WO2024003973A1 - レーザ加工装置 - Google Patents

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WO2024003973A1
WO2024003973A1 PCT/JP2022/025471 JP2022025471W WO2024003973A1 WO 2024003973 A1 WO2024003973 A1 WO 2024003973A1 JP 2022025471 W JP2022025471 W JP 2022025471W WO 2024003973 A1 WO2024003973 A1 WO 2024003973A1
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WO
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laser beam
temperature
laser
correction function
machining
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Application number
PCT/JP2022/025471
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩之 竹田
悌史 ▲高▼橋
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/04—Automatically aligning, aiming or focusing the laser beam, e.g. using the back-scattered light
    • B23K26/042—Automatically aligning the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head

Definitions

  • the present disclosure relates to a laser processing device that processes a workpiece by irradiating it with a laser beam.
  • the laser processing apparatus described in Patent Document 1 includes a reflection mirror that reflects a laser pulse from a laser oscillator and outputs it to a galvano scanner, a galvano scanner that scans the laser pulse received from the reflection mirror, and a laser pulse from the galvano scanner.
  • a condensing lens that receives the light and irradiates it onto the workpiece, and a temperature sensor that detects the temperature of the surface of the reflection mirror opposite to the laser pulse receiving surface. Correct the scanning position of the galvano scanner.
  • the laser processing apparatus described in Patent Document 1 corrects the scanning position of the galvano scanner based on the measurement result of the temperature on the opposite side of the light-receiving surface of the reflection mirror, so there is a problem that the accuracy of the correction is low.
  • the present disclosure has been made in view of the above, and provides laser processing that can perform highly accurate processing by highly accurately correcting positional deviations during processing caused by temperature changes in optical elements due to absorption of laser beams.
  • the purpose is to obtain equipment.
  • a laser processing device in the present disclosure includes a laser scanning device that is disposed on the optical path of a laser beam emitted from a laser oscillator and deflects the laser beam, and a laser scanning device.
  • a condenser lens is placed on the optical path of the laser beam between the laser scanning device and the condenser lens, and the condenser lens condenses the laser beam that has passed through the laser beam and irradiates it onto the workpiece.
  • a shielding device that switches between a shielding state in which the laser beam is shielded and a passing state in which the laser beam is incident on the condensing lens; and a control unit that controls the laser scanning device so that the laser beam is irradiated onto the processing target position on the workpiece. and.
  • the control unit corrects the processing target position based on the characteristics of the laser beam acquired with the shielding device in the passing state and the characteristics of the laser beam acquired with the shielding device in the shielding state.
  • the laser processing apparatus it is possible to perform highly accurate processing by correcting positional deviations in processing caused by temperature changes in optical elements due to absorption of laser beams.
  • a diagram showing the configuration of a laser processing device according to Embodiment 1 Flowchart showing the overall operation procedure for determining the correction function of the laser processing apparatus according to the first embodiment Flowchart showing the operation procedure of the first processing measurement step of the laser processing apparatus according to the first embodiment Flowchart showing the operation procedure of the second processing measurement step of the laser processing apparatus according to the first embodiment
  • a diagram showing the configuration of a laser processing device according to a second embodiment Flowchart showing the overall operation procedure for determining the correction function of the laser processing device according to the second embodiment
  • Flowchart showing the operation procedure of the 1' processing and measurement process of the laser processing apparatus according to the second embodiment A diagram showing the configuration of a laser processing device according to Embodiment 3
  • FIG. 4 A diagram showing the configuration of a laser processing device according to Embodiment 4
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a laser processing apparatus 1a according to the first embodiment.
  • the laser processing device 1a irradiates a printed circuit board 3, which is a workpiece, with a laser beam 2 to perform processing such as drilling.
  • the laser processing device 1a includes a laser oscillator 4, a galvano scanner 5, an f ⁇ lens 7, a stage 8, a camera 10, a lens shutter 11, a galvano mirror temperature sensor 12 which is a first temperature measuring section, and a second It includes an f ⁇ lens temperature sensor 13 which is a temperature measuring section.
  • the laser oscillator 4 receives a trigger signal from the oscillator controller 104 and emits the laser beam 2.
  • Laser beam 2 emitted from laser oscillator 4 is deflected using galvano scanner 5, which is a laser scanning device.
  • the galvano scanner 5 includes galvano scanners 5a and 5b.
  • the galvano scanner 5a includes a galvano mirror 6a that reflects the laser beam 2, and a galvano motor 19a that swings and drives the galvano mirror 6a.
  • the galvano scanner 5b includes a galvano mirror 6b that reflects the laser beam 2, and a galvano motor 19b that swings and drives the galvano mirror 6b.
  • the galvano mirrors 6a and 6b may be collectively referred to as the galvano mirror 6.
  • the laser beam 2 is deflected in a first direction by a galvano scanner 5a, and then deflected in a second direction different from the first direction by a galvano scanner 5b.
  • a galvano scanner 5a By deflecting the laser beam 2 using the two galvano scanners 5a and 5b in this manner, the laser irradiation position on the plane of the printed circuit board 3 can be controlled at high speed.
  • one or three or more galvano scanners 5 may be provided.
  • the laser beam 2 that has passed through the galvano scanner 5 is incident on the f ⁇ lens 7, which is a condensing lens.
  • the f ⁇ lens 7 focuses the laser beam 2 and irradiates the surface of the printed circuit board 3 with the focused laser beam 2 perpendicularly. Since the range (scan area) that can be processed by combining the galvano scanner 5 and the f ⁇ lens 7 is limited to several tens of mm, the printed circuit board 3 is moved using the stage 8 to realize processing of the entire printed circuit board 3. do.
  • a camera 10, which is a measuring device, is provided to measure the actual machining position or the error in the machining position of the machined hole 9 machined on the printed circuit board 3.
  • the laser processing apparatus 1a includes a control device 101 as a control section.
  • the control device 101 includes a host controller 102, a galvano controller 103, an oscillator controller 104, a stage controller 105, a camera controller 106, and a shutter controller 107.
  • the upper controller 102 performs general calculations, sends commands to each controller (galvano controller 103, oscillator controller 104, stage controller 105, camera controller 106, and shutter controller 107), etc. It is.
  • the galvano controller 103 controls the galvano scanner 5.
  • the oscillator controller 104 controls the laser oscillator 4.
  • a stage controller 105 controls stage 8.
  • Camera controller 106 performs control of camera 10 .
  • the shutter controller 107 executes opening/closing control of the lens shutter 11.
  • the laser beam 2 is reflected by the galvanometer mirrors 6a and 6b, and is irradiated onto the printed circuit board 3 through the f ⁇ lens 7.
  • the galvano mirror 6 and the f ⁇ lens 7 absorb (endotherm) the energy of the laser beam 2, albeit slightly, and a temperature change occurs in each.
  • the galvano scanner 5 may undergo thermal deformation in the rotational direction or in the direction perpendicular to the mirror surface of the galvano mirror 6.
  • the reflection angle of the laser beam 2 on the galvanometer mirror 6 changes, causing a positional shift in the irradiation position of the laser beam 2 on the printed circuit board 3.
  • This positional deviation will be referred to as a heat-effect error of the galvano scanner 5, which is a laser scanning device.
  • the heat effect error of the galvano scanner 5 corresponds to the first heat effect error.
  • the laser beam 2 deflected by the galvano scanner 5 is incident on the f ⁇ lens 7, a difference occurs in the portion where the temperature changes depending on the incident position of the laser beam 2.
  • a refractive index change occurs in the portion where the temperature changes, and the irradiation position of the laser beam 2 on the printed circuit board 3 shifts.
  • This positional deviation will be referred to as a heat effect error of the f ⁇ lens 7, which is a condensing lens.
  • the heat effect error of the f ⁇ lens 7 corresponds to the second heat effect error.
  • the thermal effect error of the f ⁇ lens 7 also changes depending on the processing pattern or processing method.
  • the incident position of the laser beam 2 on the f ⁇ lens 7 depends only on the processing pattern.
  • a processing method called cooperative control in which processing is performed by scanning the laser beam 2 with the galvano scanner 5 while moving the stage 8, a desired position is processed while the stage 8 is moving. Therefore, the incident position of the laser beam 2 on the f ⁇ lens 7 changes from time to time not only depending on the processing pattern but also on the movement status of the stage 8 and the like.
  • the printed circuit board 3 moves with the stage 8 that moves in a fixed direction, and processing is performed as soon as the desired processing position enters the scan area.
  • the laser beam 2 is incident, and the temperature change in that part becomes significant, and as a result, the thermal effect error of the f ⁇ lens 7 becomes large locally.
  • the laser processing device 1a has two states: a passing state (state shown by a broken line) in which the laser beam 2 passes through the optical path of the laser beam 2 between the galvano scanner 5 and the f ⁇ lens 7, and a shielding state in which the laser beam 2 is blocked. (solid line state).
  • a passing state state shown by a broken line
  • a shielding state in which the laser beam 2 is blocked.
  • solid line state In the case of FIG. 1, the lens shutter 11 is moved to switch between the passing state and the shielding state, but the method of switching may be arbitrarily selected.
  • the printed circuit board 3 can be processed in the same way as when the lens shutter 11 is not provided.
  • the lens shutter 11 when the lens shutter 11 is closed, the laser beam 2 emitted from the laser oscillator 4 is deflected by the galvano scanner 5 and then blocked by the lens shutter 11, so it does not reach the f ⁇ lens 7 and is printed.
  • the substrate 3 is not processed.
  • the opening and closing of the lens shutter 11 is controlled by a shutter controller 107 that is a component of the control device 101 .
  • the laser processing apparatus 1a includes a galvanometer mirror temperature sensor 12 that measures the back surface temperature of the galvanometer mirror 6, and an f ⁇ lens temperature sensor 13 that measures the surface temperature of the f ⁇ lens 7.
  • a galvanometer mirror temperature sensor 12 that measures the back surface temperature of the galvanometer mirror 6, and an f ⁇ lens temperature sensor 13 that measures the surface temperature of the f ⁇ lens 7.
  • non-contact temperature sensors may be used as the galvano mirror temperature sensor 12 and the f ⁇ lens temperature sensor 13.
  • a preferred and typical example is a radiation thermometer.
  • two f ⁇ lens temperature sensors 13a and 13b are installed, and the temperature distribution of the f ⁇ lens 7 is estimated.
  • the galvano controller 103 has the first processing position correction unit 108 and the 2 processing position correction section 109 is provided.
  • the first processing position correction unit 108 uses the actual processing position which is the first irradiation position measurement result of the laser beam 2, the temperature information of the galvanometer mirror 6, and the processing target position which is the desired processing position on the printed circuit board 3. Based on this, a heat influence error due to heat absorption of the galvano mirror 6 is estimated, and the position command of the galvano scanner 5 is corrected.
  • the second machining position correction unit 109 calculates the temperature caused by heat absorption of the f ⁇ lens 7 based on the actual machining position that is the second irradiation position measurement result of the laser beam 2, the temperature information of the f ⁇ lens 7, and the target machining position.
  • the heat effect error is estimated and the position command of the galvano scanner 5 is corrected.
  • the first correction function generation unit 110 of the host controller 102 uses the lens shutter 11, which is a shielding device, to switch between passage and shielding of the laser beam 2 to process the actual machining position, temperature information, and machining target. Based on the position, a first correction function for estimating a heat effect error due to heat absorption of the galvanometer mirror 6 is determined.
  • the second correction function generation unit 111 of the host controller 102 uses the lens shutter 11, which is a shielding device, to switch between passing and shielding the laser beam 2 to process the actual machining position, temperature information, and machining target. Based on the position, a second correction function for estimating a heat effect error due to heat absorption of the f ⁇ lens 7 is determined.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the overall operation procedure for determining the correction function of the laser processing apparatus 1a according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation procedure of the first machining and measuring step of the laser machining apparatus 1a according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation procedure of the second machining and measuring step of the laser machining apparatus 1a according to the first embodiment.
  • Step S1 the first machining position correction section 108 and the second machining position correction section 109 are turned off (disabled) (FIG. 2: Step S1), and the first machining position correction section 108 and the second machining position correction section 109 are disabled. In this state, the first machining and measurement step is performed (step S2).
  • a machining program is started (step S101).
  • the temperature Tg of the galvano mirror 6 is acquired by the galvano mirror temperature sensor 12 (step S102).
  • the lens shutter 11 is opened by the shutter controller 107 (step S105), and the printed circuit board 3 is processed at a predetermined reference number M (several points to several hundred points).
  • the machining target position of the machined hole 9 machined at this time is stored as evaluation point information (step S106).
  • step S107 Machining continues until the number of machining points (number of holes) becomes equal to or greater than the reference number M (step S107), and when the number of machining points exceeds the reference number M (step S107: Yes), the lens shutter 11 is closed by the shutter controller 107. (Step S108). However, even when the lens shutter 11 is closed, the laser beam 2 continues to be emitted from the laser oscillator 4. At this time, the laser beam 2 is reflected by the galvanometer mirror 6 and is blocked by the lens shutter 11. In this state, the printed circuit board 3 is not processed, but the mirror surface of the galvano mirror 6 absorbs energy from the laser beam 2, so the temperature of the galvano mirror 6 changes.
  • step S109 The temperature Tg of the galvanometer mirror 6 continues to be acquired until the end of processing (step S109).
  • step S110: Yes the number of evaluations i is incremented by +1 (step S111), and the current reference temperature Tt[i] is replaced with the temperature Tg of the galvanometer mirror 6 (step S112).
  • step S113 the lens shutter 11 is opened again by the shutter controller 107 (step S113), and processing of the reference number M is performed.
  • the machining target position of the machined hole 9 machined at this time is stored as evaluation point information (step S114), and machining is continued until the number of machining points in this evaluation number i reaches the reference point number M (step S115).
  • the lens shutter 11 is closed by the shutter controller 107 (step S116). It is determined whether or not the machining is completed based on whether the number of evaluations i reaches the final number of evaluations N in the first machining and measurement step (step S117).
  • step S117 If the machining has not been completed (step S117: No), the process returns to step S109, and each time the temperature Tg of the galvanometer mirror 6 increases by ⁇ T, the evaluation count is incremented by +1 and partial machining is performed. The processes from step S109 to step S117 are repeated until the machining is completed.
  • the number of reference points M ranges from several points to several hundred points, and the processing is performed on the order of milliseconds, so the temperature of the f ⁇ lens 7 hardly changes. Therefore, by repeating partial processing, it is possible to process the printed circuit board 3 while raising the temperature of only the galvanometer mirror 6 without increasing the temperature of the f ⁇ lens 7.
  • an image of the machining hole 9 is acquired by the camera 10, and an actual machining position of the machining hole 9 is acquired (step S119).
  • the actual machining position of the machining hole 9 or the machining position error which is the difference between the actual machining position and the target machining position, is taken as the first irradiation position measurement result of the laser beam 2.
  • the first correction function generation unit 110 calculates a first correction function for determining a heat influence error of the galvanometer mirror 6 due to heat absorption from the laser beam 2 (see FIG. :Step S3).
  • the X-axis machining position error Ex and Y-axis machining position error Ey as the first irradiation position measurement results of the laser beam 2 are expressed in vector form as follows.
  • the X-axis and Y-axis are orthogonal coordinate systems on the plane of the printed circuit board 3.
  • Ex [Ex[1],Ex[2],Ex[3],...,Ex[n]] T (Formula 1)
  • Ey [Ey[1],Ey[2],Ey[3],...,Ey[n]] T (Formula 2)
  • polynomials gx and gy each consisting of m terms are set as the first correction function, and the obtained X-axis machining position error Ex and Y-axis machining position error Ey due to heat absorption of the galvano mirror 6 are
  • the coefficient vectors Cx and Cy are determined by fitting using the least squares method using the temperature information Ta and the machining target positions Xr and Yr in step 6.
  • gx will be called the X-axis first correction function
  • gy will be called the Y-axis first correction function.
  • Ex' and Ey' are estimated values of machining position errors on the X axis and Y axis, respectively.
  • Cx and Cy are coefficient vectors consisting of m polynomial terms.
  • the X-axis first correction function and the Y-axis first correction function are preferably functions including the cross term between the temperature information Ta of the galvano mirror 6 and the machining target positions Xr and Yr, as shown below. This is because the galvano mirror 6 is thermally deformed in the direction of rotation and in the direction perpendicular to the mirror surface, and the thermal deformation of both galvano mirrors 6a, 6b affects errors in both axes.
  • a term that includes the product of two or more types of variables is called a cross term. The example above involves the product between a position variable and a temperature variable.
  • the machining target position (Xr, Yr) after correction is derived according to the following (Formula 12) and (Formula 13).
  • Xr' Xr-gx(Cx,Xr,Yr,Tg) (Formula 12)
  • Yr' Yr-gy(Cy,Xr,Yr,Tg) (Formula 13)
  • Step S5 the second machining position correction unit 109 is disabled, the first machining position correction unit 108 is enabled (FIG. 2: Step S4), and the second machining measurement process is performed (Step S5). That is, in the second machining and measurement step, machining and measurement are performed in a state in which the first machining position correction unit 108 corrects the heat influence error caused by the absorption of heat from the laser beam 2 by the galvano mirror 6.
  • the second machining and measurement step will be explained using FIG. 4.
  • the temperature Tg of the galvanometer mirror 6 is acquired (step S202).
  • the process waits until the temperature Tg of the galvanometer mirrors 6a and 6b falls below the initial temperature Tt[1] of the first machining and measurement process (step S203). If the temperature Tg of the galvanometer mirrors 6a, 6b is lower than the initial temperature Tt[1] of the first machining and measurement process (step S203: Yes), the machining program is started (step S204), and the shutter controller 107 closes the lens shutter 11. It is opened (step S205). In the second machining and measurement step, the lens shutter 11 is always kept open.
  • the temperature Tg of the galvanometer mirror 6 is acquired until the processing is completed (step S206).
  • the temperature Tb of the f ⁇ lens 7 also continues to be acquired until the processing is completed (step S207).
  • the temperature distribution of the f ⁇ lens 7 occurs as a surface depending on the incident position of the laser beam 2, based on the temperature information acquired by the f ⁇ lens temperature sensor 13 and the information on the energy, incident position, and incident diameter of the laser beam 2,
  • the temperature distribution on the surface of the f ⁇ lens 7 is estimated using the heat conduction equation (step S208).
  • step S210 Every time the temperature Tg of the galvanometer mirror 6 exceeds the reference temperature Tt[i] stored in the first processing measurement process (step S209: Yes), the processing target position is stored as evaluation point information (step S210), Furthermore, the estimated temperature Tf at the point on the f ⁇ lens 7 where the laser beam 2 is incident is stored (step S211). The processes of step S210 and step S211 are continued until the evaluation score of the estimated temperature Tf reaches the reference score M' (step S212). When the evaluation score of the estimated temperature Tf reaches the reference score M' (step S212: Yes), the number of evaluations i is incremented by +1 (step S213).
  • step S214 Until the number of evaluations i exceeds the final number of evaluations N in the first machining and measurement step (step S214), the process returns to step S206 and continues machining.
  • step S214: Yes the machining is ended (step S215).
  • step S216 The actual machining position of the machining hole 9 or the machining position error, which is the difference between the actual machining position and the machining target position, is taken as the second irradiation position measurement result of the laser beam 2.
  • the second correction function generation unit 111 calculates a second correction function to obtain a heat effect error due to heat absorption of the f ⁇ lens 7 (FIG. 2: Step S6).
  • the second correction function generation unit 111 estimates a machining position error using the machining target position, the estimated temperature of the f ⁇ lens, and the second irradiation position measurement result acquired as evaluation point information in the second machining and measurement step.
  • the X-axis machining target position Xr' and the Y-axis machining target position Yr' are expressed in vector form as follows.
  • Xr' [Xr'[1],Xr'[2],...,Xr'[p]] (Formula 14)
  • Yr' [Yr'[1],Yr'[2],...,Yr'[p]] (Formula 15)
  • p represents the total evaluation score in the second machining and measurement process.
  • the estimated temperature Tf of the f ⁇ lens 7 at the point where the laser beam 2 passes through the f ⁇ lens 7 is also expressed as a p-dimensional vector as shown in (Equation 16).
  • Tf [Tf[1],Tf[2],...,Tf[p]] (Formula 16)
  • the X-axis second correction function fx and the Y-axis second correction function fy of the polynomial consisting of the q term are set as the second correction function, and the X-axis machining position error Ex which is the second irradiation position measurement result of the laser beam 2 is set.
  • the Y-axis machining position error Ey is fitted with the estimated temperature Tf of the f ⁇ lens 7, the X-axis machining target position Xr', and the Y-axis machining target position Yr', and the coefficient vectors Dx and Dy are determined by the least squares method.
  • the estimated value Ex'' of the X-axis position error and the estimated value Ey'' of the Y-axis position error due to heat absorption of the f ⁇ lens 7 are expressed as (Equation 17) and (Equation 18).
  • fx will be referred to as the X-axis second correction function
  • fy will be referred to as the Y-axis second correction function.
  • Ex'' fx(Dx,Xr',Yr',Tf) (Formula 17)
  • Ey'' fy(Dy,Xr',Yr',Tf) (Formula 18)
  • Dx and Dy are coefficient vectors consisting of q elements.
  • Dx [Dx[1],Dx[2],Dx[3],...,Dx[q]] T (Formula 19)
  • Dy [Dy[1],Dy[2],Dy[3],...,Dy[q]] T (Formula 20)
  • the X-axis second correction function fx and the Y-axis second correction function fy are corrections including a cross term between the estimated temperature Tf of the f ⁇ lens 7 and the processing target positions Xr' and Yr', as shown below. Functions are preferred. This is because the influence of the temperature increase on the f ⁇ lens 7 changes depending on the processing target position.
  • the method described so far is an example of a method for determining a correction function.
  • the first machining position correction section 108 was enabled and processing was performed, but the first machining measurement step If the same machining pattern and machining conditions as used in step S5 are used, the second machining measurement step (step S5) may be performed with the first machining position correction unit 108 left disabled.
  • the machining position error is the sum of the heat effect error of the galvano mirror 6 and the heat influence error of the f ⁇ lens 7, but it is clear that the error in the first machining and measurement process is due to the temperature rise of the galvano mirror 6.
  • the lens shutter 11 is provided on the optical path between the galvano scanner 5 and the f ⁇ lens 7, and by closing the lens shutter 11 and emitting the laser beam 2 from the laser oscillator 4, only the galvano mirror 6 can be emitted. It becomes possible to raise the temperature of The temperature of the galvanometer mirror 6 and the actual machining position or machining position error, which is the first irradiation position measurement result of the laser beam 2, are acquired by the method shown in the first machining and measurement step, and the first correction function generating section 110 generates a 1 correction function is generated, and the first processing position correction unit 108 corrects the processing target position of the galvanometer scanner 5, thereby making it possible to correct the heat-influenced error of the galvanometer mirror 6.
  • the temperature of the f ⁇ lens 7 and the actual processing position or processing position error which is the second irradiation position measurement result of the laser beam 2 are acquired, and a second correction function is generated.
  • a second correction function is generated.
  • the lens shutter 11 is provided on the optical path between the galvano scanner 5 and the f ⁇ lens 7, the heat effect error of the galvano mirror 6 and the heat effect error of the f ⁇ lens 7 can be reduced.
  • the machining target position of the galvano scanner 5 can be corrected by separating the two, thereby enabling highly accurate machining.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a laser processing apparatus 1b according to the second embodiment.
  • the components of the control device 101 are the same as those in Embodiment 1, so illustration of the detailed configuration is omitted.
  • the lens shutter 11, which is a shielding device includes an optical position detection element 14.
  • the other configurations are the same as those in Embodiment 1, and redundant explanation will be omitted.
  • the optical position detection element 14 is, for example, a PSD (Position Sensitive Detector), and is capable of detecting the center of gravity position of the light incident on the light receiving surface at high speed and with high precision.
  • PSD Position Sensitive Detector
  • the optical position detection element 14 uses an element capable of detecting a two-dimensional incident position.
  • the optical position detection element 14 is provided in the lens shutter 11, the position of the laser beam 2 scanned two-dimensionally by the galvano scanner 5 can be detected while the lens shutter 11 is closed.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the overall operation procedure for determining the correction function of the laser processing apparatus 1b according to the second embodiment.
  • the first machining and measuring process in step S2 in FIG. 2 is changed to the 1'-machining and measuring process in step S7.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation procedure of the 1' machining and measuring process of the laser machining apparatus 1b according to the second embodiment.
  • the machining hole 9 is actually formed in the printed circuit board 3, and the irradiation position of the laser beam 2 is detected using the camera 10.
  • the machining process of the laser beam 2 on the printed circuit board 3 is performed based on the position of the laser beam 2 detected by the optical position detection element 14 without forming the machining hole 9. Convert to position. After the signal from the optical position detection element 14 is sent to the control device 101, it is converted into processing position information (or processing position error) on the printed circuit board 3, and is finally sent to the first correction function generation section of the host controller 102. At 110, the first correction function is calculated.
  • the position of the lens shutter 11, which was performed in the first processing measurement step of the first embodiment is Opening/closing operations (steps S105, S108, S113, S116) become unnecessary. Further, the operation (step S119) of measuring the machining position error of the machined hole 9 after the machining is completed, which was performed in the first machining and measuring step of the first embodiment, is no longer necessary.
  • the laser irradiation position acquisition operation of detecting the position of the laser beam 2 with the optical position detection element 14 is performed. (Step S301) is inserted, and a laser irradiation position acquisition operation (Step S302) in which the position of the laser beam 2 is detected by the optical position detection element 14 is inserted after the evaluation point information storage operation of Step S114.
  • evaluation can be performed without passing the laser beam 2 through the f ⁇ lens 7, so the correction residual of optical distortion of the f ⁇ lens 7 is not included in the processing position error, and the processing position error is purely The heat effect error of the galvanometer mirror 6 can be obtained. Furthermore, according to the second embodiment, since there is no need to measure the machined hole 9 with the camera 10, there is also an advantage that errors due to measurement are not included in the machined position error. For example, it is possible to solve the problem that the edge of the machined hole 9 is melted by the heat of laser processing and the edge becomes uneven in appearance, so that the center position of the machined hole 9 is calculated out of position when image processing is performed.
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a laser processing apparatus 1c according to the third embodiment.
  • the laser processing apparatus 1c of the third embodiment is different from the laser processing apparatus 1b of the second embodiment in that it further includes a guide light source 15, a mirror 17, and a beam combiner 18.
  • Guide light source 15 emits guide light 16, which is a low-power laser beam such as an HE-Ne laser.
  • a mirror 17 and a beam combiner 18 are provided.
  • the guide light 16 passes through the same path as the laser beam 2 emitted from the laser oscillator 4, but because it has a lower output than the laser beam 2, it does not change the temperature of the galvano mirror 6 even when scanned by the galvano scanner 5. There isn't.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the structure of the galvano scanner 5 of the laser processing apparatus 1c according to the third embodiment.
  • the galvano scanner 5 includes a galvano motor 19 and a galvano mirror 6 attached to the tip of the galvano motor 19.
  • the galvano motor 19 repeats acceleration and deceleration with large angular acceleration in order to change the laser irradiation position at high speed. In order to obtain large angular acceleration, large torque is required. Since torque is proportional to current, a large current needs to flow as a result.
  • copper loss which is a power loss proportional to the winding resistance and the square of the current, occurs.
  • the guide light 16 is used to eliminate heat absorption from the galvano mirror 6, and the third heat effect error, which is the heat effect error due to heat generation of the galvano motor 19, is further reduced. Separate and correct.
  • the control device 101c further includes a third processing position correction section 112 and a third correction function generation section 113.
  • the galvano scanner 5 is moved at high speed and the position of incidence of the guide light 16 on the lens shutter 11 is measured using the optical position detection element 14 attached to the lens shutter 11.
  • Galvano motor temperature sensors 20a and 20b which are third temperature measurement units, are attached inside the housings of the galvano motors 19a and 19b, respectively, so that the temperatures of the galvano motors 19a and 19b can be measured.
  • the galvano motor temperature sensors 20a, 20b are, for example, thermocouples.
  • the third correction function generation unit 113 generates a third irradiation position measurement result, which is the measurement result of the incident position of the guide light 16 on the lens shutter 11 by the optical position detection element 14, and the temperature of the galvano motor 19 measured by the galvano motor temperature sensor 20. , and the target irradiation position of the guide light 16, a third correction function for correcting the heat effect error of the galvano motor 19 is determined.
  • the third machining position correction unit 112 estimates the heat effect error in the current temperature state of the galvano motor 19 based on the determined third correction function, and corrects the target machining position of the galvano scanner 5 to obtain a desired position. Realizes machining to the position.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the overall operation procedure for determining the correction function of the laser processing apparatus 1c according to the third embodiment.
  • steps S8 to S10 are added to the flowchart in FIG.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the operation procedure of the third processing and measurement step of the laser processing apparatus 1c according to the third embodiment.
  • the first machining position correction unit 108, the second machining position correction unit 109, and the third machining position correction unit 112 are all disabled (FIG. 10: Step S8), and the heat effect error of the galvano motor 19 and the temperature of the galvano motor 19 are A third machining and measurement process is performed to obtain the relationship with (step S9).
  • the heat effect error of the galvano motor 19 and the temperature of the galvano motor 19 are acquired.
  • a third correction function is calculated based on the heat effect error of the galvano motor 19 and the temperature of the galvano motor 19 obtained in the third processing and measurement step (step S10).
  • step S11 the third processing position correction section 112 is enabled, and the first processing position correction section 108 and the second processing position correction section 109 are disabled (step S11). That is, the next machining measurement is performed in a state where the third machining position correction unit 112 has corrected the heat effect error of the galvano motor 19.
  • step S7 the 1' machining and measurement step described in the second embodiment is executed (step S7), and data on the heat effect error of the galvano mirror 6 and the temperature of the galvano mirror 6 are acquired.
  • a first correction function is calculated based on the data of the heat effect error of the galvano mirror 6 and the temperature of the galvano mirror 6 acquired in the 1'th processing and measurement step (step S3).
  • step S12 the third machining position corrector 112 and the first machining position corrector 108 are enabled, and the second machining position corrector 109 is disabled (step S12). That is, the first processing position correction section 108 corrects the heat effect error caused by the absorption of heat from the laser beam 2 by the galvano mirror 6, and the third processing position correction section 112 corrects the heat effect error of the galvano motor 19.
  • the next machining measurement is performed in a state where the correction has been performed.
  • the second machining and measurement process described in the first embodiment is executed, and data on the thermal influence error of the f ⁇ lens 7 and the temperature of the f ⁇ lens 7 are acquired (step S5).
  • a second correction function is calculated based on the data of the thermal effect error of the f ⁇ lens 7 and the temperature of the f ⁇ lens 7 acquired in the second processing and measurement step (step S6).
  • the third machining and measurement step will be explained using FIG. 11.
  • the position of the guide light 16 is acquired a set number of evaluations every time the temperature Tm of the galvano motor 19 acquired by the galvano motor temperature sensor 20 increases by temperature ⁇ T'. Obtain the heat effect error and the temperature Tm of the galvano motor 19.
  • a machining program is started (step S401).
  • the temperature Tm of the galvano motor 19 is acquired by the galvano motor temperature sensor 20 (step S402).
  • Processing of a predetermined reference point number M'' is performed on the printed circuit board 3.
  • the machining target position of the machined hole 9 machined at this time is stored as evaluation point information (step S405).
  • a guide light irradiation position acquisition operation for detecting the position of the guide light 16 by the optical position detection element 14 is executed (step S406).
  • step S407 Machining is continued until the number of machining points becomes equal to or greater than the reference number M'' (step S407), and when the number of machining points becomes equal to or greater than the reference number M'' (step S407: Yes), the temperature Tm of the galvano motor 19 is acquired. (Step S408).
  • the temperature Tm of the galvano motor 19 continues to be acquired until the end of processing.
  • the temperature Tm of the galvano motor 19 rises by ⁇ T' from the reference temperature Tt'[i] (step S409: Yes)
  • the number of evaluations i is incremented by +1 (step S410)
  • the reference temperature Tt'[i ] is replaced with the current temperature Tm of the galvano motor 19 (step S411).
  • the machining target position of the machining hole 9 at this time is stored as evaluation point information (step S412), and a guide light irradiation position acquisition operation for detecting the position of the guide light 16 by the optical position detection element 14 is executed (step S413).
  • step S414 Machining is continued until the number of machining points in this evaluation number i reaches the reference number M (step S414). Depending on whether the number of evaluations i has reached the final number of evaluations N, it is determined whether the machining is completed (step S415). If the processing is not completed (step S415: No), the process returns to step S408, and the evaluation count is incremented by +1 every time the temperature Tm of the galvano motor 19 increases ⁇ T'. The processing from step S408 to step S415 is repeated until the machining is completed.
  • the heat effect error due to the heat generation of the galvano motor 19 the heat effect error due to the heat absorption of the laser beam 2 by the galvano mirror 6, and the heat absorption of the laser beam 2 by the f ⁇ lens 7 can be reduced. It becomes possible to isolate the resulting heat-effect errors, and by correcting each heat-effect error independently, highly accurate machining can be achieved.
  • FIG. 12 is a diagram showing the configuration of a laser processing apparatus 1d according to the fourth embodiment.
  • the fourth embodiment includes a lens shutter 11d having a different shape from that of the first embodiment.
  • FIG. 13 is a plan view showing the configuration of a lens shutter 11d of a laser processing apparatus 1d according to the fourth embodiment.
  • the lens shutter 11d which is a shielding device, is provided with an opening 25. By providing the opening 25 in the lens shutter 11d, even when the lens shutter 11d is moved to the closed position, the laser beam 2 can pass through only the position of the opening 25 and the printed circuit board 3 can be processed. It becomes possible.
  • nine openings 25 are provided in the lens shutter 11d in a grid pattern.
  • the size of the opening 25 must be larger than the maximum value that can be assumed as a deviation in the laser irradiation position due to thermal influence error and the beam diameter of the laser beam 2.
  • the actual processing pattern has holes arranged in a high density, if some parts of the processing are continued as they are, only a part of the laser beam 2 will be blocked by the opening, and the printed circuit board 3 will have a round hole. There is a possibility that the hole will not open. Therefore, for processing where there is a possibility that the laser beam 2 will hit the edge of the opening 25, the galvano controller 103 changes the processing target position so that it deviates from the opening and hits the lens shutter 11d.
  • the shape of the opening 25 is not limited to a rectangle, but may be other shapes such as a circle.
  • the arrangement of the openings 25 is not limited to a grid pattern, and may be provided at any position.
  • the dimensions and number of the openings 25 are not limited either.
  • the workpiece can be processed with a part of the laser beam 2 while the shielding device is closed, so even when the optical position detection element 14 is not provided, the f ⁇ lens 7 can be processed. It becomes possible to perform processing and calculate the first correction function without substantially changing the temperature. Furthermore, since there is no need to strictly consider and control the opening/closing timing of the shielding device, control is simplified.
  • FIG. 14 is a perspective view showing the configuration of a lens shutter 11e used in the laser processing apparatus according to the fifth embodiment.
  • the lens shutter shields the laser beam 2 and at the same time absorbs energy, causing a rise in temperature. If the temperature of the lens shutter increases, it will also affect the surrounding temperature, and as a result, the relative positions of the printed circuit board 3, galvano scanner 5, and f ⁇ lens 7 will shift due to thermal expansion of the surrounding components, causing the processing position to shift. There is a possibility that it will happen. Therefore, a water-cooled cooling structure is adopted for the lens shutter 11e.
  • the lens shutter 11e includes a heat-resistant plate 21 to which the laser beam 2 is irradiated, and a cooling section 22 in which a cooling pipe 23 is disposed below the heat-resistant plate 21.
  • a cooling pipe 23 By flowing cooling water through a cooling pipe 23 connected to a cooling part 22, heat is removed from the heat-resistant plate 21 by water cooling, and the temperature is prevented from rising.
  • the heat-resistant plate 21 is one that will not be processed even if it is irradiated with the laser beam 2, and is, for example, a flat plate of stone or brick.
  • the cooling unit 22 has a water cooling flow path formed therein, and a typical material thereof is aluminum from the viewpoint of heat conduction.
  • the cooling pipes 23 are only provided at the inlet and outlet of the cooling unit 22, but for ease of manufacturing, holes are passed through the cooling unit 22 and the through holes are connected to each other to allow water cooling to flow. A path may also be formed.
  • the first correction function generation unit 110 and the second correction function generation unit 111 perform test processing with the correction disabled, and calculate the first correction function and the second correction function in order.
  • the correction parameters for the first correction function and the second correction function are obtained in advance, and the first correction is performed while machining with the first machining position correction unit 108 and the second machining position correction unit 109 enabled.
  • the first correction function and the second correction function may be updated in the function generation section 110 and the second correction function generation section 111.
  • the flow of the test process for determining the first correction function may be the same as the example described in Embodiment 1, but in the first correction function generation section 110, the first measurement result of the irradiation position of the laser beam 2, the galvano mirror 6
  • the correction parameters of the first correction function are updated based on the temperature information, the processing target position, and the correction amount calculated by the first processing position correction unit 108 when processing the evaluation point.
  • This embodiment differs from the first embodiment in that the correction amount calculated by the first processing position correction unit 108 is used.
  • the correction amount calculated by the first processing position correction unit 108 is subtracted from the first measurement result of the irradiation position of the laser beam 2, and the irradiation amount of the laser beam 2 is determined by subtracting the correction amount calculated by the first processing position correction unit 108.
  • the position measurement results are calculated backwards, and the first correction function generation unit 110 updates the correction parameters based on the temperature information of the galvanometer mirror 6 and the processing target position. It is also possible to update the correction parameters in the second correction function generation unit 111 using a similar method.
  • the parameters of the optimal correction function may change depending on the pattern to be processed or the processing mode such as cooperative control. Therefore, while performing machining using existing parameters, it is possible to improve machining accuracy by finding optimal parameters for the conditions.
  • the printed circuit board 3 used in actual processing is used as the workpiece, but an acrylic plate for adjustment may also be used.
  • the structure is such that the galvano scanner 5 and the f ⁇ lens 7 are fixed and the stage 8 on which the workpiece is placed moves. Any structure may be used as long as the relative position of the workpiece changes.
  • the workpiece may be fixed and the galvano scanner 5 and f ⁇ lens 7 may be moved. Further, in addition to moving the galvano scanner 5 and the f ⁇ lens 7, the workpiece may also be moved.
  • data measured by a sensor is used as temperature information, but if the temperature can be estimated from the energy of the laser beam 2, it is not necessary to use a sensor.
  • the shape of the lens shutter 11 does not matter as long as it covers the laser scanning range of the galvano scanner 5.
  • the movable mechanism of the lens shutter 11 may be of any type, such as a linear motion mechanism or a rotation mechanism.
  • data is acquired every time a set temperature change occurs, but the data may be acquired based on time or processing area instead of temperature.
  • the measurement is carried out using the camera 10 installed in the apparatus, but it may also be carried out using an external measuring instrument.
  • thermometer is shown as an example of the f ⁇ lens temperature sensor 13, but if the temperature of the surface of the f ⁇ lens 7 can be estimated, a thermocouple attached to a frame that fixes the f ⁇ lens 7 may be used. A contact sensor may also be used. Further, although the temperature distribution of the f ⁇ lens 7 was obtained from the heat conduction equation, the temperature distribution may be estimated by machine learning.
  • the laser scanning device is not limited to the galvano scanner 5, and a device that deflects the laser beam 2, such as a polygon mirror, a digital micromirror device, or an acousto-optic deflector (AOD), may be employed.
  • a device that deflects the laser beam 2 such as a polygon mirror, a digital micromirror device, or an acousto-optic deflector (AOD)
  • AOD acousto-optic deflector
  • 1a, 1b, 1c, 1d laser processing device 2 laser beam, 3 printed circuit board, 4 laser oscillator, 5, 5a, 5b galvano scanner, 6, 6a, 6b galvano mirror, 7 f ⁇ lens, 8 stage, 9 processed hole, 10 camera, 11, 11d, 11e lens shutter, 12 galvanometer mirror temperature sensor, 13, 13a, 13b f ⁇ lens temperature sensor, 14 optical position detection element, 15 guide light source, 16 guide light, 17 mirror, 18 beam combiner, 19, 19a, 19b Galvano motor, 20, 20a, 20b Galvano motor temperature sensor, 21 Heat-resistant plate, 22 Cooling section, 23 Cooling pipe, 25 Opening, 101, 101c Control device, 102 Upper controller, 103 Galvano controller, 104 Oscillator controller, 105 stage controller, 106 camera controller, 107 shutter controller, 108 first processing position correction section, 109 second processing position correction section, 110 first correction function generation section, 111 second correction function generation section, 112 Third processing position correction section, 113 Third correction function generation section.

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Abstract

レーザ加工装置（１ａ）は、レーザ発振器（４）から出射されるレーザビーム（２）をプリント基板（３）上に照射するガルバノスキャナ（５）と、ガルバノスキャナ（５）を通過したレーザビーム（２）を集光してプリント基板（３）上に照射するｆθレンズ（７）と、ガルバノスキャナ（５）とｆθレンズ（７）との間に配置され、ｆθレンズ（７）へのレーザビーム（２）の入射を遮蔽する遮蔽状態と、ｆθレンズ（７）へレーザビーム（２）を入射させる通過状態とを切り替えるレンズシャッタ（１１）と、制御装置（１０１）と、を備える。制御装置（１０１）は、レンズシャッタ（１１）を通過状態にして取得したレーザビーム（２）の特性と、レンズシャッタ（１１）を遮蔽状態にして取得したレーザビーム（２）の特性とに基づいて、ガルバノスキャナ（５）で制御する加工目標位置を補正する。

Description

レーザ加工装置
　本開示は、被加工物にレーザビームを照射して加工を行うレーザ加工装置に関する。
　特許文献１に記載のレーザ加工装置は、レーザ発振器からのレーザパルスを反射してガルバノスキャナに出力する反射ミラーと、反射ミラーから受光したレーザパルスを走査するガルバノスキャナと、ガルバノスキャナからのレーザパルスを受光して被加工物に照射する集光レンズと、反射ミラーのレーザパルス受光面と反対側の面の温度を検出する温度センサと、を備え、制御部は温度センサの検出温度に基づいてガルバノスキャナの走査位置の補正を行う。
特開２０１７－１９６６３９号公報
　特許文献１に記載のレーザ加工装置では、反射ミラーの受光面の反対側の温度の計測結果に基づいてガルバノスキャナの走査位置の補正を行うため、補正の精度が低いという課題がある。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、レーザビームの吸収による光学素子の温度変化に起因する加工の位置ずれの補正を高精度で行い、精度の高い加工を行うことができるレーザ加工装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示におけるレーザ加工装置は、レーザ発振器から出射されるレーザビームの光路上に配置され、レーザビームを偏向するレーザ走査装置と、レーザ走査装置を通過したレーザビームを集光して被加工物に照射する集光レンズと、レーザ走査装置と集光レンズとの間のレーザビームの光路上に配置され、集光レンズへのレーザビームの入射を遮蔽する遮蔽状態と、集光レンズへレーザビームを入射させる通過状態とを切り替える遮蔽装置と、被加工物上の加工目標位置にレーザビームが照射されるようにレーザ走査装置を制御する制御部と、を備える。制御部は、遮蔽装置を通過状態にして取得したレーザビームの特性と、遮蔽装置を遮蔽状態にして取得したレーザビームの特性とに基づいて、加工目標位置を補正する。
　本開示におけるレーザ加工装置によれば、レーザビームの吸収による光学素子の温度変化に起因する加工の位置ずれの補正を高精度で行い、精度の高い加工を行うことができるという効果を奏する。
実施の形態１にかかるレーザ加工装置の構成を示す図 実施の形態１にかかるレーザ加工装置の補正関数の決定のための全体的動作手順を示すフローチャート 実施の形態１にかかるレーザ加工装置の第１加工計測工程の動作手順を示すフローチャート 実施の形態１にかかるレーザ加工装置の第２加工計測工程の動作手順を示すフローチャート 実施の形態２にかかるレーザ加工装置の構成を示す図 実施の形態２にかかるレーザ加工装置の補正関数の決定のための全体的動作手順を示すフローチャート 実施の形態２にかかるレーザ加工装置の第１´加工計測工程の動作手順を示すフローチャート 実施の形態３にかかるレーザ加工装置の構成を示す図 実施の形態３にかかるレーザ加工装置のガルバノスキャナの構造を示す斜視図 実施の形態３にかかるレーザ加工装置の補正関数の決定のための全体的動作手順を示すフローチャート 実施の形態３にかかるレーザ加工装置の第３加工計測工程の動作手順を示すフローチャート 実施の形態４にかかるレーザ加工装置の構成を示す図 実施の形態４にかかるレーザ加工装置のレンズシャッタの構成を示す平面図 実施の形態５にかかるレーザ加工装置に用いられるレンズシャッタの構成を示す斜視図
　以下に、実施の形態にかかるレーザ加工装置を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１にかかるレーザ加工装置１ａの構成を示す図である。レーザ加工装置１ａは、レーザビーム２を被加工物であるプリント基板３に対して照射し、穴あけなどの加工を行うものである。レーザ加工装置１ａは、レーザ発振器４と、ガルバノスキャナ５と、ｆθレンズ７と、ステージ８と、カメラ１０と、レンズシャッタ１１と、第１温度測定部であるガルバノミラー温度センサ１２と、第２温度測定部であるｆθレンズ温度センサ１３と、を備える。
　レーザ発振器４は、発振器制御器１０４からのトリガ信号を受けてレーザビーム２を出射する。レーザ発振器４から出射されたレーザビーム２は、レーザ走査装置であるガルバノスキャナ５を用いて偏向される。ガルバノスキャナ５は、ガルバノスキャナ５ａ，５ｂを有する。ガルバノスキャナ５ａは、レーザビーム２を反射するガルバノミラー６ａと、ガルバノミラー６ａを揺動駆動するガルバノモータ１９ａと、を有する。ガルバノスキャナ５ｂは、レーザビーム２を反射するガルバノミラー６ｂと、ガルバノミラー６ｂを揺動駆動するガルバノモータ１９ｂと、を有する。ガルバノミラー６ａ，６ｂを総称して、ガルバノミラー６と呼ぶ場合もある。レーザビーム２は、ガルバノスキャナ５ａで第１の方向に偏向された後、ガルバノスキャナ５ｂで第１の方向とは異なる第２の方向に偏向される。このように２台のガルバノスキャナ５ａ，５ｂを用いてレーザビーム２を偏向することで、プリント基板３の平面上のレーザ照射位置を高速に制御できる。なお、ガルバノスキャナ５は、１台または３台以上備えていてもよい。
　ガルバノスキャナ５を通過したレーザビーム２は、集光レンズであるｆθレンズ７に入射される。ｆθレンズ７は、レーザビーム２を集光し、集光されたレーザビーム２をプリント基板３の面に対して垂直に照射する。ガルバノスキャナ５とｆθレンズ７とを組み合わせて加工できる範囲（スキャンエリア）は、数１０ｍｍと限られているため、ステージ８を用いてプリント基板３を移動し、プリント基板３の全体の加工を実現する。プリント基板３で加工された加工穴９の実加工位置もしくは加工位置の誤差を計測するために、計測装置であるカメラ１０が備えられている。
　実際の構成では、レーザ発振器４とガルバノスキャナ５との間にはミラー、レンズ、マスクなど他の構成部品がある場合もあるが、図１では省略している。
　レーザ加工装置１ａは、制御部としての制御装置１０１を備える。制御装置１０１は、上位制御器１０２、ガルバノ制御器１０３、発振器制御器１０４、ステージ制御器１０５、カメラ制御器１０６、およびシャッタ制御器１０７を備える。上位制御器１０２は、汎用的な計算、各制御器（ガルバノ制御器１０３、発振器制御器１０４、ステージ制御器１０５、カメラ制御器１０６、およびシャッタ制御器１０７）への命令の送信などを行うものである。ガルバノ制御器１０３はガルバノスキャナ５の制御を実行する。発振器制御器１０４はレーザ発振器４の制御を実行する。ステージ制御器１０５はステージ８の制御を実行する。カメラ制御器１０６はカメラ１０の制御を実行する。シャッタ制御器１０７は、レンズシャッタ１１の開閉制御を実行する。
　レーザ加工装置１ａで加工を行う際、レーザビーム２はガルバノミラー６ａ，６ｂで反射され、ｆθレンズ７を経てプリント基板３に照射される。その際に僅かではあるが、ガルバノミラー６およびｆθレンズ７は、レーザビーム２のエネルギを吸収（吸熱）し、それぞれに温度変化が生じる。
　ガルバノミラー６の温度変化に起因して、ガルバノスキャナ５は回転方向もしくはガルバノミラー６のミラー面に対して垂直方向に熱変形を起こしうる。その結果、ガルバノミラー６でのレーザビーム２の反射角度が変化し、プリント基板３上のレーザビーム２の照射位置に位置ずれが生じる。この位置ずれをレーザ走査装置であるガルバノスキャナ５の熱影響誤差と呼ぶこととする。ガルバノスキャナ５の熱影響誤差が第１の熱影響誤差に対応する。
　ｆθレンズ７にはガルバノスキャナ５で偏向されたレーザビーム２が入射するため、レーザビーム２の入射位置に応じて温度変化する部分に差異が生じる。温度変化した部分では屈折率変化が生じ、プリント基板３上のレーザビーム２の照射位置の位置ずれが生じる。この位置ずれを集光レンズであるｆθレンズ７の熱影響誤差と呼ぶこととする。ｆθレンズ７の熱影響誤差が第２の熱影響誤差に対応する。
　ｆθレンズ７の熱影響誤差は加工パターン、または加工方法によっても変化する。プリント基板３を載せたステージ８が停止している状態で加工する場合は、ｆθレンズ７上のレーザビーム２の入射位置は加工パターンだけに依存する。一方、高速化のために、ステージ８を移動させながらガルバノスキャナ５でレーザビーム２を走査して加工を行う協調制御という加工方法では、ステージ８が移動している状態で所望の位置を加工するため、ｆθレンズ７上のレーザビーム２の入射位置は加工パターンだけでなくステージ８の移動状況などによっても時々刻々変化する。例えば、協調制御では一定方向に移動するステージ８とともにプリント基板３が移動し、所望の加工位置がスキャンエリアに入ると直ぐに加工が行われるため、スキャンエリアの片側、つまりｆθレンズ７の片側ばかりにレーザビーム２が入射し、その部分の温度変化が顕著となり、結果として局所的にｆθレンズ７の熱影響誤差が大きくなる。
　このような状況において高精度な加工を行うためには、ガルバノスキャナ５の熱影響誤差と、ｆθレンズ７の熱影響誤差とを切り分けて、それぞれに対して補正を行う必要がある。
　このため、レーザ加工装置１ａは、ガルバノスキャナ５とｆθレンズ７との間のレーザビーム２の光路に、レーザビーム２を通過させる通過状態（破線の状態）と、レーザビーム２を遮蔽する遮蔽状態（実線の状態）とを切り替える遮蔽装置であるレンズシャッタ１１を備える。図１の場合は、レンズシャッタ１１は移動されることにより、通過状態と遮蔽状態とを切り替えたが、切替えの仕方は任意に選択すればよい。レンズシャッタ１１が開いた状態では、レンズシャッタ１１が無い場合と同じようにプリント基板３を加工することが可能である。一方、レンズシャッタ１１を閉じた状態では、レーザ発振器４から出射されたレーザビーム２は、ガルバノスキャナ５で偏向された後にレンズシャッタ１１で遮蔽されるため、ｆθレンズ７には到達せず、プリント基板３の加工は行われない。レンズシャッタ１１は、制御装置１０１の構成要素であるシャッタ制御器１０７によって開閉の制御が行われる。
　さらに、レーザ加工装置１ａは、ガルバノミラー６の背面温度を測定するガルバノミラー温度センサ１２と、ｆθレンズ７の表面温度を測定するｆθレンズ温度センサ１３と、を備える。ガルバノミラー６が可動部であることと、ｆθレンズ７をレーザビーム２が通過することを考慮して、ガルバノミラー温度センサ１２とｆθレンズ温度センサ１３として非接触式の温度センサが用いられることが望ましく、代表的なものは放射温度計である。ｆθレンズ７上のレーザビーム２の通過位置における温度を把握するために、２個のｆθレンズ温度センサ１３ａ，１３ｂを設置し、ｆθレンズ７の温度分布を推定する。
　このような構成でガルバノスキャナ５の熱影響誤差とｆθレンズ７の熱影響誤差とを切り分けて、各熱影響誤差を補正するために、ガルバノ制御器１０３は第１加工位置補正部１０８と、第２加工位置補正部１０９を備える。第１加工位置補正部１０８は、レーザビーム２の第１の照射位置計測結果である実加工位置と、ガルバノミラー６の温度情報と、プリント基板３上の所望の加工位置である加工目標位置に基づいてガルバノミラー６の吸熱に起因した熱影響誤差を推定し、ガルバノスキャナ５の位置指令を補正する。第２加工位置補正部１０９は、レーザビーム２の第２の照射位置計測結果である実加工位置と、ｆθレンズ７の温度情報と、加工目標位置とに基づいてｆθレンズ７の吸熱に起因した熱影響誤差を推定し、ガルバノスキャナ５の位置指令を補正する。上位制御器１０２の第１補正関数生成部１１０は、遮蔽装置であるレンズシャッタ１１を用いてレーザビーム２の通過と遮蔽とを切り替えて加工を行って取得した実加工位置、温度情報および加工目標位置に基づいて、ガルバノミラー６の吸熱に起因した熱影響誤差を推定するための第１補正関数を求める。上位制御器１０２の第２補正関数生成部１１１は、遮蔽装置であるレンズシャッタ１１を用いてレーザビーム２の通過と遮蔽とを切り替えて加工を行って取得した実加工位置、温度情報および加工目標位置に基づいて、ｆθレンズ７の吸熱に起因した熱影響誤差を推定するための第２補正関数を求める。
　次に、熱影響誤差の切り分けと補正関数の決定のための試験方法を詳述する。図２は、実施の形態１にかかるレーザ加工装置１ａの補正関数の決定のための全体的動作手順を示すフローチャートである。図３は、実施の形態１にかかるレーザ加工装置１ａの第１加工計測工程の動作手順を示すフローチャートである。図４は、実施の形態１にかかるレーザ加工装置１ａの第２加工計測工程の動作手順を示すフローチャートである。
　まず、第１加工位置補正部１０８および第２加工位置補正部１０９がオフ（無効）にされ（図２：ステップＳ１）、第１加工位置補正部１０８および第２加工位置正部１０９が無効とされた状態で、第１加工計測工程が実施される（ステップＳ２）。
　図３を用いて第１加工計測工程について説明する。加工プログラムがスタートされる（ステップＳ１０１）。最初に、ガルバノミラー温度センサ１２によってガルバノミラー６の温度Tgが取得される（ステップＳ１０２）。評価回数iが1に初期化され（ステップＳ１０３）、i=1番目の基準温度Tt[i]として、取得された温度Tgが設定される（ステップＳ１０４）。シャッタ制御器１０７によってレンズシャッタ１１が開かれ（ステップＳ１０５）、予め決めておいた基準点数M（数点から数百点）の加工がプリント基板３に行われる。このとき加工された加工穴９の加工目標位置が評価点情報として保存される（ステップＳ１０６）。加工点数（穴数）が基準点数M以上になるまで加工が続行され（ステップＳ１０７）、加工点数が基準点数Mを超えたら（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、シャッタ制御器１０７によってレンズシャッタ１１が閉じられる（ステップＳ１０８）。ただし、レンズシャッタ１１を閉じた状態でもレーザ発振器４からレーザビーム２の出射は続けられる。このときレーザビーム２はガルバノミラー６に反射してレンズシャッタ１１で遮蔽される。この状態では、プリント基板３は加工されないが、ガルバノミラー６のミラー面はレーザビーム２からエネルギを吸収するので、ガルバノミラー６の温度が変化する。
　ガルバノミラー６の温度Tgは、加工終了まで取得され続ける（ステップＳ１０９）。次に、ガルバノミラー６の温度Tgが基準温度Tt[i]からΔTだけ温度上昇したら（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、評価回数iが+1インクリメントされ（ステップＳ１１１）、基準温度Tt[i]が現在のガルバノミラー６の温度Tgに置き換えられる（ステップＳ１１２）。このタイミングで、シャッタ制御器１０７によってレンズシャッタ１１が再度開かれ（ステップＳ１１３）、基準点数Mの加工が行われる。このときに加工した加工穴９の加工目標位置が評価点情報として保存され（ステップＳ１１４）、この評価回数iでの加工点数が基準点数Mに達するまで加工が続けられる（ステップＳ１１５）。加工点数が基準点数Mに達すると（ステップＳ１１５：Ｙｅｓ）、シャッタ制御器１０７によってレンズシャッタ１１が閉じられる（ステップＳ１１６）。評価回数iが第１加工計測工程での最終的な評価回数Nに達したかどうかで、加工が終了したか否かが判定される（ステップＳ１１７）。加工が終了していない場合は（ステップＳ１１７：Ｎｏ）、ステップＳ１０９に戻り、ガルバノミラー６の温度TgがΔT上昇する毎に評価回数を+1インクリメントして部分的な加工を行う。加工が終了するまでステップＳ１０９からステップＳ１１７の処理が繰り返される。
　基準点数Mは数点から数百点であり、加工はミリ秒のオーダで行われるのでｆθレンズ７の温度はほとんど変化しない。したがって、部分的な加工を繰り返すことでｆθレンズ７の温度は上昇させずにガルバノミラー６だけを温度上昇させた状態でプリント基板３に加工を行うことが可能である。加工終了後に（ステップＳ１１７：Ｙｅｓ）、最終的な評価回数i=Nが保存される（ステップＳ１１８）。その後、評価点情報として保存しておいた加工穴９の加工目標位置を参照し、加工穴９の画像をカメラ１０によって取得し、加工穴９の実加工位置を取得する（ステップＳ１１９）。この加工穴９の実加工位置、または実加工位置と加工目標位置との差である加工位置誤差をレーザビーム２の第１の照射位置計測結果とする。
　第１加工計測工程が終了すると、第１補正関数生成部１１０で、レーザビーム２からの吸熱に起因するガルバノミラー６の熱影響誤差を求めるための第１補正関数の算出が行われる（図２：ステップＳ３）。レーザビーム２の第１の照射位置計測結果としてのX軸加工位置誤差Ex、Y軸加工位置誤差Eyを以下のようにベクトル形式で表す。ここでX軸、Y軸は、プリント基板３の平面上の直交する座標系である。
　Ex=[Ex[1],Ex[2],Ex[3],・・・,Ex[n]]Ｔ　　　　（式１）
　Ey=[Ey[1],Ey[2],Ey[3],・・・,Ey[n]]Ｔ　　　　（式２）
　ここでnは第１加工計測工程の評価点の総数を表しており、評価回数N回であり、１回につきM点加工するので、n=M*Nとなる。同様に各評価点の加工目標位置Xr，Yrは以下のように表す。
　Xr=[Xr[1],Xr[2],Xr[3],・・・,Xr[n]]Ｔ　　　（式３）
　Yr=[Yr[1],Yr[2],Yr[3],・・・,Yr[n]]Ｔ　　　（式４）
　また各評価点におけるガルバノミラー６の温度情報Taを以下のように表す。各評価点におけるガルバノミラー６の温度情報Taは、ΔT毎に上昇させたガルバノミラー６の温度Tgに基づき取得される。
　Ta=[Ta[1],Ta[2],Ta[3],・・・,Ta[n]]Ｔ　　　（式５）
　次に、第１補正関数として、それぞれm項からなる多項式gx，gyを設定し、取得したガルバノミラー６の熱吸収に起因したX軸加工位置誤差Ex、Y軸加工位置誤差Eyを、ガルバノミラー６の温度情報Taおよび加工目標位置Xr，Yrを使って最小二乗法でフィッティングして、係数ベクトルCx，Cyを求める。第１補正関数の中で区別するために、gxをX軸第１補正関数、gyをY軸第１補正関数と呼ぶこととする。
　Ex’=gx(Cx,Xr,Yr,Ta)　　　　　　　　　　　（式６）
　Ey’=gy(Cy,Xr,Yr,Ta)　　　　　　　　　　　（式７）
　Cx=[Cx[1],Cx[2],Cx[3],・・・,Cx[m]]Ｔ　　　（式８）
　Cy=[Cy[1],Cy[2],Cy[3],・・・,Cy[m]]Ｔ　　　（式９）
　ここでEx’，Ey’はそれぞれX軸、Y軸の加工位置誤差の推定値である。Cx，Cyは多項式の項数m個の要素からなる係数ベクトルである。
　具体的には、X軸第１補正関数およびY軸第１補正関数は、以下のようなガルバノミラー６の温度情報Taと加工目標位置Xr，Yrとの交差項を含む関数が望ましい。これはガルバノミラー６が回転方向とミラー面に垂直な方向に熱変形しており、両方のガルバノミラー６ａ，６ｂの熱変形が両軸の誤差に影響を及ぼすためである。ここで、多項式の項のうち、２種類以上の変数の積を含む項を交差項と称している。上記の例では、位置の変数と温度の変数との間の積を含んでいる。
　Ex’[k]=Cx[1]+Cx[2]*Ta[k]+Cx[3]*Xr[k]*Ta[k]+Cx[4]*Yr[k]*Ta[k]　　　（式１０）
　Ey’[k]=Cy[1]+Cy[2]*Ta[k]+Cy[3]*Xr[k]*Ta[k]+Cy[4]*Yr[k]*Ta[k]　　　（式１１）
　ここでkはk番目の点を意味し、k=1,2,3,…,nである。係数ベクトルが決定されれば、加工目標位置Xr，Yrとガルバノミラー６の温度情報Taを用いて、位置誤差Ex’，Ey’を推定することが可能となる。
　第１加工位置補正部１０８においては、加工目標位置を（Xr,Yr）とし、そのときのガルバノミラー６ａ，６ｂの温度をTgとすると、補正後の加工目標位置（Xr’,Yr’）は、以下の（式１２）、（式１３）にしたがって導出する。
　Xr’=Xr-gx(Cx,Xr,Yr,Tg)　　　（式１２）
　Yr’=Yr-gy(Cy,Xr,Yr,Tg)　　　（式１３）
　次に、第２加工位置補正部１０９が無効にされ、第１加工位置補正部１０８が有効にされて（図２：ステップＳ４）、第２加工計測工程が行われる（ステップＳ５）。すなわち、第２加工計測工程においては、第１加工位置補正部１０８で、ガルバノミラー６のレーザビーム２からの吸熱に起因する熱影響誤差の補正を行った状態で、加工計測が行われる。
　図４を用いて第２加工計測工程について説明する。評価回数iが初期化され、i=1に再設定される（ステップＳ２０１）。ガルバノミラー６の温度Tgが取得される（ステップＳ２０２）。ガルバノミラー６ａ，６ｂの温度Tgが第１加工計測工程の初期温度Tt[1]を下回るまで待機する（ステップＳ２０３）。ガルバノミラー６ａ，６ｂの温度Tgが第１加工計測工程の初期温度Tt[1]を下回れば（ステップＳ２０３：Ｙｅｓ）、加工プログラムがスタートされ（ステップＳ２０４）、シャッタ制御器１０７によってレンズシャッタ１１が開かれる（ステップＳ２０５）。第２加工計測工程では、レンズシャッタ１１は常に開いたままに維持される。ガルバノミラー６の温度Tgは、加工が終了するまで取得される（ステップＳ２０６）。ｆθレンズ７の温度Tbも加工終了まで取得され続ける（ステップＳ２０７）。ただし、ｆθレンズ７はレーザビーム２の入射位置に応じて面として温度分布が発生するため、ｆθレンズ温度センサ１３で取得した温度情報とレーザビーム２のエネルギ、入射位置、入射径の情報から、熱伝導方程式を用いてｆθレンズ７の面での温度分布が推定される（ステップＳ２０８）。
　ガルバノミラー６の温度Tgが第１加工計測工程で保存しておいた基準温度Tt[i]を超える毎に（ステップＳ２０９：Ｙｅｓ）、評価点情報として加工目標位置が保存され（ステップＳ２１０）、さらにｆθレンズ７上のレーザビーム２が入射した点での推定温度Tfが保存される（ステップＳ２１１）。推定温度Tfの評価点数が基準点数M’に達するまでステップＳ２１０とステップＳ２１１の処理が続けられる（ステップＳ２１２）。推定温度Tfの評価点数が基準点数M’に達すると（ステップＳ２１２：Ｙｅｓ）、評価回数iが+1インクリメントされる（ステップＳ２１３）。第１加工計測工程での最終的な評価回数Nを評価回数iが超えるまでは（ステップＳ２１４）、ステップＳ２０６に戻って加工が続けられる。第１加工計測工程での最終的な評価回数Nを評価回数iが超えると（ステップＳ２１４：Ｙｅｓ）、加工が終了される（ステップＳ２１５）。その後、評価点情報として保存しておいた加工穴９の加工目標位置を参照し、加工穴９の画像をカメラ１０によって取得し、加工穴９の実加工位置を取得する（ステップＳ２１６）。この加工穴９の実加工位置または実加工位置と加工目標位置との差である加工位置誤差をレーザビーム２の第２の照射位置計測結果とする。
　第２加工計測工程が終了すると、第２補正関数生成部１１１において、ｆθレンズ７の吸熱に起因した熱影響誤差を求めるための第２補正関数の算出が行われる（図２：ステップＳ６）。第２補正関数生成部１１１は、第２加工計測工程において評価点情報として取得した加工目標位置、ｆθレンズの推定温度、および第２の照射位置計測結果を使って加工位置誤差を推定する。ここで、X軸加工目標位置Xr’、Y軸加工目標位置Yr’を、次のように、ベクトル形式で表す。
　Xr’=[Xr’[1],Xr’[2],・・・,Xr’[p]]　　　（式１４）
　Yr’=[Yr’[1],Yr’[2],・・・,Yr’[p]]　　　（式１５）
　pは第２加工計測工程における総評価点数を表す。またｆθレンズ７でレーザビーム２が通過した箇所におけるｆθレンズ７の推定温度Tfも、p次元ベクトルとして（式１６）のように表される。
　Tf=[Tf[1],Tf[2],・・・,Tf[p]]　　　　　　　（式１６）
　第２補正関数としてq項からなる多項式のX軸第２補正関数fxおよびY軸第２補正関数fyを設定して、レーザビーム２の第２の照射位置計測結果であるX軸加工位置誤差Ex、Y軸加工位置誤差Eyをｆθレンズ７の推定温度Tf、X軸加工目標位置Xr’、Y軸加工目標位置Yr’でフィッティングし、最小二乗法で係数ベクトルDx，Dyを決定する。ｆθレンズ７の吸熱に起因するX軸位置誤差の推定値Ex’’、Y軸位置誤差の推定値Ey’’は（式１７）、（式１８）のように表される。第２補正関数の中で区別するために、fxをX軸第２補正関数、fyをY軸第２補正関数と呼ぶこととする。
　Ex’’=fx(Dx,Xr’,Yr’,Tf)　　　（式１７）
　Ey’’=fy(Dy,Xr’,Yr’,Tf)　　　（式１８）
　ここでDx，Dyはq個の要素からなる係数ベクトルである。
　Dx=[Dx[1],Dx[2],Dx[3],・・・,Dx[q]]Ｔ　　　（式１９）
　Dy=[Dy[1],Dy[2],Dy[3],・・・,Dy[q]]Ｔ　　　（式２０）
　具体的には、X軸第２補正関数fxおよびY軸第２補正関数fyは、以下のように、ｆθレンズ７の推定温度Tfと加工目標位置Xr’，Yr’との交差項を含む補正関数が望ましい。これは加工目標位置によってｆθレンズ７の温度上昇が与える影響が変化するためである。
　Ex’’[k]=Dx[1]+Dx[2]*Tf[k]+Dx[3]*Xr’[k]*Tf[k]+Dx[4]*Yr’[k]*Tf[k]　（式２１）
　Ey’’[k]=Dy[1]+Dy[2]*Tf[k]+Dy[3]*Xr’[k]*Tf[k]+Dy[4]*Yr’[k]*Tf[k]　（式２２）
　ここで、kはk番目の評価点を意味し、k=1,2,3,…,pである。係数ベクトルDx，Dyが決定されれば、X軸加工目標位置Xr’、Y軸加工目標位置Yr’とｆθレンズの推定温度Tfを用いて、位置誤差を推定することが可能となる。
　第２加工位置補正部１０９においては、加工目標位置（Xr’,Yr’）、ｆθレンズ７の推定温度Tfとすると、補正後の加工目標位置（Xr’’,Yr’’）は以下のように計算される。
　Xr’’=Xr’-fx(Dx,Xr’,Yr’,Tf)　　　（式２３）
　Yr’’=Yr’-fx(Dy,Xr’,Yr’,Tf)　　　（式２４）
　ここまで説明した方法が補正関数の決定方法の一例である。この方法では、第１加工計測工程（ステップＳ２）と第１補正関数の算出（ステップＳ３）の後に、第１加工位置補正部１０８を有効にして処理を行っていたが、第１加工計測工程で使ったものと同じ加工パターンと加工条件を使えば、第１加工位置補正部１０８を無効のままにして、第２加工計測工程（ステップＳ５）を行っても良い。その場合、加工位置誤差にはガルバノミラー６の熱影響誤差とｆθレンズ７の熱影響誤差が足し合わされて出てくるが、第１加工計測工程の誤差がガルバノミラー６の温度上昇による誤差と分かっているので、第２加工計測工程の誤差と第１加工計測工程の誤差との差分を取れば、ｆθレンズ７の熱影響誤差を切り分けることが可能である。この方法は、レーザ加工装置１ａで数十から数百点を加工するときの所要時間は０．１秒ほどであり、ｆθレンズ７の温度変化の時間（時定数）に対して非常に短いという特徴を利用している。
　実施の形態１によれば、ガルバノスキャナ５とｆθレンズ７との間の光路上にレンズシャッタ１１を設け、レンズシャッタ１１を閉じてレーザビーム２をレーザ発振器４から出射することでガルバノミラー６だけを温度上昇させることが可能となる。第１加工計測工程で示した方法でガルバノミラー６の温度とレーザビーム２の第１の照射位置計測結果である実加工位置または加工位置誤差とを取得し、第１補正関数生成部１１０において第１補正関数を生成し、第１加工位置補正部１０８でガルバノスキャナ５の加工目標位置を補正することでガルバノミラー６の熱影響誤差を補正可能である。続いて、第２加工計測工程で示した方法で、ｆθレンズ７の温度とレーザビーム２の第２の照射位置計測結果である実加工位置または加工位置誤差とを取得し、第２補正関数生成部１１１で第２補正関数を生成し、第２加工位置補正部１０９でガルバノスキャナ５の加工目標位置を補正することで、ｆθレンズ７の熱影響誤差を補正することが可能である。
　このように、実施の形態１によれば、ガルバノスキャナ５とｆθレンズ７との間の光路上にレンズシャッタ１１を設けているので、ガルバノミラー６の熱影響誤差とｆθレンズ７の熱影響誤差とを切り分けてガルバノスキャナ５の加工目標位置の補正を行うことができ、これにより高精度な加工が可能となる。
実施の形態２．
　図５は、実施の形態２にかかるレーザ加工装置１ｂの構成を示す図である。図５では、制御装置１０１の構成要素は、実施の形態１と同じであるので、詳細な構成の図示は省略している。実施の形態２のレーザ加工装置１ｂでは、遮蔽装置であるレンズシャッタ１１は、光位置検出素子１４を備えている。他の構成は、実施の形態１と同様であり、重複する説明は省略する。光位置検出素子１４は、例えば、ＰＳＤ（Position　Sensitive　Detector）であり、受光面に入射した光の重心位置を高速かつ高精度に検出することが可能である。レーザ走査装置であるガルバノスキャナ５は、レーザビーム２を２次元に走査することが可能なので、光位置検出素子１４は２次元の入射位置を検出可能なものを用いる。実施の形態２では、レンズシャッタ１１に光位置検出素子１４を設けているので、レンズシャッタ１１を閉じたままガルバノスキャナ５によって２次元に走査されるレーザビーム２の位置を検出することができる。
　図６は、実施の形態２にかかるレーザ加工装置１ｂの補正関数の決定のための全体的動作手順を示すフローチャートである。図６では、図２のステップＳ２の第１加工計測工程をステップＳ７の第１´加工計測工程に変更している。図７は、実施の形態２にかかるレーザ加工装置１ｂの第１´加工計測工程の動作手順を示すフローチャートである。実施の形態１では、ステップＳ２の第１加工計測工程において、プリント基板３に加工穴９を実際に形成して、カメラ１０を用いてレーザビーム２の照射位置を検出していたが、実施の形態２では、ステップＳ７の第１´加工計測工程において、加工穴９を形成せずに光位置検出素子１４が検出したレーザビーム２の位置に基づいて、レーザビーム２のプリント基板３上の加工位置に換算する。光位置検出素子１４からの信号は制御装置１０１に送られた後、プリント基板３上の加工位置情報（または加工位置誤差）に換算され、最終的に上位制御器１０２の第１補正関数生成部１１０において、第１補正関数の算出に用いられる。
　実施の形態２においては、レンズシャッタ１１は常に閉じていてもレーザビーム２の照射位置の検出が可能であるので、実施の形態１の第１加工計測工程で行われていた、レンズシャッタ１１の開閉動作（ステップＳ１０５，Ｓ１０８，Ｓ１１３，Ｓ１１６）が不要となる。また、実施の形態１の第１加工計測工程で行われていた、加工終了後に加工穴９の加工位置誤差を計測する動作（ステップＳ１１９）も不要となる。その代わりに、実施の形態２のステップＳ７の第１´加工計測工程では、ステップＳ１０６の評価点情報保存動作の後に、光位置検出素子１４でレーザビーム２の位置を検出するレーザ照射位置取得動作（ステップＳ３０１）が挿入され、ステップＳ１１４の評価点情報保存動作の後に、光位置検出素子１４でレーザビーム２の位置を検出するレーザ照射位置取得動作（ステップＳ３０２）が挿入されている。
　実施の形態２によれば、ｆθレンズ７にレーザビーム２を通過させることなく、評価が可能であるため、ｆθレンズ７の光学歪の補正残差などが加工位置誤差に含まれなく、純粋にガルバノミラー６の熱影響誤差を取得することができる。さらに、実施の形態２によれば、カメラ１０で加工穴９の計測を行う必要が無いため、計測による誤差が加工位置誤差に含まれないという利点もある。例えばレーザ加工の熱によって加工穴９の淵が溶融し、エッジの見た目が不均一になることで画像処理したときに加工穴９の中心位置がずれて算出されるといった問題を解消できる。
実施の形態３．
　図８は、実施の形態３にかかるレーザ加工装置１ｃの構成を示す図である。実施の形態３のレーザ加工装置１ｃは、実施の形態２のレーザ加工装置１ｂに対し、ガイド光源１５、ミラー１７、およびビームコンバイナ１８をさらに備える。ガイド光源１５からは、ＨＥ－Ｎｅレーザのような低出力のレーザ光であるガイド光１６が出射される。レーザ発振器４から出力されるレーザビーム２とガイド光１６との光軸を合わせるために、ミラー１７とビームコンバイナ１８とを備えている。ガイド光１６は、レーザ発振器４から出射されるレーザビーム２と同じ経路を通るが、レーザビーム２に比べて低出力のため、ガルバノスキャナ５で走査してもガルバノミラー６の温度を変化させることはない。
　図９は、実施の形態３にかかるレーザ加工装置１ｃのガルバノスキャナ５の構造を示す斜視図である。ガルバノスキャナ５は、ガルバノモータ１９と、ガルバノモータ１９の先に取り付けられたガルバノミラー６と、を有する。ガルバノモータ１９は、高速にレーザ照射位置を変えるために大きい角加速度での加減速を繰り返す。大きな角加速度を得るためには、大きなトルクが必要である。トルクは電流に比例するため、結果として大きな電流を流す必要が生じる。ガルバノモータ１９のコイルに電流を流すと巻き線抵抗と電流の二乗に比例した電力損失である銅損が発生する。また、コイルに電流を流すと磁石に渦電流が発生する。渦電流による渦電流損は周波数に比例するので、高速で駆動するガルバノスキャナ５においては渦電流損が大きくなる。銅損と渦電流損はガルバノモータ１９の発熱として現れる。ガルバノモータ１９の発熱により、モータシャフトの熱変形などにより、ガルバノミラー６の角度が変わりレーザ照射位置がずれる現象が発生する。
　実施の形態３のレーザ加工装置１ｃでは、ガイド光１６を用いてガルバノミラー６からの熱吸収を無い状態にして、第３の熱影響誤差である、ガルバノモータ１９の発熱による熱影響誤差をさらに切り分けて補正をする。このため、制御装置１０１ｃは、第３加工位置補正部１１２と第３補正関数生成部１１３とをさらに備える。ガルバノスキャナ５を高速に動かして、レンズシャッタ１１に取り付けられた光位置検出素子１４を用いて、ガイド光１６のレンズシャッタ１１への入射位置を計測する。ガルバノモータ１９ａ，１９ｂには、それぞれ筐体内に、第３温度測定部であるガルバノモータ温度センサ２０ａ，２０ｂが取り付けられており、ガルバノモータ１９ａ，１９ｂの温度を測定可能となっている。ガルバノモータ温度センサ２０ａ，２０ｂは、例えば、熱電対である。
　第３補正関数生成部１１３は、第３の照射位置計測結果である光位置検出素子１４によるガイド光１６のレンズシャッタ１１への入射位置の計測結果、ガルバノモータ温度センサ２０によるガルバノモータ１９の温度、およびガイド光１６の目標照射位置に基づいて、ガルバノモータ１９の熱影響誤差を補正するための第３補正関数を決定する。第３加工位置補正部１１２は、決定された第３補正関数をもとに、現在のガルバノモータ１９の温度状態における熱影響誤差を推定し、ガルバノスキャナ５の加工目標位置を補正することで所望の位置への加工を実現する。
　図１０は、実施の形態３にかかるレーザ加工装置１ｃの補正関数の決定のための全体的動作手順を示すフローチャートである。図１０では、図６のフローチャートに、ステップＳ８からステップＳ１０を追加している。図１１は、実施の形態３にかかるレーザ加工装置１ｃの第３加工計測工程の動作手順を示すフローチャートである。第１加工位置補正部１０８、第２加工位置補正部１０９、および第３加工位置補正部１１２が全て無効にされ（図１０：ステップＳ８）、ガルバノモータ１９の熱影響誤差とガルバノモータ１９の温度との関係を取得するための第３加工計測工程が実施される（ステップＳ９）。第３加工計測工程では、ガルバノモータ１９の熱影響誤差とガルバノモータ１９の温度とが取得される。第３加工計測工程で取得したガルバノモータ１９の熱影響誤差とガルバノモータ１９の温度とに基づいて第３補正関数が算出される（ステップＳ１０）。
　次に、第３加工位置補正部１１２が有効にされ、第１加工位置補正部１０８および第２加工位置補正部１０９が無効にされる（ステップＳ１１）。すなわち、第３加工位置補正部１１２で、ガルバノモータ１９の熱影響誤差の補正が行われた状態で、つぎの加工計測が行われる。つぎに、実施の形態２で説明した第１´加工計測工程が実行され（ステップＳ７）、ガルバノミラー６の熱影響誤差とガルバノミラー６の温度のデータが取得される。第１´加工計測工程で取得したガルバノミラー６の熱影響誤差とガルバノミラー６の温度のデータに基づいて第１補正関数が算出される（ステップＳ３）。次に、第３加工位置補正部１１２および第１加工位置補正部１０８が有効にされ、第２加工位置補正部１０９が無効にされる（ステップＳ１２）。すなわち、第１加工位置補正部１０８で、ガルバノミラー６のレーザビーム２からの吸熱に起因する熱影響誤差の補正が行われ、かつ第３加工位置補正部１１２で、ガルバノモータ１９の熱影響誤差の補正が行われた状態で、つぎの加工計測が行われる。つぎに、実施の形態１で説明した第２加工計測工程が実行され、ｆθレンズ７の熱影響誤差とｆθレンズ７の温度のデータが取得される（ステップＳ５）。第２加工計測工程で取得されたｆθレンズ７の熱影響誤差とｆθレンズ７の温度のデータに基づいて第２補正関数が算出される（ステップＳ６）。
　図１１を用いて第３加工計測工程について説明する。第３加工計測工程では、ガルバノモータ温度センサ２０で取得したガルバノモータ１９の温度Tmが温度ΔT’だけ上がる毎に、設定した評価回数だけガイド光１６の位置を取得することで、ガルバノモータ１９の熱影響誤差とガルバノモータ１９の温度Tmを取得する。
　まず、加工プログラムがスタートされる（ステップＳ４０１）。最初に、ガルバノモータ温度センサ２０によってガルバノモータ１９の温度Tmが取得される（ステップＳ４０２）。評価回数iが1に初期化され（ステップＳ４０３）、i=1番目の基準温度Tt’[i]として、温度Tmが設定される（ステップＳ４０４）。予め決めておいた基準点数M'’の加工がプリント基板３に行われる。このとき加工された加工穴９の加工目標位置が評価点情報として保存される（ステップＳ４０５）。また、光位置検出素子１４によってガイド光１６の位置を検出するガイド光照射位置取得動作が実行される（ステップＳ４０６）。加工点数が基準点数M'’以上になるまで加工が続行され（ステップＳ４０７）、加工点数が基準点数M'’以上になったら（ステップＳ４０７：Ｙｅｓ）、ガルバノモータ１９の温度Tmが取得される（ステップＳ４０８）。
　ガルバノモータ１９の温度Tmは、加工終了まで取得され続ける。次に、ガルバノモータ１９の温度Tmが基準温度Tt’[i]からΔT’だけ温度上昇したら（ステップＳ４０９：Ｙｅｓ）、評価回数iが+1インクリメントされ（ステップＳ４１０）、基準温度Tt’[i]が現在のガルバノモータ１９の温度Tmに置き換えられる（ステップＳ４１１）。このときの加工穴９の加工目標位置が評価点情報として保存され（ステップＳ４１２）、光位置検出素子１４によってガイド光１６の位置を検出するガイド光照射位置取得動作が実行される（ステップＳ４１３）。この評価回数iでの加工点数が基準点数Mに達するまで加工が続けられる（ステップＳ４１４）。評価回数iが最終的な評価回数Nに達したかどうかで、加工が終了したか否かが判定される（ステップＳ４１５）。加工が終了していない場合は（ステップＳ４１５：Ｎｏ）、ステップＳ４０８に戻り、ガルバノモータ１９の温度TmがΔT’上昇する毎に評価回数が+1インクリメントされる。加工が終了するまでステップＳ４０８からステップＳ４１５の処理が繰り返される。
　このように、実施の形態３によれば、ガルバノモータ１９の発熱に起因する熱影響誤差、ガルバノミラー６のレーザビーム２の吸熱に起因する熱影響誤差およびｆθレンズ７のレーザビーム２の吸熱に起因する熱影響誤差を切り分けることが可能となり、各熱影響誤差を独立に補正することで高精度な加工を実現することができる。
実施の形態４．
　図１２は、実施の形態４にかかるレーザ加工装置１ｄの構成を示す図である。実施の形態４では、実施の形態１とは形状の異なるレンズシャッタ１１ｄを備えている。図１３は、実施の形態４にかかるレーザ加工装置１ｄのレンズシャッタ１１ｄの構成を示す平面図である。遮蔽装置であるレンズシャッタ１１ｄは、開口部２５を設けている。レンズシャッタ１１ｄに開口部２５を設けることにより、レンズシャッタ１１ｄが閉じる位置に移動させた場合においても、開口部２５の位置だけにおいてはレーザビーム２を通過させ、プリント基板３の加工を行うことが可能となる。図１１では、レンズシャッタ１１ｄに格子状に複数の開口部２５を９箇所設けている。
　このようなレンズシャッタ１１ｄを備えることで、第１補正関数の算出のための第１加工計測工程を実行する際に、レンズシャッタ１１ｄが閉じる位置にレンズシャッタ１１ｄを常時固定したまま行うことが可能となる。ｆθレンズ７の温度を変化させずにガルバノミラー６の温度を変化させるには、開口部２５以外の部分にガルバノスキャナ５で走査したレーザビーム２を照射する。第１補正関数の算出のために加工が必要なときは、レーザビーム２をレンズシャッタ１１ｄの開口部２５、ｆθレンズ７を経由してプリント基板３に照射して加工を行う。このようなレンズシャッタ１１ｄを用いることで、レンズシャッタ１１の開閉に伴う待ち時間を削減できるようになり、加工待ちによりガルバノミラー６の温度を下げることなく、補正に必要な加工を行うことが可能となる。
　また、このようなレンズシャッタ１１ｄを用いることで、実際の加工パターンを使った場合でも評価が可能である。開口部２５がある部分に入射したレーザビーム２だけが加工されるので、限られたレーザビーム２だけがｆθレンズ７を通過するため、ｆθレンズ７の温度変化をほとんど起こさずに実際の加工パターンを使った加工が可能である。実際の加工パターンを使うことで、レーザビーム２の照射間隔などを合わせられるので、ガルバノミラー６の温度変化が実際の加工と同じようになり、単に温度を上げて格子状のような特定パターンに加工するものに比べて高い補正効果が得られる。
　ただし、開口部２５のサイズは熱影響誤差によるレーザ照射位置のずれとして想定されうる最大値とレーザビーム２のビーム径より大きくなければならない。また、実際の加工パターンは高密度に穴が配置されているため、一部の加工をそのまま行うとレーザビーム２の一部だけ開口部で遮られるようなことが発生し、プリント基板３に丸い穴が開かない可能性がある。そのため、レーザビーム２が開口部２５の淵に当たるような可能性がある加工については、ガルバノ制御器１０３で開口部から外れるように加工目標位置を変更し、レンズシャッタ１１ｄに当てるようにする。
　なお、開口部２５の形状は矩形に限らず、円形など他の形状でも良い。開口部２５の配置は格子状に限らず、任意の位置に設けても良い。開口部２５の寸法、個数についても限定するものではない。
　このように、実施の形態４によれば、遮蔽装置を閉じたまま一部のレーザビーム２で被加工物を加工できるので、光位置検出素子１４が設けられない場合においても、ｆθレンズ７の温度をほぼ変化させることなく、加工を行い、第１補正関数を算出することが可能となる。また遮蔽装置の開閉タイミングを厳密に考慮して制御する必要もないので、制御が簡単になる。
実施の形態５．
　図１４は、実施の形態５にかかるレーザ加工装置に用いられるレンズシャッタ１１ｅの構成を示す斜視図である。レンズシャッタは、レーザビーム２を遮蔽すると同時にエネルギを吸収し、温度上昇を生じる。レンズシャッタの温度が上がってしまうと、周囲の温度にも影響を与え、結果として周辺部材の熱膨張により、プリント基板３とガルバノスキャナ５、ｆθレンズ７の相対位置がずれることで加工位置がずれてしまう可能性がある。そこで、レンズシャッタ１１ｅは、水冷式の冷却構造が採用されている。
　レンズシャッタ１１ｅは、レーザビーム２が照射される耐熱板２１と、耐熱板２１の下に冷却管２３が配される冷却部２２とを備えている。冷却部２２に繋がる冷却管２３に冷却水を流すことで、水冷によって耐熱板２１の熱を奪い、温度上昇しないようにする。耐熱板２１はレーザビーム２が照射されても加工されないようなもので、例えば、石、レンガの平板を用いる。冷却部２２は、内部に水冷用の流路を加工したものであり、代表的な材料は熱伝導の観点からアルミニウムが挙げられる。図１４では、冷却管２３が冷却部２２の入口と出口に設けられているだけであるが、製作上の容易さから冷却部２２に穴を貫通させて貫通させた穴同士を繋いで水冷流路を形成しても良い。
実施の形態６．
　上記実施の形態においては、第１補正関数生成部１１０および第２補正関数生成部１１１において、補正が無効な状態で試験加工を行い、第１補正関数と第２補正関数を順番に算出していたが、第１補正関数および第２補正関数の補正パラメータを予め求めておき、第１加工位置補正部１０８および第２加工位置補正部１０９を有効にした状態で、加工を行いながら第１補正関数生成部１１０および第２補正関数生成部１１１において、第１補正関数および第２補正関数を更新しても良い。
　第１補正関数を求める試験加工の流れは実施の形態１に記載した例と同じで良いが、第１補正関数生成部１１０において、レーザビーム２の照射位置の第１の計測結果、ガルバノミラー６の温度情報、加工目標位置、および評価点を加工した時の第１加工位置補正部１０８で算出した補正量に基づいて第１補正関数の補正パラメータを更新する。第１加工位置補正部１０８で算出した補正量を用いている点が実施の形態１と異なる。その場合、レーザビーム２の照射位置の第１の計測結果から第１加工位置補正部１０８で算出した補正量を差し引いて、第１加工位置補正部１０８が無効だった場合のレーザビーム２の照射位置の計測結果を逆算し、ガルバノミラー６の温度情報、加工目標位置に基づいて第１補正関数生成部１１０で補正パラメータを更新する。同様の方法で第２補正関数生成部１１１においても補正パラメータを更新することが可能である。
　加工するパターン、または協調制御などの加工モードによって最適な補正関数のパラメータが変化しうる。そのため、既存のパラメータを使って加工を行いながら、その条件に対して最適なパラメータを見つけることで加工精度を向上させることが可能となる。
　上記実施の形態では、被加工物としては実際の加工で使うプリント基板３を用いたが、調整用のアクリル板などを用いて行っても良い。
　上記実施の形態においては、ガルバノスキャナ５とｆθレンズ７が固定されて、被加工物を載置したステージ８が移動するような構造であったが、ガルバノスキャナ５、ｆθレンズ７に対して被加工物の相対位置が変化する構造であれば構わない。例えば、被加工物が固定されて、ガルバノスキャナ５とｆθレンズ７が移動するものであっても良い。また、ガルバノスキャナ５、ｆθレンズ７も移動する上で、さらに被加工物も移動するような構成であっても良い。
　上記実施の形態においては、温度情報はセンサで測定したデータを使っているが、レーザビーム２のエネルギから温度が推定できる場合は、センサを必ずしも用いる必要はない。
　実施の形態１から６において、レンズシャッタ１１はガルバノスキャナ５のレーザ走査範囲をカバーするものであれば、形状は問わない。レンズシャッタ１１の可動機構は直動機構、回転機構など形式は問わない。
　上記実施の形態においては、設定した温度変化が起こる毎にデータを取得していたが、温度基準ではなく時間、加工エリアを基準に実施しても良い。上記実施の形態において、計測は装置に備え付けたカメラ１０を取り付けて行っているが、外部の計測器を用いて行っても良い。
　上記実施の形態において、ｆθレンズ温度センサ１３として放射温度計の例を示したが、ｆθレンズ７の表面の温度が推定できるのであれば、ｆθレンズ７を固定するフレームに取り付けた熱電対のような接触センサを用いても良い。また、ｆθレンズ７の温度分布を熱伝導方程式から求めたが、機械学習によって温度分布を推定しても良い。
　レーザ走査装置はガルバノスキャナ５に限定されるものではなく、ポリゴンミラー、デジタルマイクロミラーデバイス、音響光学偏向器（ＡＯＤ）のようなレーザビーム２を偏向する装置を採用しても良い。
　以上の実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ　レーザ加工装置、２　レーザビーム、３　プリント基板、４　レーザ発振器、５，５ａ，５ｂ　ガルバノスキャナ、６，６ａ，６ｂ　ガルバノミラー、７　ｆθレンズ、８　ステージ、９　加工穴、１０　カメラ、１１，１１ｄ，１１ｅ　レンズシャッタ、１２　ガルバノミラー温度センサ、１３，１３ａ，１３ｂ　ｆθレンズ温度センサ、１４　光位置検出素子、１５　ガイド光源、１６　ガイド光、１７　ミラー、１８　ビームコンバイナ、１９，１９ａ，１９ｂ　ガルバノモータ、２０，２０ａ，２０ｂ　ガルバノモータ温度センサ、２１　耐熱板、２２　冷却部、２３　冷却管、２５　開口部、１０１，１０１ｃ　制御装置、１０２　上位制御器、１０３　ガルバノ制御器、１０４　発振器制御器、１０５　ステージ制御器、１０６　カメラ制御器、１０７　シャッタ制御器、１０８　第１加工位置補正部、１０９　第２加工位置補正部、１１０　第１補正関数生成部、１１１　第２補正関数生成部、１１２　第３加工位置補正部、１１３　第３補正関数生成部。

Claims (8)

  1. 　レーザ発振器から出射されるレーザビームの光路上に配置され、前記レーザビームを偏向するレーザ走査装置と、
    　前記レーザ走査装置を通過した前記レーザビームを集光して被加工物に照射する集光レンズと、
    　前記レーザ走査装置と前記集光レンズとの間の前記レーザビームの光路上に配置され、前記集光レンズへの前記レーザビームの入射を遮蔽する遮蔽状態と、前記集光レンズへ前記レーザビームを入射させる通過状態とを切り替える遮蔽装置と、
    　前記被加工物上の加工目標位置に前記レーザビームが照射されるように前記レーザ走査装置を制御する制御部と、
    　を備え、
    　前記制御部は、前記遮蔽装置を前記通過状態にして取得した前記レーザビームの特性と、前記遮蔽装置を前記遮蔽状態にして取得した前記レーザビームの特性とに基づいて、前記加工目標位置を補正する
    　ことを特徴とするレーザ加工装置。
  2. 　前記レーザ走査装置の温度を測定する第１温度測定部と、
    　前記集光レンズの温度を測定する第２温度測定部と、
    　を備え、
    　前記制御部は、
    　前記遮蔽装置を前記遮蔽状態として取得した前記レーザビームの照射位置である第１の照射位置計測結果と、前記第１温度測定部の測定温度に基づき求めた前記レーザビームが通過した点での前記集光レンズの推定温度、および前記加工目標位置に基づいて、前記レーザ走査装置の発熱に起因する第１の熱影響誤差を推定し、前記加工目標位置を補正する第１加工位置補正部と、
    　前記遮蔽装置を前記通過状態として取得した前記レーザビームの照射位置である第２の照射位置計測結果と、前記第２温度測定部の測定温度、および前記加工目標位置に基づいて、前記集光レンズの発熱に起因する第２の熱影響誤差を推定し、前記加工目標位置をさらに補正する第２加工位置補正部と、
    　を備えることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
  3. 　前記第１の照射位置計測結果、前記第１温度測定部の測定温度、および前記加工目標位置に基づいて、第１の熱影響誤差の補正関数である第１補正関数を求め、前記第１補正関数を前記第１加工位置補正部に入力する第１補正関数生成部と、
    　前記第２の照射位置計測結果、前記第２温度測定部の測定温度に基づき求めた前記レーザビームが通過した点での前記集光レンズの推定温度、および前記加工目標位置に基づいて、第２の熱影響誤差の補正関数である第２補正関数を求め、前記第２補正関数を前記第２加工位置補正部に入力する第２補正関数生成部と、
    　を備え、
    　前記第１補正関数生成部および前記第２補正関数生成部は、加工を行いながら、前記第１補正関数および前記第２補正関数を更新する
    　ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
  4. 　前記被加工物の主面に平行なX軸と、前記X軸に直交するY軸とを定義し、
    　前記第１補正関数生成部は、前記被加工物の主面に平行なX軸の方向の補正量を決めるX軸第１補正関数と、前記X軸に直交するY軸の方向の補正量を決めるY軸第１補正関数を生成し、
    　前記X軸第１補正関数および前記Y軸第１補正関数は、前記加工目標位置のX座標と前記第１温度測定部の測定温度との交差項と、前記加工目標位置のY座標と前記第１温度測定部の測定温度との交差項と、を共に含み、
    　前記第２補正関数生成部は、前記X軸の方向の補正量を決めるX軸第２補正関数と、前記Y軸の方向の補正量を決めるY軸第２補正関数を生成し、
    　前記X軸第２補正関数および前記Y軸第２補正関数は、前記加工目標位置のX座標と前記第２温度測定部の測定温度に基づき求めた前記レーザビームが通過した点での前記集光レンズの推定温度との交差項と、前記加工目標位置のY座標と前記第２温度測定部の測定温度に基づき求めた前記レーザビームが通過した点での前記集光レンズの推定温度との交差項と、を共に含む
    　ことを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
  5. 　前記遮蔽装置は、
    　前記レーザビームの照射面に配される耐熱板と、
    　前記耐熱板を冷却する水冷式の冷却部と、を備える
    　ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
  6. 　前記遮蔽装置は、前記レーザビームの前記遮蔽装置への入射位置を検出する光位置検出素子を備え、
    　前記第１の照射位置計測結果を前記光位置検出素子の検出結果に基づき求める
    　ことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
  7. 　前記レーザ走査装置は、
    　前記レーザビームを反射するガルバノミラーと、
    　前記ガルバノミラーを揺動させるガルバノモータと
    　を備えるガルバノスキャナであり、
    　前記レーザビームと光軸を一致させたガイド光を前記レーザ走査装置に向けて出射するガイド光源と、
    　前記ガルバノスキャナの前記ガルバノモータの温度を測定する第３温度測定部と、
    　を備え、
    　前記光位置検出素子は、前記ガイド光の前記遮蔽装置への入射位置を第３の照射位置計測結果として検出し、
    　前記制御部は、
    　前記第３の照射位置計測結果、前記第３温度測定部の測定温度、および前記被加工物における前記ガイド光の照射目標位置である前記ガイド光の目標位置に基づいて、前記ガルバノスキャナの前記ガルバノモータの発熱に起因する第３の熱影響誤差を推定し、前記加工目標位置をさらに補正する第３加工位置補正部
    　を備えることを特徴とする請求項６に記載のレーザ加工装置。
  8. 　前記被加工物の加工穴の位置を計測する計測装置をさらに備え、
    　前記遮蔽装置は、前記遮蔽状態のときに前記レーザビームが通過する開口部を備え、
    　前記計測装置は、前記第１の照射位置計測結果を、前記遮蔽装置が前記遮蔽状態のときに前記開口部を通過した前記レーザビームによって前記被加工物を加工した加工穴の位置によって計測する
    　ことを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
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