(57)【要約】【課題】  レーザビームの入射位置を戻すのに必要な時間に起因する送り速度の制限を緩和することができるレーザ加工装置を提供する。【解決手段】  保持機構が、加工対象物を保持してＸ方向にある速さで送る。ビーム走査器が、レーザビームを加工対象物に入射させるとともに、入射位置を、Ｘ方向及びＹ方向に移動させる。制御装置は、Ｙ方向に関して第１の位置から第２の位置に向かってレーザビームの入射位置を移動させるとともに、加工対象物の送り速度と同じ速度でＸ方向にも移動させる。その後、入射位置をＸ方向と逆向きに、第１工程でＸ方向に移動した距離と同じ距離だけ移動させる。第２の位置から第１の位置に向かって入射位置を移動させるとともに、加工対象物の送り速度と同じ速度でＸ方向にも移動させる。入射位置をＸ方向と逆向きに、第３工程でＸ方向に移動した距離と同じ距離だけ移動させる。【選択図】  図２
2007000878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザビームを出射するレーザ光源と、
加工対象物を保持して、該加工対象物を第１の方向にある速さで送る保持機構と、
前記レーザ光源から出射されたレーザビームを、前記保持機構に保持されて第１の方向に送られている加工対象物に入射させるとともに、レーザビームの入射位置を、前記第１の方向及び該第１の方向と直交する第２の方向に移動させることができるビーム走査器と、
前記レーザ光源及び前記ビーム走査器を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、
前記第２の方向に関して第１の位置から第２の位置に向かってレーザビームの入射位置を移動させるとともに、前記加工対象物の送り速度と同じ速度で前記第１の方向にも移動させる第１工程と、
レーザビームの入射位置を前記第１の方向と逆向きに、前記第１工程で前記第１の方向に移動した距離と同じ距離だけ移動させる第２工程と、
前記第２の方向に関して前記第２の位置から前記第１の位置に向かってレーザビームの入射位置を移動させるとともに、前記加工対象物の送り速度と同じ速度で前記第１の方向にも移動させる第３工程と、
レーザビームの入射位置を前記第１の方向と逆向きに、前記第３工程で前記第１の方向に移動した距離と同じ距離だけ移動させる第４工程と
が繰り返されるように前記ビーム走査器を制御するレーザ加工装置。
【請求項２】
レーザビームを出射するレーザ光源と、
加工対象物を保持して、該加工対象物を第１の方向にある速さで送る保持機構と、
前記レーザ光源から出射されたレーザビームを、前記保持機構に保持されて第１の方向に送られている加工対象物に入射させるとともに、レーザビームの入射位置を、前記第１の方向及び該第１の方向と直交する第２の方向に移動させることができるビーム走査器と、
レーザビームを順番に入射させるべき複数の点の座標データを記憶する第１及び第２の座標記憶部を含み、該第１及び第２の座標記憶部に記憶されているデータに基づいて前記ビーム走査器を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、
前記第１の座標記憶部に記憶されているデータに基づいて前記ビーム走査器を制御する工程と、前記第２の座標記憶部に記憶されているデータに基づいて前記ビーム走査器を制御する工程とを、交互に繰り返すレーザ加工装置。
【請求項３】
レーザビームを出射するレーザ光源と、
加工対象物を保持して、該加工対象物を第１の方向にある速さで送る保持機構と、
前記レーザ光源から出射されたレーザビームを、前記保持機構に保持されて第１の方向に送られている加工対象物に入射させるとともに、レーザビームの入射位置を、前記第１の方向及び該第１の方向と直交する第２の方向に移動させることができるビーム走査器と、
レーザビームを順番に入射させるべき複数の点の座標データを記憶する第１及び第２の座標記憶部と、往復加工モードと一方向加工モードとのいずれかを示す情報を記憶する加工モード記憶部とを含み、該第１及び第２の座標記憶部と該加工モード記憶部に記憶されているデータに基づいて前記ビーム走査器を制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、
前記加工モード記憶部に記憶された情報が往復加工モードを示す場合には、前記第１の座標記憶部に記憶されているデータに基づいて前記ビーム走査器を制御する工程と、前記第２の座標記憶部に記憶されているデータに基づいて前記ビーム走査器を制御する工程とを、交互に繰り返し、
前記加工モード記憶部に記憶された情報が一方向加工モードを示す場合には、前記第１の座標記憶部に記憶されているデータに基づいて前記ビーム走査器を制御する工程を繰り返すレーザ加工装置。
【請求項４】
加工対象物を第１の方向に第１の速度で送りながら、
（ａ）該第１の方向と直交する第２の方向に関して第１の位置から第２の位置までレーザビームの入射位置を移動させるとともに、前記第１の方向にも前記第１の速度で該入射位置を移動させる工程と、
（ｂ）レーザビームの入射位置を、前記第１の方向と逆方向に、前記工程ａで前記第１の方向に移動した距離と同じ距離だけ移動させる工程と、
（ｃ）前記第２の方向に関して前記第２の位置から前記第１の位置までレーザビームの入射位置を移動させるとともに、前記第１の方向にも前記第１の速度で該入射位置を移動させる工程と、
（ｄ）レーザビームの入射位置を、前記第１の方向と逆方向に、前記工程ｃで前記第１の方向に移動した距離と同じ距離だけ移動させる工程と
を順番に複数回実行するレーザ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工装置及び加工方法に関し、特に加工対象物を一方向に送りながら、その加工対象物にレーザビームを入射させて加工を行う加工装置及び加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１に開示されたレーザ加工方法について説明する。帯状の加工対象物を、その長さ方向に一定の速度で送りながら、パルスレーザビームを幅方向に走査することにより、幅方向に延在するミシン目が形成される。加工対象物の送り速度に応じて、レーザビームの入射位置を、加工開始側の縁から反対側の縁に近づくにつれて送り方向と同じ方向に徐々にずらすことにより、加工対象物の長さ方向と直交するミシン目を形成することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２８００８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
加工対象物の一方の縁から他方の縁までの走査が完了して１本のミシン目が形成されると、レーザビームの入射位置を、走査開始側の縁まで戻す。次にミシン目を形成すべき位置がレーザビームの入射位置まで送られてきたら、レーザビームの走査を開始して、ミシン目を形成する。次にミシン目を形成すべき位置がレーザビームの入射位置まで送られてくる時間が、レーザビームの入射位置を走査終了位置から走査開始位置まで戻す時間よりも十分長い場合には、入射位置を戻すための時間は加工時間に影響を及ぼさない。
【０００５】
ところが、加工対象物の長さ方向に関して短い周期でミシン目を配置する場合には、次にミシン目を形成すべき位置がレーザビームの入射位置まで送られてくる時間が、レーザビームの入射位置を戻す時間に近づいてくる。このような場合、入射位置を戻す時間により、送り速度の高速化が制限される。
【０００６】
本発明の目的は、レーザビームの入射位置を戻すのに必要な時間に起因する送り速度の制限を緩和することができるレーザ加工装置及び加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点によれば、レーザビームを出射するレーザ光源と、加工対象物を保持して、該加工対象物を第１の方向にある速さで送る保持機構と、前記レーザ光源から出射されたレーザビームを、前記保持機構に保持されて第１の方向に送られている加工対象物に入射させるとともに、レーザビームの入射位置を、前記第１の方向及び該第１の方向と直交する第２の方向に移動させることができるビーム走査器と、前記レーザ光源及び前記ビーム走査器を制御する制御装置とを有し、前記制御装置は、前記第２の方向に関して第１の位置から第２の位置に向かってレーザビームの入射位置を移動させるとともに、前記加工対象物の送り速度と同じ速度で前記第１の方向にも移動させる第１工程と、レーザビームの入射位置を前記第１の方向と逆向きに、前記第１工程で前記第１の方向に移動した距離と同じ距離だけ移動させる第２工程と、前記第２の方向に関して前記第２の位置から前記第１の位置に向かってレーザビームの入射位置を移動させるとともに、前記加工対象物の送り速度と同じ速度で前記第１の方向にも移動させる第３工程と、レーザビームの入射位置を前記第１の方向と逆向きに、前記第３工程で前記第１の方向に移動した距離と同じ距離だけ移動させる第４工程とが繰り返されるように前記ビーム走査器を制御するレーザ加工装置が提供される。
【０００８】
本発明の第２の観点によると、レーザビームを出射するレーザ光源と、加工対象物を保持して、該加工対象物を第１の方向にある速さで送る保持機構と、前記レーザ光源から出射されたレーザビームを、前記保持機構に保持されて第１の方向に送られている加工対象物に入射させるとともに、レーザビームの入射位置を、前記第１の方向及び該第１の方向と直交する第２の方向に移動させることができるビーム走査器と、レーザビームを順番に入射させるべき複数の点の座標データを記憶する第１及び第２の座標記憶部を含み、該第１及び第２の座標記憶部に記憶されているデータに基づいて前記ビーム走査器を制御する制御装置とを有し、前記制御装置は、前記第１の座標記憶部に記憶されているデータに基づいて前記ビーム走査器を制御する工程と、前記第２の座標記憶部に記憶されているデータに基づいて前記ビーム走査器を制御する工程とを、交互に繰り返すレーザ加工装置が提供される。
【０００９】
本発明の第３の観点によると、レーザビームを出射するレーザ光源と、加工対象物を保持して、該加工対象物を第１の方向にある速さで送る保持機構と、前記レーザ光源から出射されたレーザビームを、前記保持機構に保持されて第１の方向に送られている加工対象物に入射させるとともに、レーザビームの入射位置を、前記第１の方向及び該第１の方向と直交する第２の方向に移動させることができるビーム走査器と、レーザビームを順番に入射させるべき複数の点の座標データを記憶する第１及び第２の座標記憶部と、往復加工モードと一方向加工モードとのいずれかを示す情報を記憶する加工モード記憶部とを含み、該第１及び第２の座標記憶部と該加工モード記憶部に記憶されているデータに基づいて前記ビーム走査器を制御する制御装置とを有し、前記制御装置は、前記加工モード記憶部に記憶された情報が往復加工モードを示す場合には、前記第１の座標記憶部に記憶されているデータに基づいて前記ビーム走査器を制御する工程と、前記第２の座標記憶部に記憶されているデータに基づいて前記ビーム走査器を制御する工程とを、交互に繰り返し、前記加工モード記憶部に記憶された情報が一方向加工モードを示す場合には、前記第１の座標記憶部に記憶されているデータに基づいて前記ビーム走査器を制御する工程を繰り返すレーザ加工装置が提供される。
【００１０】
本発明の第４の観点によると、加工対象物を第１の方向に第１の速度で送りながら、（ａ）該第１の方向と直交する第２の方向に関して第１の位置から第２の位置までレーザビームの入射位置を移動させるとともに、前記第１の方向にも前記第１の速度で該入射位置を移動させる工程と、（ｂ）レーザビームの入射位置を、前記第１の方向と逆方向に、前記工程ａで前記第１の方向に移動した距離と同じ距離だけ移動させる工程と、（ｃ）前記第２の方向に関して前記第２の位置から前記第１の位置までレーザビームの入射位置を移動させるとともに、前記第１の方向にも前記第１の速度で該入射位置を移動させる工程と、（ｄ）レーザビームの入射位置を、前記第１の方向と逆方向に、前記工程ｃで前記第１の方向に移動した距離と同じ距離だけ移動させる工程とを順番に複数回実行するレーザ加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
第１の観点によると、第１の位置から第２の位置に向かってレーザビームの入射位置を移動させながら加工（往路加工）が行われると共に、第２の位置から第１の位置に向かってレーザビームの入射位置を移動させながらでも加工（復路加工）が行われる。往復加工を行うと、一方向に移動させながら加工を行う場合に比べて、入射位置を走査開始位置まで戻す必要がないため、高速の加工を行うことが可能になる。
【００１２】
第２の観点によると、第１の座標記憶部に設定されているデータに基づいて、往路加工を行うことができ、第２の座標記憶部に設定されているデータに基づいて、復路加工を行うことができる。また、第１及び第２の座標記憶部に同一のデータを設定しておくことにより、一方向の加工を行うことも可能である。
【００１３】
第３の観点によると、加工モード記憶部に設定する情報を変えることにより、往復加工と一方向加工とのいずれかのモードで加工を行うことができる。
【００１４】
第４の観点によると、往復加工が行われる。一方向に移動させながら加工を行う場合に比べて、入射位置を走査開始位置まで戻す必要がないため、高速の加工を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１（Ａ）に、実施例によるレーザ加工装置の概略図を示す。レーザ光源１が、パルスレーザビームを出射する。レーザ光源１として、例えばＣＯ２ガスレーザ発振器が用いられる。なお、その他のレーザ発振器、例えばＹＡＧレーザ等の固体レーザ発振器を用いてもよい。
【００１６】
レーザ光源１から出射されたパルスレーザビームが分岐器２に入射する。分岐器２は、入射したパルスレーザビームを、１６本のレーザビームに分岐させる。例えば２分岐のビームスプリッタを複数用いることにより１６分岐の分岐器２を構成することができる。
【００１７】
分岐した１６本のパルスレーザビームが、それぞれビーム走査器３及び集束レンズ４を経由して、加工対象物２０に入射する。加工対象物２０は、細長い帯状の形状を有し、繰出しリール９から送り出され、巻取りリール１０に巻き取られる。加工対象物２０が送られる方向をＸ軸の正方向とし、加工対象物２０の幅方向をＹ軸方向とするＸＹ直交座標系を導入する。繰出しリール９と巻取りリール１０との間に、４本の支持ローラ１２が配置されている。各支持ローラ１２は、加工対象物２０をその下から支持する。
【００１８】
ビーム走査器２の各々は、例えばＸ用ミラー３Ｘ、Ｙ用ミラー３Ｙ、及びミラー駆動装置を含んで構成され、入射するパルスレーザビームを２次元方向に走査する。Ｘ用ミラー３Ｘを揺動させると、加工対象物２０の表面上において、パルスレーザビームの入射位置がＸ軸方向に移動し、Ｙ用ミラー３Ｙを揺動させると、Ｙ軸方向に移動する。集束レンズ４は、例えばｆθレンズで構成され、ビーム走査器３で走査されたパルスレーザビームを、加工対象物２０の表面上に集束させる。１６個のビーム走査器３及び１６個の集束レンズ４は、ＸＹ面内に関して４行４列の行列状に配置されている。
【００１９】
駆動機構１１が、繰出しリール９及び巻取りリール１０を駆動する。繰出しリール９、巻取りリール１０、支持ローラ１２、及び駆動機構１１により、加工対象物２０を保持する保持装置８が構成される。制御装置１５が、レーザ光源１、ビーム走査器３、及び駆動機構１１を制御する。
【００２０】
図１（Ｂ）に、加工対象物２０の主要部分の平面図を示す。一組のビーム走査器３と集束レンズ４とにより、１つの走査可能な領域５内の任意の位置にパルスレーザビームを入射させることができる。この領域５を、「走査可能領域」とよぶこととする。走査可能領域５は、４行４列の行列状に配置されている。Ｙ軸方向に配列した４つの走査加工領域５により、走査可能領域５の１つの列が構成される。走査可能領域５の４つの列の各々に対応して、１本の支持ローラ１２が配置されている。
【００２１】
走査可能領域５内の領域のうち支持ローラ１２に接触している部分５ａは、その高さ方向の位置が支持ローラ１２Ａ〜１２Ｄにより拘束される。ところが、加工対象物２０が可撓性を有するため、支持ローラ１２に接触していない部分は、重力によって下方に沈み、高さ方向の位置が安定しない。レーザビームの入射位置におけるビームスポットの寸法を一定に維持するために、支持ローラ１２に接触している部分５ａ内で加工を行うことが好ましい。支持ローラ１２に接触している部分５ａを、「適正加工領域」と呼ぶこととする。
【００２２】
図１（Ｃ）に、走査可能領域５内で実際に加工が行われる領域５ｂを示す。この領域５ｂを、「実加工領域」と呼ぶこととする。実加工領域５ｂは、適正加工領域５ａ内に配置される。１つの実加工領域５ｂの、Ｙ軸方向の長さは、加工対象物２０の加工すべき幅の１／１６である。Ｘ軸方向に並ぶ４つの走査可能領域５内の４つの実加工領域５ｂは、Ｙ軸方向に関して相互に重ならないように配置されている。この４つの実加工領域５ｂが、加工対象物２０の加工すべき幅の１／４をカバーする。すなわち、加工対象物２０をＸ軸方向に送ると、加工すべき幅の範囲内に位置するどの点も、１つの実加工領域５ｂ内を通過する。このため、加工すべき幅の範囲内を隈なく加工することができる。
【００２３】
次に、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を参照して、実施例によるレーザ加工方法の一方向加工について説明する。
【００２４】
図２（Ａ）に、１つの実加工領域５ｂの平面図を示す。例えば、１つの実加工領域５ｂのＹ軸方向の長さは約６０ｍｍであり、幅は約２ｍｍである。一方の端部近傍に位置する始点６Ｓと他方の端部近傍に位置する終点６Ｅとの間に、パルスレーザビームを入射させるべき入射目標位置６が一定のピッチ、例えば２ｍｍで配置される。ビーム走査器３を制御して、パルスレーザビームの入射位置が１つの入射目標位置６に整定されると、所定のショット数のレーザパルスを出射させる。パルスレーザビームは、始点６Ｓから終点６Ｅに向かって、Ｙ軸に平行に走査され、入射目標位置６に順番に入射される。
【００２５】
終点６Ｅまで走査すると、始点６Ｓに戻って、次周期の走査を開始する。このように、始点６Ｓから終点６Ｅに向かう一方向の走査を繰り返す。パルスレーザビームの入射位置がＹ軸方向に移動する速さは一定であり、すべての周期において同一である。
【００２６】
図２（Ｂ）に、加工対象物２０の表面上の被加工点２１、すなわちレーザパルスが入射した位置の軌跡を示す。加工中に、加工対象物２０はＸ軸の正方向に一定速度で移動している。このため、Ｙ軸方向からやや傾いた直線と平行な被加工点の列が形成される。加工対象物２０の送り速度が一定であり、パルスレーザビームのＹ軸方向への走査速度も一定であるため、被加工点の複数の列は、すべて相互に平行になる。
【００２７】
次に、図２（Ｃ）及び図２（Ｄ）を参照して、実施例によるレーザ加工方法の往復加工について説明する。
【００２８】
図２（Ｃ）に、１つの実加工領域５ｂの平面図を示す。実加工領域５ｂの一方の端部近傍に位置する奇数列の始点６Ｓｏと、他方の端部の近傍に位置する奇数列の終点６Ｅｏとを結ぶ直線上に、奇数列のパルスレーザビームの入射目標位置６ｏが一定のピッチで配置されている。終点６Ｅｏは、始点６ＳｏよりもＸ軸の正方向に長さＤｘだけずれている。この長さＤｘは、例えば２ｍｍである。
【００２９】
奇数列の終点６ＥｏからＸ軸の負の方向に長さＤｘだけずれた位置に偶数列の始点６Ｓｅが配置され、奇数列の始点６ＳｏからＸ軸の正方向に長さＤｘだけずれた位置に偶数列の終点６Ｅｅが配置されている。偶数列の始点６Ｓｅと終点６Ｅｅとを結ぶ直線上に、偶数列のパルスレーザビームの入射目標位置６ｅが一定のピッチで配置されている。奇数列の入射目標位置６ｏ、及び偶数列の入射目標位置６ｅの、Ｙ軸方向に関するピッチは、例えば２ｍｍである。
【００３０】
加工時には、奇数列の始点６Ｓｏから終点６Ｅｏに向かって、奇数列の入射目標位置６ｏにレーザパルスが順番に入射するように、パルスレーザビームを走査する。以下、パルスレーザビームの走査方法について具体的に説明する。
【００３１】
まず、パルスレーザビームが始点６Ｓｏに入射するように、ビーム走査器３を制御して整定させる。ここで、「整定」とは、ビーム走査器３の揺動反射鏡等の姿勢を目標とする姿勢まで変化させ、過渡的な状態を経て実質的に静止させることを意味する。ビーム走査器３が整定した後、パルスレーザビームを出射させる。
【００３２】
次に、パルスレーザビームが次の入射目標位置６ｏに入射するように、ビーム走査器３を整定させる。ビーム走査器３が整定しておらず、過渡的な状態にある期間には、レーザビームは出射されない。この過渡的な状態の間にレーザビームを連続的に出射させておくと仮定したとき、レーザビームの仮想入射位置の、Ｘ軸正方向への移動速度は、加工対象物２０の送り速度と等しいか、またはそれよりも速くなる。仮想入射位置の移動速度が、加工対象物２０の送り速度よりも速い場合、ビーム走査器３が整定してから、加工対象物３上の入射目標位置６ｏが仮想入射位置まで送られた時点でパルスレーザビームを出射させる。
【００３３】
上述のビーム走査器３の制御と、パルスレーザビームの出射とを繰り返す。最後に、パルスレーザビームが終点６Ｅｏに入射するように、ビーム走査器３を整定させ、パルスレーザビームを終点６Ｅｏに入射させる。
【００３４】
パルスレーザビームが実際に入射するの入射位置の、Ｘ軸正方向への移動速度は、加工対象物２０の送り速度と等しい。
【００３５】
奇数列の終点６Ｅｏまで走査された後、パルスレーザビームの入射位置を偶数列の始点６Ｓｅに移動させる。その後、偶数列の始点６Ｓｅから終点６Ｅｅに向かって、偶数列の入射目標位置６ｅにレーザパルスが順番に入射するように、パルスレーザビームを走査する。このときも、パルスレーザビームの入射位置の、Ｘ軸正方向への移動速度は、加工対象物２０の送り速度と等しい。偶数列の終点６Ｅｅまで走査された後、パルスレーザビームの入射位置を奇数列の始点６Ｓｏに戻す。パルスレーザビームの入射位置の移動速度は一定である。
【００３６】
図２（Ｄ）に、往復加工された加工対象物２０の表面上の被加工点２２、すなわちレーザパルスが入射した位置の軌跡を示す。パルスレーザビームの奇数列の走査時間、及び偶数列の走査時間の間に、加工対象物２０がＸ軸の正方向に長さＤｘだけ送られる。このため、奇数列の走査期間、及び偶数列の走査期間のいずれの期間にも、Ｙ軸方向と平行な被加工点２２の列が形成される。
【００３７】
次に、図３を参照して、第１の実施例によるレーザ加工方法について説明する。図３（Ａ）に、第１の実施例によるレーザ加工方法のフローチャートを示し、図３（Ｂ）に、往復加工を行う場合に、制御装置１５に設定されるデータを示し、図３（Ｃ）に、一方向加工を行う場合に、制御装置１５に設定されるデータを示す。
【００３８】
制御装置１５に、往復加工を行うか一方向加工を行うかの別を示す加工モード記憶部、第１の座標記憶部、及び第２の座標記憶部が準備されている。
【００３９】
加工モード記憶部に「往復加工モード」を設定する場合には、図３（Ｂ）に示すように、第１の座標記憶部に、偶数番目の列のビーム入射目標位置を示す座標データ、すなわち図２（Ｃ）に示した偶数列の入射位置６ｅの座標データを設定し、第２の座標記憶部に、奇数番目の列のビーム入射目標位置を示す座標データ、すなわち図２（Ｃ）に示した奇数列の入射位置６ｏの座標データを設定する。加工モード記憶部に「一方向加工モード」を設定する場合には、図３（Ｃ）に示すように、第１の座標記憶部に、一方向加工時のビーム入射目標位置を示す座標データ、すなわち図２（Ａ）に示した一方向加工時の入射位置６の座標データを設定する。このとき、第２の座標記憶部に設定されている情報は、加工には使用されない。
【００４０】
加工モード記憶部に「往復加工モード」が設定されている場合について説明する。加工対象物２０は、Ｘ軸の正方向に一定速度で送られている。
【００４１】
図３（Ａ）に示すように、加工開始時に、まず加工列番号を１に設定する。次に、一方向加工か往復加工かを判定する。加工モード記憶部に「往復加工モード」が設定されているため、偶数番目の列の加工か奇数番目の列の加工かを判定するステップに進む。加工列番号が１、すなわち奇数であるため、第２の座標記憶部に設定されている座標データを用いて、ビーム走査器３及びレーザ光源１を制御する。ビーム走査器３は、パルスレーザビームの入射位置が、図２（Ｃ）に示した奇数列の始点６Ｓｏから終点６Ｅｏに向かって、順番に入射目標位置６ｏにパルスレーザビームが入射するように制御される。パルスレーザビームの入射位置が、奇数列の各入射目標位置６ｏに整定される度に、レーザ光源１から所定のショット数のレーザパルスが出射する。これにより、奇数番目の１列分の加工が行われる。
【００４２】
１列分の加工が終了すると、パルスレーザビームの入射位置が、第１の座標記憶部に設定されている座標データの始点、すなわち偶数列の始点６Ｓｅに移動するように、ビーム走査器３を制御する。その後、加工列番号に１を加える。全列の加工が終了したか否かを判定する。終了していない場合には、一方向加工か往復加工かを判定するステップに戻る。加工モード記憶部に「往復加工モード」が設定されているため、偶数番目の列の加工か奇数番目の列の加工かを判定するステップに進む。
【００４３】
加工列番号が２になっているため、第１の座標記憶部に設定されている座標データを用いて、ビーム走査器３及びレーザ光源１を制御する。ビーム走査器３は、パルスレーザビームの入射位置が、図２（Ｃ）に示した偶数列の始点６Ｓｅから終点６Ｅｅに向かって、順番に入射目標位置６ｅにパルスレーザビームが入射するように制御される。パルスレーザビームの入射位置が、偶数列の各入射目標位置６ｅに整定される度に、レーザ光源１から所定のショット数のレーザパルスが出射する。これにより、偶数番目の１列分の加工が行われる。
【００４４】
偶数番目の１列分の加工が終了すると、パルスレーザビームの入射位置が、第２の座標記憶部に設定されている座標データの始点、すなわち奇数列の始点６Ｓｏに移動するように、ビーム走査器３を制御する。その後、加工列番号に１を加える。全列の加工が終了したか否かを判定する。終了していない場合には、一方向加工か往復加工かを判定するステップに戻る。全列の加工が終了した場合には、レーザ加工を終了する。このように、第１の座標記憶部に設定されている座標データに基づいた偶数番目の列の加工と、第２の座標記憶部に設定されている座標データに基づいた奇数番目の列の加工とが交互に繰り返される。
【００４５】
次に、加工モード記憶部に「一方向加工モード」が設定されている場合について説明する。
【００４６】
図３（Ａ）に示すように、加工開始時に、まず加工列番号を１に設定する。次に、一方向加工か往復加工かを判定する。加工モード記憶部に「一方向加工モード」が設定されているため、第１の座標記憶部に設定されている座標データを用いて１列分の加工を行う。１列分の加工が終了すると、パルスレーザビームの入射目標位置が第１の座標記憶部に設定されている座標データの始点６Ｓｅに移動するように、ビーム走査器３を制御する。
【００４７】
その後、加工列番号に１を加える。全列の加工が終了したか否かを判定する。終了していない場合には、一方向加工か往復加工かを判定するステップに戻る。加工モード記憶部に「一方向加工モード」が設定されているため、再度、第１の座標記憶部に設定されている座標データを用いた１列分の加工、及び第１の座標記憶部に設定されている座標データの始点６Ｓｅへの戻りを実行する。このように、常に、第１の座標記憶部に設定されている座標データに基づいて加工が行われる。全列の加工が終了した場合には、レーザ加工を終了する。
【００４８】
上述のように、実施例によるレーザ加工装置を用いることにより、一方向加工及び往復加工のいずれか好ましい方法でレーザ加工を行うことができる。
【００４９】
一方向加工を行う場合には、一列の加工が終了すると、図２（Ａ）に示した終点６Ｅから始点６Ｓまで入射位置を戻さなければならない。これに対し、往復加工の場合には、入射位置を、Ｙ軸方向のずれ量Ｄｘだけ移動させればよい。従って、往復加工の場合には、一方向加工に比べて、入射位置を始点に戻す時間の短縮化を図ることが可能になる。
【００５０】
また、加工対象物２０の送り速度を上昇させると、図２（Ａ）及び図２（Ｃ）に示した実加工領域５ｂの一方の端から他方の端までパルスレーザビームをＹ軸方向に走査する期間に、加工対象物２０が実加工領域５ｂの幅、例えば２ｍｍ以上移動することが考えられる。この場合、往復加工を行うと、奇数列と偶数列とを平行に配置することができない。従って、被加工点の分布が一様ではなくなる。
【００５１】
一方向加工を行うと、各列の向きがＹ軸方向から大きく傾くことになるが、偶数列と奇数列とが同じ方向に傾く。このため、全ての列が相互に平行になり、被加工点を一様に分布させることができる。
【００５２】
以下、往復加工と一方向加工とのいずれを採用すればよいかの判断基準の一例を説明する。パルスレーザビームの入射目標位置の始点から終点までパルスレーザビームを走査する時間をＴＳ、一方向加工時に終点から始点まで戻る時間をＴＢ、被加工点のＸ軸方向に関するピッチをＰｘ、実加工領域５ｂのＸ軸方向の幅をＷｘ、往復加工を採用する時の加工対象物の送り速度をｖ２、一方向加工を採用する時の送り速度をｖ１とする。
【００５３】
一方向加工を行う場合、走査時間ＴＳと戻り時間ＴＢとの間に、加工対象物がピッチＰｘだけ送られることになるため、以下の式が成立する。
ｖ１＝Ｐｘ／（ＴＳ＋ＴＢ）  ・・・（１）
往復加工を行う場合には、走査時間ＴＳの間に加工対象物が送られる長さが、実加工領域５ｂのＸ軸方向の幅をＷｘ以下であり、かつピッチＰｘ以下でなければならない。従って、以下の式を満足しなければならない。
ｖ２≦Ｗｘ／ＴＳ  ・・・（２）
ｖ２≦Ｐｘ／ＴＳ  ・・・（３）
ピッチＰｘが、実加工領域５ｂのＸ軸方向の幅Ｗｘ以下の場合について考察する。往復加工を行う場合の送り速度ｖ２は、上式（３）により制限される。式（１）と（３）とを比較すると、往復加工時の送り速度ｖ２を一方向加工時の送り速度ｖ１よりも速くできることがわかる。このため、加工時間の短縮のためには、往復加工を採用することが好ましい。
【００５４】
次に、ピッチＰｘが、実加工領域５ｂのＸ軸方向の幅Ｗｘよりも大きい場合について考察する。往復加工時の送り速度ｖ２は、上式（２）により制限される。従って、以下の式
Ｐｘ／（ＴＳ＋ＴＢ）＞Ｐｘ／ＴＳ  ・・・（４）
が成立するとき、一方向加工を採用した場合の送り速度を、往復加工を採用した場合の送り速度よりも速くすることができる。
【００５５】
上述のように、パルスレーザビームの走査時間ＴＳ、戻り時間をＴＢ、Ｘ軸方向に関するピッチＰｘ、及び実加工領域５ｂのＸ軸方向の幅Ｗｘに応じて、適した加工方法を採用することが好ましい。
【００５６】
次に、図４を参照して、第２の実施例によるレーザ加工方法について説明する。図４（Ａ）に、第２の実施例によるレーザ加工方法のフローチャートを示し、図４（Ｂ）に、往復加工を行う場合に、制御装置１５に設定されるデータを示し、図４（Ｃ）に、一方向加工を行う場合に、制御装置１５に設定されるデータを示す。
【００５７】
制御装置１５に、第１の座標記憶部及び第２の座標記憶部が準備されている。往復加工を行う場合には、図４（Ｂ）に示すように、第１の座標記憶部及び第２の座標記憶部に、ぞれぞれ、図２（Ｃ）に示した偶数列の入射目標位置６ｅの座標データ、及び奇数列の入射目標位置６ｏの座標データを設定する。一方向加工を行う場合には、図４（Ｃ）に示すように、第１の座標記憶部及び第２の座標記憶部の両方に、図２（Ａ）に示した一方向加工時の入射目標位置６の座標データを設定する。
【００５８】
図４（Ａ）に示すように、第２の実施例によるレーザ加工方法では、図３（Ａ）に示した第１の実施例によるレーザ加工方法の、一方向加工か往復加工かを判定する工程を省略し、常に往復加工の処理を行うこととした。
【００５９】
往復加工時には、第１の実施例の場合と同様の手順で加工が行われる。一方向加工時の処理の流れは、往復加工時と同じであるが、偶数番目の列の加工時、及び奇数番目の列の加工時に、共に一方向加工時の入射目標位置の座標データが用いられる。このため、結果的に、第１の実施例と同様の一方向加工を行うことができる。
【００６０】
上記実施例では、加工対象物にレーザビームを入射させて穴あけ加工を行ったが、上記実施例の加工方法は、その他のレーザ加工にも適用可能である。例えば、レーザプリンタの印字ヘッド、プロッタ、レーザマーキング装置等に適用することができる。
【００６１】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】（Ａ）は、実施例によるレーザ加工装置の概略図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は、加工対象物の主要部分の平面図である。
【図２】（Ａ）は、一方向加工時における実加工領域内のビーム入射目標位置を示す平面図であり、（Ｂ）は、一方向加工によって加工された加工対象物の被加工点の分布を示す平面図であり、（Ｃ）は、往復加工時における実加工領域内のビーム入射目標位置を示す平面図であり、（Ｄ）は、往復加工によって加工された加工対象物の被加工点の分布を示す平面図である。
【図３】（Ａ）は、第１の実施例によるレーザ加工方法のフローチャートであり、（Ｂ）は、往復加工時に、制御装置に設定されるデータを示す図であり、（Ｃ）は、一方向加工時に、制御装置に設定されるデータを示す図である。
【図４】（Ａ）は、第２の実施例によるレーザ加工方法のフローチャートであり、（Ｂ）は、往復加工時に、制御装置に設定されるデータを示す図であり、（Ｃ）は、一方向加工時に、制御装置に設定されるデータを示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  レーザ光源
２  分岐器
３  ビーム走査器
４  集束レンズ
５  走査可能領域
５ａ  適正加工領域
５ｂ  実加工領域
６  ビーム入射目標位置
８  保持装置
９  繰出しリール
１０  巻取りリール
１１  駆動機構
１２  支持ローラ
１５  制御装置
２０  加工対象物
２１  被加工点
【図１】
2007000878.tif 000003
【図２】
2007000878.tif 000004
【図３】
2007000878.tif 000005
【図４】
2007000878.tif 000006