６は直交する２軸方向に移動可能としている。そし
て、マスク２を透過したレーザ光をワーク７に照射しな
がら、ワーク７を直交２軸方向に所定距離ずつ移動させ
ると共に、マスク２を所定角度回転させる。これによっ
て、照射軌跡の輪郭線がギザギザの無い、滑らかなレー
ザ加工が行える。したがって、曲線部を有する軌跡に沿
った加工、例えば基板上での光導波路の作製、あるい
は、任意形状の切断加工等の場合でも、非常に滑らかな
曲線加工が可能なレーザ加工機を構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるレーザ加工機の一例を表すハー
ド構成図である。

【図２】本発明に係わるレーザ加工機の第１実施形態の
マスクの平面図を示す。

【図３】本発明に係わるレーザ加工機による光導波路の
作製時の照射軌跡を表す。

【図４】本発明に係わる第１実施形態での曲線部加工時
のマスク孔の移動軌跡の説明図である。

【図５】本発明に係わる第１実施形態での曲線部加工時
のマスク移動距離及び回転角度の演算方法の説明図であ
る。

【図６】本発明に係わる第１実施形態での曲線部加工時
のマスク移動距離及び回転角度の他の演算方法の説明図
である。

【図７】本発明に係わるレーザ加工機による曲線部加工
時のマスク移動制御のフローチャート例を示す。

【図８】本発明に係わるレーザ加工機の第２実施形態の
マスクの平面図を示す。

【図９】本発明に係わる第２実施形態での曲線部加工時
のマスク孔の移動軌跡の説明図である。

【図１０】従来技術に係わるマスクによるレーザビーム
縮小投影の作用説明図である。

【図１１】従来技術に係わる円形マスクによるレーザ加
工の作用説明図である。

【図１２】従来技術に係わる矩形マスクによるレーザ加
工の作用説明図である。

【図１３】従来技術に係わる長方形マスクによるレーザ
加工の作用説明図である。

【符号の説明】

１ レーザ発振器 ２ マスク ３ ギア ４ 回転駆動手段 ５ 集光レンズ ６ ステージ ７ ワーク ８ Ｘ軸駆動手段 ８ａ Ｘ軸サーボモータ ９ Ｙ軸駆動手段 ９ａ Ｙ軸サーボモータ １０ 制御器 １５ 光導波路 １６ 曲線 １７ 中心線 ２１ 孔 ２１ａ 孔（矩形） ２１ｂ 孔（扇状）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ発振器から発振されたレーザ光を
   透過させる所定形状の孔を有するマスク(2) と、ステー
   ジ駆動手段により直交２軸方向に移動され、かつ、上面
   にワーク(7) が設置されるステージ(6) とを備え、前記
   マスク(2) を透過したレーザ光を前記ワーク(7) に照射
   し、任意形状の軌跡を描いて加工するレーザ加工機にお
   いて、 入射レーザ光の光軸上に対向する２辺の長さがｄなる矩
   形の孔(21a) の前記孔を有し、かつ、前記光軸回りに回
   転可能にした前記マスク(2) と、 このマスク(2) を前記回転軸回りに回転させるマスク回
   転駆動手段(4) と、 所定の曲線状の軌跡に沿ってレーザ加工するとき、この
   軌跡上の所定位置でレーザ光照射後に照射を停止させ、
   次に、前記孔(21a) の長さｄなる対向２辺と略平行な方
   向にこの長さｄより小さい所定距離だけステージ(6) を
   移動させながら前記マスク(2) を回転させて、前記孔(2
   1a) の前記対向２辺の中心線が前記軌跡の曲線に接する
   ように、前記ステージ駆動手段によりステージ(6) を所
   定距離移動させる指令、及び、前記マスク回転駆動手段
   (4) により前記マスク(2) を所定角度回転させる指令を
   演算して出力し、この位置決め完了後に次のレーザ光照
   射を行い、以上の処理を繰り返す制御器(10)とを設けた
   ことを特徴とするレーザ加工機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のレーザ加工機において、 前記制御器(10)は、移動後のマスク(2) の前記孔(21a)
   の長さｄなる対向２辺の内、いずれか一辺の移動方向後
   方端点が、移動前の前記長さｄなる対向２辺の前記一辺
   の移動方向前方端点に重なるように、前記ステージ(6)
   の前記移動指令及び前記マスク(2) の回転指令を演算し
   て出力することを特徴とするレーザ加工機。
3. 【請求項３】 レーザ発振器から発振されたレーザ光を
   透過させる所定形状の孔を有するマスク(2) と、ステー
   ジ駆動手段により直交２軸方向に移動され、かつ、上面
   にワーク(7) が設置されるステージ(6) とを備え、この
   ステージ(6)を移動しながら、前記マスク(2) を透過し
   たレーザ光を前記ワーク(7) に照射し、任意形状の軌跡
   を描いて加工するレーザ加工機において、 入射レーザ光の光軸上に、対向する２辺が同一の曲率中
   心を有し、かつ、互いに異なる曲率半径を有する扇状の
   孔(21b) の前記孔を設けると共に、前記光軸回りに回転
   可能にした前記マスク(2) と、 このマスク(2) を前記回転軸回りに回転させるマスク回
   転駆動手段(4) と、 所定曲率半径を有する円弧状の軌跡に沿ってレーザ加工
   するとき、この軌跡上の所定位置でレーザ光照射後に照
   射を停止させ、次に、前記孔(21b) を透過したレーザ光
   が前記円弧状の軌跡に沿って隙間なく移動するように、
   前記ステージ駆動手段によりステージ(6) を所定距離移
   動させる指令、及び、前記マスク回転駆動手段(4) によ
   り前記マスク(2) を所定角度回転させる指令を演算して
   出力し、この位置決め完了後に次のレーザ光照射を行
   い、以上の処理を繰り返す制御器(10)とを設けたことを
   特徴とするレーザ加工機。
4. 【請求項４】 レーザ発振器から発振されたレーザ光を
   透過させる所定形状の孔(21)を有し、この孔(21)を透過
   したレーザ光をワーク(7) に照射して任意形状の軌跡を
   描いて加工するレーザ加工機用のマスクにおいて、 前記入射レーザ光の光軸上に前記孔(21)を有し、かつ、
   前記光軸回りに回転可能に設けられたことを特徴とする
   レーザ加工機用のマスク。
5. 【請求項５】 レーザ光を所定形状の孔(21)を有するマ
   スク(2) に入射し、このマスク(2) を透過したレーザ光
   のワーク(7) への照射位置を任意形状の軌跡に沿って移
   動させて加工するレーザ加工機の加工方法において、 前記入射レーザ光の光軸上に前記孔(21)を有する前記マ
   スク(2) を前記光軸の回りに所定角度回転させて前記孔
   (21)の方向を回転させながら、前記照射位置を所定距離
   移動させて、この回転した孔(21)を透過したレーザ光の
   ワーク(7) への照射位置を所定の加工軌跡に沿わせ、こ
   の回転及び位置決め後にレーザ光照射を行い、以上の処
   理を繰り返して前記所定軌跡に沿って加工することを特
   徴とする加工方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載のレーザ加工機の加工方法
   において、 前記所定軌跡に沿ってレーザ光が照射されて加工された
   複数の加工軌跡間に囲まれた非照射部が所望の曲線を有
   する形状となるようにしたことを特徴とする加工方法。