(57)【要約】【課題】加工対象物（２０）の端部（２１）を適切に加工する。【解決手段】レーザ光源（１１）からの出射光を強度が少なくとも一方向について略一定である領域を有する強度分布の光に変換する第１光学部材（１２）を備え、加工対象物（２０）上に集光された上記出射光における上記一方向を加工対象物（２０）の移動方向に平行とし、かつ当該出射光における強度が略一定である部分を端部（２１）に照射する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
上記レーザ光源からの出射光を強度が少なくとも一方向について略一定である領域を有する強度分布の光に変換する第１光学部材と、
上記第１光学部材の出射光を加工対象物の端部を含む領域に集光する集光部材と、
上記加工対象物を上記集光部材に対して所定の移動方向に相対的に移動させる可動部とを備え、
上記加工対象物上に集光される上記出射光における強度が略一定である上記一方向が上記移動方向に平行であり、かつ当該出射光における強度が略一定である部分が上記端部に照射されることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
上記加工対象物に照射された上記出射光の強度分布が上記移動方向に垂直な方向に沿って上記端部から遠ざかるほど強度が弱くなる強度分布になるように上記第１光学部材からの出射光の強度を変換する第２光学部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
上記第１光学部材は、延伸方向に垂直な断面の断面形状が略四角形形状である導光部を有する光ファイバを備えていることを特徴とするから請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
上記導光部における上記光ファイバの延伸方向に垂直な断面の断面形状が略長方形形状であり、
上記光ファイバは、上記加工対象物上に集光された上記出射光における上記導光部の上記断面における長辺方向に対応する部分が上記移動方向と平行になるように配置されていることを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
上記第２光学部材は、
進行方向に垂直な断面の形状が略四角形形状である上記第１光学部材からの出射光の上記断面における所定の１辺から対辺に向かって強度が低下していくように当該出射光の強度を変換し、かつ、
上記加工対象物上に集光される上記出射光における上記１辺に対応する部分が上記端部に照射されるように配置されてい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。
【請求項６】
上記加工対象物の上記集光部材に対する移動速度と、上記加工対象物に照射される光の強度分布と、上記レーザ光源の発光周波数とに基づいて、上記加工対象物の各領域に照射される上記出射光の時間積算強度分布を演算する制御部を備え、
上記制御部は、所望の時間積算強度分布特性が得られるように、上記移動速度および上記発光周波数の少なくとも一方の制御条件を調整することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光により加工対象物を加工するレーザ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、加工対象物にレーザ光を照射することにより当該加工対象物の加工を行うレーザ加工装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ガラス板の切断面に照射される第１レーザ光を発振する第１光源と、第１レーザ光の照射範囲の周辺領域に照射される第２レーザ光を発振する第２光源とを備え、上記周辺領域に対応する第１レーザ光の照射範囲においてガラスが溶融されるように第１レーザ光のエネルギ密度を調整し、第２レーザ光によって上記周辺領域が破損されることなく昇温されるように第２レーザ光のエネルギ密度を調整する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、薄膜レーザパターニング装置において、レーザエネルギの過剰によるダメージを防止するために、走査する方向に対して非対称なトップハット形状の強度分布を有するようにパルスレーザを成形し、成形したパルスレーザの照射領域を一部重複させながら照射して走査することにより、薄膜を除去加工する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７３６９５号公報（２００６年１０月１２日公開）
【特許文献２】特開２０１２−１４３７８７号公報（２０１２年８月２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術は、ガラス板の切断面の面取処理を行うための技術であり、ガラス板の切断面に外観上の変化を伴うような高い熱を付与して加工することしか考慮されておらず、温度上昇範囲の細かい制御性については考慮されていない。このため、特許文献１の技術は、外観上の大きな変化を伴うことなく加工対象物の端部付近を微小溶融させて強度改善を図る技術に適用することが困難である。
【０００７】
また、特許文献２の技術では、薄膜除去のために薄膜の物理形状を変化させるようにパルスレーザの強度を制御することしか考慮されておらず、レーザ照射によるレーザ照射領域の周辺領域への影響については考慮されていない。このため、特許文献２における光学系の制御・設計思想は、特許文献１と同様、外観上の大きな変化を起こすことなく加工対象物の端部付近を微小溶融させて強度改善を図る技術に適用することが困難である。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、加工対象物の端部を適切に加工することのできるレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様にかかるレーザ加工装置は、レーザ光源と、上記レーザ光源からの出射光を強度が少なくとも一方向について略一定である領域を有する強度分布の光に変換する第１光学部材と、上記第１光学部材の出射光を加工対象物の端部を含む領域に集光する集光部材と、上記加工対象物を上記集光部材に対して所定の移動方向に相対的に移動させる可動部とを備え、上記加工対象物上に集光される上記出射光における強度が略一定である上記一方向が上記移動方向に平行であり、かつ当該出射光における強度が略一定である部分が上記端部に照射されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
上記の構成によれば、加工対象物の端部を加工する際に、大きな面積の領域に同時にレーザ照射しても上記移動方向について同等の温度勾配で昇温できる。このため、熱的なアンバランスを残したまま急激に温度変化させた場合に生じるマイクロクラックの増加等の悪影響を及ぼすことを防止しつつ、加工対象物の端部を適切に加工することができる。また、加工対象物の移動速度の昇温制御に対する依存度を低くし、処理速度を容易に上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係るレーザ加工装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】図１のレーザ加工装置に備えられる制御部の概略構成を示す説明図である。
【図３】図１のレーザ加工装置における処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図１のレーザ加工装置におけるレーザ光の特性を示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態２に係るレーザ加工装置の概略構成を示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、図１のレーザ加工装置におけるレーザ光の特性を示す説明図である。
【図７】（ａ）は本発明の実施形態３に係るレーザ加工装置の概略構成を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）のレーザ加工装置に備えられる光ファイバの関係を示す説明図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、図１のレーザ加工装置におけるレーザ光の特性を示す説明図である。
【図９】（ａ）は本発明の実施形態４に係るレーザ加工装置の概略構成を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）のレーザ加工装置に備えられる光ファイバの関係を示す説明図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、図１のレーザ加工装置におけるレーザ光の特性を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について説明する。
【００１３】
（１−１．本実施形態の概要）
本実施形態では、レーザ光源から出射される光を加工対象物であるガラス基板の端部近傍に照射し、当該端部近傍に存在しやすい欠陥部分の表面をわずかに溶融（微小溶融）させ、この微小溶融により端部近傍の領域の強度を向上させる処理を行うレーザ加工装置について説明する。
【００１４】
なお、ガラス基板の端部近傍を微小溶融させて当該端部近傍の領域の強度を向上させる場合、ガラス基板を温度上昇させていく過程（昇温過程）での熱の上昇のしかたに極端なアンバランスが生じると、以下のような問題が生じる。すなわち、ガラス基板における狭い範囲を熱的なアンバランスを残したまま急速に昇温させると、ガラス材料等の脆弱材料の場合、強度が強化される前に逆に強度低下を助長するマイクロクラックが増加してしまう場合がある。
【００１５】
そこで、このような問題を防止するために、本実施形態では、ガラス材料の端部での昇温過程の制御および端部から離れる方向への温度分布の管理を行う。
【００１６】
具体的には、ガラス基板の端部付近を効果的に昇温するために、ガラス基板に照射するレーザ光のビーム形状を、ガラス基板における強化したい対象領域に沿って拡大し、レーザ光照射する際に同時に昇温できる範囲を拡大する。また、ガラス基板上の所定範囲内におけるレーザ照射光の強度分布を一定化（トップハット化）することにより、強度分布が一定化された範囲での昇温過程を略一定化させる。また、レーザ照射によってガラス基板の端部を微小溶融にて強度改善する場合、強度改善対象範囲は必然的にレーザの照射範囲より広い範囲になることから、本実施形態では、レーザ照射光をガラス基板に対して相対移動させながら強度改善のための微小溶融を生じさせる。
【００１７】
（１−２．レーザ加工装置１ａの構成）
図１は、本実施形態にかかるレーザ加工装置１ａの概略構成を示す説明図である。この図に示すように、レーザ加工装置１ａは、レーザ光源１１、ビームエキスパンダ（第１光学部材）１２、非球面ホモジナイザ（集光部材）１３、ミラー１４、移動ステージ（可動部）１５、吸着ベース１６、光学ベース１７、機構ベース１８、および位置決めベース１９を備えている。
【００１８】
レーザ光源１１は、加工対象物に照射するための光を出射する。レーザ光源１１の構成は特に限定されるものではなく、従来から公知のレーザ光源を用いることができる。なお、本実施形態のようにガラス基板に対して微小溶融加工を行う場合など、軟化点の高い材料の加工を行う場合には、レーザ光源１１として高温部を生成しやすい高出力（例えば数Ｗ以上の出力）の光源を用いることが好ましい。本実施形態では、レーザ光源１１として、高出力が得られる光源の一例である炭酸ガスレーザを用いている。また、本実施形態では、所定周期毎にレーザ光を出射するパルス照射型のレーザ光源１１を用いている。
【００１９】
ビームエキスパンダ１２は、レーザ光源１１から出射された光のビーム径を拡大し、平行光化してミラー１４に出力する。すなわち、ビームエキスパンダ１２はコリメート機能を有している。具体的には、ビームエキスパンダ１２は、図１に示したように、入射光を平行光化するためのコリメータレンズ１２ａ、コリメータレンズ１２ａによって平行光化された光のビーム径を拡大するレンズ１２ｂ、および、レンズ１２ｂによってビーム径が拡大された光を平行光化するためのコリメータレンズ１２ｃを備えている。
【００２０】
なお、ビームエキスパンダ１２の構成は図１に示した構成に限るものではなく、レーザ光源１１から出射された光を平行光化してミラー１４に出力することのできる構成であればよい。ただし、レーザ光入射部またはレンズ光出射部の少なくとも一方に、入射光を平行光化するコリメータレンズを設けることが好ましい。これにより、レーザ加工装置１ａの光学系に備えられる集光部材（本実施形態では非球面ホモジナイザ１３）の集光機能の設計を容易にし、かつ集光点での強度分布の制御精度を高めることができる。
【００２１】
ミラー１４は、ビームエキスパンダ１２から入射する光を、集光型の非球面ホモジナイザ１３に向けて反射させる。
【００２２】
非球面ホモジナイザ１３は、ミラー１４から入射する光を集束させ、集束光Ｂｅａｍ１として加工対象物であるガラス基板２０上に照射（集光）させる。
【００２３】
光学ベース１７は、レーザ光源１１、ビームエキスパンダ１２、ミラー１４、および非球面ホモジナイザ１３を支持する。
【００２４】
位置決めベース１９は、レーザ照射位置を基準として図１のｙ方向およびｚ方向に移動可能な２軸ステージ（図示せず）を備えており、この２軸ステージに光学ベース１７が固定されている。これにより、レーザ光源１１、ビームエキスパンダ１２、ミラー１４、非球面ホモジナイザ１３、および光学ベース１７からなる光学系アッセンブリをｙ方向およびｚ方向に移動させることができる。
【００２５】
吸着ベース１６は、加工対象物（本実施形態ではガラス基板２０）を吸着固定する。
【００２６】
移動ステージ１５は、機構ベース１８に支持されており、吸着ベース１６を光学系アッセンブリに対して光照射方向に略垂直な所定方向（図１のｙ方向）に相対的に移動させることができる。すなわち、移動ステージ１５により、吸着ベース１６および加工対象物を光学系アッセンブリに対してｙ方向に相対的に移動させることができる。なお、位置決めベース１９と機構ベース１８とを共通ベース化してもよい。
【００２７】
図２は、レーザ加工装置１ａの制御系の概略構成を示す説明図である。この図に示すように、レーザ加工装置１ａは、制御部３０、出射特性記憶部４１、および指示入力部４２を備えている。また、制御部３０は、制御条件演算部３１、出射光制御部３２、光学系移動制御部３３、および対象物移動制御部３４を備えている。
【００２８】
出射特性記憶部４１は、加工対象物に対する出射光の特性（強度分布特性、発光周波数等）を記憶している。
【００２９】
指示入力部４２は、ユーザからの各種指示入力を受け付けて制御部３０に伝達する。
【００３０】
制御条件演算部３１は、出射特性記憶部４１に記憶されている情報、および指示入力部４２を介して入力されるユーザからの指示に基づいて、加工対象物にユーザからの指示に応じた適切なレーザ光照射処理を行うためのレーザ加工装置１ａの各部の制御条件を演算する。
【００３１】
出射光制御部３２は、制御条件演算部３１の演算結果に応じてレーザ光源１１の発光状態を制御する。
【００３２】
光学系移動制御部３３は、制御条件演算部３１の演算結果に応じて位置決めベース１９の移動動作を制御する。
【００３３】
対象物移動制御部３４は、制御条件演算部３１の演算結果に応じて移動ステージ１５の移動動作を制御する。
【００３４】
なお、制御部３０は、ＡＳＩＣ（Application specific integrated circuit）を含む集積回路であってもよく、ＣＰＵ等のプロセッサを搭載したコンピュータが当該制御部３０の機能を実現するためのソフトウェアを実行することによって実現されるものであってもよい。
【００３５】
（１−３．レーザ加工装置１ａの動作制御）
図３は、制御部３０によるレーザ加工装置１ａの動作制御の流れを示すフローチャートである。
【００３６】
まず、制御部３０（制御条件演算部３１）は、指示入力部４２を介してユーザから入力される、加工対象物に対する加工条件を示す情報を取得する（Ｓ１）。なお、上記情報には、例えば、加工対象物のサイズ（厚さ、移動方向（ｙ方向）の幅など）、加工対象物の材質、加工領域（微小溶融領域）の範囲、加工領域に対する照射光強度などが含まれる。なお、上記情報の一部または全部を、レーザ加工装置１ａに備えられる各種センサ（図示せず）の検出結果に基づいて取得してもよい。
【００３７】
次に、制御部３０（制御条件演算部３１）は、出射特性記憶部４１から光学系アッセンブリの出力特性を示す情報を取得する。上記情報としては、例えば、レーザ光源１１の発光周波数特性、光学系アッセンブリから照射されるレーザ光の非球面ホモジナイザ１３からの焦点距離、照射面積、および強度分布特性などが含まれる。
【００３８】
次に、制御部３０（制御条件演算部３１）は、Ｓ１およびＳ２で取得した情報に基づいて、加工対象物にマイクロクラックの増加等の不具合を発生させることなく要求された加工処理（本実施形態では微小溶融による強度強化処理）を行うためのレーザ加工装置１ａの各部の制御条件を演算する（Ｓ３）。
【００３９】
次に、制御部３０（光学系移動制御部３３）は、Ｓ３で算出した制御条件に基づいて、位置決めベース１９の動作を制御して光学系アッセンブリの位置決めを行う（Ｓ４）。また、制御部３０（出射光制御部３２）は、レーザ光源１１の発光状態を制御して加工対象部材にレーザ光を照射する（Ｓ５）。また、制御部３０（対象物移動制御部３４）は、移動ステージ１５の動作を制御して加工対象物を光学系アッセンブリに対して相対的に移動させる（Ｓ６）。
【００４０】
図４の（ａ）は、ガラス基板２０上のレーザ照射面における端部２１に平行な方向（図１のｙ方向、ガラス基板２０の移動方向）に沿ったレーザ照射光の強度Ｉｙの分布（強度分布）を示すグラフである。この図に示すように、ガラス基板２０が光学系アッセンブリに対して相対的に移動していない場合には、レーザ光照射領域におけるｙ方向の両端部で照射光の強度が急峻に立ち上がり、両端部に挟まれた中央部では強度分布が略一定になっている。なお、図４の（ａ）にはｙ方向についての強度分布を示しているが、ｘｙ平面内の各方向においてｙ方向の強度分布と略同様の強度分布になっている。すなわち、レーザ加工装置１ａの光学系アッセンブリによるガラス基板２０上へのレーザ照射領域は略円形であり、出射光の強度分布特性はいわゆるトップハット型の強度分布になっている。
【００４１】
図４の（ｂ）は、ガラス基板２０に対するレーザ光のレーザ照射範囲の推移を示す説明図である。本実施形態では、上述したようにパルス照射型のレーザ光源１１を用いており、制御部３０が、略円形のレーザ照射範囲の中心部がガラス基板２０の端部２１に一致するように照射条件を設定する。なお、レーザ照射範囲の一部（約半分）の領域はガラス基板２０における端部２１の外側にはみ出すように設定すれており、当該領域に照射される光はガラス基板２０の加工には用いられない。
【００４２】
また、制御部３０は、ガラス基板２０を光学系アッセンブリに対してｙ方向に移動させながらガラス基板２０の端部２１近傍にレーザ光を照射させるように動作条件を設定する。
【００４３】
これにより、図４の（ｂ）に示したように、ガラス基板２０の端部２１近傍におけるレーザ照射範囲Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，・・・にレーザ光が順次照射され、ガラス基板２０のエッジ（端部２１）近傍におけるレーザ照射強度が略一定になる。
【００４４】
なお、例えば、レーザ照射範囲が互いに重ならず、かつレーザ照射範囲同士の間に隙間が生じないようにガラス基板２０を移動させてＢｅａｍ１を照射する場合、レーザ照射範囲の中心が通る位置（端部２１に対応する位置）ではｙ方向（移動方向）について照射強度は略一定になり、温度上昇率も略一定になるが、移動方向と垂直なｘ方向についてはレーザ照射範囲の境界付近で急激な温度低下が生じる。このため、レーザ照射範囲の境界付近においてガラス基板２０の内部に急激な温度変化領域が発生し、レーザ照射による微小溶融を生じさせる際にマイクロクラックが増加して強度低下が助長されてしまう場合がある。
【００４５】
そこで、本実施形態では、図４の（ｂ）に示したように、略円形のレーザ照射範囲Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，・・・の中心がガラス基板２０の端部２１に一致するように照射範囲を設定するとともに、レーザ照射範囲同士の一部を重畳させる。すなわち、上述した特許文献１の技術では非対称なトップハット形状の強度分布を有する照射光を用いているが、本実施形態では略点対称なトップハット形状の強度分布を有する照射光を用い、この略点対称な強度分布部分の中心をガラス基板２０の端部２１に位置合わせし、上記の略点対称な強度分布部分の半分をガラス基板２０の加工に用いる。これにより、端部２１の強化のために必要なレーザ照射範囲であるガラス基板２０のエッジ（端部２１）近傍でレーザ照射強度を略一定にすることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、制御部３０（制御条件演算部３１）が、レーザ照射範囲の重ね合わせによる効果を考慮し、レーザ照射光のガラス基板２０の移動方向（ｙ方向）と垂直な方向（ｘ方向）についての時間積算強度分布がガラス基板２０の端部２１を含む所定範囲の領域（加工対象領域）において加工に要求される昇温条件に応じた強度分布になり、かつレーザ照射範囲とのその周辺領域との境界部の時間積算強度の差が不具合を抑制するために許容される温度変化条件を満たすように、ガラス基板２０の光学系アッセンブリに対する相対移動速度およびレーザ光源１１の発光周波数の制御条件を演算する。
【００４７】
具体的には、図４の（ｃ）に示すように、ガラス基板２０の内側のレーザ照射範囲の境界部（位置Ｘｅ）からガラス基板２０の端部２１（位置Ｘ０）に向かってガラス基板２０上に照射されるレーザ光の強度が単調増加していき、かつレーザ照射範囲の境界部の内側と外側との照射光の時間積算強度の差（位置Ｘｅにおける照射光の時間積算強度Ｉ（Ｘｅ））がマイクロクラックの増加が助長されない範囲内に設定される所定値以下になるように、ガラス基板２０の光学系アッセンブリに対する相対移動速度およびレーザ光源１１の発光周波数の制御条件を演算する。
【００４８】
これにより、レーザ照射範囲の境界部において急激な温度変化が生じやすいという特性を本質的に有しているトップハット型の強度分布特性のレーザ光源１１を用いる場合であっても、図４の（ｃ）に示したように、ガラス基板２０の端部２１近傍では略一定の強度分布を有する領域を形成し、当該領域からガラス基板２０の内側に向かう領域ではガラス基板２０の内側に向かって緩やかに低下していく強度分布を形成できる。これにより、ガラス基板２０に対する昇温時の入熱量のアンバランスによる熱応力の影響を低減できる。
【００４９】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１と同様の機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５０】
図５は、本実施形態にかかるレーザ加工装置１ｂの概略構成を示す説明図である。本実施形態にかかるレーザ加工装置１ｂと実施形態１のレーザ加工装置１ａとの相違点は、非球面ホモジナイザ１３と加工対象物（ガラス基板２０）との間にレンズ（第２光学部材、集光部材）２５が配置されている点であり、その他の点は同様の構成である。
【００５１】
レンズ２５は、ガラス基板２０における当該ガラス基板２０の移動方向に垂直かつ基板面に平行な方向（ｘ方向）への集光機能を有するレンズであり、ミラー１４で反射されたレーザ光をＢｅａｍ２としてガラス基板２０上に集光する。レンズ２５としては、例えばシリンドリカルレンズを用いることができる。
【００５２】
図６の（ａ）は、非球面ホモジナイザ１３の焦点距離（実効焦点距離）Ｆ１３とレンズ２５の焦点距離Ｆ２５との関係を示す説明図である。この図に示すように、レンズ２５の焦点距離Ｆ２５は、非球面ホモジナイザ１３の焦点距離Ｆ１３よりも長くなるように設定されている。なお、レンズ２５の焦点距離Ｆ２５は、減光効果をどの程度付与したいかに応じて適宜設定すればよく、特に限定されるものではないが、例えば非球面ホモジナイザ１３の焦点距離Ｆ１３が６０ｍｍの場合、１００ｍｍ以上に設定される。
【００５３】
図６の（ｂ）は、レンズ２５を介してガラス基板２０に照射される光のガラス基板２０の移動方向（ｙ方向）に沿った強度分布を示す説明図である。この図に示すように、レンズ２５はガラス基板２０の移動方向（ｙ方向）については集光機能を有しておらず、
レンズ２５を介してガラス基板２０に照射される光の強度分布はレンズ２５を設けない場合と略同様になる。
【００５４】
図６の（ｃ）は、レンズ２５を介してガラス基板２０に照射されるレーザ光のレーザ照射範囲の推移を示す説明図である。図６の（ｄ）は、ガラス基板２０を図６の（ｃ）に示すように移動させた場合の、当該ガラス基板２０の移動方向に垂直かつ基板面に平行な方向（ｘ方向）の各位置に照射される照射光の時間積算強度を示している。
【００５５】
図６の（ｄ）に示したように、ｘ方向についての時間積算強度分布Ｉｘは、ガラス基板２０の端部２１（位置Ｘ０）で最大であり、端部２１から離れるにつれて単調減少し、レーザ照射範囲の端部２１から遠い側の境界部（位置Ｘｅ）において最少になる。また、レーザ照射範囲内の端部２１に比較的近い領域（加工対象領域）ではｘ方向に沿った強度の減少度合いは緩やかであり、当該領域を超えるとＸ方向に沿った強度の減少度合いがやや急になり、境界部（位置Ｘｅ）に近づくにつれて再び減少度合いが緩やかになる。また、レンズ２５のｘ方向についての集光機能により、境界部(位置Ｘｅ)における時間積算強度分布Ｉｘはレンズ２５を備えない実施形態１の構成よりも小さくなる。
【００５６】
これにより、ガラス基板２０の強度を強化する対象領域（加工対象領域）を、実施形態１よりも狭い範囲に限定できる。また、加工対象領域と非加工対象領域との間で緩やかな強度変化を実現することができるので、ガラス基板２０の内部での熱応力のアンバランスが抑制し、マイクロクラックの増加等の不具合を抑制して強度改善性能を向上させることができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、実施形態１と同様、制御条件演算部３１が、出射特性記憶部４１に記憶されている光学系アッセンブリの出射光特性（本実施形態ではレンズ２５の効果を考慮した出射光特性）に関する情報と指示入力部４２を介してユーザから入力される情報とに基づいて、各部の制御条件を演算する。
【００５８】
すなわち、制御条件演算部３１は、レーザ照射範囲の重ね合わせによる効果を考慮して、レーザ照射光のガラス基板２０の移動方向（ｙ方向）と垂直な方向（ｘ方向）についての時間積算強度分布が、ガラス基板２０の端部２１を含む所定範囲の領域（加工対象領域）において加工のために要求される昇温条件に応じた強度分布になり、かつレーザ照射範囲とのその周辺領域との境界部の時間積算強度の差が不具合を防止するための許容される温度変化条件を満たすように、ガラス基板２０の光学系アッセンブリに対する相対移動速度およびレーザ光源１１の発光周波数の制御条件を演算する。
【００５９】
なお、位置ｘについての時刻ｔ１からｔ２までの時間積算強度Ｉ（ｔ２−ｔ１，ｘ）は、下記式（１）に基づいて算出することができる。
【００６０】
【数１】
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【００６１】
ここで、Ｉ（ｘ，ｙ，ｖ）は、レーザ照射光のｘｙ平面での強度分布を示しており、ｙ座標はガラス基板２０の移動速度ｖに応じて変化する。また、Ｒ（ｘ，ｖ，ｆ）は、レーザ照射範囲の重ね合わせ率であり、ｘ方向の位置、ガラス基板２０の移動速度ｖ、およびレーザ光源１１の発光周波数（繰り返し周波数）ｆに応じて変化する。
【００６２】
実施形態１では、レーザ照射範囲内におけるｘｙ平面内での照射光の強度分布がレーザ照射範囲の周縁部の狭い範囲を除いて略一定であるというトップハット型の出射光特性を有する光学系アッセンブリを用いていた。これに対して、本実施形態では、出射光のｘ方向についての強度特性をレンズ２５により変化させることができるので、レーザ照射範囲の重ね合わせ率Ｒ（ｘ，ｖ，ｆ）を適切に設定することで、ガラス基板２０の端部２１を含む所定範囲の領域（加工対象領域）の強度分布が加工に要求される昇温条件に応じた強度分布になり、かつ加工領域の外部における温度変化が不具合を防止できる条件を満たすように、時間積算強度Ｉ（ｔ２−ｔ１，ｘ）を最適化することができる。
【００６３】
〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００６４】
図７の（ａ）は、本実施形態にかかるレーザ加工装置１ｃの概略構成を示す説明図である。本実施形態にかかるレーザ加工装置１ｃと実施形態１のレーザ加工装置１ａとの相違点は、（ｉ）ビームエキスパンダ１２に代えてレーザ光変換部５０を備えている点、および（ｉｉ）非球面ホモジナイザ１３に代えて集光レンズ（集光部材）５６を備えている点である。
【００６５】
図７の（ａ）に示したように、レーザ光変換部５０は、平行光生成部（第１光学部材）５１と強度変換素子（第２光学部材）５５とを備えている。また、平行光生成部５１は、結合レンズ５２、光ファイバ５３、およびレンズ５４を備えている。
【００６６】
結合レンズ５２は、レーザ光源１１からの入射光を光ファイバ５３に導入する。なお、図７の（ａ）の例では、結合レンズ５２が１枚のレンズで構成されているが、これに限らず、複数枚のレンズ（例えばレーザ光源１１の出射光を平行光化するレンズ、およびその平行光後の出射光を光ファイバ５３に集光するレンズの２枚のレンズ）からなる結合レンズ５２を用いてもよい。
【００６７】
図７の（ｂ）は、光ファイバ５３におけるｙｚ平面に平行な断面の断面図である。この図に示すように、光ファイバ５３は、四角形（略正方形）形状のコア５３ａを備えている。これにより、光ファイバ５３からの出射光はｙｚ平面に平行な断面の断面形状が略四角形（略正方形）形状になる。
【００６８】
レンズ５４は、光ファイバ５３からの入射光を平行光化する。
【００６９】
強度変換素子５５は、レンズ５４からの入射光の強度分布を変換する機能を有している。
【００７０】
集光レンズ５６は、強度変換素子５５からミラー１４を介して入射する光を集光してガラス基板２０上に集束光Ｂｅａｍ３として照射する。
【００７１】
図８の（ａ）は、強度変換素子５５の透過率特性および強度変換素子５５に対する入射光の強度分布を示すグラフである。また、図８の（ｂ）は、ガラス基板２０上に照射される照射光のｘｙ平面に沿った強度分布を示すグラフである。また、図８の（ｃ）は、集光レンズ５６を介してガラス基板２０に照射されるレーザ光のレーザ照射範囲の推移を示す説明図である。
【００７２】
図８の（ａ）に破線で示したように、レンズ５４から強度変換素子５５への入射光におけるｘｙ平面に平行な方向の強度分布Ｉｉｎは、矩形型（トップハット型）になっている。
【００７３】
強度変換素子５５は、図８の（ａ）に実線で示した透過率減衰機能を有する光減衰部（反射領域または吸収領域、図示せず）を備えている。これにより、上記の入射光の強度分布Ｉｉｎの強度分布は、強度変換素子５５により、ガラス基板２０上に照射されたときに図８の（ｂ）に示す強度分布になるように変換される。すなわち、図８の（ｂ）に示すように、強度変換素子５５を通過してガラス基板２０上に集光されたときに、ｘ方向のレーザ光の強度分布が、ガラス基板２０の端部２１近傍では略一定であり、当該略一定の領域からガラス基板２０の内側に向かって減少していく強度分布となるように変換する。
【００７４】
このように、強度変換素子５５は、ｘ方向について部分減光フィルタとして機能する。なお、図８の（ｂ）に示したように、ガラス基板２０上に集光される光のｙ方向に沿った強度分布はトップハット型になる。
【００７５】
強度変換素子５５に強度分布を上記のように変換するための所望の透過率特性を付与する方法としては、例えば、使用光源波長に対して吸収性を有する材料の厚さを、透過率を高くしたい部分の厚さを最も薄くし、その他の透過率を相対的に下げたい部分の厚さを徐々に厚くする方法を用いることができる。この方法は、透過率変化が比較的小さい場合に特に好適である。
【００７６】
また、例えば、使用光源の波長に対する透過率が高い部材を基材として用い、その基材上に使用光源の波長の光を吸収する吸収材料をコーティングした構成の強度変換素子５５を用いてもよい。上記基材としては、例えば使用光源の波長が１０．６μｍである場合、ＺｎＳｅ，Ｇｅ等を用いることができる。
【００７７】
本実施形態では、レーザ光源１１として炭酸ガスレーザ（出力波長１０．６μｍ）を使用し、強度変換素子５５の基材にＺｎＳｅを用いるとともに、基材上に吸収材料としてガラス系コート（ＳｉＯ２，ＴｉＯ２等）の多層コート層を形成（コーティング）した。さらに、図８の（ａ）のように変化する吸収特性（透過率特性）を持たせるために、多層コートの厚さを基材上の位置に応じて変化させている。多層コートの厚さは、透過率を高くする領域を薄く形成し、透過率を低くする領域を厚くする。コート層の厚さを変化させる方法は特に限定されるものではないが、例えばガラス系材料の成膜の際にマスキング法などで厚さを変化させる方法を用いることができる。
【００７８】
このように、本実施形態にかかるレーザ加工装置１ｃは、断面が矩形形状であるコア５３ａを有する光ファイバ５３を備えており、レーザ光源１１からの出射光が光ファイバ５３を通過することにより、ガラス基板２０上に照射された時に、図８の（ｂ）に示したようにレーザ照射範囲Ｌのｘｙ平面に沿った形状が略四角形形状になる。
【００７９】
また、レーザ照射範囲Ｌのｘｙ平面に沿った形状が四角形に近い形状になることにより、レーザ照射によるガラス基板２０の昇温時に、ガラス基板２０の端部２１に平行な方向（ガラス基板２０の移動方向であるｙ方向）に沿って強度の一様性を確保できる範囲を広げることができる。これにより、ｙ方向についての昇温過程のアンバランスによるガラス基板２０への悪影響を抑制できる。
【００８０】
また、本実施形態にかかるレーザ加工装置１ｃは、ガラス基板２０上に照射される光のｘ方向についての強度分布が、ガラス基板２０の端部２１近傍では略一定であり、当該略一定の領域からガラス基板２０の内側に向かって減衰していく強度分布となるように変換する強度変換素子５５を備えている。これにより、ガラス基板２０の端部２１を含む所定範囲の領域（加工対象領域）の強度分布が加工に要求される昇温条件に応じた略一定の強度分布になり、かつ加工領域の外部における温度変化が不具合を防止するための条件を満たすように、時間積算強度Ｉ（ｔ２−ｔ１，ｘ）を最適化することができる。
【００８１】
したがって、例えば、熱影響を与えたくない領域がガラス基板２０の内側（端部２１から離間した位置）にある場合に、当該領域の昇温を抑制しつつ、端部２１を加工処理のために昇温させることができる。これにより、上記領域においてレーザ光による昇温過程で温度上昇のアンバランスによる不要な熱応力（例えばマイクロクラックをかえって拡大してしまうような熱応力）が発生することを抑制できる。
【００８２】
なお、本実施形態では、実施形態１と同様、制御条件演算部３１が、出射特性記憶部４１に記憶されている光学系アッセンブリの出射光特性に関する情報と指示入力部４２を介してユーザから入力される情報とに基づいて、各部の制御条件を演算する。
【００８３】
これにより、レーザ照射光のガラス基板２０の移動方向（ｙ方向）と垂直な方向（ｘ方向）についての時間積算強度分布が、ガラス基板２０の端部２１を含む所定範囲の領域（加工対象領域）において要求される昇温条件に応じた強度分布になり、かつレーザ照射範囲とのその周辺領域との境界部の時間積算強度の差が不具合を防止するための許容される温度変化条件を満たすように、ガラス基板２０の光学系アッセンブリに対する相対移動速度およびレーザ光源１１の発光周波数の制御条件を設定できる。
【００８４】
また、本実施形態では、図８の（ｃ）に示したように、レーザ照射範囲の重ね合わせ率を大きくすることにより、端部２１に垂直なｘ方向の各位置における強度ピーク値をｙ方向に一定化させることができる。これにより、単位面積あたりの昇温過程のばらつきを抑制する際、ｘ方向についてのレーザ照射光の重ね合わせ率の違いによる制御の不安定性を大幅に低減できる。
【００８５】
また、例えば、ｘｙ平面におけるレーザ照射時の四角形の強度一定部分の長さと、実施形態１の円形のレーザ照射範囲の直径とが同じ場合、本実施形態の方が、実施形態１よりも、加工領域を適切に加熱するとともに非加熱領域に不具合が生じることを防止するためのレーザ照射範囲同士の重ね合わせの度合いを低減できる。また、本実施形態によれば、実施形態１の構成に比べて、加工対象物のレーザ照射面上での重ね合わせ率の最適化が容易になるとともに、高速な強化処理を行いやすくなる。
【００８６】
また、本実施形態では、図８の（ａ）に示したように、端部２１（位置Ｘ０）からｘ方向の所定範囲までの領域において照射光の強度が略一定になるようにしている。すなわち、レンズ５４の出射光の強度分布（トップハット型の強度分布）における端部２１側における強度変換素子５５による強度の減衰の程度を小さく設定している。これにより、レーザ照射光の端部２１に対する照射位置がｘ方向にずれた場合（相対的に移動した場合）であっても、レーザ照射強度の変動を非常に小さくすることができる。したがって、ガラス基板２０あるいは光学系アッセンブリの配置誤差（位置決め誤差）の加工性能への影響を低くすることができる。
【００８７】
〔実施形態４〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００８８】
図９の（ａ）は、本実施形態にかかるレーザ加工装置１ｄの概略構成を示す説明図である。本実施形態にかかるレーザ加工装置１ｃと実施形態３のレーザ加工装置１ｃとの相違点は、レーザ光変換部５０に代えてレーザ光変換部６０を備えている点である。
【００８９】
図９の（ａ）に示したように、レーザ光変換部６０は、平行光生成部（第１光学部材）６１と強度変換素子（第２光学部材）５５とを備えている。また、平行光生成部６１は、結合レンズ６２、光ファイバ６３、およびビームエキスパンダ６４を備えている。また、ビームエキスパンダ６４は、光ファイバ６３からの入射光を平行光化するためのコリメータレンズ６４ａ、コリメータレンズ６４ａから入射する光のビーム系を拡大するレンズ６４ｂ、および、レンズ６４ｂから入射する光を平行光化するためのコリメータレンズ６４ｃを備えている。
【００９０】
結合レンズ６２は、レーザ光源１１からの入射光を光ファイバ６３に導入する。
【００９１】
図９の（ｂ）は、光ファイバ６３におけるｙｚ平面に平行な断面の断面図である。この図に示すように、光ファイバ６３は、ｙｚ平面に平行な断面の断面形状が長辺（ｙ方向）：短辺（ｚ方向）が２：１の細長い矩形形状であるコア６３ａを備えている。これにより、光ファイバ６３からの出射光はｙｚ平面に平行な断面の断面形状が細長い矩形形状になる。これにより、所定領域を昇温させる際の強度ピーク値を、実施形態３のように断面が略正方形形状のコア５３ａを用いる場合に比べて半分にすることができる。
【００９２】
なお、光ファイバ６３は、光ファイバ６３からの出射光の断面形状における長辺方向がガラス基板２０上に照射されたときのｘｙ平面に平行なレーザ照射範囲におけるｙ方向に対応し、光ファイバ６３からの出射光の断面形状における短辺方向がガラス基板２０上に照射されたときのｘｙ平面に平行なレーザ照射範囲におけるｘ方向に対応するように配置されている。
【００９３】
ビームエキスパンダ６４は、光ファイバ６３から出射された光のビーム径を拡大し、平行光化して強度変換素子５５に出力する。すなわち、ビームエキスパンダ６４はコリメート機能を有している。
【００９４】
強度変換素子５５は、ビームエキスパンダ６４からの入射光の強度分布を変換する。なお、本実施形態では、実施形態３と同様、ＺｎＳｅからなる基材を用いた強度変換素子を用いている。ただし、本実施形態では、強度変換素子５５における多層コートのｘ方向についての膜厚変化の度合いが実施形態３の強度変換素子５５よりも急峻であり、実施形態３よりもｘ方向に沿った透過特性の変化が吸収な強度変換素子５５を用いている。また、本実施形態では、図１０の（ａ）に破線で示したように、細長い矩形形状のコア６３ａを有する光ファイバ６３を用いることにより、ｙ方向について強度が略一定である領域のｘ方向についての幅を実施形態３よりも相対的に狭くでき、強度ピーク値を相対的に下げることができる。このため、レーザ照射による温度上昇は実施形態３よりも急激にはならない。
【００９５】
集光レンズ５６は、レーザ光変換部６０からミラー１４を介して入射する光を集光してガラス基板２０上に集束光Ｂｅａｍ４として照射する。
【００９６】
図１０の（ａ）は、強度変換素子５５の透過率特性および強度変換素子５５に対する入射光の強度分布を示すグラフである。また、図１０の（ｂ）は、ガラス基板２０上に照射される照射光のｘｙ平面に沿った強度分布を示すグラフである。また、図１０の（ｃ）は、集光レンズ５６を介してガラス基板２０に照射されるレーザ光のレーザ照射範囲の推移を示す説明図である。
【００９７】
図１０の（ａ）に破線で示したように、レーザ光変換部６０からの入射光におけるｘｙ平面に平行な方向の強度分布Ｉｉｎは、矩形型（トップハット型）になっている。
【００９８】
強度変換素子５５は、図１０の（ａ）に実線で示した透過率減衰機能を有する光減衰部（反射領域または吸収領域、図示せず）を備えている。これにより、上記の入射光の強度分布Ｉｉｎは、強度変換素子５５により、ガラス基板２０上に照射されたときに図１０の（ｂ）に示す強度分布になるように変換される。すなわち、図１０の（ｂ）に示すように、強度変換素子５５を通過してガラス基板２０上に集光されたときに、ｘ方向のレーザ光の強度分布が、ガラス基板２０の端部２１近傍では略一定であり、当該略一定の領域からガラス基板２０の内側に向かって減衰していく強度分布となるように変換する。このように、強度変換素子５５は、ｘ方向について部分減光フィルタとして機能する。なお、図１０の（ｂ）に示したように、ガラス基板２０上に集光される光のｙ方向に沿った強度分布はトップハット型になる。
【００９９】
また、本実施形態では、レーザ光変換部６０から強度変換素子５５への入射光の強度分布は、実施形態３におけるレーザ光変換部５０から強度変換素子５５への入射光の強度分布よりもｘ方向の幅が狭くなっている。これにより、強度変換素子５５によってｘ方向の強度分布を変換する際に、減光させる光量が実施形態３の場合よりも少なくて済むようになっている。
【０１００】
このように、本実施形態にかかるレーザ加工装置１ｃは、断面が細長い矩形形状であるコア６３ａを有する光ファイバ６３を備えており、レーザ光源１１からの出射光が光ファイバ６３を通過することにより、ガラス基板２０上に照射された時に、図１０の（ｂ）に示したようにレーザ照射範囲Ｌのｘｙ平面に沿った形状がｙ方向に強度一定の領域を有する細長い四角形状の形状になる。
【０１０１】
これにより、上記領域においてレーザ光による昇温過程で温度上昇のアンバランスによる不要な熱応力（例えばマイクロクラックをかえって拡大してしまうような熱応力）が発生することを抑制できる。
【０１０２】
なお、本実施形態では、上述した各実施形態と同様、制御条件演算部３１が、出射特性記憶部４１に記憶されている光学系アッセンブリの出射光特性に関する情報と指示入力部４２を介してユーザから入力される情報とに基づいて、各部の制御条件を演算する。
【０１０３】
これにより、レーザ照射光のガラス基板２０の移動方向（ｙ方向）と垂直な方向（ｘ方向）についての時間積算強度分布が、ガラス基板２０の端部２１を含む所定範囲の領域（加工対象領域）において加工のために要求される昇温条件に応じた強度分布になり、かつレーザ照射範囲とのその周辺領域との境界部の時間積算強度の差が不具合を防止するための許容される温度変化条件を満たすように、ガラス基板２０の光学系アッセンブリに対する相対移動速度およびレーザ光源１１の発光周波数の制御条件を設定できる。
【０１０４】
また、レーザ照射方向のレーザ照射範囲Ｌの重ね合わせ率を制御することで、端部２１に垂直な方向の強度ピーク値をｙ方向に一定化させることができる。これにより、重ね合わせ効果による実効的な強度分布変化を考慮したｘ方向の時間積算強度分布（演算により算出できる）において変化が起こっている範囲の強度差分だけをモニタできるので、昇温制御の安定性を向上させることができる。
【０１０５】
なお、上記各実施形態ではガラス基板における端部近傍を微小溶融させて当該端部近傍の強度を向上させる処理を行う構成について説明したが、本発明の適用対象はこれに限るものではない。例えば、加工対象物がガラス以外の材質からなるものであってもよい。また、微小溶融により強度を向上させる処理に限らず、他の処理に適用することもできる。
【０１０６】
〔まとめ〕
本発明の態様１にかかるレーザ加工装置（１ａ〜１ｄ）は、レーザ光源（１１）と、上記レーザ光源（１１）からの出射光を強度が少なくとも一方向について略一定である領域を有する強度分布の光に変換する第１光学部材（ビームエキスパンダ１２，平行光生成部５１，平行光生成部６１）と、上記第１光学部材の出射光を加工対象物（２０）の端部（２１）を含む領域に集光する集光部材（非球面ホモジナイザ１３，レンズ２５，集光レンズ５６）と、上記加工対象物（２０）を上記集光部材（非球面ホモジナイザ１３，レンズ２５，集光レンズ５６）に対して所定の移動方向に相対的に移動させる可動部（移動ステージ１５）とを備え、上記加工対象物（２０）上に集光される上記出射光における強度が略一定である上記一方向が上記移動方向に平行であり、かつ当該出射光における強度が略一定である部分が上記端部（２１）に照射されることを特徴としている。
【０１０７】
上記の構成によれば、加工対象物（２０）の端部（２１）を加工する際に、大きな面積の領域に同時にレーザ照射しても上記移動方向について同等の温度勾配で昇温できる。このため、熱的なアンバランスを残したまま急激に温度変化させた場合に生じるマイクロクラックの増加等の悪影響を及ぼすことを防止しつつ、加工対象物（２０）の端部（２１）を適切に加工することができる。また、加工対象物（２０）の移動速度の昇温制御に対する依存度を低くし、処理速度を容易に上げることができる。
【０１０８】
本発明の態様２にかかるレーザ加工装置（１ｂ〜１ｄ）は、上記態様１において、上記加工対象物（２０）に照射された上記出射光の強度分布が上記移動方向に垂直な方向に沿って上記端部（２１）から遠ざかるほど強度が弱くなる強度分布になるように上記第１光学部材（ビームエキスパンダ１２，平行光生成部５１，平行光生成部６１）からの出射光の強度を変換する第２光学部材（レンズ２５，強度変換素子５５）を備えている構成である。
【０１０９】
上記の構成によれば、出射光のエネルギを加工対象物（２０）の加工対象領域に集中的に投入することができる。これにより、加工対象物（２０）の端部（２１）を効率的に温度上昇させるとともに、加工対象領域以外への出射光の照射量を低減してエネルギ損失を抑制できる。また、レーザ照射領域の非照射領域との境界付近における照射光の強度変化を緩やかにすることができるので、急激な温度変化によって生じるマイクロクラックの増加等の不具合を抑制できる。
【０１１０】
本発明の態様３にかかるレーザ加工装置（１ｃ，１ｄ）は、上記態様２において、上記第１光学部材（平行光生成部５１，平行光生成部６１）は、延伸方向に垂直な断面の断面形状が略四角形形状である導光部（５３ａ，６３ａ）を有する光ファイバ（５３，６３）を備えている構成である。
【０１１１】
上記の構成によれば、上記レーザ光源（１１）からの出射光を強度が少なくとも一方向について略一定である領域を有する強度分布の光に容易に変換することができる。
【０１１２】
本発明の態様４にかかるレーザ加工装置（１ｄ）は、上記態様３において、上記導光部（６３ａ）における上記光ファイバ（６３）の延伸方向に垂直な断面の断面形状が略長方形形状であり、上記光ファイバ（６３）は、上記加工対象物（２０）上に集光された上記出射光における上記導光部（６３ａ）の上記断面における長辺方向に対応する部分が上記移動方向と平行になるように配置されている構成である。
【０１１３】
上記の構成によれば、上記レーザ光源（１１）からの出射光を、強度が略一定である領域の上記一方向についての長さが長く、かつ上記一方向に垂直な方向についての幅が上記一方向よりも狭い強度分布の光に変換することができる。これにより、出射光のエネルギを加工対象物（２０）の端部（２１）に集中的に投入して加工対象物（２０）の端部（２１）を効率的に温度上昇させるとともに、加工対象領域以外への出射光の照射量を低減してエネルギ損失を抑制できる。
【０１１４】
本発明の態様５にかかるレーザ加工装置（１ｃ，１ｄ）は、上記態様２から４のいずれかにおいて、上記第２光学部材（強度変換素子５５）は、進行方向に垂直な断面の形状が略四角形形状である上記第１光学部材（平行光生成部５１，平行光生成部６１）からの出射光の上記断面における所定の１辺から対辺に向かって強度が低下していくように当該出射光の強度を変換し、かつ、上記加工対象物（２０）上に集光される上記出射光における上記１辺に対応する部分が上記端部（２１）に照射されるように配置されている構成である。
【０１１５】
上記の構成によれば、出射光における強度が略一定である領域を端部（２１）に照射する際、強度が略一定である領域の上記一辺を端部（２１）に照射することができる。これにより、出射光における加工対象物に照射されない部分を低減し、光利用効率を向上させることができる。
【０１１６】
本発明の態様６にかかるレーザ加工装置（１ａ〜１ｄ）は、上記態様１から５のいずれかにおいて、上記加工対象物（２０）の上記集光部材（非球面ホモジナイザ１３，レンズ２５，集光レンズ５６）に対する移動速度と、上記加工対象物（２）に照射される光の強度分布と、上記レーザ光源（１１）の発光周波数とに基づいて、上記加工対象物（２０）の各領域に照射される上記出射光の時間積算強度分布を演算する制御部（３０）を備え、上記制御部（３０）は、所望の時間積算強度分布特性が得られるように、上記移動速度および上記発光周波数の少なくとも一方の制御条件を調整する構成である。
【０１１７】
上記の構成によれば、加工対象物（２０）の端部（２１）を適切に加工するための各部の制御条件を自動的に設定することができる。
【０１１８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、レーザ光を照射することにより加工対象物を加工するレーザ加工装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１ａ〜１ｄ  レーザ加工装置
１１  レーザ光源
１２  ビームエキスパンダ（第１光学部材）
１３  非球面ホモジナイザ（集光部材）
１４  ミラー
１５  移動ステージ（可動部）
２０  ガラス基板
２１  端部
２５  レンズ（第２光学部材、集光部材）
３０  制御部
３１  制御条件演算部
３２  出射光制御部
３３  光学系移動制御部
３４  対象物移動制御部
４１  出射特性記憶部
４２  指示入力部
５０  レーザ光変換部
５１  平行光生成部（第１光学部材）
５３  光ファイバ
５３ａ  コア（導光部）
５５  強度変換素子（第２光学部材）
５６  集光レンズ（集光部材）
６０  レーザ光変換部
６１  平行光生成部（第１光学部材）
６３  光ファイバ
６３ａ  コア（導光部）
６４  ビームエキスパンダ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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