レーザ加工装置およびレーザ加工方法
【課題】 生産効率を低下させることなく加工対象物ＯＢを精度良く検査する。
【解決手段】 加工用レーザ光を加工対象物ＯＢに照射してレーザ加工するときに、加工用レーザ光とは光軸がずれた検査用レーザ光を照射する。検査用レーザ光は、加工対象物ＯＢがレーザ加工されない弱い強度であって、加工用レーザ光によるレーザ加工の直前部分を照射する。検査用レーザ光の反射光の強度が基準強度よりも下回っている時間が異常判定用基準時間以上となった場合には、加工対象物ＯＢに異常部（異物付着部や傷形成部）が存在すると判定する。従って、加工用レーザ光の強度に無関係に異常検出を行う事ができるので、検査精度が向上する。
【解決手段】 加工用レーザ光を加工対象物ＯＢに照射してレーザ加工するときに、加工用レーザ光とは光軸がずれた検査用レーザ光を照射する。検査用レーザ光は、加工対象物ＯＢがレーザ加工されない弱い強度であって、加工用レーザ光によるレーザ加工の直前部分を照射する。検査用レーザ光の反射光の強度が基準強度よりも下回っている時間が異常判定用基準時間以上となった場合には、加工対象物ＯＢに異常部（異物付着部や傷形成部）が存在すると判定する。従って、加工用レーザ光の強度に無関係に異常検出を行う事ができるので、検査精度が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工対象物にレーザ光を照射して、加工対象物の表面に微細なピット、連続した溝、または、反応跡を形成するレーザ加工装置およびレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、加工対象物にレーザ光を照射して、加工対象物の表面に微細なピット、連続した溝、または、反応跡を形成するレーザ加工装置が知られている。また、レーザ光照射により加工された加工状態を監視する機能を備えたレーザ加工装置も知られている。例えば、特許文献１に示されたレーザ加工装置においては、レーザ加工のために加工対象物に照射したレーザ光の反射光の強度を検出し、その反射光強度と閾値との比較に基づいて、加工対象物の加工状態を検査している。
【特許文献１】特開２００２−１５５５号公報
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、レーザ加工装置は、例えば、ピットを形成する場合においては、レーザ光の強度をパルス状に変化させて加工対象物に照射するため、反射光強度がハンチングする。また、レーザ加工を最適に行うために、レーザ光の強度を変化させることもある。このため、加工用レーザ光の反射光強度と閾値との比較に基づいて加工状態を検査しようとしても、閾値の設定が難しく、精度良い検査を行うことができない。
【０００４】
また、反射光強度に基づいて検出される加工状態の異常は、その原因が、加工対象物に付着している異物、あるいは、加工対象物に形成されている傷など加工対象物に起因するものが殆どである。そこで、レーザ加工の前に加工対象物の表面の異常（異物付着、傷等）を検査しておけば、レーザ加工時に上記検査を行う必要がなくなるが、今度は、製造工程の時間が増大してしまい生産効率が低下してしまう。また、新たに検査装置が必要となる。この結果、製造コストが増大してしまう。
【０００５】
また、加工対象物の表面の異常は、異物付着や傷等によるものであるため、加工対象物の一部の加工エリアにのみ発生しているケースが多い。しかしながら、特許文献１のレーザ加工装置では、単に、加工状態を検査するだけで、その異常が発生している箇所を特定できないため、異常が検出された場合には、加工対象物をそのまま廃棄処分する必要が生じる。このため、レーザ加工後に加工対象物を複数に分割して製品を作製する場合には、正常にレーザ加工され製品とすることができる部分まで廃棄されてしまうことになる。このため、生産効率が悪い。
【０００６】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、生産効率を低下させることなく加工対象物を精度良く検査することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、加工対象物をセットするためのセット部と、前記セット部を回転させる回転手段と、第１レーザ光源と第２レーザ光源とを有し、両光源から出射されたレーザ光を前記加工対象物に向けて照射する加工ヘッドと、前記第１レーザ光源に駆動信号を出力して前記加工対象物の表面をレーザ加工可能な強度の加工用レーザ光を前記第１レーザ光源から出射させる第１レーザ駆動回路と、前記第２レーザ光源に駆動信号を出力して前記加工対象物の表面がレーザ加工されない強度の検査用レーザ光を前記第２レーザ光源から出射させる第２レーザ駆動回路と、前記第１レーザ光源から出射された加工用レーザ光の照射位置が、前記加工対象物の表面上を、前記セット部の回転により形成される照射移動軌跡に対して直交する方向に移動するように、前記セット部と前記加工ヘッドとの相対位置を変更する送り手段と、前記回転手段と前記送り手段との作動を制御しつつ、前記第１レーザ駆動回路を作動させて前記加工対象物の表面に加工用レーザ光を照射することにより、前記加工対象物の表面をレーザ加工する加工制御手段と、前記加工制御手段により前記加工対象物の表面をレーザ加工しているときに、前記第２レーザ駆動回路を作動させて前記加工対象物の表面に検査用レーザ光を照射する検査用レーザ光照射制御手段と、前記加工対象物の表面に照射した前記検査用レーザ光の反射光または透過光の強度を検出する光検出手段と、前記光検出手段により検出した反射光または透過光の強度に基づいて、前記加工対象物における異常を検出する異常検出手段とを備えたことにある。
【０００８】
本発明においては、第１レーザ光源と第２レーザ光源とを有する加工ヘッドを備えており、この加工ヘッドから、セット部にセット（固定）された加工対象物の表面にレーザ光を照射する。レーザ光の照射位置は、回転手段と送り手段との作動により移動する。回転手段は、セット部を回転させることにより、照射位置をセット部の回転軸周りに移動させる。送り手段は、セット部と加工ヘッドとの相対位置を変更してセット部の回転により形成される照射移動軌跡に対して直交する方向に照射位置を移動させる。この場合、セット部を固定しておいて加工ヘッドを移動させてもよいし、加工ヘッドを固定しておいてセット部を移動させてもよいし、両者を移動させるようにしてもよい。セット部としては、例えば、平板状の加工対象物を載置固定する円盤状テーブル、または、フィルム状の加工対象物を円筒外周面に捲いて固定し円筒軸周りに回転するドラム状固定治具などを用いることができる。送り手段の送り方向（セット部と加工ヘッドとの相対移動方向）は、円盤状テーブルの場合は、テーブル径方向となり、ドラム状固定治具の場合は、ドラム回転軸方向となる。
【０００９】
第１レーザ光源は、第１レーザ駆動回路から出力された駆動信号により作動して加工用レーザ光を出射して、加工対象物の表面をレーザ加工する。例えば、加工対象物の表面に微細なピット（断続的に形成される溝）、連続した溝、または、それらを形成するための反応跡（現像液等により変化する部分）を形成する。一方、第２レーザ光源は、第２レーザ駆動回路から出力された駆動信号により作動して検査用レーザ光を出射する。この検査用レーザ光は、加工対象物の表面に照射されても加工対象物が変化しない、つまり、レーザ加工されないように加工用レーザ光に比べて弱い強度に設定されている。
【００１０】
加工制御手段は、回転手段と送り手段との作動を制御して照射位置を移動させつつ、第１レーザ駆動回路を作動させる。これにより、加工対象物の表面がレーザ加工される。このレーザ加工中においては、検査用レーザ光照射制御手段が第２レーザ駆動回路を作動させる。これにより、加工対象物の表面に検査用レーザ光が照射される。光検出手段は、加工対象物に照射された検査用レーザ光の反射光または透過光の強度を検出する。尚、検査用レーザ光の透過光を検出する場合には、セット部として光の透過率の大きな回転テーブルを用い、加工対象物と回転テーブルとを透過した透過光を回転テーブルの裏面側で受光して、その強度を検出すればよい。
【００１１】
異常検出手段は、光検出手段により検出した反射光または透過光の強度に基づいて、加工対象物における異常を検出する。加工対象物の表面に異物が付着していたり傷が形成されていたりすると適正にレーザ加工できない。従って、こうした異物付着部や傷形成部を異常部とすることができる。加工対象物に異常部が存在すると、検査用レーザの反射光または透過光の強度が変化する。そこで、例えば、異常を判定するための閾値となる基準強度を予め設定しておき、検査用レーザの反射光または透過光の強度と、この基準強度とを比較することにより加工対象物の異常部を検出することができる。また、検査用レーザ光の反射光または透過光を受光する受光領域を複数に分割した光検出手段を設けて、各受光領域で検出した反射光または透過光の強度を使った演算式により得られる演算結果と、異常を判定するための基準値とを比較して、加工対象物の異常を検出するようにしてもよい。
【００１２】
検査用レーザ光は、加工対象物のレーザ加工に寄与しないため、その強度を異常検査に適した一定値に設定することができる。また、異常判定用の基準強度についても、検査用レーザ光の強度に応じた適正値に設定することができる。
【００１３】
この結果、本発明によれば、加工対象物の精度の良い検査を行うことができる。しかも、加工用レーザ光の照射によるレーザ加工と同時に検査用レーザ光を照射してその反射光あるいは透過光の強度から異常を検出するため、製造工程におけるタクトタイムの増加を招くことがなく、生産効率を維持することができる。また、検査装置を別途設ける必要がないため、設備コスト、設置スペースも不要となり、製造コストを抑えることができる。
【００１４】
また、本発明の他の特徴は、前記加工ヘッドは、前記第２レーザ光源から出射される検査用レーザ光を、前記加工用レーザ光により前記加工対象物がレーザ加工されていない部分に照射することにある。この場合、前記加工ヘッドは、前記加工対象物の表面に照射した前記検査用レーザ光のスポット位置を、前記加工用レーザ光により前記加工対象物がレーザ加工される位置の加工方向前方直近位置に設定するとよい。
【００１５】
本発明においては、第２レーザ光源から出射される検査用レーザ光が、加工用レーザ光により加工対象物がまだレーザ加工されていない部分に照射される。この場合、例えば、検査用レーザ光のスポット位置を、加工用レーザ光により加工対象物がレーザ加工される位置（加工用レーザ光のスポット位置）の加工方向前方直近位置に設定するとよい。従って、異常検出手段は、加工対象物の無垢の状態を検査することになる。レーザ加工状態の異常は、殆どが加工対象物の異常（異物付着や傷）に起因するものである。このため、レーザ加工状態を直接検査しなくても、加工対象物に形成された異常部を検出することで代用することができる。この場合、加工対象物に照射された検査用レーザ光の反射光あるいは透過光がレーザ加工跡の影響を受けないため、異常部を簡単にしかも精度良く検出することができる。
【００１６】
尚、検査用レーザ光のスポット位置を、加工用レーザ光により加工対象物がレーザ加工される位置（加工用レーザ光のスポット位置）の加工方向前方直近位置に設定した場合には、例えば、加工用レーザ光と検査用レーザ光とを光軸をずらして共通の対物レンズから照射することができ、光学系部材を兼用することができる。
【００１７】
また、本発明の他の特徴は、前記回転手段により回転する前記セット部の回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記送り手段による変更される前記セット部と前記加工ヘッドとの相対位置を送り位置として検出する送り位置検出手段と、前記光検出手段により検出した前記反射光または透過光の強度の履歴を記憶する光履歴記憶手段と、前記異常検出手段により前記加工対象物における異常が検出されたときの、前記回転角度検出手段により検出される回転角度と、前記送り位置検出手段により検出される送り位置と、前記光履歴記憶手段により記憶した反射光または透過光の強度の履歴とを異常検出情報として取得する異常検出情報取得手段と、前記異常検出情報取得手段により取得した異常検出情報に基づいて、前記加工対象物の異常箇所を表す異常箇所情報を作成する異常箇所情報作成手段とを備えたことにある。
【００１８】
本発明においては、回転角度検出手段がセット部の回転角度を検出し、送り位置検出手段がセット部と加工ヘッドとの相対位置を送り位置として検出し、光履歴記憶手段が光検出手段により検出した反射光または透過光の強度の履歴を記憶する。そして、異常検出情報取得手段は、この３つの手段（回転角度検出手段、送り位置検出手段、光履歴記憶手段）を使って、異常検出手段により加工対象物における異常が検出されたときのセット部の回転角度と、送り位置と、反射光または透過光の強度の履歴とを異常検出情報として取得する。この異常検出情報は、異常が検出されたときの加工対象物に対する検査用レーザ光の照射位置と、異常が検出されるときまでの反射光または透過光の強度の履歴とを表す。従って、加工対象物における異常箇所（異常の発生している領域）を特定できるものとなる。
【００１９】
そこで、異常箇所情報作成手段は、この異常検出情報に基づいて加工対象物の異常箇所を表す異常箇所情報を作成する。従って、本発明によれば、加工対象物における異常箇所を把握することができるため、レーザ加工終了後の工程において加工対象物を複数に分割して製品を作製する場合には、異常箇所を除いた部分を製品とすることができる。つまり、異常が検出されたからといって、そのまま加工対象物を廃棄処分してしまう必要はなく、正常部分を有効に利用することができる。この結果、生産効率が一層向上する。
【００２０】
また、本発明の他の特徴は、前記異常検出手段は、前記検出した反射光または透過光の強度が、予め設定した異常を判定するための閾値となる基準強度を境界として正常値側から異常値側の範囲に入り、その後、予め設定した異常判定用基準時間以上経過した後に、正常値側の範囲に戻った時に異常検出信号を出力するものであり、前記異常検出情報取得手段は、前記異常検出信号が出力されたときの前記回転角度検出手段により検出される回転角度と前記送り位置検出手段により検出される送り位置とを異常検出点情報として取得するとともに、前記異常検出信号が出力される直前の前記光履歴記憶手段に記憶されている反射光または透過光の強度の履歴を取得するものであり、前記異常箇所情報作成手段は、前記光履歴記憶手段に記憶されている反射光または透過光の強度が前記異常値側の範囲に入っている連続時間に基づいて前記加工対象物の回転方向における異常範囲長を計算し、その異常範囲長と前記異常検出点情報とから前記異常箇所情報を作成することにある。
【００２１】
本発明においては、検出した反射光または透過光の強度が、予め設定した異常を判定するための閾値となる基準強度を境界として正常値側から異常値側の範囲に入り、その後、予め設定した異常判定用基準時間以上経過した後に、正常値側の範囲に戻った時に異常検出手段が異常検出信号を出力する。異常判定用基準時間以上の時間経過を要件としているのは、検出した光強度が一時的なノイズにより変動して正常値側から外れ誤判定してしまうことを防止するためである。異常検出信号が出力された時点において検査用レーザ光が加工対象物を照射していた位置は、異常部の終了位置とみなすことができる。従って、異常検出信号が出力されたときの回転角度と送り位置とは、異常部の終了点を特定できる異常検出点情報となる。
【００２２】
異常検出情報取得手段は、異常検出信号が出力されたとき、この異常検出点情報と、異常検出信号が出力される直前の光履歴記憶手段に記憶されている反射光または透過光の強度の履歴を取得する。光履歴記憶手段に記憶されている反射光または透過光の強度が異常値側に入っている連続時間（例えば、一定のサンプリング周期で光強度データを記憶する場合にはデータの数）がわかれば、加工対象物の回転方向における異常部の長さを計算することができる。例えば、連続時間に検査用レーザ光の照射位置の線速度を乗じればよい。そこで、異常箇所情報作成手段は、光履歴記憶手段に記憶されている反射光または透過光の強度が異常値側の範囲に入っている連続時間に基づいて加工対象物の回転方向における異常範囲長を計算し、その異常範囲長と異常検出点情報とから異常箇所情報を作成する。従って、本発明によれば、加工対象物における異常箇所情報の作成が容易であり、また、精度の高い異常箇所情報を得ることができる。
【００２３】
また、本発明の他の特徴は、前記送り位置検出手段により検出される送り位置および前記回転角度検出手段により検出される回転角度に基づいて、前記加工用レーザ光の照射位置が前記加工対象物の外周部であって設定回転角度となるマーク形成目標位置となるように、前記送り手段と前記回転手段とを駆動制御するマーク位置移動制御手段と、前記第１レーザ駆動回路を作動させて、前記加工対象物のマーク形成目標位置に前記加工用レーザ光を照射し、前記加工対象物のマーク形成目標位置にマークを形成するマーク形成手段とを備えたことにある。
【００２４】
本発明においては、加工対象物の表面にマークを形成することにより、マークを基準として異常箇所を把握できるようにしている。このマークは、マーク形成手段がマーク目標形成位置に加工用レーザ光を照射することにより形成される。マーク形成目標位置は、加工用レーザ光の照射位置が、加工対象物の外周部となる位置で、かつ、セット部の回転角度が設定回転角度となる位置である。マークの形成に際して、マーク位置移動制御手段は、送り位置検出手段により検出される送り位置と回転角度検出手段により検出される回転角度とに基づいて、送り手段と回転手段とを駆動制御して加工用レーザ光の照射位置をマーク形成目標位置に合わせる。その後、マーク形成手段が加工用レーザ光を照射して加工対象物にマークを形成する。
【００２５】
従って、レーザ加工を使って異常箇所情報とマーク形成位置とを関連させることができる。このため、作業者は、このマークを基準として、どの位置にどの程度の大きさの異常部が存在するのかを知ることができる。また、レーザ加工時においてマークを形成することができるため、前もってマークが形成された加工対象物を用意する必要がなく、また、その加工対象物をセット部にセットするときにマークをセット部の所定位置に合わせる必要もなく、生産効率が向上する。
【００２６】
本発明の他の特徴は、前記セット部は、同一形状の複数の加工対象物を前記セット部の回転軸を中心とした同一円周上に配置して固定する固定治具を備え、前記複数の加工対象物の前記セット部に対する固定位置を検出する固定位置検出手段と、前記固定位置検出手段により検出されたそれぞれの加工対象物の固定位置に基づき、前記異常箇所情報作成手段により作成された異常箇所情報をそれぞれの加工対象物における座標に基づいた異常箇所情報に変換する異常箇所情報変換手段とを備えたことにある。
【００２７】
本発明においては、固定治具を使って複数の加工対象物をセット部に同一円周上に配置してレーザ加工を行うため生産効率が高い。この場合、異常箇所情報作成手段により作成された異常箇所情報は、セット部におけるレーザ光照射位置を座標として表したものであるため、複数の加工対象物をセット部に配置して一度にレーザ加工を行うシステムにおいては、異常箇所情報を各加工対象物の座標に変換する必要がある。そこで、固定位置検出手段は、複数の加工対象物のセット部に対する固定位置を検出する。そして、異常箇所情報変換手段は、検出した加工対象物の固定位置に基づいて、異常箇所情報をそれぞれの加工対象物における座標に基づいた異常箇所情報に変換する。この結果、異常箇所情報をそれぞれの加工対象物に適正に使うことができる。
【００２８】
本発明の他の特徴は、前記各加工対象物の外周部であって各加工対象物の中心と前記セット部の回転中心とを結ぶ直線上の位置をマーク形成目標位置として演算するマーク目標位置演算手段と、前記加工用レーザ光の照射位置が１つの加工対象物のマーク形成目標位置となるように、前記送り手段と前記回転手段とを駆動制御するマーク位置移動制御手段と、前記第１レーザ駆動回路を作動させて、前記１つの加工対象物のマーク形成目標位置に前記加工用レーザ光を照射し、前記加工対象物のマーク形成目標位置にマークを形成するマーク形成手段と、前記マーク位置移動制御手段による前記加工用レーザ光の前記マーク形成目標位置への移動と、前記マーク形成手段による前記加工対象物のマーク形成目標位置への前記加工用レーザ光の照射とを、前記各加工対象物のそれぞれに対して行うように、前記マーク位置移動制御手段と前記マーク形成手段とに指示する繰り返し手段とを備えたことにある。
【００２９】
本発明においては、セット部に同一円周上に配置された複数の加工対象物のそれぞれに対して、そのマーク形成目標位置に加工用レーザ光を照射してマークを形成する。マークを形成するに際して、マーク目標位置演算手段は、各加工対象物の外周部であって各加工対象物の中心とセット部の回転中心とを結ぶ直線上の位置をマーク形成目標位置として演算する。そして、マーク位置移動制御手段が、送り手段と回転手段とを駆動制御して加工用レーザ光の照射位置を１つの加工対象物のマーク形成目標位置に合わせ、マーク形成手段が、第１レーザ駆動回路を作動させてマーク形成目標位置に加工用レーザ光を照射し、加工対象物にマークを形成する。そして、繰り返し手段が、マーク位置移動制御手段によるマーク形成目標位置への移動と、マーク形成手段による加工用レーザ光の照射とを、各加工対象物のそれぞれに対して行うように両手段に指示する。これにより、各加工対象物に対して、マークを適正位置に形成することができる。尚、各加工対象物の外周部であって各加工対象物の中心とセット部の回転中心とを結ぶ直線上の位置は、セット部の回転中心から近い箇所と遠い箇所との２箇所存在するが、いずれか一方をマーク形成目標位置とすればよい。
【００３０】
また、本発明の他の特徴は、前記マーク形成手段は、前記異常検出手段により異常が検出された加工対象物に対してのみ前記マークを形成することにある。これによれば、異常が検出されなかった加工対象物にはマークを形成しないため、生産効率が一層向上する。また、作業者は、マークの有無により、加工対象物の異常部の有無を知ることができる。
【００３１】
また、本発明の他の特徴は、前記マーク形成手段は、前記送り手段により前記加工用レーザ光の照射位置を移動させながら前記第１レーザ駆動回路を作動させて前記加工用レーザ光を照射することにより、前記加工対象物の外周部に前記送り手段の送り方向に延びた直線状のマークを形成することにある。これによれば、マークの形成が容易であり、しかも、マークが直線状に形成されるため、マークの識別も容易となる。
【００３２】
更に、本発明の実施にあたっては、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
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、第１実施形態に係るレーザ加工装置１の概略システム構成図である。このレーザ加工装置１は、加工対象物ＯＢを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、レーザ加工され、最終的には、例えば反射防止膜や偏光板等の機能性材料として使用される。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およびフィードモータ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。
【００３４】
スピンドルモータ２２は、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検出信号を出力するエンコーダ２２ａが組み込まれている。この回転検出信号は、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と、所定の微少な回転角度ずつハイレベルとローレベルを繰り返すパルス列信号であって互いにπ／２だけ位相のずれたＡ相信号およびＢ相信号とからなる。
【００３５】
回転検出信号のうちインデックス信号は、回転角度検出回路５１に供給され、パルス列信号は、スピンドルモータ制御回路５３と回転角度検出回路５１とに供給される。スピンドルモータ制御回路５３は、コントローラ９０からの回転速度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（Ａ相信号およびＢ相信号）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９０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。
【００３６】
回転角度検出回路５１は、コントローラ９０からの指示により作動を開始し、エンコーダ２２ａから出力されるパルス列信号のパルス数をカウントし、そのカウント値からテーブル２１の回転角度を計算し、回転角度を表すデジタル信号を第２データ保存回路６２とコントローラ９０とに出力する。また、回転角度検出回路５１は、エンコーダ２２ａからインデックス信号を入力したときにパルス数のカウント値をゼロクリアする。つまり、インデックス信号が入力した時点のテーブル２１の回転角度を０°とする。
【００３７】
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。従って、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および支持部材２５は、スクリューロッド２４およびナットからなる送りネジ機構２０によりテーブル２１の径方向に変位する。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。
【００３８】
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と同様な回転検出信号（インデックス信号及びＡ相信号およびＢ相信号からなるパルス列信号）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は、フィードモータ制御回路５４と半径位置検出回路５２とに出力される。半径位置検出回路５２は、エンコーダ２３ａからのパルス列信号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（以下、半径位置と呼ぶ）を検出し、半径位置を表すデジタル信号を第３データ保存回路６３とコントローラ９０とに出力する。尚、半径位置検出回路５２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９０の指示によって行われる。
【００３９】
すなわち、コントローラ９０は、電源投入時に、フィードモータ制御回路５４に支持部材の初期位置への移動及び半径位置検出回路５２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５４は、フィードモータ２３を回転させて支持部材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。半径位置検出回路５２は、この支持部材２５の移動中、エンコーダ２３ａからのＡ相信号およびＢ相信号からなるパルス列信号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、半径位置検出回路５２はエンコーダ２３ａからのパルス列信号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、半径位置検出回路５２は、フィードモータ制御回路５４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５４をフィードモータ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、半径位置検出回路５２は、パルス列信号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また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である半径位置を算出し、半径位置を表す信号をフィードモータ制御回路５４、コントローラ９０、第３データ保存回路６３に出力し続ける。
【００４０】
フィードモータ制御回路５４は、コントローラ９０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る。具体的には、フィードモータ制御回路５４は、コントローラ９０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定されたときには、半径位置検出回路５２によって検出される半径位置を用いてフィードモータ２３の回転を制御し、検出される半径位置がコントローラ９０から指定された半径位置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５４は、コントローラ９０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からの回転検出信号からテーブル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９０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。
【００４１】
次に、加工ヘッド３０について説明する。加工ヘッド３０は、第１レーザ光源３１と第２レーザ光源４１とを備え、各光源３１，４１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、その反射光を別々に受光する構成となっている。第１レーザ光源３１から出射されるレーザ光は、主に加工対象物ＯＢをレーザ加工するために使用され、第２レーザ光源４１から出射されるレーザ光は、加工対象物ＯＢをレーザ加工できない弱い強度に調整され加工対象物ＯＢの異常を検出するために使用される。以下、第１レーザ光源３１から出射されるレーザ光を加工用レーザ光と呼び、第２レーザ光源４１から出射されるレーザ光を検査用レーザ光と呼ぶ。尚、第１レーザ光源３１は、フォーカスサーボを開始するときには、後述する第１レーザ駆動回路７１からの駆動信号の調整により、加工対象物ＯＢをレーザ加工できない弱い強度（以後、非加工強度と呼ぶ）のレーザ光をも出射できるようになっている。第１レーザ光源３１から非加工強度のレーザ光を出射する場合についてのみ、そのレーザ光を非加工用レーザ光と呼ぶ。
【００４２】
加工ヘッド３０は、第１レーザ光源３１、第１コリメートレンズ３２、第１偏光ビームスプリッタ３３、ダイクロイックミラー３４、１／４波長板３５、対物レンズ３６、第１集光レンズ３７、シリンドリカルレンズ３８、第１フォトディテクタ３９、フォーカスアクチュエータ４０、第２レーザ光源４１、第２コリメートレンズ４２、第２偏光ビームスプリッタ４３、第２集光レンズ４４、第２フォトディテクタ４５などを備えている。第１レーザ光源３１から出射した加工用レーザ光は、第１コリメートレンズ３２、第１偏光ビームスプリッタ３３、ダイクロイックミラー３４、１／４波長板３５、対物レンズ３６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の表面に集光した加工用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３６、１／４波長板３５、ダイクロイックミラー３４をそのまま通過し、第１偏光ビームスプリッタ３３に入射し、第１偏光ビームスプリッタ３３によって反射されて第１集光レンズ３７に入射する。第１集光レンズ３７は、第１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３８を介して第１フォトディテクタ３９に集光する。
【００４３】
第２レーザ光源４１は、第１レーザ光源３１とは異なる波長のレーザ光を出射する。第２レーザ光源４１から出射した検査用レーザ光は、第２コリメートレンズ４２および第２偏光ビームスプリッタ４３を介してダイクロイックミラー３４に入射する。ダイクロイックミラー３４は、第１レーザ光源３１から出射された加工用レーザ光およびその反射光に対してはそのまま通過させるが、第２レーザ光源４１から出射された検査用レーザ光に対しては反射させる。ダイクロイックミラー３４で反射した検査用レーザ光は、１／４波長板３５、対物レンズ３６を通過して加工対象物ＯＢの表面に集光される。つまり、検査用レーザ光は、加工用レーザ光と合成されて１／４波長板３５、対物レンズ３６を通過して加工対象物ＯＢの表面に集光される。
【００４４】
この場合、ダイクロイックミラー３４を反射した検査用レーザの光軸は、第１レーザ光源３１から出射されダイクロイックミラー３４を通過した加工用レーザの光軸に対して加工対象物ＯＢの回転方向とは逆方向に僅かに傾けられている。従って、第２レーザ光源４１から出射される検査用レーザ光は、第１レーザ光源３１から出射される加工用レーザ光により加工対象物ＯＢに照射されるスポット位置よりも加工対象物ＯＢの回転方向とは逆方向に僅かに離れた位置に集光される。本実施形態においては、例えば、２つのレーザ光の集光位置の離隔が５０μｍ程度に設定される。
【００４５】
検査用レーザ光の加工対象物ＯＢからの反射光は、対物レンズ３６、１／４波長板３５を通過し、ダイクロイックミラー３４で反射する。従って、検査用レーザ光の反射光は、ダイクロイックミラー３４で加工用レーザ光の反射光と分離される。ダイクロイックミラー３４で反射した反射光は、第２偏光ビームスプリッタ４３によって反射されて第２集光レンズ４４に入射する。第２集光レンズ４４は、第２偏光ビームスプリッタに４３よる反射光を第２フォトディテクタ４５に集光する。第２フォトディテクタ４５は、第２偏光ビームスプリッタ４３によって反射された検査用レーザ光の強度に応じた信号を出力する。
【００４６】
第１レーザ光源３１は、コントローラ９０によって作動制御される第１レーザ駆動回路７１によって駆動される。また、第２レーザ光源４１は、コントローラ９０によって作動制御される第２レーザ駆動回路７２によって駆動される。第１レーザ駆動回路７１は、発光信号供給回路７３により第１レーザ光源３１への駆動信号の出力形態が制御される。
【００４７】
発光信号供給回路７３は、コントローラ９０から加工模様を表すデータを入力して、レーザ加工中に、そのデータに対応したパルス列信号、あるいは、連続信号を第１レーザ駆動回路７１に供給する。発光信号供給回路７３は、加工対象物ＯＢの表面に複数の微細ピットを列状に形成する場合には、そのピットの長さ、ピットの形成間隔に応じた時間幅のハイレベル信号とローレベル信号からなるパルス列信号を出力し、加工対象物ＯＢの表面に連続した溝を形成する場合には、連続したハイレベル信号を出力する。
【００４８】
第１レーザ駆動回路７１は、コントローラ９０からの指令に基づいて、第１レーザ光源３１に対して指定された強度のレーザ光を出射するための電流および電圧を供給する。第１レーザ駆動回路７１は、コントローラ９０から非加工強度のレーザ照射開始の指令を入力した場合には、それに応答して低レベル（すなわち非加工レベル）の直流信号からなる駆動信号を第１レーザ光源３１に出力する。この非加工レベルは、第１レーザ光源３１から出射されるレーザ光の加工対象物ＯＢの表面への照射によって加工対象物ＯＢの表面が変化しない（レーザ加工されない）程度に低く、かつ、後述するフォーカスサーボ制御を可能とするレベルに設定されている。
【００４９】
また、第１レーザ駆動回路７１は、コントローラ９０から加工強度のレーザ照射開始の指令を入力した場合には、それに応答して高レベル（すなわち加工レベル）のパルス列信号あるいは直流信号からなる駆動信号を第１レーザ光源３１に出力する。高レベルの駆動信号の波形は、発光信号供給回路７３から入力した信号に応じて設定され、例えば、発光信号供給回路７３から入力した信号がパルス列信号であれば、そのパルス信号波形に応じた波形で駆動信号を出力する。この加工レベルは、第１レーザ光源３１から出射されるレーザ光の加工対象物ＯＢの表面への照射によって加工対象物ＯＢの表面がレーザ加工され、かつ、後述するフォーカスサーボ制御を可能とするレベルに設定されている。
【００５０】
加工用レーザ光の加工対象物ＯＢの表面からの反射光は、対物レンズ３６、１／４波長板３５、ダイクロイックミラー３４、第１偏光ビームスプリッタ３３、第１集光レンズ３７、シリンドリカルレンズ３８を介して、第１フォトディテクタ３９に導かれ受光される。第１フォトディテクタ３９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。第１フォトディテクタ３９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。
【００５１】
第１フォトディテクタ３９から出力される受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は、第１信号増幅回路７４に入力される。第１信号増幅回路７４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７５に出力する。フォーカスエラー信号生成回路７５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７６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。
【００５２】
フォーカスサーボ回路７６は、コントローラ９０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７７に出力する。ドライブ回路７７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４０を駆動制御して、対物レンズ３６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）となるようにドライブ回路７７を駆動することにより、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。
【００５３】
第２レーザ駆動回路７２は、コントローラ９０からの指令に基づいて、第２レーザ光源４１に対して、検査レベルの直流信号からなる駆動信号を第２レーザ光源４１に出力する。この検査レベルは、第２レーザ光源４１から出射されるレーザ光(検査用レーザ光）の加工対象物ＯＢの表面への照射によって加工対象物ＯＢの表面が変化しない（レーザ加工されない）程度に弱く設定されている。
【００５４】
検査用レーザ光の加工対象物ＯＢの表面からの反射光は、対物レンズ３６、１／４波長板３５、ダイクロイックミラー３４、第２偏光ビームスプリッタ４３、第２集光レンズ４４を介して、第２フォトディテクタ４５に導かれ受光される。第２フォトディテクタ４５は、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として出力する。つまり、受光した光の強度が大きいほど大きな波高値となる受光信号を出力する。第２フォトディテクタ４５から出力される受光信号は、第２信号増幅回路８１に入力される。第２信号増幅回路８１は、入力した受光信号を適切な信号レベルにまで増幅してＡ／Ｄ変換器８２およびエラー判定回路８３に出力する。
【００５５】
Ａ／Ｄ変換器８２は、第２信号増幅回路８１から出力された受光信号を入力し、クロック信号発生回路８４から出力されるクロック信号に基づく所定のサンプリング周期で受光信号の波高値（光の強度に相当する信号の値）をデジタルデータに変換し第１データ保存回路６１に出力する。従って、第１データ保存回路６１には、検査用レーザ光の反射光の強度を表すデジタルデータが所定のサンプリング周期で入力される。クロック信号発生回路８４は、コントローラ９０から指示を受けて作動開始し、所定周期のパルス列信号をＡ／Ｄ変換器８２に出力する。
【００５６】
エラー判定回路８３は、コントローラ９０から指示を受けると作動開始する。エラー判定回路８３は、２値化回路と時間計測回路とを備えており、第２信号増幅回路８１から入力した受光信号を２値化回路にてハイレベル信号とローレベル信号とからなる２値化信号に変換する。つまり、図２に示すように、受光信号の波高値が予め設定した基準値以上であればハイレベル信号を、基準値未満であればローレベル信号に変換する。そして、時間計測回路を用いて２値化信号のローレベル信号の長さ（連続時間）を計測し、計測した長さが、予め設定した設定長さ（異常判定用基準時間）を超える場合には、ローレベル信号の終了時点（ハイレベル信号に切り替わる時）にエラー検出を表す信号（以下、エラー検出信号と呼ぶ）を出力する。つまり、受光信号の波高値が予め設定した基準値を下回る方向にクロスした場合、その下回った時点から、次に、受光信号の波高値が基準値を上回る方向にクロスするまでの時間を計測し、その計測時間が異常判定用基準時間を超える場合には、エラー検出信号を出力する。この異常判定用基準時間の経過をエラー判定の要件に加えている理由は、瞬時的な信号ノイズの影響を除去するためである。エラー検出信号は、第１データ保存回路６１、第２データ保存回路６２、第３データ保存回路６３に出力される。
【００５７】
本実施形態のレーザ加工装置１においては、後述するように、加工対象物ＯＢをセットしたテーブル２１を回転させながら半径方向に送り移動させている状態で、加工ヘッド３０の第１レーザ光源３１から加工用レーザ光を照射することにより加工対象物ＯＢの表面をレーザ加工する。レーザ光は、発光信号供給回路７３からの信号にしたがって照射される。このため、連続照射であれば加工対象物ＯＢの表面に連続した微細溝が螺旋状に形成され、断続照射であれば、加工対象物ＯＢの表面に複数の微細ピットが螺旋状に配置されて形成される。従って、加工ヘッド３０から照射される加工用レーザ光の強度は、一定の場合もあれば、パルス状の波形になる場合もある。また、レーザ加工を最適に行うために、加工用レーザ光の強度は、コントローラ９０から第１レーザ駆動回路７１への指令により適宜調整される。
【００５８】
加工対象物ＯＢの表面に異物が付着していたり傷が形成されていたりすると、その部分（以下、異物付着部や傷の形成部を異常部と呼ぶ）については適正にレーザ加工できない。レーザ加工不良の原因は、ほとんどの場合、こうした加工対象物ＯＢに起因する。加工対象物ＯＢの表面に異物が付着していたり傷が形成されていたりすると、レーザ光の反射光強度が下がる。従って、レーザ光の反射光強度に基づいて加工対象物ＯＢの異常を検出することができる。
【００５９】
この場合、加工用レーザ光の反射光強度の低下に基づいて異常を検出しようとすると、高い検出精度を得ることができない。なぜなら、加工対象物ＯＢにピットを形成する場合には、パルス状のレーザ光を加工対象物ＯＢに照射するため、その反射光強度も強弱がハンチングし、異常判定するための基準値（閾値）を適切に設定することが難しいからである。また、加工対象物ＯＢの種類やレーザ加工の種類によってもレーザ光の強度が適宜調整されるため、この点においても異常判定するための基準値の設定は難しい。
【００６０】
そこで本実施形態においては、レーザ加工されない一定強度の検査用レーザ光を出射する第２レーザ光源を加工ヘッド３０に設け、その検査用レーザ光の反射光の強度に基づいて異常を検出する構成を採用している。この場合には、検査用レーザ光の強度が一定であるため、反射光強度を比較する異常判定用の基準値の設定が容易となる。
【００６１】
加工対象物ＯＢの表面に異常部が存在すると、反射光強度を表す受光信号の波高値が基準値を下回る（図２の時刻ｔ１）。そして、検査用レーザ光の照射位置が異常部を通過し終えると、受光信号の波高値が復帰して基準値を上回る（図２の時刻ｔ２）。エラー判定回路８３においては、受光信号の波高値が基準値を下回っている期間（時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間）だけ２値化回路からローレベル信号を出力し、時間計測回路によりローレベル信号の長さ（連続時間）を計測する。そして、ローレベル信号の長さが設定長さ（異常判定用基準時間）を越える場合には、受光信号の波高値が基準値にまで復帰した時点でエラー検出信号を出力する。
【００６２】
尚、稀ではあるが、異常部の種類によっては、反射光強度のレベルが上昇する場合がある。そこで、上記基準値（以下、第１基準値と呼ぶ）と、それよりも高いレベルとなる第２基準値との２つの基準値を用いて、受光信号の波高値を比べるようにしてもよい。例えば、エラー判定回路８３に、上記２つの基準値の間を正常範囲として、受光信号の波高値がこの正常範囲に入っているときにハイレベル信号を出力し、正常範囲から外れているときにローレベル信号を出力する２値化回路を設ける。そして、２値化回路がローレベル信号を出力し、そのローレベル信号が設定長さ（異常判定用基準時間）を越えた場合に、２値化回路がハイレベル信号に切り替わった時点でエラー検出信号を出力する。
【００６３】
第１データ保存回路６１は、コントローラ９０から指示を受けると作動開始する。第１データ保存回路６１は、内部にメモリを備え、Ａ／Ｄ変換器８２から出力される反射光の強度（波高値に相当する）を表すデジタルデータをメモリに逐次記憶していき、記憶したデジタルデータのデータ数が設定数Ｎ（例えば、１０万個）に達すると、再び、その先頭の記憶領域（最も古いデータの記憶されている記憶領域）から順番に最新のデジタルデータを記憶していく（上書き）。第１データ保存回路６１は、Ｎ個のデジタルデータを記憶する記憶領域を１つの記憶ブロックとして、複数の記憶ブロックを備えている。そして、エラー判定回路８３からエラー検出信号が出力されていないあいだは、第１記憶ブロックのみを使って、最新のＮ個分の反射光の強度を表すデジタルデータを記憶し、エラー判定回路８３からエラー検出信号が入力すると、その記憶ブロックのなかの最も新しいデジタルデータが記憶されている記憶領域、つまり、最後に記憶したデジタルデータの記憶領域の次の記憶領域（あるいは所定数あとの記憶領域）に識別フラグデータを記憶し、それ以降、第１記憶ブロックにはデータ記憶を行わないようにする。
【００６４】
第１データ保存回路６１は、第１記憶ブロックに識別フラグデータを記憶すると、以降、第２記憶ブロックを使って、Ａ／Ｄ変換器８２から出力されるデジタルデータを、その先頭の記憶領域から逐次記憶していく。そして、エラー判定回路８３からエラー検出信号が入力するたびに、識別フラグデータを、最後に記憶したデジタルデータの記憶領域の次の記憶領域に記憶し、データ記憶するための記憶ブロックを新たな記憶ブロックに変更する。
【００６５】
このようにして、第１データ保存回路６１は、エラー検出信号を入力するたびに、エラー検出信号入力直前の最大で（Ｎ−１）個のデジタルデータを記憶する。従って、各記憶ブロックに記憶されたデジタルデータから、反射光の強度の履歴（エラー検出信号を入力するまでの所定期間の履歴）がわかるようになっており、この反射光の強度の履歴から受光信号の波高値が基準値を下回った時点（図２の時刻ｔ１）も検出することができる。第１データ保存回路６１は、コントローラ９０からデータ出力指令が入力すると、各記憶ブロックに記憶したデジタルデータをコントローラ９０へ出力する。以下、第１データ保存回路６１に記憶されたデジタルデータを波高値データと呼ぶ。
【００６６】
第２データ保存回路６２は、コントローラ９０から指示を受けると作動開始する。第２データ保存回路６２は、内部にメモリを備え、回転角度検出回路５１から入力される回転角度に相当するデジタルデータを、エラー判定回路８３からエラー検出信号が入力するたびに記憶する。そして、コントローラ９０からデータ出力指令が入力すると、メモリに記憶したデジタルデータをコントローラ９０へ出力する。以下、第２データ保存回路６２に記憶されたデジタルデータを回転角度データと呼ぶ。
【００６７】
第３データ保存回路６３は、コントローラ９０から指示を受けると作動開始する。第３データ保存回路６３は、内部にメモリを備え、半径位置検出回路５２から入力される半径位置（テーブル２１の半径方向への送り位置）に相当するデジタルデータを、エラー判定回路８３からエラー検出信号が入力するたびに記憶する。そして、コントローラ９０からデータ出力指令が入力すると、メモリに記憶したデジタルデータをコントローラ９０へ出力する。以下、第３データ保存回路６３に記憶されたデジタルデータを半径位置データと呼ぶ。
【００６８】
このように、第１，第２，第３データ保存回路６１，６２，６３を設けたことにより、加工対象物ＯＢに存在する異常部の位置を特定することができる。つまり、加工対象物ＯＢの異常部の回転方向位置（テーブル２１の回転方向における位置）を第２データ保存回路６２に記憶した回転角度データから特定でき、半径方向の位置（加工対象物ＯＢの中心から半径方向の距離）を第３データ保存回路６３に記憶した半径位置データから特定できる。この位置は、エラー判定回路８３からエラー検出信号が出力された時点におけるレーザ光の照射位置となるため、異常部の終了位置を特定するものである。以下、異常部の終了位置における加工対象物ＯＢの回転中心（テーブル２１の回転中心と等しい）からの距離をエラー位置半径ｒとよび、基準回転位置に対する加工対象物ＯＢの回転角度（テーブル２１の回転角度）をエラー位置角度θと呼ぶ。また、このエラー位置半径ｒとエラー位置角度θにより特定される異常部の終了位置（ｒ、θ）をエラー検出点と呼ぶ。
【００６９】
一方、第１データ保存回路６１には、エラー判定回路８３からエラー検出信号が出力される直前の波高値データの履歴が記憶されているため、この履歴を参照して、異常部の回転方向における長さ（円弧の長さ、以下、エラー長さＬと呼ぶ）を特定することができる。つまり、記憶されている波高値データのうち、波高値が基準値よりも下回っている期間が、エラー長さＬに対応したものとなる。エラー長さＬは、波高値が基準値より下回っているデータの数をｕ、第１データ保存回路６１に波高値データが記憶されるサンプリング間隔をｔ（秒）、加工対象物ＯＢに対するレーザスポットの回転線速度をｖとすると、Ｌ＝ｕ×ｔ×ｖにて求めることができる。
【００７０】
コントローラ９０は、第１，第２，第３データ保存回路６１，６２，６３に記憶された波高値データ，回転角度データ，半径位置データを取り込み、上述したような演算処理を行うことにより、加工対象物ＯＢの異常部の位置を求める。このコントローラ９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えた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。コントローラ９０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９１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９２とが接続されている。
【００７１】
次に、レーザ加工装置１の動作を説明する。作業者は、レーザ加工装置１の図示しない電源スイッチをオンして、図１に示す各種回路の作動を開始させる。電源投入時には、コントローラ９０は、図示しないプログラムの実行により、半径位置検出回路５２およびフィードモータ制御回路５４に対して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５４は、フィードモータ２３を回転させてテーブル２１を駆動限界位置である初期位置に移動させる。テーブル２１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、半径位置検出回路５２はエンコーダ２３ａからのパルス列信号の入力停止を検出して、カウント値を「０」にリセットし、フィードモータ制御回路５４に出力停止のための信号を出力して初期設定が完了する。
【００７２】
次に、コントローラ９０は、図示しないプログラムの実行により、表示装置９２を用いて、加工対象物ＯＢの加工に必要な加工データの入力を作業者に促す。作業者は、入力装置９１を用いて、加工対象物ＯＢのシリアルナンバー、レーザ加工開始半径位置、レーザ加工終了半径位置、半径方向の加工ピッチ、加工対象物ＯＢに対するレーザスポットの回転線速度、溝加工またはピット加工の指定、ピット加工の場合には回転方向のピット間隔などを入力する。コントローラ９０は、入力された加工データを内部の記憶装置に記憶する。尚、加工データがコントローラ９０内に記憶されている場合には、この処理を省略してもよい。
【００７３】
このような初期処理の実行後、レーザ加工ルーチンが開始される。図３は、レーザ加工ルーチンを示すフローチャートである。このレーザ加工ルーチンは、コントローラ９０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶されており、ステップＳ１０にて開始される。コントローラ９０は、まず、ステップＳ１２において、フィードモータ制御回路５４に前記入力されたレーザ加工開始半径位置に移動するように指示する。フィードモータ制御回路５４は、半径位置検出回路５２によって検出された半径位置を入力しながら、レーザ光の照射位置がレーザ加工開始半径位置に一致するまで、フィードモータ２３の回転を制御してテーブル２１を移動する。半径位置検出回路５２によって検出された半径位置がレーザ加工開始半径位置に等しくなると、フィードモータ制御回路５４はフィードモータ２３の回転を停止する。これにより、レーザ光の照射位置がレーザ加工開始半径位置にまで移動する。
【００７４】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１４において、前記入力されたレーザ加工開始半径位置および回転線速度を用いて、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をスピンドルモータ制御回路５３に出力するとともにスピンドルモータ２２の回転開始を指示する。スピンドルモータ制御回路５３は、エンコーダ２２ａからのＡ相信号およびＢ相信号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９０から入力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の回転制御を開始する。尚、コントローラ９０は、回転開始指示を出力した後は、本ルーチンとは別の割り込みルーチンにより、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５３に出力する。
【００７５】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１６において、第１レーザ駆動回路７１に対して非加工用レーザ光照射の開始を指示する。これにより、第１レーザ駆動回路７１は、第１レーザ光源３１に対して、非加工レベルの駆動信号の出力を開始する。第１レーザ光源３１は、この駆動信号により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第１フォトディテクタ３９によって検出される。この場合、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。
【００７６】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１８において、フォーカスサーボ回路７６と図示していないフォーカスアクチュエータ４０を駆動する回路とＳ字検出回路に作動開始を指示する。第１フォトディテクタ３９によって検出された反射光に応じた受光信号は第１信号増幅回路７４を介してフォーカスエラー信号生成回路７５に供給されており、フォーカスエラー信号生成回路７５は光スポットからの反射光に応じたフォーカスエラー信号をフォーカスサーボ回路７６に出力している。フォーカスアクチュエータ４０が駆動するとレーザ光の焦点位置が加工対象物ＯＢの表面に一致する近傍でフォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）がＳ字状に変化する。このＳ字状に変化する範囲の中間付近のタイミングで、フォーカスサーボ回路７６は、フォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）の値が一定値（例えば、ゼロ）になるように、ドライブ回路７７に制御信号を出力してフォーカスアクチュエータ４０の駆動制御を開始する。つまり、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、第１レーザ光源３１から出射されるレーザ光の光軸方向に対物レンズ３６を駆動する。
【００７７】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２０において、第２レーザ駆動回路７２に対して検査用レーザ光の照射開始を指示する。これにより、第２レーザ駆動回路７２は、第２レーザ光源４１に対して、検査レベルの一定の駆動信号の出力を開始する。第２レーザ光源４１は、この駆動信号により検査用レーザ光を出射する。これにより加工対象物ＯＢの表面に検査用レーザ光の光スポットが、非加工用レーザ光の光スポットに近接して形成され、その反射光が第２フォトディテクタ４５によって検出される。この場合、加工対象物ＯＢは、検査用レーザ光の照射によっては加工されない。
【００７８】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２２において、第１レーザ駆動回路７１に対して加工用レーザ光の照射開始を指示し、発光信号供給回路７３に信号の出力を指示する。これにより、第１レーザ駆動回路７１は、第１レーザ光源３１に出力していた駆動信号を、非加工レベルから加工レベルに切り替え、発光信号供給回路７３から供給される信号の波形に応じた波形にする。こうして、第１レーザ光源３１は、加工レベルに対応した加工用レーザ光を出射する。従って、加工対象物ＯＢには加工用レーザ光が照射され、加工対象物ＯＢのレーザ加工が開始される。
【００７９】
第２レーザ光源４１から出射される検査用レーザ光の光軸は、第１レーザ光源３１から出射される加工用レーザ光の光軸に対して加工対象物ＯＢの回転方向とは逆方向に僅かに傾けられている。このため、加工対象物ＯＢの表面に形成される検査用レーザ光の光スポットと加工用レーザ光の光スポットとは重ならず、検査用レーザ光の光スポット位置が、加工用レーザ光の光スポットの加工方向の僅かに前方位置となる。従って、検査用レーザ光は、加工用レーザ光により加工対象物ＯＢがレーザ加工される直前位置を照射することになる。換言すれば、加工対象物ＯＢの表面において、検査用レーザ光の光スポット位置の移動軌跡を後からトレースするように加工用レーザ光の光スポット位置が移動する。
【００８０】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２４において、フィードモータ制御回路５４に対して、半径方向への移動開始を指示する。この場合、コントローラ９０は、前記入力された回転線速度および加工ピッチ、半径位置検出回路５２から取り込んだ半径位置に基づいて移動速度を計算し、フィードモータ制御回路５４に対して移動速度を指示する。フィードモータ制御回路５４は、エンコーダ２３ａからのＡ相信号およびＢ相信号を用いてフィードモータ２３の半径方向の移動速度を計算し、この計算した移動速度がコントローラ９０から指示された移動速度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。この結果、テーブル２１は、指示された移動速度で半径方向に移動し始める。尚、コントローラ９０は、半径方向への移動開始を指示した後は、本ルーチンとは別の割り込みルーチンにより、テーブル２１の移動速度の計算を繰り返し、その都度、計算した移動速度をフィードモータ制御回路５４に出力する。
【００８１】
こうして、テーブル２１の回転と半径方向への移動とにより、加工対象物ＯＢと加工ヘッド３０との相対位置が変化し、加工用レーザ光と検査用レーザ光の照射位置が加工対象物ＯＢの表面を螺旋状に移動していく。従って、加工用レーザ光の照射軌跡に沿って加工対象物ＯＢの表面にレーザ加工が施されると同時に、レーザ加工直前の加工対象物ＯＢの表面に検査用レーザ光が照射される。
【００８２】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２６において、エラー判定回路８３、クロック信号発生回路８４、回転角度検出回路５１に対して作動開始の指示を行うとともに第１〜第３データ保存回路６１，６２，６３に対して記憶開始の指示を行う。この指示により、加工対象物ＯＢの異常検査が開始される。エラー判定回路８３は、コントローラ９０からの指示により作動開始し、第２フォトディテクタ４５で受光された検査用レーザ光の受光信号を第２信号増幅回路８１を介して入力し、受光信号の波高値と予め設定した異常判定用の基準値とを比較する。そして、波高値が基準値を下回っている連続時間が設定時間を超える場合には、加工対象物ＯＢの表面に異常部が存在していると判定する。異常部が存在していると判定した場合には、波高値が基準値に到達したときにエラー検出信号を第１〜第３データ保存回路６１，６２，６３に出力する。
【００８３】
クロック信号発生回路８４は、コントローラ９０からの指示により作動開始し、Ａ／Ｄ変換器８２にクロック信号を出力する。これにより、Ａ／Ｄ変換器８２は、クロック信号に基づくサンプリング周期で、第２信号増幅回路８１から出力される受光信号の波高値をデジタルデータの波高値データに変換して第１データ保存回路６１に出力する。第１データ保存回路６１も、コントローラ９０からの指示により作動を開始して、Ａ／Ｄ変換器８２から出力される波高値データをメモリに逐次記憶していく。第１データ保存回路６１は、上述したようにエラー検出信号を入力していないあいだは、第１記憶ブロックのみを使って最新Ｎ個分の波高値データを記憶し、エラー検出信号が入力するたびに、識別フラグデータを、最後に記憶した波高値データの記憶領域の次の記憶領域に記憶し、データ記憶するための記憶ブロックを新たな記憶ブロックに変更していく。
【００８４】
回転角度検出回路５１は、コントローラ９０からの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のパルス数のカウント値からテーブル２１の回転角度を計算し、回転角度を表すデジタルデータ（回転角度データ）を第２データ保存回路６２とコントローラ９０とに出力する。第２データ保存回路６２も、コントローラ９０からの指示により作動を開始して、回転角度検出回路５１から出力される回転角度データを入力する。そして、エラー判定回路８３からエラー検出信号が入力するたびに、そのときの回転角度データをメモリに記憶していく。
【００８５】
第３データ保存回路６３は、コントローラ９０からの指示により作動を開始して、半径位置検出回路５２から出力されるデジタルデータ（半径位置データ）を入力する。そして、エラー判定回路８３からエラー検出信号が入力するたびに、そのときの半経位置データをメモリに記憶していく。
【００８６】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２８において、半径位置検出回路５２から出力される半径位置データを取り込み、ステップＳ３０において、加工終了半径位置に到達したか否かを判断する。加工終了半径位置は、作業者がレーザ加工開始にあたって入力設定した値である。ステップＳ２８，Ｓ３０の処理は、半径位置検出回路５２により検出される半径位置が加工終了半径位置に一致するまで繰り返される。従って、この間は、加工用レーザ光照射による加工対象物ＯＢのレーザ加工と、検査用レーザ光照射による加工対象物ＯＢの異常検査が同時に継続されることとなる。
【００８７】
半径位置検出回路５２により検出される半径位置が加工終了半径位置に達すると（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、コントローラ９０は、ステップＳ３２において、フォーカスサーボ回路７６に作動停止を指示して、フォーカスサーボ回路７６によるフォーカスサーボ制御を停止させる。次に、コントローラ９０は、ステップＳ３４において、第２レーザ駆動回路７２に対して検査用レーザ光の照射停止を指示する。これにより、第２レーザ駆動回路７２は、それまで第２レーザ光源４１に出力していた検査レベルの駆動信号の出力を停止する。従って、加工対象物ＯＢの表面に照射されていた検査用レーザ光の照射が停止される。
【００８８】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ３６において、第１レーザ駆動回路７１に対して加工用レーザ光の照射停止を指示する。これにより、第１レーザ駆動回路７１は、第１レーザ光源３１に出力していた加工レベルの駆動信号の出力を停止する。従って、それまで加工対象物ＯＢの表面に照射されていた加工用レーザ光の照射が停止される。
【００８９】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ３８において、エラー判定回路８３、クロック信号発生回路８４に対して作動停止を指示する。これにより、エラー判定回路８３は、検査用レーザ光の反射強度に基づく異常判定処理を停止する。また、クロック信号発生回路８４は、Ａ／Ｄ変換器８２に出力していたクロック信号を停止する。従って、Ａ／Ｄ変換器８２は、波高値データを第１データ保存回路６１に出力しなくなる。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ３９において、スピンドルモータ制御回路５３に対して回転停止を指示する。これにより、スピンドルモータ制御回路５３は、スピンドルモータ２２の回転駆動を停止し、スピンドルモータ２２の回転は停止する。
【００９０】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ４０において、第１〜第３データ保存回路６１，６２，６３に対してデータ記憶の停止を指示するとともに、第１〜第３データ保存回路６１，６２，６３に記憶されている波高値データ、回転角度データ、半径位置データをコントローラ９０内のメモリ（ＲＡＭ）に取り込む。これに伴って、第１〜第３データ保存回路６１，６２，６３に記憶されていた各データは消去される。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ４２において、エラーデータが存在するか否かを判断する。上述した加工対象物ＯＢの検査中にエラー判定回路８３からエラー検出信号が出力された場合、第２データ保存回路６２、第３データ保存回路６３には回転角度データ、半径位置データがそれぞれ記憶される。従って、先のステップＳ４０にて第２データ保存回路６２、第３データ保存回路６３からデータを取り込んだときに、回転角度データ、半径位置データが存在していた場合にはエラーデータが存在していると判定し、回転角度データ、半径位置データが存在していなかった場合にはエラーデータが存在していないと判定する。コントローラ９０は、エラーデータが存在しないと判断した場合（Ｓ４２：Ｎｏ）、ステップＳ４４において、回転角度検出回路５１に作動停止を指示する。これにより、回転角度検出回路５１は、その作動を停止する。そして、ステップＳ４６において、エラーが存在しなかったことを表示装置９２に表示して本加工制御ルーチンを終了する。
【００９１】
一方、エラーデータが存在している場合には（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、コントローラ９０は、その処理をステップＳ４８に進めて、フィードモータ制御回路５４に対して、マーク目標半径位置にまで移動するように指示する。このマーク目標半径位置は、加工対象物ＯＢの半径位置から所定距離ａだけ引いた値に設定される。つまり、マーク目標半径位置は、加工対象物ＯＢの外周ラインから加工対象物ＯＢの中心側に向けて半径方向に所定距離ａだけ内側となる位置である。この距離ａは微少値に設定されているため、マーク目標半径位置は、加工対象物ＯＢの外周部となる。フィードモータ制御回路５４は、コントローラ９０からマーク目標半径位置が指示されると、半径位置検出回路５２によって検出された半径位置を入力しながらフィードモータ２３の回転を制御して、加工用レーザ光の照射位置がマーク目標半径位置に一致するまでテーブル２１を移動する。
【００９２】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ５０において、スピンドルモータ制御回路５３に対して予め設定した超低速回転での回転開始を指示する。スピンドルモータ制御回路５３は、超低速回転の設定回転速度が指示されると、その設定回転速度にてスピンドルモータ２２を回転駆動する。尚、超低速回転とは、回転停止指令がスピンドルモータ２２に入力したときに、瞬時にスピンドルモータ２２の回転を停止できる回転速度である。
【００９３】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ５２において、回転角度検出回路５１によって検出された回転角度を取り込む。そして、ステップＳ５４において、その検出した回転角度（回転角度位置）が回転角度Ａ以下になったか否かを判断する。この回転角度Ａは、基準回転位置（回転角度ゼロ）に極めて近い値に設定されている。コントローラ９０は、回転角度検出回路５１によって検出した回転角度が回転角度Ａ以下になるまでステップＳ５２，Ｓ５４の処理を繰り返す。コントローラ９０は、回転角度Ａが回転角度Ａ以下になると、ステップＳ５６において、スピンドルモータ制御回路５３に対して回転停止を指示する。スピンドルモータ制御回路５３は、この指示によりスピンドルモータ２２を停止させる。スピンドルモータ２２は、超低速で回転しているため瞬時に停止する。従って、テーブル２１は、その回転位置が実質的に基準回転位置（回転角度ゼロの位置）にて停止することになる。尚、回転角度Ａは、回転角度検知から停止までの僅かな遅れや分解能を考慮した角度であって、テーブルを実質的に基準回転位置で停止できればゼロに設定してもよい。
【００９４】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ５８において、第１レーザ駆動回路７１に対して非加工用レーザ光照射の開始を指示し、ステップＳ６０において、フォーカスサーボ回路７６に作動開始を指示する。続いて、ステップＳ６２において、第１レーザ駆動回路７１に対して加工用レーザ光の照射開始を指示する。これにより、第１レーザ駆動回路７１は、第１レーザ光源３１に出力していた駆動信号を、非加工レベルから加工レベルに切り替える。このステップＳ５８，Ｓ６０，Ｓ６２の処理は、ステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ２２の処理と同じである。
【００９５】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ６４において、フィードモータ制御回路５４に対して、移動速度Ｆにて半径方向（径方向外側）への移動開始を指示する。これにより、フィードモータ制御回路５４は、エンコーダ２３ａからの回転検出信号からテーブル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９０によって指定された移動速度Ｆと等しくなるようにフィードモータ２３の回転制御を開始する。
【００９６】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ６６において、半径位置検出回路５２から半径位置データを取り込み、ステップＳ６８において、検出された半径位置が加工対象物ＯＢの半径ｒｋと一致するか否かを判定する。半径位置が加工対象物ＯＢの半径ｒｋと一致するまで、ステップＳ６６，Ｓ６８の処理が繰り返される。この期間においては、テーブル２１が半径方向（径方向外側）に移動するとともに、加工用レーザ光が加工対象物ＯＢに照射されることになる。従って、加工対象物ＯＢのマーク目標半径位置から半径方向に加工用レーザ光の光スポット位置が移動していく。つまり、マーク目標半径位置から半径方向に向かってレーザ加工が直線状に施されていく。
【００９７】
コントローラ９０は、ステップＳ６８において、半径位置が加工対象物ＯＢの半径ｒｋと一致したと判断すると、続いて、ステップＳ７０において、フォーカスサーボ回路７６にフォーカスサーボ制御の停止を指示する。続いて、ステップＳ７２において、第１レーザ駆動回路７１に対して加工用レーザ光の照射停止を指示する。これにより、第１レーザ駆動回路７１は、第１レーザ光源３１に出力していた駆動信号を停止する。こうして、加工対象物ＯＢへのマーク付けが終了する。加工対象物ＯＢのマークは、テーブル２１の基準回転位置において、マーク目標半径位置から加工対象物ＯＢの外周端まで直線状に形成される。
【００９８】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ７４において、回転角度検出回路５１に作動停止を指示する。これにより、回転角度検出回路５１は、その作動を停止する。こうして加工対象物ＯＢのレーザ加工処理、マークの形成処理、異常の検出処理が終了する。
【００９９】
続いて、コントローラ９０は、加工対象物ＯＢにおける異常部の領域を表す異常情報の作成・表示処理に入る。コントローラ９０は、先のステップＳ４０にて、波高値データ、回転角度データ、半径位置データをメモリ内に取り込んでいる。このうち、半径位置データと回転角度データは、エラー検出信号がエラー判定回路８３から出力されるたびに、その時点における半径位置（エラー位置半径ｒ）と回転角度（エラー位置角度θ）を記憶したデータであり、各異常部の終了位置を特定するエラー検出点（ｒ，θ）情報となる。
【０１００】
一方、波高値データは、エラー検出信号が出力されたときの波高値（光強度）の履歴であって、エラー検出のたびに、その直近の最大で（Ｎ−１）個の波高値を表すデジタルデータを記憶ブロックに分けてグループ化したものである。従って、波高値データの各グループは、その記憶ブロック順に、回転角度データ、半径位置データと対応したものとなる。そして、各グループにおける波高値データのうち、波高値が基準値を下回っている連続時間が、異常部の回転方向のエラー長さＬに対応したものとなる。
【０１０１】
コントローラ９０は、ステップＳ７６において、波高値データのグループごとに、波高値が基準値より下回っているデータの数（詳しくは、波高値データの一番新しいものから古い方に遡って波高値が連続して基準値を下回っているデータの数）をカウントし、次式により、回転方向のエラー長さＬを計算する。
Ｌ＝ｕ×ｔ×ｖ
ここで、ｕは波高値が基準値より下回っているデータの数、ｔは第１データ保存回路６１に波高値データが記憶されるサンプリング間隔（秒）、ｖは加工対象物ＯＢに対するレーザスポットの回転線速度である。このエラー長さＬの計算は、波高値データのグループの全てに対して行う。これにより、各エラー検出点（ｒ，θ）に対応したエラー長さＬが求められる。尚、上記式においては、正確にはｕに代えて（ｕ−１）とすべきであるが、波高値データの数ｕが大きな値となるので、ｕと（ｕ−１）とを同一の値として扱っている。
【０１０２】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ７８において、エラー長さＬを使って異常部の開始位置であるエラー開始点（ｒ，θ’）を計算する。この場合、半径方向の加工ピッチが回転方向の移動距離に対して非常に短いため、エラー開始点におけるエラー位置半径をエラー検出点（異常部の終了位置）におけるエラー位置半径ｒと同一の値として扱っている。エラー開始点におけるエラー位置角度θ’は、ラジアン単位では次式により求めることができる。
θ’＝θ−（Ｌ／ｒ）
【０１０３】
従って、エラー検出点とエラー開始点とを、（ｒ，θ），（ｒ，θ’）として求めることができる。この２つの点をＸ−Ｙ座標にて表すと（ｒ sinθ，ｒ cosθ），（ｒ sinθ’，ｒ cosθ’）となる。この座標値の集合により、図４に示すように、加工対象物ＯＢにおける異常部の位置と大きさ（以下、エラー箇所と呼ぶ）がわかる。コントローラ９０は、エラー検出点（ｒ，θ）とエラー開始点（ｒ，θ’）とを加工対象物ＯＢのシリアルナンバーと対応させて、エラー箇所情報（異常箇所情報）として記憶装置に記憶する。
【０１０４】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ８０において、エラー箇所情報を用いて表示装置９２に加工対象物ＯＢにおけるエラー箇所（異常部の領域）を表示する。この場合、図５に示すように、加工対象物ＯＢの輪郭の中に、エラー箇所ＥとマークＭとの両方を表示する。マークＭの回転角度位置は０であるため、マーク先端のＸ−Ｙ座標における座標位置は、（０，ｒｋ）として表すことができる（ｒｋは加工対象物ＯＢの半径値）。また、加工対象物ＯＢの中心はＸ−Ｙ座標における座標原点（０，０）である。従って、マークＭを加工対象物ＯＢに形成することにより、この２点から加工対象物ＯＢの表面におけるＸ，Ｙ座標軸が定まり、加工対象物ＯＢをテーブル２１から取り出した後においても、加工対象物ＯＢのエラー箇所Ｅを特定することができる。
【０１０５】
コントローラ９０は、表示装置９２によりエラー箇所の表示を所定時間行うと、ステップＳ８２にて本レーザ加工ルーチンを終了する。作業者は、レーザ加工ルーチンが終了するとテーブル２１から加工対象物ＯＢを取り外す。そして、次の加工対象物ＯＢのレーザ加工を行う場合には、その加工対象物ＯＢをテーブル２１にセットし、必要に応じて加工条件を変更してからレーザ加工の開始を指示する。
【０１０６】
本実施形態のレーザ加工装置１においては、加工対象物ＯＢのエラー箇所情報が、加工対象物ＯＢのシリアルナンバーと対応してコントローラ９０の記憶装置に記憶される。従って、作業者は、レーザ加工の終了後において、いつでも、入力装置９１を使ってエラー箇所を表示装置９２に表示させることができるようになっている。このため、上述したレーザ加工ルーチンに、ステップＳ４６やステップＳ８０の表示処理を組み込まないようにしてもよい。
【０１０７】
加工対象物ＯＢの異常の有無は、マークの有無により判断することができる。加工対象物ＯＢの外周部にマークが形成されていなければ、異常部が存在しないといえる。従って、レーザ加工終了後においては、加工対象物ＯＢのマークの有無を確認するだけで、異常の有無を簡単に確認することができる。また、作業者は、マークが形成されている加工対象物ＯＢについて、エラー箇所を表示装置９２に表示させることにより、そのマークを基準とした異常部の位置を認識することができる。加工対象物ＯＢは、最終的には、複数に分割して製品とされる場合が多い。従って、複数に分割するときに、異常部の存在する部分を除外することで、加工対象物ＯＢ全体を無駄にしてしまうことなく、正常部分を有効に利用することができる。
【０１０８】
以上説明した本実施形態のレーザ加工装置１によれば、加工用レーザ光とは異なる検査用レーザ光を使って、この反射光の強度と基準値との比較により加工対象物ＯＢの異常を検査するため、精度の良い検査を行うことができる。つまり、レーザ加工の種類（ピット形成や連続した溝の形成）や加工用レーザ光の強度に影響されることなく、独立した検査用レーザ光の反射光の強度に基づいて加工対象物ＯＢを検査するため、異常判定用の基準値の設定を適切に行うことができ、誤判定を低減することができる。
【０１０９】
また、この加工対象物ＯＢの検査は、加工対象物ＯＢの表面のレーザ加工状態を検査するものでもある。つまり、レーザ加工状態の異常は、その原因が、加工対象物ＯＢに付着している異物、あるいは、加工対象物ＯＢに形成されている傷など加工対象物ＯＢそのものに起因するものが殆どであり、加工対象物ＯＢの表面に異常がなければレーザ加工状態も正常となる。従って、本実施形態においては、検査用レーザ光の照射スポット位置を、加工用レーザ光の照射スポット位置の加工方向前方直近位置に設定して、加工対象物ＯＢにおけるレーザ加工される直前位置を検査することで、レーザ加工状態の検査を代用できる。このため、加工用レーザ光による加工跡の影響を受けることなく、簡単にしかも精度良く検査を行うことができる。
【０１１０】
しかも、加工ヘッド３０内に第２レーザ光源４１、および、その光学系部材を設けているため、加工用レーザ光と検査用レーザ光とにおける光スポットの相対位置が一定となり、しかも、２つの光スポットが接近しているため、加工対象物ＯＢのレーザ加工と検査との位置制御（回転角度、半径位置）を別々に行う必要もない。また、加工用レーザ光と検査用レーザ光とを共通の対物レンズ３６から照射させることができ、光学系部材を兼用させることができる。
【０１１１】
また、加工用レーザ光の照射によるレーザ加工と同時に検査用レーザ光を照射して異常を検出するため、タクトタイムの増加を招くことがなく生産効率を維持することができる。また、検査装置を別途設ける必要がないため、設備コスト、設置スペースも不要となり、製造コストを抑えることができる。
【０１１２】
また、異常部が検出された加工対象物ＯＢにマークを形成し、このマークを基準としたエラー箇所情報を作成するため、作業者は、このマークを基準として、どの位置にどの程度の大きさの異常部が存在するのかを知ることができる。従って、加工対象物ＯＢにおける異常箇所を把握することができるため、レーザ加工終了後の工程において加工対象物ＯＢを複数に分割して製品を作製する場合には、異常箇所を除いた部分を製品とすることができる。また、レーザ加工時においてマークを形成することができるため、前もってマークが形成された加工対象物ＯＢを用意する必要がなく、また、その加工対象物ＯＢをセット部２１にセットするときにマークをセット部２１の所定位置に合わせる必要もない。これらの結果、生産効率が一層向上する。
【０１１３】
また、異常部が検出された加工対象物ＯＢにだけマークを形成するため、マーク形成時間を短縮することができる。また、マークは、加工対象物ＯＢの外周部において直線状に形成されるため、その形成が容易であるだけでなく、作業者にとって識別が容易となる。
【０１１４】
次に、第２実施形態のレーザ加工装置について説明する。上述した第１実施形態においては、テーブル２１に１つの加工対象物ＯＢをセットしてレーザ加工するレーザ加工装置について説明したが、第２実施形態のレーザ加工装置は、テーブル２１に複数の加工対象物ＯＢをセットして、複数の加工対象物ＯＢに対して同時にレーザ加工と検査とを行う。図６は、第２実施形態としてのレーザ加工装置２の概略構成図、図７は、加工対象物ＯＢのテーブル２１へのセット方法を表す説明図、図８は、加工対象物ＯＢがテーブル２１にセットされた状態を表す概略斜視図である。
【０１１５】
加工対象物ＯＢは、第１実施形態と同じ円盤状をなし、固定治具１１０を介してテーブル２１にセットされる。固定治具１１０は、図７に示すように、加工対象物ＯＢをテーブル２１の回転軸まわりに周方向に複数枚（本実施形態では４枚）並べて固定するための円形の固定孔１１０ｈが穿設された薄い円盤であり、テーブル２１の上面に載置される。各固定孔１１０ｈは、その中心（円中心）が固定治具１１０の中心から半径ｒｃだけ離れた位置に、それぞれ周方向に等間隔（９０度）に配置される。加工対象物ＯＢは、全て同一形状であり、固定孔１１０ｈに厚さ方向に挿入することにより固定治具１１０に固定される。
【０１１６】
テーブル２１の上面には複数の吸引孔２１ａが形成されており、図示しない吸引装置の作動により、吸引孔２１ａに負圧を発生させて固定治具１１０と加工対象物ＯＢとをテーブル２１の上面に吸引固定する。固定治具１１０は、テーブル２１に対して固定治具１１０の中心がテーブル２１の中心と一致するように、図示しないガイドにより位置決めされる。
【０１１７】
第２実施形態のレーザ加工装置２の回路構成について説明する。第２実施形態のレーザ加工装置２は、図６に示すように、第１実施形態のレーザ加工装置１に、エッジ検出回路８５を備えたもので、他の構成については、第１実施形態のレーザ加工装置１と同じである。従って、第１実施形態と同じ構成要素については、図面に第１実施形態と同一符号を付して説明を省略する。
【０１１８】
エッジ検出回路８５は、第２信号増幅回路８１から出力される受光信号を入力し、受光信号の波高値が予め設定したエッジ検出用設定値をクロスしたときに、エッジ検出信号をコントローラ９０に出力する。つまり、エッジ検出回路８５は、受光信号の波高値とエッジ検出用設定値とを比較し、受光信号の波高値がエッジ検出用設定値を下回っている状態から増大してエッジ検出用設定値を上回ったとき、および、受光信号の波高値がエッジ検出用設定値を上回っている状態から減少してエッジ検出用設定値を下回ったときに、それぞれエッジ検出信号として所定幅の１つのパルス信号をコントローラ９０に出力する。
【０１１９】
加工対象物ＯＢの表面と固定治具１１０の表面との光の反射率は相違し、本実施形態においては、固定治具１１０の表面のほうが加工対象物ＯＢの表面より光の反射率が高い。従って、第２レーザ光源４１から検査用レーザ光を出射している状態でテーブル２１を回転させると、第２信号増幅回路８１の出力する受光信号の波高値が、加工対象物ＯＢのエッジ箇所（外周縁）で変化する。従って、固定治具１１０の表面の反射光における波高値と、加工対象物ＯＢの表面の反射光における波高値との中間値をエッジ検出用設定値として予め設定しておくことで、検査用レーザ光の光スポットが加工対象物ＯＢのエッジを通過したときに、確実にエッジ検出信号を出力させることができる。
【０１２０】
尚、エラー判定回路８３において、上述したように、波高値が上昇する異常部に対応するために、第１基準値と第１基準値よりも高い第２基準値との間を正常範囲として、受光信号の波高値がこの正常範囲から外れているときにローレベル信号を出力する２値化回路を設けた構成を採用する場合には、波高値が第２基準値を上回った場合であっても波高値がエッジ検出用設定値を上回った場合にはエラー検出信号の出力を禁止するとよい。これは、検査用レーザ光が固定治具１１０を照射しているときにエラー検出信号を出力しないようにするためである。
【０１２１】
この第２実施形態においては、作業者は、レーザ加工装置２でレーザ加工を行うにあたって、まず、テーブル２１の上面に固定治具１１０を載置して吸着させる。このとき、固定治具１１０は、図示しないガイドにより、テーブル２１の中心と固定治具１１０の中心とが一致するように位置決めされる。そして、作業者は、固定治具１１０の固定孔１１０ｈに加工対象物ＯＢを一つずつ挿入してテーブル２１に吸着させる。こうして、テーブル２１の回転軸を中心とした同一円周上に加工対象物ＯＢが配置固定される。
【０１２２】
続いて、作業者は、入力装置９１を操作して、コントローラ９０に加工対象物ＯＢのセット位置情報を取得させる。以下、コントローラ９０が行うセット位置取得処理について説明する。図９は、セット位置取得ルーチンを表すフローチャートである。このセット位置取得ルーチンは、コントローラ９０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶されており、ステップＳ１００にて開始される。
【０１２３】
コントローラ９０は、まず、ステップＳ１０２において、フィードモータ制御回路５４に対して、予め設定されたセット位置検出用半径位置への移動を指示する。これにより、フィードモータ制御回路５４は、半径位置検出回路５２によって検出された半径位置を入力しながら、レーザ光の照射位置がセット位置検出用半径位置に一致するまで、フィードモータ２３の回転を制御してテーブル２１を移動する。こうして、テーブル２１がセット位置検出用半径位置にまで移動すると、コントローラ９０は、ステップＳ１０４において、スピンドルモータ制御回路５３に対して低回転速度によるスピンドルモータ２２の回転開始を指示する。スピンドルモータ制御回路５３は、エンコーダ２２ａからのＡ相信号およびＢ相信号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９０から入力された低回転速度に等しくなるようにスピンドルモータ２２の回転制御を開始する。
【０１２４】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１０６において、第１レーザ駆動回路７１に対して非加工用レーザ光照射の開始を指示し、次に、ステップＳ１０８において、フォーカスサーボ回路７６に作動開始を指示する。従って、非加工用レーザ光が加工対象物ＯＢの表面に照射されるとともに、そ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３６の光軸方向の位置制御が開始される。次に、コントローラ９０は、ステップＳ１１０において、第２レーザ駆動回路７２に対して検査用レーザ光照射の開始を指示する。これにより、第２レーザ光源４１が駆動され、加工対象物ＯＢの表面に検査用レーザ光が照射される。
【０１２５】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１１２において、エッジ検出回路８５と回転角度検出回路５１とに作動開始を指示する。次に、コントローラ９０は、ステップＳ１１３において回転角度が極小量Ａ以下になる（回転角度が０になる）のを待ち、ステップＳ１１４において、変数ｎの値を「１」に設定し、ステップＳ１１６において、エッジ検出回路８５からエッジ検出信号を入力したか否かを判断する。コントローラ９０は、エッジ検出信号が入力されるまで、その判断を繰り返し、エッジ検出信号が入力されると（Ｓ１１６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１８において、回転角度検出回路５１から出力される回転角度Ａ（ｎ）を表すデジタルデータを取得しＲＡＭ等のメモリに一時的に記憶する。
【０１２６】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１２０において、変数ｎの値が「８」であるか否かを判断し、ｎ＝８でない場合には、ステップＳ１２２において、変数ｎの値を「１」だけインクリメントして、その処理をステップＳ１１６に戻す。従って、コントローラ９０は、エッジ検出回路８５から出力されるエッジ検出信号を入力するたびに、そのときのテーブル２１の回転角度Ａ（ｎ）を表すデジタルデータを逐次記憶していく。こうして回転角度Ａ（ｎ）を表すデータを８つ記憶すると、変数ｎの値が８となり、ステップＳ１２０の判断が「Ｙｅｓ」となる。
【０１２７】
テーブル２１を回転させたときにレーザ光の光スポットが各加工対象物ＯＢの表面を横切るようにテーブル２１の半径位置を設定した場合には、テーブル２１を１回転させると、光スポットが各加工対象物ＯＢのエッジを通過するたびにエッジ検出回路８５からエッジ検出信号が出力される。このエッジ検出信号は、光スポットが１枚の加工対象物ＯＢを通過するときに２回出力される。従って、エッジ検出信号を８回検出することで、全ての加工対象物ＯＢのエッジを検出したことになる。
【０１２８】
コントローラ９０は、ステップＳ１２０において「Ｙｅｓ」と判断すると、その処理をステップＳ１２４に進め、フォーカスサーボ制御回路７６に対してフォーカスサーボ制御の停止を指示する。続いて、ステップＳ１２６において、第２レーザ駆動回路７２に対して検査用レーザ光の照射停止を指示し、ステップＳ１２８において、第１レーザ駆動回路７１に対して非加工用レーザ光の照射停止を指示する。これにより、加工対象物ＯＢへの検査用レーザ光の照射と非加工用レーザ光の照射とが停止される。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１３０において、スピンドルモータ制御回路５３に対して回転停止を指示する。続いて、ステップＳ１３２において、エッジ検出回路８５と回転角度検出回路５１に対して作動停止を指示する。
【０１２９】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１３４において、上記８つの回転角度Ａ（１）〜Ａ（８）に基づいて、加工対象物ＯＢのセット位置を計算する。加工対象物ＯＢのセット位置は、図１０に示すように、テーブル２１に対する加工対象物ＯＢの配置された回転角度により表される。加工対象物ＯＢの配置された回転角度とは、テーブル２１の中心（固定治具１１０の中心）である原点と各加工対象物ＯＢの中心とを結ぶライン上を、レーザ光が照射しているときのテーブル２１の回転角度Ｃ（１）〜Ｃ（４）である。この回転角度Ｃ（１）〜Ｃ（４）は次式のように算出される。
Ｃ（１）＝（Ａ（１）＋Ａ（２））／２
Ｃ（２）＝（Ａ（３）＋Ａ（４））／２
Ｃ（３）＝（Ａ（５）＋Ａ（６））／２
Ｃ（４）＝（Ａ（７）＋Ａ（８））／２
【０１３０】
この回転角度により、加工対象物ＯＢのセット位置が求められるが、ここでは、更に、図１０に示すように、エラーデータの存在を判定するための領域を定める回転角度Ｂ（１）〜Ｂ（８）を算出する。この回転角度Ｂ（１）〜Ｂ（８）は、テーブル２１の中心から加工対象物ＯＢに接する２本の接線上をレーザ光が照射しているときのテーブル２１の回転角度である。回転角度Ｂ（１）〜Ｂ（８）は、次式のように算出される。
Ｂ（１）＝Ｃ（１）−ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
Ｂ（２）＝Ｃ（１）＋ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
Ｂ（３）＝Ｃ（２）−ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
Ｂ（４）＝Ｃ（２）＋ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
Ｂ（５）＝Ｃ（３）−ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
Ｂ（６）＝Ｃ（３）＋ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
Ｂ（７）＝Ｃ（４）−ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
Ｂ（８）＝Ｃ（４）＋ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
ここで、ｒｃはテーブル２１の中心（固定治具１１０の中心）から加工対象物ＯＢの中心までの距離であり、ｒｋは個々の加工対象物ＯＢの半径である。
【０１３１】
尚、上記の計算は、回転角度０のラインが加工対象物ＯＢ上にない場合であるので、上記計算を行う前に，Ａ（２）−Ａ（１）の値を算出して、この値が設定値より小さい場合には、回転角度０のラインが加工対象物ＯＢ上にあると判定する。この場合には、Ａ（１）をＡ（８）とし、他のＡ（ｎ）についても、ｎの値を１減算した値にしておいて、回転角度Ｃ（１）〜Ｃ（４）を計算すればよい。この回転角度Ｃ（１）〜Ｃ（４）は、各加工対象物ＯＢごとのマーク形成目標位置の回転角度となる。
【０１３２】
コントローラ９０は、このステップＳ１３４の加工対象物ＯＢのセット位置の計算を行うと、ステップＳ１３６にてセット位置取得ルーチンを終了する。そして、レーザ加工ルーチンを開始する。第２実施形態のレーザ加工ルーチンは、その前半部分が第１実施形態のレーザ加工ルーチンと同一であるため、ここでは、第１実施形態と相違する後半部分について説明する。図１１は、第２実施形態におけるレーザ加工ルーチンの後半部分を表すフローチャートであり、第１実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ４２〜ステップＳ８２の処理に代えて行う処理を表す。
【０１３３】
コントローラ９０は、上述したようにステップＳ１０〜Ｓ４０（図３Ａ）において、加工対象物ＯＢのレーザ加工、および、加工対象物ＯＢの検査データである波高値データ、回転角度データ、半径位置データの取り込みを行うと、ステップＳ２４２において、エラーデータが存在するか否かを判断する。先のステップＳ４０にて第２データ保存回路６２、第３データ保存回路６３からデータを取り込んだときに、回転角度データ、半径位置データが存在していた場合にはエラーデータが存在していると判定し、回転角度データ、半径位置データが存在していなかった場合にはエラーデータが存在していないと判定する。コントローラ９０は、エラーデータが存在しないと判断した場合（Ｓ２４２：Ｎｏ）、ステップＳ２４４において、回転角度検出回路５１に作動停止を指示する。これにより、回転角度検出回路５１は、その作動を停止する。そして、ステップＳ２４６において、表示装置９２にエラーが存在しなかったことを表示装置９２に表示して本加工制御ルーチンを終了する。
【０１３４】
一方、エラーデータが存在している場合には（Ｓ２４２：Ｙｅｓ）、コントローラ９０は、その処理をステップＳ２４８に進めて、フィードモータ制御回路５４に対して、マーク目標半径位置にまで移動するように指示する。このマーク目標半径位置は、円周上に配置された各加工対象物ＯＢの外周と内接する円（図１０に示す半径ｒｄの円）の半径位置（最外周半径位置と呼ぶ）から所定距離ａだけ内側となる位置に設定される。この距離ａは微少値に設定されているため、マーク目標半径位置は、各加工対象物ＯＢの最外周部となる。フィードモータ制御回路５４は、コントローラ９０からマーク目標半径位置が指示されると、半径位置検出回路５２によって検出された半径位置を入力しながらフィードモータ２３の回転を制御して、加工用レーザ光の照射位置がマーク目標半径位置に一致するまでテーブル２１を移動する。
【０１３５】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２５０において、変数ｎの値を「１」に設定する。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２５２において、スピンドルモータ制御回路５３に対して予め設定した超低速回転での回転開始を指示する。スピンドルモータ制御回路５３は、この指示に基づいて超低速回転にてスピンドルモータ２２を回転駆動する。
【０１３６】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２５４において、回転角度Ｂ（２ｎ−１）〜Ｂ（２ｎ）の範囲においてエラーデータが存在しているか否かを判断する。加工対象物ＯＢは、テーブル２１上の回転角度Ｂ（２ｎ−１）〜Ｂ（２ｎ）の範囲に存在するため、その範囲において異常部が存在しているか否かを判断すればよい。以下、回転角度Ｂ（２ｎ−１）〜Ｂ（２ｎ）の範囲を検査対象角度範囲と呼ぶ。コントローラ９０は、ステップＳ４０にて取り込んだ回転角度データの中に回転角度Ｂ（２ｎ−１）〜Ｂ（２ｎ）の範囲内のものがあるか判定する。
【０１３７】
コントローラ９０は、ステップＳ２５４において「Ｎｏ」、つまり、エラーデータが存在しないと判断した場合には、ステップＳ２５６において、変数ｎの値を「１」だけインクリメントする。そして、ステップＳ２５８において、変数ｎの値が「５」であるか否かを判断し、ｎ＝５でない場合には、その処理をステップＳ２５４に戻す。
【０１３８】
一方、ステップＳ２５４において、エラーデータが検査対象角度範囲に存在すると判断した場合には、ステップＳ２６０において、回転角度検出回路５１によって検出した回転角度を取り込む。そして、ステップＳ２６２において、その検出した回転角度から回転角度Ｃ（ｎ）を減算した値の絶対値が、予め設定した設定値Ａ以下になったか否かを判断する。この設定値Ａは、予め設定した値であって、非常に小さな値に設定されている。従って、このステップＳ２６２においては、回転角度検出回路５１によって検出した回転角度が回転角度Ｃ（ｎ）に実質的に一致したか否かを判断する。
【０１３９】
コントローラ９０は、テーブル２１の回転角度と回転角度Ｃ（ｎ）との差の絶対値が設定値Ａ以下になるまでステップＳ２６０，Ｓ２６２の処理を繰り返す。そして、テーブル２１の回転角度と回転角度Ｃ（ｎ）との差の絶対値が設定値Ａ以下になると、ステップＳ２６４において、スピンドルモータ制御回路５３に対して回転停止を指示する。スピンドルモータ制御回路５３は、この指示によりスピンドルモータ２２を停止させる。スピンドルモータ２２は、超低速で回転しているため瞬時に停止する。従って、テーブル２１は、その回転角度が実質的に回転角度Ｃ（ｎ）になったところで停止することになる。尚、設定値Ａは、回転角度検知から停止までの僅かな遅れや分解能を考慮した値であって、テーブル２１を実質的に回転角度Ｃ（ｎ）で停止できればゼロに設定してもよい。
【０１４０】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２６６において、第１レーザ駆動回路７１に対して非加工用レーザ光照射の開始を指示し、ステップＳ２６８において、フォーカスサーボ回路７６に作動開始を指示する。続いて、ステップＳ２７０において、第１レーザ駆動回路７１に対して加工用レーザ光の照射開始を指示する。これにより、第１レーザ駆動回路７１は、第１レーザ光源３１に出力していた駆動信号を、非加工レベルから加工レベルに切り替える。このステップＳ２６６，Ｓ２６８，Ｓ２７０の処理は、ステップＳ５８，Ｓ６０，Ｓ６２と同じである。
【０１４１】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２７２において、フィードモータ制御回路５４に対して、移動速度Ｆにて半径方向（径方向外側）への移動開始を指示する。これにより、フィードモータ制御回路５４は、エンコーダ２３ａからの回転検出信号からテーブル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９０によって指定された移動速度Ｆと等しくなるようにフィードモータ２３の回転制御を開始する。
【０１４２】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２７４において、半径位置検出回路５２から半径位置データを取り込み、ステップＳ２７６において、検出された半径位置が加工対象物ＯＢの最外周半径ｒｄと一致するか否かを判断する。半径位置が加工対象物ＯＢの最外周半径ｒｄと一致するまで、ステップＳ２７４，Ｓ２７６の処理が繰り返される。この期間においては、テーブル２１が半径方向（径方向外側）に移動するとともに、加工用レーザ光がｎ番目の加工対象物ＯＢに照射されることになる。従って、ｎ番目の加工対象物ＯＢのマーク目標半径位置から半径方向に加工用レーザ光の光スポット位置が移動していく。つまり、マーク目標半径位置から半径方向に向かってレーザ加工が直線状に施されていく。
【０１４３】
コントローラ９０は、ステップＳ２７６において、半径位置が加工対象物ＯＢの最外周半径ｒｄと一致したと判断すると、ステップＳ２７８において、フォーカスサーボ回路７６にフォーカスサーボ制御の停止を指示する。続いて、ステップＳ２８０において、第１レーザ駆動回路７１に対して加工用レーザ光の照射停止を指示する。これにより、第１レーザ駆動回路７１は、第１レーザ光源３１に出力していた駆動信号を停止する。こうして、ｎ番目の加工対象物ＯＢへのマーク付けが終了する。加工対象物ＯＢのマークは、マーク目標半径位置から加工対象物ＯＢの外周端まで直線状に形成される。
【０１４４】
こうして、ｎ番目の加工対象物ＯＢのマーク付けが完了すると、コントローラ９０は、ステップＳ２８１において、フィードモータ制御回路５４に対してマーク目標半径位置にまで移動するように指示した後、その処理をステップＳ２５６に戻す。従って、コントローラ９０は、変数ｎの値を「１」だけインクリメントする。変数ｎの値が「５」に達しないうちは、ステップＳ２５４において、次の加工対象物ＯＢの検査対象角度範囲にエラーデータが存在するか否かの判断が行われる。そして、検査対象角度範囲にエラーデータが存在すれば、上述したステップＳ２６０〜Ｓ２８１の処理により、ｎ番目の加工対象物ＯＢの外周部にレーザ加工によりマーク付けを行う。検査対象角度範囲にエラーデータが存在しなければ、変数ｎの値を「１」だけインクリメントして、次の加工対象物ＯＢの検査対象角度範囲にエラーデータが存在するか否かを判断する。
【０１４５】
コントローラ９０は、こうした処理を繰り返し、ステップＳ２５８において、変数ｎの値が「５」に達したと判断すると、その処理をステップＳ２８２に進め、回転角度検出回路５１に作動停止を指示する。これにより、回転角度検出回路５１は、その作動を停止する。この時点においては、全ての加工対象物ＯＢのうち異常部が存在していると判断したものについては、外周部にマークが形成されている。最終的には、このマークを基準に使って加工対象物ＯＢごとにエラー箇所を定めるが、ステップＳ４０において取り込んだデータのうち回転角度データ、半径位置データは、テーブル２１の中心点を基準として得られたデータであるため、そのままでは各加工対象物ＯＢのマークを基準としてエラー箇所を定めることができない。
【０１４６】
そこで、コントローラ９０は、ステップＳ２８４において、ステップＳ７６，Ｓ７８と同様にエラー開始点（ｒ，θ’）を計算した後、各加工対象物ＯＢにおけるエラー箇所を、各加工対象物ＯＢの中心点を原点とした座標値として算出する。例えば、図１２に示すように、テーブル２１上の４つの加工対象物ＯＢごとに、その中心点を原点としたＸ１−Ｙ１座標，Ｘ２−Ｙ２座標，Ｘ３−Ｙ３座標，Ｘ４−Ｙ４座標を設定する。この場合、テーブル２１の中心点と各加工対象物ＯＢの中心点とを結んだ直線をＹ１軸，Ｙ２軸，Ｙ３軸，Ｙ４軸とし、そのＹ１軸，Ｙ２軸，Ｙ３軸，Ｙ４軸に直交し各加工対象物ＯＢの中心点を通る直線をＸ１軸，Ｘ２軸，Ｘ３軸，Ｘ４軸とする。Ｙ１軸，Ｙ２軸，Ｙ３軸，Ｙ４軸は、マークを通る軸でもある。
【０１４７】
先のステップＳ４０において取り込んだ波高値データ、回転角度データ、半径位置データから、上述したようにエラー検出点（ｒ，θ）とエラー開始点（ｒ，θ’）とが求められる。従って、この２つの点を結ぶ円弧をテーブル２１のＸ−Ｙ座標の点の集合として表すことができる。そして、テーブル２１のＸ−Ｙ座標の点の集合として表したエラー箇所を示すデータを各加工対象物ＯＢにおけるＸ１−Ｙ１座標，Ｘ２−Ｙ２座標，Ｘ３−Ｙ３座標，Ｘ４−Ｙ４座標における座標値に変換する。例えば、テーブル２１のＸ−Ｙ座標における点の位置を（ｘ、ｙ）とした場合、４つの加工対象物ＯＢのＸ１−Ｙ１座標，Ｘ２−Ｙ２座標，Ｘ３−Ｙ３座標，Ｘ４−Ｙ４座標における点（ｘ１，ｙ１），点（ｘ２，ｙ２），点（ｘ３，ｙ３），点（ｘ４，ｙ４）は、次式にて計算することができる。
【数１】
【０１４８】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２８６において、上記計算して得られたエラー箇所の座標値（各加工対象物ＯＢにおける座標値）をエラー箇所情報として、加工対象物ＯＢのシリアルナンバーと対応させてハードディスク等の記憶装置に記憶する。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２８８において、エラー箇所情報を用いて表示装置９２に加工対象物ＯＢにおけるエラー箇所（異常部の領域）を表示する。この場合、第１実施形態と同様に、加工対象物ＯＢに形成したマークの位置も合わせて表示するが、４枚の加工対象物ＯＢのエラー箇所を同時に表示しても良いし、図５に示すように、１枚ずつ表示するようにしてもよい。
【０１４９】
コントローラ９０は、表示装置９２によりエラー箇所の表示を所定時間行うと、ステップＳ２９０にて本レーザ加工ルーチンを終了する。各加工対象物ＯＢのエラー箇所情報は、マークの形成位置をＹ軸とした座標値として記憶装置に記憶される。このため、加工対象物ＯＢをテーブル２１から取り出した後においても、加工対象物ＯＢのエラー箇所を特定することができる。従って、上述したレーザ加工ルーチンに、ステップＳ２４６やステップＳ２８８の表示処理を組み込まないようにしてもよい。
【０１５０】
以上説明した第２実施形態のレーザ加工装置２によれば、第１実施形態の作用効果に加えて、複数の加工対象物ＯＢに対して同時にレーザ加工および異常検査を行うことができるため、一層、生産効率を向上させることができるという効果を奏する。
【０１５１】
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。
【０１５２】
例えば、本実施形態においては、加工用レーザ光の照射により加工対象物ＯＢの外周部にマークを形成したが、予め加工対象物ＯＢにマーク、あるいは、それに代わる模様が形成されている場合や、加工対象物ＯＢの形状が加工対象物ＯＢのエラー箇所を特定できる形状となっている場合には、マークを形成する工程を省略することができる。この場合、第１実施形態においては、テーブル２１に回転角度０（または設定された回転角度）となるときのレーザ光照射位置にラインを表示しておき、このラインにマーク等の目印を合わせるようにして加工対象物ＯＢをテーブル２１にセットすればよい。また、第２実施形態においては、テーブル２１の中心点と加工対象物ＯＢの中心点とを通るラインをテーブル２１に表示しておき、このラインにマーク等の目印を合わせるようにして各加工対象物ＯＢをテーブル２１にセットすればよい。
【０１５３】
また、本実施形態においては、加工対象物ＯＢの表面にマークを形成するにあたって、加工対象物ＯＢを回転させずに半径方向に送りながらレーザ光を照射することで加工対象物ＯＢの外周部に直線状のマークを形成したが、加工対象物ＯＢのエラー箇所を定めることができるものであれば、どのような方法でマークを形成してもよい。例えば、加工対象物ＯＢを移動させずにレーザ光を照射して点状のマークを形成してもよい。また、加工対象物ＯＢを半径方向には送らずに微少角度だけ回転させながらレーザ光を照射して円弧状のマークを形成するようにしてもよい。また、マークの形成は、レーザ加工で行う必要もなく、例えば、インク等の塗料を塗布するようにしてもよい。
【０１５４】
また、本実施形態においては、加工対象物ＯＢの表面にマークを形成したが、必ずしも加工対象物ＯＢの表面に形成する必要はない。例えば、加工対象物ＯＢの外周端の一部をカットして、そのカットした部分をマークとして使用することもできる。
【０１５５】
また、本実施形態においては、加工対象物ＯＢをセットするセット部として円盤状のテーブル２１を用いているが、図１３に示すように、ドラム状の固定治具１２１をセット部として備えたレーザ加工装置３であってもよい。このレーザ加工装置３は、固定治具１２１を回転可能に備えた移動ステージ１４０と、移動ステージ１４０に固定され固定治具１２１を回転させるスピンドルモータ１２２と、移動ステージ１４０を固定治具１２１の軸線方向に移動可能に支持するステージガイド１４１と、ステージガイド１４１に設けられるねじ送り機構１４２と、ねじ送り機構１４２を介して移動ステージ１４０を移動させるフィードモータ１２３と、ステージガイド１４１から立設されたヘッド支持フレーム１４３に固定される加工ヘッド１３０とを備えている。スピンドルモータ１２２、フィードモータ１２３、加工ヘッド１３０は、上記第１実施形態のスピンドルモータ２２、フィードモータ２３、加工ヘッド３０に相当するものである。
【０１５６】
このレーザ加工装置３においては、固定治具１２１にシート状の加工対象物ＯＢ’をセットし、固定治具１２１を中心軸周りに回転させながら軸線方向に送ることで、加工ヘッド１３０から照射されたレーザ光（加工用レーザ光および検査用レーザ光）の照射位置を加工対象物ＯＢ’の表面全体にわたって移動させる構成を採用している。このレーザ加工装置３において加工対象物ＯＢ’の異常を検査する場合、エラー検出したときの送り量（移動ステージの原点からの移動量）をｒ、固定治具１２１の基準回転位置に対する回転角度をθ、エラー長さＬ、加工対象物ＯＢ’の周方向の長さ（＝固定治具１２１の周長）をＨとすると、加工対象物ＯＢ’を平面上に展開したときのエラー検出点の座標は、（ｒ，Ｈ・θ／２π）として表され、エラー開始点の座標は、（ｒ，Ｈ・θ’／２π）として表される。ここで、θ’は、θ’＝θ−Ｌ／（Ｈ／２π）である。
【０１５７】
また、このレーザ加工装置３を使って加工対象物ＯＢ’にマークを形成する場合には、固定治具１２１が回転角度０（あるいは予め設定した角度）となるときに加工対象物ＯＢ’の移動方向端部に加工用レーザ光を照射してマークを形成してもよいが、固定治具１２１が回転角度０（あるいは予め設定した角度）となるときにレーザ光が照射されるラインを固定治具１２１の表面に表示しておき、このラインにシート状の加工対象物ＯＢ’の縁を合わせてセットするようにすれば、加工対象物ＯＢ’にマークを形成する工程を省略することができる。
【０１５８】
また、本実施形態においては、加工対象物ＯＢに照射したレーザ光の反射光の強度に基づいて異常を検出したが、加工対象物ＯＢが光の透過率が大きい場合には、テーブル２１も光の透過率の大きいものを用いることにより、加工対象物ＯＢとテーブル２１とを透過した透過光の強度に基づいて異常を検出することができる。この場合、加工ヘッドには、検査用レーザ光を照射する照射部と、透過光を受光する受光部とをテーブル２１を挟んで向かい合うように設ける。これによっても、上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１５９】
また、本実施形態においては、加工ヘッド３０とテーブル２１との相対位置を変更するにあたって、テーブル２１をその半径方向に移動させる構成を採用しているが、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。また、ドラム状の固定治具１２１を設けた図１３に示すレーザ加工装置３の場合には、固定治具１２１を軸線方向に移動させずに、加工ヘッド１３０を固定治具１２１の軸線方向に移動させる構成であってもよい。これによっても、上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１６０】
また、本実施形態においては、加工用レーザ光の照射により加工対象物ＯＢの表面をレーザ加工するが、このレーザ加工は、加工対象物ＯＢにピットや連続した溝を直接形成する加工だけでなく、後工程において現像液の作用によりピットや連続した溝が形成される反応跡を形成するものでもよい。
【０１６１】
また、本実施形態においては、検査用レーザ光の反射光強度を第２フォトディテクタ４５により検出したが、これに代えて、複数の受光領域に分割されたフォトディテクタを用いて各受光領域ごとに反射光強度を検出し、この検出した反射光強度を使った演算式により得られる演算結果に基づいて異常検出を行うようにしてもよい。例えば、検査用レーザ光の反射光を受光するフォトディテクタとして、本実施形態の第１フォトディテクタ３９と同様な４分割受光素子にて構成されるフォトディテクタを使用する。そして、時計回りに配置された４つの受光領域（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に入射した反射光の強度（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を用いて、（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）を演算し、この演算結果である演算値と予め設定した基準値（あるいは基準範囲）とを比較することにより、異常箇所を検出することもできる。この場合、異常箇所においては、Ｓ字状に信号が変化する。従って、演算値が、上下に設けた基準値を１回ずつ基準範囲外から基準範囲内に向かってクロスしたときに検出信号を出力するようにするとよい。これによっても、上述した実施形態と同様の効果を奏する。
【０１６２】
また、この４分割フォトディテクタの前にシリンドリカルレンズを配置して、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）を演算し、即ちフォーカスエラー信号を作成し、この演算結果である演算値と予め設定した基準値（あるいは基準範囲）とを比較することにより、異常箇所を検出することもできる。これによっても、上述した実施形態と同様の効果を奏する。
【０１６３】
また、微分回路を設け、検査用レーザ光の反射光の強度を時間で微分した値と、基準値（あるいは基準範囲）とを比較することにより異常箇所を検出することもできる。この場合も、異常箇所においては、反射光信号を微分した微分値がＳ字状に変化するため、微分値が、上下に設けた基準値を１回ずつ基準範囲外から基準範囲内に向かってクロスしたときに検出信号を出力するようにするとよい。これによっても、上述した実施形態と同様の効果を奏する。
【０１６４】
尚、本実施形態におけるテーブル２１，固定治具１２１が本発明のセット部に相当し、本実施形態におけるスピンドルモータ２２，１２２およびスピンドルモータ制御回路５３が回転手段に相当し、本実施形態における加工ヘッド３０，１３０が本発明の加工ヘッドに相当し、本実施形態の第１レーザ駆動回路７１，第２レーザ駆動回路７２が本発明の第１レーザ駆動回路，第２レーザ駆動回路に相当し、本実施形態のフィードモータ２３，１２３およびフィードモータ制御回路５４が本発明の送り手段に相当する。また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ１２〜Ｓ３６を実施するコントローラ９０の機能部が本発明の加工制御手段に相当し、ステップＳ２０，Ｓ３４を実施するコントローラ９０の機能部が本発明の検査用レーザ光照射制御手段に相当する。また、本実施形態の第２フォトディテクタ４５が本発明の光検出手段に相当し、本実施形態のエラー判定回路８３が本発明の異常検出手段に相当する。また、本実施形態の回転角度検出回路５１およびエンコーダ２２ａが本発明の回転角度検出手段に相当し、本実施形態の半径位置検出回路５２およびエンコーダ２３ａが本発明の送り位置検出手段に相当する。また、本実施形態の第１データ保存回路６１が光履歴記憶手段に相当し、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ４０を実施するコントローラ９０の機能部が本発明の異常検出情報取得手段に相当し、ステップＳ７６〜Ｓ８０あるいはステップＳ２８４〜Ｓ２８８を実施するコントローラ９０の機能部が本発明の異常箇所情報作成手段に相当する。また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ４８〜Ｓ５６あるいはＳ２４８〜Ｓ２５４，Ｓ２６０〜２６４を実施するコントローラ９０の機能部が本発明のマーク位置移動制御手段に相当し、ステップＳ５８〜Ｓ７２あるいはＳ２６６〜Ｓ２８０を実施するコントローラ９０の機能部が本発明のマーク形成手段に相当する。また、本実施形態のセット位置取得ルーチンを実施するコントローラ９０の機能部が本発明の固定位置検出手段に相当する。また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ２８４を実施するコントローラ９０の機能部が本発明の異常箇所情報変換手段に相当する。また、本実施形態のセット位置取得ルーチンのステップＳ１３４を実施するコントローラ９０の機能部が本発明のマーク目標位置演算手段に相当する。また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ２５４〜Ｓ２５８を実施するコントローラ９０の機能部が本発明の繰り返し手段に相当する。
【０１６５】
また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ１２〜Ｓ３６が本発明の照射ステップに相当し、ステップＳ２６が本発明の光検出ステップと異常検出ステップに相当する。また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ４０が本発明の異常検出情報取得ステップに相当し、ステップＳ７６〜Ｓ８０あるいはステップＳ２８４〜Ｓ２８８が本発明の異常箇所情報作成ステップに相当する。また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ４８〜Ｓ５６あるいはＳ２４８〜Ｓ２５４，Ｓ２６０〜２６４が本発明のマーク位置移動ステップに相当し、ステップＳ５８〜Ｓ７２あるいはＳ２６６〜Ｓ２８０が本発明のマーク形成ステップに相当する。また、第２実施形態のレーザ加工装置においてレーザ加工前に作業者が加工対象物ＯＢを固定治具１２１に固定する処理が本発明の固定ステップに相当する。また、本実施形態のセット位置取得ルーチンが本発明の固定位置検出ステップに相当する。また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ２８４が本発明の異常箇所情報変換ステップに相当する。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】第１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２】第１実施形態に係るエラー検出を説明する信号波形図である。
【図３Ａ】第１実施形態に係るレーザ加工制御ルーチンの前半部分を表すフローチャートである。
【図３Ｂ】第１実施形態に係るレーザ加工制御ルーチンの後半部分を表すフローチャートである。
【図４】第１実施形態に係るエラー箇所情報により特定される異常部の領域を表す説明図である。
【図５】第１実施形態に係るエラー箇所の表示状態を表す説明図である。
【図６】第２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７】第２実施形態に係る加工対象物のセット方法を説明する説明図である。
【図８】第２実施形態に係る加工対象物のセット状態を表す概略斜視図である。
【図９】第２実施形態に係るセット位置取得ルーチンを表すフローチャートである。
【図１０】第２実施形態に係る加工対象物のセット位置の演算方法を説明する説明図である。
【図１１】第２実施形態に係るレーザ加工制御ルーチンの後半部分を表すフローチャートである。
【図１２】第２実施形態に係るエラー箇所情報を加工対象物の座標に変換する方法を説明する説明図である。
【図１３】変形例としてのドラム状の固定治具を有するレーザ加工装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
【０１６７】
１，２，３…レーザ加工装置、２１…テーブル、２２，１２２…スピンドルモータ、２２ａ…エンコーダ、２３，１２３…フィードモータ、２３ａ…エンコーダ、３０，１３０…加工ヘッド、３１…第１レーザ光源、３９…第１フォトディテクタ、４１…第２レーザ光源、４５…第２フォトディテクタ、５１…回転角度検出回路、５２…半径位置検出回路、５３…スピンドルモータ制御回路、５４…フィードモータ制御回路、６１…第１データ保存回路、６２…第２データ保存回路、６３…第３データ保存回路、７１…第１レーザ駆動回路、７２…第２レーザ駆動回路、７３…発光信号供給回路、８３…エラー判定回路、８５…エッジ検出回路、９０…コントローラ、９１…入力装置、９２…表示装置、１１０，１２１…固定治具、１４０…移動ステージ、１４１…ステージガイド、ＯＢ，ＯＢ’…加工対象物。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工対象物にレーザ光を照射して、加工対象物の表面に微細なピット、連続した溝、または、反応跡を形成するレーザ加工装置およびレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、加工対象物にレーザ光を照射して、加工対象物の表面に微細なピット、連続した溝、または、反応跡を形成するレーザ加工装置が知られている。また、レーザ光照射により加工された加工状態を監視する機能を備えたレーザ加工装置も知られている。例えば、特許文献１に示されたレーザ加工装置においては、レーザ加工のために加工対象物に照射したレーザ光の反射光の強度を検出し、その反射光強度と閾値との比較に基づいて、加工対象物の加工状態を検査している。
【特許文献１】特開２００２−１５５５号公報
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、レーザ加工装置は、例えば、ピットを形成する場合においては、レーザ光の強度をパルス状に変化させて加工対象物に照射するため、反射光強度がハンチングする。また、レーザ加工を最適に行うために、レーザ光の強度を変化させることもある。このため、加工用レーザ光の反射光強度と閾値との比較に基づいて加工状態を検査しようとしても、閾値の設定が難しく、精度良い検査を行うことができない。
【０００４】
また、反射光強度に基づいて検出される加工状態の異常は、その原因が、加工対象物に付着している異物、あるいは、加工対象物に形成されている傷など加工対象物に起因するものが殆どである。そこで、レーザ加工の前に加工対象物の表面の異常（異物付着、傷等）を検査しておけば、レーザ加工時に上記検査を行う必要がなくなるが、今度は、製造工程の時間が増大してしまい生産効率が低下してしまう。また、新たに検査装置が必要となる。この結果、製造コストが増大してしまう。
【０００５】
また、加工対象物の表面の異常は、異物付着や傷等によるものであるため、加工対象物の一部の加工エリアにのみ発生しているケースが多い。しかしながら、特許文献１のレーザ加工装置では、単に、加工状態を検査するだけで、その異常が発生している箇所を特定できないため、異常が検出された場合には、加工対象物をそのまま廃棄処分する必要が生じる。このため、レーザ加工後に加工対象物を複数に分割して製品を作製する場合には、正常にレーザ加工され製品とすることができる部分まで廃棄されてしまうことになる。このため、生産効率が悪い。
【０００６】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、生産効率を低下させることなく加工対象物を精度良く検査することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、加工対象物をセットするためのセット部と、前記セット部を回転させる回転手段と、第１レーザ光源と第２レーザ光源とを有し、両光源から出射されたレーザ光を前記加工対象物に向けて照射する加工ヘッドと、前記第１レーザ光源に駆動信号を出力して前記加工対象物の表面をレーザ加工可能な強度の加工用レーザ光を前記第１レーザ光源から出射させる第１レーザ駆動回路と、前記第２レーザ光源に駆動信号を出力して前記加工対象物の表面がレーザ加工されない強度の検査用レーザ光を前記第２レーザ光源から出射させる第２レーザ駆動回路と、前記第１レーザ光源から出射された加工用レーザ光の照射位置が、前記加工対象物の表面上を、前記セット部の回転により形成される照射移動軌跡に対して直交する方向に移動するように、前記セット部と前記加工ヘッドとの相対位置を変更する送り手段と、前記回転手段と前記送り手段との作動を制御しつつ、前記第１レーザ駆動回路を作動させて前記加工対象物の表面に加工用レーザ光を照射することにより、前記加工対象物の表面をレーザ加工する加工制御手段と、前記加工制御手段により前記加工対象物の表面をレーザ加工しているときに、前記第２レーザ駆動回路を作動させて前記加工対象物の表面に検査用レーザ光を照射する検査用レーザ光照射制御手段と、前記加工対象物の表面に照射した前記検査用レーザ光の反射光または透過光の強度を検出する光検出手段と、前記光検出手段により検出した反射光または透過光の強度に基づいて、前記加工対象物における異常を検出する異常検出手段とを備えたことにある。
【０００８】
本発明においては、第１レーザ光源と第２レーザ光源とを有する加工ヘッドを備えており、この加工ヘッドから、セット部にセット（固定）された加工対象物の表面にレーザ光を照射する。レーザ光の照射位置は、回転手段と送り手段との作動により移動する。回転手段は、セット部を回転させることにより、照射位置をセット部の回転軸周りに移動させる。送り手段は、セット部と加工ヘッドとの相対位置を変更してセット部の回転により形成される照射移動軌跡に対して直交する方向に照射位置を移動させる。この場合、セット部を固定しておいて加工ヘッドを移動させてもよいし、加工ヘッドを固定しておいてセット部を移動させてもよいし、両者を移動させるようにしてもよい。セット部としては、例えば、平板状の加工対象物を載置固定する円盤状テーブル、または、フィルム状の加工対象物を円筒外周面に捲いて固定し円筒軸周りに回転するドラム状固定治具などを用いることができる。送り手段の送り方向（セット部と加工ヘッドとの相対移動方向）は、円盤状テーブルの場合は、テーブル径方向となり、ドラム状固定治具の場合は、ドラム回転軸方向となる。
【０００９】
第１レーザ光源は、第１レーザ駆動回路から出力された駆動信号により作動して加工用レーザ光を出射して、加工対象物の表面をレーザ加工する。例えば、加工対象物の表面に微細なピット（断続的に形成される溝）、連続した溝、または、それらを形成するための反応跡（現像液等により変化する部分）を形成する。一方、第２レーザ光源は、第２レーザ駆動回路から出力された駆動信号により作動して検査用レーザ光を出射する。この検査用レーザ光は、加工対象物の表面に照射されても加工対象物が変化しない、つまり、レーザ加工されないように加工用レーザ光に比べて弱い強度に設定されている。
【００１０】
加工制御手段は、回転手段と送り手段との作動を制御して照射位置を移動させつつ、第１レーザ駆動回路を作動させる。これにより、加工対象物の表面がレーザ加工される。このレーザ加工中においては、検査用レーザ光照射制御手段が第２レーザ駆動回路を作動させる。これにより、加工対象物の表面に検査用レーザ光が照射される。光検出手段は、加工対象物に照射された検査用レーザ光の反射光または透過光の強度を検出する。尚、検査用レーザ光の透過光を検出する場合には、セット部として光の透過率の大きな回転テーブルを用い、加工対象物と回転テーブルとを透過した透過光を回転テーブルの裏面側で受光して、その強度を検出すればよい。
【００１１】
異常検出手段は、光検出手段により検出した反射光または透過光の強度に基づいて、加工対象物における異常を検出する。加工対象物の表面に異物が付着していたり傷が形成されていたりすると適正にレーザ加工できない。従って、こうした異物付着部や傷形成部を異常部とすることができる。加工対象物に異常部が存在すると、検査用レーザの反射光または透過光の強度が変化する。そこで、例えば、異常を判定するための閾値となる基準強度を予め設定しておき、検査用レーザの反射光または透過光の強度と、この基準強度とを比較することにより加工対象物の異常部を検出することができる。また、検査用レーザ光の反射光または透過光を受光する受光領域を複数に分割した光検出手段を設けて、各受光領域で検出した反射光または透過光の強度を使った演算式により得られる演算結果と、異常を判定するための基準値とを比較して、加工対象物の異常を検出するようにしてもよい。
【００１２】
検査用レーザ光は、加工対象物のレーザ加工に寄与しないため、その強度を異常検査に適した一定値に設定することができる。また、異常判定用の基準強度についても、検査用レーザ光の強度に応じた適正値に設定することができる。
【００１３】
この結果、本発明によれば、加工対象物の精度の良い検査を行うことができる。しかも、加工用レーザ光の照射によるレーザ加工と同時に検査用レーザ光を照射してその反射光あるいは透過光の強度から異常を検出するため、製造工程におけるタクトタイムの増加を招くことがなく、生産効率を維持することができる。また、検査装置を別途設ける必要がないため、設備コスト、設置スペースも不要となり、製造コストを抑えることができる。
【００１４】
また、本発明の他の特徴は、前記加工ヘッドは、前記第２レーザ光源から出射される検査用レーザ光を、前記加工用レーザ光により前記加工対象物がレーザ加工されていない部分に照射することにある。この場合、前記加工ヘッドは、前記加工対象物の表面に照射した前記検査用レーザ光のスポット位置を、前記加工用レーザ光により前記加工対象物がレーザ加工される位置の加工方向前方直近位置に設定するとよい。
【００１５】
本発明においては、第２レーザ光源から出射される検査用レーザ光が、加工用レーザ光により加工対象物がまだレーザ加工されていない部分に照射される。この場合、例えば、検査用レーザ光のスポット位置を、加工用レーザ光により加工対象物がレーザ加工される位置（加工用レーザ光のスポット位置）の加工方向前方直近位置に設定するとよい。従って、異常検出手段は、加工対象物の無垢の状態を検査することになる。レーザ加工状態の異常は、殆どが加工対象物の異常（異物付着や傷）に起因するものである。このため、レーザ加工状態を直接検査しなくても、加工対象物に形成された異常部を検出することで代用することができる。この場合、加工対象物に照射された検査用レーザ光の反射光あるいは透過光がレーザ加工跡の影響を受けないため、異常部を簡単にしかも精度良く検出することができる。
【００１６】
尚、検査用レーザ光のスポット位置を、加工用レーザ光により加工対象物がレーザ加工される位置（加工用レーザ光のスポット位置）の加工方向前方直近位置に設定した場合には、例えば、加工用レーザ光と検査用レーザ光とを光軸をずらして共通の対物レンズから照射することができ、光学系部材を兼用することができる。
【００１７】
また、本発明の他の特徴は、前記回転手段により回転する前記セット部の回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記送り手段による変更される前記セット部と前記加工ヘッドとの相対位置を送り位置として検出する送り位置検出手段と、前記光検出手段により検出した前記反射光または透過光の強度の履歴を記憶する光履歴記憶手段と、前記異常検出手段により前記加工対象物における異常が検出されたときの、前記回転角度検出手段により検出される回転角度と、前記送り位置検出手段により検出される送り位置と、前記光履歴記憶手段により記憶した反射光または透過光の強度の履歴とを異常検出情報として取得する異常検出情報取得手段と、前記異常検出情報取得手段により取得した異常検出情報に基づいて、前記加工対象物の異常箇所を表す異常箇所情報を作成する異常箇所情報作成手段とを備えたことにある。
【００１８】
本発明においては、回転角度検出手段がセット部の回転角度を検出し、送り位置検出手段がセット部と加工ヘッドとの相対位置を送り位置として検出し、光履歴記憶手段が光検出手段により検出した反射光または透過光の強度の履歴を記憶する。そして、異常検出情報取得手段は、この３つの手段（回転角度検出手段、送り位置検出手段、光履歴記憶手段）を使って、異常検出手段により加工対象物における異常が検出されたときのセット部の回転角度と、送り位置と、反射光または透過光の強度の履歴とを異常検出情報として取得する。この異常検出情報は、異常が検出されたときの加工対象物に対する検査用レーザ光の照射位置と、異常が検出されるときまでの反射光または透過光の強度の履歴とを表す。従って、加工対象物における異常箇所（異常の発生している領域）を特定できるものとなる。
【００１９】
そこで、異常箇所情報作成手段は、この異常検出情報に基づいて加工対象物の異常箇所を表す異常箇所情報を作成する。従って、本発明によれば、加工対象物における異常箇所を把握することができるため、レーザ加工終了後の工程において加工対象物を複数に分割して製品を作製する場合には、異常箇所を除いた部分を製品とすることができる。つまり、異常が検出されたからといって、そのまま加工対象物を廃棄処分してしまう必要はなく、正常部分を有効に利用することができる。この結果、生産効率が一層向上する。
【００２０】
また、本発明の他の特徴は、前記異常検出手段は、前記検出した反射光または透過光の強度が、予め設定した異常を判定するための閾値となる基準強度を境界として正常値側から異常値側の範囲に入り、その後、予め設定した異常判定用基準時間以上経過した後に、正常値側の範囲に戻った時に異常検出信号を出力するものであり、前記異常検出情報取得手段は、前記異常検出信号が出力されたときの前記回転角度検出手段により検出される回転角度と前記送り位置検出手段により検出される送り位置とを異常検出点情報として取得するとともに、前記異常検出信号が出力される直前の前記光履歴記憶手段に記憶されている反射光または透過光の強度の履歴を取得するものであり、前記異常箇所情報作成手段は、前記光履歴記憶手段に記憶されている反射光または透過光の強度が前記異常値側の範囲に入っている連続時間に基づいて前記加工対象物の回転方向における異常範囲長を計算し、その異常範囲長と前記異常検出点情報とから前記異常箇所情報を作成することにある。
【００２１】
本発明においては、検出した反射光または透過光の強度が、予め設定した異常を判定するための閾値となる基準強度を境界として正常値側から異常値側の範囲に入り、その後、予め設定した異常判定用基準時間以上経過した後に、正常値側の範囲に戻った時に異常検出手段が異常検出信号を出力する。異常判定用基準時間以上の時間経過を要件としているのは、検出した光強度が一時的なノイズにより変動して正常値側から外れ誤判定してしまうことを防止するためである。異常検出信号が出力された時点において検査用レーザ光が加工対象物を照射していた位置は、異常部の終了位置とみなすことができる。従って、異常検出信号が出力されたときの回転角度と送り位置とは、異常部の終了点を特定できる異常検出点情報となる。
【００２２】
異常検出情報取得手段は、異常検出信号が出力されたとき、この異常検出点情報と、異常検出信号が出力される直前の光履歴記憶手段に記憶されている反射光または透過光の強度の履歴を取得する。光履歴記憶手段に記憶されている反射光または透過光の強度が異常値側に入っている連続時間（例えば、一定のサンプリング周期で光強度データを記憶する場合にはデータの数）がわかれば、加工対象物の回転方向における異常部の長さを計算することができる。例えば、連続時間に検査用レーザ光の照射位置の線速度を乗じればよい。そこで、異常箇所情報作成手段は、光履歴記憶手段に記憶されている反射光または透過光の強度が異常値側の範囲に入っている連続時間に基づいて加工対象物の回転方向における異常範囲長を計算し、その異常範囲長と異常検出点情報とから異常箇所情報を作成する。従って、本発明によれば、加工対象物における異常箇所情報の作成が容易であり、また、精度の高い異常箇所情報を得ることができる。
【００２３】
また、本発明の他の特徴は、前記送り位置検出手段により検出される送り位置および前記回転角度検出手段により検出される回転角度に基づいて、前記加工用レーザ光の照射位置が前記加工対象物の外周部であって設定回転角度となるマーク形成目標位置となるように、前記送り手段と前記回転手段とを駆動制御するマーク位置移動制御手段と、前記第１レーザ駆動回路を作動させて、前記加工対象物のマーク形成目標位置に前記加工用レーザ光を照射し、前記加工対象物のマーク形成目標位置にマークを形成するマーク形成手段とを備えたことにある。
【００２４】
本発明においては、加工対象物の表面にマークを形成することにより、マークを基準として異常箇所を把握できるようにしている。このマークは、マーク形成手段がマーク目標形成位置に加工用レーザ光を照射することにより形成される。マーク形成目標位置は、加工用レーザ光の照射位置が、加工対象物の外周部となる位置で、かつ、セット部の回転角度が設定回転角度となる位置である。マークの形成に際して、マーク位置移動制御手段は、送り位置検出手段により検出される送り位置と回転角度検出手段により検出される回転角度とに基づいて、送り手段と回転手段とを駆動制御して加工用レーザ光の照射位置をマーク形成目標位置に合わせる。その後、マーク形成手段が加工用レーザ光を照射して加工対象物にマークを形成する。
【００２５】
従って、レーザ加工を使って異常箇所情報とマーク形成位置とを関連させることができる。このため、作業者は、このマークを基準として、どの位置にどの程度の大きさの異常部が存在するのかを知ることができる。また、レーザ加工時においてマークを形成することができるため、前もってマークが形成された加工対象物を用意する必要がなく、また、その加工対象物をセット部にセットするときにマークをセット部の所定位置に合わせる必要もなく、生産効率が向上する。
【００２６】
本発明の他の特徴は、前記セット部は、同一形状の複数の加工対象物を前記セット部の回転軸を中心とした同一円周上に配置して固定する固定治具を備え、前記複数の加工対象物の前記セット部に対する固定位置を検出する固定位置検出手段と、前記固定位置検出手段により検出されたそれぞれの加工対象物の固定位置に基づき、前記異常箇所情報作成手段により作成された異常箇所情報をそれぞれの加工対象物における座標に基づいた異常箇所情報に変換する異常箇所情報変換手段とを備えたことにある。
【００２７】
本発明においては、固定治具を使って複数の加工対象物をセット部に同一円周上に配置してレーザ加工を行うため生産効率が高い。この場合、異常箇所情報作成手段により作成された異常箇所情報は、セット部におけるレーザ光照射位置を座標として表したものであるため、複数の加工対象物をセット部に配置して一度にレーザ加工を行うシステムにおいては、異常箇所情報を各加工対象物の座標に変換する必要がある。そこで、固定位置検出手段は、複数の加工対象物のセット部に対する固定位置を検出する。そして、異常箇所情報変換手段は、検出した加工対象物の固定位置に基づいて、異常箇所情報をそれぞれの加工対象物における座標に基づいた異常箇所情報に変換する。この結果、異常箇所情報をそれぞれの加工対象物に適正に使うことができる。
【００２８】
本発明の他の特徴は、前記各加工対象物の外周部であって各加工対象物の中心と前記セット部の回転中心とを結ぶ直線上の位置をマーク形成目標位置として演算するマーク目標位置演算手段と、前記加工用レーザ光の照射位置が１つの加工対象物のマーク形成目標位置となるように、前記送り手段と前記回転手段とを駆動制御するマーク位置移動制御手段と、前記第１レーザ駆動回路を作動させて、前記１つの加工対象物のマーク形成目標位置に前記加工用レーザ光を照射し、前記加工対象物のマーク形成目標位置にマークを形成するマーク形成手段と、前記マーク位置移動制御手段による前記加工用レーザ光の前記マーク形成目標位置への移動と、前記マーク形成手段による前記加工対象物のマーク形成目標位置への前記加工用レーザ光の照射とを、前記各加工対象物のそれぞれに対して行うように、前記マーク位置移動制御手段と前記マーク形成手段とに指示する繰り返し手段とを備えたことにある。
【００２９】
本発明においては、セット部に同一円周上に配置された複数の加工対象物のそれぞれに対して、そのマーク形成目標位置に加工用レーザ光を照射してマークを形成する。マークを形成するに際して、マーク目標位置演算手段は、各加工対象物の外周部であって各加工対象物の中心とセット部の回転中心とを結ぶ直線上の位置をマーク形成目標位置として演算する。そして、マーク位置移動制御手段が、送り手段と回転手段とを駆動制御して加工用レーザ光の照射位置を１つの加工対象物のマーク形成目標位置に合わせ、マーク形成手段が、第１レーザ駆動回路を作動させてマーク形成目標位置に加工用レーザ光を照射し、加工対象物にマークを形成する。そして、繰り返し手段が、マーク位置移動制御手段によるマーク形成目標位置への移動と、マーク形成手段による加工用レーザ光の照射とを、各加工対象物のそれぞれに対して行うように両手段に指示する。これにより、各加工対象物に対して、マークを適正位置に形成することができる。尚、各加工対象物の外周部であって各加工対象物の中心とセット部の回転中心とを結ぶ直線上の位置は、セット部の回転中心から近い箇所と遠い箇所との２箇所存在するが、いずれか一方をマーク形成目標位置とすればよい。
【００３０】
また、本発明の他の特徴は、前記マーク形成手段は、前記異常検出手段により異常が検出された加工対象物に対してのみ前記マークを形成することにある。これによれば、異常が検出されなかった加工対象物にはマークを形成しないため、生産効率が一層向上する。また、作業者は、マークの有無により、加工対象物の異常部の有無を知ることができる。
【００３１】
また、本発明の他の特徴は、前記マーク形成手段は、前記送り手段により前記加工用レーザ光の照射位置を移動させながら前記第１レーザ駆動回路を作動させて前記加工用レーザ光を照射することにより、前記加工対象物の外周部に前記送り手段の送り方向に延びた直線状のマークを形成することにある。これによれば、マークの形成が容易であり、しかも、マークが直線状に形成されるため、マークの識別も容易となる。
【００３２】
更に、本発明の実施にあたっては、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
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、第１実施形態に係るレーザ加工装置１の概略システム構成図である。このレーザ加工装置１は、加工対象物ＯＢを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、レーザ加工され、最終的には、例えば反射防止膜や偏光板等の機能性材料として使用される。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およびフィードモータ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。
【００３４】
スピンドルモータ２２は、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検出信号を出力するエンコーダ２２ａが組み込まれている。この回転検出信号は、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と、所定の微少な回転角度ずつハイレベルとローレベルを繰り返すパルス列信号であって互いにπ／２だけ位相のずれたＡ相信号およびＢ相信号とからなる。
【００３５】
回転検出信号のうちインデックス信号は、回転角度検出回路５１に供給され、パルス列信号は、スピンドルモータ制御回路５３と回転角度検出回路５１とに供給される。スピンドルモータ制御回路５３は、コントローラ９０からの回転速度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（Ａ相信号およびＢ相信号）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９０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。
【００３６】
回転角度検出回路５１は、コントローラ９０からの指示により作動を開始し、エンコーダ２２ａから出力されるパルス列信号のパルス数をカウントし、そのカウント値からテーブル２１の回転角度を計算し、回転角度を表すデジタル信号を第２データ保存回路６２とコントローラ９０とに出力する。また、回転角度検出回路５１は、エンコーダ２２ａからインデックス信号を入力したときにパルス数のカウント値をゼロクリアする。つまり、インデックス信号が入力した時点のテーブル２１の回転角度を０°とする。
【００３７】
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。従って、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および支持部材２５は、スクリューロッド２４およびナットからなる送りネジ機構２０によりテーブル２１の径方向に変位する。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。
【００３８】
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と同様な回転検出信号（インデックス信号及びＡ相信号およびＢ相信号からなるパルス列信号）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は、フィードモータ制御回路５４と半径位置検出回路５２とに出力される。半径位置検出回路５２は、エンコーダ２３ａからのパルス列信号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（以下、半径位置と呼ぶ）を検出し、半径位置を表すデジタル信号を第３データ保存回路６３とコントローラ９０とに出力する。尚、半径位置検出回路５２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９０の指示によって行われる。
【００３９】
すなわち、コントローラ９０は、電源投入時に、フィードモータ制御回路５４に支持部材の初期位置への移動及び半径位置検出回路５２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５４は、フィードモータ２３を回転させて支持部材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。半径位置検出回路５２は、この支持部材２５の移動中、エンコーダ２３ａからのＡ相信号およびＢ相信号からなるパルス列信号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、半径位置検出回路５２はエンコーダ２３ａからのパルス列信号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、半径位置検出回路５２は、フィードモータ制御回路５４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５４をフィードモータ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、半径位置検出回路５２は、パルス列信号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また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である半径位置を算出し、半径位置を表す信号をフィードモータ制御回路５４、コントローラ９０、第３データ保存回路６３に出力し続ける。
【００４０】
フィードモータ制御回路５４は、コントローラ９０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る。具体的には、フィードモータ制御回路５４は、コントローラ９０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定されたときには、半径位置検出回路５２によって検出される半径位置を用いてフィードモータ２３の回転を制御し、検出される半径位置がコントローラ９０から指定された半径位置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５４は、コントローラ９０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からの回転検出信号からテーブル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９０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。
【００４１】
次に、加工ヘッド３０について説明する。加工ヘッド３０は、第１レーザ光源３１と第２レーザ光源４１とを備え、各光源３１，４１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、その反射光を別々に受光する構成となっている。第１レーザ光源３１から出射されるレーザ光は、主に加工対象物ＯＢをレーザ加工するために使用され、第２レーザ光源４１から出射されるレーザ光は、加工対象物ＯＢをレーザ加工できない弱い強度に調整され加工対象物ＯＢの異常を検出するために使用される。以下、第１レーザ光源３１から出射されるレーザ光を加工用レーザ光と呼び、第２レーザ光源４１から出射されるレーザ光を検査用レーザ光と呼ぶ。尚、第１レーザ光源３１は、フォーカスサーボを開始するときには、後述する第１レーザ駆動回路７１からの駆動信号の調整により、加工対象物ＯＢをレーザ加工できない弱い強度（以後、非加工強度と呼ぶ）のレーザ光をも出射できるようになっている。第１レーザ光源３１から非加工強度のレーザ光を出射する場合についてのみ、そのレーザ光を非加工用レーザ光と呼ぶ。
【００４２】
加工ヘッド３０は、第１レーザ光源３１、第１コリメートレンズ３２、第１偏光ビームスプリッタ３３、ダイクロイックミラー３４、１／４波長板３５、対物レンズ３６、第１集光レンズ３７、シリンドリカルレンズ３８、第１フォトディテクタ３９、フォーカスアクチュエータ４０、第２レーザ光源４１、第２コリメートレンズ４２、第２偏光ビームスプリッタ４３、第２集光レンズ４４、第２フォトディテクタ４５などを備えている。第１レーザ光源３１から出射した加工用レーザ光は、第１コリメートレンズ３２、第１偏光ビームスプリッタ３３、ダイクロイックミラー３４、１／４波長板３５、対物レンズ３６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の表面に集光した加工用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３６、１／４波長板３５、ダイクロイックミラー３４をそのまま通過し、第１偏光ビームスプリッタ３３に入射し、第１偏光ビームスプリッタ３３によって反射されて第１集光レンズ３７に入射する。第１集光レンズ３７は、第１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３８を介して第１フォトディテクタ３９に集光する。
【００４３】
第２レーザ光源４１は、第１レーザ光源３１とは異なる波長のレーザ光を出射する。第２レーザ光源４１から出射した検査用レーザ光は、第２コリメートレンズ４２および第２偏光ビームスプリッタ４３を介してダイクロイックミラー３４に入射する。ダイクロイックミラー３４は、第１レーザ光源３１から出射された加工用レーザ光およびその反射光に対してはそのまま通過させるが、第２レーザ光源４１から出射された検査用レーザ光に対しては反射させる。ダイクロイックミラー３４で反射した検査用レーザ光は、１／４波長板３５、対物レンズ３６を通過して加工対象物ＯＢの表面に集光される。つまり、検査用レーザ光は、加工用レーザ光と合成されて１／４波長板３５、対物レンズ３６を通過して加工対象物ＯＢの表面に集光される。
【００４４】
この場合、ダイクロイックミラー３４を反射した検査用レーザの光軸は、第１レーザ光源３１から出射されダイクロイックミラー３４を通過した加工用レーザの光軸に対して加工対象物ＯＢの回転方向とは逆方向に僅かに傾けられている。従って、第２レーザ光源４１から出射される検査用レーザ光は、第１レーザ光源３１から出射される加工用レーザ光により加工対象物ＯＢに照射されるスポット位置よりも加工対象物ＯＢの回転方向とは逆方向に僅かに離れた位置に集光される。本実施形態においては、例えば、２つのレーザ光の集光位置の離隔が５０μｍ程度に設定される。
【００４５】
検査用レーザ光の加工対象物ＯＢからの反射光は、対物レンズ３６、１／４波長板３５を通過し、ダイクロイックミラー３４で反射する。従って、検査用レーザ光の反射光は、ダイクロイックミラー３４で加工用レーザ光の反射光と分離される。ダイクロイックミラー３４で反射した反射光は、第２偏光ビームスプリッタ４３によって反射されて第２集光レンズ４４に入射する。第２集光レンズ４４は、第２偏光ビームスプリッタに４３よる反射光を第２フォトディテクタ４５に集光する。第２フォトディテクタ４５は、第２偏光ビームスプリッタ４３によって反射された検査用レーザ光の強度に応じた信号を出力する。
【００４６】
第１レーザ光源３１は、コントローラ９０によって作動制御される第１レーザ駆動回路７１によって駆動される。また、第２レーザ光源４１は、コントローラ９０によって作動制御される第２レーザ駆動回路７２によって駆動される。第１レーザ駆動回路７１は、発光信号供給回路７３により第１レーザ光源３１への駆動信号の出力形態が制御される。
【００４７】
発光信号供給回路７３は、コントローラ９０から加工模様を表すデータを入力して、レーザ加工中に、そのデータに対応したパルス列信号、あるいは、連続信号を第１レーザ駆動回路７１に供給する。発光信号供給回路７３は、加工対象物ＯＢの表面に複数の微細ピットを列状に形成する場合には、そのピットの長さ、ピットの形成間隔に応じた時間幅のハイレベル信号とローレベル信号からなるパルス列信号を出力し、加工対象物ＯＢの表面に連続した溝を形成する場合には、連続したハイレベル信号を出力する。
【００４８】
第１レーザ駆動回路７１は、コントローラ９０からの指令に基づいて、第１レーザ光源３１に対して指定された強度のレーザ光を出射するための電流および電圧を供給する。第１レーザ駆動回路７１は、コントローラ９０から非加工強度のレーザ照射開始の指令を入力した場合には、それに応答して低レベル（すなわち非加工レベル）の直流信号からなる駆動信号を第１レーザ光源３１に出力する。この非加工レベルは、第１レーザ光源３１から出射されるレーザ光の加工対象物ＯＢの表面への照射によって加工対象物ＯＢの表面が変化しない（レーザ加工されない）程度に低く、かつ、後述するフォーカスサーボ制御を可能とするレベルに設定されている。
【００４９】
また、第１レーザ駆動回路７１は、コントローラ９０から加工強度のレーザ照射開始の指令を入力した場合には、それに応答して高レベル（すなわち加工レベル）のパルス列信号あるいは直流信号からなる駆動信号を第１レーザ光源３１に出力する。高レベルの駆動信号の波形は、発光信号供給回路７３から入力した信号に応じて設定され、例えば、発光信号供給回路７３から入力した信号がパルス列信号であれば、そのパルス信号波形に応じた波形で駆動信号を出力する。この加工レベルは、第１レーザ光源３１から出射されるレーザ光の加工対象物ＯＢの表面への照射によって加工対象物ＯＢの表面がレーザ加工され、かつ、後述するフォーカスサーボ制御を可能とするレベルに設定されている。
【００５０】
加工用レーザ光の加工対象物ＯＢの表面からの反射光は、対物レンズ３６、１／４波長板３５、ダイクロイックミラー３４、第１偏光ビームスプリッタ３３、第１集光レンズ３７、シリンドリカルレンズ３８を介して、第１フォトディテクタ３９に導かれ受光される。第１フォトディテクタ３９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。第１フォトディテクタ３９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。
【００５１】
第１フォトディテクタ３９から出力される受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は、第１信号増幅回路７４に入力される。第１信号増幅回路７４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７５に出力する。フォーカスエラー信号生成回路７５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７６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。
【００５２】
フォーカスサーボ回路７６は、コントローラ９０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７７に出力する。ドライブ回路７７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４０を駆動制御して、対物レンズ３６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）となるようにドライブ回路７７を駆動することにより、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。
【００５３】
第２レーザ駆動回路７２は、コントローラ９０からの指令に基づいて、第２レーザ光源４１に対して、検査レベルの直流信号からなる駆動信号を第２レーザ光源４１に出力する。この検査レベルは、第２レーザ光源４１から出射されるレーザ光(検査用レーザ光）の加工対象物ＯＢの表面への照射によって加工対象物ＯＢの表面が変化しない（レーザ加工されない）程度に弱く設定されている。
【００５４】
検査用レーザ光の加工対象物ＯＢの表面からの反射光は、対物レンズ３６、１／４波長板３５、ダイクロイックミラー３４、第２偏光ビームスプリッタ４３、第２集光レンズ４４を介して、第２フォトディテクタ４５に導かれ受光される。第２フォトディテクタ４５は、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として出力する。つまり、受光した光の強度が大きいほど大きな波高値となる受光信号を出力する。第２フォトディテクタ４５から出力される受光信号は、第２信号増幅回路８１に入力される。第２信号増幅回路８１は、入力した受光信号を適切な信号レベルにまで増幅してＡ／Ｄ変換器８２およびエラー判定回路８３に出力する。
【００５５】
Ａ／Ｄ変換器８２は、第２信号増幅回路８１から出力された受光信号を入力し、クロック信号発生回路８４から出力されるクロック信号に基づく所定のサンプリング周期で受光信号の波高値（光の強度に相当する信号の値）をデジタルデータに変換し第１データ保存回路６１に出力する。従って、第１データ保存回路６１には、検査用レーザ光の反射光の強度を表すデジタルデータが所定のサンプリング周期で入力される。クロック信号発生回路８４は、コントローラ９０から指示を受けて作動開始し、所定周期のパルス列信号をＡ／Ｄ変換器８２に出力する。
【００５６】
エラー判定回路８３は、コントローラ９０から指示を受けると作動開始する。エラー判定回路８３は、２値化回路と時間計測回路とを備えており、第２信号増幅回路８１から入力した受光信号を２値化回路にてハイレベル信号とローレベル信号とからなる２値化信号に変換する。つまり、図２に示すように、受光信号の波高値が予め設定した基準値以上であればハイレベル信号を、基準値未満であればローレベル信号に変換する。そして、時間計測回路を用いて２値化信号のローレベル信号の長さ（連続時間）を計測し、計測した長さが、予め設定した設定長さ（異常判定用基準時間）を超える場合には、ローレベル信号の終了時点（ハイレベル信号に切り替わる時）にエラー検出を表す信号（以下、エラー検出信号と呼ぶ）を出力する。つまり、受光信号の波高値が予め設定した基準値を下回る方向にクロスした場合、その下回った時点から、次に、受光信号の波高値が基準値を上回る方向にクロスするまでの時間を計測し、その計測時間が異常判定用基準時間を超える場合には、エラー検出信号を出力する。この異常判定用基準時間の経過をエラー判定の要件に加えている理由は、瞬時的な信号ノイズの影響を除去するためである。エラー検出信号は、第１データ保存回路６１、第２データ保存回路６２、第３データ保存回路６３に出力される。
【００５７】
本実施形態のレーザ加工装置１においては、後述するように、加工対象物ＯＢをセットしたテーブル２１を回転させながら半径方向に送り移動させている状態で、加工ヘッド３０の第１レーザ光源３１から加工用レーザ光を照射することにより加工対象物ＯＢの表面をレーザ加工する。レーザ光は、発光信号供給回路７３からの信号にしたがって照射される。このため、連続照射であれば加工対象物ＯＢの表面に連続した微細溝が螺旋状に形成され、断続照射であれば、加工対象物ＯＢの表面に複数の微細ピットが螺旋状に配置されて形成される。従って、加工ヘッド３０から照射される加工用レーザ光の強度は、一定の場合もあれば、パルス状の波形になる場合もある。また、レーザ加工を最適に行うために、加工用レーザ光の強度は、コントローラ９０から第１レーザ駆動回路７１への指令により適宜調整される。
【００５８】
加工対象物ＯＢの表面に異物が付着していたり傷が形成されていたりすると、その部分（以下、異物付着部や傷の形成部を異常部と呼ぶ）については適正にレーザ加工できない。レーザ加工不良の原因は、ほとんどの場合、こうした加工対象物ＯＢに起因する。加工対象物ＯＢの表面に異物が付着していたり傷が形成されていたりすると、レーザ光の反射光強度が下がる。従って、レーザ光の反射光強度に基づいて加工対象物ＯＢの異常を検出することができる。
【００５９】
この場合、加工用レーザ光の反射光強度の低下に基づいて異常を検出しようとすると、高い検出精度を得ることができない。なぜなら、加工対象物ＯＢにピットを形成する場合には、パルス状のレーザ光を加工対象物ＯＢに照射するため、その反射光強度も強弱がハンチングし、異常判定するための基準値（閾値）を適切に設定することが難しいからである。また、加工対象物ＯＢの種類やレーザ加工の種類によってもレーザ光の強度が適宜調整されるため、この点においても異常判定するための基準値の設定は難しい。
【００６０】
そこで本実施形態においては、レーザ加工されない一定強度の検査用レーザ光を出射する第２レーザ光源を加工ヘッド３０に設け、その検査用レーザ光の反射光の強度に基づいて異常を検出する構成を採用している。この場合には、検査用レーザ光の強度が一定であるため、反射光強度を比較する異常判定用の基準値の設定が容易となる。
【００６１】
加工対象物ＯＢの表面に異常部が存在すると、反射光強度を表す受光信号の波高値が基準値を下回る（図２の時刻ｔ１）。そして、検査用レーザ光の照射位置が異常部を通過し終えると、受光信号の波高値が復帰して基準値を上回る（図２の時刻ｔ２）。エラー判定回路８３においては、受光信号の波高値が基準値を下回っている期間（時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間）だけ２値化回路からローレベル信号を出力し、時間計測回路によりローレベル信号の長さ（連続時間）を計測する。そして、ローレベル信号の長さが設定長さ（異常判定用基準時間）を越える場合には、受光信号の波高値が基準値にまで復帰した時点でエラー検出信号を出力する。
【００６２】
尚、稀ではあるが、異常部の種類によっては、反射光強度のレベルが上昇する場合がある。そこで、上記基準値（以下、第１基準値と呼ぶ）と、それよりも高いレベルとなる第２基準値との２つの基準値を用いて、受光信号の波高値を比べるようにしてもよい。例えば、エラー判定回路８３に、上記２つの基準値の間を正常範囲として、受光信号の波高値がこの正常範囲に入っているときにハイレベル信号を出力し、正常範囲から外れているときにローレベル信号を出力する２値化回路を設ける。そして、２値化回路がローレベル信号を出力し、そのローレベル信号が設定長さ（異常判定用基準時間）を越えた場合に、２値化回路がハイレベル信号に切り替わった時点でエラー検出信号を出力する。
【００６３】
第１データ保存回路６１は、コントローラ９０から指示を受けると作動開始する。第１データ保存回路６１は、内部にメモリを備え、Ａ／Ｄ変換器８２から出力される反射光の強度（波高値に相当する）を表すデジタルデータをメモリに逐次記憶していき、記憶したデジタルデータのデータ数が設定数Ｎ（例えば、１０万個）に達すると、再び、その先頭の記憶領域（最も古いデータの記憶されている記憶領域）から順番に最新のデジタルデータを記憶していく（上書き）。第１データ保存回路６１は、Ｎ個のデジタルデータを記憶する記憶領域を１つの記憶ブロックとして、複数の記憶ブロックを備えている。そして、エラー判定回路８３からエラー検出信号が出力されていないあいだは、第１記憶ブロックのみを使って、最新のＮ個分の反射光の強度を表すデジタルデータを記憶し、エラー判定回路８３からエラー検出信号が入力すると、その記憶ブロックのなかの最も新しいデジタルデータが記憶されている記憶領域、つまり、最後に記憶したデジタルデータの記憶領域の次の記憶領域（あるいは所定数あとの記憶領域）に識別フラグデータを記憶し、それ以降、第１記憶ブロックにはデータ記憶を行わないようにする。
【００６４】
第１データ保存回路６１は、第１記憶ブロックに識別フラグデータを記憶すると、以降、第２記憶ブロックを使って、Ａ／Ｄ変換器８２から出力されるデジタルデータを、その先頭の記憶領域から逐次記憶していく。そして、エラー判定回路８３からエラー検出信号が入力するたびに、識別フラグデータを、最後に記憶したデジタルデータの記憶領域の次の記憶領域に記憶し、データ記憶するための記憶ブロックを新たな記憶ブロックに変更する。
【００６５】
このようにして、第１データ保存回路６１は、エラー検出信号を入力するたびに、エラー検出信号入力直前の最大で（Ｎ−１）個のデジタルデータを記憶する。従って、各記憶ブロックに記憶されたデジタルデータから、反射光の強度の履歴（エラー検出信号を入力するまでの所定期間の履歴）がわかるようになっており、この反射光の強度の履歴から受光信号の波高値が基準値を下回った時点（図２の時刻ｔ１）も検出することができる。第１データ保存回路６１は、コントローラ９０からデータ出力指令が入力すると、各記憶ブロックに記憶したデジタルデータをコントローラ９０へ出力する。以下、第１データ保存回路６１に記憶されたデジタルデータを波高値データと呼ぶ。
【００６６】
第２データ保存回路６２は、コントローラ９０から指示を受けると作動開始する。第２データ保存回路６２は、内部にメモリを備え、回転角度検出回路５１から入力される回転角度に相当するデジタルデータを、エラー判定回路８３からエラー検出信号が入力するたびに記憶する。そして、コントローラ９０からデータ出力指令が入力すると、メモリに記憶したデジタルデータをコントローラ９０へ出力する。以下、第２データ保存回路６２に記憶されたデジタルデータを回転角度データと呼ぶ。
【００６７】
第３データ保存回路６３は、コントローラ９０から指示を受けると作動開始する。第３データ保存回路６３は、内部にメモリを備え、半径位置検出回路５２から入力される半径位置（テーブル２１の半径方向への送り位置）に相当するデジタルデータを、エラー判定回路８３からエラー検出信号が入力するたびに記憶する。そして、コントローラ９０からデータ出力指令が入力すると、メモリに記憶したデジタルデータをコントローラ９０へ出力する。以下、第３データ保存回路６３に記憶されたデジタルデータを半径位置データと呼ぶ。
【００６８】
このように、第１，第２，第３データ保存回路６１，６２，６３を設けたことにより、加工対象物ＯＢに存在する異常部の位置を特定することができる。つまり、加工対象物ＯＢの異常部の回転方向位置（テーブル２１の回転方向における位置）を第２データ保存回路６２に記憶した回転角度データから特定でき、半径方向の位置（加工対象物ＯＢの中心から半径方向の距離）を第３データ保存回路６３に記憶した半径位置データから特定できる。この位置は、エラー判定回路８３からエラー検出信号が出力された時点におけるレーザ光の照射位置となるため、異常部の終了位置を特定するものである。以下、異常部の終了位置における加工対象物ＯＢの回転中心（テーブル２１の回転中心と等しい）からの距離をエラー位置半径ｒとよび、基準回転位置に対する加工対象物ＯＢの回転角度（テーブル２１の回転角度）をエラー位置角度θと呼ぶ。また、このエラー位置半径ｒとエラー位置角度θにより特定される異常部の終了位置（ｒ、θ）をエラー検出点と呼ぶ。
【００６９】
一方、第１データ保存回路６１には、エラー判定回路８３からエラー検出信号が出力される直前の波高値データの履歴が記憶されているため、この履歴を参照して、異常部の回転方向における長さ（円弧の長さ、以下、エラー長さＬと呼ぶ）を特定することができる。つまり、記憶されている波高値データのうち、波高値が基準値よりも下回っている期間が、エラー長さＬに対応したものとなる。エラー長さＬは、波高値が基準値より下回っているデータの数をｕ、第１データ保存回路６１に波高値データが記憶されるサンプリング間隔をｔ（秒）、加工対象物ＯＢに対するレーザスポットの回転線速度をｖとすると、Ｌ＝ｕ×ｔ×ｖにて求めることができる。
【００７０】
コントローラ９０は、第１，第２，第３データ保存回路６１，６２，６３に記憶された波高値データ，回転角度データ，半径位置データを取り込み、上述したような演算処理を行うことにより、加工対象物ＯＢの異常部の位置を求める。このコントローラ９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えた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。コントローラ９０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９１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９２とが接続されている。
【００７１】
次に、レーザ加工装置１の動作を説明する。作業者は、レーザ加工装置１の図示しない電源スイッチをオンして、図１に示す各種回路の作動を開始させる。電源投入時には、コントローラ９０は、図示しないプログラムの実行により、半径位置検出回路５２およびフィードモータ制御回路５４に対して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５４は、フィードモータ２３を回転させてテーブル２１を駆動限界位置である初期位置に移動させる。テーブル２１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、半径位置検出回路５２はエンコーダ２３ａからのパルス列信号の入力停止を検出して、カウント値を「０」にリセットし、フィードモータ制御回路５４に出力停止のための信号を出力して初期設定が完了する。
【００７２】
次に、コントローラ９０は、図示しないプログラムの実行により、表示装置９２を用いて、加工対象物ＯＢの加工に必要な加工データの入力を作業者に促す。作業者は、入力装置９１を用いて、加工対象物ＯＢのシリアルナンバー、レーザ加工開始半径位置、レーザ加工終了半径位置、半径方向の加工ピッチ、加工対象物ＯＢに対するレーザスポットの回転線速度、溝加工またはピット加工の指定、ピット加工の場合には回転方向のピット間隔などを入力する。コントローラ９０は、入力された加工データを内部の記憶装置に記憶する。尚、加工データがコントローラ９０内に記憶されている場合には、この処理を省略してもよい。
【００７３】
このような初期処理の実行後、レーザ加工ルーチンが開始される。図３は、レーザ加工ルーチンを示すフローチャートである。このレーザ加工ルーチンは、コントローラ９０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶されており、ステップＳ１０にて開始される。コントローラ９０は、まず、ステップＳ１２において、フィードモータ制御回路５４に前記入力されたレーザ加工開始半径位置に移動するように指示する。フィードモータ制御回路５４は、半径位置検出回路５２によって検出された半径位置を入力しながら、レーザ光の照射位置がレーザ加工開始半径位置に一致するまで、フィードモータ２３の回転を制御してテーブル２１を移動する。半径位置検出回路５２によって検出された半径位置がレーザ加工開始半径位置に等しくなると、フィードモータ制御回路５４はフィードモータ２３の回転を停止する。これにより、レーザ光の照射位置がレーザ加工開始半径位置にまで移動する。
【００７４】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１４において、前記入力されたレーザ加工開始半径位置および回転線速度を用いて、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をスピンドルモータ制御回路５３に出力するとともにスピンドルモータ２２の回転開始を指示する。スピンドルモータ制御回路５３は、エンコーダ２２ａからのＡ相信号およびＢ相信号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９０から入力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の回転制御を開始する。尚、コントローラ９０は、回転開始指示を出力した後は、本ルーチンとは別の割り込みルーチンにより、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５３に出力する。
【００７５】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１６において、第１レーザ駆動回路７１に対して非加工用レーザ光照射の開始を指示する。これにより、第１レーザ駆動回路７１は、第１レーザ光源３１に対して、非加工レベルの駆動信号の出力を開始する。第１レーザ光源３１は、この駆動信号により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第１フォトディテクタ３９によって検出される。この場合、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。
【００７６】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１８において、フォーカスサーボ回路７６と図示していないフォーカスアクチュエータ４０を駆動する回路とＳ字検出回路に作動開始を指示する。第１フォトディテクタ３９によって検出された反射光に応じた受光信号は第１信号増幅回路７４を介してフォーカスエラー信号生成回路７５に供給されており、フォーカスエラー信号生成回路７５は光スポットからの反射光に応じたフォーカスエラー信号をフォーカスサーボ回路７６に出力している。フォーカスアクチュエータ４０が駆動するとレーザ光の焦点位置が加工対象物ＯＢの表面に一致する近傍でフォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）がＳ字状に変化する。このＳ字状に変化する範囲の中間付近のタイミングで、フォーカスサーボ回路７６は、フォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）の値が一定値（例えば、ゼロ）になるように、ドライブ回路７７に制御信号を出力してフォーカスアクチュエータ４０の駆動制御を開始する。つまり、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、第１レーザ光源３１から出射されるレーザ光の光軸方向に対物レンズ３６を駆動する。
【００７７】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２０において、第２レーザ駆動回路７２に対して検査用レーザ光の照射開始を指示する。これにより、第２レーザ駆動回路７２は、第２レーザ光源４１に対して、検査レベルの一定の駆動信号の出力を開始する。第２レーザ光源４１は、この駆動信号により検査用レーザ光を出射する。これにより加工対象物ＯＢの表面に検査用レーザ光の光スポットが、非加工用レーザ光の光スポットに近接して形成され、その反射光が第２フォトディテクタ４５によって検出される。この場合、加工対象物ＯＢは、検査用レーザ光の照射によっては加工されない。
【００７８】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２２において、第１レーザ駆動回路７１に対して加工用レーザ光の照射開始を指示し、発光信号供給回路７３に信号の出力を指示する。これにより、第１レーザ駆動回路７１は、第１レーザ光源３１に出力していた駆動信号を、非加工レベルから加工レベルに切り替え、発光信号供給回路７３から供給される信号の波形に応じた波形にする。こうして、第１レーザ光源３１は、加工レベルに対応した加工用レーザ光を出射する。従って、加工対象物ＯＢには加工用レーザ光が照射され、加工対象物ＯＢのレーザ加工が開始される。
【００７９】
第２レーザ光源４１から出射される検査用レーザ光の光軸は、第１レーザ光源３１から出射される加工用レーザ光の光軸に対して加工対象物ＯＢの回転方向とは逆方向に僅かに傾けられている。このため、加工対象物ＯＢの表面に形成される検査用レーザ光の光スポットと加工用レーザ光の光スポットとは重ならず、検査用レーザ光の光スポット位置が、加工用レーザ光の光スポットの加工方向の僅かに前方位置となる。従って、検査用レーザ光は、加工用レーザ光により加工対象物ＯＢがレーザ加工される直前位置を照射することになる。換言すれば、加工対象物ＯＢの表面において、検査用レーザ光の光スポット位置の移動軌跡を後からトレースするように加工用レーザ光の光スポット位置が移動する。
【００８０】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２４において、フィードモータ制御回路５４に対して、半径方向への移動開始を指示する。この場合、コントローラ９０は、前記入力された回転線速度および加工ピッチ、半径位置検出回路５２から取り込んだ半径位置に基づいて移動速度を計算し、フィードモータ制御回路５４に対して移動速度を指示する。フィードモータ制御回路５４は、エンコーダ２３ａからのＡ相信号およびＢ相信号を用いてフィードモータ２３の半径方向の移動速度を計算し、この計算した移動速度がコントローラ９０から指示された移動速度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。この結果、テーブル２１は、指示された移動速度で半径方向に移動し始める。尚、コントローラ９０は、半径方向への移動開始を指示した後は、本ルーチンとは別の割り込みルーチンにより、テーブル２１の移動速度の計算を繰り返し、その都度、計算した移動速度をフィードモータ制御回路５４に出力する。
【００８１】
こうして、テーブル２１の回転と半径方向への移動とにより、加工対象物ＯＢと加工ヘッド３０との相対位置が変化し、加工用レーザ光と検査用レーザ光の照射位置が加工対象物ＯＢの表面を螺旋状に移動していく。従って、加工用レーザ光の照射軌跡に沿って加工対象物ＯＢの表面にレーザ加工が施されると同時に、レーザ加工直前の加工対象物ＯＢの表面に検査用レーザ光が照射される。
【００８２】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２６において、エラー判定回路８３、クロック信号発生回路８４、回転角度検出回路５１に対して作動開始の指示を行うとともに第１〜第３データ保存回路６１，６２，６３に対して記憶開始の指示を行う。この指示により、加工対象物ＯＢの異常検査が開始される。エラー判定回路８３は、コントローラ９０からの指示により作動開始し、第２フォトディテクタ４５で受光された検査用レーザ光の受光信号を第２信号増幅回路８１を介して入力し、受光信号の波高値と予め設定した異常判定用の基準値とを比較する。そして、波高値が基準値を下回っている連続時間が設定時間を超える場合には、加工対象物ＯＢの表面に異常部が存在していると判定する。異常部が存在していると判定した場合には、波高値が基準値に到達したときにエラー検出信号を第１〜第３データ保存回路６１，６２，６３に出力する。
【００８３】
クロック信号発生回路８４は、コントローラ９０からの指示により作動開始し、Ａ／Ｄ変換器８２にクロック信号を出力する。これにより、Ａ／Ｄ変換器８２は、クロック信号に基づくサンプリング周期で、第２信号増幅回路８１から出力される受光信号の波高値をデジタルデータの波高値データに変換して第１データ保存回路６１に出力する。第１データ保存回路６１も、コントローラ９０からの指示により作動を開始して、Ａ／Ｄ変換器８２から出力される波高値データをメモリに逐次記憶していく。第１データ保存回路６１は、上述したようにエラー検出信号を入力していないあいだは、第１記憶ブロックのみを使って最新Ｎ個分の波高値データを記憶し、エラー検出信号が入力するたびに、識別フラグデータを、最後に記憶した波高値データの記憶領域の次の記憶領域に記憶し、データ記憶するための記憶ブロックを新たな記憶ブロックに変更していく。
【００８４】
回転角度検出回路５１は、コントローラ９０からの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のパルス数のカウント値からテーブル２１の回転角度を計算し、回転角度を表すデジタルデータ（回転角度データ）を第２データ保存回路６２とコントローラ９０とに出力する。第２データ保存回路６２も、コントローラ９０からの指示により作動を開始して、回転角度検出回路５１から出力される回転角度データを入力する。そして、エラー判定回路８３からエラー検出信号が入力するたびに、そのときの回転角度データをメモリに記憶していく。
【００８５】
第３データ保存回路６３は、コントローラ９０からの指示により作動を開始して、半径位置検出回路５２から出力されるデジタルデータ（半径位置データ）を入力する。そして、エラー判定回路８３からエラー検出信号が入力するたびに、そのときの半経位置データをメモリに記憶していく。
【００８６】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２８において、半径位置検出回路５２から出力される半径位置データを取り込み、ステップＳ３０において、加工終了半径位置に到達したか否かを判断する。加工終了半径位置は、作業者がレーザ加工開始にあたって入力設定した値である。ステップＳ２８，Ｓ３０の処理は、半径位置検出回路５２により検出される半径位置が加工終了半径位置に一致するまで繰り返される。従って、この間は、加工用レーザ光照射による加工対象物ＯＢのレーザ加工と、検査用レーザ光照射による加工対象物ＯＢの異常検査が同時に継続されることとなる。
【００８７】
半径位置検出回路５２により検出される半径位置が加工終了半径位置に達すると（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、コントローラ９０は、ステップＳ３２において、フォーカスサーボ回路７６に作動停止を指示して、フォーカスサーボ回路７６によるフォーカスサーボ制御を停止させる。次に、コントローラ９０は、ステップＳ３４において、第２レーザ駆動回路７２に対して検査用レーザ光の照射停止を指示する。これにより、第２レーザ駆動回路７２は、それまで第２レーザ光源４１に出力していた検査レベルの駆動信号の出力を停止する。従って、加工対象物ＯＢの表面に照射されていた検査用レーザ光の照射が停止される。
【００８８】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ３６において、第１レーザ駆動回路７１に対して加工用レーザ光の照射停止を指示する。これにより、第１レーザ駆動回路７１は、第１レーザ光源３１に出力していた加工レベルの駆動信号の出力を停止する。従って、それまで加工対象物ＯＢの表面に照射されていた加工用レーザ光の照射が停止される。
【００８９】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ３８において、エラー判定回路８３、クロック信号発生回路８４に対して作動停止を指示する。これにより、エラー判定回路８３は、検査用レーザ光の反射強度に基づく異常判定処理を停止する。また、クロック信号発生回路８４は、Ａ／Ｄ変換器８２に出力していたクロック信号を停止する。従って、Ａ／Ｄ変換器８２は、波高値データを第１データ保存回路６１に出力しなくなる。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ３９において、スピンドルモータ制御回路５３に対して回転停止を指示する。これにより、スピンドルモータ制御回路５３は、スピンドルモータ２２の回転駆動を停止し、スピンドルモータ２２の回転は停止する。
【００９０】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ４０において、第１〜第３データ保存回路６１，６２，６３に対してデータ記憶の停止を指示するとともに、第１〜第３データ保存回路６１，６２，６３に記憶されている波高値データ、回転角度データ、半径位置データをコントローラ９０内のメモリ（ＲＡＭ）に取り込む。これに伴って、第１〜第３データ保存回路６１，６２，６３に記憶されていた各データは消去される。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ４２において、エラーデータが存在するか否かを判断する。上述した加工対象物ＯＢの検査中にエラー判定回路８３からエラー検出信号が出力された場合、第２データ保存回路６２、第３データ保存回路６３には回転角度データ、半径位置データがそれぞれ記憶される。従って、先のステップＳ４０にて第２データ保存回路６２、第３データ保存回路６３からデータを取り込んだときに、回転角度データ、半径位置データが存在していた場合にはエラーデータが存在していると判定し、回転角度データ、半径位置データが存在していなかった場合にはエラーデータが存在していないと判定する。コントローラ９０は、エラーデータが存在しないと判断した場合（Ｓ４２：Ｎｏ）、ステップＳ４４において、回転角度検出回路５１に作動停止を指示する。これにより、回転角度検出回路５１は、その作動を停止する。そして、ステップＳ４６において、エラーが存在しなかったことを表示装置９２に表示して本加工制御ルーチンを終了する。
【００９１】
一方、エラーデータが存在している場合には（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、コントローラ９０は、その処理をステップＳ４８に進めて、フィードモータ制御回路５４に対して、マーク目標半径位置にまで移動するように指示する。このマーク目標半径位置は、加工対象物ＯＢの半径位置から所定距離ａだけ引いた値に設定される。つまり、マーク目標半径位置は、加工対象物ＯＢの外周ラインから加工対象物ＯＢの中心側に向けて半径方向に所定距離ａだけ内側となる位置である。この距離ａは微少値に設定されているため、マーク目標半径位置は、加工対象物ＯＢの外周部となる。フィードモータ制御回路５４は、コントローラ９０からマーク目標半径位置が指示されると、半径位置検出回路５２によって検出された半径位置を入力しながらフィードモータ２３の回転を制御して、加工用レーザ光の照射位置がマーク目標半径位置に一致するまでテーブル２１を移動する。
【００９２】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ５０において、スピンドルモータ制御回路５３に対して予め設定した超低速回転での回転開始を指示する。スピンドルモータ制御回路５３は、超低速回転の設定回転速度が指示されると、その設定回転速度にてスピンドルモータ２２を回転駆動する。尚、超低速回転とは、回転停止指令がスピンドルモータ２２に入力したときに、瞬時にスピンドルモータ２２の回転を停止できる回転速度である。
【００９３】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ５２において、回転角度検出回路５１によって検出された回転角度を取り込む。そして、ステップＳ５４において、その検出した回転角度（回転角度位置）が回転角度Ａ以下になったか否かを判断する。この回転角度Ａは、基準回転位置（回転角度ゼロ）に極めて近い値に設定されている。コントローラ９０は、回転角度検出回路５１によって検出した回転角度が回転角度Ａ以下になるまでステップＳ５２，Ｓ５４の処理を繰り返す。コントローラ９０は、回転角度Ａが回転角度Ａ以下になると、ステップＳ５６において、スピンドルモータ制御回路５３に対して回転停止を指示する。スピンドルモータ制御回路５３は、この指示によりスピンドルモータ２２を停止させる。スピンドルモータ２２は、超低速で回転しているため瞬時に停止する。従って、テーブル２１は、その回転位置が実質的に基準回転位置（回転角度ゼロの位置）にて停止することになる。尚、回転角度Ａは、回転角度検知から停止までの僅かな遅れや分解能を考慮した角度であって、テーブルを実質的に基準回転位置で停止できればゼロに設定してもよい。
【００９４】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ５８において、第１レーザ駆動回路７１に対して非加工用レーザ光照射の開始を指示し、ステップＳ６０において、フォーカスサーボ回路７６に作動開始を指示する。続いて、ステップＳ６２において、第１レーザ駆動回路７１に対して加工用レーザ光の照射開始を指示する。これにより、第１レーザ駆動回路７１は、第１レーザ光源３１に出力していた駆動信号を、非加工レベルから加工レベルに切り替える。このステップＳ５８，Ｓ６０，Ｓ６２の処理は、ステップＳ１６，Ｓ１８，Ｓ２２の処理と同じである。
【００９５】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ６４において、フィードモータ制御回路５４に対して、移動速度Ｆにて半径方向（径方向外側）への移動開始を指示する。これにより、フィードモータ制御回路５４は、エンコーダ２３ａからの回転検出信号からテーブル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９０によって指定された移動速度Ｆと等しくなるようにフィードモータ２３の回転制御を開始する。
【００９６】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ６６において、半径位置検出回路５２から半径位置データを取り込み、ステップＳ６８において、検出された半径位置が加工対象物ＯＢの半径ｒｋと一致するか否かを判定する。半径位置が加工対象物ＯＢの半径ｒｋと一致するまで、ステップＳ６６，Ｓ６８の処理が繰り返される。この期間においては、テーブル２１が半径方向（径方向外側）に移動するとともに、加工用レーザ光が加工対象物ＯＢに照射されることになる。従って、加工対象物ＯＢのマーク目標半径位置から半径方向に加工用レーザ光の光スポット位置が移動していく。つまり、マーク目標半径位置から半径方向に向かってレーザ加工が直線状に施されていく。
【００９７】
コントローラ９０は、ステップＳ６８において、半径位置が加工対象物ＯＢの半径ｒｋと一致したと判断すると、続いて、ステップＳ７０において、フォーカスサーボ回路７６にフォーカスサーボ制御の停止を指示する。続いて、ステップＳ７２において、第１レーザ駆動回路７１に対して加工用レーザ光の照射停止を指示する。これにより、第１レーザ駆動回路７１は、第１レーザ光源３１に出力していた駆動信号を停止する。こうして、加工対象物ＯＢへのマーク付けが終了する。加工対象物ＯＢのマークは、テーブル２１の基準回転位置において、マーク目標半径位置から加工対象物ＯＢの外周端まで直線状に形成される。
【００９８】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ７４において、回転角度検出回路５１に作動停止を指示する。これにより、回転角度検出回路５１は、その作動を停止する。こうして加工対象物ＯＢのレーザ加工処理、マークの形成処理、異常の検出処理が終了する。
【００９９】
続いて、コントローラ９０は、加工対象物ＯＢにおける異常部の領域を表す異常情報の作成・表示処理に入る。コントローラ９０は、先のステップＳ４０にて、波高値データ、回転角度データ、半径位置データをメモリ内に取り込んでいる。このうち、半径位置データと回転角度データは、エラー検出信号がエラー判定回路８３から出力されるたびに、その時点における半径位置（エラー位置半径ｒ）と回転角度（エラー位置角度θ）を記憶したデータであり、各異常部の終了位置を特定するエラー検出点（ｒ，θ）情報となる。
【０１００】
一方、波高値データは、エラー検出信号が出力されたときの波高値（光強度）の履歴であって、エラー検出のたびに、その直近の最大で（Ｎ−１）個の波高値を表すデジタルデータを記憶ブロックに分けてグループ化したものである。従って、波高値データの各グループは、その記憶ブロック順に、回転角度データ、半径位置データと対応したものとなる。そして、各グループにおける波高値データのうち、波高値が基準値を下回っている連続時間が、異常部の回転方向のエラー長さＬに対応したものとなる。
【０１０１】
コントローラ９０は、ステップＳ７６において、波高値データのグループごとに、波高値が基準値より下回っているデータの数（詳しくは、波高値データの一番新しいものから古い方に遡って波高値が連続して基準値を下回っているデータの数）をカウントし、次式により、回転方向のエラー長さＬを計算する。
Ｌ＝ｕ×ｔ×ｖ
ここで、ｕは波高値が基準値より下回っているデータの数、ｔは第１データ保存回路６１に波高値データが記憶されるサンプリング間隔（秒）、ｖは加工対象物ＯＢに対するレーザスポットの回転線速度である。このエラー長さＬの計算は、波高値データのグループの全てに対して行う。これにより、各エラー検出点（ｒ，θ）に対応したエラー長さＬが求められる。尚、上記式においては、正確にはｕに代えて（ｕ−１）とすべきであるが、波高値データの数ｕが大きな値となるので、ｕと（ｕ−１）とを同一の値として扱っている。
【０１０２】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ７８において、エラー長さＬを使って異常部の開始位置であるエラー開始点（ｒ，θ’）を計算する。この場合、半径方向の加工ピッチが回転方向の移動距離に対して非常に短いため、エラー開始点におけるエラー位置半径をエラー検出点（異常部の終了位置）におけるエラー位置半径ｒと同一の値として扱っている。エラー開始点におけるエラー位置角度θ’は、ラジアン単位では次式により求めることができる。
θ’＝θ−（Ｌ／ｒ）
【０１０３】
従って、エラー検出点とエラー開始点とを、（ｒ，θ），（ｒ，θ’）として求めることができる。この２つの点をＸ−Ｙ座標にて表すと（ｒ sinθ，ｒ cosθ），（ｒ sinθ’，ｒ cosθ’）となる。この座標値の集合により、図４に示すように、加工対象物ＯＢにおける異常部の位置と大きさ（以下、エラー箇所と呼ぶ）がわかる。コントローラ９０は、エラー検出点（ｒ，θ）とエラー開始点（ｒ，θ’）とを加工対象物ＯＢのシリアルナンバーと対応させて、エラー箇所情報（異常箇所情報）として記憶装置に記憶する。
【０１０４】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ８０において、エラー箇所情報を用いて表示装置９２に加工対象物ＯＢにおけるエラー箇所（異常部の領域）を表示する。この場合、図５に示すように、加工対象物ＯＢの輪郭の中に、エラー箇所ＥとマークＭとの両方を表示する。マークＭの回転角度位置は０であるため、マーク先端のＸ−Ｙ座標における座標位置は、（０，ｒｋ）として表すことができる（ｒｋは加工対象物ＯＢの半径値）。また、加工対象物ＯＢの中心はＸ−Ｙ座標における座標原点（０，０）である。従って、マークＭを加工対象物ＯＢに形成することにより、この２点から加工対象物ＯＢの表面におけるＸ，Ｙ座標軸が定まり、加工対象物ＯＢをテーブル２１から取り出した後においても、加工対象物ＯＢのエラー箇所Ｅを特定することができる。
【０１０５】
コントローラ９０は、表示装置９２によりエラー箇所の表示を所定時間行うと、ステップＳ８２にて本レーザ加工ルーチンを終了する。作業者は、レーザ加工ルーチンが終了するとテーブル２１から加工対象物ＯＢを取り外す。そして、次の加工対象物ＯＢのレーザ加工を行う場合には、その加工対象物ＯＢをテーブル２１にセットし、必要に応じて加工条件を変更してからレーザ加工の開始を指示する。
【０１０６】
本実施形態のレーザ加工装置１においては、加工対象物ＯＢのエラー箇所情報が、加工対象物ＯＢのシリアルナンバーと対応してコントローラ９０の記憶装置に記憶される。従って、作業者は、レーザ加工の終了後において、いつでも、入力装置９１を使ってエラー箇所を表示装置９２に表示させることができるようになっている。このため、上述したレーザ加工ルーチンに、ステップＳ４６やステップＳ８０の表示処理を組み込まないようにしてもよい。
【０１０７】
加工対象物ＯＢの異常の有無は、マークの有無により判断することができる。加工対象物ＯＢの外周部にマークが形成されていなければ、異常部が存在しないといえる。従って、レーザ加工終了後においては、加工対象物ＯＢのマークの有無を確認するだけで、異常の有無を簡単に確認することができる。また、作業者は、マークが形成されている加工対象物ＯＢについて、エラー箇所を表示装置９２に表示させることにより、そのマークを基準とした異常部の位置を認識することができる。加工対象物ＯＢは、最終的には、複数に分割して製品とされる場合が多い。従って、複数に分割するときに、異常部の存在する部分を除外することで、加工対象物ＯＢ全体を無駄にしてしまうことなく、正常部分を有効に利用することができる。
【０１０８】
以上説明した本実施形態のレーザ加工装置１によれば、加工用レーザ光とは異なる検査用レーザ光を使って、この反射光の強度と基準値との比較により加工対象物ＯＢの異常を検査するため、精度の良い検査を行うことができる。つまり、レーザ加工の種類（ピット形成や連続した溝の形成）や加工用レーザ光の強度に影響されることなく、独立した検査用レーザ光の反射光の強度に基づいて加工対象物ＯＢを検査するため、異常判定用の基準値の設定を適切に行うことができ、誤判定を低減することができる。
【０１０９】
また、この加工対象物ＯＢの検査は、加工対象物ＯＢの表面のレーザ加工状態を検査するものでもある。つまり、レーザ加工状態の異常は、その原因が、加工対象物ＯＢに付着している異物、あるいは、加工対象物ＯＢに形成されている傷など加工対象物ＯＢそのものに起因するものが殆どであり、加工対象物ＯＢの表面に異常がなければレーザ加工状態も正常となる。従って、本実施形態においては、検査用レーザ光の照射スポット位置を、加工用レーザ光の照射スポット位置の加工方向前方直近位置に設定して、加工対象物ＯＢにおけるレーザ加工される直前位置を検査することで、レーザ加工状態の検査を代用できる。このため、加工用レーザ光による加工跡の影響を受けることなく、簡単にしかも精度良く検査を行うことができる。
【０１１０】
しかも、加工ヘッド３０内に第２レーザ光源４１、および、その光学系部材を設けているため、加工用レーザ光と検査用レーザ光とにおける光スポットの相対位置が一定となり、しかも、２つの光スポットが接近しているため、加工対象物ＯＢのレーザ加工と検査との位置制御（回転角度、半径位置）を別々に行う必要もない。また、加工用レーザ光と検査用レーザ光とを共通の対物レンズ３６から照射させることができ、光学系部材を兼用させることができる。
【０１１１】
また、加工用レーザ光の照射によるレーザ加工と同時に検査用レーザ光を照射して異常を検出するため、タクトタイムの増加を招くことがなく生産効率を維持することができる。また、検査装置を別途設ける必要がないため、設備コスト、設置スペースも不要となり、製造コストを抑えることができる。
【０１１２】
また、異常部が検出された加工対象物ＯＢにマークを形成し、このマークを基準としたエラー箇所情報を作成するため、作業者は、このマークを基準として、どの位置にどの程度の大きさの異常部が存在するのかを知ることができる。従って、加工対象物ＯＢにおける異常箇所を把握することができるため、レーザ加工終了後の工程において加工対象物ＯＢを複数に分割して製品を作製する場合には、異常箇所を除いた部分を製品とすることができる。また、レーザ加工時においてマークを形成することができるため、前もってマークが形成された加工対象物ＯＢを用意する必要がなく、また、その加工対象物ＯＢをセット部２１にセットするときにマークをセット部２１の所定位置に合わせる必要もない。これらの結果、生産効率が一層向上する。
【０１１３】
また、異常部が検出された加工対象物ＯＢにだけマークを形成するため、マーク形成時間を短縮することができる。また、マークは、加工対象物ＯＢの外周部において直線状に形成されるため、その形成が容易であるだけでなく、作業者にとって識別が容易となる。
【０１１４】
次に、第２実施形態のレーザ加工装置について説明する。上述した第１実施形態においては、テーブル２１に１つの加工対象物ＯＢをセットしてレーザ加工するレーザ加工装置について説明したが、第２実施形態のレーザ加工装置は、テーブル２１に複数の加工対象物ＯＢをセットして、複数の加工対象物ＯＢに対して同時にレーザ加工と検査とを行う。図６は、第２実施形態としてのレーザ加工装置２の概略構成図、図７は、加工対象物ＯＢのテーブル２１へのセット方法を表す説明図、図８は、加工対象物ＯＢがテーブル２１にセットされた状態を表す概略斜視図である。
【０１１５】
加工対象物ＯＢは、第１実施形態と同じ円盤状をなし、固定治具１１０を介してテーブル２１にセットされる。固定治具１１０は、図７に示すように、加工対象物ＯＢをテーブル２１の回転軸まわりに周方向に複数枚（本実施形態では４枚）並べて固定するための円形の固定孔１１０ｈが穿設された薄い円盤であり、テーブル２１の上面に載置される。各固定孔１１０ｈは、その中心（円中心）が固定治具１１０の中心から半径ｒｃだけ離れた位置に、それぞれ周方向に等間隔（９０度）に配置される。加工対象物ＯＢは、全て同一形状であり、固定孔１１０ｈに厚さ方向に挿入することにより固定治具１１０に固定される。
【０１１６】
テーブル２１の上面には複数の吸引孔２１ａが形成されており、図示しない吸引装置の作動により、吸引孔２１ａに負圧を発生させて固定治具１１０と加工対象物ＯＢとをテーブル２１の上面に吸引固定する。固定治具１１０は、テーブル２１に対して固定治具１１０の中心がテーブル２１の中心と一致するように、図示しないガイドにより位置決めされる。
【０１１７】
第２実施形態のレーザ加工装置２の回路構成について説明する。第２実施形態のレーザ加工装置２は、図６に示すように、第１実施形態のレーザ加工装置１に、エッジ検出回路８５を備えたもので、他の構成については、第１実施形態のレーザ加工装置１と同じである。従って、第１実施形態と同じ構成要素については、図面に第１実施形態と同一符号を付して説明を省略する。
【０１１８】
エッジ検出回路８５は、第２信号増幅回路８１から出力される受光信号を入力し、受光信号の波高値が予め設定したエッジ検出用設定値をクロスしたときに、エッジ検出信号をコントローラ９０に出力する。つまり、エッジ検出回路８５は、受光信号の波高値とエッジ検出用設定値とを比較し、受光信号の波高値がエッジ検出用設定値を下回っている状態から増大してエッジ検出用設定値を上回ったとき、および、受光信号の波高値がエッジ検出用設定値を上回っている状態から減少してエッジ検出用設定値を下回ったときに、それぞれエッジ検出信号として所定幅の１つのパルス信号をコントローラ９０に出力する。
【０１１９】
加工対象物ＯＢの表面と固定治具１１０の表面との光の反射率は相違し、本実施形態においては、固定治具１１０の表面のほうが加工対象物ＯＢの表面より光の反射率が高い。従って、第２レーザ光源４１から検査用レーザ光を出射している状態でテーブル２１を回転させると、第２信号増幅回路８１の出力する受光信号の波高値が、加工対象物ＯＢのエッジ箇所（外周縁）で変化する。従って、固定治具１１０の表面の反射光における波高値と、加工対象物ＯＢの表面の反射光における波高値との中間値をエッジ検出用設定値として予め設定しておくことで、検査用レーザ光の光スポットが加工対象物ＯＢのエッジを通過したときに、確実にエッジ検出信号を出力させることができる。
【０１２０】
尚、エラー判定回路８３において、上述したように、波高値が上昇する異常部に対応するために、第１基準値と第１基準値よりも高い第２基準値との間を正常範囲として、受光信号の波高値がこの正常範囲から外れているときにローレベル信号を出力する２値化回路を設けた構成を採用する場合には、波高値が第２基準値を上回った場合であっても波高値がエッジ検出用設定値を上回った場合にはエラー検出信号の出力を禁止するとよい。これは、検査用レーザ光が固定治具１１０を照射しているときにエラー検出信号を出力しないようにするためである。
【０１２１】
この第２実施形態においては、作業者は、レーザ加工装置２でレーザ加工を行うにあたって、まず、テーブル２１の上面に固定治具１１０を載置して吸着させる。このとき、固定治具１１０は、図示しないガイドにより、テーブル２１の中心と固定治具１１０の中心とが一致するように位置決めされる。そして、作業者は、固定治具１１０の固定孔１１０ｈに加工対象物ＯＢを一つずつ挿入してテーブル２１に吸着させる。こうして、テーブル２１の回転軸を中心とした同一円周上に加工対象物ＯＢが配置固定される。
【０１２２】
続いて、作業者は、入力装置９１を操作して、コントローラ９０に加工対象物ＯＢのセット位置情報を取得させる。以下、コントローラ９０が行うセット位置取得処理について説明する。図９は、セット位置取得ルーチンを表すフローチャートである。このセット位置取得ルーチンは、コントローラ９０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶されており、ステップＳ１００にて開始される。
【０１２３】
コントローラ９０は、まず、ステップＳ１０２において、フィードモータ制御回路５４に対して、予め設定されたセット位置検出用半径位置への移動を指示する。これにより、フィードモータ制御回路５４は、半径位置検出回路５２によって検出された半径位置を入力しながら、レーザ光の照射位置がセット位置検出用半径位置に一致するまで、フィードモータ２３の回転を制御してテーブル２１を移動する。こうして、テーブル２１がセット位置検出用半径位置にまで移動すると、コントローラ９０は、ステップＳ１０４において、スピンドルモータ制御回路５３に対して低回転速度によるスピンドルモータ２２の回転開始を指示する。スピンドルモータ制御回路５３は、エンコーダ２２ａからのＡ相信号およびＢ相信号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９０から入力された低回転速度に等しくなるようにスピンドルモータ２２の回転制御を開始する。
【０１２４】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１０６において、第１レーザ駆動回路７１に対して非加工用レーザ光照射の開始を指示し、次に、ステップＳ１０８において、フォーカスサーボ回路７６に作動開始を指示する。従って、非加工用レーザ光が加工対象物ＯＢの表面に照射されるとともに、そ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３６の光軸方向の位置制御が開始される。次に、コントローラ９０は、ステップＳ１１０において、第２レーザ駆動回路７２に対して検査用レーザ光照射の開始を指示する。これにより、第２レーザ光源４１が駆動され、加工対象物ＯＢの表面に検査用レーザ光が照射される。
【０１２５】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１１２において、エッジ検出回路８５と回転角度検出回路５１とに作動開始を指示する。次に、コントローラ９０は、ステップＳ１１３において回転角度が極小量Ａ以下になる（回転角度が０になる）のを待ち、ステップＳ１１４において、変数ｎの値を「１」に設定し、ステップＳ１１６において、エッジ検出回路８５からエッジ検出信号を入力したか否かを判断する。コントローラ９０は、エッジ検出信号が入力されるまで、その判断を繰り返し、エッジ検出信号が入力されると（Ｓ１１６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１８において、回転角度検出回路５１から出力される回転角度Ａ（ｎ）を表すデジタルデータを取得しＲＡＭ等のメモリに一時的に記憶する。
【０１２６】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１２０において、変数ｎの値が「８」であるか否かを判断し、ｎ＝８でない場合には、ステップＳ１２２において、変数ｎの値を「１」だけインクリメントして、その処理をステップＳ１１６に戻す。従って、コントローラ９０は、エッジ検出回路８５から出力されるエッジ検出信号を入力するたびに、そのときのテーブル２１の回転角度Ａ（ｎ）を表すデジタルデータを逐次記憶していく。こうして回転角度Ａ（ｎ）を表すデータを８つ記憶すると、変数ｎの値が８となり、ステップＳ１２０の判断が「Ｙｅｓ」となる。
【０１２７】
テーブル２１を回転させたときにレーザ光の光スポットが各加工対象物ＯＢの表面を横切るようにテーブル２１の半径位置を設定した場合には、テーブル２１を１回転させると、光スポットが各加工対象物ＯＢのエッジを通過するたびにエッジ検出回路８５からエッジ検出信号が出力される。このエッジ検出信号は、光スポットが１枚の加工対象物ＯＢを通過するときに２回出力される。従って、エッジ検出信号を８回検出することで、全ての加工対象物ＯＢのエッジを検出したことになる。
【０１２８】
コントローラ９０は、ステップＳ１２０において「Ｙｅｓ」と判断すると、その処理をステップＳ１２４に進め、フォーカスサーボ制御回路７６に対してフォーカスサーボ制御の停止を指示する。続いて、ステップＳ１２６において、第２レーザ駆動回路７２に対して検査用レーザ光の照射停止を指示し、ステップＳ１２８において、第１レーザ駆動回路７１に対して非加工用レーザ光の照射停止を指示する。これにより、加工対象物ＯＢへの検査用レーザ光の照射と非加工用レーザ光の照射とが停止される。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１３０において、スピンドルモータ制御回路５３に対して回転停止を指示する。続いて、ステップＳ１３２において、エッジ検出回路８５と回転角度検出回路５１に対して作動停止を指示する。
【０１２９】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１３４において、上記８つの回転角度Ａ（１）〜Ａ（８）に基づいて、加工対象物ＯＢのセット位置を計算する。加工対象物ＯＢのセット位置は、図１０に示すように、テーブル２１に対する加工対象物ＯＢの配置された回転角度により表される。加工対象物ＯＢの配置された回転角度とは、テーブル２１の中心（固定治具１１０の中心）である原点と各加工対象物ＯＢの中心とを結ぶライン上を、レーザ光が照射しているときのテーブル２１の回転角度Ｃ（１）〜Ｃ（４）である。この回転角度Ｃ（１）〜Ｃ（４）は次式のように算出される。
Ｃ（１）＝（Ａ（１）＋Ａ（２））／２
Ｃ（２）＝（Ａ（３）＋Ａ（４））／２
Ｃ（３）＝（Ａ（５）＋Ａ（６））／２
Ｃ（４）＝（Ａ（７）＋Ａ（８））／２
【０１３０】
この回転角度により、加工対象物ＯＢのセット位置が求められるが、ここでは、更に、図１０に示すように、エラーデータの存在を判定するための領域を定める回転角度Ｂ（１）〜Ｂ（８）を算出する。この回転角度Ｂ（１）〜Ｂ（８）は、テーブル２１の中心から加工対象物ＯＢに接する２本の接線上をレーザ光が照射しているときのテーブル２１の回転角度である。回転角度Ｂ（１）〜Ｂ（８）は、次式のように算出される。
Ｂ（１）＝Ｃ（１）−ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
Ｂ（２）＝Ｃ（１）＋ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
Ｂ（３）＝Ｃ（２）−ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
Ｂ（４）＝Ｃ（２）＋ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
Ｂ（５）＝Ｃ（３）−ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
Ｂ（６）＝Ｃ（３）＋ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
Ｂ（７）＝Ｃ（４）−ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
Ｂ（８）＝Ｃ（４）＋ｓｉｎ-1（ｒｋ／ｒｃ）
ここで、ｒｃはテーブル２１の中心（固定治具１１０の中心）から加工対象物ＯＢの中心までの距離であり、ｒｋは個々の加工対象物ＯＢの半径である。
【０１３１】
尚、上記の計算は、回転角度０のラインが加工対象物ＯＢ上にない場合であるので、上記計算を行う前に，Ａ（２）−Ａ（１）の値を算出して、この値が設定値より小さい場合には、回転角度０のラインが加工対象物ＯＢ上にあると判定する。この場合には、Ａ（１）をＡ（８）とし、他のＡ（ｎ）についても、ｎの値を１減算した値にしておいて、回転角度Ｃ（１）〜Ｃ（４）を計算すればよい。この回転角度Ｃ（１）〜Ｃ（４）は、各加工対象物ＯＢごとのマーク形成目標位置の回転角度となる。
【０１３２】
コントローラ９０は、このステップＳ１３４の加工対象物ＯＢのセット位置の計算を行うと、ステップＳ１３６にてセット位置取得ルーチンを終了する。そして、レーザ加工ルーチンを開始する。第２実施形態のレーザ加工ルーチンは、その前半部分が第１実施形態のレーザ加工ルーチンと同一であるため、ここでは、第１実施形態と相違する後半部分について説明する。図１１は、第２実施形態におけるレーザ加工ルーチンの後半部分を表すフローチャートであり、第１実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ４２〜ステップＳ８２の処理に代えて行う処理を表す。
【０１３３】
コントローラ９０は、上述したようにステップＳ１０〜Ｓ４０（図３Ａ）において、加工対象物ＯＢのレーザ加工、および、加工対象物ＯＢの検査データである波高値データ、回転角度データ、半径位置データの取り込みを行うと、ステップＳ２４２において、エラーデータが存在するか否かを判断する。先のステップＳ４０にて第２データ保存回路６２、第３データ保存回路６３からデータを取り込んだときに、回転角度データ、半径位置データが存在していた場合にはエラーデータが存在していると判定し、回転角度データ、半径位置データが存在していなかった場合にはエラーデータが存在していないと判定する。コントローラ９０は、エラーデータが存在しないと判断した場合（Ｓ２４２：Ｎｏ）、ステップＳ２４４において、回転角度検出回路５１に作動停止を指示する。これにより、回転角度検出回路５１は、その作動を停止する。そして、ステップＳ２４６において、表示装置９２にエラーが存在しなかったことを表示装置９２に表示して本加工制御ルーチンを終了する。
【０１３４】
一方、エラーデータが存在している場合には（Ｓ２４２：Ｙｅｓ）、コントローラ９０は、その処理をステップＳ２４８に進めて、フィードモータ制御回路５４に対して、マーク目標半径位置にまで移動するように指示する。このマーク目標半径位置は、円周上に配置された各加工対象物ＯＢの外周と内接する円（図１０に示す半径ｒｄの円）の半径位置（最外周半径位置と呼ぶ）から所定距離ａだけ内側となる位置に設定される。この距離ａは微少値に設定されているため、マーク目標半径位置は、各加工対象物ＯＢの最外周部となる。フィードモータ制御回路５４は、コントローラ９０からマーク目標半径位置が指示されると、半径位置検出回路５２によって検出された半径位置を入力しながらフィードモータ２３の回転を制御して、加工用レーザ光の照射位置がマーク目標半径位置に一致するまでテーブル２１を移動する。
【０１３５】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２５０において、変数ｎの値を「１」に設定する。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２５２において、スピンドルモータ制御回路５３に対して予め設定した超低速回転での回転開始を指示する。スピンドルモータ制御回路５３は、この指示に基づいて超低速回転にてスピンドルモータ２２を回転駆動する。
【０１３６】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２５４において、回転角度Ｂ（２ｎ−１）〜Ｂ（２ｎ）の範囲においてエラーデータが存在しているか否かを判断する。加工対象物ＯＢは、テーブル２１上の回転角度Ｂ（２ｎ−１）〜Ｂ（２ｎ）の範囲に存在するため、その範囲において異常部が存在しているか否かを判断すればよい。以下、回転角度Ｂ（２ｎ−１）〜Ｂ（２ｎ）の範囲を検査対象角度範囲と呼ぶ。コントローラ９０は、ステップＳ４０にて取り込んだ回転角度データの中に回転角度Ｂ（２ｎ−１）〜Ｂ（２ｎ）の範囲内のものがあるか判定する。
【０１３７】
コントローラ９０は、ステップＳ２５４において「Ｎｏ」、つまり、エラーデータが存在しないと判断した場合には、ステップＳ２５６において、変数ｎの値を「１」だけインクリメントする。そして、ステップＳ２５８において、変数ｎの値が「５」であるか否かを判断し、ｎ＝５でない場合には、その処理をステップＳ２５４に戻す。
【０１３８】
一方、ステップＳ２５４において、エラーデータが検査対象角度範囲に存在すると判断した場合には、ステップＳ２６０において、回転角度検出回路５１によって検出した回転角度を取り込む。そして、ステップＳ２６２において、その検出した回転角度から回転角度Ｃ（ｎ）を減算した値の絶対値が、予め設定した設定値Ａ以下になったか否かを判断する。この設定値Ａは、予め設定した値であって、非常に小さな値に設定されている。従って、このステップＳ２６２においては、回転角度検出回路５１によって検出した回転角度が回転角度Ｃ（ｎ）に実質的に一致したか否かを判断する。
【０１３９】
コントローラ９０は、テーブル２１の回転角度と回転角度Ｃ（ｎ）との差の絶対値が設定値Ａ以下になるまでステップＳ２６０，Ｓ２６２の処理を繰り返す。そして、テーブル２１の回転角度と回転角度Ｃ（ｎ）との差の絶対値が設定値Ａ以下になると、ステップＳ２６４において、スピンドルモータ制御回路５３に対して回転停止を指示する。スピンドルモータ制御回路５３は、この指示によりスピンドルモータ２２を停止させる。スピンドルモータ２２は、超低速で回転しているため瞬時に停止する。従って、テーブル２１は、その回転角度が実質的に回転角度Ｃ（ｎ）になったところで停止することになる。尚、設定値Ａは、回転角度検知から停止までの僅かな遅れや分解能を考慮した値であって、テーブル２１を実質的に回転角度Ｃ（ｎ）で停止できればゼロに設定してもよい。
【０１４０】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２６６において、第１レーザ駆動回路７１に対して非加工用レーザ光照射の開始を指示し、ステップＳ２６８において、フォーカスサーボ回路７６に作動開始を指示する。続いて、ステップＳ２７０において、第１レーザ駆動回路７１に対して加工用レーザ光の照射開始を指示する。これにより、第１レーザ駆動回路７１は、第１レーザ光源３１に出力していた駆動信号を、非加工レベルから加工レベルに切り替える。このステップＳ２６６，Ｓ２６８，Ｓ２７０の処理は、ステップＳ５８，Ｓ６０，Ｓ６２と同じである。
【０１４１】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２７２において、フィードモータ制御回路５４に対して、移動速度Ｆにて半径方向（径方向外側）への移動開始を指示する。これにより、フィードモータ制御回路５４は、エンコーダ２３ａからの回転検出信号からテーブル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９０によって指定された移動速度Ｆと等しくなるようにフィードモータ２３の回転制御を開始する。
【０１４２】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２７４において、半径位置検出回路５２から半径位置データを取り込み、ステップＳ２７６において、検出された半径位置が加工対象物ＯＢの最外周半径ｒｄと一致するか否かを判断する。半径位置が加工対象物ＯＢの最外周半径ｒｄと一致するまで、ステップＳ２７４，Ｓ２７６の処理が繰り返される。この期間においては、テーブル２１が半径方向（径方向外側）に移動するとともに、加工用レーザ光がｎ番目の加工対象物ＯＢに照射されることになる。従って、ｎ番目の加工対象物ＯＢのマーク目標半径位置から半径方向に加工用レーザ光の光スポット位置が移動していく。つまり、マーク目標半径位置から半径方向に向かってレーザ加工が直線状に施されていく。
【０１４３】
コントローラ９０は、ステップＳ２７６において、半径位置が加工対象物ＯＢの最外周半径ｒｄと一致したと判断すると、ステップＳ２７８において、フォーカスサーボ回路７６にフォーカスサーボ制御の停止を指示する。続いて、ステップＳ２８０において、第１レーザ駆動回路７１に対して加工用レーザ光の照射停止を指示する。これにより、第１レーザ駆動回路７１は、第１レーザ光源３１に出力していた駆動信号を停止する。こうして、ｎ番目の加工対象物ＯＢへのマーク付けが終了する。加工対象物ＯＢのマークは、マーク目標半径位置から加工対象物ＯＢの外周端まで直線状に形成される。
【０１４４】
こうして、ｎ番目の加工対象物ＯＢのマーク付けが完了すると、コントローラ９０は、ステップＳ２８１において、フィードモータ制御回路５４に対してマーク目標半径位置にまで移動するように指示した後、その処理をステップＳ２５６に戻す。従って、コントローラ９０は、変数ｎの値を「１」だけインクリメントする。変数ｎの値が「５」に達しないうちは、ステップＳ２５４において、次の加工対象物ＯＢの検査対象角度範囲にエラーデータが存在するか否かの判断が行われる。そして、検査対象角度範囲にエラーデータが存在すれば、上述したステップＳ２６０〜Ｓ２８１の処理により、ｎ番目の加工対象物ＯＢの外周部にレーザ加工によりマーク付けを行う。検査対象角度範囲にエラーデータが存在しなければ、変数ｎの値を「１」だけインクリメントして、次の加工対象物ＯＢの検査対象角度範囲にエラーデータが存在するか否かを判断する。
【０１４５】
コントローラ９０は、こうした処理を繰り返し、ステップＳ２５８において、変数ｎの値が「５」に達したと判断すると、その処理をステップＳ２８２に進め、回転角度検出回路５１に作動停止を指示する。これにより、回転角度検出回路５１は、その作動を停止する。この時点においては、全ての加工対象物ＯＢのうち異常部が存在していると判断したものについては、外周部にマークが形成されている。最終的には、このマークを基準に使って加工対象物ＯＢごとにエラー箇所を定めるが、ステップＳ４０において取り込んだデータのうち回転角度データ、半径位置データは、テーブル２１の中心点を基準として得られたデータであるため、そのままでは各加工対象物ＯＢのマークを基準としてエラー箇所を定めることができない。
【０１４６】
そこで、コントローラ９０は、ステップＳ２８４において、ステップＳ７６，Ｓ７８と同様にエラー開始点（ｒ，θ’）を計算した後、各加工対象物ＯＢにおけるエラー箇所を、各加工対象物ＯＢの中心点を原点とした座標値として算出する。例えば、図１２に示すように、テーブル２１上の４つの加工対象物ＯＢごとに、その中心点を原点としたＸ１−Ｙ１座標，Ｘ２−Ｙ２座標，Ｘ３−Ｙ３座標，Ｘ４−Ｙ４座標を設定する。この場合、テーブル２１の中心点と各加工対象物ＯＢの中心点とを結んだ直線をＹ１軸，Ｙ２軸，Ｙ３軸，Ｙ４軸とし、そのＹ１軸，Ｙ２軸，Ｙ３軸，Ｙ４軸に直交し各加工対象物ＯＢの中心点を通る直線をＸ１軸，Ｘ２軸，Ｘ３軸，Ｘ４軸とする。Ｙ１軸，Ｙ２軸，Ｙ３軸，Ｙ４軸は、マークを通る軸でもある。
【０１４７】
先のステップＳ４０において取り込んだ波高値データ、回転角度データ、半径位置データから、上述したようにエラー検出点（ｒ，θ）とエラー開始点（ｒ，θ’）とが求められる。従って、この２つの点を結ぶ円弧をテーブル２１のＸ−Ｙ座標の点の集合として表すことができる。そして、テーブル２１のＸ−Ｙ座標の点の集合として表したエラー箇所を示すデータを各加工対象物ＯＢにおけるＸ１−Ｙ１座標，Ｘ２−Ｙ２座標，Ｘ３−Ｙ３座標，Ｘ４−Ｙ４座標における座標値に変換する。例えば、テーブル２１のＸ−Ｙ座標における点の位置を（ｘ、ｙ）とした場合、４つの加工対象物ＯＢのＸ１−Ｙ１座標，Ｘ２−Ｙ２座標，Ｘ３−Ｙ３座標，Ｘ４−Ｙ４座標における点（ｘ１，ｙ１），点（ｘ２，ｙ２），点（ｘ３，ｙ３），点（ｘ４，ｙ４）は、次式にて計算することができる。
【数１】
【０１４８】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２８６において、上記計算して得られたエラー箇所の座標値（各加工対象物ＯＢにおける座標値）をエラー箇所情報として、加工対象物ＯＢのシリアルナンバーと対応させてハードディスク等の記憶装置に記憶する。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２８８において、エラー箇所情報を用いて表示装置９２に加工対象物ＯＢにおけるエラー箇所（異常部の領域）を表示する。この場合、第１実施形態と同様に、加工対象物ＯＢに形成したマークの位置も合わせて表示するが、４枚の加工対象物ＯＢのエラー箇所を同時に表示しても良いし、図５に示すように、１枚ずつ表示するようにしてもよい。
【０１４９】
コントローラ９０は、表示装置９２によりエラー箇所の表示を所定時間行うと、ステップＳ２９０にて本レーザ加工ルーチンを終了する。各加工対象物ＯＢのエラー箇所情報は、マークの形成位置をＹ軸とした座標値として記憶装置に記憶される。このため、加工対象物ＯＢをテーブル２１から取り出した後においても、加工対象物ＯＢのエラー箇所を特定することができる。従って、上述したレーザ加工ルーチンに、ステップＳ２４６やステップＳ２８８の表示処理を組み込まないようにしてもよい。
【０１５０】
以上説明した第２実施形態のレーザ加工装置２によれば、第１実施形態の作用効果に加えて、複数の加工対象物ＯＢに対して同時にレーザ加工および異常検査を行うことができるため、一層、生産効率を向上させることができるという効果を奏する。
【０１５１】
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。
【０１５２】
例えば、本実施形態においては、加工用レーザ光の照射により加工対象物ＯＢの外周部にマークを形成したが、予め加工対象物ＯＢにマーク、あるいは、それに代わる模様が形成されている場合や、加工対象物ＯＢの形状が加工対象物ＯＢのエラー箇所を特定できる形状となっている場合には、マークを形成する工程を省略することができる。この場合、第１実施形態においては、テーブル２１に回転角度０（または設定された回転角度）となるときのレーザ光照射位置にラインを表示しておき、このラインにマーク等の目印を合わせるようにして加工対象物ＯＢをテーブル２１にセットすればよい。また、第２実施形態においては、テーブル２１の中心点と加工対象物ＯＢの中心点とを通るラインをテーブル２１に表示しておき、このラインにマーク等の目印を合わせるようにして各加工対象物ＯＢをテーブル２１にセットすればよい。
【０１５３】
また、本実施形態においては、加工対象物ＯＢの表面にマークを形成するにあたって、加工対象物ＯＢを回転させずに半径方向に送りながらレーザ光を照射することで加工対象物ＯＢの外周部に直線状のマークを形成したが、加工対象物ＯＢのエラー箇所を定めることができるものであれば、どのような方法でマークを形成してもよい。例えば、加工対象物ＯＢを移動させずにレーザ光を照射して点状のマークを形成してもよい。また、加工対象物ＯＢを半径方向には送らずに微少角度だけ回転させながらレーザ光を照射して円弧状のマークを形成するようにしてもよい。また、マークの形成は、レーザ加工で行う必要もなく、例えば、インク等の塗料を塗布するようにしてもよい。
【０１５４】
また、本実施形態においては、加工対象物ＯＢの表面にマークを形成したが、必ずしも加工対象物ＯＢの表面に形成する必要はない。例えば、加工対象物ＯＢの外周端の一部をカットして、そのカットした部分をマークとして使用することもできる。
【０１５５】
また、本実施形態においては、加工対象物ＯＢをセットするセット部として円盤状のテーブル２１を用いているが、図１３に示すように、ドラム状の固定治具１２１をセット部として備えたレーザ加工装置３であってもよい。このレーザ加工装置３は、固定治具１２１を回転可能に備えた移動ステージ１４０と、移動ステージ１４０に固定され固定治具１２１を回転させるスピンドルモータ１２２と、移動ステージ１４０を固定治具１２１の軸線方向に移動可能に支持するステージガイド１４１と、ステージガイド１４１に設けられるねじ送り機構１４２と、ねじ送り機構１４２を介して移動ステージ１４０を移動させるフィードモータ１２３と、ステージガイド１４１から立設されたヘッド支持フレーム１４３に固定される加工ヘッド１３０とを備えている。スピンドルモータ１２２、フィードモータ１２３、加工ヘッド１３０は、上記第１実施形態のスピンドルモータ２２、フィードモータ２３、加工ヘッド３０に相当するものである。
【０１５６】
このレーザ加工装置３においては、固定治具１２１にシート状の加工対象物ＯＢ’をセットし、固定治具１２１を中心軸周りに回転させながら軸線方向に送ることで、加工ヘッド１３０から照射されたレーザ光（加工用レーザ光および検査用レーザ光）の照射位置を加工対象物ＯＢ’の表面全体にわたって移動させる構成を採用している。このレーザ加工装置３において加工対象物ＯＢ’の異常を検査する場合、エラー検出したときの送り量（移動ステージの原点からの移動量）をｒ、固定治具１２１の基準回転位置に対する回転角度をθ、エラー長さＬ、加工対象物ＯＢ’の周方向の長さ（＝固定治具１２１の周長）をＨとすると、加工対象物ＯＢ’を平面上に展開したときのエラー検出点の座標は、（ｒ，Ｈ・θ／２π）として表され、エラー開始点の座標は、（ｒ，Ｈ・θ’／２π）として表される。ここで、θ’は、θ’＝θ−Ｌ／（Ｈ／２π）である。
【０１５７】
また、このレーザ加工装置３を使って加工対象物ＯＢ’にマークを形成する場合には、固定治具１２１が回転角度０（あるいは予め設定した角度）となるときに加工対象物ＯＢ’の移動方向端部に加工用レーザ光を照射してマークを形成してもよいが、固定治具１２１が回転角度０（あるいは予め設定した角度）となるときにレーザ光が照射されるラインを固定治具１２１の表面に表示しておき、このラインにシート状の加工対象物ＯＢ’の縁を合わせてセットするようにすれば、加工対象物ＯＢ’にマークを形成する工程を省略することができる。
【０１５８】
また、本実施形態においては、加工対象物ＯＢに照射したレーザ光の反射光の強度に基づいて異常を検出したが、加工対象物ＯＢが光の透過率が大きい場合には、テーブル２１も光の透過率の大きいものを用いることにより、加工対象物ＯＢとテーブル２１とを透過した透過光の強度に基づいて異常を検出することができる。この場合、加工ヘッドには、検査用レーザ光を照射する照射部と、透過光を受光する受光部とをテーブル２１を挟んで向かい合うように設ける。これによっても、上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１５９】
また、本実施形態においては、加工ヘッド３０とテーブル２１との相対位置を変更するにあたって、テーブル２１をその半径方向に移動させる構成を採用しているが、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。また、ドラム状の固定治具１２１を設けた図１３に示すレーザ加工装置３の場合には、固定治具１２１を軸線方向に移動させずに、加工ヘッド１３０を固定治具１２１の軸線方向に移動させる構成であってもよい。これによっても、上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１６０】
また、本実施形態においては、加工用レーザ光の照射により加工対象物ＯＢの表面をレーザ加工するが、このレーザ加工は、加工対象物ＯＢにピットや連続した溝を直接形成する加工だけでなく、後工程において現像液の作用によりピットや連続した溝が形成される反応跡を形成するものでもよい。
【０１６１】
また、本実施形態においては、検査用レーザ光の反射光強度を第２フォトディテクタ４５により検出したが、これに代えて、複数の受光領域に分割されたフォトディテクタを用いて各受光領域ごとに反射光強度を検出し、この検出した反射光強度を使った演算式により得られる演算結果に基づいて異常検出を行うようにしてもよい。例えば、検査用レーザ光の反射光を受光するフォトディテクタとして、本実施形態の第１フォトディテクタ３９と同様な４分割受光素子にて構成されるフォトディテクタを使用する。そして、時計回りに配置された４つの受光領域（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に入射した反射光の強度（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を用いて、（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）を演算し、この演算結果である演算値と予め設定した基準値（あるいは基準範囲）とを比較することにより、異常箇所を検出することもできる。この場合、異常箇所においては、Ｓ字状に信号が変化する。従って、演算値が、上下に設けた基準値を１回ずつ基準範囲外から基準範囲内に向かってクロスしたときに検出信号を出力するようにするとよい。これによっても、上述した実施形態と同様の効果を奏する。
【０１６２】
また、この４分割フォトディテクタの前にシリンドリカルレンズを配置して、（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）を演算し、即ちフォーカスエラー信号を作成し、この演算結果である演算値と予め設定した基準値（あるいは基準範囲）とを比較することにより、異常箇所を検出することもできる。これによっても、上述した実施形態と同様の効果を奏する。
【０１６３】
また、微分回路を設け、検査用レーザ光の反射光の強度を時間で微分した値と、基準値（あるいは基準範囲）とを比較することにより異常箇所を検出することもできる。この場合も、異常箇所においては、反射光信号を微分した微分値がＳ字状に変化するため、微分値が、上下に設けた基準値を１回ずつ基準範囲外から基準範囲内に向かってクロスしたときに検出信号を出力するようにするとよい。これによっても、上述した実施形態と同様の効果を奏する。
【０１６４】
尚、本実施形態におけるテーブル２１，固定治具１２１が本発明のセット部に相当し、本実施形態におけるスピンドルモータ２２，１２２およびスピンドルモータ制御回路５３が回転手段に相当し、本実施形態における加工ヘッド３０，１３０が本発明の加工ヘッドに相当し、本実施形態の第１レーザ駆動回路７１，第２レーザ駆動回路７２が本発明の第１レーザ駆動回路，第２レーザ駆動回路に相当し、本実施形態のフィードモータ２３，１２３およびフィードモータ制御回路５４が本発明の送り手段に相当する。また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ１２〜Ｓ３６を実施するコントローラ９０の機能部が本発明の加工制御手段に相当し、ステップＳ２０，Ｓ３４を実施するコントローラ９０の機能部が本発明の検査用レーザ光照射制御手段に相当する。また、本実施形態の第２フォトディテクタ４５が本発明の光検出手段に相当し、本実施形態のエラー判定回路８３が本発明の異常検出手段に相当する。また、本実施形態の回転角度検出回路５１およびエンコーダ２２ａが本発明の回転角度検出手段に相当し、本実施形態の半径位置検出回路５２およびエンコーダ２３ａが本発明の送り位置検出手段に相当する。また、本実施形態の第１データ保存回路６１が光履歴記憶手段に相当し、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ４０を実施するコントローラ９０の機能部が本発明の異常検出情報取得手段に相当し、ステップＳ７６〜Ｓ８０あるいはステップＳ２８４〜Ｓ２８８を実施するコントローラ９０の機能部が本発明の異常箇所情報作成手段に相当する。また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ４８〜Ｓ５６あるいはＳ２４８〜Ｓ２５４，Ｓ２６０〜２６４を実施するコントローラ９０の機能部が本発明のマーク位置移動制御手段に相当し、ステップＳ５８〜Ｓ７２あるいはＳ２６６〜Ｓ２８０を実施するコントローラ９０の機能部が本発明のマーク形成手段に相当する。また、本実施形態のセット位置取得ルーチンを実施するコントローラ９０の機能部が本発明の固定位置検出手段に相当する。また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ２８４を実施するコントローラ９０の機能部が本発明の異常箇所情報変換手段に相当する。また、本実施形態のセット位置取得ルーチンのステップＳ１３４を実施するコントローラ９０の機能部が本発明のマーク目標位置演算手段に相当する。また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ２５４〜Ｓ２５８を実施するコントローラ９０の機能部が本発明の繰り返し手段に相当する。
【０１６５】
また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ１２〜Ｓ３６が本発明の照射ステップに相当し、ステップＳ２６が本発明の光検出ステップと異常検出ステップに相当する。また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ４０が本発明の異常検出情報取得ステップに相当し、ステップＳ７６〜Ｓ８０あるいはステップＳ２８４〜Ｓ２８８が本発明の異常箇所情報作成ステップに相当する。また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ４８〜Ｓ５６あるいはＳ２４８〜Ｓ２５４，Ｓ２６０〜２６４が本発明のマーク位置移動ステップに相当し、ステップＳ５８〜Ｓ７２あるいはＳ２６６〜Ｓ２８０が本発明のマーク形成ステップに相当する。また、第２実施形態のレーザ加工装置においてレーザ加工前に作業者が加工対象物ＯＢを固定治具１２１に固定する処理が本発明の固定ステップに相当する。また、本実施形態のセット位置取得ルーチンが本発明の固定位置検出ステップに相当する。また、本実施形態のレーザ加工ルーチンのステップＳ２８４が本発明の異常箇所情報変換ステップに相当する。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】第１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２】第１実施形態に係るエラー検出を説明する信号波形図である。
【図３Ａ】第１実施形態に係るレーザ加工制御ルーチンの前半部分を表すフローチャートである。
【図３Ｂ】第１実施形態に係るレーザ加工制御ルーチンの後半部分を表すフローチャートである。
【図４】第１実施形態に係るエラー箇所情報により特定される異常部の領域を表す説明図である。
【図５】第１実施形態に係るエラー箇所の表示状態を表す説明図である。
【図６】第２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７】第２実施形態に係る加工対象物のセット方法を説明する説明図である。
【図８】第２実施形態に係る加工対象物のセット状態を表す概略斜視図である。
【図９】第２実施形態に係るセット位置取得ルーチンを表すフローチャートである。
【図１０】第２実施形態に係る加工対象物のセット位置の演算方法を説明する説明図である。
【図１１】第２実施形態に係るレーザ加工制御ルーチンの後半部分を表すフローチャートである。
【図１２】第２実施形態に係るエラー箇所情報を加工対象物の座標に変換する方法を説明する説明図である。
【図１３】変形例としてのドラム状の固定治具を有するレーザ加工装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
【０１６７】
１，２，３…レーザ加工装置、２１…テーブル、２２，１２２…スピンドルモータ、２２ａ…エンコーダ、２３，１２３…フィードモータ、２３ａ…エンコーダ、３０，１３０…加工ヘッド、３１…第１レーザ光源、３９…第１フォトディテクタ、４１…第２レーザ光源、４５…第２フォトディテクタ、５１…回転角度検出回路、５２…半径位置検出回路、５３…スピンドルモータ制御回路、５４…フィードモータ制御回路、６１…第１データ保存回路、６２…第２データ保存回路、６３…第３データ保存回路、７１…第１レーザ駆動回路、７２…第２レーザ駆動回路、７３…発光信号供給回路、８３…エラー判定回路、８５…エッジ検出回路、９０…コントローラ、９１…入力装置、９２…表示装置、１１０，１２１…固定治具、１４０…移動ステージ、１４１…ステージガイド、ＯＢ，ＯＢ’…加工対象物。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物をセットするためのセット部と、
前記セット部を回転させる回転手段と、
第１レーザ光源と第２レーザ光源とを有し、両光源から出射されたレーザ光を前記加工対象物に向けて照射する加工ヘッドと、
前記第１レーザ光源に駆動信号を出力して前記加工対象物の表面をレーザ加工可能な強度の加工用レーザ光を前記第１レーザ光源から出射させる第１レーザ駆動回路と、
前記第２レーザ光源に駆動信号を出力して前記加工対象物の表面がレーザ加工されない強度の検査用レーザ光を前記第２レーザ光源から出射させる第２レーザ駆動回路と、
前記第１レーザ光源から出射された加工用レーザ光の照射位置が、前記加工対象物の表面上を、前記セット部の回転により形成される照射移動軌跡に対して直交する方向に移動するように、前記セット部と前記加工ヘッドとの相対位置を変更する送り手段と、
前記回転手段と前記送り手段との作動を制御しつつ、前記第１レーザ駆動回路を作動させて前記加工対象物の表面に加工用レーザ光を照射することにより、前記加工対象物の表面をレーザ加工する加工制御手段と、
前記加工制御手段により前記加工対象物の表面をレーザ加工しているときに、前記第２レーザ駆動回路を作動させて前記加工対象物の表面に検査用レーザ光を照射する検査用レーザ光照射制御手段と、
前記加工対象物の表面に照射した前記検査用レーザ光の反射光または透過光の強度を検出する光検出手段と、
前記光検出手段により検出した反射光または透過光の強度に基づいて、前記加工対象物における異常を検出する異常検出手段と
を備えたレーザ加工装置。
【請求項２】
前記加工ヘッドは、前記第２レーザ光源から出射される検査用レーザ光を、前記加工用レーザ光により前記加工対象物がレーザ加工されていない部分に照射することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記加工ヘッドは、前記加工対象物の表面に照射した前記検査用レーザ光のスポット位置を、前記加工用レーザ光により前記加工対象物がレーザ加工される位置の加工方向前方直近位置に設定したことを特徴とする請求項２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記回転手段により回転する前記セット部の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記送り手段による変更される前記セット部と前記加工ヘッドとの相対位置を送り位置として検出する送り位置検出手段と、
前記光検出手段により検出した前記反射光または透過光の強度の履歴を記憶する光履歴記憶手段と、
前記異常検出手段により前記加工対象物における異常が検出されたときの、前記回転角度検出手段により検出される回転角度と、前記送り位置検出手段により検出される送り位置と、前記光履歴記憶手段により記憶した反射光または透過光の強度の履歴とを異常検出情報として取得する異常検出情報取得手段と、
前記異常検出情報取得手段により取得した異常検出情報に基づいて、前記加工対象物の異常箇所を表す異常箇所情報を作成する異常箇所情報作成手段と
を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一項記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記異常検出手段は、
前記検出した反射光または透過光の強度が、予め設定した異常を判定するための閾値となる基準強度を境界として正常値側から異常値側の範囲に入り、その後、予め設定した異常判定用基準時間以上経過した後に、正常値側の範囲に戻った時に異常検出信号を出力するものであり、
前記異常検出情報取得手段は、
前記異常検出信号が出力されたときの前記回転角度検出手段により検出される回転角度と前記送り位置検出手段により検出される送り位置とを異常検出点情報として取得するとともに、前記異常検出信号が出力される直前の前記光履歴記憶手段に記憶されている反射光または透過光の強度の履歴を取得するものであり、
前記異常箇所情報作成手段は、
前記光履歴記憶手段に記憶されている反射光または透過光の強度が前記異常値側の範囲に入っている連続時間に基づいて前記加工対象物の回転方向における異常範囲長を計算し、その異常範囲長と前記異常検出点情報とから前記異常箇所情報を作成すること
を特徴とする請求項４記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記送り位置検出手段により検出される送り位置および前記回転角度検出手段により検出される回転角度に基づいて、前記加工用レーザ光の照射位置が前記加工対象物の外周部であって設定回転角度となるマーク形成目標位置となるように、前記送り手段と前記回転手段とを駆動制御するマーク位置移動制御手段と、
前記第１レーザ駆動回路を作動させて、前記加工対象物のマーク形成目標位置に前記加工用レーザ光を照射し、前記加工対象物のマーク形成目標位置にマークを形成するマーク形成手段と
を備えたことを特徴とする請求項４または５記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記セット部は、同一形状の複数の加工対象物を前記セット部の回転軸を中心とした同一円周上に配置して固定する固定治具を備え、
前記複数の加工対象物の前記セット部に対する固定位置を検出する固定位置検出手段と、
前記固定位置検出手段により検出されたそれぞれの加工対象物の固定位置に基づき、前記異常箇所情報作成手段により作成された異常箇所情報をそれぞれの加工対象物における座標に基づいた異常箇所情報に変換する異常箇所情報変換手段と
を備えたことを特徴とする請求項４または５記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
前記各加工対象物の外周部であって各加工対象物の中心と前記セット部の回転中心とを結ぶ直線上の位置をマーク形成目標位置として演算するマーク目標位置演算手段と、
前記加工用レーザ光の照射位置が１つの加工対象物のマーク形成目標位置となるように、前記送り手段と前記回転手段とを駆動制御するマーク位置移動制御手段と、
前記第１レーザ駆動回路を作動させて、前記１つの加工対象物のマーク形成目標位置に前記加工用レーザ光を照射し、前記加工対象物のマーク形成目標位置にマークを形成するマーク形成手段と、
前記マーク位置移動制御手段による前記加工用レーザ光の前記マーク形成目標位置への移動と、前記マーク形成手段による前記加工対象物のマーク形成目標位置への前記加工用レーザ光の照射とを、前記各加工対象物のそれぞれに対して行うように、前記マーク位置移動制御手段と前記マーク形成手段とに指示する繰り返し手段と
を備えたことを特徴とする請求項７記載のレーザ加工装置。
【請求項９】
前記マーク形成手段は、前記異常検出手段により異常が検出された加工対象物に対してのみ前記マークを形成することを特徴とする請求項６または８記載のレーザ加工装置。
【請求項１０】
前記マーク形成手段は、前記送り手段により前記加工用レーザ光の照射位置を移動させながら前記第１レーザ駆動回路を作動させて前記加工用レーザ光を照射することにより、前記加工対象物の外周部に前記送り手段の送り方向に延びた直線状のマークを形成することを特徴とする請求項６、８、９のいずれか一項記載のレーザ加工装置。
【請求項１１】
加工対象物をセットするためのセット部と、
前記セット部を回転させる回転手段と、
前記加工対象物にレーザ光を照射する加工ヘッドと、
前記レーザ光の照射位置が、前記加工対象物の表面上を、前記セット部の回転により形成される照射移動軌跡に対して直交する方向に移動するように、前記セット部と前記加工ヘッドとの相対位置を変更する送り手段とを備えたレーザ加工装置に適用され、
前記セット部に前記加工対象物をセットした状態で、前記回転手段と送り手段との作動を制御しながら、前記加工ヘッドから前記加工対象物の表面をレーザ加工可能な強度の加工用レーザ光と、前記加工対象物の表面がレーザ加工されない強度の検査用レーザ光とを同時に前記加工対象物に照射する照射ステップと、
前記加工対象物の表面に照射した前記検査用レーザ光の反射光または透過光の強度を検出する光検出ステップと、
前記検出した反射光または透過光の強度に基づいて、前記加工対象物における異常を検出する異常検出ステップと
を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項１２】
前記異常検出ステップにより前記加工対象物における異常が検出されたときの、前記セット部の回転角度と、前記セット部と前記加工ヘッドとの相対位置を表す送り位置と、前記検査用レーザ光の反射光または透過光の強度の履歴とを異常検出情報として取得する異常検出情報取得ステップと、
前異常検出情報取得ステップにより取得した異常検出情報に基づいて、加工対象物の異常箇所を表す異常箇所情報を作成する異常箇所情報作成ステップと
を含むことを特徴とする請求項１１記載のレーザ加工方法。
【請求項１３】
前記異常検出ステップは、
前記検出した反射光または透過光の強度が、予め設定した異常を判定するための閾値となる基準強度を境界として正常値側から異常値側の範囲に入り、その後、予め設定した異常判定用基準時間以上経過した後に、正常値側の範囲に戻った時に異常検出信号を出力するものであり、
前記異常情報取得ステップは、
前記異常検出信号が出力されたときの前記回転角度と前記送り位置とを異常検出点情報として取得するとともに、前記異常検出信号が出力される直前の反射光または透過光の強度の履歴を取得するものであり、
前記異常箇所情報作成ステップは、
前記反射光または透過光の強度の履歴から、前記反射光または透過光の強度が前記異常値側の範囲に入っている連続時間に基づいて前記加工対象物の回転方向における異常範囲長を計算し、その異常範囲長と前記異常検出点情報とから前記異常箇所情報を作成すること
を特徴とする請求項１２記載のレーザ加工方法。
【請求項１４】
前記送り手段と前記回転手段とを駆動制御して、前記加工用レーザ光の照射位置を前記加工対象物の外周部であって設定回転角度となるマーク形成目標位置に移動させるマーク位置移動ステップと、
前記マーク位置移動ステップを行った後、前記第１レーザ駆動回路を作動させて、前記加工対象物のマーク形成目標位置に前記加工用レーザ光を照射し、前記加工対象物のマーク形成目標位置にマークを形成するマーク形成ステップと
を含むことを特徴とする請求項１２または１３記載のレーザ加工方法。
【請求項１５】
同一形状の複数の加工対象物を前記セット部の回転軸を中心とした同一円周上に配置して固定する固定ステップと、
前記複数の加工対象物の前記セット部における固定位置を検出する固定位置検出ステップと、
前記固定位置検出ステップにより検出されたそれぞれの加工対象物の固定位置に基づき、前記異常箇所情報作成ステップにより作成された異常箇所情報をそれぞれの加工対象物における座標に基づいた異常箇所情報に変換する異常箇所情報変換ステップと
を含むことを特徴とする請求項１２または１３記載のレーザ加工方法。
【請求項１６】
前記各加工対象物の外周部であって各加工対象物の中心と前記セット部の回転中心とを結ぶ直線上の位置をマーク形成目標位置として演算するマーク目標位置演算ステップと、
前記送り手段と前記回転手段とを駆動制御して、前記加工用レーザ光の照射位置を１つの加工対象物のマーク形成目標位置に移動させるマーク位置移動ステップと、
前記マーク位置移動ステップを行った後、前記第１レーザ駆動回路を作動させて、前記１つの加工対象物のマーク形成目標位置に前記加工用レーザ光を照射し、前記加工対象物のマーク形成目標位置にマークを形成するマーク形成ステップと
を含み、
前記マーク位置移動ステップとマーク形成ステップとを前記各加工対象物のそれぞれに対して行うことを特徴とする請求項１５記載のレーザ加工方法。
【請求項１】
加工対象物をセットするためのセット部と、
前記セット部を回転させる回転手段と、
第１レーザ光源と第２レーザ光源とを有し、両光源から出射されたレーザ光を前記加工対象物に向けて照射する加工ヘッドと、
前記第１レーザ光源に駆動信号を出力して前記加工対象物の表面をレーザ加工可能な強度の加工用レーザ光を前記第１レーザ光源から出射させる第１レーザ駆動回路と、
前記第２レーザ光源に駆動信号を出力して前記加工対象物の表面がレーザ加工されない強度の検査用レーザ光を前記第２レーザ光源から出射させる第２レーザ駆動回路と、
前記第１レーザ光源から出射された加工用レーザ光の照射位置が、前記加工対象物の表面上を、前記セット部の回転により形成される照射移動軌跡に対して直交する方向に移動するように、前記セット部と前記加工ヘッドとの相対位置を変更する送り手段と、
前記回転手段と前記送り手段との作動を制御しつつ、前記第１レーザ駆動回路を作動させて前記加工対象物の表面に加工用レーザ光を照射することにより、前記加工対象物の表面をレーザ加工する加工制御手段と、
前記加工制御手段により前記加工対象物の表面をレーザ加工しているときに、前記第２レーザ駆動回路を作動させて前記加工対象物の表面に検査用レーザ光を照射する検査用レーザ光照射制御手段と、
前記加工対象物の表面に照射した前記検査用レーザ光の反射光または透過光の強度を検出する光検出手段と、
前記光検出手段により検出した反射光または透過光の強度に基づいて、前記加工対象物における異常を検出する異常検出手段と
を備えたレーザ加工装置。
【請求項２】
前記加工ヘッドは、前記第２レーザ光源から出射される検査用レーザ光を、前記加工用レーザ光により前記加工対象物がレーザ加工されていない部分に照射することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記加工ヘッドは、前記加工対象物の表面に照射した前記検査用レーザ光のスポット位置を、前記加工用レーザ光により前記加工対象物がレーザ加工される位置の加工方向前方直近位置に設定したことを特徴とする請求項２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記回転手段により回転する前記セット部の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記送り手段による変更される前記セット部と前記加工ヘッドとの相対位置を送り位置として検出する送り位置検出手段と、
前記光検出手段により検出した前記反射光または透過光の強度の履歴を記憶する光履歴記憶手段と、
前記異常検出手段により前記加工対象物における異常が検出されたときの、前記回転角度検出手段により検出される回転角度と、前記送り位置検出手段により検出される送り位置と、前記光履歴記憶手段により記憶した反射光または透過光の強度の履歴とを異常検出情報として取得する異常検出情報取得手段と、
前記異常検出情報取得手段により取得した異常検出情報に基づいて、前記加工対象物の異常箇所を表す異常箇所情報を作成する異常箇所情報作成手段と
を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一項記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記異常検出手段は、
前記検出した反射光または透過光の強度が、予め設定した異常を判定するための閾値となる基準強度を境界として正常値側から異常値側の範囲に入り、その後、予め設定した異常判定用基準時間以上経過した後に、正常値側の範囲に戻った時に異常検出信号を出力するものであり、
前記異常検出情報取得手段は、
前記異常検出信号が出力されたときの前記回転角度検出手段により検出される回転角度と前記送り位置検出手段により検出される送り位置とを異常検出点情報として取得するとともに、前記異常検出信号が出力される直前の前記光履歴記憶手段に記憶されている反射光または透過光の強度の履歴を取得するものであり、
前記異常箇所情報作成手段は、
前記光履歴記憶手段に記憶されている反射光または透過光の強度が前記異常値側の範囲に入っている連続時間に基づいて前記加工対象物の回転方向における異常範囲長を計算し、その異常範囲長と前記異常検出点情報とから前記異常箇所情報を作成すること
を特徴とする請求項４記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記送り位置検出手段により検出される送り位置および前記回転角度検出手段により検出される回転角度に基づいて、前記加工用レーザ光の照射位置が前記加工対象物の外周部であって設定回転角度となるマーク形成目標位置となるように、前記送り手段と前記回転手段とを駆動制御するマーク位置移動制御手段と、
前記第１レーザ駆動回路を作動させて、前記加工対象物のマーク形成目標位置に前記加工用レーザ光を照射し、前記加工対象物のマーク形成目標位置にマークを形成するマーク形成手段と
を備えたことを特徴とする請求項４または５記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記セット部は、同一形状の複数の加工対象物を前記セット部の回転軸を中心とした同一円周上に配置して固定する固定治具を備え、
前記複数の加工対象物の前記セット部に対する固定位置を検出する固定位置検出手段と、
前記固定位置検出手段により検出されたそれぞれの加工対象物の固定位置に基づき、前記異常箇所情報作成手段により作成された異常箇所情報をそれぞれの加工対象物における座標に基づいた異常箇所情報に変換する異常箇所情報変換手段と
を備えたことを特徴とする請求項４または５記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
前記各加工対象物の外周部であって各加工対象物の中心と前記セット部の回転中心とを結ぶ直線上の位置をマーク形成目標位置として演算するマーク目標位置演算手段と、
前記加工用レーザ光の照射位置が１つの加工対象物のマーク形成目標位置となるように、前記送り手段と前記回転手段とを駆動制御するマーク位置移動制御手段と、
前記第１レーザ駆動回路を作動させて、前記１つの加工対象物のマーク形成目標位置に前記加工用レーザ光を照射し、前記加工対象物のマーク形成目標位置にマークを形成するマーク形成手段と、
前記マーク位置移動制御手段による前記加工用レーザ光の前記マーク形成目標位置への移動と、前記マーク形成手段による前記加工対象物のマーク形成目標位置への前記加工用レーザ光の照射とを、前記各加工対象物のそれぞれに対して行うように、前記マーク位置移動制御手段と前記マーク形成手段とに指示する繰り返し手段と
を備えたことを特徴とする請求項７記載のレーザ加工装置。
【請求項９】
前記マーク形成手段は、前記異常検出手段により異常が検出された加工対象物に対してのみ前記マークを形成することを特徴とする請求項６または８記載のレーザ加工装置。
【請求項１０】
前記マーク形成手段は、前記送り手段により前記加工用レーザ光の照射位置を移動させながら前記第１レーザ駆動回路を作動させて前記加工用レーザ光を照射することにより、前記加工対象物の外周部に前記送り手段の送り方向に延びた直線状のマークを形成することを特徴とする請求項６、８、９のいずれか一項記載のレーザ加工装置。
【請求項１１】
加工対象物をセットするためのセット部と、
前記セット部を回転させる回転手段と、
前記加工対象物にレーザ光を照射する加工ヘッドと、
前記レーザ光の照射位置が、前記加工対象物の表面上を、前記セット部の回転により形成される照射移動軌跡に対して直交する方向に移動するように、前記セット部と前記加工ヘッドとの相対位置を変更する送り手段とを備えたレーザ加工装置に適用され、
前記セット部に前記加工対象物をセットした状態で、前記回転手段と送り手段との作動を制御しながら、前記加工ヘッドから前記加工対象物の表面をレーザ加工可能な強度の加工用レーザ光と、前記加工対象物の表面がレーザ加工されない強度の検査用レーザ光とを同時に前記加工対象物に照射する照射ステップと、
前記加工対象物の表面に照射した前記検査用レーザ光の反射光または透過光の強度を検出する光検出ステップと、
前記検出した反射光または透過光の強度に基づいて、前記加工対象物における異常を検出する異常検出ステップと
を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項１２】
前記異常検出ステップにより前記加工対象物における異常が検出されたときの、前記セット部の回転角度と、前記セット部と前記加工ヘッドとの相対位置を表す送り位置と、前記検査用レーザ光の反射光または透過光の強度の履歴とを異常検出情報として取得する異常検出情報取得ステップと、
前異常検出情報取得ステップにより取得した異常検出情報に基づいて、加工対象物の異常箇所を表す異常箇所情報を作成する異常箇所情報作成ステップと
を含むことを特徴とする請求項１１記載のレーザ加工方法。
【請求項１３】
前記異常検出ステップは、
前記検出した反射光または透過光の強度が、予め設定した異常を判定するための閾値となる基準強度を境界として正常値側から異常値側の範囲に入り、その後、予め設定した異常判定用基準時間以上経過した後に、正常値側の範囲に戻った時に異常検出信号を出力するものであり、
前記異常情報取得ステップは、
前記異常検出信号が出力されたときの前記回転角度と前記送り位置とを異常検出点情報として取得するとともに、前記異常検出信号が出力される直前の反射光または透過光の強度の履歴を取得するものであり、
前記異常箇所情報作成ステップは、
前記反射光または透過光の強度の履歴から、前記反射光または透過光の強度が前記異常値側の範囲に入っている連続時間に基づいて前記加工対象物の回転方向における異常範囲長を計算し、その異常範囲長と前記異常検出点情報とから前記異常箇所情報を作成すること
を特徴とする請求項１２記載のレーザ加工方法。
【請求項１４】
前記送り手段と前記回転手段とを駆動制御して、前記加工用レーザ光の照射位置を前記加工対象物の外周部であって設定回転角度となるマーク形成目標位置に移動させるマーク位置移動ステップと、
前記マーク位置移動ステップを行った後、前記第１レーザ駆動回路を作動させて、前記加工対象物のマーク形成目標位置に前記加工用レーザ光を照射し、前記加工対象物のマーク形成目標位置にマークを形成するマーク形成ステップと
を含むことを特徴とする請求項１２または１３記載のレーザ加工方法。
【請求項１５】
同一形状の複数の加工対象物を前記セット部の回転軸を中心とした同一円周上に配置して固定する固定ステップと、
前記複数の加工対象物の前記セット部における固定位置を検出する固定位置検出ステップと、
前記固定位置検出ステップにより検出されたそれぞれの加工対象物の固定位置に基づき、前記異常箇所情報作成ステップにより作成された異常箇所情報をそれぞれの加工対象物における座標に基づいた異常箇所情報に変換する異常箇所情報変換ステップと
を含むことを特徴とする請求項１２または１３記載のレーザ加工方法。
【請求項１６】
前記各加工対象物の外周部であって各加工対象物の中心と前記セット部の回転中心とを結ぶ直線上の位置をマーク形成目標位置として演算するマーク目標位置演算ステップと、
前記送り手段と前記回転手段とを駆動制御して、前記加工用レーザ光の照射位置を１つの加工対象物のマーク形成目標位置に移動させるマーク位置移動ステップと、
前記マーク位置移動ステップを行った後、前記第１レーザ駆動回路を作動させて、前記１つの加工対象物のマーク形成目標位置に前記加工用レーザ光を照射し、前記加工対象物のマーク形成目標位置にマークを形成するマーク形成ステップと
を含み、
前記マーク位置移動ステップとマーク形成ステップとを前記各加工対象物のそれぞれに対して行うことを特徴とする請求項１５記載のレーザ加工方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２９９１７（Ｐ２０１０−２９９１７Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９５６４０（Ｐ２００８−１９５６４０）
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【出願人】（０００１１２００４）パルステック工業株式会社 (179)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【出願人】（０００１１２００４）パルステック工業株式会社 (179)
【Ｆターム（参考）】
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