(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振器から出力されるレーザ光のエネルギーの値を出力指令値として設定する出力指令値設定手段を具え、この出力指令値設定手段で設定された出力指令値のレーザ光が前記レーザ発振器から出力されるようにレーザ光の出力を制御するレーザ光の出力制御装置において、
前記レーザ発振器から出力されるレーザ光のエネルギーを検出する検出手段と、
入力される指令電圧または指令電流に応じたエネルギーのレーザ光を前記レーザ発振器から出力させるレーザ電源と、
実際のレーザ運転前に予め、前記レーザ電源に対して、複数の異なる値の指令電圧または指令電流を、ランダムに出力するとともに、前記検出手段で検出されるエネルギー値を入力し、前記指令電圧または指令電流の値とレーザ光のエネルギー値との関係を示すデータテーブルを作成するデータテーブル作成手段と、
実際のレーザ運転時には、前記出力指令値設定手段で設定された出力指令値に対応する指令電圧または指令電流を、前記データテーブルから読み出して、前記レーザ電源に対して出力する出力制御手段と
を具えたレーザ光の出力制御装置。
【請求項２】
レーザ発振器から出力されるレーザ光のエネルギーの値を出力指令値として設定する出力指令値設定手段を具え、この出力指令値設定手段で設定された出力指令値のレーザ光が前記レーザ発振器から出力されるようにレーザ光の出力を制御するレーザ光の出力制御装置において、
前記レーザ発振器から出力されるレーザ光のエネルギーを検出する検出手段と、
入力される指令電圧または指令電流に応じたエネルギーのレーザ光を前記レーザ発振器から出力させるレーザ電源と、
実際のレーザ運転前に予め、前記レーザ電源に対して、複数の異なる値の指令電圧または指令電流を、周期的に増加、減少を繰り返す所定の関数の関数値として出力するとともに、前記検出手段で検出されるエネルギー値を入力し、前記指令電圧または指令電流の値とレーザ光のエネルギー値との関係を示すデータテーブルを作成するデータテーブル作成手段と、
実際のレーザ運転時には、前記出力指令値設定手段で設定された出力指令値に対応する指令電圧または指令電流を、前記データテーブルから読み出して、前記レーザ電源に対して出力する出力制御手段と
を具えたレーザ光の出力制御装置。
【請求項３】
レーザ発振器から出力されるレーザ光のエネルギーの値を出力指令値として設定する出力指令値設定手段を具え、この出力指令値設定手段で設定された出力指令値のレーザ光が前記レーザ発振器から出力されるようにレーザ光の出力を制御するレーザ光の出力制御装置において、
前記レーザ発振器から出力されるレーザ光のエネルギーを検出する検出手段と、
入力される指令電圧または指令電流に応じたエネルギーのレーザ光を前記レーザ発振器から出力させるレーザ電源と、
実際のレーザ運転前に予め、前記レーザ電源に対して、複数の異なる値の指令電圧または指令電流を、階段状に、値を増加させる方向及び減少させる方向に逐次出力するとともに、前記検出手段で検出されるエネルギー値を入力し、前記増加させる方向と前記減少させる方向において同一の値となる両指令値に対応する両エネルギー値の平均値を求め、該平均値を前記同一指令値に対応するエネルギー値として、前記指令電圧または指令電流の値とレーザ光のエネルギー値との関係を示すデータテーブルを作成するデータテーブル作成手段と、
実際のレーザ運転時には、前記出力指令値設定手段で設定された出力指令値に対応する指令電圧または指令電流を、前記データテーブルから読み出して、前記レーザ電源に対して出力する出力制御手段と
を具えたレーザ光の出力制御装置。
【請求項４】
前記データテーブルのデータとして用いられる複数の異なる値の指令電圧または指令電流を出力する直前に、実際のレーザ運転時のレーザ光のエネルギー値に対応する一定レベルの電圧または電流を前記レーザ電源に対して所定時間出力しておく請求項１または２または３記載のレーザ光の出力制御装置。
【請求項５】
前記出力制御手段は、前記出力指令値設定手段で設定された出力指令値が、前記データテーブル上のレーザ光エネルギー値と一致したか否かを判断し、
この結果、一致した場合には、該一致したレーザ光エネルギー値に対応するデータテーブル上の指令電圧または指令電流を、前記レーザ電源に対して出力し、前記判断の結果、一致していない場合には、前記出力指令値設定手段で設定された出力指令値近傍の少なくとも２つのレーザ光エネルギー値を前記データテーブルの中から選択し、該選択された少なくとも２つのレーザ光エネルギー値に対応するデータテーブル上の指令電圧または指令電流に基づく補間演算により、前記出力指令値設定手段で設定された出力指令値に対応する指令電圧または指令電流を求め、該求められた指令電圧または指令電流を、前記レーザ電源に対して出力するものである請求項１または２または３記載のレーザ光の出力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工に必要な所望のエネルギーのレーザ光がレーザ発振器から出力されるようにレーザ光の出力を制御するレーザ光の出力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体露光を始めとする各種の微細加工においては、レーザ装置自体の特性の変動や経年変化を補正しながら、レーザ出力の微妙な制御を高速かつ正確に行う必要がある。
【０００３】
特公平７ー１４０９７号公報に記載された発明では、こうした課題をつぎのように解決している。
【０００４】
すなわち、予め、図１０に示すように、レーザの電源に対して時間ｔの経過とともに階段状に変化する電圧Ｖを指令値として逐次与え、この結果得られるレーザ出力値（レーザ光のエネルギー）を各指令電圧値と対応づけて、これを図１１に示すようなデータテーブルとして記憶する。
【０００５】
そこで、レーザ加工に際し、レーザ装置に対してレーザ出力の指令があると、その出力指令値Ｐcomが図１１のデータテーブル上に存在するか否かを判断する。この結果、レーザ出力値Ｐcomがデータテーブル上に存在すると判断されると、そのレーザ出力値Ｐcomに対応する指令電圧をデータテーブルから読み出す。
しかし、レーザ出力値Ｐcomがデータテーブル上に存在しないと判断されると、Ｐ1＜Ｐcom＜Ｐ2となるレーザ出力値Ｐ1、Ｐ2をデータテーブルから選択し、各レーザ出力値Ｐ1、Ｐ2に対応する指令電圧Ｖ1、Ｖ2を読み出して、下記（１）に示す比例配分の計算を行う。
【０００６】
Ｖcom＝（Ｖ1ーＶ2）（ＰcomーＰ2）／（Ｐ1ーＰ2）＋Ｖ2  …（１）
こうして出力指令値Ｐcomに対応する指令電圧値Ｖcomを求め、これをレーザの電源に対して指令値として与える。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、上記（１）式を用いることにより、データテーブルに存在しないレーザ出力値に対応する電源への指令電圧を求めることができる。
【０００８】
しかし、上記データテーブルを作成する際、図１０に示すように、レーザの電源に対して時間ｔの経過とともに階段状に値が逐次増加する一方の電圧を指令値として与えているため、データテーブル上のデータが、レーザの出力特性を正確に反映しないという問題がある。
【０００９】
すなわち、レーザ発振を行わせると、レーザ発振の媒質の特性が変化してしまいレーザ発振特性の再現性が低下することが知られている。
【００１０】
例えば、エキシマレーザといったガスレーザでは、レーザ発振によってレーザ媒質ガスの流れや温度が変動する。このため、電源の電圧を同一のまま繰り返しパルス発振させたとしても、各パルス光のエネルギーレベルは同一とはならず、最初のパルスのエネルギーレベルは大きく、徐々に小さくなっていき、ある程度の時間が経過すると定常状態に落ちついてパルス光のエネルギーレベルが安定するという具合に各パルス光のエネルギーレベルは変動してしまう。このことは、本願の発明者の研究において明かとなっている。同様な現象は固体レーザでもよく知られている。
【００１１】
これは、レーザ光の入出力特性（電源電圧とパルスエネルギーとの関係）は、それまでのレーザ運転の履歴に依存するということを意味する。
【００１２】
こうしたレーザ特性があるために、図１０のようにレーザの電源電圧を階段状に増加させて各電圧に対応するレーザ出力を検出した場合と、逆に、電源電圧を階段状に減少させながら各電圧に対応するレーザ出力を検出した場合とでは、出来上がるデータテーブルの内容が異なってしまう。
【００１３】
したがって、レーザ加工の際に、このようなレーザ運転の履歴の影響を受けたデータが記憶されたデータテーブルを用いてレーザの出力制御を行うと、そのときのレーザ発振特性がデータテーブル作成時のそれと異なっているために、レーザ加工に必要な所望の出力が得られないことがある。
【００１４】
とりわけ、上記（１）式は、比例配分により電源電圧を正確に求めるために用いる式であるが、上記（１）式中の電圧Ｖ1、Ｖ2とレーザ出力値Ｐ1、Ｐ2との関係が、レーザの特性を正確に反映した正確なものでないならば、正確な電源電圧を求めることはできず、精度よくレーザ加工を行うことができなくなる。
【００１５】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、レーザ運転の履歴の影響を取り除いたデータテーブルを作成することにより、実際のレーザ稼働時に、指令した通りの所望のレーザ出力値を正確に得ることができるようにすることを第１の目的とするものである。
【００１６】
また、レーザ運転休止状態からレーザ出力を取り出した場合と、所定入力でレーザ運転を行った後に、レーザ出力を取り出した場合とでは、上記入出力特性は異なるものとなる。
【００１７】
図１２は定格ＣＷ運転を行った後に入出力特性をサンプリングしたものと、レーザ運転休止後に入出力特性をサンプリングしたものとを比較して示すグラフである。両者は大きく異なっているのがわかる。
【００１８】
実際のレーザ運転は定格ＣＷ運転であるため、実際のレーザ運転前のデータテーブル作成時にも定格ＣＷ運転に近い状態でサンプリングを行うことが、正確なデータを得る上で望ましい。
【００１９】
本発明は、レーザ運転の履歴の影響を取り除くとともに、実際のレーザ運転状態に近いデータテーブルを作成することにより、実際のレーザ運転時に、指令した通りの所望のレーザ出力値を正確に得ることができるようにすることを第２の目的とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記第１の目的を達成するために、第１の発明の主たる発明では、レーザ発振器から出力されるレーザ光のエネルギーの値を出力指令値として設定する出力指令値設定手段を具え、この出力指令値設定手段で設定された出力指令値のレーザ光が前記レーザ発振器から出力されるようにレーザ光の出力を制御するレーザ光の出力制御装置において、
前記レーザ発振器から出力されるレーザ光のエネルギーを検出する検出手段と、
入力される指令電圧または指令電流に応じたエネルギーのレーザ光を前記レーザ発振器から出力させるレーザ電源と、
実際のレーザ運転前に予め、前記レーザ電源に対して、複数の異なる値の指令電圧または指令電流を、ランダムに出力するとともに、前記検出手段で検出されるエネルギー値を入力し、前記指令電圧または指令電流の値とレーザ光のエネルギー値との関係を示すデータテーブルを作成するデータテーブル作成手段と、
実際のレーザ運転時には、前記出力指令値設定手段で設定された出力指令値に対応する指令電圧または指令電流を、前記データテーブルから読み出して、前記レーザ電源に対して出力する出力制御手段と
を具えるようにしている。
【００２１】
このように、レーザ電源に対して複数の指令電圧または指令電流を異なるレベルでランダムに与えているので、過去のレーザ発振動作の履歴の影響を平均化することができ、レーザ発振動作の履歴の影響を軽減できる。このため、実際のレーザ運転時に、指令した通りの所望のレーザ出力値を正確に得ることができる。
また、データテーブル作成手段としては、レーザ電源に対して、複数の異なる値の指令電圧または指令電流を、周期的に増加、減少を繰り返す所定の関数の関数値として出力するとともに、検出手段で検出されるエネルギー値を入力し、指令電圧または指令電流の値とレーザ光のエネルギー値との関係を示すデータテーブルを予め作成するものであってもよい。
【００２２】
この場合も、同様に、過去のレーザ発振動作の履歴の影響を平均化することができ、レーザ発振動作の履歴の影響を軽減できる。このため、実際のレーザ運転時に、指令した通りの所望のレーザ出力値を正確に得ることができる。
【００２３】
また、データテーブル作成手段としては、レーザ電源に対して、複数の異なる値の指令電圧または指令電流を、階段状に、値を増加させる方向及び減少させる方向に逐次出力するとともに、検出手段で検出されるエネルギー値を入力し、増加させる方向と減少させる方向において同一の値となる両指令値に対応する両エネルギー値の平均値を求め、該平均値を同一指令値に対応するエネルギー値として、指令電圧または指令電流の値とレーザ光のエネルギー値との関係を示すデータテーブルを予め作成するものであってもよい。
【００２４】
この場合も、同様に、過去のレーザ発振動作の履歴の影響を平均化することができ、レーザ発振動作の履歴の影響を軽減できる。このため、実際のレーザ稼働時に、指令した通りの所望のレーザ出力値を正確に得ることができる。
【００２５】
また、上記第２の目的を達成するために、第２発明では、データテーブルのデータとして用いられる複数の異なる値の指令電圧または指令電流を出力する直前に、実際のレーザ運転時のレーザ光のエネルギー値に対応する一定レベルの電圧または電流をレーザ電源に対して所定時間出力しておくようにしている。
【００２６】
すなわち、レーザ運転中に通常使用される負荷で一定時間運転が行われた直後に、上記第１発明によるデータテーブルのサンプリングが開始されるので、レーザ運転の履歴の影響が取り除かれるばかりでなく、実際のレーザ稼働状態に近いデータテーブルが作成される。このため、実際のレーザ運転時に、指令した通りの所望のレーザ出力値を正確に得ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係るレーザ光の出力制御装置の実施の形態について説明する。
【００２８】
図１は、実施例装置の構成を示すブロック図であり、大きくは、レーザ装置１と、例えば縮小投影露光装置のようなレーザ光を用いた加工がなされる加工装置９とから構成されている。
【００２９】
すなわち、レーザ装置１内のレーザ発振器２から出射されるレーザ光Ｌは、ビームスプリッタ３によって一部がサンプリングされ、レンズ４を介して出力モニタ５に入射される。
【００３０】
出力モニタ５によって検出されたレーザ光のエネルギーＰは、出力制御部６に送信され、この出力制御部６では、フィードバック量Ｐに基づいて所望のレーザ出力（エネルギー）が得られるように、レーザ電源８に指令電圧値Ｖを出力する。
【００３１】
また、加工装置９の制御部１０とレーザ装置１の出力制御部６とは、信号線で接続されていて、出力制御部６は、加工装置９の制御部１０から送出されるトリガ信号Ｔrを受信し、レーザ発振のタイミングを制御する。
【００３２】
出力モニタ５の出力Ｐは制御部７にも送られる。制御部７は、出力モニタ５から出力されるレーザ出力Ｐと、出力制御部６から電源８に出力される指令電圧Ｖとを入力し、レーザ電源８に対する指令値Ｖとレーザ出力エネルギーＰとの関係を示すデータテーブルを作成し、これを記憶する。
【００３３】
ここで、データテーブルを作成する処理について説明する。
【００３４】
このデータテーブルの作成は、実際のレーザ運転前、つまり加工装置９による加工処理開始前に、予め行われる。
図２は、データテーブルとして記憶すべき電圧データの与え方を、時系列的に示すグラフである。
【００３５】
同図に示すように、出力制御部６からは、時間ｔの経過とともに、ランダムにレベルが変化する指令電圧Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3…Ｖi-1、Ｖi、Ｖi+1…Ｖnが、レーザ電源８に出力される。これと同時に、制御部７に対してもかかる指令電圧Ｖ1、Ｖ2…が出力される。各指令電圧Ｖ1、Ｖ2…は、時間幅をΔｔとしてステップ状に変化される。
【００３６】
こうして、各指令電圧Ｖi（ｉ＝１〜ｎ）がレーザ電源８に入力されると、レーザ発振器２から各指令電圧Ｖiに応じたエネルギーＰiのレーザ光Ｌが出力される。出力モニタ５では、レーザ光ＬのエネルギーＰiが逐次検出され、検出値Ｐiが制御部７に入力される。
【００３７】
制御部７では、入力された指令電圧Ｖiと入力されたレーザ出力Ｐiとの対応付けを行い、図３に示すように、指令電圧Ｖiとレーザ出力Ｐiとの関係をテーブルとして記憶する。
【００３８】
ここで、図２に示すように、指令電圧Ｖ1、Ｖ2…は、時系列的に、その値がランダムとなるよう与えられているので、図３に示すデータテーブルに格納される電圧データ列Ｖ1、Ｖ2…も、その値がランダムに配列されることとなる。
【００３９】
そこで、図４に示すように、電圧データ列Ｖ1、Ｖ2…を、その値の小さい順ｖ1、ｖ2…に並べ代えるようにしてもよい。すなわち、図４のデータテーブルでは、図３のデータテーブルのうち最も小さい電圧Ｖiがｖ1となり、最大の電圧Ｖiがｖnとなる。そして、レーザ出力値Ｐiについても、並び代えられた各指令電圧ｖ1、ｖ2…に応じて、ｐ1、ｐ2…と並び代えられる。
【００４０】
図４のように、データを小さい順に配列し直すことによって、データの読み出し等の処理を効率よく行うことができる。
【００４１】
すなわち、図４のデータテーブルによれば、レーザ出力指令値Ｐcomが設定されたときに、データテーブル上に値Ｐcomが存在していなくても、ｐi-1＜Ｐcom＜ｐiという関係を満たす大きさのデータｐi-1、ｐiをデータテ−ブル上から探索する処理を容易に行うことができる。
【００４２】
さて、レーザ出力指令値Ｐcomに対応する指令電圧値Ｖcomを求める計算は、上述した比例配分の式（１）を用いて行ってもよいが、レーザ電源８の電圧Ｖとレーザ出力Ｐとの関係が比例関係になく、例えば図５のような比例配分を使用できない特性であれば、レーザ電源電圧Ｖとレーザ出力Ｐとの関係を示す関数Ｐ＝ｆ（Ｖ）を実測によって求めておいて、この関数を（１）式の代わりとして用いてもよい。たとえば、関数ｆ（）が２次関数であれば、下記（２）式を用いることができる。
【００４３】
Ｐ＝ａＶ2＋ｂＶ  …（２）
ただし｀ａ、ｂは定数である。
【００４４】
ここで、未知数ａとｂは、データテーブル上の数値を用いて計算することができる。なお、ＰとＶとの関係が、２次関数以外の関数（３次関数等）で表せる場合でも、同様にして求めることができる。
【００４５】
また、レーザの温度特性やレーザ媒質の経年変化によって、図５に示すようにレーザの入出力の関係が、Ｐ＝ｆ（Ｖ）からＰ＝αｆ（Ｖ）あるいはＰ＝β（Ｖ）に変化してしまっても、データテーブルを定期的に、または必要に応じて作成し直し、関数αｆ（）、βｆ（）を新たに求めることにより、レーザの特性を正確に反映した、電源電圧Ｖとレーザ出力Ｐの関係を常時得ることが可能となる。
図８は、上記データテーブル作成の処理手順を示すフローチャートである。
【００４６】
同図に示すように、まず、ｉを１に初期設定して（ステップ１０１）、電源８への指令電圧値Ｖi（ｉ＝１、２…ｎ）を、逐次、乱数発生関数ＲＮＤ（）を用いて、乱数発生させる（ステップ１０２、１０６、１０７）。
【００４７】
そして、ステップ１０２において乱数発生された指令電圧値Ｖiが、レーザ電源８に対して、逐次出力される（ステップ１０３）。そして、指令電圧Ｖiに応じてレーザ発振器２で発振出力されるレーザ光Ｌのレーザ出力値（エネルギー）Ｐiを読み込む（ステップ１０４）。ついで、指令電圧値Ｖiとレーザ出力値Ｐiとを対応づけて記憶する（ステップ１０５）。
【００４８】
所望の数ｎだけのデータが記憶されると（ステップ１０７の判断ＹＥＳ）、図４に示すように、指令電圧値Ｖ1、Ｖ2…Ｖnを、値の小さい順番ｖ1（最小値）、ｖ2…ｖn（最大値）に並べ代えて、レーザ電源８への指令電圧値ｖiとレーザ出力値ｐiとが、値が小さい順に配列されたデータテーブルを作成する（ステップ１０８）。
【００４９】
なお、この実施例では、ステップ１０２において、ランダムに複数の異なる値の指令電圧Ｖiを発生させているが、複数の異なる値の指令電圧Ｖiを、周期的に増加、減少を繰り返す所定の関数の関数値として出力させてもよい。
【００５０】
たとえば、Ｖi＝ｓｉｎ（ｉπ／ｄ）という式（ただしｄは定数）により電圧Ｖiを発生させることができる。
【００５１】
また、複数の異なる値の指令電圧を、階段状に、値を増加させる方向及び減少させる方向に逐次発生させてもよい。
【００５２】
すなわち、図６は、前述した図２に相当する図であり、レーザ電源８に対して複数の指令電圧を異なるレベルで階段状に増加させる方向（図６の電圧Ｖ1〜Ｖ(N+1)/2）及び減少させる方向（図６の電圧Ｖ(N+1)/2〜ＶN）に与えるようにする。この場合、ＶN-i＝Ｖi+1（ｉ＝０〜（Ｎ＋１）／２ー１）という条件を満たすようにする。
【００５３】
ここで、同一指令値ＶN-iとＶi+1に対するレーザ出力値Ｐは、前述したように、レーザ発振の履歴の影響で必ずしも同一にはならない。
【００５４】
そこで、レーザ発振の履歴の影響を取り除くべく、上記ステップ１０５の処理の代わりに、つぎのステップ１０５´の処理を行うようにする。
【００５５】
・指令電圧ＶN-iとこれに同一の値の指令電圧Ｖi+1とにそれぞれ対応づけるべきデータを、指令電圧ＶN-iに対応するレーザ出力ＰN-iと指令電圧Ｖi+1に対応するレーザ出力Ｐi+1との平均値（ＰN-i＋Ｐi+1）／２とする（ステップ１０５´）。
【００５６】
以上のようにして、データテーブルを作成することにより、過去のレーザ発振動作の履歴の影響を平均化することができ、レーザ発振動作の履歴の影響を軽減することができる。このため、実際のレーザ稼働時には、指令した通りの所望のレーザ出力値を正確に得ることができる。
【００５７】
また、上述したように単に、データテーブルのデータとして用いられる複数の異なる値の指令電圧Ｖ1、Ｖ2…を出力するのではなく、指令電圧Ｖ1、Ｖ2…を出力し始める直前に、実際のレーザ運転時のレーザ光Ｌのエネルギー値Ｐ0に対応する一定レベルの電圧Ｖ0を電源８に対して所定時間だけ出力させておくようにしてもよい。
【００５８】
すなわち、上記ステップ１０２、１０３の処理の代わりに、つぎのステップ１０２´、１０３´の処理が行われる。図７（ｂ）は、図２に相当する図である。
・まず、通常のレーザ運転で想定される負荷Ｐ0に対応する電圧値Ｖ0を予め電源８に出力しておく。そして、データテーブル上のデータＶ1、Ｖ2、Ｖ3…を取得するときだけ、一定電圧Ｖ0を基準にして電圧を増減させる。この増減のさせ方は、ステップ１０２と同様にランダムに行うことができる。また、上述したごとく、式Ｖi＝ｓｉｎ（ｉπ／ｄ）のように周期的に増加、減少を繰り返す関数によって与えてもよい。また、図６に示すように階段状に増加、減少させるごとく与えてもよい。
【００５９】
ともあれ、指令電圧Ｖ1、Ｖ2、Ｖ3…を出力する直前には、一定電圧Ｖ0が電源８に対して少なくとも時間ΔＴだけ既に出力されている状態となっていればよい（ステップ１０２´、１０３´：図７（ｂ）参照）。
【００６０】
この結果、図７（ａ）に示されるように、各指令電圧値Ｖi（ｉ＝１〜ｎ）に対応するレーザ出力Ｐiが逐次得られることになる。データテーブルへの記憶のさせ方としては、Ｖi、Ｐiをそのまま記憶させてもよく、基準電圧値Ｖ0、基準エネルギー値Ｐ0が予めわかっているので、基準値に対する偏差ＶiーＶ0、ＰiーＰ0を記憶させてもよい。
【００６１】
このように、この図７（ａ）、（ｂ）に示す実施例によれば、レーザ運転中に通常使用される負荷で一定時間運転が行われた直後に、データテーブルのサンプリングが開始されるので、レーザ運転の履歴の影響が取り除かれるばかりでなく、実際のレーザ運転状態に近いデータテーブルを作成することができる。このため、実際のレーザ運転時に、指令した通りの所望のレーザ出力値を正確に得ることができる。
【００６２】
さて、図９は、上述のごとくして作成されたデータテーブルを使用して実際のレーザ運転時に、レーザ発振を行わせる場合の処理の手順を示すフローチャートである。なお、この処理では、図４のように指令電圧が小さい順に配列されたデータテーブルを使用する場合を想定している。
【００６３】
まず、レーザ加工に必要な所望のレーザ出力指令値Ｐcomが、図示せぬレーザ出力パワー設定器で設定、入力される（ステップ２０１）。
【００６４】
ついで、ｉを１に初期設定した（ステップ２０２）後、レーザ出力指令値Ｐcomが、データテーブル上の最小値Ｐ1よりも小さいか否かが判断される（ステップ２０３）。ここで、最小値Ｐiより小さいと判断されると（ステップ２０３の判断ＹＥＳ）、警報信号を出力して、レーザ出力指令値Ｐcomはデータテーブル上に存在せず、指令電圧値Ｖcomを正確に計算することができないことをオペレータに知らせる（ステップ２０４）。
【００６５】
ついで、レーザ出力指令値Ｐcomがデータテーブル上のデータＰiと一致しているか否かが判断される（ステップ２０５）。この結果、一致していると判断されると、対応する指令電圧値Ｖiがデータテーブルから読み出され、これがレーザ電源８に出力すべき電圧Ｖcomとされて（ステップ２０６）、この指令電圧Ｖcomをレーザ電源８に出力する（ステップ２０９）。
【００６６】
上記ステップ２０５においてレーザ出力指令値Ｐcomがデータテーブル上のデータＰiと一致していないと判断されると、ステップ２０７に移行され、レーザ出力指令値Ｐcomが、現在のｉに対応するレーザ出力値Ｐiよりも大きいか否かが判断される。ここで、現在のｉに対応するレーザ出力値Ｐiよりも大きいと判断されると（ステップ２０７の判断ＹＥＳ）、ｉが＋１インクリメントされた後（ステップ２１０）、手順は再びステップ２０５に移行される。
【００６７】
また、ｉが＋１インクリメントされた後（ステップ２１０）、ｉが最終値ｎに達していると（ステップ２１１の判断ＹＥＳ）、警報信号を出力して、レーザ出力指令値Ｐcomはデータテーブル上に存在せず、指令電圧値Ｖcomを正確に計算することができないことをオペレータに知らせる（ステップ２１２）。
【００６８】
また、ステップ２０５の判断の結果、レーザ出力指令値Ｐcomがデータテーブル上のデータＰiと一致していないことが明かとなり、かつレーザ出力指令値Ｐcomがデータテーブルの範囲内の大きさであると判断されると（ステップ２０７の判断ＮＯ）、Ｐ1＜Ｐcom＜Ｐ2となる条件で、データテーブルの中から２つのレーザ出力値Ｐ1、Ｐ2を選択し、これらＰ1、Ｐ2と、Ｐ1、Ｐ2それぞれに対応する指令電圧値Ｖ1、Ｖ2とに基づき、上記（１）式を用いて比例配分により指令電圧値Ｖcomを求める。なお、少なくとも２つのレーザ出力値Ｐ1、Ｐ2が取得されれば、指令電圧Ｖとレーザ出力Ｐとの関係を示す直線を求めることができるので、Ｐ1＜Ｐ2＜ＰcomあるいはＰcom＜Ｐ1＜Ｐ2なる関係の２つのレーザ出力値Ｐ1、Ｐ2に基づく補間演算により、指令電圧Ｖcomを求めるようにしてもよい。
【００６９】
また、比例配分が適用できない場合には、上述した（２）式の関数式等所要の関数式によって指令電圧値Ｖcomを求めるようにすればよい（ステップ２０８）。
【００７０】
しかるのち、この指令電圧Ｖcomがレーザ電源８に出力される（ステップ２０９）。
【００７１】
なお、実施例では、指令電圧Ｖをレーザ電源８に出力するようにしているが、指令電流を電源８に出力することによって、レーザ発振を制御するようにしてもよい。この場合、指令電流とレーザ出力値Ｐとの関係を示すデータテーブルが、指令電圧Ｖとレーザ出力値Ｐとの関係を示すデータテーブルと同様にして作成されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係るレーザ光の出力制御装置の実施例装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、ランダムに指令電圧が出力される様子を示すグラフである。
【図３】図３はデータテーブルの内容を概念的に示すグラフである。
【図４】図４はデータテーブルの内容を概念的に示すグラフである。
【図５】指令電圧とレーザ出力との関係が曲線で表されることを示すグラフである。
【図６】図６は指令電圧が階段状に増加し、減少しながら出力される様子を示すグラフである。
【図７】図７（ｂ）は指令電圧が増減する直前に一定レベルの電圧が一定時間出力されている様子を示すグラフであり、図７（ａ）は、図７（ｂ）の指令電圧に応じてレーザ出力値が変化する様子を示すグラフである。
【図８】図８はデータテーブルを作成する処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、データテーブルを使用して実際のレーザ稼働時にレーザ発振を行わせる場合の処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は従来技術を説明するために用いた図である。
【図１１】図１１は従来技術を説明するために用いた図である。
【図１２】図１２は従来技術を説明するために用いた図である。
【符号の説明】
１  レーザ装置
２  レーザ発振器
６  出力制御部
７  制御部
８  レーザ電源
【図１】
0003693189.tif 000002
【図２】
0003693189.tif 000003
【図３】
0003693189.tif 000004
【図４】
0003693189.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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