レーザ加工装置およびレーザ加工方法
【課題】 加工対象物ＯＢに形成する加工跡の半径位置がテーブル２１回転中心から離れても、加工精度が低下しないようにする。
【解決手段】 周波数変更回路５５は、テーブル２１が所定角度回転するたびにパルス信号を出力するエンコーダ２２ａの回転検出用パルス信号を入力し、この回転検出用パルス信号における周波数をコントローラ９０から指令された倍数ｋで増加させた周波数のパルス信号を生成する。この倍数ｋは、半径値に関わらずテーブル２１の回転角度を検出する回転方向ピッチΔＰｔが一定となる値に設定される。回転角度検出回路５６は、周波数変更パルス信号のパルス数をカウントし、カウント数が予め設定した所定値Ｃだけ増加するごとにカウント数（回転角度に相当する値）を出力する。
【解決手段】 周波数変更回路５５は、テーブル２１が所定角度回転するたびにパルス信号を出力するエンコーダ２２ａの回転検出用パルス信号を入力し、この回転検出用パルス信号における周波数をコントローラ９０から指令された倍数ｋで増加させた周波数のパルス信号を生成する。この倍数ｋは、半径値に関わらずテーブル２１の回転角度を検出する回転方向ピッチΔＰｔが一定となる値に設定される。回転角度検出回路５６は、周波数変更パルス信号のパルス数をカウントし、カウント数が予め設定した所定値Ｃだけ増加するごとにカウント数（回転角度に相当する値）を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工対象物をテーブルにセットして回転させた状態で、加工対象物にパルス状のレーザ光を照射し、このレーザ光の照射位置をテーブルの径方向に移動させることにより、加工対象物の表面に加工跡を形成するレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、加工対象物をテーブルにセットして回転させた状態で、加工対象物にパルス状のレーザ光を照射し、このレーザ光の照射位置をテーブルの径方向に移動させることにより、加工対象物の表面に複数のピットあるいはピットを形成するための反応跡（以下、これらを加工跡と総称する）を形成するレーザ加工装置が知られている。こうしたレーザ加工装置においては、例えば、特許文献１などに提案されているように、レーザ光を照射する位置をテーブルの回転角度と半径位置と（テーブルの基準位置からの回転角度と、テーブルの回転中心からの半径）により設定する。そして、設定されたテーブルの回転角度と半径位置とが検出されるたびにレーザ光を加工用の強度にすることで、加工対象物の表面に複数の加工跡からなる加工パターンを作成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３３９８７号公報
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、図１７に示すように、レーザ光を照射する半径位置がテーブルの回転中心から離れるほど、検出する回転角度と半径位置とで定めることができる位置の間隔が大きくなるため、特に加工対象物の表面にナノオーダーの微細な加工跡を形成する場合には、設定された回転角度と半径位置で加工用強度のレーザ光を出射させても良好な加工精度が得られないという問題が生じる。
【０００５】
また、加工精度の向上を阻害する要因として、レーザ光を発光すべき設定位置を検出してから実際にレーザ光が出射されるまでの時間遅れがある。この時間遅れにより加工跡が設定位置からずれてしまう。以下、この理由について説明する。レーザ加工装置においては、テーブルが所定角度回転するたびにその回転角度を表すデジタル信号がコントローラ（マイクロコンピュータ）に入力される。コントローラは、入力した回転角度信号に基づいてテーブルの回転角度が設定角度（加工設定位置）になったと判定したときに、加工用強度のレーザ光を出射させるための指令をパルス信号供給装置に出力する。パルス信号供給装置は、コントローラから出力された指令によりレーザ駆動回路を介してレーザ光源に加工用強度の発光信号を出力する。これによりレーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射される。図１５は、回転角度信号の入力からレーザ光が出射されるまでの遅れを表すタイミングチャートである。図中において、（ａ）はコントローラへ入力する回転角度信号、（ｂ）はコントローラがパルス信号供給装置に対して加工用強度のレーザ光出力を指令する信号、（ｃ）はレーザ光源へ入力する発光信号、（ｄ）は出射されたレーザ光出力を表す波形である。
【０００６】
この図から分かるようにテーブルの回転角度が設定角度になってから（時刻ｔ１）、実際にレーザ光が出射されるまでに（時刻ｔ２）僅かではあるが時間遅れＤｅｖが生じる。この時間遅れＤｅｖは、１）回転角度信号がコントローラに入力してから、コントローラが加工位置になったことを判定して加工用強度のレーザ光の出力指令を出力するまでの時間遅れ、２）パルス信号供給装置がコントローラの出力指令を受けてからレーザ光源に発光信号を出力するまでの時間遅れ、３）レーザ光源が発光信号を入力してからレーザ光強度が加工用強度になるまでの時間遅れによるものである。このため、図１６に示すように、加工対象物に形成される加工跡Ｐitが破線にて示す設定位置からずれてしまう。この場合、ずれの方向がテーブルの回転方向となるため、加工跡Ｐitの位置ごとにずれの方向が異なる。このため、テーブルを回転させながらレーザ光の照射位置をテーブルの径方向に移動させて、即ち、レーザ光を加工対象物に対して螺旋状に移動させてレーザ加工を行う装置においては、加工跡Ｐitを例えば正方形状（方眼紙の交点位置）に配置するように加工設定位置を決めても、実際の加工跡Ｐitの配置は正方形状からずれてしまう。このずれは、半径位置がテーブルの回転中心に近づくほど大きくなる。
【０００７】
ＬＥＤの基板や液晶の基板の製造においては、レーザ光の照射により基板表面にナノオーダーの加工跡を正方形状あるいは六方細密状に配置して形成することが要求される。そして、上述したように加工跡の配置が正方形状あるいは六方細密状からずれてしまうと、そのずれが大きいほど素子の品質が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、微細な加工跡を設定された配置で形成するレーザ加工において加工精度を向上させることを目的とする。
【０００９】
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テーブルと、前記テーブルを回転させる回転手段と、レーザ光源を有し前記テーブルにセットされて回転する加工対象物に前記レーザ光源から出射されたレーザ光を対物レンズにより集光して照射する加工ヘッドと、前記加工ヘッドと前記テーブルとの相対位置を変化させることにより、前記加工対象物に形成されるレーザスポットを前記テーブルの径方向に移動させる径方向移動手段と、前記回転手段により回転するテーブルの回転位置を表す回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記径方向移動手段により変化する前記加工ヘッドと前記テーブルとの相対的な径方向位置を検出する径方向位置検出手段と、前記レーザ光源に対して加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号を供給する発光信号供給手段と、前記加工対象物に加工跡を形成する目標位置を加工設定位置として記憶する加工設定位置記憶手段と、前記加工設定位置に前記加工用強度のレーザ光が照射されるように、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径方向位置検出手段により検出される径方向位置とに基づいて、前記発光信号供給手段に対して前記発光信号の供給指令を出力するレーザ光照射制御手段とを備えたレーザ加工装置において、
前記回転角度検出手段は、前記テーブルが所定角度回転するたびにパルス信号を出力する回転パルス信号出力手段と、前記径方向位置検出手段により検出された径方向位置に基づいて、前記テーブルの回転により前記レーザスポットが前記加工対象物上で周方向移動する距離に対する前記パルス信号のパルス数が前記径方向位置に関わらず一定となるように、前記回転パルス信号出力手段が出力するパルス信号の周波数を変更したパルス信号を出力する周波数変更手段と、前記周波数変更手段が出力するパルス信号のパルス数をカウントして、そのカウント値から前記テーブルの回転角度に相当する情報を取得するカウント手段とを備えたことにある。
【００１０】
本発明のレーザ加工装置は、レーザ光源を有する加工ヘッドを備えており、加工対象物をテーブルにセット（固定）した状態で回転手段によりテーブルを回転させ、かつ、加工ヘッドとテーブルとの相対位置を径方向移動手段によりテーブルの径方向に移動させながら、加工対象物の表面にレーザ光を集光して照射することにより加工対象物をレーザ加工する。この場合、例えば、加工対象物上を移動するレーザスポットの線速度およびテーブル１回転における径方向への移動量（径方向ピッチ）が一定となるように回転手段と径方向移動手段を制御する速度制御手段を設けるとよい。レーザ加工中においては、回転角度検出手段が、テーブルの回転位置を表す回転角度を検出する。つまり、テーブルの基準回転位置に対する回転角度を検出する。これにより、加工対象物の表面に形成されるレーザスポットの基準回転位置からの回転角度を検出することができる。また、径方向位置検出手段が、加工ヘッドとテーブルとの相対的な径方向位置を検出する。これにより、加工対象物の表面に形成されるレーザスポットの径方向位置、例えば、テーブルの回転中心からレーザスポットまでの距離を検出することができる。
【００１１】
レーザ光照射制御手段は、加工設定位置記憶手段に記憶した加工設定位置に加工用強度のレーザ光が照射されるように、回転角度検出手段により検出される回転角度と径方向位置検出手段により検出される径方向位置とに基づいて、発光信号供給手段に対して発光信号の供給指令を出力する。発光信号供給手段は、レーザ光照射制御手段から出力された発光信号の供給指令を入力すると、レーザ光源に対して発光信号を供給する。レーザ光源は、発光信号供給手段から供給された発光信号により加工用強度のレーザ光を出射する。これにより、発光信号が供給された期間だけ加工用強度のレーザ光が加工対象物に照射される。従って、レーザ光源への発光信号の供給を制御することにより、加工対象物に任意の配置で加工跡を形成することができる。
【００１２】
テーブルが一定角度回転するたびにその回転角度が検出される構成を採用した場合には、レーザスポットの径方向位置がテーブルの回転中心から離れるほど、回転角度と径方向位置とで定めることができる単位領域の周方向間隔が大きくなるため細かな加工位置を設定することができず、特に加工対象物の表面にナノオーダーの微細な加工跡を形成する場合には加工精度が低下する。そこで、本発明においては、回転角度検出手段は、回転パルス信号出力手段と周波数変更手段とカウント手段とを備えている。
【００１３】
回転パルス信号出力手段は、テーブルが所定角度回転するたびにパルス信号を出力する。そして、周波数変更手段が、径方向位置検出手段により検出された径方向位置に基づいて、テーブルの回転によりレーザスポットが加工対象物上で周方向移動する距離に対するパルス信号のパルス数が径方向位置に関わらず一定となるように、回転パルス信号出力手段が出力するパルス信号の周波数を変更したパルス信号を出力する。つまり、レーザスポットが加工対象物の表面を周方向に単位距離だけ移動する間に発生するパルス信号のパルス数が、レーザスポットが加工対象物を照射している径方向位置に関わりなく一定となるように、回転パルス信号出力手段が出力するパルス信号の周波数を増加させたパルス信号を出力する。この場合、レーザスポットが加工対象物を照射している径方向位置がテーブルの回転中心から離れるほど、回転パルス信号出力手段が出力するパルス信号の周波数を増加させる倍数が大きくなる。そして、カウント手段が、周波数変更手段が出力するパルス信号のパルス数をカウントして、そのカウント値からテーブルの回転角度に相当する情報を取得する。
【００１４】
従って、本発明によれば、レーザスポットが加工対象物を照射している径方向位置に関わりなく回転角度（回転位置）を高い分解能で検出することができる。これにより、加工対象物を回転させながらレーザ光照射により微細な加工跡を形成する場合でも、径方向位置によって加工精度が変化しなくなる。この結果、加工対象物の加工精度を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明の他の特徴は、前記回転角度検出手段が予め設定された回転角度を検出したタイミングで前記加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号の供給指令を前記発光信号供給手段に出力した場合における、前記回転角度を検出したタイミングから前記レーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるタイミングまでのタイミングずれを検出するタイミングずれ検出手段と、前記検出したタイミングずれに基づいて、前記発光信号供給手段が前記発光信号の供給指令を入力してから前記レーザ光源に対して前記加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号を供給するまでの時間を調整する発光信号供給タイミング調整手段とを備え、前記レーザ光照射制御手段は、前記回転角度検出手段により検出された回転角度が前記加工設定位置よりも所定角度手前となる回転角度に達したときに、前記発光信号供給手段に対して前記発光信号の供給指令を出力することにある。
【００１６】
レーザ加工装置においては、レーザ光を照射すべき回転角度が検出されてから発光信号供給手段に発光信号の供給指令を出力すると、実際にレーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるまでに僅かに時間遅れが生じる。この時間遅れは、ナノオーダーの加工跡を形成するようなレーザ加工においては、加工精度の低下につながる。そこで、本発明においては、タイミングずれ検出手段により、この時間遅れを検出する。タイミングずれ検出手段は、回転角度検出手段が予め設定された回転角度を検出したタイミングで加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号の供給指令を発光信号供給手段に出力した場合における、設定された回転角度を検出したタイミングからレーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるタイミングまでのタイミングずれを検出する。レーザ光照射制御手段は、この時間遅れを見越して、発光信号供給手段に対して早めに発光信号の供給指令を出力する。つまり、回転角度検出手段により検出された回転角度が加工設定位置よりも所定角度手前となる回転角度に達したときに発光信号の供給指令を出力する。ここで、所定角度とは、タイミングずれに相当する角度よりも大きな角度に設定すればよい。そして、発光信号供給タイミング調整手段がタイミングずれに基づいて、発光信号供給手段が発光信号の供給指令を入力してからレーザ光源に対して加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号を供給するまでの時間を調整する。
【００１７】
これにより、加工用強度のレーザ光がレーザ光源から出射されるタイミングを適切にすることができ、加工設定位置に加工用強度のレーザ光を精度良く照射することができる。また、上述したように回転角度検出手段により回転角度を径方向位置に関わらず高精度に検出することができるため、タイミングずれ検出精度、および、発光信号供給タイミングの調整精度も高くなる。これらの結果、レーザ加工精度を一層向上させることができる。これにより、例えば、加工対象物に微細な加工跡（ピット等）を正方形状あるいは六方細密状に精度良く配置して形成することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の他の特徴は、前記発光信号供給手段から前記レーザ光源に供給される発光信号は、前記加工用強度のレーザ光を出射させる期間を設定するハイレベル期間に加えて、非加工用強度のレーザ光を出射させる期間を設定するローレベル期間を前記ハイレベル期間の前に設けたパルス信号であって、前記発光信号供給タイミング調整手段は、前記検出したタイミングずれに基づいて、前記発光信号におけるローレベル期間を設定することにある。
【００１９】
本発明においては、レーザ光源に供給される発光信号は、レーザ光源から加工用強度のレーザ光を出射させるための信号に加えて、レーザ光源から非加工用強度のレーザ光を出射させる信号を組み合わせて構成されている。加工用強度のレーザ光とは、加工対象物に加工跡を形成することができる強度のレーザ光であり、非加工用強度のレーザ光とは、加工対象物を変化させない強度（加工用強度よりも弱い）のレーザ光である。発光信号は、ハイレベル期間とローレベル期間との２つのレベルを設けたパルス信号であり、発光信号がハイレベルとなっているときにはレーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射し、ローレベルとなっているときにはレーザ光源から非加工用強度のレーザ光が出射する。この場合、発光信号は、ハイレベル期間の前にローレベル期間が設けられている。従って、このローレベル期間（時間）を調整することにより、レーザ光源に対して加工用強度のレーザ光を出射させる発光信号（ハイレベル信号）を供給するまでの時間を調整することができる。つまり、ローレベル期間を長くすれば、レーザ光照射制御手段が発光信号供給手段に対して発光信号の供給指令を出力したタイミングに対して、実際にレーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるまでの時間が長くなり、逆に、ローレベル期間を短くすれば、実際にレーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるまでの時間が短くなる。
【００２０】
こうしたことを利用して、発光信号供給タイミング調整手段は、タイミングずれ検出手段により検出したタイミングずれに基づいて、発光信号におけるローレベル期間を設定する。従って、レーザ光源へ発光信号を供給するタイミングを簡単に調整することができる。尚、発光信号供給手段は、レーザ光源に発光信号（パルス信号）を供給していない間は、非加工用強度のレーザ光を出射させるための直流信号をレーザ光源に供給するとよい。
【００２１】
また、本発明の他の特徴は、前記発光信号供給タイミング調整手段は、前記レーザ光照射制御手段が前記加工設定位置よりも手前で前記発光信号の供給指令を出力する回転角度と前記加工設定位置の回転角度との角度差分の距離をレーザスポットが通過するのに要する時間と前記タイミングずれの時間とに基づいてローレベル期間を設定することにある。
【００２２】
本発明によれば、発光信号の供給指令を出力する回転角度と加工設定位置の回転角度との角度差分の距離をレーザスポットが通過するのに要する時間とタイミングずれの時間とに基づいてローレベル期間を設定するため、加工設定位置の回転角度を回転角度検出手段により検出できる回転角度と一致させる必要がなくなる。この場合、角度差分の距離をレーザスポットが通過するのに要する時間からタイミングずれの時間を差し引いた時間をローレベル期間として設定すればよい。これにより、加工設定位置の制限が緩くなり、加工跡を一層適正な配置（例えば、正方形状あるいは六方細密状）にて形成することができる。
【００２３】
また、本発明の他の特徴は、前記タイミングずれ検出手段は、前記ローレベル期間の設定が行われた後において、更に、前記加工設定位置の回転角度を検出したタイミングから前記レーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるタイミングまでのタイミングずれの検出を行い、前記発光信号供給タイミング調整手段は、前記ローレベル期間設定後のタイミングずれの検出が行われたときに、そのタイミングずれに基づいて前記ローレベル期間を再設定することにある。
【００２４】
本発明によれば、１回のレーザ加工中にタイミングずれの検出を複数回行ってローレベル期間を再設定（補正）するため、加工用強度のレーザ光を加工設定位置に一層精度良く照射することができる。この結果、レーザ加工精度を一層向上させることができる。
【００２５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図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】エンコーダの出力する回転検出用パルス信号と周波数変更パルス信号とを表す説明図である。
【図３】発光信号（パルス信号）を表す波形図である。
【図４】円座標における加工設定位置を設定する方法を表す説明図である。
【図５】加工跡の配置を表す説明図である。
【図６】加工設定位置等のデータを記憶するデータテーブルである。
【図７Ａ】レーザ加工制御ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図７Ｂ】レーザ加工制御ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図８Ａ】ローレベル期間設定ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図８Ｂ】ローレベル期間設定ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図９】タイミングずれの調整を説明する信号波形図である。
【図１０Ａ】第１変形例に係るローレベル期間設定ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図１０Ｂ】第１変形例に係るローレベル期間設定ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図１１】第１変形例に係るタイミングずれの調整を説明する信号波形図である。
【図１２】第２変形例に係る円座標における加工設定位置を設定する方法を表す説明図である。
【図１３Ａ】第２変形例に係るローレベル期間設定ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図１３Ｂ】第２変形例に係るローレベル期間設定ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図１３Ｃ】第２変形例に係るローレベル期間設定ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図１４】第２変形例に係るタイミングずれの調整を説明する信号波形図である。
【図１５】従来のタイミングずれを説明する信号波形図である。
【図１６】従来の加工跡のずれを表す説明図である。
【図１７】従来のレーザ加工における位置検出単位を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、実施形態に係るレーザ加工装置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、平板状の加工対象物ＯＢをセット（固定支持）するテーブル２１と、レーザ光を照射して加工対象物ＯＢの表面をレーザ加工する加工ヘッド３０とを備えている。加工対象物ＯＢは、加工ヘッド３０から照射されたレーザ光により、表面にナノオーダーの超微細ピットが正方形状の配置で無数に形成されてＬＥＤ等の基板として使用される。テーブル２１は、円盤状に形成されていて、スピンドルモータ２２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。
【００２８】
スピンドルモータ２２は、本発明の回転手段に相当するもので、回転軸２２ｂを介してテーブル２１を回転駆動する。スピンドルモータ２２内には、同モータ２２すなわちテーブル２１の回転を検出して、その回転を表す回転信号を出力するエンコーダ２２ａが組み込まれている。この回転信号は、テーブル２１の回転位置が一つの基準回転位置に来るごとに発生されるインデックス信号と、テーブル２１が所定の微少角度だけ回転するたびにハイレベルとローレベルとを交互に切り替えるパルス信号とからなる。インデックス信号は、テーブル２１が１回転する間に一度だけ出力される信号であり、テーブル２１の基準回転位置の検出に使用される。パルス信号は、テーブル２１の回転した角度を検出するために使用され、回転方向を識別するために互いにπ／２だけ位相のずれたＡ相信号とＢ相信号とで構成される。このパルス信号を出力するエンコーダ２２ａが本発明の回転パルス信号出力手段に相当する。
【００２９】
回転検出用パルス信号は、スピンドルモータ制御回路５３と周波数変更回路５５に供給され、インデックス信号は、回転角度検出回路５６とコントローラ９０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から出力される回転検出用パルス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。
【００３０】
フィードモータ２３は、本発明の径方向移動手段に相当するもので、スクリューロッド２４を回転させて、テーブル２１をその径方向に駆動する。以下、本明細書における径方向とは、テーブル２１の径方向を意味する。スクリューロッド２４は、その一端がフィードモータ２３の回転軸に一体回転するように連結され、他端が支持部材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、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。
【００３１】
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と同様な回転検出用パルス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から出力される回転検出用パルス信号は、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からの回転検出用パルス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テーブル２１の径方向への送り位置（以下、半径位置と呼ぶ）を検出し、半径位置を半径値で表した信号を用いてコントローラ９０に出力する。半径値は、テーブル２１の回転中心から加工対象物ＯＢ上に形成されるレーザスポットまでの距離を表す。従って、半径位置あるいは半径値は、加工対象物ＯＢ上に形成されるレーザスポットの径方向の位置を特定するものとなる。
【００３２】
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。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２５の原点位置への移動、および、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２５を原点位置に移動させる。この原点位置は、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からの回転検出用パルス信号を入力し続けている。そして、支持部材２５が原点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からの回転検出用パルス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はフィードモータ２３への駆動信号の出力を停止する。その後に、フィードモータ２３が駆動された際には、半径位置検出回路５２は、回転検出用パルス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の径方向への送り位置である半径位置を計算し、その半径位置を半径値で表した信号をフィードモータ制御回路５４およびコントローラ９０に出力し続ける。
【００３３】
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、テーブル２１を指定半径位置へ移動させたり、指定速度で移動させたりする。具体的には、フィードモータ制御回路５４は、コントローラ９０によって指定される半径値への移動が指示されたときには、半径位置検出回路５２によって検出される半径値を用いてフィードモータ２３の回転を制御し、検出される半径値がコントローラ９０から指定された半径値に等しくなるまでフィードモータ２３を回転させる。例えば、レーザ加工の開始に先立ってコントローラから初期半径値ｒstへの移動が指示されたときには、半径位置検出回路５２の出力する半径値が初期半径値ｒstと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テーブル２１を移動させることが指示されたときには、エンコーダ２３ａの出力する回転検出用パルス信号からテーブル２１の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。レーザ加工中においては、テーブル２１が１回転する間にレーザスポットの形成位置が予め設定された量（送りピッチΔＰｒ）だけ径方向に移動するように移動速度が指定される。
【００３４】
周波数変更回路５５は、スピンドルモータ２２に組み込まれたエンコーダ２２ａから出力される回転検出用パルス信号を入力し、この回転検出用パルス信号における周波数をコントローラ９０から指令された倍数ｋで増加させた周波数のパルス信号を生成して出力する。周波数変更回路５５は、例えば、エンコーダ２２ａから出力される回転検出用パルス信号の周波数を計算し、その周波数に倍数ｋ（＞１）を乗じた周波数のパルス信号を生成する。あるいは、回転検出用パルス信号の周期を計算し、その周期を倍数ｋで除算した周期のパルス信号を生成する。
【００３５】
この倍数ｋは、半径値に応じて設定される。コントローラ９０は、エンコーダ２２ａからインデックス信号を入力すると、その都度、テーブル２１が１回転する間の半径値の増加量（送りピッチΔＰｒ）を初期半径値ｒstに加算することにより半径値を取得し、この半径値に対応する倍数ｋを設定する。そのために、コントローラ９０は、半径値と倍数ｋとの対応関係を内部のメモリ９０ａに記憶しており、半径値を指定することにより、指定された半径値に対応する倍数ｋを設定できるようになっている。以下、周波数変更回路５５により出力されるパルス信号を周波数変更パルス信号と呼ぶ。
【００３６】
周波数変更回路５５により出力された周波数変更パルス信号は、回転角度検出回路５６に出力される。回転角度検出回路５６は、周波数変更パルス信号のパルス数をカウントし、カウント数が予め設定した所定値Ｃだけ増加するごとにカウント数（回転角度に相当する値）を出力する。また、エンコーダ２２ａから出力されるインデックス信号が入力すると、カウント値をゼロにリセットする。従って、回転角度検出回路５６は、インデックス信号が入力するテーブル２１の回転角度をゼロとし、カウント値が所定値Ｃだけ増加するごとに、そのカウント数を回転角検出信号として出力する。
【００３７】
ここで、倍数ｋの設定について説明する。周波数変更回路５５は、テーブル２１の回転によりレーザスポットが加工対象物ＯＢ上で周方向に移動する距離に対する周波数変更パルス信号のパルス数が、径方向位置に関わらず一定となるように、半径値に対応した倍数ｋを設定する。図２に示すように、任意の半径値ｒ０のとき回転角度検出回路５６がカウント数（回転角度）を出力する角度の間隔Δθに対応する回転方向（周方向）のピッチΔＰｔは、（１）式にて表すことができる。
ΔＰｔ＝２πｒ０・Δθ／３６０° ・・・（１）
ピッチΔＰｔを希望する長さに定めれば、回転角度検出回路５６がカウント数（回転角度）を出力する角度の間隔Δθが定まる。以下、この間隔Δθを検出単位角度Δθと呼ぶ。任意の半径値ｒ０のときの倍数ｋをｋ０とし、エンコーダ２２ａの出力する回転検出用パルス信号の１周期分の回転角度をθｐとすると、θｐをｋ０で除算したθｐ／ｋ０は、周波数変更回路５５の出力する周波数変更パルス信号の１周期分の回転角度となる。回転角度検出回路５６は、周波数変更パルス信号のカウント数が所定値Ｃだけ増加するたびに回転角度を検出する（検出した回転角度を出力する）ため、検出単位角度Δθは、（２）式にて表すことができる。
Δθ＝（θｐ／ｋ０）・Ｃ ・・・（２）
従って、倍数ｋ０は、（３）式のようになる。
ｋ０＝（θｐ／Δθ）・Ｃ ・・・（３）
【００３８】
レーザスポットが周方向に移動する距離に対する周波数変更パルス信号のパルス数を径方向位置に関わらず一定にするためには、ピッチΔＰｔを全ての半径位置において一定にすればよく、
２πｒ・Δθ／３６０°＝２πｒ０・Δθ０／３６０° ・・・（４）
とすればよい。このΔθ０は任意の半径値ｒ０のときの検出単位角度Δθである。
この（４）式に、Δθ＝（θｐ／ｋ）・Ｃ、および、Δθ０＝（θｐ／ｋ０）・Ｃを代入して変形することにより、倍数ｋを（５）式のように求めることができる。
ｋ＝（ｒ／ｒ０）・ｋ０ ・・・（５）
この場合、半径値ｒごとの倍数ｋは、（５）式で計算された整数部分となる。
【００３９】
このように半径値ｒごとに倍数ｋを変更することにより、ピッチΔＰｔは、半径値に関わらず常にほぼ希望する長さとなる。これにより、半径値によって加工精度が変化しないようにすることができる。尚、倍数ｋは整数値であるため、半径値ｒごとにピッチΔＰｔ、および、検出単位角度Δθは僅かに異なる。
【００４０】
コントローラ９０が入力する半径値ｒは、(６)式のように表すことができる。
ｒ＝ｒst＋ｎ・ΔＰｒ（ｎ＝０，１，２……） ・・・（６）
ここで、ΔＰｒはテーブル２１の１回転当たりの径方向の送りピッチである。従って、送りピッチΔＰｒが定まれば、ｎごとに倍数ｋも定められる。送りピッチΔＰｒは、加工条件として設定されているため、コントローラ９０は、ｎごとに倍数ｋをメモリ９０ａに記憶している。また、ｎごとにピッチΔＰｔおよび検出単位角度Δθもメモリ９０ａに記憶している。
【００４１】
次に、加工ヘッド３０について説明する。加工ヘッド３０は、レーザ光源３１を備え、レーザ光源３１から出射されたレーザ光を加工対象物ＯＢに向けて照射するとともに、その反射光を受光する構成となっている。加工ヘッド３０は、レーザ光源３１、コリメートレンズ３２、偏光ビームスプリッタ３３、１／４波長板３４、対物レンズ３５、集光レンズ３６、シリンドリカルレンズ３７、フォトディテクタ３８、フォーカスアクチュエータ３９を備えている。レーザ光源３１から出射したレーザ光は、コリメートレンズ３２により平行光となって偏光ビームスプリッタ３３に入射する。レーザ光は、その大半(例えば、９５％）が偏光ビームスプリッタ３３をそのまま透過し、一部が偏光ビームスプリッタ３３で反射する。
【００４２】
偏光ビームスプリッタ３３を透過したレーザ光は、１／４波長板３４、対物レンズ３５を通過して加工対象物ＯＢの表面で集光する。加工対象物ＯＢの表面に集光したレーザ光は、加工対象物ＯＢの表面で反射する。加工対象物ＯＢの表面で反射した反射光は、対物レンズ３５、１／４波長板３４を通過し、偏光ビームスプリッタ３３に入射し、偏光ビームスプリッタ３３によって反射されて集光レンズ３６に入射する。集光レンズ３６は、偏光ビームスプリッタ３３による反射光をシリンドリカルレンズ３７を介してフォトディテクタ３８に集光する。フォトディテクタ３８の出力する受光信号は、後述するフォーカスサーボに使用される。
【００４３】
更に、加工ヘッド３０は、レーザ光源３１から出射されたレーザ光の一部（例えば、５％）を偏光ビームスプリッタ３３で反射させ、その反射光を集光レンズ４０によりフォトディテクタ４１の受光面に集光させる構成を備えている。フォトディテクタ４１は、レーザ光源が出射したレーザ光の強度に対応した受光信号を出力する。その受光信号は、信号増幅回路７１により増幅された後、レーザ駆動回路７０にフィードバックされてレーザ光の強度調整に使用されるとともに、後述する遅れ信号生成回路８１に供給されて遅れ時間の検出に使用される。
【００４４】
次に、レーザ光のフォーカスサーボについて説明する。レーザ光の加工対象物ＯＢの表面からの反射光を受光するフォトディテクタ３８は、分割線で区切られた４つの同一正方形状の受光素子からなる４分割受光素子にて構成され、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。フォトディテクタ３８は、４つの受光素子が配置された中央に反射光が集光するように固定されている。
【００４５】
フォトディテクタ３８から出力される受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は、ＨＦ信号増幅回路６１に入力される。ＨＦ信号増幅回路６１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６２に出力する。フォーカスエラー信号生成回路６２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６３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。
【００４６】
フォーカスサーボ回路６３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６４に出力する。ドライブ回路６４は、このフォーカスサーボ信号に応じてフォーカスアクチュエータ３９を駆動制御して、対物レンズ３５をレーザ光の光軸方向に変位させる。この場合、フォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）の値が常に一定値（例えば、ゼロ）となるようにフォーカスサーボ信号を生成することにより、加工対象物ＯＢの表面にレーザ光を集光させ続けることができる。
【００４７】
レーザ光源３１は、レーザ駆動回路７０によって駆動される。レーザ駆動回路７０は、コントローラ９０からの指令により作動を開始し、パルス信号供給装置５０から供給される発光信号と同じ波形のレーザ駆動信号をレーザ光源３１に出力する。パルス信号供給装置５０は、コントローラ９０からパルス信号の出力指令を受けるたびに、レーザ駆動回路７０に対して発光信号を出力する。発光信号は、パルス信号であって、このパルス信号の信号レベルによりレーザ駆動回路７０から出力されるレーザ駆動信号の強度、つまり、レーザ光の強度が設定される。本実施形態においては、レーザ光の強度は、加工用強度と非加工用強度との二段階となっている。加工用強度とは、レーザ光源３１から出射されるレーザ光の照射によって加工対象物ＯＢの表面が加工され（フォトレジストに反応跡を形成するものも含む）、かつ、フォーカスサーボ制御を可能とする強度を意味する。また、非加工用強度とは、レーザ光源３１から出射されるレーザ光の照射によって加工対象物ＯＢの表面が加工されず、かつ、フォーカスサーボ制御を可能とする強度を意味する。
【００４８】
パルス信号供給装置５０は、コントローラ９０からの指令により非加工用強度のレーザ照射開始指令が出力されるとローレベルの直流信号の出力を開始し、コントローラ９０からパルス信号の出力指令を受けたときのみ、その都度、内部に設けたメモリ５０ａに記憶されている波形のパルス信号を出力する。パルス信号は、単なるハイレベルの矩形波ではなく、ローレベルとなる期間が含まれる。このローレベルとなる期間（ローレベル期間Ｌと呼ぶ）は、パルス信号の先頭に設けられる。つまり、パルス信号は、図３に示すように、先に出力されるローレベル信号とその後に出力されるハイレベル信号とで１つのパルス信号を構成している。ローレベル期間Ｌにおけるパルス信号の強度は、パルス信号を出力していないときの直流のローレベル信号と同じ強度である。従って、パルス信号供給装置５０は、コントローラ９０からの指令によりパルス信号を出力するものの、その直後、つまり、パルス信号を出力した時点からローレベル期間Ｌが経過するまでの間は、その出力状態が変化しない。このため、ローレベル期間Ｌだけ遅れてハイレベルの信号がレーザ駆動回路７０に出力されることになる。
【００４９】
レーザ駆動回路７０は、パルス信号供給装置５０からローレベルの信号を入力している間は、レーザ光源３１に対して非加工用レーザ駆動信号を出力し、パルス信号供給装置５０からハイレベルの信号を入力したときには、その信号がハイレベルとなっている間だけ、レーザ光源３１に対して加工用レーザ駆動信号を出力する。尚、本実施形態においては、パルス信号供給装置５０から出力される発光信号をレーザ駆動回路７０によりレーザ駆動信号に変換してレーザ光源３１に出力しているが、パルス信号供給装置５０にレーザ駆動回路７０の機能をもたせてもよい。従って、パルス信号供給装置５０からレーザ駆動回路７０を介してレーザ光源３１に供給されるレーザ光照射用の信号が、本発明の発光信号に相当する。
【００５０】
レーザ光源３１は、非加工用レーザ駆動信号が入力している間、加工対象物ＯＢが加工されない弱い強度のレーザ光、つまり、非加工用強度のレーザ光を出力する。また、加工用レーザ駆動信号が入力している間、加工対象物ＯＢが適切に加工される強度のレーザ光、つまり、加工用強度のレーザ光を出力する。非加工用強度のレーザ光を加工対象物ＯＢに照射するのは、レーザ加工を行っていないときにもフォーカスサーボを継続できるようにするためである。また、パルス信号供給装置５０は、コントローラ９０から、レーザ照射停止指令を入力した後は、信号出力を停止する。このため、レーザ駆動回路７０に入力される信号はゼロレベルとなり、レーザ駆動回路７０はレーザ駆動信号の出力を停止する。従って、レーザ光源３１からレーザ光が出射されなくなる。尚、レーザ駆動回路７０は、レーザ光源３１から出射されたレーザ光の強度を表す信号を信号増幅回路７１から入力し、加工用レーザ光の強度、および、非加工用レーザ光の強度がそれぞれの目標強度と相違する場合には、それらが目標強度と一致するようにレーザ駆動信号の強さを調整する。
【００５１】
パルス信号供給装置５０は、発光信号（パルス信号）の情報として、ハイレベル期間Ｈにおける信号強度と、ハイレベル期間Ｈの長さと、ローレベル期間Ｌにおける信号強度とを表すデジタルデータを予めコントローラ９０から入力してメモリ５０ａに記憶している。そして、レーザ加工中に、コントローラ９０からローレベル期間Ｌの長さ（この長さを単にローレベル期間Ｌと呼ぶ）を表す情報が入力すると、ローレベルとハイレベルとからなる１パルス分のパルス波形のデジタルデータを作成してメモリ５０ａに記憶する。尚、コントローラ９０からローレベル期間Ｌを表す情報が入力しない場合には、ローレベル期間Ｌをゼロ（Ｌ＝０）としたパルス波形のデジタルデータを作成してメモリ９０ａに記憶する。
【００５２】
次に、遅れ時間を検出する構成について説明する。遅れ時間とは、回転角度検出回路５６が設定回転角度を検出したタイミングでコントローラ９０が加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号をパルス信号供給装置５０に出力した場合における、設定回転角度を検出したタイミングから実際にレーザ光源３１から加工用強度のレーザ光が出射されるまで（レーザ光源３１から出射されるレーザ光の強度が非加工用強度から加工用強度に切り替わるまで）の時間をいう。レーザ加工装置１は、遅れ時間を検出する構成として、信号入力検出回路８０と、遅れ信号生成回路８１と、Ａ／Ｄ変換器８２とを備えている。信号入力検出回路８０は、コントローラ９０から作動開始指令が入力し、かつ、回転角度検出回路５６から回転検出信号（デジタル信号）が入力すると、信号が入力したことを表すハイレベルの信号入力検出信号（１パルス信号）を遅れ信号生成回路８１に出力する。信号入力検出回路８０は、一旦、信号入力検出信号を出力した後は、コントローラ９０から作動開始指令が再度入力しないかぎり、信号入力検出信号を出力しない。
【００５３】
遅れ信号生成回路８１は、信号入力検出回路８０から出力される信号がハイレベルになると自身の出力をハイレベルにし、レーザ光の強度を表す信号増幅回路７１から出力される信号がハイレベル（加工用強度に相当するレベル）になると、自身の出力をハイレベルからローレベルに切り換えるように回路構成されている。従って、遅れ信号生成回路８１の出力信号のパルス幅（ハイレベルとなる期間）は、回転角度検出回路５６が設定角度を検出したタイミングからレーザ光の強度が加工用強度に切り替わるタイミングまでの遅れ時間を表すものとなる。
【００５４】
Ａ／Ｄ変換器８２は、遅れ信号生成回路８１の出力信号を入力し、入力した信号の瞬時値をデジタルデータに変換してコントローラ９０に出力する。コントローラ９０は、Ａ／Ｄ変換器８２から出力された信号をデータ処理することにより遅れ時間を検出する。
【００５５】
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を主要部とした電子制御装置であり、各種の加工データを記憶するメモリ９０ａを備えている。また、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、作業者に対して各種の設定状況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。
【００５６】
コントローラ９０は、レーザ加工を行う前に、加工跡を形成する目標位置、つまり、加工設定位置を以下のように計算してメモリ９０ａに記憶する。コントローラ９０は、作業者が、入力装置９１を使って正方形状に配置したい加工跡の加工ピッチを入力すると、まず、１つ１つの加工跡のｘ，ｙ座標を計算する。例えば、１辺がａの正方形状配置にて加工跡を形成する場合には、
（０，０），（ａ，０），（２ａ，０）（３ａ，０）・・・
（０，ａ，），（ａ，ａ），（２ａ，ａ），（３ａ，ａ）・・・
（０，２ａ，），（ａ，２ａ），（２ａ，２ａ），（３ａ，２ａ）・・・
（０，３ａ，），（ａ，３ａ），（２ａ，３ａ），（３ａ，３ａ）・・・
というようにｘ，ｙ座標を計算する。
【００５７】
次に、以下の計算式で円座標（ｒ，θ）を計算する。
ｘ＝ｒ・ｃｏｓθ
ｙ＝ｒ・ｓｉｎθ
【００５８】
次に、計算された円座標（ｒ，θ）に最も近い回転角度検出回路５６がカウントするカウント数（回転角度）を出力する円座標（ｒ’，θ’）を以下のように計算する。このとき径方向の送りピッチΔＰｒは設定されている。回転角度検出回路５６がカウント数（回転角度）を出力する円座標（ｒ’，θ’）は、図４に示すように、
（（ｒst＋ｎ・ΔＰｒ＋（ΔＰｒ×θ／３６０°）），ｍ・Δθ）
となる。（ｎ＝０，１，２，３・・・，ｍ＝０，１，２，３・・・）
ここで、（ｒ−ｒst）をΔＰｒで除算した値の整数部分でｎを求める。続いて、求めたｎを使って、（ｒst＋ｎ・ΔＰｒ＋（ΔＰｒ×θ／３６０°））と（ｒst＋（ｎ＋１）・ΔＰｒ＋（ΔＰｒ×θ／３６０°））とを計算し、ｒに近い方の計算値をｒ’として選択する。
【００５９】
次に、θを検出単位角度Δθで除算した値の整数部分でｍを求める。続いて、求めたｍを使って、（ｍ・Δθ）と（（ｍ＋１）・Δθ）とを計算し、θに近い方の計算値をθ’として選択する。ここで、検出単位角度Δθは、エンコーダ２２ａの出力する回転検出用パルス信号の１周期分の回転角度θｐをｋ／Ｃで除算した値である。これにより、図４に示すように、円座標（ｒ’，θ’）を定めることができる。この場合、円座標（ｒ’，θ’）は本来の円座標（ｒ，θ）から僅かに異なるが、図５に示すように、加工跡Ｐitの配置は、ほぼ希望する正方形状となる。例えば、加工跡Ｐitを形成する間隔ａを約１００ｎｍ、加工跡Ｐitの直径を約８０ｎｍ、径方向の送りピッチΔＰｒを約１０ｎｍ、周方向の回転角検出ピッチΔＰｔを約１０ｎｍに設定して加工跡Ｐitを正方形状に配置する。
【００６０】
円座標（ｒ’，θ’）は、ｎ，ｍ，Δθ，ΔＰｒで定まる。また、ΔＰｒに関しては、固定値である。そこで、コントローラ９０は、円座標（ｒ’，θ’）で表される加工跡の加工設定位置を、図６に示すデータテーブルを使ってメモリ９０ａに記憶する。このデータテーブルには、ｎごとに、加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）と、回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）と、ピッチΔＰｔ（ｎ）に対応する検出単位角度Δθ（ｎ）と、倍数ｋ（ｎ）が記憶される。例えば、回転設定角度θ（０，１）は、ｎ＝０、つまり、初期半径値ｒstにおいて基準回転角度から最初に到来する加工跡の回転設定角度を表す。回転設定角度θ（ｎ，ｍ）は、カウント値（＝ｍ・Ｃ）で記憶される。尚、θ（ｎ，１）≦Δθ（ｎ）となる場合は、θ（ｎ−１，最後のｍ）に３６０°＋θ（ｎ，１）を記憶して、θ（ｎ，１）を消去する。これは、後述するレーザ加工制御ルーチンにおいて、コントローラ９０がθ（ｎ，ｍ）−Δθ（ｎ）となる回転角度を検出したタイミングで加工指令（発光信号の出力指令）を出力することから、θ（ｎ，ｍ）−Δθ（ｎ）を０以下の値にしないようにするためである。
【００６１】
これにより、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力した時の半径値ｒ（＝ｒst＋ｎ・ΔＰｒ）ごとに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が定まるので、コントローラ９０は、インデックス信号が入力した回数ｎと回転角度検出回路５６から入力した回転角度データ（カウント値）に基づいて、加工用強度のレーザ光を出射させるためのパルス信号出力指令をパルス信号供給装置５０に出力することができる。
【００６２】
次に、レーザ加工制御処理について説明する。図７Ａ，図７Ｂは、コントローラ９０により実行されるレーザ加工制御ルーチンを表す。レーザ加工制御ルーチンは、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、作業者がテーブル２１に加工対象物ＯＢをセットした後、入力装置９１からレーザ加工の開始指令を入力すると起動する。レーザ加工制御ルーチンは、後述するローレベル期間設定ルーチン（図８）と並行して行われる。
【００６３】
ステップＳ１００にてレーザ加工制御ルーチンが開始されると、コントローラ９０は、まず、ステップＳ１０２において、変数ｎの値を「０」に、変数ｍの値を「１」に設定する。続いて、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、回転開始指令を出力する。コントローラ９０は、回転指令を出力するにあたって、半径位置検出回路５２により検出される半径位置を表す信号を入力し、レーザスポットの半径位置における線速度が指定された線速度ＳＰとなるようなスピンドルモータ２２の回転速度を計算し、その計算した回転速度をスピンドルモータ制御回路５３に対して出力する。スピンドルモータ制御回路５３は、エンコーダ２２ａからの回転検出用パルス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から入力した回転速度と等しくなるようにスピンドルモータ２２の回転制御を開始する。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、半径位置に応じたスピンドルモータ２２の回転速度の計算を繰り返し、その都度、計算した回転速度をスピンドルモータ制御回路５３に出力する。
【００６４】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１０６において、フィードモータ制御回路５４に対して初期半径位置への移動指令を出力する。初期半径位置は、初期半径値ｒstにより特定される。フィードモータ制御回路５４は、この移動指令により、半径位置検出回路５２によって検出された半径値ｒを入力しながら、半径値ｒが初期半径値ｒst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値ｒが初期半径値ｒst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、加工対象物ＯＢの表面におけるレーザスポットの位置がテーブル２１の回転中心から初期半径値ｒst離れた位置にセットされる（この時点では、まだレーザ光は照射されていない）。
【００６５】
コントローラ９０は、ステップＳ１０６において初期半径位置への移動指令を出力すると、ステップＳ１０８において、半径位置検出回路５２から半径値ｒを入力し、ステップＳ１１０において、半径値ｒが初期半径値ｒstと等しくなるまで待つ。そして、テーブル２１が初期半径位置にまで移動して半径値ｒが初期半径値ｒstと等しくなったことを確認すると（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１２において、レーザ駆動回路７０に対して駆動開始指令を出力するとともにパルス信号供給装置５０にローレベルの直流信号出力の開始指令を出力する。これにより、パルス信号供給装置５０は、ローレベルに設定された直流信号の出力を開始する。レーザ駆動回路７０は、パルス信号供給装置５０から出力された直流信号を入力して、非加工用レーザ駆動信号をレーザ光源３１に出力する。レーザ光源３１は、レーザ駆動回路７０から出力された非加工用レーザ駆動信号により駆動されて、非加工用強度のレーザ光を出射する。これにより加工対象物ＯＢの表面に非加工用強度のレーザ光が照射され、その反射光がフォトディテクタ３８によって検出される。この場合、加工対象物ＯＢは、非加工用強度のレーザ光の照射によって加工されない。
【００６６】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１１４において、フォーカスサーボ回路６３と図示していないフォーカスアクチュエータ３９を駆動する回路とＳ字検出回路とに対して、フォーカスサーボの開始指令を出力する。これにより、レーザ光の焦点位置がレーザ光の光軸方向に移動し、レーザ光の焦点位置が加工対象物ＯＢの表面に一致したタイミングでフォーカスサーボが開始される。そして、レーザ光の焦点位置が加工対象物ＯＢの表面に一致するように、対物レンズ３５がレーザ光の光軸方向に駆動制御される。
【００６７】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１１６において、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力されるまで待機する。そして、インデックス信号が入力されたことを検出すると、続くステップＳ１１８において、フィードモータ制御回路５４に対して径方向の移動開始の指令を出力する。これにより、フィードモータ２３がフィードモータ制御回路５４により駆動されテーブル２１が径方向に移動する。コントローラ９０は、径方向の移動指令を出力するにあたって、半径位置検出回路５２により検出される半径位置を表す信号を入力し、その半径位置と線速度ＳＰとに基づいて、テーブル２１が１回転したときのテーブル２１の径方向の移動距離が送りピッチΔＰｒとなる移動速度を計算し、その計算した移動速度に相当する回転速度をフィードモータ制御回路５４に出力する。フィードモータ制御回路５４は、エンコーダ２３ａから出力される回転検出用パルス列信号を用いてフィードモータ２３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から入力した回転速度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。尚、コントローラ９０は、ステップＳ１１８において径方向への移動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、フィードモータ２３の回転速度の計算を繰り返し、その都度、計算した回転速度をフィードモータ制御回路５４に出力する。
【００６８】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１２０において、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在するか否かを判断する。本ルーチンが開始された直後であれば、θ（０，１）が存在するか否かを判断する。θ（０，１）が存在しない場合には、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、ステップＳ１２４において、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力するまで待機する。テーブル２１が１回転してインデックス信号が入力されると、再びステップＳ１２０において、メモリ９０ａに記憶されているデータデーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在するか否かを判断する。回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在しない間は、上述したステップＳ１２０〜Ｓ１２４の処理を繰り返す。そして、回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在すると判断した場合には、その処理をステップＳ１２６に進める。
【００６９】
コントローラ９０は、ステップＳ１２６において、回転角度検出回路５６により検出された回転角度θを入力する。続いて、ステップＳ１２８において、回転角度θが回転設定角度θ（ｎ，ｍ）以上になったか否かを判断する。回転角度θが、回転設定角度θ（ｎ，ｍ）に到達していない間は、ステップＳ１２６，Ｓ１２８の処理を繰り返す。こうした処理が繰り返され、回転角度θが回転設定角度θ（ｎ，ｍ）以上になると、コントローラ９０は、ステップＳ１３０において、パルス信号供給装置５０に対して、パルス信号の出力指令（発光信号の供給指令）を出力する。これにより、パルス信号供給装置５０は、メモリ５０ａに記憶されている波形のパルス信号を出力する。パルス信号供給装置５０が出力するパルス信号は、ローレベル信号とその後に出力されるハイレベル信号とで構成されている。ローレベル期間Ｌにおけるパルス信号の強度は、パルス信号を出力していないときのローレベルの信号（直流信号）と同じ強度である。このため、パルス信号供給装置５０が出力するパルス信号のローレベル期間Ｌ中においては、引き続きレーザ駆動回路７０から非加工用レーザ駆動信号がレーザ光源３１に出力される。そして、ローレベル期間Ｌが終了してハイレベルに切り替わると、レーザ駆動回路７０は、加工用レーザ駆動信号をレーザ光源３１に出力する。こうして、パルス信号供給装置５０から出力される１つのパルス信号により、加工対象物ＯＢの表面に１つの加工跡が形成される。尚、ステップＳ１３０が最初に実行される場合は、後述するローレベル期間設定ルーチンにより、ローレベル期間Ｌはゼロとなっている。
【００７０】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１３２において、変数ｍを値「１」だけインクリメントし、ステップＳ１３４において、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在するか否かを判断する。θ（ｎ，ｍ）が存在しない場合には、ステップＳ１３６において、変数ｎの値を「１」だけインクリメントする。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１３８において、半径位置検出回路５２から半径値ｒを入力し、ステップＳ１４０において、半径値ｒが終了半径値ｒend以上になったか否かを判断する。半径値ｒが終了半径値ｒendに到達していない場合は、ステップＳ１４２において、変数ｍを値「１」だけインクリメントし、ステップＳ１４４において、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力するまで待機する。テーブル２１が１回転してインデックス信号が入力されると、その処理をステップＳ１３４に戻して、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在するか否かを判断する。回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在しない間は、上述したステップＳ１３４〜Ｓ１４４の処理を繰り返す。そして、回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在すると判断した場合には、その処理をステップＳ１４６に進める。
【００７１】
コントローラ９０は、ステップＳ１４６において、回転角度検出回路５６により検出された回転角度θを入力し、ステップＳ１４８において、回転角度θが、回転設定角度θ（ｎ，ｍ）から検出単位角度Δθ（ｎ）を減算した角度以上であるか否かを判断する。この検出単位角度Δθ（ｎ）は、コントローラ９０のメモリ９０ａに記憶されている回転角度検出回路５６がカウント数（回転角度）を出力する間隔（最小検出回転角度）である。回転角度θが（θ（ｎ，ｍ）−Δθ（ｎ））に到達していない間は、ステップＳ１４６，Ｓ１４８の処理を繰り返す。こうした処理が繰り返され、回転角度θが（θ（ｎ，ｍ）−Δθ（ｎ））に到達すると、コントローラ９０は、その処理をステップＳ１３０に戻し、パルス信号供給装置５０に対して、パルス信号の出力指令（発光信号の供給指令）を出力する。ここでは、２回目以降のパルス信号の出力指令となる。２回目以降のパルス信号の出力指令は、ステップＳ１４８で分かるように、レーザ加工を行う回転設定角度θ（ｎ，ｍ）の１つ手前となる回転角度（カウント数）データが入力したタイミングで出力される。
【００７２】
こうした処理は、半径値ｒが終了半径値ｒendに達するまで繰り返される。従って、コントローラ９０は、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在している間は、その回転設定角度θ（ｎ，ｍ）の１つ手前となる回転角度データが回転角度検出回路５６から入力するたびに、パルス信号供給装置５０にパルス信号の出力指令を出力する。
【００７３】
半径値ｒが終了半径値ｒendに達すると、コントローラ９０は、ステップＳ１５０において、フォーカスサーボ回路６３に作動停止指令を出力して、フォーカスサーボ回路６３によるフォーカスサーボ制御を停止させる。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１５２において、レーザ駆動回路７０に対してレーザ光の照射停止指令を出力し、パルス信号供給装置５０にローレベルの直流信号出力の停止指令を出力する。これによりレーザ光（非加工用強度のレーザ光）の照射が停止される。続いて、ステップＳ１５４において、フィードモータ制御回路５４に径方向移動停止指令を出力してフィードモータ２３の回転を停止させ、ステップＳ１５６において、スピンドルモータ制御回路５３に回転停止指令を出力してスピンドルモータ２２の回転を停止させ、ステップＳ１５８にてレーザ加工制御ルーチンを終了する。
【００７４】
次に、レーザ加工制御ルーチンと並行して実施されるローレベル期間設定ルーチンについて説明する。このローレベル期間設定ルーチンは、パルス信号供給装置５０がレーザ駆動回路７０に出力するパルス信号（発光信号）におけるローレベル期間Ｌをコントローラ９０により設定するものである。図８Ａ，図８Ｂは、コントローラ９０により実行されるローレベル期間設定ルーチンを表す。ローレベル期間設定ルーチンは、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、レーザ加工制御ルーチンと並行して行われる。
【００７５】
ステップＳ２００にてローレベル期間設定ルーチンが開始されると、コントローラ９０は、まず、ステップＳ２０２において、変数ｎの値を「０」に設定する。続いて、ステップＳ２０４において、上述したレーザ加工制御ルーチンでフィードモータ制御回路５４に対して径方向の移動開始指令が出力される（Ｓ１１８）まで待機する。続いて、ステップＳ２０６において、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，１）が存在するか否かを判断する。本ルーチンが開始された直後であれば、θ（０，１）が存在するか否かを判断する。つまり、図６に示す加工跡の回転設定角度データのうち、ｎ＝０となる回転角度データが１つでも存在するか否か、換言すれば、初期半径位置からテーブルが１周回転する間に形成すべき加工跡が１つ以上存在するか否かを判断する。回転設定角度θ（０，１）が存在しない場合には、ステップＳ２０８において、変数ｎの値を「１」だけインクリメントし、ステップＳ２１０において、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力するまで待機する。テーブル２１が１回転してインデックス信号が入力されると、再びステップＳ２０６において、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，１）が存在するか否かを判断する。回転設定角度θ（ｎ，１）が存在しない間は、上述したステップＳ２０６〜Ｓ２１０の処理を繰り返す。そして、データテーブルに回転設定角度θ（ｎ，１）が存在すると判断した場合には、その処理をステップＳ２１２に進める。
【００７６】
コントローラ９０は、ステップＳ２１２において、回転角度検出回路５６により検出された回転角度θを入力する。続いて、ステップＳ２１４において、回転角度θが、回転設定角度θ（ｎ，１）から検出単位角度Δθ（ｎ）を減算した角度以上であるか否かを判断する。回転角度θが（θ（ｎ，１）−Δθ（ｎ））に到達していない間は、ステップＳ２１２，Ｓ２１４の処理を繰り返す。こうした処理が繰り返され、回転角度θが（θ（ｎ，１）−Δθ（ｎ））に到達すると、コントローラ９０は、ステップＳ２１６において、信号入力検出回路８０に対して作動開始指令を出力する。
【００７７】
上述したレーザ加工制御ルーチンにおいては、パルス信号供給装置５０がレーザ駆動回路７０に最初にパルス信号を出力するタイミングは、回転角度θが回転設定角度θ（ｎ，ｍ）となるタイミングである。従って、ステップＳ２１４において、「Ｙｅｓ」、つまり、回転角度θが（θ（ｎ，１）−Δθ（ｎ））に到達したと判定された時点においては、まだ、パルス信号供給装置５０からレーザ駆動回路７０にパルス信号が供給されていない。そして、テーブル２１の回転角度がさらに検出単位角度Δθ（ｎ）だけ増加すると、回転角度検出回路５６は、回転角度θを表すデジタルデータをコントローラ９０および信号入力検出回路８０に出力する。これにより信号入力検出回路８０は、信号が入力したことを表すハイレベルの信号入力検出信号（１パルス信号）を遅れ信号生成回路８１に出力する。また、パルス信号供給装置５０は、コントローラ９０からのパルス信号の出力指令によりレーザ駆動回路７０にパルス信号（発光信号）を出力する。
【００７８】
遅れ信号生成回路８１は、信号入力検出回路８０から出力される信号がハイレベルになると自身の出力をハイレベルにし、信号増幅回路７１から出力される信号がハイレベル（加工用強度のレーザ光の照射が検出されたときの信号レベル）になると、自身の出力をハイレベルからローレベルに切り換える。従って、遅れ信号生成回路８１により生成される信号がハイレベルとなる期間は、回転角度検出回路５６が回転設定角度θ（ｎ，１）を検出したタイミングからレーザ光の強度が加工用強度に切り替わるタイミングまでの遅れ時間に相当する。以下、この遅れ時間をタイミングずれＤｅｖと呼ぶ。Ａ／Ｄ変換器８２は、遅れ信号生成回路８１により生成される信号をデジタル信号に変換してコントローラ９０に出力する。
【００７９】
コントローラ９０は、ステップＳ２１８において、Ａ／Ｄ変換器８２からデータを入力し、ステップＳ２２０において、このデータから、遅れ信号生成回路８１により生成される信号のハイレベルとなる時間をタイミングずれＤｅｖとして計算する。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２２２において、パルス信号供給装置５０が出力するパルス信号におけるローレベル期間Ｌ（ローレベル期間Ｌの時間を意味する）を次式（７）により設定する。
Ｌ＝（ΔＰｔ（ｎ）／ＳＰ−Ｄｅｖ） ・・・（７）
ここで、ＳＰは加工対象物ＯＢ上を移動するレーザスポットの線速度である。
【００８０】
レーザ加工制御ルーチンにおいては、上述したようにパルス信号供給装置５０への２回目以降のパルス信号出力指令は、回転角度θがメモリ９０ａに記憶されている回転設定角度θ（ｎ，ｍ）から検出単位角度Δθ（ｎ）だけ減算した角度以上となったとき出力される。つまり、本来のレーザ加工位置よりも検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前の位置でパルス信号出力指令が出力される。このパルス信号出力指令の早出し時間がΔＰｔ（ｎ）／ＳＰに相当する。従って、この早出し時間からタイミングずれＤｅｖを差し引いた時間を、パルス信号供給装置５０の出力するパルス信号のローレベル期間Ｌに設定することで、本来のレーザ加工位置でレーザ光強度を加工用強度に変更することができる。つまり、設定加工位置で加工用強度のレーザ光を照射して加工跡を形成することができる。尚、ローレベル期間Ｌは、このステップＳ２２２の処理が行われるまでの間は、ゼロ（Ｌ＝０）に設定されている。
【００８１】
コントローラ９０は、ステップＳ２２２においてローレベル期間Ｌを設定すると、続いて、ステップＳ２２４において、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力するまで待機する。この待機時においては、インデックス信号の確認と同時に、ステップＳ２３０にてレーザ照射停止指令が入力されたか否かを判断する。つまり、レーザ加工制御ルーチンにおけるステップＳ１５２の指令が出力されたか否かを判断する。
【００８２】
コントローラ９０は、インデックス信号の入力を検出すると、ステップＳ２２６において、変数ｎを値「１」だけインクリメントし、続くステップＳ２２８において、ΔＰｔ（ｎ）とΔＰｔ（ｎ−１）が等しいか否かを判断する。つまり、図６に示したデータテーブルを参照して、回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）が変化するか否かを判断する。これは、回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）は半径値ｒに応じて僅かに異なる場合があるからである。回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）が変化しない場合は、パルス信号供給装置５０が供給するパルス信号の出力指令タイミングを変えなくても、適正位置に加工用強度のレーザ光を照射して加工跡を形成することができる。従って、その場合には、ステップＳ２３０に戻って同様な処理を行う。一方、回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）が変化する場合は、その処理をステップＳ２２２に戻して、ローレベル期間Ｌを再度設定する。
【００８３】
こうした処理を繰り返すことにより、ローレベル期間Ｌが適切な値に維持される。そして、レーザ照射停止指令が入力すると（Ｓ２３０：Ｙｅｓ）、ステップＳ２３２にてローレベル期間設定ルーチンが終了する。図９は、パルス信号により加工用強度のレーザ光が照射されるタイミングを他の信号とともに表したタイミングチャートである。図中において（ａ）は回転角度検出回路５６が出力する回転角度検出信号（デジタル信号）、（ｂ）はコントローラ９０がパルス信号供給装置５０へ出力するパルス信号出力指令信号、（ｃ）は信号増幅回路７１が出力する信号（レーザ光の発光強度信号）、（ｄ）は遅れ信号生成回路８１が出力するパルス信号の波形を表す。
【００８４】
時刻ｔ１において、回転角度検出回路５６によりレーザ照射開始設定位置（加工用強度のレーザ光を照射する最初の回転設定角度）が検出されると（Ｓ１２８：Ｙｅｓ）、時刻ｔ２において、コントローラ９０からパルス信号供給装置５０に対してパルス信号出力指令が出力される（Ｓ１３０）。そして、時刻ｔ３において、最初の加工用強度のレーザ光の照射が行われる。この最初の加工用強度のレーザ光照射時においては、まだローレベル期間Ｌが設定されていない（Ｌ＝０）。従って、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの経過時間が、遅れ時間、つまり、タイミングずれＤｅｖに相当する。コントローラ９０は、このとき、ステップＳ２２０においてタイミングずれＤｅｖを計算し、ステップＳ２２２において、式（７）からローレベル期間Ｌを設定する。
【００８５】
２つ目の加工用レーザ光の照射に関しては、そのレーザ照射設定位置よりも検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前の位置、つまり、レーザ照射設定位置より一つ手前の回転角度を検出できる角度に到達した時刻ｔ４において、回転角度検出回路５６からコントローラ９０に回転角検出信号が出力されると、コントローラ９０は、時刻ｔ５において、パルス信号供給装置５０に対してパルス信号出力指令を出力する。この時点においては、すでに、ローレベル期間Ｌが設定されている。従って、パルス信号供給装置５０は、先頭にローレベル期間Ｌを含んだパルス信号（発光信号）をレーザ駆動回路７０に出力する。こうして、レーザ光は、レーザ照射設定位置となる時刻ｔ６において非加工用強度から加工用強度に切り替わる。尚、図中（ｃ）の波形において、太線部分がパルス信号供給装置５０から供給されたパルス信号による出射期間を表している。３つ目以降の加工用レーザ光の照射についても同様に行われる。
【００８６】
以上説明した本実施形態のレーザ加工装置１によれば、エンコーダ２２ａから出力される回転検出用パルス信号の周波数をｋ倍に増加させたパルス信号を周波数変更回路５５により生成し、この周波数変更回路５５から出力される周波数変更パルス信号のカウント数が所定値Ｃになるごとにそのカウント値を回転角度検出回路５６から回転角度信号として出力する。そして、周波数を増加させる倍数ｋを半径値に関わらず回転角度を検出するピッチΔＰｔが一定になるように半径値に応じて設定している。従って、加工跡を形成する半径位置に左右されることなく加工精度を良好にすることができる。
【００８７】
また、レーザ加工の開始時にタイミングずれＤｅｖを計算し、このずれＤｅｖと検出単位角度Δθ（ｎ）だけ回転するのに要する時間（ΔＰｔ（ｎ）／ＳＰ）に基づいてローレベル期間Ｌを設定する。そして、レーザ照射設定位置より検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前の回転角度を検出したときに、パルス信号供給装置５０に対してパルス信号出力指令を出力するため、加工設定位置にて加工用レーザ光を照射することができる。これにより、加工精度を一層向上させることができる。この結果、例えば、ナノオーダーの微細な加工跡を精度良く正方形状あるいは六方細密状に配置して形成することができ、高品質のＬＥＤ基板や液晶の基板を製造することができる。
【００８８】
次に、ローレベル期間設定ルーチンの第１変形例について説明する。上述した実施形態においては、レーザ加工の開始時において１回だけタイミングずれＤｅｖを計算し、そのタイミングずれＤｅｖをレーザ加工の終了までローレベル期間Ｌの演算に使用したが、この第１変形例においては、所定の周期でタイミングずれＤｅｖを計算するものである。以下の説明においては、上述した実施形態におけるローレベル期間設定ルーチンと相違する処理について詳述し、実施形態と同じ処理については、図面に実施形態と同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００８９】
図１０Ａ，図１０Ｂは、第１変形例のローレベル期間設定ルーチンを表す。この第１変形例のローレベル期間設定ルーチンも、上述したレーザ加工制御ルーチン（図７Ａ，図７Ｂ）と同時に開始される。第１変形例のローレベル期間設定ルーチンにおいては、ステップＳ２０４とステップＳ２０６との間にステップＳ３０２の処理が追加されている。コントローラ９０は、ステップＳ３０２において、変数ｓを変数ｎと同じ値に設定する。従って、変数ｓは、ローレベル期間設定ルーチンの開始時においては「０」に設定される。コントローラ９０は、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，１）が存在しない場合（Ｓ２０６：Ｎｏ）は、変数ｎを値「１」だけインクリメントする。こうした処理は、データテーブルに回転設定角度θ（ｎ，１）が存在すると判断されるまで、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力するたびに繰り返される。従って、変数ｓも変数ｎの増加にともなって同様に増加していく。
【００９０】
コントローラ９０は、データテーブルに回転設定角度θ（ｎ，１）が存在すると判断した場合には、回転角度検出回路５６から回転角度θを入力し、回転角度θが回転設定角度θ（ｎ，１）よりも検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前となる角度に達したときに、信号入力検出回路８０へ作動開始指令を出力する（Ｓ２１６）。そして、Ａ／Ｄ変換器８２からデータを入力して（Ｓ２１８）、タイミングずれＤｅｖを計算する（Ｓ２２０）。続いて、ステップＳ３０４において、変数ｎが変数ｓと等しいか否かを判断する。ローレベル期間設定ルーチンが起動して最初にステップＳ３０４の判断処理が行われる場合においては、ｎ＝ｓとなっている、従って、ステップＳ３０４の判断は「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ３０６においてタイミングずれＤｅｖ１の値を、ステップＳ２２０で計算したタイミングずれＤｅｖの値に設定する（Ｄｅｖ１←Ｄｅｖ）。続いて、ステップＳ３１０において、ローレベル期間Ｌを次式（８）により設定する。
Ｌ＝（ΔＰｔ（ｎ）／ＳＰ−Ｄｅｖ１） ・・・（８）
【００９１】
従って、この時点では、上述した実施形態と同じローレベル期間Ｌが設定されることとなる。そして、コントローラ９０は、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力する度に、変数ｎを値「１」だけインクリメントし（Ｓ２２６）、ΔＰｔ（ｎ）とΔＰｔ（ｎ−１）が等しいか否かを判断する（Ｓ２２８）。データテーブルの回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）が変化しない場合は、ステップＳ２３０に戻って同様な処理を行う。一方、回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）が変化する場合には、ステップＳ３１２において、回転設定角度θ（ｎ，１）が検出単位角度Δθ（ｎ）の２倍の角度以上であるか否かを判断する。コントローラ９０は、回転設定角度θ（ｎ，１）が検出単位角度Δθ（ｎ）の２倍の角度未満である場合には、その処理をステップＳ３１０に戻して、ローレベル期間Ｌを再度設定する。尚、ステップＳ３１２において、回転設定角度θ（ｎ，１）が存在しない場合には、θ（ｎ，１）＝０°とする。
【００９２】
一方、回転設定角度θ（ｎ，１）が検出単位角度Δθ（ｎ）の２倍の角度以上であれば、タイミングずれＤｅｖを検出できる状況（回転位置）にある。そこで、コントローラ９０は、ステップＳ３１４において、式（８）によりローレベル期間Ｌを再度設定した後、その処理をステップＳ２１２に戻す。これにより、回転角度θが回転設定角度θ（ｎ，１）よりも検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前となる角度に達すると、ステップＳ２１６〜Ｓ２２０の処理により、再度、タイミングずれＤｅｖが計算されることになる。この場合、変数ｎの値はステップＳ２２６においてインクリメントされているため、変数ｓの値とは相違する。従って、続くステップＳ３０４の判断は「Ｎｏ」となり、ステップＳ３０８において、タイミングずれＤｅｖ１が計算される。このタイミングずれＤｅｖ１は、直前まで設定されていたタイミングずれＤｅｖ１から今回ステップＳ２２０で計算したタイミングずれＤｅｖを減算した値に設定される（Ｄｅｖ１←Ｄｅｖ１−Ｄｅｖ）。これにより、ステップＳ３１０において、最新のタイミングずれＤｅｖ１に基づいてローレベル期間Ｌが再設定される。
【００９３】
こうした処理は、レーザ照射停止指令が入力するまで繰り返し実行される。この場合、変数ｓは、レーザ加工が開始された後は変更されないため、ステップＳ３０４の判断は常に「Ｎｏ」となる。つまり、ステップＳ３０４の判断は、タイミングずれＤｅｖの計算が１回目であるか２回目以降であるかを判断するものとなる。従って、タイミングずれＤｅｖの計算が２回目以降であれば、ステップＳ３０８において、直前に設定されていたタイミングずれＤｅｖ１が補正されることになる。
【００９４】
図１１は、実施形態における図９に対応した信号出力波形を表したタイミングチャートである。この例では、すでにローレベル期間Ｌが設定されている状況を表す。時刻ｔ１１において、回転角度検出回路５６が、レーザ照射設定位置よりも検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前の回転角度を表す回転角度検出信号をコントローラ９０に出力すると、コントローラ９０は、時刻ｔ１２において、パルス信号供給装置５０に対してパルス信号出力指令を出力する。この時点においては、すでに、ローレベル期間Ｌが設定されているため、レーザ照射設定位置でレーザ光の強度が加工用強度に切り替わるはずであるが、レーザ加工の最中にタイミングずれＤｅｖが変化することがある。そうした場合には、この図に示すように、若干のタイミングずれＤｅｖが発生してしまい、レーザ照射設定位置とは異なる位置でレーザ光の強度が加工用強度に切り替わる（時刻ｔ１３）。そうした場合であっても、この第１変形例においては、その後、タイミングずれＤｅｖを補正するため、次のレーザ照射設定位置において加工用レーザ光を出射できるようになる（時刻ｔ１４）。
【００９５】
以上説明した第１変形例のローレベル期間設定ルーチンによれば、テーブル２１が１回転してインデックス信号が入力するたびに、回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）が変化していれば、その周における最初のレーザ加工位置でタイミングずれＤｅｖを検出できる状況であるか否かを判断する（Ｓ３１２）。そして、タイミングずれＤｅｖを検出できる状況であれば、タイミングずれＤｅｖを検出し、それに基づいてローレベル期間Ｌを再設定するため、レーザ加工の最中にタイミングずれＤｅｖが変化しても、それを補正して加工跡を適正位置に形成することができる。この結果、レーザ加工精度を一層向上させることができる。
【００９６】
次に、ローレベル期間設定ルーチンの第２変形例について説明する。上述した実施形態および第１変形例においては、図４に示すように、加工跡を形成する加工設定位置を回転角度検出回路５６から回転角度データが出力される位置（ｍ・Δθ）としたが、第２変形例においては、回転角度に関しては本来の加工位置（ｒ，θ）の回転角度θを用いる。従って、図１２に示すように、ｘ，ｙ座標から円座標（ｒ’，θ’）を求める際、半径値に関しては、径方向の送りピッチΔＰｒごとに区分した半径値から半径値ｒに最も近い半径値ｒ’を設定するが、回転角度に関しては、本来の回転角度θをそのまま回転角度θ’として設定する。
【００９７】
この場合、コントローラ９０のメモリ９０ａのデータテーブルには、加工跡の回転設定角度のデータとして、回転角度θ’の手前で回転角度を検出する位置の回転角度（ｍ・Δθ）がθ（ｎ，ｍ）として記憶されるとともに、θ（ｎ，ｍ）の位置から回転角度θ’の位置までの距離がΔｄｔ（ｎ，ｍ）として、θ（ｎ，ｍ）に対応して記憶される（図１２参照）。
【００９８】
以下、第２変形例のローレベル期間設定ルーチンについて説明するが、上述した実施形態および第１変形例と同じ処理については、図面にそれらと同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００９９】
図１３Ａ，図１３Ｂ，図１３Ｃは、第２変形例のローレベル期間設定ルーチンを表す。この第２変形例のローレベル期間設定ルーチンも、上述したレーザ加工制御ルーチンと同時に開始される。第２変形例のローレベル期間設定ルーチンが開始されると、まず、ステップＳ４０２において、変数ｎに値「１」、変数ｍに値「２」、変数ｐに値「０」を設定する。続いて、上述したステップＳ２０４からの処理を行う。
【０１００】
コントローラ９０は、データテーブルに回転設定角度θ（ｎ，１）が存在すると判断した場合（Ｓ２１２：Ｙｅｓ）には、回転角度θが回転設定角度θ（ｎ，１）よりも検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前となる角度に達したときに、信号入力検出回路８０へ作動開始指令を出力する（Ｓ２１６）。そして、Ａ／Ｄ変換器８２からデータを入力して（Ｓ２１８）、タイミングずれＤｅｖを計算する（Ｓ２２０）。続いて、ステップＳ３０４において、変数ｎが変数ｓと等しいか否かを判断する。ローレベル期間設定ルーチンが起動して最初にステップＳ３０４の判断処理が行われる場合においては、ｎ＝ｓとなっているため、ステップＳ３０６においてタイミングずれＤｅｖ１の値を、ステップＳ２２０で計算したタイミングずれＤｅｖの値に設定する（Ｄｅｖ１←Ｄｅｖ）。
【０１０１】
コントローラ９０は、続いて、ステップＳ４０６において、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在するか否かを判断する。この場合、ｍ＝２に設定されているため、回転設定角度θ（ｎ，２）の存在が判断される。回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在する場合には、続くステップＳ４０８において、ローレベル期間Ｌを次式（９）により設定する。
Ｌ＝｛（ΔＰｔ（ｎ）＋Δｄｔ（ｎ，ｍ））／ＳＰ−Ｄｅｖ１｝・・・（９）
この式（９）では、（ΔＰｔ（ｎ）＋Δｄｔ（ｎ，ｍ））／ＳＰが、本来のレーザ加工位置（ｒ’，θ’）にレーザ光の照射位置が到達するタイミングよりも早めにパルス信号出力指令を出力する早出し時間に相当する。従って、この早出し時間からタイミングずれＤｅｖ１を差し引いた時間のローレベル期間Ｌをパルス信号の先頭部に設けることで、本来のレーザ加工位置（ｒ’，θ’）でレーザ光強度を加工用強度に変更することができる。
【０１０２】
こうしてローレベル期間Ｌを設定すると、続いて、ステップＳ４１０において、パルス信号出力指令が出力されたか否かを判断する。つまり、レーザ加工制御ルーチンにおけるステップＳ１３０の指令が出力されたか否かを判断する。コントローラ９０は、パルス信号出力指令が出力されるまで待機する。この待機時においては、パルス信号出力指令の確認と同時に、ステップＳ２３０にてレーザ照射停止指令が入力されたか否かを判断する。
【０１０３】
コントローラ９０は、ステップＳ４１０において、パルス信号出力指令が出力されたことを確認すると、続くステップＳ４１２において変数ｍを値「１」だけインクリメントする。この場合、変数ｍの値は「２」から「３」に変更される。続いて、ステップＳ４１４において、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在するか否かを判断する。回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在する場合には、その処理をステップＳ４０８に戻して、次のレーザ加工位置における発光信号のローレベル期間Ｌを設定する。こうした処理は、レーザ照射停止指令が入力されない限り、回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在しなくなるまで繰り返される。従って、ｎ周目に設定された全てのレーザ加工位置において、発光信号のローレベル期間Ｌが設定される。尚、ステップＳ４１４において、回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在しないと判断された場合には、ローレベル期間Ｌを設定する必要がないため、その処理をステップＳ２２４に進める。
【０１０４】
こうした処理が繰り返されてデータテーブルに回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在しなくなると、コントローラ９０は、ステップＳ２２４においてエンコーダ２２ａからインデックス信号が入力するまで待機する。そして、インデックス信号の入力を確認すると、ステップＳ２２６において、変数ｎを値「１」だけインクリメントし、ステップＳ４１６において、変数ｐを値「１」だけインクリメントする。続いて、ステップＳ４１８において、変数ｐが設定値Ｎ以上となったか否かを判断する。この設定値Ｎは、後述する処理から理解されるが、タイミングずれＤｅｖを検出する周期を設定するもので予め設定された値である。
【０１０５】
変数ｐが設定値Ｎに達していない場合（Ｓ４１８：Ｎｏ）には、ステップＳ４２０において変数ｍを値「１」に設定した後、その処理をステップＳ４０６に戻す。従って、次の周における回転設定角度θ（ｎ，ｍ）の存在が判断され、回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在する場合には、その周に設定された全てのレーザ加工位置において発光信号のローレベル期間Ｌが設定される。こうしたステップＳ４０６〜Ｓ４２０の処理が繰り返されるうちに、変数ｐの値が設定値Ｎに到達すると（Ｓ４１８：Ｙｅｓ）、コントローラ９０は、その処理をステップＳ３１２に進めて、回転設定角度θ（ｎ，１）が検出単位角度Δθ（ｎ）の２倍の角度以上であるか否かを判断する。つまり、タイミングずれＤｅｖを検出できる状況（回転位置）にあるか否かを判断する。コントローラ９０は、回転設定角度θ（ｎ，１）が検出単位角度Δθ（ｎ）の２倍の角度未満である場合には、その処理をステップＳ４２０に戻して上述した処理を繰り返す。
【０１０６】
一方、回転角度θ（ｎ，１）が検出単位角度Δθ（ｎ）の２倍の角度以上であれば、ステップＳ４２２において、式（１０）によりローレベル期間Ｌを設定する。
Ｌ＝｛（ΔＰｔ（ｎ）＋Δｄｔ（ｎ，１））／ＳＰ−Ｄｅｖ１｝・・・（１０）
続いて、ステップＳ４２４において変数ｐを値「０」に設定し、ステップＳ４２６において変数ｍを値「２」に設定した後、その処理をステップＳ２１２に戻す。これにより、回転角度θが回転設定角度θ（ｎ，１）よりも検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前となる角度に達すると、ステップＳ２１６〜Ｓ２２０の処理により、再度、タイミングずれＤｅｖが検出されることになる。この場合、変数ｎの値はステップＳ２２６においてインクリメントされているため、変数ｓの値とは相違する。従って、続くステップＳ３０４の判断は「Ｎｏ」となり、ステップＳ４０４において、タイミングずれＤｅｖ１が計算される。このタイミングずれＤｅｖ１は、距離Δｄｔ（ｎ，ｍ）をレーザスポットが移動する時間分を考慮して次式（１１）により計算される。
Ｄｅｖ１＝Ｄｅｖ１−｛Ｄｅｖ−（Δｄｔ（ｎ，ｍ）／ＳＰ）｝
ここで右辺のＤｅｖ１は、直前回まで設定されていたタイミングずれＤｅｖ１であり、Ｄｅｖは、今回ステップＳ２２０にて計算したタイミングずれである。
【０１０７】
これにより、レーザ加工中においてテーブル２１がＮ回転するたびに、タイミングずれＤｅｖ１が検出され、そのタイミングずれＤｅｖ１とレーザスポットが距離Δｄｔ（ｎ，ｍ）を移動する時間とに基づいて、各レーザ加工位置のそれぞれにおける発光信号のローレベル期間Ｌが設定される。そして、レーザ照射停止指令が入力すると（Ｓ２３０：Ｙｅｓ）ローレベル期間設定ルーチンは終了する。
【０１０８】
図１４は、実施形態における図９に対応した信号出力波形を表したタイミングチャートである。加工用レーザ光の照射開始時においては、回転角度検出回路５６からコントローラ９０に回転角度信号が入力するタイミング（時刻ｔ２１）に対して、実際にレーザ光が加工用強度に切り替わるタイミング（時刻ｔ２２）が遅れる。しかし、このタイミングずれＤｅｖと、距離（ΔＰｔ（ｎ）＋Δｄｔ（ｎ，ｍ））をレーザスポットが移動する時間とに基づいて、ローレベル期間Ｌが設定されるため、次回からの加工用レーザ光の照射時においては、その加工設定位置が回転角度検出信号が出力される回転角度と相違する位置であっても、加工設定位置でレーザ光強度を加工用強度に切り換えることができる（時刻ｔ２３）。
【０１０９】
以上説明した第２変形例のローレベル期間設定ルーチンによれば、加工対象物ＯＢの表面に形成する加工跡の位置を、回転角度検出回路５６が回転角度を出力する角度と相違する位置に設定することができる。従って、加工跡を形成する配置の自由度を増すことができる。しかも、この場合でも、パルス信号のローレベル期間Ｌを、発光信号の供給指令を出力する回転角度と加工設定位置の回転角度との角度差分の距離をレーザスポットが通過するのに要する時間（（ΔＰｔ（ｎ）＋Δｄｔ（ｎ，ｍ））／ＳＰ）と、タイミングずれＤｅｖとに基づいて設定するため、加工設定位置に加工用レーザ光を照射することができる。また、レーザ加工の最中にタイミングずれＤｅｖが変化しても、定期的にタイミングずれＤｅｖを計算し直し、最新のタイミングずれＤｅｖを使ってローレベル期間Ｌを設定するため、レーザ加工精度を一層向上させることができる。
【０１１０】
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。
【０１１１】
例えば、本実施形態においては、１回のレーザ加工時に、タイミングずれを少なくとも１回検出してローレベル期間Ｌを設定したが、長期間においてタイミングずれが殆ど変動しない状況であれば、設定したローレベル期間Ｌをメモリ９０ａ等に記憶しておき、記憶したローレベル期間Ｌを長期間使用するようにしてもよい。
【０１１２】
また、本実施形態においては、加工跡Ｐitを正方形状配置にて形成するが、例えば、六方細密状配置に形成してもよい。また、そうした配置に限るものでもない。
【０１１３】
また、本実施形態においては、加工対象物ＯＢに照射されるレーザスポットをテーブル２１の径方向に移動させるにあたって、テーブル２１を移動させるようにしているが、加工ヘッド３０をテーブル２１の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。
【０１１４】
また、レーザ加工中にテーブル２１の位置を径方向に移動させるにあたっては、レーザスポットがテーブル２１の回転中心に近い側から遠い側に移動するようにしても、逆に、レーザスポットがテーブル２１の回転中心の遠い側から近い側に移動するようにしてもどちらでもよい。
【０１１５】
また、レーザ加工は、加工対象物ＯＢの表面に加工用レーザ光を照射してピットを形成するものに限らず、表面にフォトレジストを被覆した加工対象物ＯＢに加工用レーザ光を照射してフォトレジストに反応跡を形成し、その後、現像液にて反応跡を除去し、残ったフォトレジストをマスクとして使ってエッチングにより加工対象物ＯＢにピットを形成するものでもよい。
【０１１６】
尚、本実施形態における周波数変更回路５５および倍数ｋを設定するコントローラ９０の機能部が本発明の周波数変更手段に相当し、本実施形態における回転角度検出回路５６が本発明のカウント手段に相当する。また、本実施形態におけるエンコーダ２３ａおよび半径位置検出回路５２が本発明の径方向位置検出手段に相当する。また、本実施形態におけるパルス信号供給装置５０およびレーザ駆動回路７０からなる構成が本発明の発光信号供給手段に相当する。また、本実施形態におけるパルス信号供給装置５０がレーザ駆動回路７０を介してレーザ光源３１に供給するレーザ駆動信号が本発明の発光信号に相当する。また、本実施形態におけるコントローラ９０に設けられたメモリ９０ａが本発明の加工設定位置記憶手段に相当する。また、本実施形態におけるレーザ加工制御ルーチンを実行するコントローラ９０の機能部が本発明のレーザ照射制御手段に相当する。また、本実施形態におけるローレベル期間設定ルーチンでステップＳ２１２〜Ｓ２２０によりタイミングずれを検出するコントローラ９０の機能部が本発明のタイミングずれ検出手段に相当する。また、本実施形態におけるローレベル期間設定ルーチンでステップＳ２２２またはＳ３１０またはＳ４０８によりローレベル期間Ｌを設定するコントローラ９０の機能部が本発明の発光信号供給タイミング調整手段に相当する。
【０１１７】
また、本実施形態におけるレーザ加工ルーチンにおいてステップＳ１０４，Ｓ１１８により開始される処理が本発明の移動ステップに相当し、ステップＳ１２６，Ｓ１４６により回転角度を検出する処理が本発明の回転角度検出ステップに相当し、ステップＳ１１８によりテーブル２１を径方向に移動させるときコントローラ９０が半径値を検出する処理が本発明の径方向位置検出ステップに相当し、レーザ加工制御ルーチンにおいてステップＳ１３０〜Ｓ１４８の処理が本発明のレーザ光照射制御ステップに相当する。また、本実施形態におけるエンコーダ２２ａがパルス信号を出力する処理が本発明の回転パルス信号出力ステップに相当し、本実施形態における周波数変更回路５５および倍数ｋを設定するコントローラ９０の行う処理が本発明の周波数変更ステップに相当し、回転角度検出回路５６が周波数変更パルス信号をカウントする処理が本発明のカウントステップに相当する。また、本実施形態におけるローレベル期間設定ルーチンでステップＳ２１２〜Ｓ２２０によりタイミングずれを検出する処理が本発明のタイミングずれ検出ステップに相当し、本実施形態におけるローレベル期間設定ルーチンでステップＳ２２２またはＳ３１０またはＳ４０８によりローレベル期間Lを設定する処理が本発明の発光信号供給タイミング調整ステップに相当する。
【符号の説明】
【０１１８】
１…レーザ加工装置、２１…テーブル、２２…スピンドルモータ、２２ａ…エンコーダ、２３…フィードモータ、２３ａ…エンコーダ、３０…加工ヘッド、３１…レーザ光源、５０…パルス信号供給装置、５０ａ…メモリ、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、５５…周波数変更回路、５６…回転角度検出回路、７０…レーザ駆動回路、８０…信号入力検出回路、８１…遅れ信号生成回路、８２…Ａ／Ｄ変換器、９０…コントローラ、９０ａ…メモリ、９１…入力装置、９２…表示装置、ＯＢ…加工対象物。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工対象物をテーブルにセットして回転させた状態で、加工対象物にパルス状のレーザ光を照射し、このレーザ光の照射位置をテーブルの径方向に移動させることにより、加工対象物の表面に加工跡を形成するレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、加工対象物をテーブルにセットして回転させた状態で、加工対象物にパルス状のレーザ光を照射し、このレーザ光の照射位置をテーブルの径方向に移動させることにより、加工対象物の表面に複数のピットあるいはピットを形成するための反応跡（以下、これらを加工跡と総称する）を形成するレーザ加工装置が知られている。こうしたレーザ加工装置においては、例えば、特許文献１などに提案されているように、レーザ光を照射する位置をテーブルの回転角度と半径位置と（テーブルの基準位置からの回転角度と、テーブルの回転中心からの半径）により設定する。そして、設定されたテーブルの回転角度と半径位置とが検出されるたびにレーザ光を加工用の強度にすることで、加工対象物の表面に複数の加工跡からなる加工パターンを作成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３３９８７号公報
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、図１７に示すように、レーザ光を照射する半径位置がテーブルの回転中心から離れるほど、検出する回転角度と半径位置とで定めることができる位置の間隔が大きくなるため、特に加工対象物の表面にナノオーダーの微細な加工跡を形成する場合には、設定された回転角度と半径位置で加工用強度のレーザ光を出射させても良好な加工精度が得られないという問題が生じる。
【０００５】
また、加工精度の向上を阻害する要因として、レーザ光を発光すべき設定位置を検出してから実際にレーザ光が出射されるまでの時間遅れがある。この時間遅れにより加工跡が設定位置からずれてしまう。以下、この理由について説明する。レーザ加工装置においては、テーブルが所定角度回転するたびにその回転角度を表すデジタル信号がコントローラ（マイクロコンピュータ）に入力される。コントローラは、入力した回転角度信号に基づいてテーブルの回転角度が設定角度（加工設定位置）になったと判定したときに、加工用強度のレーザ光を出射させるための指令をパルス信号供給装置に出力する。パルス信号供給装置は、コントローラから出力された指令によりレーザ駆動回路を介してレーザ光源に加工用強度の発光信号を出力する。これによりレーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射される。図１５は、回転角度信号の入力からレーザ光が出射されるまでの遅れを表すタイミングチャートである。図中において、（ａ）はコントローラへ入力する回転角度信号、（ｂ）はコントローラがパルス信号供給装置に対して加工用強度のレーザ光出力を指令する信号、（ｃ）はレーザ光源へ入力する発光信号、（ｄ）は出射されたレーザ光出力を表す波形である。
【０００６】
この図から分かるようにテーブルの回転角度が設定角度になってから（時刻ｔ１）、実際にレーザ光が出射されるまでに（時刻ｔ２）僅かではあるが時間遅れＤｅｖが生じる。この時間遅れＤｅｖは、１）回転角度信号がコントローラに入力してから、コントローラが加工位置になったことを判定して加工用強度のレーザ光の出力指令を出力するまでの時間遅れ、２）パルス信号供給装置がコントローラの出力指令を受けてからレーザ光源に発光信号を出力するまでの時間遅れ、３）レーザ光源が発光信号を入力してからレーザ光強度が加工用強度になるまでの時間遅れによるものである。このため、図１６に示すように、加工対象物に形成される加工跡Ｐitが破線にて示す設定位置からずれてしまう。この場合、ずれの方向がテーブルの回転方向となるため、加工跡Ｐitの位置ごとにずれの方向が異なる。このため、テーブルを回転させながらレーザ光の照射位置をテーブルの径方向に移動させて、即ち、レーザ光を加工対象物に対して螺旋状に移動させてレーザ加工を行う装置においては、加工跡Ｐitを例えば正方形状（方眼紙の交点位置）に配置するように加工設定位置を決めても、実際の加工跡Ｐitの配置は正方形状からずれてしまう。このずれは、半径位置がテーブルの回転中心に近づくほど大きくなる。
【０００７】
ＬＥＤの基板や液晶の基板の製造においては、レーザ光の照射により基板表面にナノオーダーの加工跡を正方形状あるいは六方細密状に配置して形成することが要求される。そして、上述したように加工跡の配置が正方形状あるいは六方細密状からずれてしまうと、そのずれが大きいほど素子の品質が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、微細な加工跡を設定された配置で形成するレーザ加工において加工精度を向上させることを目的とする。
【０００９】
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テーブルと、前記テーブルを回転させる回転手段と、レーザ光源を有し前記テーブルにセットされて回転する加工対象物に前記レーザ光源から出射されたレーザ光を対物レンズにより集光して照射する加工ヘッドと、前記加工ヘッドと前記テーブルとの相対位置を変化させることにより、前記加工対象物に形成されるレーザスポットを前記テーブルの径方向に移動させる径方向移動手段と、前記回転手段により回転するテーブルの回転位置を表す回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記径方向移動手段により変化する前記加工ヘッドと前記テーブルとの相対的な径方向位置を検出する径方向位置検出手段と、前記レーザ光源に対して加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号を供給する発光信号供給手段と、前記加工対象物に加工跡を形成する目標位置を加工設定位置として記憶する加工設定位置記憶手段と、前記加工設定位置に前記加工用強度のレーザ光が照射されるように、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径方向位置検出手段により検出される径方向位置とに基づいて、前記発光信号供給手段に対して前記発光信号の供給指令を出力するレーザ光照射制御手段とを備えたレーザ加工装置において、
前記回転角度検出手段は、前記テーブルが所定角度回転するたびにパルス信号を出力する回転パルス信号出力手段と、前記径方向位置検出手段により検出された径方向位置に基づいて、前記テーブルの回転により前記レーザスポットが前記加工対象物上で周方向移動する距離に対する前記パルス信号のパルス数が前記径方向位置に関わらず一定となるように、前記回転パルス信号出力手段が出力するパルス信号の周波数を変更したパルス信号を出力する周波数変更手段と、前記周波数変更手段が出力するパルス信号のパルス数をカウントして、そのカウント値から前記テーブルの回転角度に相当する情報を取得するカウント手段とを備えたことにある。
【００１０】
本発明のレーザ加工装置は、レーザ光源を有する加工ヘッドを備えており、加工対象物をテーブルにセット（固定）した状態で回転手段によりテーブルを回転させ、かつ、加工ヘッドとテーブルとの相対位置を径方向移動手段によりテーブルの径方向に移動させながら、加工対象物の表面にレーザ光を集光して照射することにより加工対象物をレーザ加工する。この場合、例えば、加工対象物上を移動するレーザスポットの線速度およびテーブル１回転における径方向への移動量（径方向ピッチ）が一定となるように回転手段と径方向移動手段を制御する速度制御手段を設けるとよい。レーザ加工中においては、回転角度検出手段が、テーブルの回転位置を表す回転角度を検出する。つまり、テーブルの基準回転位置に対する回転角度を検出する。これにより、加工対象物の表面に形成されるレーザスポットの基準回転位置からの回転角度を検出することができる。また、径方向位置検出手段が、加工ヘッドとテーブルとの相対的な径方向位置を検出する。これにより、加工対象物の表面に形成されるレーザスポットの径方向位置、例えば、テーブルの回転中心からレーザスポットまでの距離を検出することができる。
【００１１】
レーザ光照射制御手段は、加工設定位置記憶手段に記憶した加工設定位置に加工用強度のレーザ光が照射されるように、回転角度検出手段により検出される回転角度と径方向位置検出手段により検出される径方向位置とに基づいて、発光信号供給手段に対して発光信号の供給指令を出力する。発光信号供給手段は、レーザ光照射制御手段から出力された発光信号の供給指令を入力すると、レーザ光源に対して発光信号を供給する。レーザ光源は、発光信号供給手段から供給された発光信号により加工用強度のレーザ光を出射する。これにより、発光信号が供給された期間だけ加工用強度のレーザ光が加工対象物に照射される。従って、レーザ光源への発光信号の供給を制御することにより、加工対象物に任意の配置で加工跡を形成することができる。
【００１２】
テーブルが一定角度回転するたびにその回転角度が検出される構成を採用した場合には、レーザスポットの径方向位置がテーブルの回転中心から離れるほど、回転角度と径方向位置とで定めることができる単位領域の周方向間隔が大きくなるため細かな加工位置を設定することができず、特に加工対象物の表面にナノオーダーの微細な加工跡を形成する場合には加工精度が低下する。そこで、本発明においては、回転角度検出手段は、回転パルス信号出力手段と周波数変更手段とカウント手段とを備えている。
【００１３】
回転パルス信号出力手段は、テーブルが所定角度回転するたびにパルス信号を出力する。そして、周波数変更手段が、径方向位置検出手段により検出された径方向位置に基づいて、テーブルの回転によりレーザスポットが加工対象物上で周方向移動する距離に対するパルス信号のパルス数が径方向位置に関わらず一定となるように、回転パルス信号出力手段が出力するパルス信号の周波数を変更したパルス信号を出力する。つまり、レーザスポットが加工対象物の表面を周方向に単位距離だけ移動する間に発生するパルス信号のパルス数が、レーザスポットが加工対象物を照射している径方向位置に関わりなく一定となるように、回転パルス信号出力手段が出力するパルス信号の周波数を増加させたパルス信号を出力する。この場合、レーザスポットが加工対象物を照射している径方向位置がテーブルの回転中心から離れるほど、回転パルス信号出力手段が出力するパルス信号の周波数を増加させる倍数が大きくなる。そして、カウント手段が、周波数変更手段が出力するパルス信号のパルス数をカウントして、そのカウント値からテーブルの回転角度に相当する情報を取得する。
【００１４】
従って、本発明によれば、レーザスポットが加工対象物を照射している径方向位置に関わりなく回転角度（回転位置）を高い分解能で検出することができる。これにより、加工対象物を回転させながらレーザ光照射により微細な加工跡を形成する場合でも、径方向位置によって加工精度が変化しなくなる。この結果、加工対象物の加工精度を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明の他の特徴は、前記回転角度検出手段が予め設定された回転角度を検出したタイミングで前記加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号の供給指令を前記発光信号供給手段に出力した場合における、前記回転角度を検出したタイミングから前記レーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるタイミングまでのタイミングずれを検出するタイミングずれ検出手段と、前記検出したタイミングずれに基づいて、前記発光信号供給手段が前記発光信号の供給指令を入力してから前記レーザ光源に対して前記加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号を供給するまでの時間を調整する発光信号供給タイミング調整手段とを備え、前記レーザ光照射制御手段は、前記回転角度検出手段により検出された回転角度が前記加工設定位置よりも所定角度手前となる回転角度に達したときに、前記発光信号供給手段に対して前記発光信号の供給指令を出力することにある。
【００１６】
レーザ加工装置においては、レーザ光を照射すべき回転角度が検出されてから発光信号供給手段に発光信号の供給指令を出力すると、実際にレーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるまでに僅かに時間遅れが生じる。この時間遅れは、ナノオーダーの加工跡を形成するようなレーザ加工においては、加工精度の低下につながる。そこで、本発明においては、タイミングずれ検出手段により、この時間遅れを検出する。タイミングずれ検出手段は、回転角度検出手段が予め設定された回転角度を検出したタイミングで加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号の供給指令を発光信号供給手段に出力した場合における、設定された回転角度を検出したタイミングからレーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるタイミングまでのタイミングずれを検出する。レーザ光照射制御手段は、この時間遅れを見越して、発光信号供給手段に対して早めに発光信号の供給指令を出力する。つまり、回転角度検出手段により検出された回転角度が加工設定位置よりも所定角度手前となる回転角度に達したときに発光信号の供給指令を出力する。ここで、所定角度とは、タイミングずれに相当する角度よりも大きな角度に設定すればよい。そして、発光信号供給タイミング調整手段がタイミングずれに基づいて、発光信号供給手段が発光信号の供給指令を入力してからレーザ光源に対して加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号を供給するまでの時間を調整する。
【００１７】
これにより、加工用強度のレーザ光がレーザ光源から出射されるタイミングを適切にすることができ、加工設定位置に加工用強度のレーザ光を精度良く照射することができる。また、上述したように回転角度検出手段により回転角度を径方向位置に関わらず高精度に検出することができるため、タイミングずれ検出精度、および、発光信号供給タイミングの調整精度も高くなる。これらの結果、レーザ加工精度を一層向上させることができる。これにより、例えば、加工対象物に微細な加工跡（ピット等）を正方形状あるいは六方細密状に精度良く配置して形成することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の他の特徴は、前記発光信号供給手段から前記レーザ光源に供給される発光信号は、前記加工用強度のレーザ光を出射させる期間を設定するハイレベル期間に加えて、非加工用強度のレーザ光を出射させる期間を設定するローレベル期間を前記ハイレベル期間の前に設けたパルス信号であって、前記発光信号供給タイミング調整手段は、前記検出したタイミングずれに基づいて、前記発光信号におけるローレベル期間を設定することにある。
【００１９】
本発明においては、レーザ光源に供給される発光信号は、レーザ光源から加工用強度のレーザ光を出射させるための信号に加えて、レーザ光源から非加工用強度のレーザ光を出射させる信号を組み合わせて構成されている。加工用強度のレーザ光とは、加工対象物に加工跡を形成することができる強度のレーザ光であり、非加工用強度のレーザ光とは、加工対象物を変化させない強度（加工用強度よりも弱い）のレーザ光である。発光信号は、ハイレベル期間とローレベル期間との２つのレベルを設けたパルス信号であり、発光信号がハイレベルとなっているときにはレーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射し、ローレベルとなっているときにはレーザ光源から非加工用強度のレーザ光が出射する。この場合、発光信号は、ハイレベル期間の前にローレベル期間が設けられている。従って、このローレベル期間（時間）を調整することにより、レーザ光源に対して加工用強度のレーザ光を出射させる発光信号（ハイレベル信号）を供給するまでの時間を調整することができる。つまり、ローレベル期間を長くすれば、レーザ光照射制御手段が発光信号供給手段に対して発光信号の供給指令を出力したタイミングに対して、実際にレーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるまでの時間が長くなり、逆に、ローレベル期間を短くすれば、実際にレーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるまでの時間が短くなる。
【００２０】
こうしたことを利用して、発光信号供給タイミング調整手段は、タイミングずれ検出手段により検出したタイミングずれに基づいて、発光信号におけるローレベル期間を設定する。従って、レーザ光源へ発光信号を供給するタイミングを簡単に調整することができる。尚、発光信号供給手段は、レーザ光源に発光信号（パルス信号）を供給していない間は、非加工用強度のレーザ光を出射させるための直流信号をレーザ光源に供給するとよい。
【００２１】
また、本発明の他の特徴は、前記発光信号供給タイミング調整手段は、前記レーザ光照射制御手段が前記加工設定位置よりも手前で前記発光信号の供給指令を出力する回転角度と前記加工設定位置の回転角度との角度差分の距離をレーザスポットが通過するのに要する時間と前記タイミングずれの時間とに基づいてローレベル期間を設定することにある。
【００２２】
本発明によれば、発光信号の供給指令を出力する回転角度と加工設定位置の回転角度との角度差分の距離をレーザスポットが通過するのに要する時間とタイミングずれの時間とに基づいてローレベル期間を設定するため、加工設定位置の回転角度を回転角度検出手段により検出できる回転角度と一致させる必要がなくなる。この場合、角度差分の距離をレーザスポットが通過するのに要する時間からタイミングずれの時間を差し引いた時間をローレベル期間として設定すればよい。これにより、加工設定位置の制限が緩くなり、加工跡を一層適正な配置（例えば、正方形状あるいは六方細密状）にて形成することができる。
【００２３】
また、本発明の他の特徴は、前記タイミングずれ検出手段は、前記ローレベル期間の設定が行われた後において、更に、前記加工設定位置の回転角度を検出したタイミングから前記レーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるタイミングまでのタイミングずれの検出を行い、前記発光信号供給タイミング調整手段は、前記ローレベル期間設定後のタイミングずれの検出が行われたときに、そのタイミングずれに基づいて前記ローレベル期間を再設定することにある。
【００２４】
本発明によれば、１回のレーザ加工中にタイミングずれの検出を複数回行ってローレベル期間を再設定（補正）するため、加工用強度のレーザ光を加工設定位置に一層精度良く照射することができる。この結果、レーザ加工精度を一層向上させることができる。
【００２５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図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】エンコーダの出力する回転検出用パルス信号と周波数変更パルス信号とを表す説明図である。
【図３】発光信号（パルス信号）を表す波形図である。
【図４】円座標における加工設定位置を設定する方法を表す説明図である。
【図５】加工跡の配置を表す説明図である。
【図６】加工設定位置等のデータを記憶するデータテーブルである。
【図７Ａ】レーザ加工制御ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図７Ｂ】レーザ加工制御ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図８Ａ】ローレベル期間設定ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図８Ｂ】ローレベル期間設定ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図９】タイミングずれの調整を説明する信号波形図である。
【図１０Ａ】第１変形例に係るローレベル期間設定ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図１０Ｂ】第１変形例に係るローレベル期間設定ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図１１】第１変形例に係るタイミングずれの調整を説明する信号波形図である。
【図１２】第２変形例に係る円座標における加工設定位置を設定する方法を表す説明図である。
【図１３Ａ】第２変形例に係るローレベル期間設定ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図１３Ｂ】第２変形例に係るローレベル期間設定ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図１３Ｃ】第２変形例に係るローレベル期間設定ルーチンの一部を表すフローチャートである。
【図１４】第２変形例に係るタイミングずれの調整を説明する信号波形図である。
【図１５】従来のタイミングずれを説明する信号波形図である。
【図１６】従来の加工跡のずれを表す説明図である。
【図１７】従来のレーザ加工における位置検出単位を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、実施形態に係るレーザ加工装置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、平板状の加工対象物ＯＢをセット（固定支持）するテーブル２１と、レーザ光を照射して加工対象物ＯＢの表面をレーザ加工する加工ヘッド３０とを備えている。加工対象物ＯＢは、加工ヘッド３０から照射されたレーザ光により、表面にナノオーダーの超微細ピットが正方形状の配置で無数に形成されてＬＥＤ等の基板として使用される。テーブル２１は、円盤状に形成されていて、スピンドルモータ２２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。
【００２８】
スピンドルモータ２２は、本発明の回転手段に相当するもので、回転軸２２ｂを介してテーブル２１を回転駆動する。スピンドルモータ２２内には、同モータ２２すなわちテーブル２１の回転を検出して、その回転を表す回転信号を出力するエンコーダ２２ａが組み込まれている。この回転信号は、テーブル２１の回転位置が一つの基準回転位置に来るごとに発生されるインデックス信号と、テーブル２１が所定の微少角度だけ回転するたびにハイレベルとローレベルとを交互に切り替えるパルス信号とからなる。インデックス信号は、テーブル２１が１回転する間に一度だけ出力される信号であり、テーブル２１の基準回転位置の検出に使用される。パルス信号は、テーブル２１の回転した角度を検出するために使用され、回転方向を識別するために互いにπ／２だけ位相のずれたＡ相信号とＢ相信号とで構成される。このパルス信号を出力するエンコーダ２２ａが本発明の回転パルス信号出力手段に相当する。
【００２９】
回転検出用パルス信号は、スピンドルモータ制御回路５３と周波数変更回路５５に供給され、インデックス信号は、回転角度検出回路５６とコントローラ９０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から出力される回転検出用パルス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。
【００３０】
フィードモータ２３は、本発明の径方向移動手段に相当するもので、スクリューロッド２４を回転させて、テーブル２１をその径方向に駆動する。以下、本明細書における径方向とは、テーブル２１の径方向を意味する。スクリューロッド２４は、その一端がフィードモータ２３の回転軸に一体回転するように連結され、他端が支持部材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、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。
【００３１】
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と同様な回転検出用パルス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から出力される回転検出用パルス信号は、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からの回転検出用パルス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テーブル２１の径方向への送り位置（以下、半径位置と呼ぶ）を検出し、半径位置を半径値で表した信号を用いてコントローラ９０に出力する。半径値は、テーブル２１の回転中心から加工対象物ＯＢ上に形成されるレーザスポットまでの距離を表す。従って、半径位置あるいは半径値は、加工対象物ＯＢ上に形成されるレーザスポットの径方向の位置を特定するものとなる。
【００３２】
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。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２５の原点位置への移動、および、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２５を原点位置に移動させる。この原点位置は、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からの回転検出用パルス信号を入力し続けている。そして、支持部材２５が原点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からの回転検出用パルス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はフィードモータ２３への駆動信号の出力を停止する。その後に、フィードモータ２３が駆動された際には、半径位置検出回路５２は、回転検出用パルス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の径方向への送り位置である半径位置を計算し、その半径位置を半径値で表した信号をフィードモータ制御回路５４およびコントローラ９０に出力し続ける。
【００３３】
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、テーブル２１を指定半径位置へ移動させたり、指定速度で移動させたりする。具体的には、フィードモータ制御回路５４は、コントローラ９０によって指定される半径値への移動が指示されたときには、半径位置検出回路５２によって検出される半径値を用いてフィードモータ２３の回転を制御し、検出される半径値がコントローラ９０から指定された半径値に等しくなるまでフィードモータ２３を回転させる。例えば、レーザ加工の開始に先立ってコントローラから初期半径値ｒstへの移動が指示されたときには、半径位置検出回路５２の出力する半径値が初期半径値ｒstと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テーブル２１を移動させることが指示されたときには、エンコーダ２３ａの出力する回転検出用パルス信号からテーブル２１の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。レーザ加工中においては、テーブル２１が１回転する間にレーザスポットの形成位置が予め設定された量（送りピッチΔＰｒ）だけ径方向に移動するように移動速度が指定される。
【００３４】
周波数変更回路５５は、スピンドルモータ２２に組み込まれたエンコーダ２２ａから出力される回転検出用パルス信号を入力し、この回転検出用パルス信号における周波数をコントローラ９０から指令された倍数ｋで増加させた周波数のパルス信号を生成して出力する。周波数変更回路５５は、例えば、エンコーダ２２ａから出力される回転検出用パルス信号の周波数を計算し、その周波数に倍数ｋ（＞１）を乗じた周波数のパルス信号を生成する。あるいは、回転検出用パルス信号の周期を計算し、その周期を倍数ｋで除算した周期のパルス信号を生成する。
【００３５】
この倍数ｋは、半径値に応じて設定される。コントローラ９０は、エンコーダ２２ａからインデックス信号を入力すると、その都度、テーブル２１が１回転する間の半径値の増加量（送りピッチΔＰｒ）を初期半径値ｒstに加算することにより半径値を取得し、この半径値に対応する倍数ｋを設定する。そのために、コントローラ９０は、半径値と倍数ｋとの対応関係を内部のメモリ９０ａに記憶しており、半径値を指定することにより、指定された半径値に対応する倍数ｋを設定できるようになっている。以下、周波数変更回路５５により出力されるパルス信号を周波数変更パルス信号と呼ぶ。
【００３６】
周波数変更回路５５により出力された周波数変更パルス信号は、回転角度検出回路５６に出力される。回転角度検出回路５６は、周波数変更パルス信号のパルス数をカウントし、カウント数が予め設定した所定値Ｃだけ増加するごとにカウント数（回転角度に相当する値）を出力する。また、エンコーダ２２ａから出力されるインデックス信号が入力すると、カウント値をゼロにリセットする。従って、回転角度検出回路５６は、インデックス信号が入力するテーブル２１の回転角度をゼロとし、カウント値が所定値Ｃだけ増加するごとに、そのカウント数を回転角検出信号として出力する。
【００３７】
ここで、倍数ｋの設定について説明する。周波数変更回路５５は、テーブル２１の回転によりレーザスポットが加工対象物ＯＢ上で周方向に移動する距離に対する周波数変更パルス信号のパルス数が、径方向位置に関わらず一定となるように、半径値に対応した倍数ｋを設定する。図２に示すように、任意の半径値ｒ０のとき回転角度検出回路５６がカウント数（回転角度）を出力する角度の間隔Δθに対応する回転方向（周方向）のピッチΔＰｔは、（１）式にて表すことができる。
ΔＰｔ＝２πｒ０・Δθ／３６０° ・・・（１）
ピッチΔＰｔを希望する長さに定めれば、回転角度検出回路５６がカウント数（回転角度）を出力する角度の間隔Δθが定まる。以下、この間隔Δθを検出単位角度Δθと呼ぶ。任意の半径値ｒ０のときの倍数ｋをｋ０とし、エンコーダ２２ａの出力する回転検出用パルス信号の１周期分の回転角度をθｐとすると、θｐをｋ０で除算したθｐ／ｋ０は、周波数変更回路５５の出力する周波数変更パルス信号の１周期分の回転角度となる。回転角度検出回路５６は、周波数変更パルス信号のカウント数が所定値Ｃだけ増加するたびに回転角度を検出する（検出した回転角度を出力する）ため、検出単位角度Δθは、（２）式にて表すことができる。
Δθ＝（θｐ／ｋ０）・Ｃ ・・・（２）
従って、倍数ｋ０は、（３）式のようになる。
ｋ０＝（θｐ／Δθ）・Ｃ ・・・（３）
【００３８】
レーザスポットが周方向に移動する距離に対する周波数変更パルス信号のパルス数を径方向位置に関わらず一定にするためには、ピッチΔＰｔを全ての半径位置において一定にすればよく、
２πｒ・Δθ／３６０°＝２πｒ０・Δθ０／３６０° ・・・（４）
とすればよい。このΔθ０は任意の半径値ｒ０のときの検出単位角度Δθである。
この（４）式に、Δθ＝（θｐ／ｋ）・Ｃ、および、Δθ０＝（θｐ／ｋ０）・Ｃを代入して変形することにより、倍数ｋを（５）式のように求めることができる。
ｋ＝（ｒ／ｒ０）・ｋ０ ・・・（５）
この場合、半径値ｒごとの倍数ｋは、（５）式で計算された整数部分となる。
【００３９】
このように半径値ｒごとに倍数ｋを変更することにより、ピッチΔＰｔは、半径値に関わらず常にほぼ希望する長さとなる。これにより、半径値によって加工精度が変化しないようにすることができる。尚、倍数ｋは整数値であるため、半径値ｒごとにピッチΔＰｔ、および、検出単位角度Δθは僅かに異なる。
【００４０】
コントローラ９０が入力する半径値ｒは、(６)式のように表すことができる。
ｒ＝ｒst＋ｎ・ΔＰｒ（ｎ＝０，１，２……） ・・・（６）
ここで、ΔＰｒはテーブル２１の１回転当たりの径方向の送りピッチである。従って、送りピッチΔＰｒが定まれば、ｎごとに倍数ｋも定められる。送りピッチΔＰｒは、加工条件として設定されているため、コントローラ９０は、ｎごとに倍数ｋをメモリ９０ａに記憶している。また、ｎごとにピッチΔＰｔおよび検出単位角度Δθもメモリ９０ａに記憶している。
【００４１】
次に、加工ヘッド３０について説明する。加工ヘッド３０は、レーザ光源３１を備え、レーザ光源３１から出射されたレーザ光を加工対象物ＯＢに向けて照射するとともに、その反射光を受光する構成となっている。加工ヘッド３０は、レーザ光源３１、コリメートレンズ３２、偏光ビームスプリッタ３３、１／４波長板３４、対物レンズ３５、集光レンズ３６、シリンドリカルレンズ３７、フォトディテクタ３８、フォーカスアクチュエータ３９を備えている。レーザ光源３１から出射したレーザ光は、コリメートレンズ３２により平行光となって偏光ビームスプリッタ３３に入射する。レーザ光は、その大半(例えば、９５％）が偏光ビームスプリッタ３３をそのまま透過し、一部が偏光ビームスプリッタ３３で反射する。
【００４２】
偏光ビームスプリッタ３３を透過したレーザ光は、１／４波長板３４、対物レンズ３５を通過して加工対象物ＯＢの表面で集光する。加工対象物ＯＢの表面に集光したレーザ光は、加工対象物ＯＢの表面で反射する。加工対象物ＯＢの表面で反射した反射光は、対物レンズ３５、１／４波長板３４を通過し、偏光ビームスプリッタ３３に入射し、偏光ビームスプリッタ３３によって反射されて集光レンズ３６に入射する。集光レンズ３６は、偏光ビームスプリッタ３３による反射光をシリンドリカルレンズ３７を介してフォトディテクタ３８に集光する。フォトディテクタ３８の出力する受光信号は、後述するフォーカスサーボに使用される。
【００４３】
更に、加工ヘッド３０は、レーザ光源３１から出射されたレーザ光の一部（例えば、５％）を偏光ビームスプリッタ３３で反射させ、その反射光を集光レンズ４０によりフォトディテクタ４１の受光面に集光させる構成を備えている。フォトディテクタ４１は、レーザ光源が出射したレーザ光の強度に対応した受光信号を出力する。その受光信号は、信号増幅回路７１により増幅された後、レーザ駆動回路７０にフィードバックされてレーザ光の強度調整に使用されるとともに、後述する遅れ信号生成回路８１に供給されて遅れ時間の検出に使用される。
【００４４】
次に、レーザ光のフォーカスサーボについて説明する。レーザ光の加工対象物ＯＢの表面からの反射光を受光するフォトディテクタ３８は、分割線で区切られた４つの同一正方形状の受光素子からなる４分割受光素子にて構成され、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。フォトディテクタ３８は、４つの受光素子が配置された中央に反射光が集光するように固定されている。
【００４５】
フォトディテクタ３８から出力される受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は、ＨＦ信号増幅回路６１に入力される。ＨＦ信号増幅回路６１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６２に出力する。フォーカスエラー信号生成回路６２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６３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。
【００４６】
フォーカスサーボ回路６３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６４に出力する。ドライブ回路６４は、このフォーカスサーボ信号に応じてフォーカスアクチュエータ３９を駆動制御して、対物レンズ３５をレーザ光の光軸方向に変位させる。この場合、フォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）の値が常に一定値（例えば、ゼロ）となるようにフォーカスサーボ信号を生成することにより、加工対象物ＯＢの表面にレーザ光を集光させ続けることができる。
【００４７】
レーザ光源３１は、レーザ駆動回路７０によって駆動される。レーザ駆動回路７０は、コントローラ９０からの指令により作動を開始し、パルス信号供給装置５０から供給される発光信号と同じ波形のレーザ駆動信号をレーザ光源３１に出力する。パルス信号供給装置５０は、コントローラ９０からパルス信号の出力指令を受けるたびに、レーザ駆動回路７０に対して発光信号を出力する。発光信号は、パルス信号であって、このパルス信号の信号レベルによりレーザ駆動回路７０から出力されるレーザ駆動信号の強度、つまり、レーザ光の強度が設定される。本実施形態においては、レーザ光の強度は、加工用強度と非加工用強度との二段階となっている。加工用強度とは、レーザ光源３１から出射されるレーザ光の照射によって加工対象物ＯＢの表面が加工され（フォトレジストに反応跡を形成するものも含む）、かつ、フォーカスサーボ制御を可能とする強度を意味する。また、非加工用強度とは、レーザ光源３１から出射されるレーザ光の照射によって加工対象物ＯＢの表面が加工されず、かつ、フォーカスサーボ制御を可能とする強度を意味する。
【００４８】
パルス信号供給装置５０は、コントローラ９０からの指令により非加工用強度のレーザ照射開始指令が出力されるとローレベルの直流信号の出力を開始し、コントローラ９０からパルス信号の出力指令を受けたときのみ、その都度、内部に設けたメモリ５０ａに記憶されている波形のパルス信号を出力する。パルス信号は、単なるハイレベルの矩形波ではなく、ローレベルとなる期間が含まれる。このローレベルとなる期間（ローレベル期間Ｌと呼ぶ）は、パルス信号の先頭に設けられる。つまり、パルス信号は、図３に示すように、先に出力されるローレベル信号とその後に出力されるハイレベル信号とで１つのパルス信号を構成している。ローレベル期間Ｌにおけるパルス信号の強度は、パルス信号を出力していないときの直流のローレベル信号と同じ強度である。従って、パルス信号供給装置５０は、コントローラ９０からの指令によりパルス信号を出力するものの、その直後、つまり、パルス信号を出力した時点からローレベル期間Ｌが経過するまでの間は、その出力状態が変化しない。このため、ローレベル期間Ｌだけ遅れてハイレベルの信号がレーザ駆動回路７０に出力されることになる。
【００４９】
レーザ駆動回路７０は、パルス信号供給装置５０からローレベルの信号を入力している間は、レーザ光源３１に対して非加工用レーザ駆動信号を出力し、パルス信号供給装置５０からハイレベルの信号を入力したときには、その信号がハイレベルとなっている間だけ、レーザ光源３１に対して加工用レーザ駆動信号を出力する。尚、本実施形態においては、パルス信号供給装置５０から出力される発光信号をレーザ駆動回路７０によりレーザ駆動信号に変換してレーザ光源３１に出力しているが、パルス信号供給装置５０にレーザ駆動回路７０の機能をもたせてもよい。従って、パルス信号供給装置５０からレーザ駆動回路７０を介してレーザ光源３１に供給されるレーザ光照射用の信号が、本発明の発光信号に相当する。
【００５０】
レーザ光源３１は、非加工用レーザ駆動信号が入力している間、加工対象物ＯＢが加工されない弱い強度のレーザ光、つまり、非加工用強度のレーザ光を出力する。また、加工用レーザ駆動信号が入力している間、加工対象物ＯＢが適切に加工される強度のレーザ光、つまり、加工用強度のレーザ光を出力する。非加工用強度のレーザ光を加工対象物ＯＢに照射するのは、レーザ加工を行っていないときにもフォーカスサーボを継続できるようにするためである。また、パルス信号供給装置５０は、コントローラ９０から、レーザ照射停止指令を入力した後は、信号出力を停止する。このため、レーザ駆動回路７０に入力される信号はゼロレベルとなり、レーザ駆動回路７０はレーザ駆動信号の出力を停止する。従って、レーザ光源３１からレーザ光が出射されなくなる。尚、レーザ駆動回路７０は、レーザ光源３１から出射されたレーザ光の強度を表す信号を信号増幅回路７１から入力し、加工用レーザ光の強度、および、非加工用レーザ光の強度がそれぞれの目標強度と相違する場合には、それらが目標強度と一致するようにレーザ駆動信号の強さを調整する。
【００５１】
パルス信号供給装置５０は、発光信号（パルス信号）の情報として、ハイレベル期間Ｈにおける信号強度と、ハイレベル期間Ｈの長さと、ローレベル期間Ｌにおける信号強度とを表すデジタルデータを予めコントローラ９０から入力してメモリ５０ａに記憶している。そして、レーザ加工中に、コントローラ９０からローレベル期間Ｌの長さ（この長さを単にローレベル期間Ｌと呼ぶ）を表す情報が入力すると、ローレベルとハイレベルとからなる１パルス分のパルス波形のデジタルデータを作成してメモリ５０ａに記憶する。尚、コントローラ９０からローレベル期間Ｌを表す情報が入力しない場合には、ローレベル期間Ｌをゼロ（Ｌ＝０）としたパルス波形のデジタルデータを作成してメモリ９０ａに記憶する。
【００５２】
次に、遅れ時間を検出する構成について説明する。遅れ時間とは、回転角度検出回路５６が設定回転角度を検出したタイミングでコントローラ９０が加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号をパルス信号供給装置５０に出力した場合における、設定回転角度を検出したタイミングから実際にレーザ光源３１から加工用強度のレーザ光が出射されるまで（レーザ光源３１から出射されるレーザ光の強度が非加工用強度から加工用強度に切り替わるまで）の時間をいう。レーザ加工装置１は、遅れ時間を検出する構成として、信号入力検出回路８０と、遅れ信号生成回路８１と、Ａ／Ｄ変換器８２とを備えている。信号入力検出回路８０は、コントローラ９０から作動開始指令が入力し、かつ、回転角度検出回路５６から回転検出信号（デジタル信号）が入力すると、信号が入力したことを表すハイレベルの信号入力検出信号（１パルス信号）を遅れ信号生成回路８１に出力する。信号入力検出回路８０は、一旦、信号入力検出信号を出力した後は、コントローラ９０から作動開始指令が再度入力しないかぎり、信号入力検出信号を出力しない。
【００５３】
遅れ信号生成回路８１は、信号入力検出回路８０から出力される信号がハイレベルになると自身の出力をハイレベルにし、レーザ光の強度を表す信号増幅回路７１から出力される信号がハイレベル（加工用強度に相当するレベル）になると、自身の出力をハイレベルからローレベルに切り換えるように回路構成されている。従って、遅れ信号生成回路８１の出力信号のパルス幅（ハイレベルとなる期間）は、回転角度検出回路５６が設定角度を検出したタイミングからレーザ光の強度が加工用強度に切り替わるタイミングまでの遅れ時間を表すものとなる。
【００５４】
Ａ／Ｄ変換器８２は、遅れ信号生成回路８１の出力信号を入力し、入力した信号の瞬時値をデジタルデータに変換してコントローラ９０に出力する。コントローラ９０は、Ａ／Ｄ変換器８２から出力された信号をデータ処理することにより遅れ時間を検出する。
【００５５】
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を主要部とした電子制御装置であり、各種の加工データを記憶するメモリ９０ａを備えている。また、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、作業者に対して各種の設定状況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。
【００５６】
コントローラ９０は、レーザ加工を行う前に、加工跡を形成する目標位置、つまり、加工設定位置を以下のように計算してメモリ９０ａに記憶する。コントローラ９０は、作業者が、入力装置９１を使って正方形状に配置したい加工跡の加工ピッチを入力すると、まず、１つ１つの加工跡のｘ，ｙ座標を計算する。例えば、１辺がａの正方形状配置にて加工跡を形成する場合には、
（０，０），（ａ，０），（２ａ，０）（３ａ，０）・・・
（０，ａ，），（ａ，ａ），（２ａ，ａ），（３ａ，ａ）・・・
（０，２ａ，），（ａ，２ａ），（２ａ，２ａ），（３ａ，２ａ）・・・
（０，３ａ，），（ａ，３ａ），（２ａ，３ａ），（３ａ，３ａ）・・・
というようにｘ，ｙ座標を計算する。
【００５７】
次に、以下の計算式で円座標（ｒ，θ）を計算する。
ｘ＝ｒ・ｃｏｓθ
ｙ＝ｒ・ｓｉｎθ
【００５８】
次に、計算された円座標（ｒ，θ）に最も近い回転角度検出回路５６がカウントするカウント数（回転角度）を出力する円座標（ｒ’，θ’）を以下のように計算する。このとき径方向の送りピッチΔＰｒは設定されている。回転角度検出回路５６がカウント数（回転角度）を出力する円座標（ｒ’，θ’）は、図４に示すように、
（（ｒst＋ｎ・ΔＰｒ＋（ΔＰｒ×θ／３６０°）），ｍ・Δθ）
となる。（ｎ＝０，１，２，３・・・，ｍ＝０，１，２，３・・・）
ここで、（ｒ−ｒst）をΔＰｒで除算した値の整数部分でｎを求める。続いて、求めたｎを使って、（ｒst＋ｎ・ΔＰｒ＋（ΔＰｒ×θ／３６０°））と（ｒst＋（ｎ＋１）・ΔＰｒ＋（ΔＰｒ×θ／３６０°））とを計算し、ｒに近い方の計算値をｒ’として選択する。
【００５９】
次に、θを検出単位角度Δθで除算した値の整数部分でｍを求める。続いて、求めたｍを使って、（ｍ・Δθ）と（（ｍ＋１）・Δθ）とを計算し、θに近い方の計算値をθ’として選択する。ここで、検出単位角度Δθは、エンコーダ２２ａの出力する回転検出用パルス信号の１周期分の回転角度θｐをｋ／Ｃで除算した値である。これにより、図４に示すように、円座標（ｒ’，θ’）を定めることができる。この場合、円座標（ｒ’，θ’）は本来の円座標（ｒ，θ）から僅かに異なるが、図５に示すように、加工跡Ｐitの配置は、ほぼ希望する正方形状となる。例えば、加工跡Ｐitを形成する間隔ａを約１００ｎｍ、加工跡Ｐitの直径を約８０ｎｍ、径方向の送りピッチΔＰｒを約１０ｎｍ、周方向の回転角検出ピッチΔＰｔを約１０ｎｍに設定して加工跡Ｐitを正方形状に配置する。
【００６０】
円座標（ｒ’，θ’）は、ｎ，ｍ，Δθ，ΔＰｒで定まる。また、ΔＰｒに関しては、固定値である。そこで、コントローラ９０は、円座標（ｒ’，θ’）で表される加工跡の加工設定位置を、図６に示すデータテーブルを使ってメモリ９０ａに記憶する。このデータテーブルには、ｎごとに、加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）と、回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）と、ピッチΔＰｔ（ｎ）に対応する検出単位角度Δθ（ｎ）と、倍数ｋ（ｎ）が記憶される。例えば、回転設定角度θ（０，１）は、ｎ＝０、つまり、初期半径値ｒstにおいて基準回転角度から最初に到来する加工跡の回転設定角度を表す。回転設定角度θ（ｎ，ｍ）は、カウント値（＝ｍ・Ｃ）で記憶される。尚、θ（ｎ，１）≦Δθ（ｎ）となる場合は、θ（ｎ−１，最後のｍ）に３６０°＋θ（ｎ，１）を記憶して、θ（ｎ，１）を消去する。これは、後述するレーザ加工制御ルーチンにおいて、コントローラ９０がθ（ｎ，ｍ）−Δθ（ｎ）となる回転角度を検出したタイミングで加工指令（発光信号の出力指令）を出力することから、θ（ｎ，ｍ）−Δθ（ｎ）を０以下の値にしないようにするためである。
【００６１】
これにより、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力した時の半径値ｒ（＝ｒst＋ｎ・ΔＰｒ）ごとに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が定まるので、コントローラ９０は、インデックス信号が入力した回数ｎと回転角度検出回路５６から入力した回転角度データ（カウント値）に基づいて、加工用強度のレーザ光を出射させるためのパルス信号出力指令をパルス信号供給装置５０に出力することができる。
【００６２】
次に、レーザ加工制御処理について説明する。図７Ａ，図７Ｂは、コントローラ９０により実行されるレーザ加工制御ルーチンを表す。レーザ加工制御ルーチンは、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、作業者がテーブル２１に加工対象物ＯＢをセットした後、入力装置９１からレーザ加工の開始指令を入力すると起動する。レーザ加工制御ルーチンは、後述するローレベル期間設定ルーチン（図８）と並行して行われる。
【００６３】
ステップＳ１００にてレーザ加工制御ルーチンが開始されると、コントローラ９０は、まず、ステップＳ１０２において、変数ｎの値を「０」に、変数ｍの値を「１」に設定する。続いて、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、回転開始指令を出力する。コントローラ９０は、回転指令を出力するにあたって、半径位置検出回路５２により検出される半径位置を表す信号を入力し、レーザスポットの半径位置における線速度が指定された線速度ＳＰとなるようなスピンドルモータ２２の回転速度を計算し、その計算した回転速度をスピンドルモータ制御回路５３に対して出力する。スピンドルモータ制御回路５３は、エンコーダ２２ａからの回転検出用パルス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から入力した回転速度と等しくなるようにスピンドルモータ２２の回転制御を開始する。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、半径位置に応じたスピンドルモータ２２の回転速度の計算を繰り返し、その都度、計算した回転速度をスピンドルモータ制御回路５３に出力する。
【００６４】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１０６において、フィードモータ制御回路５４に対して初期半径位置への移動指令を出力する。初期半径位置は、初期半径値ｒstにより特定される。フィードモータ制御回路５４は、この移動指令により、半径位置検出回路５２によって検出された半径値ｒを入力しながら、半径値ｒが初期半径値ｒst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値ｒが初期半径値ｒst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、加工対象物ＯＢの表面におけるレーザスポットの位置がテーブル２１の回転中心から初期半径値ｒst離れた位置にセットされる（この時点では、まだレーザ光は照射されていない）。
【００６５】
コントローラ９０は、ステップＳ１０６において初期半径位置への移動指令を出力すると、ステップＳ１０８において、半径位置検出回路５２から半径値ｒを入力し、ステップＳ１１０において、半径値ｒが初期半径値ｒstと等しくなるまで待つ。そして、テーブル２１が初期半径位置にまで移動して半径値ｒが初期半径値ｒstと等しくなったことを確認すると（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１２において、レーザ駆動回路７０に対して駆動開始指令を出力するとともにパルス信号供給装置５０にローレベルの直流信号出力の開始指令を出力する。これにより、パルス信号供給装置５０は、ローレベルに設定された直流信号の出力を開始する。レーザ駆動回路７０は、パルス信号供給装置５０から出力された直流信号を入力して、非加工用レーザ駆動信号をレーザ光源３１に出力する。レーザ光源３１は、レーザ駆動回路７０から出力された非加工用レーザ駆動信号により駆動されて、非加工用強度のレーザ光を出射する。これにより加工対象物ＯＢの表面に非加工用強度のレーザ光が照射され、その反射光がフォトディテクタ３８によって検出される。この場合、加工対象物ＯＢは、非加工用強度のレーザ光の照射によって加工されない。
【００６６】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１１４において、フォーカスサーボ回路６３と図示していないフォーカスアクチュエータ３９を駆動する回路とＳ字検出回路とに対して、フォーカスサーボの開始指令を出力する。これにより、レーザ光の焦点位置がレーザ光の光軸方向に移動し、レーザ光の焦点位置が加工対象物ＯＢの表面に一致したタイミングでフォーカスサーボが開始される。そして、レーザ光の焦点位置が加工対象物ＯＢの表面に一致するように、対物レンズ３５がレーザ光の光軸方向に駆動制御される。
【００６７】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１１６において、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力されるまで待機する。そして、インデックス信号が入力されたことを検出すると、続くステップＳ１１８において、フィードモータ制御回路５４に対して径方向の移動開始の指令を出力する。これにより、フィードモータ２３がフィードモータ制御回路５４により駆動されテーブル２１が径方向に移動する。コントローラ９０は、径方向の移動指令を出力するにあたって、半径位置検出回路５２により検出される半径位置を表す信号を入力し、その半径位置と線速度ＳＰとに基づいて、テーブル２１が１回転したときのテーブル２１の径方向の移動距離が送りピッチΔＰｒとなる移動速度を計算し、その計算した移動速度に相当する回転速度をフィードモータ制御回路５４に出力する。フィードモータ制御回路５４は、エンコーダ２３ａから出力される回転検出用パルス列信号を用いてフィードモータ２３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から入力した回転速度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。尚、コントローラ９０は、ステップＳ１１８において径方向への移動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、フィードモータ２３の回転速度の計算を繰り返し、その都度、計算した回転速度をフィードモータ制御回路５４に出力する。
【００６８】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１２０において、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在するか否かを判断する。本ルーチンが開始された直後であれば、θ（０，１）が存在するか否かを判断する。θ（０，１）が存在しない場合には、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、ステップＳ１２４において、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力するまで待機する。テーブル２１が１回転してインデックス信号が入力されると、再びステップＳ１２０において、メモリ９０ａに記憶されているデータデーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在するか否かを判断する。回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在しない間は、上述したステップＳ１２０〜Ｓ１２４の処理を繰り返す。そして、回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在すると判断した場合には、その処理をステップＳ１２６に進める。
【００６９】
コントローラ９０は、ステップＳ１２６において、回転角度検出回路５６により検出された回転角度θを入力する。続いて、ステップＳ１２８において、回転角度θが回転設定角度θ（ｎ，ｍ）以上になったか否かを判断する。回転角度θが、回転設定角度θ（ｎ，ｍ）に到達していない間は、ステップＳ１２６，Ｓ１２８の処理を繰り返す。こうした処理が繰り返され、回転角度θが回転設定角度θ（ｎ，ｍ）以上になると、コントローラ９０は、ステップＳ１３０において、パルス信号供給装置５０に対して、パルス信号の出力指令（発光信号の供給指令）を出力する。これにより、パルス信号供給装置５０は、メモリ５０ａに記憶されている波形のパルス信号を出力する。パルス信号供給装置５０が出力するパルス信号は、ローレベル信号とその後に出力されるハイレベル信号とで構成されている。ローレベル期間Ｌにおけるパルス信号の強度は、パルス信号を出力していないときのローレベルの信号（直流信号）と同じ強度である。このため、パルス信号供給装置５０が出力するパルス信号のローレベル期間Ｌ中においては、引き続きレーザ駆動回路７０から非加工用レーザ駆動信号がレーザ光源３１に出力される。そして、ローレベル期間Ｌが終了してハイレベルに切り替わると、レーザ駆動回路７０は、加工用レーザ駆動信号をレーザ光源３１に出力する。こうして、パルス信号供給装置５０から出力される１つのパルス信号により、加工対象物ＯＢの表面に１つの加工跡が形成される。尚、ステップＳ１３０が最初に実行される場合は、後述するローレベル期間設定ルーチンにより、ローレベル期間Ｌはゼロとなっている。
【００７０】
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１３２において、変数ｍを値「１」だけインクリメントし、ステップＳ１３４において、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在するか否かを判断する。θ（ｎ，ｍ）が存在しない場合には、ステップＳ１３６において、変数ｎの値を「１」だけインクリメントする。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１３８において、半径位置検出回路５２から半径値ｒを入力し、ステップＳ１４０において、半径値ｒが終了半径値ｒend以上になったか否かを判断する。半径値ｒが終了半径値ｒendに到達していない場合は、ステップＳ１４２において、変数ｍを値「１」だけインクリメントし、ステップＳ１４４において、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力するまで待機する。テーブル２１が１回転してインデックス信号が入力されると、その処理をステップＳ１３４に戻して、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在するか否かを判断する。回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在しない間は、上述したステップＳ１３４〜Ｓ１４４の処理を繰り返す。そして、回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在すると判断した場合には、その処理をステップＳ１４６に進める。
【００７１】
コントローラ９０は、ステップＳ１４６において、回転角度検出回路５６により検出された回転角度θを入力し、ステップＳ１４８において、回転角度θが、回転設定角度θ（ｎ，ｍ）から検出単位角度Δθ（ｎ）を減算した角度以上であるか否かを判断する。この検出単位角度Δθ（ｎ）は、コントローラ９０のメモリ９０ａに記憶されている回転角度検出回路５６がカウント数（回転角度）を出力する間隔（最小検出回転角度）である。回転角度θが（θ（ｎ，ｍ）−Δθ（ｎ））に到達していない間は、ステップＳ１４６，Ｓ１４８の処理を繰り返す。こうした処理が繰り返され、回転角度θが（θ（ｎ，ｍ）−Δθ（ｎ））に到達すると、コントローラ９０は、その処理をステップＳ１３０に戻し、パルス信号供給装置５０に対して、パルス信号の出力指令（発光信号の供給指令）を出力する。ここでは、２回目以降のパルス信号の出力指令となる。２回目以降のパルス信号の出力指令は、ステップＳ１４８で分かるように、レーザ加工を行う回転設定角度θ（ｎ，ｍ）の１つ手前となる回転角度（カウント数）データが入力したタイミングで出力される。
【００７２】
こうした処理は、半径値ｒが終了半径値ｒendに達するまで繰り返される。従って、コントローラ９０は、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在している間は、その回転設定角度θ（ｎ，ｍ）の１つ手前となる回転角度データが回転角度検出回路５６から入力するたびに、パルス信号供給装置５０にパルス信号の出力指令を出力する。
【００７３】
半径値ｒが終了半径値ｒendに達すると、コントローラ９０は、ステップＳ１５０において、フォーカスサーボ回路６３に作動停止指令を出力して、フォーカスサーボ回路６３によるフォーカスサーボ制御を停止させる。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１５２において、レーザ駆動回路７０に対してレーザ光の照射停止指令を出力し、パルス信号供給装置５０にローレベルの直流信号出力の停止指令を出力する。これによりレーザ光（非加工用強度のレーザ光）の照射が停止される。続いて、ステップＳ１５４において、フィードモータ制御回路５４に径方向移動停止指令を出力してフィードモータ２３の回転を停止させ、ステップＳ１５６において、スピンドルモータ制御回路５３に回転停止指令を出力してスピンドルモータ２２の回転を停止させ、ステップＳ１５８にてレーザ加工制御ルーチンを終了する。
【００７４】
次に、レーザ加工制御ルーチンと並行して実施されるローレベル期間設定ルーチンについて説明する。このローレベル期間設定ルーチンは、パルス信号供給装置５０がレーザ駆動回路７０に出力するパルス信号（発光信号）におけるローレベル期間Ｌをコントローラ９０により設定するものである。図８Ａ，図８Ｂは、コントローラ９０により実行されるローレベル期間設定ルーチンを表す。ローレベル期間設定ルーチンは、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、レーザ加工制御ルーチンと並行して行われる。
【００７５】
ステップＳ２００にてローレベル期間設定ルーチンが開始されると、コントローラ９０は、まず、ステップＳ２０２において、変数ｎの値を「０」に設定する。続いて、ステップＳ２０４において、上述したレーザ加工制御ルーチンでフィードモータ制御回路５４に対して径方向の移動開始指令が出力される（Ｓ１１８）まで待機する。続いて、ステップＳ２０６において、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，１）が存在するか否かを判断する。本ルーチンが開始された直後であれば、θ（０，１）が存在するか否かを判断する。つまり、図６に示す加工跡の回転設定角度データのうち、ｎ＝０となる回転角度データが１つでも存在するか否か、換言すれば、初期半径位置からテーブルが１周回転する間に形成すべき加工跡が１つ以上存在するか否かを判断する。回転設定角度θ（０，１）が存在しない場合には、ステップＳ２０８において、変数ｎの値を「１」だけインクリメントし、ステップＳ２１０において、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力するまで待機する。テーブル２１が１回転してインデックス信号が入力されると、再びステップＳ２０６において、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，１）が存在するか否かを判断する。回転設定角度θ（ｎ，１）が存在しない間は、上述したステップＳ２０６〜Ｓ２１０の処理を繰り返す。そして、データテーブルに回転設定角度θ（ｎ，１）が存在すると判断した場合には、その処理をステップＳ２１２に進める。
【００７６】
コントローラ９０は、ステップＳ２１２において、回転角度検出回路５６により検出された回転角度θを入力する。続いて、ステップＳ２１４において、回転角度θが、回転設定角度θ（ｎ，１）から検出単位角度Δθ（ｎ）を減算した角度以上であるか否かを判断する。回転角度θが（θ（ｎ，１）−Δθ（ｎ））に到達していない間は、ステップＳ２１２，Ｓ２１４の処理を繰り返す。こうした処理が繰り返され、回転角度θが（θ（ｎ，１）−Δθ（ｎ））に到達すると、コントローラ９０は、ステップＳ２１６において、信号入力検出回路８０に対して作動開始指令を出力する。
【００７７】
上述したレーザ加工制御ルーチンにおいては、パルス信号供給装置５０がレーザ駆動回路７０に最初にパルス信号を出力するタイミングは、回転角度θが回転設定角度θ（ｎ，ｍ）となるタイミングである。従って、ステップＳ２１４において、「Ｙｅｓ」、つまり、回転角度θが（θ（ｎ，１）−Δθ（ｎ））に到達したと判定された時点においては、まだ、パルス信号供給装置５０からレーザ駆動回路７０にパルス信号が供給されていない。そして、テーブル２１の回転角度がさらに検出単位角度Δθ（ｎ）だけ増加すると、回転角度検出回路５６は、回転角度θを表すデジタルデータをコントローラ９０および信号入力検出回路８０に出力する。これにより信号入力検出回路８０は、信号が入力したことを表すハイレベルの信号入力検出信号（１パルス信号）を遅れ信号生成回路８１に出力する。また、パルス信号供給装置５０は、コントローラ９０からのパルス信号の出力指令によりレーザ駆動回路７０にパルス信号（発光信号）を出力する。
【００７８】
遅れ信号生成回路８１は、信号入力検出回路８０から出力される信号がハイレベルになると自身の出力をハイレベルにし、信号増幅回路７１から出力される信号がハイレベル（加工用強度のレーザ光の照射が検出されたときの信号レベル）になると、自身の出力をハイレベルからローレベルに切り換える。従って、遅れ信号生成回路８１により生成される信号がハイレベルとなる期間は、回転角度検出回路５６が回転設定角度θ（ｎ，１）を検出したタイミングからレーザ光の強度が加工用強度に切り替わるタイミングまでの遅れ時間に相当する。以下、この遅れ時間をタイミングずれＤｅｖと呼ぶ。Ａ／Ｄ変換器８２は、遅れ信号生成回路８１により生成される信号をデジタル信号に変換してコントローラ９０に出力する。
【００７９】
コントローラ９０は、ステップＳ２１８において、Ａ／Ｄ変換器８２からデータを入力し、ステップＳ２２０において、このデータから、遅れ信号生成回路８１により生成される信号のハイレベルとなる時間をタイミングずれＤｅｖとして計算する。続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２２２において、パルス信号供給装置５０が出力するパルス信号におけるローレベル期間Ｌ（ローレベル期間Ｌの時間を意味する）を次式（７）により設定する。
Ｌ＝（ΔＰｔ（ｎ）／ＳＰ−Ｄｅｖ） ・・・（７）
ここで、ＳＰは加工対象物ＯＢ上を移動するレーザスポットの線速度である。
【００８０】
レーザ加工制御ルーチンにおいては、上述したようにパルス信号供給装置５０への２回目以降のパルス信号出力指令は、回転角度θがメモリ９０ａに記憶されている回転設定角度θ（ｎ，ｍ）から検出単位角度Δθ（ｎ）だけ減算した角度以上となったとき出力される。つまり、本来のレーザ加工位置よりも検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前の位置でパルス信号出力指令が出力される。このパルス信号出力指令の早出し時間がΔＰｔ（ｎ）／ＳＰに相当する。従って、この早出し時間からタイミングずれＤｅｖを差し引いた時間を、パルス信号供給装置５０の出力するパルス信号のローレベル期間Ｌに設定することで、本来のレーザ加工位置でレーザ光強度を加工用強度に変更することができる。つまり、設定加工位置で加工用強度のレーザ光を照射して加工跡を形成することができる。尚、ローレベル期間Ｌは、このステップＳ２２２の処理が行われるまでの間は、ゼロ（Ｌ＝０）に設定されている。
【００８１】
コントローラ９０は、ステップＳ２２２においてローレベル期間Ｌを設定すると、続いて、ステップＳ２２４において、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力するまで待機する。この待機時においては、インデックス信号の確認と同時に、ステップＳ２３０にてレーザ照射停止指令が入力されたか否かを判断する。つまり、レーザ加工制御ルーチンにおけるステップＳ１５２の指令が出力されたか否かを判断する。
【００８２】
コントローラ９０は、インデックス信号の入力を検出すると、ステップＳ２２６において、変数ｎを値「１」だけインクリメントし、続くステップＳ２２８において、ΔＰｔ（ｎ）とΔＰｔ（ｎ−１）が等しいか否かを判断する。つまり、図６に示したデータテーブルを参照して、回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）が変化するか否かを判断する。これは、回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）は半径値ｒに応じて僅かに異なる場合があるからである。回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）が変化しない場合は、パルス信号供給装置５０が供給するパルス信号の出力指令タイミングを変えなくても、適正位置に加工用強度のレーザ光を照射して加工跡を形成することができる。従って、その場合には、ステップＳ２３０に戻って同様な処理を行う。一方、回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）が変化する場合は、その処理をステップＳ２２２に戻して、ローレベル期間Ｌを再度設定する。
【００８３】
こうした処理を繰り返すことにより、ローレベル期間Ｌが適切な値に維持される。そして、レーザ照射停止指令が入力すると（Ｓ２３０：Ｙｅｓ）、ステップＳ２３２にてローレベル期間設定ルーチンが終了する。図９は、パルス信号により加工用強度のレーザ光が照射されるタイミングを他の信号とともに表したタイミングチャートである。図中において（ａ）は回転角度検出回路５６が出力する回転角度検出信号（デジタル信号）、（ｂ）はコントローラ９０がパルス信号供給装置５０へ出力するパルス信号出力指令信号、（ｃ）は信号増幅回路７１が出力する信号（レーザ光の発光強度信号）、（ｄ）は遅れ信号生成回路８１が出力するパルス信号の波形を表す。
【００８４】
時刻ｔ１において、回転角度検出回路５６によりレーザ照射開始設定位置（加工用強度のレーザ光を照射する最初の回転設定角度）が検出されると（Ｓ１２８：Ｙｅｓ）、時刻ｔ２において、コントローラ９０からパルス信号供給装置５０に対してパルス信号出力指令が出力される（Ｓ１３０）。そして、時刻ｔ３において、最初の加工用強度のレーザ光の照射が行われる。この最初の加工用強度のレーザ光照射時においては、まだローレベル期間Ｌが設定されていない（Ｌ＝０）。従って、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの経過時間が、遅れ時間、つまり、タイミングずれＤｅｖに相当する。コントローラ９０は、このとき、ステップＳ２２０においてタイミングずれＤｅｖを計算し、ステップＳ２２２において、式（７）からローレベル期間Ｌを設定する。
【００８５】
２つ目の加工用レーザ光の照射に関しては、そのレーザ照射設定位置よりも検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前の位置、つまり、レーザ照射設定位置より一つ手前の回転角度を検出できる角度に到達した時刻ｔ４において、回転角度検出回路５６からコントローラ９０に回転角検出信号が出力されると、コントローラ９０は、時刻ｔ５において、パルス信号供給装置５０に対してパルス信号出力指令を出力する。この時点においては、すでに、ローレベル期間Ｌが設定されている。従って、パルス信号供給装置５０は、先頭にローレベル期間Ｌを含んだパルス信号（発光信号）をレーザ駆動回路７０に出力する。こうして、レーザ光は、レーザ照射設定位置となる時刻ｔ６において非加工用強度から加工用強度に切り替わる。尚、図中（ｃ）の波形において、太線部分がパルス信号供給装置５０から供給されたパルス信号による出射期間を表している。３つ目以降の加工用レーザ光の照射についても同様に行われる。
【００８６】
以上説明した本実施形態のレーザ加工装置１によれば、エンコーダ２２ａから出力される回転検出用パルス信号の周波数をｋ倍に増加させたパルス信号を周波数変更回路５５により生成し、この周波数変更回路５５から出力される周波数変更パルス信号のカウント数が所定値Ｃになるごとにそのカウント値を回転角度検出回路５６から回転角度信号として出力する。そして、周波数を増加させる倍数ｋを半径値に関わらず回転角度を検出するピッチΔＰｔが一定になるように半径値に応じて設定している。従って、加工跡を形成する半径位置に左右されることなく加工精度を良好にすることができる。
【００８７】
また、レーザ加工の開始時にタイミングずれＤｅｖを計算し、このずれＤｅｖと検出単位角度Δθ（ｎ）だけ回転するのに要する時間（ΔＰｔ（ｎ）／ＳＰ）に基づいてローレベル期間Ｌを設定する。そして、レーザ照射設定位置より検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前の回転角度を検出したときに、パルス信号供給装置５０に対してパルス信号出力指令を出力するため、加工設定位置にて加工用レーザ光を照射することができる。これにより、加工精度を一層向上させることができる。この結果、例えば、ナノオーダーの微細な加工跡を精度良く正方形状あるいは六方細密状に配置して形成することができ、高品質のＬＥＤ基板や液晶の基板を製造することができる。
【００８８】
次に、ローレベル期間設定ルーチンの第１変形例について説明する。上述した実施形態においては、レーザ加工の開始時において１回だけタイミングずれＤｅｖを計算し、そのタイミングずれＤｅｖをレーザ加工の終了までローレベル期間Ｌの演算に使用したが、この第１変形例においては、所定の周期でタイミングずれＤｅｖを計算するものである。以下の説明においては、上述した実施形態におけるローレベル期間設定ルーチンと相違する処理について詳述し、実施形態と同じ処理については、図面に実施形態と同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００８９】
図１０Ａ，図１０Ｂは、第１変形例のローレベル期間設定ルーチンを表す。この第１変形例のローレベル期間設定ルーチンも、上述したレーザ加工制御ルーチン（図７Ａ，図７Ｂ）と同時に開始される。第１変形例のローレベル期間設定ルーチンにおいては、ステップＳ２０４とステップＳ２０６との間にステップＳ３０２の処理が追加されている。コントローラ９０は、ステップＳ３０２において、変数ｓを変数ｎと同じ値に設定する。従って、変数ｓは、ローレベル期間設定ルーチンの開始時においては「０」に設定される。コントローラ９０は、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，１）が存在しない場合（Ｓ２０６：Ｎｏ）は、変数ｎを値「１」だけインクリメントする。こうした処理は、データテーブルに回転設定角度θ（ｎ，１）が存在すると判断されるまで、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力するたびに繰り返される。従って、変数ｓも変数ｎの増加にともなって同様に増加していく。
【００９０】
コントローラ９０は、データテーブルに回転設定角度θ（ｎ，１）が存在すると判断した場合には、回転角度検出回路５６から回転角度θを入力し、回転角度θが回転設定角度θ（ｎ，１）よりも検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前となる角度に達したときに、信号入力検出回路８０へ作動開始指令を出力する（Ｓ２１６）。そして、Ａ／Ｄ変換器８２からデータを入力して（Ｓ２１８）、タイミングずれＤｅｖを計算する（Ｓ２２０）。続いて、ステップＳ３０４において、変数ｎが変数ｓと等しいか否かを判断する。ローレベル期間設定ルーチンが起動して最初にステップＳ３０４の判断処理が行われる場合においては、ｎ＝ｓとなっている、従って、ステップＳ３０４の判断は「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ３０６においてタイミングずれＤｅｖ１の値を、ステップＳ２２０で計算したタイミングずれＤｅｖの値に設定する（Ｄｅｖ１←Ｄｅｖ）。続いて、ステップＳ３１０において、ローレベル期間Ｌを次式（８）により設定する。
Ｌ＝（ΔＰｔ（ｎ）／ＳＰ−Ｄｅｖ１） ・・・（８）
【００９１】
従って、この時点では、上述した実施形態と同じローレベル期間Ｌが設定されることとなる。そして、コントローラ９０は、エンコーダ２２ａからインデックス信号が入力する度に、変数ｎを値「１」だけインクリメントし（Ｓ２２６）、ΔＰｔ（ｎ）とΔＰｔ（ｎ−１）が等しいか否かを判断する（Ｓ２２８）。データテーブルの回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）が変化しない場合は、ステップＳ２３０に戻って同様な処理を行う。一方、回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）が変化する場合には、ステップＳ３１２において、回転設定角度θ（ｎ，１）が検出単位角度Δθ（ｎ）の２倍の角度以上であるか否かを判断する。コントローラ９０は、回転設定角度θ（ｎ，１）が検出単位角度Δθ（ｎ）の２倍の角度未満である場合には、その処理をステップＳ３１０に戻して、ローレベル期間Ｌを再度設定する。尚、ステップＳ３１２において、回転設定角度θ（ｎ，１）が存在しない場合には、θ（ｎ，１）＝０°とする。
【００９２】
一方、回転設定角度θ（ｎ，１）が検出単位角度Δθ（ｎ）の２倍の角度以上であれば、タイミングずれＤｅｖを検出できる状況（回転位置）にある。そこで、コントローラ９０は、ステップＳ３１４において、式（８）によりローレベル期間Ｌを再度設定した後、その処理をステップＳ２１２に戻す。これにより、回転角度θが回転設定角度θ（ｎ，１）よりも検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前となる角度に達すると、ステップＳ２１６〜Ｓ２２０の処理により、再度、タイミングずれＤｅｖが計算されることになる。この場合、変数ｎの値はステップＳ２２６においてインクリメントされているため、変数ｓの値とは相違する。従って、続くステップＳ３０４の判断は「Ｎｏ」となり、ステップＳ３０８において、タイミングずれＤｅｖ１が計算される。このタイミングずれＤｅｖ１は、直前まで設定されていたタイミングずれＤｅｖ１から今回ステップＳ２２０で計算したタイミングずれＤｅｖを減算した値に設定される（Ｄｅｖ１←Ｄｅｖ１−Ｄｅｖ）。これにより、ステップＳ３１０において、最新のタイミングずれＤｅｖ１に基づいてローレベル期間Ｌが再設定される。
【００９３】
こうした処理は、レーザ照射停止指令が入力するまで繰り返し実行される。この場合、変数ｓは、レーザ加工が開始された後は変更されないため、ステップＳ３０４の判断は常に「Ｎｏ」となる。つまり、ステップＳ３０４の判断は、タイミングずれＤｅｖの計算が１回目であるか２回目以降であるかを判断するものとなる。従って、タイミングずれＤｅｖの計算が２回目以降であれば、ステップＳ３０８において、直前に設定されていたタイミングずれＤｅｖ１が補正されることになる。
【００９４】
図１１は、実施形態における図９に対応した信号出力波形を表したタイミングチャートである。この例では、すでにローレベル期間Ｌが設定されている状況を表す。時刻ｔ１１において、回転角度検出回路５６が、レーザ照射設定位置よりも検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前の回転角度を表す回転角度検出信号をコントローラ９０に出力すると、コントローラ９０は、時刻ｔ１２において、パルス信号供給装置５０に対してパルス信号出力指令を出力する。この時点においては、すでに、ローレベル期間Ｌが設定されているため、レーザ照射設定位置でレーザ光の強度が加工用強度に切り替わるはずであるが、レーザ加工の最中にタイミングずれＤｅｖが変化することがある。そうした場合には、この図に示すように、若干のタイミングずれＤｅｖが発生してしまい、レーザ照射設定位置とは異なる位置でレーザ光の強度が加工用強度に切り替わる（時刻ｔ１３）。そうした場合であっても、この第１変形例においては、その後、タイミングずれＤｅｖを補正するため、次のレーザ照射設定位置において加工用レーザ光を出射できるようになる（時刻ｔ１４）。
【００９５】
以上説明した第１変形例のローレベル期間設定ルーチンによれば、テーブル２１が１回転してインデックス信号が入力するたびに、回転方向のピッチΔＰｔ（ｎ）が変化していれば、その周における最初のレーザ加工位置でタイミングずれＤｅｖを検出できる状況であるか否かを判断する（Ｓ３１２）。そして、タイミングずれＤｅｖを検出できる状況であれば、タイミングずれＤｅｖを検出し、それに基づいてローレベル期間Ｌを再設定するため、レーザ加工の最中にタイミングずれＤｅｖが変化しても、それを補正して加工跡を適正位置に形成することができる。この結果、レーザ加工精度を一層向上させることができる。
【００９６】
次に、ローレベル期間設定ルーチンの第２変形例について説明する。上述した実施形態および第１変形例においては、図４に示すように、加工跡を形成する加工設定位置を回転角度検出回路５６から回転角度データが出力される位置（ｍ・Δθ）としたが、第２変形例においては、回転角度に関しては本来の加工位置（ｒ，θ）の回転角度θを用いる。従って、図１２に示すように、ｘ，ｙ座標から円座標（ｒ’，θ’）を求める際、半径値に関しては、径方向の送りピッチΔＰｒごとに区分した半径値から半径値ｒに最も近い半径値ｒ’を設定するが、回転角度に関しては、本来の回転角度θをそのまま回転角度θ’として設定する。
【００９７】
この場合、コントローラ９０のメモリ９０ａのデータテーブルには、加工跡の回転設定角度のデータとして、回転角度θ’の手前で回転角度を検出する位置の回転角度（ｍ・Δθ）がθ（ｎ，ｍ）として記憶されるとともに、θ（ｎ，ｍ）の位置から回転角度θ’の位置までの距離がΔｄｔ（ｎ，ｍ）として、θ（ｎ，ｍ）に対応して記憶される（図１２参照）。
【００９８】
以下、第２変形例のローレベル期間設定ルーチンについて説明するが、上述した実施形態および第１変形例と同じ処理については、図面にそれらと同一のステップ番号を付して説明を省略する。
【００９９】
図１３Ａ，図１３Ｂ，図１３Ｃは、第２変形例のローレベル期間設定ルーチンを表す。この第２変形例のローレベル期間設定ルーチンも、上述したレーザ加工制御ルーチンと同時に開始される。第２変形例のローレベル期間設定ルーチンが開始されると、まず、ステップＳ４０２において、変数ｎに値「１」、変数ｍに値「２」、変数ｐに値「０」を設定する。続いて、上述したステップＳ２０４からの処理を行う。
【０１００】
コントローラ９０は、データテーブルに回転設定角度θ（ｎ，１）が存在すると判断した場合（Ｓ２１２：Ｙｅｓ）には、回転角度θが回転設定角度θ（ｎ，１）よりも検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前となる角度に達したときに、信号入力検出回路８０へ作動開始指令を出力する（Ｓ２１６）。そして、Ａ／Ｄ変換器８２からデータを入力して（Ｓ２１８）、タイミングずれＤｅｖを計算する（Ｓ２２０）。続いて、ステップＳ３０４において、変数ｎが変数ｓと等しいか否かを判断する。ローレベル期間設定ルーチンが起動して最初にステップＳ３０４の判断処理が行われる場合においては、ｎ＝ｓとなっているため、ステップＳ３０６においてタイミングずれＤｅｖ１の値を、ステップＳ２２０で計算したタイミングずれＤｅｖの値に設定する（Ｄｅｖ１←Ｄｅｖ）。
【０１０１】
コントローラ９０は、続いて、ステップＳ４０６において、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在するか否かを判断する。この場合、ｍ＝２に設定されているため、回転設定角度θ（ｎ，２）の存在が判断される。回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在する場合には、続くステップＳ４０８において、ローレベル期間Ｌを次式（９）により設定する。
Ｌ＝｛（ΔＰｔ（ｎ）＋Δｄｔ（ｎ，ｍ））／ＳＰ−Ｄｅｖ１｝・・・（９）
この式（９）では、（ΔＰｔ（ｎ）＋Δｄｔ（ｎ，ｍ））／ＳＰが、本来のレーザ加工位置（ｒ’，θ’）にレーザ光の照射位置が到達するタイミングよりも早めにパルス信号出力指令を出力する早出し時間に相当する。従って、この早出し時間からタイミングずれＤｅｖ１を差し引いた時間のローレベル期間Ｌをパルス信号の先頭部に設けることで、本来のレーザ加工位置（ｒ’，θ’）でレーザ光強度を加工用強度に変更することができる。
【０１０２】
こうしてローレベル期間Ｌを設定すると、続いて、ステップＳ４１０において、パルス信号出力指令が出力されたか否かを判断する。つまり、レーザ加工制御ルーチンにおけるステップＳ１３０の指令が出力されたか否かを判断する。コントローラ９０は、パルス信号出力指令が出力されるまで待機する。この待機時においては、パルス信号出力指令の確認と同時に、ステップＳ２３０にてレーザ照射停止指令が入力されたか否かを判断する。
【０１０３】
コントローラ９０は、ステップＳ４１０において、パルス信号出力指令が出力されたことを確認すると、続くステップＳ４１２において変数ｍを値「１」だけインクリメントする。この場合、変数ｍの値は「２」から「３」に変更される。続いて、ステップＳ４１４において、メモリ９０ａに記憶されているデータテーブルに加工跡の回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在するか否かを判断する。回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在する場合には、その処理をステップＳ４０８に戻して、次のレーザ加工位置における発光信号のローレベル期間Ｌを設定する。こうした処理は、レーザ照射停止指令が入力されない限り、回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在しなくなるまで繰り返される。従って、ｎ周目に設定された全てのレーザ加工位置において、発光信号のローレベル期間Ｌが設定される。尚、ステップＳ４１４において、回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在しないと判断された場合には、ローレベル期間Ｌを設定する必要がないため、その処理をステップＳ２２４に進める。
【０１０４】
こうした処理が繰り返されてデータテーブルに回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在しなくなると、コントローラ９０は、ステップＳ２２４においてエンコーダ２２ａからインデックス信号が入力するまで待機する。そして、インデックス信号の入力を確認すると、ステップＳ２２６において、変数ｎを値「１」だけインクリメントし、ステップＳ４１６において、変数ｐを値「１」だけインクリメントする。続いて、ステップＳ４１８において、変数ｐが設定値Ｎ以上となったか否かを判断する。この設定値Ｎは、後述する処理から理解されるが、タイミングずれＤｅｖを検出する周期を設定するもので予め設定された値である。
【０１０５】
変数ｐが設定値Ｎに達していない場合（Ｓ４１８：Ｎｏ）には、ステップＳ４２０において変数ｍを値「１」に設定した後、その処理をステップＳ４０６に戻す。従って、次の周における回転設定角度θ（ｎ，ｍ）の存在が判断され、回転設定角度θ（ｎ，ｍ）が存在する場合には、その周に設定された全てのレーザ加工位置において発光信号のローレベル期間Ｌが設定される。こうしたステップＳ４０６〜Ｓ４２０の処理が繰り返されるうちに、変数ｐの値が設定値Ｎに到達すると（Ｓ４１８：Ｙｅｓ）、コントローラ９０は、その処理をステップＳ３１２に進めて、回転設定角度θ（ｎ，１）が検出単位角度Δθ（ｎ）の２倍の角度以上であるか否かを判断する。つまり、タイミングずれＤｅｖを検出できる状況（回転位置）にあるか否かを判断する。コントローラ９０は、回転設定角度θ（ｎ，１）が検出単位角度Δθ（ｎ）の２倍の角度未満である場合には、その処理をステップＳ４２０に戻して上述した処理を繰り返す。
【０１０６】
一方、回転角度θ（ｎ，１）が検出単位角度Δθ（ｎ）の２倍の角度以上であれば、ステップＳ４２２において、式（１０）によりローレベル期間Ｌを設定する。
Ｌ＝｛（ΔＰｔ（ｎ）＋Δｄｔ（ｎ，１））／ＳＰ−Ｄｅｖ１｝・・・（１０）
続いて、ステップＳ４２４において変数ｐを値「０」に設定し、ステップＳ４２６において変数ｍを値「２」に設定した後、その処理をステップＳ２１２に戻す。これにより、回転角度θが回転設定角度θ（ｎ，１）よりも検出単位角度Δθ（ｎ）だけ手前となる角度に達すると、ステップＳ２１６〜Ｓ２２０の処理により、再度、タイミングずれＤｅｖが検出されることになる。この場合、変数ｎの値はステップＳ２２６においてインクリメントされているため、変数ｓの値とは相違する。従って、続くステップＳ３０４の判断は「Ｎｏ」となり、ステップＳ４０４において、タイミングずれＤｅｖ１が計算される。このタイミングずれＤｅｖ１は、距離Δｄｔ（ｎ，ｍ）をレーザスポットが移動する時間分を考慮して次式（１１）により計算される。
Ｄｅｖ１＝Ｄｅｖ１−｛Ｄｅｖ−（Δｄｔ（ｎ，ｍ）／ＳＰ）｝
ここで右辺のＤｅｖ１は、直前回まで設定されていたタイミングずれＤｅｖ１であり、Ｄｅｖは、今回ステップＳ２２０にて計算したタイミングずれである。
【０１０７】
これにより、レーザ加工中においてテーブル２１がＮ回転するたびに、タイミングずれＤｅｖ１が検出され、そのタイミングずれＤｅｖ１とレーザスポットが距離Δｄｔ（ｎ，ｍ）を移動する時間とに基づいて、各レーザ加工位置のそれぞれにおける発光信号のローレベル期間Ｌが設定される。そして、レーザ照射停止指令が入力すると（Ｓ２３０：Ｙｅｓ）ローレベル期間設定ルーチンは終了する。
【０１０８】
図１４は、実施形態における図９に対応した信号出力波形を表したタイミングチャートである。加工用レーザ光の照射開始時においては、回転角度検出回路５６からコントローラ９０に回転角度信号が入力するタイミング（時刻ｔ２１）に対して、実際にレーザ光が加工用強度に切り替わるタイミング（時刻ｔ２２）が遅れる。しかし、このタイミングずれＤｅｖと、距離（ΔＰｔ（ｎ）＋Δｄｔ（ｎ，ｍ））をレーザスポットが移動する時間とに基づいて、ローレベル期間Ｌが設定されるため、次回からの加工用レーザ光の照射時においては、その加工設定位置が回転角度検出信号が出力される回転角度と相違する位置であっても、加工設定位置でレーザ光強度を加工用強度に切り換えることができる（時刻ｔ２３）。
【０１０９】
以上説明した第２変形例のローレベル期間設定ルーチンによれば、加工対象物ＯＢの表面に形成する加工跡の位置を、回転角度検出回路５６が回転角度を出力する角度と相違する位置に設定することができる。従って、加工跡を形成する配置の自由度を増すことができる。しかも、この場合でも、パルス信号のローレベル期間Ｌを、発光信号の供給指令を出力する回転角度と加工設定位置の回転角度との角度差分の距離をレーザスポットが通過するのに要する時間（（ΔＰｔ（ｎ）＋Δｄｔ（ｎ，ｍ））／ＳＰ）と、タイミングずれＤｅｖとに基づいて設定するため、加工設定位置に加工用レーザ光を照射することができる。また、レーザ加工の最中にタイミングずれＤｅｖが変化しても、定期的にタイミングずれＤｅｖを計算し直し、最新のタイミングずれＤｅｖを使ってローレベル期間Ｌを設定するため、レーザ加工精度を一層向上させることができる。
【０１１０】
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。
【０１１１】
例えば、本実施形態においては、１回のレーザ加工時に、タイミングずれを少なくとも１回検出してローレベル期間Ｌを設定したが、長期間においてタイミングずれが殆ど変動しない状況であれば、設定したローレベル期間Ｌをメモリ９０ａ等に記憶しておき、記憶したローレベル期間Ｌを長期間使用するようにしてもよい。
【０１１２】
また、本実施形態においては、加工跡Ｐitを正方形状配置にて形成するが、例えば、六方細密状配置に形成してもよい。また、そうした配置に限るものでもない。
【０１１３】
また、本実施形態においては、加工対象物ＯＢに照射されるレーザスポットをテーブル２１の径方向に移動させるにあたって、テーブル２１を移動させるようにしているが、加工ヘッド３０をテーブル２１の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。
【０１１４】
また、レーザ加工中にテーブル２１の位置を径方向に移動させるにあたっては、レーザスポットがテーブル２１の回転中心に近い側から遠い側に移動するようにしても、逆に、レーザスポットがテーブル２１の回転中心の遠い側から近い側に移動するようにしてもどちらでもよい。
【０１１５】
また、レーザ加工は、加工対象物ＯＢの表面に加工用レーザ光を照射してピットを形成するものに限らず、表面にフォトレジストを被覆した加工対象物ＯＢに加工用レーザ光を照射してフォトレジストに反応跡を形成し、その後、現像液にて反応跡を除去し、残ったフォトレジストをマスクとして使ってエッチングにより加工対象物ＯＢにピットを形成するものでもよい。
【０１１６】
尚、本実施形態における周波数変更回路５５および倍数ｋを設定するコントローラ９０の機能部が本発明の周波数変更手段に相当し、本実施形態における回転角度検出回路５６が本発明のカウント手段に相当する。また、本実施形態におけるエンコーダ２３ａおよび半径位置検出回路５２が本発明の径方向位置検出手段に相当する。また、本実施形態におけるパルス信号供給装置５０およびレーザ駆動回路７０からなる構成が本発明の発光信号供給手段に相当する。また、本実施形態におけるパルス信号供給装置５０がレーザ駆動回路７０を介してレーザ光源３１に供給するレーザ駆動信号が本発明の発光信号に相当する。また、本実施形態におけるコントローラ９０に設けられたメモリ９０ａが本発明の加工設定位置記憶手段に相当する。また、本実施形態におけるレーザ加工制御ルーチンを実行するコントローラ９０の機能部が本発明のレーザ照射制御手段に相当する。また、本実施形態におけるローレベル期間設定ルーチンでステップＳ２１２〜Ｓ２２０によりタイミングずれを検出するコントローラ９０の機能部が本発明のタイミングずれ検出手段に相当する。また、本実施形態におけるローレベル期間設定ルーチンでステップＳ２２２またはＳ３１０またはＳ４０８によりローレベル期間Ｌを設定するコントローラ９０の機能部が本発明の発光信号供給タイミング調整手段に相当する。
【０１１７】
また、本実施形態におけるレーザ加工ルーチンにおいてステップＳ１０４，Ｓ１１８により開始される処理が本発明の移動ステップに相当し、ステップＳ１２６，Ｓ１４６により回転角度を検出する処理が本発明の回転角度検出ステップに相当し、ステップＳ１１８によりテーブル２１を径方向に移動させるときコントローラ９０が半径値を検出する処理が本発明の径方向位置検出ステップに相当し、レーザ加工制御ルーチンにおいてステップＳ１３０〜Ｓ１４８の処理が本発明のレーザ光照射制御ステップに相当する。また、本実施形態におけるエンコーダ２２ａがパルス信号を出力する処理が本発明の回転パルス信号出力ステップに相当し、本実施形態における周波数変更回路５５および倍数ｋを設定するコントローラ９０の行う処理が本発明の周波数変更ステップに相当し、回転角度検出回路５６が周波数変更パルス信号をカウントする処理が本発明のカウントステップに相当する。また、本実施形態におけるローレベル期間設定ルーチンでステップＳ２１２〜Ｓ２２０によりタイミングずれを検出する処理が本発明のタイミングずれ検出ステップに相当し、本実施形態におけるローレベル期間設定ルーチンでステップＳ２２２またはＳ３１０またはＳ４０８によりローレベル期間Lを設定する処理が本発明の発光信号供給タイミング調整ステップに相当する。
【符号の説明】
【０１１８】
１…レーザ加工装置、２１…テーブル、２２…スピンドルモータ、２２ａ…エンコーダ、２３…フィードモータ、２３ａ…エンコーダ、３０…加工ヘッド、３１…レーザ光源、５０…パルス信号供給装置、５０ａ…メモリ、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、５５…周波数変更回路、５６…回転角度検出回路、７０…レーザ駆動回路、８０…信号入力検出回路、８１…遅れ信号生成回路、８２…Ａ／Ｄ変換器、９０…コントローラ、９０ａ…メモリ、９１…入力装置、９２…表示装置、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テーブルと、
前記テーブルを回転させる回転手段と、
レーザ光源を有し前記テーブルにセットされて回転する加工対象物に前記レーザ光源から出射されたレーザ光を対物レンズにより集光して照射する加工ヘッドと、
前記加工ヘッドと前記テーブルとの相対位置を変化させることにより、前記加工対象物に形成されるレーザスポットを前記テーブルの径方向に移動させる径方向移動手段と、
前記回転手段により回転するテーブルの回転位置を表す回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記径方向移動手段により変化する前記加工ヘッドと前記テーブルとの相対的な径方向位置を検出する径方向位置検出手段と、
前記レーザ光源に対して加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号を供給する発光信号供給手段と、
前記加工対象物に加工跡を形成する目標位置を加工設定位置として記憶する加工設定位置記憶手段と、
前記加工設定位置に前記加工用強度のレーザ光が照射されるように、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径方向位置検出手段により検出される径方向位置とに基づいて、前記発光信号供給手段に対して前記発光信号の供給指令を出力するレーザ光照射制御手段と
を備えたレーザ加工装置において、
前記回転角度検出手段は、
前記テーブルが所定角度回転するたびにパルス信号を出力する回転パルス信号出力手段と、
前記径方向位置検出手段により検出された径方向位置に基づいて、前記テーブルの回転により前記レーザスポットが前記加工対象物上で周方向移動する距離に対する前記パルス信号のパルス数が前記径方向位置に関わらず一定となるように、前記回転パルス信号出力手段が出力するパルス信号の周波数を変更したパルス信号を出力する周波数変更手段と、
前記周波数変更手段が出力するパルス信号のパルス数をカウントして、そのカウント値から前記テーブルの回転角度に相当する情報を取得するカウント手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記回転角度検出手段が予め設定された回転角度を検出したタイミングで前記加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号の供給指令を前記発光信号供給手段に出力した場合における、前記回転角度を検出したタイミングから前記レーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるタイミングまでのタイミングずれを検出するタイミングずれ検出手段と、
前記検出したタイミングずれに基づいて、前記発光信号供給手段が前記発光信号の供給指令を入力してから前記レーザ光源に対して前記加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号を供給するまでの時間を調整する発光信号供給タイミング調整手段と
を備え、
前記レーザ光照射制御手段は、前記回転角度検出手段により検出された回転角度が前記加工設定位置よりも所定角度手前となる回転角度に達したときに、前記発光信号供給手段に対して前記発光信号の供給指令を出力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】
前記発光信号供給手段から前記レーザ光源に供給される発光信号は、前記加工用強度のレーザ光を出射させる期間を設定するハイレベル期間に加えて、非加工用強度のレーザ光を出射させる期間を設定するローレベル期間を前記ハイレベル期間の前に設けたパルス信号であって、
前記発光信号供給タイミング調整手段は、前記検出したタイミングずれに基づいて、前記発光信号におけるローレベル期間を設定する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】
前記発光信号供給タイミング調整手段は、前記レーザ光照射制御手段が前記加工設定位置よりも手前で前記発光信号の供給指令を出力する回転角度と前記加工設定位置の回転角度との角度差分の距離をレーザスポットが通過するのに要する時間と前記タイミングずれの時間とに基づいてローレベル期間を設定することを特徴とする請求項３記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記タイミングずれ検出手段は、前記ローレベル期間の設定が行われた後において、更に、前記加工設定位置の回転角度を検出したタイミングから前記レーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるタイミングまでのタイミングずれの検出を行い、
前記発光信号供給タイミング調整手段は、前記ローレベル期間設定後のタイミングずれの検出が行われたときに、そのタイミングずれに基づいて前記ローレベル期間を再設定することを特徴とする請求項３または４記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
加工対象物をセットしたテーブルを回転させ、かつ、レーザ光源を有する加工ヘッドと前記テーブルとの相対位置を前記テーブルの径方向に移動させる移動ステップと、
前記テーブルの回転位置を表す回転角度を検出する回転角度検出ステップと、
前記加工ヘッドと前記テーブルとの相対的な径方向位置を検出する径方向位置検出ステップと、
目標位置として記憶した加工設定位置に加工用強度のレーザ光が照射されるように、前記回転角度検出ステップで検出された回転角度と前記径方向位置検出ステップで検出された径方向位置とに基づいて、前記レーザ光源に発光信号を供給する発光信号供給装置に対して発光信号の供給指令を出力するレーザ光照射制御ステップと
を含むレーザ加工方法において、
前記回転角度検出ステップは、
前記テーブルが所定角度回転するたびにパルス信号を出力する回転パルス信号出力ステップと、
前記径方向位置検出ステップで検出された径方向位置に基づいて、前記テーブルの回転により前記レーザスポットが前記加工対象物上で周方向移動する距離に対する前記パルス信号のパルス数が径方向位置に関わらず一定となるように、前記回転パルス信号出力ステップで出力されたパルス信号の周波数を変更したパルス信号を出力する周波数変更ステップと、
前記周波数変更ステップで出力されたパルス信号のパルス数をカウントして、そのカウント値から前記テーブルの回転角度に相当する情報を取得するカウントステップと
を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項７】
前記回転角度検出ステップにより予め設定された回転角度が検出されたタイミングで前記加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号の供給指令を前記発光信号供給装置に出力した場合における、前記回転角度が検出されたタイミングから前記レーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるタイミングまでのタイミングずれを検出するタイミングずれ検出ステップと、
前記検出したタイミングずれに基づいて、前記発光信号供給装置が前記発光信号の供給指令を入力してから前記レーザ光源に対して前記加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号を供給するまでの時間を調整する発光信号供給タイミング調整ステップと
を含み、
前記レーザ光照射制御ステップにおいては、前記回転角度検出ステップで検出された回転角度が前記加工設定位置よりも所定角度手前となる回転角度に達したときに、前記発光信号供給装置に対して前記発光信号の供給指令を出することを特徴とする請求項６記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
前記発光信号供給装置から前記レーザ光源に供給される発光信号は、前記加工用強度のレーザ光を出射させる期間を設定するハイレベル期間に加えて、非加工用強度のレーザ光を出射させる期間を設定するローレベル期間を前記ハイレベル期間の前に設けたパルス信号であって、
前記発光信号供給タイミング調整ステップは、前記検出したタイミングずれに基づいて、前記発光信号におけるローレベル期間を設定することを特徴とする請求項７記載のレーザ加工方法。
【請求項９】
前記発光信号供給タイミング調整ステップは、前記レーザ光照射制御ステップで前記加工設定位置よりも手前で前記発光信号の供給指令を出力する回転角度と前記加工設定位置の回転角度との角度差分の距離をレーザスポットが通過するのに要する時間と前記タイミングずれの時間とに基づいてローレベル期間を設定することを特徴とする請求項８記載のレーザ加工方法。
【請求項１０】
前記タイミングずれ検出ステップは、前記ローレベル期間の設定が行われた後において、更に、前記加工設定位置の回転角度を検出したタイミングから前記レーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるタイミングまでのタイミングずれの検出を行い、
前記発光信号供給タイミング調整ステップは、前記ローレベル期間設定後のタイミングずれの検出が行われたときに、そのタイミングずれに基づいて前記ローレベル期間を再設定することを特徴とする請求項８または９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テーブルと、
前記テーブルを回転させる回転手段と、
レーザ光源を有し前記テーブルにセットされて回転する加工対象物に前記レーザ光源から出射されたレーザ光を対物レンズにより集光して照射する加工ヘッドと、
前記加工ヘッドと前記テーブルとの相対位置を変化させることにより、前記加工対象物に形成されるレーザスポットを前記テーブルの径方向に移動させる径方向移動手段と、
前記回転手段により回転するテーブルの回転位置を表す回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記径方向移動手段により変化する前記加工ヘッドと前記テーブルとの相対的な径方向位置を検出する径方向位置検出手段と、
前記レーザ光源に対して加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号を供給する発光信号供給手段と、
前記加工対象物に加工跡を形成する目標位置を加工設定位置として記憶する加工設定位置記憶手段と、
前記加工設定位置に前記加工用強度のレーザ光が照射されるように、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径方向位置検出手段により検出される径方向位置とに基づいて、前記発光信号供給手段に対して前記発光信号の供給指令を出力するレーザ光照射制御手段と
を備えたレーザ加工装置において、
前記回転角度検出手段は、
前記テーブルが所定角度回転するたびにパルス信号を出力する回転パルス信号出力手段と、
前記径方向位置検出手段により検出された径方向位置に基づいて、前記テーブルの回転により前記レーザスポットが前記加工対象物上で周方向移動する距離に対する前記パルス信号のパルス数が前記径方向位置に関わらず一定となるように、前記回転パルス信号出力手段が出力するパルス信号の周波数を変更したパルス信号を出力する周波数変更手段と、
前記周波数変更手段が出力するパルス信号のパルス数をカウントして、そのカウント値から前記テーブルの回転角度に相当する情報を取得するカウント手段と
を備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記回転角度検出手段が予め設定された回転角度を検出したタイミングで前記加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号の供給指令を前記発光信号供給手段に出力した場合における、前記回転角度を検出したタイミングから前記レーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるタイミングまでのタイミングずれを検出するタイミングずれ検出手段と、
前記検出したタイミングずれに基づいて、前記発光信号供給手段が前記発光信号の供給指令を入力してから前記レーザ光源に対して前記加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号を供給するまでの時間を調整する発光信号供給タイミング調整手段と
を備え、
前記レーザ光照射制御手段は、前記回転角度検出手段により検出された回転角度が前記加工設定位置よりも所定角度手前となる回転角度に達したときに、前記発光信号供給手段に対して前記発光信号の供給指令を出力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】
前記発光信号供給手段から前記レーザ光源に供給される発光信号は、前記加工用強度のレーザ光を出射させる期間を設定するハイレベル期間に加えて、非加工用強度のレーザ光を出射させる期間を設定するローレベル期間を前記ハイレベル期間の前に設けたパルス信号であって、
前記発光信号供給タイミング調整手段は、前記検出したタイミングずれに基づいて、前記発光信号におけるローレベル期間を設定する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】
前記発光信号供給タイミング調整手段は、前記レーザ光照射制御手段が前記加工設定位置よりも手前で前記発光信号の供給指令を出力する回転角度と前記加工設定位置の回転角度との角度差分の距離をレーザスポットが通過するのに要する時間と前記タイミングずれの時間とに基づいてローレベル期間を設定することを特徴とする請求項３記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記タイミングずれ検出手段は、前記ローレベル期間の設定が行われた後において、更に、前記加工設定位置の回転角度を検出したタイミングから前記レーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるタイミングまでのタイミングずれの検出を行い、
前記発光信号供給タイミング調整手段は、前記ローレベル期間設定後のタイミングずれの検出が行われたときに、そのタイミングずれに基づいて前記ローレベル期間を再設定することを特徴とする請求項３または４記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
加工対象物をセットしたテーブルを回転させ、かつ、レーザ光源を有する加工ヘッドと前記テーブルとの相対位置を前記テーブルの径方向に移動させる移動ステップと、
前記テーブルの回転位置を表す回転角度を検出する回転角度検出ステップと、
前記加工ヘッドと前記テーブルとの相対的な径方向位置を検出する径方向位置検出ステップと、
目標位置として記憶した加工設定位置に加工用強度のレーザ光が照射されるように、前記回転角度検出ステップで検出された回転角度と前記径方向位置検出ステップで検出された径方向位置とに基づいて、前記レーザ光源に発光信号を供給する発光信号供給装置に対して発光信号の供給指令を出力するレーザ光照射制御ステップと
を含むレーザ加工方法において、
前記回転角度検出ステップは、
前記テーブルが所定角度回転するたびにパルス信号を出力する回転パルス信号出力ステップと、
前記径方向位置検出ステップで検出された径方向位置に基づいて、前記テーブルの回転により前記レーザスポットが前記加工対象物上で周方向移動する距離に対する前記パルス信号のパルス数が径方向位置に関わらず一定となるように、前記回転パルス信号出力ステップで出力されたパルス信号の周波数を変更したパルス信号を出力する周波数変更ステップと、
前記周波数変更ステップで出力されたパルス信号のパルス数をカウントして、そのカウント値から前記テーブルの回転角度に相当する情報を取得するカウントステップと
を含むことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項７】
前記回転角度検出ステップにより予め設定された回転角度が検出されたタイミングで前記加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号の供給指令を前記発光信号供給装置に出力した場合における、前記回転角度が検出されたタイミングから前記レーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるタイミングまでのタイミングずれを検出するタイミングずれ検出ステップと、
前記検出したタイミングずれに基づいて、前記発光信号供給装置が前記発光信号の供給指令を入力してから前記レーザ光源に対して前記加工用強度のレーザ光を出射させるための発光信号を供給するまでの時間を調整する発光信号供給タイミング調整ステップと
を含み、
前記レーザ光照射制御ステップにおいては、前記回転角度検出ステップで検出された回転角度が前記加工設定位置よりも所定角度手前となる回転角度に達したときに、前記発光信号供給装置に対して前記発光信号の供給指令を出することを特徴とする請求項６記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
前記発光信号供給装置から前記レーザ光源に供給される発光信号は、前記加工用強度のレーザ光を出射させる期間を設定するハイレベル期間に加えて、非加工用強度のレーザ光を出射させる期間を設定するローレベル期間を前記ハイレベル期間の前に設けたパルス信号であって、
前記発光信号供給タイミング調整ステップは、前記検出したタイミングずれに基づいて、前記発光信号におけるローレベル期間を設定することを特徴とする請求項７記載のレーザ加工方法。
【請求項９】
前記発光信号供給タイミング調整ステップは、前記レーザ光照射制御ステップで前記加工設定位置よりも手前で前記発光信号の供給指令を出力する回転角度と前記加工設定位置の回転角度との角度差分の距離をレーザスポットが通過するのに要する時間と前記タイミングずれの時間とに基づいてローレベル期間を設定することを特徴とする請求項８記載のレーザ加工方法。
【請求項１０】
前記タイミングずれ検出ステップは、前記ローレベル期間の設定が行われた後において、更に、前記加工設定位置の回転角度を検出したタイミングから前記レーザ光源から加工用強度のレーザ光が出射されるタイミングまでのタイミングずれの検出を行い、
前記発光信号供給タイミング調整ステップは、前記ローレベル期間設定後のタイミングずれの検出が行われたときに、そのタイミングずれに基づいて前記ローレベル期間を再設定することを特徴とする請求項８または９記載のレーザ加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１３Ｃ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−５６５６１（Ｐ２０１１−５６５６１Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１０６９２（Ｐ２００９−２１０６９２）
【出願日】平成２１年９月１１日（２００９．９．１１）
【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２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１１日（２００９．９．１１）
【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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