JP5246438B2 - レーザ加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、平板状の加工対象物をテーブルにセットして回転させ、パルス列状のレーザ光を加工対象物に照射するとともに、レーザ光の照射位置をテーブルの半径方向に移動させることにより、加工対象物の表面に螺旋状に加工跡（ピットあるいは反応跡）を形成するレーザ加工装置に関する。

従来から、平板状の加工対象物をテーブルにセットして回転させ、加工対象物にレーザ光を照射するとともに、レーザ光の照射位置をテーブルの半径方向に移動させることにより、加工対象物の表面を螺旋状にレーザ加工するレーザ加工装置は知られている。加工対象物の表面全体に複数のピットあるいはピットを形成するための反応跡（以下、これらを加工跡と総称する）を形成する場合、例えば、特許文献１に提案されているように、レーザ光の出射源であるレーザ光源にパルス列信号（レーザ駆動用パルス列信号）を供給して、時間に対する発光波形がパルス列状のレーザ光を照射する。

この場合、レーザ光の照射位置が回転線速度一定になるようにテーブルの回転を制御するとともに、レーザ駆動用パルス列信号の周期を設定された加工跡間隔と回転線速度とから定まる値に固定し、テーブルが１回転する間にレーザ光の照射位置が半径方向へ移動する距離を加工跡間隔と同じ値にすれば、回転方向の加工跡間隔と半径方向の加工跡間隔とが等しくなり、加工対象物の表面全体にわたって均一に加工跡を配置することができる。

特開２００７−２１６２６３号公報

このようなレーザ加工は、例えば、ＬＥＤの基板作成時に使用される。ＬＥＤは、基板の上に化学気相成長法によって薄膜を積み重ねて作成されるが、この基板の表面に凹凸を形成することによって、発光層で生じた光に対する外界に取り出せる光の取り出し割合である光取り出し効率を向上させることができる。このため、パルス列状のレーザ光照射により、基板に微細な加工跡を形成して基板表面全体を凹凸状に加工する。

従来のレーザ加工装置においては、レーザ光源から出射されるパルス列状のレーザ光のパルス幅、ハイレベルのレーザ強度、径方向移動加工跡及び回転線速度は、レーザ加工中、一定になるように設定されている。したがって、加工跡の大きさや間隔は常に一定で、複数の加工跡は規則正しく配列されたものとなる。詳細には、半径位置が変わると、テーブルが一回転する間にレーザ光照射位置が移動する距離すなわち円周の長さが変わるために、形成された加工跡部分を拡大して見た場合、図１１(Ａ)に示すように、形成された加工跡は平行四辺形上に配列されたものとなる。一方、ＬＥＤの製作のために基板に加工跡を形成する場合には、加工跡を図１１(Ａ)に示すように規則正しく形成するよりも、加工跡を図１１(Ｂ)に示すようにランダムに形成した場合の方が光取り出し効率が高くなる場合があるという実験結果も得られている。しかしながら、従来のレーザ加工装置では加工跡をランダムに形成することができないと問題がある。

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、加工対象物の加工領域全体にわたって加工跡をランダムに形成できるようにしたレーザ加工装置を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、加工対象物（ＯＢ）をセットするためのテーブル（２１）と、テーブルを回転させる回転手段（２２）と、テーブルにセットされて回転する加工対象物にレーザ光源（３１）から出射されたレーザ光を対物レンズ（３５）により集光して照射する加工ヘッド（３０）と、加工ヘッドから出射されたレーザ光により加工対象物に形成されたレーザスポットを、テーブルに対して相対的にテーブルの半径方向に移動させる半径方向移動手段（２３〜２５）と、パルス列状の駆動信号を生成してレーザ光源に供給し、レーザ光源からパルス列状のレーザ光が出射されるようにレーザ光源を駆動するレーザ光源駆動手段（７１，７２）とを備え、加工対象物に、テーブルの半径方向に沿うとともに、テーブルの回転方向に沿った複数の加工跡を形成するようにしたレーザ加工装置において、テーブルの半径方向に沿って形成される複数の加工跡の間隔がランダムに変化するように、複数の加工跡の形成を制御するランダム制御手段であって、加工対象物に照射されるレーザ光の光軸をテーブルの半径方向にランダムに変化させる半径方向ランダム制御手段（４３〜４６，８１〜８３）を設けたことにある。

これによれば、加工対象物にマトリクス状に形成される加工跡パターンにおいて、テーブルの半径方向に沿った複数の加工跡の間隔をランダムに変化させた加工跡パターンが形成される。その結果、ランダムな加工跡パターンの要望を満たすことができる。

具体的には、半径方向ランダム制御手段を、レーザ光源から対物レンズへのレーザ光の光路上に配置されて、加工対象物に照射されるレーザ光の光軸をテーブルの半径方向に変化させるための音響光学変調素子又は電気光学変調素子（４３）と、音響光学変調素子又は電気光学変調素子にランダムに変化する電気信号を供給して、音響光学変調素子又は電気光学変調素子が加工対象物に照射されるレーザ光の光軸をテーブルの半径方向にランダムに変化させるように、音響光学変調素子又は電気光学変調素子を制御する光軸駆動回路（８１）とで構成するとよい。これによれば、音響光学変調素子又は電気光学変調素子の時間応答性は高いので、テーブルを高速回転させて微細間隔の加工跡を加工対象物に形成する場合に有効である。

また、半径方向ランダム制御手段を、対物レンズを駆動して加工対象物に照射されるレーザ光の光軸をテーブルの半径方向に変化させるためのアクチュエータ（４４）と、アクチュエータにランダムに変化する電気信号を供給して、対物レンズが加工対象物に照射されるレーザ光の光軸をテーブルの半径方向にランダムに変化させるように、アクチュエータを制御する光軸駆動回路（８２）とで構成してもよい。この場合、アクチュエータとしては、例えばトラッキングアクチュエータを利用でき、光ディスクの記録再生に用いられる光ヘッドに備わっているトラッキングアクチュエータを加工ヘッドに備えるようにすることは簡単であり、光軸駆動回路も簡単に構成できるので、レーザ加工装置を安価かつ簡単に構成できる。

また、半径方向ランダム制御手段を、レーザ光源から対物レンズへのレーザ光の光路上に配置されて、レーザ光源からのレーザ光を反射して対物レンズに導くミラー（４５）と、ミラーを駆動して加工対象物に照射されるレーザ光の光軸をテーブルの半径方向に変化させるためのアクチュエータ（４６）と、アクチュエータにランダムに変化する電気信号を供給して、ミラーが加工対象物に照射されるレーザ光の光軸をテーブルの半径方向にランダムに変化させるように、アクチュエータを制御する光軸駆動回路（８３）とで構成してもよい。この場合も、ミラー、アクチュエータ及び光軸駆動回路は比較的簡単に構成されるので、レーザ加工装置を比較的安価かつ簡単に構成できる。

また、本発明の他の特徴は、テーブルの半径方向に沿って形成される複数の加工跡の間隔がランダムに変化するように、複数の加工跡の形成を制御するランダム制御手段であって、半径方向移動手段を電気的に制御して、半径方向移動手段によってテーブルに対して相対的にテーブルの半径方向に移動するレーザスポットの移動速度をランダムに変化させる半径方向移動速度ランダム制御手段（５０，６２）を設けたことにある。これによれば、テーブルの半径方向に沿って形成される複数の加工跡の間隔がさらにランダムに変化し、さらに、ランダムな加工跡パターンの要望を満たすことができる。また、この場合、レーザ加工装置に備わっている半径方向移動手段を電気的に制御するのみであるので、レーザ加工装置を安価かつ簡単に構成できる。

また、本発明の他の特徴は、テーブルの回転方向に沿って形成される複数の加工跡の間隔がランダムに変化するように、複数の加工跡の形成を制御するランダム制御手段であって、加工対象物に照射されるレーザ光の光軸をテーブルの回転方向にランダムに変化させる回転方向ランダム制御手段（４７，８４）を設けたことにある。これによれば、テーブルの回転方向に沿って形成される複数の加工跡の間隔もランダムに変化し、さらに、ランダムな加工跡パターンの要望を満たすことができる。

具体的には、回転方向ランダム制御手段を、レーザ光源から対物レンズへのレーザ光の光路上に配置されて、加工対象物に照射されるレーザ光の光軸をテーブルの回転方向に変化させるための音響光学変調素子又は電気光学変調素子（４７）と、音響光学変調素子又は電気光学変調素子にランダムに変化する電気信号を供給して、音響光学変調素子又は電気光学変調素子が加工対象物に照射されるレーザ光の光軸をテーブルの回転方向にランダムに変化させるように、音響光学変調素子又は電気光学変調素子を制御する光軸駆動回路（８４）とで構成するとよい。これによれば、音響光学変調素子又は電気光学変調素子の時間応答性は高いので、テーブルを高速回転させて微細間隔の加工跡を加工対象物に形成する場合に有効である。

また、回転方向ランダム制御手段を、対物レンズを駆動して加工対象物に照射されるレーザ光の光軸をテーブルの回転方向に変化させるためのアクチュエータと、アクチュエータにランダムに変化する電気信号を供給して、対物レンズが加工対象物に照射されるレーザ光の光軸をテーブルの回転方向にランダムに変化させるように、アクチュエータを制御する光軸駆動回路とで構成してもよい。この場合、対物レンズを回転方向に駆動するアクチュエータ及び光軸駆動回路は比較的簡単に構成されるので、レーザ加工装置を比較的安価かつ簡単に構成できる。

また、回転方向ランダム制御手段を、レーザ光源から対物レンズへのレーザ光の光路上に配置されて、レーザ光源からのレーザ光を反射して対物レンズに導くミラーと、ミラーを駆動して加工対象物に照射されるレーザ光の光軸をテーブルの回転方向に変化させるためのアクチュエータと、アクチュエータにランダムに変化する電気信号を供給して、ミラーが加工対象物に照射されるレーザ光の光軸をテーブルの回転方向にランダムに変化させるように、アクチュエータを制御する光軸駆動回路とで構成してもよい。この場合も、ミラー、アクチュエータ及び光軸駆動回路は比較的簡単に構成されるので、レーザ加工装置を比較的安価かつ簡単に構成できる。

また、本発明の他の特徴は、テーブルの回転方向に沿って形成される複数の加工跡の間隔がランダムに変化するように、複数の加工跡の形成を制御するランダム制御手段であって、回転手段を電気的に制御して、回転手段によって回転されるテーブルの回転速度をランダムに変化させる回転速度ランダム制御手段（５０、６１）を設けたことにある。これによっても、テーブルの回転方向に沿って形成される複数の加工跡の間隔もランダムに変化し、さらに、ランダムな加工跡パターンの要望を満たすことができる。この場合も、レーザ加工装置に備わっている回転手段を電気的に制御するのみであるので、レーザ加工装置を安価かつ簡単に構成できる。

また、本発明の他の特徴は、テーブルの回転方向に沿って形成される複数の加工跡の間隔がランダムに変化するように、複数の加工跡の形成を制御するランダム制御手段であって、レーザ光源駆動手段にて生成されるパルス列状の駆動信号におけるパルス間隔をランダムに変化させるパルス間隔ランダム制御手段（５０，７２，７２ａ）を設けたことにある。これによっても、テーブルの回転方向に沿って形成される複数の加工跡の間隔もランダムに変化し、さらに、ランダムな加工跡パターンの要望を満たすことができる。この場合も、パルス間隔ランダム制御手段は、レーザ光源駆動手段にて生成されるパルス列状の駆動信号におけるパルス間隔をランダムに変化させるだけであるので、レーザ加工装置を安価かつ簡単に構成できる。また、これによれば、パルス列状の駆動信号におけるパルス間隔をランダムに変化させることは、複数の加工跡の形成に同期しているので、加工跡間隔を加工跡形成と同時にランダムに変化させることができ、微細間隔の加工跡を加工対象物に形成する場合にも有効である。

また、本発明の他の特徴は、形成される複数の加工跡の大きさがランダムに変化するように、複数の加工跡の形成を制御するランダム制御手段であって、レーザ光源駆動手段にて生成されるパルス列状の駆動信号におけるパルスレベルをランダムに変化させるパルスレベルランダム制御手段（５０，７２，７２ａ）を設けたことにある。これによれば、形成される複数の加工跡の大きさもランダムに変化し、さらに、ランダムな加工跡パターンの要望を満たすことができる。この場合も、パルスレベルランダム制御手段は、レーザ光源駆動手段にて生成されるパルス列状の駆動信号におけるパルスレベルをランダムに変化させるだけであるので、レーザ加工装置を安価かつ簡単に構成できる。また、これによれば、パルス列状の駆動信号におけるパルスレベルをランダムに変化させることは、複数の加工跡の形成に同期しているので、加工跡の大きさを加工跡形成と同時にランダムに変化させることができ、微細間隔の加工跡を加工対象物に形成する場合にも有効である。

さらに、本発明の実施にあたっては、本発明は、レーザ加工装置の発明に限定されることなく、レーザ加工方法の発明としても実施し得るものである。

本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置のシステム構成図である。 図１の光軸駆動回路の詳細ブロック図である。 図１のコントローラによって実行される加工準備プログラムを示すフローチャートである。 図３のランダムデータ生成ルーチンの詳細を示すフローチャートである。 ４桁のランダムデータから−１〜＋１の間で変化する変換値を導出するために使われるテーブルを表す表である。 図３のパルス制御データ生成ルーチンの詳細を示すフローチャートである。 図１のコントローラによって実行される加工制御プログラムを示すフローチャートである。 図１のコントローラによって実行されるスピンドルモータ制御データ生成プログラムを示すフローチャートである。 図１のコントローラによって実行されるフィードモータ制御データ生成プログラムを示すフローチャートである。 前記実施形態の変形例に係るレーザ加工装置のシステム構成図である。 (Ａ)は従来の装置による加工跡の形成状態を示す図であり、(Ｂ)は本発明による加工跡（ピット）の形成状態を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、実施形態に係るレーザ加工装置の概略システム構成図である。このレーザ加工装置は、平板状の加工対象物ＯＢをセットして固定支持する支持部材としてのテーブル２１と、加工対象物ＯＢに向けてレーザ光を照射して加工対象物ＯＢをレーザ加工する加工ヘッド３０とを備えている。加工対象物ＯＢは、加工ヘッド３０から照射されたレーザ光により、表面にナノ単位の超微細ピットが無数に形成されてＬＥＤの基板として使用される。テーブル２１は、円盤状に形成されていて、スピンドルモータ２２及びフィードモータ２３によって駆動される。加工ヘッド３０は、装置本体に固定されたヘッド支持フレーム（図示略）により固定されている。

スピンドルモータ２２は、本発明の回転手段として機能するもので、その回転により、回転軸２２ｂを介してテーブル２１を回転駆動する。スピンドルモータ２２内には、同モータ２２すなわちテーブル２１の回転を検出して、その回転を表す回転信号を出力するエンコーダ２２ａが組み込まれている。この回転信号は、テーブル２１の回転位置が一つの基準回転位置に来るごとに発生されるインデックス信号Indexと、テーブル２１が所定の微少角度だけ回転するたびにハイレベルとローレベルとを交互に切り替えるパルス列信号Φ_A，Φ_Bとからなる。インデックス信号Indexは、テーブル２１の基準回転位置の検出に使用される。パルス列信号Φ_A，Φ_Bは、テーブル２１の回転速度を制御するために使用され、回転方向を識別するために互いにπ／２だけ位相のずれた信号である。

インデックス信号Indexはコントローラ５０に供給され、パルス列信号Φ_A，Φ_Bはスピンドルモータ制御回路６１に供給される。スピンドルモータ制御回路６１は、コントローラ５０からの回転開始指示により作動開始し、エンコーダ２２ａから出力されるパルス列信号ΦA，ΦBの単位時間あたりのパルス数によりスピンドルモータ２２の回転速度を計算し、計算した回転速度がコントローラ５０によって指示された回転速度に等しくなるようにスピンドルモータ２２の回転を制御する。このコントローラ５０によって指示される回転速度は、加工対象物ＯＢに対するレーザ光の回転線速度がほぼ一定になる速度であるが、時間経過に従ってランダムに微変動するものである。そして、このランダムに微変動する回転速度は、コントローラ５０によって実行される後述するスピンドルモータ制御データ生成プログラムの処理によりコントローラ５０から供給される。

フィードモータ２３は、スクリューロッド２４を回転させて、テーブル２１を半径方向に駆動する。スクリューロッド２４は、その一端にてフィードモータ２３の回転軸に一体回転するように連結され、その他端に支持部材２５に固着されたナット（図示しない）に螺合している。支持部材２５は、スピンドルモータ２２を固定支持するとともに、テーブル２１の半径方向への移動のみが許容されている。したがって、フィードモータ２３が回転すると、スピンドルモータ２２、テーブル２１及び支持部材２５は、スクリューロッド２４及びナットからなる送りネジ機構２０によりテーブル２１の半径方向に変位する。テーブル２１の移動方向は、テーブル２１の回転中心の移動軌跡を表す直線が、加工ヘッド３０の照射位置を通るように設定されている。これらのフィードモータ２３、スクリューロッド２４及び支持部２５が本発明の半径方向移動手段に対応する。

フィードモータ２３内にも、フィードモータ２３の回転を検出して、前記エンコーダ２２ａと同様なパルス列信号Φ_A，Φ_Bを出力するエンコーダ２３ａが組み込まれている。エンコーダ２３ａから出力されるパルス列信号Φ_A，Φ_Bは、フィードモータ制御回路６２と半径値検出回路６３とに出力される。半径値検出回路６３は、エンコーダ２３ａからのパルス列信号Φ_A，Φ_Bのパルス数をフィードモータ２３の回転方向に応じてカウントアップ又はカウントダウンし、そのカウント値からレーザ光が照射されるテーブル２１の半径方向への送り位置（すなわち半径位置）を表わす半径値ｒを検出し、半径値ｒを表す信号をコントローラ５０に出力する。なお、半径値検出回路６３におけるカウント値の初期設定は、電源投入時にコントローラ５０の指示によって行われる。

すなわち、コントローラ５０は、電源投入時に、フィードモータ制御回路６２に支持部材２５の初期位置への移動及び半径値検出回路６３に初期設定を指示する。この指示により、フィードモータ制御回路６２は、フィードモータ２３を回転させて支持部材２５を初期位置に移動させる。この初期位置は、フィードモータ２３によって駆動される支持部材２５の駆動限界位置である。半径値検出回路６３は、この支持部材２５の移動中、エンコーダ２３ａからのパルス列信号Φ_A，Φ_Bを入力し続けている。そして、支持部材２５が初期位置まで達してフィードモータ２３の回転が停止すると、半径値検出回路６３はエンコーダ２３ａからのパルス列信号Φ_A，Φ_Bの入力停止を検出して、カウント値を「０」にリセットする。このとき、半径値検出回路６３は、フィードモータ制御回路６２に出力停止のための信号を出力し、これにより、フィードモータ制御回路６２はフィードモータ２３への駆動信号の出力を停止する。その後に、フィードモータ２３が駆動された際には、半径値検出回路６３は、パルス列信号Φ_A，Φ_Bのパルス数をフィードモータ２３の回転方向に応じてカウントアップ又はカウントダウンし、そのカウント値に基づいてテーブル２１の半径方向への送り位置を表す半径値ｒを算出し、半径値ｒを表す信号をフィードモータ制御回路６２及びコントローラ５０に出力し続ける。

フィードモータ制御回路６２は、コントローラ５０の指示により、フィードモータ２３を駆動制御して、レーザ光の照射位置をテーブル２１の指定半径位置へ移動させたり、テーブル２１を半径方向に指定速度で移動させたりする。具体的には、フィードモータ制御回路６２は、コントローラ５０によって指定される半径位置へのレーザ光の照射位置の移動が指示されたときには、半径値検出回路６３によって検出される半径値ｒを用いてフィードモータ２３の回転を制御し、検出される半径値ｒがコントローラ５０から指定された半径位置に対応した値に等しくなるまでフィードモータ２３を回転させる。

また、フィードモータ制御回路６２は、コントローラ５０によって指定される移動速度でレーザ光の照射位置をテーブル２１の半径方向に移動させることが指示されたときには、エンコーダ２３ａの出力するパルス列信号Φ_A，Φ_Bからテーブル２１の半径方向の移動速度を計算して、計算された移動速度がコントローラ５０によって指定された移動速度と等しくなるようにフィードモータ２３の回転を制御する。このコントローラ５０によって指示される移動速度は、レーザ光が加工対象物ＯＢを一回転する間に半径方向にほぼ一定量だけ変化する速度であるが、時間経過に従ってランダムに微変動するものである。そして、このランダムに微変動する移動速度は、コントローラ５０によって実行される後述するフィードモータ制御データ生成プログラムの処理によりコントローラ５０から供給される。

次に、加工ヘッド３０について説明する。加工ヘッド３０は、レーザ光源３１を備え、レーザ光源３１から出射されたレーザ光を加工対象物ＯＢに向けて照射するとともに、その反射光を受光する構成となっている。加工ヘッド３０は、レーザ光源３１、コリメートレンズ３２、偏光ビームスプリッタ３３、１／４波長板３４、対物レンズ３５、集光レンズ３６、シリンドリカルレンズ３７、４分割フォトディテクタ３８、フォーカスアクチュエータ３９などを備えている。レーザ光源３１から出射したレーザ光は、コリメートレンズ３２、偏光ビームスプリッタ３３、１／４波長板３４及び対物レンズ３５を通過して加工対象物ＯＢの表面で集光する。また、加工対象物ＯＢの表面に集光したレーザ光は、加工対象物ＯＢの表面で反射する。加工対象物ＯＢの表面で反射した反射光は、対物レンズ３５及び１／４波長板３４を通過し、偏光ビームスプリッタ３３に入射し、偏光ビームスプリッタ３３によって反射されて集光レンズ３６に入射する。集光レンズ３６は、偏光ビームスプリッタ３３による反射光をシリンドリカルレンズ３７を介して４分割フォトディテクタ３８に集光する。

また、加工ヘッド３０は、偏光ビームスプリッタ３３によるレーザ光源３１からのレーザ光の一部反射光を集光レンズ４１を介して受光するフォトディテクタ４２を備えている。集光レンズ４１は、前記一部反射光をフォトディテクタ４２上に集光する。フォトディテクタ４２は、前記一部反射光の受光量を検出して、受光量を表す電気信号を出力する。このフォトディテクタ４２による検出受光量は、レーザ光源３１から出射されるレーザ光の強度に対応している。

さらに、加工ヘッド３０は、音響光学変調素子４３、トラッキングアクチュエータ４４及びミラー４５も備えている。音響光学変調素子４３は、偏光ビームスプリッタ３３と１／４波長板３４との間に介装されて、偏光ビームスプリッタ３３からのレーザ光の光軸、すなわち加工対象物ＯＢに照射されるレーザ光の光軸をテーブル２１の半径方向に変動させる。なお、この音響光学変調素子４３は、レーザ光源３１から対物レンズ３４への光路上の位置であって、加工対象物ＯＢに照射されるレーザ光の光軸をテーブル２１の半径方向に変動させることができる位置であれば、いずれの位置に配置してもよい。トラッキングアクチュエータ４４は、対物レンズ３５をテーブル２１の半径方向に駆動するもので、１／４波長板３４からのレーザ光の光軸、すなわち加工対象物ＯＢに照射されるレーザ光の光軸をテーブル２１の半径方向に変動させる。ミラー４５は、コリメートレンズ３２と偏光ビームスプリッタ３３との間に介装されて、コリメートレンズ３２からのレーザ光を反射面にて反射して偏光ビームスプリッタ３３に導く。このミラー４５は、ミラーアクチュエータ４６に組み付けられている。ミラーアクチュエータ４６は、テーブル２１の半径方向に対するミラー４５の反射面の角度が変化するようにミラー４５を駆動して、コリメートレンズ３２から偏光ビームスプリッタ３３へのレーザ光の光軸、すなわち加工対象物ＯＢに照射されるレーザ光の光軸をテーブル２１の半径方向に変動させる。なお、このミラー４５も、レーザ光源３１から対物レンズ３４への光路上の位置であって、加工対象物ＯＢに照射されるレーザ光の光軸をテーブル２１の半径方向に変動させることができる位置であれば、いずれの位置に配置してもよい。

レーザ光源３１は、レーザ駆動回路７１によって駆動される。レーザ駆動回路７１は、コントローラ５０からの指令により作動を開始し、パルス信号供給回路７２からパルス列信号を入力した場合には、周期及びデューティ比が入力したパルス列信号と同じであり、ハイ側パルスのレベル値が入力したパルス列信号のハイ側パルスのレベル値に比例し、かつロー側パルスのレベル値が基準値であるパルス列波形からなるレーザ駆動信号をレーザ光源３１に出力する。レーザ駆動信号におけるハイ側パルスのレベル値は、加工対象物ＯＢの表面へのレーザ光の照射によって加工対象物ＯＢの表面を加工すなわちピットを形成するために必要な強度のレーザ光をレーザ光源３１から出射させる高い値である。もちろん、このレベル値は、後述するフォーカスサーボ制御に利用できることは言うまでもない。また、基準値とは、レーザ光の照射によって加工対象物ＯＢの表面が加工されないような小さなレベル値である。そして、このレーザ駆動信号を、後述する非加工用強度に設定されたレーザ駆動信号と区別するために、加工用強度に設定されたレーザ駆動信号という。なお、本明細書では、ハイ側パルスとは、ローレベルからハイレベルに切換わり、その後にハイレベルからローレベルに切換わるまでの矩形波状の波形を意味する。また、ロー側パルスとは、ハイレベルからローレベルに切換わり、その後にローレベルからハイレベルに切換わるまでの前記ハイ側パルスとは逆向きの矩形波状の波形を意味する。

また、レーザ駆動回路７１は、パルス信号供給回路７２から直流信号を入力した場合には、非加工用強度に設定されたレベルの連続したレーザ駆動信号をレーザ光源３１に出力する。この非加工用強度に設定されたレベル値は、前記基準値と同程度の値であって、加工対象物ＯＢの表面へレーザ光を照射しても、加工対象物ＯＢの表面が加工されることなく、かつフォーカスサーボ制御可能な程度の強度のレーザ光をレーザ光源３１から出射させる程度の値である。そして、後の説明では、このレーザ駆動信号を、非加工用強度に設定されたレーザ駆動信号という。

また、レーザ駆動回路７１には、フォトディテクタ４２からのレーザ光の受光量すなわちレーザ光源３１から出射されるレーザ光の強度を表す電気信号が入力されている。レーザ駆動回路７１は、このレーザ光の強度を表す電気信号を用いて、レーザ光源３１の強度を前記加工用強度又は非加工用強度にフィードバック制御する。

パルス信号供給回路７２は、レーザ駆動回路７１に出力するパルス列信号に関する情報（以下、パルス列信号情報という）を記憶するためのメモリ７２ａを内蔵している。パルス信号供給回路７２は、コントローラ５０からパルス列信号情報が供給されると、メモリ７２ａに供給されたパルス列信号情報を記憶する。そして、パルス信号供給回路７２は、コントローラ５０から加工強度のレーザ照射開始の指示があると、これらのメモリ７２ａに記憶した情報を用いてパルス列信号を生成してレーザ駆動回路７１に出力する。パルス列信号情報とは、ロー側パルス及びハイ側パルスのパルス幅（持続時間）と、ハイ側パルスのレベル値である。なお、ロー側パルスのレベル値は、予め決められた固定の基準値である。ロー側パルスのパルス幅は、加工対象物ＯＢに形成されるピットの回転方向の加工間隔に対応するもので、指定されたピットの加工間隔に比例した固定値にほぼ等しいが、時間経過に従って微変動する。ハイ側パルスのレベル値（レーザ光の強度に比例）は、加工対象物ＯＢに形成されるピットの大きさに対応するもので、指定されたピットの大きさに比例した固定値にほぼ等しいが、時間経過に従って微変動する。これらのロー側パルスのパルス幅及びハイ側パルスのレベル値は、コントローラ５０によって実行される後述するパルス制御データ生成ルーチンの処理によりコントローラ５０から供給される。また、ハイ側パルスのパルス幅（持続時間）は予め決められた値に設定されており、図示しない初期プログラムの実行により、コントローラ５０から初期に供給されてメモリ７２ａに記憶される固定値である。また、パルス信号供給回路７２は、コントローラ５０から非加工強度のレーザ照射開始の指示があると、レーザ駆動回路７１に直流信号を出力する。これらのレーザ駆動回路７１及びパルス信号供給回路７２が、本発明のレーザ光源駆動手段に対応する。

次に、レーザ光のフォーカスサーボについて説明する。レーザ光の加工対象物ＯＢの表面からの反射光は、４分割フォトディテクタ３８で受光される。４分割フォトディテクタ３８は、分割線で区切られた４つの同一正方形状の受光素子からなる４分割受光素子によって構成され、時計回りに配置された受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに入射した光の強度に比例した大きさの検出信号を受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）として出力する。４分割フォトディテクタ３８は、４つの受光素子が配置された中央に反射光が集光するように固定されている。

４分割フォトディテクタ３８から出力される受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は、ＨＦ信号増幅回路７３に入力される。ＨＦ信号増幅回路７３は、受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）をそれぞれ増幅してフォーカスエラー信号生成回路７４に出力する。フォーカスエラー信号生成回路７４は、増幅された受光信号（ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’）を使って演算によりフォーカスエラー信号を生成する。本実施形態においては、非点収差法によるフォーカスサーボ制御を用いているため、（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）の演算を行い、この演算結果をフォーカスエラー信号としてフォーカスサーボ回路７５に出力する。フォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）は、レーザ光の焦点位置の加工対象物ＯＢの表面からのずれ量を表している。

フォーカスサーボ回路７５は、コントローラ５０により作動制御され、フォーカスエラー信号に基づいて、フォーカスサーボ信号を生成してドライブ回路７６に出力する。ドライブ回路７６は、このフォーカスサーボ信号に応じてフォーカスアクチュエータ３９を駆動制御して、対物レンズ３５をレーザ光の光軸方向に変位させる。この場合、フォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）の値が常に一定値（例えば、ゼロ）となるようにフォーカスサーボ信号を生成することにより、加工対象物ＯＢの表面にレーザ光を集光させ続けることができる。

音響光学変調素子４３、トラッキングアクチュエータ４４及びミラー４５には、光軸駆動回路８１，８２，８３がそれぞれ接続されている。光軸駆動回路８１は、図２に示すように、３つの正弦波発振器８１ａ，８１ｂ，８１ｃ及び混合回路８１ｄからなる。正弦波発振器８１ａ，８１ｂ，８１ｃは、コントローラ５０から作動開始指令により作動を開始し、コントローラ５０から供給される、変化割合Ｒa1と半径方向の加工間隔ΔＰｔの積に比例した振幅をそれぞれ有する正弦波信号をそれぞれ発生する。これらの正弦波信号の周波数は、図示のように、互いに異なり、それらの比は互いに整数比にならないように設定されており、例えば１０ＭＨｚ〜４００ＭＨｚ程度である。また、これらの正弦波信号の振幅は同じであってもよいし、異なっていてもよい。混合回路８１ｄは、正弦波発振器８１ａ，８１ｂ，８１ｃから正弦波信号を加算混合した駆動信号を出力する。これにより、光軸駆動回路８１からは、図示のように、その瞬時値がランダムに時間変化し、かつ前記変化割合Ｒa1と半径方向の加工間隔ΔＰｔの積に比例した最大振幅を有する波形信号（駆動信号）が音響光学変調素子４３に供給され、音響光学変調素子４３は、レーザ光の光軸をテーブル２１の半径方向に前記変化割合Ｒa1と半径方向の加工間隔ΔＰｔの積に応じた量だけランダムに変化させる。

光軸駆動回路８２，８３も、光軸駆動回路８１と同様に構成されていて、それらの瞬時値がランダムに時間変化する駆動信号を、トラッキングアクチュエータ４４及びミラーアクチュエータ４６にそれぞれ供給する。ただし、光軸駆動回路８２，８３にはコントローラ５０から変化割合Ｒa2と半径方向の加工間隔ΔＰｔの積及び変化割合Ｒa3と半径方向の加工間隔ΔＰｔの積がそれぞれ供給され、光軸駆動回路８２，８３は、前記変化割合Ｒa2と半径方向の加工間隔ΔＰｔの積及び変化割合Ｒa3と半径方向の加工間隔ΔＰｔの積にそれぞれ比例した振幅を有する駆動信号をそれぞれ出力する。トラッキングアクチュエータ４４は、前記駆動信号に応じて集光レンズ３６をトラッキング方向すなわちテーブル２１の半径方向に駆動する。これにより、対物レンズ３５もレーザ光の光軸をテーブル２１の半径方向に前記変化割合Ｒa2と半径方向の加工間隔ΔＰｔの積に応じた量だけランダムに変化させる。ミラーアクチュエータ４６は、前記駆動信号に応じて、ミラー４５の反射面の角度をテーブル２１の半径方向に変更するようにミラー４５を駆動する。これにより、ミラー４５も、レーザ光の光軸をテーブル２１の半径方向に前記変化割合Ｒa3と半径方向の加工間隔ΔＰｔの積に応じた量だけランダムに変化させる。ただし、これらのトラッキングアクチュエータ４４及びミラーアクチュエータ４６は、音響光学変調素子４３に比べて高い周波数に対する応答性を有していないので、光軸駆動回路８２，８３内の正弦波発振器から出力される正弦波信号の周波数は、光軸駆動回路８１内の正弦波発振器から出力される正弦波信号の周波数に比べて低く、例えば０．１ＫＨｚ〜５０ＫＨｚ程度である。

なお、光軸駆動回路８１，８２，８３を構成する正弦波発振器に代えて、三角波形、鋸歯状波形などの異なる波形を発生する信号発生器を用いてもよい。また、正弦波発振器（又は他の波形を発生する信号発生器）の数に関しても、光軸駆動回路８１，８２，８３から発生される信号の瞬時値がランダムに時間変化すれば、３個以外でもよい。さらに、前記正弦波発振器（又は他の波形を発生する信号発生器）から出力される波形信号として、周波数（すなわち周期）及び／又は振幅がランダムに変化する波形信号を採用してもよい。

コントローラ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなる複数のマイクロコンピュータと、ハードディスクや不揮発性メモリなどの記憶装置と、入出力インタフェース等から構成される電子制御装置である。記憶装置には、後述する各種プログラム及びルーチンが記憶されている。コントローラ５０には、作業者が各種パラメータや処理等を指示するための入力装置５１と、作業者に対して検査結果や作動状況等を視覚的に知らせるための表示装置５２とが接続されている。

レーザ加工を行うに際して、作業者は、入力装置５１を用いてコントローラ５０に対して加工準備プログラムの実行開始を指示する。加工準備プログラムは図３のフローチャートに示されており、その実行がステップＳ１０にて開始される。この加工準備プログラムの実行開始後、コントローラ５０は、ステップＳ１１にて、表示装置５２に加工条件（開始半径値Ｒｆ、終了半径値Ｒｅ、回転線速度Ｆ、回転方向の加工間隔Ｗ、半径方向の加工間隔ΔＰｔ、ハイ側パルスの基本レベル値Ｐｗ、最大変化割合Ｒ１，Ｒｒ，Ｒ３，Ｒ４）の入力を作業者に促し、作業者によって入力装置５１を用いて入力された加工条件を入力して記憶する。なお、入力装置５１からの入力に代えて、コントローラ５０のメモリ内に記憶した値を利用するようにしてもよい。

開始半径値Ｒｆは、レーザ加工を開始するときのレーザスポットのテーブル２１の回転中心からの距離である。終了半径値Ｒｅは、レーザ加工を終了するときのレーザスポットのテーブル２１の回転中心からの距離である。回転線速度Ｆは、レーザ加工において、レーザスポット（照射位置）が加工対象物ＯＢの表面を円周方向に移動する速度である。回転方向の加工間隔Ｗは、レーザ加工において、回転方向（周方向）にピットを形成する間隔、すなわち回転方向に隣接する２つのピット中心間の回転方向の間隔である。半径方向の加工間隔ΔＰｔは、レーザ加工において、半径方向にピットを形成する間隔、すなわちレーザスポットが加工対象物ＯＢ表面を１周分だけ移動したときのレーザスポットの半径方向移動量である。ハイ側パルスの基本レベル値Ｐｗは、ハイ側パルスの基本レベルを表わしており、レーザ光の強度すなわちレーザ加工跡の大きさを比例制御するものである。最大変化割合Ｒ１は、回転線速度Ｆの最大の変化割合である。最大変化割合Ｒｒは、半径方向の加工間隔ΔＰｔの最大の変化割合である。最大変化割合Ｒ３は、ロー側パルスのパルス幅（ローレベルの持続時間）の最大の変化割合である。最大変化割合Ｒ４は、ハイ側パルスのレベル値の最大の変化割合である。なお、これらの最大変化割合Ｒ１，Ｒｒ，Ｒ３，Ｒ４は、例えば数パーセント〜数十パーセント程度の値である。

前記ステップＳ１１の処理後、コントローラ５０は、ステップＳ１２にて、前記入力した回転線速度Ｆ及び回転方向の加工間隔Ｗと、固定値であるハイ側パルスのパルス幅Ｗｈとを用いた下記数１の実行により、ロー側パルスの基本パルス幅Ｗｄを計算する。なお、このロー側パルスの基本パルス幅Ｗｄとは、パルス信号供給回路７２から出力されるパルス列信号のローレベルの基本的な持続時間、すなわちレーザ駆動回路７１からレーザ光源３１に供給される駆動パルス列信号のローレベルの基本的な持続時間を表す。
（数１）
Ｗｄ＝(Ｗ／Ｆ)−Ｗｈ

次に、コントローラ５０は、ステップＳ１３にて、前記入力した半径方向の加工間隔ΔＰｔに対する最大変化割合Ｒｒを用いて、音響光学変調素子４３、トラッキングアクチュエータ４４、ミラーアクチュエータ４６及びフィードモータ制御回路６２によるレーザ光の光軸の半径方向へのランダム変化の割合Ｒa1，Ｒa2，Ｒa3，Ｒ２を計算する。この場合、割合Ｒa1，Ｒa2，Ｒa3，Ｒ２は、最大変化割合Ｒｒを４等分してもよいし、予め決めた設定した比率の割合にしてもよい。そして、コントローラ５０は、ステップＳ１４にて、前記計算した割合Ｒa1，Ｒa2，Ｒa3のそれぞれに半径方向の加工間隔ΔＰｔを乗算した値を光軸駆動回路８１，８２，８３にそれぞれ供給する。光軸駆動回路８１，８２，８３は、これらの供給された、割合Ｒa1，Ｒa2，Ｒa3のそれぞれに半径方向の加工間隔ΔＰｔを乗算した値をを記憶して、コントローラ５０からの作動開始の指示を待つ。

前記ステップＳ１４の処理後、コントローラ５０は、ステップＳ１５にて、ランダムデータ生成処理を実行することにより、「−１」〜「＋１」の間で「０．０１」単位でランダムに変化する４種類のランダムデータａ(ｎ)，ｂ(ｎ)，ｃ(ｎ)，ｄ(ｎ)を生成する。このランダムデータ生成処理においては、まず、図４のランダムデータ生成ルーチンが実行される。このランダムデータ生成ルーチンは、その実行がステップＳ１００にて開始され、コントローラ５０は、ステップＳ１０１にて変数ｎを「１」に初期設定し、ステップＳ１０５，Ｓ１０６の処理により、変数ｎが予め決めた最大値ｎ_maxになるまで、変数ｎを「１」ずつ増加させながら、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６からなる循環処理を繰り返し実行する。そして、変数ｎが最大値ｎ_maxに達した時点で、ステップＳ１０７にてこのランダムデータ生成ルーチンの実行を終了する。

ステップＳ１０２においては、コントローラ５０は、１０進法による４桁の乱数Ｒan(ｎ)を設定する。この乱数Ｒan(ｎ)の設定においては、予め用意された乱数プログラムの実行によってこのステップＳ１０２の処理ごとに乱数Ｒan(ｎ)を計算してもよいし、予めｎ_max個の１０進法による４桁の乱数をメモリ内に記憶しておき、変数ｎによって指定される乱数を乱数Ｒan(ｎ)として設定してもよい。なお、値ｎ_maxは、設定される乱数Ｒan(ｎ)の数を示す予め決められた値である。ステップＳ１０３においては、前記設定された乱数Ｒan(ｎ)が「９８４８」以下であるかを判定する。この判定処理を実行する理由は、「９８４９」〜「９９９９」の値に対しては、「−１」〜「＋１」の間で「０．０１」単位の「２０１」個の乱数を後述する変換テーブルに均等に割当てることができないためである。前記設定された乱数Ｒan(ｎ)が「９８４８」よりも大きいときには、ステップＳ１０３にて「Ｎｏ」と判定されて、ステップＳ１０２，Ｓ１０３の処理がふたたび実行される。前記設定された乱数Ｒan(ｎ)が「９８４８」以下であれば、ステップＳ１０３にて「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４においては、前記設定された４桁の１０進数である乱数Ｒan(ｎ)が、図５の表に示す変換テーブルを用いて、「−１」から「＋１」まで「０．０１」単位で変化するデータのいずれかに変換される。変換テーブルは、乱数Ｒan(ｎ)が取り得る「００００」から「９８４８」までの４桁の１０進数に対して、「−１」から「＋１」まで「０．０１」ずつ増加するデータを均等に割り当てたものである。このステップＳ１０４の変換処理においては、図５の表中において、前記ステップＳ１０２の処理によって設定された４桁の乱数Ｒan(ｎ)が属する行の右端の変換値がランダムデータａ(ｎ)として設定される。具体的には、例えば、設定された乱数Ｒan(ｎ)が、表中の第１行目の「００００」、「０２０１」などのいずれかの値であれば、ランダムデータａ(ｎ)として、値「０．００」が設定される。また、設定された乱数Ｒan(ｎ)が、表中の第２行目の「０００１」、「０２０２」などのいずれかの値であれば、ランダムデータａ(ｎ)として、値「０．０１」が設定される。

このランダムデータ生成ルーチンの実行により、「−１」から「＋１」までの「０．０１」単位の数値をランダムに選択したランダムデータａ(１)〜ａ(ｎ_max)が設定されて、コントローラ５０のメモリ内に記憶される。ふたたび、図３のステップＳ１５のランダムデータ生成処理の説明に戻ると、ランダムデータｂ(ｎ)，ｃ(ｎ)，ｄ(ｎ)に関しても、コントローラ５０は、前述した図５と同様なランダムデータ生成ルーチンを実行して、「−１」から「＋１」までの間を「０．０１」単位のランダムに変化するランダムデータｂ(１)〜ｂ(ｎ_max)，ｃ(１)〜ｃ(ｎ_max)，ｄ(１)〜ｄ(ｎ_max)を生成して、コントローラ５０内のメモリに記憶しておく。なお、これらの場合、ランダムデータｂ(ｎ)，ｃ(ｎ)，ｄ(ｎ)の数を表す最大値ｎ_maxに関しては、ランダムデータａ(ｎ)と同じ値であっても、異なる値であってもよい。また、ランダムデータｂ(ｎ)，ｃ(ｎ)，ｄ(ｎ)に関しては、前記図５と同様なランダムデータ生成ルーチンを実行するのに代えて、ランダムデータａ(１)〜ａ(ｎ_max)中のａ(ｐ)〜ａ(ｎ_max)，ａ(１)〜ａ(ｐ−１)を、ランダムデータｂ(１)〜ｂ(ｎ_max)，ｃ(１)〜ｃ(ｎ_max)，ｄ(１)〜ｄ(ｎ_max)としてもよい。なお、ｐは「２」〜「ｎ_max」のうちのいずれかの整数値であり、ｂ(ｎ)，ｃ(ｎ)，ｄ(ｎ)によりそれぞれ異なる値である。さらに、図３のステップＳ１５のランダムデータ生成処理に代えて、「−１」から「＋１」までの間を「０．０１」単位のランダムに変化するランダムデータａ(１)〜ａ(ｎ_max)，ｂ(１)〜ｂ(ｎ_max)，ｃ(１)〜ｃ(ｎ_max)，ｄ(１)〜ｄ(ｎ_max)を、コントローラ５０内のメモリに予め記憶しておいてもよい。

前記ステップＳ１５の処理後、コントローラ５０は、ステップＳ１６にて、パルス制御データ生成処理を実行することにより、前記計算したロー側パルスの基本パルス幅Ｗｄに対してランダムに変化するロー側パルスの補正パルス幅Ｗｄ(ｎ)と、前記入力したハイ側パルスの基本レベル値Ｐｗに対してランダムに変化するハイ側パルスの補正レベル値Ｐｗ(ｎ)を生成する。このパルス制御データ生成処理においては、図６のパルス制御データ生成ルーチンが実行される。このパルス制御データ生成ルーチンは、その実行がステップＳ２００にて開始され、コントローラ５０は、ステップＳ２０１にて変数ｎを「１」に初期設定し、ステップＳ２０５，Ｓ２０６の処理により、変数ｎが予め決めた最大値ｎ_maxになるまで、変数ｎを「１」ずつ増加させながら、ステップＳ２０２〜Ｓ２０６からなる循環処理を繰り返し実行する。そして、変数ｎが最大値ｎ_maxになった時点で、ステップＳ２０７にてこのパルス制御データ生成ルーチンの実行を終了する。

ステップＳ２０２においては、前記計算したロー側パルスの基本パルス幅Ｗｄと、前記計算したランダムデータｃ(ｎ)と、前記入力した最大変化割合Ｒ３とを用いて、下記数２の演算の実行により、ランダムに変化するロー側パルスの補正パルス幅Ｗｄ(ｎ)が計算される。
（数２）
Ｗｄ(ｎ)＝{１＋Ｒ３・ｃ(ｎ)}・Ｗｄ

ステップＳ２０３においては、前記入力したハイ側パルスの基本レベル値Ｐｗと、前記計算したランダムデータｄ(ｎ)と、前記入力した最大変化割合Ｒ４とを用いて、下記数３の演算の実行により、ランダムに変化するハイ側パルスの補正レベル値Ｐｗ(ｎ)が計算される。
（数３）
Ｐｗ(ｎ)＝{１＋Ｒ４・ｄ(ｎ)}・Ｐｗ

ステップＳ２０４においては、前記計算したロー側パルスの補正パルス幅Ｗｄ(ｎ)及びハイ側パルスの補正レベル値Ｐｗ(ｎ)が、パルス信号供給回路７２に出力される。パルス信号供給回路７２は、前記出力されたロー側パルスの補正パルス幅Ｗｄ(ｎ)及びハイ側パルスの補正レベル値Ｐｗ(ｎ)を、メモリ７２ａに記憶する。これらのステップＳ２０２〜Ｓ２０４の繰り返し処理により、パルス制御データ生成ルーチンが終了した時点で、ランダムに変化するｎ_max個ずつのロー側パルスの補正パルス幅Ｗｄ(１)，Ｗｄ(２)・・・Ｗｄ(ｎ_max)及びハイ側パルスの補正レベル値Ｐｗ(１)，Ｐｗ(２)・・・Ｐｗ(ｎ_max)がメモリ７２ａに記憶される。

ふたたび、図３の説明に戻ると、前記ステップＳ１６のパルス制御データ生成処理の終了後、コントローラ５０は、ステップＳ１７にて、この加工準備プログラムの実行を終了する。なお、この加工準備プログラムは、加工対象物ＯＢに新たな種類のピットを形成する場合に実行されるべきプログラムであり、複数の加工対象物ＯＢに同一のピットを形成する場合には実行する必要はない。

次に、レーザ加工について説明する。作業者は、加工対象物ＯＢをテーブル２１にセットし、入力装置５１を使って、コントローラ５０に対してレーザ加工制御プログラムの実行開始を指示する。このレーザ加工制御プログラムの実行は図７のステップＳ３００にて開始され、コントローラ５０は、ステップＳ３０１にて、スピンドルモータ制御回路６１に対して、回転開始指令を出力する。コントローラ５０は、回転開始指令を出力するにあたって、半径値検出回路６３により検出される半径値ｒを入力し、この半径値ｒを用いて、レーザスポットの回転線速度が、レーザスポットの位置する半径位置とは無関係に常に、指定された回転線速度Ｆとなるようなスピンドルモータ２２の回転速度を計算し、その計算した回転速度をスピンドルモータ制御回路６１に対して出力する。スピンドルモータ制御回路６１は、エンコーダ２２ａからのパルス列信号Φ_A，Φ_Bを用いてスピンドルモータ２２の回転速度を計算し、この計算した回転速度がコントローラ５０から入力した回転速度と等しくなるようにスピンドルモータ２２の回転制御を開始する。なお、コントローラ５０は、回転開始指示を出力した後は、この加工制御プログラムとは異なる後述するスピンドルモータ制御データ生成プログラムの実行により、半径値ｒに応じたスピンドルモータ２２の回転速度の計算を繰り返し、その都度、計算した回転速度をスピンドルモータ制御回路６１に出力する。

続いて、コントローラ５０は、ステップＳ３０２にて、フィードモータ制御回路６２に対して開始半径位置への移動指令を出力する。開始半径位置とは、作業者が予め入力した開始半径値Ｒｆに対応した半径位置である。フィードモータ制御回路６２は、この移動指令により、フィードモータ２３を回転させて、レーザ光の照射位置が開始半径値Ｒｆに対応した半径位置に近づく方向にテーブル２１を移動させ始める。そして、コントローラ５０は、ステップＳ３０３にて、半径値検出回路６３から半径値ｒを入力し、入力した半径値ｒが開始半径値Ｒｆに等しくなるまで、すなわちレーザ光の照射位置が開始半径値Ｒｆに対応した半径位置に達するまで、判定処理を実行し続ける。そして、テーブル２１が移動して、半径値ｒが開始半径値Ｒｆに等しくなると、コントローラ５０は、ステップＳ３０３にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ３０４にてレーザ駆動回路７１に対して駆動開始指令を出力するとともにパルス信号供給回路７２に直流信号出力の開始指令を出力する。これにより、パルス信号供給回路７２はレーザ駆動回路７１に直流信号を出力し、レーザ駆動回路７１は、非加工用強度に設定された連続したレーザ駆動信号をレーザ光源３１に出力する。この場合、レーザ駆動回路７１は、フォトディテクタ４２からの受光量を表す電気信号を用いて、レーザ駆動信号をフィードバック制御する。レーザ光源３１は、レーザ駆動回路７１から出力されたレーザ駆動信号により駆動されて、非加工用レーザ光を出射する。これにより、加工対象物ＯＢの表面に非加工用レーザ光の光スポットが形成され、この光スポットの反射光が４分割フォトディテクタ３８によって検出される。加工対象物ＯＢは、非加工用レーザ光の照射によっては加工されない。

前記ステップＳ３０４の処理後、コントローラ５０は、ステップＳ３０５にて、フォーカスサーボ回路７５に対してフォーカスサーボの開始指令を出力する。これにより、図示しないフォーカスアクチュエータ駆動回路がフォーカスアクチュエータ３９を駆動させ、フォーカスサーボ回路７５は、フォーカスエラー信号生成回路７４からのフォーカスエラー信号を用いてフォーカスサーボ信号を生成し、図示しないＳ字検出回路がフォーカスエラー信号にＳ字の波形が形成されるタイミングで、このフォーカスサーボ信号に従ってドライブ回路７６を介してフォーカスアクチュエータ３９を駆動制御することを開始して、フォーカスサーボ制御が開始される。すなわち、レーザ光の焦点位置がレーザ光の光軸方向に移動し、レーザ光の焦点位置が加工対象物ＯＢの表面に一致したタイミングでフォーカスサーボが開始される。そして、レーザ光の焦点位置が加工対象物ＯＢの表面に一致するように、対物レンズ３５がレーザ光の光軸方向に駆動制御される。

次に、コントローラ５０は、ステップＳ３０６にて、光軸駆動回路８１，８２，８３にそれぞれ作動開始を指示する。この作動開始の指示により、光軸駆動回路８１，８２，８３は、前述した加工準備プログラムの実行によりコントローラ５０から供給された変化割合Ｒa1，Ｒa2，Ｒa3のそれぞれに半径方向の加工間隔ΔＰｔを乗算した値に比例した振幅を有するとともに、その瞬時値がランダムに変化する光軸駆動信号を音響光学変調素子４３、トラッキングアクチュエータ４４及びミラーアクチュエータ４６にそれぞれ供給し始める。これにより、音響光学変調素子４３、トラッキングアクチュエータ４４及びミラーアクチュエータ４６は、レーザ光の光軸をテーブル２１の半径方向に、変化割合Ｒa1，Ｒa2，Ｒa3のそれぞれに半径方向の加工間隔ΔＰｔを乗算した値に応じた量だけそれぞれランダムに変化させ始める。

次に、コントローラ５０は、ステップＳ３０７にて、エンコーダ２２ａからスピンドルモータ２２の回転を表す回転信号を読み込み、インデックス信号Indexが入力されたか否かを判定する。このインデックス信号Indexは、テーブル２１の回転位置が基準回転位置に来るごとにエンコーダ２２ａから出力される信号、つまり、テーブル２１が１回転する間に１度だけ基準回転位置において出力される信号である。インデックス信号Indexが入力されるまで、コントローラ５０は、ステップＳ３０７にて「Ｎｏ」と判定し続けて、前記判定処理を繰り返し行う。インデックス信号Indexが入力されると、コントローラ５０は、ステップＳ３０７にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３０８の処理を実行する。

ステップＳ３０８においては、コントローラ５０は、パルス信号供給回路７２に対してパルス列信号出力の開始指令を出力するとともに、レーザ駆動回路７１に作動開始を指示する。パルス信号供給回路７２は、コントローラ５０の出力したパルス列信号出力開始指令を入力すると、メモリ７２ａに記憶したパルス列信号情報に従ってレーザ駆動回路７１にパルス列信号を出力する。この場合、パルス列信号情報であるロー側パルスのパルス幅及びハイ側パルスのレベル値としては、前述したパルス制御データ生成ルーチンの実行により、コントローラ５０から供給されてメモリ７２ａに記憶されているｎ_max個ずつのランダムに変化するロー側パルスの補正パルス幅Ｗｄ(１)，Ｗｄ(２)・・・Ｗｄ(ｎ_max)及びハイ側パルスの補正レベル値Ｐｗ(１)，Ｐｗ(２)・・・Ｐｗ(ｎ_max)が利用される。また、パルス列信号情報であるハイ側パルスのパルス幅（持続時間）Ｗｈとしては、図示しない初期プログラムの実行により、コントローラ５０から初期に供給されてメモリ７２ａに記憶されている固定値が利用される。なお、ロー側パルスのレベル値は、予め決められた固定の基準値である。

このパルス列信号情報を用いたパルス列信号の生成について具体的に説明すると、パルス信号供給回路７２は、メモリ７２ａ内に記憶されているロー側パルスの補正パルス幅Ｗｄ(１)，Ｗｄ(２)・・・Ｗｄ(ｎ_max)及びハイ側パルスの補正レベル値Ｐｗ(１)，Ｐｗ(２)・・・Ｐｗ(ｎ_max)を順次一つずつ読み出して、ロー側パルスのパルス幅及びハイ側パルスのレベル値として設定するとともに、メモリ７２ａ内に記憶されているハイ側パルスのパルス幅Ｗｈを読み出す。そして、パルス信号供給回路７２は、固定の基準値によって規定されるレベルであり、かつ前記設定されたロー側パルスのパルス幅を有するロー側パルスと、前記設定されたハイ側パルスのレベル値によって規定されるレベルであって、前記読み出されたハイ側パルスのパルス幅Ｗｈを有するハイ側パルスからなる１つのパルス信号を順次生成して、レーザ駆動回路７１に順次出力する。したがって、レーザ駆動回路７１に供給されるパルス列信号は、ロー側パルスのパルス幅及びハイ側パルスのレベル値が順次ランダムに変化したものとなる。この場合、厳密に言えば、パルス列信号のロー側パルスのパルス幅及びハイ側パルスのレベル値はｎ_max個ずつの周期性を有することになるが、値ｎ_maxとして充分に大きな値をとれば、レーザ加工した所定の領域では、ロー側パルスのパルス幅及びハイ側パルスのレベル値は充分にランダムに変化しているものとみなすことができる。

レーザ駆動回路７１は、このパルス信号供給回路７２からのパルス列信号の入力により、周期及びデューティ比が入力したパルス列信号と同じであり、ハイ側パルスのレベル値が入力したパルス列信号のハイ側パルスのレベル値に比例し、かつロー側パルスのレベル値が基準値であるパルス列波形からなるレーザ駆動信号をレーザ光源３１に出力し始める。なお、この場合も、レーザ駆動回路７１は、フォトディテクタ４２からの受光量を表す電気信号を用いて、レーザ駆動信号をフィードバック制御する。したがって、レーザ光源３１は、ロー側パルスのパルス幅及びハイ側パルスのレベル値が順次ランダムに変化したパルス列状の加工用レーザ光を出射する。この場合、厳密に言えば、パルス列信号のロー側パルスのパルス幅及びハイ側パルスのレベル値はｎ_max個ずつの周期性を有することになるが、前述したように、値ｎ_maxとして充分に大きな値をとれば、レーザ加工した所定の領域では、ロー側パルスのパルス幅及びハイ側パルスのレベル値は充分にランダムに変化しているものとみなすことができる。

レーザ光源３１から出射した加工用レーザ光は、コリメートレンズ３２、ミラー４５、偏光ビームスプリッタ３３、音響光学変調素子４３、１／４波長板３４及び対物レンズ３５を通過して加工対象物ＯＢの表面で集光する。したがって、加工対象物ＯＢは、加工用レーザ光によって加工され始める。また、この場合、音響光学変調素子４３、トラッキングアクチュエータ４４及びミラーアクチュエータ４６は、加工用レーザ光の光軸をテーブル２１の半径方向にそれぞれランダムに変化させているので、加工用レーザ光による加工対象物ＯＢの加工位置も、テーブル２１の半径方向にランダムに変化する。なお、この場合も、加工対象物ＯＢの表面で反射した加工用レーザ光の反射光は、対物レンズ３５、１／４波長板３４、偏光ビームスプリッタ３３、集光レンズ３６及びシリンドリカルレンズ３７を介して４分割フォトディテクタ３８に入射する。そして、ＨＦ信号増幅回路７３、フォーカスエラー信号生成回路７４、フォーカスサーボ回路７５、ドライブ回路７６及びフォーカスアクチュエータ３９は、前記４分割フォトディテクタ３８に入射した加工用レーザ光の反射光を用いて、対物レンズ３５をフォーカス制御する。

前記ステップＳ３０８の処理後、コントローラ５０は、ステップＳ３０９にて、フィードモータ制御回路６２に対して半径方向移動開始の指令を出力する。これにより、フィードモータ２３がフィードモータ制御回路６２により駆動され、テーブル２１は半径方向に移動し始める。なお、コントローラ５０は、半径方向移動開始指示を出力した後は、この加工制御プログラムとは異なる後述するフィードモータ制御データ生成プログラムの実行により、半径値ｒに応じたフィードモータ２３の回転速度の計算を繰り返し、その都度、計算した回転速度をスピンドルモータ制御回路６１に出力する。これにより、加工対象物ＯＢに対する加工用レーザ光の照射位置は、テーブル２１の半径方向にも変化し始めて、加工対象物ＯＢにはピットがテーブル２１の回転方向及び半径方向に形成され始める。

前記ステップＳ３０９の処理後、コントローラ５０は、ステップＳ３１０にて、半径値検出回路６３により検出される半径値ｒを入力して、入力した半径値ｒが終了半径値Ｒｅ以上となったか否かを判断する。終了半径値Ｒｅは、前述のように、作業者がレーザ加工条件として入力した値である。ステップＳ３１０の処理は、半径値ｒが終了半径値Ｒｅ以上となるまで繰り返される。従って、この間は、パルス信号供給回路７２からパルス列信号が出力され加工対象物ＯＢのレーザ加工が継続される。

ここで、前記加工制御プログラムと並行して、コントローラ５０によって実行されるスピンドルモータ制御データ生成プログラム及びフィードモータ制御データ生成プログラムについて説明する。

スピンドルモータ制御データ生成プログラムは、図８に示すように、その実行がステップＳ４００にて開始される。この実行開始後、コントローラ５０は、ステップＳ４０１にて変数ｎを「１」に初期設定して、ステップＳ４０２にてエンコーダ２２ａからのインデックス信号Indexの入力を待つ。インデックス信号Indexが入力されると、コントローラ５０は、ステップＳ４０２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ４０３にて半径値検出回路６３からレーザスポットが位置する半径位置を表す半径値ｒを入力する。そして、コントローラ５０は、ステップＳ４０４にて、半径値ｒ及び回転線速度Ｆを用いた下記数４の演算を実行することにより、加工レーザ光によるレーザスポットの回転線速度が前記入力した回転線速度Ｆに維持されるように、テーブル２１の基本回転速度Ｒｏを計算する。
（数４）
Ｒｏ＝Ｆ／２・π・ｒ

次に、コントローラ５０は、ステップＳ４０５にて、前記計算した基本回転速度Ｒｏ、前記計算したランダムデータａ(１)〜ａ(ｎ_max)中の変数ｎによって指定されるランダムデータａ(ｎ)、及び前記入力した最大変化割合Ｒ１を用いて、下記数５の演算の実行によって補正回転速度Ｒｏ’を計算する。
（数５）
Ｒｏ’＝{１＋Ｒ１・ａ(ｎ)}・Ｒｏ
そして、コントローラ５０は、ステップＳ４０６にて、この計算した補正回転速度Ｒｏ’をスピンドルモータ制御回路６１に出力する。

スピンドルモータ制御回路６１は、エンコーダ２２ａからのパルス列信号Φ_A，Φ_Bを用いて計算したスピンドルモータ２２の回転速度が前記コントローラ５０から出力された補正回転速度Ｒｏ’に等しくなるように、スピンドルモータ２２の回転を制御する。したがって、スピンドルモータ２２は、前記補正回転速度Ｒｏ’で回転し始める。前記ステップＳ４０６の処理後、コントローラ５０は、ステップＳ４０７にて後述するレーザ照射停止指令があったかを判定する。レーザ照射停止指令がなければ、コントローラ５０は、ステップＳ４０７にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ４０８にて変数ｎがランダムデータａ(１)〜ａ(ｎ_max)の最後すなわち値ｎ_maxに達したかを判定する。変数ｎが値ｎ_maxに達していなければ、コントローラ５０は、ステップＳ４０８にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ４０９にて変数ｎに「１」を加算してプログラムをステップＳ４０２に戻す。そして、コントローラ５０は、ステップＳ４０２にて、ふたたびエンコーダ２２ａからのインデックス信号Indexの入力を待つ。

インデックス信号Indexが入力されると、コントローラ５０は、ステップＳ４０２にて「Ｙｅｓ」と判定して、前述したステップＳ４０３〜Ｓ４０７の処理をふたたび実行する。これにより、前記数５の演算により新たに計算された補正回転速度Ｒｏ’がスピンドルモータ制御回路６１に出力され、スピンドルモータ２２は、前記新たに計算された補正回転速度Ｒｏ’で回転し始める。そして、レーザ照射停止指令がなく、かつ変数ｎが値ｎ_maxに達しない限り、コントローラ５０は、ステップＳ４０７、Ｓ４０８にて「Ｎｏ」と判定し続け、変数ｎを「１」ずつ増加させながら、ステップＳ４０２〜Ｓ４０６の処理により、新たな半径値ｒ及びランダムデータａ(ｎ)に基づいて新たな補正回転速度Ｒｏ’をスピンドルモータ制御回路６１に出力して、スピンドルモータ２２の回転速度が補正回転速度Ｒｏ’になるように制御する。

そして、変数ｎが値ｎ_maxに達すると、コントローラ５０は、ステップＳ４０８にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ４０１にて変数ｎを「１」に戻した後、前述したステップＳ４０２以降の処理を実行する。このような処理により、加工用レーザ光の照射位置が１回転するごとに、加工対象物ＯＢの回転速度が基本回転速度Ｒｏから若干だけランダムに変化する。その結果、加工用レーザ光の照射位置が１回転するごとに、加工用レーザ光によって加工対象物ＯＢ上に形成されるピットの回転方向位置がランダムに変化する。この場合も、厳密に言えば、ランダムデータａ(ｎ)はｎ_max個ずつの周期性を有することになるが、値ｎ_maxとして充分に大きな値をとれば、レーザ加工した所定の領域では、加工対象物ＯＢ上に形成される１回転ごとのピットの回転方向位置は充分にランダムに変化しているものとみなすことができる。

フィードモータ制御データ生成プログラムは、図９に示すように、その実行がステップＳ５００にて開始される。この実行開始後、コントローラ５０は、ステップＳ５０１にて変数ｍを「１」に初期設定して、ステップＳ５０２にて半径値検出回路６３からレーザスポットが位置する半径位置を表す半径値ｒを入力する。そして、コントローラ５０は、ステップＳ５０３にて、加工間隔ΔＰｔ、半径値ｒ及び回転線速度Ｆを用いた下記数６の演算を実行することにより、加工用レーザ光によるレーザスポットの半径方向の１回転当たりの移動量が前記入力した加工間隔ΔＰｔに維持されるようなテーブル２１の基本半径方向移動速度Ｆｒを計算する。
（数６）
Ｆｒ＝ΔＰｔ／(２・π・ｒ／Ｆ)

次に、コントローラ５０は、ステップＳ５０５にて、前記計算した基本半径方向移動速度Ｆｒ、前記計算したランダムデータｂ(１)〜ｂ(ｍ_max)中の変数ｍによって指定されるランダムデータｂ(ｍ)、及び前記入力した最大変化割合Ｒ２を用いて、下記数７の演算の実行によって補正半径方向移動速度Ｆｒ’を計算する。
（数７）
Ｆｒ’＝{１＋Ｒ２・ｂ(ｍ)}・Ｆｒ
そして、コントローラ５０は、ステップＳ５０５にて、この計算した補正半径方向移動速度Ｆｒ’をフィードモータ制御回路６２に出力する。

フィードモータ制御回路６２は、エンコーダ２３ａからのパルス列信号Φ_A，Φ_Bからテーブル２１の半径方向移動速度を計算し、この計算した半径方向移動速度が補正半径方向移動速度Ｆｒ’に等しくなるようにフィードモータ２３の回転を制御する。このフィードモータ２３の回転制御により、加工用レーザ光のレーザスポットは前記補正半径方向移動速度Ｆｒ’でテーブル２１の半径方向に移動し始める。前記ステップＳ５０５の処理後、コントローラ５０は、ステップＳ５０６にて後述するレーザ照射停止指令があったかを判定する。レーザ照射停止指令がなければ、コントローラ５０は、ステップＳ５０６にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ５０７にて変数ｍがランダムデータｂ(１)〜ｂ(ｍ_max)の最後すなわち値ｍ_maxに達したかを判定する。変数ｍが値ｍ_maxに達していなければ、コントローラ５０は、ステップＳ５０７にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ５０８にて変数ｍに「１」を加算してプログラムをステップＳ５０２に戻す。

そして、コントローラ５０は、前述したステップＳ５０２〜Ｓ５０５の処理をふたたび実行する。これにより、前記数７の演算により新たに計算された補正半径方向移動速度Ｆｒ’がフィードモータ制御回路６２に出力され、フィードモータ２３は、前記新たに計算された補正半径方向移動速度Ｆｒ’に対応した回転速度で回転し始める。そして、レーザ照射停止指令がなく、かつ変数ｍが値ｍ_maxに達しない限り、コントローラ５０は、ステップＳ５０６、Ｓ５０７にて「Ｎｏ」と判定し続け、変数ｍを「１」ずつ増加させながら、ステップＳ５０２〜Ｓ５０５の処理により、新たな半径値ｒ及びランダムデータｂ(ｎ)に基づいて新たな補正半径方向移動速度Ｆｒ’をフィードモータ制御回路６２に出力して、フィードモータ２３の回転速度を補正半径方向移動速度Ｆｒ’に対応した回転速度に制御する。

そして、変数ｍが値ｍ_maxに達すると、コントローラ５０は、ステップＳ５０７にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ５０１に変数ｍを「１」に戻した後、前述したステップＳ５０２以降の処理を実行する。このような処理により、加工用レーザ光の半径方向の移動速度が基本半径方向移動速度Ｆｒから若干だけランダムに変化する。その結果、加工用レーザ光によって加工対象物ＯＢ上に形成されるピットの半径方向位置がランダムに変化する。この場合も、厳密に言えば、ランダムデータｂ(ｍ)はｍ_max個ずつの周期性を有することになるが、値ｍ_maxとして充分に大きな値をとれば、レーザ加工した所定の領域では、加工対象物ＯＢ上に形成されるピットの半径方向位置は充分にランダムに変化しているものとみなすことができる。

ふたたび、図７の加工制御プログラムの説明に戻ると、半径値検出回路６３により検出される半径値ｒが終了半径値Ｒｅ以上となると、コントローラ５０は、ステップＳ３１０にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３１１〜Ｓ３１６の処理を実行する。ステップＳ３１１において、フォーカスサーボ回路７５に作動停止指令が出力されて、フォーカスサーボ回路７５によるフォーカスサーボ制御が停止される。ステップＳ３１２においては、光軸駆動回路８１〜８３にそれ作動停止指令が出力されて、光軸駆動回路８１〜８３の作動も停止される。ステップＳ３１４においては、パルス信号供給回路７２にパルス列信号の出力停止指令が出力されるとともに、レーザ駆動回路７１にレーザ光の照射停止指令が出力されて、パルス信号供給回路７２によるパルス列信号の出力及びレーザ駆動回路７１によるレーザ駆動信号の出力が停止される。これにより、レーザ光源３１は、加工用レーザ光の出射を停止する。ステップＳ３１５においては、フィードモータ制御回路６２に半径方向への移動停止指令が出力されて、フィードモータ制御回路６２は、フィードモータ２３を停止させる。ステップＳ３１６においては、スピンドルモータ制御回路６１に回転停止指令が出力されて、スピンドルモータ制御回路６１は、スピンドルモータ２２の回転を停止させる。そして、コントローラ５０は、ステップＳ３１７にてレーザ加工制御ルーチンを終了する。

また、前記ステップＳ３１４のレーザ光の照射停止指令の発生に伴い、コントローラ５０は、図８のスピンドルモータ制御データ生成プログラムにおいても、ステップＳ４０７にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ４１０にてスピンドルモータ制御データ生成プログラムの実行を終了する。さらに、コントローラ５０は、前記レーザ光の照射停止指令の発生に伴い、図９のフィードモータ制御データ生成プログラムにおいても、ステップＳ５０６にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ５０９にてフィードモータ制御データ生成プログラムの実行を終了する。

このような加工制御プログラムの実行により、加工対象物ＯＢの表面には、図１１(Ｂ)に示すように、回転方向及び半径方向にほぼ等間隔のピットパターンが形成される。ただし、前記ピットの形成中、光軸駆動回路８１〜８３から出力される駆動信号により、音響光学変調素子４３、トラッキングアクチュエータ４４及びミラー４５が加工用レーザ光の光軸を半径方向に少量だけランダムに変化させる。また、図９のフィードモータ制御データ生成プログラムによって生成される補正半径方向移動速度Ｆｒ’により、フィードモータ制御回路６２はフィードモータ２３の回転速度を制御して、加工用レーザ光の半径方向の照射位置を少量だけランダムに変化させる。これらのランダム制御により、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットの位置は半径方向に少量だけランダムに変化する。

また、前記ピットの形成中、図８のスピンドルモータ制御データ生成プログラムによって生成される補正回転速度Ｒｏ’により、スピンドルモータ制御回路６１はスピンドルモータ２２の回転速度を制御して、１回転ごとの加工用レーザ光の回転方向の照射位置を少量だけランダムに変化させる。また、パルス信号供給回路７２は、ロー側パルスのパルス幅を各パルス毎にランダムに変化させたパルス列信号をレーザ駆動回路７１に出力し、レーザ駆動回路７１は加工対象物ＯＢの表面に照射される加工用レーザ光の出射間隔をランダムに変化させる。これらの制御により、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットの位置は回転方向に少量だけランダムに変化する。

さらに、前記ピットの形成中、パルス信号供給回路７２は、ハイ側パルスのレベル値を各パルス毎にランダムに変化させたパルス列信号をレーザ駆動回路７１に出力し、レーザ駆動回路７１は加工対象物ＯＢの表面に照射される加工用レーザ光の照射強度をランダムに変化させる。この制御により、加工対象物ＯＢの表面に照射される加工用レーザ光の強度がランダムに変化し、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットの大きさがランダムに変化する。これらのランダム制御により、図１１(Ｂ)に示すように、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットは、規則的でなくなり、それらの回転方向位置（図示横方向位置）、半径方向位置（図示縦方向位置）及び大きさがランダムに変化したものとなる。

特に、この実施形態においては、音響光学変調素子４３をランダムに変化する駆動信号で制御することによりピットの位置を半径方向に少量だけランダムに変化させ、パルス信号供給回路７２から出力されるパルス列信号のロー側パルスのパルス幅をランダムに変化させることによりピットの位置を回転方向に少量だけランダムに変化させ、かつパルス信号供給回路７２から出力されるパルス列信号のハイ側パルスのレベル値をランダムに変化させることによりピットの大きさをランダムに変化させるようにした。これらのランダム制御は、トラッキングアクチュエータ４４及びミラーアクチュエータ４６による加工用レーザ光の光軸の半径方向へのランダム変化、スピンドルモータ２２の回転速度のランダム制御による加工用レーザ光の照射位置の回転方向へのランダム変化、並びにフィードモータ２３の回転速度のランダム制御による加工用レーザ光の照射位置の半径方向へのランダム変化に比べて時間応答性が高い。したがって、テーブル２１を高速回転させて微細間隔のピットを加工対象物ＯＢに形成する場合のランダム制御にとって極めて有効である。

このようにしてピットパターンが形成された加工対象物ＯＢをテーブル２１から取り外せば、複数のピットがランダムに形成された加工対象物ＯＢを得ることができる。そして、新たな加工対象物ＯＢにピットパターンを形成する場合には、作業者は、新たな加工対象物ＯＢをテーブル２１にセットし、入力装置５１を使って、コントローラ５０に対してレーザ加工制御プログラムの実行開始を指示する。これにより、前述のようにして、新たな加工対象物ＯＢにランダムな複数のピットが形成される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。

例えば、本実施形態においては、ピットの形成される半径方向の位置をランダムに変化させるために、トラッキングアクチュエータ４４及びミラーアクチュエータ４６による加工用レーザ光の光軸の半径方向へのランダム変化を採用した。しかし、これらのランダム制御に加えて、図１０に示すように、加工用レーザ光の光軸を回転方向に変位させるための音響光学変調素子４７、すなわち加工対象物ＯＢの表面上にて加工用レーザ光の光軸を音響光学変調素子４３による場合とは直交方向へ変位させる音響光学変調素子４７を設けるようにしてもよい。この場合、上記実施形態の光軸駆動回路８１〜８３と同様に構成した光軸駆動回路８４を設けて、光軸駆動回路８４から出力される制御信号により、音響光学変調素子４７に加工用レーザ光の光軸を回転方向にランダムに変化させるようにするとよい。

他の構成は、上記実施形態の場合と同じである。ただし、ミラー４５は省略可能である。この変形例によっても、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットは、規則的でなくなり、それらの回転方向位置（図示横方向位置）、半径方向位置（図示縦方向位置）及び大きさがランダムに変化したものとなる。また、この変形例においては、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットは光軸駆動回路８４及び音響光学変調素子４７によって回転方向にランダムに変化し、この音響光学変調素子４７によるランダム制御は時間応答性が高いので、パルス列信号のロー側パルスのパルス幅のランダム制御を省略しても、テーブル２１を高速回転させて微細間隔のピットを加工対象物ＯＢに形成する場合のランダム制御にとって極めて有効である。

また、上記実施形態においては、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットを半径方向にランダムに変化させるために、光軸駆動回路８１，８２，８３による音響光学変調素子４３、トラッキングアクチュエータ４４及びミラーアクチュエータ４６のランダム制御、並びにフィードモータ制御回路６２によるフィードモータ２３のランダム制御を採用した。しかし、ピットを半径方向にランダムに変化させるためには、これらのランダム制御のうちの少なくとも１つを採用すればよく、必要に応じて、これらのランダム制御のうちのいずれか１乃至３つを省略してもよい。さらに、ピットを半径方向にランダムに変化させることが必要なければ、これらのランダム制御の全てを省略してもよい。このことは、上記変形例においては、光軸駆動回路８４による音響光学変調素子４７を用いたランダム制御、及びフィードモータ制御回路６２によるフィードモータ２３のランダム制御を省略することを意味する。

また、上記実施形態においては、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットを回転方向にランダムに変化させるために、スピンドルモータ制御回路６１によるスピンドルモータ２２のランダム制御、及びパルス列信号のロー側パルスのパルス幅のランダム制御を採用した。しかし、ピットを回転方向にランダムに変化させるためには、これらのランダム制御のうちの少なくとも１つを採用すればよく、必要に応じて、これらのランダム制御のうちのいずれか一方を省略してもよい。さらに、ピットを回転方向にランダムに変化させることが必要なければ、これらのランダム制御の全てを省略してもよい。

また、上記実施形態においては、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットの大きさをランダムに変化させるために、パルス列信号のハイ側パルスのレベル値のランダム制御を採用した。しかし、ピットの大きさをランダムに変化させることが必要なければ、このランダム制御を省略してもよい。

また、上記実施形態及び変形例においては、スピンドルモータ制御回路６１に補正回転速度Ｒｏ’を出力してスピンドルモータ２２の回転速度をランダムに変化させることにより、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットの回転方向の間隔を１回転ごとにランダムに変化させるようにした。しかし、これに代えて、光軸駆動回路８１〜８４と同様に構成した光軸駆動回路から出力されてランダムに変化する駆動信号を用いて、スピンドルモータ２２の回転速度をランダムに変化させ、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットの回転方向の間隔をランダムに変化させるようにしてもよい。この場合、コントローラ５０による図８のスピンドルモータ制御データ生成プログラム中のステップＳ４０２〜Ｓ４０４の処理により、基本回転速度Ｒｏをスピンドルモータ制御回路６１に出力するようにする。そして、前記駆動信号をスピンドルモータ制御回路６１に供給し、スピンドルモータ制御回路６１は、基本回転速度Ｒｏに駆動信号を加えた信号でスピンドルモータ２２の回転を制御することにより、スピンドルモータ２２の回転速度を基本回転速度Ｒｏに対して前記駆動信号分だけ変動させるようにすればよい。

また、上記実施形態及び変形例においては、フィードモータ制御回路６２に補正半径方向移動速度Ｆｒ’を出力してフィードモータ２３の回転速度をランダムに変化させることにより、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットの半径方向の間隔をランダムに変化させるようにした。しかし、これに代えて、前記場合と同様に、光軸駆動回路８１〜８４と同様に構成した光軸駆動回路から出力されてランダムに変化する駆動信号を用いて、フィードモータ２３の回転速度をランダムに変化させ、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットの半径方向の間隔をランダムに変化させるようにしてもよい。この場合、コントローラ５０による図９のフィードモータ制御データ生成プログラム中のステップＳ５０２〜Ｓ５０３の処理により、基本半径方向移動速度Ｆｒをフィードモータ制御回路６２に出力するようにする。そして、前記駆動信号をフィードモータ制御回路６２に供給し、フィードモータ制御回路６２は、基本半径方向移動速度Ｆｒによるフィードモータ２３の回転速度の制御に、駆動信号によるフィードモータ２３の回転制御を加えて、フィードモータ２３の回転速度を基本半径方向移動速度Ｆｒに対応した回転速度に対して前記駆動信号分だけ変動させるようにすればよい。

また、上記実施形態及び変形例においては、パルス信号供給回路７２が、コントローラ５０によるパルス制御データ生成ルーチンに実行によりメモリ７２ａに記憶されていてランダムに変化するロー側パルスの補正パルス幅Ｗｄ(ｎ)及びハイ側パルスの補正レベル値Ｐｗ(ｎ)を用いて、パルス列信号の各１つずつのパルスのロー側パルスのパルス幅及びハイ側パルスのレベル値をランダムに変更するようにした。しかし、これに代えて、図１及び図１０に破線で示すように、エンコーダ２２ａからインデックス信号Indexをパルス信号供給回路７２に供給するようにする。そして、パルス信号供給回路７２は、インデックス信号Indexが入力するごとに、すなわち加工対象物ＯＢが１回転するごとに、前記ロー側パルスの補正パルス幅Ｗｄ(ｎ)及びハイ側パルスの補正レベル値Ｐｗ(ｎ)を用いて、パルス列信号のロー側パルスのパルス幅及びハイ側パルスのレベル値をランダムに変更するようにしてもよい。これによれば、加工対象物ＯＢの１回転ごとにしか、パルス列信号のロー側パルスのパルス幅及びハイ側パルスのレベル値は変更されないので、ランダムの程度は低くなるが、加工対象物ＯＢに形成されるピット全体を通して見れば、ピット間の回転方向間隔及びピットの大きさはランダムに変化したものとなる。この場合、パルス信号供給回路７２内のメモリ７２ａの容量を小さく抑えることが可能である。

また、上記実施形態及び変形例においては、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットを半径方向及び回転方向にランダムに変化させるために、音響光学変調素子（ＥＯＤ）４３，４７を用いた。しかし、音響光学変調素子４３，４７に代えて、電気光学変調素子をそれぞれ用いるようにしてもよい。そして、この場合も、光軸駆動回路８１，８４と同様に構成した光軸駆動回路からの駆動信号により、電気光学変調素子を駆動制御するとよい。これによっても、電気光学変調素子は時間応答性が良好であるので、テーブル２１を高速回転させて微細間隔のピットを加工対象物ＯＢに形成する場合のランダム制御にとって極めて有効である。

また、上記実施形態においては、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットを半径方向にランダムに変化させるために、トラッキングアクチュエータ４４、並びにミラー４５及びミラーアクチュエータ４６のランダム制御を採用した。しかし、これに代えて、ポリゴンミラー及びポリゴンミラーを駆動するアクチュエータ、ガルバノミラー及びガルバノミラーを駆動するアクチュエータ、レーザ光源３１を駆動するアクチュエータなどを用いて、レーザ光の光軸を半径方向にランダムに変化させて、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットを半径方向にランダムに変化させるようにしてもよい。この場合も、上記実施形態の光軸駆動回路８２，８３と同様な光軸駆動回路からの駆動信号により、前記アクチュエータを駆動制御するようにすればよい。また、加工対象物ＯＢの表面に形成されるピットを回転方向にランダムに変化させるために、上記実施形態のミラー４５及びミラーアクチュエータ４６、前記変形例のポリゴンミラー及びポリゴンミラーを駆動するアクチュエータ、ガルバノミラー及びガルバノミラーを駆動するアクチュエータ、レーザ光源３１を駆動するアクチュエータなどを用いてもよい。この場合も、上記実施形態の光軸駆動回路８２，８３と同様な光軸駆動回路からの駆動信号により、前記アクチュエータを駆動制御するようにすればよい。ただし、この場合には、ミラー４５、ポリゴンミラー、ガルバノミラー、ガルバノミラー及びレーザ光源３１の駆動により、レーザ光の光軸を回転方向に変化させる必要がある。

また、上記実施形態においては、コントローラ５０は、図８のスピンドルモータ制御データ生成プログラム及び図９のフィードモータ制御データ生成プログラムを、図７の加工制御プログラムと同時に並行して実行するようにした。しかし、これに代えて、コントローラ５０は、図７の加工制御プログラムの実行中、図８のスピンドルモータ制御データ生成プログラム及び図９のフィードモータ制御データ生成プログラムを、所定の短時間ごとに割込み実行するようにしてもよい。この場合、図８のスピンドルモータ制御データ生成プログラムにおいては、ステップＳ４０１の変数ｎの初期設定処理を省略して、スピンドルモータ制御データ生成プログラムの最初の実行の際に別途用意した初期設定プログラムの実行により変数ｎを「１」に初期設定する。また、ステップＳ４０２にてインデックス信号Indexの入力がない場合には、ステップＳ４０２にて「Ｎｏ」と判定してスピンドルモータ制御データ生成プログラムの実行を終了する。ただし、この場合、エンコーダ２２ａから入力されるインデックス信号Indexを短時間だけコントローラ５０に記憶しておく必要がある。また、ステップＳ４０９の処理後に、このスピンドルモータ制御データ生成プログラムの実行を終了するようにする。さらに、ステップＳ４０８にて「Ｙｅｓ」すなわち変数ｎが最大値ｎ_maxに達した場合には変数ｎを「１」に初期設定した後に、このスピンドルモータ制御データ生成プログラムの実行を終了するようにする。

また、図９のフィードモータ制御データ生成プログラムにおいては、ステップＳ５０１の変数ｍの初期設定処理を省略して、フィードモータ制御データ生成プログラムの最初の実行の際に別途用意した初期設定プログラムの実行により変数ｍを「１」に初期設定する。また、ステップＳ５０８の処理後に、このフィードモータ制御データ生成プログラムの実行を終了するようにする。さらに、ステップＳ５０７にて「Ｙｅｓ」すなわち変数ｍが最大値ｍ_maxに達した場合には変数ｍを「１」に初期設定した後に、このフィードモータ制御データ生成プログラムの実行を終了するようにする。

また、上記実施形態においては、レーザ光の照射位置をテーブル２１の半径方向に移動させるにあたって、テーブル２１を移動させるようにしているが、加工ヘッド３０をテーブル２１の半径方向に移動させる構成であってもよい。また、テーブル２１と加工ヘッド３０との両方を関連させて移動させるようにすることもできる。

さらに、上記実施形態においては、ＬＥＤの製作用基板上に微細ピットを形成するようにしたが、現像液等の後処理によりピットが形成される微細反応跡を形成する場合にも、上記実施形態に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法を利用できる。また、ＬＥＤの製作用基板以外でも平板上に微細ピット又は微細反応跡をランダムに形成する場合にも、上記実施形態に係るレーザ加工装置及びレーザ加工方法を利用できる。

２１…テーブル、２２…スピンドルモータ、２３…フィードモータ、３０…加工ヘッド、３１…レーザ光源、３５…対物レンズ、４３，４７…音響光学変調素子、４４…トラッキングアクチュエータ、４５…ミラー、４６…ミラーアクチュエータ、５０…コントローラ、５２…半径値検出回路、６１…スピンドルモータ制御回路、６２…フィードモータ制御回路、６３…半径値検出回路、７２…パルス信号供給回路、８１〜８４…光軸駆動回路

Claims (12)

1. 加工対象物をセットするためのテーブルと、
   前記テーブルを回転させる回転手段と、
   前記テーブルにセットされて回転する加工対象物にレーザ光源から出射されたレーザ光を対物レンズにより集光して照射する加工ヘッドと、
   前記加工ヘッドから出射されたレーザ光により前記加工対象物に形成されたレーザスポットを、前記テーブルに対して相対的に前記テーブルの半径方向に移動させる半径方向移動手段と、
   パルス列状の駆動信号を生成して前記レーザ光源に供給し、前記レーザ光源からパルス列状のレーザ光が出射されるように前記レーザ光源を駆動するレーザ光源駆動手段とを備え、
   加工対象物に、前記テーブルの半径方向に沿うとともに、前記テーブルの回転方向に沿った複数の加工跡を形成するようにしたレーザ加工装置において、
   前記テーブルの半径方向に沿って形成される複数の加工跡の間隔がランダムに変化するように、前記複数の加工跡の形成を制御するランダム制御手段であって、前記加工対象物に照射されるレーザ光の光軸を前記テーブルの半径方向にランダムに変化させる半径方向ランダム制御手段を設けたことを特徴とするレーザ加工装置。
2. 請求項１に記載したレーザ加工装置において、
   前記半径方向ランダム制御手段を、
   前記レーザ光源から前記対物レンズへのレーザ光の光路上に配置されて、前記加工対象物に照射されるレーザ光の光軸を前記テーブルの半径方向に変化させるための音響光学変調素子又は電気光学変調素子と、
   前記音響光学変調素子又は電気光学変調素子にランダムに変化する電気信号を供給して、前記音響光学変調素子又は電気光学変調素子が前記加工対象物に照射されるレーザ光の光軸を前記テーブルの半径方向にランダムに変化させるように、前記音響光学変調素子又は電気光学変調素子を制御する光軸駆動回路と
   で構成したレーザ加工装置。
3. 請求項１に記載したレーザ加工装置において、
   前記半径方向ランダム制御手段を、
   前記対物レンズを駆動して前記加工対象物に照射されるレーザ光の光軸を前記テーブルの半径方向に変化させるためのアクチュエータと、
   前記アクチュエータにランダムに変化する電気信号を供給して、前記対物レンズが前記加工対象物に照射されるレーザ光の光軸を前記テーブルの半径方向にランダムに変化させるように、前記アクチュエータを制御する光軸駆動回路と
   で構成したレーザ加工装置。
4. 請求項１に記載したレーザ加工装置において、
   前記半径方向ランダム制御手段を、
   前記レーザ光源から前記対物レンズへのレーザ光の光路上に配置されて、前記レーザ光源からのレーザ光を反射して前記対物レンズに導くミラーと、
   前記ミラーを駆動して前記加工対象物に照射されるレーザ光の光軸を前記テーブルの半径方向に変化させるためのアクチュエータと、
   前記アクチュエータにランダムに変化する電気信号を供給して、前記ミラーが前記加工対象物に照射されるレーザ光の光軸を前記テーブルの半径方向にランダムに変化させるように、前記アクチュエータを制御する光軸駆動回路と
   で構成したレーザ加工装置。
5. 請求項１乃至４のうちのいずれか一つに記載したレーザ加工装置において、
   前記テーブルの半径方向に沿って形成される複数の加工跡の間隔がランダムに変化するように、前記複数の加工跡の形成を制御するランダム制御手段であって、前記半径方向移動手段を電気的に制御して、前記半径方向移動手段によって前記テーブルに対して相対的に前記テーブルの半径方向に移動するレーザスポットの移動速度をランダムに変化させる半径方向移動速度ランダム制御手段を設けたことを特徴とするレーザ加工装置。
6. 請求項１乃至５のうちのいずれか一つに記載したレーザ加工装置において、
   前記テーブルの回転方向に沿って形成される複数の加工跡の間隔がランダムに変化するように、前記複数の加工跡の形成を制御するランダム制御手段であって、前記加工対象物に照射されるレーザ光の光軸を前記テーブルの回転方向にランダムに変化させる回転方向ランダム制御手段を設けたことを特徴とするレーザ加工装置。
7. 請求項６に記載したレーザ加工装置において、
   前記回転方向ランダム制御手段を、
   前記レーザ光源から前記対物レンズへのレーザ光の光路上に配置されて、前記加工対象物に照射されるレーザ光の光軸を前記テーブルの回転方向に変化させるための音響光学変調素子又は電気光学変調素子と、
   前記音響光学変調素子又は電気光学変調素子にランダムに変化する電気信号を供給して、前記音響光学変調素子又は電気光学変調素子が前記加工対象物に照射されるレーザ光の光軸を前記テーブルの回転方向にランダムに変化させるように、前記音響光学変調素子又は電気光学変調素子を制御する光軸駆動回路と
   で構成したレーザ加工装置。
8. 請求項６に記載したレーザ加工装置において、
   前記回転方向ランダム制御手段を、
   前記対物レンズを駆動して前記加工対象物に照射されるレーザ光の光軸を前記テーブルの回転方向に変化させるためのアクチュエータと、
   前記アクチュエータにランダムに変化する電気信号を供給して、前記対物レンズが前記加工対象物に照射されるレーザ光の光軸を前記テーブルの回転方向にランダムに変化させるように、前記アクチュエータを制御する光軸駆動回路と
   で構成したレーザ加工装置。
9. 請求項６に記載したレーザ加工装置において、
   前記回転方向ランダム制御手段を、
   前記レーザ光源から前記対物レンズへのレーザ光の光路上に配置されて、前記レーザ光源からのレーザ光を反射して前記対物レンズに導くミラーと、
   前記ミラーを駆動して前記加工対象物に照射されるレーザ光の光軸を前記テーブルの回転方向に変化させるためのアクチュエータと、
   前記アクチュエータにランダムに変化する電気信号を供給して、前記ミラーが前記加工対象物に照射されるレーザ光の光軸を前記テーブルの回転方向にランダムに変化させるように、前記アクチュエータを制御する光軸駆動回路と
   で構成したレーザ加工装置。
10. 請求項１乃至９のうちのいずれか一つに記載したレーザ加工装置において、
    前記テーブルの回転方向に沿って形成される複数の加工跡の間隔がランダムに変化するように、前記複数の加工跡の形成を制御するランダム制御手段であって、前記回転手段を電気的に制御して、前記回転手段によって回転される前記テーブルの回転速度をランダムに変化させる回転速度ランダム制御手段を設けたことを特徴とするレーザ加工装置。
11. 請求項１乃至１０のうちのいずれか一つに記載したレーザ加工装置において、
    前記テーブルの回転方向に沿って形成される複数の加工跡の間隔がランダムに変化するように、前記複数の加工跡の形成を制御するランダム制御手段であって、前記レーザ光源駆動手段にて生成されるパルス列状の駆動信号におけるパルス間隔をランダムに変化させるパルス間隔ランダム制御手段を設けたことを特徴とするレーザ加工装置。
12. 請求項１乃至１１のうちのいずれか一つに記載したレーザ加工装置において、
    前記形成される複数の加工跡の大きさがランダムに変化するように、前記複数の加工跡の形成を制御するランダム制御手段であって、前記レーザ光源駆動手段にて生成されるパルス列状の駆動信号におけるパルスレベルをランダムに変化させるパルスレベルランダム制御手段を設けたことを特徴とするレーザ加工装置。

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