JP6761590B2 - 光加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、光加工装置に関するものである。

従来、光源からのレーザ光（加工光）を光走査手段により走査し、走査されたレーザ光をワーク（加工対象物）へ集光させて加工する光加工装置が知られている。

例えば、特許文献１には、光源からのレーザビーム（加工光）をガルバノミラー（光走査手段）により２次元方向へ走査してワークに照射し、ワーク上のＩＴＯ薄膜をパターニング加工したり、金属薄板からなるワーク自体を溝加工あるいは孔加工したりするレーザ加工装置が開示されている。このレーザ加工装置において、ワークはロール状に巻かれた状態でワーク供給部に保持されており、そのワーク供給部からワークを引き出してワークの被加工部分をレーザ加工装置の加工領域（ワークに対するレーザ光の走査範囲）へ移動させ、その被加工部分を加工処理する。加工処理後、ワークを更に引き出して次の被加工部分をレーザ加工装置の加工領域へ移動させ、当該次の被加工部分を加工処理する。

特許文献１によれば、光照射位置に対してワークを移動させる従来の光加工装置と比較して、ワークに対する光照射位置を光走査手段によって移動させる方が高速移動できるため、生産性を高めることができるとされている。なお、ここでいう従来の光加工装置とは、加工対象物へのレーザ光の光軸を固定した状態で、その光軸（Ｚ軸）に対して直交するＸ軸及びＹ軸のそれぞれの方向へ載置台を移動させることにより、加工対象物に対する光照射位置を移動させて加工処理を行うものである。

ところが、ワークに対する光照射位置を光走査手段によって移動させる光加工装置は、その加工光の走査範囲を広くすることが難しい。そのため、大きな加工対象物に対して加工処理を行うことが困難である。

上述した課題を解決するために、本発明は、加工光を出射する光源と、前記光源からの加工光を走査する光走査手段と、前記光走査手段によって走査された加工光を加工対象物の被加工面へ射出する加工光射出部を主走査方向に移動する移動手段と、前記主走査方向に対して直交する副走査方向へ前記加工対象物を搬送する搬送手段と、前記副走査方向における各停止位置で、前記加工対象物の被加工面上の主走査方向における複数の被加工部分をそれぞれ加工するための各停止位置で前記移動手段の移動を停止させた状態で、前記加工光射出部から照射される加工光により前記加工対象物の被加工面上の各被加工部分を加工処理する加工制御手段とを有し、前記主走査方向及び前記副走査方向に隣接する複数の被加工部分間で連続するパターンを加工する光加工装置であって、前記移動手段の移動を停止させた時の前記加工光射出部の姿勢と基準姿勢とのズレの量を記憶する記憶手段と、前記被加工面に加工された加工跡の位置を検出する加工跡検出手段と、前記加工跡検出手段の検出結果から算出される前記ズレの量で、前記記憶手段に記憶されている前記ズレの量を更新する更新手段とを有し、前記加工制御手段は、前記副走査方向における各停止位置で、前記移動手段の停止位置を前記主走査方向のホームポジションから一方向へ順次移動させるとともに、前記記憶手段に記憶されているズレの量に基づいて加工光を照射する被加工面上の加工目標位置を補正することにより前記ズレによる加工位置誤差を補正し、前記加工処理を行うことを特徴とする。

本発明によれば、加工対象物に対する光照射位置を光走査手段によって移動させる光加工装置を用いて、比較的大きな加工対象物に対して加工処理することが可能となるという優れた効果が奏される。

実施形態におけるレーザパターニング装置の主要部の構成を示す模式図である。 同レーザパターニング装置におけるレーザ発振器の一構成例を示す模式図である。 同レーザパターニング装置における光走査手段の一変形例を示す模式図である。 同レーザパターニング装置におけるワーク搬送部の一構成例を示す模式図である。 同レーザパターニング装置におけるワーク搬送部の他の構成を示す模式図である。 同レーザパターニング装置におけるキャリッジが主走査方向の異なる位置にそれぞれ位置するときのレーザ光の光路を示す説明図である。 ガルバノスキャナがキャリッジに非搭載である変形例において、キャリッジが主走査方向の異なる位置にそれぞれ位置するときのレーザ光の光路を示す説明図である。 実施形態のレーザパターニング装置によるパターニング加工処理の一例を示すフローチャートである。 ワークが停止した状態におけるアライメントマークの中心位置と目標位置とのズレの一例を示す説明図である。 キャリッジ停止時におけるキャリッジの姿勢ズレを示す説明図である。 ワーク上の被加工面を１２個のピースに分割して順次加工処理を行う場合の加工順序を示す説明図である。 ピース（被加工部分）間で連続すべき配線パターンの一例を示す説明図である。 アライメントマークの位置誤差に起因したキャリッジ姿勢ズレ量の誤差を抑制するための一構成例を示す説明図である。 変形例におけるパターニング加工処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明に係る光加工装置をレーザパターニング装置に適用した一実施形態について説明する。
本実施形態のレーザパターニング装置における加工対象物は、基材上にＩＴＯ薄膜および銀ペーストが形成されたワークであり、このワーク上のＩＴＯ薄膜および銀ペーストにレーザ光（加工光）を照射して部分的にＩＴＯ薄膜および銀ペーストを除去することにより、ＩＴＯ薄膜および銀ペーストをパターニング加工するものである。ただし、本発明に係る光加工装置は、本実施形態に係るレーザパターニング装置に限定されるものではなく、他のパターニング加工を行う装置、切削加工などの他の加工処理を行う装置、非レーザ光を加工光として用いて加工する装置などにも、適用可能である。

図１は、本実施形態におけるレーザパターニング装置の主要部の構成を示す模式図である。
本実施形態のレーザパターニング装置は、レーザ出力部１と、レーザ走査部２と、ワーク搬送部３と、制御部４とを備えている。
レーザ出力部１は、光源としてのレーザ発振器１１と、レーザ発振器１１から出力される加工光としてのレーザ光Ｌのビーム径を拡大するビームエキスパンダ１２とを有する。
レーザ走査部２は、レーザ光Ｌを反射するＸ軸方向走査用とＹ軸方向走査用の２つのガルバノミラー２１ａをステッピングモータ２１ｂで回動させてＸ軸方向及びＹ軸方向にレーザ光Ｌを走査させる加工箇所変更手段としての光走査手段であるガルバノスキャナ２１と、ガルバノスキャナ２１で走査されたレーザ光Ｌをワーク３５の表面（被加工面）又は基材とＩＴＯ膜との界面等のワーク内部（ワーク表面から所定深さだけオフセットした箇所）に集光させる集光手段としてのｆθレンズ２２とを有する。
ワーク搬送部３は、ワーク３５を副走査方向（Ｙ軸方向）に移動させる搬送ローラ対３２を備え、搬送ローラ対３２で挟持したワーク３５を副走査方向（Ｙ軸方向）へ搬送する。

レーザ出力部１のレーザ発振器１１は、レーザドライバ部１０によって制御される。具体的には、レーザドライバ部１０は、レーザ走査部２のガルバノスキャナ２１の走査動作に連動してレーザ発振器１１の発光を制御する。レーザ発振器１１には、例えば、基材への熱影響によるダメージが少ない１００［ｐｓ］以下のパルス発振によるパルスファイバレーザ（ピコ秒ファイバレーザ）を用いるが、他の光源を用いてもよい。

図２は、本実施形態のレーザ発振器１１の一構成例を示す模式図である。
本実施形態のレーザ発振器１１は、ＭＯＰＡ（Ｍａｓｔｅｒ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）と呼ばれるパルスファイバレーザである。このレーザ発振器１１は、シードＬＤ７４をパルスジェネレータ７３でパルス発振させてシード光を生成し、光ファイバアンプで複数段階に増幅するパルスエンジン部７０と、パルスエンジン部７０から出力されるレーザ光Ｌを導光する出力ファイバ７１と、平行光束化手段としてのコリメート光学系８３により略平行光束としてレーザ光Ｌを出射する出力ヘッド部７２とから構成されている。本実施形態では、出力ヘッド部７２のみがレーザ出力部１に設けられる。

パルスエンジン部７０は、光ファイバ７８、励起ＬＤ７６及びカプラ７７を有するプリアンプ部と、光ファイバ８２、励起ＬＤ８０及びカプラ８１を有するメインアンプ部とから構成される。光ファイバには、コアに希土類元素をドープしたダブルクラッド構造のものが用いられ、励起ＬＤ７６からの励起光の吸収によりファイバの出力端、入射端に設置されるミラー間で反射を繰り返しレーザ発振に至る。図２中符号７５は、逆方向の光を遮断するアイソレータであり、図２中符号７９は、ＡＳＥ光を除去するバンドパスフィルタである。

本実施形態では、シードＬＤ７４の波長を近赤外の１０６４［ｎｍ］としているが、第２高調波である５３２［ｎｍ］、第３高調波である３５５［ｎｍ］をはじめとして、ワーク材質に応じて好適な波長を選択できる。なお、レーザ発振器１１には、イットリウム・バナデート結晶からなるレーザ媒質に励起光を照射することでレーザ発振を生じさせるＹＶＯ_４レーザ等の固体レーザを用いてもよい。

レーザ走査部２のガルバノスキャナ２１は、Ｘ軸方向走査用とＹ軸方向走査用の各ガルバノミラー２１ａをそれぞれ回動させる各ステッピングモータ２１ｂがガルバノスキャナ制御部２０によって制御される。ガルバノスキャナ制御部２０は、加工パターンを構成する線分要素データ（線分始点座標と線分終点座標）に応じて、ガルバノミラー２１ａの反射面に対する傾斜角度（反射面に入射してくるレーザ光の光軸に対する反射面の傾斜角度）がＸ軸方向に対応する方向あるいはＹ軸方向に対応する方向へ変化するように、各ステッピングモータ２１ｂを制御する。これにより、線分要素の始点及び終点のＸ−Ｙ座標に対応して、各ガルバノミラー２１ａを走査開始傾斜角度から走査終了傾斜角度まで回動させることができる。

なお、本実施形態では、光走査手段として、Ｘ軸方向走査とＹ軸方向走査のいずれもガルバノスキャナによって構成しているが、これに限らず、広く公知の光走査手段を用いることができる。また、Ｘ軸方向走査用の光走査手段とＹ軸方向走査用の光走査手段は、異なる構成の光走査手段であってもよい。例えば、図３に示すように、Ｙ軸方向走査用の走査手段にはガルバノスキャナ２１を用い、Ｘ軸方向走査用の走査手段にはポリゴンミラー９１ａをモータ９１ｂで回転させるポリゴンスキャナ９１を用いてもよい。Ｘ軸方向の光走査制御は、図３に示すように、ポリゴンミラー９１ａで反射したレーザ光Ｌをレンズ９２を介して光学センサ９３で受光する受光タイミングに基づいて行うことができる。

レーザ走査部２は、主走査方向（Ｘ軸方向）に移動可能なキャリッジ２５上に搭載されている。キャリッジ２５は、駆動プーリ２７ａ及び従動プーリ２７ｂに掛け渡されているタイミングベルト２７上に取り付けられている。駆動プーリ２７ａに接続されているステッピングモータ２６を駆動させることで、タイミングベルト２７が移動し、主走査方向に延びるリニアガイド２９（図４参照）に沿ってタイミングベルト２７上のキャリッジ２５が主走査方向（Ｘ軸方向）へ移動する。キャリッジ２５の主走査方向位置は、リニアエンコーダ２８からの出力信号（アドレス信号）に基づいて検出することができる。ステッピングモータ２６は、主走査制御部２４によって制御される。

なお、本実施形態では、レーザ走査部２を搭載するキャリッジ２５の移動手段として、タイミングベルトを利用した移動手段を採用しているが、これに限られず、リニアステージ等の直線移動可能な手段でも代用できるし、２次元方向へ移動させる移動手段を利用してもよい。

ワーク搬送部３は、駆動ローラ３２ａと従動ローラ３２ｂとからなる搬送ローラ対３２を備え、駆動ローラ３２ａは、タイミングベルト３１ａを介してステッピングモータ３１によって駆動される。ステッピングモータ３１は、副走査制御部３０によって制御され、搬送ローラ対３２で挟持したワーク３５を副走査方向（Ｙ軸方向）における目標送り位置へ移動させることができる。これにより、レーザ走査部２から照射されるレーザ光Ｌの走査範囲である加工領域３６へワーク上の被加工部分を順次送り込む。

具体的には、ワーク搬送部３は、ワーク３５の主走査方向両端付近におけるワーク表面に形成されているアライメントマーク３７を撮像するモニタカメラ３３，３４を備えている。副走査制御部３０は、ステッピングモータ３１によってワーク３５を微小量ずつワーク送り方向Ｂ（副走査方向）へステップ送りしながら、モニタカメラ３３，３４から出力される画像データを順次取り込む。そして、パターンマッチング処理等によりアライメントマーク３７を検出して、目標送り位置までのワーク移動量を演算し、その演算結果に基づいてステッピングモータ３１を制御して、ワーク３５の副走査方向位置を目標送り位置まで移動させる。

図４は、ワーク搬送部３の一構成例を示す模式図である。
本実施形態におけるワーク３５は、スプール軸５１上にロール状に巻かれており、そこから引き出されたワーク部分が入口ガイド板５２に沿って搬送ローラ対３２のニップに挟持され、搬送ローラ対３２の駆動によって巻き出されて加工テーブル５３上にセットされる。加工テーブル５３には無数の細孔が形成されており、加工テーブル５３の裏面に形成された空洞部５７の空気をポンプ５８が吸い出すことにより、ワーク３５を加工テーブル５３の表面に吸着させ、加工領域３６におけるワーク３５の平面性を確保している。加工後のワークは、カッター５４を主走査方向へ移動させることにより所定サイズごとに裁断され、トレイ５５に排出される。

なお、本実施形態では、スプール軸５１上に巻かれたロールからワークを巻き出し、加工後のワークをカットシートとして排出するロールｔｏシート方式を採用しているが、図５に示すように、加工後のワークをロール状に巻き取るロールｔｏロール方式でも同様である。

図５に示す例では、加工後のワークは、その表面に付着した加工塵を一対のクリーンローラ６４によって取り除いた後、巻取軸６７に巻き取られる。クリーンローラ６４に吸着した加工塵は、粘着ローラ６５に転写されて回収される。また、図５に示す例では、加工後のワーク表面を擦れ等の傷から保護するために、加工後のワーク３５の表裏にラミネートフィルムを貼り合せてから巻取軸６７に巻き取る。ラミネートフィルムは、ラミネートロール６６から巻き出され、加工後のワークと一緒に巻取軸６７に巻き込まれる。

制御部４は、本レーザパターニング装置の全体を統括して管理、制御する制御ＰＣ４０を備えている。制御ＰＣ４０は、レーザドライバ部１０、ガルバノスキャナ制御部２０、主走査制御部２４、副走査制御部３０等に接続されており、各々のステータスを管理したり、加工シーケンスを制御したりする。

レーザ出力部１のビームエキスパンダ１２は、複数枚からなるレンズで構成され、レーザ光路上においてレーザ走査部２のｆθレンズ２２に最も近いレンズ３９の位置がレーザ光の光軸方向へ移動可能に構成されている。レンズ３９の位置を移動させることにより、レーザ走査部２を搭載したキャリッジが後述するように主走査方向の各停止目標位置に停止したときの集光距離が揃うように微調整することができる。すなわち、ビームエキスパンダ１２は、ガルバノスキャナ２１に入射するレーザ光Ｌが平行光束となるように微調整するフォーカシング機能を備える。
また、主走査方向の各停止目標位置に応じてレンズ３９の位置を個別に移動調整するアクチュエータを備え、集光距離を停止目標位置ごとに可変することにより、被加工面に対するキャリッジの移動方向の平行度がわずかにずれている場合であってもｆθレンズ２２の結像位置を精度よく合わせることができる。

本実施形態において、ワーク３５に対するレーザ光Ｌの走査範囲である加工領域３６のＸ軸方向及びＹ軸方向における各最大長Ｌは、ｆθレンズ２２の焦点距離をｆとすると、それぞれのガルバノミラー２１ａの最大傾斜角度θ（例えば±２０°）を用いて、下記の式（１）より得られる。
Ｌ ＝ ｆ × θ ・・・（１）
この式（１）に示すように、加工領域３６の広さは、ガルバノスキャナ２１の走査範囲（ガルバノミラー２１ａの最大傾斜角度）によって制限されることになる。ここで、ガルバノスキャナ２１の走査範囲が広がるほど、ワーク３５上での適切な集光が困難となるため、加工領域３６内における加工の均一性を維持することが難しくなる。そのため、ガルバノスキャナ２１の走査範囲すなわちガルバノミラー２１ａの最大傾斜角度θを広げるにも限界がある。したがって、ガルバノスキャナ２１の走査範囲（ガルバノミラー２１ａの最大傾斜角度θ）を広げて加工領域３６の広さを拡げることには限界がある。

一方、前記式（１）によれば、ｆθレンズ２２の焦点距離ｆを長くすれば、加工領域３６の広さを拡げることができる。しかしながら、この焦点距離ｆを長くするほど、ワーク３５からｆθレンズ２２を遠ざけて配置する必要があり、本レーザパターニング装置が大型化してしまうという問題が生じる。

加えて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向における各加工分解能σは、ステッピングモータ２１ｂのパルス数をＰとすると、下記の式（２）より得られる。
σ ＝ ｆ × （２π／Ｐ） ・・・（２）
この式（２）に示すように、ｆθレンズ２２の焦点距離ｆを長くするほど、加工分解能σが低くなる。よって、高い加工分解能σによる高精細な加工の実現と、より広い加工領域の実現とは、トレードオフの関係にある。したがって、加工分解能σを考慮すると、焦点距離ｆを長くして加工領域３６の広さを拡げることにも限界がある。

他方、ワーク３５を、ワーク搬送部３により副走査方向（Ｙ軸方向）へ移動させるだけでなく、主走査方向（Ｘ軸方向）にも移動させる移動機構を設ける方法も考えられる。この方法であれば、加工領域３６に対してワーク３５の被加工部分を主走査方向に順次入れ替えながら、各被加工部分に対して加工処理を行うことができるので、加工領域３６を超える主走査方向長さをもったワークに対しても加工処理が行うことが可能である。

しかしながら、ワークを副走査方向（Ｙ軸方向）だけでなく主走査方向（Ｘ軸方向）にも移動させる移動機構を設けることは、本レーザパターニング装置の大型化を招く。特に、本実施形態では、副走査方向におけるワーク長さが加工領域３６を超えるほどの長さをもった大きなワーク３５であるため、このような大きなワーク３５を更に主走査方向（Ｘ軸方向）にも移動させるためには大型の移動機構を必要とする。しかも、このような大きなワーク３５は重量も大きいため、慣性力が大きく、高速な移動が実現困難であり、生産性が低いという問題も生じる。

そこで、本実施形態においては、主走査方向（Ｘ軸方向）について、ワーク３５を移動させるのではなく、レーザ光Ｌの走査範囲を主走査方向へ移動させる構成を採用している。詳しくは、キャリッジ２５上にレーザ走査部２を搭載し、レーザ走査部２を主走査方向へ移動可能に構成している。これにより、主走査方向（Ｘ軸方向）へワーク３５を移動させることなく、ガルバノスキャナ２１によって走査されたレーザ光Ｌがワーク表面を走査する範囲すなわち加工領域３６をワーク３５に対して主走査方向へ相対移動させることができる。これにより、ワーク３５の被加工部分を加工領域３６へ順次移動させて加工処理を行うことができ、主走査方向（Ｘ軸方向）における加工領域３６の幅が狭くても、その幅を超える大きなワーク３５に対して加工処理を行うことができる。

その結果、加工領域３６を無理に拡げることなく、加工領域３６を超える大きなワーク３５に対して加工処理を行うことができることで、高い加工分解能σを維持できるので、大きなワーク３５に対して高精細な加工を実現することができる。しかも、主走査方向（Ｘ軸方向）へ移動する移動手段としてのキャリッジ２５に搭載される搭載物は、本実施形態では、実質的には、レーザ走査部２のみ、すなわち、ガルバノスキャナ２１とｆθレンズ２２のみである。この搭載物の重量は、ワーク３５に比べて遙かに軽量であることから、キャリッジ２５の主走査方向への高速移動が実現でき、高い生産性を得ることができる。

なお、キャリッジ２５に搭載される搭載物は、少なくとも、加工光射出部を構成する集光手段としてのｆθレンズ２２が搭載されていればよい。したがって、最軽量の構成は、ｆθレンズ２２のみをキャリッジ２５に搭載した構成である。一方、ワーク３５に対して軽量な部品であれば、ｆθレンズ２２とともに他の部品も一緒にキャリッジ２５に搭載してもよい。例えば、本実施形態のようにガルバノスキャナ２１等の光走査手段をキャリッジに搭載してもよいし、レーザ出力部１の一部又は全部をキャリッジに搭載してもよい。

また、本実施形態において、主走査方向へ移動するキャリッジ２５に入射するレーザ光Ｌの光路、すなわち、レーザ出力部１から出力されたレーザ光Ｌの光路は、Ｘ軸方向に平行である。そのため、図６に示すように、キャリッジ２５が主走査方向（Ｘ軸方向）のどの位置に移動しても、レーザ出力部１から出力されたレーザ光Ｌはキャリッジ２５の同じ箇所から入射する。よって、キャリッジ２５が主走査方向（Ｘ軸方向）に移動しても、キャリッジ２５に入射後のレーザ光Ｌの光路は同じであり、主走査方向の互いに異なる加工領域３６−１，３６−２で加工処理を行う場合でも同じ加工処理を実現できる。

ただし、本実施形態では、キャリッジ２５が移動すると、キャリッジ２５に入射するまでのレーザ光Ｌの光路長が変化することになる。そのため、キャリッジ２５に入射するレーザ光Ｌが非平行収束であると、キャリッジ２５の主走査方向位置によって、ワーク３５に照射されるレーザ光Ｌの焦点が変化し、ワーク３５上におけるレーザ光Ｌのスポット径が変化するなど、加工精度に影響が出てしまう。

本実施形態では、レーザ発振器１１から出力されるレーザ光Ｌは略平行光束であり、２つの反射ミラー１４，１５を介してビームエキスパンダ１２から射出されて、反射ミラー１６によって反射されてレーザ出力部１から出力されるレーザ光Ｌも略平行光束である。したがって、キャリッジ２５に入射するレーザ光Ｌが略平行収束であれば、キャリッジ２５が移動して主走査方向位置が変わっても、ワーク３５に照射されるレーザ光Ｌの焦点が実質的に変化せず、ワーク３５上におけるレーザ光Ｌのスポット径が変化するなどの影響が出ない。よって、主走査方向の互いに異なる加工領域３６−１，３６−２で加工処理を行う場合でも、焦点調整などの作業を行うことなく、同じ加工精度で加工処理を行うことができ、より高い生産性を実現できる。

ただし、レーザ走査部２のほかにレーザ出力部１の全部もキャリッジ２５上に搭載する構成とすれば、すなわち、レーザ発振器１１等の光源自体をキャリッジ２５上に搭載する構成とすれば、キャリッジ２５を移動しても、ワーク３５に照射されるレーザ光Ｌの焦点が変化するようなことはない。しかしながら、キャリッジ２５上の搭載物の重量が大きくなることから、キャリッジ２５の高速移動の実現が難しくなる点を考慮する必要がある。

一方、キャリッジ２５上の搭載物の重量をより軽量化するため、図７に示すように、ガルバノスキャナ２１等の光走査手段をキャリッジ２５に非搭載とする構成も考えられる。図７に示す構成では、レーザ出力部１’から出力したレーザ光Ｌを、固定配置されているレーザ走査部２’のガルバノスキャナ２１によって、Ｘ軸方向に対応する方向及びＹ軸方向に対応する方向へ走査する。このようにして走査されるレーザ光Ｌは、カップリングレンズ６１等の平行光束化手段によって、Ｘ軸方向に平行な平行光束となるように平行光束化されて、レーザ走査部２’から出力される。レーザ走査部２’から出力された略平行光束である走査後のレーザ光Ｌは、キャリッジ２５に対してＸ軸方向から入射し、キャリッジ２５上の反射ミラー１６’で反射して集光手段としてのｆθレンズ２２に案内され、ワーク３５に集光される。

図７に示すような構成であっても、キャリッジ２５に入射するレーザ光Ｌが略平行収束であるため、キャリッジ２５が移動して主走査方向位置が変わっても、ワーク３５に照射されるレーザ光Ｌの焦点が実質的に変化せず、ワーク３５上におけるレーザ光Ｌのスポット径が変化するなどの影響が出ない。よって、主走査方向の互いに異なる加工領域３６−１，３６−２で加工処理を行う場合でも、焦点調整などの作業を行うことなく、同じ加工精度で加工処理を行うことができ、より高い生産性を実現できる。

図８は、本実施形態のレーザパターニング装置によるパターニング加工処理の一例を示すフローチャートである。
まず、制御ＰＣ４０からの制御命令に従い、副走査制御部３０がステッピングモータ３１を制御して、ワーク３５を副走査方向に沿ってワーク搬送方向Ｂへ移動させる（Ｓ１）。そして、ワーク３５の表面に形成されているアライメントマーク３７がモニタカメラ３３，３４の撮像領域へ移動すると、モニタカメラ３３，３４の画像データからアライメントマーク３７が検出される（Ｓ２）。制御ＰＣ４０は、アライメントマーク３７の検出結果から目標送り位置までのワーク移動量を演算し、その演算結果に基づいて副走査制御部３０にステッピングモータ３１を制御させる。これにより、副走査方向へ移動するワーク３５は目標送り位置付近で停止する。

制御ＰＣ４０は、ワークが停止した後、モニタカメラ３３，３４から出力される画像データを取り込み、アライメントマーク３７の中心位置と目標位置とのズレ量（Ｘ軸方向ワークズレ量Δｘ_ｗ、Ｙ軸方向ワークズレ量Δｙ_ｗ、傾斜ワークズレ量Δφ_ｗ）を算出する。算出したワークズレ量Δｘ_ｗ，Δｙ_ｗ，Δφ_ｗは、加工目標位置の補正値（オフセット値）として用いるために、制御ＰＣ４０内のメモリに記憶される。

図９は、ワークが停止した状態におけるアライメントマーク３７の中心位置と目標位置Ｏとのズレの一例を示す説明図である。
ワークが停止したときのアライメントマーク３７の中心位置と目標位置Ｏとのズレ量は、モニタカメラ３３，３４で撮像した画像の中心位置Ｏと当該画像上に映し出されるアライメントマーク３７の中心位置とのズレ量から算出される。本実施形態では、このワークズレ量を、Ｘ軸方向（主走査方向）におけるズレ量であるＸ軸方向ワークズレ量Δｘ_ｗと、Ｙ軸方向（副走査方向）におけるズレ量であるＹ軸方向ワークズレ量Δｙ_ｗと、ワーク３５の主走査方向両端における副走査方向同位置に形成されている２つのアライメントマーク３７を結ぶ直線とＸ軸方向と（主走査方向）とのなす角度である傾斜ワークズレ量Δφ_ｗとで表している。

その後、制御ＰＣ４０は、ポンプ５８を稼働させて加工テーブル５３の裏面に形成された空洞部５７の空気を吸い出し、加工テーブル５３の表面にワーク３５を吸着させて、ワーク３５の位置が容易に動かないようにホールドする（Ｓ３）。そして、制御ＰＣ４０は、ワーク３５上の被加工部分を特定するための被加工部分番号Ｎをゼロにセットした後（Ｓ４）、主走査制御部２４によりステッピングモータ２６を制御して、待機ポジションに待機しているキャリッジ２５を主走査方向に沿ってキャリッジ送り方向Ａ（レーザ出力部１から離れる向き）へ移動させ、所定のホームポジションで停止させるキャリッジ位置のイニシャライズ処理を行う（Ｓ５）。

このイニシャライズ処理において、制御ＰＣ４０は、ホームポジションで停止したキャリッジ２５の主走査方向位置をリニアエンコーダ２８からのアドレス信号に基づいて取得する。そして、リニアエンコーダ２８からのアドレス信号に基づき、制御ＰＣ４０が管理しているホームポジションと実際に停止したキャリッジ２５の位置との差分を検出し、これをその後のキャリッジ２５の主走査方向位置制御に用いる。なお、この差分も、加工目標位置の補正値（オフセット値）として用いてもよい。

次に、制御ＰＣ４０は、上述したワークズレ量Δｘ_ｗ，Δｙ_ｗ，Δφ_ｗと、キャリッジの各目標停止位置と実際の停止位置とのズレ量Δｘ_ｃと、後述するキャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉとから、下記の式（３−１）〜（３−３）より、加工データを補正するための加工目標位置の補正値であるオフセット値ΔＤｘｉ，ΔＤｙｉ，ΔＤφｉを導出する。下記の式（３−１）〜（３−３）において、「ｉ」は、キャリッジの主走査方向各停止位置（第一停止位置ｉ＝１、第二停止位置ｉ＝２、第三停止位置ｉ＝３）を示す番号である。
ΔＤｘｉ ＝ Δｘ_ｗ＋Δｘ_ｃ＋（ｄ０＋（ｉ−１）×ｄ）×（cosΔφ−１）＋δｘｉ
・・・（３−１）
ΔＤｙｉ ＝ Δｙ_ｗ＋（ｄ０＋（ｉ−１）×ｄ）×（sinΔφ−１）＋δｙｉ
・・・（３−２）
ΔＤφｉ ＝ Δφ_ｗ＋δφｉ ・・・（３−３）

ここで、キャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉについて説明する。
図１０は、キャリッジ停止時におけるキャリッジ２５の姿勢ズレを示す説明図である。
キャリッジ２５は、図１０に示すように、リニアガイド２９に沿って移動を可能にするため、キャリッジ２５とリニアガイド２９との間には必要なガタが存在する。また、リニアガイド２９の真直性などの加工誤差も存在する。これらのガタや加工誤差に起因して、キャリッジ停止時におけるキャリッジ２５の姿勢は、目標の姿勢に対してズレたものとなる。このズレは、キャリッジ移動方向である主走査方向（Ｘ軸方向）に平行な回動軸回りの回動誤差（ヨーイング誤差α）と、ワーク３５の被加工面に対して平行な方向かつキャリッジ移動方向に対して直交する方向である副走査方向（Ｙ軸方向）に平行な回動軸回りの回動誤差（ピッチング誤差β）と、ワーク３５の被加工面の法線方向（Ｚ軸方向）に平行な回動軸回りの回動誤差（ローリング誤差γ）とによって表すことができる。

このようなキャリッジ２５の停止時回動誤差α，β，γは、キャリッジを停止させる位置（第一停止位置ｉ＝１、第二停止位置ｉ＝２、第三停止位置ｉ＝３）によっても異なる場合がある。本実施形態では、キャリッジを停止させる停止位置の違いも考慮して、停止位置ごとに異なるオフセット値ΔＤｘｉ，ΔＤｙｉ，ΔＤφｉを用いるが、停止位置の違いが許容範囲内であれば、各停止位置で共通のオフセット値を用いてもよい。

本実施形態においては、このようなキャリッジ２５の停止時回動誤差α，β，γに起因したキャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉを予め測定しておき、その測定値が、制御ＰＣ４０内のメモリに記憶されている。この測定値は、例えば、次のようにして得ることができる。

まず、現時点におけるオフセット値ΔＤｘｉ，ΔＤｙｉ，ΔＤφｉで加工目標位置を補正した状態で、測定用の加工パターンを、第一停止位置、第二停止位置、第三停止位置のそれぞれで加工する。そして、各停止位置で加工した加工パターンを、キャリッジ２５上に設けられているモニタカメラ２３で撮像し、その撮像画像データから、各停止位置で加工した加工パターンの加工位置と目標加工位置とのズレ量を計測する。具体的には、撮像画像データと測定用パターンの理想画像データとのズレ量を計測する。そして、検出されたズレ量を、キャリッジ２５の停止時回動誤差α，β，γに起因したものとし、メモリに記憶されている既存のキャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉに当該検出されたズレ量を加算し、キャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉを更新する。なお、この測定において、専用の測定用パターンを用いず、過去の加工時における加工パターンを用いてもよい。

なお、キャリッジ２５の停止時回動誤差α，β，γに起因したキャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉの測定方法は、これに限られない。例えば、測定用パターンを加工したワーク３５をレーザパターニング装置から取り出し、そのワーク３５を画像スキャン装置などの所定の測定装置にセットして、各停止位置で加工した加工パターンの加工位置と目標加工位置とのズレ量を計測し、その計測値を用いてメモリ内のキャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉを更新してもよい。

次に、制御ＰＣ４０は、ワーク３５の被加工部分番号Ｎを１にセットする（Ｓ６）。その後、制御ＰＣ４０は、主走査制御部２４によりステッピングモータ２６を制御して、ホームポジションに位置しているキャリッジ２５をキャリッジ送り方向Ａへ移動させ、最初に加工処理が行われるワーク３５上の第一被加工部分Ｎ＝１を加工処理するための第一停止位置で停止させる（Ｓ７）。

本実施形態では、位置精度５μｍ以下の高い加工分解能を実現するために、ガルバノスキャナ２１によって走査されるワーク上のレーザ光走査範囲すなわち加工領域３６のサイズを１５０［ｍｍ］×１５０［ｍｍ］に設定してある。そのため、ワーク上の加工対象が全体で例えば４５０［ｍｍ］（主走査方向）×６００［ｍｍ］（副走査方向）であるワーク３５に対して加工処理を行う場合、図１１に示すように、当該加工対象の全体を、主走査方向へ３ピースに分割し、副走査方向へ４ピースに分割する。そして、これらの１２個のピース（被加工部分Ｎ＝１〜１２）を順次加工処理することで、加工対象全体の加工処理を行う。なお、図１１において、各被加工部分３６−１〜３６−２４に図示されている数字が加工順序を示している。

本実施形態においては、ワーク３５上に形成されたＩＴＯ薄膜と銀ペーストという異なる２つの材料をレーザ光Ｌによってそれぞれパターニング加工する。ＩＴＯ薄膜と銀ペーストとでは、その材料の違いによって、適した加工条件（レーザ光Ｌの光量、レーザ光Ｌの波長、レーザ光Ｌの照射時間など）が異なっている。そこで、本実施形態では、主走査方向の３ピースについて、まずＩＴＯ膜のパターニング加工をＩＴＯ膜用の加工条件で実施した後、その加工条件を銀ペースト用の加工条件へ切り替え、再度同じ３ピースについて、今度は銀ペーストのパターニング加工を実施する。このとき、ＩＴＯ膜用の加工条件と銀ペースト用の加工条件とは、異なる加工条件に設定される。そして、主走査方向の３ピース（Ｎ＝１〜３）についてＩＴＯ膜および銀ペーストの双方に対するパターニング加工が終了したら、ワーク３５がワーク搬送方向Ｂへ搬送されて、再度、主走査方向の３ピース（Ｎ＝４〜６）への加工が開始される。

つまり、キャリッジ２５を、ホームポジションから、第一停止位置、第二停止位置、第三停止位置に順次移動させ（Ｓ６，Ｓ７）、各停止位置においてワーク３５上の対応するＩＴＯ膜の被加工部分の加工処理を行い（Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０）、第三停止位置での加工処理が終了したら（Ｓ１１のＹｅｓ）、ホームポジションに戻る。そして、今度は、銀ペーストについての加工を行うために（Ｓ１２のＮｏ）、ワーク３５上の被加工部分を特定するための被加工部分番号ＮをＮ−３にセットする（Ｓ１３）。その後、再び、キャリッジ２５を、ホームポジションから、第一停止位置、第二停止位置、第三停止位置に順次移動させ（Ｓ６，Ｓ７）、各停止位置においてワーク３５上の対応する銀ペーストの被加工部分の加工処理を行い（Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１）、第三停止位置での加工処理が終了したら（Ｓ１２のＹｅｓ）、ホームポジションに戻る。

一方、副走査方向については、キャリッジ２５が第三停止位置へ移動して銀ペーストの加工処理までを終了した後（Ｓ１１のＹｅｓ）、次に第一停止位置での加工処理を開始するまでに、制御ＰＣ４０は、副走査制御部３０によりステッピングモータ３１を制御して、ワーク３５をワーク搬送方向Ｂへ１５０［ｍｍ］だけ移動させ（Ｓ１３）、ワーク３５をホールドする（Ｓ１４）。そして、再び、キャリッジ２５を第一停止位置、第二停止位置、第三停止位置に順次移動させてＩＴＯ膜及び銀ペーストの加工処理を順次行う（Ｓ５〜Ｓ１１）。

本実施形態においては、各停止位置にキャリッジ２５を停止させた後（Ｓ７）、加工処理（Ｓ１０）を開始する前に、制御ＰＣ４０は、各停止位置で停止したキャリッジ２５の主走査方向位置をリニアエンコーダ２８からのアドレス信号に基づいて取得する。そして、リニアエンコーダ２８からのアドレス信号に基づき、制御ＰＣ４０が管理している目標停止位置と実際に停止したキャリッジ２５の位置との差分を検出し、これをキャリア位置ズレ量Δｘ_ｃとし、メモリに一時保存する。その後、制御ＰＣ４０は、メモリから、ワークズレ量Δｘ_ｗ，Δｙ_ｗ，Δφ_ｗと、キャリッジ位置ズレ量Δｘ_ｃと、キャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉとを読み出し、上述した式（３−１）〜（３−３）より、オフセット値ΔＤｘｉ，ΔＤｙｉ，ΔＤφｉを算出する（Ｓ９）。

そして、制御ＰＣ４０は、算出したオフセット値ΔＤｘｉ，ΔＤｙｉ，ΔＤφｉを用いて、加工データの座標原点をオフセットさせる。その後、制御ＰＣ４０は、オフセット後の座標原点を基準にした加工データに基づいて、加工処理を実行する。

ワーク上における被加工部分がそれぞれ独立したものであれば、キャリッジ２５の各停止位置は、それぞれの加工領域３６が離間するような位置であってもよい。しかしながら、被加工部分が独立したものではなく、複数の被加工部分によって１つの加工対象となる場合には、キャリッジ２５の各停止位置やワークの各停止位置を、それぞれの加工領域３６が隣接又は部分的に重複するような位置とする必要がある。特に、本実施形態のように被加工部分間で配線パターンを連続させるようなパターニング加工を行う場合には、被加工部分間で連続すべき配線パターンがズレて不連続になることを避けることが必要になる。

そのため、本実施形態においては、ワーク搬送部３による搬送誤差に起因したワークズレ量Δｘ_ｗ，Δｙ_ｗ，Δφ_ｗ、及び、キャリッジ移動誤差であるキャリッジ位置ズレ量Δｘ_ｃだけでなく、キャリッジ停止時におけるキャリッジ２５の姿勢ズレに起因したキャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉも考慮して、加工位置ズレを補正している。

更に、本実施形態では、１２個のピース（被加工部分）間に数十［μｍ］程度のオーバーラップ領域を設け、隣り合う被加工部分が互いに部分的に重複するように、各ピース（被加工部分）を設定している。このようなオーバーラップ領域を設けることで、補正しきれていない誤差が残っていても、配線パターンが不連続になることを抑制できる。

以上のようにして主走査方向及び副走査方向への移動を行いながら、１２個のピース（被加工部分Ｎ＝１〜１２）に対する加工処理を終了したら（Ｓ１４のＹｅｓ）、４５０［ｍｍ］×６００［ｍｍ］の加工対象全体の加工処理が完了する。加工対象全体の加工処理が終了したら、ワーク３５はカッター５４により裁断され（Ｓ１７）、トレイ５５に排出される。本実施形態のようにロール状に巻き取れたワーク３５を加工する場合には、キャリッジ２５を第一停止位置、第二停止位置、第三停止位置に順次移動させてＩＴＯ膜及び銀ペーストの加工処理を行った後にワーク３５をワーク搬送方向Ｂへ１５０［ｍｍ］だけ移動させるという動作をロールエンドまで繰り返し行えばよい（Ｓ１８）。

なお、本実施形態においては、ワーク３５上のアライメントマーク３７の位置を基準にして停止させたワーク上の加工パターンの加工位置と目標加工位置とのズレ量から、キャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉを計測する。そのため、アライメントマーク３７の位置精度が悪いと、キャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉに誤差が生じてしまう。例えば、ワーク３５上にアライメントマーク３７を印刷して形成する場合、その印刷精度が±１０μｍであれば、その印刷誤差がキャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉの誤差に直結する。

このような場合、例えば、図１３に示すように、少なくとも一方のワーク端部に、ワーク送り方向Ｂ（副走査方向）に沿って２つのモニタカメラ３４−１，３４−２を設けてもよい。この場合、例えば、２つのモニタカメラ３４−１，３４−２をワーク搬送部３による所定のワーク送り量に相当する距離だけ離れて設置しておき、まず、ワーク送り方向上流側のモニタカメラ３４−１でアライメントマーク３７を撮像して、その撮像画像上のアライメントマーク位置を検出する。ワーク搬送部３によりワーク３５を所定の送り量だけ移動させた後、同じアライメントマーク３７をワーク送り方向下流側のモニタカメラ３４−２で撮像して、その撮像画像上のアライメントマーク位置を検出する。そして、上流側のモニタカメラ３４−１の撮像画像から、下流側のモニタカメラ３４−２の撮像画像上における本来のアライメントマーク位置を導出した上で、下流側のモニタカメラ３４−２で撮像した撮像画像上における実際のアライメントマーク位置と本来のアライメントマーク位置とのズレ量を算出する。このようにして算出したズレ量を考慮して、キャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉを算出すれば、アライメントマーク３７の位置精度誤差を排除したキャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉを得ることができる。

〔変形例〕
次に、本実施形態におけるパターニング加工処理の変形例について説明する。
上述した実施形態においては、主走査方向の３ピースについて、まずＩＴＯ膜のパターニング加工をＩＴＯ膜用の加工条件で実施した後、その加工条件を銀ペースト用の加工条件へ切り替え、再度同じ３ピースについて、今度は銀ペーストのパターニング加工を実施する。本変形例では、１つのピースごとに、まず銀ペーストのパターニング加工を銀ペースト用の加工条件で実施した後、その加工条件をＩＴＯ膜用の加工条件へ切り替え、再度同じピースについて、今度はＩＴＯ膜のパターニング加工を実施する。なお、本変形例では、銀ペーストとＩＴＯ薄膜の加工順序が逆になっているが、上述した実施形態と同じくＩＴＯ薄膜を加工してから銀ペーストを加工するようにしてもよい。
なお、本変形例におけるパターニング加工処理に用いるレーザパターニング装置の構成は上述した実施形態と同様のものを用いる。

図１４は、本変形例におけるパターニング加工処理の流れを示すフローチャートである。
本変形例においても、制御ＰＣ４０は、ワーク３５を副走査方向に沿ってワーク搬送方向Ｂへ移動させ（Ｓ１）、ワーク３５を目標送り位置付近で停止させて、ホールドさせる（Ｓ２，Ｓ３）。そして、ワーク３５上の被加工部分を特定するための被加工部分番号Ｎをゼロにセットした後（Ｓ４）、主走査制御部２４によりステッピングモータ２６を制御して、所定のホームポジションで停止させるキャリッジ位置のイニシャライズ処理を行う（Ｓ５）。

次に、制御ＰＣ４０は、上述した実施形態と同様に、加工データを補正するための加工目標位置の補正値であるオフセット値ΔＤｘｉ，ΔＤｙｉ，ΔＤφｉを算出する。その後、制御ＰＣ４０は、ワーク３５の被加工部分番号Ｎを１にセットし（Ｓ６）、主走査制御部２４によりステッピングモータ２６を制御して、ホームポジションに位置しているキャリッジ２５をキャリッジ送り方向Ａへ移動させ、最初に加工処理が行われるワーク３５上の第一被加工部分Ｎ＝１を加工処理するための第一停止位置で停止させる（Ｓ７）。そして、制御ＰＣ４０は、第一停止位置で停止したキャリッジ２５の主走査方向位置をリニアエンコーダ２８からのアドレス信号に基づいて取得し、上述した実施形態と同様、制御ＰＣ４０が管理している目標停止位置と実際に停止したキャリッジ２５の位置との差分を検出し、これをキャリア位置ズレ量Δｘ_ｃとし、メモリに一時保存する。その後、制御ＰＣ４０は、メモリから、ワークズレ量Δｘ_ｗ，Δｙ_ｗ，Δφ_ｗと、キャリッジ位置ズレ量Δｘ_ｃと、キャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉとを読み出し、上述した式（３−１）〜（３−３）より、オフセット値ΔＤｘｉ，ΔＤｙｉ，ΔＤφｉを算出する（Ｓ９）。

本変形例において、制御ＰＣ４０は、まず、銀ペーストの加工データを読み出し、算出したオフセット値ΔＤｘｉ，ΔＤｙｉ，ΔＤφｉを用いて、銀ペーストの加工データの座標原点をオフセットさせる。そして、制御ＰＣ４０は、第一停止位置において、オフセット後の座標原点を基準にした加工データに基づいて、銀ペーストのパターニング加工を銀ペースト用の加工条件で実施する（Ｓ１０−１）。次に、制御ＰＣ４０は、ＩＴＯ薄膜の加工データを読み出し、算出したオフセット値ΔＤｘｉ，ΔＤｙｉ，ΔＤφｉを用いて、ＩＴＯ薄膜の加工データの座標原点をオフセットさせる。そして、制御ＰＣ４０は、加工条件をＩＴＯ薄膜用の加工条件へ切り替え、第一停止位置において、再度同じピースについて、今度はＩＴＯ薄膜のパターニング加工を実施する（Ｓ１０−２）。

このようにして、第一停止位置において、銀ペーストとＩＴＯ薄膜のパターニング処理を終了したら、制御ＰＣ４０は、ワーク３５の被加工部分番号Ｎを２にセットし（Ｓ６）、主走査制御部２４によりステッピングモータ２６を制御して、ワーク３５上の第二被加工部分Ｎ＝２を加工処理するための第二停止位置へキャリッジを移動させる（Ｓ７）。その後、第一停止位置の場合と同様、第二停止位置において、銀ペーストのパターニング処理を実施し（Ｓ１０−１）、その後、ＩＴＯ薄膜のパターニング処理を実施する（Ｓ１０−２）。第二停止位置での加工処理も終了したら、同様に、第二停止位置において、銀ペーストのパターニング処理を実施し（Ｓ１０−１）、その後、ＩＴＯ薄膜のパターニング処理を実施する（Ｓ１０−２）。

その後、上述した実施形態と同様、制御ＰＣ４０は、副走査制御部３０によりステッピングモータ３１を制御して、ワーク３５をワーク搬送方向Ｂへ１５０［ｍｍ］だけ移動させ（Ｓ１３）、ワーク３５をホールドする（Ｓ１４）。そして、再び、キャリッジ２５を第一停止位置、第二停止位置、第三停止位置に順次移動させてＩＴＯ膜及び銀ペーストの加工処理を順次行う（Ｓ５〜Ｓ１１）。

本実施形態の説明では、ワーク３５上の各被加工部分をレーザ光Ｌの走査によってパターニング加工する際、ワーク３５及びキャリッジ２５は停止した状態で加工処理が行われる例である。ただし、副走査方向へ移動中のワーク３５に対して加工処理を行うことも可能であり、また、キャリッジ２５を主走査方向へ移動しながらワーク３５に対して加工処理を行うことも可能である。
また、本実施形態の説明では、光走査手段が二次元走査する手段であったが、一次元走査する手段であってよい。

また、本実施形態においては、ＩＴＯ膜および銀ペーストが加工対象である例であったが、これに限られるものではなく、例えば銅ペーストなどの他の材料が加工対象に含まれる場合でも、同様に適用可能である。
なお、本実施形態においては、ワーク搬送部３でワークを副走査方向へ移動させる構成を備えているが、この構成は必ずしも必要なく、ワークを移動させない構成であってもよい。

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
レーザ光Ｌ等の加工光を出射するレーザ発振器１１等の光源と、前記光源からの加工光を走査するガルバノスキャナ２１等の光走査手段とを有するレーザパターニング装置等の光加工装置において、前記光走査手段によって走査された加工光をワーク３５等の加工対象物の被加工面へ射出するｆθレンズ２２等の加工光射出部を移動するキャリッジ２５等の移動手段と、前記加工対象物の被加工面上の複数の被加工部分をそれぞれ加工するための各停止位置で前記移動手段の移動を停止させた状態で、前記加工光射出部から照射される加工光により前記加工対象物上の各被加工面を加工する制御ＰＣ４０、レーザドライバ部１０、主走査制御部２４等の加工制御手段とを有することを特徴とする。
本態様によれば、光走査手段によって走査された加工光を加工対象物の被加工面へ射出する加工光射出部を、移動手段により移動して、被加工面上の複数の被加工部分をそれぞれ加工するための各停止位置に位置決めすることができる。これにより、各停止位置で加工光射出部から加工光を照射することで、光走査手段によって走査された加工光により加工対象物上の各被加工面を加工することができる。したがって、光走査手段によって走査された加工光が加工対象物上の被加工面を走査する範囲すなわち加工領域３６を超えるような比較的大きな加工対象物に対して加工処理を行うことができる。
なお、本態様は、加工対象物を特定の方向（本実施形態では副走査方向）へ動かす移動機構を併用する構成を排除するものではない。この構成であっても、当該特定の方向とは異なる方向については、加工対象物を動かす移動機構を用いずに、前記移動手段による加工光照射部の移動で加工領域を加工対象物に対して相対移動させることができる。よって、当該特定の方向とは異なる方向については、加工領域を加工対象物に対して高速に相対移動させることができ、その方向について加工領域を超えるような比較的大きな加工対象物に対して高い生産性をもって加工処理を行うことができる。

（態様Ｂ）
前記態様Ａにおいて、前記加工制御手段は、前記移動手段の移動を停止させた時の前記加工光射出部の姿勢と基準姿勢とのズレによる加工位置誤差を補正することを特徴とする。
上述したように加工光射出部を移動手段で移動させる構成においては、通常、移動手段の移動に多少のガタが存在したり、移動手段の加工誤差などが存在したりして、移動手段の移動停止時における加工光射出部の姿勢が目標の姿勢に対してズレたものとなる。このようなズレは、加工光射出部から照射される加工光の加工対象物上の照射位置のズレを生じさせ、加工位置誤差を生じさせる。本態様においては、移動手段の移動停止時における加工光射出部の姿勢ズレを補正できるため、移動手段の移動停止時における加工光射出部の姿勢ズレに起因した加工位置誤差を抑制することができる。

（態様Ｃ）
前記態様Ｂにおいて、前記移動手段の移動を停止させた時の前記加工光射出部の姿勢と基準姿勢とのズレの量（キャリッジ姿勢ズレ量δｘｉ，δｙｉ，δφｉ）を記憶するメモリ等の記憶手段を有し、前記加工制御手段は、前記記憶手段に記憶されているズレの量に基づいて、加工光を照射する前記被加工面上の加工目標位置を補正することを特徴とする。
これによれば、加工目標位置の補正を迅速に行うことができる。

（態様Ｄ）
前記態様Ｃにおいて、前記被加工面に加工された測定用パターン等の加工跡の位置を検出するモニタカメラ２３等の加工跡検出手段と、前記加工跡検出手段の検出結果から算出される前記ズレの量で、前記記憶手段に記憶されている前記ズレの量を更新する制御ＰＣ４０等の更新手段とを有することを特徴とする。
これによれば、移動手段の移動を停止させた時の加工光射出部の姿勢と基準姿勢とのズレの量が変動する場合でも、移動手段の移動停止時における加工光射出部の姿勢ズレに起因した加工位置誤差を適切に抑制することができる。

（態様Ｅ）
前記態様Ｂ〜Ｄのいずれかの態様において、前記ズレは、前記加工対象物の被加工面に対して平行な方向、かつ、前記移動手段の移動方向に対して直交する方向に平行な回動軸回りの回動（ピッチング誤差β）によるズレを含むことを特徴とする。
これによれば、移動手段の移動を停止させた時の加工光射出部にこのような回動が生じて加工光射出部の姿勢ズレが発生しても、加工位置誤差を適切に抑制することができる。

（態様Ｆ）
前記態様Ｂ〜Ｅのいずれかの態様において、前記ズレは、前記移動手段の移動方向に平行な回動軸回りの回動（ヨーイング誤差α）によるズレを含むことを特徴とする。
これによれば、移動手段の移動を停止させた時の加工光射出部にこのような回動が生じて加工光射出部の姿勢ズレが発生しても、加工位置誤差を適切に抑制することができる。

（態様Ｇ）
前記態様Ｂ〜Ｆのいずれかの態様において、前記ズレは、前記加工対象物の被加工面の法線方向に平行な回動軸回りの回動（ローリング誤差γ）によるズレを含むことを特徴とする。
これによれば、移動手段の移動を停止させた時の加工光射出部にこのような回動が生じて加工光射出部の姿勢ズレが発生しても、加工位置誤差を適切に抑制することができる。

（態様Ｈ）
前記態様Ａ〜Ｇのいずれかの態様において、前記光走査手段は、前記光源からの加工光を二次元方向に走査することを特徴とする。
これによれば、より生産性の高い加工処理を実現することができる。

（態様Ｉ）
前記態様Ａ〜Ｈのいずれかの態様において、前記移動手段は、前記加工対象物の被加工面上における加工光の走査方向に対して平行な方向へ移動するものであり、前記加工制御手段は、前記移動手段の移動を前記各停止位置でそれぞれ停止させた状態で前記加工対象物の被加工面上を加工光が走査するときの各光走査領域が、該移動手段の移動方向に隣り合うように、又は、該移動手段の移動方向に一部重複するように、該移動手段の停止動作を制御することを特徴とする。
これによれば、移動手段の移動方向において加工対象物上の各被加工部分間で連続する加工を施すことが可能である。これにより、移動手段の移動方向において、加工対象物の各被加工部分が独立したものではなく、複数の被加工部分によって１つの加工対象となるような加工対象物の加工処理を行うことが可能となる。

（態様Ｊ）
前記態様Ａ〜Ｉのいずれかの態様において、前記移動手段の移動方向に対して直交する方向へ前記加工対象物を搬送するワーク搬送部３等の搬送手段を有し、前記加工制御手段は、前記移動手段の移動を前記各停止位置でそれぞれ停止させた状態で前記加工対象物の被加工面上を加工光が走査するときの各光走査領域が、前記搬送手段による加工対象物搬送方向に隣り合うように、又は、該搬送手段による加工対象物搬送方向に一部重複するように、該搬送手段の停止動作を制御することを特徴とする。
これによれば、加工対象物搬送方向において加工対象物上の各被加工部分間で連続する加工を施すことが可能である。これにより、加工対象物搬送方向において、加工対象物の各被加工部分が独立したものではなく、複数の被加工部分によって１つの加工対象となるような加工対象物の加工処理を行うことが可能となる。

１ レーザ出力部
２ レーザ走査部
３ ワーク搬送部
４ 制御部
２１ ガルバノスキャナ
２２ ｆθレンズ
２３ モニタカメラ
２４ 主走査制御部
２５ キャリッジ
２８ リニアエンコーダ
２９ リニアガイド
３０ 副走査制御部
３２ 搬送ローラ対
３３，３４ モニタカメラ
３５ ワーク
３６ 加工領域
３７ アライメントマーク

特開２００３−２０５３８４号公報

Claims (7)

1. 加工光を出射する光源と、
   前記光源からの加工光を走査する光走査手段と、
   前記光走査手段によって走査された加工光を加工対象物の被加工面へ射出する加工光射出部を主走査方向に移動する移動手段と、
   前記主走査方向に対して直交する副走査方向へ前記加工対象物を搬送する搬送手段と、
   前記副走査方向における各停止位置で、前記加工対象物の被加工面上の主走査方向における複数の被加工部分をそれぞれ加工するための各停止位置で前記移動手段の移動を停止させた状態で、前記加工光射出部から照射される加工光により前記加工対象物の被加工面上の各被加工部分を加工処理する加工制御手段とを有し、
   前記主走査方向及び前記副走査方向に隣接する複数の被加工部分間で連続するパターンを加工する光加工装置であって、
   前記移動手段の移動を停止させた時の前記加工光射出部の姿勢と基準姿勢とのズレの量を記憶する記憶手段と、
   前記被加工面に加工された加工跡の位置を検出する加工跡検出手段と、
   前記加工跡検出手段の検出結果から算出される前記ズレの量で、前記記憶手段に記憶されている前記ズレの量を更新する更新手段とを有し、
   前記加工制御手段は、前記副走査方向における各停止位置で、前記移動手段の停止位置を前記主走査方向のホームポジションから一方向へ順次移動させるとともに、前記記憶手段に記憶されているズレの量に基づいて加工光を照射する被加工面上の加工目標位置を補正することにより前記ズレによる加工位置誤差を補正し、前記加工処理を行うことを特徴とする光加工装置。
2. 請求項１に記載の光加工装置において、
   前記ズレは、前記加工対象物の被加工面に対して平行な方向、かつ、前記移動手段の移動方向に対して直交する方向に平行な回動軸回りの回動によるズレを含むことを特徴とする光加工装置。
3. 請求項１又は２に記載の光加工装置において、
   前記ズレは、前記移動手段の移動方向に平行な回動軸回りの回動によるズレを含むことを特徴とする光加工装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光加工装置において、
   前記ズレは、前記加工対象物の被加工面の法線方向に平行な回動軸回りの回動によるズレを含むことを特徴とする光加工装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光加工装置において、
   前記光走査手段は、前記光源からの加工光を二次元方向に走査することを特徴とする光加工装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光加工装置において、
   前記移動手段は、前記加工対象物の被加工面上における加工光の走査方向に対して平行な方向へ移動するものであり、
   前記加工制御手段は、前記移動手段の移動を前記各停止位置でそれぞれ停止させた状態で前記加工対象物の被加工面上を加工光が走査するときの各光走査領域が、該移動手段の移動方向に一部重複するように、該移動手段の停止動作を制御することを特徴とする光加工装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光加工装置において、
   前記加工制御手段は、前記移動手段の移動を前記各停止位置でそれぞれ停止させた状態で前記加工対象物の被加工面上を加工光が走査するときの各光走査領域が、該搬送手段による加工対象物搬送方向に一部重複するように、該搬送手段の停止動作を制御することを特徴とする光加工装置。

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