WO2020217353A1 - 加工装置、加工方法及び加工システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a technical field of a processing device, a processing method, and a processing system capable of processing an object by irradiating it with processing light.
- Patent Document 1 describes a processing device that irradiates the surface of an object with a laser beam to form a structure. In this type of processing equipment, it is required to properly form a structure on an object.
- the first processing light is irradiated to form the first irradiation region on the surface and the second processing is performed.
- the surface is provided with a light irradiation device that irradiates light to form a second irradiation region that at least partially overlaps the first irradiation region, and the light irradiation device displays the overlapping state of the first and second irradiation regions.
- a processing apparatus having a changeable member is provided.
- the processing method of irradiating the surface of an object with processing light to process the object irradiating the surface with the first processing light to form a first irradiation region on the surface, and second.
- the processing apparatus for processing the object by irradiating the object with processing light the first optical system for branching the incident light into the first light and the second light, and the first optical system.
- the second optical system that returns the first light from the first optical system to the first optical system as the third light
- the first optical system that uses the second light from the first optical system as the fourth light.
- the first optical system comprises a third optical system that returns the third light from the second optical system and the fourth light from the third optical system to different positions on the surface of the object.
- a processing system that emits a plurality of the processing optics irradiated to the
- the light irradiation device for processing the object by irradiating the object with a plurality of processing lights and the said device on the surface of the object so that a desired pattern structure is formed on the object.
- a processing device including an irradiation position changing device for changing the relative positional relationship of irradiation positions of a plurality of processing lights is provided.
- a processing system that processes an object so as to irradiate the object with processing light to form a pattern structure extending in a desired direction on the object, and is along the surface of the object.
- a first movable device that moves so as to change the relative position between the irradiation position of the processing light and the surface of the object in the first direction, and a first movable device that is along the surface of the object and intersects the first direction. It is movable so as to change the relative position between the irradiation position of the processing light and the surface of the object in two directions, and is provided with a second movable device that is heavier and / or larger than the first movable device.
- the first angle formed by the axis extending in the direction and the axis extending in the first direction is smaller than the second angle formed by the axis extending in the desired direction and the axis extending in the second direction.
- a processing system in which the second movable device is aligned with respect to the surface is provided.
- a processing device for processing the object so as to irradiate the object with processing light to form a pattern structure extending in a desired direction on the surface of the object, and the pattern structure are formed.
- a machining system including a control device for controlling the machining device so as to form the pattern structure based on pattern information regarding the pattern structure generated from a simulation model for simulating the object is provided.
- a light irradiating device for irradiating the surface of an object with processing light and a position changing device for changing a target irradiation position of the processing light on the surface of the object and a relative position with respect to the surface.
- the first operation of scanning the processed light on the surface along the first axis along the surface by using the light irradiation device and the position changing device, and the surface intersecting with the first axis.
- the second operation of changing the relative position of the processing light and the surface is alternately repeated along the second axis along the second axis, and the first operation is directed toward the first direction along the first axis.
- a processing system including a second scanning operation of scanning the processing light on the surface so that the target irradiation position moves relative to the surface in the second direction in the opposite direction. ..
- the first optical system arranged in the optical path of the processing light from the light source and the said.
- a beam cross section arranged in the optical path of the processing light from the light source, including a second optical system that concentrates the processing light on the surface, and at a convergence position of the processing light via the first and second optical systems.
- the size of the beam is larger than the size of the beam cross section at the converging position of the processing light via the second optical system.
- FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the overall structure of the processing system of the first embodiment.
- FIG. 2A and FIG. 2B is a cross-sectional view schematically showing a state of processing of a coating film formed on the surface of an object to be processed.
- FIG. 3 is a perspective view schematically showing a light irradiation device included in the processing system of the first embodiment.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the multi-beam optical system.
- FIG. 5 (a) is a plan view showing a beam spot formed on a predetermined optical surface by a plurality of processed lights emitted by the multi-beam optical system, and FIG.
- FIG. 5 (b) is a plan view showing the beam spots emitted by the multi-beam optical system. It is a top view which shows the beam spot which a plurality of processing light forms on a coating film.
- FIG. 6A is a cross-sectional view showing a cross section of the riblet structure formed by the processing system of the first embodiment
- FIG. 6B is a perspective view showing the riblet structure formed by the processing system of the present embodiment.
- Is. 7 (a) and 7 (b) are front views showing an aircraft which is an example of a processing object on which a riblet structure is formed
- FIG. 6 (c) is a processing in which a riblet structure is formed. It is a side view which shows the aircraft which is an example of an object.
- FIG. 7 (a) and 7 (b) are front views showing an aircraft which is an example of a processing object on which a riblet structure is formed
- FIG. 6 (c) is a processing in which a riblet structure is formed
- FIG. 8 is a plan view showing a plurality of processed shot regions set on the surface of the coating film SF.
- FIG. 9 is a cross-sectional view showing a processing apparatus that performs one step of a processing operation for forming a riblet structure.
- FIG. 10 (a) is a cross-sectional view showing a processing apparatus that performs one step of a processing operation for forming a riblet structure, and
- FIG. 10 (b) shows one step of the processing operation shown in FIG. 10 (a). It is a top view which shows the surface of the coating film performed.
- FIG. 11 is a plan view showing the scanning locus of the processing light (that is, the moving locus of the target irradiation region) during the period in which the scanning operation and the step operation are repeated.
- FIG. 12 is a cross-sectional view showing a processing apparatus that performs one step of a processing operation for forming a riblet structure.
- FIG. 13 (a) is a cross-sectional view showing a processing apparatus that performs one step of the processing operation for forming the riblet structure, and
- FIG. 13 (b) shows one step of the processing operation shown in FIG. 13 (a). It is a top view which shows the surface of the coating film performed.
- FIG. 14 is a cross-sectional view showing a processing apparatus that performs one step of a processing operation for forming a riblet structure.
- FIG. 15 is a cross-sectional view showing a processing apparatus that performs one step of a processing operation for forming a riblet structure.
- FIG. 16 is a cross-sectional view showing a processing apparatus that performs one step of a processing operation for forming a riblet structure.
- FIG. 17 is a cross-sectional view showing a processing apparatus that performs one step of a processing operation for forming a riblet structure.
- FIG. 18 is a cross-sectional view showing a processing apparatus that performs one step of a processing operation for forming a riblet structure.
- FIG. 19 is a cross-sectional view showing a processing apparatus that performs one step of a processing operation for forming a riblet structure.
- FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing another example of the multi-beam optical system.
- FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing another example of the multi-beam optical system.
- FIG. 21 is a cross-sectional view showing a plurality of multi-beam optical systems included in the light irradiation device of the second embodiment.
- FIG. 22 (a) is a cross-sectional view schematically showing how each of the plurality of multi-beam optical systems divides the light source light into a plurality of processed lights, and
- FIG. 22 (b) shows a plurality of multi-beam optical systems. It is a top view which shows the beam spot which a plurality of processing light ELks emitted by each of these are formed on a predetermined optical surface.
- FIG. 23 is a cross-sectional view showing the multi-beam optical system of the third embodiment.
- FIG. 24 (a) is a cross-sectional view showing a multi-beam optical system before the reflection mirror moves
- FIG. 24 (b) shows a plurality of shots emitted from the multi-beam optical system in the state shown in FIG. 24 (a).
- FIG. 24 (c) is a plan view showing a plurality of beam spots formed on the coating film by the processing light of FIG. 24 (c)
- FIG. 24 (c) is a cross-sectional view showing a multi-beam optical system after the reflection mirror has moved.
- FIG. 25 (a) is a plan view showing the positional relationship of the plurality of irradiation regions before the reflection mirror moves
- FIG. 25 (b) shows the plurality of irradiation regions shown in FIG. 25 (a).
- FIG. 25 (c) is a cross-sectional view showing a concave structure formed in the case
- FIG. 25 (c) is a plan view showing a positional relationship of a plurality of irradiation regions after the reflection mirror has moved
- FIG. 25 (d) is a view. It is sectional drawing which shows the concave structure formed when the plurality of irradiation regions shown in 25 (c) are set.
- FIG. 26 (a) is a plan view showing the positional relationship of a plurality of irradiation regions that partially overlap
- FIG. 26 (b) shows a case where the plurality of irradiation regions shown in FIG. 26 (a) are set.
- It is sectional drawing which shows the concave structure formed in. 27 (a) is a plan view showing the positional relationship of the four irradiation regions that do not partially overlap
- FIG. 27 (b) shows the case where a plurality of irradiation regions shown in FIG. 27 (a) are set.
- 27 (c) is a plan view showing the positional relationship of the four partially overlapping irradiation regions
- FIG. 27 (d) is a plan view showing the positional relationship of the four irradiation regions formed in FIG. 27 (d).
- FIG. 27 (e) is a cross-sectional view showing a concave structure formed when a plurality of irradiation regions shown in c) are set, and
- FIG. 27 (e) is a plan view showing the positional relationship of four partially overlapping irradiation regions.
- 27 (f) is a cross-sectional view showing a concave structure formed when a plurality of irradiation regions shown in FIG. 27 (c) are set.
- FIG. 28 is a perspective view showing the light irradiation device of the fourth embodiment.
- FIG. 28 is a perspective view showing the light irradiation device of the fourth embodiment.
- FIG. 29 (a) is a cross-sectional view showing the processing light emitted to the coating film via the relay optical system
- FIG. 29 (b) shows the processing light applied to the coating film without passing through the relay optical system. It is sectional drawing which shows.
- FIG. 30 is a cross-sectional view showing the strength adjusting device of the fifth embodiment.
- FIG. 31 is a graph showing the relationship between the intensities of the plurality of processed lights and the rotation angles of the wave plates.
- FIG. 32 is a cross-sectional view showing the strength adjusting device of the sixth embodiment. In each of FIGS.
- FIGS. 34 (a) to 34 (c) show the process in which the light source light is branched into a plurality of processed lights via the intensity adjusting device and the multi-beam optical system is described by the intensity of the light generated in the process and the intensity of the light generated in the process. The light is shown together with the beam spots formed on the coating film.
- FIGS. 34 (a) to 34 (c) shows the process in which the light source light is branched into a plurality of processed lights by the multi-beam optical system without going through the intensity adjusting device, and the intensity of the light generated in the process. And the beam spots that the light forms on the coating film are shown.
- FIG. 35 is a perspective view showing the multi-beam optical system of the seventh embodiment.
- FIG. 35 is a perspective view showing the multi-beam optical system of the seventh embodiment.
- FIG. 36 is a perspective view showing a process in which the multi-beam optical system of the seventh embodiment branches the light source light into a plurality of processed light ELks.
- FIG. 37 is a perspective view showing a process in which the multi-beam optical system of the seventh embodiment branches the light source light into a plurality of processed light ELks.
- FIG. 38 is a perspective view showing a process in which the multi-beam optical system of the seventh embodiment branches the light source light into a plurality of processed light ELks.
- FIG. 39 is a perspective view showing a process in which the multi-beam optical system of the seventh embodiment branches the light source light into a plurality of processed light ELks.
- FIG. 40 is a perspective view showing another example of the multi-beam optical system of the seventh embodiment.
- FIG. 41 is a perspective view showing the multi-beam optical system of the eighth embodiment.
- 42 (a) and 42 (b) are plan views showing the positional relationship between the polarizing beam splitter and the reflecting prism included in the multi-beam optical system of the eighth embodiment.
- FIG. 43 (a) is a plan view showing the movement locus of the target irradiation region on the coating film when the Y-axis direction is set to the scan direction, and FIG. 43 (b) is shown in FIG. 43 (a). It is a perspective view which shows the riblet structure formed by the processing system under the situation shown, and FIG.
- FIG. 43C shows the movement locus of the target irradiation area on the coating film when the X-axis direction is set to the scan direction. It is a plan view, and FIG. 43 (d) is a perspective view showing a riblet structure formed by a processing system under the situation shown in FIG. 43 (c).
- FIG. 44 is a cross-sectional view showing an example of a drive system for moving the light irradiation device.
- FIG. 45 is a cross-sectional view showing an example of a stage device for moving an object to be processed.
- FIG. 46 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the light irradiation device of the tenth embodiment.
- FIG. 47 (a) is a cross-sectional view showing a cross section of the processing light irradiated to the coating film via the magnifying optical system along the XZ plane in association with a cross section of the processing light along the XY plane.
- (B) is a cross-sectional view showing a cross section of the processing light irradiated to the coating film along the XZ plane without going through the magnifying optical system in association with the cross section of the processing light along the XY plane.
- FIG. 48 (a) shows that the processing system of the comparative example, which does not have a magnifying optical system, uses processing light having a wavelength capable of processing the coating film with relatively fine fineness to relatively coarsen the coating film.
- FIG. 48B is a cross-sectional view showing a state of processing with fineness, and FIG. 48B shows a wavelength at which the processing system of the tenth embodiment including a magnifying optical system can process a coating film with relatively fine fineness. It is sectional drawing which shows the state of processing the coating film with relatively coarse fineness using the processing light which has.
- FIG. 49 is a cross-sectional view showing how a plurality of processing lights are superimposed.
- FIG. 50 is a cross-sectional view showing the processing light emitted from the optical system including the NA adjusting optical element to the coating film and the processing light emitted from the optical system not including the NA adjusting optical element to the coating film.
- FIG. 51 is a cross-sectional view showing another example of the structure of the light irradiation device of the tenth embodiment.
- FIG. 52 is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region.
- FIG. 53 is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region.
- FIG. 54 is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region.
- FIG. 55 is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region when the movement direction is set so as to satisfy the first criterion.
- FIG. 52 is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region.
- FIG. 53 is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region.
- FIG. 54 is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region.
- FIG. 55 is a plan
- FIG. 56 is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region when the movement direction is set so as to satisfy the second criterion.
- FIG. 57 is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region when the movement direction is set so as to satisfy the third criterion.
- FIG. 58 is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region when the moving direction of the target irradiation region EA in the processing region shown in FIG. 57 is set to satisfy the first criterion.
- FIG. 59 is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region when the movement direction is set so as to satisfy the fourth criterion.
- FIG. 58 is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region when the movement direction is set so as to satisfy the fourth criterion.
- FIG. 60 is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region when the movement direction of the target irradiation region EA in the processing region shown in FIG. 59 is set so as to satisfy the first criterion.
- FIG. 61 is a plan view showing a modified example of the scanning locus of the processing light (that is, the moving locus of the target irradiation region) during the period in which the scanning operation and the step operation are repeated.
- FIG. 62 is a plan view showing an example in which the position of the target irradiation region is changed each time when the target irradiation region is scanned a plurality of times.
- FIG. 63 (a) is a plan view showing an example of changing the size of a plurality of target irradiation regions
- FIG. 63 (b) is a cross-sectional view showing an example of changing the condensing positions of a plurality of processing lights.
- FIGS. 64 (a) to 64 (c) is a cross-sectional view showing a cross section of the riblet structure.
- FIGS. 65 (a) to 65 (h) is a diagram showing an example in which the position of the target irradiation region is changed each time when scanning the target irradiation region a plurality of times.
- each of the X-axis direction and the Y-axis direction is a horizontal direction (that is, a predetermined direction in the horizontal plane), and the Z-axis direction is a vertical direction (that is, a direction orthogonal to the horizontal plane). Yes, in effect, in the vertical direction).
- the rotation directions (in other words, the inclination direction) around the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis are referred to as the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction, respectively.
- the Z-axis direction may be the direction of gravity.
- the XY plane may be the horizontal direction.
- machining system SYSa Processing system SYSSa of the first embodiment
- machining system SYSa the machining system SYS of the first embodiment
- machining system SYSa the machining system SYS of the first embodiment
- FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the processing system SYSA of the first embodiment.
- the processing system SYS processes the coating film SF formed (for example, applied) on the surface of the object to be processed S.
- the object to be processed S may be, for example, a metal, an alloy (for example, duralumin, etc.), a resin (for example, CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic), etc.), or a resin. It may be glass or an object made of any other material.
- the coating film SF is a coating film that covers the surface of the object S to be processed. Therefore, the coating film SF may be referred to as a coating layer.
- the object to be processed S serves as a base material for the coating film SF.
- the thickness of the coating film SF is, for example, tens of micrometers to hundreds of micrometers, but may be any other size.
- the paint constituting the coating film SF may contain, for example, a resin-based paint, or may contain other types of paint.
- Resin-based paints include, for example, acrylic paints (eg, paints containing acrylic polyols), polyurethane-based paints (eg, paints containing polyurethane polyols), polyester-based paints (eg, paints containing polyester polyols), It may contain at least one of a vinyl-based paint, a fluorine-based paint (for example, a paint containing a fluorine-based polyol), a silicon-based paint, and an epoxy-based paint.
- FIG. 1 shows an example in which a processing system SYSa (particularly, a processing apparatus 1 described later included in the processing system SYSa) is arranged on a processing object S having a surface along a horizontal plane (that is, an XY plane). ..
- the processing system SYSA is not always arranged on the processing object S having a surface along the horizontal plane.
- the processing system SYSA may be arranged on a processing object S having a surface intersecting a horizontal plane.
- the processing system SYSA may be arranged so as to hang from the processing object S.
- the X-axis direction and the Y-axis direction may be defined as directions along the surface of the workpiece S (typically, parallel directions) for convenience, and the Z-axis direction may be defined for convenience. It may be defined as a direction intersecting the surface of the object S to be processed (typically, a direction orthogonal to the surface).
- the processing system SYSa irradiates the coating film SF with processing light ELk in order to process the coating film SF.
- the processing light ELk may be any kind of light as long as the coating film SF can be processed by irradiating the coating film SF.
- the processing light ELk may be laser light.
- the processing light ELk may be light of any wavelength as long as the coating film SF can be processed by irradiating the coating film SF.
- the description will proceed with reference to an example in which the processed light ELk is invisible light (for example, at least one of infrared light and ultraviolet light).
- the processed light ELk may be visible light.
- FIGS. 2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views schematically showing a state of processing of the coating film SF formed on the surface of the object to be processed S.
- the processing system SYSa irradiates the target irradiation region EA set on the surface of the coating film SF with the processing light ELk.
- the target irradiation area EA is an area where the processing system SYSA is scheduled to irradiate the processing light ELk.
- the coating film SF that overlaps the target irradiation region EA that is, the coating film located on the ⁇ Z side of the target irradiation region EA. A part of the light is evaporated by the processing light ELk.
- the coating film SF evaporates in the thickness direction of the coating film SF. That is, in the thickness direction of the coating film SF, a part of the coating film SF overlapping the target irradiation region EA (specifically, a portion of the coating film SF that is relatively close to the target irradiation region EA) evaporates. The other part of the coating film SF that overlaps the target irradiation region EA (specifically, the portion of the coating film SF that is relatively far from the target irradiation region EA) does not evaporate. In other words, the coating film SF evaporates only to the extent that the object S to be processed is not exposed from the coating film SF.
- the characteristics of the processing light ELk may be set to desired characteristics that evaporate the coating film SF only to the extent that the object S to be processed is not exposed from the coating film SF.
- the characteristics of the processing light ELk may be set to desired characteristics that do not affect the processing object S by irradiation with the processing light ELk.
- the characteristics of the processing light ELk may be set to desired characteristics that affect only the coating film SF by irradiation with the processing light ELk.
- the characteristics of the processing light ELk are the wavelength of the processing light ELk, the amount of energy transmitted from the processing light ELk to the surface of the coating film SF per unit time and / or the amount of energy per unit area, and the surface of the coating film SF.
- At least one of the intensity distribution of the processing light ELk, the irradiation time of the processing light ELk on the surface of the coating film SF, and the size of the processing light ELk on the surface of the coating film SF (for example, at least one of the spot diameter and the area). It may be included.
- the energy of the processing light ELk irradiated to the coating film SF is determined so as not to affect the processing object S by the irradiation of the processing light ELk.
- the energy of the processing light ELk is determined so that the processing light ELk does not penetrate the coating film SF and reach the processing object S. In other words, the energy of the processing light ELk is determined so as to affect only the coating film SF by the irradiation of the processing light ELk.
- the coating film SF is removed at the portion where the coating film SF has evaporated.
- the coating film SF remains as it is. That is, as shown in FIG. 2B, the coating film SF is partially removed in the portion irradiated with the processing light ELk.
- the thickness of the coating film SF becomes thinner in the portion irradiated with the processing light ELk as compared with the portion not irradiated with the processing light ELk. In other words, as shown in FIG.
- the surface of the object to be processed S is irradiated with the coating film SF which remains relatively thick because the processing light ELk is not irradiated, and the processing light ELk. Therefore, there is a relatively thin coating film SF. That is, the thickness of the coating film SF is adjusted at least partially by irradiation with the processing light ELk. By irradiation with the processing light ELk, a part of the coating film SF is removed in the thickness direction (in the example shown in FIG. 2B, the Z-axis direction). As a result, a recess (in other words, a groove) C corresponding to a portion where the coating film SF is relatively thin is formed on the surface of the coating film SF.
- the "operation of processing the coating film SF" in the present embodiment includes an operation of adjusting the thickness of the coating film SF, an operation of removing a part of the coating film SF, and an operation of forming a recess C in the coating film SF. Includes at least one of.
- the coating film SF evaporates by absorbing the processing light ELk. That is, the coating film SF is removed by being photochemically decomposed, for example, by transmitting the energy of the processing light ELk to the coating film SF.
- the processing light ELk is laser light
- the phenomenon in which the energy of the processing light ELk is transmitted to the coating film SF to photochemically decompose and remove the coating film SF and the like is called laser ablation.
- the coating film SF contains a material capable of absorbing the processing light ELk. Specifically, for example, the coating film SF absorbs light in a wavelength band including a wavelength band different from that of visible light when the processing light ELk is invisible light.
- It may contain a material whose rate) is equal to or higher than a predetermined first absorption threshold.
- a light component in a wavelength band in which the absorption rate by the coating film SF is equal to or higher than a predetermined first absorption threshold value may be used as the processing light ELk.
- the material constituting the coating film SF may contain a dye (specifically, for example, at least one of a pigment and a dye).
- the dye may be a dye that exhibits a desired color when irradiated with visible light.
- the coating film SF containing such a dye will exhibit a desired color.
- the dye has a first wavelength including a wavelength recognized by humans as light of a desired color by being reflected by the coating film SF in the wavelength band of visible light so that the coating film SF exhibits a desired color.
- the dye may have a characteristic that the absorption rate of the light component in the band and the absorption rate of the light component in the second wavelength band, which is different from the first wavelength band of visible light, are different.
- the dye may have a characteristic that the absorption rate of the light component in the first wavelength band is smaller than the absorption rate of the light component in the second wavelength band.
- the absorption rate of the light component in the first wavelength band is equal to or less than a predetermined second absorption threshold (however, the second absorption threshold is smaller than the first absorption threshold), and the dye has a second wavelength band.
- the absorption rate of the light component becomes equal to or higher than a predetermined third absorption threshold (however, the third absorption threshold is larger than the second absorption threshold).
- a dye that exhibits a desired color while being able to appropriately absorb such invisible processing light ELk for example, a near-infrared absorbing dye manufactured by Spectrum Info Co., Ltd. located in Kiev, Ukraine (as an example, Tetra).
- Fluoroboration 4-((E) -2- ⁇ (3E) -2-chloro-3- [2- (2,6-diphenyl-4H-thiopyran-4-iriden) ethylidene] cyclohexa-1-ene-1 -Il ⁇ vinyl) -2,6-diphenylthiopyrilium) can be mentioned.
- the coating film SF is transparent, the coating film SF does not have to contain a dye.
- the dye when the coating film SF contains a dye, the dye may be a dye that is transparent to visible light. As a result, the coating film SF containing such a dye becomes a transparent film (so-called clear coat).
- the "transparent film” here may mean a film through which light components in at least a part of the wavelength bands of visible light can pass.
- the dye may have a property of not absorbing much visible light (that is, reflecting it correspondingly) so that the coating film SF becomes transparent.
- the dye may have a property that the absorption rate of visible light becomes smaller than a predetermined fourth absorption threshold value.
- a dye that can absorb the processed light ELk which is invisible light, but becomes transparent to visible light
- a near-infrared absorbing dye manufactured by Spectrum Info for example, tetrafluoroboron.
- 6-Chloro-2-[(E) -2-(3- ⁇ (E) -2- [6-chloro-1-ethylbenzo [cd] indol-2 (1H) -iriden] ethylidene ⁇ -2-phenyl -1-Cyclopentene-1-yl) ethenyl] -1-ethylbenzo [cd] indolium) can be mentioned.
- the processing system SYSa in order to process the coating film SF, includes a processing device 1 and a control device 2. Further, the processing device 1 includes a light irradiation device 11, a drive system 12, an accommodating device 13, a support device 14, a drive system 15, an exhaust device 16, and a gas supply device 17.
- the light irradiation device 11 can irradiate the coating film SF with the processing light ELk under the control of the control device 2.
- the light irradiation device 11 includes a light source 110 capable of emitting light source light ELs, a focus lens 111, and a focus lens 111, as shown in FIG. 3, which is a perspective view showing the structure of the light irradiation device 11. It includes a multi-beam optical system 112, a galvanometer mirror 113, and an f ⁇ lens 114.
- the light source 110 emits the light source light ELo.
- the light source light ELo is, for example, light having the same characteristics as the processed light ELk (for example, at least one of type, wavelength, and energy), but may be light having characteristics different from the processed light ELk.
- the light source 110 emits pulsed light as light source light ELo, for example.
- the shorter the emission time width of the pulsed light hereinafter referred to as "pulse width", the higher the processing accuracy (for example, the formation accuracy of the riblet structure described later). Therefore, the light source 1111 may emit pulsed light having a relatively short pulse width as the light source light ELo.
- the light source 1111 may emit pulsed light having a pulse width of 1000 nanoseconds or less as the light source light ELo.
- the focus lens 111 is composed of one or more lenses, and by adjusting the position of at least a part of the lenses along the optical axis direction, the light condensing position of the light source light ELo (that is, the focal position of the light irradiation device 11). ) Is an optical element for adjusting.
- the multi-beam optical system 112 branches (in other words, separates or divides) the light source light ELo from the light source 111 into a plurality of processed light ELks.
- the multi-beam optical system 112 includes a polarizing beam splitter 1121 and 1 / as shown in FIG. 4, which is a cross-sectional view showing the structure of the multi-beam optical system 112. It includes a 4-wave plate 1122, a reflection mirror 1123, a 1/4 wave plate 1124, and a reflection mirror 1125.
- the light source light ELo from the light source 111 is incident on the separation surface 11211 of the polarization beam splitter 1121.
- the s-polarized ELs1 of the light source light ELo is reflected on the separation surface 11211.
- the p-polarized ELp2 of the light source light ELo passes through the separation surface 11211. That is, the polarization beam splitter 1121 branches the light source light ELo into s-polarized ELs1 and p-polarized ELp2.
- the s-polarized ELs1 reflected by the polarizing beam splitter 1121 passes through the 1/4 wave plate 1122. As a result, the s-polarized ELs1 are converted into the circularly polarized ELc1.
- the circularly polarized ELc1 that has passed through the 1/4 wave plate 1122 is reflected by the reflecting surface 11231 of the reflecting mirror 1123.
- the circularly polarized ELc1 reflected by the reflection mirror 1123 passes through the 1/4 wave plate 1122 again and is converted into the p-polarized ELp1.
- the p-polarized ELp1 that has passed through the 1/4 wave plate 1122 is incident on the separation surface 11211 of the polarizing beam splitter 1121.
- the p-polarized ELp2 that has passed through the polarizing beam splitter 1121 passes through the 1/4 wave plate 1124.
- the p-polarized ELp2 is converted into the circularly polarized ELc2.
- the circularly polarized ELc2 that has passed through the 1/4 wave plate 1124 is reflected by the reflecting surface 11251 of the reflecting mirror 1125.
- the circularly polarized ELc2 reflected by the reflection mirror 1125 passes through the 1/4 wave plate 1124 again and is converted into s polarized ELs2.
- the s-polarized ELs2 that have passed through the 1/4 wave plate 1124 are incident on the separation surface 11211 of the polarizing beam splitter 1121.
- the p-polarized ELp1 incident on the separation surface 11211 passes through the separation surface 11211.
- the p-polarized ELp1 that has passed through the separation surface 11211 is ejected from the multi-beam optical system 112 toward the galvanometer mirror 113 as one of the plurality of processed light ELks.
- the s-polarized ELs2 incident on the separation surface 11211 are reflected by the separation surface 11211.
- the s-polarized ELs2 reflected by the separation surface 11211 is emitted from the multi-beam optical system 112 toward the galvano mirror 113 as one of the plurality of processed light ELks.
- the polarized beam splitter 1121 not only functions as an optical system that branches the light source light ELo into s-polarized ELs1 and p-polarized ELp2, but also p-polarized ELp1 and s-polarized ELs2 that are incident on the polarized beam splitter 1121 from different directions. Also functions as an optical system that merges as a plurality of processed light ELks toward the galvanometer mirror 113.
- reflection is performed so that the incident angle of the circularly polarized ELc1 with respect to the reflecting surface 11231 of the reflecting mirror 1123 is different from the incident angle of the circularly polarized ELc2 with respect to the reflecting surface 11251 of the reflecting mirror 1125.
- the mirrors 1123 and 1125 are aligned. That is, the angle formed by the reflecting surface 11231 of the reflecting mirror 1123 and the axis along the traveling direction of the circularly polarized ELc1 is the angle formed by the reflecting surface 11251 of the reflecting mirror 1125 and the axis along the traveling direction of the circularly polarized ELc2. Reflective mirrors 1123 and 1125 are aligned so that they are different.
- the reflection mirrors 1123 and 1125 are aligned so that the circularly polarized ELc1 is vertically incident on the reflecting surface 11231 while the circularly polarized ELc2 is obliquely incident on the reflecting surface 11251.
- the axis along the traveling direction of the p-polarized ELp1 that has passed through the separation surface 11211 and the axis along the traveling direction of the s-polarized ELs2 reflected by the separation surface 11211 intersect. That is, a plurality of axes along the traveling directions of the plurality of processed light ELks emitted from the multi-beam optical system 112 intersect with each other.
- the reflection mirrors 1123 and 1125 can function as an optical system that causes the traveling directions of the plurality of processed light ELks to differ from each other.
- the plurality of processing light ELks pass through different positions on the optical surfaces intersecting the traveling directions of the plurality of processing light ELks. That is, on the optical surface intersecting the traveling directions of the plurality of processing light ELks, the plurality of processing light ELks form a plurality of beam spots, respectively.
- the coating film SF is irradiated with such a plurality of processing light ELks, as shown in FIG.
- the plurality of processing light ELks are radiated to a plurality of beam spots (that is, a plurality of beam spots) on the coating film SF. Irradiation area) is formed respectively. That is, the multi-beam optical system 112 emits a plurality of processed light ELks that are irradiated to different positions on the coating film SF. As a result, the coating film SF is simultaneously irradiated with a plurality of processing light ELks. That is, a plurality of target irradiation regions EA are simultaneously set on the coating film SF.
- the galvano mirror 113 is arranged on the optical path of a plurality of processed optical ELks.
- the galvano mirror 113 is arranged between the multi-beam optical system 112 and the f ⁇ lens 114.
- a plurality of processing light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 scan the surface of the coating film SF (that is, a plurality of target irradiation regions EA to which the plurality of processing light ELks are each irradiated are the coating film SF.
- the plurality of processing light ELks are deflected so as to move on the surface of the.
- the galvanometer mirror 113 may allow a plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 to sweep the surface of the coating film SF.
- the galvano mirror 113 includes an X scanning mirror 113X and a Y scanning mirror 113Y.
- the Y scanning mirror 113Y reflects a plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 toward the X scanning mirror 113X.
- the Y scanning mirror 113Y can swing or rotate in the ⁇ X direction (that is, the rotation direction around the X axis). By swinging or rotating the Y scanning mirror 113Y, the plurality of processing light ELks scan the surface of the coating film SF along the Y-axis direction.
- the plurality of processed light ELks are swept on the surface of the coating film SF along the Y-axis direction.
- the traveling directions of the plurality of processing light ELks are changed so that the plurality of processing light ELks scan the surface of the coating film SF along the Y-axis direction. Due to the swing or rotation of the Y scanning mirror 113Y, the plurality of target irradiation regions EA move along the Y-axis direction on the coating film SF.
- the Y scanning mirror 113Y changes the relative positional relationship between the plurality of target irradiation regions EA and the coating film SF along the Y-axis direction.
- the X scanning mirror 113X reflects a plurality of processed light ELks reflected by the Y scanning mirror 113Y toward the f ⁇ lens 114.
- the X scanning mirror 113X can swing or rotate in the ⁇ Y direction (that is, the rotation direction around the Y axis). By swinging or rotating the X scanning mirror 113X, the plurality of processed light ELks scan the surface of the coating film SF along the X-axis direction.
- the plurality of processed light ELks are swept on the surface of the coating film SF along the X-axis direction.
- the traveling directions of the plurality of processing light ELks are changed so that the plurality of processing light ELks scan the surface of the coating film SF along the X-axis direction. Due to the swing or rotation of the X scanning mirror 113X, the plurality of target irradiation regions EA move along the X-axis direction on the coating film SF.
- the X scanning mirror 113X changes the relative positional relationship between the plurality of target irradiation regions EA and the coating film SF along the X-axis direction.
- the galvanometer mirror 113 may be referred to as a displacement member because the target irradiation region EA can be moved (that is, displaced) on the surface of the coating film SF.
- the f ⁇ lens 114 is arranged on the optical path of a plurality of processed light ELks from the galvano mirror 113.
- the f ⁇ lens 114 is an optical element for condensing a plurality of processed light ELks from the galvano mirror 113 on the coating film SF.
- the f ⁇ lens 114 is located on the light emitting side of the light irradiation device 11 among the optical elements included in the light irradiation device 11 (in other words, it is closest to the coating film SF or at the end of the optical path of a plurality of processed light ELks. It is a terminal optical element (located).
- the f ⁇ lens 114 may be configured to be removable from the light irradiation device 11.
- the light irradiation device 11 may include an optical element (for example, a cover lens or the like) provided on the light emitting side of the f ⁇ lens 114.
- An optical element for example, a cover lens or the like provided on the light emitting side of the f ⁇ lens 114 may be configured to be detachable from the light irradiation device 11.
- the drive system 12 under the control of the control device 2, makes the light irradiation device 11 with respect to the coating film SF (that is, with respect to the processing object S on which the coating film SF is formed on the surface). Move. That is, the drive system 12 moves the light irradiation device 11 with respect to the coating film SF so as to change the relative positional relationship between the light irradiation device 11 and the coating film SF.
- the relative positional relationship between the light irradiation device 11 and the coating film SF is changed, the relative positional relationship between the coating film SF and the plurality of target irradiation regions EA to which the plurality of processing light ELks are irradiated respectively.
- the positional relationship is also changed. Therefore, it can be said that the drive system 12 moves the light irradiation device 11 with respect to the coating film SF so as to change the relative positional relationship between the plurality of target irradiation regions EA and the coating film SF.
- the drive system 12 may move the light irradiation device 11 along the surface of the coating film SF.
- the drive system 12 since the surface of the coating film SF is a plane parallel to at least one of the X-axis and the Y-axis, the drive system 12 is irradiated with light along at least one of the X-axis and the Y-axis.
- the device 11 may be moved.
- the target irradiation region EA moves along at least one of the X-axis and the Y-axis on the coating film SF.
- the drive system 12 may move the light irradiation device 11 along the thickness direction of the coating film SF (that is, the direction intersecting the surface of the coating film SF).
- the drive system 12 may move the light irradiation device 11 along the Z-axis direction.
- the drive system 12 is a light irradiation device along at least one of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis, and at least one of the ⁇ X-direction, the ⁇ Y-direction, and the ⁇ Z-direction (that is, the rotation direction around the Z-axis). 11 may be moved.
- the drive system 12 supports the light irradiation device 11 and moves the supporting light irradiation device 11.
- the drive system 12 may include, for example, a first support member that supports the light irradiation device 11, and a first movement mechanism that moves the first support member.
- the accommodating device 13 includes a ceiling member 131 and a partition wall member 132.
- the ceiling member 131 is arranged on the + Z side of the light irradiation device 11.
- the ceiling member 131 is a plate-shaped member along the XY plane.
- the ceiling member 131 supports the drive system 12 via the support member 133.
- a partition wall member 132 is arranged on the outer edge (or its vicinity) of the surface of the ceiling member 131 on the ⁇ Z side.
- the partition wall member 132 is a tubular (for example, cylindrical or rectangular tubular) member extending from the ceiling member 131 toward the ⁇ Z side.
- the space surrounded by the ceiling member 131 and the partition wall member 132 serves as an accommodation space SP for accommodating the light irradiation device 11 and the drive system 12.
- the drive system 12 described above moves the light irradiation device 11 within the accommodation space SP.
- the accommodation space SP includes a space between the light irradiation device 11 and the coating film SF (particularly, a space including an optical path of the processed light ELk). More specifically, the accommodation space SP includes a space between the terminal optical element (for example, f ⁇ lens 1123) included in the light irradiation device 11 and the coating film SF (particularly, a space including an optical path of the processed light ELk). I'm out.
- Each of the ceiling member 131 and the partition wall member 132 is a member capable of blocking the processed light ELk. That is, each of the ceiling member 131 and the partition wall member 132 is opaque with respect to the wavelength of the processing light ELk. As a result, the processed light ELk propagating in the accommodation space SP does not leak to the outside of the accommodation space SP (that is, the outside of the accommodation device 13).
- Each of the ceiling member 131 and the partition wall member 132 may be a member capable of dimming the processing light ELk. That is, each of the ceiling member 131 and the partition wall member 132 may be translucent with respect to the wavelength of the processing light ELk.
- each of the ceiling member 131 and the partition wall member 132 is a member that does not transmit (that is, can shield) unnecessary substances generated by irradiation with the processing light ELk.
- the unnecessary substance at least one of the vapor and the fume of the coating film SF can be mentioned. As a result, unnecessary substances generated in the accommodation space SP do not leak to the outside of the accommodation space SP (that is, the outside of the accommodation device 13).
- the end portion of the partition wall member 132 (specifically, the end portion on the coating film SF side, and in the example shown in FIG. 1, the end portion on the ⁇ Z side) 134 is in contact with the surface of the coating film SF.
- the accommodating device 13 that is, the ceiling member 131 and the partition wall member 132 cooperates with the coating film SF to maintain the airtightness of the accommodating space SP.
- the shape thereof (particularly, the contact surface of the end portion 134 in contact with the coating film SF (in the example shown in FIG. 1). It is possible to change the shape of the ⁇ Z side surface), the same applies hereinafter).
- the shape of the end portion 134 becomes a flat shape similarly to the coating film SF.
- the shape of the end portion 134 becomes a curved surface shape similarly to the coating film SF.
- the airtightness of the accommodation space SP is improved as compared with the case where the end portion 134 cannot change its shape according to the shape of the surface of the coating film SF.
- An example of the end 134 whose shape can be changed is the end 134 formed of an elastic member (in other words, a flexible member) such as rubber.
- a bellows-shaped end portion 134a having an elastic structure may be used.
- the end portion 134 may be able to adhere to the coating film SF in a state of being in contact with the coating film SF.
- the end portion 134 may be provided with an adsorption mechanism capable of adsorbing to the coating film SF.
- the airtightness of the accommodation space SP is further improved as compared with the case where the end portion 134 does not adhere to the coating film SF.
- the end portion 134 does not have to be able to adhere to the coating film SF. Even in this case, as long as the end portion 134 comes into contact with the coating film SF, the airtightness of the accommodation space SP is still maintained accordingly.
- the partition wall member 132 is a member that can be expanded and contracted along the Z-axis direction by a drive system (for example, an actuator) (not shown) that operates under the control of the control device 2.
- the partition member 132 may be a bellows-shaped member (so-called bellows).
- the partition member 132 can be expanded and contracted by expanding and contracting the bellows portion.
- the partition member 132 may include a telescopic pipe in which a plurality of hollow cylindrical members having different diameters are combined. In this case, the partition member 132 can be expanded and contracted by the relative movement of the plurality of cylindrical members.
- the state of the partition wall member 132 is at least the first extended state in which the partition wall member 132 extends along the Z-axis direction and the length in the Z-axis direction is relatively long, and the partition wall member 132 contracts along the Z-axis direction. By doing so, it is possible to set the first reduced state in which the length in the Z-axis direction is relatively short.
- the end portion 134 When the partition member 132 is in the first extended state, the end portion 134 is in the first contact state capable of contacting the coating film SF.
- the end portion 134 when the partition member 132 is in the first reduced state, the end portion 134 is in the first non-contact state in which it does not come into contact with the coating film SF. That is, when the partition member 132 is in the first reduced state, the end portion 134 is in the first non-contact state separated from the coating film SF on the + Z side.
- the configuration for switching the state of the end portion 134 between the first contact state and the first non-contact state is not limited to the configuration in which the partition wall member 132 is expanded and contracted.
- the state of the end 134 may be switched between the first contact state and the first non-contact state by making the accommodating device 13 itself movable along the ⁇ Z direction.
- the accommodating device 13 further includes a detection device 135.
- the detection device 135 detects an unnecessary substance (that is, a substance generated by irradiation with the processing light ELk) in the accommodation space SP.
- the detection result of the detection device 135 is referred to by the control device 2 when the state of the partition wall member 132 is changed from the first extended state to the first reduced state, as will be described in detail later.
- the support device 14 supports the accommodating device 13. Since the accommodating device 13 supports the drive system 12 and the light irradiation device 11, the support device 14 substantially supports the drive system 12 and the light irradiation device 11 via the accommodating device 13.
- the support device 14 includes a beam member 141 and a plurality of leg members 142.
- the beam member 141 is arranged on the + Z side of the accommodating device 13.
- the beam member 141 is a beam-shaped member extending along the XY plane.
- the beam member 141 supports the accommodating device 13 via the support member 143.
- a plurality of leg members 142 are arranged on the beam member 141.
- the leg member 142 is a rod-shaped member extending from the beam member 141 toward the ⁇ Z side.
- the end portion of the leg member 142 (specifically, the end portion on the coating film SF side, and in the example shown in FIG. 1, the end portion on the ⁇ Z side) 144 is in contact with the surface of the coating film SF.
- the support device 14 is supported by the coating film SF (that is, by the workpiece S). That is, the support device 14 supports the accommodating device 13 in a state where the end portion 144 is in contact with the coating film SF (in other words, in a state where the support device 14 is supported by the coating film S). Similar to the end 134 of the accommodating device 13, the end portion 144 contacts the coating film SF among the end portions 144 according to the shape of the surface of the coating film SF when it comes into contact with the coating film SF.
- the end portion 144 may be attached to the coating film SF in a state of being in contact with the coating film SF.
- the end portion 144 may be provided with an adsorption mechanism capable of adsorbing to the coating film SF.
- the stability of the support device 14 is improved as compared with the case where the end portion 144 does not adhere to the coating film SF.
- the end portion 144 does not have to be able to adhere to the coating film SF.
- the beam member 141 is a member that can be expanded and contracted along at least one of the X-axis and the Y-axis (or along an arbitrary direction along the XY plane) by the drive system 15 that operates under the control of the control device 2. is there.
- the beam member 141 may include a telescopic pipe in which a plurality of tubular members having different diameters are combined. In this case, the beam member 141 can be expanded and contracted by the relative movement of the plurality of tubular members.
- the leg member 142 is a member that can be expanded and contracted along the Z-axis direction by the drive system 15 that operates under the control of the control device 2.
- the leg member 142 may include a telescopic pipe in which a plurality of tubular members having different diameters are combined.
- the leg member 142 can be expanded and contracted by the relative movement of the plurality of tubular members.
- the state of the leg member 142 is at least a second extended state in which the leg member 142 extends along the Z-axis direction and the length in the Z-axis direction is relatively long, and the leg member 142 contracts along the Z-axis direction. By doing so, it is possible to set the second reduced state in which the length in the Z-axis direction is relatively short.
- the end portion 144 When the leg member 142 is in the second extended state, the end portion 144 is in the second contact state capable of contacting the coating film SF. On the other hand, when the leg member 142 is in the second reduced state, the end portion 144 is in the second non-contact state in which it does not come into contact with the coating film SF. That is, when the leg member 142 is in the second contracted state, the end portion 144 is in the second non-contact state separated from the coating film SF on the + Z side.
- the drive system 15 moves the support device 14 with respect to the coating film SF (that is, with respect to the processing object S on which the coating film SF is formed on the surface) under the control of the control device 2. That is, the drive system 15 moves the support device 14 with respect to the coating film SF so as to change the relative positional relationship between the support device 14 and the coating film SF. Since the support device 14 supports the accommodating device 13, the drive system 15 substantially moves the accommodating device 13 with respect to the coating film SF by moving the support device 14. That is, the drive system 15 substantially moves the support device 14 with respect to the coating film SF so as to change the relative positional relationship between the accommodating device 13 and the coating film SF. Further, the accommodating device 13 supports the light irradiation device 11 via the drive system 12.
- the drive system 15 can substantially move the light irradiation device 11 with respect to the coating film SF by moving the support device 14. That is, the drive system 15 can substantially move the support device 14 with respect to the coating film SF so as to change the relative positional relationship between the light irradiation device 11 and the coating film SF. In other words, the drive system 15 may move the support device 14 with respect to the coating film SF so as to substantially change the relative positional relationship between the plurality of target irradiation regions EA and the coating film SF. it can.
- the drive system 15 expands and contracts the beam member 141 under the control of the control device 2 in order to move the support device 14. Further, the drive system 15 expands and contracts the plurality of leg members 142 under the control of the control device 2 in order to move the support device 14.
- the movement mode of the support device 14 by the drive system 15 will be described in detail later with reference to FIGS. 8 to 17.
- the exhaust device 16 is connected to the accommodation space SP via an exhaust pipe 161.
- the exhaust device 16 can exhaust the gas in the accommodation space SP.
- the exhaust device 16 can suck unnecessary substances generated by the irradiation of the processing light ELk from the accommodation space SP to the outside of the accommodation space SP by exhausting the gas in the accommodation space SP.
- this unnecessary substance is present on the optical path of the processing light ELk, it may affect the irradiation of the coating film SF with the processing light ELk. Therefore, the exhaust device 16 particularly sucks unnecessary substances together with the gas in the space from the space including the optical path of the processed light ELk between the terminal optical element of the light irradiation device 11 and the coating film SF. Unwanted substances sucked from the accommodation space SP by the exhaust device 16 are discharged to the outside of the processing system SYS via the filter 162.
- the filter 162 adsorbs unnecessary substances.
- the filter 162 may be removable or replaceable.
- the gas supply device 17 is connected to the accommodation space SP via an intake pipe 171.
- the gas supply device 17 can supply gas to the accommodation space SP.
- Examples of the gas supplied to the accommodation space SP include at least one of air, CDA (clean dry air) and an inert gas. Nitrogen gas is an example of an inert gas.
- the gas supply device 17 supplies the CDA. Therefore, the accommodation space SP becomes a space purged by the CDA. At least a part of the CDA supplied to the accommodation space SP is sucked by the exhaust device 16. The CDA sucked from the accommodation space SP by the exhaust device 16 passes through the filter 162 and is discharged to the outside of the processing system SYS.
- the gas supply device 17 particularly supplies a gas such as CDA to the optical surface 1141 on the accommodation space SP side of the f ⁇ lens 114 shown in FIG. 3 (that is, the optical surface on the accommodation space SP side of the terminal optical element of the light irradiation device 11).
- a gas such as CDA
- the optical surface 1141 faces the accommodation space SP, it may be exposed to unnecessary substances generated by irradiation with the processing light ELk. As a result, unnecessary substances may adhere to the optical surface 1141. Further, since the processing light ELk passes through the optical surface 1141, the processing light ELk passing through the optical surface 1141 may burn (that is, stick) unnecessary substances adhering to the optical surface 1141.
- Unwanted substances adhering to (and further adhering to) the optical surface 1141 may become stains on the optical surface 1141 and affect the characteristics of the processed light ELk.
- a gas such as CDA
- contact between the optical surface 1141 and an unnecessary substance is prevented. Therefore, adhesion of dirt to the optical surface 1141 is prevented. Therefore, the gas supply device 17 also functions as an adhesion prevention device for preventing the adhesion of dirt to the optical surface 1141.
- the gas supply device 17 can also function as an adhesion prevention device for removing dirt adhering to the optical surface 1141.
- the control device 2 controls the overall operation of the processing system SYSa.
- the control device 2 controls the light irradiation device 11, the drive system 12, the accommodating device 13, and the drive system 15 so that the recess C having a desired shape is formed at a desired position, as will be described in detail later. ..
- the control device 2 may include, for example, a CPU (Central Processing Unit) (or a GPU (Graphics Processing Unit) in addition to or in place of the CPU) and a memory.
- the control device 2 functions as a device that controls the operation of the processing system SYS by the CPU executing a computer program.
- This computer program is a computer program for causing the control device 2 (for example, the CPU) to perform (that is, execute) the operation described later to be performed by the control device 2. That is, this computer program is a computer program for causing the control device 2 to function so that the processing system SYSa performs an operation described later.
- the computer program executed by the CPU may be recorded in a memory (that is, a recording medium) included in the control device 2, or may be an arbitrary storage medium built in the control device 2 or externally attached to the control device 2 (that is, a storage medium). For example, it may be recorded on a hard disk or a semiconductor memory). Alternatively, the CPU may download the computer program to be executed from a device external to the control device 2 via the network interface.
- a memory that is, a recording medium
- the CPU may download the computer program to be executed from a device external to the control device 2 via the network interface.
- the control device 2 may not be provided inside the processing system SYS, and may be provided, for example, as a server or the like outside the processing system SYS.
- the control device 2 and the processing system SYSA may be connected by a wired and / or wireless network (or a data bus and / or a communication line).
- a wired network for example, a network using a serial bus type interface represented by at least one of IEEE1394, RS-232x, RS-422, RS-423, RS-485 and USB may be used.
- a network using a parallel bus interface may be used.
- a network using an Ethernet (registered trademark) compliant interface represented by at least one of 10BASE-T, 100BASE-TX and 1000BASE-T may be used.
- a network using radio waves may be used.
- An example of a network using radio waves is a network conforming to IEEE802.1x (for example, at least one of wireless LAN and Bluetooth®).
- a network using infrared rays may be used.
- a network using optical communication may be used.
- the control device 2 and the processing system SYSA may be configured so that various types of information can be transmitted and received via the network.
- control device 2 may be able to transmit information such as commands and control parameters to the processing system SYSA via the network.
- the processing system SYSa may include a receiving device that receives information such as commands and control parameters from the control device 2 via the network.
- the first control device that performs a part of the processing performed by the control device 2 is provided inside the processing system SYS
- the second control device that performs the other part of the processing performed by the control device 2 is performed.
- the control device may be provided outside the processing system SYS.
- Recording media for recording computer programs executed by the CPU include CD-ROMs, CD-Rs, CD-RWs, flexible discs, MOs, DVD-ROMs, DVD-RAMs, DVD-Rs, DVD + Rs, and DVD-RWs. , DVD + RW and optical disks such as Blu-ray (registered trademark), magnetic media such as magnetic tape, magneto-optical disks, semiconductor memories such as USB memory, and any other medium capable of storing a program are used. May be good.
- the recording medium may include a device capable of recording a computer program (for example, a general-purpose device or a dedicated device in which the computer program is implemented in a state in which it can be executed in at least one form such as software and firmware).
- each process or function included in the computer program may be realized by a logical processing block realized in the control device 2 by the control device 2 (that is, the computer) executing the computer program. It may be realized by hardware such as a predetermined gate array (FPGA, ASIC) included in the control device 2, or a logical processing block and a partial hardware module that realizes a part of the hardware are mixed. It may be realized in the form of.
- FPGA predetermined gate array
- the machining system SYSa forms a recess C in the coating film SF.
- the recess C is formed in a portion of the coating film SF that is actually irradiated with the processing light ELk. Therefore, if the position where the processing light ELk is actually irradiated on the coating film SF (that is, the position where the target irradiation region EA where the processing light ELk is scheduled to be irradiated is set) is appropriately set.
- the recess C can be formed at a desired position of the coating film SF. That is, a structure formed by the coating film SF can be formed on the object to be processed S.
- the processing system SYSa moves the surface of the coating film SF to the target irradiation region EA by using at least one of the galvano mirror 113 and the drive system 12.
- the processing system SYSa targets the area of the surface of the coating film SF to be actually irradiated with the processing light ELk (that is, the area to be processed) while the target irradiation area EA moves on the surface of the coating film SF.
- the processing light ELk is irradiated at the timing when the regions EA overlap.
- the target irradiation region EA does not overlap the region of the surface of the coating film SF where the processing light ELk should actually be irradiated during the period when the target irradiation region EA moves on the surface of the coating film SF.
- the processing light ELk is not irradiated at the timing. That is, the processing system SYSa is a region of the surface of the coating film SF that should not be actually irradiated with the processing light ELk (that is, a region that should not be processed) while the target irradiation region EA moves on the surface of the coating film SF.
- the processing light ELk is not irradiated.
- a structure formed by the coating film SF according to the pattern of the region of the coating film SF actually irradiated with the processing light ELk is formed on the processing object S.
- the processing system SYSa forms a riblet structure, which is an example of the structure by such a coating film SF, on the processing object S under the control of the control device 2.
- the riblet structure is a structure capable of reducing the resistance (particularly, frictional resistance, turbulent frictional resistance) of the surface of the coating film SF to the fluid.
- the resistance to the fluid on the surface of the work object S on which the riblet structure is formed is smaller than the resistance to the fluid on the surface of the work object S on which the riblet structure is not formed. Therefore, it can be said that the riblet structure is a structure capable of reducing the resistance of the surface of the workpiece S to the fluid.
- the fluid referred to here may be a medium (gas, liquid) flowing relative to the surface of the coating film SF.
- the medium flowing with respect to the stationary work object SF and the stationary medium distributed around the moving work object SF are examples of fluids.
- FIGS. 6 (a) and 6 (b) An example of the riblet structure is shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).
- the riblet structure is formed, for example, along a first direction (in the example shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the Y-axis direction).
- the concave structure CP1 formed by continuously forming the concave portions C that is, the concave structure CP1 formed linearly so as to extend along the first direction
- a plurality of structures are arranged along two directions (in the example shown in FIGS. 6A and 6B, the X-axis direction).
- the riblet structure is, for example, a structure in which a plurality of concave structures CP1 extending along a first direction have a periodic direction in a second direction intersecting the first direction.
- a convex structure CP2 protruding from the periphery is substantially present between two adjacent concave structure CP1s. Therefore, in the riblet structure, for example, the convex structure CP2 extending linearly along the first direction (for example, the Y-axis direction) intersects the first direction in the second direction (for example, the X-axis direction). It can be said that it is a structure in which a plurality of elements are arranged along the line.
- the riblet structure is, for example, a structure in which a plurality of convex structures CP2 extending along the first direction have a periodic direction in the second direction intersecting the first direction.
- the riblet structure shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) is a periodic structure.
- the distance between two adjacent concave structure CP1s (that is, the arrangement pitch P1 of the concave structure CP1) is, for example, several microns to several hundreds of microns, but may be other sizes.
- the depth D of each concave structure CP1 (that is, the depth in the Z-axis direction) D is, for example, several microns to several hundreds of microns, but may have other sizes.
- the depth D of each concave structure CP1 may be equal to or less than the arrangement pitch P1 of the concave structure CP1.
- the depth D of each concave structure CP1 may be half or less of the arrangement pitch P1 of the concave structure CP1.
- the shape of the cross section (specifically, the cross section along the XZ plane) including the Z axis of each concave structure CP1 is a bowl-shaped curved shape, but it may be a triangle or a quadrangle. However, it may be a polygon of pentagon or more.
- the distance between two adjacent convex structure CP2s (that is, the arrangement pitch P2 of the convex structure CP2) is, for example, several microns to several hundreds of microns, but other sizes may be used.
- the height (that is, the height in the Z-axis direction) H of each convex structure CP2 is, for example, several microns to several hundreds of microns, but may have other sizes.
- the height H of each convex structure CP2 may be equal to or less than the arrangement pitch P2 of the convex structure CP2.
- the height H of each convex structure CP2 may be half or less of the arrangement pitch P2 of the convex structure CP2.
- each convex structure CP2 is a chevron shape with a curved slope, but it may be a triangle or a quadrangle. It may be a pentagon or a polygon more than a pentagon. Further, each convex structure CP2 may have a ridgeline.
- the riblet structure itself formed by the processing system SYSA may be an existing riblet structure as described in Chapter 5 of "Mechanical Engineering Handbook Basics ⁇ 4 Fluid Engineering” edited by the Japan Society of Mechanical Engineering. A detailed description of the structure itself will be omitted.
- the object to be processed S may be an object (for example, a structure) whose resistance to the fluid is desired to be reduced.
- the object to be processed S may include an object (that is, a moving body) that can move at least in part so as to travel in a fluid (for example, at least one of a gas and a liquid).
- the object to be machined S is an aircraft PL body (for example, a fuselage PL1, a main wing PL2, a vertical tail PL3, and a horizontal stabilizer PL4.
- the processing device 1 (or the processing system SYS, hereinafter the same in this paragraph) is self-supporting on the fuselage of the aircraft PL by the support device 14. You may. Alternatively, since the end portion 144 of the leg member 142 of the support device 14 can adhere to the coating film SF, the processing device 1 is suspended from the aircraft PL by the support device 14, as shown in FIG. 7 (b). It may be attached to the fuselage of the aircraft PL so as to be lowered (that is, hung).
- the processing device 1 can be attached to the coating film SF. Even when the surface of the coating film SF is inclined with respect to the horizontal plane in a state of facing upward, the coating film SF can stand on its own. Further, the processing apparatus 1 can adhere to the coating film SF so as to hang from the coating film SF even when the surface of the coating film SF is inclined downward with respect to the horizontal plane. is there. In any case, the light irradiation device 11 can be moved along the surface of the airframe by the drive system 12 and / or by the movement of the support device 14.
- the processing system SYS is applied to a processing object S such as an aircraft body (that is, a processing object S having a curved surface, an inclined surface with respect to a horizontal plane, or a surface facing downward). Also, a riblet structure can be formed by the coating film SF.
- the object to be processed S may include at least one of the vehicle body and aerodynamic parts of the automobile.
- the object to be processed S may include the hull of a ship.
- the processing object S may include a rocket body.
- the object S to be processed may include a turbine (for example, at least one of a hydraulic turbine, a wind turbine, and the like, particularly its turbine blade).
- the workpiece S may include parts that make up an object that is at least partially movable so as to travel in the fluid.
- the object to be processed S may include an object whose at least a part is fixed in a flowing fluid.
- the object to be processed S may include a bridge girder installed in a river or the sea.
- the object S to be processed may include a pipe through which a fluid flows. In this case, the inner wall of the pipe may be the surface of the work object S described above.
- An example of the object to be processed S given here is a relatively large object (for example, an object having a size on the order of several meters to several hundred meters).
- the size of the light irradiation device 11 is smaller than the size of the object to be processed S.
- the object to be processed S may be an object of any size.
- the object S to be processed may be an object having a size on the order of kilometers, centimeters, millimeters, or micrometers.
- the characteristics of the riblet structure described above may be set to appropriate characteristics so that the effect of reducing friction can be appropriately obtained depending on what kind of object the workpiece S is. That is, the characteristics of the riblet structure described above may be optimized so that the effect of reducing friction can be appropriately obtained depending on what kind of object the workpiece S is. More specifically, the characteristics of the riblet structure are the type of fluid distributed around the work object S in use (that is, in operation), the relative velocity of the work object S with respect to the fluid, and the work object. Depending on at least one such as the shape of S, it may be set to an appropriate characteristic in which the effect of reducing friction is appropriately obtained.
- the characteristics of the riblet structure described above are such that the effect of reducing friction can be appropriately obtained depending on what kind of object S is the object to be processed and in which part of the object the riblet structure is formed. It may be set to an appropriate characteristic. For example, when the object S to be processed is an aircraft PL, the characteristics of the riblet structure formed on the fuselage PL1 and the characteristics of the riblet structure formed on the main wing PL2 may be different.
- the characteristics of the riblet structure may include the size of the riblet structure.
- the size of the riblet structure includes at least one such as the arrangement pitch P1 of the concave structure CP1, the depth D of each concave structure CP1, the arrangement pitch P2 of the convex structure CP2, and the height H of each convex structure CP2. May be good.
- the characteristics of the riblet structure may include the shape of the riblet structure (for example, the shape of the cross section including the Z axis (specifically, the cross section along the XZ plane)).
- the characteristics of the riblet structure may include a stretching direction of the riblet structure (that is, a stretching direction of the concave structure CP1).
- the characteristics of the riblet structure may include the formation position of the riblet structure.
- the characteristics of the riblet structure may be determined based on a simulation model that simulates the workpiece S.
- the characteristics of the riblet structure are determined based on a simulation model that simulates the workpiece S moving in the fluid (in other words, simulating the flow of the fluid around the moving workpiece S). May be good.
- the control device 2 (or another arithmetic unit that performs calculations based on the simulation model) may determine the characteristics of the riblet structure that appropriately obtains the effect of reducing friction based on the fluid simulation model. Good.
- the control device 2 may then control the processing device 1 to form a riblet structure having the determined properties, based on the riblet information about the properties of the determined (ie, optimized) riblet structure.
- the riblet information may include, for example, information indicating what size, shape, and position of the concave structure CP1 in the stretching direction is formed on the object to be processed S.
- the riblet information may include, for example, information indicating what size, shape, and position of the concave structure CP1 in the stretching direction is formed in the machining object S in association with the simulation model.
- the characteristics of the riblet structure are simulations that simulate the processing object S. It may be determined based on the model. That is, in any machining system in which the workpiece S is machined to form a riblet structure, the characteristics of the riblet structure are optimized and optimized so that the friction reduction effect can be appropriately obtained based on the fluid simulation model. A riblet structure having optimized characteristics may be formed based on the riblet information regarding the characteristics of the riblet structure.
- the plurality of processed light ELks are deflected by the galvano mirror 113.
- the galvano mirror 113 corresponds to each of the plurality of processing light ELks at a desired timing while moving the plurality of target irradiation regions EA on the surface of the coating film SF along the Y-axis direction.
- a plurality of scanning operations for irradiating the target irradiation region EA to be performed and a step operation for moving the plurality of target irradiation region EA on the surface of the coating film SF by at least a predetermined amount along the X-axis direction are alternately repeated.
- the processed light ELk is deflected.
- the Y axis may be referred to as a scan axis
- the X axis may be referred to as a step axis.
- the control device 2 provides a plurality of processed shot regions SA on the surface of the coating film SF (particularly, the region of the coating film SF where the riblet structure should be formed). It may be set.
- Each processing shot region SA corresponds to a region on the coating film SF capable of scanning a plurality of processing light ELks under the control of the galvanometer mirror 113 while the light irradiation device 11 is stationary with respect to the coating film SF.
- the shape of each processed shot region SA is quadrangular, but the shape is arbitrary.
- the control device 2 controls the light irradiation device 11 so as to irradiate at least a part of one processing shot region SA (for example, SA1) with a plurality of processing light ELks deflected by the galvanometer mirror 113.
- a riblet structure is formed in the processed shot region SA (SA1).
- the control device 2 controls at least one of the drive systems 12 and 15 so as to move the light irradiation device 11 with respect to the coating film SF, so that the light irradiation device 11 can be moved to another processing shot region SA (for example,).
- the SA2) is arranged at a position where a plurality of processing light ELks can be irradiated.
- control device 2 controls the light irradiation device 11 so as to irradiate at least a part of the other processing shot region SA (SA2) with the plurality of processing light ELks deflected by the galvanometer mirror 113.
- SA processing shot region
- a riblet structure is formed in the processing shot region SA of.
- the control device 2 forms a riblet structure by repeating the following operations for all the machined shot areas SA1 to SA16.
- the control device 2 When forming the riblet structure in each machining shot region SA, the control device 2 should be formed in each machining shot region SA from the riblet information regarding the characteristics of the riblet structure optimized based on the above-mentioned simulation model. Information corresponding to the characteristics of the riblet structure is acquired, and a riblet structure having characteristics optimized for each machining shot region SA is formed in each machining shot region SA based on the acquired information.
- the operation of forming the riblet structure in the machining shot regions SA1 to SA4 shown in FIG. 8 will be described as an example.
- an example in which two machining shot regions SA adjacent to each other along the X-axis direction are located in the accommodation space SP will be described.
- the same operation is still performed.
- the operation of forming the riblet structure shown below is only an example, and the processing system SYS may perform an operation different from the operation shown below to form the riblet structure.
- the processing system SYS may perform any operation as long as it is possible to irradiate the processing object S with a plurality of processing light ELks to form a riblet structure on the processing object S.
- the control device 2 controls the drive system 15 so that the accommodation device 13 is arranged at the first accommodation position where the machining shot areas SA1 and SA2 are located in the accommodation space SP.
- the support device 14 is moved with respect to the coating film SF. That is, the control device 2 moves the accommodating device 13 supported by the support device 14 so that the machining shot areas SA1 and SA2 are covered by the accommodating device 13.
- the control device 2 controls the drive system 12 so that the light irradiation device 11 is arranged at the first irradiation position capable of irradiating the processing shot region SA1 with a plurality of processing light ELks. The light irradiation device 11 is moved relative to the light irradiation device 11.
- the partition wall member 132 is in the first extended state. Therefore, the end 134 of the partition member 132 comes into contact with and adheres to the coating film SF.
- the plurality of leg members 142 are in the second extended state. Therefore, the end portions 144 of the plurality of leg members 142 come into contact with and adhere to the coating film SF.
- the control device 2 uses the light irradiation device 11 (particularly, the galvano mirror 113) so that the plurality of processing light ELks scan the processing shot region SA1.
- the control device 2 scans a certain area in the machined shot area SA1 along the Y-axis direction in order to perform the scanning operation described above, so that the Y of the galvano mirror 113 Controls the scanning mirror 113Y.
- the light source 110 emits the light source light ELo.
- the multi-beam optical system 112 emits a plurality of processed light ELks while the scanning operation is being performed.
- the control device 2 rotates the X scanning mirror 113X of the galvano mirror 113 by a unit step amount in order to perform the step operation described above. While the step operation is being performed, the light source 110 does not emit the light source light ELo. As a result, the multi-beam optical system 112 does not emit a plurality of processed light ELks while the step operation is being performed. After that, in order to perform the scanning operation described above, the control device 2 scans a certain area in the processing shot area SA1 along the Y-axis direction so that the plurality of processing light ELks scan the Y scanning mirror 113Y of the galvano mirror 113. To control.
- control device 2 alternately repeats the scanning operation and the step operation to process the entire processing shot area SA1 (or a part of the processing shot area SA1 where the riblet structure should be formed).
- the galvano mirror 113 is controlled so that the optical ELk scans. While the step operation is being performed, the light source light ELo may be emitted from the light source 110 to emit a plurality of processed light ELks.
- FIG. 11 which is a plan view showing the scanning locus of the processing light ELk (that is, the moving locus of the target irradiation region EA) during the period in which the scanning operation and the step operation are repeated.
- No. 1 sequentially scans a plurality of scan areas SCA set in the machining shot area SA.
- FIG. 11 shows an example in which six scan areas SCA # 1 to SCA # 6 are set in the machining shot area SA.
- Each scan area SCA is an area scanned by a plurality of processing light ELks irradiated in one scan operation (that is, a series of scan operations that do not sandwich a step operation).
- Each scan area SCA is an area in which a plurality of target irradiation areas EA move in one scan operation.
- the target irradiation area EA moves from the scan start position SC_start of each scan area SCA toward the scan end position SC_end in one scan operation.
- Such a scanning region SCA is typically a region extending along the Y-axis direction (that is, the scanning direction of the plurality of processing light ELks).
- the plurality of scan areas SCA are arranged along the X-axis direction (that is, the direction intersecting the scan directions of the plurality of processed light ELks).
- the machining system SYSa starts the scanning operation from, for example, one scan area SCA located on the most + X side or the most ⁇ X side of the plurality of scan area SCA set in a certain machining shot area SA.
- FIG. 11 shows an example in which the processing system SYSa starts the scanning operation from the shot area SCA # 1 located on the most ⁇ X side.
- the control device 2 can irradiate the scan start position SC_start # 1 of the scan area SCA # 1 (for example, the end on the ⁇ Y side in the scan area SCA # 1 or its vicinity) with the processing light ELk.
- the galvano mirror 113 is controlled so as to be.
- the control device 2 controls the galvanometer mirror 113 so that the target irradiation region EA is set at the scan start position SC_start # 1 of the scan region SCA # 1.
- the processing system SYSa performs a scanning operation on the scanning area SCA # 1.
- the control device 2 has a scan start position SC_start # 1 in the scan area SCA # 1 to a scan end position SC_end # 1 in the scan area SCA # 1 (for example, an end portion on the + Y side in the scan area SCA # 1).
- the galvanometer 113 is controlled so that the plurality of target irradiation regions EA move toward (or in the vicinity thereof).
- control device 2 controls the light irradiation device 11 so that each of the plurality of processing light ELks irradiates the corresponding target irradiation region EA at a desired timing.
- the scan area SCA # 1 is scanned by the plurality of processing light ELks.
- FIG. 11 shows the movement locus of one target irradiation area EA in each scan area SCA for the sake of simplification of the drawing, in reality, a plurality of target irradiation areas in each scan area SCA are shown. EA moves. That is, in FIG. 11, for the sake of simplification of the drawing, the scanning locus of one processing light ELk in each scanning area SCA is shown, but in reality, each scanning area SCA is scanned by a plurality of processing light ELks. Will be done.
- the processing system SYSa performs a step operation in order to perform the scanning operation for another scanning area SCA different from the scanning area SCA # 1.
- the control device 2 has a scan start position SC_start # 2 (for example, ⁇ Y in the scan area SCA # 2) of the scan area SCA # 2 adjacent to the scan area SCA # 1 along the X-axis direction.
- the galvano mirror 113 is controlled so that the processing light ELk can be applied to the side end (or its vicinity). That is, the control device 2 controls the galvanometer mirror 113 so that the target irradiation region EA is set at the scan start position SC_start # 2 of the scan region SCA # 2.
- the target irradiation position EA moves along the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively.
- the amount of movement of the target irradiation position EA in the X-axis direction may be the same as the size of the scan region SCA in the X-axis direction.
- the amount of movement of the target irradiation position EA in the Y-axis direction may be the same as the size of the scan region SCA in the Y-axis direction.
- the processing system SYSa performs a scanning operation on the scanning area SCA # 2.
- the control device 2 has a scan start position SC_start # 2 in the scan area SCA # 2 to a scan end position SC_end # 2 in the scan area SCA # 2 (for example, an end portion on the + Y side in the scan area SCA # 2).
- the galvano mirror 113 is controlled so that the plurality of target irradiation regions EA move toward or near the target irradiation region EA.
- the control device 2 controls the light irradiation device 11 so that each of the plurality of processing light ELks irradiates the corresponding target irradiation region EA at a desired timing. As a result, the scan area SCA # 2 is scanned by the plurality of processing light ELks.
- the scanning direction of the processing light ELk by the scanning operation is fixed in the + Y axis direction.
- the moving direction of the target irradiation area EA by the scanning operation is fixed in the + Y axis direction. That is, in the example shown in FIG. 11, the scanning directions of the processed light ELk (that is, the moving direction of the target irradiation region EA, the same applies hereinafter) by the scanning operation performed a plurality of times in the processed shot region SA are the same.
- the scanning directions of the plurality of processing light ELks that scan the plurality of scanning areas SCA are the same as each other.
- the moving directions of the target irradiation area EA within the plurality of scan area SCA are the same as each other. Specifically, the scanning direction of the processed light ELk by the scanning operation performed on the scan area SCA # 1, the scanning direction of the processed light ELk by the scanning operation performed on the scan area SCA # 2, ... , The scanning directions of the processing light ELk by the scanning operation performed on the scanning area SCA # 6 are the same as each other. However, as will be described later in a modified example, the scanning direction of the processed light ELk by the scanning operation performed on one scan area SCA and the scanning of the processed light ELk by the scanning operation performed on the other scan area SCA. The direction may be different. The scanning direction of the processing light ELk by the scanning operation performed on one scanning area SCA may be changed during the scanning operation.
- the width of the region scanned by the processing light ELk (that is, the width of the processing shot region SA, particularly the width in the X-axis direction) is the light irradiation device 11. (Especially the width in the X-axis direction).
- the control device 2 controls the drive system 15 so that the plurality of leg members 142 are maintained in the second extended state during the period in which the light irradiation device 11 is irradiating the processing light ELk. As a result, the end portions 144 of the plurality of leg members 142 continue to adhere to the coating film SF. As a result, the stability of the support device 14 is improved, and the possibility that the target irradiation region EA of the processing light ELk is unintentionally displaced on the coating film SF due to the instability of the support device 14 is reduced. ..
- the support device 14 can stand on the coating film SF (or can adhere to the coating film SF so as to hang from the coating film SF) during at least a part of the period during which the light irradiation device 11 is irradiating the light EL. As long as it is, a part of the plurality of leg members 142 may be in the second reduced state.
- the control device 2 has a drive system (not shown) that expands and contracts the partition member 132 so that the partition member 132 is maintained in the first extended state during the period when the light irradiation device 11 is irradiating the processing light ELk. Control. As a result, the end 134 of the partition member 132 continues to adhere to the coating film SF. As a result, since the airtightness of the accommodation space SP is maintained, the processed light ELk propagating in the accommodation space SP does not leak to the outside of the accommodation space SP (that is, the outside of the accommodation device 13). Further, unnecessary substances generated in the accommodation space SP do not leak to the outside of the accommodation space SP (that is, the outside of the accommodation device 13).
- the control device 2 detects that at least a part of the end portion 134 is separated from the coating film SF during the period in which the light irradiation device 11 is irradiating the processing light ELk, the control device 2 irradiates the processing light ELk.
- the light irradiation device 11 may be controlled so as to stop.
- the light irradiation device 11 can irradiate the processing shot region SA2 with a plurality of processing light ELks from the first irradiation position.
- the drive system 12 is controlled so as to move to the irradiation position.
- the control device 2 controls the light irradiation device 11 so that the light irradiation device 11 does not irradiate the processed light ELk.
- the control device 2 uses the light irradiation device 11 (particularly, the galvano mirror 113) so that the plurality of processed light ELks scan the processed shot region SA2.
- the control device 2 alternately repeats the above-mentioned scanning operation and the above-mentioned step operation to form the entire machining shot region SA2 (or a part of the machining shot region SA2 where the riblet structure should be formed).
- the light irradiation device 11 is controlled.
- a riblet structure is formed in the processed shot region SA2.
- the plurality of recesses CP1 constituting the riblet structure in the machining shot region SA1 are the plurality of recesses constituting the riblet structure in the machining shot region SA2 (or other machining shot region SA) adjacent to the machining shot region SA1. It may be formed so as to be continuously connected to each of the CP1s. Alternatively, the plurality of recesses CP1 constituting the riblet structure in the machined shot region SA1 may be formed so as not to be connected to each other with each of the plurality of recesses CP1 forming the riblet structure in the machined shot area SA2.
- the continuous length of one recess CP1 formed as a result of scanning the machining light ELk in the machining shot region SA is the size of the machining shot region SA (particularly, in the Y-axis direction which is the scanning direction of the machining light ELk). Size) depends. Therefore, when the size of the machining shot region SA is large enough to realize the continuous length in which the riblet structure can fulfill the above-mentioned functions, the plurality of recesses CP1 constituting the riblet structure in the machining shot region SA1 are machined. It may be formed so as not to be connected to each of the plurality of recesses CP1 constituting the riblet structure in the shot region SA2.
- the continuous length at which the riblet structure can perform the above-mentioned functions is the airspeed and turbulence phenomenon during aircraft use (typically during cruising). According to the calculation based on the frequency, it is about several mm. Therefore, when the machining shot region SA having a size larger than about several mm in the Y-axis direction can be set on the surface of the coating film SF, a plurality of recesses CP1 constituting the riblet structure in the machining shot region SA1 May be formed so as not to be connected to each of the plurality of recesses CP1 constituting the riblet structure in the machined shot region SA2.
- the control device 2 moves the support device 14 (that is, the accommodation device 13). By moving it), the drive system 15 is controlled so that the machining shot region SA in which the riblet structure has not yet been formed is newly located in the accommodation space SP.
- the control device 2 expands and contracts the partition member 132 so that the state of the partition member 132 switches from the first extended state to the first contracted state. To control. As a result, the end 134 of the partition member 132 is separated from the coating film SF.
- the control device 2 controls the light irradiation device 11 so that the light irradiation device 11 does not irradiate the processing light ELk. Therefore, even if the end portion 134 is separated from the coating film SF, there is no possibility that at least one of the processed light ELk and the unnecessary substance leaks to the outside of the accommodating device 13.
- the control device 2 determines whether or not to switch the partition wall member 132 from the first extended state to the first reduced state based on the detection result of the detection device 135 that detects unnecessary substances in the accommodation space SP. You may.
- the control device 2 When unnecessary substances remain in the accommodation space SP, the control device 2 does not have to switch the partition wall member 132 from the first extended state to the first reduced state. In this case, the exhaust device 16 continues to suck the unnecessary substances remaining in the accommodation space SP. On the other hand, when no unnecessary substance remains in the accommodation space SP, the control device 2 may switch the partition wall member 132 from the first extended state to the first reduced state.
- control device 2 moves with respect to the coating film SF with the movement of the support device 14 among the plurality of leg members 142 (particularly, the contracted extension of the beam member 141 as described later).
- the drive system 15 is controlled so that the state of the leg member 142 of the portion is switched from the second extended state to the second contracted state.
- the leg member 142 that moves with respect to the coating film SF with the extension of the beam member 141 that has been reduced is typically the moving direction of the support device 14 among the plurality of leg members 142 (that is, the accommodating device 13).
- the leg member 142 is located on the front side in the moving direction). In the example shown in FIG.
- the support device 14 moves toward the + X side, and the leg member 142 located on the front side in the moving direction of the support device 14 is the leg member 142 located on the + X side.
- the leg member 142 located on the front side in the moving direction of the support device 14 will be referred to as a "front leg member 142".
- the end portion 144 of the front leg member 142 is separated from the coating film SF.
- the control device 2 moves the accommodating device 13 from the first accommodating position to the second accommodating position where the processing shot areas SA3 and SA4 are located in the accommodating space SP.
- the drive system 15 is controlled. Specifically, the control device 2 controls the drive system 15 so that the beam member 141 extends along the moving direction of the support device 14. As a result, the beam member 141 extends while supporting the accommodating device 13 (furthermore, supporting the light irradiation device 11 supported by the accommodating device 13). Further, in parallel with the movement of the support device 14, the control device 2 allows the light irradiation device 11 to irradiate the processing shot region SA3 with a plurality of processing light ELks from the second irradiation position.
- the drive system 12 is controlled so as to move to the third irradiation position.
- the control device 2 controls the partition member 2 so that the partition member 132 is maintained in the first reduced state. It controls a drive system (not shown) that expands and contracts 132.
- the movement of the support device 14 that is, the movement of the accommodating device 13
- the coating film SF is not damaged by the contact between the end portion 134 and the coating film SF during the movement of the support device 14.
- the contact between the end 134 and the coating film SF does not hinder the movement of the support device 14, at least a part of the end 134 during at least a part of the period in which the support device 14 is moving. May be in contact with the coating film SF. If the coating film SF is not damaged by the contact between the end 134 and the coating film SF during the movement of the support device 14, the end 134 may have at least a part of the period during which the support device 14 is moving. At least a part may be in contact with the coating film SF.
- the control device 2 controls the drive system 15 so that the front leg member 142 is maintained in the second contracted state.
- the movement of the support device 14 (that is, the movement of the accommodating device 13) is not hindered by the contact between the end portion 144 of the front leg member 142 and the coating film SF.
- the coating film SF is not damaged by the contact between the end portion 144 and the coating film SF during the movement of the support device 14.
- the contact between the end portion 144 and the coating film SF does not hinder the movement of the support device 14, at least a part of the end portion 144 during at least a part of the period in which the support device 14 is moving. May be in contact with the coating film SF.
- the end 144 may have at least a part of the period during which the support device 14 is moving. At least a part may be in contact with the coating film SF.
- the control device 2 keeps the leg members 142 other than the front leg members 142 in the first extended state among the plurality of leg members 142.
- the drive system 15 is controlled.
- the support device 14 can stand on the coating film SF (or is suspended from the coating film SF) as in the case where all the end portions 144 of the plurality of leg members 142 are in contact with the coating film SF. It can adhere to the coating film SF).
- control device 2 controls the light irradiation device 11 so that the light irradiation device 11 does not irradiate the processing light ELk.
- the control device 2 expands and contracts the partition wall member 132 so that the partition wall member 132 switches from the first contracted state to the first extended state. Controls a drive system (not shown). As a result, the end 134 of the partition member 132 comes into contact with and adheres to the coating film SF. Further, the control device 2 controls the drive system 15 so that the front leg member 142 switches from the second contracted state to the second extended state. As a result, the end portion 144 of the front leg member 142 comes into contact with and adheres to the coating film SF.
- the extension operation of the partition wall member 132 and the extension operation of the front leg member 142 may be performed at the same time, or may be performed with a time lag.
- the coating film SF is accompanied by the movement of the support device 14 among the plurality of leg members 142 (particularly, as will be described later, the extension of the beam member 141 is reduced).
- the drive system 15 is controlled so that the state of at least a part of the leg members 142 moving with respect to the leg member 142 is switched from the second extended state to the second contracted state.
- the leg member 142 that moves with respect to the coating film SF as the extended beam member 141 shrinks is typically a leg located on the rear side of the plurality of leg members 142 in the moving direction of the support device 14. It is a member 142. In the example shown in FIG.
- the leg member 142 located on the rear side in the moving direction of the support device 14 is the leg member 142 located on the ⁇ X side.
- the leg member 142 located on the rear side in the moving direction of the support device 14 will be referred to as a “rear leg member 142”.
- the end portion 144 of the rear leg member 142 is separated from the coating film SF.
- control device 2 controls the drive system 15 so that the beam member 141 extending along the moving direction of the support device 14 shrinks.
- the control device 2 controls the drive system 15 so that the rear leg member 142 switches from the second reduced state to the second extended state. As a result, the end portion 144 of the rear leg member 142 comes into contact with and adheres to the coating film SF.
- the control device 2 sets the light irradiation device 11 so that the plurality of processing light ELks scan the processing shot areas SA3 and SA4 in the same manner as when the plurality of processing light ELks scan the processing shot areas SA1 and SA2.
- a plurality of processing light ELks are applied to the surface of the coating film SF (particularly, the region of the coating film SF where the riblet structure should be formed).
- a riblet structure formed by the coating film SF is formed on the object to be processed S.
- the processing light ELk is applied to the processing object S (particularly, the coating film SF formed on the surface thereof).
- a riblet structure formed by the coating film SF can be formed on the surface of the object to be processed S.
- the machining system SYSa creates a riblet structure relatively easily and in a relatively short time as compared with a machining device that forms a riblet structure by scraping the surface of the object S to be machined with a cutting tool such as an end mill. Can be formed.
- the processing system SYSa can simultaneously irradiate a plurality of processing light ELks to form a plurality of concave structure CP1s at the same time. Therefore, the throughput related to the formation of the riblet structure is improved as compared with the processing system in which only a single concave structure CP1 can be formed at a time by irradiating a single processing light ELk.
- the processing system SYSa can deflect a plurality of processing light ELks with the galvano mirror 113 to scan the coating film SF at a relatively high speed. Therefore, the throughput for forming the riblet structure is improved.
- the processing system SYSa processes the coating film SF formed on the surface of the processing object S instead of directly processing the processing object S, thereby forming a riblet on the surface of the processing object S. Structures can be formed. Therefore, with a processing system that forms a riblet structure by newly adding (for example, pasting) a special material for forming the riblet structure to the surface of the processing object S (that is, the surface of the coating film SF). In comparison, an increase in the weight of the workpiece S due to the formation of the riblet structure can be avoided.
- the processing system SYSa since the processing system SYSa does not directly process the object S to be processed, the riblet structure can be reshaped relatively easily. Specifically, when reforming the riblet structure, the riblet structure is first peeled off by the coating film SF, and then a new coating film SF is applied. After that, the processing system SYSa can form a new riblet structure by processing the newly applied coating film SF. Therefore, deterioration of the riblet structure (for example, breakage) can be dealt with relatively easily by reforming the riblet structure.
- the processing system SYSA does not directly process the processing object S
- the riblet structure can be formed on the surface of the processing object S which is difficult to be directly processed or the riblet structure is not originally formed. it can. That is, if the coating film SF is processed by the processing system SYS after the coating film SF is applied to the surface of the object S to be processed, the riblet structure can be formed relatively easily.
- the processing operation of processing the processing object S is to apply the coating film SF to the processing object S (that is, to form the coating film SF).
- the operation of processing the coating film SF (for example, the operation of partially removing the coating film SF) may be included.
- the operation of applying the coating film SF to the object to be processed S may be performed by the processing system SYS.
- the processing system SYSA may be provided with a coating device for applying the coating film SF to the processing object S.
- the operation of applying the coating film SF to the object to be processed S may be performed outside the processing system SYS.
- the operation of applying the coating film SF to the object S to be processed may be performed by an external coating device of the processing system SYS.
- the processing system SYSa can form a riblet structure by the coating film SF.
- the coating film SF usually has relatively high durability to an external environment (for example, at least one of heat, light, wind, etc.). Therefore, the processing system SYSa can relatively easily form a riblet structure having relatively high durability.
- the optical path of the processed light ELk between the terminal optical element of the light irradiation device 11 and the coating film SF is included in the accommodation space SP. Therefore, the processing light ELk (or the processing concerned) irradiated to the coating film SF is compared with the processing system in which the optical path of the processing light ELk is not included in the accommodation space SP (that is, it is open to the open space). It is possible to appropriately prevent the scattered light or the reflected light from the coating film SF of the optical ELk from propagating (in other words, being scattered) around the processing system SYS. Further, it is possible to appropriately prevent unnecessary substances generated by the irradiation of the processing light ELk from propagating (in other words, scattering) around the processing system SYS.
- the light irradiation device 11 is supported by the support device 14 that can move on the coating film SF. Therefore, the processing system SYSa can process the coating film SF that spreads over a relatively wide range relatively easily. That is, the processing system SYSa can form a riblet structure by the coating film SF over a relatively wide range on the surface of the processing object S. Further, since the processing system SYSa does not have to move the processing object S, the riblet structure can be relatively easily formed on the surface of the relatively large or heavy processing object S.
- the processing system SYSa can suck the unnecessary substances generated by the irradiation of the processing light ELk to the outside of the accommodation space SP by using the exhaust device 16. Therefore, the irradiation of the coating film SF with the processing light ELk is hardly hindered by unnecessary substances. Therefore, the irradiation accuracy of the processing light ELk is improved as compared with a processing system that does not have the exhaust device 16 (that is, the irradiation of the coating film SF with the processing light ELk may be hindered by unnecessary substances). .. As a result, the accuracy of forming the riblet structure is improved.
- the processing system SYSa uses the gas supply device 17 to prevent the f ⁇ lens 114 from adhering to the optical surface 1141 (that is, the optical surface on the accommodation space SP side of the terminal optical element of the light irradiation device 11). be able to. Therefore, as compared with the processing apparatus not provided with the gas supply apparatus 17, the possibility that the irradiation of the coating film SF with the processing light ELk is hindered by the dirt adhering to the optical surface 1141 is reduced. Therefore, the irradiation accuracy of the processed light ELk is improved. As a result, the accuracy of forming the riblet structure is improved.
- the multi-beam optical system 112 uses a polarizing beam splitter 1121 to split the light source light ELo into a plurality of processed light ELks. Therefore, the multi-beam optical system 112 can suppress energy loss (for example, light attenuation) in the process of branching the light source light ELo into a plurality of processed light ELks.
- the processing system SYSa uses a plurality of processing light ELks having relatively high intensities as the coating film SF as compared with the case where the energy loss in the process of branching the light source light ELo into a plurality of processing light ELks is not suppressed.
- the object S to be processed can be processed by irradiating. Therefore, the throughput related to the formation of the riblet structure is improved as compared with the case where the coating film SF is irradiated with a plurality of processing light ELks having relatively low intensities to process the processing object S.
- the processing system SYSA uses a multi-beam optical system not provided with a polarizing beam splitter 1121 to convert the light source light ELo into a plurality of processing light ELks. You may branch.
- the light source light ELo is set to the first light EL1 and the second light EL2 (for example, the states are different or different.
- An optical system 1121' including an optical element (eg, at least one of a beam splitter, a half mirror and a dichroic mirror) that branches into the same first optical EL1 and second optical EL2) and the first optical EL1 from the optical system 1121'.
- an optical element for example, at least one of a reflection optical element such as a reflection mirror and a refraction optical element such as a lens
- returns the third optical EL3 to the optical system 1121' From the optical system 1123'and the optical system 1121' including an optical element (for example, at least one of a reflection optical element such as a reflection mirror and a refraction optical element such as a lens) that returns the third optical EL3 to the optical system 1121'.
- an optical system 1125' including an optical element (for example, at least one of a reflective optical element such as a reflecting mirror and a refracting optical element such as a lens) that returns the second optical EL2 to the optical system 1121' as the fourth optical EL4.
- the multi-beam optical system 112 in which the optical system 1121'merges the third optical EL3 from the optical system 1123' and the fourth optical EL4 from the optical system 1125' and emits them as a plurality of processed optical ELks toward the galvanometer mirror 113. ' May be used to branch the light source light ELo into a plurality of processing light ELks.
- the optical system 1121', the optical system 1123', and the optical system 1125' intersect so that a plurality of axes along the traveling directions of the plurality of processed light ELks emitted from the multi-beam optical system 112' intersect. May be aligned.
- the polarization beam splitter 1121 included in the multi-beam optical system 112 described above corresponds to a specific example of the optical system 1121'.
- the 1/4 wave plate 1122 and the reflection mirror 1123 included in the multi-beam optical system 112 described above correspond to a specific example of the optical system 1123'.
- the 1/4 wave plate 1124 and the reflection mirror 1125 included in the multi-beam optical system 112 described above correspond to a specific example of the optical system 1125'.
- the polarized beam splitter 1121 not only functions as an optical system for branching the light source light ELo into s-polarized ELs1 and p-polarized ELp2, but also incidents on the polarized beam splitter 1121 from different directions. It also functions as an optical system that merges polarized ELp1 and s-polarized ELs2 as a plurality of processed light ELks directed toward the galvanometer mirror 113.
- an optical system that branches the light source light ELo into s-polarized ELs1 and p-polarized ELp2 for example, a polarized beam splitter
- an optical system that merges the p-polarized ELp1 and s-polarized ELs2 as a plurality of processed light ELks for example, polarized light.
- the multi-beam optical system 112 can be downsized as compared with the case where the beam splitter) is separately provided.
- the processing system SYSb of the second embodiment branches the light source light ELo into two processing light ELks in that the light source light ELo can be branched into three or more processing light ELks. Different from system SYS.
- the processing system SYSb is provided with a light irradiation device 11b instead of the light irradiation device 11 in comparison with the above-mentioned processing system SYSa in order to branch the light source light ELo into three or more processing light ELks. different.
- the light irradiation device 11b is different from the light irradiation device 11 in that it includes a plurality of multi-beam optical systems 112.
- Other features of the machining system SYS of the first modification may be the same as the other features of the machining system SYS described above.
- the plurality of multi-beam optical systems 112 are connected in multiple stages in series along the optical path. That is, in the plurality of multi-beam optical systems 112, the plurality of processed light ELks emitted by one multi-beam optical system 112 are connected to another multi-beam optical system 112 connected to the next stage of one multi-beam optical system 112. It is arranged so as to be incident as a plurality of light source lights ELo.
- a wave plate is placed on the optical path between the one multi-beam optical system 112 and the other multi-beam optical system 112 connected to the next stage of the one multi-beam optical system 112.
- 115b is arranged. Therefore, the plurality of processed light ELks emitted by one multi-beam optical system 112 are incident on the other multi-beam optical system 112 as a plurality of light source lights ELo via the wave plate 115b.
- the wave plate 115b is an optical element capable of changing the polarization state of each processed light ELk passing through the wave plate 115b.
- the wave plate 115b is, for example, a 1/4 wave plate, but may be another type of wave plate (for example, at least one of a 1/2 wave plate, a 1/8 wave plate, and a 1-wave plate).
- the wave plate 115b may be capable of converting each processed light ELk into circularly polarized light (or polarized light other than linearly polarized light or non-polarized light).
- the wave plate 115b is a 1/4 wavelength plate, the wave plate 115b can convert each processed light ELk which is linearly polarized light into circularly polarized light.
- the wave plate 115b may polarize each processed light ELk (or other than linearly polarized light). It can be converted to polarized or unpolarized).
- the plate thickness of the wave plate 115b may be set to a desired plate thickness capable of changing the polarization state of each processed light ELk to a desired state.
- the direction of the optical axis of the wave plate 115b may be set to a desired direction in which the polarization state of each processed light ELk can be changed to a desired state.
- each processed light ELk emitted by one multi-beam optical system 112 is incident on the other multi-beam optical system 112 as incident light ELi after the polarization state is changed.
- each of the plurality of incident light ELi is branched into a plurality of processed light ELks, as in the case where the incident light source light ELo is branched into a plurality of processed light ELks.
- the number of processed light ELks emitted by the other multi-beam optical system 112 is larger than the number of processed light ELks emitted by one multi-beam optical system 112.
- the number of processed light ELks emitted by the other multi-beam optical system 112 is twice the number of processed light ELks emitted by one multi-beam optical system 112.
- FIG. 21 shows an example in which three multi-beam optical systems 112 (specifically, multi-beam optical systems 112 # 1 to 112 # 3) are connected in series in multiple stages along an optical path.
- the light source light ELo # 1 from the light source 110 first enters the multi-beam optical system 112 # 1.
- FIG. 21 and FIG. 22A which is a cross-sectional view showing the state of the light source light ELo
- the multi-beam optical system 112 # 1 uses the light source light ELo # 1 as two processed light ELk # 1 (that is, the light source light ELk # 1). It branches into p-polarized ELp1 # 1 and s-polarized ELs2 # 1). Note that FIG.
- the 22B shows a beam spot formed by the two processed light ELk # 1 on the optical surface intersecting the two processed light ELk # 1.
- the two processed light ELk # 1 emitted by the multi-beam optical system 112 # 1 are a combination of the multi-beam optical system 112 # 1 and the multi-beam optical system 112 # 2 connected to the next stage of the multi-beam optical system 112 # 1. It passes through the wave plate 115b # 1 arranged on the optical path between them.
- the two processed lights ELk # 1 are converted into two incident lights ELi # 21 and ELi # 22, which are different from the p-polarized light and the s-polarized light, respectively.
- the two incident lights ELi # 21 and ELi # 22 that have passed through the wave plate 115b # 1 are incident on the multi-beam optical system 112 # 2.
- the multi-beam optical system 112 # 2 uses the incident light ELi # 21 as two processing lights ELk # 21 (that is, p-polarized ELp1 # 21 and s-polarized ELs2 # 21). ).
- the multi-beam optical system 112 # 2 converts the incident light ELi # 22 into two processed light ELk # 22 (that is, p-polarized ELp1 # 22 and s-polarized ELs2). Branch to # 22).
- the multi-beam optical system 112 # 2 emits four processed lights ELk # 21 and ELk # 22.
- FIG. 22B shows the beam spots formed by the four processing lights ELk # 21 and ELk # 22 on the optical surface intersecting the four processing lights ELk # 21 and ELk # 22.
- the four processed lights ELk # 21 and ELk # 22 emitted by the multi-beam optical system 112 # 2 are connected to the multi-beam optical system 112 # 2 and the multi-beam optical system 112 # 2 in the next stage. It passes through the wave plate 115b # 2 arranged on the optical path to and from # 3. As a result, the polarization states of the two processing lights ELk # 21 are changed, and the polarization states of the two processing lights ELk # 22 are changed.
- the four incident lights ELi # 31 to ELi # 34 that have passed through the wave plate 115b # 2 are incident on the multi-beam optical system 112 # 3.
- the multi-beam optical system 112 # 3 converts the incident light ELi # 31 into two processed lights ELk # 31 (that is, p-polarized ELp1 # 31 and s-polarized ELs2 # 31).
- the multi-beam optical system 112 # 3 converts the incident light ELi # 32 into two processed light ELk # 32 (that is, p-polarized ELp1 # 32 and s-polarized ELs2). Branch to # 32).
- the multi-beam optical system 112 # 3 converts the incident light ELi # 33 into two processed light ELk # 33 (that is, p-polarized ELp1 # 33 and s-polarized ELs2). Branch to # 33). Further, as shown in FIGS. 21 and 22 (a), the multi-beam optical system 112 # 3 converts the incident light ELi # 34 into two processed light ELk # 34 (that is, p-polarized ELp1 # 34 and s-polarized ELs2). Branch to # 34). Therefore, the multi-beam optical system 112 # 4 emits ELk # 34 from eight processed lights ELk # 31.
- the processing system SYSb of the second embodiment can simultaneously irradiate the coating film SF with a plurality of processing light ELks, which is larger than that of the processing system SYSa of the first embodiment described above.
- the processing system SYSb includes N multi-beam optical systems 112 connected in N (where N is an integer of 2 or more) stages
- the processing system SYSb is the processing system SYSa described above. It is possible to simultaneously irradiate the coating film SF with a plurality of processing light ELks that are 2 ⁇ (N-1) times as many as the above. That is, the processing system SYSb can simultaneously irradiate the coating film SF with 2 ⁇ N processing light ELks. Therefore, the throughput for forming the riblet structure is improved.
- the angle formed by the two axes along the traveling direction of the two processed light ELks (particularly, p-polarized ELp1 and s-polarized ELs2 branched from the same light source light ELo) emitted by one multi-beam optical system 112 (that is, , The angle at which the two axes intersect) is the two processed light ELks (particularly, branched from the same light source light ELo) emitted by another multi-beam optical system 112 connected to the next stage of one multi-beam optical system 112. It may be the same as the angle formed by the two axes along the traveling direction of the p-polarized ELp1 and the s-polarized ELs2). In the example shown in FIG.
- the angle ⁇ # 1 formed by the two axes along the traveling direction of the two processed lights ELk # 1 emitted by the multi-beam optical system 112 # 1 is emitted by the multi-beam optical system 112 # 2.
- the angle ⁇ # 2 formed by the two axes along the traveling direction of ELk # 22 is the angle ⁇ formed by the two axes along the traveling direction of the two processed lights ELk # 31 emitted by the multi-beam optical system 112 # 3.
- the angle formed by the two axes along the traveling direction of the two processed light ELks emitted by the one multi-beam optical system 112 is the other multi-beam optical connected to the next stage of the one multi-beam optical system 112. It may be different from the angle formed by the two axes along the traveling direction of the two processed optical ELks emitted by the system 112.
- the angle ⁇ # 1 formed by the two axes along the traveling direction of the two processing light ELk # 1 is the angle formed by the two axes along the traveling direction of the two processing light ELk # 21.
- angle ⁇ # 2 formed by the two axes along the traveling direction of ⁇ # 2 and the two processed light ELk # 22 may be different from the angle ⁇ # 2 formed by the two axes along the traveling direction of ⁇ # 2 and the two processed light ELk # 22. Similarly, the angle ⁇ # 2 formed by the two axes along the traveling direction of the two processing light ELk # 21 and the angle ⁇ # 2 formed by the two axes along the traveling direction of the two processing light ELk # 22 are.
- the angle ⁇ # 3 formed by the two axes along the traveling direction of the two processing lights ELk # 31, and the angle ⁇ # 3 formed by the two axes along the traveling direction of the two processing lights ELk # 32, the two processing lights It may be different from the angle ⁇ # 3 formed by the two axes along the traveling direction of ELk # 33 and the angle ⁇ # 3 formed by the two axes along the traveling direction of the two processing light ELk # 34.
- the angle formed by the two axes along the traveling direction of the two processed light ELks emitted by the one multi-beam optical system 112 is the other multi-beam connected to the next stage of the one multi-beam optical system 112. It may be smaller than the angle formed by the two axes along the traveling direction of the two processed light ELks emitted by the optical system 112. That is, the angle formed by the two axes along the traveling direction of the two processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 relatively arranged in the front stage is the multi-beam optical system 112 relatively arranged in the rear stage.
- the angle ⁇ # 1 formed by the two axes along the traveling direction of the two processing light ELk # 1 is the angle formed by the two axes along the traveling direction of the two processing light ELk # 21. It may be smaller than the angle ⁇ # 2 formed by the two axes along the traveling direction of ⁇ # 2 and the two processing lights ELk # 22. Similarly, the angle ⁇ # 2 formed by the two axes along the traveling direction of the two processing light ELk # 21 and the angle ⁇ # 2 formed by the two axes along the traveling direction of the two processing light ELk # 22 are.
- the angle ⁇ # 3 formed by the two axes along the traveling direction of the two processing lights ELk # 31, and the angle ⁇ # 3 formed by the two axes along the traveling direction of the two processing lights ELk # 32, the two processing lights It may be smaller than the angle ⁇ # 3 formed by the two axes along the traveling direction of ELk # 33 and the angle ⁇ # 3 formed by the two axes along the traveling direction of the two processing light ELk # 34.
- the angle formed by the two axes along the traveling direction of the two processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 relatively arranged in the front stage is relatively arranged in the rear stage.
- the angle formed by the two axes along the traveling direction of the two processed light ELks emitted by the 112 is larger than the angle formed by the two axes
- the possibility of eclipse of the plurality of processed light ELks in the f ⁇ lens 114 is small.
- the angle formed by the two axes along the traveling direction of the two processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 relatively arranged in the front stage is the multi-beam optical system 112 relatively arranged in the rear stage. It may be larger than the angle formed by the two axes along the traveling direction of the two processed optics ELk emitted by.
- FIG. 23 is a cross-sectional view showing the structure of the multi-beam optical system 112c of the third embodiment.
- the multi-beam optical system 112c is different from the above-mentioned multi-beam optical system 112 in that it includes a drive system 1126c.
- Other features of the multi-beam optical system 112c may be the same as the other features of the multi-beam optical system 112 described above.
- the drive system 1126c can move the reflection mirror 1125 under the control of the control device 2.
- the drive system 1126c can move the reflection mirror 1125 with respect to the circularly polarized ELc2 incident on the reflection mirror 1125.
- the drive system 1126c reflects such that the reflection mirror 1125 rotates about an axis along a plane (typically orthogonal) intersecting the circularly polarized ELc2 incident on the reflection mirror 1125.
- the mirror 1125 is movable.
- the drive system 1126c may be movable so that the reflection mirror 1125 rotates about a single axis along a plane intersecting the circularly polarized ELc2 incident on the reflection mirror 1125.
- the drive system 1126c rotates the reflection mirror 1125 around two axes that intersect the circularly polarized ELc2 incident on the reflection mirror 1125 and intersect each other (typically orthogonal).
- the reflection mirror 1125 may be movable.
- the incident angle of the circularly polarized ELc2 with respect to the reflection surface 11251 of the reflection mirror 1125 changes.
- the traveling direction of the s-polarized ELs2 reflected by the separating surface 11211 changes with respect to the traveling direction of the p-polarized ELp1 passing through the separating surface 11211.
- the crossing angle at which the axis along the traveling direction of the p-polarized ELp1 and the axis along the traveling direction of the s-polarized ELs2 intersect changes. That is, the crossing angle at which the plurality of axes intersect along the traveling direction of the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112c changes.
- the reflection mirrors 1123 and 1125 can function as an optical system that changes the crossing angle (that is, the angle formed by the traveling directions of the plurality of processing light ELks) at which a plurality of axes intersect along the traveling directions of the plurality of processing light ELks. Is.
- the crossing angle at which a plurality of axes intersect along the traveling directions of the plurality of processing light ELks changes, a plurality of beams formed by the plurality of processing light ELks on the optical surface intersecting the traveling directions of the plurality of processing light ELks.
- the positional relationship of the spots changes.
- the drive system 1126c can move the reflection mirror 1125 to change the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA set on the coating film SF.
- FIG. 24A shows a multi-beam optical system 112c before the drive system 1126c moves the reflection mirror 1125 by a desired amount (for example, the reflection mirror 1125 is in the initial position).
- the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112c in the state shown in FIG. 24 (a) form the plurality of beam spots shown in FIG. 24 (b) on the coating film SF, respectively.
- FIG. 24C shows the multi-beam optical system 112c after the drive system 1126c has moved the reflection mirror 1125 in the state shown in FIG. 24A by a desired amount. As shown in FIG.
- the circularly polarized ELc2 with respect to the reflection surface 11251 of the reflection mirror 1125 is compared with that before the drive system 1126c moves the reflection mirror 1125.
- the incident angle and the crossing angle at which the axis along the traveling direction of the p-polarized ELp1 and the axis along the traveling direction of the s-polarized ELs2 intersect that is, the progress of a plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112c). It can be seen that the intersection angle at which a plurality of axes intersect along the direction changes.
- the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112c in the state shown in FIG. 24C form the plurality of beam spots shown in FIG. 24D on the coating film SF, respectively.
- FIG. 24D when the drive system 1126c moves the reflection mirror 1125, a plurality of processed light ELks are generated on the coating film SF as compared with before the drive system 1126c moves the reflection mirror 1125. It can be seen that the positional relationship of the plurality of beam spots to be formed (that is, the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA on the coating film SF) changes.
- the reflective mirror 1125 moves, the beam spot formed by the s-polarized light ELs2 corresponding to the processed light ELk via the moving reflective mirror 1125 is p corresponding to the processed light ELk via the non-moving reflective mirror 1123.
- the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA changes.
- the drive system 1126c may be able to move the reflection mirror 1125 so that the reflection mirror 1125 rotates around a single axis.
- the drive system 1126c can move the reflection mirror 1125 to change the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA in a single direction along the coating film SF.
- the drive system 1126c can move the reflection mirror 1125 to change the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA in either the X-axis direction or the Y-axis direction.
- the drive system 1126c may be able to move the reflection mirror 1125 so that the reflection mirror 1125 rotates around a plurality of axes.
- the drive system 1126c can move the reflection mirror 1125 to change the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA in each of the plurality of directions along the coating film SF.
- the drive system 1126c can move the reflection mirror 1125 to change the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA in each of the X-axis direction and the Y-axis direction.
- the drive system 1126c may move the reflection mirror 1125 under the control of the control device 2 so that a riblet structure having desired characteristics is formed. That is, the drive system 1126c may change the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA so that a riblet structure having desired characteristics is formed under the control of the control device 2.
- the drive system 1126c moves the reflection mirror 1125 and has a plurality of target irradiation regions EA in the X-axis direction in which the plurality of concave structure CP1s are arranged (that is, the direction in which each concave structure CP1 intersects the extending Y-axis direction).
- the positional relationship of may be changed.
- the arrangement pitch P1 of the plurality of concave structure CP1 (further, the arrangement pitch P2 of the convex structure CP2) can be changed according to the change of the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA.
- the drive system 1126c may move the reflection mirror 1125 so that the arrangement pitch P1 of the plurality of concave structures CP1 becomes a desired pitch.
- FIG. 25A shows the positional relationship of a plurality of target irradiation regions EA before the drive system 1126c moves the reflection mirror 1125 by a desired amount (for example, when the reflection mirror 1125 is in the initial position). There is.
- the array pitch P1 becomes a predetermined first pitch p1 on the workpiece S as shown in FIG. 25 (b).
- the concave structure CP1 is formed.
- FIG. 25A shows the positional relationship of a plurality of target irradiation regions EA before the drive system 1126c moves the reflection mirror 1125 by a desired amount (for example, when the reflection mirror 1125 is in the initial position).
- the array pitch P1 becomes a predetermined first pitch p1 on the workpiece S as shown in FIG. 25 (b).
- the concave structure CP1 is formed.
- FIG. 25C shows the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA after the drive system 1126c has moved the reflection mirror 1125 by a desired amount.
- FIG. 25 (c) shows an example in which the reflection mirror 1125 is moved so that the plurality of target irradiation regions EA are separated along the X axis.
- the workpiece S is formed with a concave structure CP1 having a predetermined second pitch p2 in which the arrangement pitch P1 is larger than the first pitch p1 described above.
- the array pitch P1 is described above for the workpiece S.
- a concave structure CP1 having a predetermined third pitch p3 smaller than the first pitch p1 is formed.
- the drive system 1126c may move the reflection mirror 1125 to change the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA in the direction along the Y axis in which the plurality of concave structures CP1 extend.
- the drive system 1126c may move the reflection mirror 1125 to change the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA in a direction intersecting both the X-axis and the Y-axis. Even in this case, the characteristics of the riblet structure can be changed by changing the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA.
- the drive system 1126c moves the reflection mirror 1125 to change the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA, as shown in FIG. 26A, at least two of the plurality of target irradiation regions EA are selected. It may be overlapped at least partially. When at least two of the plurality of target irradiation regions EA overlap at least partially, one recess C is formed by irradiation with two or more processing light ELks, as shown in FIG. 26 (b). .. Therefore, the drive system 1126c may move the reflection mirror 1125 so as to form the same recess C (that is, the concave structure CP1) by using at least two of the plurality of processed light ELks.
- the intensities of the plurality of processed light ELks on the coating film SF are compared with the case where the plurality of target irradiation region EA do not overlap.
- the distribution changes.
- the drive system 1126c moves the reflection mirror 1125 so that the intensity distribution of the plurality of processed light ELks on the coating film SF becomes a desired intensity distribution capable of forming a riblet structure having desired characteristics.
- At least two of the plurality of target irradiation areas EA may be overlapped at least partially.
- the drive system 1126c moves the reflection mirror 1125 to a plurality of targets so that the intensity distribution of the plurality of processed light ELks on the coating film SF becomes a desired intensity distribution capable of forming a riblet structure having desired characteristics.
- the overlapping state of at least two of the irradiation area EA may be changed. Note that the change of the overlapping state referred to here is not only to change the overlapping state of at least two target irradiation region EA in a state where at least two target irradiation region EA overlap at least partially, but also to change the overlapping state of at least two targets.
- the drive system 1126c may move the reflection mirror 1125 so that the shape of the riblet structure becomes a desired shape.
- the multi-beam optical system 112c includes a drive system 1126c for moving the reflection mirror 1125.
- the multi-beam optical system 112c may include, in addition to or in place of the drive system 1126c, a drive system that moves the reflection mirror 1123.
- This drive system may be capable of moving the reflection mirror 1123 in a movement mode similar to the movement mode in which the drive system 1126c moves the reflection mirror 1125. Even in this case, the same effect as the above-mentioned effect can be enjoyed.
- the multi-beam optical system 112c includes a drive system 1126c that moves the reflection mirror 1125 under the control of the control device 2.
- the reflection mirror 1125 may be manually moved (rotated) using a mechanical configuration such as a push-pull screw.
- the processing system SYSc moves the reflection mirror 1125 to change the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA on the coating film SF.
- the processing system SYSb may change the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA on the coating film SF by a method different from the method of moving the reflection mirror 1125.
- the processing system SYSc when the multi-beam optical system 112c is provided with a refraction optical element such as a lens, the positional relationship of a plurality of target irradiation regions EA on the coating film SF using the refraction optical element. May be changed.
- the processing system SYSc moves the refracting optical element (for example, rotates it around a certain axis) to change at least one traveling direction of the plurality of processing light ELks, thereby changing the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA. May be changed.
- the processing system SYSc may change the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA by changing the refractive index of the refracting optical element to change at least one traveling direction of the plurality of processing light ELks.
- An example of a refracting optical element having a variable refractive index is a liquid crystal lens.
- a plurality of processing light ELks are applied to the coating film SF by using the multi-beam optical system 112c (particularly, the polarizing beam splitter 1121).
- the processing system SYSc emits light from each of the plurality of light sources 110 without using the multi-beam optical system 112c (particularly, the polarization beam splitter 1121).
- the coating film SF can be irradiated with a plurality of light source lights ELo as a plurality of processing light ELks. Even when irradiating the coating film SF with a plurality of processing light ELks without using such a multi-beam optical system 112c, the processing system SYSc may change the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA.
- the processing system SYSc includes a single multi-beam optical system 112c. That is, in the above description, the description has been advanced using a processing system SYSc that simultaneously irradiates the coating film SF with two processing light ELks.
- the processing system SYSc may include a plurality of multi-beam optical systems 112 as in the processing system SYSb of the second embodiment. That is, the processing system SYSc may simultaneously irradiate the coating film SF with three or more (typically 2 ⁇ N) processing light ELks.
- the processing system SYSc may include a configuration requirement (specifically, a configuration requirement for irradiation of three or more processing light ELks) specific to the processing system SYSb of the second embodiment.
- at least one of the plurality of multi-beam optical systems 112 included in the processing system SYSc may be the multi-beam optical system 112c described in the third embodiment.
- the processing system SYSc has a positional relationship of a plurality of beam spots formed by a plurality of processing light ELks on the coating film SF (that is, a positional relationship of a plurality of target irradiation regions EA on the coating film SF. ) Can be changed.
- a processing system SYSc including two multi-beam optical systems 112, one of which is a multi-beam optical system 112c can simultaneously irradiate the coating film SF with four processing light ELks. That is, the processing system SYSc can simultaneously irradiate the coating film SF with the four processing light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 # 2 shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 27 (a), the processing system SYSc may move the reflection mirror 1125 so that the four target irradiation areas EA irradiated with the four processing light ELks do not overlap each other. .. As a result, as shown in FIG.
- the processing system SYSc may simultaneously irradiate the coating film SF with four processing light ELks to form four concave structure CP1s at the same time.
- the processing system SYSc may move the reflection mirror 1125 so that two target irradiation regions EA partially overlap each other.
- the processing system SYSc may simultaneously irradiate the coating film SF with four processing light ELks to form two concave structure CP1s at the same time.
- the processing system SYSc may move the reflection mirror 1125 so that the four target irradiation regions EA partially overlap.
- the processing system SYSc may simultaneously irradiate the coating film SF with four processing light ELks to form one concave structure CP1.
- FIG. 28 is a cross-sectional view showing the structure of the light irradiation device 11d of the fourth embodiment.
- the light irradiation device 11d of the fourth embodiment is different from the light irradiation device 11 described above in that it further includes a relay optical system 116d.
- Other features of the light irradiation device 11d may be the same as other features of the light irradiation device 11 and the like described above.
- the relay optical system 116d is arranged on the optical path of a plurality of processed light ELks between the multi-beam optical system 112 and the galvano mirror 113. Therefore, the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 are incident on the galvano mirror 113 via the relay optical system 116d.
- the relay optical system 116d is positioned with respect to the f ⁇ lens 114 so that the rear focal plane (in other words, the ejection side focal plane) of the relay optical system 116d is located on the incident surface (including the vicinity thereof) of the f ⁇ lens 114. It is matched.
- the relay optical system 116d is an optical system that guides a plurality of processed optical ELks to the galvano mirror 113. As shown in FIGS. 29 (a) and 29 (b), the relay optical system 116d allows a plurality of luminous fluxes constituting the plurality of processed light ELks that have passed through the relay optical system 116d to pass through the pupil surface of the f ⁇ lens 114. It is desired that the difference in the positions to be processed can be made smaller than the difference in the positions where the plurality of luminous fluxes constituting the plurality of processed light ELks that do not pass through the relay optical system 116d pass through the pupil surface of the f ⁇ lens 114. It has optical characteristics. Note that FIG.
- 29A shows the positions where the plurality of luminous fluxes constituting the plurality of processed light ELks that have passed through both the multi-beam optical system 112 and the relay optical system 116d pass through the pupil surface of the f ⁇ lens 114.
- FIG. 29B a plurality of light fluxes constituting the plurality of processed light ELks that pass through the multi-beam optical system 112 but do not pass through the relay optical system 116d pass through the pupil surface of the f ⁇ lens 114. Indicates the position to be used.
- the processing system SYSd can appropriately irradiate the coating film SF with a plurality of processing light ELks.
- the processing system SYSTEM irradiates the coating film SF with the plurality of processed light ELks.
- the state approaches the state of irradiating the coating film SF with a plurality of processed light ELks via a telecentric optical system. Therefore, the processing system SYSd can appropriately irradiate the coating film SF with a plurality of processing light ELks.
- the relay optical system 116d is an optical system that optically couples the reflection surfaces 11231 and 11251 of the reflection mirrors 1123 and 1125 of the multi-beam optical system 112 of the light irradiation device 11d with the pupil surface of the f ⁇ lens 114. You may. When a plurality of multi-beam optical systems 112 are used, the relay optical system 116d optically opticals the reflection surface of any one of the plurality of multi-beam optical systems 112 and the pupil surface of the f ⁇ lens 114. May be conjugated to.
- the relay optical system 116d may optically couple the reflection surface 11231 or 11251 of the reflection mirror 1123 or 1125 of any one of the plurality of multi-beam optical systems 112 with the pupil surface of the f ⁇ lens 114.
- the relay optical diameter 116d is an f ⁇ lens between the reflection surface of the reflection mirror of the multi-beam optical system 112 on the most light source 110 side and the reflection surface of the reflection mirror of the multi-beam optical system 112 on the most f ⁇ lens 114 side in the optical path.
- the pupil plane of 114 may be optically conjugated.
- the relay optical diameter 116d includes, in the optical path, the reflection surface 11231 or 11251 of the reflection mirror 1123 or 1125 of the multi-beam optical system 112 closest to the light source 110 among the plurality of multi-beam optical systems 112, and the plurality of multi-beam optical systems.
- the optical surface between the reflection mirror 1123 or 1125 of the reflection mirror 1123 or 1125 of the multi-beam optical system 112 on the most f ⁇ lens 114 side of 112 with the reflection surface 11231 or 11251 may be optically coupled to the pupil surface of the f ⁇ lens 114. ..
- the machining system SYSd of the fourth embodiment may have a configuration requirement peculiar to at least one of the machining system SYSb of the second embodiment and the machining system SYSc of the third embodiment described above.
- the constituent requirements specific to the processing system SYSc of the third embodiment include the constituent requirements for changing the positional relationship of the plurality of target irradiation regions EA (for example, the drive system 1126c).
- the processing system SYS of the fifth embodiment (hereinafter, the machining system SYS of the fifth embodiment will be referred to as "machining system SYS") will be described.
- the processing system SYS of the fifth embodiment is different from the processing system SYSa of the first embodiment described above in that it includes a light irradiation device 11e instead of the light irradiation device 11.
- the light irradiation device 11e is different from the light irradiation device 11 in that it includes an intensity adjusting device 117e.
- Other features of the machining system SYS may be the same as the other features of the machining system SYSa described above.
- FIG. 30 is a cross-sectional view showing the strength adjusting device 117e of the fifth embodiment.
- the intensity adjusting device 117e adjusts the intensity of at least one of the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112.
- the intensity adjusting device 117e may adjust at least one intensity of the plurality of processed light ELks so that the intensities of the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 are the same (that is, they are the same). Good.
- the intensity adjusting device 117e adjusts the intensity of at least one of the plurality of processed light ELks so that at least two of the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 have different intensities. You may.
- the intensity adjusting device 117e may adjust the intensity ratio of the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112.
- the intensity adjusting device 117e includes, for example, an intensity sensor 1171e, an intensity sensor 1172e, a wave plate 1173e, and a drive system 1174e, as shown in FIG. May be provided.
- the intensity sensor 1171e is arranged on the reflection mirror 1123.
- the intensity sensor 1171e is a detection device capable of detecting the intensity of the circularly polarized ELc1 incident on the reflection mirror 1123.
- the intensity of the circularly polarized ELc1 is proportional to the intensity of the s-polarized ELs1 reflected by the separation surface 11211. This is because the s-polarized ELs1 passes through the 1/4 wave plate 1122 and is converted into the circularly polarized ELc1. Therefore, it can be said that the intensity sensor 1171e is a detection device capable of detecting the intensity of the circularly polarized ELc1 and indirectly detecting the intensity of the s polarized ELs1.
- the intensity of the circularly polarized ELc1 is proportional to the intensity of the p-polarized ELp1 emitted as the processing light ELk. This is because the circularly polarized ELc1 passes through the 1/4 wave plate 1122 and is converted into the p-polarized ELp1. Therefore, it can be said that the intensity sensor 1171e is a detection device capable of detecting the intensity of the circularly polarized ELc1 and indirectly detecting the intensity of the p-polarized ELp1 (that is, the intensity of one of the plurality of processed light ELks). ..
- the intensity sensor 1171e may detect the leaked light transmitted through the reflecting surface of the reflecting mirror 1123. In this case, the intensity sensor 1171e may be arranged on the back surface side of the reflection mirror 1123.
- the intensity sensor 1172e is arranged on the reflection mirror 1125.
- the intensity sensor 1172e is a detection device capable of detecting the intensity of the circularly polarized ELc2 incident on the reflection mirror 1125.
- the intensity of the circularly polarized ELc2 is proportional to the intensity of the p-polarized ELp2 that has passed through the separation surface 11211. This is because the p-polarized ELp2 passes through the 1/4 wave plate 1124 and is converted into the circularly polarized ELc2. Therefore, it can be said that the intensity sensor 1172e is a detection device that can detect the intensity of the circularly polarized ELc2 and indirectly detect the intensity of the p-polarized ELp2.
- the intensity of the circularly polarized ELc2 is proportional to the intensity of the s-polarized ELs2 emitted as the processing light ELk. This is because the circularly polarized ELc2 passes through the 1/4 wave plate 1124 and is converted into the s-polarized ELs2. Therefore, it can be said that the intensity sensor 1172e is a detection device capable of detecting the intensity of the circularly polarized ELc2 and indirectly detecting the intensity of the s-polarized ELs2 (that is, the intensity of one of the plurality of processed light ELks). ..
- the intensity sensor 1172e may detect the leaked light transmitted through the reflecting surface of the reflecting mirror 1125. In this case, the intensity sensor 1172e may be arranged on the back surface side of the reflection mirror 1125.
- the wave plate 1173e is arranged on the optical path of the light source light ELo between the light source 110 and the polarizing beam splitter 1121. Therefore, in the fourth modification, the light source light ELo is incident on the polarizing beam splitter 1121 via the wave plate 1173e.
- the wave plate 1173e changes the polarization state of the light source light ELo passing through the wave plate 1173e.
- the wave plate 1173e is, for example, a 1/2 wave plate, but may be another type of wave plate (for example, at least one of a 1/4 wave plate, a 1/8 wave plate, and a 1-wave plate).
- the drive system 1174e can move the wave plate 1173e under the control of the control device 2. Specifically, the drive system 1174e can move the wave plate 1173e so that the wave plate 1173e rotates around an axis along the traveling direction of the light source light ELo.
- the surface of the wave plate 1173e including the optical axis usually intersects the traveling direction of the light source light ELo. Therefore, it can be said that the drive system 1174e can move the wave plate 1173e so that the surface including the optical axis of the wave plate 1173e rotates around the axis along the traveling direction of the light source light ELo.
- the polarization state of the light source light ELo that has passed through the wave plate 1173e changes.
- the intensity ratio of p-polarized light and s-polarized light contained in the light source light ELo that has passed through the wave plate 1173e changes.
- the intensity ratio of p-polarized light and s-polarized light contained in the light source light ELo that has passed through the wave plate 1173e changes, the s-polarized light ELs1 that is reflected by the separation surface 11211 of the polarization beam splitter 1121 and the p-polarized light ELp1 that passes through the separation surface 11211.
- the intensity ratio changes.
- the intensity ratio of the processed light ELk that is, p-polarized ELp1 converted from s-polarized ELs1 and the processed light ELk (s-polarized ELs2) converted from p-polarized ELp2. Changes. That is, as shown in FIG. 31, when the wave plate 1173e rotates, the intensity ratio of the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 changes according to the rotation angle. When the intensity ratio of the plurality of processed light ELks changes, the intensity of each of the plurality of processed light ELks also changes.
- the drive system 1174e rotates the wave plate 1173e under the control of the control device 2 so that the intensity ratio of the p-polarized light and the s-polarized light contained in the light source light ELo passing through the wave plate 1173e becomes a desired ratio.
- the intensity ratio of the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 can be set to a desired ratio. That is, the drive system 1174e rotates the wave plate 1173e under the control of the control device 2 so that the respective intensities of the p-polarized light and the s-polarized light contained in the light source light ELo passing through the wave plate 1173e become desired intensities.
- the intensity of each of the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 can be set to a desired intensity.
- the control device 2 can specify the intensities (further, the intensity ratio) of the circularly polarized ELc1 and ELc2 based on the detection results of the intensity sensors 1171e and 1172e.
- the intensities (further, intensity ratios) of the circularly polarized ELc1 and ELc2 are equivalent to the intensities (furthermore, intensity ratios) of the plurality of processed light ELks.
- control device 2 sets the intensity of the plurality of processed light ELks to a desired intensity and / or the intensity ratio of the plurality of processed light ELks to a desired ratio based on the detection results of the intensity sensors 1171e and 1172e.
- the wave plate 1173e can be rotated by controlling the drive system 1174e so as to become.
- the drive system 1174e may rotate the wave plate 1173e under the control of the control device 2 so that the strengths of the circularly polarized ELc1 and ELc2 that can be identified from the detection results of the strength sensors 1171e and 1172e are the same. ..
- the intensities of the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 are the same (that is, they are aligned).
- the processing system SYSTEM can simultaneously irradiate a plurality of processing light ELks having the same intensity to form a plurality of concave structure CP1s having the same characteristics.
- the drive system 1174e rotates the wave plate 1173e under the control of the control device 2 so that the intensities of the circularly polarized ELc1 and ELc2 that can be identified from the detection results of the intensity sensors 1171e and 1172e are different. You may. In this case, the intensities of the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 are different. As a result, the processing system SYSTEM can simultaneously irradiate a plurality of processing light ELks having different intensities to form a plurality of concave structure CP1s having different characteristics.
- the intensity sensor 1171e detects the intensity of the circularly polarized ELc1. However, the intensity sensor 1171e may detect the intensity of the p-polarized ELp1 converted from the circularly polarized ELc1 and emitted as the processed light ELk. The intensity sensor 1171e may detect the intensity of the s-polarized ELs1 converted into the circularly polarized ELc1. Similarly, in the above description, the intensity sensor 1172e detects the intensity of the circularly polarized ELc2. However, the intensity sensor 1172e may detect the intensity of the s-polarized ELs2 converted from the circularly polarized ELc2 and emitted as the processed light ELk. The intensity sensor 1172e may detect the intensity of the p-polarized ELp2 converted to the circularly polarized ELc2.
- the drive system 1174e for moving (rotating) the wave plate 1173e under the control of the control device 2 is provided.
- the wave plate 1173e may be manually moved (rotated) using a mechanical mechanism.
- the intensity sensors 1171e and 1172e are provided on the reflection mirrors 1123 and 1125.
- the intensity sensors 1171e and 1172e may be provided on the ejection side of the f ⁇ lens 114.
- one intensity sensor may be provided so as to be movable in a plane intersecting the optical axis of the f ⁇ lens 114.
- the processing system SYS may not be provided with the strength sensors 1171e and 1172e.
- the processing system SYSTEM of the fifth embodiment may have a configuration requirement peculiar to at least one of the processing system SYSb of the second embodiment described above to the processing system SYSd of the fourth embodiment.
- the constituent requirements specific to the processing system SYSd of the fourth embodiment include the constituent requirements related to the relay optical system 116d.
- the processing system SYSf of the sixth embodiment (hereinafter, the machining system SYS of the sixth embodiment will be referred to as "machining system SYSf") will be described.
- the processing system SYSf of the sixth embodiment is different from the processing system SYSa described above in that it includes a light irradiation device 11f instead of the light irradiation device 11.
- the light irradiation device 11f is different from the light irradiation device 11 in that it includes an intensity adjusting device 117f.
- Other features of the machining system SYSf of the sixth embodiment may be the same as the other features of the machining system SYSa described above.
- FIG. 32 is a cross-sectional view showing the structure of the strength adjusting device 117f.
- the intensity adjusting device 117f adjusts the intensity of at least one of the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112, similarly to the intensity adjusting device 117e of the fifth embodiment.
- the intensity adjusting device 117f is arranged on the optical path of the light source light ELo between the light source 110 and the polarizing beam splitter 1121. Therefore, in the sixth embodiment, the light source light ELo is incident on the polarization beam splitter 1121 via the intensity adjusting device 117f.
- the intensity adjusting device 117f includes, for example, a polarizing beam splitter 1171f, a 1/4 wave plate 1172f, and a reflection mirror 1173f, as shown in FIG. A 1/4 wave plate 1174f, a reflection mirror 1175f, and a wave plate 1176f are provided.
- the light source light ELo from the light source 111 is incident on the separation surface 11711f of the polarization beam splitter 1171f.
- the s-polarized ELs01 of the light source light ELo is reflected on the separation surface 11711f.
- the p-polarized ELp02 of the light source light ELo passes through the separation surface 11711f. That is, the polarization beam splitter 1171f splits the light source light ELo into s-polarized ELs01 and p-polarized ELp02.
- the s-polarized ELs01 reflected by the polarizing beam splitter 1171f passes through the 1/4 wave plate 1172f.
- the s-polarized ELs01 is converted into the circularly polarized ELc01.
- the circularly polarized ELc01 that has passed through the 1/4 wave plate 1172f is reflected by the reflecting surface 11731f of the reflecting mirror 1173f.
- the circularly polarized ELc01 reflected by the reflection mirror 1173f passes through the 1/4 wave plate 1172f again and is converted into the p-polarized ELp01.
- the p-polarized ELp01 that has passed through the 1/4 wave plate 1172f is incident on the separation surface 11711f of the polarizing beam splitter 1171f.
- the p-polarized ELp02 that has passed through the polarizing beam splitter 1171e passes through the 1/4 wave plate 1174f.
- the p-polarized ELp02 is converted into the circularly polarized ELc02.
- the circularly polarized ELc02 that has passed through the 1/4 wave plate 1174f is reflected by the reflecting surface 11751f of the reflecting mirror 1175f.
- the circularly polarized ELc02 reflected by the reflection mirror 1175f passes through the 1/4 wave plate 1174f again and is converted into s-polarized ELs02.
- the s-polarized ELs02 that have passed through the 1/4 wave plate 1174f are incident on the separation surface 11711f of the polarizing beam splitter 1171f.
- the p-polarized ELp01 incident on the separation surface 11711f passes through the separation surface 11711f.
- the s-polarized ELs02 incident on the separation surface 11711f is reflected by the separation surface 11711f.
- the reflection mirror so that the incident angle of the circularly polarized ELc01 with respect to the reflecting surface 11731f of the reflecting mirror 1173f is the same as the incident angle of the circularly polarized ELc02 with respect to the reflecting surface 11751f of the reflecting mirror 1175f.
- 1173f and 1175f are aligned.
- the angle formed by the reflecting surface 11731f of the reflecting mirror 1173f and the axis along the traveling direction of the circularly polarized ELc01 is the same as the angle formed by the reflecting surface 11751f of the reflecting mirror 1175f and the axis along the traveling direction of the circularly polarized ELc02.
- the reflection mirrors 1173f and 1175f are aligned so as to be.
- FIG. 32 shows an example in which the reflection mirrors 1173f and 1175f are aligned so that the circularly polarized ELc01 is vertically incident on the reflecting surface 11731f and the circularly polarized ELc02 is vertically incident on the reflecting surface 11751f. ing.
- the axis along the traveling direction of the p-polarized ELp01 that has passed through the separation surface 11711f and the axis along the traveling direction of the s-polarized ELs02 reflected by the separation surface 11711f become parallel. That is, the traveling direction of the p-polarized ELp01 passing through the separation surface 11711f and the traveling direction of the s-polarized ELs02 reflected by the separation surface 11711f are aligned. In other words, the optical path of the p-polarized ELp01 that has passed through the separation surface 11711f and the optical path of the s-polarized ELs02 that has been reflected by the separation surface 11711f overlap.
- the polarization beam splitter 1171f emits synthetic light ELg in which the emission light ELg01 corresponding to the p-polarized light ELp01 and the emission light ELg02 corresponding to the s-polarized ELs02 overlap. That is, the polarization beam splitter 1171f that emits two lights, the emission lights ELg01 and ELg02, substantially emits substantially one synthetic light ELg in which the emission lights ELg01 and ELg02 are combined.
- the emission lights ELg01 and ELg02 substantially emits substantially one synthetic light ELg in which the emission lights ELg01 and ELg02 are combined.
- the optical path of the p-polarized ELp01 passing through the separation surface 11711f that is, the optical path of the emission light ELg01
- the optical path of the s-polarized ELs02 reflected by the separation surface 11711f that is, the emission light ELg02
- the synthetic light ELg emitted by the polarizing beam splitter 1171f is incident on the wave plate 1176f.
- the wave plate 1176e is an optical element capable of changing the polarization state of the synthetic light ELg passing through the wavelength plate 1176e (that is, the polarization states of the two synthetic lights ELg01 and ELg02 constituting the synthetic light ELg).
- the wave plate 1176f is, for example, a 1/4 wave plate, but may be another type of wave plate (for example, at least one of a 1/2 wave plate, a 1/8 wave plate, and a 1-wave plate).
- the wave plate 1176f may be capable of converting the synthetic light ELg into circularly polarized light (or polarized light other than linearly polarized light or non-polarized light).
- the wave plate 1176f can convert the synthetic light ELg, which is linearly polarized light, into circularly polarized light.
- the wave plate 1176f may polarize the synthetic light ELg into circularly polarized light (or polarized light other than linearly polarized light). Or non-polarized).
- the plate thickness of the wave plate 1176f may be set to a desired plate thickness capable of changing the polarization state of the synthetic light ELg to a desired state.
- the direction of the optical axis of the wave plate 1176f may be set to a desired direction in which the polarization state of the synthetic light ELg can be changed to a desired state.
- the light that has passed through the wave plate 1176f is incident on the multi-beam optical system 112 as a new light source light ELo'. Therefore, the new light source light ELo'is obtained by deflecting the polarization state of the light source light ELo01' and the emission light ELg02 obtained by deflecting the polarization state of the emission light ELg01 with the wave plate 1176f. It corresponds to the light that overlaps with the light source light ELo02'. Even when such a drive light ELo'is incident on the multi-beam optical system 112, the multi-beam optical system 112 can be used as a light source light ELo' as in the case where the drive light ELo' is incident on the multi-beam optical system 112. Branches into a plurality of processing optical ELks.
- the polarizing beam splitter 1171f, the 1/4 wave plate 1172f, the reflection mirror 1173f, the 1/4 wave plate 1174f, and the reflection mirror 1175f included in the intensity adjusting device 117f are each a multi-beam optical system 112. It has the same functions as the polarizing beam splitter 1121, the 1/4 wave plate 1122, the reflection mirror 1123, the 1/4 wave plate 1124, and the reflection mirror 1125.
- the intensity adjusting device 117f has the same incident angle of the circularly polarized ELc01 with respect to the reflection mirror 1173f and the incident angle of the circularly polarized ELc02 with respect to the reflection mirror 1175f, and thus the incident angle and reflection of the circularly polarized ELc1 with respect to the reflection mirror 1123. It is different from the multi-beam optical system 112, which is different from the incident angle of the circularly polarized ELc2 with respect to the mirror 1125. Further, the wave plate 1176f included in the intensity adjusting device 117f has the same function as the wave plate 115b described in the second embodiment (that is, the wave plate 115b arranged in the optical path between the two multi-beam optical systems 112). Have.
- the intensity adjusting device 117f is provided with the processing light emitted by the uppermost multi-beam optical system 112 (that is, the closest to the light source 110) and the uppermost multi-beam optical system 112 included in the processing system SYSb of the second embodiment.
- the optical system including the wave plate 115b through which the ELk passes (however, the reflection mirrors 1123 and 1125 are positioned so that the incident angle of the circularly polarized ELc1 with respect to the reflecting mirror 1123 and the incident angle of the circularly polarized ELc2 with respect to the reflecting mirror 1125 are the same. It can be said that it is equivalent to (matched).
- FIG. 33A shows a process in which the light source light ELo is branched into a plurality of processed light ELks when the light source light ELo emitted by the light source 110 contains p-polarized light ELp02 and s-polarized light ELs01 having the same intensity. Is shown.
- FIG. 33B shows a process in which the light source light ELo is branched into a plurality of processed light ELks when the light source light ELo emitted by the light source 110 contains s-polarized light ELs01 having a intensity lower than that of the p-polarized light ELp02. ing.
- FIG. 33A shows a process in which the light source light ELo is branched into a plurality of processed light ELks when the light source light ELo emitted by the light source 110 contains s-polarized light ELs01 having a intensity lower than that of the p-polarized light ELp02. ing.
- the intensity adjusting device 117f first splits the light source light ELo into p-polarized ELp02 and s-polarized ELs01 by using a polarizing beam splitter 1171f.
- the intensities of the branched p-polarized ELp02 and s-polarized ELs01 are the same.
- the strength referred to here means the strength per unit area on the coating film SF. Therefore, in the example shown in FIG.
- the intensity adjusting device 117f uses the 1/4 wave plates 1172f and 1174f and the reflection mirrors 1173f and 1175f to convert the branched p-polarized ELp02 and s-polarized ELs01 into s-polarized ELs02 and p-polarized ELp01 (that is, emission light ELg01). And ELg02).
- the intensities of the p-polarized ELp02 and the s-polarized ELs01 are the same, the intensities of the emission lights ELg01 and ELg02 generated from the p-polarized ELp02 and the s-polarized ELs01 are also the same. ..
- the intensity adjusting device 117f uses a polarizing beam splitter 1171f to combine the emission lights ELg01 and ELg02 to generate synthetic light ELg, and then uses the wave plate 1176e to generate the synthetic light ELg into a new light source light ELo. Convert to'.
- the new light source light ELo' is the light source light ELo01 obtained by changing the polarization state of the emission light ELg01 on the wave plate 1176f and the light source light ELo02 obtained by changing the polarization state of the emission light ELg02 on the wave plate 1176f. It is a light that overlaps with.
- the multi-beam optical system 112 branches the new light source light ELo'to a plurality of processed light ELks. Specifically, since the light source light ELo'is the light in which the light source light ELo01' and the light source light ELo02' overlap, the multi-beam optical system 112 branches the light source light ELo01' into a plurality of processed lights ELk01 and also causes the light source light ELo02. 'Is branched into a plurality of processing optical ELk02.
- each of the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 is the light obtained by combining the processed light ELk01 and the processed light ELk02. Become.
- the intensities of the plurality of processed light ELks are the same. That is, in both cases where the intensities of the s-polarized ELs01 and the p-polarized ELp02 are the same and the intensities of the s-polarized ELs01 and the p-polarized ELp02 are not the same, the intensities of the plurality of processed light ELks are the same.
- FIGS. 34 (a) to 34 (c) show a process in which the light source light ELo is branched into a plurality of processed light ELks by the multi-beam optical system 112 without going through the intensity adjusting device 117f.
- the intensity of the light generated in the process and the beam spot formed by the light on the coating film SF (or a predetermined optical surface) are shown.
- FIG. 34A shows a process in which the light source light ELo is branched into a plurality of processed light ELks when the light source light ELo contains p-polarized light ELp2 and s-polarized light ELs1 having the same intensity.
- FIG. 34A shows a process in which the light source light ELo is branched into a plurality of processed light ELks when the light source light ELo contains p-polarized light ELp2 and s-polarized light ELs1 having the same intensity.
- FIG. 34B shows a process in which the light source light ELo is branched into a plurality of processed light ELks when the light source light ELo contains s-polarized ELs1 having a intensity lower than that of the p-polarized light ELp2.
- FIG. 34 (c) shows a process in which the light source light ELo is branched into a plurality of processed light ELks when the light source light ELo contains s-polarized ELs1 having a higher intensity than the p-polarized light ELp2.
- the multi-beam optical system 112 when the light source light ELo contains p-polarized ELp02 and s-polarized ELs01 having the same intensity, the multi-beam optical system 112 can be used without using the intensity adjusting device 117f.
- the intensities of multiple processed light ELks to be emitted are the same.
- the intensity adjusting device 117f when the light source light ELo contains p-polarized ELp02 and s-polarized ELs01 having different intensities, the intensity adjusting device 117f is used. Otherwise, the intensities of the plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112 will not be uniform.
- the intensity adjusting device 1117f described in the sixth embodiment a plurality of processes to be ejected by the multi-beam optical system 112 in a situation where the light source light ELo contains p-polarized ELp02 and s-polarized ELs01 whose intensities are not uniform. This is especially useful when you want to have the same intensity of optical ELk.
- changing the intensity of the light source light ELo emitted by the light source 110 may change the polarization state (for example, the polarization direction and the ellipticity) of the light source light ELo.
- the polarization state of the light source light ELo may change while the light source 110 is emitting the light source light ELo.
- the intensity adjusting device 117f of the sixth embodiment does not perform special processing according to the change in the polarization state of the light source light ELo, and multi-beam optics.
- the intensities of the plurality of processed light ELks emitted by the system 112 can be made uniform. Even in the intensity adjusting device 117e of the fifth embodiment described above, if the wavelength plate 1173e is rotated according to the change in the polarization state of the light source light ELo, a plurality of processed lights emitted by the multi-beam optical system 112 are emitted.
- the intensities of the ELks can be made uniform, or the intensities of the plurality of processed optical ELks can be set to desired intensities.
- the machining system SYSf of the sixth embodiment may have a configuration requirement peculiar to at least one of the machining system SYSb of the second embodiment described above to the machining system SYSTEM of the fifth embodiment.
- the constituent requirements specific to the processing system SYSTEM of the fifth embodiment include the constituent requirements related to the strength adjusting device 117e.
- machining system SYSg Processing system SYSg of the 7th embodiment
- the processing system SYSg of the seventh embodiment branches the light source light ELo into three or more processing light ELks, similarly to the processing system SYSb of the second embodiment described above.
- the processing system SYSg of the seventh embodiment has a plurality of multi-beam optical systems 112 in multiple stages in that the light source light ELo is branched into three or more processed light ELks using a single multi-beam optical system 112 g.
- FIG. 35 shows an example of the structure of the multi-beam optical system 112 g that branches the light source light ELo into 16 processed light ELks, the light source light ELo may be branched into three or more processed light ELks.
- the structure of the multi-beam optical system 112 g is not limited to the structure shown in FIG. 35.
- the multi-beam optical system 112 g includes a polarized beam splitter 1121 g, a 1/4 wavelength plate 1122 g, a reflection mirror 1123 g-1, a reflection mirror 1123 g-2, a reflection mirror 1123 g-3, and 1 A / 4 wavelength plate 1124 g, a reflection mirror 1125 g-1, a reflection mirror 1125 g-2, a reflection mirror 1125 g-3, a wavelength plate 1126 g-1, a reflection prism (or any other reflective optical element).
- it includes a retroreflective mirror) 1127 g-1, a wavelength plate 1126 g-2, a reflective prism (or any other reflective optical element, for example, a retroreflective mirror) 1127 g-2, and a reflective mirror 1128 g. ..
- the light source light ELo # 1 from the light source 111 incident on the separation surface 11211 g of the polarization beam splitter 1121 g.
- the light source light ELo # 1 is incident on the polarizing beam splitter 1121 g via the 1/4 wave plate 1126 g-2, but is interposed through the 1/4 wave plate 1126 g-2. It may be incident on the polarization beam splitter 1121 g.
- the s-polarized ELs1 # 1 of the light source light ELo # 1 is reflected on the separation surface 11211 g.
- the p-polarized ELp2 # 1 of the light source light ELo # 1 passes through the separation surface 11211g.
- the s-polarized ELs1 # 1 reflected by the polarization beam splitter 1121g passes through the 1/4 wave plate 1124g. As a result, the s-polarized ELs1 # 1 is converted into the circularly polarized ELc1 # 1.
- the circularly polarized ELc1 # 1 that has passed through the 1/4 wave plate 1124g is reflected by the reflecting surface 11251g-1 of the reflecting mirror 1125g-1.
- the circularly polarized ELc1 # 1 reflected by the reflection mirror 1125g-1 passes through the 1/4 wave plate 1124g again and is converted into the p-polarized ELp1 # 1.
- the p-polarized ELp1 # 1 that has passed through the 1/4 wave plate 1124 g is incident on the separation surface 11211 g of the polarizing beam splitter 1121 g.
- the p-polarized ELp2 # 1 that has passed through the polarizing beam splitter 1121g passes through the 1/4 wave plate 1122g.
- the p-polarized ELp2 # 1 is converted into the circularly polarized ELc2 # 1.
- the circularly polarized ELc2 # 1 that has passed through the 1/4 wave plate 1122g is reflected by the reflecting surface 11231g-1 of the reflecting mirror 1123g-1.
- the circularly polarized ELc2 # 1 reflected by the reflection mirror 1123g-1 passes through the 1/4 wave plate 1122g again and is converted into the s polarized ELs2 # 1.
- the s-polarized ELs2 # 1 that has passed through the 1/4 wave plate 1122 g is incident on the separation surface 11211 g of the polarizing beam splitter 1121 g.
- the p-polarized ELp1 # 1 incident on the separation surface 11211g passes through the separation surface 11211g.
- the s-polarized ELs2 # 1 incident on the separation surface 11211g is reflected by the separation surface 11211g.
- the incident angle of the circularly polarized ELc1 # 1 with respect to the reflecting surface 11251g-1 of the reflecting mirror 1125g-1 is different from the incident angle of the circularly polarized ELc2 # 1 with respect to the reflecting surface 11231g-1 of the reflecting mirror 1123g.
- the reflection mirrors 1123g-1 and 1125g-1 are aligned with each other.
- the axis along the traveling direction of the p-polarized ELp1 # 1 that has passed through the separation surface 11211g and the axis along the traveling direction of the s-polarized ELs2 # 1 reflected by the separation surface 11211g intersect. Therefore, the p-polarized ELp1 # 1 that has passed through the separation surface 11211g and the s-polarized ELs2 # 1 that have been reflected by the separation surface 11211g are used as emission lights ELe # 21 and ELe # 22, respectively, from the polarization beam splitter 1121g to the wave plate 1126g-. It is ejected toward 1. At this stage, first, the light source light ELo is branched into two emission lights ELe # 21 and ELe # 22.
- each of the two emission lights ELe # 21 and ELe # 22 emitted from the polarizing beam splitter 1121g passes through the wave plate 1126g-1 and is reflected by the reflection prism 1127g-1. It passes through the wave plate 1126g-1 again.
- the two emission lights ELe # 21 and ELe # 22 that have passed through the wave plate 1126g-1 twice are incident on the separation surface 11211g of the polarization beam splitter 1121g as two incident lights ELi # 21 and ELi # 22, respectively.
- the wavelength plate 1126g-1 and the reflection prism 1127g-1 convert the emission light ELe emitted from the polarizing beam splitter 1121g into the incident light ELi incident on the polarizing beam splitter 1121g (furthermore, the converted incident light ELi). Return to the polarization beam splitter 1121g).
- the reflecting prism 1127g-1 can be a right-angled prism having a plurality of reflecting surfaces intersecting each other.
- the wave plate 1126 g-1 changes the polarization states of the emitted lights ELe # 21 and ELe # 22 passing through the wave plate 1126 g-1.
- the wave plate 1126g-1 is, for example, a 1/4 wave plate, but may be another type of wave plate (for example, at least one of a 1/2 wave plate, a 1/8 wave plate, and a 1-wave plate). Good.
- the wave plate 1126g-1 changes the polarization states of the two emission lights ELe # 21 and ELe # 22, respectively, and changes the polarization states of the incident light ELi # 21 and ELi # 22 (that is, the wave plate).
- the characteristics are set so that the emitted light ELe # 21 and ELe # 22 that have passed through 1126 g-1 twice) are circularly polarized light (or polarized light other than linearly polarized light or non-polarized light).
- the characteristics of the wave plate 1126g-1, the thickness of the wave plate 1126g-1, the direction of the optical axis of the wave plate 1126g-1, and the relative position between the wave plate 1126g-1 and the reflection prism 1127g-1. In particular, the relative orientation relationship between the optical axis of the wave plate 1126 g-1 and the transfer axis of the reflecting prism 1127 g-1) can be mentioned.
- the transfer axis of the reflection prism 1127g-1 is an axis extending in a direction orthogonal to the ridgeline of the two reflection surfaces when the reflection prism 1127g-1 is a right-angle prism having two reflection surfaces intersecting each other. It may be an axis along the traveling direction of light from one of the two reflecting surfaces to the other reflecting surface. Further, the transfer axis of the reflection prism 1127g-1 is the incident position (on the incident surface) of the incident light on the reflection prism 1127g-1 and the (injection surface) when the incident light is emitted from the reflection prism 1127g-1. It may be an axis connecting the injection position (above).
- the s-polarized ELs1 # 21 of the incident light ELi # 21 is reflected on the separation surface 11211 g.
- the p-polarized ELp2 # 21 of the incident light ELi # 21 passes through the separation surface 11211g.
- the s-polarized ELs1 # 22 of the incident light ELi # 22 is reflected at the separation surface 11211g.
- the p-polarized ELp2 # 22 of the incident light ELi # 22 passes through the separation surface 11211g.
- the s-polarized ELs1 # 21 and ELs1 # 22 reflected by the polarizing beam splitter 1121g pass through the 1/4 wave plate 1122g.
- the s-polarized ELs1 # 21 and ELs1 # 22 are converted into the circularly polarized ELc1 # 21 and ELc1 # 22, respectively.
- Each of the circularly polarized ELc1 # 21 and ELc1 # 22 that has passed through the 1/4 wave plate 1122g is reflected by the reflecting surface 11231g-2 of the reflecting mirror 1123g-2.
- the p-polarized ELp2 # 21 and ELp2 # 22 are converted into the circularly polarized ELc2 # 21 and ELc2 # 22, respectively.
- the circularly polarized ELc2 # 21 and ELc2 # 22 that have passed through the 1/4 wave plate 1124g are reflected by the reflecting surface 11251g-1 of the reflecting mirror 1125g-1.
- the circularly polarized ELc2 # 21 and ELc2 # 22 reflected by the reflection mirror 1125g-1 pass through the 1/4 wave plate 1124g again and are converted into s-polarized ELs2 # 21 and ELs2 # 22, respectively.
- the s-polarized ELs 2 # 21 and ELs # 22 that have passed through the 1/4 wave plate 1124 g are incident on the separation surface 11211 g of the polarizing beam splitter 1121 g.
- the p-polarized ELp1 # 21 and ELp1 # 22 incident on the separation surface 11211g pass through the separation surface 11211g.
- the s-polarized ELs2 # 21 and ELs2 # 22 incident on the separation surface 11211g are reflected by the separation surface 11211g.
- the incident angles of the circularly polarized ELc1 # 21 and ELc1 # 22 with respect to the reflecting surface 11231g-2 of the reflecting mirror 1123g-2 are the circularly polarized ELc2 # 21 and ELc2 # 22 with respect to the reflecting surface 11251g-1 of the reflecting mirror 1125g-1.
- the reflection mirrors 1123g-2 and 1125g-1 are aligned so as to be different from the incident angles of.
- the axis along the traveling direction of the p-polarized ELp1 # 21 and ELp1 # 22 that passed through the separation surface 11211g and the axis along the traveling direction of the s-polarized ELs2 # 21 and ELs2 # 22 reflected by the separation surface 11211g. Will intersect with each other. Therefore, the p-polarized ELp1 # 21 and ELp1 # 22 passing through the separation surface 11211g and the s-polarized ELs2 # 21 and ELs2 # 22 reflected by the separation surface 11211f are polarized as the emission light ELe # 31 to ELe # 34, respectively. It is ejected from the beam splitter 1121 g toward the wave plate 1126 g-2.
- the two incident lights ELi # 21 and ELi # 22 are branched from the four emitted lights ELe # 31 to ELe # 34. That is, at this stage, the light source light ELo is branched from the four emission lights ELe # 31 into ELe # 34.
- the optical path in the process shown in FIG. 36 (that is, the optical path in the process in which the light source light ELo is branched into the two emission lights ELe # 21 and ELe # 22) and FIG. 37.
- the optical path in the process shown (that is, the optical path in the process in which the two emission lights ELe # 21 and ELe # 22 are branched from the four emission lights ELe # 31 to ELe # 34) does not overlap.
- the optical path in the process shown in FIG. 36 and the optical path in the process shown in FIG. 37 are optically separated. That is, in the process shown in FIG.
- the light propagates in an optical path different from the optical path (that is, space) in which the light propagates in the process shown in FIG. 36.
- the optical path in the process shown in FIG. 36 and the optical path in the process shown in FIG. 37 may at least partially overlap.
- each of the four emission lights ELe # 31 to ELe # 34 emitted from the polarizing beam splitter 1121g passes through the wave plate 1126g-2 and is reflected by the reflection prism 1127g-2. It passes through the wave plate 1126 g-2 again.
- the four emission lights ELe # 31 to ELe # 34 that have passed through the wave plate 1126g-2 twice are incident on the separation surface 11211g of the polarization beam splitter 1121g as the four incident lights ELi # 31 to ELi # 34, respectively.
- the wavelength plate 1126g-2 and the reflection prism 1127g-2 convert the emission light ELe emitted from the polarizing beam splitter 1121g into the incident light ELi incident on the polarizing beam splitter 1121g (furthermore, the converted incident light ELi). (Return to polarization beam splitter 1121f) functions as an optical system.
- the reflecting prism 1127g-2 can be a right-angled prism having a plurality of reflecting surfaces intersecting each other.
- the wave plate 1126 g-2 changes the polarization states of the emitted light ELe # 31 to ELe # 34 passing through the wave plate 1126 g-2.
- the wave plate 1126g-2 is, for example, a 1/4 wave plate, but may be another type of wave plate (for example, at least one of a 1/2 wave plate, a 1/8 wave plate, and a 1-wave plate). Good.
- the wave plate 1126g-2 changes the polarization state of each of the four emission lights ELe # 31 to ELe # 34 to change the polarization states of the incident lights ELi # 31 to ELi # 34 (that is, the wave plate).
- the characteristics are set so that the emitted light ELe # 31 to ELe # 34 that have passed through 1126 g-2 twice) is circularly polarized light (or polarized light other than linearly polarized light or non-polarized light).
- the characteristics of the wave plate 1126 g-2, the thickness of the wave plate 1126 g-2, the direction of the optical axis of the wave plate 1126 g-2, and the relative position between the wave plate 1126 g-2 and the reflection prism 1127 g-2. In particular, the relative orientation relationship between the optical axis of the wave plate 1126 g-2 and the transfer axis of the reflecting prism 1127 g-2) can be mentioned.
- the transfer axis of the reflection prism 1127g-2 is an axis extending in a direction orthogonal to the ridgeline of the two reflection surfaces when the reflection prism 1127g-2 is a right-angle prism having two reflection surfaces intersecting each other. It may be an axis along the traveling direction of light from one of the two reflecting surfaces to the other reflecting surface. Further, the transfer axis of the reflection prism 1127g-2 is the incident position (on the incident surface) of the incident light on the reflection prism 1127g-2 and the (injection surface) when the incident light is emitted from the reflection prism 1127g-2. It may be an axis connecting the injection position (above).
- the s-polarized ELs1 # 31 to ELs1 # 34 contained in the incident lights ELi # 31 to ELi # 34, respectively, are reflected by the separation surface 11211 g.
- the p-polarized ELp2 # 31 to ELp2 # 34 contained in the incident light ELi # 31 to ELi # 34, respectively, pass through the separation surface 11211 g.
- the s-polarized ELs1 # 31 to ELs1 # 34 reflected by the polarization beam splitter 1121g pass through the 1/4 wave plate 1124g.
- the s-polarized ELs1 # 31 to ELs1 # 34 are converted from the circularly polarized ELc1 # 31 to ELc1 # 34, respectively.
- Each of the circularly polarized ELc1 # 31 to ELc1 # 34 that has passed through the 1/4 wave plate 1124g is reflected by the reflecting surface 11251g-2 of the reflecting mirror 1125g-2.
- the circularly polarized ELc1 # 31 to ELc # 34 reflected by the reflection mirror 1125g-2 pass through the 1/4 wave plate 1124g again and are converted from p-polarized ELp1 # 31 to ELp1 # 34, respectively.
- the p-polarized ELp1 # 31 to ELp1 # 34 that have passed through the 1/4 wave plate 1124 g are incident on the separation surface 11211 g of the polarizing beam splitter 1121 g.
- the p-polarized ELp2 # 31 to ELp2 # 34 that have passed through the polarizing beam splitter 1121g pass through the 1/4 wave plate 1122g.
- the p-polarized ELp2 # 31 to ELp2 # 34 are converted from the circularly polarized ELc2 # 31 to ELc2 # 34, respectively.
- the circularly polarized ELc2 # 31 to ELc2 # 34 that have passed through the 1/4 wave plate 1122g are reflected by the reflecting surface 11231g-3 of the reflecting mirror 1123g-3.
- the circularly polarized ELc2 # 31 to ELc2 # 34 reflected by the reflection mirror 1123g-3 pass through the 1/4 wave plate 1122g again and are converted from s-polarized ELs2 # 31 to ELs2 # 34, respectively.
- the s-polarized ELs 2 # 31 to ELs # 34 that have passed through the 1/4 wave plate 1122 g are incident on the separation surface 11211 g of the polarizing beam splitter 1121 g.
- the p-polarized ELp1 # 31 to ELp1 # 34 incident on the separation surface 11211g pass through the separation surface 11211g.
- the s-polarized ELs2 # 31 to ELs2 # 34 incident on the separation surface 11211g are reflected by the separation surface 11211g.
- the incident angles of the circularly polarized ELc1 # 31 to ELc1 # 34 with respect to the reflecting surface 11251g-2 of the reflecting mirror 1125g-2 are the circularly polarized ELc2 # 31 to ELc2 # 34 with respect to the reflecting surface 11231g-3 of the reflecting mirror 1123g-3.
- the reflection mirrors 1123g-3 and 1125g-2 are aligned so as to be different from the incident angle of.
- the axis along the traveling direction of the p-polarized ELp1 # 31 to ELp1 # 34 that passed through the separation surface 11211g and the axis along the traveling direction of the s-polarized ELs2 # 31 to ELs2 # 34 reflected by the separation surface 11211g. Will intersect with each other. Therefore, the p-polarized ELp1 # 31 to ELp1 # 34 passing through the separation surface 11211g and the s-polarized ELs2 # 31 to ELs2 # 34 reflected by the separation surface 11211g are polarized as the emission light ELe # 41 to ELe # 48, respectively. It is ejected from the beam splitter 1121 g toward the wave plate 1126 g-1.
- the four incident lights ELi # 31 to ELi # 34 are branched from the eight emitted lights ELe # 41 to ELe # 48. That is, at this stage, the light source light ELo is branched from the eight emission lights ELe # 41 into ELe # 48.
- FIGS. 36 to 38 there are eight optical paths in the process shown in FIGS. 36 and 37 and eight optical paths in the process shown in FIG. 38 (that is, four emission lights ELe # 31 to ELe # 34).
- the optical path in the process of branching from the emission light ELe # 41 to ELe # 48) does not overlap.
- the optical path in the process shown in FIG. 38 and the optical path in at least one of the processes shown in at least one of FIGS. 36 to 37 may overlap at least partially.
- each of the eight emission lights ELe # 41 to ELe # 48 emitted from the polarization beam splitter 1121g passed through the wave plate 1126g-1 and was reflected by the reflection prism 1127g-1. It passes through the wave plate 1126g-1 again.
- the eight emission lights ELe # 41 to ELe # 48 that have passed through the wave plate 1126g-1 twice are incident on the separation surface 11211g of the polarization beam splitter 1121g as eight incident lights ELi # 41 to ELi # 48, respectively.
- the wave plate 1126g-1 changes the polarization state of each of the eight emission lights ELe # 41 to ELe # 41 and passes through each of the incident lights ELi # 41 to ELi # 48 (that is, the wave plate 1126f-1 twice).
- the characteristics of the emitted light ELe # 41 to ELe # 48 are set so as to be circularly polarized light (or polarized light other than linearly polarized light or non-polarized light).
- the s-polarized ELs1 # 41 to ELs1 # 48 contained in the incident light ELi # 41 to ELi # 48, respectively, are reflected by the separation surface 11211 g.
- the p-polarized light ELp2 # 41 to ELp2 # 48 contained in the incident light ELi # 41 to ELi # 48, respectively, pass through the separation surface 11211 g.
- the s-polarized ELs1 # 41 to ELs1 # 48 reflected by the polarizing beam splitter 1121g pass through the 1/4 wave plate 1122g.
- the s-polarized ELs1 # 41 to ELs1 # 48 are converted from the circularly polarized ELc1 # 41 to ELc1 # 48, respectively.
- Each of the circularly polarized ELc1 # 41 to ELc1 # 48 that has passed through the 1/4 wave plate 1122g is reflected by the reflecting surface 11231g-3 of the reflecting mirror 1123g-3.
- the circularly polarized ELc1 # 41 to ELc # 48 reflected by the reflection mirror 1123g-3 pass through the 1/4 wave plate 1122g again and are converted from p-polarized ELp1 # 41 to ELp1 # 48, respectively.
- the p-polarized ELp1 # 41 to ELp1 # 48 that have passed through the 1/4 wave plate 1122 g are incident on the separation surface 11211 g of the polarizing beam splitter 1121 g.
- the p-polarized ELp2 # 41 to ELp2 # 48 that have passed through the polarizing beam splitter 1121g pass through the 1/4 wave plate 1124g.
- the p-polarized ELp2 # 41 to ELp2 # 48 are converted from the circularly polarized ELc2 # 41 to ELc2 # 48, respectively.
- the circularly polarized ELc2 # 41 to ELc2 # 48 that have passed through the 1/4 wave plate 1124g are reflected by the reflecting surface 11251g-3 of the reflecting mirror 1125g-3.
- the circularly polarized ELc2 # 41 to ELc2 # 48 reflected by the reflection mirror 1125g-3 pass through the 1/4 wave plate 1124g again and are converted from s-polarized ELs2 # 41 to ELs2 # 48, respectively.
- the s-polarized ELs 2 # 41 to ELs # 48 that have passed through the 1/4 wave plate 1124 g are incident on the separation surface 11211 g of the polarizing beam splitter 1121 g.
- the p-polarized ELp1 # 41 to ELp1 # 48 incident on the separation surface 11211g pass through the separation surface 11211g.
- the s-polarized ELs2 # 41 to ELs2 # 48 incident on the separation surface 11211g are reflected by the separation surface 11211g.
- the incident angles of the circularly polarized ELc1 # 41 to ELc1 # 48 with respect to the reflecting surface 11231g-3 of the reflecting mirror 1123g-3 are the circularly polarized ELc2 # 41 to ELc2 # 48 with respect to the reflecting surface 11251g-3 of the reflecting mirror 1125g-3.
- the reflection mirrors 1123g-3 and 1125g-3 are aligned so as to be different from the incident angle of.
- the axis along the traveling direction of the p-polarized ELp1 # 41 to ELp1 # 48 that passed through the separation surface 11211g and the axis along the traveling direction of the s-polarized ELs2 # 41 to ELs2 # 48 reflected by the separation surface 11211g. Will intersect with each other. Therefore, the p-polarized ELp1 # 41 to ELp1 # 48 that passed through the separation surface 11211g and the s-polarized ELs2 # 41 to ELs2 # 48 reflected by the separation surface 11211g were polarized as emission light ELe # 001 to ELe # 016, respectively. It is ejected from the beam splitter 1121 g toward the reflection mirror 1128 g.
- the eight incident lights ELi # 41 to ELi # 48 are branched into 16 emission lights ELe # 001 to ELe # 016. That is, at this stage, the light source light ELo is branched from the 16 emission lights ELe # 001 to ELe # 016.
- FIGS. 36 to 39 there are 16 optical paths in the process shown in FIGS. 36 to 38 and 16 optical paths in the process shown in FIG. 39 (that is, eight emission lights ELe # 41 to ELe # 48).
- the optical path in the process of branching from the emission light ELe # 001 to ELe # 016) does not overlap.
- the optical path in the process shown in FIG. 39 and the optical path in the process shown in at least one of FIGS. 36 to 38 may at least partially overlap.
- the reflection mirror 1128 g reflects 16 emission lights ELe # 001 to ELe # 016 toward the galvano mirror 113 as 16 processing lights ELk. Therefore, the multi-beam optical system 112g can branch the light source light ELo into 16 processed light ELks and then emit the 16 processed light ELks toward the galvano mirror 113.
- the processing system SYSg of the seventh embodiment can simultaneously irradiate the coating film SF with 2 ⁇ N processing light ELks, similarly to the processing system SYSb of the second embodiment. Therefore, the throughput for forming the riblet structure is improved. Further, the processing system SYSg of the seventh embodiment can branch the light source light ELo into three or more processing light ELks by using a single multi-beam optical system 112g. Therefore, the size of the multi-beam optical system 112 g can be reduced.
- the processing system SYSg of the seventh embodiment has a plurality of reflection mirrors 1123g-1 to 1123g-3 as optical elements for returning the p-polarized light or s-polarized light emitted from the polarizing beam splitter 1121g to the polarizing beam splitter 1121g.
- 1125g-1 to 1125g-3 separately provided.
- the processing system SYSg converts p-polarized light or s-polarized light emitted from the polarized beam splitter 1121 g in the process of branching the light source light ELo from the two emitted light ELi # 21 to ELi # 22 (see FIG. 36).
- the polarizing beam splitter 1121g In the process of branching the reflection mirrors 1123g-1 and 1125g-1 to return to, and the two emission lights ELi # 21 to ELi # 22 from the four emission lights ELi # 31 to ELi # 34 (see FIG. 37), the polarizing beam splitter 1121g. Reflective mirrors 1123g-2 and 1125g-1 that return the p-polarized light or s-polarized light emitted from the polarized beam splitter 1121g, four emission lights ELi # 31 to ELi # 34, and eight emission lights ELi # 41 to ELi # 48.
- Reflective mirrors 1123g-3 and 1125g-2 that return the p-polarized light or s-polarized light emitted from the polarized beam splitter 1121g to the polarized beam splitter 1121g in the process of branching to (see FIG. 38), and eight emitted light ELi # 41 to ELi.
- Reflective mirror 1123g-3 that returns p-polarized light or s-polarized light emitted from polarized beam splitter 1121g to polarized beam splitter 1121g in the process of branching # 48 from 16 emitted light ELi # 001 to ELi # 016 (see FIG. 39).
- 1125 g-3 that returns the p-polarized light or s-polarized light emitted from the polarized beam splitter 1121g to the polarized beam splitter 1121g in the process of branching # 48 from 16 emitted light ELi # 001 to ELi # 016 (see FIG. 39).
- 1125 g-3 that return the
- the processing system SYSg includes the drive system 1126c or the like described in the third embodiment, at least one of the reflection mirrors 1123g-1 to 1123g-3 and 1125g-1 to 1125g-3 can be used.
- the reflection mirrors 1123g-1 to 1123g-3 and 1125g-1 to 1125g-3 can be moved separately from the rest. Therefore, the degree of freedom regarding the adjustment of the positions of the beam spots of the plurality of processed light ELks (that is, the positions of the plurality of target irradiation regions EA) is improved.
- the processing system SYSg may move at least one of the reflection mirrors 1123g-1 and 1125g-1. , The positions of the beam spots of a plurality of processed light ELks can be adjusted.
- the processing system SYSg is at least one of the reflection mirrors 1123g-2 and 1125g-1. By moving one of them, the positions of the beam spots of the plurality of processed light ELks can be adjusted.
- the processing system SYSg is at least one of the reflection mirrors 1123g-3 and 1125g-2. By moving one of them, the positions of the beam spots of the plurality of processed light ELks can be adjusted.
- the processing system SYSg is a reflection mirror of 1123g-3 and 1125g-3. By moving at least one of them, the positions of the beam spots of the plurality of processed light ELks can be adjusted.
- the reflective mirrors 1123 g-1, 1123 g-2, 1125 g-2 and 1125 g-3 are movable, a plurality of reflective mirrors 1123 g-3 and 1125 g-1 are not movable in all processes.
- the position of the beam spot of the processed light ELk can be adjusted.
- the processing system SYSg includes a single reflection mirror 1123g that functions as the reflection mirrors 1123g-1 to 1123g-3 instead of the reflection mirrors 1123g-1 to 1123g-3. Good.
- the machining system SYSg comprises a single reflective mirror 1125g that functions as reflective mirrors 1125g-1 to 1125g-3 instead of reflective mirrors 1125g-1 to 1125g-3. May be good.
- the processing system SYSg of the seventh embodiment may have a configuration requirement peculiar to at least one of the processing system SYSb of the second embodiment described above to the processing system SYSf of the sixth embodiment.
- the constituent requirements specific to the processing system SYSf of the sixth embodiment include the constituent requirements related to the strength adjusting device 117f.
- machining system SYS The processing system SYS of the eighth embodiment Subsequently, the machining system SYS of the eighth embodiment (hereinafter, the machining system SYS of the eighth embodiment will be referred to as "machining system SYS") will be described. Similar to the processing system SYSg of the seventh embodiment described above, the processing system SYS of the eighth embodiment is said to branch the light source light ELo into three or more processing light ELks using a single multi-beam optical system 112h. It is the same in terms of points. However, as shown in FIG.
- the multi-beam optical system 112h of the eighth embodiment is compared with the above-mentioned multi-beam optical system 112g. , The difference is that the wave plates 1126g-1 and 1126g-2 may not be provided.
- the other structure of the multi-beam optical system 112h of the eighth embodiment may be the same as the other structure of the multi-beam optical system 112g described above.
- the processing system SYSg of the seventh embodiment described above converts the emission light ELe emitted from the polarizing beam splitter 1121g into the incident light ELi incident on the polarizing beam splitter 1121g (furthermore, the converted incident light ELi is converted.
- the optical system returning to the polarized beam splitter 1121 g
- an optical system including a wavelength plate 1126 g-1 and a reflection prism 1127 g-1 and an optical system including a wavelength plate 1126 g-2 and a reflection prism 1127 g-2 are provided. ..
- the processing system SYS of the eighth embodiment includes a wave plate 1126g-1 as an optical system that converts the emission light ELe emitted from the polarizing beam splitter 1121g into the incident light ELi incident on the polarizing beam splitter 1121g. It is provided with an optical system including a reflecting prism 1127g-1 and an optical system including a reflecting prism 1127g-2 without including a wave plate 1126g-2.
- the transfer shaft AX7g-1 of the reflection prism 1127g-1 has an angle of 22.5 degrees with respect to the polarization plane of the emission light ELe incident on the reflection prism 1127g-1 from the polarizing beam splitter 1121g.
- the reflection prism 1127g-1 is aligned with respect to the polarizing beam splitter 1121g.
- the direction of the polarization plane of the emission light ELe is determined depending on the transmission polarization direction (or reflection polarization direction) AX1g of the polarization beam splitter 1121g. Therefore, as shown in FIG.
- the reflection prism 1127g-1 is positioned with respect to the polarization beam splitter 1121g so that the transfer axis AX7g-1 is at an angle of 22.5 degrees with respect to the transmission polarization direction (or reflection polarization direction) AX1g of the polarization beam splitter 1121g. It may be combined.
- the emitted light ELe reflected by the reflecting prism 1127g-1 is circularly polarized light (or polarized light other than linearly polarized light or non-polarized light). It is converted into incident light ELi (polarized light).
- the transfer axis AX7g-2 of the reflection prism 1127g-2 is reflected so as to form an angle of 22.5 degrees with respect to the polarization plane of the emitted light ELe incident on the reflection prism 1127g-2 from the polarizing beam splitter 1121g.
- the prism 1127g-2 is aligned with respect to the polarizing beam splitter 1121g.
- the direction of the polarization plane of the emission light ELe is determined depending on the transmission polarization direction (reflection polarization direction) gAX1g of the polarization beam splitter 1121g. Therefore, as shown in FIG.
- the reflection prism 1127g-2 is positioned with respect to the polarizing beam splitter 1121g so that the transfer axis AX7g-2 is at an angle of 22.5 degrees with respect to the transmitted polarization orientation (or reflection polarization orientation) AX1g of the polarizing beam splitter 1121g. It may be matched. As a result, the emission light ELe reflected by such a reflection prism 1127g-2 is converted into incident light ELi which becomes circularly polarized light (or polarized light other than linearly polarized light or unpolarized light).
- Such a processing system SYS of the eighth embodiment can enjoy the same effect as the effect that can be enjoyed by the processing system SYSg of the seventh embodiment. Further, since the wave plates 1126g-1 and 1126g-2 are not required, the processing system SYS can be miniaturized.
- machining system SYSi (9) Processing system SYSSi of the ninth embodiment Subsequently, the machining system SYS of the ninth embodiment (hereinafter, the machining system SYS of the ninth embodiment will be referred to as "machining system SYSi") will be described.
- the processing system SYSi of the ninth embodiment may have the same structure as the processing system SYSa described above. Further, the processing system SYSi of the ninth embodiment has a scanning operation in which a plurality of processing optical ELks scan the coating film SF along either the X-axis or the Y-axis, and coating, similarly to the processing system SYSa described above.
- a riblet structure is formed by alternately repeating a step operation of moving a plurality of target irradiation regions EA on the membrane SF by a predetermined amount along one of the X-axis and the Y-axis.
- the processing system SYSi of the ninth embodiment is different from the processing system SYSa described above in the following points.
- the stretching direction of the concave structure CP1 constituting the riblet structure and the direction in which a plurality of processing light ELks scan the coating film SF by the scanning operation (Hereafter referred to as "scan direction"). That is, the processing system SYSi makes the stretching direction of the concave structure CP1 parallel to the scanning direction. In other words, the processing system SYSi sets the angle formed by the stretching direction and the scanning direction of the concave structure CP1 to zero degree.
- the processing system SYSi (particularly, the control device 2) further determines the scanning direction based on the characteristics of the galvano mirror 113 (that is, the characteristics of the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y). Specifically, for example, the processing system SYSi determines one of the X-axis direction and the Y-axis direction selected based on the characteristics of the galvano mirror 113 as the scanning direction. In this case, the processing system SYSi scans a plurality of processing light ELks on the coating film SF along one direction determined among the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y during the scanning operation. A plurality of processed light ELks are deflected by one of the mirrors that can be made to.
- the processing system SYSi deflects a plurality of processing light ELks with the X scanning mirror 113X during the scanning operation, and along the X-axis.
- a plurality of processed light ELks are scanned on the coating film SF.
- the machining system SYSi deflects a plurality of machining light ELks with the Y scanning mirror 113Y during the scanning operation, and along the Y-axis.
- a plurality of processed light ELks are scanned on the coating film SF.
- the characteristics of the galvano mirror 113 may include the masses of the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y.
- the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y rotate (or swing) at a relatively high speed in order to deflect the processing light ELk.
- the mirror that deflects the processing light ELk during the period during which the scanning operation is performed rotates at a higher speed than the mirror that polarizes the processing light ELk during the period during which the step operation is performed.
- the processing system SYS may determine the direction in which the lighter mass of the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y scans the processing light ELk as the scanning direction.
- the processing system SYSi may determine the X-axis direction as the scanning direction.
- the processing system SYSi when the Y scanning mirror 113Y is lighter than the X scanning mirror 113X, the Y axis direction may be determined as the scanning direction.
- the characteristics of the galvano mirror 113 may include the sizes of the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y. Specifically, in general, it is easier to rotate a relatively small mirror at high speed than to rotate a relatively large mirror at high speed. Therefore, the processing system SYS may determine the direction in which the smaller mirror of the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y scans the processing light ELk as the scanning direction. That is, when the X scanning mirror 113X is smaller than the Y scanning mirror 113Y, the processing system SYS may determine the X-axis direction as the scanning direction.
- the Y scanning mirror 113Y when the Y scanning mirror 113Y is smaller than the X scanning mirror 113X, the Y axis direction may be determined as the scanning direction.
- the processed light ELk from the multi-beam optical system 112 is reflected by the Y scanning mirror 113Y and then reflected by the X scanning mirror 113X. That is, the Y scanning mirror 113Y reflects the processed light ELk (that is, the processed light ELk propagating in a relatively narrow range) whose optical path from the multi-beam optical system 112 does not change, while the X scanning mirror 113X reflects Y.
- the processed light ELk that is, the processed light ELk that propagates in a relatively wide range
- the X scanning mirror 113X is usually more likely to be larger than the Y scanning mirror 113Y.
- the characteristics of the galvano mirror 113 may include the magnitude of the moment (that is, the force) required to rotate the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y. Specifically, it is easier to rotate a mirror with a relatively small moment to rotate at high speed than to rotate a mirror with a relatively large moment to rotate at high speed. Is. Therefore, the processing system SYSi may determine the direction in which the mirror having the smaller moment required for rotation of the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y scans the processing light ELk as the scanning direction.
- the machining system SYSi determines the X-axis direction as the scanning direction. You may.
- the processing system SYSi when the moment required to rotate the Y scanning mirror 113Y is smaller than the moment required to rotate the X scanning mirror 113X, the Y axis direction is set as the scanning direction. You may decide.
- the mass of the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y may be one factor that affects the moment required to rotate the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y. Therefore, the operation of determining the scanning direction based on the masses of the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y determines the scanning direction based on the moment required to rotate the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y. It can be said that it is a concrete example of the operation.
- the size of the X-scanning mirror 113X and the Y-scanning mirror 113Y may be one factor that affects the moment required to rotate the X-scanning mirror 113X and the Y-scanning mirror 113Y. Therefore, the operation of determining the scanning direction based on the sizes of the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y determines the scanning direction based on the moment required to rotate the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y. It can be said that it is a concrete example of the operation to perform.
- the scan direction intersects the step direction (typically orthogonal) as described above. Therefore, once the scan direction is determined, the step direction is also substantially determined. Therefore, it can be said that the operation of determining the scanning direction based on the characteristics of the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y is equivalent to the operation of determining the step direction based on the characteristics of the X scanning mirror 113X and the Y scanning mirror 113Y. ..
- the processing system SYSi determines (or sets) the scanning direction and tries to form the determined scanning direction prior to processing the processing object S (that is, forming the concave structure CP1).
- the machining apparatus 1 may be aligned with the machining object S so that the stretching direction of the concave structure CP1 is aligned with the stretching direction.
- the processing system SYSi first determines the scanning direction. If the characteristics of the galvano mirror 113 are unlikely to change with the passage of time, the scanning direction may be determined in advance.
- the machining system SYSi is a riblet to be formed in the machining object S (specifically, the machining shot region SA described above) from the riblet information regarding the characteristics of the riblet structure optimized based on the simulation model described above.
- the stretching direction of the structure (that is, the stretching direction of the concave structure CP1) is specified.
- the processing system SYSi sets the processing apparatus 1 (particularly, the processing light ELk) with respect to the processing object S so that the determined scanning direction and the extending direction of the specified concave structure CP1 are aligned (parallel).
- the light irradiation device 11) that irradiates the object to be processed S is aligned.
- the processing device 1 may be aligned with the processing object S by moving the light irradiation device 11 by the drive system 12.
- the processing device 1 may be aligned with the processing object S by moving the support device 14 in which the drive system 15 supports the light irradiation device 11.
- the processing system SYSi rotates the light irradiation device 11 around an axis (specifically, around the Z axis) intersecting the coating film SF, so that the scanning direction and the extending direction of the concave structure CP1 specified are
- the machining apparatus 1 may be aligned with the machining object S so as to be aligned (parallel).
- FIG. 43A shows the movement loci of the plurality of target irradiation regions EA on the coating film SF when the Y-axis direction is determined (set) in the scanning direction (that is, the scanning loci of the plurality of processed light ELks). ) Is shown.
- the processing system SYSi forms a concave structure CP1 extending along the Y axis, thereby forming a concave structure CP1 extending in a desired direction on the processing object S. To form.
- FIG. 43 (c) shows the movement loci of the plurality of target irradiation regions EA on the coating film SF when the X-axis direction is determined (set) in the scanning direction. In this case, as shown in FIG.
- the processing system SYSi forms a concave structure CP1 extending along the X axis, thereby forming a concave structure CP1 extending in a desired direction on the processing object S.
- the processing apparatus 1 forms the concave structure CP1 extending along the X axis to form the concave structure CP1 extending in a desired direction on the processing object S. As such, it is aligned with respect to the workpiece S.
- the angle formed by the axis along the scanning direction and the axis along the stretching direction of the concave structure CP1 is the axis along the step direction. It becomes smaller than the angle formed by the axis along the stretching direction of the concave structure CP1.
- the machining apparatus 1 is aligned with the machining object S so that the angle formed by the shaft along the scanning direction and the shaft along the stretching direction of the concave structure CP1 becomes zero degree.
- the machining apparatus 1 may not be aligned with the machining object S until the angle formed by the shaft along the scanning direction and the shaft along the stretching direction of the concave structure CP1 is necessarily zero degree. ..
- the angle formed by the axis along the scanning direction and the axis along the extending direction of the concave structure CP1 is considered to be substantially zero degrees (that is, the scanning direction and the concave structure CP1 are substantially parallel).
- the machining apparatus 1 may be aligned with the machining object S to the extent that it can be regarded as).
- the angle formed by the axis along the scanning direction and the axis along the extending direction of the concave structure CP1 is smaller than the angle formed by the axis along the step direction and the axis along the extending direction of the concave structure CP1.
- the processing apparatus 1 may be aligned with respect to the object S to be processed.
- the processing system SYSi of the ninth embodiment can align the scanning direction with the stretching direction of the concave structure CP1. Therefore, the processing system SYSi can form the concave structure CP1 extending along the scanning direction if the light source light ELo is continuously emitted from the light source 110 during the scanning operation. That is, the processing system SYSi forms a concave structure CP1 extending along the scanning direction without controlling switching on / off of irradiation of the light source light ELo from the light source 110 during the scanning operation. be able to. Therefore, the processing system SYSi can relatively easily form the concave structure CP1 extending in a desired direction.
- the processing system SYSi of the ninth embodiment can determine the scanning direction based on the characteristics of the galvano mirror 113.
- the machining system SYSi forms the riblet structure without excessively increasing the load for rotating the galvano mirror 113 as compared with the case where the scanning direction is not determined based on the characteristics of the galvano mirror 113. Can be done.
- a plurality of processings are performed by moving the light irradiation device 11 (particularly, moving it with respect to the coating film SF) in addition to or instead of deflecting the processing light ELk by the galvano mirror 113.
- the optical ELk may be scanned on the surface of the coating film SF.
- each of the above-mentioned processing systems SYSa to SYSh also has a plurality of processing light ELks by moving the light irradiation device 11 in addition to or instead of deflecting the processing light ELk by the galvano mirror 113.
- the processed light ELk of the above may be scanned on the surface of the coating film SF.
- the processing system SYSi may control the drive system 12 to move the light irradiation device 11 relative to the coating film SF so that the processing light ELk scans the surface of the coating film SF. Good.
- the drive system 12 for moving the light irradiation device 11 in this way for example, as shown in FIG. 44, which is a cross-sectional view showing the structure of the drive system 12, the processing light ELk is transmitted on the processing object S along the X axis.
- the drive device 12X that moves the light irradiation device 11 along the X-axis direction so as to scan, and the light irradiation device 11 in the Y-axis direction so that the processing light ELk is scanned on the processing object S along the Y-axis. It may be provided with a drive device 12Y that moves along the line.
- the drive device 12X is connected to, for example, an X guide member 121X supported by the support member 133 and extending in the X-axis direction, an X mover 122X movable along the X guide member 121X, and an X mover 122X. It may be provided with an X stage 123X.
- the drive device 12Y includes, for example, a Y guide member 121Y supported by the X stage 123X and extending in the Y-axis direction, and a Y mover 122Y movable along the Y guide member 121Y and connected to the light irradiation device 11. And may be provided. According to such drive devices 12X and 12Y, when the X mover 122X moves along the X guide member 121X, the X stage 123X connected to the X mover 122X passes through the Y guide member 121Y and the Y mover 122Y. The light irradiation device 11 that supports the light irradiation device 11 moves along the X axis.
- the processing system SYSi may determine the scanning direction based on the characteristics of the driving device 12X and the driving device 12Y. For example, the processing system SYSi may move the drive 12X lighter than the drive 12Y, the drive 12X smaller than the drive 12Y, and / or the drive 12X (eg, the X movers 122X and X).
- the X-axis direction is determined to be the scanning direction. You may. For example, in the processing system SYSTEM, when the drive device 12Y is lighter than the drive device 12X, when the drive device 12Y is smaller than the drive device 12X, and / or, the force required to move the drive device 12Y is the drive device 12X. If it is less than the force required to move the, the Y-axis direction may be determined as the scan direction. In the example shown in FIG.
- the support member 133 may be a part of a structure of a hangar such as an aircraft, or may be attached to this structure.
- the processing system SYSi deflects the processing light ELk with the galvano mirror 113 in addition to deflecting the processing light ELk.
- a plurality of processing light ELks may be moved on the surface of the coating film SF.
- each of the above-mentioned processing systems SYSa to SYSh also has a plurality of processing objects S by moving the processing object S in addition to or instead of deflecting the processing light ELk with the galvano mirror 113.
- the processed light ELk of the above may be scanned on the surface of the coating film SF.
- the processing system SYSi includes a stage device 3 that can move while holding the object S to be processed, and the control device 2 controls the stage device 3 to process the surface of the coating film SF.
- the coating film SF may be moved relative to the light irradiation device 11 so that the light ELk scans.
- a stage device 3 is processed so as to scan the processing light ELk on the processing object S along the X axis, for example, as shown in FIG. 45 which is a sectional view showing the structure of the stage device 3.
- the stage device 3X that moves the object S so as to move along the X-axis direction, and the processing object S along the Y-axis direction so that the processing light ELk is scanned on the processing object S along the Y-axis. It may be provided with a stage device 3Y that can be moved so as to be moved.
- the stage device 3X includes, for example, an X guide member 31X supported by a support member 39 such as a surface plate and extending in the X-axis direction, an X mover 32X movable along the X guide member 31X, and an X mover. It may be provided with an X stage 33X connected to 32X.
- the stage device 3Y is connected to, for example, a Y guide member 31Y supported by the X stage 33X and extending in the Y-axis direction, a Y mover 32Y movable along the Y guide member 31Y, and a processing target. It may be provided with a Y stage 33Y capable of holding an object S. According to such stage devices 3X and 3Y, when the X mover 32X moves along the X guide member 31X, the Y guide member 31Y, Y mover 32Y and Y are formed by the X stage 33X connected to the X mover 32X. The workpiece S supported via the stage 33Y moves along the X axis.
- the processing system SYSi may determine the scanning direction based on the characteristics of the stage device 3X and the stage device 3Y. For example, the processing system SYSi may move the stage device 3X lighter than the stage device 3Y, the stage device 3X smaller than the stage device 3Y, and / or move the stage device 3X (eg, X movers 32X and X).
- the force required to move the stage 33X is less than the force required to move the stage device 3Y (eg, move the Y mover 32Y and the Y stage 33Y), scan the X-axis direction.
- the direction may be determined. For example, in the processing system SYSi, when the stage device 3Y is lighter than the stage device 3X, when the stage device 3Y is smaller than the stage device 3X, and / or the force required to move the stage device 3Y is required for the stage device 3X. If it is less than the force required to move the, the Y-axis direction may be determined as the scan direction. In the example shown in FIG.
- the stage device 3X moves the machining object S along the X axis via the stage device 3Y
- the stage device 3X needs to move the machining object S in order to move the machining object S. It is necessary to move the stage device 3Y as well.
- the stage device 3Y moves the machining object S along the Y axis without going through the stage device 3X
- the stage device 3Y moves the stage device 3X in order to move the machining object S. You do not have to let it. Therefore, in the example shown in FIG. 45, it is likely that the force required to move the stage device 3Y is usually smaller than the force required to move the stage device 3X. Even when the size of the work object S is large (for example, the size of the above-mentioned aircraft or the like), the work object S may be moved according to the example shown in FIG. 45.
- the galvano mirror 113, the drive system 12, and the stage device 3 are all devices for scanning the processing light ELk on the processing object S. That is, it can be said that the galvano mirror 113, the drive system 12, and the stage device 3 are all devices for moving the target irradiation region EA on the surface of the coating film SF. Therefore, it can be said that the processing system SYSi determines the scanning direction based on the characteristics of the movable device that moves (that is, physically moves) so as to scan the processing light ELk on the processing object S.
- the first movable device that moves so as to scan the machining light ELk on the machining object S along either the X-axis or the Y-axis is either the X-axis or the Y-axis.
- the second movable device that moves so as to scan the machining light ELk on the machining object S along the other is lighter, even if either the X-axis or the Y-axis is determined in the scanning direction. Good.
- the first movable device that moves so as to scan the machining light ELk on either the X-axis or the Y-axis along the X-axis or the Y-axis is on the other of the X-axis and the Y-axis.
- the second movable device that moves so as to scan the machining light ELk on the machining object S along the line is smaller, either the X-axis or the Y-axis may be determined in the scanning direction.
- the force required to move the first movable device that moves so as to scan the machining light ELk on the machining object S along either the X-axis or the Y-axis is the X-axis.
- the force is smaller than the force required to move the second movable device that is movable so as to scan the processing light ELk on the processing object S along either the other of the and Y-axis, the X-axis and the Y-axis Either one of the above may be determined in the scanning direction.
- any processing system that processes the processing object S to form a riblet structure may align the scanning direction with the concave structure CP1.
- any processing system that processes the processing object S to form a riblet structure determines the scanning direction based on the characteristics of the movable device that is movable so as to scan the processing light ELk on the processing object S. You may. That is, the processing system SYSi does not have to include the multi-beam optical system 112.
- the processing system SYSi may include a plurality of light sources 110 in order to irradiate the coating film SF with the plurality of processing light ELks.
- the processing system SYSi of the ninth embodiment may have a configuration requirement peculiar to at least one of the processing system SYSb of the second embodiment described above to the processing system SYS of the eighth embodiment.
- the constituent requirements specific to the processing system SYSg of the seventh embodiment include the constituent requirements for the multi-beam optical system 112 g.
- the constituent requirements specific to the processing system SYSg of the eighth embodiment include the constituent requirements for the multi-beam optical system 112h.
- machining system SYSj (10) Processing system SYSj of the tenth embodiment Subsequently, the machining system SYS of the tenth embodiment (hereinafter, the machining system SYS of the tenth embodiment will be referred to as "machining system SYSj") will be described.
- FIG. 46 is a perspective view showing the structure of the light irradiation device 11j according to the tenth embodiment.
- the light irradiation device 11j is different from the above-mentioned light irradiation device 11 in that it further includes a magnifying optical system 1181j.
- Other features of the optical system 112b may be the same as other features of the optical system 112.
- the magnifying optical system 1181j is arranged on the optical path of a plurality of processed optical ELks. Therefore, in the tenth embodiment, the processing system SYSj irradiates the coating film SF with a plurality of processing light ELks via the magnifying optical system 1181j.
- FIG. 46 shows an example in which the magnifying optical system 1181j is arranged on the optical path of a plurality of processed light ELks between the multi-beam optical system 112 and the galvano mirror 113.
- the magnifying optical system 1181j may be arranged at a position different from the position shown in FIG.
- the magnifying optical system 1181j differs in the characteristics of the processing light ELk irradiated to the coating film SF via the magnifying optical system 1181j from the characteristics of the processing light ELk irradiated to the coating film SF without passing through the magnifying optical system 1181j. It has the property of making things. More specifically, the magnifying optical system 1181j has the characteristics of the processed light ELk irradiated to the coating film SF via the magnifying optical system 1181j and the f ⁇ lens 114, while the f ⁇ lens 114 does not pass through the magnifying optical system 1181j. It has a characteristic that it is different from the characteristic of the processing light ELk that is irradiated to the coating film SF via the lens.
- the characteristics of the processing light ELk changed by the magnifying optical system 1181j are the processing light at the convergence position (that is, the focus position) BF (see FIGS. 47 (a) and 47 (b) described later) where the processing light ELk is most convergent. It may include the size of the beam cross section of the ELk.
- the beam cross section of the processing light ELk means a beam cross section of the processing light ELk on a surface intersecting the traveling direction of the processing light ELk (that is, a surface intersecting the optical axis of the optical system 112b).
- beam diameter ⁇ (FIG. 47 (a) described later) and (See FIG. 47 (b)) ”is used.
- the beam diameter ⁇ referred to here is the diameter of a region in which the intensity of the processing light ELk is equal to or higher than a predetermined threshold value in the surface intersecting the traveling direction of the processing light ELk (that is, the surface intersecting the optical axis of the optical system 112b). May mean.
- the magnifying optical system 1181j does not pass the beam diameter ⁇ at the convergence position BF of the processed light ELk irradiated to the coating film SF via the magnifying optical system 1181j and the f ⁇ lens 114 without passing through the magnifying optical system 1181j. It has a characteristic that it is different from the beam diameter ⁇ at the convergence position BF of the processing light ELk irradiated to the coating film SF via the f ⁇ lens 114.
- the beam diameter ⁇ at the convergence position BF of the processed light ELk irradiated to the coating film SF via the magnifying optical system 1181j and the f ⁇ lens 114 is referred to as “beam diameter ⁇ a”.
- the beam diameter ⁇ at the convergence position BF of the processed light ELk irradiated to the coating film SF through the f ⁇ lens 114 without passing through the magnifying optical system 1181j is referred to as “beam diameter ⁇ b”.
- the magnifying optical system 1181j has a characteristic that the beam diameter ⁇ a is made larger than the beam diameter ⁇ b. That is, the magnifying optical system 1181j determines the size of the beam cross section at the convergence position BF of the processed light ELk irradiated to the coating film SF via the magnifying optical system 1181j and the f ⁇ lens 114 without passing through the magnifying optical system 1181j. It has a characteristic that the size of the beam cross section at the convergence position BF of the processed light ELk irradiated to the coating film SF via the f ⁇ lens 114 is larger than the size of the beam cross section.
- FIG. 47 is a cross-sectional view which shows the cross section along the XZ plane of the processing light ELk irradiated to the coating film SF via the magnifying optical system 1181j in association with the cross section along the XY plane of the processing light ELk.
- the beam diameter ⁇ a has a first diameter ⁇ 1.
- FIG. 47 is a cross-sectional view showing a cross section along the XZ plane of the processing light ELk irradiated to the coating film SF without passing through the magnifying optical system 1181j in association with a cross section along the XY plane of the processing light ELk.
- the beam diameter ⁇ b is a second diameter ⁇ 2 smaller than the first diameter ⁇ 1. That is, the magnifying optical system 1181j can function as an optical system for widening the beam diameter ⁇ at the convergence position BF of the processed light ELk.
- the characteristics of the processed light ELk changed by the magnifying optical system 1181j include the rate of change of the beam diameter ⁇ of the processed light ELk in the vicinity of the convergence position BF (particularly, the rate of change in the direction along the traveling direction of the processed light ELk). May be good. That is, the characteristic of the processing light ELk changed by the magnifying optical system 1181j is the rate of change of the beam diameter ⁇ of the processing light ELk in the direction along the traveling direction of the processing light ELk in the region corresponding to the vicinity of the convergence position BF. It may be included.
- the region corresponding to the vicinity of the convergence position BF referred to here includes the optical system of the light irradiation device 11j (specifically, the focus lens 111, the multi-beam optical system 112, the galvano mirror 113, the f ⁇ lens 114, and the magnifying optical system 1181j. It may mean a region within the range of the depth of focus (DOF: Depth of Focus) of the including optical system). That is, the region corresponding to the vicinity of the convergence position BF means a region irradiated with the processing light ELk having an intensity distribution capable of processing the coating film SF when the coating film SF is arranged in the region. May be good.
- the magnifying optical system 1181j has a characteristic that the rate of change of the beam diameter ⁇ a is smaller than the rate of change of the beam diameter ⁇ b.
- the beam diameter ⁇ of the processed light ELk is the traveling direction of the processed light ELk from the convergence position BF (FIGS. 47 (a) and 47 (b). In the example shown in b), it changes so as to increase as the distance increases along the Z-axis direction). In this case, as shown in FIG.
- the rate of change (in other words, the difference) of the beam diameter ⁇ a at a position separated from the convergent position BF by a predetermined distance with respect to the beam diameter ⁇ a at the convergent position BF becomes relatively small.
- the rate of change (in other words, the difference) of the beam diameter ⁇ b at the same predetermined distance from the convergent position BF with respect to the beam diameter ⁇ b at the convergent position BF becomes relatively large. .. That is, the magnifying optical system 1181j can function as an optical system for reducing the rate of change of the beam diameter ⁇ in the vicinity of the convergence position BF.
- the processing system SYSj provided with such a magnifying optical system 1181j uses a processing light ELk having a wavelength capable of processing the coating film SF with a relatively fine fineness, and makes the coating film SF relatively coarse fineness. It has the technical effect that it can be processed with.
- FIGS. 48 (a) and 48 (b) the technical effects that can be enjoyed by the processing system SYSj of the tenth embodiment will be described with reference to FIGS. 48 (a) and 48 (b).
- the processing system of the comparative example not provided with the magnifying optical system 1181j uses the processing light ELk having a wavelength capable of processing the coating film SF with relatively fine fineness to obtain the coating film SF. It is sectional drawing which shows the state of processing with relatively coarse fineness.
- FIG. 48 (a) the processing system of the comparative example not provided with the magnifying optical system 1181j uses the processing light ELk having a wavelength capable of processing the coating film SF with relatively fine fineness to obtain the coating film SF.
- FIG. 48B shows that the processing system SYSj of the tenth embodiment including the magnifying optical system 1181j paints the coating film SF using the processing light ELk having a wavelength capable of processing the coating film SF with relatively fine fineness. It is sectional drawing which shows how the film SF is processed with relatively coarse fineness.
- the processing system of the comparative example not provided with the magnifying optical system 1181j irradiates the coating film SF with the processing light ELk without going through the magnifying optical system 1181j. Therefore, as shown in FIG. 25A, the beam diameter ⁇ (that is, the beam diameter ⁇ b) of the processed light ELk at the convergence position BF is a relatively small first diameter ⁇ 11.
- the focus lens 1121 adjusts the convergence position BF of the processed light ELk so that the convergence position BF is located on the surface (or its vicinity) of the coating film SF.
- the beam diameter ⁇ of the processed light ELk on the surface of the coating film SF is approximately the first diameter ⁇ 11.
- the coating film SF can be processed with finer fineness. Then, in this case, it is difficult for the processing system of the comparative example to form the concave structure CP1 having a relatively wide width by one irradiation of the processing light ELk (that is, one scanning operation). That is, the processing system of the comparative example has a concave structure having a relatively wide width by irradiation of one processing light ELk (that is, one scanning operation) having a relatively small beam diameter ⁇ on the surface of the coating film SF. It is difficult to form CP1.
- the processing system of the comparative example has a relatively narrow width in order to form one concave structure CP1 having a relatively wide width (that is, a concave structure CP1 having a relatively large arrangement pitch P1). It is necessary to form the plurality of concave structures CP1 having the same so as to partially overlap each other. That is, the processing system of the comparative example has a relatively wide width of a plurality of processing light ELks irradiated so as to simultaneously form a plurality of concave structure CP1s having a relatively narrow width. It needs to be used to form one concave structure CP1. As a result, the time required to process the coating film SF with relatively coarse fineness may become relatively long (that is, the throughput deteriorates).
- the drive system 12 is the light irradiation device so that the coating film SF is located at the position DF separated from the convergence position BF along the Z-axis direction as shown in FIG.
- the beam diameter ⁇ of the processed light ELk on the coating film SF has a second diameter ⁇ 12 suitable for forming a concave structure CP1 having a relatively wide width.
- the processing system of the comparative example has a concave shape having a relatively wide width by irradiation of one processing light ELk (that is, one scanning operation) having a relatively large beam diameter ⁇ on the surface of the coating film SF.
- the structure CP1 can be formed.
- the range of the depth of focus in which the concave structure CP1 having a relatively wide width can be formed becomes relatively narrow.
- the range of the depth of focus in which the concave structure CP1 having a relatively wide width can be formed is the relatively narrow first range DOF # 1. Be restricted.
- the rate of change of the beam diameter ⁇ of the processing light ELk (particularly, the rate of change in the direction along the traveling direction of the processing light ELk) in the vicinity of the convergent position BF and the position DF is relative. Because it is large. Specifically, when the rate of change of the beam diameter ⁇ of the processed light ELk is relatively large, the coating film SF moves only by a relatively small amount of movement in the direction away from the convergence position BF with the position DF as the base point. Therefore, the amount of energy transmitted from the processed light ELk to the coating film SF per unit time and / or per unit area is relatively greatly reduced.
- the coating film SF cannot be evaporated by the processing light ELk.
- the coating film SF is moved only by a relatively small amount of movement in the direction approaching the convergence position BF with the position DF as the base point.
- the beam diameter ⁇ of the processed light ELk on the surface of the film SF becomes relatively sharply reduced.
- the beam diameter ⁇ of the processed light ELk on the surface of the coating film SF becomes small until it becomes impossible to form the concave structure CP1 having a relatively wide width.
- the processing light ELk is irradiated to the coating film SF via the magnifying optical system 1181j. Therefore, as shown in FIG. 48 (b), the beam diameter ⁇ (that is, ⁇ a) at the convergence position BF of the processing light ELk irradiated by the processing system SYSj is the convergence of the processing light ELk irradiated by the processing system of the comparative example. It is larger than the beam diameter ⁇ at the position BF (that is, the first diameter ⁇ 11 shown in FIG. 48A).
- the beam diameter ⁇ at the convergence position BF of the processed light ELk is expanded to a diameter ⁇ 12 suitable for forming the concave structure CP1 having a relatively wide width.
- the characteristic of the magnifying optical system 1181j is to expand the beam diameter ⁇ at the convergence position BF of the processed light ELk to a diameter ⁇ 12 suitable for forming the concave structure CP1 having a relatively wide width. Is made to the desired property.
- the rate of change of the beam diameter ⁇ in the vicinity of the convergence position BF is determined by the processing system of the comparative example. It is smaller than the rate of change of the beam diameter ⁇ in the vicinity of the convergence position BF of the processed light ELk to be irradiated. Therefore, in the tenth embodiment, the range of the depth of focus in which the concave structure CP1 having a relatively wide width can be formed becomes wider as compared with the comparative example.
- the coating film SF moves from the convergence position BF to the direction away from the convergence position BF, the amount of energy transmitted from the processing light ELk to the coating film SF per unit time and / or per unit area is increased. It decreases only relatively slowly (that is, it does not decrease sharply). As a result, the possibility that the coating film SF cannot be evaporated by the processing light ELk is relatively small. Therefore, as shown in FIG. 48 (b), the range of the depth of focus in which the concave structure CP1 having a relatively wide width can be formed is wider than the first range DOF # 1 in the comparative example. It extends to the range of 2 DOF # 2.
- the processing system SYSj of the tenth embodiment processes the coating film SF with relatively coarse fineness by using the processing light ELk having a wavelength capable of processing the coating film SF with relatively fine fineness. can do. Furthermore, the processing system SYSj does not excessively narrow the range of depth of focus in which the concave structure CP1 having a relatively wide width can be formed. Therefore, the resistance to fluctuations in the relative positions of the coating film SF and the light irradiation device 11j in the Z-axis direction becomes stronger. That is, even if the relative positions of the coating film SF and the light irradiation device 11j in the Z-axis direction fluctuate, there is a high possibility that the processing system SYSj can appropriately process the coating film SF. Furthermore, the processing system SYSj can also enjoy the same effects as those that can be enjoyed by the processing system SYSa described above.
- the magnifying optical system 1181j may include a soft focus lens (that is, a soft focus lens).
- the soft focus lens is softer than the beam diameter ⁇ (that is, the beam diameter ⁇ b) at the convergence position BF of the processed light ELk via the optical system of the light irradiation device 11 that does not include the soft focus lens as the magnifying optical system 1181j.
- It is an optical element capable of magnifying the beam diameter ⁇ (that is, the beam diameter ⁇ a) at the convergence position BF of the processed light ELk via the optical system of the light irradiation device 11j including the focus lens as the magnifying optical system 1181j.
- the soft focus lens is an optical system of the light irradiation device 11j including the soft focus lens as the magnifying optical system 1181j as compared with the depth of focus of the optical system of the light irradiation device 11 which does not include the soft focus lens as the magnifying optical system 1181j.
- It is an optical element that can widen the depth of focus. As the depth of focus of the optical system of the light irradiation device 11 increases, the rate of change of the beam diameter ⁇ of the processed light ELk in the vicinity of the convergence position BF becomes smaller. Therefore, the soft focus lens is compared with the rate of change of the beam diameter ⁇ b. It can be said that this is an optical element capable of reducing the rate of change a of the beam diameter ⁇ . Therefore, the soft focus lens can function as a magnifying optical system 1181j.
- the soft focus lens includes, for example, a plurality of lenses.
- the soft focus lens imparts longitudinal aberration (typically spherical aberration) to the processed light ELk that passes through the plurality of lenses via the plurality of lenses.
- the soft focus lens changes the characteristic 2 of the processed light ELk in the above-described manner by imparting longitudinal aberration (typically, spherical aberration) to the processed light ELk.
- the soft focus lens is not limited to the one that imparts spherical aberration to the processed light ELk.
- the optical system 1181j may include an aberration-imparting optical element that imparts spherical aberration to the processed light ELk.
- the aberration-imparting optical element imparts rotationally symmetric aberration to the processed optical ELk with respect to the optical axis of the optical system 112b (particularly, the optical axis of the magnifying optical system 1181j) in addition to or changing the spherical aberration. You may.
- the aberration-imparting optical element imparts spherical aberration or aberration that is rotationally symmetric with respect to the optical axis of the optical system of the light irradiation device 11j (particularly, the optical axis of the magnifying optical system 1181j) to the processed light ELk.
- the characteristics of the processed optical ELk are changed in the above-described manner. Therefore, the characteristics of the aberration-imparting optical element (particularly, the characteristics relating to the addition of aberration to the processed light ELk) are the characteristics of the processed light ELk irradiated to the coating film SF via the magnifying optical system 1181j including the aberration-imparting optical element. It is set to a desired characteristic that can be different from the characteristic of the processed light ELk that is irradiated to the coating film SF without going through the magnifying optical system 1181j including the aberration-imparting optical element.
- the magnifying optical system 1181j may include a rough surface optical element in addition to or in place of at least one of the soft focus lens and the aberration-imparting optical element. ..
- the rough surface optical element may be an optical element in which at least a part of the surface is a rough surface.
- the rough surface optical element may be an optical element in which at least a part of the surface is a scattering surface capable of scattering light.
- the rough surface optical element may be an optical element in which minute irregularities are formed on the surface.
- at least one of frosted glass, frosted glass, opal glass and lemon skin plate can be mentioned.
- the lemon skin board is made by treating frosted glass with an acid to smooth the unevenness.
- the rough surface optical element substantially diffuses the processed light ELk incident on the rough surface optical element through the surface which is a rough surface, is a scattering surface, and / or has irregularities.
- the rough surface optical element changes the characteristics of the processed light ELk in the above-described manner by diffusing the processed light ELk. Therefore, the characteristics of the rough surface optical element (particularly, the characteristics related to the diffusion of the processed light ELk) are the characteristics of the processed light ELk irradiated to the coating film SF via the magnifying optical system 1181j including the rough surface optical element. It is set to a desired characteristic that can be different from the characteristic of the processing light ELk irradiated to the coating film SF without going through the magnifying optical system 1181j including the surface optical element.
- the magnifying optical system 1181j may include, in addition to or in place of at least one of the soft focus lens, the aberration-imparting optical element and the rough surface optical element, a diffuse optical element capable of diffusing the processed light ELk.
- a diffusion optical element include at least one of a diffusion plate, a milky white resin, and Japanese paper.
- the diffusing optical element changes the characteristics of the processed light ELk in the above-described manner by diffusing the processed light ELk. Therefore, the characteristics of the diffused optical element (particularly, the characteristics related to the diffusion of the processed light ELk) are the characteristics of the processed light ELk irradiated to the coating film SF via the magnifying optical system 1181j including the diffused optical element. It is set to a desired characteristic that can be different from the characteristic of the processing light ELk irradiated to the coating film SF without going through the magnifying optical system 1181j including the above.
- the processing system SYSj has a plurality of processing light ELks irradiated so as to simultaneously form a plurality of concave structure CP1s having a relatively narrow width, respectively, and one having a relatively wide width. It may be used to form the concave structure CP1 of.
- the multi-beam optical system 112 may superimpose a plurality of processed optical ELks.
- the multi-beam optical system 112 includes a plurality of processing light ELks (in the example shown in FIG. 49, processing is performed.
- Optical ELk # 1 to ELk # n) are superimposed.
- the processing light that can be regarded as one light by overlapping a plurality of processing light ELks.
- the beam diameter ⁇ at the convergence position BF of the processed light ELkj emitted by the multi-beam optical system 112 is larger than the beam diameter ⁇ at the convergent position BF of the processed light ELk emitted by the light source 110.
- the beam diameter ⁇ at the convergent position BF of the processed light ELk emitted by the light source 110 is the first diameter ⁇ 1 described above, while the converged position of the processed light ELkj emitted by the multi-beam optical system 112.
- the beam diameter ⁇ in the BF is the above-mentioned second diameter ⁇ 2, which is larger than the first diameter ⁇ 1.
- the light irradiation device 11j does not have to include the magnifying optical system 1181j.
- the magnifying optical system 1181j may include a synthetic optical element capable of superimposing a plurality of processed light ELks emitted by the multi-beam optical system 112. Further, when the multi-beam optical system 112 superimposes a plurality of processing light ELks to generate the processing light ELj, the magnifying optical system 1181j may be used in combination.
- the rate of change of the beam diameter ⁇ in the vicinity of the convergence position BF of the processing light ELj is the convergence position BF of the processing light ELk. It may not be smaller than the rate of change of the beam diameter ⁇ in the vicinity. Therefore, when the processing light ELj is generated by superimposing a plurality of processing light ELks, the light irradiation device 11j processes the rate of change of the beam diameter ⁇ in the vicinity of the convergence position BF of the processing light ELj.
- a rate of change adjusting optical element that can be made smaller than the rate of change of the beam diameter ⁇ in the vicinity of the convergence position BF of the optical ELk may be included.
- NA Numerical Aperture
- the NA adjustment optical element has a characteristic that the numerical aperture of the optical system including the NA adjustment optical element is smaller than the numerical aperture of the optical system not including the NA adjustment optical element.
- FIG. 50 it is a cross-sectional view which shows the processing light ELj which irradiates the coating film SF from an optical system including an NA adjustment optical element, and processing light ELj which irradiates a coating film SF from an optical system which does not include an NA adjustment optical element.
- the rate of change of the beam diameter ⁇ in the vicinity of the convergence position BF of the processed light ELj irradiated to the coating film SF from the optical system including the NA adjusting optical element is from the optical system not including the NA adjusting optical element. It is smaller than the rate of change of the beam diameter ⁇ in the vicinity of the convergence position BF of the processing light ELj irradiated to the coating film SF.
- the state in which the magnifying optical system 1181j is not located on the optical path of the processing light ELk is equivalent to the state in which the processing light ELk is irradiated to the coating film SF without passing through the magnifying optical system 1181j. Therefore, in the state of the magnifying optical system 1181j, the processing light ELk is irradiated to the coating film SF via the magnifying optical system 1181j, and the processing light ELk is irradiated to the coating film SF without passing through the magnifying optical system 1181j. It can be said that it can be switched between the two states.
- the light irradiation device 11j includes a drive system 1182j as shown in FIG. 51, which is a perspective view showing another example of the light irradiation device 11j in the tenth embodiment. May be good.
- the drive system 1182j moves the magnifying optical system 1181j under the control of the control device 2.
- the drive system 1182j moves the magnifying optical system 1181j along a direction intersecting the optical axis of the optical system included in the light irradiation device 11j (particularly, the optical axis of the magnifying optical system 1181j).
- the drive system 1182j is moved by moving the magnifying optical system 1181j located on the optical path of the processing light ELk until the magnifying optical system 1181j is no longer located on the optical path of the processing light ELk.
- the drive system 1182j is moved so that the magnifying optical system 1181j, which is not located on the optical path of the processing light ELk, is moved until the magnifying optical system 1181j is located on the optical path of the processing light ELk. That is, the magnifying optical system 1181j may be inserted into and removed from the optical path of the processing light ELk by the drive system 1182j.
- the state of the processing system SYSj changes the first state in which the coating film SF is irradiated with the processing light ELk via the magnifying optical system 1181j and the magnifying optical system 1181j.
- the processing light ELk can be switched between the second state in which the coating film SF is irradiated without intervention.
- the processing system SYSj in the first state can process the coating film SF using the processing light ELk (see FIG. 48A) having a relatively large beam diameter ⁇ in the vicinity of the convergence position BF. That is, the processing system SYSj in the first state can process the coating film SF with a relatively coarse fineness.
- the processing system SYSj in the second state can process the coating film SF using the processing light ELk (see FIG. 48 (b)) having a relatively small beam diameter ⁇ in the vicinity of the convergence position BF. .. That is, the processing system SYSj in the second state can process the coating film SF with relatively fine fineness.
- the control device 2 sets the state of the machining system SYSj (that is, the state of the magnifying optical system 1181j) based on the machining conditions of the machining object S including the conditions related to the fineness required for machining the machining object S. You may switch. That is, the control device 2 may switch the state of the processing system SYSj (that is, the state of the magnifying optical system 1181j) based on the processing conditions of the coating film SF or the coating film SF'. For example, when the machining condition of the machining object S is the first condition # 1b, the control device 2 uses magnifying optics so that the state of the machining system SYSj is either the first state or the second state. The state of system 1181j may be controlled.
- the states of the machining system SYSj are the first and second states.
- the state of the magnifying optical system 1181j may be controlled so as to be either one of the above.
- the state of the machining system SYSj is set to either the first state or the second state. Therefore, the state of the magnifying optical system 1181j may be controlled.
- the state of the machining system SYSj is the second.
- the state of the magnifying optical system 1181j may be controlled so as to be one of the first and second states.
- the state of the machining system SYSj when the fineness required for machining the machining object S is the first fineness # 21b, the state of the machining system SYSj is set to the first state.
- the state of the magnifying optical system 1181j may be controlled.
- the state of the machining system SYSj when the fineness required for machining the machining object S is the second fineness # 22b, which is finer than the first fineness # 21b, the state of the machining system SYSj is the second.
- the state of the magnifying optical system 1181j may be controlled so as to have two states.
- the control device 2 expands so that the state of the machining system SYSj becomes the second state.
- the state of the optical system 1181j may be controlled.
- the control device 2 when the fineness required for machining the machining object S is the second fineness # 32b, which is coarser than the first fineness # 31b, the state of the machining system SYSj is the second.
- the state of the magnifying optical system 1181j may be controlled so as to be in one state.
- the state of the processing system SYSj is first.
- the state of the magnifying optical system 1181j may be controlled so as to be in the state.
- the control device 2 has a concave structure CP1 and / or a second array pitch P2 smaller than the first array pitch P2 # 11b, which is smaller than the first array pitch P1 # 11b.
- the state of the magnifying optical system 1181j may be controlled so that the state of the processing system SYSj becomes the second state.
- the state of the processing system SYSj is changed.
- the state of the magnifying optical system 1181j may be controlled so as to be in the second state.
- the control device 2 has a concave structure CP1 of a second array pitch P1 # 22b that is larger than the first array pitch P1 # 21b and / or a second array pitch P2 that is larger than the first array pitch P2 # 21b.
- the state of the magnifying optical system 1181j may be controlled so that the state of the processing system SYSj becomes the second state.
- the state of the processing system SYSj is changed to the first state. Therefore, the state of the magnifying optical system 1181j may be controlled.
- the control device 2 has a concave structure CP1 having a width # 112b narrower than the first width # 111b and / or a convex structure having a second width # 212b narrower than the first width # 211b.
- the state of the magnifying optical system 1181j may be controlled so that the state of the processing system SYSj becomes the second state.
- the state of the processing system SYSj is second.
- the state of the magnifying optical system 1181j may be controlled so as to be in the state.
- the control device 2 has a concave structure CP1 having a width # 122b wider than the first width # 121b and / or a convex structure having a second width # 222b wider than the first width # 221b.
- the state of the magnifying optical system 1181j may be controlled so that the state of the processing system SYSj becomes the first state.
- the processing system SYSj capable of switching the state of the magnifying optical system 1181j in this way can process the coating film SF more appropriately as compared with the processing system in which the state of the magnifying optical system 1181j cannot be switched. Specifically, the processing system SYSj can appropriately process the coating film SF regardless of the degree of fineness required for processing the processing object S.
- the magnifying optical system 1181j may be an afocal optical system. Further, the magnification of the magnifying optical system 1181j (in the case of the afocal optical system, the angular magnification) may be changeable.
- the magnifying optical system 1181j may be a variable magnification optical system or a zoom optical system. The magnification of the magnifying optical system 1181j is not limited to the magnifying magnification, and may be the same magnification or the reduction magnification.
- any processing system for processing the object to be processed S to form a riblet structure may include the magnifying optical system 1181j.
- any processing system that processes the object to be processed S to form a riblet structure may include a drive system 1182j that moves the magnifying optical system 1181j. That is, the processing system SYSj does not have to include the multi-beam optical system 112.
- the processing system SYSj of the tenth embodiment may have a configuration requirement peculiar to at least one of the processing system SYSb of the second embodiment described above to the processing system SYSi of the ninth embodiment.
- the constituent requirements specific to the machining system SYSi of the ninth embodiment include the constituent requirements for determining the scanning direction.
- machining system SYSK Processing system SYSk of the eleventh embodiment Subsequently, the machining system SYS of the eleventh embodiment (hereinafter, the machining system SYS of the eleventh embodiment will be referred to as "machining system SYSK") will be described.
- the processing system SYSk of the eleventh embodiment may have the same structure as the processing system SYSa described above. Further, the processing system SYSk of the ninth embodiment has a scanning operation in which a plurality of processing light ELks scan the coating film SF along either the X-axis or the Y-axis, and coating, similarly to the processing system SYSa described above.
- a riblet structure is formed by alternately repeating a step operation of moving a plurality of target irradiation regions EA on the membrane SF by a predetermined amount along one of the X-axis and the Y-axis.
- the machining system SYSk of the eleventh embodiment is different from the above-mentioned machining system SYSa in the following points.
- the scanning direction of the processing light ELk by the scanning operation performed a plurality of times in the processing shot area SA (that is, the moving direction of the target irradiation area EA, the same applies hereinafter. )
- the scanning directions of the plurality of processing light ELks that scan each of the plurality of scanning areas SCA set in the processing shot area SA are the same as each other.
- the moving directions of the target irradiation area EA within the plurality of scan area SCA are the same as each other.
- the processing system SYSK of the eleventh embodiment may change the scanning direction of the processing light ELk by the scanning operation.
- the processing system SYSK may change the moving direction of the target irradiation region EA by the scanning operation. That is, the control device 2 may control the processing device 1 so as to change the scanning direction of the processing light ELk by the scanning operation during the period of processing the processing object S. The control device 2 may control the processing device 1 so as to change the moving direction of the target irradiation region EA by the scanning operation during the period of processing the processing object S. Since the moving direction of the target irradiation region EA and the scanning direction of the processed light ELk are the same, in the following description, unless otherwise specified, the description of the moving direction of the target irradiation region EA is based on the processing light ELk. It may be treated as an explanation regarding the scanning direction of.
- the processing system SYSK moves the target irradiation region EA in one direction (for example, from the ⁇ Y side to the + Y side) on the surface of the coating film SF as a scanning operation. , Hereinafter referred to as “+ Y direction”), and a scanning operation (hereinafter referred to as “scanning operation (+ Y)”) of irradiating the target irradiation region EA with the processing light ELk at a desired timing, and the coating film SF.
- a scanning operation (hereinafter referred to as “scanning operation ( ⁇ Y)”) of irradiating the target irradiation region EA with the processing light ELk at a desired timing is performed.
- the processing apparatus 1 performs the scanning operation (+ Y) and the scanning operation ( ⁇ Y) at least once during the period of processing the object S to be processed.
- the moving direction of the target irradiation area EA in one of the plurality of scan area SCA is different from the moving direction of the target irradiation area EA in the other scan area SCA. Therefore, the moving direction of the target irradiation region EA may be changed.
- the machining system SYSK performs either a scan operation (+ Y) or a scan operation (-Y) on one scan area SCA, then performs a step operation, and then performs another scan. Either the scan operation (+ Y) or the scan operation ( ⁇ Y) is performed on the region SCA.
- FIG. 52 which is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation area EA
- the processing system SYSK performs a scanning operation (+ Y) on the scanning area SCA # 1.
- the target irradiation region EA moves in the scan region SCA # 1 along the Y-axis direction and from the ⁇ Y side to the + Y side.
- the -Y side end of the scan area SCA # 1 is the scan start position SC_start # 1 of the scan area SCA # 1
- the + Y side end of the scan area SCA # 1 is the scan area SCA # 1.
- the scan end position is SC_end # 1.
- the processing system SYSK irradiates the processing light ELk at a desired timing during the period in which the target irradiation area EA moves within the scan area SCA # 1. After that, the processing system SYSK performs a step operation in order to perform a scan operation on the scan area SCA # 2 adjacent to the scan area SCA # 1 along the X-axis direction. That is, the processing system SYSK performs a step operation so that the target irradiation area EA moves from the scan end position SC_end # 1 of the scan area SCA # 1 to the scan start position SC_start # 2 of the scan area SCA # 2.
- the processing system SYSK performs a scanning operation ( ⁇ Y) on the scanning area SCA # 2.
- the target irradiation region EA moves in the scan region SCA # 2 along the Y-axis direction and from the + Y side to the ⁇ Y side.
- the end of the scan area SCA # 2 on the ⁇ Y side becomes the scan end position SC_end # 2 of the scan area SCA # 2.
- the processing apparatus 1 irradiates the processing light ELk at a desired timing during the period in which the target irradiation area EA moves in the scan area SCA # 2.
- the distance from the + Y side end of the scan area SCA # 1 which is the scan end position SC_end # 1 to the + Y side end of the scan area SCA # 2 which is the scan start position SC_start # 2 is , From the + Y side end of the scan area SCA # 1 to the + Y side end of the scan area SCA # 2 (that is, the position becomes the scan start position SC_start # 2 when the moving direction of the target irradiation area EA is not changed. , See FIG. 11). Therefore, in the example shown in FIG.
- the movement amount of the target irradiation area EA due to the step operation when the movement direction of the target irradiation area EA is changed depends on the step operation when the movement direction of the target irradiation area EA is not changed. It is less than the movement amount of the target irradiation area EA (see FIG. 11). As a result, the load on the galvano mirror 113 that operates to move the target irradiation region EA is reduced.
- the processing system SYSK performs both a scanning operation (+ Y) and a scanning operation ( ⁇ Y) on one scan area SCA.
- both the scan operation (+ Y) and the scan operation (-Y) are performed for one scan region SCA.
- a plurality of processing area FAs which are areas in which the processing light ELk is actually scheduled to be irradiated in each scanning operation, are set in one scan area SCA.
- the machining areas FA # 1 and FA # 2 are set in one scan area SCA.
- the machining system SYSK performs either a scanning operation (+ Y) or a scanning operation ( ⁇ Y) on the machining area FA # 1 and scans the machining area FA # 2 (+ Y). ) And the scanning operation (-Y), whichever is the other.
- a scanning operation (+ Y) is performed on the machining area FA # 1
- the end portion of the machining area FA # 1 on the ⁇ Y side becomes the machining start position F_start # 1 of the machining area FA # 1
- the machining is performed.
- the + Y side end of the area FA # 1 becomes the processing end position F_end # 1 of the processing area FA # 1.
- the target irradiation region EA moves in the processing region FA # 1 along the Y-axis direction and from the ⁇ Y side to the + Y side.
- the processing system SYSK irradiates the processing light ELk at a desired timing during the period in which the target irradiation region EA moves in the processing region FA # 1.
- the machining system SYSK performs a scanning operation ( ⁇ Y) on the machining area FA # 2 different from the machining area FA # 1.
- the + Y side end of the machining area FA # 2 is the machining start position F_start # 2 of the machining area FA # 2
- the ⁇ Y side end of the machining area FA # 2 is the machining of the machining area FA # 2.
- the end position is F_end # 2. Therefore, the machining system SYSK uses the galvano mirror 113 to move the target irradiation region EA from the machining end position F_end # 1 in the machining region FA # 1 to the machining start position F_start # 2 in the machining region FA # 2. In addition, it is moved along the Y-axis direction from the ⁇ Y side toward the + Y side. In FIG. 53, for convenience of explanation, the movement locus of the target movement area EA is drawn as if the target irradiation area EA is moving not only in the Y-axis direction but also in the X-axis direction. The target movement region EA does not have to move along the X-axis direction.
- the processing system SYSK does not irradiate the processing light ELk.
- the operation of moving the target irradiation region EA along the Y-axis direction without irradiating the processing light ELk is not a step operation because it is not an operation of moving the target irradiation region EA along at least the X-axis direction. .. In the eleventh embodiment, this operation is referred to as a "scan operation (non-irradiation)" for convenience of explanation. Therefore, in the example shown in FIG. 53, it can be said that the processing system SYSK performs a scanning operation, then performs a scanning operation (non-irradiation) without performing a step operation, and then performs a scanning operation.
- the processing system SYSK performs the scanning operation, the scanning operation (non-irradiation) is performed without performing the step operation, and then the scanning operation is performed again.
- the machining system SYSK performs a scanning operation ( ⁇ Y) on the machining area FA # 2.
- ⁇ Y scanning operation
- the target irradiation region EA moves in the processing region FA # 2 along the Y-axis direction and from the + Y side to the ⁇ Y side.
- the processing system SYSK irradiates the processing light ELk at a desired timing during the period in which the target irradiation area EA moves in the processing area FA # 2.
- the processing system SYSK repeats the same operation.
- the processing system SYSK performs the scanning operation (+ Y) and the scanning operation ( ⁇ Y) at least once in the same scan area SCA.
- either one of the scan operation (+ Y) and the scan operation (-Y) is performed on one scan area SCA (that is, either the scan operation (+ Y) or the scan operation (-Y)) is performed.
- a plurality of processing region FAs which are regions in which the processing light ELk is actually irradiated in each scanning operation, may be set in one scan region SCA.
- the processing system SYSK irradiates the processing light ELk at a desired timing during the period in which the target irradiation area EA moves in the scan area SCA.
- the processing system SYSK irradiates the processing light ELk at the timing when the target irradiation area EA overlaps the area to be actually irradiated with the processing light ELk in the scan area SCA, while actually irradiating the processing light ELk in the scan area SCA.
- the processing light ELk is not irradiated at the timing when the target irradiation region EA does not overlap with the region to be irradiated.
- the region of the scan region SCA that should be actually irradiated with the processing light ELk substantially corresponds to the processing region FA. Therefore, as shown in FIG.
- FIG. 54 which is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region EA, either the scan operation (+ Y) or the scan operation ( ⁇ Y) is performed with respect to one scan region SCA. Even when the above is performed, a plurality of processing area FAs may be set in one scan area SCA. However, in this case, the moving direction of the target moving area EA is the same in each processing area FA.
- the flow of the scanning operation shown in FIG. 54 may be the same as the flow of the scanning operation shown in FIG. 53, except that the moving direction of the target moving area EA is the same in each processing area FA.
- the control device 2 may set the moving direction of the target irradiation area EA in each scan area SCA so as to satisfy a predetermined criterion. Specifically, the control device 2 may set the moving direction of the target irradiation region EA in each scan region SCA to one or both of the + Y direction and the ⁇ Y direction that satisfy a predetermined criterion. .. In this case, the processing system SYSK performs a scanning operation of one or both of the scanning operation (+ Y) and the scanning operation ( ⁇ Y) in each scan area SCA.
- the control device 2 performs a scanning operation for each scanning area SCA as compared with the case where the moving directions of the target irradiation area EA in the plurality of scanning area SCA are all the same (see FIG. 11 described above).
- the movement direction of the target irradiation area EA in each scan area SCA may be set so as to satisfy the step movement amount criterion that the movement amount of the target irradiation area EA due to the step operation performed in 1st step is reduced.
- the control device 2 performs a step operation for performing a scan operation for each scan area SCA as compared with a case where the movement direction of the target irradiation area EA is not set so as to satisfy the step movement amount reference.
- the moving direction of the target irradiation area EA in each scan area SCA may be set so as to satisfy the step movement amount criterion that the movement amount of the target irradiation area EA is reduced.
- the control device 2 satisfies each scan area SCA so as to satisfy the step movement amount criterion that the movement amount of the target irradiation area EA due to the step operation performed to perform the scan operation for each scan area SCA is minimized.
- the moving direction of the target irradiation region EA in the above may be set.
- the control device 2 is performed to perform a scan operation on each scan area SCA as compared with the case where the moving directions of the target irradiation area EA in the plurality of scan area SCA are all the same.
- the movement direction of the target irradiation area EA in each scan area SCA may be set so as to satisfy the step movement time reference that the time required for the operation is shortened.
- the control device 2 performs a step operation for performing a scan operation for each scan area SCA as compared with a case where the movement direction of the target irradiation area EA is not set so as to satisfy the step movement time reference.
- the movement direction of the target irradiation area EA in each scan area SCA may be set so as to satisfy the step movement amount criterion that the time required for the process is shortened.
- the control device 2 satisfies the target irradiation area EA in each scan area SCA so as to satisfy the step movement time reference that the time required for the step operation performed to perform the scan operation for each scan area SCA is the shortest. You may set the moving direction of.
- the control device 2 moves the target irradiation area EA by the scanning operation performed on each scan area SCA as compared with the case where the movement directions of the target irradiation area EA in the plurality of scan area SCA are all the same.
- the movement direction of the target irradiation region EA in each scan region SCA may be set so as to satisfy the scan movement amount criterion of reducing the number of scan regions.
- the control device 2 sets the target irradiation area EA by the scan operation performed on each scan area SCA as compared with the case where the movement direction of the target irradiation area EA is not set so as to satisfy the scan movement amount reference.
- the movement direction of the target irradiation area EA in each scan area SCA may be set so as to satisfy the scan movement amount criterion that the movement amount is small.
- the control device 2 sets the target irradiation area EA in each scan area SCA so as to satisfy the scan movement amount criterion that the movement amount of the target irradiation area EA due to the scan operation performed on each scan area SCA is minimized.
- the movement direction may be set.
- the control device 2 takes time to perform a scan operation for each scan area SCA as compared with the case where the moving directions of the target irradiation area EA in the plurality of scan area SCA are all the same.
- the movement direction of the target irradiation area EA in each scan area SCA may be set so as to satisfy the scan movement time reference of shortening.
- the control device 2 takes less time for the scanning operation performed for each scanning area SCA than when the moving direction of the target irradiation area EA is not set so as to satisfy the scanning moving time reference.
- the movement direction of the target irradiation area EA in each scan area SCA may be set so as to satisfy the scan movement time reference.
- the control device 2 sets the movement direction of the target irradiation area EA in each scan area SCA so as to satisfy the scan movement time reference that the time required to perform the scan operation for each scan area SCA is the shortest. You may.
- the target irradiation area by the scanning operation (non-irradiation) performed on each scan area SCA is compared with the case where the moving directions of the target irradiation area EA in the plurality of scan area SCA are all the same.
- the movement direction of the target irradiation area EA in each scan area SCA may be set so as to satisfy the scan movement amount standard (non-irradiation) that the movement amount of the EA is small.
- the control device 2 performs a scan operation (non-irradiation) for each scan area SCA as compared with a case where the movement direction of the target irradiation area EA is not set so as to satisfy the scan movement amount reference (non-irradiation).
- the movement direction of the target irradiation region EA in each scan region SCA may be set so as to satisfy the scan movement amount standard (non-irradiation) that the movement amount of the target irradiation region EA due to irradiation) is reduced.
- control device 2 satisfies each scan so as to satisfy the scan movement amount reference (non-irradiation) that the movement amount of the target irradiation area EA due to the scan operation (non-irradiation) performed on each scan area SCA is minimized.
- the moving direction of the target irradiation region EA in the region SCA may be set.
- the control device 2 performs a scanning operation (non-irradiation) on each scanning area SCA as compared with the case where the moving directions of the target irradiation area EA in the plurality of scanning area SCA are all the same.
- the moving direction of the target irradiation area EA in each scan area SCA may be set so as to satisfy the scan movement time reference (non-irradiation) that the time required for the operation is shortened.
- the control device 2 performs a scan operation (non-irradiation) for each scan area SCA as compared with a case where the movement direction of the target irradiation area EA is not set so as to satisfy the scan movement time reference (non-irradiation).
- the moving direction of the target irradiation area EA in each scan area SCA may be set so as to satisfy the scan movement time reference (non-irradiation) that the time required for irradiation) is shortened.
- the control device 2 has a target in each scan area SCA so as to satisfy the scan movement time reference (non-irradiation) that the time required to perform the scan operation (non-irradiation) for each scan area SCA is the shortest.
- the moving direction of the irradiation region EA may be set.
- the control device 2 may set the moving direction of the target irradiation region EA in each scan region SCA at a desired timing. For example, the control device 2 may set the moving direction of the target irradiation region EA in each scan region SCA before starting the machining of the machining object S. For example, the control device 2 may set the moving direction of the target irradiation region EA in each scan region SCA after starting the machining of the machining object S. For example, the control device 2 may set the moving direction of the target irradiation region EA in each scan region SCA in the one machining shot region SA before starting the machining of the one machining shot region SA.
- control device 2 may set the moving direction of the target irradiation region EA in each scan region SCA in the one machining shot region SA after starting the machining of the one machining shot region SA.
- control device 2 may set the moving direction of the target irradiation region EA in each scan region SCA before starting the processing of each scan region SCA.
- the first reference control device 2 performs either a scan operation (+ Y) or a scan operation (-Y), and then performs a step operation, and then performs a scan operation (+ Y) and a scan operation (-Y).
- the moving direction of the target irradiation region EA may be set so that the first criterion that the first reference operation of performing either one or the other of Y) and then performing the step operation is repeated is satisfied. That is, the control device 2 performs either a scan operation (+ Y) or a scan operation ( ⁇ Y) on one scan area SCA, then performs a step operation, and then performs a step operation on the other scan area SCA.
- the moving direction of the target irradiation region EA may be set so that the first criterion that the operation of performing either the scanning operation (+ Y) or the scanning operation ( ⁇ Y) is repeated is satisfied.
- FIG. 55 shows an example of the movement locus of the target irradiation area EA when the movement direction is set so as to satisfy the first criterion.
- the processing system SYSK first performs a scanning operation (+ Y) on the scanning area SCA # 1.
- the machining system SYSk performs a step operation and then performs a scan operation ( ⁇ Y) on the raw scan area SCA # 1 adjacent to the scan area SCA # 1 along the X-axis direction.
- the machining system SYSK performs a step operation and then performs a scan operation (+ Y) on the raw scan area SCA # 3 adjacent to the scan area SCA # 2 along the X-axis direction.
- the machining system SYSsk performs a step operation and then performs a scan operation ( ⁇ Y) on the unprocessed scan area SCA # 4 adjacent to the scan area SCA # 3 along the X-axis direction. After that, the machining system SYSk performs a step operation and then performs a scan operation (+ Y) on the unprocessed scan area SCA # 5 adjacent to the scan area SCA # 4 along the X-axis direction. After that, the machining system SYSK performs a step operation and then performs a scan operation ( ⁇ Y) on the unprocessed scan area SCA # 6 adjacent to the scan area SCA # 5 along the X-axis direction.
- the moving direction of the target irradiation area EA in the plurality of scan areas SCA is the same as that of the case where the moving directions of the target irradiation area EA are all the same.
- the amount of movement in the step operation is reduced. The reason is that, as already described with reference to FIG. 53, the goal is to meet the first criterion with respect to the distance between the scan end position SC_end in one scan area SCA and the scan start position SC_start in one scan area SCA.
- the first standard is an example of each of the step movement amount standard and the step movement time standard.
- the first standard is an example of a standard capable of minimizing the amount of movement of the target irradiation area EA due to the step operation performed to perform the scan operation for each scan area SCA. That is, the first reference is to set the moving direction of the target irradiation area EA in each scan area SCA to the target by the step operation performed to perform the scan operation for each scan area SCA in the + Y direction and the ⁇ Y direction. It can be said that this is an example of a standard of setting the irradiation region EA in one of the directions in which the amount of movement can be reduced. For example, when the moving direction of the target irradiation area EA in the scan area SCA # 2 is the ⁇ Y direction (FIG.
- the moving direction of the eye target irradiation area EA in the scan area SCA # 2 is the + Y direction.
- the amount of movement of the target irradiation area EA due to the step operation performed to perform the scan operation on the scan area SCA # 2 is smaller than that (see FIG. 11). Therefore, the control device 2 sets the moving direction of the target irradiation region EA in the scan region SCA # 2 in the ⁇ Y direction instead of the + Y direction.
- Second Reference Control Device 2 has a second reference that both the scanning operation (+ Y) and the scanning operation (-Y) are performed at least once during the period of processing each processing shot area SA.
- the moving direction of the target irradiation region EA may be set so as to satisfy.
- FIG. 56 shows an example of the movement locus of the target irradiation region EA when the movement direction is set so as to satisfy the second criterion.
- the processing system SYSK first performs a scanning operation (+ Y) on the scanning area SCA # 1.
- the machining system SYSsk performs a step operation and then performs a scan operation (+ Y) on the unprocessed scan area SCA # 1 adjacent to the scan area SCA # 1 along the X-axis direction. After that, the machining system SYSk performs a step operation and then performs a scan operation (+ Y) on the unprocessed scan area SCA # 3 adjacent to the scan area SCA # 2 along the X-axis direction. After that, the machining system SYSK performs a step operation and then performs a scan operation ( ⁇ Y) on the raw scan area SCA # 4 adjacent to the scan area SCA # 3 along the X-axis direction.
- the machining system SYSK performs a step operation and then performs a scan operation ( ⁇ Y) on the raw scan area SCA # 5 adjacent to the scan area SCA # 4 along the X-axis direction. After that, the machining system SYSk performs a step operation and then performs a scan operation ( ⁇ Y) on the unprocessed scan area SCA # 6 adjacent to the scan area SCA # 5 along the X-axis direction.
- the amount of movement in the step operation of the target irradiation area EA whose movement direction is set so as to satisfy the second criterion is also when the movement directions of the target irradiation area EA in the plurality of scan areas SCA are all the same. It becomes less than the amount of movement of the target irradiation area EA by the step operation. This is because at least one step operation (specifically, the step operation is performed at the timing when the moving direction of the target irradiation area EA is changed, and in the example shown in FIG. 56, the scanning operation for the scanning area SCA # 3 is performed.
- the movement amount of the target irradiation area EA in the step operation is the same in all the movement directions of the target irradiation area EA in the plurality of scan area SCA. This is because it is smaller than the amount of movement of the target irradiation region EA (see FIG. 11) due to the one-step operation performed in the case. Therefore, it can be said that the second standard is an example of each of the step movement amount standard and the step movement time standard.
- the control device 2 controls the target irradiation area in one processing area FA in one scan area SCA.
- the movement direction of the EA is the irradiation position of the processing light ELk (that is, the irradiation position of the processing light ELk at the time when the scanning operation for the other processing area FA in the other scanning area SCA in which the scanning operation is performed prior to the one scanning area SCA is completed. It may be set so as to satisfy the third criterion determined according to the positional relationship between the machining end position F_end) and one machining area FA.
- control device 2 sets the moving direction of the target irradiation area EA in one processing area FA in one scanning area SCA with respect to another processing area FA in another scanning area SCA adjacent to one scanning area SCA. It may be set so as to satisfy the third criterion determined according to the positional relationship between the irradiation position of the processing light ELk (that is, the processing end position F_end) at the time when the scanning operation is completed and the one processing area FA.
- the control device 2 sets the moving direction of the target irradiation region EA in one processing region FA to the processing end position F_end of the other processing region FA and the + Y side end and the ⁇ Y side end of the one processing region FA. It may be set so as to satisfy the third criterion determined according to the positional relationship with the unit.
- the third reference is that the scanning operation starts from the end of one processing area FA on the + Y side and the end on the -Y side, whichever is closer to the processing end position F_end of the other processing area FA. It may be a standard to be done.
- the third standard is the processing of the processing area FA where one end of the + Y side end and the -Y side end of one processing area FA near the processing end position F_end of the other processing area FA is one. It is set to the start position F_start, and the end farther from the machining end position F_end of the other machining area FA among the + Y side end and the -Y side end of one machining area FA is the one machining area FA. It may be a standard that the processing end position F_end is set.
- FIG. 57 is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region EA when the movement direction is set so as to satisfy the third criterion.
- FIG. 57 five scan areas SCA # 1 to scan areas SCA # 5 are set in the machining shot area SA, and the machining area FA # 1 to the machining area FA # are set in the scan area SCA # 1 to the scan area SCA # 5.
- An example in which 5 is set is shown.
- the processing system SYSK first performs a scanning operation on the scanning area SCA # 1.
- the machining system SYSK performs a scanning operation (+ Y) on the scanning area SCA # 1. That is, in the example shown in FIG.
- the end portion on the ⁇ Y side of the machining region FA # 1 is set at the machining start position F_start # 1 of the machining region FA # 1, and the end portion on the + Y side of the machining region FA # 1 is set. It is set at the machining end position F_end # 1 of the machining area FA # 1.
- the machining system SYSK performs a scan operation on the machining area FA # 2 in the scan area SCA # 2 adjacent to the scan area SCA # 1 along the X-axis direction.
- the moving direction of the target irradiation region EA in the scan region SCA # 2 (machining region FA # 2) is the processing light ELk at the time when the scanning operation for the scan region SCA # 1 (machining region FA # 1) is completed. It is preset so as to satisfy a third criterion determined according to the positional relationship between the irradiation position (that is, the processing end position F_end # 1) and the processing area FA # 2.
- the end on the + Y side of the machining area FA # 2 is closer to the machining end position F_end # 1 of the machining area FA # 1 than the end on the ⁇ Y side of the machining area FA # 2. Therefore, the + Y side end of the machining area FA # 2 is set at the machining start position F_start # 2 of the machining area FA # 2, and the ⁇ Y side end of the machining area FA # 2 is the machining area FA #. It is set to the machining end position F_end # 2 of 2. Therefore, the moving direction of the target irradiation region EA in the scan region SCA # 2 (processing region FA # 2) is set to the ⁇ Y direction. That is, the moving direction of the target irradiation region EA in the scan region SCA # 2 (machining region FA # 2) is set so that the scanning operation is started from the + Y side end of the machining region FA # 2.
- the machining system SYSk first performs a step operation so that the target irradiation region EA moves from the machining end position F_end # 1 of the machining region FA # 1 to the machining start position F_start # 2 of the machining region FA # 2. .. After that, the machining system SYSK performs a scanning operation ( ⁇ Y) on the machining area FA # 2.
- the machining system SYSsk performs a scan operation on the machining area FA # 3 in the scan area SCA # 3 adjacent to the scan area SCA # 2 along the X-axis direction.
- the end on the + Y side of the machining area FA # 3 is closer to the machining end position F_end # 2 of the machining area FA # 2 than the end on the ⁇ Y side of the machining area FA # 3. Therefore, the + Y side end of the machining area FA # 3 is set at the machining start position F_start # 3 of the machining area FA # 3, and the ⁇ Y side end of the machining area FA # 3 is the machining area FA #. It is set to the machining end position F_end # 3 of 3.
- the moving direction of the target irradiation area EA in the scan area SCA # 3 (processing area FA # 3) is set to the ⁇ Y direction. Therefore, the machining system SYSk first performs a step operation so that the target irradiation region EA moves from the machining end position F_end # 2 of the machining region FA # 2 to the machining start position F_start # 3 of the machining region FA # 3. .. After that, the machining system SYSK performs a scanning operation ( ⁇ Y) on the machining area FA # 3.
- the machining system SYSK performs a scanning operation on the machining area FA # 4 in the scan area SCA # 4 adjacent to the scan area SCA # 3 along the X-axis direction.
- the end of the machining area FA # 4 on the ⁇ Y side is closer to the machining end position F_end # 3 of the machining area FA # 3 than the end of the machining area FA # 4 on the + Y side. Therefore, the -Y side end of the machining area FA # 4 is set at the machining start position F_start # 4 of the machining area FA # 4, and the + Y side end of the machining area FA # 4 is the machining area FA #. It is set to the machining end position F_end # 4 of 4.
- the moving direction of the target irradiation area EA in the scan area SCA # 4 (processing area FA # 4) is set to the + Y direction. Therefore, the machining system SYSk first performs a step operation so that the target irradiation region EA moves from the machining end position F_end # 3 of the machining region FA # 3 to the machining start position F_start # 4 of the machining region FA # 4. .. After that, the machining system SYSK performs a scanning operation (+ Y) on the machining area FA # 4.
- the machining system SYSK scans the machining area FA # 5 in the scan area SCA # 5 adjacent to the scan area SCA # 4 along the X-axis direction.
- the end on the + Y side of the machining area FA # 5 is closer to the machining end position F_end # 4 of the machining area FA # 4 than the end on the ⁇ Y side of the machining area FA # 5. Therefore, the + Y side end of the machining area FA # 5 is set at the machining start position F_start # 5 of the machining area FA # 5, and the ⁇ Y side end of the machining area FA # 5 is the machining area FA #. It is set to the machining end position F_end # 5 of 5.
- the moving direction of the target irradiation area EA in the scan area SCA # 5 (processing area FA # 5) is set to the ⁇ Y direction. Therefore, the machining system SYSsk first performs a step operation so that the target irradiation region EA moves from the machining end position F_end # 4 of the machining region FA # 4 to the machining start position F_start # 5 of the machining region FA # 5. .. After that, the machining system SYSK performs a scanning operation ( ⁇ Y) on the machining area FA # 5.
- the amount of movement in the step operation of the target irradiation area EA whose movement direction is set so as to satisfy the third criterion is also when the movement directions of the target irradiation area EA in the plurality of scan areas SCA are all the same. It becomes less than the amount of movement of the target irradiation area EA by the step operation. Therefore, it can be said that the third standard is an example of each of the step movement amount standard and the step movement time standard.
- FIG. 58 shows the movement locus of the target irradiation region EA when the moving direction of the target irradiation region EA in the processing regions FA # 1 to FA # 5 shown in FIG. 57 is set so as to satisfy the first criterion. Shown. As can be seen from FIGS. 57 and 58, when the moving direction of the target irradiation region EA is set so as to satisfy the third criterion, the moving direction of the target irradiation region EA is set so as to satisfy the first criterion. There is a possibility that the movement amount and movement time of the target irradiation area EA due to the step operation will be shorter than in the case where the step operation is performed.
- each scan area SCA and the processing area FA in each scan area SCA match (that is, the entire scanning area SCA becomes the processing area FA), it is set to satisfy the third criterion.
- the moving direction of the target irradiation area EA can be the same as the moving direction of the target irradiation area EA set so as to satisfy the first criterion.
- the control device 2 scans the movement direction of each machining area FA immediately before. Processing light at the time of completion Scanning operations are performed in order from the processing area FA having the end closest to the irradiation position of ELk, and in each processing area FA, the processing light at the time when the immediately preceding scanning operation is completed. Satisfies the fourth criterion that the target irradiation region EA moves from the end closer to the ELk irradiation position to the end farther from the processing light ELk irradiation position when the immediately preceding scanning operation is completed. It may be set as.
- FIG. 59 is a plan view showing an example of the movement locus of the target irradiation region EA when the movement direction is set so as to satisfy the fourth criterion.
- FIG. 59 five scan areas SCA # 1 to scan areas SCA # 5 are set in the processing shot area SA, and processing areas FA # 1 to processing areas FA # 4 are set in the scanning area SCA # 1 to scan area SCA # 4.
- An example is shown in which each is set and three machining areas FA # 51 to FA # 53 are set in the scan area SCA # 5.
- the processing area FA # 1 to the processing area FA # 4 are the same as the processing areas FA # 1 to FA # 4 shown in FIG. 57. Therefore, the description of the scanning operation for the scanning areas SCA # 1 to SCA # 4 (machining areas FA # 1 to FA # 4) is the same as the scanning operation shown in FIG. 57, and thus the description thereof will be omitted.
- the machining system SYSk After the scanning operation for the scanning area SCA # 4 (machining area FA # 4) is completed, the machining system SYSk performs the scanning operation for the machining areas FA # 51 to FA # 53 in the scan area SCA # 5 in order.
- the end on the + Y side of the processing area FA # 53 is the processing end position F_end # of the processing area FA # 4, which is the irradiation position of the processing light ELk at the time when the immediately preceding scanning operation is completed, than the end of Close to 4.
- the moving direction of the target irradiation region EA in the machining region FA # 53 is the direction from the end closer to the machining end position F_end # 4 to the end farther from the machining end position F_end # 4.
- the + Y side end of the machining area FA # 53 is set at the machining start position F_start # 53 of the machining area FA # 53
- the ⁇ Y side end of the machining area FA # 53 is the machining area FA # 53.
- the machining system SYSk first performs a step operation so that the target irradiation region EA moves from the machining end position F_end # 4 of the machining region FA # 4 to the machining start position F_start # 53 of the machining region FA # 53. .. After that, the machining system SYSK performs a scanning operation ( ⁇ Y) on the machining area FA # 53.
- the processing system SYSK performs a scanning operation on the raw processing areas FA # 51 to FA # 52 in the scan area SCA # 5.
- the end on the ⁇ Y side and the end on the + Y side of the machining area FA # 51, and the end on the + Y side of the machining area FA # 52 from the end on the ⁇ Y side of the machining area FA # 52. Is closer to the processing end position F_end # 53 of the processing area FA # 53, which is the irradiation position of the processing light ELk at the time when the immediately preceding scanning operation is completed. Therefore, in the scan area SCA # 5, a scan operation is performed on the processing area FA # 52 next to the processing area FA # 53.
- the moving direction of the target irradiation region EA in the machining region FA # 52 is the direction from the end closer to the machining end position F_end # 53 to the end farther from the machining end position F_end # 53.
- the machining system SYSk first performs a step operation so that the target irradiation region EA moves from the machining end position F_end # 53 of the machining area FA # 53 to the machining start position F_start # 52 of the machining area FA # 52. .. After that, the machining system SYSK performs a scanning operation ( ⁇ Y) on the machining area FA # 52.
- the processing system SYSK performs a scanning operation on the unprocessed processing area FA # 51 in the scanning area SCA # 5.
- the moving direction of the target irradiation area EA in the processing area FA # 51 is the end closer to the processing end position F_end # 52 of the processing area FA # 52, which is the irradiation position of the processing light ELk at the time when the immediately preceding scanning operation is completed. It is preset so that the direction is from the portion toward the end portion farther from the machining end position F_end # 52.
- the + Y side end of the machining area FA # 51 is set at the machining start position F_start # 51 of the machining area FA # 51, and the ⁇ Y side end of the machining area FA # 51 is the machining area FA # 51. It is set to the processing end position F_end # 51 of. That is, the moving direction of the target irradiation region EA in the processing region FA # 51 is set to the ⁇ Y direction.
- the machining system SYSK first performs a step operation so that the target irradiation region EA moves from the machining end position F_end # 52 of the machining area FA # 52 to the machining start position F_start # 51 of the machining area FA # 51. .. After that, the machining system SYSK performs a scanning operation ( ⁇ Y) on the machining area FA # 51.
- the amount of movement in the step operation of the target irradiation area EA whose movement direction is set so as to satisfy the fourth criterion is also when the movement directions of the target irradiation area EA in the plurality of scan areas SCA are all the same. It becomes less than the amount of movement of the target irradiation area EA by the step operation. Therefore, it can be said that the fourth standard is an example of each of the step movement amount standard and the step movement time standard.
- FIG. 60 shows a case where the moving direction of the target irradiation region EA in the processing regions FA # 1 to FA # 4 and FA # 51 to FA # 53 shown in FIG. 59 is set so as to satisfy the first criterion.
- the movement locus of the target irradiation area EA is shown. As can be seen from FIGS.
- the moving direction of the target irradiation region EA is set so as to satisfy the fourth criterion
- the moving direction of the target irradiation region EA is set so as to satisfy the first criterion.
- the fourth standard is an example of each of the scan movement amount standard (non-irradiation) and the scan movement time standard (non-irradiation).
- any processing system that processes the processing object S to form a riblet structure may align the scanning direction with the concave structure CP1.
- any processing system that processes the object to be processed S to form a riblet structure may change the moving direction of the target irradiation region EA. That is, the processing system SYSk does not have to include the multi-beam optical system 112.
- the processing system SYSk of the eleventh embodiment may have a configuration requirement peculiar to at least one of the processing system SYSb of the second embodiment described above to the processing system SYSj of the tenth embodiment.
- the constituent requirements specific to the processing system SYSj of the tenth embodiment include the constituent requirements for the magnifying beam optical system 1181j.
- the processing system SYS deflects the processing light ELk with the galvano mirror 113 in order to scan a plurality of processing light ELks on the surface of the coating film SF.
- the processing device 1 causes the light irradiation device 11 to move relative to the coating film SF to obtain a plurality of processing light ELks. It may be scanned on the surface of the coating film SF. That is, the control device 2 may control the drive system 12 to move the light irradiation device 11 relative to the coating film SF so that the processing light ELk scans the surface of the coating film SF.
- One of the purposes of the drive system 12 to move the light irradiation device 11 relative to the coating film SF is to scan the processed light ELk on the surface of the coating film SF as described above. Therefore, if the coating film SF can be scanned by the processing light ELk even if the light irradiation device 11 does not move, the light irradiation device 11 does not have to move. That is, the processing system SYS does not have to include the drive system 12.
- One of the purposes for the drive system 12 to move the light irradiation device 11 relative to the coating film SF is that when a plurality of processing shot areas SA are accommodated in the accommodation space SP of the accommodation device 13, the accommodation device 13 is accommodated. This is because the plurality of processing shot regions SA are sequentially scanned by the processing light ELk without moving the support device 14. Therefore, when a single processed shot region SA is accommodated in the accommodation space SP, the light irradiation device 11 does not have to move. That is, the processing system SYS does not have to include the drive system 12.
- the processing device 1 includes an accommodating device 13, a support device 14, a drive system 15, an exhaust device 16, and a gas supply device 17.
- the processing device 1 does not have to include at least one of the accommodating device 13, the support device 14, the drive system 15, the exhaust device 16, and the gas supply device 17 as long as the processing object S can be processed. ..
- the processing device 1 does not have to include at least a part of the accommodating device 13, the support device 14, the drive system 15, the exhaust device 16, and the gas supply device 17 as long as the processing object S can be processed.
- the structures of the accommodation device 13, the support device 14, the drive system 15, the exhaust device 16, and the gas supply device 17 described above are merely examples, and the processing device 1 has a structure different from the structure described above. At least one of 13, a support device 14, a drive system 15, an exhaust device 16, and a gas supply device 17 may be provided.
- the processing system SYS forms a riblet structure by the coating film SF on the surface of the processing object S.
- the processing system SYS may form an arbitrary structure by the coating film SF having an arbitrary shape on the surface of the object to be processed S.
- the control device 2 controls the light irradiation device 11 or the like so that the processing light ELk scans the surface of the coating film SF along the scanning locus according to the structure to be formed, an arbitrary shape can be obtained.
- Any structure having the above can be formed.
- An example of any structure is a regularly or irregularly formed micro-nanometer-order fine texture structure (typically a concavo-convex structure).
- Such a fine textured structure may include at least one of a shark skin structure and a dimple structure having a function of reducing resistance due to a fluid (gas and / or liquid).
- the fine texture structure may include a leaf surface structure of a sacred lotus having at least one of a liquid repellent function and a self-cleaning function (for example, having a lotus effect).
- the fine texture structure includes a fine protrusion structure having a liquid transport function (see US Patent Publication No. 2017/0044002), an uneven structure having a liquid-forming function, an uneven structure having an antifouling function, a reflectance reducing function, and a liquid repellent structure.
- a moth-eye structure that has at least one of the functions, a concave-convex structure that intensifies only light of a specific wavelength by interference to give a structural color, a pillar array structure that has an adhesive function using van der Waals force, a concave-convex structure that has an aerodynamic noise reduction function, and , At least one of a honeycomb structure having a droplet collecting function and the like may be included.
- the processing system SYS removes the coating film SF by evaporating the coating film SF by irradiation with the processing light ELk.
- the processing system SYS may remove the coating film SF by melting the coating film SF by irradiation with the processing light ELk and removing the melted coating film SF.
- the processing system SYS may make the coating film SF brittle by irradiation with the processing light ELk, and remove the coating film SF by peeling off the brittle coating film SF.
- the processing system SYS ablates the coating film SF formed on the surface of the processing object S.
- the processing system SYS may remove a part of the coating film SF formed on the surface of the object to be processed S by thermal processing.
- the processing system SYS forms a concave portion C (or an arbitrary structure such as a concave structure CP1 or a riblet structure formed by the concave structure CP1) by removing the coating film SF. That is, the processing system SYS processes the coating film SF so as to partially thin the coating film SF. However, the processing system SYS may process the coating film SF so as to partially thicken the coating film SF in addition to or instead of partially thinning the coating film SF. That is, in the processing system SYS, in addition to or instead of forming the concave portion C by removing the coating film SF, the convex portion (or the convex structure CP2 or the convex shape) is added by adding the coating film SF.
- the convex portion or the convex structure CP2 or the convex shape
- any structure according to the structure CP2) may be formed.
- the processing system SYS removes the coating film SF of the first portion by irradiating the first portion of the coating film SF with the processing light ELk, and then applies the removed coating film SF to the second portion of the coating film SF.
- the coating film SF in the second portion may be made relatively thick (that is, a convex portion may be formed in the second portion).
- the processing system SYS processes the coating film SF formed on the surface of the processing object S.
- the processing system SYS may process any film other than the coating film SF formed on the surface of the object to be processed S.
- the processing system SYS may process a structure in which a plurality of layers are laminated.
- the processing system SYS may process at least one layer (typically, at least one layer including the most surface-side layer) among the plurality of layers constituting the structure.
- the processing system SYS may process at least one layer out of a plurality of layers constituting the structure to form a structure composed of the layers.
- At least one layer to be processed corresponds to the coating film SF described above, and layers other than the at least one layer correspond to the object to be processed S.
- the processing system SYS may process the processing object S itself. That is, the processing system SYS may process the coating film SF or the processing object S on which no arbitrary film is formed on the surface.
- the machining system SYS forms a riblet structure on the machining object S to reduce the resistance of the surface of the machining object S to the fluid.
- the machining system SYS may form other structures on the machining object S that are different from the riblet structure for reducing the resistance of the surface to the fluid.
- the processing system SYS may form a riblet structure on the processing object S to reduce noise generated when the fluid and the surface of the processing object S move relatively.
- the processing system SYS may form a structure in the processing object S that generates a vortex with respect to the flow of fluid on the surface of the processing object S.
- the processing system SYS may form a structure on the processing object S to impart hydrophobicity to the surface of the processing object S.
- the multi-beam optical system 112 that branches the light source light ELo into a plurality of processing light ELks is provided in the processing system SYS that processes the processing object S.
- any device that performs the desired operation using light may include the multi-beam optical system 112 (or a modification thereof) described above.
- any device may perform the desired operation using a plurality of lights (that is, a plurality of processed light ELks) emitted by the multi-beam optical system 112.
- a measuring device that irradiates a measurement object with light to measure the characteristics of the measurement object, and an exposure object (for example, a substrate coated with a resist) are exposed to light.
- an exposure object for example, a substrate coated with a resist
- At least one of the exposure apparatus that irradiates the light to expose the object to be exposed can be mentioned.
- each scan area SCA is an area scanned by the processing light ELk that is irradiated by one scan operation (that is, a series of scan operations that do not sandwich a step operation).
- Each scan area SCA is an area in which a plurality of target irradiation areas EA move in one scan operation. In this case, the target irradiation area EA moves from the scan start position SC_start of each scan area SCA toward the scan end position SC_end in one scan operation.
- Such a scanning region SCA is typically a region extending along the Y-axis direction (that is, the scanning direction of the processing light ELk).
- the plurality of scan areas SCA are arranged along the X-axis direction (that is, the direction intersecting the scan direction of the processing light ELk).
- the machining system starts the scanning operation from, for example, one scan area SCA located on the most + X side or the most ⁇ X side of the plurality of scan area SCA set in a certain machining shot area SA.
- FIG. 61 shows an example in which the machining system SYS starts the scanning operation from the shot area SCA # 1 located on the most ⁇ X side.
- the processing system After the scanning operation for the scanning area SCA # 1 is completed, the processing system performs a step operation in order to perform the scanning operation for the scanning area SCA # 2 which partially overlaps with the scanning area SCA # 1.
- the control device 2 has a scan start position SC_start # 2 (for example, ⁇ Y in the scan area SCA # 2) of the scan area SCA # 2 adjacent to the scan area SCA # 1 along the X-axis direction.
- the galvano mirror 113 is controlled so that the processing light ELk can be applied to the side end (or its vicinity).
- control device 2 scans so that the scan area SCA # 1 and the scan area SCA # 2 partially overlap in the direction (typically the X-axis direction) where the scan direction (Y-axis direction) intersects.
- the target irradiation area EA is set at the scan start position SC_start # 2 of the area SCA # 2.
- the scan area SCA # 1 and the scan area SCA # 2 may be all superposed in the direction intersecting the scan direction (Y-axis direction) (typically in the X-axis direction).
- one pulsed light of the plurality of pulsed lights and another pulsed light may overlap each other on the coating film SF.
- the target irradiation region EA to which one of the plurality of pulsed lights is directed and the target irradiation region EA to which another pulsed light is directed may be superimposed on each other.
- the overlapping state of the plurality of target irradiation region EA by different pulsed light may be changeable.
- one scan area may be scanned (swept) by a plurality of scanning operations.
- the light source 110 emits pulsed light, as shown in FIGS. 62 (a) to 62 (c)
- the target irradiation region EA1 by the first processing light ELk and the target by the second processing light ELk may be set at different positions from each other.
- the target irradiation area EA1 by the first processing light ELk, the target irradiation area EA2 by the second processing light ELk, and the target irradiation area EA3 by the third processing light ELk are different from each other in the scanning direction. You may let me.
- the positions of the target irradiation region EA each time in the scanning direction may be different from each other.
- the scanning directions of the target irradiation region EA each time may be the same.
- the target irradiation areas EA1 to EA3 are set at different positions as compared with the recess CP1 (see FIG. 62 (d)) formed when all the target irradiation areas EA1 to EA3 overlap at the same position.
- the roughness of the side surface of the recess CP1 (see FIG. 62E) formed in the above can be made smoother.
- the sizes of the plurality of target irradiation regions EA on the coating film SF were the same. However, as shown in FIG. 63 (a), the sizes of the plurality of target irradiation regions EA may be different from each other. Further, in the above description, the focusing positions of the plurality of processed light ELks in the optical axis direction (Z-axis direction) are the same positions. However, as shown in FIG. 63 (b), the position in the optical axis direction (Z-axis direction) of the surface CS on which one processing light ELk is focused and the position where the other processing light ELk is focused are set. It may be different.
- the cross-sectional shape of the riblet formed by irradiation with the processing light ELk was a U-order shape.
- the cross-sectional shape of the riblet may be various.
- the cross-sectional shape of the riblet may be a shape having an inverted trapezoidal concave portion CP1 and a trapezoidal convex portion CP2.
- the cross-sectional shape of the riblet is a shape having an inverted triangular concave portion CP1 and a triangular convex portion CP2, for example, as shown in FIG. 64 (c).
- the cross-sectional shape may be a shape having an inverted trapezoidal concave portion CP1 and a triangular convex portion CP2. Such a shape can be obtained by changing the overlapping state of the plurality of processed light ELks.
- 65A is a diagram showing a state in which the target irradiation region EA1 by the first processing light EA is scanned (swept) in the scanning direction (left-right direction in the figure), and is painted by scanning the target irradiation region EA1.
- the recess CP11 shown in FIG. 65 (b) is formed in the membrane SF.
- the scanning locus of the first target irradiation region EA1 is partially overlapped with the target irradiation region EA1 in a direction intersecting the scanning direction on the coating film SF.
- FIG. 65 (d) When the target irradiation region EA2 is scanned (swept), as shown in FIG. 65 (d), a recess FCP12 having a width wider than the recess CP11 is formed on the coating film SF.
- the scanning locus of the second target irradiation region EA2 is adjacent to the target irradiation region EA2 in a direction intersecting the scanning direction on the coating film SF (
- a recess CP13 is formed next to the recess CP12 and as shown in FIG. 25 (f), and between the recess CP12 and the recess CP13.
- the convex portion CP21 is formed. Then, as shown in FIG.
- the scanning locus of the third target irradiation region EA3 is partially overlapped with the target irradiation region EA3 in a direction intersecting the scanning direction on the coating film SF.
- the target irradiation region EA4 is scanned (swept), as shown in FIG. 65 (h), a recess FCP14 having a width wider than the recess CP13 is formed on the coating film SF.
- the scanning of the target irradiation areas EA1 to EA4 was performed a plurality of times non-simultaneously, but they may be performed simultaneously.
- a processing system that processes an object by irradiating it with processing light.
- a first optical system that splits incident light into first light and second light,
- a second optical system that returns the first light from the first optical system to the first optical system as a third light, and
- a third optical system that returns the second light from the first optical system to the first optical system as fourth light is provided.
- the first optical system uses the third light from the second optical system and the fourth light from the third optical system as a plurality of processed lights that are applied to different positions on the surface of the object. Processing system to inject.
- Appendix 2 The description in Appendix 1, wherein the axis along the traveling direction of the third light emitted from the first optical system and the axis along the traveling direction of the fourth light emitted from the first optical system intersect.
- Processing system. [Appendix 3] A processing system that processes an object by irradiating it with processing light. A first optical system that splits incident light into first light and second light, A second optical system that returns the first light from the first optical system to the first optical system as a third light, and A third optical system that returns the second light from the first optical system to the first optical system as fourth light is provided. The first optical system emits the third light from the second optical system and the fourth light from the third optical system as a plurality of the processed lights.
- the first is such that the axis along the traveling direction of the third light emitted from the first optical system and the axis along the traveling direction of the fourth light emitted from the first optical system intersect.
- the processing system according to any one of Appendix 1 to 3, further comprising an optical element that reflects and / or refracts at least one of the fourth light from one light.
- Appendix 5 The crossing angle at which the axis along the traveling direction of the third light emitted from the first optical system and the axis along the traveling direction of the fourth light emitted from the first optical system intersect is changed.
- Appendix 6 The processing system according to Appendix 5, wherein the intersection angle is changed by using the intersection angle changing device to change the relative positional relationship of the irradiation positions of the plurality of processing lights on the surface of the object.
- Addendums 1 to 6 further include an irradiation position changing device that changes the relative positional relationship of the irradiation positions of the plurality of processing lights on the surface of the object so that a desired pattern structure is formed on the object.
- the processing system according to any one item.
- the pattern structure includes a periodic structure in which a plurality of convex or concave structures extending in one direction are arranged along the other direction intersecting the one direction.
- the irradiation position changing device has a height of at least one of the convex structure and the concave structure in a direction intersecting the surface of the object, and at least the convex structure and the concave structure in a direction along the surface of the object.
- the processing system according to Appendix 7 which changes the relative positional relationship of the irradiation positions of the plurality of processing lights on the surface of the object based on the above.
- Appendix 9 The processing system according to Appendix 8, wherein the irradiation position changing device changes the relative positional relationship of the irradiation positions of the plurality of processing lights in the one direction.
- the irradiation position changing device is used to change the relative positional relationship of the irradiation positions of the plurality of processing lights so that at least two of the plurality of processing lights have the same convex structure or the concave structure.
- the irradiation positions of at least two processing lights of the plurality of processing lights are overlapped at least partially on the surface of the object, and the same convex shape is used in the at least two processing lights.
- the processing system according to Appendix 10 which forms a structure or the concave structure.
- the irradiation position changing device is relative to the irradiation positions of the plurality of processing lights so that the irradiation positions of at least two processing lights of the plurality of processing lights overlap at least partially on the surface of the object.
- the processing system according to any one of Appendix 7 to 11, which changes the positional relationship.
- the first optical system reflects the light component in the first state of the incident light, while the light component in the second state different from the first state of the incident light.
- a first optical surface that transmits is provided, and the first optical surface is used to convert the incident light into the first light in the first state and the second light in the second state.
- the second optical system converts the first light from the first optical system into light in the second state, and returns the converted light as the third light to the first optical surface.
- the third optical system converts the second light from the first optical system into the light in the first state, and returns the converted light as the fourth light to the first optical surface.
- the first optical system includes the third light from the second optical system that has passed through the first optical surface and the fourth light from the third optical system that has been reflected by the first optical surface.
- the processing system according to any one of Appendix 1 to 12, which emits light as processing light. [Appendix 14] A processing system that processes an object by irradiating it with processing light.
- a first optical surface that reflects the first light in the first state of the incident light while transmitting the second light in the second state different from the first state of the incident light.
- 1st optical system with A second optical system that converts the first light from the first optical system into a third light in the second state and returns the third light to the first optical surface. It is provided with a third optical system that converts the second light from the first optical system into the fourth light in the first state and returns the fourth light to the first optical surface.
- the first optical system uses the third light from the second optical system transmitted through the first optical surface and the fourth light from the third optical system reflected by the first optical surface as the object.
- a processing system that emits multiple processing lights that are emitted at different positions on the surface of the optics.
- the first state includes a state in which either s-polarized light or p-polarized light is used.
- the first optical system includes a polarizing beam splitter.
- the second optical system is a first reflecting optical element having a first reflecting surface that reflects light, and a first one arranged on an optical path between the first optical surface and the first reflecting surface. Includes / 4 wavelength plate,
- the third optical system is a second reflecting optical element having a second reflecting surface that reflects light, and a second one arranged on an optical path between the first optical surface and the second reflecting surface.
- Appendix 17 The processing system according to Appendix 16, wherein the first incident angle of the light from the first optical system with respect to the first reflecting surface is different from the second incident angle of the light from the first optical system with respect to the second reflecting surface. ..
- Appendix 18 An incident angle changing device that changes at least one of a first incident angle of light from the first optical system with respect to the first reflecting surface and a second incident angle of light from the first optical system with respect to the second reflecting surface.
- At least one of the first and second incident angles is changed by using the incident angle changing device, and the axis along the traveling direction of the third light emitted from the first optical system and the first optical system
- the processing system according to Appendix 18, wherein the crossing angle at which the axis along the traveling direction of the fourth light emitted from the light intersects is changed.
- At least one of the first and second incident angles is changed by using the incident angle changing device to change the relative positional relationship of the irradiation positions of the plurality of processing lights on the surface of the object. Or the processing system according to 19.
- Appendix 21 The processing according to any one of Appendix 18 to 20, wherein the incident angle changing device moves at least one of the first and second reflecting surfaces to change at least one of the first and second incident angles. system.
- Appendix 22 A fourth optical system that collects the plurality of processing lights emitted from the first optical system on the surface of the object, and Further, a fifth optical system arranged on the optical path of the plurality of processing lights between the first optical system and the fourth optical system is further provided. When the fifth optical system is arranged, as compared with the case where the fifth optical system is not arranged, a plurality of the processing light passing through on the pupil surface of the fourth optical system, respectively.
- the processing system according to any one of Appendix 1 to 21, wherein the deviation of the region is reduced.
- [Appendix 23] The processing system according to Appendix 22, wherein the focal plane on the emission side of the fifth optical system is set as the incident surface of the fourth optical system.
- the fourth optical system includes a galvano scanner and an f ⁇ lens.
- Each includes a first optical unit and a second optical unit, each of which comprises the first, second, and third optical systems.
- Appendix 25 further includes a conversion optical element that changes the polarization state of the plurality of processed lights emitted from the first optical unit on the optical path between the first optical unit and the second optical unit.
- the processing system described in. [Appendix 27] The processing system according to Appendix 26, wherein the conversion optical element includes a wave plate.
- Appendix 28 The intersection angle at which the axis along the traveling direction of the third light emitted from the first optical unit and the axis along the traveling direction of the fourth light emitted from the first optical unit intersect is , The crossing angle at which the axis along the traveling direction of the third light emitted from the second optical unit and the axis along the traveling direction of the fourth light emitted from the second optical unit intersect.
- Appendix 29 The processing system according to any one of Appendix 1 to 28, further comprising an adjusting device for adjusting the intensity of at least one of the plurality of processing lights emitted by the first optical system.
- Appendix 30 The processing system according to Appendix 29, wherein the adjusting device adjusts the intensities of the plurality of processing lights so that the intensities of the plurality of processing lights emitted by the first optical system are the same.
- the adjusting device adjusts the intensities of the plurality of processing lights so that the intensities of the plurality of processing lights emitted by the first optical system are different.
- [Appendix 32] The processing system according to any one of Supplementary note 29 to 31, wherein the adjusting device includes a passing optical system through which the incident light passes before entering the first optical system.
- the passing optical system includes a wave plate.
- the adjusting device includes a detection device that detects the intensities of the first light and the second light from the first optical system, and the adjusting device around an axis along the traveling direction of the incident light based on the detection result.
- the processing system according to Appendix 33 which includes a drive device that rotationally drives the wave plate.
- the drive device Based on the detection result, the drive device emits the direction of the optical axis of the wave plate in a plane intersecting the traveling direction of the incident light as the processing light from the first optical system.
- the wavelength so that the intensity of the three lights is the first desired intensity and the intensity of the fourth light emitted from the first optical system as the processing light is a desired direction capable of being the second desired intensity.
- the processing system according to Appendix 34 which drives the plate to rotate.
- the passing optical system is A sixth optical system that splits the incident light before it enters the first optical system into a fifth light and a sixth light, A seventh optical system that returns the fifth light from the sixth optical system to the sixth optical system as the seventh light, The sixth optical system that returns the sixth light from the sixth optical system to the sixth optical system as the eighth light includes the eighth optical system.
- the sixth optical system emits a combination of the seventh light from the seventh optical system and the eighth light from the eighth optical system as the incident light incident on the first optical system.
- the axis along the traveling direction of the 7th light from the 6th optical system and the axis along the traveling direction of the 8th light from the 6th optical system are parallel to any one of Appendix 32 to 35.
- the sixth optical system reflects an optical component in the first state of the incident light before it is incident on the first optical system, while the first state of the incident light is A second optical surface that transmits light components in different second states is provided, and the second optical surface is used to bring the incident light before it is incident on the first optical system into the first state. It branches into the fifth light and the sixth light in the second state.
- the seventh optical system converts the fifth light from the sixth optical system into the light in the second state, and returns the converted light as the seventh light to the second optical surface.
- the eighth optical system converts the sixth light from the sixth optical system into the light in the first state, and returns the converted light as the eighth light to the second optical surface.
- the sixth optical system synthesizes the seventh light from the seventh optical system and the eighth light from the eighth optical system via the second optical surface, and is incident on the first optical system.
- the processing system according to Appendix 36 which emits light as incident light.
- the first state includes a state in which either s-polarized light or p-polarized light is used.
- the processing system according to Appendix 37 wherein the second state includes either s-polarized light or p-polarized light.
- the sixth optical system includes a polarizing beam splitter.
- the seventh optical system is a third reflecting optical element having a third reflecting surface that reflects light, and a third one arranged on an optical path between the second optical surface and the third reflecting surface.
- the eighth optical system is a fourth reflecting optical element having a fourth reflecting surface that reflects light, and a fourth one arranged on an optical path between the second optical surface and the fourth reflecting surface.
- the processing system according to Appendix 37 or 38 which comprises a / 4 wavelength plate.
- Appendix 40 The processing according to any one of Appendix 1 to 39, further comprising a ninth optical system in which the plurality of processing lights emitted from the first optical system are returned to the first optical system as a plurality of incident lights, respectively. system.
- the ninth optical system changes the polarization state of each of the plurality of processing lights emitted from the first optical system, and returns the light whose polarization state has been changed to the first optical system as the incident light.
- the ninth optical system includes a fifth reflecting optical element having a fifth reflecting surface that reflects light, and a wavelength plate arranged on an optical path between the first optical surface and the fifth reflecting surface.
- the wave plate may change the polarization state of each of the plurality of processing lights emitted from the first optical system, and return the light whose polarization state has been changed to the first optical system as the incident light.
- the processing system according to Appendix 42 which has possible characteristics.
- the ninth optical system has a fifth reflecting surface that reflects light, and the fifth optical system is in a positional relationship in which the optical axes intersect with the polarizing surfaces of the plurality of processed lights emitted from the first optical system.
- the processing system according to Appendix 40 or 41 which comprises a reflective optical element.
- the processing according to Appendix 45 The processing according to Appendix 44, wherein the optical axes of the fifth reflective optical element are in a positional relationship of intersecting the polarization planes of the plurality of processing lights emitted from the first optical system at an angle of 22.5 degrees. system.
- the first optical system branches the first incident light into a plurality of the first processing lights and emits the incident light into the ninth optical system.
- the ninth optical system returns the plurality of first processed lights to the first optical system as a plurality of second incident lights.
- the first optical system branches and emits each of the plurality of second incident lights into the plurality of second processed lights.
- the processing system according to any one of Supplementary note 40 to 45, which is optically separated from the optical path in the branching process.
- the second optical system is arranged in the first optical path in the process of branching the first incident light into the plurality of first processed lights, and the first light is transferred to the third light in the first optical path.
- the optical element returned to the first optical system and the plurality of second incident lights are arranged in the second optical path in the process of branching into the plurality of second processed lights, and the second optical path is the first.
- the processing system according to any one of Appendix 40 to 46, which separately includes an optical element that returns one light as the third light and returns the first light to the first optical system.
- the second optical system is arranged in the first optical path in the process of branching the first incident light into the plurality of first processed lights, and the first light is transferred to the third light in the first optical path.
- the first light is returned to the first optical system and is arranged in the second optical path in the process of branching the plurality of second incident lights into the plurality of second processed lights, and the first light is arranged in the second optical path.
- the processing system according to any one of Supplementary note 40 to 46, comprising an optical element for returning the light to the first optical system as the third light.
- the third optical system is arranged in a third optical path in the process of branching the first incident light into the plurality of first processed lights, and the second light is transferred to the fourth light in the third optical path.
- the optical element returned to the first optical system and the plurality of second incident lights are arranged in the fourth optical path in the process of branching into the plurality of second processed lights, and the fourth optical path is the first.
- the processing system according to any one of Appendix 40 to 48, which separately includes an optical element that returns two lights as the fourth light to the first optical system.
- the third optical system is arranged in a third optical path in the process of branching the first incident light into the plurality of first processed lights, and the second light is transferred to the fourth light in the third optical path.
- the second light is returned to the first optical system and is arranged in the fourth optical path in the process of branching the plurality of second incident lights into the plurality of second processed lights, and the second light is arranged in the fourth optical path.
- the processing system according to any one of Supplementary note 40 to 49, comprising an optical element for returning the light to the first optical system as the fourth light.
- the first optical system, to which the plurality of incident lights incident from the ninth optical system are incident emits a larger number of the processed lights than the number of incident lights incident on the first optical system from the ninth optical system.
- Injection The processing system according to any one of Appendix 40 to 50.
- the first optical system to which the plurality of incident lights incident from the ninth optical system are incident is twice as many processed lights as the number of incident lights incident on the first optical system from the ninth optical system.
- the processing system according to any one of Appendix 40 to 51.
- the pattern structure includes a periodic structure in which a plurality of convex or concave structures extending in one direction are arranged along the other direction intersecting the one direction.
- the irradiation position changing device has a height of at least one of the convex structure and the concave structure in a direction intersecting the surface of the object, and at least the convex structure and the concave structure in a direction along the surface of the object. At least one width, the shape of at least one cross section of the convex structure and the concave structure including an axis intersecting the surface of the object, and at least one of the arrangement pitches of the convex structure and at least one of the concave structures. 53.
- the processing system according to Appendix 53 which changes the relative positional relationship of the irradiation positions of the plurality of processing lights on the surface of the object.
- Appendix 55 The processing system according to Appendix 54, wherein the irradiation position changing device changes the relative positional relationship of the irradiation positions of the plurality of processing lights in the one direction.
- Appendix 56 The irradiation position changing device is used to change the relative positional relationship of the irradiation positions of the plurality of processing lights so that at least two of the plurality of processing lights have the same convex structure or the concave structure.
- the processing system according to Appendix 54 or 55 The processing system according to Appendix 54 or 55.
- the processing system processes the object so as to form a pattern structure extending in a desired direction on the object.
- a first movable device that is movable so as to change the relative position between the irradiation position of the processing light and the surface of the object in the first direction along the surface of the object, and the first movable device that is along the surface of the object and is said.
- the second movable device is heavier and / or larger than the first movable device while being movable so as to change the relative position between the irradiation position of the processed light and the surface of the object in the second direction intersecting the first direction.
- the first angle formed by the axis extending in the desired direction and the axis extending in the first direction is smaller than the second angle formed by the axis extending in the desired direction and the axis extending in the second direction.
- the processing system according to any one of Appendix 1 to 58, wherein the first and second movable devices are aligned with respect to the surface.
- Appendix 60 A processing system for processing an object so as to irradiate the object with processing light to form a pattern structure extending in a desired direction on the object.
- a first movable device that moves so as to change the relative position between the irradiation position of the processing light and the surface of the object in the first direction along the surface of the object.
- the first and second movable devices are aligned with respect to the surface.
- Appendix 61 The processing system according to Appendix 59 or 60, further comprising a relative position changing device that changes the relative position between the surface and the first and second movable devices so that the first angle is smaller than the second angle. ..
- Appendix 62 The processing system according to Appendix 61, wherein the relative position changing device changes the relative position between the surface and the first and second movable devices in a direction along an axis intersecting the surface.
- Appendix 63 61 or 62, wherein the first and second movable devices are aligned with respect to the surface using the relative position changing device so that the first angle is smaller than the second angle. Processing system.
- a first movable device that is movable so as to change the relative position between the irradiation position of the processing light and the surface of the object in the first direction along the surface of the object, and the first movable device that is along the surface of the object and is said to be the first. It is movable so as to change the relative position between the irradiation position of the processing light and the surface of the object in the second direction intersecting the first direction, and the force required for the movement is larger than that of the first movable device. Equipped with a movable device, Appendix 1 further includes a relative position changing device that changes the relative position of the surface and the first and second movable devices based on the relative position of the desired direction and at least one of the first and second directions.
- a first movable device that is movable so as to change the relative position between the irradiation position of the processing light and the surface of the object in the first direction along the surface of the object. It is movable so as to change the relative position between the irradiation position of the processing light and the surface of the object in the second direction along the surface of the object and intersecting the first direction, and the force required for the movement.
- the second movable device which is larger than the first movable device
- a processing system including a relative position changing device that changes a relative position between the surface and the first and second movable devices based on a relative position between the desired direction and at least one of the first and second directions.
- the processing system according to Appendix 66 or 67, wherein the second movable device is heavier and / or larger than the first movable device.
- the relative position changing device has at least a first angle formed by the axis extending in the desired direction and the axis extending in the first direction and a second angle formed by the axis extending in the desired direction and the axis extending in the second direction.
- the processing system according to any one of Supplementary note 66 to 68 which changes the relative position between the surface and the first and second movable devices based on one of them.
- Appendix 70 The processing system according to Appendix 69, wherein the relative position changing device changes the relative positions of the surface and the first and second movable devices so that the first angle is smaller than the second angle.
- Appendix 71 The processing system according to Appendix 70, wherein the first angle being smaller than the second angle means that the axis extending in the desired direction is parallel to the axis extending in the first direction.
- Appendix 72 The processing system according to any one of Appendix 70 or 71, wherein the first angle being smaller than the second angle means that the first angle becomes zero degree.
- the first movable device includes a first deflecting device that is movable so as to deflect the processing light and changes a relative position between the irradiation position of the processing light and the surface of the object in the first direction.
- the second movable device includes a second deflection device that moves so as to deflect the processing light and changes the relative position between the irradiation position of the processing light and the surface of the object in the second direction.
- the processing system according to any one of 73.
- Appendix 75 The processing system according to Appendix 74, comprising a galvano scanner comprising a first mirror as the first deflection device and a second mirror as the second deflection device.
- Appendix 76 The first movable device is movable so as to move at least one of the light irradiating device for irradiating the processing light and the object along the first direction, and the irradiation position of the processing light in the first direction and the said. Includes a first moving device that modifies the relative position of the object to the surface.
- the second movable device is movable so as to move at least one of the light irradiation device and the object along the second direction, and the irradiation position of the processing light in the second direction and the surface of the object.
- the processing system according to any one of Supplementary note 59 to 75, which includes a second moving device that changes a relative position.
- a processing device that processes the object so as to irradiate the object with processing light to form a pattern structure extending in a desired direction on the surface of the object, and a simulation model that simulates the object on which the pattern structure is formed.
- the processing system according to any one of Appendix 1 to 76, further comprising a control device that controls the processing device so as to form the pattern structure based on the pattern information about the pattern structure generated from the above.
- Appendix 78 From a processing device that processes an object so as to irradiate the object with processing light to form a pattern structure extending in a desired direction on the surface of the object, and a simulation model that simulates the object on which the pattern structure is formed.
- a processing system including a control device that controls the processing device so as to form the pattern structure based on the generated pattern information regarding the pattern structure.
- Appendix 79 The processing system according to Appendix 77 or 78, wherein the pattern structure includes a periodic structure in which a plurality of convex or concave structures extending in a desired direction are arranged along another direction intersecting the desired direction.
- Appendix 80 The processing system according to any one of Appendix 77 to 79, wherein the pattern structure includes a riblet structure capable of reducing the frictional resistance of the object to a fluid.
- the simulation model includes a fluid simulation model that simulates the object located in the fluid.
- the processing system according to any one of Supplementary note 77 to 81, wherein the pattern information includes information on the pattern structure optimized for the object based on the simulation model.
- the pattern information includes the height of the pattern structure in the direction intersecting the surface of the object, the width of the pattern structure in the direction along the surface of the object, the arrangement pitch of the pattern structure, the shape of the pattern structure, and the shape of the pattern structure.
- the processing system according to any one of Supplementary note 77 to 82, which includes structural information regarding at least one of the desired directions in which the pattern structure extends.
- An optical system to split the incident light into the first light and the second light Returning the first light to the optical system as the third light, Returning the second light to the optical system as the fourth light, Including using the optical system to emit the third light and the fourth light as a plurality of the processing lights.
- a processing method for processing an object by irradiating the object with processing light An optical surface that reflects the first light in the first state of the incident light while transmitting the second light in the second state different from the first state of the incident light is used.
- the incident light is branched into the first light and the second light. Converting the first light from the optical surface into the third light in the second state and returning the third light to the optical surface. Converting the second light from the optical surface into the fourth light in the first state and returning the fourth light to the optical surface.
- a processing method including using the optical surface to emit the third light and the fourth light as a plurality of processing lights irradiated to different positions on the surface of the object. [Appendix 88] Irradiating an object with multiple processing lights to process the object, A processing method comprising changing the relative positional relationship of the irradiation positions of the plurality of processing lights on the surface of the object so that a desired pattern structure is formed on the object.
- a first movable device that is movable so as to change the irradiation position of the processing light in the first direction along the surface of the object and the relative position of the processing light with respect to the surface of the object
- the processing light in the first direction is Changing the relative position between the irradiation position and the surface of the object, It is movable so as to change the relative position between the irradiation position of the processing light and the surface of the object in the second direction along the surface of the object and intersecting the first direction, and the first movable
- a second movable device that is heavier and / or larger than the device, the relative position between the irradiation position of the processing light and the surface of the object in the second direction can be changed.
- the first angle formed by the axis extending in the desired direction and the axis extending in the first direction is smaller than the second angle formed by the axis extending in the desired direction and the axis extending in the second direction.
- a processing method including aligning the first and second movable devices with respect to the surface. [Appendix 90] A processing method in which an object is processed by irradiating the object with processing light so as to form a pattern structure extending in a desired direction on the object.
- the processing light in the first direction is Changing the relative position between the irradiation position and the surface of the object, It is movable so as to change the relative position between the irradiation position of the processing light and the surface of the object in the second direction along the surface of the object and intersecting the first direction, and the first movable
- a second movable device that is heavier and / or larger than the device, the relative position between the irradiation position of the processing light and the surface of the object in the second direction can be changed.
- the surface and the first angle are based on a first angle formed by the axis extending in the desired direction and the axis extending in the first direction and a second angle formed by the axis extending in the desired direction and the axis extending in the second direction.
- a processing method including changing the relative position with respect to the first and second movable devices.
- Appendix 92 A processing method for processing the object using the processing system according to any one of Appendix 1 to 84.
- Appendix 93 A light irradiation device that irradiates the surface of an object with processing light, A position changing device for changing a target irradiation position of the processing light on the surface of the object and a relative position with respect to the surface is provided. The first operation of scanning the processing light on the surface along the first axis along the surface by using the light irradiation device and the position changing device, and crossing the first axis and on the surface. The second operation of changing the relative position between the processing light and the surface is alternately repeated along the second axis along the axis.
- the first operation is a first scan in which the processing light is scanned on the surface so that the target irradiation position moves relative to the surface in the first direction along the first axis.
- the processing light is applied so that the target irradiation position moves relative to the surface in the operation and in the second direction along the first axis and in the direction opposite to the first direction.
- a processing system that includes a second scanning operation that scans on the surface.
- the second operation is performed so that the processing light can be irradiated to the object.
- the second scan operation is performed on the second scan area.
- the surface of the surface extends along the first axis and is different from the first and second scan areas in position along the second axis.
- the second operation is performed so that the processing light can be applied to the three scan areas. Any one of Appendix 93 to 96, in which the first scan operation is performed on the third scan area after the second operation is performed so that the processing light can be irradiated on the third scan area.
- the first scan operation is performed once on a part of the surface of the first scan region extending along the first axis. Each time the first scan operation is performed, the relative position between the target irradiation position and the surface is changed along the first axis, and then the first scan area is relative to the other part of the first scan area. 1 Scan operation is performed again, After the plurality of first scan operations on the first scan area are completed, the surface extends along the first axis and is different from the first scan area in position along the second axis. 2.
- the processing system according to any one of Appendix 98 to 100, which performs the second operation so that the processing light can be applied to the two scan regions.
- the processing system according to any one of Supplementary note 93 to 103, wherein the first operation is started by performing one of the operations capable of reducing the amount of change in the relative position between the position and the surface.
- the first operation is started by performing one of the operations capable of reducing the amount of change in the relative position between the position and the surface.
- the planned irradiation area is a region extending along the first axis. Based on the positional relationship between the irradiation completion position and one end and the other end of the planned irradiation area, the processing light is irradiated to the planned irradiation area in the first scan operation, or the processing light is applied.
- the processing system according to Appendix 106, wherein the second scanning operation determines whether or not the processing light is irradiated to the irradiation scheduled area.
- Appendix 108 Of the first and second scanning operations, the irradiation of the one end and the other end from the side closer to the irradiation completion position of the one end and the other end.
- the processing system which irradiates the irradiation processing region with the processing light by the operation of a person capable of scanning the processing light in the planned irradiation area toward a distance from the completion position.
- Appendix 109 When the one end is closer to the irradiation completion position than the other end, the direction from the one end to the other end in the first and second scanning operations.
- the processing light is irradiated to the processing area by the operation of the person capable of scanning the processing light in the planned irradiation area.
- the other end is closer to the irradiation completion position than the one end, the direction from the other end to the one end in the first and second scanning operations.
- the processing system according to Appendix 107 or 108, which irradiates the processing area with the processing light by the operation of the person capable of scanning the processing light in the planned irradiation area.
- Appendix 110 The direction from one end to the other end is the first direction. The direction from the other end to the one end is the second direction. When the one end is closer to the irradiation completion position than the other end, the processing light is irradiated to the planned irradiation area by the first scan operation. When the other end is closer to the irradiation completion position than the one end, the processing light is irradiated to the planned irradiation area by the second scan operation.
- the processing system according to any one of Appendix 107 to 109.
- a plurality of the planned irradiation areas are set in the second scan area.
- the processing system according to any one of Supplementary note 108 to 110, wherein irradiation of the processing light is started from one scheduled irradiation region having one end closest to the irradiation completion position among the plurality of scheduled irradiation regions.
- a plurality of the planned irradiation areas are set in the second scan area. Of the first and second scanning operations, the said one end of the one scheduled irradiation area toward the other end of the one scheduled irradiation area different from the one end.
- the processing system according to Appendix 111 which irradiates the one scheduled irradiation area with the processing light by an operation capable of scanning the processing light within the one scheduled irradiation area.
- Appendix 113 After the first operation for the one scheduled irradiation area is completed, the processing light is irradiated at the time when the first operation for the one scheduled irradiation area is completed among the plurality of scheduled irradiation areas.
- the processing system according to Appendix 112 which irradiates the other scheduled irradiation area having the end closest to the irradiation completion point with the processing light.
- Appendix 114 The processing system according to any one of Appendix 93 to 113, wherein the thickness of a part of the object is changed by irradiating the object with the processing light.
- Appendix 115 The processing system according to any one of Supplementary note 93 to 114, wherein a part of the object is removed by irradiating the object with the processing light.
- Appendix 116 The processing system according to any one of Appendix 93 to 115, wherein a structure having a predetermined shape is formed by irradiating the surface of the object with the processing light.
- Appendix 117 The processing system according to any one of Appendix 93 to 116, which forms a structure for reducing the frictional resistance of the surface of the object to a fluid.
- Appendix 118 The processing system according to any one of Appendix 93 to 117, which forms a periodic structure on the surface of the object.
- Appendix 119 Irradiating the surface of an object with processing light and The target irradiation position of the processing light on the surface of the object and the relative position of the surface are changed. The first operation of scanning the processing light on the surface along the first axis along the surface, and the processing light and the processing light along the second axis intersecting the first axis and along the surface.
- the second operation of changing the relative position with the surface is repeated alternately,
- the processing light is scanned by b on the surface so that the target irradiation position moves relative to the surface in the first direction along the first axis.
- the scanning operation and the processing light so that the target irradiation position moves relative to the surface in the second direction along the first axis and in the direction opposite to the first direction.
- a method of processing a moving body moving in a fluid including a second scanning operation of scanning the surface.
- Appendix 120 In a processing system that processes the surface by irradiating the surface of an object with processing light from a light source, A first optical system arranged in the optical path of the processed light from the light source, It is provided with a second optical system arranged in the optical path of the processing light from the light source and condensing the processing light on the surface.
- a processing system in which the size of the beam cross section at the convergence position of the processing light via the first and second optical systems is larger than the size of the beam cross section at the convergence position of the processing light via the second optical system.
- Appendix 124 The processing system according to Appendix 123, wherein the light irradiation device simultaneously irradiates the surface with the plurality of processing lights.
- Appendix 125 The light irradiating device irradiates the surface with the first processing light among the plurality of processing lights, and then irradiates the surface with the second processing light different from the first processing light among the plurality of processing lights. 123 or 124.
- Appendix 126 The processing system according to any one of Appendix 120 to 125, wherein the first optical system includes a scattering surface that scatters the processing light.
- Appendix 127 The processing light emitted to the surface of the object via the first and second optical systems is compared with the processing light emitted to the surface of the object without passing through the first optical system. In the vicinity of the convergence position of the processing light, the amount of change in the size of the cross section of the processing light intersecting the optical axis of the optical system in the direction along the optical axis is small. Any one of Appendix 120 to 126. The processing system described in the section.
- a first optical system arranged in the optical path of the processed light from the light source, It is provided with a second optical system arranged in the optical path of the processing light from the light source and condensing the processing light on the surface.
- the processing light emitted to the surface of the object through the optical system is in the vicinity of the convergence position of the processing light as compared with the processing light emitted to the surface of the object without passing through the optical system.
- a processing system in which the amount of change in the beam diameter of the processing light along a surface intersecting the optical axis of the optical system in the direction along the optical axis is small.
- Appendix 129 The processing system according to any one of Appendix 120 to 128, wherein the first optical system can be inserted into and removed from the optical path of the processing light.
- Appendix 130 Emitting processed light from a light source Injecting the processed light from the light source into the first optical system and This includes condensing the processed light onto an object using a second optical system. The processing light emitted to the surface of the object via the first and second optical systems is compared with the processing light emitted to the surface of the object without passing through the first optical system.
- Emitting processed light from a light source Injecting the processed light from the light source into the first optical system and This includes condensing the processed light onto an object using a second optical system.
- the processing light emitted to the surface of the object through the first and second optical systems is the same as the processing light emitted to the surface of the object without passing through the first optical system.
- a light irradiation device In a processing device that processes an object by irradiating the surface of the object with processing light, A light irradiation device is provided which forms a first irradiation region on which the first processed light is irradiated and a second irradiation region where the second processed light is irradiated.
- the light irradiation device is a processing device that irradiates the first and second processing lights so that the first and second irradiation regions overlap each other.
- Appendix 133 The processing apparatus according to Appendix 132, wherein the first irradiation region is scanned along a first direction on the surface.
- [Appendix 134] The processing apparatus according to Appendix 133, wherein the second irradiation region is scanned along a second direction on the surface.
- Appendix 135 The processing apparatus according to Appendix 134, wherein at least a part of the first irradiation region and the second irradiation region overlap in the first direction or the second direction.
- Appendix 136 The processing apparatus according to Appendix 134 or 135, wherein at least a part of the first irradiation region and the second irradiation region overlap in the first direction or the third direction intersecting the second direction on the surface.
- Appendix 137 The processing apparatus according to Appendix 134 to 136, wherein the first direction and the second direction are the same or parallel.
- the present invention can be appropriately modified within the scope of the claims and within the scope not contrary to the gist or idea of the invention that can be read from the entire specification, and the processing apparatus, processing method, processing system and mobile body accompanied by such changes.
- the processing method of is also included in the technical idea of the present invention.
- Processing device 11 Light irradiation device 111 Light source 112 Multi-beam optical system 1121 Polarization beam splitter 1122, 1124 1/4 wave plate 1123, 1125 Reflection mirror 1126c Drive system 113 Galvano mirror 114 f ⁇ lens 115b Wave plate 117e Intensity adjustment device 1171e, 1172e Strength sensor 1173e Wave plate 1174e Drive system 117f 1171f Polarized beam splitter 1172f, 1174f 1/4 wave plate 1173f, 1175f Reflection mirror 1176f Wave plate 1181j Magnifying optical system 1182j Drive system 2 Control device C Recess CP1 Concave structure EA Irradiation area ELk Processing light ELo Light source Light Film SYS Machining System SA Machining Shot Area SCA Scan Area FA Machining Area SC_start Scan Start Position SC_end Scan End Position F_start Machining Start Position F_end Machining End Position
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Abstract
加工装置は、物体の表面に加工光を照射して物体を加工する加工装置において、第1加工光を照射して表面に第1照射領域を形成し、第2加工光を照射して表面に第1照射領域と少なくとも一部が重なる第2照射領域を形成する光照射装置を備え、光照射装置は、第1及び第2照射領域の重なり状態を変更可能な変更部材を有する。
Description
本発明は、加工光を照射して物体を加工可能な加工装置、加工方法及び加工システムの技術分野に関する。
物体を加工可能な加工装置として、特許文献1には、物体の表面にレーザ光線を照射して構造を形成する加工装置が記載されている。この種の加工装置では、物体に構造を適切に形成することが要求されている。
第1の態様によれば、物体の表面に加工光を照射して前記物体を加工する加工装置において、第1加工光を照射して前記表面に第1照射領域を形成すると共に、第2加工光を照射して前記表面に前記第1照射領域と少なくとも一部が重なる第2照射領域を形成する光照射装置を備え、前記光照射装置は、前記第1及び第2照射領域の重なり状態を変更可能な変更部材を有する加工装置が提供される。
第2の態様によれば、物体の表面に加工光を照射して前記物体を加工する加工方法において、第1加工光を照射して前記表面に第1照射領域を形成することと、第2加工光を照射して前記表面に前記第1照射領域と一部が重なる第2照射領域を形成することと、前記第1及び第2照射領域の重なり状態を変更することとを含む加工方法が提供される。
第3の態様によれば、物体に加工光を照射して前記物体を加工する加工装置であって、入射光を、第1光と第2光とに分岐する第1光学系と、前記第1光学系からの前記第1光を、第3光として前記第1光学系に戻す第2光学系と、前記第1光学系からの前記第2光を、第4光として前記第1光学系に戻す第3光学系とを備え、前記第1光学系は、前記第2光学系からの前記第3光及び前記第3光学系からの前記第4光を、前記物体の表面上の異なる位置に照射される複数の前記加工光として射出する加工システムが提供される。
第4の態様によれば、物体に複数の加工光を照射して前記物体を加工する光照射装置と、所望のパターン構造が前記物体に形成されるように、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する照射位置変更装置とを備える加工装置が提供される。
第5の態様によれば、物体に加工光を照射して所望方向に延在するパターン構造を前記物体に形成するように前記物体を加工する加工システムであって、前記物体の表面に沿った第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動する第1可動装置と、前記物体の表面に沿っており且つ前記第1の方向に交差する第2の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動すると共に、前記第1可動装置よりも重い及び/又は大きい第2可動装置とを備え、前記所望方向に延びる軸と前記第1方向に延びる軸とがなす第1角度が、前記所望方向に延びる軸と前記第2方向に延びる軸とがなす第2角度よりも小さくなるように、前記第1及び第2可動装置が前記表面に対して位置合わせされている加工システムが提供される。
第6の態様によれば、物体に加工光を照射して前記物体の表面に所望方向に延在するパターン構造を形成するように前記物体を加工する加工装置と、前記パターン構造が形成された前記物体をシミュレートするシミュレーションモデルから生成される前記パターン構造に関するパターン情報に基づいて、前記パターン構造を形成するように前記加工装置を制御する制御装置とを備える加工システムが提供される。
第7の態様によれば、物体の表面に加工光を照射する光照射装置と、前記物体の表面における前記加工光の目標照射位置と前記表面との相対位置を変更する位置変更装置とを備え、前記光照射装置及び前記位置変更装置を用いて、前記表面に沿った第1軸に沿って前記加工光を前記表面上で走査させる第1動作と、前記第1軸に交差し且つ前記表面に沿った第2軸に沿って前記加工光と前記表面との相対位置を変更する第2動作とを交互に繰り返し、前記第1動作は、前記第1軸に沿った第1の方向に向かって前記目標照射位置が前記表面に対して相対的に移動するように前記加工光を前記表面上で走査させる第1スキャン動作と、前記第1軸に沿っており且つ前記第1の方向とは逆向きの第2の方向に向かって前記目標照射位置が前記表面に対して相対的に移動するように前記加工光を前記表面上で走査させる第2スキャン動作とを含む加工システムが提供される。
第8の態様によれば、光源からの加工光を物体の表面に照射して前記表面を加工する加工システムにおいて、前記光源からの前記加工光の光路に配置される第1光学系と、前記光源からの前記加工光の光路に配置され、前記加工光を前記表面に集光する第2光学系とを備え、前記第1及び第2光学系を介した前記加工光の収斂位置におけるビーム断面の大きさは、前記第2光学系を介した加工光の収斂位置におけるビーム断面の大きさよりも大きい加工システムが提供される。
以下、図面を参照しながら、加工装置、加工方法及び加工システムの実施形態について説明する。以下では、加工光ELkを用いて加工対象物Sの表面に形成された塗装膜SFを加工する加工システムSYSを用いて、加工装置、加工方法及び加工システムの実施形態を説明する。但し、本発明が以下に説明する実施形態に限定されることはない。
また、以下の説明では、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸から定義されるXYZ直交座標系を用いて、加工システムSYSを構成する各種構成要素の位置関係について説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、X軸方向及びY軸方向のそれぞれが水平方向(つまり、水平面内の所定方向)であり、Z軸方向が鉛直方向(つまり、水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向)であるものとする。また、X軸、Y軸及びZ軸周りの回転方向(言い換えれば、傾斜方向)を、それぞれ、θX方向、θY方向及びθZ方向と称する。ここで、Z軸方向を重力方向としてもよい。また、XY平面を水平方向としてもよい。
(1)第1実施形態の加工システムSYSa
初めに、第1実施形態の加工システムSYS(以降、第1実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSa”と称する)について説明する。
初めに、第1実施形態の加工システムSYS(以降、第1実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSa”と称する)について説明する。
(1-1)加工システムSYSaの構造
初めに、図1を参照しながら、第1実施形態の加工システムSYSaの構造について説明する。図1は、第1実施形態の加工システムSYSaの構造を模式的に示す断面図である。
初めに、図1を参照しながら、第1実施形態の加工システムSYSaの構造について説明する。図1は、第1実施形態の加工システムSYSaの構造を模式的に示す断面図である。
図1に示すように、加工システムSYSは、加工対象物Sの表面に形成された(例えば、塗布された)塗装膜SFを加工する。加工対象物Sは、例えば、金属であってもよいし、合金(例えば、ジュラルミン等)であってもよいし、樹脂(例えば、CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic)等)であってもよいし、ガラスであってもよいし、それ以外の任意の材料から構成される物体であってもよい。塗装膜SFは、加工対象物Sの表面を覆う塗料の膜である。このため、塗装膜SFは、塗料層と称してもよい。加工対象物Sは、塗装膜SFに対する基材となる。塗装膜SFの厚みは、例えば数十マイクロメートルから数百マイクロメートルであるが、その他の任意のサイズであってもよい。塗装膜SFを構成する塗料は、例えば、樹脂性の塗料を含んでいてもよいし、それ以外の種類の塗料を含んでいてもよい。樹脂製の塗料は、例えば、アクリル系の塗料(例えば、アクリルポリオールを含む塗料)、ポリウレタン系の塗料(例えば、ポリウレタンポリオールを含む塗料)、ポリエステル系の塗料(例えば、ポリエステルポリオールを含む塗料)、ビニル系の塗料、フッ素系の塗料(例えば、フッ素系ポリオールを含む塗料)、シリコン系の塗料及びエポキシ系の塗料のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
図1は、水平面(つまり、XY平面)に沿った表面を有する加工対象物S上に加工システムSYSa(特に、加工システムSYSaが備える後述の加工装置1)が配置されている例を示している。しかしながら、加工システムSYSaは、水平面に沿った表面を有する加工対象物S上に配置されるとは限らない。例えば、図5等を参照しながら後に詳述するように、加工システムSYSaは、水平面に交差する表面を有する加工対象物S上に配置されてもよい。加工システムSYSaは、加工対象物Sから吊り下がるように配置されてもよい。この場合には、X軸方向及びY軸方向は、便宜上、加工対象物Sの表面に沿った方向(典型的には、平行な方向)として定義されてもよく、Z軸方向は、便宜上、加工対象物Sの表面に交差する方向(典型的には、直交する方向)として定義されてもよい。
加工システムSYSaは、塗装膜SFを加工するために、塗装膜SFに対して加工光ELkを照射する。加工光ELkは、塗装膜SFに照射されることで塗装膜SFを加工可能である限りは、どのような種類の光であってもよい。一例として、加工光ELkは、レーザ光であってもよい。更に、加工光ELkは、塗装膜SFに照射されることで塗装膜SFを加工可能である限りは、どのような波長の光であってもよい。第1実施形態では、加工光ELkが不可視光(例えば、赤外光及び紫外光の少なくとも一方等)である例を用いて説明を進める。つまり、第1実施形態では、加工光ELkが、可視光の波長帯域よりも短い波長帯域に含まれる波長の光、及び、可視光の波長帯域よりも長い波長帯域に含まれる波長の光の少なくとも一方である例を用いて説明を進める。但し、加工光ELkは、可視光であってもよい。
ここで、図2(a)及び図2(b)を参照しながら、加工光ELkを用いた塗装膜SFの加工の様子について説明する。図2(a)及び図2(b)のそれぞれは、加工対象物Sの表面に形成された塗装膜SFの加工の様子を模式的に示す断面図である。
図2(a)に示すように、加工システムSYSaは、塗装膜SFの表面に設定される目標照射領域EAに対して加工光ELkを照射する。尚、目標照射領域EAは、加工システムSYSaが加工光ELkを照射することが予定されている領域である。図2(a)に示すように、目標照射領域EAに加工光ELkが照射されると、目標照射領域EAと重なる塗装膜SF(つまり、目標照射領域EAの-Z側に位置する塗装膜)の一部が加工光ELkによって蒸発する。このとき、塗装膜SFの厚み方向において、目標照射領域EAに重なる塗装膜SFの全てが蒸発しない。つまり、塗装膜SFの厚み方向において、目標照射領域EAに重なる塗装膜SFの一部(具体的には、塗装膜SFのうち目標照射領域EAに相対的に近い部分)が蒸発する一方で、目標照射領域EAに重なる塗装膜SFの他の一部(具体的には、塗装膜SFのうち目標照射領域EAから相対的に遠い部分)が蒸発しない。言い換えれば、塗装膜SFは、塗装膜SFから加工対象物Sが露出しない程度にしか蒸発しない。このため、加工光ELkの特性は、塗装膜SFから加工対象物Sが露出しない程度にしか塗装膜SFを蒸発させることがない所望の特性に設定されていてもよい。加工光ELkの特性は、加工光ELkの照射によって加工対象物Sに影響を与えない所望の特性に設定されていてもよい。加工光ELkの特性は、加工光ELkの照射によって塗装膜SFのみに影響を与える所望の特性に設定されていてもよい。尚、加工光ELkの特性は、加工光ELkの波長、塗装膜SFの表面に対して加工光ELkから伝達される単位時間当たりの及び/又は単位面積当たりのエネルギー量、塗装膜SFの表面における加工光ELkの強度分布、塗装膜SFの表面に対する加工光ELkの照射時間、及び、塗装膜SFの表面における加工光ELkのサイズ(一例として、スポット径及び面積の少なくとも一方)の少なくとも一つを含んでいてもよい。
このとき、塗装膜SFに照射される加工光ELkのエネルギーは、加工光ELkの照射によって加工対象物Sに影響を与えないように定められる。加工光ELkのエネルギーは、加工光ELkが塗装膜SFを貫通して加工対象物Sに到達しないように定められる。言い換えると、加工光ELkのエネルギーは、加工光ELkの照射によって塗装膜SFのみに影響を与えるように定められる。
その結果、塗装膜SFが蒸発した部分では、塗装膜SFが除去される。一方で、塗装膜SFが蒸発しなかった部分では、塗装膜SFがそのまま残留する。つまり、図2(b)に示すように、加工光ELkが照射された部分において、塗装膜SFが部分的に除去される。その結果、図2(b)に示すように、加工光ELkが照射された部分において、加工光ELkが照射されていない部分と比較して、塗装膜SFの厚みが薄くなる。言い換えれば、図2(b)に示すように、加工対象物Sの表面上には、加工光ELkが照射されていないがゆえに相対的に厚いままの塗装膜SFと、加工光ELkが照射されたがゆえに相対的に薄くなった塗装膜SFとが存在することになる。つまり、加工光ELkの照射により、塗装膜SFの厚みが少なくとも部分的に調整される。加工光ELkの照射により、厚さ方向(図2(b)に示す例では、Z軸方向)において塗装膜SFの一部が除去される。その結果、塗装膜SFの表面に、塗装膜SFが相対的に薄い部分に相当する凹部(言い換えれば、溝部)Cが形成される。従って、本実施形態における「塗装膜SFを加工する動作」は、塗装膜SFの厚みを調整する動作、塗装膜SFの一部を除去する動作、及び、塗装膜SFに凹部Cを形成する動作の少なくとも一つを含む。
塗装膜SFは、加工光ELkを吸収することで蒸発する。つまり、塗装膜SFは、加工光ELkのエネルギーが塗装膜SFに伝達されることで、例えば光化学的に分解されて除去される。尚、加工光ELkがレーザ光である場合には、加工光ELkのエネルギーが塗装膜SFに伝達されることで塗装膜SF等が光化学的に分解されて除去される現象を、レーザーアブレーションと称することもある。このため、塗装膜SFは、加工光ELkを吸収可能な材料を含んでいる。具体的には、例えば、塗装膜SFは、加工光ELkに関する吸収率(例えば、加工光ELkが不可視光である場合には、可視光の波長帯域とは異なる波長を含む波長帯域の光に関する吸収率)が所定の第1吸収閾値以上となる材料を含んでいてもよい。逆に言えば、塗装膜SFによる吸収率が所定の第1吸収閾値以上となる波長帯域の光成分が、加工光ELkとして用いられてもよい。
塗装膜SFを構成する材料は、色素(具体的には、例えば、顔料及び染料の少なくとも一方)を含んでいてもよい。塗装膜SFが色素を含む場合には、当該色素は、可視光の照射時に所望色を呈する色素であってもよい。その結果、このような色素を含む塗装膜SFは、所望色を呈することとなる。この場合、当該色素は、塗装膜SFが所望色を呈するように、可視光の波長帯域のうち塗装膜SFによって反射されることで所望色の光として人間に認識される波長を含む第1波長帯域の光成分の吸収率と、可視光のうち第1波長帯域とは異なる第2波長帯域の光成分の吸収率とが異なるという特性を有していてもよい。例えば、色素は、第1波長帯域の光成分の吸収率が第2波長帯域の光成分の吸収率よりも小さくなるという特性を有していてもよい。例えば、色素は、第1波長帯域の光成分の吸収率が所定の第2吸収閾値(但し、第2吸収閾値は、第1吸収閾値よりも小さい)以下になり、且つ、第2波長帯域の光成分の吸収率が所定の第3吸収閾値(但し、第3吸収閾値は、第2吸収閾値よりも大きい)以上になるという特性を有していてもよい。このような不可視光である加工光ELkを相応に吸収可能である一方で所望色を呈する色素の一例として、例えば、ウクライナ国キエフに所在するスペクトラムインフォ社製の近赤外線吸収色素(一例として、テトラフルオロホウ素化4-((E)-2-{(3E)-2-クロロ-3-[2-(2,6-ジフェニル-4H-チオピラン-4-イリデン)エチリデン]シクロヘキサ-1-エン-1-イル}ビニル)-2,6-ジフェニルチオピリリウム)があげられる。尚、塗装膜SFが透明である場合、塗装膜SFは色素を含んでいなくてもよい。
或いは、塗装膜SFが色素を含む場合には、当該色素は、可視光に対して透明な色素であってもよい。その結果、このような色素を含む塗装膜SFは、透明な膜(いわゆる、クリアコート)となる。尚、ここでいう「透明な膜」は、可視光の波長帯域のうちの少なくとも一部の波長帯域の光成分が通過することが可能な膜を意味していてもよい。この場合、当該色素は、塗装膜SFが透明になるように、可視光をあまり吸収しない(つまり、相応に反射する)という特性を有していてもよい。例えば、色素は、可視光の吸収率が所定の第4吸収閾値よりも小さくなるという特性を有していてもよい。このような不可視光である加工光ELkを相応に吸収可能である一方で可視光に対して透明になる色素の一例として、例えば、スペクトラムインフォ社製の近赤外線吸収色素(一例として、テトラフルオロホウ素化6-クロロ-2-[(E)-2-(3-{(E)-2-[6-クロロ-1-エチルベンゾ[cd]インドール-2(1H)-イリデン]エチリデン}-2-フェニル-1-シクロペンテン-1-イル)エテニル]-1-エチルベンゾ[cd]インドリウム)があげられる。
再び図1において、塗装膜SFを加工するために、加工システムSYSaは、加工装置1と、制御装置2とを備えている。更に、加工装置1は、光照射装置11と、駆動系12と、収容装置13と、支持装置14と、駆動系15と、排気装置16と、気体供給装置17とを備える。
光照射装置11は、制御装置2の制御下で、塗装膜SFに対して加工光ELkを照射可能である。加工光ELkを照射するために、光照射装置11は、光照射装置11の構造を示す斜視図である図3に示すように、光源光ELsを射出可能な光源110と、フォーカスレンズ111と、マルチビーム光学系112と、ガルバノミラー113と、fθレンズ114とを備える。
光源110は、光源光ELoを射出する。光源光ELoは、例えば、加工光ELkと同じ特性(例えば、種類、波長及びエネルギーの少なくとも一つ)を有する光であるが、加工光ELkと異なる特性を有する光であってもよい。光源110は、例えば、パルス光を光源光ELoとして射出する。パルス光の発光時間幅(以下、“パルス幅”と称する)が短くなるほど、加工精度(例えば、後述するリブレット構造の形成精度)が向上する。従って、光源1111は、パルス幅が相対的に短いパルス光を、光源光ELoとして射出してもよい。例えば、光源1111は、パルス幅が1000ナノ秒以下となるパルス光を、光源光ELoとして射出してもよい。
フォーカスレンズ111は、1以上のレンズで構成され、その少なくとも一部のレンズの光軸方向に沿った位置を調整することで、光源光ELoの集光位置(つまり、光照射装置11の焦点位置)を調整するための光学素子である。
マルチビーム光学系112は、光源111からの光源光ELoを複数の加工光ELkに分岐(言い換えれば、分離又は分割)する。光源光ELoを複数の加工光ELkに分岐するために、マルチビーム光学系112は、マルチビーム光学系112の構造を示す断面図である図4に示すように、偏光ビームスプリッタ1121と、1/4波長板1122と、反射ミラー1123と、1/4波長板1124と、反射ミラー1125とを備える。
光源111からの光源光ELoは、偏光ビームスプリッタ1121の分離面11211に入射する。光源光ELoのうちのs偏光ELs1は、分離面11211において反射される。一方で、光源光ELoのうちのp偏光ELp2は、分離面11211を通過する。つまり、偏光ビームスプリッタ1121は、光源光ELoを、s偏光ELs1とp偏光ELp2とに分岐する。
偏光ビームスプリッタ1121によって反射されたs偏光ELs1は、1/4波長板1122を通過する。その結果、s偏光ELs1は、円偏光ELc1に変換される。1/4波長板1122を通過した円偏光ELc1は、反射ミラー1123の反射面11231によって反射される。反射ミラー1123によって反射された円偏光ELc1は、1/4波長板1122を再度通過して、p偏光ELp1に変換される。1/4波長板1122を通過したp偏光ELp1は、偏光ビームスプリッタ1121の分離面11211に入射する。
一方で、偏光ビームスプリッタ1121を通過したp偏光ELp2は、1/4波長板1124を通過する。その結果、p偏光ELp2は、円偏光ELc2に変換される。1/4波長板1124を通過した円偏光ELc2は、反射ミラー1125の反射面11251によって反射される。反射ミラー1125によって反射された円偏光ELc2は、1/4波長板1124を再度通過して、s偏光ELs2に変換される。1/4波長板1124を通過したs偏光ELs2は、偏光ビームスプリッタ1121の分離面11211に入射する。
分離面11211に入射したp偏光ELp1は、分離面11211を通過する。分離面11211を通過したp偏光ELp1は、複数の加工光ELkのうちの一つとしてマルチビーム光学系112からガルバノミラー113に向けて射出される。一方で、分離面11211に入射したs偏光ELs2は、分離面11211によって反射される。分離面11211によって反射されたs偏光ELs2は、複数の加工光ELkのうちの一つとしてマルチビーム光学系112からガルバノミラー113に向けて射出される。つまり、偏光ビームスプリッタ1121は、光源光ELoをs偏光ELs1及びp偏光ELp2に分岐する光学系として機能するだけでなく、異なる方向から偏光ビームスプリッタ1121に入射してくるp偏光ELp1及びs偏光ELs2を、ガルバノミラー113に向かう複数の加工光ELkとして合流させる光学系としても機能する。
ここで、図4に示すように、反射ミラー1123の反射面11231に対する円偏光ELc1の入射角度が、反射ミラー1125の反射面11251に対する円偏光ELc2の入射角度とは異なるものとなるように、反射ミラー1123及び1125が位置合わせされている。つまり、反射ミラー1123の反射面11231と円偏光ELc1の進行方向に沿った軸とがなす角度が、反射ミラー1125の反射面11251と円偏光ELc2の進行方向に沿った軸とがなす角度とは異なるものとなるように、反射ミラー1123及び1125が位置合わせされている。図4は、反射面11231に対して円偏光ELc1が垂直入射する一方で、反射面11251に対して円偏光ELc2が斜入射するように、反射ミラー1123及び1125が位置合わせされている例を示している。その結果、分離面11211を通過したp偏光ELp1の進行方向に沿った軸と、分離面11211によって反射されたs偏光ELs2の進行方向に沿った軸とが交差することになる。つまり、マルチビーム光学系112から射出される複数の加工光ELkの進行方向にそれぞれ沿った複数の軸が交差することになる。この場合、反射ミラー1123及び1125は、複数の加工光ELkの進行方向を互いに異ならせる光学系として機能させることが可能である。その結果、図5(a)に示すように、複数の加工光ELkの進行方向に交差する光学面上においては、複数の加工光ELkが異なる位置を通過する。つまり、複数の加工光ELkの進行方向に交差する光学面上においては、複数の加工光ELkが複数のビームスポットをそれぞれ形成する。その結果、このような複数の加工光ELkが塗装膜SFに照射されると、図5(b)に示すように、塗装膜SF上において、複数の加工光ELkが複数のビームスポット(つまり、照射領域)をそれぞれ形成する。つまり、マルチビーム光学系112は、塗装膜SF上の異なる位置にそれぞれ照射される複数の加工光ELkを射出する。その結果、塗装膜SFに、複数の加工光ELkが同時に照射される。つまり、塗装膜SF上には、複数の目標照射領域EAが同時に設定される。
再び図3において、ガルバノミラー113は、複数の加工光ELkの光路上に配置される。ガルバノミラー113は、マルチビーム光学系112とfθレンズ114との間に配置される。ガルバノミラー113は、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkが塗装膜SFの表面を走査する(つまり、複数の加工光ELkがそれぞれ照射される複数の目標照射領域EAが塗装膜SFの表面を移動する)ように、複数の加工光ELkを偏向する。尚、ガルバノミラー113によって、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkが塗装膜SFの表面を掃引してもよい。ガルバノミラー113は、X走査ミラー113Xと、Y走査ミラー113Yとを備える。Y走査ミラー113Yは、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkをX走査ミラー113Xに向けて反射する。Y走査ミラー113Yは、θX方向(つまり、X軸周りの回転方向)に揺動又は回転可能である。Y走査ミラー113Yの揺動又は回転により、複数の加工光ELkは、塗装膜SFの表面をY軸方向に沿って走査する。Y走査ミラー113Yの揺動又は回転により、複数の加工光ELkは、塗装膜SFの表面をY軸方向に沿って掃引される。Y走査ミラー113Yの揺動又は回転により、複数の加工光ELkが塗装膜SFの表面をY軸方向に沿って走査するように、複数の加工光ELkの進行方向が変更される。Y走査ミラー113Yの揺動又は回転により、複数の目標照射領域EAは、塗装膜SF上をY軸方向に沿って移動する。Y走査ミラー113Yは、複数の目標照射領域EAと塗装膜SFとの間のY軸方向に沿った相対的な位置関係を変更する。X走査ミラー113Xは、Y走査ミラー113Yが反射した複数の加工光ELkをfθレンズ114に向けて反射する。X走査ミラー113Xは、θY方向(つまり、Y軸周りの回転方向)に揺動又は回転可能である。X走査ミラー113Xの揺動又は回転により、複数の加工光ELkは、塗装膜SFの表面をX軸方向に沿って走査する。X走査ミラー113Xの揺動又は回転により、複数の加工光ELkは、塗装膜SFの表面をX軸方向に沿って掃引される。X走査ミラー113Xの揺動又は回転により、複数の加工光ELkが塗装膜SFの表面をX軸方向に沿って走査するように、複数の加工光ELkの進行方向が変更される。X走査ミラー113Xの揺動又は回転により、複数の目標照射領域EAは、塗装膜SF上をX軸方向に沿って移動する。X走査ミラー113Xは、複数の目標照射領域EAと塗装膜SFとの間のX軸方向に沿った相対的な位置関係を変更する。尚、ガルバノミラー113は、塗装膜SFの表面上において目標照射領域EAを移動させる(つまり、変位させる)ことが可能であるがゆえに、変位部材と称してもよい。
fθレンズ114は、ガルバノミラー113からの複数の加工光ELkの光路上に配置される。fθレンズ114は、ガルバノミラー113からの複数の加工光ELkを塗装膜SF上に集光するための光学素子である。fθレンズ114は、光照射装置11が備える光学素子のうち光照射装置11の最も光射出側に位置する(言い換えれば、塗装膜SFに最も近い、又は、複数の加工光ELkの光路の終端に位置する)終端光学素子である。fθレンズ114は、光照射装置11に対して脱着可能なように構成されていてもよい。その結果、光照射装置11から古いfθレンズ114を取り外した後に、光照射装置11に別のfθレンズ114を取り付けることが可能となる。但し、光照射装置11は、fθレンズ114よりも光射出側に設けられた光学素子(例えば、カバーレンズ等)を備えていてもよい。fθレンズ114よりも光射出側に設けられた光学素子(例えば、カバーレンズ等)が、光照射装置11に対して脱着可能なように構成されていてもよい。
再び図1において、駆動系12は、制御装置2の制御下で、光照射装置11を、塗装膜SFに対して(つまり、塗装膜SFが表面に形成された加工対象物Sに対して)移動させる。つまり、駆動系12は、光照射装置11と塗装膜SFとの相対的な位置関係を変更するように、光照射装置11を塗装膜SFに対して移動させる。光照射装置11と塗装膜SFとの間の相対的な位置関係が変更されると、複数の加工光ELkがそれぞれ照射される複数の目標照射領域EAと塗装膜SFとの間の相対的な位置関係もまた変更される。このため、駆動系12は、複数の目標照射領域EAと塗装膜SFとの相対的な位置関係を変更するように、光照射装置11を塗装膜SFに対して移動させるとも言える。
駆動系12は、塗装膜SFの表面に沿って、光照射装置11を移動させてもよい。図1に示す例では、塗装膜SFの表面は、X軸及びY軸のうち少なくとも一方に平行な平面であるため、駆動系12は、X軸及びY軸の少なくとも一方に沿って、光照射装置11を移動させてもよい。その結果、塗装膜SF上で目標照射領域EAがX軸及びY軸の少なくとも一方に沿って移動する。駆動系12は、塗装膜SFの厚み方向(つまり、塗装膜SFの表面に交差する方向)に沿って、光照射装置11を移動させてもよい。図1に示す例では、塗装膜SFの厚み方向は、Z軸に沿った方向であるため、駆動系12は、Z軸方向に沿って、光照射装置11を移動させてもよい。駆動系12は、X軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つに加えて、θX方向、θY方向及びθZ方向(つまり、Z軸周りの回転方向)の少なくとも一つに沿って、光照射装置11を移動させてもよい。
駆動系12は、光照射装置11を支持すると共に、当該支持している光照射装置11を移動させる。この場合、駆動系12は、例えば、光照射装置11を支持する第1支持部材と、当該第1支持部材を移動させる第1移動機構とを備えていてもよい。
収容装置13は、天井部材131と、隔壁部材132とを備えている。天井部材131は、光照射装置11の+Z側に配置される。天井部材131は、XY平面に沿った板状の部材である。天井部材131は、支持部材133を介して駆動系12を支持する。天井部材131の-Z側の面の外縁(或いは、その近傍)には、隔壁部材132が配置されている。隔壁部材132は、天井部材131から-Z側に向かって延伸する筒状(例えば、円筒状の又は矩形筒状の)の部材である。天井部材131と隔壁部材132とによって囲まれた空間は、光照射装置11及び駆動系12を収容するための収容空間SPとなる。従って、上述した駆動系12は、収容空間SP内で光照射装置11を移動させる。更に、収容空間SPは、光照射装置11と塗装膜SFとの間の空間(特に、加工光ELkの光路を含む空間)を含んでいる。より具体的には、収容空間SPは、光照射装置11が備える終端光学素子(例えば、fθレンズ1123)と塗装膜SFとの間の空間(特に、加工光ELkの光路を含む空間)を含んでいる。
天井部材131及び隔壁部材132のそれぞれは、加工光ELkを遮光可能な部材である。つまり、天井部材131及び隔壁部材132のそれぞれは、加工光ELkの波長に対して不透明である。その結果、収容空間SP内を伝搬する加工光ELkが収容空間SPの外部(つまり、収容装置13の外部)に漏れ出てくることはない。尚、天井部材131及び隔壁部材132のそれぞれは、加工光ELkを減光可能な部材であってもよい。つまり、天井部材131及び隔壁部材132のそれぞれは、加工光ELkの波長に対して半透明であってもよい。更に、天井部材131及び隔壁部材132のそれぞれは、加工光ELkの照射によって発生した不要物質を透過させない(つまり、遮蔽可能な)部材である。不要物質の一例として、塗装膜SFの蒸気及びヒュームの少なくとも一方があげられる。その結果、収容空間SP内で発生した不要物質が収容空間SPの外部(つまり、収容装置13の外部)に漏れ出てくることはない。
隔壁部材132の端部(具体的には、塗装膜SF側の端部であり、図1に示す例では、-Z側の端部)134は、塗装膜SFの表面に接触可能である。端部134が塗装膜SFに接触する場合には、収容装置13(つまり、天井部材131及び隔壁部材132)は、塗装膜SFと協働して収容空間SPの密閉性を維持する。端部134は、塗装膜SFと接触した場合に、塗装膜SFの表面の形状に応じてその形状(特に、端部134のうち塗装膜SFに接触する接触面(図1に示す例では、-Z側の面)の形状、以下同じ)を変化させることが可能である。例えば、表面が平面形状の塗装膜SFに端部134が接触する場合には、端部134の形状は、塗装膜SFと同様に平面形状になる。例えば、表面が曲面形状の塗装膜SFに端部134が接触する場合には、端部134の形状は、塗装膜SFと同様に曲面形状になる。その結果、端部134が塗装膜SFの表面の形状に応じてその形状を変化させることができない場合と比較して、収容空間SPの密閉性が向上する。形状を変化させることが可能な端部134の一例として、ゴム等の弾性を有する部材(言い換えれば、柔軟な部材)から形成されている端部134があげられる。尚、形状を変化させることが可能な端部134として、例えば弾性を有する構造である蛇腹状の端部134aが用いられてもよい。
端部134は、塗装膜SFに接触した状態で塗装膜SFに付着可能であってもよい。例えば、端部134は、塗装膜SFに吸着可能な吸着機構を備えていてもよい。端部134が塗装膜SFに付着すると、端部134が塗装膜SFに付着していない場合と比較して、収容空間SPの密閉性がより一層向上する。但し、端部134が塗装膜SFに付着可能でなくてもよい。この場合であっても、端部134が塗装膜SFに接触する限りは、収容空間SPの密閉性が相応に維持されることに変わりはない。
隔壁部材132は、制御装置2の制御下で動作する不図示の駆動系(例えば、アクチュエータ)によって、Z軸方向に沿って伸縮可能な部材である。例えば、隔壁部材132は、蛇腹状の部材(いわゆる、ベローズ)であってもよい。この場合、隔壁部材132は、蛇腹部分の伸縮によって伸縮可能である。或いは、例えば、隔壁部材132は、異なる径を有する複数の中空状の円筒部材が組み合わせられたテレスコピックパイプを備えていてもよい。この場合、隔壁部材132は、複数の円筒部材の相対的な移動によって伸縮可能である。隔壁部材132の状態は、少なくとも、隔壁部材132がZ軸方向に沿って伸びることでZ軸方向の長さが相対的に長い第1伸長状態と、隔壁部材132がZ軸方向に沿って縮小することでZ軸方向の長さが相対的に短い第1縮小状態とに設定可能である。
隔壁部材132が第1伸長状態にある場合には、端部134は、塗装膜SFに接触可能な第1接触状態にある。一方で、隔壁部材132が第1縮小状態にある場合には、端部134は、塗装膜SFに接触しない第1非接触状態にある。つまり、隔壁部材132が第1縮小状態にある場合には、端部134は、塗装膜SFから+Z側に離れている第1非接触状態にある。尚、端部134の状態を第1接触状態と第1非接触状態との間で切り換えるための構成は、隔壁部材132を伸縮する構成には限定されない。例えば、収容装置13自体を±Z方向に沿って移動可能な構成とすることで、端部134の状態を第1接触状態と第1非接触状態との間で切り換えてもよい。
収容装置13は更に、検出装置135を備えている。検出装置135は、収容空間SP内の不要物質(つまり、加工光ELkの照射によって発生した物質)を検出する。検出装置135の検出結果は、後に詳述するように、隔壁部材132の状態を第1伸長状態から第1縮小状態へと変える際に制御装置2によって参照される。
支持装置14は、収容装置13を支持する。収容装置13が駆動系12及び光照射装置11を支持しているため、支持装置14は、実質的には、収容装置13を介して駆動系12及び光照射装置11を支持している。収容装置13を支持するために、支持装置14は、梁部材141と、複数の脚部材142とを備えている。梁部材141は、収容装置13の+Z側に配置される。梁部材141は、XY平面に沿って延伸する梁状の部材である。梁部材141は、支持部材143を介して収容装置13を支持する。梁部材141には、複数の脚部材142が配置されている。脚部材142は、梁部材141から-Z側に向かって延伸する棒状の部材である。
脚部材142の端部(具体的には、塗装膜SF側の端部であり、図1に示す例では、-Z側の端部)144は、塗装膜SFの表面に接触可能である。その結果、支持装置14は、塗装膜SFによって(つまり、加工対象物Sによって)支持される。つまり、支持装置14は、端部144が塗装膜SFに接触した状態で(言い換えれば、支持装置14が塗装膜Sによって支持された状態で)収容装置13を支持する。端部144は、収容装置13の端部134と同様に、塗装膜SFと接触した場合に、塗装膜SFの表面の形状に応じてその形状(特に、端部144のうち塗装膜SFに接触する接触面(図1に示す例では、-Z側の面)の形状、以下同じ)を変化させることが可能であってもよい。端部144は、塗装膜SFに接触した状態で塗装膜SFに付着可能であってもよい。例えば、端部144は、塗装膜SFに吸着可能な吸着機構を備えていてもよい。端部144が塗装膜SFに付着すると、端部144が塗装膜SFに付着していない場合と比較して、支持装置14の安定性が向上する。但し、端部144が塗装膜SFに付着可能でなくてもよい。
梁部材141は、制御装置2の制御下で動作する駆動系15によって、X軸及びY軸の少なくとも一方に沿って(或いは、XY平面に沿った任意の方向に沿って)伸縮可能な部材である。例えば、梁部材141は、異なる径を有する複数の筒部材が組み合わせられたテレスコピックパイプを備えていてもよい。この場合、梁部材141は、複数の筒部材の相対的な移動によって伸縮可能である。
脚部材142は、制御装置2の制御下で動作する駆動系15によって、Z軸方向に沿って伸縮可能な部材である。例えば、脚部材142は、異なる径を有する複数の筒部材が組み合わせられたテレスコピックパイプを備えていてもよい。この場合、脚部材142は、複数の筒部材の相対的な移動によって伸縮可能である。脚部材142の状態は、少なくとも、脚部材142がZ軸方向に沿って伸びることでZ軸方向の長さが相対的に長い第2伸長状態と、脚部材142がZ軸方向に沿って縮小することでZ軸方向の長さが相対的に短い第2縮小状態とに設定可能である。脚部材142が第2伸長状態にある場合には、端部144は、塗装膜SFに接触可能な第2接触状態にある。一方で、脚部材142が第2縮小状態にある場合には、端部144は、塗装膜SFに接触しない第2非接触状態にある。つまり、脚部材142が第2縮小状態にある場合には、端部144は、塗装膜SFから+Z側に離れている第2非接触状態にある。
駆動系15は、制御装置2の制御下で、支持装置14を塗装膜SFに対して(つまり、塗装膜SFが表面に形成された加工対象物Sに対して)移動させる。つまり、駆動系15は、支持装置14と塗装膜SFとの相対的な位置関係を変更するように、支持装置14を塗装膜SFに対して移動させる。支持装置14が収容装置13を支持しているため、駆動系15は、実質的には、支持装置14を移動させることで、収容装置13を塗装膜SFに対して移動させる。つまり、駆動系15は、実質的には、収容装置13と塗装膜SFとの相対的な位置関係を変更するように、支持装置14を塗装膜SFに対して移動させる。更に、収容装置13は、駆動系12を介して光照射装置11を支持している。このため、駆動系15は、実質的には、支持装置14を移動させることで、光照射装置11を塗装膜SFに対して移動させることができる。つまり、駆動系15は、実質的には、光照射装置11と塗装膜SFとの相対的な位置関係を変更するように、支持装置14を塗装膜SFに対して移動させることができる。言い換えれば、駆動系15は、実質的には、複数の目標照射領域EAと塗装膜SFとの相対的な位置関係を変更するように、支持装置14を塗装膜SFに対して移動させることができる。
駆動系15は、支持装置14を移動させるために、制御装置2の制御下で、梁部材141を伸縮させる。更に、駆動系15は、支持装置14を移動させるために、制御装置2の制御下で、複数の脚部材142を伸縮させる。尚、駆動系15による支持装置14の移動態様については、図8から図17を参照しながら後に詳述する。
排気装置16は、排気管161を介して収容空間SPに連結されている。排気装置16は、収容空間SP内の気体を排気可能である。特に、排気装置16は、収容空間SP内の気体を排気することで、加工光ELkの照射によって発生した不要物質を、収容空間SPから収容空間SPの外部に吸引可能である。特に、この不要物質が加工光ELkの光路上に存在する場合、塗装膜SFに対する加工光ELkの照射に影響を与える可能性がある。このため、排気装置16は特に、光照射装置11の終端光学素子と塗装膜SFとの間の加工光ELkの光路を含む空間から、当該空間内の気体と共に不要物質を吸引する。排気装置16が収容空間SPから吸引した不要物質は、フィルタ162を介して加工システムSYSの外部へと排出される。フィルタ162は、不要物質を吸着する。尚、フィルタ162は、着脱可能であってもよいし、交換可能であってもよい。
気体供給装置17は、吸気管171を介して収容空間SPに連結されている。気体供給装置17は、収容空間SPに気体を供給可能である。収容空間SPに供給する気体としては、大気、CDA(クリーン・ドライ・エア)及び不活性ガスの少なくとも一つがあげられる。不活性ガスの一例として、窒素ガスがあげられる。第1実施形態では、気体供給装置17はCDAを供給するものとする。このため、収容空間SPは、CDAによってパージされた空間となる。収容空間SPに供給されたCDAの少なくとも一部は、排気装置16によって吸引される。排気装置16が収容空間SPから吸引したCDAは、フィルタ162を通過して加工システムSYSaの外部へと排出される。
気体供給装置17は特に、図3に示すfθレンズ114の収容空間SP側の光学面1141(つまり、光照射装置11の終端光学素子の収容空間SP側の光学面)にCDA等の気体を供給する。光学面1141は、収容空間SPに面しているがゆえに、加工光ELkの照射によって発生した不要物質にさらされる可能性がある。その結果、光学面1141に不要物質が付着してしまう可能性がある。更に、加工光ELkが光学面1141を通過するがゆえに、光学面1141通過する加工光ELkによって光学面1141に付着した不要物質が焼き付けられる(つまり、固着してしまう)可能性がある。光学面1141に付着した(更には、固着した)不要物質は、光学面1141の汚れとなって加工光ELkの特性に影響を与えかねない。しかるに、光学面1141にCDA等の気体が供給されると、光学面1141と不要物質との接触が防止される。このため、光学面1141への汚れの付着が防止される。従って、気体供給装置17は、光学面1141への汚れの付着を防止する付着防止装置としても機能する。更には、光学面1141に汚れが付着(更には、固着)してしまった場合であっても、光学面1141に供給されたCDAによって汚れが除去される(例えば、吹き飛ばされる)可能性がある。従って、気体供給装置17は、光学面1141に付着した汚れを除去する付着防止装置としても機能し得る。
制御装置2は、加工システムSYSaの全体の動作を制御する。特に、制御装置2は、後に詳述するように、所望の形状の凹部Cが所望の位置に形成されるように、光照射装置11、駆動系12、収容装置13及び駆動系15を制御する。
制御装置2は、例えば、CPU(Central Processing Unit)(或いは、CPUに加えて又は代えてGPU(Graphics Processing Unit))と、メモリとを含んでいてもよい。制御装置2は、CPUがコンピュータプログラムを実行することで、加工システムSYSaの動作を制御する装置として機能する。このコンピュータプログラムは、制御装置2が行うべき後述する動作を制御装置2(例えば、CPU)に行わせる(つまり、実行させる)ためのコンピュータプログラムである。つまり、このコンピュータプログラムは、加工システムSYSaに後述する動作を行わせるように制御装置2を機能させるためのコンピュータプログラムである。CPUが実行するコンピュータプログラムは、制御装置2が備えるメモリ(つまり、記録媒体)に記録されていてもよいし、制御装置2に内蔵された又は制御装置2に外付け可能な任意の記憶媒体(例えば、ハードディスクや半導体メモリ)に記録されていてもよい。或いは、CPUは、実行するべきコンピュータプログラムを、ネットワークインタフェースを介して、制御装置2の外部の装置からダウンロードしてもよい。
制御装置2は、加工システムSYSaの内部に設けられていなくてもよく、例えば、加工システムSYSa外にサーバ等として設けられていてもよい。この場合、制御装置2と加工システムSYSaとは、有線及び/又は無線のネットワーク(或いは、データバス及び/又は通信回線)で接続されていてもよい。有線のネットワークとして、例えばIEEE1394、RS-232x、RS-422、RS-423、RS-485及びUSBの少なくとも一つに代表されるシリアルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、パラレルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、10BASE-T、100BASE-TX及び1000BASE-Tの少なくとも一つに代表されるイーサネット(登録商標)に準拠したインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、電波を用いたネットワークが用いられてもよい。電波を用いたネットワークの一例として、IEEE802.1xに準拠したネットワーク(例えば、無線LAN及びBluetooth(登録商標)の少なくとも一方)があげられる。無線のネットワークとして、赤外線を用いたネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、光通信を用いたネットワークが用いられてもよい。この場合、制御装置2と加工システムSYSaとはネットワークを介して各種の情報の送受信が可能となるように構成されていてもよい。また、制御装置2は、ネットワークを介して加工システムSYSaにコマンドや制御パラメータ等の情報を送信可能であってもよい。加工システムSYSaは、制御装置2からのコマンドや制御パラメータ等の情報を、上記ネットワークを介して受信する受信装置を備えていてもよい。或いは、制御装置2が行う処理のうちの一部を行う第1制御装置が加工システムSYSaの内部に設けられている一方で、制御装置2が行う処理のうちの他の一部を行う第2制御装置が加工システムSYSaの外部に設けられていてもよい。
尚、CPUが実行するコンピュータプログラムを記録する記録媒体としては、CD-ROM、CD-R、CD-RWやフレキシブルディスク、MO、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW及びBlu-ray(登録商標)等の光ディスク、磁気テープ等の磁気媒体、光磁気ディスク、USBメモリ等の半導体メモリ、及び、その他プログラムを格納可能な任意の媒体の少なくとも一つが用いられてもよい。記録媒体には、コンピュータプログラムを記録可能な機器(例えば、コンピュータプログラムがソフトウェア及びファームウェア等の少なくとも一方の形態で実行可能な状態に実装された汎用機器又は専用機器)が含まれていてもよい。更に、コンピュータプログラムに含まれる各処理や機能は、制御装置2(つまり、コンピュータ)がコンピュータプログラムを実行することで制御装置2内に実現される論理的な処理ブロックによって実現されてもよいし、制御装置2が備える所定のゲートアレイ(FPGA、ASIC)等のハードウェアによって実現されてもよいし、論理的な処理ブロックとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウェアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。
(1-2)加工システムSYSaによる加工動作の具体例
(1-2-1)加工動作によって形成される構造の具体例
図2を用いて説明したように、第1実施形態では、加工システムSYSaは、塗装膜SFに凹部Cを形成する。凹部Cは、塗装膜SFのうち加工光ELkが実際に照射された部分に形成される。このため、塗装膜SF上で加工光ELkが実際に照射される位置(つまり、加工光ELkが照射されることが予定されている目標照射領域EAが設定される位置)を適切に設定すれば、塗装膜SFの所望位置に凹部Cが形成可能となる。つまり、加工対象物S上に、塗装膜SFによる構造を形成可能となる。
(1-2-1)加工動作によって形成される構造の具体例
図2を用いて説明したように、第1実施形態では、加工システムSYSaは、塗装膜SFに凹部Cを形成する。凹部Cは、塗装膜SFのうち加工光ELkが実際に照射された部分に形成される。このため、塗装膜SF上で加工光ELkが実際に照射される位置(つまり、加工光ELkが照射されることが予定されている目標照射領域EAが設定される位置)を適切に設定すれば、塗装膜SFの所望位置に凹部Cが形成可能となる。つまり、加工対象物S上に、塗装膜SFによる構造を形成可能となる。
具体的には、加工システムSYSaは、上述したように、ガルバノミラー113及び駆動系12の少なくとも一方を用いて、目標照射領域EAに塗装膜SFの表面を移動させる。加工システムSYSaは、塗装膜SFの表面を目標照射領域EAが移動する期間中に、塗装膜SFの表面のうち加工光ELkを実際に照射するべき領域(つまり、加工するべき領域)に目標照射領域EAが重なるタイミングで加工光ELkを照射する。一方で、加工システムSYSaは、塗装膜SFの表面を目標照射領域EAが移動する期間中に、塗装膜SFの表面のうち加工光ELkを実際に照射するべき領域に目標照射領域EAが重ならないタイミングでは加工光ELkを照射しない。つまり、加工システムSYSaは、塗装膜SFの表面を目標照射領域EAが移動する期間中に、塗装膜SFの表面のうち加工光ELkを実際に照射するべきでない領域(つまり、加工すべきでない領域)に目標照射領域EAが重なるタイミングでは加工光ELkを照射しない。その結果、加工対象物S上に、塗装膜SFのうち加工光ELkが実際に照射された領域のパターンに応じた塗装膜SFによる構造が形成される。
第1実施形態では、加工システムSYSaは、制御装置2の制御下で、このような塗装膜SFによる構造の一例であるリブレット構造を加工対象物S上に形成する。リブレット構造は、塗装膜SFの表面の流体に対する抵抗(特に、摩擦抵抗、乱流摩擦抵抗)を低減可能な構造である。リブレット構造が形成された加工対象物Sの表面の流体に対する抵抗は、リブレット構造が形成されていない加工対象物Sの表面の流体に対する抵抗よりも小さくなる。このため、リブレット構造は、加工対象物Sの表面の流体に対する抵抗を低減可能な構造であるとも言える。尚、ここでいう流体とは、塗装膜SFの表面に対して相対的に流れている媒質(気体、液体)であればよい。例えば、静止している加工対象物SFに対して流れている媒質、及び、移動している加工対象物SFの周囲に分布する静止している媒質のそれぞれは、流体の一例である。
リブレット構造の一例が図6(a)及び図6(b)に示されている。図6(a)及び図6(b)に示すように、リブレット構造は、例えば、第1の方向(図6(a)及び図6(b)に示す例では、Y軸方向)に沿って凹部Cを連続的に形成することで形成される凹状構造CP1(つまり、第1の方向に沿って延伸するように直線状に形成された凹状構造CP1)が、第1の方向に交差する第2方向(図6(a)及び図6(b)に示す例では、X軸方向)に沿って複数配列された構造である。つまり、リブレット構造は、例えば、第1の方向に沿って延びる複数の凹状構造CP1が、第1の方向に交差する第2方向に周期方向を有する構造である。隣り合う2つの凹状構造CP1の間には、周囲から突き出た凸状構造CP2が実質的に存在する。従って、リブレット構造は、例えば、第1の方向(例えば、Y軸方向)に沿って直線状に延伸する凸状構造CP2が、第1の方向に交差する第2方向(例えば、X軸方向)に沿って複数配列された構造であるとも言える。つまり、リブレット構造は、例えば、第1の方向に沿って延びる複数の凸状構造CP2が、第1の方向に交差する第2方向に周期方向を有する構造であるとも言える。図6(a)及び図6(b)に示されるリブレット構造は、周期的な構造である。
隣り合う2つの凹状構造CP1の間隔(つまり、凹状構造CP1の配列ピッチP1)は、例えば、数ミクロンから数百ミクロンであるが、その他のサイズであってもよい。更に、各凹状構造CP1の深さ(つまり、Z軸方向の深さ)Dは、例えば、数ミクロンから数百ミクロンであるが、その他のサイズであってもよい。各凹状構造CP1の深さDは、凹状構造CP1の配列ピッチP1以下であってもよい。各凹状構造CP1の深さDは、凹状構造CP1の配列ピッチP1の半分以下であってもよい。各凹状構造CP1のZ軸を含む断面(具体的には、XZ平面に沿った断面)の形状は、お椀型の曲線形状であるが、三角形であってもよいし、四角形であってもよいし、五角形以上の多角形であってもよい。
隣り合う2つの凸状構造CP2の間隔(つまり、凸状構造CP2の配列ピッチP2)は、例えば、数ミクロンから数百ミクロンであるが、その他のサイズであってもよい。更に、各凸状構造CP2の高さ(つまり、Z軸方向の高さ)Hは、例えば、数ミクロンから数百ミクロンであるが、その他のサイズであってもよい。各凸状構造CP2の高さHは、凸状構造CP2の配列ピッチP2以下であってもよい。各凸状構造CP2の高さHは、凸状構造CP2の配列ピッチP2の半分以下であってもよい。各凸状構造CP2のZ軸を含む断面(具体的には、XZ平面に沿った断面)の形状は、斜面が曲線となる山形の形状であるが、三角形であってもよいし、四角形であってもよいし、五角形以上の多角形であってもよい。また、各凸状構造CP2は稜線を有していてもよい。
尚、加工システムSYSaが形成するリブレット構造自体は、例えば、日本機械学会編『機械工学便覧基礎編 α4流体工学』第5章に記述されるような既存のリブレット構造であってもよいため、リブレット構造そのものについての詳細な説明は省略する。
このようなリブレット構造は、上述したように、リブレット構造が形成された加工対象物Sの表面の流体に対する抵抗を低減可能である。このため、加工対象物Sは、流体に対する抵抗を低減することが望まれる物体(例えば、構造体)であってもよい。例えば、加工対象物Sは、少なくとも一部が流体(例えば、気体及び液体の少なくとも一方)内を進むように移動可能な物体(つまり、移動体)を含んでいてもよい。具体的には、例えば、加工対象物Sは、図7(a)から図7(c)に示すように、航空機PLの機体(例えば、胴体PL1、主翼PL2、垂直尾翼PL3及び水平尾翼PL4のうち少なくとも1つ)を含んでいてもよい。この場合、図7(a)及び図7(c)に示すように、加工装置1(或いは、加工システムSYSa、以下この段落において同じ)は、支持装置14により航空機PLの機体上で自立していてもよい。或いは、支持装置14の脚部材142の端部144が塗装膜SFに付着可能であるがゆえに、図7(b)に示すように、加工装置1は、支持装置14により航空機PLの機体から吊り下がる(つまり、ぶら下がる)ように航空機PLの機体に付着してもよい。更に、支持装置14の脚部材142の端部144が塗装膜SFに付着可能であり且つ収容装置13の隔壁部材132の端部134が塗装膜SFに付着可能であるがゆえに、加工装置1は、塗装膜SFの表面が上方を向いている状態で水平面に対して傾斜している場合であっても、塗装膜SF上で自立可能である。更には、加工装置1は、塗装膜SFの表面が下方を向いている状態で水平面に対して傾斜している場合であっても、塗装膜SFから吊り下がるように塗装膜SFに付着可能である。いずれの場合であっても、光照射装置11は、駆動系12により及び/又は支持装置14の移動により、機体の表面に沿って移動可能である。従って、加工システムSYSは、航空機の機体のような加工対象物S(つまり、表面が曲面となる、表面が水平面に対して傾斜している又は表面が下方を向いている加工対象物S)にも、塗装膜SFによるリブレット構造を形成可能である。
その他、例えば、加工対象物Sは、自動車の車体及び空力パーツの少なくとも一方を含んでいてもよい。例えば、加工対象物Sは、船舶の船体を含んでいてもよい。例えば、加工対象物Sは、ロケットの機体を含んでいてもよい。例えば、加工対象物Sは、タービン(例えば、水力タービン及び風力タービン等の少なくとも一つであり、特にそのタービンブレード)を含んでいてもよい。例えば、加工対象物Sは、少なくとも一部が流体内を進むように移動可能な物体を構成する部品を含んでいてもよい。例えば、加工対象物Sは、流動している流体内に少なくとも一部が固定される物体を含んでいてもよい。具体的には、例えば、加工対象物Sは、川又は海の中に設置される橋桁を含んでいてもよい。例えば、加工対象物Sは、内部を流体が流れる配管を含んでいてもよい。この場合、配管の内壁が上述した加工対象物Sの表面となり得る。
尚、ここにあげた加工対象物Sの一例は、比較的に大きな物体(例えば、数メートルから数百メートルのオーダーのサイズの物体)である。この場合、図7(a)から図7(c)に示すように、光照射装置11の大きさは、加工対象物Sの大きさよりも小さい。しかしながら、加工対象物Sは、どのようなサイズの物体であってもよい。例えば、加工対象物Sは、キロメートル、センチメートル、ミリメートル又はマイクロメートルのオーダーのサイズの物体であってもよい。
上述したリブレット構造の特性は、加工対象物Sがどのような物体であるかに応じて、摩擦の低減効果が適切に得られるような適切な特性に設定されてもよい。つまり、上述したリブレット構造の特性は、加工対象物Sがどのような物体であるかに応じて、摩擦の低減効果が適切に得られるように最適化されてもよい。より具体的には、リブレット構造の特性は、使用中の(つまり、運用中)の加工対象物Sの周囲に分布する流体の種類、加工対象物Sの流体に対する相対速度、及び、加工対象物Sの形状等の少なくとも一つに応じて、摩擦の低減効果が適切に得られる適切な特性に設定されてもよい。更に、上述したリブレット構造の特性は、加工対象物Sがどのような物体であり且つその物体のどの部分にリブレット構造が形成されるかに応じて、摩擦の低減効果が適切に得られるような適切な特性に設定されてもよい。例えば、加工対象物Sが航空機PLの機体である場合には、胴体PL1に形成されるリブレット構造の特性と、主翼PL2に形成されるリブレット構造の特性とが異なっていてもよい。
リブレット構造の特性は、リブレット構造のサイズを含んでいてもよい。リブレット構造のサイズは、凹状構造CP1の配列ピッチP1、各凹状構造CP1の深さD、凸状構造CP2の配列ピッチP2、各凸状構造CP2の高さH等の少なくとも一つを含んでいてもよい。リブレット構造の特性は、リブレット構造の形状(例えば、Z軸を含む断面(具体的には、XZ平面に沿った断面)の形状)を含んでいてもよい。リブレット構造の特性は、リブレット構造の延伸方向(つまり、凹状構造CP1の延伸方向)を含んでいてもよい。リブレット構造の特性は、リブレット構造の形成位置を含んでいてもよい。
リブレット構造の特性は、加工対象物Sをシミュレートするシミュレーションモデルに基づいて決定されてもよい。特に、リブレット構造の特性は、流体内を移動する加工対象物Sをシミュレートする(言い換えれば、移動する加工対象物Sの周囲の流体の流れをシミュレートする)シミュレーションモデルに基づいて決定されてもよい。具体的には、制御装置2(或いは、シミュレーションモデルに基づく演算を行うその他の演算装置)は、流体シミュレーションモデルに基づいて、摩擦の低減効果が適切に得られるリブレット構造の特性を決定してもよい。つまり、制御装置2(或いは、シミュレーションモデルに基づく演算を行うその他の演算装置)は、流体シミュレーションモデルに基づいて、摩擦の低減効果が適切に得られるように、リブレット構造の特性を最適化してもよい。その後、制御装置2は、決定した(つまり、最適化された)リブレット構造の特性に関するリブレット情報に基づいて、決定した特性を有するリブレット構造を形成するように加工装置1を制御してもよい。リブレット情報は、例えば、どのようなサイズ、形状及び延伸方向の凹状構造CP1を、加工対象物Sのどの位置に形成するかを示す情報を含んでいてもよい。リブレット情報は、例えば、どのようなサイズ、形状及び延伸方向の凹状構造CP1を、加工対象物Sのどの位置に形成するかを、シミュレーションモデルと対応付けて示す情報を含んでいてもよい。
尚、マルチビーム光学系112を備える加工システムSYSaに限らず、加工対象物Sを加工してリブレット構造を形成する任意の加工システムにおいて、リブレット構造の特性は、加工対象物Sをシミュレートするシミュレーションモデルに基づいて決定されてもよい。つまり、加工対象物Sを加工してリブレット構造を形成する任意の加工システムにおいて、流体シミュレーションモデルに基づいて摩擦の低減効果が適切に得られるようにリブレット構造の特性が最適化され、最適化されたリブレット構造の特性に関するリブレット情報に基づいて最適化された特性を有するリブレット構造が形成されてもよい。
(1-2-2)加工動作の流れ
続いて、図8から図19を参照しながら、リブレット構造を形成するための加工動作の流れについて説明する。
続いて、図8から図19を参照しながら、リブレット構造を形成するための加工動作の流れについて説明する。
まず、上述したように、複数の加工光ELkは、ガルバノミラー113によって偏向される。リブレット構造を形成するためには、ガルバノミラー113は、塗装膜SFの表面上で複数の目標照射領域EAをY軸方向に沿って移動させながら所望のタイミングで複数の加工光ELkのそれぞれを対応する目標照射領域EAに照射するスキャン動作と、塗装膜SFの表面上で複数の目標照射領域EAを少なくともX軸方向に沿って所定量だけ移動させるステップ動作とを交互に繰り返すように、複数の加工光ELkを偏向する。この場合、Y軸を、スキャン軸と称してもよいし、X軸を、ステップ軸と称してもよい。
ここで、塗装膜SFに対して光照射装置11を静止させたままガルバノミラー113の制御で複数の加工光ELkを走査させることができる塗装膜SFの表面上の領域のサイズには限界がある。従って、第1実施形態では、図8に示すように、制御装置2は、塗装膜SFの表面(特に、塗装膜SFのうちリブレット構造を形成するべき領域)に、複数の加工ショット領域SAを設定してもよい。各加工ショット領域SAは、塗装膜SFに対して光照射装置11を静止させたままガルバノミラー113の制御で複数の加工光ELkを走査させることができる塗装膜SF上の領域に相当する。各加工ショット領域SAの形状は四角形であるが、その形状は任意である。
制御装置2は、ガルバノミラー113によって偏向される複数の加工光ELkを一の加工ショット領域SA(例えばSA1)の少なくとも一部に照射するように光照射装置11を制御することで、当該一の加工ショット領域SA(SA1)にリブレット構造を形成する。その後、制御装置2は、塗装膜SFに対して光照射装置11を移動させるように駆動系12及び15の少なくとも一方を制御することで、光照射装置11を、他の加工ショット領域SA(例えばSA2)に複数の加工光ELkを照射することが可能な位置に配置する。その後、制御装置2は、ガルバノミラー113によって偏向される複数の加工光ELkを他の加工ショット領域SA(SA2)の少なくとも一部に照射するように光照射装置11を制御することで、当該他の加工ショット領域SAにリブレット構造を形成する。制御装置2は以下の動作を全ての加工ショット領域SA1からSA16を対象に繰り返すことで、リブレット構造を形成する。
制御装置2は、各加工ショット領域SAにリブレット構造を形成する際には、上述したシミュレーションモデルに基づいて最適化されたリブレット構造の特性に関するリブレット情報から、各加工ショット領域SAに形成されるべきリブレット構造の特性に相当する情報を取得し、当該取得した情報に基づいて各加工ショット領域SAに最適化された特性を有するリブレット構造を各加工ショット領域SAに形成する。
以下、図8に示す加工ショット領域SA1からSA4にリブレット構造を形成する動作を例にあげて説明を続ける。以下では、X軸方向に沿って隣接する2つの加工ショット領域SAが収容空間SP内に位置する例を用いて説明をする。しかしながら、収容空間SP内に任意の数の加工ショット領域SAが位置する場合においても、同様の動作が行われることに変わりはない。また、以下に示すリブレット構造を形成する動作は、あくまで一例であって、加工システムSYSは、以下に示す動作とは異なる動作を行ってリブレット構造を形成してもよい。要は、加工システムSYSは、複数の加工光ELkを加工対象物Sに照射して加工対象物Sにリブレット構造を形成することができる限りは、どのような動作を行ってもよい。
図9に示すように、まず、制御装置2は、収容空間SP内に加工ショット領域SA1及びSA2が位置する第1収容位置に収容装置13が配置されるように、駆動系15を制御して塗装膜SFに対して支持装置14を移動させる。つまり、制御装置2は、収容装置13により加工ショット領域SA1及びSA2が覆われるように、支持装置14が支持する収容装置13を移動させる。更に、制御装置2は、光照射装置11が加工ショット領域SA1に複数の加工光ELkを照射することが可能な第1照射位置に配置されるように、駆動系12を制御して塗装膜SFに対して光照射装置11を移動させる。収容装置13が第1収容位置に配置され且つ光照射装置11が第1照射位置に配置された後は、隔壁部材132は、第1伸長状態になる。従って、隔壁部材132の端部134は、塗装膜SFに接触し且つ付着する。同様に、複数の脚部材142は、第2伸長状態になる。従って、複数の脚部材142の端部144は、塗装膜SFに接触し且つ付着する。
その後、図10(a)及び図10(b)に示すように、制御装置2は、複数の加工光ELkが加工ショット領域SA1を走査するように、光照射装置11(特に、ガルバノミラー113)を制御する。具体的には、制御装置2は、上述したスキャン動作を行うために、加工ショット領域SA1内のある領域を複数の加工光ELkがY軸方向に沿って走査するように、ガルバノミラー113のY走査ミラー113Yを制御する。スキャン動作が行われている間は、光源110は、光源光ELoを射出する。その結果、スキャン動作が行われている間は、マルチビーム光学系112は、複数の加工光ELkを射出する。その後、制御装置2は、上述したステップ動作を行うために、ガルバノミラー113のX走査ミラー113Xを単位ステップ量だけ回転させる。ステップ動作が行われている間は、光源110は、光源光ELoを射出しない。その結果、ステップ動作が行われている間は、マルチビーム光学系112は、複数の加工光ELkを射出しない。その後、制御装置2は、上述したスキャン動作を行うために、加工ショット領域SA1内のある領域を複数の加工光ELkがY軸方向に沿って走査するように、ガルバノミラー113のY走査ミラー113Yを制御する。このように、制御装置2は、スキャン動作とステップ動作とを交互に繰り返して加工ショット領域SA1の全体(或いは、加工ショット領域SA1のうちリブレット構造を形成するべき一部の領域)を複数の加工光ELkが走査するように、ガルバノミラー113を制御する。尚、ステップ動作が行われている間において、光源110から光源光ELoを射出して複数の加工光ELkを射出してもよい。
第1実施形態では、スキャン動作とステップ動作とが繰り返される期間中の加工光ELkの走査軌跡(つまり、目標照射領域EAの移動軌跡)を示す平面図である図11に示すように、加工装置1は、加工ショット領域SA内に設定される複数のスキャン領域SCAに対して順にスキャン動作を行う。図11は、加工ショット領域SA内に6個のスキャン領域SCA#1からSCA#6が設定される例を示している。各スキャン領域SCAは、1回のスキャン動作(つまり、ステップ動作を挟まない一連のスキャン動作)で照射される複数の加工光ELkによって走査される領域である。各スキャン領域SCAは、1回のスキャン動作で複数の目標照射領域EAが移動する領域である。この場合、1回のスキャン動作で、目標照射領域EAは、各スキャン領域SCAのスキャン開始位置SC_startからスキャン終了位置SC_endに向かって移動する。このようなスキャン領域SCAは、典型的には、Y軸方向(つまり、複数の加工光ELkの走査方向)に沿って延びる領域となる。複数のスキャン領域SCAは、X軸方向(つまり、複数の加工光ELkの走査方向に交差する方向)に沿って並ぶ。
この場合、加工システムSYSaは、例えば、ある加工ショット領域SAに設定される複数のスキャン領域SCAのうち最も+X側又は最も-X側に位置する一のスキャン領域SCAからスキャン動作を開始する。例えば、図11は、加工システムSYSaが、最も-X側に位置するショット領域SCA#1からスキャン動作を開始する例を示している。この場合、制御装置2は、スキャン領域SCA#1のスキャン開始位置SC_start#1(例えば、スキャン領域SCA#1内の-Y側の端部又はその近傍)に対して加工光ELkを照射可能となるように、ガルバノミラー113を制御する。つまり、制御装置2は、スキャン領域SCA#1のスキャン開始位置SC_start#1に目標照射領域EAが設定されるように、ガルバノミラー113を制御する。その後、加工システムSYSaは、スキャン領域SCA#1に対してスキャン動作を行う。具体的には、制御装置2は、スキャン領域SCA#1のスキャン開始位置SC_start#1からスキャン領域SCA#1のスキャン終了位置SC_end#1(例えば、スキャン領域SCA#1内の+Y側の端部又はその近傍)に向かって複数の目標照射領域EAが移動するように、ガルバノミラー113を制御する。更に、制御装置2は、所望のタイミングで複数の加工光ELkのそれぞれが対応する目標照射領域EAに照射されるように光照射装置11を制御する。その結果、複数の加工光ELkによってスキャン領域SCA#1が走査される。尚、図11では、図面の簡略化のために、各スキャン領域SCA内における1つの目標照射領域EAの移動軌跡を示しているが、実際には、各スキャン領域SCA内で複数の目標照射領域EAが移動する。つまり、図11では、図面の簡略化のために、各スキャン領域SCA内における1つの加工光ELkの走査軌跡を示しているが、実際には、各スキャン領域SCAは複数の加工光ELkによって走査される。
スキャン領域SCA#1に対するスキャン動作が完了した後、加工システムSYSaは、スキャン領域SCA#1とは異なる他のスキャン領域SCAに対してスキャン動作を行うために、ステップ動作を行う。具体的には、制御装置2は、スキャン領域SCA#1に対してX軸方向に沿って隣接するスキャン領域SCA#2のスキャン開始位置SC_start#2(例えば、スキャン領域SCA#2内の-Y側の端部又はその近傍)に対して加工光ELkを照射可能となるように、ガルバノミラー113を制御する。つまり、制御装置2は、スキャン領域SCA#2のスキャン開始位置SC_start#2に目標照射領域EAが設定されるように、ガルバノミラー113を制御する。その結果、図11に示すように、目標照射位置EAは、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに沿って移動する。この際、X軸方向における目標照射位置EAの移動量は、X軸方向におけるスキャン領域SCAのサイズと同じであってもよい。Y軸方向における目標照射位置EAの移動量は、Y軸方向におけるスキャン領域SCAのサイズと同じであってもよい。
その後、加工システムSYSaは、スキャン領域SCA#2に対してスキャン動作を行う。具体的には、制御装置2は、スキャン領域SCA#2のスキャン開始位置SC_start#2からスキャン領域SCA#2のスキャン終了位置SC_end#2(例えば、スキャン領域SCA#2内の+Y側の端部又はその近傍)に向かって複数の目標照射領域EAが移動するように、ガルバノミラー113を制御する。更に、制御装置2は、所望のタイミングで複数の加工光ELkのそれぞれが対応する目標照射領域EAに照射されるように光照射装置11を制御する。その結果、複数の加工光ELkによってスキャン領域SCA#2が走査される。
以降、スキャン領域SCA#3からSCA#6に対するスキャン動作が完了するまで、同様の動作が繰り返される。
図11に示す例では、スキャン動作による加工光ELkの走査方向は、+Y軸方向に固定されている。スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向は、+Y軸方向に固定されている。つまり、図11に示す例では、加工ショット領域SA内で複数回行われるスキャン動作による加工光ELkの走査方向(つまり、目標照射領域EAの移動方向、以下同じ)は、互いに同じになる。複数のスキャン領域SCAをそれぞれ走査する複数の加工光ELkの走査方向は、互いに同じになる。複数のスキャン領域SCA内での目標照射領域EAの移動方向は、互いに同じになる。具体的には、スキャン領域SCA#1に対して行われるスキャン動作による加工光ELkの走査方向と、スキャン領域SCA#2に対して行われるスキャン動作による加工光ELkの走査方向と、・・・、スキャン領域SCA#6に対して行われるスキャン動作による加工光ELkの走査方向とは互いに同一である。但し、後に変形例において説明するように、一のスキャン領域SCAに対して行われるスキャン動作による加工光ELkの走査方向と、他のスキャン領域SCAに対して行われるスキャン動作による加工光ELkの走査方向とが異なっていてもよい。一のスキャン領域SCAに対して行われるスキャン動作による加工光ELkの走査方向が、スキャン動作の途中で変わってもよい。
このようなスキャン動作とステップ動作との繰り返しによって、加工ショット領域SA1にリブレット構造が形成される。尚、図10(a)及び図10(b)に示すように、加工光ELkが走査する領域の幅(つまり、加工ショット領域SAの幅、特にX軸方向の幅)は、光照射装置11の幅(特に、X軸方向の幅)よりも大きい。
制御装置2は、光照射装置11が加工光ELkを照射している期間中は、複数の脚部材142が第2伸長状態のまま維持されるように、駆動系15を制御する。その結果、複数の脚部材142の端部144は、塗装膜SFに付着し続ける。その結果、支持装置14の安定性が向上するため、支持装置14の不安定性に起因して加工光ELkの目標照射領域EAが塗装膜SF上で意図せずにずれてしまう可能性が小さくなる。但し、光照射装置11が光ELを照射している期間の少なくとも一部において、支持装置14が塗装膜SF上で自立可能(或いは、塗装膜SFから吊り下がるように塗装膜SFに付着可能)である限りは、複数の脚部材142の一部が第2縮小状態にあってもよい。
制御装置2は、光照射装置11が加工光ELkを照射している期間中は、隔壁部材132が第1伸長状態のまま維持されるように、隔壁部材132を伸縮させる不図示の駆動系を制御する。その結果、隔壁部材132の端部134は、塗装膜SFに付着し続ける。その結果、収容空間SPの密閉性が維持されるため、収容空間SP内を伝搬する加工光ELkが収容空間SPの外部(つまり、収容装置13の外部)に漏れ出てくることはない。更には、収容空間SP内で発生した不要物質が収容空間SPの外部(つまり、収容装置13の外部)に漏れ出てくることはない。
尚、塗装膜SFに付着しているはずの端部134の少なくとも一部が、何らかの要因によって塗装膜SFから離れてしまう事態が生ずる可能性がある。この場合に光照射装置11が加工光ELkを照射し続けると、加工光ELk及び不要物質の少なくとも一方が収容装置13の外部に漏れ出てしまう可能性がある。そこで、制御装置2は、光照射装置11が加工光ELkを照射している期間中に端部134の少なくとも一部が塗装膜SFから離れたことを検出した場合には、加工光ELkの照射を停止するように光照射装置11を制御してもよい。
その後、図12に示すように、制御装置2は、光照射装置11が、第1照射位置から、光照射装置11が加工ショット領域SA2に複数の加工光ELkを照射することが可能な第2照射位置へと移動するように、駆動系12を制御する。光照射装置11が移動している期間中は、制御装置2は、光照射装置11が加工光ELkを照射しないように、光照射装置11を制御する。
その後、図13(a)及び図13(b)に示すように、制御装置2は、複数の加工光ELkが加工ショット領域SA2を走査するように、光照射装置11(特に、ガルバノミラー113)を制御する。具体的には、制御装置2は、上述したスキャン動作と上述したステップ動作とを交互に繰り返して加工ショット領域SA2の全体(或いは、加工ショット領域SA2のうちリブレット構造を形成するべき一部の領域)を複数の加工光ELkが走査するように、光照射装置11(特に、ガルバノミラー113)を制御する。その結果、加工ショット領域SA2にリブレット構造が形成される。尚、加工ショット領域SA1内のリブレット構造を構成する複数の凹部CP1は、加工ショット領域SA1に隣接する加工ショット領域SA2(或いは、その他の加工ショット領域SA)内のリブレット構造を構成する複数の凹部CP1のそれぞれと、互いに連続に連結されるように形成されてもよい。或いは、加工ショット領域SA1内のリブレット構造を構成する複数の凹部CP1は、加工ショット領域SA2内のリブレット構造を構成する複数の凹部CP1のそれぞれと、互いに連結されないように形成されてもよい。例えば、加工ショット領域SA内で加工光ELkを走査した結果として形成される1本の凹部CP1の連続長は、加工ショット領域SAのサイズ(特に、加工光ELkの走査方向であるY軸方向のサイズ)に依存する。従って、加工ショット領域SAのサイズが、リブレット構造が上述した機能を果たしうる連続長を実現できるだけのサイズとなる場合には、加工ショット領域SA1内のリブレット構造を構成する複数の凹部CP1は、加工ショット領域SA2内のリブレット構造を構成する複数の凹部CP1のそれぞれと、互いに連結されないように形成されてもよい。一例として、加工対象物Sが航空機である場合には、リブレット構造が上述した機能を果たしうる連続長は、航空機の使用時(典型的には、巡航時)における対気速度と乱流現象の周波数とに基づく演算によれば、およそ数mmとなる。このため、Y軸方向のサイズがおよそ数mmよりも大きい加工ショット領域SAを塗装膜SFの表面に設定することができる場合には、加工ショット領域SA1内のリブレット構造を構成する複数の凹部CP1は、加工ショット領域SA2内のリブレット構造を構成する複数の凹部CP1のそれぞれと、互いに連結されないように形成されてもよい。
加工ショット領域SA2にリブレット構造が形成された時点で、収容空間SPには、リブレット構造が未だ形成されていない加工ショット領域SAが残っていない。このため、駆動系12によって収容空間SP内で光照射装置11を移動させるだけでは、光照射装置11は、未だリブレット構造が形成されていない加工ショット領域SAに複数の加工光ELkを照射してリブレット構造を形成することができない。そこで、リブレット構造が未だ形成されていない加工ショット領域SAが収容空間SPに残っていない状態になった場合には、制御装置2は、支持装置14を移動させることで(つまり、収容装置13を移動させることで)、リブレット構造が未だ形成されていない加工ショット領域SAが収容空間SP内に新たに位置するように、駆動系15を制御する。
具体的には、まず、図14に示すように、制御装置2は、隔壁部材132の状態が第1伸長状態から第1縮小状態に切り替わるように、隔壁部材132を伸縮させる不図示の駆動系を制御する。その結果、隔壁部材132の端部134が塗装膜SFから離れる。尚、支持装置14が移動する期間中は、制御装置2は、光照射装置11が加工光ELkを照射しないように、光照射装置11を制御する。このため、端部134が塗装膜SFから離れたとしても、加工光ELk及び不要物質の少なくとも一方が収容装置13の外部に漏れ出てくる可能性はない。
但し、収容空間SPに存在していた不要物質は、上述した排気装置16によって収容空間SPの外部に吸引されるものの、何らかの要因によって、収容空間SPに存在していた不要物質の全てが排気装置16によって吸引されていない(つまり、収容空間SPに不要物質が残留してしまう)可能性がある。この場合には、端部134が塗装膜SFから離れると、不要物質が収容装置13の外部に漏れ出てくる可能性がある。このため、制御装置2は、収容空間SP内の不要物質を検出する検出装置135の検出結果に基づいて、隔壁部材132を第1伸長状態から第1縮小状態へと切り替えるか否かを判定してもよい。収容空間SPに不要物質が残留している場合には、制御装置2は、隔壁部材132を第1伸長状態から第1縮小状態へと切り替えなくてもよい。この場合、排気装置16によって、収容空間SPに残留している不要物質が吸引され続ける。一方で、収容空間SPに不要物質が残留していない場合には、制御装置2は、隔壁部材132を第1伸長状態から第1縮小状態へと切り替えてもよい。
更に、制御装置2は、複数の脚部材142のうち支持装置14の移動(特に、後述するように、縮小していた梁部材141の伸長)に伴って塗装膜SFに対して移動する少なくとも一部の脚部材142の状態が、第2伸長状態から第2縮小状態に切り替わるように、駆動系15を制御する。縮小していた梁部材141の伸長に伴って塗装膜SFに対して移動する脚部材142は、典型的には、複数の脚部材142のうち支持装置14の移動方向(つまり、収容装置13の移動方向)の前方側に位置する脚部材142である。図14に示す例では、支持装置14が+X側に向かって移動し、支持装置14の移動方向の前方側に位置する脚部材142は、+X側に位置する脚部材142である。以下、支持装置14の移動方向の前方側に位置する脚部材142を、“前方脚部材142”と称する。その結果、前方脚部材142の端部144が塗装膜SFから離れる。
その後、図15に示すように、制御装置2は、収容装置13が、第1収容位置から、収容空間SP内に加工ショット領域SA3及SA4が位置する第2収容位置へと移動するように、駆動系15を制御する。具体的には、制御装置2は、支持装置14の移動方向に沿って梁部材141が伸長するように、駆動系15を制御する。その結果、梁部材141は、収容装置13を支持したまま(更には、収容装置13が支持する光照射装置11を支持したまま)伸長する。更に、支持装置14の移動と並行して、制御装置2は、光照射装置11が、第2照射位置から、光照射装置11が加工ショット領域SA3に複数の加工光ELkを照射することが可能な第3照射位置へと移動するように、駆動系12を制御する。
支持装置14が移動している(つまり、縮小していた梁部材141が伸びている)期間中は、制御装置2は、隔壁部材132が第1縮小状態のまま維持されるように、隔壁部材132を伸縮させる不図示の駆動系を制御する。その結果、隔壁部材132の端部134と塗装膜SFとの接触によって支持装置14の移動(つまり、収容装置13の移動)が妨げられることはない。更には、支持装置14の移動中に端部134と塗装膜SFとの接触によって塗装膜SFが傷つけられることはない。但し、端部134と塗装膜SFとの接触によって支持装置14の移動が妨げられることがない場合には、支持装置14が移動している期間の少なくとも一部において、端部134の少なくとも一部が塗装膜SFに接触していてもよい。支持装置14の移動中に端部134と塗装膜SFとの接触によって塗装膜SFが傷つけられることがない場合には、支持装置14が移動している期間の少なくとも一部において、端部134の少なくとも一部が塗装膜SFに接触していてもよい。
更に、支持装置14が移動している期間中は、制御装置2は、前方脚部材142が第2縮小状態のまま維持されるように、駆動系15を制御する。その結果、前方脚部材142の端部144と塗装膜SFとの接触によって支持装置14の移動(つまり、収容装置13の移動)が妨げられることはない。更には、支持装置14の移動中に端部144と塗装膜SFとの接触によって塗装膜SFが傷つけられることはない。但し、端部144と塗装膜SFとの接触によって支持装置14の移動が妨げられることがない場合には、支持装置14が移動している期間の少なくとも一部において、端部144の少なくとも一部が塗装膜SFに接触していてもよい。支持装置14の移動中に端部144と塗装膜SFとの接触によって塗装膜SFが傷つけられることがない場合には、支持装置14が移動している期間の少なくとも一部において、端部144の少なくとも一部が塗装膜SFに接触していてもよい。
更に、支持装置14が移動している期間中は、制御装置2は、複数の脚部材142のうち前方脚部材142以外の他の脚部材142が第1伸長状態のまま維持されるように、駆動系15を制御する。その結果、前方脚部材142の端部144が塗装膜SFから離れたとしても、前方脚部材142以外の他の脚部材142の端部144が塗装膜SFに接触している。このため、複数の脚部材142の全ての端部144が塗装膜SFに接触している場合と同様に、支持装置14が塗装膜SF上で自立可能(或いは、塗装膜SFから吊り下がるように塗装膜SFに付着可能)であることに変わりはない。
更に、支持装置14が移動している期間中は、制御装置2は、光照射装置11が加工光ELkを照射しないように、光照射装置11を制御する。
収容装置13が第2収容位置に配置された後、図16に示すように、制御装置2は、隔壁部材132が第1縮小状態から第1伸長状態に切り替わるように、隔壁部材132を伸縮させる不図示の駆動系を制御する。その結果、隔壁部材132の端部134が塗装膜SFに接触し且つ付着する。更に、制御装置2は、前方脚部材142が第2縮小状態から第2伸長状態に切り替わるように、駆動系15を制御する。その結果、前方脚部材142の端部144が塗装膜SFに接触し且つ付着する。ここで、隔壁部材132の伸長動作と前方脚部材142の伸長動作とは同時に行われてもよいし、時間差をもって行われてもよい。
その後、図17に示すように、制御装置2は、複数の脚部材142のうち支持装置14の移動(特に、後述するように、伸長していた梁部材141の縮小)に伴って塗装膜SFに対して移動する少なくとも一部の脚部材142の状態が、第2伸長状態から第2縮小状態に切り替わるように、駆動系15を制御する。伸長していた梁部材141の縮小に伴って塗装膜SFに対して移動する脚部材142は、典型的には、複数の脚部材142のうち支持装置14の移動方向の後方側に位置する脚部材142である。図17に示す例では、支持装置14の移動方向の後方側に位置する脚部材142は、-X側に位置する脚部材142である。以下、支持装置14の移動方向の後方側に位置する脚部材142を、“後方脚部材142”と称する。その結果、後方脚部材142の端部144が塗装膜SFから離れる。
その後、図18に示すように、制御装置2は、支持装置14の移動方向に沿って伸長していた梁部材141が縮小するように、駆動系15を制御する。
梁部材141の縮小が完了した後、図19に示すように、制御装置2は、後方脚部材142が第2縮小状態から第2伸長状態に切り替わるように、駆動系15を制御する。その結果、後方脚部材142の端部144が塗装膜SFに接触して付着する。
その後は、制御装置2は、複数の加工光ELkが加工ショット領域SA1及びSA2を走査する場合と同様に、複数の加工光ELkが加工ショット領域SA3及びSA4を走査するように、光照射装置11を制御する。以下、同様の動作が繰り返されることで、塗装膜SFの表面(特に、塗装膜SFのうちリブレット構造を形成するべき領域)に複数の加工光ELkが照射される。その結果、加工対象物S上に、塗装膜SFによるリブレット構造が形成される。
(1-3)加工システムSYSaの技術的効果
以上説明したように、第1実施形態の加工システムSYSaは、加工光ELkを加工対象物S(特に、その表面に形成された塗装膜SF)に照射することで、加工対象物Sの表面に、塗装膜SFによるリブレット構造を形成することができる。このため、加工システムSYSaは、加工対象物Sの表面をエンドミル等の切削工具で削り取ることでリブレット構造を形成する加工装置と比較して、比較的容易に且つ相対的に短時間でリブレット構造を形成することができる。
以上説明したように、第1実施形態の加工システムSYSaは、加工光ELkを加工対象物S(特に、その表面に形成された塗装膜SF)に照射することで、加工対象物Sの表面に、塗装膜SFによるリブレット構造を形成することができる。このため、加工システムSYSaは、加工対象物Sの表面をエンドミル等の切削工具で削り取ることでリブレット構造を形成する加工装置と比較して、比較的容易に且つ相対的に短時間でリブレット構造を形成することができる。
更に、加工システムSYSaは、複数の加工光ELkを同時に照射して複数の凹状構造CP1を同時に形成することができる。このため、単一の加工光ELkを照射して一度に単一の凹状構造CP1しか形成することができない加工システムと比較して、リブレット構造の形成に関するスループットが向上する。
更に、加工システムSYSaは、ガルバノミラー113で複数の加工光ELkを偏向して、塗装膜SFを相対的に高速に走査することができる。このため、リブレット構造の形成に関するスループットが向上する。
更に、加工システムSYSaは、加工対象物Sを直接的に加工することに代えて、加工対象物Sの表面に形成されている塗装膜SFを加工することで、加工対象物Sの表面にリブレット構造を形成することができる。このため、リブレット構造を形成するための特別な材料を加工対象物Sの表面(つまり、塗装膜SFの表面)に新たに付加する(例えば、貼り付ける)ことでリブレット構造を形成する加工システムと比較して、リブレット構造の形成に起因した加工対象物Sの重量の増加が回避可能である。
更に、加工システムSYSaは、加工対象物Sを直接的に加工しないがゆえに、リブレット構造を比較的容易に再形成することができる。具体的には、リブレット構造の再形成の際には、まずは、塗装膜SFによるリブレット構造が一旦剥離され、その後、新たな塗装膜SFが塗布される。その後、加工システムSYSaは、新たに塗布された塗装膜SFを加工することで、新たなリブレット構造を形成することができる。従って、リブレット構造の劣化(例えば、破損等)に対して、リブレット構造の再形成によって相対的に容易に対処可能となる。
更に、加工システムSYSaは、加工対象物Sを直接的に加工しないがゆえに、直接の加工が困難な又はリブレット構造がもともと形成されていない加工対象物Sの表面にもリブレット構造を形成することができる。つまり、加工対象物Sの表面に塗装膜SFが塗布された後に加工システムSYSaが塗装膜SFを加工すれば、リブレット構造を比較的容易に形成可能である。
尚、加工対象物Sに塗装膜SFを塗布した後に塗装膜SFを加工する場合には、加工対象物Sを加工する加工動作は、加工対象物Sに塗装膜SFを塗布する(つまり、形成する)動作と、塗装膜SFを加工する(例えば、塗装膜SFを部分的に除去する)動作とを含んでいてもよい。加工対象物Sに塗装膜SFを塗布する動作は、加工システムSYSaによって行われてもよい。この場合、加工システムSYSaは、加工対象物Sに塗装膜SFを塗布するための塗布装置を備えていてもよい。加工対象物Sに塗装膜SFを塗布する動作は、加工システムSYSaの外部で行われてもよい。例えば、加工対象物Sに塗装膜SFを塗布する動作は、加工システムSYSaの外部の塗布装置によって行われてもよい。
更に、加工システムSYSaは、塗装膜SFによるリブレット構造を形成することができる。塗装膜SFは、通常は、外部環境(例えば、熱、光、及び風等の少なくとも一つ)に対して相対的に高い耐久性を有している。このため、加工システムSYSaは、相対的に高い耐久性を有するリブレット構造を、比較的容易に形成することができる。
更に、第1実施形態では、光照射装置11の終端光学素子と塗装膜SFとの間における加工光ELkの光路が収容空間SP内に含まれている。このため、加工光ELkの光路が収容空間SPに含まれていない(つまり、開放空間に開放されている)加工システムと比較して、塗装膜SFに照射された加工光ELk(或いは、当該加工光ELkの塗装膜SFからの散乱光ないしは反射光等)が加工システムSYSaの周囲へ伝搬する(言い換えれば、散乱してしまう)ことを適切に防止可能である。更には、加工光ELkの照射によって発生した不要物質が加工システムSYSaの周囲へ伝搬する(言い換えれば、飛散してしまう)ことを適切に防止可能である。
更に、第1実施形態では、塗装膜SF上を移動可能な支持装置14によって光照射装置11が支持されている。このため、加工システムSYSaは、相対的に広範囲に広がる塗装膜SFを比較的容易に加工することができる。つまり、加工システムSYSaは、加工対象物Sの表面の相対的に広い範囲に渡って塗装膜SFによるリブレット構造を形成することができる。更には、加工システムSYSaは、加工対象物Sを移動させなくてもよいため、相対的に大きな又は重い加工対象物Sの表面にも、相対的に容易にリブレット構造を形成することができる。
更に、加工システムSYSaは、排気装置16を用いて、加工光ELkの照射によって発生した不要物質を、収容空間SPの外部に吸引可能である。このため、塗装膜SFへの加工光ELkの照射が、不要物質によって妨げられることは殆どない。このため、排気装置16を備えていない(つまり、塗装膜SFへの加工光ELkの照射が不要物質によって妨げられる可能性がある)加工システムと比較して、加工光ELkの照射精度が向上する。その結果、リブレット構造の形成精度が向上する。
更に、加工システムSYSaは、気体供給装置17を用いて、fθレンズ114の光学面1141(つまり、光照射装置11の終端光学素子の収容空間SP側の光学面)への汚れの付着を防止することができる。このため、気体供給装置17を備えていない加工装置と比較して、塗装膜SFへの加工光ELkの照射が、光学面1141に付着してしまった汚れによって妨げられる可能性が小さくなる。このため、加工光ELkの照射精度が向上する。その結果、リブレット構造の形成精度が向上する。
更に、第1実施形態では、マルチビーム光学系112は、偏光ビームスプリッタ1121を用いて、光源光ELoを複数の加工光ELkに分岐する。このため、マルチビーム光学系112は、光源光ELoを複数の加工光ELkに分岐する過程でのエネルギーロス(例えば、光の減衰)を抑制することができる。その結果、加工システムSYSaは、光源光ELoを複数の加工光ELkに分岐する過程でのエネルギーロスが抑制されない場合と比較して、相対的に強度の高い複数の加工光ELkを塗装膜SFに照射して加工対象物Sを加工することができる。従って、相対的に強度の低い複数の加工光ELkを塗装膜SFに照射して加工対象物Sを加工する場合と比較して、リブレット構造の形成に関するスループットが向上する。
但し、光源光ELoを複数の加工光ELkに分岐することができる限りは、加工システムSYSaは、偏光ビームスプリッタ1121を備えていないマルチビーム光学系を用いて光源光ELoを複数の加工光ELkに分岐してもよい。例えば、加工システムSYSaは、マルチビーム光学系の他の例の構造を示す断面図である図20に示すように、光源光ELoを第1光EL1及び第2光EL2(例えば、状態が異なる又は同じ第1光EL1及び第2光EL2)に分岐する光学素子(例えば、ビームスプリッタ、ハーフミラー及びダイクロイックミラーの少なくとも一つ)を含む光学系1121’と、光学系1121’からの第1光EL1を、第3光EL3として光学系1121’に戻す光学素子(例えば、反射ミラー等の反射光学素子及びレンズ等の屈折光学素子の少なくとも一方)を含む光学系1123’と、光学系1121’からの第2光EL2を、第4光EL4として光学系1121’に戻す光学素子(例えば、反射ミラー等の反射光学素子及びレンズ等の屈折光学素子の少なくとも一方)を含む光学系1125’とを備え、光学系1121’が、光学系1123’からの第3光EL3及び光学系1125’からの第4光EL4を合流させて複数の加工光ELkとしてガルバノミラー113に向けて射出するマルチビーム光学系112’を用いて、光源光ELoを複数の加工光ELkに分岐してもよい。この場合においても、マルチビーム光学系112’から射出される複数の加工光ELkの進行方向にそれぞれ沿った複数の軸が交差するように、光学系1121’、光学系1123’及び光学系1125’が位置合わせされていてもよい。尚、上述したマルチビーム光学系112が備える偏光ビームスプリッタ1121は、光学系1121’の一具体例に相当する。上述したマルチビーム光学系112が備える1/4波長板1122及び反射ミラー1123は、光学系1123’の一具体例に相当する。上述したマルチビーム光学系112が備える1/4波長板1124及び反射ミラー1125は、光学系1125’の一具体例に相当する。
更に、第1実施形態では、偏光ビームスプリッタ1121は、光源光ELoをs偏光ELs1及びp偏光ELp2に分岐する光学系として機能するだけでなく、異なる方向から偏光ビームスプリッタ1121に入射してくるp偏光ELp1及びs偏光ELs2を、ガルバノミラー113に向かう複数の加工光ELkとして合流させる光学系としても機能する。このため、光源光ELoをs偏光ELs1及びp偏光ELp2に分岐する光学系(例えば、偏光ビームスプリッタ)と、p偏光ELp1及びs偏光ELs2を複数の加工光ELkとして合流させる光学系(例えば、偏光ビームスプリッタ)とを別個に備える場合と比較して、マルチビーム光学系112の小型化が可能となる。
(2)第2実施形態の加工システムSYSb
続いて、第2実施形態の加工システムSYS(以降、第2実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSb”と称する)について説明する。第2実施形態の加工システムSYSbは、光源光ELoを3つ以上の加工光ELkに分岐可能であるという点で、光源光ELoを2つ加工光ELkに分岐する上述した第1実施形態の加工システムSYSとは異なる。加工システムSYSbは、光源光ELoを3つ以上の加工光ELkに分岐するために、上述した加工システムSYSaと比較して、光照射装置11に代えて光照射装置11bを備えているという点で異なる。光照射装置11bは、光照射装置11と比較して、複数のマルチビーム光学系112を備えているという点で異なっている。第1変形例の加工システムSYSaのその他の特徴は、上述した加工システムSYSのその他の特徴と同じであってもよい。
続いて、第2実施形態の加工システムSYS(以降、第2実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSb”と称する)について説明する。第2実施形態の加工システムSYSbは、光源光ELoを3つ以上の加工光ELkに分岐可能であるという点で、光源光ELoを2つ加工光ELkに分岐する上述した第1実施形態の加工システムSYSとは異なる。加工システムSYSbは、光源光ELoを3つ以上の加工光ELkに分岐するために、上述した加工システムSYSaと比較して、光照射装置11に代えて光照射装置11bを備えているという点で異なる。光照射装置11bは、光照射装置11と比較して、複数のマルチビーム光学系112を備えているという点で異なっている。第1変形例の加工システムSYSaのその他の特徴は、上述した加工システムSYSのその他の特徴と同じであってもよい。
複数のマルチビーム光学系112は、図21に示すように、光路に沿って直列に多段接続される。つまり、複数のマルチビーム光学系112は、一のマルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkが、一のマルチビーム光学系112の次段に接続される他のマルチビーム光学系112に複数の光源光ELoとして入射するように配置されている。
更に、図21に示すように、一のマルチビーム光学系112と当該一のマルチビーム光学系112の次段に接続される他のマルチビーム光学系112との間の光路上には、波長板115bが配置されている。従って、一のマルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkは、波長板115bを介して、他のマルチビーム光学系112に複数の光源光ELoとして入射する。
波長板115bは、波長板115bを通過する各加工光ELkの偏光状態を変更可能な光学素子である。波長板115bは、例えば1/4波長板であるが、その他の種類の波長板(例えば、1/2波長板、1/8波長板及び1波長板の少なくとも一つ)であってもよい。例えば、波長板115bは、各加工光ELkを円偏光(或いは、直線偏光以外の偏光又は非偏光)に変換可能であってもよい。波長板115bが1/4波長板である場合には、波長板115bは、直線偏光である各加工光ELkを円偏光に変換可能である。或いは、波長板115bが1/4波長板でない場合であっても、波長板115bの特性が適切に設定されれば、波長板115bは、各加工光ELkを円偏光(或いは、直線偏光以外の偏光又は非偏光)に変換可能である。例えば、波長板115bの板厚が、各加工光ELkの偏光状態を所望状態に変更することが可能な所望の板厚に設定されていてもよい。例えば、波長板115bの光学軸の方向が、各加工光ELkの偏光状態を所望状態に変更することが可能な所望の方向に設定されていてもよい。その結果、一のマルチビーム光学系112が射出する各加工光ELkは、偏光状態が変更された後に、入射光ELiとして他のマルチビーム光学系112に入射する。他のマルチビーム光学系112は、入射してくる光源光ELoを複数の加工光ELkに分岐する場合と同様に、入射してくる複数の入射光ELiのそれぞれを、複数の加工光ELkに分岐する。このため、他のマルチビーム光学系112が射出する加工光ELkの数は、一のマルチビーム光学系112が射出する加工光ELkの数よりも多くなる。具体的には、他のマルチビーム光学系112が射出する加工光ELkの数は、一のマルチビーム光学系112が射出する加工光ELkの数の2倍になる。
図21は、3つのマルチビーム光学系112(具体的には、マルチビーム光学系112#1から112#3)が光路に沿って直列に多段接続される一例を示している。この場合、光源110からの光源光ELo#1は、まずマルチビーム光学系112#1に入射する。マルチビーム光学系112#1は、図21及び光源光ELoの様子を示す断面図である図22(a)に示すように、光源光ELo#1を、2つの加工光ELk#1(つまり、p偏光ELp1#1及びs偏光ELs2#1)に分岐する。尚、図22(b)は、2つの加工光ELk#1に交差する光学面上において2つの加工光ELk#1が形成するビームスポットを示している。マルチビーム光学系112#1が射出する2つの加工光ELk#1は、マルチビーム光学系112#1とマルチビーム光学系112#1の次段に接続されるマルチビーム光学系112#2との間の光路上に配置される波長板115b#1を通過する。その結果、2つの加工光ELk#1は、p偏光及びs偏光とは異なる2つの入射光ELi#21及びELi#22にそれぞれ変換される。
波長板115b#1を通過した2つの入射光ELi#21及びELi#22は、マルチビーム光学系112#2に入射する。マルチビーム光学系112#2は、図21及び図22(a)に示すように、入射光ELi#21を、2つの加工光ELk#21(つまり、p偏光ELp1#21及びs偏光ELs2#21)に分岐する。更に、マルチビーム光学系112#2は、図21及び図22(a)に示すように、入射光ELi#22を、2つの加工光ELk#22(つまり、p偏光ELp1#22及びs偏光ELs2#22)に分岐する。従って、マルチビーム光学系112#2は、4つの加工光ELk#21及びELk#22を射出する。尚、図22(b)は、4つの加工光ELk#21及びELk#22に交差する光学面上において4つの加工光ELk#21及びELk#22が形成するビームスポットを示している。マルチビーム光学系112#2が射出する4つの加工光ELk#21及びELk#22は、マルチビーム光学系112#2とマルチビーム光学系112#2の次段に接続されるマルチビーム光学系112#3との間の光路上に配置される波長板115b#2を通過する。その結果、2つの加工光ELk#21の偏光状態が変更され、且つ、2つの加工光ELk#22の偏光状態が変更される。
波長板115b#2を通過した4つの入射光ELi#31からELi#34は、マルチビーム光学系112#3に入射する。マルチビーム光学系112#3は、図21及び図22(a)に示すように、入射光ELi#31を、2つの加工光ELk#31(つまり、p偏光ELp1#31及びs偏光ELs2#31)に分岐する。更に、マルチビーム光学系112#3は、図21及び図22(a)に示すように、入射光ELi#32を、2つの加工光ELk#32(つまり、p偏光ELp1#32及びs偏光ELs2#32)に分岐する。更に、マルチビーム光学系112#3は、図21及び図22(a)に示すように、入射光ELi#33を、2つの加工光ELk#33(つまり、p偏光ELp1#33及びs偏光ELs2#33)に分岐する。更に、マルチビーム光学系112#3は、図21及び図22(a)に示すように、入射光ELi#34を、2つの加工光ELk#34(つまり、p偏光ELp1#34及びs偏光ELs2#34)に分岐する。従って、マルチビーム光学系112#4は、8つの加工光ELk#31からELk#34を射出する。
このように、第2実施形態の加工システムSYSbは、上述した第1実施形態の加工システムSYSaよりも多くの数の複数の加工光ELkを塗装膜SFに同時に照射することができる。具体的には、加工システムSYSbがN(但し、Nは2以上の整数)段接続されたN個のマルチビーム光学系112を備えている場合には、加工システムSYSbは、上述した加工システムSYSaの2^(N-1)倍の数の複数の加工光ELkを塗装膜SFに同時に照射することができる。つまり、加工システムSYSbは、2^N本の加工光ELkを塗装膜SFに同時に照射することができる。このため、リブレット構造の形成に関するスループットが向上する。
尚、一のマルチビーム光学系112が射出する2つの加工光ELk(特に、同じ光源光ELoから分岐されるp偏光ELp1及びs偏光ELs2)の進行方向に沿った2つの軸がなす角度(つまり、当該2つの軸が交差する角度)は、一のマルチビーム光学系112の次段に接続される他のマルチビーム光学系112が射出する2つの加工光ELk(特に、同じ光源光ELoから分岐されるp偏光ELp1及びs偏光ELs2)の進行方向に沿った2つの軸がなす角度と同じであってもよい。図22に示す例では、マルチビーム光学系112#1が射出する2つの加工光ELk#1の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#1は、マルチビーム光学系112#2が射出する2つの加工光ELk#21の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#2及びマルチビーム光学系112#2が射出する2つの加工光ELk#22の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#2と同じであってもよい。同様に、マルチビーム光学系112#2が射出する2つの加工光ELk#21の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#2及びマルチビーム光学系112#2が射出する2つの加工光ELk#22の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#2は、マルチビーム光学系112#3が射出する2つの加工光ELk#31の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#3、マルチビーム光学系112#3が射出する2つの加工光ELk#32の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#3、マルチビーム光学系112#3が射出する2つの加工光ELk#33の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#3及びマルチビーム光学系112#3が射出する2つの加工光ELk#34の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#3と同じであってもよい。
或いは、一のマルチビーム光学系112が射出する2つの加工光ELkの進行方向に沿った2つの軸がなす角度は、一のマルチビーム光学系112の次段に接続される他のマルチビーム光学系112が射出する2つの加工光ELkの進行方向に沿った2つの軸がなす角度と異なっていてもよい。図22に示す例では、2つの加工光ELk#1の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#1は、2つの加工光ELk#21の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#2及び2つの加工光ELk#22の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#2と異なっていてもよい。同様に、2つの加工光ELk#21の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#2及び2つの加工光ELk#22の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#2は、2つの加工光ELk#31の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#3、2つの加工光ELk#32の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#3、2つの加工光ELk#33の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#3及び2つの加工光ELk#34の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#3と異なっていてもよい。
この場合、一のマルチビーム光学系112が射出する2つの加工光ELkの進行方向に沿った2つの軸がなす角度は、一のマルチビーム光学系112の次段に接続される他のマルチビーム光学系112が射出する2つの加工光ELkの進行方向に沿った2つの軸がなす角度よりも小さくてもよい。つまり、相対的に前段に配置されるマルチビーム光学系112が射出する2つの加工光ELkの進行方向に沿った2つの軸がなす角度は、相対的に後段に配置されるマルチビーム光学系112が射出する2つの加工光ELkの進行方向に沿った2つの軸がなす角度よりも小さくてもよい。図22に示す例では、2つの加工光ELk#1の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#1は、2つの加工光ELk#21の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#2及び2つの加工光ELk#22の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#2よりも小さくてもよい。同様に、2つの加工光ELk#21の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#2及び2つの加工光ELk#22の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#2は、2つの加工光ELk#31の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#3、2つの加工光ELk#32の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#3、2つの加工光ELk#33の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#3及び2つの加工光ELk#34の進行方向に沿った2つの軸がなす角度θ#3よりも小さくてもよい。その結果、相対的に前段に配置されるマルチビーム光学系112が射出する2つの加工光ELkの進行方向に沿った2つの軸がなす角度が、相対的に後段に配置されるマルチビーム光学系112が射出する2つの加工光ELkの進行方向に沿った2つの軸がなす角度よりも大きくなる場合と比較して、fθレンズ114での複数の加工光ELkのケラレが発生する可能性が小さくなる。但し、相対的に前段に配置されるマルチビーム光学系112が射出する2つの加工光ELkの進行方向に沿った2つの軸がなす角度は、相対的に後段に配置されるマルチビーム光学系112が射出する2つの加工光ELkの進行方向に沿った2つの軸がなす角度よりも大きくなってもよい。
(3)第3実施形態の加工システムSYSc
続いて、第3実施形態の加工システムSYS(以降、第3実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSc”と称する)について説明する。第3実施形態の加工システムSYScは、上述した第1実施形態の加工システムSYSaと比較して、マルチビーム光学系112に代えてマルチビーム光学系112cを備えているという点で異なる。加工システムSYScのその他の特徴は、上述した加工システムSYSaのその他の特徴と同じであってもよい。従って、以下では、図23を参照しながら、第3実施形態のマルチビーム光学系112cについて説明する。図23は、第3実施形態のマルチビーム光学系112cの構造を示す断面図である。
続いて、第3実施形態の加工システムSYS(以降、第3実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSc”と称する)について説明する。第3実施形態の加工システムSYScは、上述した第1実施形態の加工システムSYSaと比較して、マルチビーム光学系112に代えてマルチビーム光学系112cを備えているという点で異なる。加工システムSYScのその他の特徴は、上述した加工システムSYSaのその他の特徴と同じであってもよい。従って、以下では、図23を参照しながら、第3実施形態のマルチビーム光学系112cについて説明する。図23は、第3実施形態のマルチビーム光学系112cの構造を示す断面図である。
図23に示すように、マルチビーム光学系112cは、上述したマルチビーム光学系112と比較して、駆動系1126cを備えているという点で異なっている。マルチビーム光学系112cのその他の特徴は、上述したマルチビーム光学系112のその他の特徴と同じであってもよい。
駆動系1126cは、制御装置2の制御下で、反射ミラー1125を移動可能である。駆動系1126cは、反射ミラー1125に入射してくる円偏光ELc2に対して反射ミラー1125を移動可能である。具体的には、駆動系1126cは、反射ミラー1125に入射してくる円偏光ELc2に交差する(典型的には、直交する)面に沿った軸周りに反射ミラー1125が回転するように、反射ミラー1125を移動可能である。駆動系1126cは、反射ミラー1125に入射してくる円偏光ELc2に交差する面に沿った単一の軸周りに反射ミラー1125が回転するように、反射ミラー1125を移動可能であってもよい。或いは、駆動系1126cは、反射ミラー1125に入射してくる円偏光ELc2に交差する面に沿っており且つ互いに交差する(典型的には、直交する)2つの軸周りに反射ミラー1125が回転するように、反射ミラー1125を移動可能であってもよい。
反射ミラー1125が移動すると、反射ミラー1125の反射面11251に対する円偏光ELc2の入射角度が変わる。反射ミラー1125の反射面11251に対する円偏光ELc2の入射角度が変わると、分離面11211を通過したp偏光ELp1の進行方向に対して、分離面11211によって反射されたs偏光ELs2の進行方向が変わる。p偏光ELp1の進行方向に対してs偏光ELs2の進行方向が変わると、p偏光ELp1の進行方向に沿った軸とs偏光ELs2の進行方向に沿った軸とが交差する交差角度が変わる。つまり、マルチビーム光学系112cが射出する複数の加工光ELkの進行方向に沿った複数の軸が交差する交差角度が変わる。この場合、反射ミラー1123及び1125は、複数の加工光ELkの進行方向に沿った複数の軸が交差する交差角度(つまり、複数の加工光ELkの進行方向がなす角度)変える光学系として機能可能である。複数の加工光ELkの進行方向に沿った複数の軸が交差する交差角度が変わると、複数の加工光ELkの進行方向に交差する光学面上において複数の加工光ELkがそれぞれ形成する複数のビームスポットの位置関係(特に、光学面に沿った方向における相対的な位置関係)が変わる。つまり、複数の加工光ELkの進行方向に沿った複数の軸が交差する交差角度が変わると、塗装膜SF上において複数の加工光ELkがそれぞれ形成する複数のビームスポットの位置関係(特に、塗装膜SFに沿った方向における相対的な位置関係)が変わる。言い換えれば、複数の加工光ELkの進行方向に沿った複数の軸が交差する交差角度が変わると、塗装膜SF上に設定される複数の目標照射領域EAの位置関係(特に、塗装膜SFの表面に沿った方向における相対的な位置関係)が変わる。従って、駆動系1126cは、反射ミラー1125を移動して、塗装膜SF上に設定される複数の目標照射領域EAの位置関係を変更可能である。
一例として、図24(a)は、駆動系1126cが反射ミラー1125を所望量だけ移動させる前における(例えば、反射ミラー1125が初期位置にある)マルチビーム光学系112cを示している。図24(a)に示す状態にあるマルチビーム光学系112cが射出する複数の加工光ELkは、塗装膜SF上において、図24(b)に示す複数のビームスポットをそれぞれ形成する。一方で、図24(c)は、図24(a)に示す状態にある反射ミラー1125を駆動系1126cが所望量だけ移動させた後におけるマルチビーム光学系112cを示している。図24(c)に示すように、駆動系1126cが反射ミラー1125を移動させると、駆動系1126cが反射ミラー1125を移動させる前と比較して、反射ミラー1125の反射面11251に対する円偏光ELc2の入射角度、及び、p偏光ELp1の進行方向に沿った軸とs偏光ELs2の進行方向に沿った軸とが交差する交差角度(つまり、マルチビーム光学系112cが射出する複数の加工光ELkの進行方向に沿った複数の軸が交差する交差角度)が変わることが分かる。図24(c)に示す状態にあるマルチビーム光学系112cが射出する複数の加工光ELkは、塗装膜SF上において、図24(d)に示す複数のビームスポットをそれぞれ形成する。図24(d)に示すように、駆動系1126cが反射ミラー1125を移動させると、駆動系1126cが反射ミラー1125を移動させる前と比較して、塗装膜SF上において複数の加工光ELkがそれぞれ形成する複数のビームスポットの位置関係(つまり、塗装膜SF上における複数の目標照射領域EAの位置関係)が変わることが分かる。特に、反射ミラー1125が移動するがゆえに、移動する反射ミラー1125を介した加工光ELkに相当するs偏光ELs2が形成するビームスポットが、移動しない反射ミラー1123を介した加工光ELkに相当するp偏光ELp1が形成するビームスポットに対して移動することで、複数の目標照射領域EAの位置関係が変わる。
上述したように、駆動系1126cは、単一の軸周りに反射ミラー1125が回転するように、反射ミラー1125を移動可能であってもよい。この場合、駆動系1126cは、反射ミラー1125を移動して、塗装膜SFに沿った単一の方向において、複数の目標照射領域EAの位置関係を変更可能である。例えば、駆動系1126cは、反射ミラー1125を移動して、X軸方向及びY軸方向のいずれか一方において、複数の目標照射領域EAの位置関係を変更可能である。或いは、上述したように、駆動系1126cは、複数の軸周りに反射ミラー1125が回転するように、反射ミラー1125を移動可能であってもよい。この場合、駆動系1126cは、反射ミラー1125を移動して、塗装膜SFに沿った複数の方向のそれぞれにおいて、複数の目標照射領域EAの位置関係を変更可能である。例えば、駆動系1126cは、反射ミラー1125を移動して、X軸方向及びY軸方向のそれぞれにおいて、複数の目標照射領域EAの位置関係を変更可能である。
駆動系1126cは、制御装置2の制御下で、所望の特性を有するリブレット構造が形成されるように、反射ミラー1125を移動してもよい。つまり、駆動系1126cは、制御装置2の制御下で、所望の特性を有するリブレット構造が形成されるように、複数の目標照射領域EAの位置関係を変更してもよい。以下、Y軸方向に沿って延伸する凹状構造CP1がX軸方向に沿って複数配列されたリブレット構造(図6(a)及び図6(b)参照)を形成する場合における駆動系1126cの動作の一例について、説明する。
駆動系1126cは、反射ミラー1125を移動して、複数の凹状構造CP1が配列されるX軸方向(つまり、各凹状構造CP1が延びるY軸方向に交差する方向)において、複数の目標照射領域EAの位置関係を変更してもよい。この場合、複数の目標照射領域EAの位置関係の変更に伴って、例えば、複数の凹状構造CP1の配列ピッチP1(更には、凸状構造CP2の配列ピッチP2)が変更可能である。従って、駆動系1126cは、複数の凹状構造CP1の配列ピッチP1が所望のピッチとなるように、反射ミラー1125を移動してもよい。例えば、図25(a)は、駆動系1126cが反射ミラー1125を所望量だけ移動させる前における(例えば、反射ミラー1125が初期位置にある場合における)複数の目標照射領域EAの位置関係を示している。図25(a)に示すように複数の目標照射領域EAが設定されると、加工対象物Sには、図25(b)に示すように、配列ピッチP1が所定の第1ピッチp1となる凹状構造CP1が形成される。一方で、図25(c)は、駆動系1126cが反射ミラー1125を所望量だけ移動させた後における複数の目標照射領域EAの位置関係を示している。図25(c)は、X軸に沿って複数の目標照射領域EAが離れるように反射ミラー1125が移動した例を示している。この場合、加工対象物Sには、図25(d)に示すように、配列ピッチP1が上述した第1ピッチp1よりも大きい所定の第2ピッチp2となる凹状構造CP1が形成される。或いは、説明の簡略化のために図示しないものの、X軸に沿って複数の目標照射領域EAが近づくように反射ミラー1125が移動した場合には、加工対象物Sには、配列ピッチP1が上述した第1ピッチp1よりも小さい所定の第3ピッチp3となる凹状構造CP1が形成される。
駆動系1126cは、反射ミラー1125を移動して、複数の凹状構造CP1が延伸するY軸に沿った方向において、複数の目標照射領域EAの位置関係を変更してもよい。駆動系1126cは、反射ミラー1125を移動して、X軸及びY軸の双方に交差する方向において、複数の目標照射領域EAの位置関係を変更してもよい。この場合においても、複数の目標照射領域EAの位置関係の変更に伴って、リブレット構造の特性が変更可能である。
駆動系1126cは、反射ミラー1125を移動して複数の目標照射領域EAの位置関係を変更する際に、図26(a)に示すように、複数の目標照射領域EAのうちの少なくとも2つを少なくとも部分的に重ねてもよい。複数の目標照射領域EAのうちの少なくとも2つが少なくとも部分的に重なる場合には、図26(b)に示すように、ある1つの凹部Cが2つ以上の加工光ELkの照射によって形成される。従って、駆動系1126cは、複数の加工光ELkのうちの少なくとも2つを用いて同じ凹部C(つまり、凹状構造CP1)を形成するように、反射ミラー1125を移動してもよい。
特に、複数の目標照射領域EAのうちの少なくとも2つが少なくとも部分的に重なる場合には、複数の目標照射領域EAが重ならない場合と比較して、塗装膜SF上における複数の加工光ELkの強度分布が変わる。その結果、複数の目標照射領域EAのうちの少なくとも2つが少なくとも部分的に重なる場合には、複数の目標照射領域EAが重ならない場合と比較して、形成されるリブレット構造の特性が変わる。このため、駆動系1126cは、塗装膜SF上における複数の加工光ELkの強度分布が、所望の特性を有するリブレット構造を形成可能な所望の強度分布となるように、反射ミラー1125を移動して複数の目標照射領域EAのうちの少なくとも2つを少なくとも部分的に重ねてもよい。駆動系1126cは、塗装膜SF上における複数の加工光ELkの強度分布が、所望の特性を有するリブレット構造を形成可能な所望の強度分布となるように、反射ミラー1125を移動して複数の目標照射領域EAのうちの少なくとも2つの重なり状態を変更してもよい。尚、ここで言う重なり状態の変更は、少なくとも2つの目標照射領域EAが少なくとも部分的に重なっている状態で少なくとも2つの目標照射領域EAの重なり状態を変更することのみならず、少なくとも2つの目標照射領域EAの状態を、少なくとも部分的に重なっている状態と重なっていない状態との間で変更すること、及び、少なくとも2つの目標照射領域EAが重なっていない状態で少なくとも2つの目標照射領域EAの相対位置を変更することをも含んでいてもよい。例えば、塗装膜SF上における複数の加工光ELkの強度分布が変わると、リブレット構造のサイズ(特に、凹状構造CP1の深さD及び凸状構造CP2の高さHの少なくとも一方)が変わる可能性がある。従って、駆動系1126cは、リブレット構造のサイズが所望のサイズとなるように、反射ミラー1125を移動してもよい。例えば、塗装膜SF上における複数の加工光ELkの強度分布が変わると、リブレット構造の形状が変わる可能性がある。従って、駆動系1126cは、リブレット構造の形状が所望の形状となるように、反射ミラー1125を移動してもよい。
尚、上述した説明では、マルチビーム光学系112cは、反射ミラー1125を移動させる駆動系1126cを備えている。しかしながら、マルチビーム光学系112cは、駆動系1126cに加えて又は代えて、反射ミラー1123を移動させる駆動系を備えていてもよい。この駆動系は、駆動系1126cが反射ミラー1125を移動させる移動態様と同様の移動態様で、反射ミラー1123を移動させることが可能であってもよい。この場合であっても、上述した効果と同様の効果が享受可能である。
上述した説明では、マルチビーム光学系112cは、反射ミラー1125を制御装置2の制御下で移動させる駆動系1126cを備えている。しかしながら、押し引きネジ等のメカニカルな構成を用いて手動で反射ミラー1125を移動(回転)させてもよい。
また、上述した説明では、加工システムSYScは、反射ミラー1125を移動して塗装膜SF上での複数の目標照射領域EAの位置関係を変更している。しかしながら、加工システムSYSbは、反射ミラー1125を移動する方法とは異なる方法で、塗装膜SF上での複数の目標照射領域EAの位置関係を変更してもよい。例えば、加工システムSYScは、マルチビーム光学系112cがレンズ等の屈折光学素子を備えている場合には、当該屈折光学素子を用いて、塗装膜SF上での複数の目標照射領域EAの位置関係を変更してもよい。例えば、加工システムSYScは、屈折光学素子を移動して(例えば、ある軸回りに回転させて)複数の加工光ELkの少なくとも一つの進行方向を変えることで、複数の目標照射領域EAの位置関係を変更してもよい。例えば、加工システムSYScは、屈折光学素子の屈折率を変更して複数の加工光ELkの少なくとも一つの進行方向を変えることで、複数の目標照射領域EAの位置関係を変更してもよい。屈折率が可変な屈折光学素子の一例として、液晶レンズがあげられる。
更に、上述した加工システムSYScは、マルチビーム光学系112c(特に、偏光ビームスプリッタ1121)を用いて、複数の加工光ELkを塗装膜SFに照射している。しかしながら、複数の加工光ELkを塗装膜SFに照射するための方法として、マルチビーム光学系112c(特に、偏光ビームスプリッタ1121)を用いない方法もまた存在する。例えば、光照射装置11が複数の光源110を備えている場合には、加工システムSYScは、マルチビーム光学系112c(特に、偏光ビームスプリッタ1121)を用いることなく、複数の光源110がそれぞれ射出する複数の光源光ELoを、複数の加工光ELkとして塗装膜SFに照射可能である。このようなマルチビーム光学系112cを用いることなく複数の加工光ELkを塗装膜SFに照射する場合においても、加工システムSYScは、複数の目標照射領域EAの位置関係を変更してもよい。
また、上述した説明では、加工システムSYScは、単一のマルチビーム光学系112cを備えている。つまり、上述した説明では、2つの加工光ELkを塗装膜SFに同時に照射する加工システムSYScを用いて説明を進めた。しかしながら、加工システムSYScは、第2実施形態の加工システムSYSbと同様に、複数のマルチビーム光学系112を備えていてもよい。つまり、加工システムSYScは、3つ以上(典型的には、2^N本の)加工光ELkを塗装膜SFに同時に照射してもよい。言い換えれば、加工システムSYScは、第2実施形態の加工システムSYSbに特有の構成要件(具体的には、3つ以上の加工光ELkの照射に関する構成要件)を備えていてもよい。この場合には、加工システムSYScが備える複数のマルチビーム光学系112のうちの少なくとも一つが、第3実施形態で説明したマルチビーム光学系112cであってもよい。この場合であっても、加工システムSYScは、塗装膜SF上において複数の加工光ELkがそれぞれ形成する複数のビームスポットの位置関係(つまり、塗装膜SF上における複数の目標照射領域EAの位置関係)を変更することができる。
一例として、少なくとも一つがマルチビーム光学系112cである2つのマルチビーム光学系112を備える加工システムSYScは、塗装膜SFに対して4つの加工光ELkを同時に照射可能である。つまり、加工システムSYScは、図21に示すマルチビーム光学系112#2が射出する4つの加工光ELkを塗装膜SFに対して同時に照射可能である。この場合、図27(a)に示すように、加工システムSYScは、4つの加工光ELkがそれぞれ照射される4つの目標照射領域EAが互いに重ならないように、反射ミラー1125を移動してもよい。その結果、図27(b)に示すように、加工システムSYScは、4つの加工光ELkを塗装膜SFに同時に照射して、4本の凹状構造CP1を同時に形成してもよい。或いは、図27(c)に示すように、加工システムSYScは、目標照射領域EAが2つずつ部分的に重なるように、反射ミラー1125を移動してもよい。その結果、図27(d)に示すように、加工システムSYScは、4つの加工光ELkを塗装膜SFに同時に照射して、2本の凹状構造CP1を同時に形成してもよい。或いは、図27(e)に示すように、加工システムSYScは、4つの目標照射領域EAが部分的に重なるように、反射ミラー1125を移動してもよい。その結果、図27(f)に示すように、加工システムSYScは、4つの加工光ELkを塗装膜SFに同時に照射して、1本の凹状構造CP1を形成してもよい。
尚、第3実施形態の
(4)第4実施形態の加工システムSYSd
続いて、第4実施形態の加工システムSYS(以降、第4実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSd”と称する)について説明する。第4実施形態の加工システムSYScは、上述した第1実施形態の加工システムSYSaと比較して、光照射装置11に代えて光照射装置11dを備えているという点で異なる。加工システムSYSdのその他の特徴は、上述した加工システムSYSaのその他の特徴と同じであってもよい。従って、以下では、図28を参照しながら、第4実施形態の光照射装置11dについて説明する。図28は、第4実施形態の光照射装置11dの構造を示す断面図である。
(4)第4実施形態の加工システムSYSd
続いて、第4実施形態の加工システムSYS(以降、第4実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSd”と称する)について説明する。第4実施形態の加工システムSYScは、上述した第1実施形態の加工システムSYSaと比較して、光照射装置11に代えて光照射装置11dを備えているという点で異なる。加工システムSYSdのその他の特徴は、上述した加工システムSYSaのその他の特徴と同じであってもよい。従って、以下では、図28を参照しながら、第4実施形態の光照射装置11dについて説明する。図28は、第4実施形態の光照射装置11dの構造を示す断面図である。
図28に示すように、第4実施形態の光照射装置11dは、上述した光照射装置11と比較して、リレー光学系116dを更に備えているという点で異なる。光照射装置11dのその他の特徴は、上述した光照射装置11等のその他の特徴と同じであってもよい。
リレー光学系116dは、マルチビーム光学系112とガルバノミラー113との間における複数の加工光ELkの光路上に配置される。従って、マルチビーム光学系112が射出した複数の加工光ELkは、リレー光学系116dを介してガルバノミラー113に入射する。リレー光学系116dは、リレー光学系116dの後側焦点面(言い換えれば、射出側焦点面)がfθレンズ114の入射面(その近傍を含む)に位置するように、fθレンズ114に対して位置合わせされている。
リレー光学系116dは、複数の加工光ELkをガルバノミラー113に導く光学系である。リレー光学系116dは、図29(a)及び図29(b)に示すように、リレー光学系116dを通過した複数の加工光ELkをそれぞれ構成する複数の光束がfθレンズ114の瞳面において通過する位置の差が、リレー光学系116dを通過していない複数の加工光ELkをそれぞれ構成する複数の光束がfθレンズ114の瞳面において通過する位置の差よりも小さくすることが可能な所望の光学特性を有している。尚、図29(a)は、マルチビーム光学系112及びリレー光学系116dの双方を通過した複数の加工光ELkをそれぞれ構成する複数の光束がfθレンズ114の瞳面において通過する位置を示している。一方で、図29(b)は、マルチビーム光学系112を通過する一方でリレー光学系116dを通過していない複数の加工光ELkをそれぞれ構成する複数の光束がfθレンズ114の瞳面において通過する位置を示している。
複数の加工光ELkをそれぞれ構成する複数の光束がfθレンズ114の瞳面において通過する位置の差が小さくなればなるほど、fθレンズ114による加工光ELkのケラレが発生する可能性が小さくなる。従って、加工システムSYSdは、複数の加工光ELkを適切に塗装膜SFに照射することができる。
更に、複数の加工光ELkをそれぞれ構成する複数の光束がfθレンズ114の瞳面において通過する位置の差が小さくなればなるほど、複数の加工光ELkが結像する像面(例えば、塗装膜SFの表面又はその近傍)に対する複数の加工光ELkの入射角度の差が小さくなる。なぜならば、瞳面での光が通過する位置の差は、像面での光の入射角度の差と等価であるからである。このため、複数の加工光ELkをそれぞれ構成する複数の光束がfθレンズ114の瞳面において通過する位置の差が小さくなればなるほど、加工システムSYSdが複数の加工光ELkを塗装膜SFに照射する状態が、テレセントリックな光学系を介して複数の加工光ELkを塗装膜SFに照射する状態に近づく。従って、加工システムSYSdは、複数の加工光ELkを適切に塗装膜SFに照射することができる。
リレー光学系116dは、光照射装置11dのマルチビーム光学系112の反射ミラー1123及び1125のそれぞれの反射面11231及び11251と、fθレンズ114の瞳面とを光学的に共役にする光学系であってもよい。また、複数のマルチビーム光学系112を用いる場合には、リレー光学系116dは、複数のマルチビーム光学系112のうちいずれか一つの反射ミラーの反射面とfθレンズ114の瞳面とを光学的に共役にしてもよい。例えば、リレー光学系116dは、複数のマルチビーム光学系112のうちいずれか一つの反射ミラー1123又は1125の反射面11231又は11251とfθレンズ114の瞳面とを光学的に共役にしてもよい。リレー光学径116dは、光路において、最も光源110側のマルチビーム光学系112の反射ミラーの反射面と、最もfθレンズ114側のマルチビーム光学系112の反射ミラーの反射面との間とfθレンズ114の瞳面とを光学的に共役にしてもよい。例えば、リレー光学径116dは、光路において、複数のマルチビーム光学系112のうち最も光源110側のマルチビーム光学系112の反射ミラー1123又は1125の反射面11231又は11251と、複数のマルチビーム光学系112のうち最もfθレンズ114側のマルチビーム光学系112の反射ミラー1123又は1125の反射面11231又は11251との間の光学面と、fθレンズ114の瞳面とを光学的に共役にしてもよい。
尚、第4実施形態の加工システムSYSdは、上述した第2実施形態の加工システムSYSbから第3実施形態の加工システムSYScの少なくとも一つに特有の構成要件を備えていてもよい。第3実施形態の加工システムSYScに特有の構成要件は、複数の目標照射領域EAの位置関係の変更に関する構成要件(例えば、駆動系1126c)を含む。
(5)第5実施形態の加工システムSYSe
続いて、第5実施形態の加工システムSYS(以降、第5実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSe”と称する)について説明する。第5実施形態の加工システムSYSeは、上述した第1実施形態の加工システムSYSaと比較して、光照射装置11に代えて光照射装置11eを備えているという点で異なる。光照射装置11eは、光照射装置11と比較して、強度調整装置117eを備えているという点で異なる。加工システムSYSeのその他の特徴は、上述した加工システムSYSaのその他の特徴と同じであってもよい。従って、以下では、図30を参照しながら、第5実施形態の光照射装置11eが備える強度調整装置117eについて説明する。図30は、第5実施形態の強度調整装置117eを示す断面図である。
続いて、第5実施形態の加工システムSYS(以降、第5実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSe”と称する)について説明する。第5実施形態の加工システムSYSeは、上述した第1実施形態の加工システムSYSaと比較して、光照射装置11に代えて光照射装置11eを備えているという点で異なる。光照射装置11eは、光照射装置11と比較して、強度調整装置117eを備えているという点で異なる。加工システムSYSeのその他の特徴は、上述した加工システムSYSaのその他の特徴と同じであってもよい。従って、以下では、図30を参照しながら、第5実施形態の光照射装置11eが備える強度調整装置117eについて説明する。図30は、第5実施形態の強度調整装置117eを示す断面図である。
強度調整装置117eは、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkの少なくとも一つの強度を調整する。例えば、強度調整装置117eは、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkの強度が同じになる(つまり、揃う)ように、複数の加工光ELkの少なくとも一つの強度を調整してもよい。或いは、例えば、強度調整装置117eは、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkのうちの少なくとも2つの強度が異なるものとなるように、複数の加工光ELkの少なくとも一つの強度を調整してもよい。尚、強度調整装置117eは、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkの強度比を調整してもよい。
複数の加工光ELkの少なくとも一つの強度を調整するために、強度調整装置117eは、図30に示すように、例えば、強度センサ1171eと、強度センサ1172eと、波長板1173eと、駆動系1174eとを備えていてもよい。
強度センサ1171eは、反射ミラー1123に配置されている。強度センサ1171eは、反射ミラー1123に入射してくる円偏光ELc1の強度を検出可能な検出装置である。円偏光ELc1の強度は、分離面11211で反射したs偏光ELs1の強度に比例する。なぜならば、s偏光ELs1は、1/4波長板1122を通過して円偏光ELc1に変換されるからである。従って、強度センサ1171eは、円偏光ELc1の強度を検出して、s偏光ELs1の強度を間接的に検出可能な検出装置であるとも言える。更に、円偏光ELc1の強度は、加工光ELkとして射出されるp偏光ELp1の強度に比例する。なぜならば、円偏光ELc1は、1/4波長板1122を通過してp偏光ELp1に変換されるからである。従って、強度センサ1171eは、円偏光ELc1の強度を検出して、p偏光ELp1の強度(つまり、複数の加工光ELkのうちの一つの強度)を間接的に検出可能な検出装置であるとも言える。尚、強度センサ1171eは、反射ミラー1123の反射面を透過する漏れ光を検出してもよい。この場合には、強度センサ1171eは、反射ミラー1123の裏面側に配置されていてもよい。
強度センサ1172eは、反射ミラー1125に配置されている。強度センサ1172eは、反射ミラー1125に入射してくる円偏光ELc2の強度を検出可能な検出装置である。円偏光ELc2の強度は、分離面11211を通過したp偏光ELp2の強度に比例する。なぜならば、p偏光ELp2は、1/4波長板1124を通過して円偏光ELc2に変換されるからである。従って、強度センサ1172eは、円偏光ELc2の強度を検出して、p偏光ELp2の強度を間接的に検出可能な検出装置であるとも言える。更に、円偏光ELc2の強度は、加工光ELkとして射出されるs偏光ELs2の強度に比例する。なぜならば、円偏光ELc2は、1/4波長板1124を通過してs偏光ELs2に変換されるからである。従って、強度センサ1172eは、円偏光ELc2の強度を検出して、s偏光ELs2の強度(つまり、複数の加工光ELkのうちの一つの強度)を間接的に検出可能な検出装置であるとも言える。尚、強度センサ1172eは、反射ミラー1125の反射面を透過する漏れ光を検出してもよい。この場合には、強度センサ1172eは、反射ミラー1125の裏面側に配置されていてもよい。
波長板1173eは、光源110と偏光ビームスプリッタ1121との間における光源光ELoの光路上に配置されている。このため、第4変形例では、光源光ELoは、波長板1173eを介して偏光ビームスプリッタ1121に入射する。波長板1173eは、波長板1173eを通過する光源光ELoの偏光状態を変更する。波長板1173eは、例えば1/2波長板であるが、その他の種類の波長板(例えば、1/4波長板、1/8波長板及び1波長板の少なくとも一つ)であってもよい。
駆動系1174eは、制御装置2の制御下で、波長板1173eを移動可能である。具体的には、駆動系1174eは、光源光ELoの進行方向に沿った軸周りに波長板1173eが回転するように、波長板1173eを移動可能である。波長板1173eの光学軸を含む面は、通常、光源光ELoの進行方向に対して交差する。このため、駆動系1174eは、光源光ELoの進行方向に沿った軸周りに波長板1173eの光学軸を含む面が回転するように、波長板1173eを移動可能であるとも言える。
波長板1173eが回転すると、波長板1173eを通過した光源光ELoの偏光状態が変わる。特に、波長板1173eが回転すると、波長板1173eを通過した光源光ELoに含まれるp偏光及びs偏光の強度比が変わる。波長板1173eを通過した光源光ELoに含まれるp偏光及びs偏光の強度比が変わると、偏光ビームスプリッタ1121の分離面11211で反射されるs偏光ELs1及び分離面11211を通過するp偏光ELp1の強度比が変わる。s偏光ELs1及びp偏光ELp2の強度比が変わると、s偏光ELs1から変換される加工光ELk(つまり、p偏光ELp1)及びp偏光ELp2から変換される加工光ELk(s偏光ELs2)の強度比が変わる。つまり、図31に示すように、波長板1173eが回転すると、その回転角度に応じて、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkの強度比が変わる。複数の加工光ELkの強度比が変わると、複数の加工光ELkのそれぞれの強度もまた変わる。
このため、駆動系1174eは、制御装置2の制御下で、波長板1173eを通過した光源光ELoに含まれるp偏光及びs偏光の強度比が所望の比率となるように波長板1173eを回転させることで、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkの強度比を所望の比率に設定することができる。つまり、駆動系1174eは、制御装置2の制御下で、波長板1173eを通過した光源光ELoに含まれるp偏光及びs偏光のそれぞれの強度が所望の強度となるように波長板1173eを回転させることで、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkのそれぞれの強度を所望の強度に設定することができる。具体的には、制御装置2は、強度センサ1171e及び1172eの検出結果に基づいて、円偏光ELc1及びELc2の強度(更には、強度比)を特定することができる。円偏光ELc1及びELc2の強度(更には、強度比)は、複数の加工光ELkの強度(更には、強度比)と等価であることは上述したとおりである。このため、制御装置2は、強度センサ1171e及び1172eの検出結果に基づいて、複数の加工光ELkの強度が所望の強度になるように及び/又は複数の加工光ELkの強度比が所望の比率になるように、駆動系1174eを制御して波長板1173eを回転させることができる。
例えば、駆動系1174eは、制御装置2の制御下で、強度センサ1171e及び1172eの検出結果から特定可能な円偏光ELc1及びELc2の強度が同じになるように、波長板1173eを回転させてもよい。この場合、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkの強度が同じになる(つまり、揃う)。その結果、加工システムSYSeは、強度が揃っている複数の加工光ELkを照射して、特性が同じになる複数の凹状構造CP1を同時に形成することができる。或いは、例えば、駆動系1174eは、制御装置2の制御下で、強度センサ1171e及び1172eの検出結果から特定可能な円偏光ELc1及びELc2の強度が異なるものとなるように、波長板1173eを回転させてもよい。この場合、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkの強度が異なるものとなる。その結果、加工システムSYSeは、強度が異なる複数の加工光ELkを照射して、特性が異なる複数の凹状構造CP1を同時に形成することができる。
尚、上述した説明では、強度センサ1171eは、円偏光ELc1の強度を検出している。しかしながら、強度センサ1171eは、円偏光ELc1から変換され且つ加工光ELkとして射出されるp偏光ELp1の強度を検出してもよい。強度センサ1171eは、円偏光ELc1に変換されるs偏光ELs1の強度を検出してもよい。同様に、上述した説明では、強度センサ1172eは、円偏光ELc2の強度を検出している。しかしながら、強度センサ1172eは、円偏光ELc2から変換され且つ加工光ELkとして射出されるs偏光ELs2の強度を検出してもよい。強度センサ1172eは、円偏光ELc2に変換されるp偏光ELp2の強度を検出してもよい。
尚、上述した説明では、波長板1173eを制御装置2の制御下で移動(回転)させる駆動系1174eを備えている。しかしながら、メカニカルな機構を用いて手動で波長板1173eを移動(回転)させてもよい。
また、上述した説明では、強度センサ1171e及び1172eを反射ミラー1123及び1125に設けている。しかしながら、強度センサ1171e及び1172eは、fθレンズ114の射出側に設けられていてもよい。この場合、一つの強度センサをfθレンズ114の光軸と交差する面内で移動可能に設けてもよい。尚、加工システムSYSeは強度センサ1171e及び1172eを備えていなくてもよい。
第5実施形態の加工システムSYSeは、上述した第2実施形態の加工システムSYSbから第4実施形態の加工システムSYSdの少なくとも一つに特有の構成要件を備えていてもよい。第4実施形態の加工システムSYSdに特有の構成要件は、リレー光学系116dに関する構成要件を含む。
(6)第6実施形態の加工システムSYSf
続いて、第6実施形態の加工システムSYS(以降、第6実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSf”と称する)について説明する。第6実施形態の加工システムSYSfは、上述した加工システムSYSaと比較して、光照射装置11に代えて光照射装置11fを備えているという点で異なる。光照射装置11fは、光照射装置11と比較して、強度調整装置117fを備えているという点で異なる。第6実施形態の加工システムSYSfのその他の特徴は、上述した加工システムSYSaのその他の特徴と同じであってもよい。従って、以下では、図32を参照しながら、第6実施形態の光照射装置11fが備える強度調整装置117fについて説明する。図32は、強度調整装置117fの構造を示す断面図である。
続いて、第6実施形態の加工システムSYS(以降、第6実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSf”と称する)について説明する。第6実施形態の加工システムSYSfは、上述した加工システムSYSaと比較して、光照射装置11に代えて光照射装置11fを備えているという点で異なる。光照射装置11fは、光照射装置11と比較して、強度調整装置117fを備えているという点で異なる。第6実施形態の加工システムSYSfのその他の特徴は、上述した加工システムSYSaのその他の特徴と同じであってもよい。従って、以下では、図32を参照しながら、第6実施形態の光照射装置11fが備える強度調整装置117fについて説明する。図32は、強度調整装置117fの構造を示す断面図である。
強度調整装置117fは、第5実施形態の強度調整装置117eと同様に、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkの少なくとも一つの強度を調整する。強度調整装置117fは、光源110と偏光ビームスプリッタ1121との間における光源光ELoの光路上に配置されている。このため、第6実施形態では、光源光ELoは、強度調整装置117fを介して偏光ビームスプリッタ1121に入射する。
複数の加工光ELkの少なくとも一つの強度を調整するために、強度調整装置117fは、図32に示すように、例えば、偏光ビームスプリッタ1171fと、1/4波長板1172fと、反射ミラー1173fと、1/4波長板1174fと、反射ミラー1175fと、波長板1176fとを備える。
光源111からの光源光ELoは、偏光ビームスプリッタ1171fの分離面11711fに入射する。光源光ELoのうちのs偏光ELs01は、分離面11711fにおいて反射される。一方で、光源光ELoのうちのp偏光ELp02は、分離面11711fを通過する。つまり、偏光ビームスプリッタ1171fは、光源光ELoを、s偏光ELs01とp偏光ELp02とに分岐する。
偏光ビームスプリッタ1171fによって反射されたs偏光ELs01は、1/4波長板1172fを通過する。その結果、s偏光ELs01は、円偏光ELc01に変換される。1/4波長板1172fを通過した円偏光ELc01は、反射ミラー1173fの反射面11731fによって反射される。反射ミラー1173fによって反射された円偏光ELc01は、1/4波長板1172fを再度通過して、p偏光ELp01に変換される。1/4波長板1172fを通過したp偏光ELp01は、偏光ビームスプリッタ1171fの分離面11711fに入射する。
一方で、偏光ビームスプリッタ1171eを通過したp偏光ELp02は、1/4波長板1174fを通過する。その結果、p偏光ELp02は、円偏光ELc02に変換される。1/4波長板1174fを通過した円偏光ELc02は、反射ミラー1175fの反射面11751fによって反射される。反射ミラー1175fによって反射された円偏光ELc02は、1/4波長板1174fを再度通過して、s偏光ELs02に変換される。1/4波長板1174fを通過したs偏光ELs02は、偏光ビームスプリッタ1171fの分離面11711fに入射する。
分離面11711fに入射したp偏光ELp01は、分離面11711fを通過する。一方で、分離面11711fに入射したs偏光ELs02は、分離面11711fによって反射される。ここで、図32に示すように、反射ミラー1173fの反射面11731fに対する円偏光ELc01の入射角度が、反射ミラー1175fの反射面11751fに対する円偏光ELc02の入射角度とは同じになるように、反射ミラー1173f及び1175fが位置合わせされている。つまり、反射ミラー1173fの反射面11731fと円偏光ELc01の進行方向に沿った軸とがなす角度が、反射ミラー1175fの反射面11751fと円偏光ELc02の進行方向に沿った軸とがなす角度と同じになるように、反射ミラー1173f及び1175fが位置合わせされている。図32は、反射面11731fに対して円偏光ELc01が垂直入射し、且つ、反射面11751fに対して円偏光ELc02が垂直入射するように、反射ミラー1173f及び1175fが位置合わせされている例を示している。その結果、分離面11711fを通過したp偏光ELp01の進行方向に沿った軸と、分離面11711fによって反射されたs偏光ELs02の進行方向に沿った軸とが平行になる。つまり、分離面11711fを通過したp偏光ELp01の進行方向と、分離面11711fによって反射されたs偏光ELs02の進行方向とが揃う。言い換えれば、分離面11711fを通過したp偏光ELp01の光路と、分離面11711fによって反射されたs偏光ELs02の光路とが重なり合う。従って、偏光ビームスプリッタ1171fは、p偏光ELp01に相当する射出光ELg01とs偏光ELs02に相当する射出光ELg02とが重なった合成光ELgを射出する。つまり、射出光ELg01及びELg02という2本の光を射出する偏光ビームスプリッタ1171fは、実質的には、射出光ELg01及びELg02が合成された実質的に1本の合成光ELgを射出する。尚、図32では、説明の便宜上、分離面11711fを通過したp偏光ELp01の光路(つまり、射出光ELg01の光路)と、分離面11711fによって反射されたs偏光ELs02の光路(つまり、射出光ELg02の光路)とがわずかにずらして記載してあるが、実際は、この2つの光路は重なり合っている。
偏光ビームスプリッタ1171fが射出した合成光ELgは、波長板1176fに入射する。波長板1176eは、波長板1176eを通過する合成光ELgの偏光状態(つまり、合成光ELgを構成する2本の合成光ELg01及びELg02のそれぞれの偏光状態)を変更可能な光学素子である。波長板1176fは、例えば1/4波長板であるが、その他の種類の波長板(例えば、1/2波長板、1/8波長板及び1波長板の少なくとも一つ)であってもよい。例えば、波長板1176fは、合成光ELgを円偏光(或いは、直線偏光以外の偏光又は非偏光)に変換可能であってもよい。波長板1176fが1/4波長板である場合には、波長板1176fは、直線偏光である合成光ELgを円偏光に変換可能である。或いは、波長板1176fが1/4波長板でない場合であっても、波長板1176fの特性が適切に設定されれば、波長板1176fは、合成光ELgを円偏光(或いは、直線偏光以外の偏光又は非偏光)に変換可能である。例えば、波長板1176fの板厚が、合成光ELgの偏光状態を所望状態に変更することが可能な所望の板厚に設定されていてもよい。例えば、波長板1176fの光学軸の方向が、合成光ELgの偏光状態を所望状態に変更することが可能な所望の方向に設定されていてもよい。
波長板1176fを通過した光は、新たな光源光ELo’としてマルチビーム光学系112に入射する。このため、新たな光源光ELo’は、射出光ELg01の偏光状態を波長板1176fで偏向することで得られる光源光ELo01’と射出光ELg02の偏光状態を波長板1176fで偏向することで得られる光源光ELo02’とが重なった光に相当する。このような駆動光ELo’がマルチビーム光学系112に入射する場合においても、上述した駆動光ELoがマルチビーム光学系112に入射する場合と同様に、マルチビーム光学系112は、光源光ELo’を複数の加工光ELkに分岐する。
尚、図32から分かるように、強度調整装置117fが備える偏光ビームスプリッタ1171f、1/4波長板1172f、反射ミラー1173f、1/4波長板1174f及び反射ミラー1175fは、それぞれ、マルチビーム光学系112が備える偏光ビームスプリッタ1121、1/4波長板1122、反射ミラー1123、1/4波長板1124及び反射ミラー1125と同じ機能を有している。但し、強度調整装置117fは、反射ミラー1173fに対する円偏光ELc01の入射角度と反射ミラー1175fに対する円偏光ELc02の入射角度とは同じになるという点で、反射ミラー1123に対する円偏光ELc1の入射角度と反射ミラー1125に対する円偏光ELc2の入射角度とは異なるマルチビーム光学系112とは異なる。更には、強度調整装置117fが備える波長板1176fは、第2実施形態で説明した波長板115b(つまり、2つのマルチビーム光学系112の間の光路に配置される波長板115b)と同じ機能を有している。従って、強度調整装置117fは、第2実施形態の加工システムSYSbが備える最上段の(つまり、光源110に最も近い)マルチビーム光学系112及び当該最上段のマルチビーム光学系112が射出する加工光ELkが通過する波長板115bを含む光学系(但し、反射ミラー1123に対する円偏光ELc1の入射角度と反射ミラー1125に対する円偏光ELc2の入射角度とが同じになるように、反射ミラー1123及び1125が位置合わせされている)と等価であると言える。
このような強度調整装置117fを介して光源光ELoがマルチビーム光学系112に入射すると、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkの強度が同じになる(つまり、揃う)。以下の、その技術的理由について、図33(a)から図33(c)を参照しながら説明する。図33(a)から図33(c)のそれぞれは、強度調整装置117f及びマルチビーム光学系112を介して光源光ELoが複数の加工光ELkに分岐される過程を、その過程で生成される光の強度及び当該光が塗装膜SF(或いは、所定の光学面)上に形成するビームスポットと共に示している。但し、図33(a)は、光源110が射出する光源光ELoに強度が揃ったp偏光ELp02及びs偏光ELs01が含まれている場合において光源光ELoが複数の加工光ELkに分岐される過程を示している。図33(b)は、光源110が射出する光源光ELoにp偏光ELp02よりも強度が低いs偏光ELs01が含まれている場合において光源光ELoが複数の加工光ELkに分岐される過程を示している。図33(c)は、光源110が射出する光源光ELoにp偏光ELp02よりも強度が高いs偏光ELs01が含まれている場合において光源光ELoが複数の加工光ELkに分岐される過程を示している。
図33(a)から図33(c)に示すように、強度調整装置117fは、まず、偏光ビームスプリッタ1171fを用いて、光源光ELoをp偏光ELp02とs偏光ELs01とに分岐する。この場合、図33(a)に示す例では、分岐されたp偏光ELp02及びs偏光ELs01の強度は揃っている。尚、ここで言う強度は、塗装膜SF上での単位面積当たりの強度を意味するものとする。このため、図33(a)に示す例では、分岐されたp偏光ELp02及びs偏光ELs01が仮に塗装膜SFに照射されると仮定すると、分岐されたp偏光ELp02及びs偏光ELs01が形成するビームスポットは概ね同じ大きさになる。一方で、図33(b)及び図33(c)のそれぞれに示す例では、分岐されたp偏光ELp02及びs偏光ELs01の強度は揃っていない。このため、図33(b)及び図33(c)のそれぞれに示す例では、分岐されたp偏光ELp02及びs偏光ELs01が仮に塗装膜SFに照射されると仮定すると、分岐されたp偏光ELp02及びs偏光ELs01が形成するビームスポットは異なる大きさになる。
その後、強度調整装置117fは、1/4波長板1172f及び1174f並びに反射ミラー1173f及び1175fを用いて、分岐したp偏光ELp02及びs偏光ELs01を、s偏光ELs02及びp偏光ELp01(つまり、射出光ELg01及びELg02)に変換する。図33(a)に示す例では、p偏光ELp02及びs偏光ELs01の強度が揃っているがゆえに、p偏光ELp02及びs偏光ELs01からそれぞれ生成される射出光ELg01及びELg02の強度もまた揃っている。一方で、図33(b)及び図33(c)のそれぞれに示す例では、p偏光ELp02及びs偏光ELs01の強度が揃っていないがゆえに、p偏光ELp02及びs偏光ELs01からそれぞれ生成される射出光ELg01及びELg02の強度もまた揃っていない。
その後、強度調整装置117fは、偏光ビームスプリッタ1171fを用いて、射出光ELg01及びELg02を合成して合成光ELgを生成し、その後、波長板1176eを用いて、合成光ELgを新たな光源光ELo’に変換する。新たな光源光ELo’は、射出光ELg01の偏光状態を波長板1176fで変更することで得られる光源光ELo01’と射出光ELg02の偏光状態を波長板1176fで変更することで得られる光源光ELo02’とが重なった光である。
その後、マルチビーム光学系112は、新たな光源光ELo’を複数の加工光ELkに分岐する。具体的には、光源光ELo’が光源光ELo01’及びELo02’が重なった光であるため、マルチビーム光学系112は、光源光ELo01’を複数の加工光ELk01に分岐すると共に、光源光ELo02’を複数の加工光ELk02に分岐する。但し、光源光ELo01’及びELo02’が重なっている(つまり、光源光ELo01’の光路と光源光ELo02’の光路とが重なっている)ため、複数の加工光ELk01と複数の加工光ELk02ともまたそれぞれ重なり合う。その結果、図33(a)から図33(c)に示すように、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkのそれぞれは、加工光ELk01と加工光ELk02とが合成された光となる。このため、光源光ELoに含まれるs偏光ELs01及びp偏光ELp02の強度比がどのような場合であっても、複数の加工光ELkの強度が揃う。つまり、s偏光ELs01及びp偏光ELp02の強度が揃っている場合及びs偏光ELs01及びp偏光ELp02の強度が揃っていない場合のいずれにおいても、複数の加工光ELkの強度が揃う。
尚、比較例として、図34(a)から図34(c)は、強度調整装置117fを介することなくマルチビーム光学系112によって光源光ELoが複数の加工光ELkに分岐される過程を、その過程で生成される光の強度及び当該光が塗装膜SF(或いは、所定の光学面)上に形成するビームスポットと共に示している。特に、図34(a)は、光源光ELoに強度が揃ったp偏光ELp2及びs偏光ELs1が含まれている場合において光源光ELoが複数の加工光ELkに分岐される過程を示している。図34(b)は、光源光ELoにp偏光ELp2よりも強度が低いs偏光ELs1が含まれている場合において光源光ELoが複数の加工光ELkに分岐される過程を示している。図34(c)は、光源光ELoにp偏光ELp2よりも強度が高いs偏光ELs1が含まれている場合において光源光ELoが複数の加工光ELkに分岐される過程を示している。図34(a)に示すように、光源光ELoに強度が揃ったp偏光ELp02及びs偏光ELs01が含まれている場合には、強度調整装置117fを用いなくても、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkの強度が揃う。一方で、図34(b)及び図34(c)に示すように、光源光ELoに強度が揃っていないp偏光ELp02及びs偏光ELs01が含まれている場合には、強度調整装置117fを用いなければ、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkの強度が揃わなくなる。従って、第6実施形態で説明した強度調整装置1117fは、光源光ELoに強度が揃っていないp偏光ELp02及びs偏光ELs01が含まれている状況下でマルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkの強度を揃えたい場合に特に有用である。
尚、光源110の特性によっては、光源110が射出する光源光ELoの強度を変えると、当該光源光ELoの偏光状態(例えば、偏光方向及び楕円率)が変わる場合がある。更には、光源110の特性によっては、光源110が光源光ELoを射出している期間中に、当該光源光ELoの偏光状態が変わる場合がある。特に、光源110が光源光ELoを射出し始めてから所定時間が経過するまでの期間中に、当該光源光ELoの偏光状態が変わる可能性が相対的に高い。このように光源光ELoの偏光状態が変わる場合であっても、第6実施形態の強度調整装置117fは、光源光ELoの偏光状態の変化に応じた特別な処理を行うことなく、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkの強度を揃えることができる。尚、上述した第5実施形態の強度調整装置117eであっても、光源光ELoの偏光状態の変化に合わせて波長板1173eを回転させれば、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkの強度を揃える又は複数の加工光ELkのそれぞれの強度を所望の強度に設定することができる。
尚、第6実施形態の加工システムSYSfは、上述した第2実施形態の加工システムSYSbから第5実施形態の加工システムSYSeの少なくとも一つに特有の構成要件を備えていてもよい。第5実施形態の加工システムSYSeに特有の構成要件は、強度調整装置117eに関する構成要件を含む。
(7)第7実施形態の加工システムSYSg
続いて、第7実施形態の加工システムSYS(以降、第7実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSg”と称する)について説明する。第7実施形態の加工システムSYSgは、上述した第2実施形態の加工システムSYSbと同様に、光源光ELoを3つ以上の加工光ELkに分岐する。但し、第7実施形態の加工システムSYSgは、単一のマルチビーム光学系112gを用いて光源光ELoを3つ以上の加工光ELkに分岐するという点で、複数のマルチビーム光学系112を多段接続して光源光ELoを3つ以上の加工光ELkに分岐する上述した加工システムSYSbとは異なる。第7実施形態の加工システムSYSgのその他の特徴は、上述した加工システムSYSbのその他の特徴と同じであってもよい。従って、以下では、図35から図39を参照しながら、第7実施形態のマルチビーム光学系112gについて説明する。尚、図35は、光源光ELoを16本の加工光ELkに分岐するマルチビーム光学系112gの構造の一例を示しているが、光源光ELoを3つ以上の加工光ELkに分岐することができる限りは、マルチビーム光学系112gの構造は、図35に示す構造に限定されない。
続いて、第7実施形態の加工システムSYS(以降、第7実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSg”と称する)について説明する。第7実施形態の加工システムSYSgは、上述した第2実施形態の加工システムSYSbと同様に、光源光ELoを3つ以上の加工光ELkに分岐する。但し、第7実施形態の加工システムSYSgは、単一のマルチビーム光学系112gを用いて光源光ELoを3つ以上の加工光ELkに分岐するという点で、複数のマルチビーム光学系112を多段接続して光源光ELoを3つ以上の加工光ELkに分岐する上述した加工システムSYSbとは異なる。第7実施形態の加工システムSYSgのその他の特徴は、上述した加工システムSYSbのその他の特徴と同じであってもよい。従って、以下では、図35から図39を参照しながら、第7実施形態のマルチビーム光学系112gについて説明する。尚、図35は、光源光ELoを16本の加工光ELkに分岐するマルチビーム光学系112gの構造の一例を示しているが、光源光ELoを3つ以上の加工光ELkに分岐することができる限りは、マルチビーム光学系112gの構造は、図35に示す構造に限定されない。
図35に示すように、マルチビーム光学系112gは、偏光ビームスプリッタ1121gと、1/4波長板1122gと、反射ミラー1123g-1と、反射ミラー1123g-2と、反射ミラー1123g-3と、1/4波長板1124gと、反射ミラー1125g-1と、反射ミラー1125g-2と、反射ミラー1125g-3と、波長板1126g-1と、反射プリズム(或いは、その他任意の反射光学素子であって、例えば再帰反射ミラー)1127g-1と、波長板1126g-2と、反射プリズム(或いは、その他任意の反射光学素子であって、例えば再帰反射ミラー)1127g-2と、反射ミラー1128gとを備えている。
図36に示すように、光源111からの光源光ELo#1は、偏光ビームスプリッタ1121gの分離面11211gに入射する。この際、図36に示す例では、光源光ELo#1は、1/4波長板1126g-2を介して偏光ビームスプリッタ1121gに入射しているが、1/4波長板1126g-2を介することなく偏光ビームスプリッタ1121gに入射してもよい。光源光ELo#1のうちのs偏光ELs1#1は、分離面11211gにおいて反射される。一方で、光源光ELo#1のうちのp偏光ELp2#1は、分離面11211gを通過する。
偏光ビームスプリッタ1121gによって反射されたs偏光ELs1#1は、1/4波長板1124gを通過する。その結果、s偏光ELs1#1は、円偏光ELc1#1に変換される。1/4波長板1124gを通過した円偏光ELc1#1は、反射ミラー1125g-1の反射面11251g-1によって反射される。反射ミラー1125g-1によって反射された円偏光ELc1#1は、1/4波長板1124gを再度通過して、p偏光ELp1#1に変換される。1/4波長板1124gを通過したp偏光ELp1#1は、偏光ビームスプリッタ1121gの分離面11211gに入射する。一方で、偏光ビームスプリッタ1121gを通過したp偏光ELp2#1は、1/4波長板1122gを通過する。その結果、p偏光ELp2#1は、円偏光ELc2#1に変換される。1/4波長板1122gを通過した円偏光ELc2#1は、反射ミラー1123g-1の反射面11231g-1によって反射される。反射ミラー1123g-1によって反射された円偏光ELc2#1は、1/4波長板1122gを再度通過して、s偏光ELs2#1に変換される。1/4波長板1122gを通過したs偏光ELs2#1は、偏光ビームスプリッタ1121gの分離面11211gに入射する。
分離面11211gに入射したp偏光ELp1#1は、分離面11211gを通過する。一方で、分離面11211gに入射したs偏光ELs2#1は、分離面11211gによって反射される。ここで、反射ミラー1125g-1の反射面11251g-1に対する円偏光ELc1#1の入射角度が、反射ミラー1123gの反射面11231g-1に対する円偏光ELc2#1の入射角度とは異なるものとなるように、反射ミラー1123g-1及び1125g-1が位置合わせされている。その結果、分離面11211gを通過したp偏光ELp1#1の進行方向に沿った軸と、分離面11211gによって反射されたs偏光ELs2#1の進行方向に沿った軸とが交差することになる。このため、分離面11211gを通過したp偏光ELp1#1及び分離面11211gで反射したs偏光ELs2#1は、それぞれ、射出光ELe#21及びELe#22として、偏光ビームスプリッタ1121gから波長板1126g-1に向けて射出される。この段階では、まずは、光源光ELoが2つの射出光ELe#21及びELe#22に分岐される。
その後、図37に示すように、偏光ビームスプリッタ1121gから射出された2つの射出光ELe#21及びELe#22のそれぞれは、波長板1126g-1を通過し、反射プリズム1127g-1によって反射され、波長板1126g-1を再度通過する。波長板1126g-1を2回通過した2つの射出光ELe#21及びELe#22は、それぞれ、2つの入射光ELi#21及びELi#22として偏光ビームスプリッタ1121gの分離面11211gに入射する。つまり、波長板1126g-1及び反射プリズム1127g-1は、偏光ビームスプリッタ1121gから射出される射出光ELeを、偏光ビームスプリッタ1121gに入射する入射光ELiに変換する(更には、変換した入射光ELiを偏光ビームスプリッタ1121gに戻す)光学系として機能する。反射プリズム1127g-1は、互いに交差する複数の反射面を持つ直角プリズムとすることができる。
波長板1126g-1は、波長板1126g-1を通過する射出光ELe#21及びELe#22のそれぞれの偏光状態を変更する。波長板1126g-1は、例えば1/4波長板であるが、その他の種類の波長板(例えば、1/2波長板、1/8波長板及び1波長板の少なくとも一つ)であってもよい。第7実施形態では特に、波長板1126g-1は、2つの射出光ELe#21及びELe#22のそれぞれの偏光状態を変更して入射光ELi#21及びELi#22のそれぞれ(つまり、波長板1126g-1を2回通過した射出光ELe#21及びELe#22のそれぞれ)が円偏光(或いは、直線偏光以外の偏光又は非偏光)となるように、その特性が設定されている。尚、波長板1126g-1の特性の一例として、波長板1126g-1の板厚、波長板1126g-1の光学軸の方向、及び、波長板1126g-1と反射プリズム1127g-1との相対位置(特に、波長板1126g-1の光学軸と反射プリズム1127g-1の移送軸との相対的な方位の関係)の少なくとも一つがあげられる。ここで、反射プリズム1127g-1の移送軸は、反射プリズム1127g-1が互いに交差する2つの反射面を持つ直角プリズムである場合には、2つの反射面の稜線と直交する方向に伸びた軸としてもよいし、2つの反射面のうち一方の反射面から他方の反射面に向かう光の進行方向に沿った軸としてもよい。また、反射プリズム1127g-1の移送軸は、反射プリズム1127g-1への入射光の(入射面上での)入射位置と当該入射光が反射プリズム1127g-1から射出される際の(射出面上での)射出位置とを結ぶ軸としてもよい。
入射光ELi#21のうちのs偏光ELs1#21は、分離面11211gにおいて反射される。一方で、入射光ELi#21のうちのp偏光ELp2#21は、分離面11211gを通過する。同様に、入射光ELi#22のうちのs偏光ELs1#22は、分離面11211gにおいて反射される。一方で、入射光ELi#22のうちのp偏光ELp2#22は、分離面11211gを通過する。
偏光ビームスプリッタ1121gによって反射されたs偏光ELs1#21及びELs1#22は、1/4波長板1122gを通過する。その結果、s偏光ELs1#21及びELs1#22は、それぞれ、円偏光ELc1#21及びELc1#22に変換される。1/4波長板1122gを通過した円偏光ELc1#21及びELc1#22のそれぞれは、反射ミラー1123g-2の反射面11231g-2によって反射される。反射ミラー1123g-2によって反射された円偏光ELc1#21及びELc#22は、1/4波長板1122gを再度通過して、それぞれ、p偏光ELp1#21及びELp1#22に変換される。1/4波長板1122gを通過したp偏光ELp1#21及びELp1#22は、偏光ビームスプリッタ1121gの分離面11211gに入射する。一方で、偏光ビームスプリッタ1121gを通過したp偏光ELp2#21及びELp2#22は、1/4波長板1124gを通過する。その結果、p偏光ELp2#21及びELp2#22は、それぞれ、円偏光ELc2#21及びELc2#22に変換される。1/4波長板1124gを通過した円偏光ELc2#21及びELc2#22は、反射ミラー1125g-1の反射面11251g-1によって反射される。反射ミラー1125g-1によって反射された円偏光ELc2#21及びELc2#22は、1/4波長板1124gを再度通過して、それぞれ、s偏光ELs2#21及びELs2#22に変換される。1/4波長板1124gを通過したs偏光ELs2#21及びELs#22は、偏光ビームスプリッタ1121gの分離面11211gに入射する。
分離面11211gに入射したp偏光ELp1#21及びELp1#22は、分離面11211gを通過する。一方で、分離面11211gに入射したs偏光ELs2#21及びELs2#22は、分離面11211gによって反射される。ここで、反射ミラー1123g-2の反射面11231g-2に対する円偏光ELc1#21及びELc1#22の入射角度が、反射ミラー1125g-1の反射面11251g-1に対する円偏光ELc2#21及びELc2#22の入射角度とはそれぞれ異なるものとなるように、反射ミラー1123g-2及び1125g-1が位置合わせされている。その結果、分離面11211gを通過したp偏光ELp1#21及びELp1#22の進行方向に沿った軸と、分離面11211gによって反射されたs偏光ELs2#21及びELs2#22の進行方向に沿った軸とがそれぞれ交差することになる。このため、分離面11211gを通過したp偏光ELp1#21及びELp1#22並びに分離面11211fで反射したs偏光ELs2#21及びELs2#22は、それぞれ、射出光ELe#31からELe#34として、偏光ビームスプリッタ1121gから波長板1126g-2に向けて射出される。このように、図37に示す過程では、2つの入射光ELi#21及びELi#22が、4つの射出光ELe#31からELe#34に分岐される。つまり、この段階では、光源光ELoは、4つの射出光ELe#31からELe#34に分岐される。
図36及び図37から分かるように、図36に示す過程での光路(つまり、光源光ELoが2つの射出光ELe#21及びELe#22に分岐される過程での光路)と、図37に示す過程での光路(つまり、2つの射出光ELe#21及びELe#22が4つの射出光ELe#31からELe#34に分岐される過程での光路)とは、重なることはない。言い換えれば、図36に示す過程での光路と図37に示す過程での光路とは、光学的に分離されている。つまり、図37に示す過程では、光は、図36に示す過程で光が伝搬する光路(つまり、空間)とは異なる光路を伝搬する。但し、図36に示す過程での光路と図37に示す過程での光路とが少なくとも部分的に重なっていてもよい。
その後、図38に示すように、偏光ビームスプリッタ1121gから射出された4つの射出光ELe#31からELe#34のそれぞれは、波長板1126g-2を通過し、反射プリズム1127g-2によって反射され、波長板1126g-2を再度通過する。波長板1126g-2を2回通過した4つの射出光ELe#31からELe#34は、それぞれ、4つの入射光ELi#31からELi#34として偏光ビームスプリッタ1121gの分離面11211gに入射する。つまり、波長板1126g-2及び反射プリズム1127g-2は、偏光ビームスプリッタ1121gから射出される射出光ELeを、偏光ビームスプリッタ1121gに入射する入射光ELiに変換する(更には、変換した入射光ELiを偏光ビームスプリッタ1121fに戻す)光学系として機能する。反射プリズム1127g-2は、互いに交差する複数の反射面を持つ直角プリズムとすることができる。
波長板1126g-2は、波長板1126g-2を通過する射出光ELe#31からELe#34のそれぞれの偏光状態を変更する。波長板1126g-2は、例えば1/4波長板であるが、その他の種類の波長板(例えば、1/2波長板、1/8波長板及び1波長板の少なくとも一つ)であってもよい。第7実施形態では特に、波長板1126g-2は、4つの射出光ELe#31からELe#34のそれぞれの偏光状態を変更して入射光ELi#31からELi#34のそれぞれ(つまり、波長板1126g-2を2回通過した射出光ELe#31からELe#34のそれぞれ)が円偏光(或いは、直線偏光以外の偏光又は非偏光)となるように、その特性が設定されている。尚、波長板1126g-2の特性の一例として、波長板1126g-2の板厚、波長板1126g-2の光学軸の方向、及び、波長板1126g-2と反射プリズム1127g-2との相対位置(特に、波長板1126g-2の光学軸と反射プリズム1127g-2の移送軸との相対的な方位の関係)の少なくとも一つがあげられる。ここで、反射プリズム1127g-2の移送軸は、反射プリズム1127g-2が互いに交差する2つの反射面を持つ直角プリズムである場合には、2つの反射面の稜線と直交する方向に伸びた軸としてもよいし、2つの反射面のうち一方の反射面から他方の反射面に向かう光の進行方向に沿った軸としてもよい。また、反射プリズム1127g-2の移送軸は、反射プリズム1127g-2への入射光の(入射面上での)入射位置と当該入射光が反射プリズム1127g-2から射出される際の(射出面上での)射出位置とを結ぶ軸としてもよい。
入射光ELi#31からELi#34にそれぞれ含まれるs偏光ELs1#31からELs1#34は、分離面11211gにおいて反射される。一方で、入射光ELi#31からELi#34にそれぞれ含まれるp偏光ELp2#31からELp2#34は、分離面11211gを通過する。
偏光ビームスプリッタ1121gによって反射されたs偏光ELs1#31からELs1#34は、1/4波長板1124gを通過する。その結果、s偏光ELs1#31からELs1#34は、それぞれ、円偏光ELc1#31からELc1#34に変換される。1/4波長板1124gを通過した円偏光ELc1#31からELc1#34のそれぞれは、反射ミラー1125g-2の反射面11251g-2によって反射される。反射ミラー1125g-2によって反射された円偏光ELc1#31からELc#34は、1/4波長板1124gを再度通過して、それぞれ、p偏光ELp1#31からELp1#34に変換される。1/4波長板1124gを通過したp偏光ELp1#31からELp1#34は、偏光ビームスプリッタ1121gの分離面11211gに入射する。一方で、偏光ビームスプリッタ1121gを通過したp偏光ELp2#31からELp2#34は、1/4波長板1122gを通過する。その結果、p偏光ELp2#31からELp2#34は、それぞれ、円偏光ELc2#31からELc2#34に変換される。1/4波長板1122gを通過した円偏光ELc2#31からELc2#34は、反射ミラー1123g-3の反射面11231g-3によって反射される。反射ミラー1123g-3によって反射された円偏光ELc2#31からELc2#34は、1/4波長板1122gを再度通過して、それぞれ、s偏光ELs2#31からELs2#34に変換される。1/4波長板1122gを通過したs偏光ELs2#31からELs#34は、偏光ビームスプリッタ1121gの分離面11211gに入射する。
分離面11211gに入射したp偏光ELp1#31からELp1#34は、分離面11211gを通過する。一方で、分離面11211gに入射したs偏光ELs2#31からELs2#34は、分離面11211gによって反射される。ここで、反射ミラー1125g-2の反射面11251g-2に対する円偏光ELc1#31からELc1#34の入射角度が、反射ミラー1123g-3の反射面11231g-3に対する円偏光ELc2#31からELc2#34の入射角度とは異なるものとなるように、反射ミラー1123g-3及び1125g-2が位置合わせされている。その結果、分離面11211gを通過したp偏光ELp1#31からELp1#34の進行方向に沿った軸と、分離面11211gによって反射されたs偏光ELs2#31からELs2#34の進行方向に沿った軸とがそれぞれ交差することになる。このため、分離面11211gを通過したp偏光ELp1#31からELp1#34並びに分離面11211gで反射したs偏光ELs2#31からELs2#34は、それぞれ、射出光ELe#41からELe#48として、偏光ビームスプリッタ1121gから波長板1126g-1に向けて射出される。このように、図38に示す過程では、4つの入射光ELi#31からELi#34が、8つの射出光ELe#41からELe#48に分岐される。つまり、この段階では、光源光ELoは、8つの射出光ELe#41からELe#48に分岐される。
図36乃至図38から分かるように、図36及び図37のそれぞれに示す過程での光路と、図38に示す過程での光路(つまり、4つの射出光ELe#31からELe#34が8つの射出光ELe#41からELe#48に分岐される過程での光路)とは、重なることはない。但し、図38に示す過程での光路と図36から図37の少なくとも一つに示す過程の少なくとも一方での光路とが少なくとも部分的に重なっていてもよい。
その後、図39に示すように、偏光ビームスプリッタ1121gから射出された8つの射出光ELe#41からELe#48のそれぞれは、波長板1126g-1を通過し、反射プリズム1127g-1によって反射され、波長板1126g-1を再度通過する。波長板1126g-1を2回通過した8つの射出光ELe#41からELe#48は、それぞれ、8つの入射光ELi#41からELi#48として偏光ビームスプリッタ1121gの分離面11211gに入射する。波長板1126g-1は、8つの射出光ELe#41からELe#41のそれぞれの偏光状態を変更して入射光ELi#41からELi#48のそれぞれ(つまり、波長板1126f-1を2回通過した射出光ELe#41からELe#48のそれぞれ)が円偏光(或いは、直線偏光以外の偏光又は非偏光)となるように、その特性が設定されている。
入射光ELi#41からELi#48にそれぞれ含まれるs偏光ELs1#41からELs1#48は、分離面11211gにおいて反射される。一方で、入射光ELi#41からELi#48にそれぞれ含まれるp偏光ELp2#41からELp2#48は、分離面11211gを通過する。
偏光ビームスプリッタ1121gによって反射されたs偏光ELs1#41からELs1#48は、1/4波長板1122gを通過する。その結果、s偏光ELs1#41からELs1#48は、それぞれ、円偏光ELc1#41からELc1#48に変換される。1/4波長板1122gを通過した円偏光ELc1#41からELc1#48のそれぞれは、反射ミラー1123g-3の反射面11231g-3によって反射される。反射ミラー1123g-3によって反射された円偏光ELc1#41からELc#48は、1/4波長板1122gを再度通過して、それぞれ、p偏光ELp1#41からELp1#48に変換される。1/4波長板1122gを通過したp偏光ELp1#41からELp1#48は、偏光ビームスプリッタ1121gの分離面11211gに入射する。一方で、偏光ビームスプリッタ1121gを通過したp偏光ELp2#41からELp2#48は、1/4波長板1124gを通過する。その結果、p偏光ELp2#41からELp2#48は、それぞれ、円偏光ELc2#41からELc2#48に変換される。1/4波長板1124gを通過した円偏光ELc2#41からELc2#48は、反射ミラー1125g-3の反射面11251g-3によって反射される。反射ミラー1125g-3によって反射された円偏光ELc2#41からELc2#48は、1/4波長板1124gを再度通過して、それぞれ、s偏光ELs2#41からELs2#48に変換される。1/4波長板1124gを通過したs偏光ELs2#41からELs#48は、偏光ビームスプリッタ1121gの分離面11211gに入射する。
分離面11211gに入射したp偏光ELp1#41からELp1#48は、分離面11211gを通過する。一方で、分離面11211gに入射したs偏光ELs2#41からELs2#48は、分離面11211gによって反射される。ここで、反射ミラー1123g-3の反射面11231g-3に対する円偏光ELc1#41からELc1#48の入射角度が、反射ミラー1125g-3の反射面11251g-3に対する円偏光ELc2#41からELc2#48の入射角度とは異なるものとなるように、反射ミラー1123g-3及び1125g-3が位置合わせされている。その結果、分離面11211gを通過したp偏光ELp1#41からELp1#48の進行方向に沿った軸と、分離面11211gによって反射されたs偏光ELs2#41からELs2#48の進行方向に沿った軸とがそれぞれ交差することになる。このため、分離面11211gを通過したp偏光ELp1#41からELp1#48並びに分離面11211gで反射したs偏光ELs2#41からELs2#48は、それぞれ、射出光ELe#001からELe#016として、偏光ビームスプリッタ1121gから反射ミラー1128gに向けて射出される。このように、図39に示す過程では、8つの入射光ELi#41からELi#48が、16本の射出光ELe#001からELe#016に分岐される。つまり、この段階では、光源光ELoは、16本の射出光ELe#001からELe#016に分岐される。
図36乃至図39から分かるように、図36から図38のそれぞれに示す過程での光路と、図39に示す過程での光路(つまり、8つの射出光ELe#41からELe#48が16本の射出光ELe#001からELe#016に分岐される過程での光路)とは、重なることはない。但し、図39に示す過程での光路と図36から図38の少なくとも一つに示す過程での光路とが少なくとも部分的に重なっていてもよい。
反射ミラー1128gは、16本の射出光ELe#001からELe#016を、16本の加工光ELkとして、ガルバノミラー113に向けて反射する。従って、マルチビーム光学系112gは、光源光ELoを16本の加工光ELkに分岐した上で、当該16本の加工光ELkをガルバノミラー113に向けて射出可能である。
このように、第7実施形態の加工システムSYSgは、第2実施形態の加工システムSYSbと同様に、2^N本の加工光ELkを塗装膜SFに同時に照射することができる。このため、リブレット構造の形成に関するスループットが向上する。更に、第7実施形態の加工システムSYSgは、単一のマルチビーム光学系112gを用いて、光源光ELoを3本以上の加工光ELkに分岐することができる。このため、マルチビーム光学系112gの小型化が可能となる。
加えて、第7実施形態の加工システムSYSgは、偏光ビームスプリッタ1121gから射出されるp偏光又はs偏光を偏光ビームスプリッタ1121gへ戻すための光学素子として、複数の反射ミラー1123g-1から1123g-3及び1125g-1から1125g-3を別個に備えている。例えば、加工システムSYSgは、光源光ELoを2つの射出光ELi#21からELi#22に分岐する過程(図36参照)で偏光ビームスプリッタ1121gから射出されるp偏光又はs偏光を偏光ビームスプリッタ1121gへ戻す反射ミラー1123g-1及び1125g-1と、2つの射出光ELi#21からELi#22を4つの射出光ELi#31からELi#34に分岐する過程(図37参照)で偏光ビームスプリッタ1121gから射出されるp偏光又はs偏光を偏光ビームスプリッタ1121gへ戻す反射ミラー1123g-2及び1125g-1と、4つの射出光ELi#31からELi#34を8つの射出光ELi#41からELi#48に分岐する過程(図38参照)で偏光ビームスプリッタ1121gから射出されるp偏光又はs偏光を偏光ビームスプリッタ1121gへ戻す反射ミラー1123g-3及び1125g-2と、8つの射出光ELi#41からELi#48を16本の射出光ELi#001からELi#016に分岐する過程(図39参照)で偏光ビームスプリッタ1121gから射出されるp偏光又はs偏光を偏光ビームスプリッタ1121gへ戻す反射ミラー1123g-3及び1125g-3とを備えている。この場合、仮に加工システムSYSgが第3実施形態で説明した駆動系1126c等を備えていれば、反射ミラー1123g-1から1123g-3及び1125g-1から1125g-3のうちの少なくとも一つを、反射ミラー1123g-1から1123g-3及び1125g-1から1125g-3のうちの残りとは別個に移動可能となる。このため、複数の加工光ELkのビームスポットの位置(つまり、複数の目標照射領域EAの位置)の調整に関する自由度が向上する。
尚、光源光ELoを2つの射出光ELi#21からELi#22に分岐する過程(図36参照)では、加工システムSYSgは、反射ミラー1123g-1及び1125g-1の少なくとも一方を移動させれば、複数の加工光ELkのビームスポットの位置を調整することができる。2つの射出光ELi#21からELi#22を4つの射出光ELi#31からELi#34に分岐する過程(図37参照)では、加工システムSYSgは、反射ミラー1123g-2及び1125g-1の少なくとも一方を移動させれば、複数の加工光ELkのビームスポットの位置を調整することができる。4つの射出光ELi#31からELi#34を8つの射出光ELi#41からELi#48に分岐する過程(図38参照)では、加工システムSYSgは、反射ミラー1123g-3及び1125g-2の少なくとも一方を移動させれば、複数の加工光ELkのビームスポットの位置を調整することができる。8つの射出光ELi#41からELi#48を16本の射出光ELi#001からELi#016に分岐する過程(図39参照)では、加工システムSYSgは、反射ミラー1123g-3及び1125g-3の少なくとも一方を移動させれば、複数の加工光ELkのビームスポットの位置を調整することができる。この場合、反射ミラー1123g-1、1123g-2、1125g-2及び1125g-3が移動可能であれば、反射ミラー1123g-3及び1125g-1が移動可能でなくても、全ての過程において複数の加工光ELkのビームスポットの位置が調整可能となる。
但し、図40に示すように、加工システムSYSgは、反射ミラー1123g-1から1123g-3に代えて、反射ミラー1123g-1から1123g-3として機能する単一の反射ミラー1123gを備えていてもよい。同様に、図40に示すように、加工システムSYSgは、反射ミラー1125g-1から1125g-3に代えて、反射ミラー1125g-1から1125g-3として機能する単一の反射ミラー1125gを備えていてもよい。
第7実施形態の加工システムSYSgは、上述した第2実施形態の加工システムSYSbから第6実施形態の加工システムSYSfの少なくとも一つに特有の構成要件を備えていてもよい。第6実施形態の加工システムSYSfに特有の構成要件は、強度調整装置117fに関する構成要件を含む。
(8)第8実施形態の加工システムSYSh
続いて、第8実施形態の加工システムSYS(以降、第8実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSh”と称する)について説明する。第8実施形態の加工システムSYShは、上述した第7実施形態の加工システムSYSgと同様に、単一のマルチビーム光学系112hを用いて光源光ELoを3つ以上の加工光ELkに分岐するという点で同じである。但し、第8実施形態のマルチビーム光学系112hの構造を示す斜視図である図41に示すように、第8実施形態のマルチビーム光学系112hは、上述したマルチビーム光学系112gと比較して、波長板1126g-1及び1126g-2を備えていなくてもよいという点で異なる。第8実施形態のマルチビーム光学系112hのその他の構造は、上述したマルチビーム光学系112gのその他の構造と同じであってもよい。
続いて、第8実施形態の加工システムSYS(以降、第8実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSh”と称する)について説明する。第8実施形態の加工システムSYShは、上述した第7実施形態の加工システムSYSgと同様に、単一のマルチビーム光学系112hを用いて光源光ELoを3つ以上の加工光ELkに分岐するという点で同じである。但し、第8実施形態のマルチビーム光学系112hの構造を示す斜視図である図41に示すように、第8実施形態のマルチビーム光学系112hは、上述したマルチビーム光学系112gと比較して、波長板1126g-1及び1126g-2を備えていなくてもよいという点で異なる。第8実施形態のマルチビーム光学系112hのその他の構造は、上述したマルチビーム光学系112gのその他の構造と同じであってもよい。
つまり、上述した第7実施形態の加工システムSYSgは、偏光ビームスプリッタ1121gから射出される射出光ELeを、偏光ビームスプリッタ1121gに入射する入射光ELiに変換する(更には、変換した入射光ELiを偏光ビームスプリッタ1121gに戻す)光学系として、波長板1126g-1及び反射プリズム1127g-1を含む光学系と、波長板1126g-2及び反射プリズム1127g-2を含む光学系とのそれぞれを備えている。一方で、第8実施形態の加工システムSYShは、偏光ビームスプリッタ1121gから射出される射出光ELeを、偏光ビームスプリッタ1121gに入射する入射光ELiに変換する光学系として、波長板1126g-1を含むことなく反射プリズム1127g-1を含む光学系と、波長板1126g-2を含むことなく反射プリズム1127g-2を含む光学系とのそれぞれを備えている。
但し、第8実施形態では、反射プリズム1127g-1の移送軸AX7g-1が、偏光ビームスプリッタ1121gから反射プリズム1127g-1に入射する射出光ELeの偏光面に対して22.5度の角度をなすように、反射プリズム1127g-1が偏光ビームスプリッタ1121gに対して位置合わせされる。射出光ELeの偏光面の方向は、偏光ビームスプリッタ1121gの透過偏光方位(又は反射偏光方位)AX1gに依存して定まる。従って、反射プリズム1127g-1の移送軸AX7g-1と光ビームスプリッタ1121gの透過偏光方位(又は反射偏光方位)AX1gとの関係を示す図42(a)に示すように、反射プリズム1127g-1の移送軸AX7g-1が、偏光ビームスプリッタ1121gの透過偏光方位(又は反射偏光方位)AX1gに対して22.5度の角度をなすように、反射プリズム1127g-1が偏光ビームスプリッタ1121gに対して位置合わせされていてもよい。その結果、マルチビーム光学系112hが波長板1126g-1を備えていない場合であっても、反射プリズム1127g-1によって反射された射出光ELeは、円偏光(或いは、直線偏光以外の偏光又は非偏光)となる入射光ELiに変換される。
同様に、反射プリズム1127g-2の移送軸AX7g-2が、偏光ビームスプリッタ1121gから反射プリズム1127g-2に入射する射出光ELeの偏光面に対して22.5度の角度をなすように、反射プリズム1127g-2が偏光ビームスプリッタ1121gに対して位置合わせされる。射出光ELeの偏光面の方向は、偏光ビームスプリッタ1121gの透過偏光方位(反射偏光方位)gAX1gに依存して定まる。従って、反射プリズム1127g-2の移送軸AX7g-2と偏光ビームスプリッタ1121gの透過偏光方位(又は反射偏光方位)AX1gとの関係を示す図42(b)に示すように、反射プリズム1127g-2の移送軸AX7g-2が、偏光ビームスプリッタ1121gの透過偏光方位(又は反射偏光方位)AX1gに対して22.5度の角度をなすように、反射プリズム1127g-2が偏光ビームスプリッタ1121gに対して位置合わせされていてもよい。その結果、このような反射プリズム1127g-2によって反射された射出光ELeは、円偏光(或いは、直線偏光以外の偏光又は非偏光)となる入射光ELiに変換される。
このような第8実施形態の加工システムSYShは、第7実施形態の加工システムSYSgが享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。更に、波長板1126g-1及び1126g-2が不要となるため、加工システムSYShの小型化が可能となる。
(9)第9実施形態の加工システムSYSi
続いて、第9実施形態の加工システムSYS(以降、第9実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSi”と称する)について説明する。第9実施形態の加工システムSYSiは、上述した加工システムSYSaの構造と同一であってもよい。更に、第9実施形態の加工システムSYSiは、上述した加工システムSYSaと同様に、複数の加工光ELkがX軸及びY軸のいずれか一方に沿って塗装膜SFを走査するスキャン動作と、塗装膜SF上で複数の目標照射領域EAをX軸及びY軸のいずれか他方に沿って所定量だけ移動させるステップ動作とを交互に繰り返してリブレット構造を形成する。但し、第9実施形態の加工システムSYSiは、上述した加工システムSYSaと比較して、以下の点で異なっている。
続いて、第9実施形態の加工システムSYS(以降、第9実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSi”と称する)について説明する。第9実施形態の加工システムSYSiは、上述した加工システムSYSaの構造と同一であってもよい。更に、第9実施形態の加工システムSYSiは、上述した加工システムSYSaと同様に、複数の加工光ELkがX軸及びY軸のいずれか一方に沿って塗装膜SFを走査するスキャン動作と、塗装膜SF上で複数の目標照射領域EAをX軸及びY軸のいずれか他方に沿って所定量だけ移動させるステップ動作とを交互に繰り返してリブレット構造を形成する。但し、第9実施形態の加工システムSYSiは、上述した加工システムSYSaと比較して、以下の点で異なっている。
具体的には、第9実施形態の加工システムSYSi(特に、制御装置2)は、リブレット構造を構成する凹状構造CP1の延伸方向とスキャン動作によって複数の加工光ELkが塗装膜SFを走査する方向(以降、“スキャン方向”と称する)とを揃える。つまり、加工システムSYSiは、凹状構造CP1の延伸方向とスキャン方向とを平行にする。言い換えれば、加工システムSYSiは、凹状構造CP1の延伸方向とスキャン方向とがなす角度をゼロ度に設定する。
加工システムSYSi(特に、制御装置2)は更に、スキャン方向を、ガルバノミラー113の特性(つまり、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yの特性)に基づいて決定する。具体的には、例えば、加工システムSYSiは、X軸方向及びY軸方向のうちガルバノミラー113の特性に基づいて選択される一の方向を、スキャン方向として決定する。この場合、加工システムSYSiは、スキャン動作を行っている期間中に、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yのうち決定された一の方向に沿って複数の加工光ELkを塗装膜SF上で走査させることが可能な一方のミラーで複数の加工光ELkを偏向する。例えば、X軸方向がスキャン方向として決定された場合には、加工システムSYSiは、スキャン動作を行っている期間中に、X走査ミラー113Xで複数の加工光ELkを偏向して、X軸に沿って複数の加工光ELkを塗装膜SF上で走査させる。例えば、Y軸方向がスキャン方向として決定された場合には、加工システムSYSiは、スキャン動作を行っている期間中に、Y走査ミラー113Yで複数の加工光ELkを偏向して、Y軸に沿って複数の加工光ELkを塗装膜SF上で走査させる。
ガルバノミラー113の特性は、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yの質量を含んでいてもよい。例えば、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yは、加工光ELkを偏向するために、相対的に高速に回転(或いは、揺動)する。ここで、スキャン動作が行われている期間中に加工光ELkを偏向するミラーは、ステップ動作が行われている期間中に加工光ELkを偏光するミラーよりも高速に回転する。なぜならば、ステップ動作は、スキャン動作によって加工光ELkが塗装膜SFをスキャン方向に沿って走査した後に、当該加工光ELkの照射位置である目標照射領域EAを、スキャン方向に交差する(典型的には、直交する)ステップ方向に所定量だけ移動させる動作であるからである。一般的には、相対的に重いミラーを高速に回転させることよりも、相対的に軽いミラーを高速に回転させることの方が容易である。従って、加工システムSYSiは、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yのうち質量が軽い方のミラーが加工光ELkを走査する方向を、スキャン方向として決定してもよい。つまり、加工システムSYSiは、X走査ミラー113Xの方がY走査ミラー113Yよりも軽い場合には、X軸方向を、スキャン方向として決定してもよい。一方で、加工システムSYSiは、Y走査ミラー113Yの方がX走査ミラー113Xよりも軽い場合には、Y軸方向を、スキャン方向として決定してもよい。
ガルバノミラー113の特性は、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yのサイズを含んでいてもよい。具体的には、一般的には、相対的に大きいミラーを高速に回転させることよりも、相対的に小さいミラーを高速に回転させることの方が容易である。従って、加工システムSYSiは、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yのうちサイズが小さい方のミラーが加工光ELkを走査する方向を、スキャン方向として決定してもよい。つまり、加工システムSYSiは、X走査ミラー113Xの方がY走査ミラー113Yよりも小さい場合には、X軸方向を、スキャン方向として決定してもよい。一方で、加工システムSYSiは、Y走査ミラー113Yの方がX走査ミラー113Xよりも小さい場合には、Y軸方向を、スキャン方向として決定してもよい。尚、上述したように、マルチビーム光学系112からの加工光ELkは、Y走査ミラー113Yで反射された後にX走査ミラー113Xで反射される。つまり、Y走査ミラー113Yは、マルチビーム光学系112からの光路が変わらない加工光ELk(つまり、相対的に狭い範囲を伝搬する加工光ELk)を反射する一方で、X走査ミラー113Xは、Y走査ミラー113Yの回転に起因してY走査ミラー113Yからの光路が変わる加工光ELk(つまり、相対的に広い範囲を伝搬する加工光ELk)を反射する。このため、通常は、X走査ミラー113Xは、Y走査ミラー113Yよりも大きくなる可能性が高い。
ガルバノミラー113の特性は、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yを回転させるために必要なモーメント(つまり、力)の大きさを含んでいてもよい。具体的には、回転させるために必要なモーメントが相対的に大きいミラーを高速に回転させることよりも、回転させるために必要なモーメントが相対的に小さいミラーを高速に回転させることの方が容易である。従って、加工システムSYSiは、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yのうち回転させるために必要なモーメントが小さい方のミラーが加工光ELkを走査する方向を、スキャン方向として決定してもよい。つまり、加工システムSYSiは、X走査ミラー113Xを回転させるために必要なモーメントの方がY走査ミラー113Yを回転させるために必要なモーメントよりも小さい場合には、X軸方向を、スキャン方向として決定してもよい。一方で、加工システムSYSiは、Y走査ミラー113Yを回転させるために必要なモーメントの方がX走査ミラー113Xを回転させるために必要なモーメントよりも小さい場合には、Y軸方向を、スキャン方向として決定してもよい。
尚、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yの質量は、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yを回転させるために必要なモーメントに影響を与える一つの要因である可能性がある。このため、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yの質量に基づいてスキャン方向を決定する動作は、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yを回転させるために必要なモーメントに基づいてスキャン方向を決定する動作の一具体例であるとも言える。更に、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yの大きさは、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yを回転させるために必要なモーメントに影響を与える一つの要因である可能性がある。このため、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yの大きさに基づいてスキャン方向を決定する動作は、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yを回転させるために必要なモーメントに基づいてスキャン方向を決定する動作の一具体例であるとも言える。
スキャン方向は、上述したように、ステップ方向に交差(典型的には、直交)する。このため、スキャン方向が決定されると、ステップ方向もまた実質的に決定される。従って、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yの特性に基づいてスキャン方向を決定する動作は、X走査ミラー113X及びY走査ミラー113Yの特性に基づいてステップ方向を決定する動作と等価であるとも言える。
第9実施形態では、加工システムSYSiは、加工対象物Sの加工(つまり、凹状構造CP1の形成)に先立って、スキャン方向を決定する(或いは設定する)と共に、決定したスキャン方向と形成しようとしている凹状構造CP1の延伸方向とが揃うように、加工対象物Sに対して加工装置1を位置合わせしてもよい。具体的には、加工システムSYSiは、まずは、スキャン方向を決定する。尚、ガルバノミラー113の特性が時間の経過と共に変わりにくい場合には、スキャン方向が予め決定されていてもよい。更に、加工システムSYSiは、上述したシミュレーションモデルに基づいて最適化されたリブレット構造の特性に関するリブレット情報から、加工対象物S(具体的には、上述した加工ショット領域SA)に形成されるべきリブレット構造の延伸方向(つまり、凹状構造CP1の延伸方向)を特定する。その後、加工システムSYSiは、決定したスキャン方向と特定した凹状構造CP1の延伸方向とが揃うように(平行となるように)、加工対象物Sに対して加工装置1(特に、加工光ELkを加工対象物Sに照射する光照射装置11)を位置合わせする。この場合、例えば、駆動系12が光照射装置11を移動させることで、加工対象物Sに対して加工装置1が位置合わせされてもよい。例えば、駆動系15が光照射装置11を支持する支持装置14を移動させることで、加工対象物Sに対して加工装置1が位置合わせされてもよい。典型的には、加工システムSYSiは、塗装膜SFに交差する軸まわり(具体的には、Z軸まわり)に光照射装置11を回転させることで、スキャン方向と特定した凹状構造CP1の延伸方向とが揃うように(平行となるように)加工対象物Sに対して加工装置1が位置合わせしてもよい。
例えば、図43(a)は、Y軸方向がスキャン方向に決定(設定)された場合における塗装膜SF上での複数の目標照射領域EAの移動軌跡(つまり、複数の加工光ELkの走査軌跡)を示している。この場合には、加工システムSYSiは、図43(b)に示すように、Y軸に沿って延伸する凹状構造CP1を形成することで、加工対象物S上において所望方向に延伸する凹状構造CP1を形成する。従って、凹状構造CP1の形成に先立って、加工装置1は、Y軸に沿って延伸する凹状構造CP1を形成することで加工対象物S上において所望方向に延伸する凹状構造CP1が形成されるように、加工対象物Sに対して位置合わせされる。一方で、例えば、図43(c)は、X軸方向がスキャン方向に決定(設定)された場合における塗装膜SF上での複数の目標照射領域EAの移動軌跡を示している。この場合には、加工システムSYSiは、図43(d)に示すように、X軸に沿って延伸する凹状構造CP1を形成することで、加工対象物S上において所望方向に延伸する凹状構造CP1を形成する。この場合、凹状構造CP1の形成に先立って、加工装置1は、X軸に沿って延伸する凹状構造CP1を形成することで加工対象物S上において所望方向に延伸する凹状構造CP1が形成されるように、加工対象物Sに対して位置合わせされる。
このように加工対象物Sに対して加工装置1が位置合わせされると、スキャン方向に沿った軸と凹状構造CP1の延伸方向に沿った軸とがなす角度は、ステップ方向に沿った軸と凹状構造CP1の延伸方向に沿った軸とがなす角度よりも小さくなっていく。最終的には、スキャン方向に沿った軸と凹状構造CP1の延伸方向に沿った軸とがなす角度がゼロ度になるように、加工対象物Sに対して加工装置1が位置合わせされる。但し、スキャン方向に沿った軸と凹状構造CP1の延伸方向に沿った軸とがなす角度が必ずしもゼロ度になるまで、加工対象物Sに対して加工装置1が位置合わせされていなくてもよい。例えば、スキャン方向に沿った軸と凹状構造CP1の延伸方向に沿った軸とがなす角度が実質的にゼロ度であるとみなす(つまり、スキャン方向と凹状構造CP1とが実質的に平行であるとみなす)ことができる程度に、加工対象物Sに対して加工装置1が位置合わせされてもよい。例えば、スキャン方向に沿った軸と凹状構造CP1の延伸方向に沿った軸とがなす角度が、ステップ方向に沿った軸と凹状構造CP1の延伸方向に沿った軸とがなす角度よりも小さくなる程度に、加工対象物Sに対して加工装置1が位置合わせされてもよい。
このように、第9実施形態の加工システムSYSiは、スキャン方向と凹状構造CP1の延伸方向とを揃えることができる。このため、加工システムSYSiは、スキャン動作を行っている期間中に光源110から光源光ELoを連続的に射出させ続ければ、スキャン方向に沿って延伸する凹状構造CP1を形成することができる。つまり、加工システムSYSiは、スキャン動作を行っている期間中に光源110からの光源光ELoの照射のオン及びオフを切り替える制御を行うことなく、スキャン方向に沿って延伸する凹状構造CP1を形成することができる。従って、加工システムSYSiは、比較的容易に、所望方向に延伸する凹状構造CP1を形成することができる。
更に、第9実施形態の加工システムSYSiは、ガルバノミラー113の特性に基づいてスキャン方向を決定することができる。その結果、加工システムSYSiは、ガルバノミラー113の特性に基づいてスキャン方向を決定しない場合と比較して、ガルバノミラー113を回転させるための負荷を過度に増加させることなく、リブレット構造を形成することができる。
尚、加工システムSYSiは、ガルバノミラー113で加工光ELkを偏向することに加えて又は代えて、光照射装置11を移動させる(特に、塗装膜SFに対して移動させる)ことで、複数の加工光ELkを塗装膜SFの表面上で走査させてもよい。尚、加工システムSYSiに限らず、上述した加工システムSYSaからSYShのそれぞれもまた、ガルバノミラー113で加工光ELkを偏向することに加えて又は代えて、光照射装置11を移動させることで、複数の加工光ELkを塗装膜SFの表面上で走査させてもよい。
この場合、例えば、加工システムSYSiは、駆動系12を制御して、塗装膜SFの表面を加工光ELkが走査するように光照射装置11を塗装膜SFに対して相対的に移動させてもよい。このように光照射装置11を移動させる駆動系12は、例えば、駆動系12の構造を示す断面図である図44に示すように、X軸に沿って加工光ELkを加工対象物S上で走査させるように光照射装置11をX軸方向に沿って移動させる駆動装置12Xと、Y軸に沿って加工光ELkを加工対象物S上で走査させるように光照射装置11をY軸方向に沿って移動させる駆動装置12Yとを備えていてもよい。尚、駆動装置12Xは、例えば、支持部材133によって支持され且つX軸方向に延びるXガイド部材121Xと、Xガイド部材121Xに沿って移動可能なX可動子122Xと、X可動子122Xに連結されたXステージ123Xとを備えていてもよい。駆動装置12Yは、例えば、Xステージ123Xによって支持され且つY軸方向に延びるYガイド部材121Yと、Yガイド部材121Yに沿って移動可能であって且つ光照射装置11に連結されたY可動子122Yとを備えていてもよい。このような駆動装置12X及び12Yによれば、X可動子122XがXガイド部材121Xに沿って移動すると、X可動子122Xに連結されたXステージ123XがYガイド部材121Y及びY可動子122Yを介して支持する光照射装置11がX軸に沿って移動する。更に、Y可動子122YがYガイド部材121Yに沿って移動すると、Y可動子122Xに連結された光照射装置11がY軸に沿って移動する。この場合、加工システムSYSiは、駆動装置12X及び駆動装置12Yの特性に基づいてスキャン方向を決定してもよい。例えば、加工システムSYSiは、駆動装置12Xが駆動装置12Yよりも軽い場合、駆動装置12Xが駆動装置12Yよりも小さい場合、及び/又は、駆動装置12Xを可動させる(例えば、X可動子122X及びXステージ123Xを移動させる)ために必要な力が駆動装置12Yを可動させる(例えば、Y可動子122Yを移動させる)ために必要な力よりも小さい場合には、X軸方向をスキャン方向に決定してもよい。例えば、加工システムSYSiは、駆動装置12Yが駆動装置12Xよりも軽い場合、駆動装置12Yが駆動装置12Xよりも小さい場合、及び/又は、駆動装置12Yを可動させるために必要な力が駆動装置12Xを可動させるために必要な力よりも小さい場合には、Y軸方向をスキャン方向に決定してもよい。尚、図44に示す例では、駆動装置12Xが駆動装置12Yを介して光照射装置11をX軸に沿って移動させるがゆえに、駆動装置12Xは、光照射装置11を移動させるためには、駆動装置12Yも合わせて移動させる必要がある。一方で、駆動装置12Yが駆動装置12Xを介することなく光照射装置11をY軸に沿って移動させるがゆえに、駆動装置12Yは、光照射装置11を移動させるためには、駆動装置12Xを移動させなくてもよい。従って、図44に示す例では、通常は、駆動装置12Yを可動させるために必要な力が駆動装置12Xを可動させるために必要な力よりも小さくなる可能性が高い。尚、支持部材133は、航空機等の格納庫の構造物の一部であってもよく、この構造物に取り付けられるものであってもよい。
或いは、例えば、加工対象物Sのサイズがそれほど大きくない(例えば、上述した航空機等ほどには大きくない)場合には、加工システムSYSiは、ガルバノミラー113で加工光ELkを偏向することに加えて又は代えて、加工対象物Sを移動させる(特に、光照射装置11に対して移動させる)ことで、複数の加工光ELkを塗装膜SFの表面上でてもよい。尚、加工システムSYSiに限らず、上述した加工システムSYSaからSYShのそれぞれもまた、ガルバノミラー113で加工光ELkを偏向することに加えて又は代えて、加工対象物Sを移動させることで、複数の加工光ELkを塗装膜SFの表面上で走査させてもよい。
この場合、加工システムSYSiは、加工対象物Sを保持したまま移動可能なステージ装置3を備えており、且つ、制御装置2は、当該ステージ装置3を制御して、塗装膜SFの表面を加工光ELkが走査するように光照射装置11に対して塗装膜SFを相対的に移動させてもよい。尚、このようなステージ装置3は、例えば、ステージ装置3の構造を示す断面図である図45に示すように、X軸に沿って加工光ELkを加工対象物S上で走査させるように加工対象物SをX軸方向に沿って移動させるように可動するステージ装置3Xと、Y軸に沿って加工光ELkを加工対象物S上で走査させるように加工対象物SをY軸方向に沿って移動させるように可動するステージ装置3Yとを備えていてもよい。尚、ステージ装置3Xは、例えば、定盤等の支持部材39によって支持され且つX軸方向に延びるXガイド部材31Xと、Xガイド部材31Xに沿って移動可能なX可動子32Xと、X可動子32Xに連結されたXステージ33Xとを備えていてもよい。ステージ装置3Yは、例えば、Xステージ33Xによって支持され且つY軸方向に延びるYガイド部材31Yと、Yガイド部材31Yに沿って移動可能なY可動子32Yと、Y可動子に連結され且つ加工対象物Sを保持可能なYステージ33Yとを備えていてもよい。このようなステージ装置3X及び3Yによれば、X可動子32XがXガイド部材31Xに沿って移動すると、X可動子32Xに連結されたXステージ33XによってYガイド部材31Y、Y可動子32Y及びYステージ33Yを介して支持される加工対象物SがX軸に沿って移動する。更に、Y可動子32YがYガイド部材31Yに沿って移動すると、Y可動子32XによってYステージ33Xを介して支持される光照射装置11がY軸に沿って移動する。この場合、加工システムSYSiは、ステージ装置3X及びステージ装置3Yの特性に基づいてスキャン方向を決定してもよい。例えば、加工システムSYSiは、ステージ装置3Xがステージ装置3Yよりも軽い場合、ステージ装置3Xがステージ装置3Yよりも小さい場合、及び/又は、ステージ装置3Xを可動させる(例えば、X可動子32X及びXステージ33Xを移動させる)ために必要な力がステージ装置3Yを可動させる(例えば、Y可動子32Y及びYステージ33Yを移動させる)ために必要な力よりも小さい場合には、X軸方向をスキャン方向に決定してもよい。例えば、加工システムSYSiは、ステージ装置3Yがステージ装置3Xよりも軽い場合、ステージ装置3Yがステージ装置3Xよりも小さい場合、及び/又は、ステージ装置3Yを可動させるために必要な力がステージ装置3Xを可動させるために必要な力よりも小さい場合には、Y軸方向をスキャン方向に決定してもよい。尚、図45に示す例では、ステージ装置3Xがステージ装置3Yを介して加工対象物SをX軸に沿って移動させるがゆえに、ステージ装置3Xは、加工対象物Sを移動させるためには、ステージ装置3Yも合わせて移動させる必要がある。一方で、ステージ装置3Yがステージ装置3Xを介することなく加工対象物SをY軸に沿って移動させるがゆえに、ステージ装置3Yは、加工対象物Sを移動させるためには、ステージ装置3Xを移動させなくてもよい。従って、図45に示す例では、通常は、ステージ装置3Yを可動させるために必要な力がステージ装置3Xを可動させるために必要な力よりも小さくなる可能性が高い。尚、加工対象物Sのサイズが大きい(例えば、上述した航空機等ほどのサイズ)場合であっても、図45に示す例に従って加工対象物Sを移動させてもよい。
ガルバノミラー113、駆動系12及びステージ装置3は、いずれも、加工光ELkを加工対象物S上で走査させるための装置であると言える。つまり、ガルバノミラー113、駆動系12及びステージ装置3は、いずれも、塗装膜SFの表面で目標照射領域EAを移動させるための装置であると言える。このため、加工システムSYSiは、加工光ELkを加工対象物S上で走査させるように可動する(つまり、物理的に動く)可動装置の特性に基づいてスキャン方向を決定しているとも言える。この場合、例えば、加工システムSYSiは、X軸及びY軸のいずれか一方に沿って加工光ELkを加工対象物S上で走査させるように可動する第1可動装置がX軸及びY軸のいずれか他方に沿って加工光ELkを加工対象物S上で走査させるように可動する第2可動装置がよりも軽い場合には、X軸及びY軸のいずれか一方をスキャン方向に決定してもよい。例えば、加工システムSYSiは、X軸及びY軸のいずれか一方に沿って加工光ELkを加工対象物S上で走査させるように可動する第1可動装置がX軸及びY軸のいずれか他方に沿って加工光ELkを加工対象物S上で走査させるように可動する第2可動装置がよりも小さい場合には、X軸及びY軸のいずれか一方をスキャン方向に決定してもよい。例えば、加工システムSYSiは、X軸及びY軸のいずれか一方に沿って加工光ELkを加工対象物S上で走査させるように可動する第1可動装置を可動させるために必要な力がX軸及びY軸のいずれか他方に沿って加工光ELkを加工対象物S上で走査させるように可動する第2可動装置を可動させるために必要な力よりも小さい場合には、X軸及びY軸のいずれか一方をスキャン方向に決定してもよい。
また、マルチビーム光学系112を備える加工システムSYSi等に限らず、加工対象物Sを加工してリブレット構造を形成する任意の加工システムが、スキャン方向と凹状構造CP1とを揃えてもよい。同様に、加工対象物Sを加工してリブレット構造を形成する任意の加工システムが、加工光ELkを加工対象物S上で走査させるように可動する可動装置の特性に基づいてスキャン方向を決定してもよい。つまり、加工システムSYSiは、マルチビーム光学系112を備えていなくてもよい。この場合、第3実施形態において説明したいように、加工システムSYSiは、複数の加工光ELkを塗装膜SFに照射するために、複数の光源110を備えていてもよい。
第9実施形態の加工システムSYSiは、上述した第2実施形態の加工システムSYSbから第8実施形態の加工システムSYShの少なくとも一つに特有の構成要件を備えていてもよい。第7実施形態の加工システムSYSgに特有の構成要件は、マルチビーム光学系112gに関する構成要件を含む。第8実施形態の加工システムSYSgに特有の構成要件は、マルチビーム光学系112hに関する構成要件を含む。
(10)第10実施形態の加工システムSYSj
続いて、第10実施形態の加工システムSYS(以降、第10実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSj”と称する)について説明する。
続いて、第10実施形態の加工システムSYS(以降、第10実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSj”と称する)について説明する。
(10-1)加工システムSYSjの構造
初めに、第10実施形態の加工システムSYSjの構造について説明する。第10実施形態の加工システムSYSjは、上述した加工システムSYSaと比較して、光照射装置11に代えて光照射装置11jを備えているという点で異なる。第10実施形態の加工システムSYSjのその他の特徴は、上述した加工システムSYSaのその他の特徴と同じであってもよい。従って、以下では、図46を参照しながら、第10実施形態の光照射装置11jについて説明する。図46は、第10実施形態の光照射装置11jの構造を示す斜視図である。
初めに、第10実施形態の加工システムSYSjの構造について説明する。第10実施形態の加工システムSYSjは、上述した加工システムSYSaと比較して、光照射装置11に代えて光照射装置11jを備えているという点で異なる。第10実施形態の加工システムSYSjのその他の特徴は、上述した加工システムSYSaのその他の特徴と同じであってもよい。従って、以下では、図46を参照しながら、第10実施形態の光照射装置11jについて説明する。図46は、第10実施形態の光照射装置11jの構造を示す斜視図である。
図46に示すように、光照射装置11jは、上述した光照射装置11と比較して、拡大光学系1181jを更に備えているという点で異なる。光学系112bのその他の特徴は、光学系112のその他の特徴と同一であってもよい。
拡大光学系1181jは、複数の加工光ELkの光路上に配置される。このため、第10実施形態では、加工システムSYSjは、拡大光学系1181jを介して複数の加工光ELkを塗装膜SFに照射する。図46は、拡大光学系1181jが、マルチビーム光学系112とガルバノミラー113との間における複数の加工光ELkの光路上に配置される例を示している。但し、拡大光学系1181jは、図46に示す位置とは異なる位置に配置されていてもよい。
拡大光学系1181jは、拡大光学系1181jを介して塗装膜SFに照射される加工光ELkの特性を、拡大光学系1181jを介することなく塗装膜SFに照射される加工光ELkの特性とは異なるものにするという特性を有する。より具体的には、拡大光学系1181jは、拡大光学系1181jとfθレンズ114とを介して塗装膜SFに照射される加工光ELkの特性を、拡大光学系1181jを介さない一方でfθレンズ114を介して塗装膜SFに照射される加工光ELkの特性とは異なるものにするという特性を有する。
拡大光学系1181jが変える加工光ELkの特性は、加工光ELkが最も収斂している収斂位置(つまり、フォーカス位置)BF(後述する図47(a)及び図47(b)参照)における加工光ELkのビーム断面の大きさを含んでいてもよい。尚、加工光ELkのビーム断面は、加工光ELkの進行方向に交差する面(つまり、光学系112bの光軸に交差する面)における加工光ELkのビーム断面を意味する。このようなビーム断面は、典型的には、円形(楕円形を含む)となるため、以降、ビーム断面の大きさを表す指標の一例として、“ビーム径φ(後述する図47(a)及び図47(b)参照)”を用いる。尚、ここで言うビーム径φは、加工光ELkの進行方向に交差する面(つまり、光学系112bの光軸に交差する面)内において加工光ELkの強度が所定閾値以上となる領域の径を意味していてもよい。この場合、拡大光学系1181jは、拡大光学系1181jとfθレンズ114とを介して塗装膜SFに照射される加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム径φを、拡大光学系1181jを介さない一方でfθレンズ114を介して塗装膜SFに照射される加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム径φとは異なるものにするという特性を有する。以降、拡大光学系1181jとfθレンズ114とを介して塗装膜SFに照射される加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム径φを、“ビーム径φa”と称する。また、拡大光学系1181jを介さない一方でfθレンズ114を介して塗装膜SFに照射される加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム径φを、“ビーム径φb”と称する。
第10実施形態では特に、拡大光学系1181jは、ビーム径φaをビーム径φbよりも大きくするという特性を有する。つまり、拡大光学系1181jは、拡大光学系1181jとfθレンズ114とを介して塗装膜SFに照射される加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム断面の大きさを、拡大光学系1181jを介さない一方でfθレンズ114を介して塗装膜SFに照射される加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム断面の大きさよりも大きくするという特性を有する。具体的には、拡大光学系1181jを介して塗装膜SFに照射される加工光ELkのXZ平面に沿った断面を、加工光ELkのXY平面に沿った断面と関連付けて示す断面図である図47(a)に示すように、ビーム径φaは、第1の径φ1となる。一方で、拡大光学系1181jを介することなく塗装膜SFに照射される加工光ELkのXZ平面に沿った断面を、加工光ELkのXY平面に沿った断面と関連付けて示す断面図である図47(b)に示すように、ビーム径φbは、第1の径φ1よりも小さい第2の径φ2となる。つまり、拡大光学系1181jは、加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム径φを広げるための光学系として機能可能である。
拡大光学系1181jが変える加工光ELkの特性は、収斂位置BFの近傍における加工光ELkのビーム径φの変化率(特に、加工光ELkの進行方向に沿った方向における変化率)を含んでいてもよい。つまり、拡大光学系1181jが変える加工光ELkの特性は、収斂位置BFの近傍に相当する領域内での、加工光ELkの進行方向に沿った方向における加工光ELkのビーム径φの変化率を含んでいてもよい。ここで言う収斂位置BFの近傍に相当する領域は、光照射装置11jの光学系(具体的には、フォーカスレンズ111、マルチビーム光学系112、ガルバノミラー113、fθレンズ114及び拡大光学系1181jを含む光学系)の焦点深度(DOF:Depth of Focus)の範囲内に収まる領域を意味していてもよい。つまり、収斂位置BFの近傍に相当する領域は、その領域内に塗装膜SFが配置された場合に塗装膜SFを加工可能な強度分布を有する加工光ELkが照射される領域を意味していてもよい。
第10実施形態では特に、拡大光学系1181jは、ビーム径φaの変化率をビーム径φbの変化率よりも小さくするという特性を有する。具体的には、図47(a)及び図47(b)に示すように、加工光ELkのビーム径φは、収斂位置BFから加工光ELkの進行方向(図47(a)及び図47(b)に示す例では、Z軸方向)に沿って離れるにつれて大きくなるように変化する。この場合、図47(a)に示すように、収斂位置BFにおけるビーム径φaに対する収斂位置BFから所定距離離れた位置におけるビーム径φaの変化率(言い換えれば、差分)が相対的に小さくなる。一方で、図47(b)に示すように、収斂位置BFにおけるビーム径φbに対する収斂位置BFから同じ所定距離離れた位置におけるビーム径φbの変化率(言い換えれば、差分)が相対的に大きくなる。つまり、拡大光学系1181jは、収斂位置BFの近傍におけるビーム径φの変化率を小さくするための光学系として機能可能である。
このような拡大光学系1181jを備えている加工システムSYSjは、塗装膜SFを相対的に細かい微細度で加工可能な波長を有する加工光ELkを用いて、塗装膜SFを相対的に粗い微細度で加工することができるという技術的効果を有する。以下、このような第10実施形態の加工システムSYSjが享受可能な技術的効果について、図48(a)及び図48(b)を参照しながら説明する。図48(a)は、拡大光学系1181jを備えていない比較例の加工システムが、塗装膜SFを相対的に細かい微細度で加工可能な波長を有する加工光ELkを用いて、塗装膜SFを相対的に粗い微細度で加工する様子を示す断面図である。図48(b)は、拡大光学系1181jを備えている第10実施形態の加工システムSYSjが、塗装膜SFを相対的に細かい微細度で加工可能な波長を有する加工光ELkを用いて、塗装膜SFを相対的に粗い微細度で加工する様子を示す断面図である。
拡大光学系1181jを備えていない比較例の加工システムは、拡大光学系1181jを介することなく加工光ELkを塗装膜SFに照射する。このため、図25(a)に示すように、収斂位置BFにおける加工光ELkのビーム径φ(つまり、ビーム径φb)は、相対的に小さい第1の径φ11となる。通常、フォーカスレンズ1121は、収斂位置BFが塗装膜SFの表面(或いは、その近傍)に位置するように加工光ELkの収斂位置BFを調整する。この場合、塗装膜SFの表面における加工光ELkのビーム径φは、概ね第1の径φ11となる。塗装膜SFの表面における加工光ELkのビーム径φが小さくなるほど、塗装膜SFはより細かい微細度で加工可能となる。そうすると、この場合、比較例の加工システムは、1回の加工光ELkの照射(つまり、1回のスキャン動作)で相対的に広い幅を有する凹状構造CP1を形成することが困難である。つまり、比較例の加工システムは、塗装膜SFの表面におけるビーム径φが相対的に小さい1本の加工光ELkの照射(つまり、1回のスキャン動作)で相対的に広い幅を有する凹状構造CP1を形成することが困難である。このため、比較例の加工システムは、相対的に広い幅を有する1本の凹状構造CP1(つまり、相対的に大きい配列ピッチP1の凹状構造CP1)を形成するために、相対的に狭い幅を有する複数の凹状構造CP1を互いに部分的に重複するように形成する必要がある。つまり、比較例の加工システムは、本来であれば相対的に狭い幅を有する複数本の凹状構造CP1を同時にそれぞれ形成するように照射される複数の加工光ELkを、相対的に広い幅を有する1本の凹状構造CP1を形成するために用いる必要がある。その結果、相対的に粗い微細度で塗装膜SFを加工するために必要な時間が相対的に長くなる(つまり、スループットが悪化する)可能性がある。
一方で、加工光ELkのビーム径φは、収斂位置BFから加工光ELkの進行方向(図48(a)及び図48(b)に示す例では、Z軸方向)に沿って離れれば離れるほど大きくなる。このため、比較例の加工システムにおいても、図48(a)に示すように収斂位置BFからZ軸方向に沿って離れた位置DFに塗装膜SFが位置するように駆動系12が光照射装置11をZ軸方向に沿って移動させれば、塗装膜SF上での加工光ELkのビーム径φは、相対的に広い幅を有する凹状構造CP1を形成するのに適した第2の径φ12(但し、第2の径φ12は、第1の径φ11よりも大きい)になる。その結果、比較例の加工システムは、塗装膜SFの表面におけるビーム径φが相対的に大きい1本の加工光ELkの照射(つまり、1回のスキャン動作)で相対的に広い幅を有する凹状構造CP1を形成することができるようになる。しかしながら、この場合には、図48(a)に示すように、相対的に広い幅を有する凹状構造CP1を形成することが可能な焦点深度の範囲が相対的に狭くなってしまう。具体的には、図48(a)に示すように、相対的に広い幅を有する凹状構造CP1を形成することが可能な焦点深度の範囲は、相対的に狭い第1の範囲DOF#1に制限される。なぜならば、比較例における加工システムでは、収斂位置BF及び位置DFのそれぞれの近傍における加工光ELkのビーム径φの変化率(特に、加工光ELkの進行方向に沿った方向における変化率)が相対的に大きいからである。具体的には、加工光ELkのビーム径φの変化率が相対的に大きい場合には、位置DFを基点に収斂位置BFから離れる方向に相対的に少ない移動量だけ塗装膜SFが移動しただけで、加工光ELkから塗装膜SFに対して単位時間当たりに及び/又は単位面積当たりに伝達されるエネルギー量が相対的に大きく減少してしまう。その結果、加工光ELkによって塗装膜SFを蒸発させることができなくなる。また、加工光ELkのビーム径φの変化率が相対的に大きい場合には、位置DFを基点に収斂位置BFに近づく方向に相対的に少ない移動量だけ塗装膜SFが移動しただけで、塗装膜SFの表面上における加工光ELkのビーム径φが相対的に急激に小さくなる。その結果、塗装膜SFの表面上における加工光ELkのビーム径φが、相対的に広い幅を有する凹状構造CP1を形成することができなくなるまで小さくなってしまう。
他方で、第10実施形態では、拡大光学系1181jを介して加工光ELkが塗装膜SFに照射される。このため、図48(b)に示すように、加工システムSYSjが照射する加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム径φ(つまり、φa)は、比較例の加工システムが照射する加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム径φ(つまり、図48(a)に示す第1の径φ11)よりも大きくなる。例えば、第10実施形態では、加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム径φは、相対的に広い幅を有する凹状構造CP1を形成するのに適した径φ12にまで拡大する。逆に言えば、拡大光学系1181jの特性は、加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム径φを、相対的に広い幅を有する凹状構造CP1を形成するのに適した径φ12にまで拡大することが可能な所望特性にされている。
更には、第10実施形態では、拡大光学系1181jを介して加工光ELkが塗装膜SFに照射されるがゆえに、収斂位置BFの近傍におけるビーム径φの変化率は、比較例の加工システムが照射する加工光ELkの収斂位置BFの近傍におけるビーム径φの変化率よりも小さくなる。このため、第10実施形態では、比較例と比較して、相対的に広い幅を有する凹状構造CP1を形成することが可能な焦点深度の範囲が広くなる。このため、収斂位置BFを基点に収斂位置BFから離れる方向に塗装膜SFが移動すると、加工光ELkから塗装膜SFに対して単位時間当たりに及び/又は単位面積当たりに伝達されるエネルギー量は相対的に緩やかに減少するに過ぎない(つまり、急激に減少することはない)。その結果、加工光ELkによって塗装膜SFを蒸発させることができなくなる可能性は相対的に小さい。このため、図48(b)に示すように、相対的に広い幅を有する凹状構造CP1を形成することが可能な焦点深度の範囲は、比較例における第1の範囲DOF#1よりも広い第2の範囲DOF#2にまで広がる。
このように、第10実施形態の加工システムSYSjは、塗装膜SFを相対的に細かい微細度で加工可能な波長を有する加工光ELkを用いて、塗装膜SFを相対的に粗い微細度で加工することができる。更には、加工システムSYSjは、相対的に広い幅を有する凹状構造CP1を形成することが可能な焦点深度の範囲を過度に狭くしてしまうことはない。このため、Z軸方向における塗装膜SFと光照射装置11jとの相対位置の変動に対する耐性が強くなる。つまり、Z軸方向における塗装膜SFと光照射装置11jとの相対位置が変動したとしても、加工システムSYSjが塗装膜SFを適切に加工できる可能性が高くなる。更には、加工システムSYSjは、上述した加工システムSYSaが享受可能な効果と同様の効果もまた享受可能である。
(10-2)拡大光学系1181jの具体例
続いて、拡大光学系1181jの具体例について説明する。
続いて、拡大光学系1181jの具体例について説明する。
(10-2-1)拡大光学系1181jの第1具体例
拡大光学系1181jは、ソフトフォーカスレンズ(つまり、軟焦点レンズ)を含んでいてもよい。ソフトフォーカスレンズは、ソフトフォーカスレンズを拡大光学系1181jとして含まない光照射装置11の光学系を介した加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム径φ(つまり、ビーム径φb)と比較して、ソフトフォーカスレンズを拡大光学系1181jとして含む光照射装置11jの光学系を介した加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム径φ(つまり、ビーム径φa)を拡大可能な光学素子である。更に、ソフトフォーカスレンズは、ソフトフォーカスレンズを拡大光学系1181jとして含まない光照射装置11の光学系の焦点深度と比較して、ソフトフォーカスレンズを拡大光学系1181jとして含む光照射装置11jの光学系の焦点深度を広げることが可能な光学素子である。光照射装置11の光学系の焦点深度が広がるほど収斂位置BFの近傍における加工光ELkのビーム径φの変化率が小さくなるがゆえに、ソフトフォーカスレンズは、ビーム径φbの変化率と比較してビーム径φの変化率aを小さくすることが可能な光学素子であると言える。このため、ソフトフォーカスレンズは、拡大光学系1181jとして機能可能である。
拡大光学系1181jは、ソフトフォーカスレンズ(つまり、軟焦点レンズ)を含んでいてもよい。ソフトフォーカスレンズは、ソフトフォーカスレンズを拡大光学系1181jとして含まない光照射装置11の光学系を介した加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム径φ(つまり、ビーム径φb)と比較して、ソフトフォーカスレンズを拡大光学系1181jとして含む光照射装置11jの光学系を介した加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム径φ(つまり、ビーム径φa)を拡大可能な光学素子である。更に、ソフトフォーカスレンズは、ソフトフォーカスレンズを拡大光学系1181jとして含まない光照射装置11の光学系の焦点深度と比較して、ソフトフォーカスレンズを拡大光学系1181jとして含む光照射装置11jの光学系の焦点深度を広げることが可能な光学素子である。光照射装置11の光学系の焦点深度が広がるほど収斂位置BFの近傍における加工光ELkのビーム径φの変化率が小さくなるがゆえに、ソフトフォーカスレンズは、ビーム径φbの変化率と比較してビーム径φの変化率aを小さくすることが可能な光学素子であると言える。このため、ソフトフォーカスレンズは、拡大光学系1181jとして機能可能である。
ソフトフォーカスレンズは、例えば、複数のレンズを含む。ソフトフォーカスレンズは、複数のレンズを介して、複数のレンズを通過する加工光ELkに対して縦収差(典型的には、球面収差)を付与する。ソフトフォーカスレンズは、加工光ELkに縦収差(典型的には、球面収差)を付与することで、加工光ELkの特性2を上述した態様で変える。尚、ソフトフォーカスレンズは、加工光ELkに対して球面収差を付与するものには限定されない。
(10-2-2)拡大光学系1181jの第2具体例
ソフトフォーカスレンズが加工光ELkに球面収差を付与することで加工光ELkの特性を上述した態様で変えていることを考慮すると、拡大光学系1181jは、ソフトフォーカスレンズに加えて又は代えて、加工光ELkに球面収差を付与する収差付与光学素子を含んでいてもよい。或いは、収差付与光学素子は、球面収差に加えて又は変えて、光学系112bの光軸(特に、拡大光学系1181jの光軸)に対して回転対称な収差を加工光ELkに対して付与してもよい。この場合、収差付与光学素子は、球面収差又は光照射装置11jの光学系の光軸(特に、拡大光学系1181jの光軸)に対して回転対称な収差を加工光ELkに対して付与することで、加工光ELkの特性を上述した態様で変える。このため、収差付与光学素子の特性(特に、加工光ELkに対する収差の付与に関する特性)は、収差付与光学素子を含む拡大光学系1181jを介して塗装膜SFに照射される加工光ELkの特性を、収差付与光学素子を含む拡大光学系1181jを介することなく塗装膜SFに照射される加工光ELkの特性とは異なるものにすることが可能な所望特性に設定されている。
ソフトフォーカスレンズが加工光ELkに球面収差を付与することで加工光ELkの特性を上述した態様で変えていることを考慮すると、拡大光学系1181jは、ソフトフォーカスレンズに加えて又は代えて、加工光ELkに球面収差を付与する収差付与光学素子を含んでいてもよい。或いは、収差付与光学素子は、球面収差に加えて又は変えて、光学系112bの光軸(特に、拡大光学系1181jの光軸)に対して回転対称な収差を加工光ELkに対して付与してもよい。この場合、収差付与光学素子は、球面収差又は光照射装置11jの光学系の光軸(特に、拡大光学系1181jの光軸)に対して回転対称な収差を加工光ELkに対して付与することで、加工光ELkの特性を上述した態様で変える。このため、収差付与光学素子の特性(特に、加工光ELkに対する収差の付与に関する特性)は、収差付与光学素子を含む拡大光学系1181jを介して塗装膜SFに照射される加工光ELkの特性を、収差付与光学素子を含む拡大光学系1181jを介することなく塗装膜SFに照射される加工光ELkの特性とは異なるものにすることが可能な所望特性に設定されている。
(10-2-3)拡大光学系1181jの第3具体例
拡大光学系1181jは、ソフトフォーカスレンズ及び収差付与光学素子の少なくとも一方に加えて又は代えて、粗面光学素子を含んでいてもよい。粗面光学素子は、表面の少なくとも一部が粗面となっている光学素子であってもよい。粗面光学素子は、表面の少なくとも一部が光を散乱させることが可能な散乱面となっている光学素子であってもよい。粗面光学素子は、微小な凹凸が表面に形成された光学素子であってもよい。このような粗面光学素子の一例として、すりガラス、つや消しガラス、オパールガラス及びレモンスキン板のうち少なくとも一つがあげられる。尚、レモンスキン板は、すりガラスを酸で処理してその凹凸を滑らかにしたものである。
拡大光学系1181jは、ソフトフォーカスレンズ及び収差付与光学素子の少なくとも一方に加えて又は代えて、粗面光学素子を含んでいてもよい。粗面光学素子は、表面の少なくとも一部が粗面となっている光学素子であってもよい。粗面光学素子は、表面の少なくとも一部が光を散乱させることが可能な散乱面となっている光学素子であってもよい。粗面光学素子は、微小な凹凸が表面に形成された光学素子であってもよい。このような粗面光学素子の一例として、すりガラス、つや消しガラス、オパールガラス及びレモンスキン板のうち少なくとも一つがあげられる。尚、レモンスキン板は、すりガラスを酸で処理してその凹凸を滑らかにしたものである。
粗面光学素子は、粗面となっている、散乱面となっている及び/又は凹凸が形成された表面を介して粗面光学素子に入射した加工光ELkを実質的には拡散させる。粗面光学素子は、加工光ELkを拡散させることで、加工光ELkの特性を上述した態様で変える。このため、粗面光学素子の特性(特に、加工光ELkの拡散に関する特性)は、粗面光学素子を含む拡大光学系1181jを介して塗装膜SFに照射される加工光ELkの特性を、粗面光学素子を含む拡大光学系1181jを介することなく塗装膜SFに照射される加工光ELkの特性とは異なるものにすることが可能な所望特性に設定されている。
(10-2-4)拡大光学系1181jの第4具体例
粗面光学素子が加工光ELkを拡散させることで加工光ELkの特性を上述した態様で変えていることを考慮すると、拡大光学系1181jは、ソフトフォーカスレンズ、収差付与光学素子及び粗面光学素子の少なくとも一つに加えて又は代えて、加工光ELkを拡散可能な拡散光学素子を含んでいてもよい。このような拡散光学素子の一例として、拡散板、乳白色の樹脂及び和紙の少なくとも一つがあげられる。
粗面光学素子が加工光ELkを拡散させることで加工光ELkの特性を上述した態様で変えていることを考慮すると、拡大光学系1181jは、ソフトフォーカスレンズ、収差付与光学素子及び粗面光学素子の少なくとも一つに加えて又は代えて、加工光ELkを拡散可能な拡散光学素子を含んでいてもよい。このような拡散光学素子の一例として、拡散板、乳白色の樹脂及び和紙の少なくとも一つがあげられる。
拡散光学素子は、加工光ELkを拡散させることで、加工光ELkの特性を上述した態様で変える。このため、拡散光学素子の特性(特に、加工光ELkの拡散に関する特性)は、拡散光学素子を含む拡大光学系1181jを介して塗装膜SFに照射される加工光ELkの特性を、拡散光学素子を含む拡大光学系1181jを介することなく塗装膜SFに照射される加工光ELkの特性とは異なるものにすることが可能な所望特性に設定されている。
(10-3)マルチビーム光学系112による拡大光学系1181jの代替
上述したように、本来であれば相対的に狭い幅を有する複数本の凹状構造CP1を同時にそれぞれ形成するように照射される複数の加工光ELkを、相対的に広い幅を有する1本の凹状構造CP1を形成するために用いる方法は、加工システムSYSjのスループットの悪化につながる。しかしながら、この方法によれば、塗装膜SFを相対的に細かい微細度で加工可能な波長を有する加工光ELkを用いて、塗装膜SFを相対的に粗い微細度で加工することができることに変わりはない。つまり、加工システムSYSjは、本来であれば相対的に狭い幅を有する複数本の凹状構造CP1を同時にそれぞれ形成するように照射される複数の加工光ELkを、相対的に広い幅を有する1本の凹状構造CP1を形成するために用いてもよい。
上述したように、本来であれば相対的に狭い幅を有する複数本の凹状構造CP1を同時にそれぞれ形成するように照射される複数の加工光ELkを、相対的に広い幅を有する1本の凹状構造CP1を形成するために用いる方法は、加工システムSYSjのスループットの悪化につながる。しかしながら、この方法によれば、塗装膜SFを相対的に細かい微細度で加工可能な波長を有する加工光ELkを用いて、塗装膜SFを相対的に粗い微細度で加工することができることに変わりはない。つまり、加工システムSYSjは、本来であれば相対的に狭い幅を有する複数本の凹状構造CP1を同時にそれぞれ形成するように照射される複数の加工光ELkを、相対的に広い幅を有する1本の凹状構造CP1を形成するために用いてもよい。
この場合、マルチビーム光学系112は、複数の加工光ELkを重ね合わせてもよい。具体的には、複数の加工光ELkを重ね合わせる様子を示す断面図である図49の左側に示すように、マルチビーム光学系112は、複数の加工光ELk(図49に示す例では、加工光ELk#1からELk#n)を重ね合わせる。その結果、図49の右側に示すように、光照射装置11j(特に、マルチビーム光学系112)からは、複数の加工光ELkが重なることであたかも1本の光としてみなすことが可能な加工光ELkjが射出される。その結果、マルチビーム光学系112が射出する加工光ELkjの収斂位置BFにおけるビーム径φは、光源110が射出する加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム径φよりも大きくなる。図49に示す例では、光源110が射出する加工光ELkの収斂位置BFにおけるビーム径φが上述した第1の径φ1である一方で、マルチビーム光学系112が射出する加工光ELkjの収斂位置BFにおけるビーム径φは、第1の径φ1よりも大きい上述した第2の径φ2になっている。
尚、マルチビーム光学系112が複数の加工光ELkを重ね合わせることで加工光ELjが生成される場合には、光照射装置11jは、拡大光学系1181jを備えていなくてもよい。或いは、拡大光学系1181jが、マルチビーム光学系112が射出する複数の加工光ELkを重ね合わせることが可能な合成光学素子を含んでいてもよい。また、マルチビーム光学系112によって複数の加工光ELkを重ね合わせて加工光ELjを生成する場合に、拡大光学系1181jを併用してもよい。
但し、複数の加工光ELkが重ね合わせられることで加工光ELjが生成される場合には、加工光ELjの収斂位置BFの近傍におけるビーム径φの変化率が、加工光ELkの収斂位置BFの近傍におけるビーム径φの変化率よりも小さくならない可能性がある。このため、複数の加工光ELkが重ね合わせられることで加工光ELjが生成される場合には、光照射装置11jは、加工光ELjの収斂位置BFの近傍におけるビーム径φの変化率を、加工光ELkの収斂位置BFの近傍におけるビーム径φの変化率よりも小さくすることが可能な変化率調整光学素子を含んでいてもよい。
このような変化率調整光学素子の一例として、光照射装置11jの光学系(特に、マルチビーム光学系112又は拡大光学系1181j)の開口数を調整するためのNA(Numerical Aperture:開口数)調整光学素子があげられる。NA調整光学素子は、NA調整光学素子を含む光学系の開口数を、NA調整光学素子を含まない光学系の開口数よりも小さくするという特性を有する。その結果、NA調整光学素子を含む光学系から塗装膜SFに照射される加工光ELj及びNA調整光学素子を含まない光学系から塗装膜SFに照射される加工光ELjを示す断面図である図50に示すように、NA調整光学素子を含む光学系から塗装膜SFに照射される加工光ELjの収斂位置BFの近傍におけるビーム径φの変化率は、NA調整光学素子を含まない光学系から塗装膜SFに照射される加工光ELjの収斂位置BFの近傍におけるビーム径φの変化率よりも小さくなる。
(10-4)拡大光学系1181jの状態制御
拡大光学系1181jの状態は、拡大光学系1181jが加工光ELkの光路上に位置する状態と、拡大光学系1181jが加工光ELkの光路上に位置しない状態(つまり、加工光ELkが拡大光学系1181jを介することなく塗装膜SFに照射される状態)との間で切り替えられてもよい。拡大光学系1181jが加工光ELkの光路上に位置する状態は、加工光ELkが拡大光学系1181jを介して塗装膜SFに照射される状態と等価である。拡大光学系1181jが加工光ELkの光路上に位置しない状態は、加工光ELkが拡大光学系1181jを介することなく塗装膜SFに照射される状態と等価である。このため、拡大光学系1181jの状態は、加工光ELkが拡大光学系1181jを介して塗装膜SFに照射される状態と、加工光ELkが拡大光学系1181jを介することなく塗装膜SFに照射される状態との間で切り替えられるとも言える。
拡大光学系1181jの状態は、拡大光学系1181jが加工光ELkの光路上に位置する状態と、拡大光学系1181jが加工光ELkの光路上に位置しない状態(つまり、加工光ELkが拡大光学系1181jを介することなく塗装膜SFに照射される状態)との間で切り替えられてもよい。拡大光学系1181jが加工光ELkの光路上に位置する状態は、加工光ELkが拡大光学系1181jを介して塗装膜SFに照射される状態と等価である。拡大光学系1181jが加工光ELkの光路上に位置しない状態は、加工光ELkが拡大光学系1181jを介することなく塗装膜SFに照射される状態と等価である。このため、拡大光学系1181jの状態は、加工光ELkが拡大光学系1181jを介して塗装膜SFに照射される状態と、加工光ELkが拡大光学系1181jを介することなく塗装膜SFに照射される状態との間で切り替えられるとも言える。
拡大光学系1181jの状態を切り替えるために、光照射装置11jは、第10実施形態における光照射装置11jの他の例を示す斜視図である図51に示すように、駆動系1182jを備えていてもよい。駆動系1182jは、制御装置2の制御下で、拡大光学系1181jを移動させる。例えば、駆動系1182jは、光照射装置11jが備える光学系の光軸(特に、拡大光学系1181jの光軸)に交差する方向に沿って拡大光学系1181jを移動させる。例えば、駆動系1182jを、加工光ELkの光路上に位置する拡大光学系1181jを、拡大光学系1181jが加工光ELkの光路上に位置しなくなるまで移動させる。例えば、駆動系1182jを、加工光ELkの光路上に位置していない拡大光学系1181jを、拡大光学系1181jが加工光ELkの光路上に位置するようになるまで移動させる。つまり、駆動系1182jにより、拡大光学系1181jは、加工光ELkの光路に対して挿脱可能であってもよい。
このような拡大光学系1181jの状態の切り替えに伴って、加工システムSYSjの状態は、拡大光学系1181jを介して加工光ELkを塗装膜SFに照射される第1状態と、拡大光学系1181jを介することなく加工光ELkを塗装膜SFに照射される第2状態との間で切り替えられる。第1状態にある加工システムSYSjは、収斂位置BFの近傍におけるビーム径φが相対的に大きい加工光ELk(図48(a)参照)を用いて塗装膜SFを加工することができる。つまり、第1状態にある加工システムSYSjは、相対的に粗い微細度で塗装膜SFを加工することができる。一方で、第2状態にある加工システムSYSjは、収斂位置BFの近傍におけるビーム径φが相対的に小さい加工光ELk(図48(b)参照)を用いて塗装膜SFを加工することができる。つまり、第2状態にある加工システムSYSjは、相対的に細かい微細度で塗装膜SFを加工することができる。
このため、制御装置2は、加工対象物Sの加工に要求される微細度に関する条件を含む加工対象物Sの加工条件に基づいて加工システムSYSjの状態(つまり、拡大光学系1181jの状態)を切り替えてもよい。つまり、制御装置2は、塗装膜SF又は塗装膜SF’の加工条件に基づいて加工システムSYSjの状態(つまり、拡大光学系1181jの状態)を切り替えてもよい。例えば、制御装置2は、加工対象物Sの加工条件が第1の条件#1bである場合には、加工システムSYSjの状態が第1及び第2状態のいずれか一方になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。例えば、制御装置2は、加工対象物Sの加工条件が第1の条件#1bとは異なる第2の条件#2bであるである場合には、加工システムSYSjの状態が第1及び第2状態のいずれか他方になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。例えば、制御装置2は、加工対象物Sの加工に要求される微細度が第1の微細度#11bである場合には、加工システムSYSjの状態が第1及び第2状態のいずれか一方になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。例えば、制御装置2は、加工対象物Sの加工に要求される微細度が第1の微細度#11bとは異なる第2の微細度#12bである場合には、加工システムSYSjの状態が第1及び第2状態のいずれか他方になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。
具体的には、例えば、制御装置2は、加工対象物Sの加工に要求される微細度が第1の微細度#21bである場合には、加工システムSYSjの状態が第1状態になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。例えば、制御装置2は、加工対象物Sの加工に要求される微細度が第1の微細度#21bよりも細かい第2の微細度#22bである場合には、加工システムSYSjの状態が第2状態になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。或いは、例えば、制御装置2は、加工対象物Sの加工に要求される微細度が第1の微細度#31bである場合には、加工システムSYSjの状態が第2状態になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。例えば、制御装置2は、加工対象物Sの加工に要求される微細度が第1の微細度#31bよりも粗い第2の微細度#32bである場合には、加工システムSYSjの状態が第1状態になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。
例えば、制御装置2は、第1の配列ピッチP1#11bの凹状構造CP1及び/又は第1の配列ピッチP2#11bの凸状構造CP2を形成する場合には、加工システムSYSjの状態が第1状態になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。例えば、制御装置2は、第1の配列ピッチP1#11bよりも小さい第2の配列ピッチP1#12bの凹状構造CP1及び/又は第1の配列ピッチP2#11bよりも小さい第2の配列ピッチP2#12bの凸状構造CP2を形成する場合には、加工システムSYSjの状態が第2状態になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。或いは、例えば、制御装置2は、第1の配列ピッチP1#21bの凹状構造CP1及び/又は第1の配列ピッチP2#21bの凸状構造CP2を形成する場合には、加工システムSYSjの状態が第2状態になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。例えば、制御装置2は、第1の配列ピッチP1#21bよりも大きい第2の配列ピッチP1#22bの凹状構造CP1及び/又は第1の配列ピッチP2#21bよりも大きい第2の配列ピッチP2#22bの凸状構造CP2を形成する場合には、加工システムSYSjの状態が第2状態になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。
例えば、制御装置2は、第1の幅#111bを有する凹状構造CP1及び/又は第1の幅#211bを有する凸状構造CP2を形成する場合には、加工システムSYSjの状態が第1状態になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。例えば、制御装置2は、第1の幅#111bよりも狭い第2を有する幅#112bの凹状構造CP1及び/又は第1の幅#211bよりも狭い第2の幅#212bを有する凸状構造CP2を形成する場合には、加工システムSYSjの状態が第2状態になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。或いは、例えば、制御装置2は、第1の幅#121bを有する凹状構造CP1及び/又は第1の幅#221bを有する凸状構造CP2を形成する場合には、加工システムSYSjの状態が第2状態になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。例えば、制御装置2は、第1の幅#121bよりも広い第2を有する幅#122bの凹状構造CP1及び/又は第1の幅#221bよりも広い第2の幅#222bを有する凸状構造CP2を形成する場合には、加工システムSYSjの状態が第1状態になるように、拡大光学系1181jの状態を制御してもよい。
このように拡大光学系1181jの状態を切替可能な加工システムSYSjは、拡大光学系1181jの状態が切り替えることができない加工システムと比較して、塗装膜SFをより適切に加工することができる。具体的には、加工システムSYSjは、加工対象物Sの加工に要求される微細度の大小に関わらず塗装膜SFを適切に加工することができる。
尚、拡大光学系1181jは、アフォーカル光学系であってもよい。また、拡大光学系1181jの倍率(アフォーカル光学系の場合は角倍率)は変更可能であってもよい。拡大光学系1181jは変倍光学系、又はズーム光学系であってもよい。尚、拡大光学系1181jの倍率は拡大倍率には限定されず、等倍であってもよく、縮小倍率であってもよい。
尚、マルチビーム光学系112を備える加工システムSYSj等に限らず、加工対象物Sを加工してリブレット構造を形成する任意の加工システムが、拡大光学系1181jを備えていてもよい。同様に、加工対象物Sを加工してリブレット構造を形成する任意の加工システムが、拡大光学系1181jを移動させる駆動系1182jを備えていてもよい。つまり、加工システムSYSjは、マルチビーム光学系112を備えていなくてもよい。
第10実施形態の加工システムSYSjは、上述した第2実施形態の加工システムSYSbから第9実施形態の加工システムSYSiの少なくとも一つに特有の構成要件を備えていてもよい。第9実施形態の加工システムSYSiに特有の構成要件は、スキャン方向の決定に関する構成要件を含む。
(11)第11実施形態の加工システムSYSk
続いて、第11実施形態の加工システムSYS(以降、第11実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSk”と称する)について説明する。第11実施形態の加工システムSYSkは、上述した加工システムSYSaの構造と同一であってもよい。更に、第9実施形態の加工システムSYSkは、上述した加工システムSYSaと同様に、複数の加工光ELkがX軸及びY軸のいずれか一方に沿って塗装膜SFを走査するスキャン動作と、塗装膜SF上で複数の目標照射領域EAをX軸及びY軸のいずれか他方に沿って所定量だけ移動させるステップ動作とを交互に繰り返してリブレット構造を形成する。但し、第11実施形態の加工システムSYSkは、上述した加工システムSYSaと比較して、以下の点で異なっている。
続いて、第11実施形態の加工システムSYS(以降、第11実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYSk”と称する)について説明する。第11実施形態の加工システムSYSkは、上述した加工システムSYSaの構造と同一であってもよい。更に、第9実施形態の加工システムSYSkは、上述した加工システムSYSaと同様に、複数の加工光ELkがX軸及びY軸のいずれか一方に沿って塗装膜SFを走査するスキャン動作と、塗装膜SF上で複数の目標照射領域EAをX軸及びY軸のいずれか他方に沿って所定量だけ移動させるステップ動作とを交互に繰り返してリブレット構造を形成する。但し、第11実施形態の加工システムSYSkは、上述した加工システムSYSaと比較して、以下の点で異なっている。
具体的には、加工システムSYSaでは、図11に示したように、加工ショット領域SA内で複数回行われるスキャン動作による加工光ELkの走査方向(つまり、目標照射領域EAの移動方向、以下同じ)は、互いに同じになる。つまり、加工ショット領域SA内に設定される複数のスキャン領域SCAをそれぞれ走査する複数の加工光ELkの走査方向は、互いに同じになる。複数のスキャン領域SCA内での目標照射領域EAの移動方向は、互いに同じになる。一方で、第11実施形態の加工システムSYSkは、スキャン動作による加工光ELkの走査方向を変更してもよい。加工システムSYSkは、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を変更してもよい。つまり、制御装置2は、加工対象物Sを加工する期間中に、スキャン動作による加工光ELkの走査方向を変更するように、加工装置1を制御してもよい。制御装置2は、加工対象物Sを加工する期間中に、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を変更するように、加工装置1を制御してもよい。尚、目標照射領域EAの移動方向と加工光ELkの走査方向とは同じになるため、以下の説明では、特段の説明がない限りは、目標照射領域EAの移動方向に関する説明は、加工光ELkの走査方向に関する説明として取り扱ってもよい。
目標照射領域EAの移動方向を変更する場合、加工システムSYSkは、スキャン動作として、塗装膜SFの表面上において目標照射領域EAを一の方向(例えば、-Y側から+Y側に向かう方向であり、以降“+Y方向”と称する)に向かって移動させながら所望のタイミングで目標照射領域EAに加工光ELkを照射するスキャン動作(以降、“スキャン動作(+Y)”と称する)と、塗装膜SFの表面上において目標照射領域EAを一の方向とは逆向きの他の方向(例えば、+Y側から-Y側に向かう方向であり、以降“-Y方向”と称する)に向かって移動させながら所望のタイミングで目標照射領域EAに加工光ELkを照射するスキャン動作(以降、“スキャン動作(-Y)”と称する)とを行う。この場合、加工装置1は、加工対象物Sを加工する期間中にスキャン動作(+Y)とスキャン動作(-Y)とをそれぞれ少なくとも1回以上行うことになる。
加工システムSYSkは、複数のスキャン領域SCAのうちの一のスキャン領域SCA内での目標照射領域EAの移動方向と、他のスキャン領域SCA内での目標照射領域EAの移動方向とが異なるものとなるように、目標照射領域EAの移動方向を変更してもよい。具体的には、加工システムSYSkは、一のスキャン領域SCAに対して、スキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のいずれか一方を行い、その後、ステップ動作を行い、その後、他のスキャン領域SCAに対して、スキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のいずれか他方を行う。
一例として、目標照射領域EAの移動軌跡の一例を示す平面図である図52に示すように、加工システムSYSkは、スキャン領域SCA#1に対して、スキャン動作(+Y)を行う。その結果、スキャン領域SCA#1内において目標照射領域EAがY軸方向に沿って且つ-Y側から+Y側に向かって移動する。この場合、スキャン領域SCA#1の-Y側の端部が、スキャン領域SCA#1のスキャン開始位置SC_start#1となり、スキャン領域SCA#1の+Y側の端部が、スキャン領域SCA#1のスキャン終了位置SC_end#1となる。加工システムSYSkは、スキャン領域SCA#1内において目標照射領域EAが移動する期間中に、所望のタイミングで加工光ELkを照射する。その後、加工システムSYSkは、スキャン領域SCA#1に対してX軸方向に沿って隣接するスキャン領域SCA#2に対してスキャン動作を行うために、ステップ動作を行う。つまり、加工システムSYSkは、目標照射領域EAがスキャン領域SCA#1のスキャン終了位置SC_end#1からスキャン領域SCA#2のスキャン開始位置SC_start#2へと移動するように、ステップ動作を行う。この際、スキャン領域SCA#2ではスキャン動作(-Y)が行われるため、スキャン領域SCA#2の+Y側の端部が、スキャン領域SCA#2のスキャン開始位置SC_start#2となる。その後、加工システムSYSkは、スキャン領域SCA#2に対して、スキャン動作(-Y)を行う。その結果、スキャン領域SCA#2内において目標照射領域EAがY軸方向に沿って且つ+Y側から-Y側に向かって移動する。この場合、スキャン領域SCA#2の-Y側の端部が、スキャン領域SCA#2のスキャン終了位置SC_end#2となる。加工装置1は、スキャン領域SCA#2内において目標照射領域EAが移動する期間中に、所望のタイミングで加工光ELkを照射する。
図52に示す例では、スキャン終了位置SC_end#1となるスキャン領域SCA#1の+Y側の端部からスキャン開始位置SC_start#2となるスキャン領域SCA#2の+Y側の端部までの距離は、スキャン領域SCA#1の+Y側の端部からスキャン領域SCA#2の+Y側の端部(つまり、目標照射領域EAの移動方向が変更されない場合にスキャン開始位置SC_start#2となる位置であり、図11参照)までの距離よりも短くなる。このため、図52に示す例では、目標照射領域EAの移動方向が変更される場合におけるステップ動作による目標照射領域EAの移動量は、目標照射領域EAの移動方向が変更されない場合におけるステップ動作による目標照射領域EAの移動量(図11参照)よりも少なくなる。その結果、目標照射領域EAを移動させるために動作するガルバノミラー113の負荷が低減される。
例えば、加工システムSYSkは、一のスキャン領域SCAのうちの第1部分内での目標照射領域EAの移動方向と、同じ一のスキャン領域SCAうちの第2部分内での目標照射領域EAの移動方向とが異なるものとなるように、目標照射領域EAの移動方向を変更してもよい。この場合、加工システムSYSkは、一のスキャン領域SCAに対して、スキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)の双方を行う。
一例として、目標照射領域EAの移動軌跡の一例を示す平面図である図53に示すように、一のスキャン領域SCAに対して、スキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)の双方が行われる場合には、一のスキャン領域SCA内において、各スキャン動作で加工光ELkが実際に照射されることが予定されている領域である加工領域FAが複数設定される。図53に示す例では、一のスキャン領域SCA内に加工領域FA#1及びFA#2が設定される。従って、この例では、加工システムSYSkは、加工領域FA#1に対してスキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のいずれか一方を行い、加工領域FA#2に対してスキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のいずれか他方を行う。例えば、加工領域FA#1に対してスキャン動作(+Y)を行う場合には、加工領域FA#1の-Y側の端部が加工領域FA#1の加工開始位置F_start#1になり、加工領域FA#1の+Y側の端部が加工領域FA#1の加工終了位置F_end#1になる。その結果、加工領域FA#1内において目標照射領域EAがY軸方向に沿って且つ-Y側から+Y側に向かって移動する。加工システムSYSkは、加工領域FA#1内において目標照射領域EAが移動する期間中に、所望のタイミングで加工光ELkを照射する。その後、加工システムSYSkは、加工領域FA#1とは異なる加工領域FA#2に対してスキャン動作(-Y)を行う。この場合、加工領域FA#2の+Y側の端部が加工領域FA#2の加工開始位置F_start#2になり、加工領域FA#2の-Y側の端部が加工領域FA#2の加工終了位置F_end#2になる。このため、加工システムSYSkは、ガルバノミラー113を用いて、目標照射領域EAを、加工領域FA#1の加工終了位置F_end#1から加工領域FA#2の加工開始位置F_start#2へと向かうように、Y軸方向に沿って且つ-Y側から+Y側に向かって移動させる。尚、図53は、説明の便宜上、目標照射領域EAがY軸方向のみならずX軸方向にも沿って移動しているかのように目標移動領域EAの移動軌跡を描画しているが、実際には、目標移動領域EAは、X軸方向に沿って移動していなくてもよい。この際、加工システムSYSkは、加工光ELkを照射しない。尚、加工光ELkを照射することなく目標照射領域EAをY軸方向に沿って移動させる動作は、目標照射領域EAを少なくともX軸方向に沿って移動させる動作ではないがゆえに、ステップ動作ではない。第11実施形態では、この動作を、説明の便宜上、“スキャン動作(非照射)”と称する。従って、図53に示す例では、加工システムSYSkは、スキャン動作を行い、その後、ステップ動作を行うことなくスキャン動作(非照射)を行い、その後、スキャン動作を行っていると言える。つまり、図53に示す例では、加工システムSYSkは、スキャン動作を行う都度、ステップ動作を行うことなくスキャン動作(非照射)を行った上で、再度スキャン動作を行っていると言える。その後、加工システムSYSkは、加工領域FA#2に対して、スキャン動作(-Y)を行う。その結果、加工領域FA#2内において目標照射領域EAがY軸方向に沿って且つ+Y側から-Y側に向かって移動する。加工システムSYSkは、加工領域FA#2内において目標照射領域EAが移動する期間中に、所望のタイミングで加工光ELkを照射する。スキャン領域SCAに更に加工領域FAが含まれている場合には、加工システムSYSkは、同様の動作を繰り返す。この場合、加工システムSYSkは、同じスキャン領域SCA内でスキャン動作(+Y)とスキャン動作(-Y)とをそれぞれ少なくとも1回以上行うことになる。スキャン領域SCAに対するスキャン動作が完了した後(つまり、スキャン領域SCAに含まれる複数の加工領域FAに対してそれぞれ行われる複数のスキャン動作が完了した後)には、ステップ動作が行われた後に、別のスキャン領域SCAに対してスキャン動作が行われる。
尚、一のスキャン領域SCAに対して、スキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のいずれか一方が行われる(つまり、スキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のいずれか他方が行われない)場合であっても、一のスキャン領域SCA内において、各スキャン動作で加工光ELkが実際に照射される領域である加工領域FAが複数設定されてもよい。例えば、上述したように、加工システムSYSkは、スキャン領域SCA内において目標照射領域EAが移動する期間中に、所望のタイミングで加工光ELkを照射する。つまり、加工システムSYSkは、スキャン領域SCAのうち加工光ELkを実際に照射するべき領域に目標照射領域EAが重なるタイミングで加工光ELkを照射する一方で、スキャン領域SCAのうち加工光ELkを実際に照射するべき領域に目標照射領域EAが重ならないタイミングでは加工光ELkを照射しない。この場合、スキャン領域SCAのうち加工光ELkを実際に照射するべき領域が、実質的には加工領域FAに相当する。このため、目標照射領域EAの移動軌跡の一例を示す平面図である図54に示すように、一のスキャン領域SCAに対して、スキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のいずれか一方が行われる場合であっても、一のスキャン領域SCA内において複数の加工領域FAが設定されてもよい。但し、この場合には、各加工領域FA内において目標移動領域EAの移動方向は同じである。各加工領域FA内において目標移動領域EAの移動方向は同じになるという点を除いて、図54に示すスキャン動作の流れは、図53に示すスキャン動作の流れと同一であってもよい。
制御装置2は、所定の基準を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。具体的には、制御装置2は、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を、+Y方向及び-Y方向のうち所定の基準を満たすいずれか一方又は双方の方向に設定してもよい。この場合、加工システムSYSkは、各スキャン領域SCAにおいて、スキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のうち所定の基準を満たすいずれか一方又は双方のスキャン動作を行う。
例えば、制御装置2は、複数のスキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向が全て同じである場合(上述した図11参照)と比較して、各スキャン領域SCAに対してスキャン動作を行うために行われるステップ動作による目標照射領域EAの移動量が少なくなるというステップ移動量基準を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、ステップ移動量基準を満たすように目標照射領域EAの移動方向が設定されなかった場合と比較して、各スキャン領域SCAに対してスキャン動作を行うために行われるステップ動作による目標照射領域EAの移動量が少なくなるというステップ移動量基準を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、各スキャン領域SCAに対してスキャン動作を行うために行われるステップ動作による目標照射領域EAの移動量が最少となるというステップ移動量基準を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。
ステップ動作による目標照射領域EAの移動量が少なくなればなるほど、ステップ動作に要する時間が短くなる。このため、例えば、制御装置2は、複数のスキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向が全て同じである場合と比較して、各スキャン領域SCAに対してスキャン動作を行うために行われるステップ動作に要する時間が短くなるというステップ移動時間基準を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、ステップ移動時間基準を満たすように目標照射領域EAの移動方向が設定されなかった場合と比較して、各スキャン領域SCAに対してスキャン動作を行うために行われるステップ動作に要する時間が短くなるというステップ移動量基準を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、各スキャン領域SCAに対してスキャン動作を行うために行われるステップ動作に要する時間が最短となるというステップ移動時間基準を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。
例えば、制御装置2は、複数のスキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向が全て同じである場合と比較して、各スキャン領域SCAに対して行われるスキャン動作による目標照射領域EAの移動量が少なくなるというスキャン移動量基準を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、スキャン移動量基準を満たすように目標照射領域EAの移動方向が設定されなかった場合と比較して、各スキャン領域SCAに対して行われるスキャン動作による目標照射領域EAの移動量が少なくなるというスキャン移動量基準を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、各スキャン領域SCAに対して行われるスキャン動作による目標照射領域EAの移動量が最少となるというスキャン移動量基準を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。
スキャン動作による目標照射領域EAの移動量が少なくなればなるほど、スキャン動作に要する時間が短くなる。このため、例えば、制御装置2は、複数のスキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向が全て同じである場合と比較して、各スキャン領域SCAに対してスキャン動作を行うために要する時間が短くなるというスキャン移動時間基準を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、スキャン移動時間基準を満たすように目標照射領域EAの移動方向が設定されなかった場合と比較して、各スキャン領域SCAに対して行われるスキャン動作に要する時間が短くなるというスキャン移動時間基準を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、各スキャン領域SCAに対してスキャン動作を行うために要する時間が最短となるというスキャン移動時間基準を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。
例えば、制御装置2は、複数のスキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向が全て同じである場合と比較して、各スキャン領域SCAに対して行われるスキャン動作(非照射)による目標照射領域EAの移動量が少なくなるというスキャン移動量基準(非照射)を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、スキャン移動量基準(非照射)を満たすように目標照射領域EAの移動方向が設定されなかった場合と比較して、各スキャン領域SCAに対して行われるスキャン動作(非照射)による目標照射領域EAの移動量が少なくなるというスキャン移動量基準(非照射)を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、各スキャン領域SCAに対して行われるスキャン動作(非照射)による目標照射領域EAの移動量が最少となるというスキャン移動量基準(非照射)を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。
スキャン動作(非照射)による目標照射領域EAの移動量が少なくなればなるほど、スキャン動作(非照射)に要する時間が短くなる。このため、例えば、制御装置2は、複数のスキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向が全て同じである場合と比較して、各スキャン領域SCAに対してスキャン動作(非照射)を行うために要する時間が短くなるというスキャン移動時間基準(非照射)を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、スキャン移動時間基準(非照射)を満たすように目標照射領域EAの移動方向が設定されなかった場合と比較して、各スキャン領域SCAに対して行われるスキャン動作(非照射)に要する時間が短くなるというスキャン移動時間基準(非照射)を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、各スキャン領域SCAに対してスキャン動作(非照射)を行うために要する時間が最短となるというスキャン移動時間基準(非照射)を満たすように、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。
目標照射領域EAの移動量が少なくなればなるほど、加工ショット領域SAを加工するために要する時間が短くなる。このため、塗装膜SFを加工するために必要な時間もまた短くなる。つまり、加工対象物Sの加工に関するスループットが向上する。
制御装置2は、所望のタイミングで、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、加工対象物Sの加工を開始する前に、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、加工対象物Sの加工を開始した後に、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、一の加工ショット領域SAの加工を開始する前に、一の加工ショット領域SA内の各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、一の加工ショット領域SAの加工を開始した後に、一の加工ショット領域SA内の各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。例えば、制御装置2は、各スキャン領域SCAの加工を開始する前に、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。
以下、目標照射領域EAの移動方向を設定する基準の具体例について説明する。
(6-1)第1の基準
制御装置2は、スキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のいずれか一方を行い、その後、ステップ動作を行い、スキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のいずれか他方を行い、その後、ステップ動作を行うという第1基準動作が繰り返されるという第1の基準が満たされるように、目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。つまり、制御装置2は、一のスキャン領域SCAに対してスキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のいずれか一方を行い、その後、ステップ動作を行い、その後、他のスキャン領域SCAに対してスキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のいずれか他方を行う動作が繰り返されるという第1の基準が満たされるように、目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。
制御装置2は、スキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のいずれか一方を行い、その後、ステップ動作を行い、スキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のいずれか他方を行い、その後、ステップ動作を行うという第1基準動作が繰り返されるという第1の基準が満たされるように、目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。つまり、制御装置2は、一のスキャン領域SCAに対してスキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のいずれか一方を行い、その後、ステップ動作を行い、その後、他のスキャン領域SCAに対してスキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)のいずれか他方を行う動作が繰り返されるという第1の基準が満たされるように、目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。
第1の基準を満たすように移動方向が設定された場合の目標照射領域EAの移動軌跡の一例が図55に示されている。図55に示す例では、加工システムSYSkは、まず、スキャン領域SCA#1に対してスキャン動作(+Y)を行う。その後、加工システムSYSkは、ステップ動作を行った後、X軸方向に沿ってスキャン領域SCA#1に隣接する未加工のスキャン領域SCA#1に対してスキャン動作(-Y)を行う。その後、加工システムSYSkは、ステップ動作を行った後、X軸方向に沿ってスキャン領域SCA#2に隣接する未加工のスキャン領域SCA#3に対してスキャン動作(+Y)を行う。その後、加工システムSYSkは、ステップ動作を行った後、X軸方向に沿ってスキャン領域SCA#3に隣接する未加工のスキャン領域SCA#4に対してスキャン動作(-Y)を行う。その後、加工システムSYSkは、ステップ動作を行った後、X軸方向に沿ってスキャン領域SCA#4に隣接する未加工のスキャン領域SCA#5に対してスキャン動作(+Y)を行う。その後、加工システムSYSkは、ステップ動作を行った後、X軸方向に沿ってスキャン領域SCA#5に隣接する未加工のスキャン領域SCA#6に対してスキャン動作(-Y)を行う。
このように第1の基準を満たすように移動方向が設定された場合には、複数のスキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向が全て同じである場合と比較して、目標照射領域EAのステップ動作における移動量が少なくなる。その理由は、図53を用いて既に説明したように、一のスキャン領域SCAにおけるスキャン終了位置SC_endと一のスキャン領域SCAにおけるスキャン開始位置SC_startまでの距離に関して、第1の基準を満たすように目標照射領域EAの移動方向が設定された場合の方が、複数のスキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向が全て同じである場合(図9参照)よりも短くなるからである。従って、第1の基準は、ステップ移動量基準及びステップ移動時間基準のそれぞれの一例であると言える。
また、第1の基準は、各スキャン領域SCAに対してスキャン動作を行うために行われるステップ動作による目標照射領域EAの移動量を最少にすることが可能な基準の一例であるとも言える。つまり、第1の基準は、各スキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向を、+Y方向及び-Y方向のうち、各スキャン領域SCAに対してスキャン動作を行うために行われるステップ動作による目標照射領域EAの移動量を少なくすることが可能ないずれか一方の方向に設定するという基準の一例であるとも言える。例えば、スキャン領域SCA#2における目標照射領域EAの移動方向が-Y方向である場合の方(図55)が、スキャン領域SCA#2における目目標照射領域EAの移動方向が+Y方向である場合(図11参照)よりも、スキャン領域SCA#2に対してスキャン動作を行うために行われるステップ動作による目標照射領域EAの移動量が少なくなる。このため、制御装置2は、スキャン領域SCA#2における目標照射領域EAの移動方向を、+Y方向ではなく-Y方向に設定する。
(6-2)第2の基準
制御装置2は、各加工ショット領域SAを加工する期間中にスキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)の双方が少なくとも1回行われるという第2の基準が満たされるように、目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。第2の基準を満たすように移動方向が設定された場合の目標照射領域EAの移動軌跡の一例が図56に示されている。図56に示す例では、加工システムSYSkは、まず、スキャン領域SCA#1に対してスキャン動作(+Y)を行う。その後、加工システムSYSkは、ステップ動作を行った後、X軸方向に沿ってスキャン領域SCA#1に隣接する未加工のスキャン領域SCA#1に対してスキャン動作(+Y)を行う。その後、加工システムSYSkは、ステップ動作を行った後、X軸方向に沿ってスキャン領域SCA#2に隣接する未加工のスキャン領域SCA#3に対してスキャン動作(+Y)を行う。その後、加工システムSYSkは、ステップ動作を行った後、X軸方向に沿ってスキャン領域SCA#3に隣接する未加工のスキャン領域SCA#4に対してスキャン動作(-Y)を行う。その後、加工システムSYSkは、ステップ動作を行った後、X軸方向に沿ってスキャン領域SCA#4に隣接する未加工のスキャン領域SCA#5に対してスキャン動作(-Y)を行う。その後、加工システムSYSkは、ステップ動作を行った後、X軸方向に沿ってスキャン領域SCA#5に隣接する未加工のスキャン領域SCA#6に対してスキャン動作(-Y)を行う。
制御装置2は、各加工ショット領域SAを加工する期間中にスキャン動作(+Y)及びスキャン動作(-Y)の双方が少なくとも1回行われるという第2の基準が満たされるように、目標照射領域EAの移動方向を設定してもよい。第2の基準を満たすように移動方向が設定された場合の目標照射領域EAの移動軌跡の一例が図56に示されている。図56に示す例では、加工システムSYSkは、まず、スキャン領域SCA#1に対してスキャン動作(+Y)を行う。その後、加工システムSYSkは、ステップ動作を行った後、X軸方向に沿ってスキャン領域SCA#1に隣接する未加工のスキャン領域SCA#1に対してスキャン動作(+Y)を行う。その後、加工システムSYSkは、ステップ動作を行った後、X軸方向に沿ってスキャン領域SCA#2に隣接する未加工のスキャン領域SCA#3に対してスキャン動作(+Y)を行う。その後、加工システムSYSkは、ステップ動作を行った後、X軸方向に沿ってスキャン領域SCA#3に隣接する未加工のスキャン領域SCA#4に対してスキャン動作(-Y)を行う。その後、加工システムSYSkは、ステップ動作を行った後、X軸方向に沿ってスキャン領域SCA#4に隣接する未加工のスキャン領域SCA#5に対してスキャン動作(-Y)を行う。その後、加工システムSYSkは、ステップ動作を行った後、X軸方向に沿ってスキャン領域SCA#5に隣接する未加工のスキャン領域SCA#6に対してスキャン動作(-Y)を行う。
このように第2の基準を満たすように移動方向が設定された目標照射領域EAのステップ動作における移動量もまた、複数のスキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向が全て同じである場合におけるステップ動作による目標照射領域EAの移動量よりも少なくなる。なぜならば、少なくとも1回のステップ動作(具体的に、目標照射領域EAの移動方向が変更されるタイミングで行われるステップ動作であり、図56に示す例では、スキャン領域SCA#3に対するスキャン動作が完了してからスキャン領域SCA#4に対するスキャン動作を開始するまでに行われるステップ動作)における目標照射領域EAの移動量が、複数のスキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向が全て同じである場合に行われる1回のステップ動作による目標照射領域EAの移動量(図11参照)よりも少なくなるからである。従って、第2の基準は、ステップ移動量基準及びステップ移動時間基準のそれぞれの一例であると言える。
(6-3)第3の基準
各スキャン領域SCAに単一の加工領域FAが設定されている場合には、制御装置2は、一のスキャン領域SCA内の一の加工領域FAにおける目標照射領域EAの移動方向を、一のスキャン領域SCAに先立ってスキャン動作が行われた他のスキャン領域SCA内の他の加工領域FAに対するスキャン動作が完了した時点での加工光ELkの照射位置(つまり、加工終了位置F_end)と一の加工領域FAとの位置関係に応じて定まる第3の基準を満たすように設定してもよい。つまり、制御装置2は、一のスキャン領域SCA内の一の加工領域FAにおける目標照射領域EAの移動方向を、一のスキャン領域SCAに隣接する他のスキャン領域SCA内の他の加工領域FAに対するスキャン動作が完了した時点での加工光ELkの照射位置(つまり、加工終了位置F_end)と一の加工領域FAとの位置関係に応じて定まる第3の基準を満たすように設定してもよい。
各スキャン領域SCAに単一の加工領域FAが設定されている場合には、制御装置2は、一のスキャン領域SCA内の一の加工領域FAにおける目標照射領域EAの移動方向を、一のスキャン領域SCAに先立ってスキャン動作が行われた他のスキャン領域SCA内の他の加工領域FAに対するスキャン動作が完了した時点での加工光ELkの照射位置(つまり、加工終了位置F_end)と一の加工領域FAとの位置関係に応じて定まる第3の基準を満たすように設定してもよい。つまり、制御装置2は、一のスキャン領域SCA内の一の加工領域FAにおける目標照射領域EAの移動方向を、一のスキャン領域SCAに隣接する他のスキャン領域SCA内の他の加工領域FAに対するスキャン動作が完了した時点での加工光ELkの照射位置(つまり、加工終了位置F_end)と一の加工領域FAとの位置関係に応じて定まる第3の基準を満たすように設定してもよい。
例えば、制御装置2は、一の加工領域FAにおける目標照射領域EAの移動方向を、他の加工領域FAの加工終了位置F_endと一の加工領域FAの+Y側の端部及び-Y側の端部との位置関係に応じて定まる第3の基準を満たすように設定してもよい。この場合、第3の基準は、一の加工領域FAの+Y側の端部及び-Y側の端部のうち他の加工領域FAの加工終了位置F_endに近い方の端部からスキャン動作が開始されるという基準であってもよい。第3の基準は、一の加工領域FAの+Y側の端部及び-Y側の端部のうち他の加工領域FAの加工終了位置F_endに近い一方の端部が一の加工領域FAの加工開始位置F_startに設定され、一の加工領域FAの+Y側の端部及び-Y側の端部のうち他の加工領域FAの加工終了位置F_endから遠い方の端部が一の加工領域FAの加工終了位置F_endに設定されるという基準であってもよい。
以下、このような第3の基準を満たすように設定される目標照射領域EAの移動方向について、図57を参照しながら説明する。図57は、第3の基準を満たすように移動方向が設定された場合の目標照射領域EAの移動軌跡の一例を示す平面図である。
図57は、加工ショット領域SAに5つのスキャン領域SCA#1からスキャン領域SCA#5が設定され、且つ、スキャン領域SCA#1からスキャン領域SCA#5に加工領域FA#1から加工領域FA#5がそれぞれ設定されている例を示している。この場合、加工システムSYSkは、まず、スキャン領域SCA#1に対してスキャン動作を行う。図57に示す例では、加工システムSYSkは、スキャン領域SCA#1に対してスキャン動作(+Y)を行っている。つまり、図57に示す例では、加工領域FA#1の-Y側の端部が加工領域FA#1の加工開始位置F_start#1に設定され、加工領域FA#1の+Y側の端部が加工領域FA#1の加工終了位置F_end#1に設定されている。
その後、加工システムSYSkは、スキャン領域SCA#1に対してX軸方向に沿って隣接するスキャン領域SCA#2内の加工領域FA#2に対してスキャン動作を行う。この際、スキャン領域SCA#2(加工領域FA#2)における目標照射領域EAの移動方向は、スキャン領域SCA#1(加工領域FA#1)に対するスキャン動作が完了した時点での加工光ELkの照射位置(つまり、加工終了位置F_end#1)と加工領域FA#2との位置関係に応じて定まる第3の基準を満たすように予め設定される。具体的には、加工領域FA#2の-Y側の端部よりも、加工領域FA#2の+Y側の端部の方が、加工領域FA#1の加工終了位置F_end#1に近い。このため、加工領域FA#2の+Y側の端部が、加工領域FA#2の加工開始位置F_start#2に設定され、加工領域FA#2の-Y側の端部が、加工領域FA#2の加工終了位置F_end#2に設定されている。このため、スキャン領域SCA#2(加工領域FA#2)における目標照射領域EAの移動方向は、-Y方向に設定される。つまり、加工領域FA#2の+Y側の端部からスキャン動作が開始されるように、スキャン領域SCA#2(加工領域FA#2)における目標照射領域EAの移動方向が設定される。
このため、加工システムSYSkは、まずは、目標照射領域EAが加工領域FA#1の加工終了位置F_end#1から加工領域FA#2の加工開始位置F_start#2まで移動するように、ステップ動作を行う。その後、加工システムSYSkは、加工領域FA#2に対してスキャン動作(-Y)を行う。
その後、加工システムSYSkは、スキャン領域SCA#2に対してX軸方向に沿って隣接するスキャン領域SCA#3内の加工領域FA#3に対してスキャン動作を行う。この場合、加工領域FA#3の-Y側の端部よりも、加工領域FA#3の+Y側の端部の方が、加工領域FA#2の加工終了位置F_end#2に近い。このため、加工領域FA#3の+Y側の端部が、加工領域FA#3の加工開始位置F_start#3に設定され、加工領域FA#3の-Y側の端部が、加工領域FA#3の加工終了位置F_end#3に設定される。スキャン領域SCA#3(加工領域FA#3)における目標照射領域EAの移動方向が、-Y方向に設定される。このため、加工システムSYSkは、まずは、目標照射領域EAが加工領域FA#2の加工終了位置F_end#2から加工領域FA#3の加工開始位置F_start#3まで移動するように、ステップ動作を行う。その後、加工システムSYSkは、加工領域FA#3に対してスキャン動作(-Y)を行う。
その後、加工システムSYSkは、スキャン領域SCA#3に対してX軸方向に沿って隣接するスキャン領域SCA#4内の加工領域FA#4に対してスキャン動作を行う。この場合、加工領域FA#4の+Y側の端部よりも、加工領域FA#4の-Y側の端部の方が、加工領域FA#3の加工終了位置F_end#3に近い。このため、加工領域FA#4の-Y側の端部が、加工領域FA#4の加工開始位置F_start#4に設定され、加工領域FA#4の+Y側の端部が、加工領域FA#4の加工終了位置F_end#4に設定される。スキャン領域SCA#4(加工領域FA#4)における目標照射領域EAの移動方向が、+Y方向に設定される。このため、加工システムSYSkは、まずは、目標照射領域EAが加工領域FA#3の加工終了位置F_end#3から加工領域FA#4の加工開始位置F_start#4まで移動するように、ステップ動作を行う。その後、加工システムSYSkは、加工領域FA#4に対してスキャン動作(+Y)を行う。
その後、加工システムSYSkは、スキャン領域SCA#4に対してX軸方向に沿って隣接するスキャン領域SCA#5内の加工領域FA#5に対してスキャン動作を行う。この場合、加工領域FA#5の-Y側の端部よりも、加工領域FA#5の+Y側の端部の方が、加工領域FA#4の加工終了位置F_end#4に近い。このため、加工領域FA#5の+Y側の端部が、加工領域FA#5の加工開始位置F_start#5に設定され、加工領域FA#5の-Y側の端部が、加工領域FA#5の加工終了位置F_end#5に設定される。スキャン領域SCA#5(加工領域FA#5)における目標照射領域EAの移動方向が、-Y方向に設定されている。このため、加工システムSYSkは、まずは、目標照射領域EAが加工領域FA#4の加工終了位置F_end#4から加工領域FA#5の加工開始位置F_start#5まで移動するように、ステップ動作を行う。その後、加工システムSYSkは、加工領域FA#5に対してスキャン動作(-Y)を行う。
このように第3の基準を満たすように移動方向が設定された目標照射領域EAのステップ動作における移動量もまた、複数のスキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向が全て同じである場合におけるステップ動作による目標照射領域EAの移動量よりも少なくなる。従って、第3の基準は、ステップ移動量基準及びステップ移動時間基準のそれぞれの一例であると言える。
尚、図58は、図57に示す加工領域FA#1からFA#5における目標照射領域EAの移動方向が、第1の基準を満たすように設定された場合の目標照射領域EAの移動軌跡を示している。図57及び図58から分かるように、第3の基準を満たすように目標照射領域EAの移動方向が設定される場合には、第1の基準を満たすように目標照射領域EAの移動方向が設定される場合よりもステップ動作による目標照射領域EAの移動量及び移動時間が短くなる可能性がある。
但し、各スキャン領域SCAと各スキャン領域SCA内の加工領域FAとが一致する(つまり、各スキャン領域SCAの全体が加工領域FAになる)場合には、第3の基準を満たすように設定される目標照射領域EAの移動方向は、第1の基準を満たすように設定される目標照射領域EAの移動方向と同じになり得る。
(6-4)第4の基準
一のスキャン領域SCAに複数の加工領域FAが設定されている場合には、制御装置2は、各加工領域FAのそれぞれの移動方向を、直前のスキャン動作が完了した時点での加工光ELkの照射位置に最も近い端部を有する加工領域FAから順にスキャン動作が行われ、且つ、各加工領域FA内では、直前のスキャン動作が完了した時点での加工光ELkの照射位置に近い方の端部から直前のスキャン動作が完了した時点での加工光ELkの照射位置から遠い方の端部に向かって目標照射領域EAが移動するという第4の基準を満たすように設定してもよい。
一のスキャン領域SCAに複数の加工領域FAが設定されている場合には、制御装置2は、各加工領域FAのそれぞれの移動方向を、直前のスキャン動作が完了した時点での加工光ELkの照射位置に最も近い端部を有する加工領域FAから順にスキャン動作が行われ、且つ、各加工領域FA内では、直前のスキャン動作が完了した時点での加工光ELkの照射位置に近い方の端部から直前のスキャン動作が完了した時点での加工光ELkの照射位置から遠い方の端部に向かって目標照射領域EAが移動するという第4の基準を満たすように設定してもよい。
以下、このような第4の基準を満たすように設定される目標照射領域EAの移動方向について、図59を参照しながら説明する。図59は、第4の基準を満たすように移動方向が設定された場合の目標照射領域EAの移動軌跡の一例を示す平面図である。
図59は、加工ショット領域SAに5つのスキャン領域SCA#1からスキャン領域SCA#5が設定され、スキャン領域SCA#1からスキャン領域SCA#4に加工領域FA#1から加工領域FA#4がそれぞれ設定され、且つ、スキャン領域SCA#5に3つの加工領域FA#51からFA#53が設定されている例を示している。尚、スキャン領域SCA#1からスキャン領域SCA#4に加工領域FA#1から加工領域FA#4については、図57に示す加工領域FA#1からFA#4と同一であるものとする。このため、スキャン領域SCA#1からSCA#4(加工領域FA#1からFA#4)に対するスキャン動作の説明については、図57に示すスキャン動作と同一であるため、その説明を省略する。
スキャン領域SCA#4(加工領域FA#4)に対するスキャン動作が完了した後、加工システムSYSkは、スキャン領域SCA#5内の加工領域FA#51からFA#53に対して順にスキャン動作を行う。ここで、加工領域FA#51の-Y側の端部及び+Y側の端部、加工領域FA#52の-Y側の端部及び+Y側の端部並びに加工領域FA#53の-Y側の端部よりも、加工領域FA#53の+Y側の端部の方が、直前のスキャン動作が完了した時点での加工光ELkの照射位置である加工領域FA#4の加工終了位置F_end#4に近い。このため、スキャン領域SCA#5では、まず加工領域FA#53に対してスキャン動作が行われる。上述したように、加工領域FA#53における目標照射領域EAの移動方向は、加工終了位置F_end#4に近い方の端部から加工終了位置F_end#4から遠い方の端部に向かう方向となるように予め設定される。つまり、加工領域FA#53の+Y側の端部が、加工領域FA#53の加工開始位置F_start#53に設定され、加工領域FA#53の-Y側の端部が、加工領域FA#53の加工終了位置F_end#53に設定される。つまり、加工領域FA#53における目標照射領域EAの移動方向は、-Y方向に設定される。
このため、加工システムSYSkは、まずは、目標照射領域EAが加工領域FA#4の加工終了位置F_end#4から加工領域FA#53の加工開始位置F_start#53まで移動するように、ステップ動作を行う。その後、加工システムSYSkは、加工領域FA#53に対してスキャン動作(-Y)を行う。
その後、加工システムSYSkは、スキャン領域SCA#5内の未加工の加工領域FA#51からFA#52に対してスキャン動作を行う。ここで、加工領域FA#51の-Y側の端部及び+Y側の端部、並びに、加工領域FA#52の-Y側の端部よりも、加工領域FA#52の+Y側の端部の方が、直前のスキャン動作が完了した時点での加工光ELkの照射位置である加工領域FA#53の加工終了位置F_end#53に近い。このため、スキャン領域SCA#5では、加工領域FA#53の次に、加工領域FA#52に対してスキャン動作が行われる。上述したように、加工領域FA#52における目標照射領域EAの移動方向は、加工終了位置F_end#53に近い方の端部から加工終了位置F_end#53から遠い方の端部に向かう方向となるように予め設定される。つまり、加工領域FA#52の+Y側の端部が、加工領域FA#52の加工開始位置F_start#52に設定され、加工領域FA#52の-Y側の端部が、加工領域FA#52の加工終了位置F_end#52に設定される。つまり、加工領域FA#52における目標照射領域EAの移動方向は、-Y方向に設定されている。
このため、加工システムSYSkは、まずは、目標照射領域EAが加工領域FA#53の加工終了位置F_end#53から加工領域FA#52の加工開始位置F_start#52まで移動するように、ステップ動作を行う。その後、加工システムSYSkは、加工領域FA#52に対してスキャン動作(-Y)を行う。
その後、加工システムSYSkは、スキャン領域SCA#5内の未加工の加工領域FA#51に対してスキャン動作を行う。加工領域FA#51における目標照射領域EAの移動方向は、直前のスキャン動作が完了した時点での加工光ELkの照射位置である加工領域FA#52の加工終了位置F_end#52に近い方の端部から加工終了位置F_end#52から遠い方の端部に向かう方向となるように予め設定されている。つまり、加工領域FA#51の+Y側の端部が、加工領域FA#51の加工開始位置F_start#51に設定され、加工領域FA#51の-Y側の端部が、加工領域FA#51の加工終了位置F_end#51に設定されている。つまり、加工領域FA#51における目標照射領域EAの移動方向は、-Y方向に設定されている。
このため、加工システムSYSkは、まずは、目標照射領域EAが加工領域FA#52の加工終了位置F_end#52から加工領域FA#51の加工開始位置F_start#51まで移動するように、ステップ動作を行う。その後、加工システムSYSkは、加工領域FA#51に対してスキャン動作(-Y)を行う。
このように第4の基準を満たすように移動方向が設定された目標照射領域EAのステップ動作における移動量もまた、複数のスキャン領域SCAにおける目標照射領域EAの移動方向が全て同じである場合におけるステップ動作による目標照射領域EAの移動量よりも少なくなる。従って、第4の基準は、ステップ移動量基準及びステップ移動時間基準のそれぞれの一例であると言える。
また、第4の基準を満たすように目標照射領域EAの移動方向が設定された場合には、場合によっては、スキャン動作(非照射)による目標照射領域EAのおける移動量が少なくなる可能性がある。例えば、図60は、図59に示す加工領域FA#1からFA#4及びFA#51からFA#53における目標照射領域EAの移動方向が、第1の基準を満たすように設定された場合の目標照射領域EAの移動軌跡を示している。図59及び図60から分かるように、第4の基準を満たすように目標照射領域EAの移動方向が設定される場合には、第1の基準を満たすように目標照射領域EAの移動方向が設定される場合と比較して、特にスキャン領域SCA#5内で行われるスキャン動作(非照射)による目標照射領域EAの移動量及び移動時間が短くなる可能性がある。従って、第4の基準は、スキャン移動量基準(非照射)及びスキャン移動時間基準(非照射)のそれぞれの一例であると言える。
尚、マルチビーム光学系112を備える加工システムSYSkに限らず、加工対象物Sを加工してリブレット構造を形成する任意の加工システムが、スキャン方向と凹状構造CP1とを揃えてもよい。同様に、加工対象物Sを加工してリブレット構造を形成する任意の加工システムが、目標照射領域EAの移動方向を変更してもよい。つまり、加工システムSYSkは、マルチビーム光学系112を備えていなくてもよい。
第11実施形態の加工システムSYSkは、上述した第2実施形態の加工システムSYSbから第10実施形態の加工システムSYSjの少なくとも一つに特有の構成要件を備えていてもよい。第10実施形態の加工システムSYSjに特有の構成要件は、拡大ビーム光学系1181jに関する構成要件を含む。
(12)その他の変形例
上述した説明では、加工システムSYSは、複数の加工光ELkを塗装膜SFの表面上で走査させるために、ガルバノミラー113で加工光ELkを偏向している。しかしながら、加工装置1は、ガルバノミラー113で加工光ELkを偏向することに加えて又は代えて、塗装膜SFに対して光照射装置11を相対的に移動させることで、複数の加工光ELkを塗装膜SFの表面上で走査させてもよい。つまり、制御装置2は、駆動系12を制御して、塗装膜SFの表面を加工光ELkが走査するように光照射装置11を塗装膜SFに対して相対的に移動させてもよい。
上述した説明では、加工システムSYSは、複数の加工光ELkを塗装膜SFの表面上で走査させるために、ガルバノミラー113で加工光ELkを偏向している。しかしながら、加工装置1は、ガルバノミラー113で加工光ELkを偏向することに加えて又は代えて、塗装膜SFに対して光照射装置11を相対的に移動させることで、複数の加工光ELkを塗装膜SFの表面上で走査させてもよい。つまり、制御装置2は、駆動系12を制御して、塗装膜SFの表面を加工光ELkが走査するように光照射装置11を塗装膜SFに対して相対的に移動させてもよい。
駆動系12が光照射装置11を塗装膜SFに対して相対的に移動させる目的の一つは、上述したように加工光ELkを塗装膜SFの表面上で走査させることである。このため、光照射装置11が移動しなくても加工光ELkによる塗装膜SFの走査が実現できる場合には、光照射装置11は移動しなくてもよい。つまり、加工システムSYSは、駆動系12を備えていなくてもよい。
駆動系12が光照射装置11を塗装膜SFに対して相対的に移動させる目的の一つは、収容装置13の収容空間SPに複数の加工ショット領域SAが収容される場合において、収容装置13及び支持装置14を移動させることなく、複数の加工ショット領域SAを順に加工光ELkで走査するためである。このため、収容空間SPに単一の加工ショット領域SAが収容される場合には、光照射装置11は移動しなくてもよい。つまり、加工システムSYSは、駆動系12を備えていなくてもよい。
上述した説明では、加工装置1は、収容装置13と、支持装置14と、駆動系15と、排気装置16と、気体供給装置17とを備えている。しかしながら、加工装置1は、加工対象物Sを加工可能である限りは、収容装置13、支持装置14、駆動系15、排気装置16及び気体供給装置17の少なくとも一つを備えていなくてもよい。加工装置1は、加工対象物Sを加工可能である限りは、収容装置13、支持装置14、駆動系15、排気装置16及び気体供給装置17の少なくとも一部を備えていなくてもよい。更に、上述した収容装置13、支持装置14、駆動系15、排気装置16及び気体供給装置17のそれぞれの構造は一例に過ぎず、加工装置1は、上述した構造とは異なる構造を有する収容装置13、支持装置14、駆動系15、排気装置16及び気体供給装置17の少なくとも一つを備えてもよい。
上述した説明では、加工システムSYSは、加工対象物Sの表面上に、塗装膜SFによるリブレット構造を形成している。しかしながら、加工システムSYSは、加工対象物Sの表面上に、任意の形状を有する塗装膜SFによる任意の構造を形成してもよい。この場合であっても、形成するべき構造に応じた走査軌跡に沿って塗装膜SFの表面を加工光ELkが走査するように制御装置2が光照射装置11等を制御すれば、任意の形状を有する任意の構造が形成可能である。任意の構造の一例としては、規則的又は不規則的に形成されたマイクロ・ナノメートルオーダの微細テクスチャ構造(典型的には、凹凸構造)があげられる。このような微細テクスチャ構造は、流体(気体及び/又は液体)による抵抗を低減させる機能を有するサメ肌構造及びディンプル構造の少なくとも一方を含んでいてもよい。微細テクスチャ構造は、撥液機能及びセルフクリーニング機能の少なくとも一方を有する(例えば、ロータス効果を有する)ハスの葉表面構造を含んでいてもよい。微細テクスチャ構造は、液体輸送機能を有する微細突起構造(米国特許公開第2017/0044002号公報参照)、親液性機能を有する凹凸構造、防汚機能を有する凹凸構造、反射率低減機能及び撥液機能の少なくとも一方を有するモスアイ構造、特定波長の光のみを干渉で強めて構造色を呈する凹凸構造、ファンデルワールス力を利用した接着機能を有するピラーアレイ構造、空力騒音低減機能を有する凹凸構造、及び、液滴捕集機能を有するハニカム構造等の少なくとも一つを含んでいてもよい。
上述した説明では、加工システムSYSは、加工光ELkの照射によって塗装膜SFを蒸発させることで、塗装膜SFを除去している。しかしながら、加工システムSYSは、加工光ELkの照射によって塗装膜SFを蒸発させることに加えて又は代えて、加工光ELkの照射によって塗装膜SFの性質を変えることで塗装膜SFを除去してもよい。例えば、加工システムSYSは、加工光ELkの照射によって塗装膜SFを溶融させ、溶融させた塗装膜SFを除去することで塗装膜SFを除去してもよい。例えば、加工システムSYSは、加工光ELkの照射によって塗装膜SFを脆くし、脆くした塗装膜SFを剥離することで塗装膜SFを除去してもよい。上述した説明では、加工システムSYSは、加工対象物Sの表面に形成された塗装膜SFをアブレーション加工している。しかしながら、加工システムSYSは、加工対象物Sの表面に形成された塗装膜SFの一部を熱加工によって除去してもよい。
上述した説明では、加工システムSYSは、塗装膜SFを除去することで凹部C(或いは、凹状構造CP1、又は、当該凹状構造CP1によるリブレット構造等の任意の構造)を形成している。つまり、加工システムSYSは、塗装膜SFを部分的に薄くするように塗装膜SFを加工している。しかしながら、加工システムSYSは、塗装膜SFを部分的に薄くすることに加えて又は代えて、塗装膜SFを部分的に厚くするように塗装膜SFを加工してもよい。つまり、加工システムSYSは、塗装膜SFを除去することで凹部Cを形成することに加えて又は代えて、塗装膜SFを付加することで凸部(或いは、凸状構造CP2又は、当該凸状構造CP2による任意の構造)を形成してもよい。例えば、加工システムSYSは、塗装膜SFの第1部分に加工光ELkを照射することで第1部分の塗装膜SFを除去し、その後、除去した塗装膜SFを塗装膜SFの第2部分に定着させることで、当該第2部分における塗装膜SFを相対的に厚くしてもよい(つまり、第2部分に凸部を形成してもよい)。
上述した説明では、加工システムSYSは、加工対象物Sの表面に形成された塗装膜SFを加工している。しかしながら、加工システムSYSは、加工対象物Sの表面に形成された、塗装膜SF以外の任意の被膜を加工してもよい。或いは、加工システムSYSは、複数の層が積層された構造体を加工してもよい。具体的には、加工システムSYSは、構造体を構成する複数の層のうちの少なくとも一つの層(典型的には、最も表面側の層を含む少なくとも一つの層)を加工してもよい。加工システムSYSは、構造体を構成する複数の層のうちの少なくとも一つの層を加工して、当該層による構造を形成してもよい。この場合、加工される少なくとも一つの層が上述した塗装膜SFの相当し、当該少なくとも一つの層以外の他の層が加工対象物Sに相当する。或いは、加工システムSYSは、加工対象物Sそのものを加工してもよい。つまり、加工システムSYSは、表面に塗装膜SF又は任意の被膜が形成されていない加工対象物Sを加工してもよい。
上述した説明では、加工システムSYSは、加工対象物Sの表面の流体に対する抵抗を低減させるためのリブレット構造を加工対象物Sに形成している。しかしながら、加工システムSYSは、表面の流体に対する抵抗を低減させるためのリブレット構造とは異なるその他の構造を加工対象物Sに形成してもよい。例えば、加工システムSYSは、流体と加工対象物Sの表面とが相対的に移動するときに発生する騒音を低減するためのリブレット構造を加工対象物Sに形成してもよい。例えば、加工システムSYSは、加工対象物Sの表面上の流体の流れに対して渦を発生する構造を加工対象物Sに形成してもよい。例えば、加工システムSYSは、加工対象物Sの表面に疎水性を与えるための構造を加工対象物Sに形成してもよい。
上述した説明では、光源光ELoを複数の加工光ELkに分岐するマルチビーム光学系112は、加工対象物Sを加工する加工システムSYSが備えている。しかしながら、光(特に、複数の光)を用いて所望の動作を行う任意の装置が、上述したマルチビーム光学系112(或いは、その変形例)を備えていてもよい。この場合、任意の装置は、マルチビーム光学系112が射出する複数の光(つまり、複数の加工光ELk)を用いて所望の動作を行ってもよい。尚、任意の装置の一例として、計測対象物に対して光を照射して計測対象物の特性を計測する計測装置、及び、露光対象物(例えば、レジストが塗布された基板)に対して光を照射して露光対象物を露光する露光装置の少なくとも一つがあげられる。
上述した説明では、複数のスキャン領域SCAは互いに重畳していないが、複数のスキャン領域を互いに重畳させてもよい。図61は、加工ショット領域SA内に設定される、互いに重畳したスキャン領域SCA#1及びSCA#2を示している。各スキャン領域SCAは、1回のスキャン動作(つまり、ステップ動作を挟まない一連のスキャン動作)で照射される加工光ELkによって走査される領域である。各スキャン領域SCAは、1回のスキャン動作で複数の目標照射領域EAが移動する領域である。この場合、1回のスキャン動作で、目標照射領域EAは、各スキャン領域SCAのスキャン開始位置SC_startからスキャン終了位置SC_endに向かって移動する。このようなスキャン領域SCAは、典型的には、Y軸方向(つまり、加工光ELkの走査方向)に沿って延びる領域となる。複数のスキャン領域SCAは、X軸方向(つまり、加工光ELkの走査方向に交差する方向)に沿って並ぶ。
この場合、加工システムは、例えば、ある加工ショット領域SAに設定される複数のスキャン領域SCAのうち最も+X側又は最も-X側に位置する一のスキャン領域SCAからスキャン動作を開始する。例えば、図61は、加工システムSYSが、最も-X側に位置するショット領域SCA#1からスキャン動作を開始する例を示している。
スキャン領域SCA#1に対するスキャン動作が完了した後、加工システムは、スキャン領域SCA#1と一部重畳するスキャン領域SCA#2に対してスキャン動作を行うために、ステップ動作を行う。具体的には、制御装置2は、スキャン領域SCA#1に対してX軸方向に沿って隣接するスキャン領域SCA#2のスキャン開始位置SC_start#2(例えば、スキャン領域SCA#2内の-Y側の端部又はその近傍)に対して加工光ELkを照射可能となるように、ガルバノミラー113を制御する。このとき、制御装置2は、スキャン領域SCA#1とスキャン領域SCA#2とがスキャン方向(Y軸方向)と交差する方向(典型的にはX軸方向)において一部重畳するように、スキャン領域SCA#2のスキャン開始位置SC_start#2に目標照射領域EAを設定する。
このように、複数の目標照射領域EAのうちの少なくとも2つが少なくとも部分的に重なる場合は、複数の目標照射領域EAのうちの少なくとも2つが同時に重なる場合と、複数の目標照射領域EAのうちの少なくとも2つが時間差をおいて重なる場合(例えば、複数の目標照射領域EAのうちの少なくとも2つが、時間差をおいて塗装膜SF上の少なくとも部分的に同じ位置に位置する場合)とを含む。
尚、このとき、スキャン領域SCA#1とスキャン領域SCA#2とをスキャン方向(Y軸方向)と交差する方向(典型的にはX軸方向)において全部重畳させてもよい。
また、光源110がパルス光を光源光ELoとして射出する場合、複数のパルス光のうち一のパルス光と別のパルス光とを塗装膜SF上において互いにオーバーラップさせてもよい。別の言い方をすると、複数のパルス光のうち一のパルス光が向かう目標照射領域EAと、別のパルス光が向かう目標照射領域EAとが互いに重畳していてもよい。ここで、異なるパルス光による複数の目標照射領域EA同士の重なり状態は変更可能であってもよい。
また、複数回のスキャン動作によって1つのスキャン領域を走査(掃引)してもよい。この場合、光源110がパルス光を射出するとき、図62(a)から図62(c)に示すように、1回目の加工光ELkによる目標照射領域EA1と、2回目の加工光ELkによる目標照射領域EA2と、3回目の加工光ELkによる目標照射領域EA3とを互いに異なる位置に設定してもよい。より詳細には、スキャン方向において、1回目の加工光ELkによる目標照射領域EA1と、2回目の加工光ELkによる目標照射領域EA2と、3回目の加工光ELkによる目標照射領域EA3とを互いに異ならせてもよい。言い換えると、複数回の目標照射領域EAのスキャンを行う際に、各回の目標照射領域EAのスキャン方向の位置を互いに異ならせてもよい。尚、複数回の目標照射領域EAのスキャンを行う際に、各回の目標照射領域EAのスキャン方向は互いに同じであってもよい。これにより、全ての目標照射領域EA1からEA3が同じ位置に重なっていた場合に形成される凹部CP1(図62(d)参照)に比べて、目標照射領域EA1からEA3が異なる位置に設定した場合に形成される凹部CP1(図62(e)参照)の側面の粗さをより平滑にすることができる。
上述した説明では、塗装膜SF上の複数の目標照射領域EAの大きさは同一であった。しかしながら、図63(a)に示すように、複数の目標照射領域EAの大きさが互いに異なっていてもよい。また、上述した説明では、複数の加工光ELkの光軸方向(Z軸方向)の集光位置は、互いに同じ位置であった。しかしながら、図63(b)に示すように、1つの加工光ELkが集光される面CSの光軸方向(Z軸方向)の位置と、他の加工光ELkが集光される位置とを異ならせてもよい。
上述した説明では、加工光ELkの照射によって形成されるリブレットの断面形状はU次形状であった。しかしながら、リブレットの断面形状は、様々な形状であってもよい。例えば、図64(a)に示すように、リブレットの断面形状は、逆台形状の凹部CP1と台形状の凸部CP2とを持つ形状であってもよい。例えば、図64(b)に示すように、リブレットの断面形状は、逆三角形状の凹部CP1と三角形状の凸部CP2とを持つ形状、例えば、図64(c)に示すように、リブレットの断面形状は、逆台形状の凹部CP1と三角形状の凸部CP2とを持つ形状であってもよい。このような形状は、複数の加工光ELkの重なり状態を変えることによって得ることができる。
上述した説明では、複数回の目標照射領域のスキャンを行う際に、各回の目標照射領域EAのスキャン方向の位置を互いに異ならせていた。しかしながら、複数回の目標照射領域EAのスキャンを行う際に、塗装膜SF(加工対象物S)上における各回の目標照射領域EAのスキャン方向と交差する方向の位置を互いに異ならせてもよい。図65(a)から(h)を参照して説明する。図65(a)は、1回目の加工光EAによる目標照射領域EA1をスキャン方向(図中左右方向)に走査(掃引)した状態を示す図であり、この目標照射領域EA1の走査により、塗装膜SFには、図65(b)に示す凹部CP11が形成される。そして、図65(c)に示すように、1回目の目標照射領域EA1の走査軌跡に対して、塗装膜SF上におけるスキャン方向と交差する方向で、目標照射領域EA1と一部重畳するように、目標照射領域EA2を走査(掃引)させると、図65(d)に示すように、塗装膜SF上に、凹部CP11よりも幅の広い凹部FCP12が形成される。
次に、図65(e)に示すように、2回目の目標照射領域EA2の走査軌跡に対して、塗装膜SF上におけるスキャン方向と交差する方向で、目標照射領域EA2と隣接するように(重畳しないように)、目標照射領域EA3を走査(掃引)させると、図25(f)に示すように、凹部CP12の隣に凹部CP13が形成されると共に、凹部CP12と凹部CP13との間に凸部CP21が形成される。そして、図65(g)に示すように、3回目の目標照射領域EA3の走査軌跡に対して、塗装膜SF上におけるスキャン方向と交差する方向で、目標照射領域EA3と一部重畳するように、目標照射領域EA4を走査(掃引)させると、図65(h)に示すように、塗装膜SF上に、凹部CP13よりも幅の広い凹部FCP14が形成される。
尚、図65(a)から図65(h)までに示した例では、複数回の目標照射領域EA1からEA4の走査を非同時に行ったが、同時に行ってもよい。
(13)付記
以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
[付記1]
物体に加工光を照射して前記物体を加工する加工システムであって、
入射光を、第1光と第2光とに分岐する第1光学系と、
前記第1光学系からの前記第1光を、第3光として前記第1光学系に戻す第2光学系と、
前記第1光学系からの前記第2光を、第4光として前記第1光学系に戻す第3光学系と
を備え、
前記第1光学系は、前記第2光学系からの前記第3光及び前記第3光学系からの前記第4光を、前記物体の表面上の異なる位置に照射される複数の前記加工光として射出する
加工システム。
[付記2]
前記第1光学系から射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記第1光学系から射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とは交差する
付記1に記載の加工システム。
[付記3]
物体に加工光を照射して前記物体を加工する加工システムであって、
入射光を、第1光と第2光とに分岐する第1光学系と、
前記第1光学系からの前記第1光を、第3光として前記第1光学系に戻す第2光学系と、
前記第1光学系からの前記第2光を、第4光として前記第1光学系に戻す第3光学系と
を備え、
前記第1光学系は、前記第2光学系からの前記第3光及び前記第3光学系からの前記第4光を、複数の前記加工光として射出し、
前記第1光学系から射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記第1光学系から射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とは交差する
加工システム。
[付記4]
前記第1光学系から射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記第1光学系から射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とが交差するように、前記第1光から前記第4光の少なくとも一つを反射及び/又は屈折させる光学素子を更に備える
付記1から3のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記5]
前記第1光学系から射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記第1光学系から射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とが交差する交差角度を変更する交差角度変更装置を更に備える
付記1から4のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記6]
前記交差角度変更装置を用いて前記交差角度を変更して、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記5に記載の加工システム。
[付記7]
所望のパターン構造が前記物体に形成されるように、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する照射位置変更装置を更に備える
付記1から6のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記8]
前記パターン構造は、一の方向に延在する凸状構造又は凹状構造が、前記一の方向に交差する他の方向に沿って複数配列された周期構造を含み、
前記照射位置変更装置は、前記物体の表面に交差する方向における前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の高さ、前記物体の表面に沿った方向における前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の幅、前記物体の表面に交差する軸を含む前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の断面の形状、並びに、前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の配列ピッチの少なくとも一つに基づいて、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記7に記載の加工システム。
[付記9]
前記照射位置変更装置は、前記一の方向における前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記8に記載の加工システム。
[付記10]
前記照射位置変更装置を用いて前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更して、前記複数の加工光のうちの少なくとも2つの加工光で同じ前記凸状構造又は前記凹状構造を形成する
付記9に記載の加工システム。
[付記11]
前記照射位置変更装置を用いて前記複数の加工光のうちの少なくとも2つの加工光の照射位置を前記物体の表面上において少なくとも部分的に重複させて、前記少なくとも2つの加工光で同じ前記凸状構造又は前記凹状構造を形成する
付記10に記載の加工システム。
[付記12]
前記照射位置変更装置は、前記複数の加工光のうちの少なくとも2つの加工光の照射位置が前記物体の表面上において少なくとも部分的に重複するように、前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記7から11のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記13]
前記第1光学系は、前記入射光のうちの第1の状態にある光成分を反射する一方で、前記入射光のうちの前記第1の状態とは異なる第2の状態にある光成分を透過する第1光学面を備えており、前記第1光学面を用いて、前記入射光を、前記第1の状態にある前記第1光と前記第2の状態にある前記第2光とに分岐し、
前記第2光学系は、前記第1光学系からの前記第1光を前記第2の状態にある光に変換して、変換した光を前記第3光として前記第1光学面に戻し、
前記第3光学系は、前記第1光学系からの前記第2光を前記第1の状態にある光に変換して、変換した光を前記第4光として前記第1光学面に戻し、
前記第1光学系は、前記第1光学面を透過した前記第2光学系からの前記第3光及び前記第1光学面で反射した前記第3光学系からの前記第4光を、前記複数の加工光として射出する
付記1から12のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記14]
物体に加工光を照射して前記物体を加工する加工システムであって、
入射光のうちの第1の状態にある第1光を反射する一方で、前記入射光のうちの前記第1の状態とは異なる第2の状態にある第2光を透過する第1光学面を有する第1光学系と、
前記第1光学系からの前記第1光を前記第2の状態にある第3光に変換して、前記第3光を前記第1光学面に戻す第2光学系と、
前記第1光学系からの前記第2光を前記第1の状態にある第4光に変換して、前記第4光を前記第1光学面に戻す第3光学系と
を備え、
前記第1光学系は、前記第1光学面を透過した前記第2光学系からの前記第3光及び前記第1光学面で反射した前記第3光学系からの前記第4光を、前記物体の表面上の異なる位置に照射される複数の加工光として射出する
加工システム。
[付記15]
前記第1の状態は、s偏光及びp偏光のいずれか一方となる状態を含み、
前記第2の状態は、s偏光及びp偏光のいずれか他方となる状態を含む
付記13又は14に記載の加工システム。
[付記16]
前記第1光学系は、偏光ビームスプリッタを含み、
前記第2光学系は、光を反射する第1反射面を有する第1反射光学素子、及び、前記第1光学面と前記第1反射面との間の光路上に配置される第1の1/4波長板を含み、
前記第3光学系は、光を反射する第2反射面を有する第2反射光学素子、及び、前記第1光学面と前記第2反射面との間の光路上に配置される第2の1/4波長板を含む
付記15に記載の加工システム。
[付記17]
前記第1光学系からの光の前記第1反射面に対する第1入射角度と、前記第1光学系からの光の前記第2反射面に対する第2入射角度とが異なる
付記16に記載の加工システム。
[付記18]
前記第1光学系からの光の前記第1反射面に対する第1入射角度及び前記第1光学系からの光の前記第2反射面に対する第2入射角度の少なくとも一方を変更する入射角度変更装置を更に備える
付記16又は17に記載の加工システム。
[付記19]
前記入射角度変更装置を用いて前記第1及び第2入射角度の少なくとも一方を変更して、前記第1光学系から射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記第1光学系から射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とが交差する交差角度を変更する
付記18に記載の加工システム。
[付記20]
前記入射角度変更装置を用いて前記第1及び第2入射角度の少なくとも一方を変更して、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記18又は19に記載の加工システム。
[付記21]
前記入射角度変更装置は、前記第1及び第2反射面の少なくとも一方を移動して、前記第1及び第2入射角度の少なくとも一方を変更する
付記18から20のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記22]
前記第1光学系から射出される前記複数の加工光を前記物体の表面に集光する第4光学系と、
前記第1光学系と前記第4光学系との間における前記複数の加工光の光路上に配置される第5光学系と
を更に備え、
前記第5光学系が配置されている場合には、前記第5光学系が配置されていない場合と比較して、前記第4光学系の瞳面上で前記複数の加工光がそれぞれ通過する複数の領域のずれが少なくなる
付記1から21のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記23]
前記第5光学系の射出側焦点面は、前記第4光学系の入射面に設定される
付記22に記載の加工システム。
[付記24]
前記第4光学系は、ガルバノスキャナとfθレンズとを含み、
前記第5光学系の射出側焦点面は、fθレンズの入射面に設定される
付記22又は23に記載の加工システム。
[付記25]
それぞれが前記第1、第2及び第3光学系を備える第1の光学ユニット及び第2の光学ユニットを備えており、
前記第1の光学ユニットから射出される前記複数の加工光のそれぞれが、前記第2の光学ユニットに前記入射光として入射する
付記1から24のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記26]
前記第1の光学ユニットと前記第2の光学ユニットとの間における光路上に、前記第1の光学ユニットから射出される前記複数の加工光の偏光状態を変更する変換光学素子を更に備える
付記25に記載の加工システム。
[付記27]
前記変換光学素子は、波長板を含む
付記26に記載の加工システム。
[付記28]
前記第1の光学ユニットから射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記第1の光学ユニットから射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とが交差する交差角度は、前記第2の光学ユニットから射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記第2の光学ユニットから射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とが交差する交差角度よりも小さい
付記25から27のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記29]
前記第1光学系が射出する前記複数の加工光のうちの少なくとも一つの強度を調整する調整装置を更に備える
付記1から28のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記30]
前記調整装置は、前記第1光学系が射出する前記複数の加工光の強度が同じになるように、前記前記複数の加工光の強度を調整する
付記29に記載の加工システム。
[付記31]
前記調整装置は、前記第1光学系が射出する前記複数の加工光の強度が異なるものとなるように、前記前記複数の加工光の強度を調整する
付記29に記載の加工システム。
[付記32]
前記調整装置は、前記入射光が前記第1光学系に入射する前に通過する通過光学系を含む
付記29から31のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記33]
前記通過光学系は、波長板を含む
付記32に記載の加工システム。
[付記34]
前記調整装置は、前記第1光学系からの前記第1光及び前記第2光の強度を検出する検出装置と、前記検出結果に基づいて、前記入射光の進行方向に沿った軸周りに前記波長板を回転駆動する駆動装置とを含む
付記33に記載の加工システム。
[付記35]
前記駆動装置は、前記検出結果に基づいて、前記入射光の進行方向に交差する面内での前記波長板の光学軸の方向が、前記第1光学系から前記加工光として射出される前記第3光の強度を第1所望強度とし且つ前記第1光学系から前記加工光として射出される前記第4光の強度を第2所望強度とすることが可能な所望方向となるように、前記波長板を回転駆動する
付記34に記載の加工システム。
[付記36]
前記通過光学系は、
前記第1光学系に入射する前の前記入射光を、第5光と第6光とに分岐する第6光学系と、
前記第6光学系からの前記第5光を、第7光として前記第6光学系に戻す第7光学系と、
前記第6光学系からの前記第6光を、第8光として前記第6光学系に戻す第8光学系と
を含み、
前記第6光学系は、前記第7光学系からの前記第7光及び前記第8光学系からの前記第8光を合成した光を、前記第1光学系に入射する前記入射光として射出し、
前記第6光学系からの前記第7光の進行方向に沿った軸と前記第6光学系からの前記第8光の進行方向に沿った軸とは平行である
付記32から35のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記37]
前記第6光学系は、前記第1光学系に入射する前の前記入射光のうちの第1の状態にある光成分を反射する一方で、前記入射光のうちの前記第1の状態とは異なる第2の状態にある光成分を透過する第2光学面を備え、前記第2光学面を用いて、前記第1光学系に入射する前の前記入射光を、前記第1の状態にある前記第5光と前記第2の状態にある前記第6光とに分岐し、
前記第7光学系は、前記第6光学系からの前記第5光を前記第2の状態にある光に変換して、変換した光を前記第7光として前記第2光学面に戻し、
前記第8光学系は、前記第6光学系からの前記第6光を前記第1の状態にある光に変換して、変換した光を前記第8光として前記第2光学面に戻し、
前記第6光学系は、前記第7光学系からの前記第7光及び前記第8光学系からの前記第8光を前記第2光学面を介して合成して、前記第1光学系に入射する前記入射光として射出する
付記36に記載の加工システム。
[付記38]
前記第1の状態は、s偏光及びp偏光のいずれか一方となる状態を含み、
前記第2の状態は、s偏光及びp偏光のいずれか他方となる状態を含む
付記37に記載の加工システム。
[付記39]
前記第6光学系は、偏光ビームスプリッタを含み、
前記第7光学系は、光を反射する第3反射面を有する第3反射光学素子、及び、前記第2光学面と前記第3反射面との間の光路上に配置される第3の1/4波長板を含み、
前記第8光学系は、光を反射する第4反射面を有する第4反射光学素子、及び、前記第2光学面と前記第4反射面との間の光路上に配置される第4の1/4波長板を含む
付記37又は38に記載の加工システム。
[付記40]
前記第1光学系から射出される前記複数の加工光を、複数の前記入射光としてそれぞれ前記第1光学系に戻す第9光学系を更に備える
付記1から39のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記41]
前記第9光学系は、前記第1光学系から射出される前記複数の加工光のそれぞれの偏光状態を変更し、偏光状態が変更された光を前記入射光として前記第1光学系に戻す
付記40に記載の加工システム。
[付記42]
前記第9光学系は、光を反射する第5反射面を有する第5反射光学素子、及び、前記第1光学面と前記第5反射面との間の光路上に配置される波長板を含む
付記40又は41に記載の加工システム。
[付記43]
前記波長板は、前記第1光学系から射出される前記複数の加工光のそれぞれの偏光状態を変更して、偏光状態が変更された光を前記入射光として前記第1光学系に戻すことが可能な特性を有する
付記42に記載の加工システム。
[付記44]
前記第9光学系は、光を反射する第5反射面を有し且つ光学軸が前記第1光学系から射出される前記複数の加工光の偏光面に対して交差する位置関係にある第5反射光学素子を含む
付記40又は41に記載の加工システム。
[付記45]
前記第5反射光学素子の光学軸は、前記第1光学系から射出される前記複数の加工光の偏光面に対して22.5度の角度で交差する位置関係にある
付記44に記載の加工システム。
[付記46]
前記第1光学系は、第1の前記入射光を複数の第1の前記加工光に分岐して前記第9光学系に射出し、
前記第9光学系は、前記複数の第1の加工光を複数の第2の前記入射光として前記第1光学系に戻し、
前記第1光学系は、前記複数の第2の入射光の夫々を複数の第2の前記加工光に分岐して射出し、
前記第1光学系内において、前記第1の入射光を前記複数の第1の加工光に分岐する過程での光路と、前記複数の第2の入射光を前記複数の第2の加工光に分岐する過程での光路とは、光学的に分離されている
付記40から45のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記47]
前記第2光学系は、前記第1の入射光を前記複数の第1の加工光に分岐する過程での第1光路中に配置され且つ前記第1光路で前記第1光を前記第3光として前記第1光学系に戻す光学素子と、前記複数の第2の入射光を前記複数の第2の加工光に分岐する過程での第2光路中に配置され且つ前記第2光路で前記第1光を前記第3光として前記第1光学系に戻す光学素子とを別個に備えている
付記40から46のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記48]
前記第2光学系は、前記第1の入射光を前記複数の第1の加工光に分岐する過程での第1光路中に配置され且つ前記第1光路で前記第1光を前記第3光として前記第1光学系に戻すと共に、前記複数の第2の入射光を前記複数の第2の加工光に分岐する過程での第2光路中に配置され且つ前記第2光路で前記第1光を前記第3光として前記第1光学系に戻す光学素子を備えている
付記40から46のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記49]
前記第3光学系は、前記第1の入射光を前記複数の第1の加工光に分岐する過程での第3光路中に配置され且つ前記第3光路で前記第2光を前記第4光として前記第1光学系に戻す光学素子と、前記複数の第2の入射光を前記複数の第2の加工光に分岐する過程での第4光路中に配置され且つ前記第4光路で前記第2光を前記第4光として前記第1光学系に戻す光学素子とを別個に備えている
付記40から48のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記50]
前記第3光学系は、前記第1の入射光を前記複数の第1の加工光に分岐する過程での第3光路中に配置され且つ前記第3光路で前記第2光を前記第4光として前記第1光学系に戻すと共に、前記複数の第2の入射光を前記複数の第2の加工光に分岐する過程での第4光路中に配置され且つ前記第4光路で前記第2光を前記第4光として前記第1光学系に戻す光学素子を備えている
付記40から49のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記51]
前記第9光学系からの前記複数の入射光が入射した前記第1光学系は、前記第9光学系から前記第1光学系に入射する前記入射光の数よりも多い数の前記加工光を射出する
付記40から50のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記52]
前記第9光学系からの前記複数の入射光が入射した前記第1光学系は、前記第9光学系から前記第1光学系に入射する前記入射光の数の2倍の数の前記加工光を射出する
付記40から51のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記53]
物体に複数の加工光を照射して前記物体を加工する光照射装置と、
所望のパターン構造が前記物体に形成されるように、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する照射位置変更装置と
を備える加工システム。
[付記54]
前記パターン構造は、一の方向に延在する凸状構造又は凹状構造が、前記一の方向に交差する他の方向に沿って複数配列された周期構造を含み、
前記照射位置変更装置は、前記物体の表面に交差する方向における前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の高さ、前記物体の表面に沿った方向における前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の幅、前記物体の表面に交差する軸を含む前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の断面の形状、並びに、前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の配列ピッチの少なくとも一つに基づいて、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記53に記載の加工システム。
[付記55]
前記照射位置変更装置は、前記一の方向における前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記54に記載の加工システム。
[付記56]
前記照射位置変更装置を用いて前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更して、前記複数の加工光のうちの少なくとも2つの加工光で同じ前記凸状構造又は前記凹状構造を形成する
付記54又は55に記載の加工システム。
[付記57]
前記照射位置変更装置を用いて前記複数の加工光のうちの少なくとも2つの加工光の照射位置を前記物体の表面上において少なくとも部分的に重複させて、前記少なくとも2つの加工光で同じ前記凸状構造又は前記凹状構造を形成する
付記56に記載の加工システム。
[付記58]
前記照射位置変更装置は、前記複数の加工光のうちの少なくとも2つの加工光の照射位置が前記物体の表面上において少なくとも部分的に重複するように、前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記53から57のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記59]
前記加工システムは、所望方向に延在するパターン構造を前記物体に形成するように前記物体を加工し、
前記物体の表面に沿った第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動する第1可動装置と、前記物体の表面に沿っており且つ前記第1の方向に交差する第2の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動すると共に、前記第1可動装置よりも重い及び/又は大きい第2可動装置とを更に備え、
前記所望方向に延びる軸と前記第1方向に延びる軸とがなす第1角度が、前記所望方向に延びる軸と前記第2方向に延びる軸とがなす第2角度よりも小さくなるように、前記第1及び第2可動装置が前記表面に対して位置合わせされている
付記1から58のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記60]
物体に加工光を照射して所望方向に延在するパターン構造を前記物体に形成するように前記物体を加工する加工システムであって、
前記物体の表面に沿った第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動する第1可動装置と、
前記物体の表面に沿っており且つ前記第1の方向に交差する第2の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動すると共に、前記第1可動装置よりも重い及び/又は大きい第2可動装置と
を備え、
前記所望方向に延びる軸と前記第1方向に延びる軸とがなす第1角度が、前記所望方向に延びる軸と前記第2方向に延びる軸とがなす第2角度よりも小さくなるように、前記第1及び第2可動装置が前記表面に対して位置合わせされている
加工システム。
[付記61]
前記第1角度が前記第2角度よりも小さくなるように、前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更する相対位置変更装置を更に備える
付記59又は60に記載の加工システム。
[付記62]
前記相対位置変更装置は、前記表面に交差する軸周りに沿った方向における前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更する
付記61に記載の加工システム。
[付記63]
前記相対位置変更装置を用いて、前記第1角度が前記第2角度よりも小さくなるように前記第1及び第2可動装置が前記表面に対して位置合わせされている
付記61又は62に記載の加工システム。
[付記64]
前記第1角度が前記第2角度よりも小さくなることは、前記所望方向に延びる軸が前記第1方向に延びる軸に平行になることを含む
付記59から63のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記65]
前記第1角度が前記第2角度よりも小さくなることは、前記第1角度がゼロ度になることを含む
付記59から64のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記66]
前記加工システムは、所望方向に延在するパターン構造を前記物体に形成するように前記物体を加工し、
前記物体の表面に沿った第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動する第1可動装置と、前記物体の表面に沿っており且つ前記第1の方向に交差する第2の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動すると共に、可動に要する力が前記第1可動装置よりも大きい第2可動装置とを備え、
前記所望方向と前記第1及び第2方向の少なくとも一方との相対位置に基づいて、前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更する相対位置変更装置と
を更に備える付記1から65のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記67]
物体に加工光を照射して所望方向に延在するパターン構造を前記物体に形成するように前記物体を加工する加工システムであって、
前記物体の表面に沿った第1の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動する第1可動装置と、
前記物体の表面に沿っており且つ前記第1の方向に交差する第2の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動すると共に、可動に要する力が前記第1可動装置よりも大きい第2可動装置と、
前記所望方向と前記第1及び第2方向の少なくとも一方との相対位置に基づいて、前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更する相対位置変更装置と
を備える加工システム。
[付記68]
前記第2可動装置は、前記第1可動装置よりも重い及び/又は大きい
付記66又は67に記載の加工システム。
[付記69]
前記相対位置変更装置は、前記所望方向に延びる軸と前記第1方向に延びる軸とがなす第1角度及び前記所望方向に延びる軸と前記第2方向に延びる軸とがなす第2角度の少なくとも一方に基づいて、前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更する
付記66から68のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記70]
前記相対位置変更装置は、前記第1角度が前記第2角度よりも小さくなるように、前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更する
付記69に記載の加工システム。
[付記71]
前記第1角度が前記第2角度よりも小さくなることは、前記所望方向に延びる軸が前記第1方向に延びる軸に平行になることを含む
付記70に記載の加工システム。
[付記72]
前記第1角度が前記第2角度よりも小さくなることは、前記第1角度がゼロ度になることを含む
付記70又は71のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記73]
前記相対位置変更装置は、前記表面に交差する軸周りに沿った方向における前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更する
付記66から72のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記74]
前記第1可動装置は、前記加工光を偏向するように可動して前記第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更する第1偏向装置を含み、
前記第2可動装置は、前記加工光を偏向するように可動して前記第2方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更する第2偏向装置を含む
付記59から73のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記75]
前記第1偏向装置としての第1ミラー及び前記第2偏向装置としての第2ミラーを含むガルバノスキャナを備えている
付記74に記載の加工システム。
[付記76]
前記第1可動装置は、前記加工光を照射する光照射装置及び前記物体の少なくとも一方を前記第1方向に沿って移動させるように可動して前記第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更する第1移動装置を含み、
前記第2可動装置は、前記光照射装置及び前記物体の少なくとも一方を前記第2方向に沿って移動させるように可動して前記第2方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更する第2移動装置を含む
付記59から75のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記77]
前記物体に加工光を照射して前記物体の表面に所望方向に延在するパターン構造を形成するように前記物体を加工する加工装置と
前記パターン構造が形成された前記物体をシミュレートするシミュレーションモデルから生成される前記パターン構造に関するパターン情報に基づいて、前記パターン構造を形成するように前記加工装置を制御する制御装置と
を更に備える付記1から76のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記78]
物体に加工光を照射して前記物体の表面に所望方向に延在するパターン構造を形成するように前記物体を加工する加工装置と
前記パターン構造が形成された前記物体をシミュレートするシミュレーションモデルから生成される前記パターン構造に関するパターン情報に基づいて、前記パターン構造を形成するように前記加工装置を制御する制御装置と
を備える加工システム。
[付記79]
前記パターン構造は、所望方向に延在する凸状構造又は凹状構造が、前記所望方向に交差する他の方向に沿って複数配列された周期構造を含む
付記77又は78に記載の加工システム。
[付記80]
前記パターン構造は、前記物体の流体に対する摩擦抵抗を低減可能なリブレット構造を含む
付記77から79のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記81]
前記シミュレーションモデルは、前記流体内に位置する前記物体をシミュレートする流体シミュレーションモデルを含む
付記80に記載の加工システム。
[付記82]
前記パターン情報は、前記シミュレーションモデルに基づいて前記物体に最適化された前記パターン構造に関する情報を含む
付記77から81のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記83]
前記パターン情報は、前記物体の表面に交差する方向における前記パターン構造の高さ、前記物体の表面に沿った方向における前記パターン構造の幅、前記パターン構造の配列ピッチ、前記パターン構造の形状、及び、前記パターン構造が延在する前記所望方向の少なくとも一つに関する構造情報を含む
付記77から82のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記84]
前記パターン情報は、前記パターン構造を前記物体の表面上のどの位置に形成するかを示す位置情報を含む
付記77から83のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記85]
物体に加工光を照射して前記物体を加工する加工方法であって、
光学系を用いて、入射光を第1光と第2光とに分岐することと、
前記第1光を、第3光として前記光学系に戻すことと、
前記第2光を、第4光として前記光学系に戻すことと、
前記光学系を用いて、前記第3光及び前記第4光を、前記物体の表面上の異なる位置に照射される複数の前記加工光として射出することと
を含む加工方法。
[付記86]
物体に加工光を照射して前記物体を加工する加工方法であって、
光学系を用いて、入射光を第1光と第2光とに分岐することと、
前記第1光を、第3光として前記光学系に戻すことと、
前記第2光を、第4光として前記光学系に戻すことと、
前記光学系を用いて、前記第3光及び前記第4光を、複数の前記加工光として射出することと
を含み、
前記光学系から射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記光学系から射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とは交差する
加工方法。
[付記87]
物体に加工光を照射して前記物体を加工する加工方法であって、
入射光のうちの第1の状態にある第1光を反射する一方で、前記入射光のうちの前記第1の状態とは異なる第2の状態にある第2光を透過する光学面を用いて、前記入射光を前記第1光と前記第2光とに分岐することと、
前記光学面からの前記第1光を前記第2の状態にある第3光に変換して、前記第3光を前記光学面に戻すことと、
前記光学面からの前記第2光を前記第1の状態にある第4光に変換して、前記第4光を前記光学面に戻すことと、
前記光学面を用いて、前記第3光及び前記第4光を、前記物体の表面上の異なる位置に照射される複数の加工光として射出することと
を含む加工方法。
[付記88]
物体に複数の加工光を照射して前記物体を加工することと、
所望のパターン構造が前記物体に形成されるように、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更することと
を含む加工方法。
[付記89]
物体に加工光を照射して所望方向に延在するパターン構造を前記物体に形成するように前記物体を加工する加工方法であって、
前記物体の表面に沿った第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動する第1可動装置を用いて、前記第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更することと、
前記物体の表面に沿っており且つ前記第1の方向に交差する第2の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動すると共に、前記第1可動装置よりも重い及び/又は大きい第2可動装置を用いて、前記第2方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更することと、
前記所望方向に延びる軸と前記第1方向に延びる軸とがなす第1角度が、前記所望方向に延びる軸と前記第2方向に延びる軸とがなす第2角度よりも小さくなるように、前記第1及び第2可動装置を前記表面に対して位置合わせすることと
を含む加工方法。
[付記90]
物体に加工光を照射して所望方向に延在するパターン構造を前記物体に形成するように前記物体を加工する加工方法であって、
前記物体の表面に沿った第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動する第1可動装置を用いて、前記第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更することと、
前記物体の表面に沿っており且つ前記第1の方向に交差する第2の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動すると共に、前記第1可動装置よりも重い及び/又は大きい第2可動装置を用いて、前記第2方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更することと、
前記所望方向に延びる軸と前記第1方向に延びる軸とがなす第1角度及び前記所望方向に延びる軸と前記第2方向に延びる軸とがなす第2角度に基づいて、前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更することと
を含む加工方法。
[付記91]
物体に加工光を照射して前記物体の表面に所望方向に延在するパターン構造を形成するように前記物体を加工する加工方法であって
パターン構造が形成された物体をシミュレートするシミュレーションモデルから生成される前記パターン構造に関するパターン情報を取得することと、
前記パターン情報に基づいて、前記パターン構造を形成するように前記物体を加工することと
を含む加工方法。
[付記92]
付記1から84のいずれか一項に記載の加工システムを用いて前記物体を加工する加工方法。
[付記93]
物体の表面に加工光を照射する光照射装置と、
前記物体の表面における前記加工光の目標照射位置と前記表面との相対位置を変更する位置変更装置と
を備え、
前記光照射装置及び前記位置変更装置を用いて、前記表面に沿った第1軸に沿って前記加工光を前記表面上で走査させる第1動作と、前記第1軸に交差し且つ前記表面に沿った第2軸に沿って前記加工光と前記表面との相対位置を変更する第2動作とを交互に繰り返し、
前記第1動作は、前記第1軸に沿った第1の方向に向かって前記目標照射位置が前記表面に対して相対的に移動するように前記加工光を前記表面上で走査させる第1スキャン動作と、前記第1軸に沿っており且つ前記第1の方向とは逆向きの第2の方向に向かって前記目標照射位置が前記表面に対して相対的に移動するように前記加工光を前記表面上で走査させる第2スキャン動作とを含む
加工システム。
[付記94]
前記第1動作と前記第2動作とを繰り返す期間中に、前記第1及び第2スキャン動作のそれぞれを少なくとも1回以上行う
付記93に記載の加工システム。
[付記95]
前記第1スキャン動作と、前記第2動作と、前記第2スキャン動作と、前記第2動作とをこの順に行う
付記93又は94に記載の加工システム。
[付記96]
前記第1スキャン動作と、前記第2動作と、前記第2スキャン動作と、前記第2動作とをこの順に行う動作を繰り返す
付記93から95のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記97]
前記表面のうち前記第1軸に沿って延びる第1スキャン領域に対して前記第1スキャン動作を行い、
前記第1スキャン領域に対する前記第1スキャン動作が完了した後に、前記表面のうち前記第1軸に沿って延び且つ前記第1スキャン領域とは前記第2軸に沿った位置が異なる第2スキャン領域に対して前記加工光が照射可能となるように、前記第2動作を行い、
前記第2スキャン領域に対して前記加工光が照射可能となるように前記第2動作を行った後に、前記第2スキャン領域に対して前記第2スキャン動作を行い、
前記第2スキャン領域に対する前記第2スキャン動作が完了した後に、前記表面のうち前記第1軸に沿って延び且つ前記第1及び第2スキャン領域とは前記第2軸に沿った位置が異なる第3スキャン領域に対して前記加工光が照射可能となるように、前記第2動作を行い、
前記第3スキャン領域に対して前記加工光が照射可能となるように前記第2動作を行った後に、前記第3スキャン領域に対して前記第1スキャン動作を行う
付記93から96のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記98]
前記表面のうち前記第1軸に沿って延びるスキャン領域内で複数回の前記第1スキャン動作を行う
付記93から97のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記99]
前記第1スキャン動作を1回行った後に、前記第2動作を行うことなく前記第1スキャン動作を再度行い、
複数回の前記第1スキャン動作が完了した後に、前記第2動作を行う
付記98に記載の加工システム。
[付記100]
前記第1スキャン動作を1回行う都度、前記目標照射位置と前記表面との相対位置を前記第1軸に沿って変更した上で、前記第1スキャン動作を再度行う
付記98又は99に記載の加工システム。
[付記101]
前記表面のうち前記第1軸に沿って延びる第1スキャン領域の一部に対して前記第1スキャン動作を1回行い、
前記第1スキャン動作を1回行う都度、前記目標照射位置と前記表面との相対位置を前記第1軸に沿って変更した上で、前記第1スキャン領域の他の一部に対して前記第1スキャン動作を再度行い、
前記第1スキャン領域に対する複数回の前記第1スキャン動作が完了した後に、前記表面のうち前記第1軸に沿って延び且つ前記第1スキャン領域とは前記第2軸に沿った位置が異なる第2スキャン領域に対して前記加工光が照射可能となるように、前記第2動作を行う
付記98から100のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記102]
前記表面のうち前記第1軸に沿って延びるスキャン領域内で、前記第1及び第2スキャン動作のうちのいずれか一方を行う
付記93から101のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記103]
前記表面のうち前記第1軸に沿って延びるスキャン領域内で、前記第1及び第2スキャン動作の双方を行う
付記93から101のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記104]
前記表面のうち前記第1軸に沿って延びるスキャン領域に対して、前記第1及び第2スキャン動作のうち、前記スキャン領域に対する前記第1動作に先立って行われる前記第2動作による前記目標照射位置と前記表面との相対位置の変更量を少なくすることが可能ないずれか一方の動作を行って前記第1動作を開始する
付記93から103のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記105]
記表面のうち前記第1軸に沿って延びるスキャン領域に対して、前記第1及び第2スキャン動作のうち、前記スキャン領域に対する前記第1動作に先立って行われる前記第2動作に要する時間を短くすることが可能ないずれか一方の動作を行って前記第1動作を開始する
付記93から104のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記106]
前記表面のうち前記第1軸に沿って延びる第1のスキャン領域に対する前記スキャン動作が完了した時点で前記加工光が照射されていた照射完了地点と、前記表面のうち前記第1軸に沿って延び且つ前記第1のスキャン領域とは前記第2軸に沿った位置が異なる第2のスキャン領域内において前記加工光が照射されることが予定されている照射予定領域との間の位置関係に基づいて、前記第1スキャン動作で前記照射予定領域に前記加工光を照射するか又は前記第2スキャン動作で前記照射予定領域に前記加工光を照射するかが決定される
付記93から105のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記107]
前記照射予定領域は、前記第1軸に沿って延びた領域であり、
前記照射完了位置と、前記照射予定領域の一方の端部及び他方の端部との間の位置関係に基づいて、前記第1スキャン動作で前記照射予定領域に前記加工光を照射するか又は前記第2スキャン動作で前記照射予定領域に前記加工光を照射するかが決定される
付記106に記載の加工システム。
[付記108]
前記第1及び第2スキャン動作のうち、前記一方の端部及び前記他方の端部のうちの前記照射完了位置に近い方から、前記一方の端部及び前記他方の端部のうちの前記照射完了位置から遠い方に向かって前記加工光を前記照射予定領域内で走査させることが可能な方の動作によって、前記照射加工領域に前記加工光を照射する
付記107に記載の加工システム。
[付記109]
前記一方の端部の方が前記他方の端部よりも前記照射完了位置に近い場合には、前記第1及び第2スキャン動作のうち、前記一方の端部から前記他方の端部に向かう方向に向かって前記加工光を前記照射予定領域内で走査させることが可能な方の動作によって前記加工領域に前記加工光を照射し、
前記他方の端部の方が前記一方の端部よりも前記照射完了位置に近い場合には、前記第1及び第2スキャン動作のうち、前記他方の端部から前記一方の端部に向かう方向に向かって前記加工光を前記照射予定領域内で走査させることが可能な方の動作によって前記加工領域に前記加工光を照射する
付記107又は108に記載の加工システム。
[付記110]
前記一方の端部から前記他方の端部に向かう方向が前記第1の方向であり、
前記他方の端部から前記一方の端部に向かう方向が前記第2の方向であり、
前記一方の端部の方が前記他方の端部よりも前記照射完了位置に近い場合には、前記第1スキャン動作によって前記照射予定領域に前記加工光を照射し、
前記他方の端部の方が前記一方の端部よりも前記照射完了位置に近い場合には、前記第2スキャン動作によって前記照射予定領域に前記加工光を照射し、
付記107から109のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記111]
前記第2のスキャン領域内に複数の前記照射予定領域が設定されており、
前記複数の照射予定領域のうち前記照射完了位置に最も近い一の端部を有する一の照射予定領域から前記加工光の照射を開始する
付記108から110のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記112]
前記第2のスキャン領域内に複数の前記照射予定領域が設定されており、
前記第1及び第2スキャン動作のうち、前記一の照射予定領域の前記一の端部から、前記一の端部とは別の前記一の照射予定領域の他の端部に向かって、前記加工光を前記一の照射予定領域内で走査させることが可能な方の動作によって前記一の照射予定領域に前記加工光を照射する
付記111に記載の加工システム。
[付記113]
前記一の照射予定領域に対する前記第1動作が完了した後、前記複数の照射予定領域のうち前記一の照射予定領域に対する前記第1動作が完了した時点で前記加工光が照射されていた一の照射完了地点に最も近い端部を有する他の照射予定領域に前記加工光を照射する
付記112に記載の加工システム。
[付記114]
前記加工光を前記物体に照射することによって前記物体の一部の厚みを変更する
付記93から113のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記115]
前記加工光を前記物体に照射することによって前記物体の一部を除去する
付記93から114のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記116]
前記物体の表面に前記加工光を照射することで所定形状の構造を形成する
付記93から115のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記117]
前記物体の表面の流体に対する摩擦抵抗を低減するための構造を形成する
付記93から116のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記118]
前記物体の表面に周期的な構造を形成する
付記93から117のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記119]
物体の表面に加工光を照射することと、
前記物体の表面における前記加工光の目標照射位置と前記表面との相対位置を変更することと
を備え、
前記表面に沿った第1軸に沿って前記加工光を前記表面上で走査させる第1動作と、前記第1軸に交差し且つ前記表面に沿った第2軸に沿って前記加工光と前記表面との相対位置を変更する第2動作とを交互に繰り返し、
前記第1動作は、前記第1軸に沿った第1の方向に向かって前記目標照射位置が前記表面に対して相対的に移動するように前記加工光を前記表面上bで走査させる第1スキャン動作と、前記第1軸に沿っており且つ前記第1の方向とは逆向きの第2の方向に向かって前記目標照射位置が前記表面に対して相対的に移動するように前記加工光を前記表面上で走査させる第2スキャン動作とを含む
を含む、流体中を移動する移動体の加工方法。
[付記120]
光源からの加工光を物体の表面に照射して前記表面を加工する加工システムにおいて、
前記光源からの前記加工光の光路に配置される第1光学系と、
前記光源からの前記加工光の光路に配置され、前記加工光を前記表面に集光する第2光学系と
を備え、
前記第1及び第2光学系を介した前記加工光の収斂位置におけるビーム断面の大きさは、前記第2光学系を介した加工光の収斂位置におけるビーム断面の大きさよりも大きい
加工システム。
[付記121]
前記第1光学系の光軸に関して回転対称な収差によって、前記第1及び第2光学系を介した前記加工光の収斂位置におけるビーム断面の大きさを、前記第2光学系を介した加工光の収斂位置におけるビーム断面の大きさよりも大きくする
付記120に記載の加工システム。
[付記122]
前記第1光学系の前記回転対称な収差は、球面収差を含む
付記121に記載の加工システム。
[付記123]
前記光照射装置は、複数の前記加工光を前記表面に照射し、
前記第1光学系は、前記表面内において前記複数の加工光を部分的に重ね合わせる
付記120から122のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記124]
前記光照射装置は、前記複数の加工光を同時に前記表面に照射する
付記123に記載の加工システム。
[付記125]
前記光照射装置は、前記複数の加工光のうち第1加工光を前記表面に照射した後に、前記複数の加工光のうち前記第1加工光と異なる第2加工光を前記表面に照射する
付記123又は124に記載の加工システム。
[付記126]
前記第1光学系は、前記加工光を散乱させる散乱面を含む
付記120から125のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記127]
前記第1光学系を介することなく前記物体の表面に照射される前記加工光と比較して、前記第1及び第2光学系を介して前記物体の表面に照射される前記加工光の、前記加工光の収斂位置の近傍において、前記光学系の光軸に交差する前記加工光の断面のサイズの、前記光軸に沿った方向における変化量が少なくなっている
付記120から126のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記128]
光源からの加工光を物体の表面に照射して前記表面を加工する加工システムにおいて、
前記光源からの前記加工光の光路に配置される第1光学系と、
前記光源からの前記加工光の光路に配置され、前記加工光を前記表面に集光する第2光学系と
を備え、
前記光学系を介することなく前記物体の表面に照射される前記加工光と比較して、前記光学系を介して前記物体の表面に照射される前記加工光は、前記加工光の収斂位置の近傍において、前記光学系の光軸に交差する面に沿った前記加工光のビーム径の前記光軸に沿った方向における変化量が小さい
る加工システム。
[付記129]
前記第1光学系は、前記加工光の前記光路に対して挿脱可能である
付記120から128のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記130]
光源から加工光を射出することと、
前記光源からの前記加工光を、第1光学系に入射させることと、
前記加工光を第2光学系を用いて物体上に集光することと
を含み、
前記第1光学系を介することなく前記物体の表面に照射される前記加工光と比較して、前記第1及び第2光学系を介して前記物体の表面に照射される前記加工光の、前記加工光の収斂位置におけるビーム径が大きくなる
流体中を移動する移動体の加工方法。
[付記131]
光源から加工光を射出することと、
前記光源からの前記加工光を、第1光学系に入射させることと、
前記加工光を第2光学系を用いて物体上に集光することと
を含み、
前記第1光学系を介することなく前記物体の表面に照射される前記加工光と比較して、前記第1及び第2光学系を介して前記物体の表面に照射される前記加工光は、前記加工光の収斂位置の近傍において、前記光学系の光軸に交差する面に沿った前記加工光のビーム径の前記光軸に沿った方向における変化量が小さい
流体中を移動する移動体の加工方法。
[付記132]
物体の表面に加工光を照射して前記物体を加工する加工装置において、
前記表面に第1加工光が照射される第1照射領域を形成し、第2加工光が照射される第2照射領域を形成する光照射装置を備え、
前記光照射装置は、前記第1及び第2照射領域が互いに重なるように前記第1及び第2加工光を照射する
加工装置。
[付記133]
前記第1照射領域は、前記表面における第1方向に沿って走査される
付記132に記載の加工装置。
[付記134]
前記第2照射領域は、前記表面における第2方向に沿って走査される
付記133に記載の加工装置。
[付記135]
前記第1照射領域と前記第2照射領域とは、前記第1方向又は前記第2方向において少なくとも一部が重畳する
付記134に記載の加工装置。
[付記136]
前記第1照射領域と前記第2照射領域とは、前記表面上における前記第1方向又は前記第2方向と交差する第3方向において少なくとも一部が重畳する
付記134又は135に記載の加工装置。
[付記137]
前記第1方向と前記第2方向とは同一又は平行である
付記134から136に記載の加工装置。
[付記138]
前記光照射装置は、前記第1加工光と前記第2加工光とを前記表面に非同時に照射する
付記132から137のいずれかに記載の加工装置。
[付記139]
前記光照射装置は、前記第1加工光を前記表面に照射した後、前記第2加工光を前記表面に照射する
付記132から138のいずれかに記載の加工装置。
[付記140]
前記光照射装置は、前記第1加工光と前記第2加工光とを前記表面に同時に照射する
付記132から137のいずれかに記載の加工装置。
以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
[付記1]
物体に加工光を照射して前記物体を加工する加工システムであって、
入射光を、第1光と第2光とに分岐する第1光学系と、
前記第1光学系からの前記第1光を、第3光として前記第1光学系に戻す第2光学系と、
前記第1光学系からの前記第2光を、第4光として前記第1光学系に戻す第3光学系と
を備え、
前記第1光学系は、前記第2光学系からの前記第3光及び前記第3光学系からの前記第4光を、前記物体の表面上の異なる位置に照射される複数の前記加工光として射出する
加工システム。
[付記2]
前記第1光学系から射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記第1光学系から射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とは交差する
付記1に記載の加工システム。
[付記3]
物体に加工光を照射して前記物体を加工する加工システムであって、
入射光を、第1光と第2光とに分岐する第1光学系と、
前記第1光学系からの前記第1光を、第3光として前記第1光学系に戻す第2光学系と、
前記第1光学系からの前記第2光を、第4光として前記第1光学系に戻す第3光学系と
を備え、
前記第1光学系は、前記第2光学系からの前記第3光及び前記第3光学系からの前記第4光を、複数の前記加工光として射出し、
前記第1光学系から射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記第1光学系から射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とは交差する
加工システム。
[付記4]
前記第1光学系から射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記第1光学系から射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とが交差するように、前記第1光から前記第4光の少なくとも一つを反射及び/又は屈折させる光学素子を更に備える
付記1から3のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記5]
前記第1光学系から射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記第1光学系から射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とが交差する交差角度を変更する交差角度変更装置を更に備える
付記1から4のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記6]
前記交差角度変更装置を用いて前記交差角度を変更して、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記5に記載の加工システム。
[付記7]
所望のパターン構造が前記物体に形成されるように、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する照射位置変更装置を更に備える
付記1から6のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記8]
前記パターン構造は、一の方向に延在する凸状構造又は凹状構造が、前記一の方向に交差する他の方向に沿って複数配列された周期構造を含み、
前記照射位置変更装置は、前記物体の表面に交差する方向における前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の高さ、前記物体の表面に沿った方向における前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の幅、前記物体の表面に交差する軸を含む前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の断面の形状、並びに、前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の配列ピッチの少なくとも一つに基づいて、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記7に記載の加工システム。
[付記9]
前記照射位置変更装置は、前記一の方向における前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記8に記載の加工システム。
[付記10]
前記照射位置変更装置を用いて前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更して、前記複数の加工光のうちの少なくとも2つの加工光で同じ前記凸状構造又は前記凹状構造を形成する
付記9に記載の加工システム。
[付記11]
前記照射位置変更装置を用いて前記複数の加工光のうちの少なくとも2つの加工光の照射位置を前記物体の表面上において少なくとも部分的に重複させて、前記少なくとも2つの加工光で同じ前記凸状構造又は前記凹状構造を形成する
付記10に記載の加工システム。
[付記12]
前記照射位置変更装置は、前記複数の加工光のうちの少なくとも2つの加工光の照射位置が前記物体の表面上において少なくとも部分的に重複するように、前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記7から11のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記13]
前記第1光学系は、前記入射光のうちの第1の状態にある光成分を反射する一方で、前記入射光のうちの前記第1の状態とは異なる第2の状態にある光成分を透過する第1光学面を備えており、前記第1光学面を用いて、前記入射光を、前記第1の状態にある前記第1光と前記第2の状態にある前記第2光とに分岐し、
前記第2光学系は、前記第1光学系からの前記第1光を前記第2の状態にある光に変換して、変換した光を前記第3光として前記第1光学面に戻し、
前記第3光学系は、前記第1光学系からの前記第2光を前記第1の状態にある光に変換して、変換した光を前記第4光として前記第1光学面に戻し、
前記第1光学系は、前記第1光学面を透過した前記第2光学系からの前記第3光及び前記第1光学面で反射した前記第3光学系からの前記第4光を、前記複数の加工光として射出する
付記1から12のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記14]
物体に加工光を照射して前記物体を加工する加工システムであって、
入射光のうちの第1の状態にある第1光を反射する一方で、前記入射光のうちの前記第1の状態とは異なる第2の状態にある第2光を透過する第1光学面を有する第1光学系と、
前記第1光学系からの前記第1光を前記第2の状態にある第3光に変換して、前記第3光を前記第1光学面に戻す第2光学系と、
前記第1光学系からの前記第2光を前記第1の状態にある第4光に変換して、前記第4光を前記第1光学面に戻す第3光学系と
を備え、
前記第1光学系は、前記第1光学面を透過した前記第2光学系からの前記第3光及び前記第1光学面で反射した前記第3光学系からの前記第4光を、前記物体の表面上の異なる位置に照射される複数の加工光として射出する
加工システム。
[付記15]
前記第1の状態は、s偏光及びp偏光のいずれか一方となる状態を含み、
前記第2の状態は、s偏光及びp偏光のいずれか他方となる状態を含む
付記13又は14に記載の加工システム。
[付記16]
前記第1光学系は、偏光ビームスプリッタを含み、
前記第2光学系は、光を反射する第1反射面を有する第1反射光学素子、及び、前記第1光学面と前記第1反射面との間の光路上に配置される第1の1/4波長板を含み、
前記第3光学系は、光を反射する第2反射面を有する第2反射光学素子、及び、前記第1光学面と前記第2反射面との間の光路上に配置される第2の1/4波長板を含む
付記15に記載の加工システム。
[付記17]
前記第1光学系からの光の前記第1反射面に対する第1入射角度と、前記第1光学系からの光の前記第2反射面に対する第2入射角度とが異なる
付記16に記載の加工システム。
[付記18]
前記第1光学系からの光の前記第1反射面に対する第1入射角度及び前記第1光学系からの光の前記第2反射面に対する第2入射角度の少なくとも一方を変更する入射角度変更装置を更に備える
付記16又は17に記載の加工システム。
[付記19]
前記入射角度変更装置を用いて前記第1及び第2入射角度の少なくとも一方を変更して、前記第1光学系から射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記第1光学系から射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とが交差する交差角度を変更する
付記18に記載の加工システム。
[付記20]
前記入射角度変更装置を用いて前記第1及び第2入射角度の少なくとも一方を変更して、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記18又は19に記載の加工システム。
[付記21]
前記入射角度変更装置は、前記第1及び第2反射面の少なくとも一方を移動して、前記第1及び第2入射角度の少なくとも一方を変更する
付記18から20のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記22]
前記第1光学系から射出される前記複数の加工光を前記物体の表面に集光する第4光学系と、
前記第1光学系と前記第4光学系との間における前記複数の加工光の光路上に配置される第5光学系と
を更に備え、
前記第5光学系が配置されている場合には、前記第5光学系が配置されていない場合と比較して、前記第4光学系の瞳面上で前記複数の加工光がそれぞれ通過する複数の領域のずれが少なくなる
付記1から21のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記23]
前記第5光学系の射出側焦点面は、前記第4光学系の入射面に設定される
付記22に記載の加工システム。
[付記24]
前記第4光学系は、ガルバノスキャナとfθレンズとを含み、
前記第5光学系の射出側焦点面は、fθレンズの入射面に設定される
付記22又は23に記載の加工システム。
[付記25]
それぞれが前記第1、第2及び第3光学系を備える第1の光学ユニット及び第2の光学ユニットを備えており、
前記第1の光学ユニットから射出される前記複数の加工光のそれぞれが、前記第2の光学ユニットに前記入射光として入射する
付記1から24のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記26]
前記第1の光学ユニットと前記第2の光学ユニットとの間における光路上に、前記第1の光学ユニットから射出される前記複数の加工光の偏光状態を変更する変換光学素子を更に備える
付記25に記載の加工システム。
[付記27]
前記変換光学素子は、波長板を含む
付記26に記載の加工システム。
[付記28]
前記第1の光学ユニットから射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記第1の光学ユニットから射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とが交差する交差角度は、前記第2の光学ユニットから射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記第2の光学ユニットから射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とが交差する交差角度よりも小さい
付記25から27のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記29]
前記第1光学系が射出する前記複数の加工光のうちの少なくとも一つの強度を調整する調整装置を更に備える
付記1から28のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記30]
前記調整装置は、前記第1光学系が射出する前記複数の加工光の強度が同じになるように、前記前記複数の加工光の強度を調整する
付記29に記載の加工システム。
[付記31]
前記調整装置は、前記第1光学系が射出する前記複数の加工光の強度が異なるものとなるように、前記前記複数の加工光の強度を調整する
付記29に記載の加工システム。
[付記32]
前記調整装置は、前記入射光が前記第1光学系に入射する前に通過する通過光学系を含む
付記29から31のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記33]
前記通過光学系は、波長板を含む
付記32に記載の加工システム。
[付記34]
前記調整装置は、前記第1光学系からの前記第1光及び前記第2光の強度を検出する検出装置と、前記検出結果に基づいて、前記入射光の進行方向に沿った軸周りに前記波長板を回転駆動する駆動装置とを含む
付記33に記載の加工システム。
[付記35]
前記駆動装置は、前記検出結果に基づいて、前記入射光の進行方向に交差する面内での前記波長板の光学軸の方向が、前記第1光学系から前記加工光として射出される前記第3光の強度を第1所望強度とし且つ前記第1光学系から前記加工光として射出される前記第4光の強度を第2所望強度とすることが可能な所望方向となるように、前記波長板を回転駆動する
付記34に記載の加工システム。
[付記36]
前記通過光学系は、
前記第1光学系に入射する前の前記入射光を、第5光と第6光とに分岐する第6光学系と、
前記第6光学系からの前記第5光を、第7光として前記第6光学系に戻す第7光学系と、
前記第6光学系からの前記第6光を、第8光として前記第6光学系に戻す第8光学系と
を含み、
前記第6光学系は、前記第7光学系からの前記第7光及び前記第8光学系からの前記第8光を合成した光を、前記第1光学系に入射する前記入射光として射出し、
前記第6光学系からの前記第7光の進行方向に沿った軸と前記第6光学系からの前記第8光の進行方向に沿った軸とは平行である
付記32から35のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記37]
前記第6光学系は、前記第1光学系に入射する前の前記入射光のうちの第1の状態にある光成分を反射する一方で、前記入射光のうちの前記第1の状態とは異なる第2の状態にある光成分を透過する第2光学面を備え、前記第2光学面を用いて、前記第1光学系に入射する前の前記入射光を、前記第1の状態にある前記第5光と前記第2の状態にある前記第6光とに分岐し、
前記第7光学系は、前記第6光学系からの前記第5光を前記第2の状態にある光に変換して、変換した光を前記第7光として前記第2光学面に戻し、
前記第8光学系は、前記第6光学系からの前記第6光を前記第1の状態にある光に変換して、変換した光を前記第8光として前記第2光学面に戻し、
前記第6光学系は、前記第7光学系からの前記第7光及び前記第8光学系からの前記第8光を前記第2光学面を介して合成して、前記第1光学系に入射する前記入射光として射出する
付記36に記載の加工システム。
[付記38]
前記第1の状態は、s偏光及びp偏光のいずれか一方となる状態を含み、
前記第2の状態は、s偏光及びp偏光のいずれか他方となる状態を含む
付記37に記載の加工システム。
[付記39]
前記第6光学系は、偏光ビームスプリッタを含み、
前記第7光学系は、光を反射する第3反射面を有する第3反射光学素子、及び、前記第2光学面と前記第3反射面との間の光路上に配置される第3の1/4波長板を含み、
前記第8光学系は、光を反射する第4反射面を有する第4反射光学素子、及び、前記第2光学面と前記第4反射面との間の光路上に配置される第4の1/4波長板を含む
付記37又は38に記載の加工システム。
[付記40]
前記第1光学系から射出される前記複数の加工光を、複数の前記入射光としてそれぞれ前記第1光学系に戻す第9光学系を更に備える
付記1から39のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記41]
前記第9光学系は、前記第1光学系から射出される前記複数の加工光のそれぞれの偏光状態を変更し、偏光状態が変更された光を前記入射光として前記第1光学系に戻す
付記40に記載の加工システム。
[付記42]
前記第9光学系は、光を反射する第5反射面を有する第5反射光学素子、及び、前記第1光学面と前記第5反射面との間の光路上に配置される波長板を含む
付記40又は41に記載の加工システム。
[付記43]
前記波長板は、前記第1光学系から射出される前記複数の加工光のそれぞれの偏光状態を変更して、偏光状態が変更された光を前記入射光として前記第1光学系に戻すことが可能な特性を有する
付記42に記載の加工システム。
[付記44]
前記第9光学系は、光を反射する第5反射面を有し且つ光学軸が前記第1光学系から射出される前記複数の加工光の偏光面に対して交差する位置関係にある第5反射光学素子を含む
付記40又は41に記載の加工システム。
[付記45]
前記第5反射光学素子の光学軸は、前記第1光学系から射出される前記複数の加工光の偏光面に対して22.5度の角度で交差する位置関係にある
付記44に記載の加工システム。
[付記46]
前記第1光学系は、第1の前記入射光を複数の第1の前記加工光に分岐して前記第9光学系に射出し、
前記第9光学系は、前記複数の第1の加工光を複数の第2の前記入射光として前記第1光学系に戻し、
前記第1光学系は、前記複数の第2の入射光の夫々を複数の第2の前記加工光に分岐して射出し、
前記第1光学系内において、前記第1の入射光を前記複数の第1の加工光に分岐する過程での光路と、前記複数の第2の入射光を前記複数の第2の加工光に分岐する過程での光路とは、光学的に分離されている
付記40から45のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記47]
前記第2光学系は、前記第1の入射光を前記複数の第1の加工光に分岐する過程での第1光路中に配置され且つ前記第1光路で前記第1光を前記第3光として前記第1光学系に戻す光学素子と、前記複数の第2の入射光を前記複数の第2の加工光に分岐する過程での第2光路中に配置され且つ前記第2光路で前記第1光を前記第3光として前記第1光学系に戻す光学素子とを別個に備えている
付記40から46のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記48]
前記第2光学系は、前記第1の入射光を前記複数の第1の加工光に分岐する過程での第1光路中に配置され且つ前記第1光路で前記第1光を前記第3光として前記第1光学系に戻すと共に、前記複数の第2の入射光を前記複数の第2の加工光に分岐する過程での第2光路中に配置され且つ前記第2光路で前記第1光を前記第3光として前記第1光学系に戻す光学素子を備えている
付記40から46のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記49]
前記第3光学系は、前記第1の入射光を前記複数の第1の加工光に分岐する過程での第3光路中に配置され且つ前記第3光路で前記第2光を前記第4光として前記第1光学系に戻す光学素子と、前記複数の第2の入射光を前記複数の第2の加工光に分岐する過程での第4光路中に配置され且つ前記第4光路で前記第2光を前記第4光として前記第1光学系に戻す光学素子とを別個に備えている
付記40から48のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記50]
前記第3光学系は、前記第1の入射光を前記複数の第1の加工光に分岐する過程での第3光路中に配置され且つ前記第3光路で前記第2光を前記第4光として前記第1光学系に戻すと共に、前記複数の第2の入射光を前記複数の第2の加工光に分岐する過程での第4光路中に配置され且つ前記第4光路で前記第2光を前記第4光として前記第1光学系に戻す光学素子を備えている
付記40から49のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記51]
前記第9光学系からの前記複数の入射光が入射した前記第1光学系は、前記第9光学系から前記第1光学系に入射する前記入射光の数よりも多い数の前記加工光を射出する
付記40から50のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記52]
前記第9光学系からの前記複数の入射光が入射した前記第1光学系は、前記第9光学系から前記第1光学系に入射する前記入射光の数の2倍の数の前記加工光を射出する
付記40から51のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記53]
物体に複数の加工光を照射して前記物体を加工する光照射装置と、
所望のパターン構造が前記物体に形成されるように、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する照射位置変更装置と
を備える加工システム。
[付記54]
前記パターン構造は、一の方向に延在する凸状構造又は凹状構造が、前記一の方向に交差する他の方向に沿って複数配列された周期構造を含み、
前記照射位置変更装置は、前記物体の表面に交差する方向における前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の高さ、前記物体の表面に沿った方向における前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の幅、前記物体の表面に交差する軸を含む前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の断面の形状、並びに、前記凸状構造及び前記凹状構造の少なくとも一方の配列ピッチの少なくとも一つに基づいて、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記53に記載の加工システム。
[付記55]
前記照射位置変更装置は、前記一の方向における前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記54に記載の加工システム。
[付記56]
前記照射位置変更装置を用いて前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更して、前記複数の加工光のうちの少なくとも2つの加工光で同じ前記凸状構造又は前記凹状構造を形成する
付記54又は55に記載の加工システム。
[付記57]
前記照射位置変更装置を用いて前記複数の加工光のうちの少なくとも2つの加工光の照射位置を前記物体の表面上において少なくとも部分的に重複させて、前記少なくとも2つの加工光で同じ前記凸状構造又は前記凹状構造を形成する
付記56に記載の加工システム。
[付記58]
前記照射位置変更装置は、前記複数の加工光のうちの少なくとも2つの加工光の照射位置が前記物体の表面上において少なくとも部分的に重複するように、前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する
付記53から57のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記59]
前記加工システムは、所望方向に延在するパターン構造を前記物体に形成するように前記物体を加工し、
前記物体の表面に沿った第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動する第1可動装置と、前記物体の表面に沿っており且つ前記第1の方向に交差する第2の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動すると共に、前記第1可動装置よりも重い及び/又は大きい第2可動装置とを更に備え、
前記所望方向に延びる軸と前記第1方向に延びる軸とがなす第1角度が、前記所望方向に延びる軸と前記第2方向に延びる軸とがなす第2角度よりも小さくなるように、前記第1及び第2可動装置が前記表面に対して位置合わせされている
付記1から58のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記60]
物体に加工光を照射して所望方向に延在するパターン構造を前記物体に形成するように前記物体を加工する加工システムであって、
前記物体の表面に沿った第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動する第1可動装置と、
前記物体の表面に沿っており且つ前記第1の方向に交差する第2の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動すると共に、前記第1可動装置よりも重い及び/又は大きい第2可動装置と
を備え、
前記所望方向に延びる軸と前記第1方向に延びる軸とがなす第1角度が、前記所望方向に延びる軸と前記第2方向に延びる軸とがなす第2角度よりも小さくなるように、前記第1及び第2可動装置が前記表面に対して位置合わせされている
加工システム。
[付記61]
前記第1角度が前記第2角度よりも小さくなるように、前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更する相対位置変更装置を更に備える
付記59又は60に記載の加工システム。
[付記62]
前記相対位置変更装置は、前記表面に交差する軸周りに沿った方向における前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更する
付記61に記載の加工システム。
[付記63]
前記相対位置変更装置を用いて、前記第1角度が前記第2角度よりも小さくなるように前記第1及び第2可動装置が前記表面に対して位置合わせされている
付記61又は62に記載の加工システム。
[付記64]
前記第1角度が前記第2角度よりも小さくなることは、前記所望方向に延びる軸が前記第1方向に延びる軸に平行になることを含む
付記59から63のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記65]
前記第1角度が前記第2角度よりも小さくなることは、前記第1角度がゼロ度になることを含む
付記59から64のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記66]
前記加工システムは、所望方向に延在するパターン構造を前記物体に形成するように前記物体を加工し、
前記物体の表面に沿った第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動する第1可動装置と、前記物体の表面に沿っており且つ前記第1の方向に交差する第2の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動すると共に、可動に要する力が前記第1可動装置よりも大きい第2可動装置とを備え、
前記所望方向と前記第1及び第2方向の少なくとも一方との相対位置に基づいて、前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更する相対位置変更装置と
を更に備える付記1から65のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記67]
物体に加工光を照射して所望方向に延在するパターン構造を前記物体に形成するように前記物体を加工する加工システムであって、
前記物体の表面に沿った第1の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動する第1可動装置と、
前記物体の表面に沿っており且つ前記第1の方向に交差する第2の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動すると共に、可動に要する力が前記第1可動装置よりも大きい第2可動装置と、
前記所望方向と前記第1及び第2方向の少なくとも一方との相対位置に基づいて、前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更する相対位置変更装置と
を備える加工システム。
[付記68]
前記第2可動装置は、前記第1可動装置よりも重い及び/又は大きい
付記66又は67に記載の加工システム。
[付記69]
前記相対位置変更装置は、前記所望方向に延びる軸と前記第1方向に延びる軸とがなす第1角度及び前記所望方向に延びる軸と前記第2方向に延びる軸とがなす第2角度の少なくとも一方に基づいて、前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更する
付記66から68のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記70]
前記相対位置変更装置は、前記第1角度が前記第2角度よりも小さくなるように、前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更する
付記69に記載の加工システム。
[付記71]
前記第1角度が前記第2角度よりも小さくなることは、前記所望方向に延びる軸が前記第1方向に延びる軸に平行になることを含む
付記70に記載の加工システム。
[付記72]
前記第1角度が前記第2角度よりも小さくなることは、前記第1角度がゼロ度になることを含む
付記70又は71のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記73]
前記相対位置変更装置は、前記表面に交差する軸周りに沿った方向における前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更する
付記66から72のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記74]
前記第1可動装置は、前記加工光を偏向するように可動して前記第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更する第1偏向装置を含み、
前記第2可動装置は、前記加工光を偏向するように可動して前記第2方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更する第2偏向装置を含む
付記59から73のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記75]
前記第1偏向装置としての第1ミラー及び前記第2偏向装置としての第2ミラーを含むガルバノスキャナを備えている
付記74に記載の加工システム。
[付記76]
前記第1可動装置は、前記加工光を照射する光照射装置及び前記物体の少なくとも一方を前記第1方向に沿って移動させるように可動して前記第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更する第1移動装置を含み、
前記第2可動装置は、前記光照射装置及び前記物体の少なくとも一方を前記第2方向に沿って移動させるように可動して前記第2方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更する第2移動装置を含む
付記59から75のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記77]
前記物体に加工光を照射して前記物体の表面に所望方向に延在するパターン構造を形成するように前記物体を加工する加工装置と
前記パターン構造が形成された前記物体をシミュレートするシミュレーションモデルから生成される前記パターン構造に関するパターン情報に基づいて、前記パターン構造を形成するように前記加工装置を制御する制御装置と
を更に備える付記1から76のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記78]
物体に加工光を照射して前記物体の表面に所望方向に延在するパターン構造を形成するように前記物体を加工する加工装置と
前記パターン構造が形成された前記物体をシミュレートするシミュレーションモデルから生成される前記パターン構造に関するパターン情報に基づいて、前記パターン構造を形成するように前記加工装置を制御する制御装置と
を備える加工システム。
[付記79]
前記パターン構造は、所望方向に延在する凸状構造又は凹状構造が、前記所望方向に交差する他の方向に沿って複数配列された周期構造を含む
付記77又は78に記載の加工システム。
[付記80]
前記パターン構造は、前記物体の流体に対する摩擦抵抗を低減可能なリブレット構造を含む
付記77から79のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記81]
前記シミュレーションモデルは、前記流体内に位置する前記物体をシミュレートする流体シミュレーションモデルを含む
付記80に記載の加工システム。
[付記82]
前記パターン情報は、前記シミュレーションモデルに基づいて前記物体に最適化された前記パターン構造に関する情報を含む
付記77から81のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記83]
前記パターン情報は、前記物体の表面に交差する方向における前記パターン構造の高さ、前記物体の表面に沿った方向における前記パターン構造の幅、前記パターン構造の配列ピッチ、前記パターン構造の形状、及び、前記パターン構造が延在する前記所望方向の少なくとも一つに関する構造情報を含む
付記77から82のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記84]
前記パターン情報は、前記パターン構造を前記物体の表面上のどの位置に形成するかを示す位置情報を含む
付記77から83のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記85]
物体に加工光を照射して前記物体を加工する加工方法であって、
光学系を用いて、入射光を第1光と第2光とに分岐することと、
前記第1光を、第3光として前記光学系に戻すことと、
前記第2光を、第4光として前記光学系に戻すことと、
前記光学系を用いて、前記第3光及び前記第4光を、前記物体の表面上の異なる位置に照射される複数の前記加工光として射出することと
を含む加工方法。
[付記86]
物体に加工光を照射して前記物体を加工する加工方法であって、
光学系を用いて、入射光を第1光と第2光とに分岐することと、
前記第1光を、第3光として前記光学系に戻すことと、
前記第2光を、第4光として前記光学系に戻すことと、
前記光学系を用いて、前記第3光及び前記第4光を、複数の前記加工光として射出することと
を含み、
前記光学系から射出される前記第3光の進行方向に沿った軸と前記光学系から射出される前記第4光の進行方向に沿った軸とは交差する
加工方法。
[付記87]
物体に加工光を照射して前記物体を加工する加工方法であって、
入射光のうちの第1の状態にある第1光を反射する一方で、前記入射光のうちの前記第1の状態とは異なる第2の状態にある第2光を透過する光学面を用いて、前記入射光を前記第1光と前記第2光とに分岐することと、
前記光学面からの前記第1光を前記第2の状態にある第3光に変換して、前記第3光を前記光学面に戻すことと、
前記光学面からの前記第2光を前記第1の状態にある第4光に変換して、前記第4光を前記光学面に戻すことと、
前記光学面を用いて、前記第3光及び前記第4光を、前記物体の表面上の異なる位置に照射される複数の加工光として射出することと
を含む加工方法。
[付記88]
物体に複数の加工光を照射して前記物体を加工することと、
所望のパターン構造が前記物体に形成されるように、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更することと
を含む加工方法。
[付記89]
物体に加工光を照射して所望方向に延在するパターン構造を前記物体に形成するように前記物体を加工する加工方法であって、
前記物体の表面に沿った第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動する第1可動装置を用いて、前記第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更することと、
前記物体の表面に沿っており且つ前記第1の方向に交差する第2の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動すると共に、前記第1可動装置よりも重い及び/又は大きい第2可動装置を用いて、前記第2方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更することと、
前記所望方向に延びる軸と前記第1方向に延びる軸とがなす第1角度が、前記所望方向に延びる軸と前記第2方向に延びる軸とがなす第2角度よりも小さくなるように、前記第1及び第2可動装置を前記表面に対して位置合わせすることと
を含む加工方法。
[付記90]
物体に加工光を照射して所望方向に延在するパターン構造を前記物体に形成するように前記物体を加工する加工方法であって、
前記物体の表面に沿った第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動する第1可動装置を用いて、前記第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更することと、
前記物体の表面に沿っており且つ前記第1の方向に交差する第2の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動すると共に、前記第1可動装置よりも重い及び/又は大きい第2可動装置を用いて、前記第2方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更することと、
前記所望方向に延びる軸と前記第1方向に延びる軸とがなす第1角度及び前記所望方向に延びる軸と前記第2方向に延びる軸とがなす第2角度に基づいて、前記表面と前記第1及び第2可動装置との相対位置を変更することと
を含む加工方法。
[付記91]
物体に加工光を照射して前記物体の表面に所望方向に延在するパターン構造を形成するように前記物体を加工する加工方法であって
パターン構造が形成された物体をシミュレートするシミュレーションモデルから生成される前記パターン構造に関するパターン情報を取得することと、
前記パターン情報に基づいて、前記パターン構造を形成するように前記物体を加工することと
を含む加工方法。
[付記92]
付記1から84のいずれか一項に記載の加工システムを用いて前記物体を加工する加工方法。
[付記93]
物体の表面に加工光を照射する光照射装置と、
前記物体の表面における前記加工光の目標照射位置と前記表面との相対位置を変更する位置変更装置と
を備え、
前記光照射装置及び前記位置変更装置を用いて、前記表面に沿った第1軸に沿って前記加工光を前記表面上で走査させる第1動作と、前記第1軸に交差し且つ前記表面に沿った第2軸に沿って前記加工光と前記表面との相対位置を変更する第2動作とを交互に繰り返し、
前記第1動作は、前記第1軸に沿った第1の方向に向かって前記目標照射位置が前記表面に対して相対的に移動するように前記加工光を前記表面上で走査させる第1スキャン動作と、前記第1軸に沿っており且つ前記第1の方向とは逆向きの第2の方向に向かって前記目標照射位置が前記表面に対して相対的に移動するように前記加工光を前記表面上で走査させる第2スキャン動作とを含む
加工システム。
[付記94]
前記第1動作と前記第2動作とを繰り返す期間中に、前記第1及び第2スキャン動作のそれぞれを少なくとも1回以上行う
付記93に記載の加工システム。
[付記95]
前記第1スキャン動作と、前記第2動作と、前記第2スキャン動作と、前記第2動作とをこの順に行う
付記93又は94に記載の加工システム。
[付記96]
前記第1スキャン動作と、前記第2動作と、前記第2スキャン動作と、前記第2動作とをこの順に行う動作を繰り返す
付記93から95のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記97]
前記表面のうち前記第1軸に沿って延びる第1スキャン領域に対して前記第1スキャン動作を行い、
前記第1スキャン領域に対する前記第1スキャン動作が完了した後に、前記表面のうち前記第1軸に沿って延び且つ前記第1スキャン領域とは前記第2軸に沿った位置が異なる第2スキャン領域に対して前記加工光が照射可能となるように、前記第2動作を行い、
前記第2スキャン領域に対して前記加工光が照射可能となるように前記第2動作を行った後に、前記第2スキャン領域に対して前記第2スキャン動作を行い、
前記第2スキャン領域に対する前記第2スキャン動作が完了した後に、前記表面のうち前記第1軸に沿って延び且つ前記第1及び第2スキャン領域とは前記第2軸に沿った位置が異なる第3スキャン領域に対して前記加工光が照射可能となるように、前記第2動作を行い、
前記第3スキャン領域に対して前記加工光が照射可能となるように前記第2動作を行った後に、前記第3スキャン領域に対して前記第1スキャン動作を行う
付記93から96のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記98]
前記表面のうち前記第1軸に沿って延びるスキャン領域内で複数回の前記第1スキャン動作を行う
付記93から97のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記99]
前記第1スキャン動作を1回行った後に、前記第2動作を行うことなく前記第1スキャン動作を再度行い、
複数回の前記第1スキャン動作が完了した後に、前記第2動作を行う
付記98に記載の加工システム。
[付記100]
前記第1スキャン動作を1回行う都度、前記目標照射位置と前記表面との相対位置を前記第1軸に沿って変更した上で、前記第1スキャン動作を再度行う
付記98又は99に記載の加工システム。
[付記101]
前記表面のうち前記第1軸に沿って延びる第1スキャン領域の一部に対して前記第1スキャン動作を1回行い、
前記第1スキャン動作を1回行う都度、前記目標照射位置と前記表面との相対位置を前記第1軸に沿って変更した上で、前記第1スキャン領域の他の一部に対して前記第1スキャン動作を再度行い、
前記第1スキャン領域に対する複数回の前記第1スキャン動作が完了した後に、前記表面のうち前記第1軸に沿って延び且つ前記第1スキャン領域とは前記第2軸に沿った位置が異なる第2スキャン領域に対して前記加工光が照射可能となるように、前記第2動作を行う
付記98から100のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記102]
前記表面のうち前記第1軸に沿って延びるスキャン領域内で、前記第1及び第2スキャン動作のうちのいずれか一方を行う
付記93から101のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記103]
前記表面のうち前記第1軸に沿って延びるスキャン領域内で、前記第1及び第2スキャン動作の双方を行う
付記93から101のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記104]
前記表面のうち前記第1軸に沿って延びるスキャン領域に対して、前記第1及び第2スキャン動作のうち、前記スキャン領域に対する前記第1動作に先立って行われる前記第2動作による前記目標照射位置と前記表面との相対位置の変更量を少なくすることが可能ないずれか一方の動作を行って前記第1動作を開始する
付記93から103のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記105]
記表面のうち前記第1軸に沿って延びるスキャン領域に対して、前記第1及び第2スキャン動作のうち、前記スキャン領域に対する前記第1動作に先立って行われる前記第2動作に要する時間を短くすることが可能ないずれか一方の動作を行って前記第1動作を開始する
付記93から104のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記106]
前記表面のうち前記第1軸に沿って延びる第1のスキャン領域に対する前記スキャン動作が完了した時点で前記加工光が照射されていた照射完了地点と、前記表面のうち前記第1軸に沿って延び且つ前記第1のスキャン領域とは前記第2軸に沿った位置が異なる第2のスキャン領域内において前記加工光が照射されることが予定されている照射予定領域との間の位置関係に基づいて、前記第1スキャン動作で前記照射予定領域に前記加工光を照射するか又は前記第2スキャン動作で前記照射予定領域に前記加工光を照射するかが決定される
付記93から105のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記107]
前記照射予定領域は、前記第1軸に沿って延びた領域であり、
前記照射完了位置と、前記照射予定領域の一方の端部及び他方の端部との間の位置関係に基づいて、前記第1スキャン動作で前記照射予定領域に前記加工光を照射するか又は前記第2スキャン動作で前記照射予定領域に前記加工光を照射するかが決定される
付記106に記載の加工システム。
[付記108]
前記第1及び第2スキャン動作のうち、前記一方の端部及び前記他方の端部のうちの前記照射完了位置に近い方から、前記一方の端部及び前記他方の端部のうちの前記照射完了位置から遠い方に向かって前記加工光を前記照射予定領域内で走査させることが可能な方の動作によって、前記照射加工領域に前記加工光を照射する
付記107に記載の加工システム。
[付記109]
前記一方の端部の方が前記他方の端部よりも前記照射完了位置に近い場合には、前記第1及び第2スキャン動作のうち、前記一方の端部から前記他方の端部に向かう方向に向かって前記加工光を前記照射予定領域内で走査させることが可能な方の動作によって前記加工領域に前記加工光を照射し、
前記他方の端部の方が前記一方の端部よりも前記照射完了位置に近い場合には、前記第1及び第2スキャン動作のうち、前記他方の端部から前記一方の端部に向かう方向に向かって前記加工光を前記照射予定領域内で走査させることが可能な方の動作によって前記加工領域に前記加工光を照射する
付記107又は108に記載の加工システム。
[付記110]
前記一方の端部から前記他方の端部に向かう方向が前記第1の方向であり、
前記他方の端部から前記一方の端部に向かう方向が前記第2の方向であり、
前記一方の端部の方が前記他方の端部よりも前記照射完了位置に近い場合には、前記第1スキャン動作によって前記照射予定領域に前記加工光を照射し、
前記他方の端部の方が前記一方の端部よりも前記照射完了位置に近い場合には、前記第2スキャン動作によって前記照射予定領域に前記加工光を照射し、
付記107から109のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記111]
前記第2のスキャン領域内に複数の前記照射予定領域が設定されており、
前記複数の照射予定領域のうち前記照射完了位置に最も近い一の端部を有する一の照射予定領域から前記加工光の照射を開始する
付記108から110のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記112]
前記第2のスキャン領域内に複数の前記照射予定領域が設定されており、
前記第1及び第2スキャン動作のうち、前記一の照射予定領域の前記一の端部から、前記一の端部とは別の前記一の照射予定領域の他の端部に向かって、前記加工光を前記一の照射予定領域内で走査させることが可能な方の動作によって前記一の照射予定領域に前記加工光を照射する
付記111に記載の加工システム。
[付記113]
前記一の照射予定領域に対する前記第1動作が完了した後、前記複数の照射予定領域のうち前記一の照射予定領域に対する前記第1動作が完了した時点で前記加工光が照射されていた一の照射完了地点に最も近い端部を有する他の照射予定領域に前記加工光を照射する
付記112に記載の加工システム。
[付記114]
前記加工光を前記物体に照射することによって前記物体の一部の厚みを変更する
付記93から113のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記115]
前記加工光を前記物体に照射することによって前記物体の一部を除去する
付記93から114のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記116]
前記物体の表面に前記加工光を照射することで所定形状の構造を形成する
付記93から115のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記117]
前記物体の表面の流体に対する摩擦抵抗を低減するための構造を形成する
付記93から116のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記118]
前記物体の表面に周期的な構造を形成する
付記93から117のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記119]
物体の表面に加工光を照射することと、
前記物体の表面における前記加工光の目標照射位置と前記表面との相対位置を変更することと
を備え、
前記表面に沿った第1軸に沿って前記加工光を前記表面上で走査させる第1動作と、前記第1軸に交差し且つ前記表面に沿った第2軸に沿って前記加工光と前記表面との相対位置を変更する第2動作とを交互に繰り返し、
前記第1動作は、前記第1軸に沿った第1の方向に向かって前記目標照射位置が前記表面に対して相対的に移動するように前記加工光を前記表面上bで走査させる第1スキャン動作と、前記第1軸に沿っており且つ前記第1の方向とは逆向きの第2の方向に向かって前記目標照射位置が前記表面に対して相対的に移動するように前記加工光を前記表面上で走査させる第2スキャン動作とを含む
を含む、流体中を移動する移動体の加工方法。
[付記120]
光源からの加工光を物体の表面に照射して前記表面を加工する加工システムにおいて、
前記光源からの前記加工光の光路に配置される第1光学系と、
前記光源からの前記加工光の光路に配置され、前記加工光を前記表面に集光する第2光学系と
を備え、
前記第1及び第2光学系を介した前記加工光の収斂位置におけるビーム断面の大きさは、前記第2光学系を介した加工光の収斂位置におけるビーム断面の大きさよりも大きい
加工システム。
[付記121]
前記第1光学系の光軸に関して回転対称な収差によって、前記第1及び第2光学系を介した前記加工光の収斂位置におけるビーム断面の大きさを、前記第2光学系を介した加工光の収斂位置におけるビーム断面の大きさよりも大きくする
付記120に記載の加工システム。
[付記122]
前記第1光学系の前記回転対称な収差は、球面収差を含む
付記121に記載の加工システム。
[付記123]
前記光照射装置は、複数の前記加工光を前記表面に照射し、
前記第1光学系は、前記表面内において前記複数の加工光を部分的に重ね合わせる
付記120から122のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記124]
前記光照射装置は、前記複数の加工光を同時に前記表面に照射する
付記123に記載の加工システム。
[付記125]
前記光照射装置は、前記複数の加工光のうち第1加工光を前記表面に照射した後に、前記複数の加工光のうち前記第1加工光と異なる第2加工光を前記表面に照射する
付記123又は124に記載の加工システム。
[付記126]
前記第1光学系は、前記加工光を散乱させる散乱面を含む
付記120から125のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記127]
前記第1光学系を介することなく前記物体の表面に照射される前記加工光と比較して、前記第1及び第2光学系を介して前記物体の表面に照射される前記加工光の、前記加工光の収斂位置の近傍において、前記光学系の光軸に交差する前記加工光の断面のサイズの、前記光軸に沿った方向における変化量が少なくなっている
付記120から126のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記128]
光源からの加工光を物体の表面に照射して前記表面を加工する加工システムにおいて、
前記光源からの前記加工光の光路に配置される第1光学系と、
前記光源からの前記加工光の光路に配置され、前記加工光を前記表面に集光する第2光学系と
を備え、
前記光学系を介することなく前記物体の表面に照射される前記加工光と比較して、前記光学系を介して前記物体の表面に照射される前記加工光は、前記加工光の収斂位置の近傍において、前記光学系の光軸に交差する面に沿った前記加工光のビーム径の前記光軸に沿った方向における変化量が小さい
る加工システム。
[付記129]
前記第1光学系は、前記加工光の前記光路に対して挿脱可能である
付記120から128のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記130]
光源から加工光を射出することと、
前記光源からの前記加工光を、第1光学系に入射させることと、
前記加工光を第2光学系を用いて物体上に集光することと
を含み、
前記第1光学系を介することなく前記物体の表面に照射される前記加工光と比較して、前記第1及び第2光学系を介して前記物体の表面に照射される前記加工光の、前記加工光の収斂位置におけるビーム径が大きくなる
流体中を移動する移動体の加工方法。
[付記131]
光源から加工光を射出することと、
前記光源からの前記加工光を、第1光学系に入射させることと、
前記加工光を第2光学系を用いて物体上に集光することと
を含み、
前記第1光学系を介することなく前記物体の表面に照射される前記加工光と比較して、前記第1及び第2光学系を介して前記物体の表面に照射される前記加工光は、前記加工光の収斂位置の近傍において、前記光学系の光軸に交差する面に沿った前記加工光のビーム径の前記光軸に沿った方向における変化量が小さい
流体中を移動する移動体の加工方法。
[付記132]
物体の表面に加工光を照射して前記物体を加工する加工装置において、
前記表面に第1加工光が照射される第1照射領域を形成し、第2加工光が照射される第2照射領域を形成する光照射装置を備え、
前記光照射装置は、前記第1及び第2照射領域が互いに重なるように前記第1及び第2加工光を照射する
加工装置。
[付記133]
前記第1照射領域は、前記表面における第1方向に沿って走査される
付記132に記載の加工装置。
[付記134]
前記第2照射領域は、前記表面における第2方向に沿って走査される
付記133に記載の加工装置。
[付記135]
前記第1照射領域と前記第2照射領域とは、前記第1方向又は前記第2方向において少なくとも一部が重畳する
付記134に記載の加工装置。
[付記136]
前記第1照射領域と前記第2照射領域とは、前記表面上における前記第1方向又は前記第2方向と交差する第3方向において少なくとも一部が重畳する
付記134又は135に記載の加工装置。
[付記137]
前記第1方向と前記第2方向とは同一又は平行である
付記134から136に記載の加工装置。
[付記138]
前記光照射装置は、前記第1加工光と前記第2加工光とを前記表面に非同時に照射する
付記132から137のいずれかに記載の加工装置。
[付記139]
前記光照射装置は、前記第1加工光を前記表面に照射した後、前記第2加工光を前記表面に照射する
付記132から138のいずれかに記載の加工装置。
[付記140]
前記光照射装置は、前記第1加工光と前記第2加工光とを前記表面に同時に照射する
付記132から137のいずれかに記載の加工装置。
上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の要件のうちの一部が用いられなくてもよい。上述の各実施形態の要件は、適宜他の実施形態の要件と置き換えることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した装置等に関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
また、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う加工装置、加工方法、加工システム及び移動体の加工方法もまた本発明の技術思想に含まれる。
1 加工装置
11 光照射装置
111 光源
112 マルチビーム光学系
1121 偏光ビームスプリッタ
1122、1124 1/4波長板
1123、1125 反射ミラー
1126c 駆動系
113 ガルバノミラー
114 fθレンズ
115b 波長板
117e 強度調整装置
1171e、1172e 強度センサ
1173e 波長板
1174e 駆動系
117f
1171f 偏光ビームスプリッタ
1172f、1174f 1/4波長板
1173f、1175f 反射ミラー
1176f 波長板
1181j 拡大光学系
1182j 駆動系
2 制御装置
C 凹部
CP1 凹状構造
EA 照射領域
ELk 加工光
ELo 光源光
S 加工対象物
SF 塗装膜
SYS 加工システム
SA 加工ショット領域
SCA スキャン領域
FA 加工領域
SC_start スキャン開始位置
SC_end スキャン終了位置
F_start 加工開始位置
F_end 加工終了位置
11 光照射装置
111 光源
112 マルチビーム光学系
1121 偏光ビームスプリッタ
1122、1124 1/4波長板
1123、1125 反射ミラー
1126c 駆動系
113 ガルバノミラー
114 fθレンズ
115b 波長板
117e 強度調整装置
1171e、1172e 強度センサ
1173e 波長板
1174e 駆動系
117f
1171f 偏光ビームスプリッタ
1172f、1174f 1/4波長板
1173f、1175f 反射ミラー
1176f 波長板
1181j 拡大光学系
1182j 駆動系
2 制御装置
C 凹部
CP1 凹状構造
EA 照射領域
ELk 加工光
ELo 光源光
S 加工対象物
SF 塗装膜
SYS 加工システム
SA 加工ショット領域
SCA スキャン領域
FA 加工領域
SC_start スキャン開始位置
SC_end スキャン終了位置
F_start 加工開始位置
F_end 加工終了位置
Claims (22)
- 物体の表面に加工光を照射して前記物体を加工する加工装置において、
第1加工光を照射して前記表面に第1照射領域を形成し、第2加工光を照射して前記表面に前記第1照射領域と少なくとも一部が重なる第2照射領域を形成する光照射装置を備え、
前記光照射装置は、前記第1及び第2照射領域の重なり状態を変更可能な変更部材を有する
加工装置。 - 前記第1及び第2加工光を照射して前記物体の表面に凹部を形成する
請求項1に記載の加工装置。 - 前記光照射装置は、前記第1及び第2照射領域を前記物体の表面に沿った一の方向に移動させる変位部材を有し、
前記物体の表面に前記一の方向に伸びた一つ又は複数の凹部を形成する
請求項1又は2に記載の加工装置。 - 前記変更部材は、前記物体の表面において前記一の方向と交差する他の方向における前記第1及び第2照射領域の相対的な位置関係を変更する
請求項3に記載の加工装置。 - 前記変位部材により、前記第1及び第2照射領域を前記一の方向に移動させることによって、前記一つの凹部が形成され、
前記変更部材により重なり状態を変更することにより、前記他の方向における前記凹部の幅を調整する
請求項4に記載の加工装置。 - 前記変位部材により、前記第1及び第2照射領域を前記一の方向に移動させることによって、前記一つの凹部が形成され、
前記変更部材により重なり状態を変更することにより、前記凹部の深さを調整する
請求項4又は5に記載の加工装置。 - 前記変位部材により、前記第1及び第2照射領域を前記一の方向に移動させることによって、前記複数の凹部として、第1凹部と第2凹部が形成され、
前記変更部材により前記他の方向における前記第1及び第2照射領域の相対的な位置関係を変更することにより、前記他の方向における前記第1凹部と前記第2凹部の間隔を調整する
請求項4に記載の加工装置。 - 前記変位部材は、前記第1及び第2照射領域を前記物体の表面において前記一の方向と交差する他の方向に移動させ、
前記物体の表面に、前記他の方向に周期方向を持つ複数の凹部を形成する
請求項3から7のいずれか一項に記載の加工装置。 - 前記光照射装置は、
入射光を、第1光と第2光とに分岐する第1光学系と、
前記第1光学系からの前記第1光を、第3光として前記第1光学系に戻す第2光学系と、
前記第1光学系からの前記第2光を、第4光として前記第1光学系に戻す第3光学系と
を備え、
前記第1光学系を介した前記第2光学系からの前記第3光は、前記第1加工光として前記表面に照射され、
前記第1光学系を介した前記第3光学系からの前記第4光は、前記第2加工光として前記表面に照射される
請求項1から8のいずれか一項に記載の加工装置。 - 前記第2及び第3光学系のうち少なくとも一方の光学系は、前記第1光学系を介した前記第2光学系からの前記第3光と前記第1光学系を介した前記第3光学系からの前記第4光との進行方向とを互いに異ならせる
請求項9に記載の加工装置。 - 前記第2及び第3光学系のうち少なくとも一方の光学系は、前記第1光学系を介した前記第2光学系からの前記第3光の進行方向と前記第1光学系を介した前記第3光学系からの前記第4光の進行方向とのなす角度を変える
請求項9又は10に記載の加工装置。 - 前記変更部材は、前記第2及び第3光学系のうち少なくとも一方の光学系を含む
請求項11に記載の加工装置。 - 前記光照射装置は、前記第1光学系を介した前記第2光学系からの前記第3光と、前記第1光学系を介した前記第2光学系からの前記第4光との光路に配置され、前記第3及び第4光を集光する第4光学系を備える
請求項9から12のいずれか一項に記載の加工装置。 - 前記光照射装置は、前記第1光学系と前記第4光学系との間に配置され、前記第3光と前記第4光との進行方向を変える第5光学系を備える
請求項13に記載の加工装置。 - 前記光照射装置は、前記第1及び第2照射領域を前記物体の表面に沿った一の方向に移動させる変位部材を有し、
前記変位部材は前記第5光学系を含む
請求項14に記載の加工装置。 - 物体の表面に加工光を照射して前記物体を加工する加工方法において、
第1加工光を照射して前記表面に第1照射領域を形成することと、
第2加工光を照射して前記表面に前記第1照射領域と一部が重なる第2照射領域を形成することと、
前記第1及び第2照射領域の重なり状態を変更することと
を含む加工方法。 - 物体に加工光を照射して前記物体を加工する加工装置であって、
入射光を、第1光と第2光とに分岐する第1光学系と、
前記第1光学系からの前記第1光を、第3光として前記第1光学系に戻す第2光学系と、
前記第1光学系からの前記第2光を、第4光として前記第1光学系に戻す第3光学系と
を備え、
前記第1光学系は、前記第2光学系からの前記第3光及び前記第3光学系からの前記第4光を、前記物体の表面上の異なる位置に照射される複数の前記加工光として射出する
加工システム。 - 物体に複数の加工光を照射して前記物体を加工する光照射装置と、
所望のパターン構造が前記物体に形成されるように、前記物体の表面上での前記複数の加工光の照射位置の相対的な位置関係を変更する照射位置変更装置と
を備える加工装置。 - 物体に加工光を照射して所望方向に延在するパターン構造を前記物体に形成するように前記物体を加工する加工システムであって、
前記物体の表面に沿った第1方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動する第1可動装置と、
前記物体の表面に沿っており且つ前記第1の方向に交差する第2の方向における前記加工光の照射位置と前記物体の表面との相対位置を変更するように可動すると共に、前記第1可動装置よりも重い及び/又は大きい第2可動装置と
を備え、
前記所望方向に延びる軸と前記第1方向に延びる軸とがなす第1角度が、前記所望方向に延びる軸と前記第2方向に延びる軸とがなす第2角度よりも小さくなるように、前記第1及び第2可動装置が前記表面に対して位置合わせされている
加工システム。 - 物体に加工光を照射して前記物体の表面に所望方向に延在するパターン構造を形成するように前記物体を加工する加工装置と、
前記パターン構造が形成された前記物体をシミュレートするシミュレーションモデルから生成される前記パターン構造に関するパターン情報に基づいて、前記パターン構造を形成するように前記加工装置を制御する制御装置と
を備える加工システム。 - 物体の表面に加工光を照射する光照射装置と、
前記物体の表面における前記加工光の目標照射位置と前記表面との相対位置を変更する位置変更装置と
を備え、
前記光照射装置及び前記位置変更装置を用いて、前記表面に沿った第1軸に沿って前記加工光を前記表面上で走査させる第1動作と、前記第1軸に交差し且つ前記表面に沿った第2軸に沿って前記加工光と前記表面との相対位置を変更する第2動作とを交互に繰り返し、
前記第1動作は、前記第1軸に沿った第1の方向に向かって前記目標照射位置が前記表面に対して相対的に移動するように前記加工光を前記表面上で走査させる第1スキャン動作と、前記第1軸に沿っており且つ前記第1の方向とは逆向きの第2の方向に向かって前記目標照射位置が前記表面に対して相対的に移動するように前記加工光を前記表面上で走査させる第2スキャン動作とを含む
加工システム。 - 光源からの加工光を物体の表面に照射して前記表面を加工する加工システムにおいて、
前記光源からの前記加工光の光路に配置される第1光学系と、
前記光源からの前記加工光の光路に配置され、前記加工光を前記表面に集光する第2光学系と
を備え、
前記第1及び第2光学系を介した前記加工光の収斂位置におけるビーム断面の大きさは、前記第2光学系を介した加工光の収斂位置におけるビーム断面の大きさよりも大きい
加工システム。
Priority Applications (6)
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EP19926011.8A EP3960359A4 (en) | 2019-04-24 | 2019-04-24 | MACHINING APPARATUS, MACHINING PROCESS AND MACHINING SYSTEM |
JP2021515384A JP7355103B2 (ja) | 2019-04-24 | 2019-04-24 | 加工装置、加工方法及び加工システム |
US17/604,252 US20220203477A1 (en) | 2019-04-24 | 2019-04-24 | Processing apparatus, processing method and processing system |
TW109113237A TW202045288A (zh) | 2019-04-24 | 2020-04-21 | 加工裝置、加工方法以及加工系統 |
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