(57)【要約】【課題】  被加工物上でのレーザ加工位置の調整を簡便に行うことができる、小型で且つ安価なレーザ加工位置調整機構及びそれを備えたレーザ加工装置を提供する。【解決手段】  レーザ加工装置１０のレーザ加工位置調整機構１２は、レーザ発振器１１から出射されたレーザ光Ｌを加工レンズ１８へ向けて反射する反射面１３ａを有する反射ミラー１３と、反射ミラー１３を回転移動させる二軸自由度を持つミラー移動機構１４とを有する。ミラー移動機構１４は、互いに直交した軸線Ｘ１，Ｘ２を中心にして反射ミラー１３を回転移動させる第１回転機構１５及び第２回転機構１６を有する。第２回転機構１６は、Ｌ字状の連結部材１７を介して第１回転機構１５に接続されている。軸線Ｘ１と軸線Ｘ２とが交わる回転中心Ｏは反射ミラー１３の反射面１３ａ上に位置し、軸線Ｘ１は反射ミラー１３に入射するレーザ光Ｌの光軸に一致し、軸線Ｘ２は反射ミラー１３の反射面１３ａ内に位置している。【選択図】  図１
2005062519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光により被加工物の加工を行うレーザ加工装置に用いられるレーザ加工位置調整機構において、
レーザ光を加工対象となる被加工物へ向けて反射する反射面を有する反射ミラーと、
互いに直交した一対の軸線を中心にして前記反射ミラーを回転移動させるミラー移動機構であって、前記反射ミラーの前記反射面の角度を変化させることにより前記被加工物上でのレーザ加工位置を調整するミラー移動機構とを備え、
前記一対の軸線が交わる回転中心が前記反射ミラーの前記反射面上に位置し、かつ、前記一対の軸線の一方が前記反射ミラーに入射するレーザ光の光軸に一致し、かつ、他方の軸線が前記反射ミラーの前記反射面内に位置することを特徴とするレーザ加工位置調整機構。
【請求項２】
レーザ光を出射するレーザ発振器と前記反射ミラーとの間、又は前記反射ミラーと前記被加工物との間に配置され、前記レーザ光を集光する加工光学系をさらに備え、
前記加工光学系の光学軸が前記反射ミラーの前記反射面上に位置する前記回転中心を通るようになっていることを特徴とする、請求項１に記載のレーザ加工位置調整機構。
【請求項３】
前記ミラー移動機構を駆動する駆動装置と、
前記駆動装置に接続された制御装置であって、前記駆動装置により駆動される前記ミラー移動機構による前記反射ミラーの回転状態を制御する制御装置とをさらに備えたことを特徴とする、請求項１又は２に記載のレーザ加工位置調整機構。
【請求項４】
前記制御装置はレーザ光を出射するレーザ発振器に接続されており、前記制御装置による制御の下で、前記レーザ発振器から出射されるレーザ光の照射条件に応じて前記駆動装置を制御することを特徴とする、請求項３に記載のレーザ加工位置調整機構。
【請求項５】
前記被加工物上でのレーザ光の照射状態を検出する加工点検出装置をさらに備え、
前記加工点検出装置は前記制御装置に接続されており、前記制御装置による制御の下で、前記加工点検出装置により得られた検出結果に基づいて前記駆動装置を制御することを特徴とする、請求項３又は４に記載のレーザ加工位置調整機構。
【請求項６】
前記ミラー移動機構は第１回転機構及び第２回転機構を有し、前記第１回転機構の軸線と前記第２回転機構の軸線とが交わる回転中心が前記反射ミラーの前記反射面上に位置し、かつ、前記第１回転機構の軸線が前記反射ミラーに入射するレーザ光の光軸に一致し、かつ、前記第２回転機構の軸線が前記反射ミラーの前記反射面内に位置することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレーザ加工位置調整機構。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のレーザ加工位置調整機構と、
前記レーザ加工位置調整機構の前記反射ミラーへ向けてレーザ光を出射するレーザ発振器とを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光により被加工物の加工を行うレーザ加工装置に係り、とりわけ、被加工物上でのレーザ光の照射位置（レーザ加工位置）を調整するレーザ加工位置調整機構及びそれを備えたレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザ発振器から出射されたレーザ光を加工光学系によって集光又は結像させて被加工物の加工を行うレーザ加工装置が知られている。
【０００３】
この種のレーザ加工装置において、被加工物上でのレーザ加工位置を調整したり移動させたりする場合には、(1)ＸＹテーブル上に載置された被加工物を加工光学系に対して相対的に移動させることにより、被加工物上の所望の位置にレーザ加工点を一致させる方法、(2)加工光学系をロボット等により移動させることにより、被加工物上の所望の位置にレーザ加工点を移動させる方法、(3)ガルバノメータに取り付けられたミラーによってレーザ光の光軸を変更することにより、被加工物上の所望の位置にレーザ加工点を移動させる方法（特許文献１参照）等が一般的に用いられている。
【特許文献１】特開２００１−４２２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の方法のうち、上記(1)(2)の方法では、装置が大掛かりとなり、価格の上昇を招くという問題がある。また、移動物が一般的に大型で大重量となりやすいので、当然慣性が増加し、移動速度や移動経路等の面でレーザ条件に制約が出たり、細部に亘る条件設定（例えば、角部における加減速によって生じる加工の不均一性の補正等）が必要になるという問題がある。
【０００５】
一方、上記(3)の方法では、一つのガルバノメータには一軸自由度（一軸回り回転移動）しかなく、二軸自由度（二軸回りの回転移動）を実現する場合には二つのガルバノメータが必要となるので、スペース的に制約が多いという問題がある。また、二つのガルバノメータにより二軸回りの回転移動を実現する場合には、一方のガルバノメータによるレーザ光の光軸の変化が他方のガルバノメータによるレーザ光の光軸の変化に影響を与えるので、二つのガルバノメータにより反射されて出射されるレーザ光の光軸と各ガルバノメータのミラーの角度との関係が非常に複雑なものとなり、被加工物上でのレーザ加工位置を調整する際に煩雑な補正を行う必要があるという問題がある。さらに、二つのガルバノメータにより二軸回りの回転移動を実現する場合には、物理的な配置の関係で二つのガルバノメータにより反射されて加工光学系に入射するレーザ光の光軸が大きく動いてしまうので、加工光学系（加工レンズ）の口径を大きくする必要があり、価格の上昇を招くという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、被加工物上でのレーザ加工位置の調整を簡便に行うことができる、小型で且つ安価なレーザ加工位置調整機構及びそれを備えたレーザ加工装置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】
本発明は、第１の解決手段として、レーザ光により被加工物の加工を行うレーザ加工装置に用いられるレーザ加工位置調整機構において、レーザ光を加工対象となる被加工物へ向けて反射する反射面を有する反射ミラーと、互いに直交した一対の軸線を中心にして前記反射ミラーを回転移動させるミラー移動機構であって、前記反射ミラーの前記反射面の角度を変化させることにより前記被加工物上でのレーザ加工位置を調整するミラー移動機構とを備え、前記一対の軸線が交わる回転中心が前記反射ミラーの前記反射面上に位置し、かつ、前記一対の軸線の一方が前記反射ミラーに入射するレーザ光の光軸に一致し、かつ、他方の軸線が前記反射ミラーの前記反射面内に位置することを特徴とするレーザ加工位置調整機構を提供する。
【０００８】
なお、上述した第１の解決手段において、レーザ光を出射するレーザ発振器と前記反射ミラーとの間、又は前記反射ミラーと前記被加工物との間に配置され、前記レーザ光を集光する加工光学系をさらに備え、前記加工光学系の光学軸が前記反射ミラーの前記反射面上に位置する前記回転中心を通るようになっていることが好ましい。
【０００９】
また、上述した第１の解決手段においては、前記ミラー移動機構を駆動する駆動装置と、前記駆動装置に接続された制御装置であって、前記駆動装置により駆動される前記ミラー移動機構による前記反射ミラーの回転状態を制御する制御装置とをさらに備えることが好ましい。
【００１０】
さらに、上述した第１の解決手段において、前記制御装置はレーザ光を出射するレーザ発振器に接続されており、前記制御装置による制御の下で、前記レーザ発振器から出射されるレーザ光の照射条件に応じて前記駆動装置を制御することが好ましい。
【００１１】
さらに、上述した第１の解決手段においては、前記被加工物上でのレーザ光の照射状態を検出する加工点検出装置をさらに備え、前記加工点検出装置は前記制御装置に接続されており、前記制御装置による制御の下で、前記加工点検出装置により得られた検出結果に基づいて前記駆動装置を制御することが好ましい。
【００１２】
さらにまた、上述した第１の解決手段において、前記ミラー移動機構は第１回転機構及び第２回転機構を有し、前記第１回転機構の軸線と前記第２回転機構の軸線とが交わる回転中心が前記反射ミラーの前記反射面上に位置し、かつ、前記第１回転機構の軸線が前記反射ミラーに入射するレーザ光の光軸に一致し、かつ、前記第２回転機構の軸線が前記反射ミラーの前記反射面内に位置することが好ましい。
【００１３】
本発明は、第２の解決手段として、上述した第１の解決手段に係るレーザ加工位置調整機構と、前記レーザ加工位置調整機構の前記反射ミラーへ向けてレーザ光を出射するレーザ発振器とを備えたことを特徴とするレーザ加工装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、二軸自由度（二軸回りの回転移動）を持つミラー移動機構により反射ミラーの反射面の角度を変化させることにより被加工物上でのレーザ加工位置を調整するようにしているので、一枚の反射ミラーにより被加工物上での二次元的な走査が可能となり、被加工物上でのレーザ加工位置の調整を簡便に行うことができる。この場合、主たる移動対象物が最小限の口径の一枚の反射ミラーのみとなるので、重量や寸法等を理想化することができ、慣性の減少により反射ミラーの回転移動時の加減速時間を飛躍的に小さくして、移動速度や移動経路等の制約条件をなくすことができる。また、スペース的な制約を少なくして、装置の小型化及び低価格化を図ることができる。さらに、加工レンズに反射ミラーを近づける等の設計上の対応が容易になり、加工レンズの口径を小さくすることができるので、装置全体としての小型化及び低価格化を図ることができる。
【００１５】
また、本発明によれば、ミラー移動機構の一対の軸線とが互いに直交し、かつ、一方の軸線と他方の軸線とが交わる回転中心が反射ミラーの反射面上に位置し、かつ、一方の軸線が反射ミラーに入射するレーザ光の光軸に一致し、かつ、他方の軸線が反射ミラーの反射面内に位置しているので、レーザ光の光軸を変化させる際に、一方の軸線回りの回転移動と他方の軸線回りの回転移動との相互作用がほとんどなく、反射ミラーで反射されたレーザ光（反射光）の光軸と反射ミラーの角度との関係が非常に単純となる。このため、反射ミラーで反射されたレーザ光の反射方向の制御に関して実質的に何ら補正をする必要がなく、被加工物上でのレーザ加工位置の調整を簡便に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係るレーザ加工装置１０は、レーザ光Ｌを出射するレーザ発振器１１と、レーザ発振器１１から出射されたレーザ光Ｌを集光又は結像させる加工レンズ（加工光学系）１８とを備えている。また、レーザ発振器１１と加工レンズ１８との間には、移動テーブル（不図示）に載置された加工対象となる被加工物１９上でのレーザ光Ｌの照射位置（レーザ加工位置）を調整するレーザ加工位置調整機構１２が設けられている。
【００１８】
ここで、レーザ加工位置調整機構１２は、レーザ発振器１１から出射されたレーザ光Ｌを加工レンズ１８へ向けて反射する反射面１３ａを有する反射ミラー１３と、反射ミラー１３を回転移動させる二軸自由度を持つミラー移動機構１４とを有している。
【００１９】
このうち、ミラー移動機構１４は、互いに直交した軸線Ｘ１，Ｘ２を中心にして反射ミラー１３を回転移動させる、電動モータからなる第１回転機構１５及び第２回転機構１６を有しており、第１回転機構１５及び第２回転機構１６により反射ミラー１３の反射面１３ａの角度を変化させることにより被加工物１９上でのレーザ加工位置を調整することができるようになっている。
【００２０】
なお、このようなミラー移動機構１４において、第１回転機構１５は、被加工物１９に対して相対的に移動しない固定部３０上に設置されている。また、第２回転機構１６は、第１回転機構１５による回転移動に伴って回転移動するようにＬ字状の連結部材１７を介して第１回転機構１５に接続されている。ここで、第１回転機構１５の軸線Ｘ１と第２回転機構１６の軸線Ｘ２とが交わる回転中心Ｏは反射ミラー１３の反射面１３ａ上に位置している。また、第１回転機構１５の軸線Ｘ１は反射ミラー１３に入射するレーザ光Ｌの光軸に一致している。さらに、第２回転機構１６の軸線Ｘ２は反射ミラー１３の反射面１３ａ内に位置している。なお、以上のような軸線Ｘ１，Ｘ２の配置関係の下で、第２回転機構１６の軸線Ｘ２は、反射ミラー１３に入射するレーザ光Ｌの光軸と反射ミラー１３で反射されるレーザ光Ｌの光軸とがなす平面に直交する方向に延びることとなる。
【００２１】
また、加工対象となる被加工物１９は、被加工物１９の加工面１９ａに垂直な軸であって反射ミラー１３の反射面１３ａ上にある回転中心Ｏを通る軸を中心軸Ｘ３としたとき、この中心軸Ｘ３と反射ミラー１３に入射するレーザ光Ｌの光軸とが直交するように配置されているものとする。また、加工レンズ１８は、その光学軸（加工レンズ１８がｆθレンズである場合にはその中心軸）が中心軸Ｘ３に一致する（反射ミラー１３の反射面１３ａ上に位置する回転中心Ｏを通る）ように配置されているものとする。なお、被加工物１９上でのレーザ加工位置は、図１に示すようなＸＹ座標系（反射ミラー１３に入射するレーザ光Ｌの光軸と平行な加工面１９ａ上の座標軸をＹ軸、それと直交する座標軸をＸ軸、中心軸Ｘ３と加工面１９ａとが交わる点を加工面原点Ｐとしたもの）により表すことが可能である。
【００２２】
ここで、レーザ加工装置１０は、図１に示すように、ミラー移動機構１４の第１回転機構１５及び第２回転機構１６のそれぞれに接続された駆動装置２０をさらに備えており、第１回転機構１５及び第２回転機構１６のそれぞれを独立して駆動することができるようになっている。また、駆動装置２０には制御装置２１が接続されており、駆動装置２０により駆動されるミラー移動機構１４の第１回転機構１５及び第２回転機構１６による反射ミラー１３の回転状態（回転角や回転方向、回転速度等）を制御することができるようになっている。なお、制御装置２１はレーザ発振器１１にも接続されており、制御装置２１による制御の下で、レーザ発振器１１から出射されるレーザ光の照射条件（照射タイミング等）に応じて駆動装置２０を制御することができるようになっている。
【００２３】
さらに、レーザ加工装置１０は、図１に示すように、レーザ発振器１１とレーザ加工位置調整機構１２の反射ミラー１３との間に配置されたビームスプリッタ２２を備えている。このビームスプリッタ２２は、レーザ光Ｌをほとんど通過させるものの、被加工物１９から戻ってきたレーザ光Ｌ（レーザ加工により被加工物１９上のレーザ加工点で発生した光を含む）の一部を分岐し、レーザ加工装置１０が備える加工点観察装置２３に導くものである。加工点観察装置２３は、ビームスプリッタ２２により導かれたレーザ光をＣＣＤカメラ等を介して画像解析することにより、被加工物１９上でのレーザ光Ｌの照射状態（レーザ光Ｌの照射位置等）を検出する。ここで、ビームスプリッタ２２は、レーザ発振器１１から出射されたレーザ光Ｌの光路上に配置されていればよく、その配置位置は必ずしも図１に示すような位置に限られない。なお、ビームスプリッタ２２及び加工点観察装置２３により加工点検出装置が構成されている。
【００２４】
ここで、加工点観察装置２３は制御装置２１に接続されており、制御装置２１による制御の下で、加工点観察装置２３により得られた検出結果に基づいて駆動装置２０を制御することができるようになっている。
【００２５】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２６】
図１に示すレーザ加工装置１０において、レーザ発振器１１から出射されたレーザ光Ｌは、レーザ加工位置調整機構１２の反射ミラー１３で反射され、次いで、加工レンズ１８へ向けて出射される。なおこのとき、反射ミラー１３に入射するレーザ光Ｌの光軸と反射ミラー１３で反射されるレーザ光Ｌの光軸とは互いに略直角の関係になっているものとする。
【００２７】
その後、反射ミラー１３で反射されたレーザ光Ｌは加工レンズ１８によって集光又は結像され、次いで、被加工物１９の加工面１９ａ上の所望の位置に照射される。
【００２８】
ここで、制御装置２１による制御の下で、駆動装置２０によりミラー移動機構１４の第１回転機構１５及び第２回転機構１６を駆動すると、第１回転機構１５及び第２回転機構１６により各軸線Ｘ１，Ｘ２を中心にして反射ミラー１３が回転移動し、反射ミラー１３に入射するレーザ光Ｌの光軸に対する反射ミラー１３の角度が二軸自由度を持って変化する。これにより、反射ミラー１３で反射されたレーザ光Ｌの光軸が中心軸Ｘ３（被加工物１９の加工面１９ａに垂直な軸であって反射ミラー１３の反射面１３ａ上にある回転中心Ｏを通る軸）からある角度を持った範囲で変化し、これに伴って、反射ミラー１３で反射されるとともに加工レンズ１８を介して集光される被加工物１９上でのレーザ光Ｌの照射位置（レーザ加工位置）が変化する。
【００２９】
さらに詳しく説明すると、次のとおりである。
【００３０】
ここでは、説明を簡単にするため、反射ミラー１３の各軸Ｘ１，Ｘ２回りの回転移動を個別に行う場合を考えると、反射ミラー１３で反射されたレーザ光Ｌの光軸の変化、及び被加工物１９上でのレーザ加工位置の変化は、それぞれ次のようなものとなる。なお、反射ミラー１３が初期位置にある場合における被加工物１９上でのレーザ加工位置は加工面原点Ｐにあるものとする。
【００３１】
まず、ミラー移動機構１４の第２回転機構１６を駆動させることなく第１回転機構１５のみを駆動し、軸線Ｘ１を中心にして反射ミラー１３を回転移動させると（図１のＡの方向）、反射ミラー１３で反射されたレーザ光（反射光）Ｌの光軸の変化はそのＡ方向の回転角θに従って生じるとともに、被加工物１９上でのレーザ加工位置は加工面１９ａの“＋Ｘ”方向に変化し、その変化の軌跡は線分２５Ａとなる。
【００３２】
この状態で、ミラー移動機構１４の第１回転機構１５の駆動を停止して第２回転機構１６を駆動し、軸線Ｘ２を中心にして反射ミラー１３を回転移動させると（図１のＢの方向）、反射ミラー１３で反射されたレーザ光Ｌの光軸の変化はそのＢ方向の回転角φに従って生じるとともに、被加工物１９上でのレーザ加工位置は加工面１９ａの“−Ｙ”の方向に変化し、その変化の軌跡は線分２５Ｂとなる。
【００３３】
同様に、この状態で、ミラー移動機構１４の第２回転機構１６の駆動を停止して第１回転機構１５を駆動し、軸線Ｘ１を中心にして反射ミラー１３を回転移動させると（図１のＣの方向）、反射ミラー１３で反射されたレーザ光Ｌの光軸の変化はそのＣ方向の回転角θに従って生じるとともに、被加工物１９上でのレーザ加工位置は加工面１９ａの“−Ｘ”の方向に変化し、その変化の軌跡は線分２５Ｃとなる。
【００３４】
同様に、この状態で、ミラー移動機構１４の第１回転機構１５の駆動を停止して第２回転機構１６を駆動し、軸線Ｘ２を中心にして反射ミラー１３を回転移動させると（図１のＤの方向）、反射ミラー１３で反射されたレーザ光Ｌの光軸の変化はそのＤ方向の回転角φに従って生じるとともに、被加工物１９上でのレーザ加工位置は加工面１９ａの“＋Ｙ”の方向に変化し、その変化の軌跡は線分２５Ｄとなる。
【００３５】
以上から明らかなように、反射ミラー１３で反射されたレーザ光Ｌの光軸の変化は、軸線Ｘ１を中心にした反射ミラー１３の回転角θにかかわらず、軸線Ｘ２を中心にした反射ミラー１３の回転角φに従って生じ、また、軸線Ｘ２を中心にした反射ミラー１３の回転角φにかかわらず、軸線Ｘ１を中心にした反射ミラー１３の回転角θに従って生じるので、反射ミラー１３で反射されたレーザ光（反射光）Ｌの光軸と反射ミラー１３の角度θ，φとの関係が非常に単純なものとなる（なおこのとき、第１回転機構１５により反射ミラー１３を回転角θだけ変化させたときのレーザ光（反射光）Ｌの光軸の変化がθであるのに対し、第２回転機構１６により反射ミラー１３を回転角φだけ変化させたときのレーザ光（反射光）Ｌの光軸の変化が２φとなるので、その点には留意する必要がある。）。
【００３６】
そして、反射ミラー１３で反射されたレーザ光（反射光）Ｌの光軸と反射ミラー１３の角度θ，φとの関係が非常に単純なものとなるので、被加工物１９上でのレーザ加工位置の調整も簡便になる。さらに、加工レンズ１８にｆθレンズを用いた場合、被加工物１９上でのレーザ加工位置の変化は、各軸線Ｘ１，Ｘ２を中心にした反射ミラー１３の回転角θ，φに従って線形的に生じることになるので、被加工物１９上でのレーザ加工位置の調整を精度良いものにすることができる。
【００３７】
なおこのとき、必要に応じて、制御装置２１による制御の下で、例えばレーザ光Ｌが出射していないタイミングで反射ミラー１３を回転させるといったように、レーザ発振器１１から出射されるレーザ光の照射条件（照射タイミング等）に応じて駆動装置２０を制御するようにしてもよい。
【００３８】
また、必要に応じて、被加工物１９から戻ってきたレーザ光Ｌ（レーザ加工により被加工物１９上のレーザ加工点で発生した光を含む）の一部をビームスプリッタ２２により分岐し、この分岐されたレーザ光Ｌを加工点観察装置２３により画像解析して被加工物１９上でのレーザ光Ｌの照射状態を検出するようにしてもよい。この場合、制御装置２１による制御の下で、加工点観察装置２３により得られた検出結果に基づいて駆動装置２０を制御するようにしてもよい。
【００３９】
このように本実施の形態によれば、二軸自由度（二軸回りの回転移動）を持つミラー移動機構１４（第１回転機構１５及び第２回転機構１６）により反射ミラー１３の反射面１３ａの角度を変化させることにより被加工物１９上でのレーザ加工位置を調整するようにしているので、一枚の反射ミラー１３により被加工物１９上での二次元的な走査が可能となり、被加工物１９上でのレーザ加工位置の調整を簡便に行うことができる。この場合、主たる移動対象物が最小限の口径の一枚の反射ミラー１３のみとなるので、重量や寸法等を理想化することができ、慣性の減少により反射ミラー１３の回転移動時の加減速時間を飛躍的に小さくして、移動速度や移動経路等の制約条件をなくすことができる。また、スペース的な制約を少なくして、装置の小型化及び低価格化を図ることができる。さらに、加工レンズ１８に反射ミラー１３を近づける等の設計上の対応が容易になり、加工レンズ１８の口径を小さくすることができるので、装置全体としての小型化及び低価格化を図ることができる。
【００４０】
また、本実施の形態によれば、ミラー移動機構１４の第１回転機構１５の軸線Ｘ１と第２回転機構１６の軸線Ｘ２とが互いに直交し、かつ、第１回転機構１５の軸線Ｘ１と第２回転機構１６の軸線Ｘ２とが交わる回転中心Ｏが反射ミラー１３の反射面１３ａ上に位置し、かつ、第１回転機構１５の軸線Ｘ１が反射ミラー１３に入射するレーザ光Ｌの光軸に一致し、かつ、第２回転機構１６の軸線Ｘ２が反射ミラー１３の反射面１３ａ内に位置しているので、反射ミラー１３で反射されたレーザ光Ｌの光軸の変化は、軸線Ｘ１を中心にした反射ミラー１３の回転角θにかかわらず、軸線Ｘ２を中心にした反射ミラー１３の回転角φに従って生じ、また、軸線Ｘ２を中心にした反射ミラー１３の回転角φにかかわらず、軸線Ｘ１を中心にした反射ミラー１３の回転角θに従って生じる。すなわち、レーザ光Ｌの光軸を変化させる際に、一方の軸線回りの回転移動（例えば、軸線Ｘ１回りの回転移動）と他方の軸線回りの回転移動（例えば、軸線Ｘ２回りの回転移動）との相互作用がほとんどなく、反射ミラー１３で反射されたレーザ光（反射光）Ｌの光軸と反射ミラー１３の角度θ，φとの関係が非常に単純となる。このため、反射ミラー１３で反射されたレーザ光Ｌの反射方向の制御に関して実質的に何ら補正をする必要がなく、被加工物１９上でのレーザ加工位置の調整を簡便に行うことができる。
【００４１】
このとき、加工レンズ１８にｆθレンズを用いることにより、被加工物１９上でのレーザ加工位置の変化は、各軸線Ｘ１，Ｘ２を中心にした反射ミラー１３の回転角θ，φに従って線形的に生じることになるので、被加工物１９上でのレーザ加工位置の調整を精度良いものにすることができる。
【００４２】
さらに、本実施の形態によれば、ミラー移動機構１４の第１回転機構１５の軸線Ｘ１と第２回転機構１６の軸線Ｘ２とが回転中心Ｏの一点で交わるので、加工レンズ１８の光学軸（加工レンズ１８がｆθレンズの場合にはその中心軸）が回転中心Ｏを通るようにすることが可能となる。このため、ｆθレンズ等の加工レンズ１８に入射するレーザ光Ｌの入射角の制御が容易になり、ｆθレンズ等の加工レンズ１８の限界性能を引き出すことできる。また、ｆθレンズ等の加工レンズ１８の歪収差の補正を行う場合も、単純に中心軸からの距離の関数として表すことができるので、補正を簡便に行うことができる。
【００４３】
さらに、本実施の形態によれば、制御装置２１による制御の下で、レーザ発振器１１から出射されるレーザ光Ｌの照射条件（照射タイミング等）に応じて駆動装置２０を制御するようにすれば、被対象物１９上に集光又は結像されるレーザ光Ｌの位置制御とレーザ光Ｌ自体の照射制御とをリンクさせ、被加工物１９に対して所望のレーザ加工を行うことができる。
【００４４】
さらにまた、本実施の形態によれば、ビームスプリッタ２２により分岐されたレーザ光Ｌを加工点観察装置２３により画像解析して被加工物１９上での加工状態を検出し、制御装置２１による制御の下で、加工点観察装置２３により得られた検出結果に基づいて駆動装置２０を制御するようにすれば、被加工物１９上でのレーザ加工位置のばらつきを自動的に補正したり、上述したｆθレンズ等の加工レンズ１８の歪収差の補正等に関してより高精度の補正を行うことができる。
【００４５】
なお、上述した実施の形態においては、ミラー移動機構１４の第１回転機構１５及び第２回転機構１６として電動モータを用いる場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、ゴニオメータ等の他の任意の移動機構を用いることができ、また、ミラー移動機構として第１回転機構１５及び第２回転機構１６といった別々の回転機構を設ける必要もない。ただし、この場合でも、本発明を実施する上で、そのミラー移動機構は、互いに直交した軸線Ｘ１，Ｘ２を中心にして反射ミラー１３を回転移動させるものであって、反射ミラー１３の反射面１３ａの角度を変化させることにより被加工物１９上でのレーザ加工位置を調整するもので、一対の軸線Ｘ１，Ｘ２が交わる回転中心Ｏが反射ミラー１３の反射面１３ａ上に位置し、かつ、一対の軸線Ｘ１，Ｘ２の一方が反射ミラー１３に入射するレーザ光Ｌの光軸に一致し、かつ、他方の軸線が反射ミラー１３の反射面１３ａ内に位置するようにすることが必要である。
【００４６】
また、上述した実施の形態に係るレーザ加工装置１０は、被加工物１９の穴空けや切断、溶接等の各種のレーザ加工に利用することが可能であり、例えば金属電池缶の溶接等のレーザ加工に好適に利用することが可能である。
【００４７】
さらに、上述した実施の形態においては、反射ミラー１３で反射されたレーザ光Ｌを加工レンズ１８を介して被加工物１９に照射するようにしているが、これに限らず、レーザ光を集光する集光光学系等の加工光学系をレーザ発振器１１と反射ミラー１３との間に、その光学軸が反射ミラー１３の反射面１３ａ上に位置する回転中心Ｏを通るように配置してもよい。この場合、反射ミラー１３で反射されたレーザ光Ｌの光軸が変化するのに伴って、集光光学系から被加工物１９の加工面１９ａまでの光路長が変化するので、その変化に応じて集光光学系を反射ミラー１３に対して接離方向に移動できるように構成するか、可変焦点距離光学系を用いるようにすることが好ましい。
【００４８】
さらにまた、上述した実施の形態において、加工点観察装置２３は、被加工物１９から戻ってきたレーザ光ＬをＣＣＤカメラ等を介して画像解析することで、被加工物１９上でのレーザ光Ｌの照射状態を検出するようにしているが、これに限らず、被加工物１９の加工面１９ａを照射する照明装置を配置し、この加工面１９ａの画像を加工点観察装置２３が取り込むことで、被加工物１９上のレーザ加工点をモニタ表示させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施の形態に係るレーザ加工位置調整機構を備えたレーザ加工装置を示す図。
【符号の説明】
【００５０】
１０  レーザ加工装置
１１  レーザ発振器
１２  レーザ加工位置調整機構
１３  反射ミラー
１３ａ  反射面
１４  ミラー移動機構
１５  第１回転機構
１６  第２回転機構
１７  連結部材
１８  加工レンズ（加工光学系）
１９  被加工物
１９ａ  加工面
２０  駆動装置
２１  制御装置
２２  ビームスプリッタ
２３  加工点観察装置
３０  固定部
Ｌ  レーザ光
Ｘ１  第１回転機構の軸線
Ｘ２  第２回転機構の軸線
Ｘ３  中心軸
Ｏ  回転中心
Ｐ  加工面原点
【図１】
2005062519.tif 000003