(57)【要約】      （修正有）【課題】被加工物体に対する孔形成を精度よく高速に行うことが可能なレーザ孔形成装置、レーザ加工装置及びレーザ孔形成方法を提供する。【解決手段】載置テーブル２によってワークＷを移動させ、その移動中において、所望の径の大きさの孔を形成可能な位置にワークＷがきたときにレーザ光源１０にオンオフ信号を与えてオンオフ動作させてスポット照射する構成である。【選択図】図１
2005313204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物体にレーザ光を照射して孔を形成するためのレーザ孔形成装置であって、
レーザ光を出力するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を収束光として出射させる収束レンズと、
前記レーザ光源に前記レーザ光の出力及びその停止をさせるオンオフ制御を行うレーザ制御手段と、
前記収束レンズから出射されたレーザ光の出射方向の前方に配された前記被加工物体を載置するテーブルを少なくとも移動させることで前記レーザ光の収束点と前記被加工物体との位置を相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記被加工物体の位置を示す位置信号を出力する位置検出手段と、
前記被加工物体上において前記孔を形成すべき形成位置と、その形成位置に対応する前記被加工物体の位置とを対応付ける関係情報が記憶される記憶手段とを備え、
前記レーザ制御手段は、前記被加工物体の移動中において、前記記憶手段に記憶された前記関係情報及び前記位置検出手段からの前記位置信号に基づき、前記被加工物体が前記孔の形成位置に対応する位置に到達したと判断したときに、前記レーザ光源のオンオフ制御を行って前記被加工物体上に前記レーザ光をスポット照射させることを特徴とするレーザ孔形成装置。
【請求項２】
前記移動手段は、前記テーブルを所定の一次元方向に沿って往復移動させることを特徴とする請求項１に記載のレーザ孔形成装置。
【請求項３】
前記移動手段は、前記テーブルを前記収束レンズの中心軸方向に沿って往復移動させる一方で、
前記レーザ光源からのレーザ光の方向を変えつつ前記収束レンズに導くガルバノミラーと、
このガルバノミラーを駆動して前記収束レンズの中心軸に垂直な面上において前記レーザ光の照射位置を一次元方向又は二次元方向に変更可能なガルバノ駆動手段とを備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザ孔形成装置。
【請求項４】
レーザ光を出力するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を収束光として出射させる収束レンズと、
前記レーザ光源に前記レーザ光の出力及びその停止をさせるオンオフ制御を行うレーザ制御手段とを備え、
前記収束レンズから出射されたレーザ光の出射方向の前方において前記レーザ光の収束点に対して相対的に移動する被加工物体に対して前記レーザ光を照射して孔を形成するレーザ加工装置であって、
前記被加工物体の位置を示す位置信号が入力される入力手段と、
前記被加工物体上において前記孔を形成すべき形成位置と、その形成位置に対応する前記被加工物体の位置とを対応付ける関係情報が記憶される記憶手段とを備え、
前記レーザ制御手段は、前記被加工物体の移動中において、前記記憶手段に記憶された前記関係情報及び前記入力手段に入力される前記位置信号に基づき、前記被加工物体が前記孔の形成位置に対応する位置に到達したと判断したときに、前記レーザ光源のオンオフ制御を行って前記被加工物体上に前記レーザ光をスポット照射させることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項５】
前記被加工物体は、所定の一次元方向に沿って往復移動することを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記被加工物体は、前記収束レンズの中心軸方向に沿って往復移動する一方で、
前記レーザ光源からのレーザ光の方向を変えつつ前記収束レンズに導くガルバノミラーと、
このガルバノミラーを駆動して前記収束レンズの中心軸に垂直な面上において前記レーザ光の照射位置を一次元方向又は二次元方向に変更可能なガルバノ駆動手段とを備えていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
レーザ光源からの光を収束レンズを介して収束光として被加工物体に照射して孔を形成するためのレーザ孔形成方法であって、
前記被加工物体を載置したテーブルを少なくとも移動することで前記レーザ光の収束点と前記被加工物体との位置を相対的に移動させつつ当該被加工物体の位置を随時検出し、
前記被加工物体が、その被加工物体上の所望の位置に前記孔を形成可能な位置に到達したときに、前記被加工物体の移動を停止せずにそのまま、前記レーザ光源に前記レーザ光の出力及びその停止のオンオフ制御を行って前記被加工物体上に前記レーザ光をスポット照射させることを特徴とするレーザ孔形成方法。
【請求項８】
前記被加工物体を載置したテーブルを、所定の一次元方向に沿って往復移動させることを特徴とする請求項７に記載のレーザ孔形成方法。
【請求項９】
前記被加工物体を載置したテーブルを、前記収束レンズの中心軸方向に沿って往復移動させる一方で、
前記レーザ光源からのレーザ光をガルバノミラーを介してその方向を変えつつ前記収束レンズに導き、前記ガルバノミラーを駆動することで、前記収束レンズの中心軸に垂直な面上において前記レーザ光の照射位置を一次元方向又は二次元方向に変更する工程を含むことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のレーザ孔形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を照射することにより被加工物体に孔を形成するためのレーザ孔形成装置、レーザ加工装置及びレーザ孔形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーザ光を用いて被加工物体に孔を形成する技術として、下記特許文献１に開示された技術がある。これは、レーザ光を出射するレーザ発振器と、そこから出射されたレーザ光を収束して被加工物体上にレーザスポットを照射する収束レンズと、上記被加工物体を上記レーザ光の照射方向に垂直な面に沿って二次元的に移動させるＸＹテーブルとを備えて構成されている。そして、被加工物体上の所定の位置に孔を形成するには、まず、レーザ発振器をオフした状態で、その形成位置に上記レーザスポットが照射可能な位置までＸＹテーブルを駆動して被加工物体を移動させる。そして、ＸＹテーブルに駆動制御が終了し停止したときに、レーザ発振器をオンすることで上記形成位置にレーザ孔を照射して孔を形成するようにしていた。また、複数の孔を異なる位置に形成する場合でも、それぞれの形成位置に対して、その都度、ＸＹテーブルによる位置調整を行った後、ＸＹテーブルが停止したときにレーザスポットが照射して孔を形成するようにしていた。
【特許文献１】特開平１０−２１７４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記従来の構成では、ＸＹテーブルが駆動され所望の位置に安定するまでは時間がかかる。しかも、一般にレーザ光による孔形成は、比較的に小さい被加工物体に対しても行われるため、ＸＹテーブルに対して高い調整精度を求められる場合が多々ある。従って、複数の孔を形成する場合には特に全体としての加工時間が長くなってしまうという問題があった。
【０００４】
また、被加工物体に対して異なる径の孔を形成するものもある。これは、上記レーザ発振器及び収束レンズと、収束レンズからレーザ光の照射方向に沿って被加工物体を上下動させる載置テーブルとを備えている。載置テーブルを駆動させて被加工物体の位置を変えることで、その被加工物体上に照射されるレーザスポットの径の大きさが変わるので、これにより異なる径の孔を形成することができるのである。しかし、このようなものであっても、やはり被加工物体を所定の位置に調整した後に、レーザ光を照射させる構成なので、調整時間に時間がかかるという問題があった。
【０００５】
なお、レーザ発振器と収束レンズとの間に複数のレンズを備えてなるビームエキスパンダを設けて、これにより収束レンズから照射されるレーザ光のビーム径を変えることで被加工物体に異なる径を形成する方法もある。しかしながら、これでは、ビームエキスパンダの複数のレンズ間距離を厳密に調整するための機構が必要となりコストが大幅にアップするとともに装置が大型化するという問題が生じる他、やはり、上記構成と同様に、調整時間が長くなるという問題が生じる。
【０００６】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、被加工物体に対する孔形成を精度よく高速に行うことが可能なレーザ孔形成装置、レーザ加工装置及びレーザ孔形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明に係るレーザ孔形成装置は、被加工物体にレーザ光を照射して孔を形成するためのレーザ孔形成装置であって、レーザ光を出力するレーザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光を収束光として出射させる収束レンズと、前記レーザ光源に前記レーザ光の出力及びその停止をさせるオンオフ制御を行うレーザ制御手段と、前記収束レンズから出射されたレーザ光の出射方向の前方に配された前記被加工物体を載置するテーブルを少なくとも移動させることで前記レーザ光の収束点と前記被加工物体との位置を相対的に移動させる移動手段と、前記移動手段による前記被加工物体の位置を示す位置信号を出力する位置検出手段と、前記被加工物体上において前記孔を形成すべき形成位置と、その形成位置に対応する前記被加工物体の位置とを対応付ける関係情報が記憶される記憶手段とを備え、前記レーザ制御手段は、前記被加工物体の移動中において、前記記憶手段に記憶された前記関係情報及び前記位置検出手段からの前記位置信号に基づき、前記被加工物体が前記孔の形成位置に対応する位置に到達したと判断したときに、前記レーザ光源のオンオフ制御を行って前記被加工物体上に前記レーザ光をスポット照射させることを特徴とする。
【０００８】
なお、より具体的な構成として例えば次の構成Ａ，Ｂが挙げられる。
（構成Ａ）
「被加工物体にレーザ光を照射して孔を形成するためのレーザ孔形成装置であって、
レーザ光を出力するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を収束光として出射させる収束レンズと、
前記レーザ光源に前記レーザ光の出力及びその停止をさせるオンオフ制御を行うレーザ制御手段と、
前記収束レンズから出射されたレーザ光の出射方向の前方に配された前記被加工物体を載置するテーブルを、当該出射方向に沿って移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記被加工物体の位置を示す位置信号を出力する位置検出手段と、
前記被加工物体に形成すべき孔の径が設定される孔径設定手段と、
前記孔径設定手段で設定され得る各種の孔径と、その孔径を形成可能な前記被加工物体の各位置とを対応付ける関係情報が記憶される記憶手段とを備え、
前記レーザ制御手段は、前記被加工物体の移動中において、前記記憶手段に記憶された前記関係情報及び前記位置検出手段からの前記位置信号に基づき、前記被加工物体が前記孔径設定手段で設定された孔径に対応する位置に到達したと判断したときに、前記レーザ光源のオンオフ制御を行って前記被加工物体上に前記レーザ光をスポット照射させることを特徴とするレーザ孔形成装置。」
【０００９】
（構成Ｂ）
「被加工物体にレーザ光を照射して孔を形成するためのレーザ孔形成装置であって、
レーザ光を出力するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を収束光として出射させる収束レンズと、
前記レーザ光源に前記レーザ光の出力及びその停止をさせるオンオフ制御を行うレーザ制御手段と、
前記収束レンズから出射されたレーザ光の出射方向の前方に配された前記被加工物体を載置するテーブルを、当該出射方向に垂直な面に沿って移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記被加工物体の位置を示す位置信号を出力する位置検出手段と、
前記被加工物体に形成すべき孔の形成位置が設定される形成位置設定手段と、
前記形成位置設定手段で設定され得る各形成位置と、その形成位置に孔を形成可能な前記被加工物体の各位置とを対応付ける関係情報が記憶される記憶手段とを備え、
前記レーザ制御手段は、前記被加工物体の移動中において、前記記憶手段に記憶された前記関係情報及び前記位置検出手段からの前記位置信号に基づき、前記被加工物体が前記形成位置設定手段で設定された形成位置に対応する位置に到達したと判断したときに、前記レーザ光源のオンオフ制御を行って前記被加工物体上に前記レーザ光をスポット照射させることを特徴とするレーザ孔形成装置。」
【００１０】
請求項２の発明に係るレーザ孔形成装置は、請求項１に記載のレーザ孔形成装置において、前記移動手段は、前記テーブルを所定の一次元方向に沿って往復移動させることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明に係るレーザ孔形成装置は、請求項１又は請求項２に記載のレーザ孔形成装置において、前記移動手段は、前記テーブルを前記収束レンズの中心軸方向に沿って往復移動させる一方で、前記レーザ光源からのレーザ光の方向を変えつつ前記収束レンズに導くガルバノミラーと、このガルバノミラーを駆動して前記収束レンズの中心軸に垂直な面上において前記レーザ光の照射位置を一次元方向又は二次元方向に変更可能なガルバノ駆動手段とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明に係るレーザ加工装置は、レーザ光を出力するレーザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光を収束光として出射させる収束レンズと、前記レーザ光源に前記レーザ光の出力及びその停止をさせるオンオフ制御を行うレーザ制御手段とを備え、前記収束レンズから出射されたレーザ光の出射方向の前方において前記レーザ光の収束点に対して相対的に移動する被加工物体に対して前記レーザ光を照射して孔を形成するレーザ加工装置であって、前記被加工物体の位置を示す位置信号が入力される入力手段と、前記被加工物体上において前記孔を形成すべき形成位置と、その形成位置に対応する前記被加工物体の位置とを対応付ける関係情報が記憶される記憶手段とを備え、前記レーザ制御手段は、前記被加工物体の移動中において、前記記憶手段に記憶された前記関係情報及び前記入力手段に入力される前記位置信号に基づき、前記被加工物体が前記孔の形成位置に対応する位置に到達したと判断したときに、前記レーザ光源のオンオフ制御を行って前記被加工物体上に前記レーザ光をスポット照射させることを特徴とする。
【００１３】
なお、より具体的な構成として例えば次の構成Ｃ，Ｄが挙げられる。
（構成Ｃ）
「レーザ光を出力するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を収束光として出射させる収束レンズと、
前記レーザ光源に前記レーザ光の出力及びその停止をさせるオンオフ制御を行うレーザ制御手段とを備え、
前記収束レンズから出射されたレーザ光の出射方向の前方において当該出射方向に沿って移動する被加工物体に対して前記レーザ光を照射して孔を形成するレーザ加工装置であって、
前記被加工物体の位置を示す位置信号が入力される入力手段と、
前記被加工物体に形成すべき孔の径が設定される孔径設定手段と、
前記孔径設定手段で設定され得る各種の孔径と、その孔径を形成可能な前記被加工物体の各位置とを対応付ける関係情報が記憶される記憶手段とを備え、
前記レーザ制御手段は、前記被加工物体の移動中において、前記記憶手段に記憶された前記関係情報及び前記入力手段に入力される前記位置信号に基づき、前記被加工物体が前記孔径設定手段で設定された孔径に対応する位置に到達したと判断したときに、前記レーザ光源のオンオフ制御を行って前記被加工物体上に前記レーザ光をスポット照射させることを特徴とするレーザ加工装置。」
【００１４】
（構成Ｄ）
「レーザ光を出力するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を収束光として出射させる収束レンズと、
前記レーザ光源に前記レーザ光の出力及びその停止をさせるオンオフ制御を行うレーザ制御手段とを備え、
前記収束レンズから出射されたレーザ光の出射方向の前方において当該出射方向に垂直な面に沿って相対的に移動する被加工物体に対して前記レーザ光を照射して孔を形成するレーザ加工装置であって、
前記被加工物体の位置を示す位置信号が入力される入力手段と、
前記被加工物体に形成すべき孔の形成位置が設定される形成位置設定手段と、
前記形成位置設定手段で設定され得る各形成位置と、その形成位置に孔を形成可能な前記被加工物体の各位置とを対応付ける関係情報が記憶される記憶手段とを備え、
前記レーザ制御手段は、前記被加工物体の移動中において、前記記憶手段に記憶された前記関係情報及び前記入力手段に入力される前記位置信号に基づき、前記被加工物体が前記形成位置設定手段で設定された形成位置に対応する位置に到達したと判断したときに、前記レーザ光源のオンオフ制御を行って前記被加工物体上に前記レーザ光をスポット照射させることを特徴とするレーザ加工装置。」
【００１５】
請求項５の発明に係るレーザ加工装置は、請求項４に記載のレーザ加工装置において、前記被加工物体は、所定の一次元方向に沿って往復移動することを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明に係るレーザ加工装置は、請求項４又は請求項５に記載のレーザ加工装置において、前記被加工物体は、前記収束レンズの中心軸方向に沿って往復移動する一方で、前記レーザ光源からのレーザ光の方向を変えつつ前記収束レンズに導くガルバノミラーと、このガルバノミラーを駆動して前記収束レンズの中心軸に垂直な面上において前記レーザ光の照射位置を一次元方向又は二次元方向に変更可能なガルバノ駆動手段とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明に係るレーザ孔形成方法は、レーザ光源からの光を収束レンズを介して収束光として被加工物体に照射して孔を形成するためのレーザ孔形成方法であって、前記被加工物体を載置したテーブルを少なくとも移動することで前記レーザ光の収束点と前記被加工物体との位置を相対的に移動させつつ当該被加工物体の位置を随時検出し、前記被加工物体が、その被加工物体上の所望の位置に前記孔を形成可能な位置に到達したときに、前記被加工物体の移動を停止せずにそのまま、前記レーザ光源に前記レーザ光の出力及びその停止のオンオフ制御を行って前記被加工物体上に前記レーザ光をスポット照射させることを特徴とする。
【００１８】
なお、より具体的な構成として例えば次の構成Ｅ，Ｆが挙げられる。
（構成Ｅ）
「レーザ光源からの光を収束レンズを介して収束光として被加工物体に照射して孔を形成するためのレーザ孔形成方法であって、
前記被加工物体を載置したテーブルを、前記レーザ光の照射方向に沿って移動させつつ当該被加工物体の位置を随時検出し、
前記被加工物体が、その被加工物体上に所望の径の孔を形成可能な位置に到達したときに、前記被加工物体の移動を停止せずにそのまま、前記レーザ光源に前記レーザ光の出力及びその停止のオンオフ制御を行って前記被加工物体上に前記レーザ光をスポット照射させることを特徴とするレーザ孔形成方法。」
【００１９】
（構成Ｆ）
「レーザ光源からの光を収束レンズを介して収束光として被加工物体に照射して孔を形成するためのレーザ孔形成方法であって、
前記被加工物体を載置したテーブルを、前記レーザ光の照射方向に垂直な面に沿って移動させつつ当該被加工物体の位置を随時検出し、
前記被加工物体が、その被加工物体上において所望の形成位置に孔を形成可能な位置に到達したときに、前記被加工物体の移動を停止せずにそのまま、前記レーザ光源に前記レーザ光の出力及びその停止のオンオフ制御を行って前記被加工物体上に前記レーザ光をスポット照射させることを特徴とするレーザ孔形成方法。」
【００２０】
請求項８の発明に係るレーザ孔形成方法は、請求項７に記載のレーザ孔形成方法において、前記被加工物体を載置したテーブルを、所定の一次元方向に沿って往復移動させることを特徴とする。
【００２１】
請求項９の発明に係るレーザ孔形成方法は、請求項７又は請求項８に記載のレーザ孔形成方法において、前記被加工物体を載置したテーブルを、前記収束レンズの中心軸方向に沿って往復移動させる一方で、前記レーザ光源からのレーザ光をガルバノミラーを介してその方向を変えつつ前記収束レンズに導き、前記ガルバノミラーを駆動することで、前記収束レンズの中心軸に垂直な面上において前記レーザ光の照射位置を一次元方向又は二次元方向に変更する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
＜請求項１，４，７の発明＞
本構成によれば、被加工物体を相対的に移動させつつ被加工物体の位置を随時検出し、被加工物体が、その被加工物体上の所望の位置に孔を形成可能な位置に到達したときに、被加工物体の移動を停止せずにそのまま、レーザ光源にレーザ光の出力及びその停止のオンオフ制御を行う構成とした。つまり、被加工物体を停止させずに移動中において、レーザ光をスポット照射して孔形成する構成であるから、高速で孔形成を行うことができる。また、従来のように、被加工物体を所定の位置に停止させる構成では、その停止位置において機械的振動が生じ所望の大きさや位置に孔を形成できなくなるおそれがある。これに対して、本構成では、被加工物体を停止させずに孔形成する構成であるから、機械的振動は生じることはなく精度のよい孔形成を行うことができる。
【００２３】
＜請求項２，５，８の発明＞
本構成によれば、被加工物体は、所定の一次元方向に沿って周期的に往復移動（振幅移動）している。従って被加工物体の位置を示す位置信号も周期的に変化することになり、これにより、この位置信号の周期的変化に基づき被加工物体が孔の形成位置に対応する位置に到達したタイミングを捉えることが容易になるとともに、やはり被加工物体を停止させる必要がないため高速で孔形成ができる。
【００２４】
＜請求項３，６，９の発明＞
本構成によれば、被加工物体を、収束レンズの中心軸方向に沿って周期的に往復移動（振幅移動）させ、レーザ光源からのレーザ光をガルバノミラーを介してその方向を変えつつ収束レンズに導き、ガルバノミラーを駆動することで、収束レンズの中心軸に垂直な面上においてレーザ光の照射位置を一次元方向又は二次元方向に変更できる。従って、被加工物体上の異なる位置に異なる径の孔を形成することが可能になる。
【００２５】
＜上記構成Ａ，Ｃ，Ｅの発明＞
本構成によれば、被加工物体をレーザ光の照射方向に沿って相対的に移動させつつ被加工物体の位置を随時検出し、被加工物体が、その被加工物体上に所望の径の孔を形成可能な位置に到達したときに、被加工物体の移動を停止せずにそのまま、レーザ光源にレーザ光の出力及びその停止のオンオフ制御を行う構成である。従って、異なる径の孔形成に際し高速で精度の高い孔形成が可能になる。
【００２６】
＜上記構成Ｂ，Ｄ，Ｆの発明＞
本構成によれば、被加工物体をレーザ光の照射方向に垂直な面に沿って相対的に移動させつつ被加工物体の位置を随時検出し、被加工物体が、その被加工物体上において所望の形成位置に孔を形成可能な位置に到達したときに、被加工物体の移動を停止せずにそのまま、レーザ光源にレーザ光の出力及びその停止のオンオフ制御を行う構成とした。従って、収束レンズの中心軸に垂直な面上の異なる位置への孔形成に際しやはり高速で精度の高い孔形成が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１〜図５によって説明する。
１．本実施形態のレーザ孔形成システムの構成
本実施形態は、被加工物体としてのワークＷ（例えば金属製部材、樹脂製部材やガラス製部材）が載置される載置テーブル２と、その載置テーブル２に載置されたワークＷにレーザ光１１を照射して孔を形成するためのレーザ加工装置３とを備えて構成されたレーザ孔形成システム１である。
【００２８】
（１）レーザ加工装置の構成
図１において、符号１０は、レーザ光源であって、ここから出射されたレーザ光１１は、ガルバノスキャナ２０（照射位置変更手段）によって向きが変更されてワークＷ上に照射される。ガルバノスキャナ２０は、一対のガルバノミラー２０Ｖ，２０Ｗと収束レンズ２０Ｚを備えており、一方のガルバノミラー２０Ｗは、駆動手段２０Ｙによって縦方向に反射角度を変移させることができ、他方のガルバノミラー２０Ｖは、駆動手段２０Ｘによって横方向に反射角度を変移させることができる。これら両ガルバノミラー２０Ｖ，２０Ｗによりレーザ光１１は直交する２方向において向きを調整可能とされ、その結果、レーザ光１１の照射点であるレーザスポットがワークＷ上のいずれの位置にも移動可能となる。なお、収束レンズ２０Ｚは例えばｆθレンズから構成されており、ガルバノミラー２０Ｖ，２０Ｗで反射されたレーザ光１１を収束してワークＷ上に焦点を結ばせる機能を有する。
【００２９】
上記ガルバノスキャナ２０の各駆動手段２０Ｘ，２０Ｙは制御手段に相当するコントローラ３０により制御される。このコントローラ３０には例えばコンソールからなる設定部３１が接続され、マーキングしたい所望の文字・記号・図形等をその設定部３１に設定すると、コントローラ３０がそれに応じたガルバノスキャナ２０にデータを与える。より詳細には、コントローラ３０には文字・記号・図形等のフォントデータを記憶したメモリ３２が設けられ、マーキングすべき文字等が設定されるとそのフォントデータに基づき、その文字等を構成する線分のデータが読み出され、これに基づいて図示しないＣＰＵがワークＷへの照射位置を決定する座標データを生成し、Ｄ／Ａ変換してガルバノスキャナ２０の各駆動手段２０Ｘ，２０Ｙに与えるようになっている。
【００３０】
本実施形態では、ワークＷ上に文字等を印字するのではなく、ワークＷ上の所望の位置にレーザ光１１のレーザスポットを移動させて照射して孔を形成するためにレーザ加工装置３が用いられる。上記設定部３１では、ワークＷに形成すべき所望の孔の径の大きさ及び形成位置を複数の孔（互いに径の大きさが異なるもの、同じもののいずれでもよい）について設定できるようになっている。なお、この径及び形成位置の設定は、実際の径や形成位置を数値で指定する構成であっても、また、予め定められた複数の径の大きさや形成位置から選択する構成であってもよい。
【００３１】
（２）載置テーブル
載置テーブル２は、上記レーザ加工装置３からのレーザ光１１の出射方向（図１で紙面上下方向）に沿って移動可能に設けられたテーブル４０と、このテーブル４０を所定の周期で上下動させるカム機構４１と、テーブル、即ちワークＷの位置を検出する位置検出センサ４２とを備えて構成されている。なお、位置検出センサ４２は、本実施形態のように載置テーブル２に内蔵されたものでなくてもよく、別体のものであってもよい。カム機構４１のカムが偏心軸を中心に一定速度で回動することにより、テーブル及びワークＷが一定周期で上下動する。そして、位置検出センサ４２は、例えばテーブルとの近接状態に応じた位置信号を出力する磁気センサから構成され、テーブル及びワークＷの上下動に応じた周期の正弦波状の位置信号を出力するようになる。そして、この位置信号はＤ／Ａ変換されてコントローラ３０に入力される。
【００３２】
２．コントローラによる制御
さて、本実施形態のレーザ孔形成システム１は、互いに異なる位置に予め定めた順序で複数の孔を形成するもので、各孔についてはそれを形成すべき形成位置に、互いに異なる径のレーザスポットを複数回スポット照射することで上記設定部３１で設定した径の孔を貫通形成する。
【００３３】
レーザ孔形成システム１が起動すると、コントローラ３０は、図２のフローチャートに示す制御を実行する。まず、ステップＳ１で載置テーブル２に駆動信号を与えて駆動させる。これによりワークＷが上下動を開始する。そして、ステップＳ２で位置検出センサ４２からの位置信号の取り込みを開始し、ステップＳ３で取り込んだ位置信号に基づき載置テーブル２の振動動作が安定したかどうかを検出する。具体的には、コントローラ３０は、例えば位置検出センサ４２からの正弦波状の位置信号の周期を順次検知し、これの周期が一定になったことをもって載置テーブル２の振動動作が安定したと判断する。なお、予め設定した設定周期に一致するかどうかを検知し一致したときに載置テーブル２の振動動作が安定したと判断する構成であってもよい。
【００３４】
コントローラ３０は、載置テーブル２の振動動作が安定したと判断したときに（ステップＳ３で「Ｙ」）、ステップＳ４で例えば所定の基準レベルの位置信号を受けてから次に同基準レベルの位置信号を受けるまでの間、所定の基準クロック信号に基づきパルスカウントを開始する。本実施形態では、最大レベルの位置信号を受けたとき、つまり、載置テーブル２上のワークＷが最上位に達したときを基準にパルスカウントを開始する構成になっている。そして、ステップＳ５でレーザ光源１０をオフした状態で上記設定部３１で設定した各孔の形成位置にレーザスポットを照射できるような座標データをガルバノスキャナ２０に与えて駆動させる。
【００３５】
ここで、メモリ３２は、図３に示すように、設定部３１で設定される各孔径（Ｍ１，Ｍ２．．．）と、それらの各孔を開けるための複数回のスポット照射の各実行タイミング（ワークＷの位置）とが対応付けられて記憶されている。コントローラ３０は、設定部３１で設定された孔径に対応するスポット照射のタイミングデータを読み出すとともにスポット照射回数Ｋを初期化する（ステップＳ６，Ｓ７）。
【００３６】
そして、コントローラ３０は、例えば現在処理中の孔の径がＭ１の場合には、図４に示すように最大レベルでの位置信号を受けた基準タイミング（同図でＸ時点）から２パルスカウントしたとき（同図でＡ時点）と、４パルスカウントしたとき（同図でＢ時点）と、６パルスカウントしたとき（同図でＣ時点）のそれぞれのタイミングで、レーザ光源１０にオンオフ信号を与えて瞬間的にオンオフ動作させる（ステップＳ８〜Ｓ１１）。これにより、図５に示すように、Ａ時点でＭ１とほぼ同径のＤ１のレーザスポットがワークＷ上に照射され、このＡ時点よりもワークＷが収束レンズ２０Ｚからやや離れた次のＢ時点でＤ２（＜Ｄ１）のレーザスポットが照射される。そして、ワークＷが更に収束レンズ２０Ｚから離間したＣ時点ではＤ３（＜Ｄ２）のレーザスポットが照射される。ワークＷが例えば熱吸収性が高い樹脂製である場合には、同じ径のレーザスポットを連続的に複数回照射すると、設定孔径以上に孔が広がってしまうおそれがある。これに対して、本実施形態のように、レーザスポットの径を徐々に小さくしつつ複数回スポット照射することで設定孔径の径を形成することが可能になる。
【００３７】
そして、コントローラ３０は、次の順位の孔があれば（ステップＳ１２で「Ｎ」）上記ステップＳ５〜Ｓ１１までの処理を再び実行して孔開けを行い、次の順位の孔があればそのまま終了する（ステップＳ１２で「Ｙ」）。
【００３８】
３．本実施形態の効果
以上のように、本実施形態では、載置テーブル２によってワークＷを移動させた状態で、所望の径の大きさの孔を形成可能な位置にワークＷがきたときにスポット照射する構成である。従って、スポット照射する際に、いちいち停止させていた従来のものに比べて１または複数の孔を高速で形成することができる。
【００３９】
また、従来のように、ワークＷを所定の位置に停止させる構成では、その停止位置において機械的振動が生じこれによりレーザスポットの照射状態が変動し所望の大きさや位置に孔を形成できなくなるおそれがある。これに対して、本構成では、被加工物体を停止させずに孔形成する構成であるから、機械的振動は生じにくく精度のよい孔開けを行うことができる。
【００４０】
更に、本実施形態では、ワークＷを周期的に振幅移動させ、この周期中の所定の基準タイミングから、ワークＷが所望の位置に到達するまでの時間をカウントしてスポット照射する構成であるから、各スポット照射のタイミングが取り易くより正確な孔開けが可能になる。
【００４１】
＜実施形態２＞
図６は（請求項３，６，９の発明に対応する）実施形態２を示す。前記実施形態との相違は、ワークＷの移動方向にあり、その他の点は前記実施形態１と同様である。従って、実施形態１と同一符号を付して重複する説明を省略し、異なるところのみを次に説明する。
【００４２】
本実施形態のレーザ孔形成システムは、ワークＷ上の異なる位置に同一径の孔を複数開けるためのものである。なお、本実施形態では、レーザ加工装置３のレーザスポット位置は固定になっている。載置テーブル２は、載置したワークＷを、収束レンズ２０Ｚの中心軸に垂直な面上に沿って振幅移動（例えば図１で紙面左右方向）させる。そして、コントローラ３０は、図６のステップＳ２１で、メモリ３２に予め記憶された各孔の形成位置と、スポット照射タイミングとの対応関係に基づき、現在処理中の孔の形成位置に対応するスポット照射タイミングデータを読み出すとともに設定した孔の処理順位Ｈを初期化する。次に、ステップＳ２３，２４で、やはり基準タイミングから上記スポット照射タイミングまでカウントしたときにスポット照射して孔開けを行う。そして、このような処理を設定した全ての孔について実行する（ステップＳ２３〜Ｓ２６）。
【００４３】
このように、ワークＷをレーザ光１１の出射方向に対して交差する方向に振幅移動させ、その移動中においてスポット照射してワークＷ上の異なる位置に複数の孔を形成する構成とした。これにより、やはり高速で精度のよい孔開けを行うことができる。
【００４４】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態１ではワークＷをレーザ光１１の出射方向に沿った方向に移動させ、実施形態２ではワークＷを上記出射方向に直交する面に沿って移動させる構成としたが、これに限らず、ワークＷを、収束レンズ２０Ｚの中心軸に対して交差する方向に沿って斜めに移動（例えば図１で斜め上下方向に移動）させる構成であってもよい。
【００４５】
（２）上記実施形態では、ワークＷを振幅移動させる構成としたが、これに限らず、一方向への移動であってもよい。また、直線移動に限らず、移動であれば例えば曲線移動などであってもよい。
【００４６】
（３）上記実施形態１では、載置テーブル２上のワークＷが最上位（実施形態２では最端位置）に達したときを基準にパルスカウントを開始する構成としたが、これに限らず、この基準タイミングは、ワークＷが振動移動の中心位置にきた時点（位置信号のゼロクロス時点）や、最下位の時点でもあってもよい。
【００４７】
（４）また、上記実施形態１において１つの孔開けに対する複数回のスポット照射タイミングは、ワークＷの移動の一周期内で行う構成であってもよいが、これに限らず、各スポット照射を一周期毎に行う構成であってもよい。例えば１回目のスポット照射を行った後に、次の周期で２回目のスポット照射を行うようにする構成である。また、このように周期毎に分けてスポット照射する構成を、実施形態２に適用してもよい。
【００４８】
（５）上記実施形態では、レーザ加工装置３は、１対のガルバノミラー２０Ｖ，２０Ｗを備えたものとしたが、これに限らず、ガルバノミラー１つを備えてレーザスポットを一次元的に移動させるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施形態１に係るレーザ孔形成システムの全体構成図
【図２】コントローラの制御内容を示すフローチャート
【図３】メモリのデータ構造を示す説明図
【図４】位置信号レベルと各スポット照射タイミングとの関係を示した模式図
【図５】各スポット照射と、ワーク距離との関係を示した模式図
【図６】実施形態２のコントローラの制御内容を示すフローチャート
【符号の説明】
【００５０】
１…レーザ孔形成システム（レーザ孔形成装置）
２…載置テーブル（移動手段）
３…レーザ加工装置
１０…レーザ光源
１１…レーザ光
２０Ｚ…収束レンズ
３０…コントローラ（レーザ制御手段）
３１…設定部（孔径設定手段、形成位置設定手段）
３２…メモリ（記憶手段）
４１…カム機構（移動手段）
４２…位置検出センサ（位置検出手段）
Ｗ…ワーク（被加工物体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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