ＤＯＥ調整方法およびレーザ加工装置
【課題】光軸に対するＤＯＥの傾きの調整を容易に行なうことができるＤＯＥ調整方法およびレーザ加工装置を得ること。
【解決手段】レーザ加工装置の光源から出射されたレーザ光を分光して被加工物側へ送るＤＯＥを、当該ＤＯＥへ入射するレーザ光の光軸に対して位置調整するＤＯＥ調整方法において、ＤＯＥを配設したレーザ加工装置が実際にレーザ加工した後の加工穴の位置ずれを測定する位置測定ステップと、位置ずれの測定結果に基づいてレーザ光の光軸方向と垂直な方向の回転軸でＤＯＥを回転させ、当該ＤＯＥの回転によってＤＯＥの位置調整を行なう位置調整ステップと、を含む。
【解決手段】レーザ加工装置の光源から出射されたレーザ光を分光して被加工物側へ送るＤＯＥを、当該ＤＯＥへ入射するレーザ光の光軸に対して位置調整するＤＯＥ調整方法において、ＤＯＥを配設したレーザ加工装置が実際にレーザ加工した後の加工穴の位置ずれを測定する位置測定ステップと、位置ずれの測定結果に基づいてレーザ光の光軸方向と垂直な方向の回転軸でＤＯＥを回転させ、当該ＤＯＥの回転によってＤＯＥの位置調整を行なう位置調整ステップと、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工による加工位置の位置ずれを調整するＤＯＥ調整方法およびレーザ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、被加工物に対して複数の加工穴を迅速にレーザ加工する装置として、ＤＯＥ（Diffractive Optical Element）を備えたレーザ加工装置が用いられている。このレーザ加工装置が備えるＤＯＥは、回折型の光学素子であり、この光学素子の表面に施された回折格子によって光学素子に入射するレーザビームを所定のパターンに分光する。例えば３分光するように設計されたＤＯＥをレーザ加工装置の光路系に設置すれば、１度のレーザビームの出射で３点の加工が可能となる。
【０００３】
このようなＤＯＥを備えたレーザ加工装置においては、レーザ発振器などの光源から出射されたレーザビームをＤＯＥに入射し、このレーザビームをＤＯＥによって所定の数、角度を持った複数のレーザビームに分光している。そして、分光後のレーザビームを所定の光路伝送系を介して被加工物に出射し、１度に複数の加工穴を穿孔している。
【０００４】
ＤＯＥを備えたレーザ加工装置では、１度に複数の加工穴を穿孔できるので生産性を向上させることはできるが、複数の加工位置に対して位置ずれを防止する必要があり高精度なレーザ加工が困難になる。このため、加工の位置を精度良くレーザ加工を行なうことができるレーザ加工装置の開発が進められている。
【０００５】
特許文献１に記載のレーザ加工装置は、レーザ光を発生させるレーザ発振器と、このレーザ発振器より出力されたレーザ光を被加工物に導く光路を形成するガルバノミラーとｆθレンズとを有する光路系と、レーザ発振器とガルバノミラーとの間の光路中に設けられたＤＯＥと、ＤＯＥの保持装置が光軸に対して垂直となるように調整できる調整手段を備えている。
【０００６】
特許文献２に記載のレーザ加工装置は、回折光学素子または回折光学素子と集光レンズの組み合わせを用いて単一のレーザビームを複数のレーザビームに分割、集光し、複数のレーザビームにより複数のライン状の加工を同時に行なうレーザ加工装置において、光軸を中心に回折光学素子を回転させ、その回転角度の調整によって加工ラインのピッチ間隔を調整している。
【０００７】
【特許文献１】国際公開第００／５３３６５号パンフレット
【特許文献２】特開２００４−２６８１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＤＯＥを用いたレーザ加工装置において生産性を高めるためには、ＤＯＥによる分光数を増大させ、同時に穿孔する穴の数を増やすことが有効的である。しかしながら、分光数を増大させるとＤＯＥによる加工範囲が広くなるので、ＤＯＥの取付精度が加工精度（位置精度）へ大きな影響を与える。例えば、ＤＯＥへの光軸の入射角度がＤＯＥ主面への垂直方向からずれている場合、光軸の中心から離れた加工位置（加工穴）ほど、加工穴本来の設計位置から大きくずれることとなり加工精度も悪化する。このようなＤＯＥへの光軸の入射角度のずれに起因する加工の位置ずれを補正するためには、ＤＯＥが光軸に対して垂直になるようＤＯＥ保持装置の取付位置を調整する必要がある。
【０００９】
上記前者の従来技術では、レーザビームをＤＯＥに対して垂直に入射させるためにレーザビームの光軸の傾きを計測し、この計測結果に基づいてＤＯＥ保持装置の傾き角度を調整する必要がある。しかしながら、光軸とＤＯＥ保持装置の機械的な傾きは相互に独立したものであるため、ＤＯＥへの光軸の入射角度の調整は困難であるという問題があった。
【００１０】
また、上記後者の従来技術では、スクライブラインなどの複数の直線を同時加工する際の加工ラインのピッチ間隔を調整することはできるが、ＤＯＥへの光軸の入射角度のずれに起因する加工の位置ずれを補正することはできないという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光軸に対するＤＯＥの傾きの調整を容易に行なうことができるＤＯＥ調整方法およびレーザ加工装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーザ加工装置の光源から出射されたレーザ光を分光して被加工物側へ送るＤＯＥを、当該ＤＯＥへ入射するレーザ光の光軸に対して位置調整するＤＯＥ調整方法において、前記ＤＯＥを配設したレーザ加工装置が実際にレーザ加工した後の加工穴の位置ずれを測定する位置測定ステップと、前記位置ずれの測定結果に基づいて前記レーザ光の光軸方向と垂直な方向の回転軸で前記ＤＯＥを回転させ、当該ＤＯＥの回転によって前記ＤＯＥの位置調整を行なう位置調整ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、ＤＯＥを配設したレーザ加工装置が実際にレーザ加工した加工穴の位置ずれの測定結果に基づいて、レーザ光の光軸方向と垂直な方向の回転軸でＤＯＥを回転させるので、光軸に対するＤＯＥの傾きの調整を容易に行なうことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係るＤＯＥ調整方法およびレーザ加工装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。レーザ加工装置１０１は、回折型の光学素子（後述のＤＯＥ１０）を用いて複数の加工穴を同時に穿孔する装置であり、ＤＯＥ１０の配設位置に起因する各加工位置の位置ずれを調整して被加工物９のレーザ加工を行なう装置である。本実施の形態では、レーザ加工装置１０１は、試験加工として実際に加工した加工穴の位置（位置ずれ）に基づいて、光軸に対するＤＯＥ１０の入射角度を調整する。レーザ加工装置１０１は、例えば高速微細穴加工等に用いられる。
【００１６】
レーザ加工装置１０１は、レーザ発振器（光源）１、ベンドミラー３、ガルバノミラー４，５、制御装置６、ＤＯＥ１０、ｆθレンズ７、ＸＹテーブル１２、ＤＯＥ保持装置１３を備えている。
【００１７】
レーザ発振器１は、所定のタイミングでレーザビーム（レーザ光）２を出射（放射）する。ＤＯＥ１０は、回折型の光学素子であり、表面に施された回折格子によって光学素子に入射するレーザビーム２を所定のパターン（分光レーザビーム１１）に分光する。ＤＯＥ１０は、ＤＯＥ保持装置１３によって固定（保持）されている。
【００１８】
ベンドミラー３は、レーザ発振器１から出射されるレーザビーム２（分光レーザビーム１１）を反射して所定の光路へ導く。ガルバノミラー４，５は、分光レーザビーム１１を任意の角度（ＸＹ方向）にスキャニングする。ｆθレンズ７は、入射する分光レーザビーム１１を被加工物９に対して垂直に入射するよう補正して出射する。ＸＹテーブル１２は、被加工物９を載置するとともに、ＸＹ方向に移動する。
【００１９】
制御装置６は、被加工物９を加工するための加工プログラムや加工条件などに基づいて、レーザ発振器１、ガルバノミラー４，５、ＸＹテーブル１２などを制御する。制御装置６は、レーザ発振器１から出射させるレーザビーム２の出射タイミングや、ガルバノミラー４，５がスキャンする分光レーザビーム１１の角度を制御する。
【００２０】
ＤＯＥ保持装置１３は、ＤＯＥ１０を保持する。ＤＯＥ保持装置１３は、レーザビーム２に対する２軸の傾き方向の調整機構として、レーザビーム２の光軸に対する垂直方向にＸ方向調整軸１４、Ｙ方向調整軸１５を有している。それぞれの調整軸（回転軸）は、ＤＯＥ１０の中心を通るとともに、各軸方向はＸＹテーブル１２のＸ軸方向、Ｙ軸方向と同じである。ＤＯＥ保持装置１３は、Ｘ方向調整軸１４を回転させることによってＸ方向と垂直な面内方向に回転し、Ｙ方向調整軸１５を回転させることによってＹ方向と垂直な面内方向に回転する。各調整軸では、所定の位置で軸の固定が可能となっている。なお、各調整軸にはツマミ等を取りつけておき、手動での微調整を実行しやすくしておくことが望ましい。
【００２１】
図１においてレーザ発振器１から出射されたレーザビーム２は、ベンドミラー３によって構成される所定の光路伝送系を伝ってＤＯＥ１０に入射する。レーザビーム２は、ＤＯＥ１０によって所定の数、角度を持った複数の分光レーザビーム１１に分光される。この分光レーザビーム１１は、ガルバノスキャナによって保持されるガルバノミラー４，５に入射する。複数からなる分光レーザビーム１１は、ガルバノミラー４，５によって任意の角度にスキャニングされ、ｆθレンズ７に入射する。ｆθレンズ７に入射した分光レーザビーム１１は、ｆθレンズ７で被加工物９に対して垂直に入射するよう補正されて出射される。ｆθレンズ７から出射した分光レーザビーム１１は、ＸＹテーブル１２上の被加工物９に到達し、複数の加工穴８を同時に穿孔する。被加工物９の材質に対してレーザビーム２（分光レーザビーム１１）の出力が十分でない場合は、複数パルスのビームを一つの加工点に繰返し、必要とされる深さの加工穴を穿孔する。
【００２２】
ガルバノミラー４，５によってスキャニング可能な範囲は限定されているため、その範囲内での加工が終了すると被加工物９はその未加工領域がスキャニング可能な位置となるようＸＹテーブル１２によって移動させられ、再びガルバノミラー４，５を介して到達する分光レーザビーム１１によって加工される。これにより、制御装置６に予め入力されている加工プログラムに基づいた加工パターンを被加工物９上に加工する。
【００２３】
ＤＯＥ１０に起因する加工穴８の設計位置からのずれのパターン（ずれの方向と量）は、ＤＯＥ１０への光軸（レーザビーム２の）の入射角度（垂直方向からのずれ）と相関関係がある。本実施の形態では、光軸の傾きとＤＯＥ１０の傾き（レーザビーム２の光軸に対するＤＯＥ１０の傾き）を実際に計測することなく、試験加工として実際に加工した加工穴の位置に基づいて、光軸に対するＤＯＥ１０の入射角度（調整軸の回転角度および回転方向）を調整する。なお、図１に示したレーザ加工装置１０１の構成において、ガルバノミラー４、ガルバノミラー５を省略した構成としてもよい。
【００２４】
つぎに、実施の形態１に係るレーザ加工装置１０１の動作手順（ＤＯＥ１０の傾きを補正する処理）について説明する。図２は、実施の形態１に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートである。レーザ加工装置１０１には、被加工物９をレーザ加工する際に使用するＤＯＥ１０を予め光路中に設置しておく。ＤＯＥ１０は、Ｘ方向調整軸１４、Ｙ方向調整軸１５によって位置が固定されたＤＯＥ保持装置１３上に固定される。
【００２５】
まず、現状のＤＯＥ１０の姿勢（位置）確認のためにＤＯＥ１０を用いた被加工物９のレーザ加工（加工穴８の穿孔）を実施する（ステップＳ１１０）。この際、ガルバノスキャンのピッチエラーなどに起因する加工位置の位置ずれを避けるため、ガルバノミラー４，５の角度は中央（fθレンズ７の中心を通る位置）に設定しておく。このＤＯＥ１０を用いた被加工物９のレーザ加工は、試験加工であり単発の加工でよい。
【００２６】
つぎに、穿孔された加工穴８の加工位置を測定する（ステップＳ１２０）。加工穴８の加工位置の測定として、ＸＹテーブル１２においてＸ軸方向（ピッチ方向）に並んでいる加工穴の穴間ピッチを測定する。例えば、Ｘ軸方向の最端部に位置する加工穴と、この加工穴の隣（光軸側）に位置する加工穴の穴間ピッチの距離を最端部の穴間ピッチとして測定（算出）する。この穴間ピッチは、Ｘ軸方向の両方の最端部（Ｘ軸のプラス（＋）方向の最端部、Ｘ軸のマイナス（−）方向の最端部）で測定する。そして、各最端部（プラスＸ側、マイナスＸ側）で測定した穴間ピッチの距離の差を比較する（ステップＳ１３０）。
【００２７】
両最端部の穴間ピッチに偏り（差）が生じている場合（ステップＳ１４０、Ｎｏ）、両最端部の穴間ピッチのうちＸ軸のプラス方向の最端部の穴間ピッチがＸ軸のマイナス方向の最端部の穴間ピッチよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１７０）。
【００２８】
ここで、ＤＯＥ１０の傾き（Ｙ方向調整軸１５の回転方向）（Ｙ軸回転方向）と、両最端部の穴間ピッチの差の関係について説明する。図３は、レーザビームがＤＯＥに対して垂直方向に入射した場合の加工位置を示す図である。
【００２９】
ＤＯＥ１０に対してレーザビーム２が垂直方向に入射できるのは、ＤＯＥ１０がＹ軸方向と垂直な面内方向で回転していない状態（Ｙ方向調整軸１５が回転していない状態）であって、かつＤＯＥ１０がＸ軸方向と垂直な面内方向で回転していない状態（Ｘ方向調整軸１４が回転していない状態）である。
【００３０】
図３に示すＤＯＥ１０の場合、レーザビーム２はＤＯＥ１０の主面に対して垂直に入射しているため、加工穴８は設計値に従った位置に穿孔される。すなわち、加工穴８の両最端部の穴間ピッチは等しい距離（正常値）となり、加工穴８のＸ軸方向の加工位置がずれることはない。
【００３１】
図４は、Ｙ軸回転方向に傾いたＤＯＥに対してレーザビームが斜め入射した場合の加工位置を示す図である。ここでは、ＤＯＥ１０がＹ軸回転方向のプラス側に傾いている場合を示している。
【００３２】
Ｙ軸回転方向のプラス側は、Ｙ軸の反時計周りの回転方向であり、Ｙ軸回転方向のマイナス側は、Ｙ軸の時計周りの回転方向である。換言すると、Ｙ方向調整軸１５をＹ軸回転方向のプラス側（反時計周り）に回転させると、ＤＯＥ１０のプラスＸ側の端部がマイナスＸ側の端部よりも上（レーザビーム２が送られてくる側）になる。また、Ｙ方向調整軸１５をＹ軸回転方向のマイナス側（時計周り）に回転させると、ＤＯＥ１０のプラスＸ側の端部がマイナスＸ側の端部よりも下になる。なお、図１および図４では、Ｙ軸のマイナス側からプラス側に向かう方向に対して回転方向（時計周り、反時計周り）を定義している。
【００３３】
ＤＯＥ１０がＹ軸回転方向で回転してＤＯＥ１０が傾くと、加工穴８のＸ軸方向における両最端部の穴間ピッチがずれる。具体的には、ＤＯＥ１０がＹ軸回転方向のプラス側に傾くと、プラスＸ側の穴間ピッチが正常値よりも大きくなり、マイナスＸ側の穴間ピッチが正常値よりも小さくなる。一方、ＤＯＥ１０がＹ軸回転方向のマイナス側に傾くと、プラスＸ側の穴間ピッチが正常値よりも小さくなり、マイナスＸ側の穴間ピッチが正常値よりも大きくなる。
【００３４】
ＤＯＥ１０がレーザビーム２の光軸に対してＹ方向調整軸１５を軸に傾斜している場合、加工穴８のパターンは設計位置からＸ軸方向に偏りを持ってずれた位置に穿孔される。この加工穴８のパターンの偏りの傾向は、光軸中心を基準とした場合、ＤＯＥ１０の傾斜が被加工物９側に下がっている側（図４ではマイナスＸ側）の穴間ピッチが狭くなり、この逆側（図４ではプラスＸ側）の穴間ピッチが広くなる。そして、この偏りの量は、ＤＯＥ１０の傾斜量が大きくなるに従って増大する。また、光軸から離れた穴間ピッチほど、正常な穴間ピッチからのずれ量が大きくなる。
【００３５】
なお、ＤＯＥ１０の傾斜量（Ｙ方向調整軸１５を軸にした傾斜量）による偏り量はＤＯＥ１０の仕様によって異なる。図４では、ＤＯＥ１０がＹ軸回転方向のプラス側に傾いているので、プラスＸ側の穴間ピッチがマイナスＸ側の穴間ピッチよりも大きくなっている場合を示している。
【００３６】
プラスＸ側の穴間ピッチがマイナスＸ側の穴間ピッチよりも大きい場合（ステップＳ１７０、Ｙｅｓ）、Ｙ方向調整軸１５をマイナス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＹ軸回転方向のマイナス側に調整する（ステップＳ１８０）。
【００３７】
一方、マイナスＸ側の穴間ピッチがプラスＸ側の穴間ピッチよりも大きい場合（ステップＳ１７０、Ｎｏ）、Ｙ方向調整軸１５をプラス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＹ軸回転方向のプラス側に調整する（ステップＳ１９０）。
【００３８】
このステップＳ１８０やステップＳ１９０の処理によって、ＤＯＥ１０をＹ軸方向と垂直な面内方向で回転していない状態（レーザビーム２をＤＯＥ１０に対して垂直方向に入射させることができる状態）にする。これにより、ＤＯＥ１０のＹ軸回転方向の傾きに起因する加工穴のピッチ方向（Ｘ軸方向）の位置ずれを調整できることとなる。
【００３９】
例えば、ＤＯＥ１０の傾斜量１°で左右端のピッチ間隔（穴間ピッチ）の差が１μｍ単位で変動することもあるが、本実施の形態では、レーザビーム２がＤＯＥ１０に対して垂直方向に入射するようＤＯＥ１０の位置をＹ方向調整軸１５で調整しているので、Ｘ軸方向の加工穴８の位置ずれを低減して高精度な加工を行なうことが可能となる。
【００４０】
ステップＳ１８０やステップＳ１９０の処理後は、再び被加工物９のレーザ加工（試験加工）、加工位置の測定、穴間ピッチの比較を行なう（ステップＳ１１０〜Ｓ１４０）。これにより、Ｙ方向調整軸１５の調整が適切に行なわれているか否かを確認する。
【００４１】
Ｙ方向調整軸１５の調整が不適切（不十分）である場合、再びステップＳ１７０〜Ｓ１９０の処理を実行し、Ｙ方向調整軸１５の調整精度を上げていく。Ｙ方向調整軸１５の調整が適切に行なわれるまでステップＳ１１０〜１４０、ステップＳ１７０〜Ｓ１９０の処理を繰り返す。
【００４２】
測定した両最端部の穴間ピッチが等しい場合（ステップＳ１４０、Ｙｅｓ）、Ｘ軸方向の穴間ピッチと垂直な方向（Ｙ軸方向）のパターンの位置ずれを調整する。ここで、ＤＯＥ１０の傾き（Ｘ方向調整軸１５の回転方向）（Ｘ軸回転方向）と、両最端部の加工穴の位置ずれの関係について説明する。図５は、Ｘ軸回転方向に傾いたＤＯＥに対してレーザビームが斜め入射した場合の加工位置を示す図である。ここでは、ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向のプラス側に傾いている場合（ＤＯＥ１０を水平方向から観察した場合にＤＯＥ１０の上面が見える場合）を示している。
【００４３】
Ｘ軸回転方向のプラス側は、Ｘ軸の反時計周りの回転方向であり、Ｘ軸回転方向のマイナス側は、Ｘ軸の時計周りの回転方向である。換言すると、Ｘ方向調整軸１５をＸ軸回転方向のプラス側（反時計周り）に回転させると、ＤＯＥ１０のプラスＹ側の端部がマイナスＹ側の端部よりも上（レーザビーム２が送られてくる側）になる。また、Ｘ方向調整軸１５をＸ軸回転方向のマイナス側（時計周り）に回転させると、ＤＯＥ１０のプラスＹ側の端部がマイナスＹ側の端部よりも下になる。なお、図１および図５では、Ｘ軸のプラス側からマイナス側に向かう方向に対して回転方向（時計周り、反時計周り）を定義している。
【００４４】
ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向で回転してＤＯＥ１０が傾くと、加工穴８のＹ軸方向の位置がずれる。具体的には、ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向のプラス側に傾くと、光軸上の加工穴８の加工位置が端部の加工穴（プラスＸ側の加工穴やマイナスＸ側の加工穴）の位置よりもＹ軸方向のプラス側にずれる。一方、ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向のマイナス側に傾くと、光軸上の加工穴の加工位置が端部の加工穴の位置よりもＹ軸方向のプラス側にずれる。このずれ量は、ＤＯＥ１０の中央部（光軸から近い位置）の加工穴ほど大きくなる。したがって、ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向のプラス側またはマイナス側に傾くと、光軸上の加工穴が正常値と比べて最大のずれ量を示す。換言すると、ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向で傾くと、ピッチ方向（Ｘ軸方向）の加工穴の配列に反りを生じ、各加工穴がＸ軸方向に椀状に配列することとなる。一方、ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向で傾いていない場合、各加工穴がＸ軸方向に直線状に並ぶこととなる。すなわち、加工穴８のパターンの反りの傾向は、光軸中心を基準とした場合、ＤＯＥ１０の傾斜が被加工物９側に下がっている側（図５ではマイナスＹ側）の方向に、加工パターン中央部を最大とした反りが生ずる。そして、その反りの量は、ＤＯＥ１０の傾斜量が大きくなるに従って増大する。
【００４５】
これにより、ＤＯＥ１０がレーザビーム２の光軸に対してＸ方向調整軸１４を軸に傾斜している場合、加工穴８のパターンは設計位置からＹ軸方向に反りを持ってずれた位置に穿孔される。
【００４６】
なお、ＤＯＥ１０の傾斜量（Ｘ方向調整軸１４を軸にした傾斜量）による偏り量はＤＯＥ１０の仕様によって異なる。図５では、ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向のプラス側に傾いているので、プラスＸ側の加工穴の位置とマイナスＸ側の加工穴の位置（光軸上の加工穴以外の加工位置）がＹ軸方向のプラス側にずれている場合を示している。
【００４７】
本実施の形態では、Ｙ軸方向の加工穴の位置ずれの調整として、まず加工中心部（光軸上）の加工穴の位置と、加工両端部の加工穴の位置とを比較し、各加工穴にＹ軸方向の位置ずれがあるか否か（穴位置に差異（配列の反り）が発生しているか否か）を判断する。具体的には、加工中心部の加工穴の位置（測定値）と、加工端部の加工穴の位置（測定値）とを比較して、ピッチ方向の加工穴の配列（Ｙ軸方向）に反りがあるか否かを判断する（ステップＳ１５０，Ｓ１６０）。
【００４８】
Ｙ軸方向における加工穴の位置に差が生じてピッチ方向の加工穴の配列に反りがある場合（ステップＳ１６０、Ｙｅｓ）、加工穴の端部がプラス側に反りを生じているかか否かを判断する。すなわち、光軸上の加工穴が端部の加工穴よりもマイナスＹ側に大きくずれたことによって加工穴の配列に反りが生じているか否かを判断する（ステップＳ２００）。
【００４９】
加工穴の端部がプラスＹ側に反りを生じた配列となっている場合（ステップＳ２００、Ｙｅｓ）、Ｘ方向調整軸１４をマイナス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＸ軸回転方向のマイナス側に調整する（ステップＳ２１０）。
【００５０】
一方、加工穴の端部がマイナスＹ側に反りを生じた配列となっている場合（ステップＳ２００、Ｎｏ）、Ｘ方向調整軸１４をプラス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＸ軸回転方向のプラス側に調整する（ステップＳ２２０）。
【００５１】
このステップＳ２１０やステップＳ２２０の処理によって、ＤＯＥ１０をＸ軸方向と垂直な面内方向で回転していない状態（レーザビーム２をＤＯＥ１０に対して垂直方向に入射させることができる状態）にする。これにより、ＤＯＥ１０のＸ軸回転方向の傾きに起因する加工穴のピッチ方向（Ｙ軸方向）の位置ずれを調整できることとなる。
【００５２】
例えば、傾斜量１°でパターン中央部に生じる反りの最大量が１μｍ単位で変動することもあるが、本実施の形態では、レーザビーム２がＤＯＥ１０に対して垂直方向に入射するようＤＯＥ１０の位置をＸ方向調整軸１４で調整しているので、加工穴の位置ずれを低減して高精度な加工を行なうことが可能となる。
【００５３】
ステップＳ２１０やステップＳ２２０の処理後は、再び被加工物９のレーザ加工（試験加工）、加工位置の測定、穴間ピッチの比較を行なう（ステップＳ１１０〜Ｓ１６０）。すなわち、以前の処理で両最端部の穴間ピッチが等しいことを確認できているので（ステップＳ１４０、Ｙｅｓ）、Ｙ軸方向の加工穴の位置ずれの調整として、加工中心部の加工穴の位置と、加工両端部の加工穴の位置とを比較し、各加工穴にＹ軸方向の位置ずれがあるか否かを判断する。これにより、Ｘ方向調整軸１４の調整が適切に行なわれているか否かを確認する。
【００５４】
Ｘ方向調整軸１４の調整が不適切（不十分）である場合、再びステップＳ２００〜Ｓ２２０の処理を実行し、Ｘ方向調整軸１４の調整精度を上げていく。Ｘ方向調整軸１４の調整が適切に行なわれるまでステップＳ１１０〜１６０、ステップＳ２００〜Ｓ２２０の処理を繰り返す。
【００５５】
Ｙ軸方向における加工穴の位置に差がなく、ピッチ方向の加工穴の配列に反りがない場合（Ｘ方向調整軸１４の調整が適切である場合）（ステップＳ１６０、Ｎｏ）、各加工穴は正常な位置に穿孔されているのでＤＯＥ１０の補正処理を終了する。以上のレーザ加工装置１０１の動作により、ＤＯＥ１０の光軸に対する傾きを調整することが可能となる。
【００５６】
ところで、加工の位置ずれ方向（位置ずれ傾向）と、ＤＯＥ１０の光軸に対する傾斜方向との対応関係はＤＯＥ１０の種類などに関わらず共通となるが、そのずれ量は、ＤＯＥ１０の設計（穴数、穴間ピッチ距離、穴の配置など）によって異なった傾向を示す。
【００５７】
このため、予め加工の位置ずれ傾向（加工パターンの偏りや反りの量）を確認しておき、この位置ずれ量をデータとして記憶しておいてもよい。具体的には、ＤＯＥ１０をＤＯＥ保持装置１３に設置し、例えば図２のフローチャートで示した手順でＤＯＥ１０の傾き調整を行う。このとき、加工パターンの偏りと反りがゼロとなるポイント（ＤＯＥ１０の位置）を確認しておき、この位置を原点（ＤＯＥ１０を配設する位置の基準）に設定する。
【００５８】
そして、設定した原点位置から所定の角度毎にＤＯＥ保持装置１３をＸ軸方向とＹ軸方向のそれぞれの方向に対して傾斜させるとともに、この各傾斜位置に対する加工穴の位置を計測しておく。
【００５９】
この際、加工パターンの偏りは、端２点間のピッチ（最端部の穴間ピッチ）のずれ量が最大となるので、この最端部の穴間ピッチを計測しておく。また、加工パターンの反りは、中央部（光軸上の加工穴）のずれ量が最大となるので、この中央部のずれ量を計測しておく。これらの処理によって得た計測データは、制御装置６内などに保管しておく。制御装置６の記憶手段（補正量記憶部２２など）では、計測データを、ＤＯＥ１０の設置位置（光軸に対する傾斜角度）に対する加工の位置ずれ量（後述のＤＯＥ傾斜情報５１，５２）として記憶する。
【００６０】
ここで、制御装置６内などに保管しておく計測データの構成について説明する。図６および図７は、ＤＯＥ傾斜情報の構成の一例を示す図である。図６のＤＯＥ傾斜情報５１は、ＤＯＥ１０のＹ軸回転方向の傾斜角度と加工パターンの位置ずれ量（偏り方向）の対応関係を示しており、図７のＤＯＥ傾斜情報５２は、ＤＯＥ１０のＸ軸回転方向の傾斜角度と加工パターンの位置ずれ量（反り方向）の対応関係を示している。
【００６１】
図６のＤＯＥ傾斜情報５１は、「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」、「プラス側最端部の穴間ピッチ」、「マイナス側最端部の穴間ピッチ」、「両端部（プラス側とマイナス側）間のピッチずれ量（穴間ピッチの差）」、「ＤＯＥ保持装置の補正角度」の各データを有している。
【００６２】
「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」は、光軸に対するＤＯＥ保持装置１３（主面）の傾斜角度（回転角度）である。「ＤＯＥ保持装置１３の傾斜角度」は、例えばＹ軸回転方向へ「−０．３°」、「−０．２°」、「−０．１°」、「０°」、「＋０．１°」、「＋０．２°」、「＋０．３°」のように０．１°毎に設定される。
【００６３】
「プラス側最端部の穴間ピッチ」は、Ｘ軸方向のプラス側の最端部に位置する加工穴８と、この加工穴８の隣に位置する加工穴８の穴間ピッチである。「プラス側最端部の穴間ピッチ」は、「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」毎に測定される。ここでは、「−０．３°」、「−０．２°」、「−０．１°」、「０°」、「＋０．１°」、「＋０．２°」、「＋０．３°」の各傾斜角度に対する穴間ピッチとしてＰ２３、Ｐ２２、Ｐ２１、Ｐ０、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３が測定された場合を示している。
【００６４】
「マイナス側最端部の穴間ピッチ」は、Ｘ軸方向のマイナス側の最端部に位置する加工穴８と、この加工穴８の隣に位置する加工穴８の穴間ピッチである。「マイナス側最端部の穴間ピッチ」は、「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」毎に測定される。ここでは、「−０．３°」、「−０．２°」、「−０．１°」、「０°」、「＋０．１°」、「＋０．２°」、「＋０．３°」の各傾斜角度に対する穴間ピッチとしてＱ２３、Ｑ２２、Ｑ２１、Ｑ０、Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ１３が測定された場合を示している。
【００６５】
「両端部間のピッチずれ量」は、「プラス側の最端部の穴間ピッチ」と「マイナス側の最端部の穴間ピッチ」の差（ずれ量）である。「両端部間のピッチずれ量」は、「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」毎に算出される。ここでは、「−０．３°」、「−０．２°」、「−０．１°」、「０°」、「＋０．１°」、「＋０．２°」、「＋０．３°」の各傾斜角度に対するピッチずれ量としてＲ２３、Ｒ２２、Ｒ２１、Ｒ０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３が算出された場合を示している。
【００６６】
「ＤＯＥ保持装置の補正角度」は、「両端部間のピッチずれ量」に対してＤＯＥ保持装置１３の傾斜（Ｙ軸回転方向）を補正すべき角度である。「ＤＯＥ保持装置の補正角度」は、「両端部間のピッチずれ量」毎に算出し設定しておく。ここでは、ピッチずれ量のＲ２３、Ｒ２２、Ｒ２１、Ｒ０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３に対して、それぞれ補正角度の「＋０．３°」、「＋０．２°」、「＋０．１°」、「０°」、「−０．１°」、「−０．２°」、「−０．３°」を設定した場合を示している。
【００６７】
図７のＤＯＥ傾斜情報５２は、「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」、「中央部の最大ずれ量」、「ＤＯＥ保持装置の補正角度」の各データを有している。「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」は、光軸に対するＤＯＥ保持装置１３（主面）の傾斜角度である。「ＤＯＥ保持装置１３の傾斜角度」は、例えばＸ軸回転方向へ「−０．３°」、「−０．２°」、「−０．１°」、「０°」、「＋０．１°」、「＋０．２°」、「＋０．３°」のように０．１°毎に設定される。
【００６８】
「中央部の最大ずれ量」は、ＤＯＥ１０の中央部から出斜した分光レーザビーム１１で加工された加工穴（光軸中心に位置する加工穴）８の位置ずれ量である。「中央部の最大ずれ量」は、「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」毎に測定される。ここでは、「−０．３°」、「−０．２°」、「−０．１°」、「０°」、「＋０．１°」、「＋０．２°」、「＋０．３°」の各傾斜角度に対する各加工穴の最大ずれ量として、Ｓ２３、Ｓ２２、Ｓ２１、Ｓ０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３が測定された場合を示している。
【００６９】
「ＤＯＥ保持装置の補正角度」は、「中央部の最大ずれ量」に対してＤＯＥ保持装置１３の傾斜（Ｘ軸回転方向）を補正すべき角度である。「ＤＯＥ保持装置の補正角度」は、「中央部の最大ずれ量」毎に算出し設定しておく。ここでは、中央部の最大ずれ量のＳ２３、Ｓ２２、Ｓ２１、Ｓ０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３に対して、それぞれ補正角度の「＋０．３°」、「＋０．２°」、「＋０．１°」、「０°」、「−０．１°」、「−０．２°」、「−０．３°」を設定した場合を示している。
【００７０】
ＤＯＥ１０の位置調整を行なう際には、測定した加工の位置ずれ量と、保管しておいた計測データ（ＤＯＥ傾斜情報５１，５２）とを比較することによって、調整すべきＤＯＥ１０の角度（Ｘ方向調整軸１４やＹ方向調整軸１５の調整量）を容易に導き出すことが可能となる。
【００７１】
これにより、レーザ加工装置１０１のＤＯＥ１０を他の加工機（レーザ加工装置）に取り付ける場合や、一度取り外したＤＯＥ１０を再度レーザ加工装置１０１に取り付ける場合などには効率良くＤＯＥ１０の位置調整（Ｘ方向調整軸１４やＹ方向調整軸１５の調整）を行なうことが可能となる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、Ｙ軸回転方向の加工穴の位置ずれ（加工穴のＸ座標）を補正するために、加工穴の最端部（プラスＸ側、マイナスＸ側）で測定した穴間ピッチの差を比較したが、最端部以外の位置にある加工穴の穴間ピッチを２つ以上用いて穴間ピッチの差を比較してもよい。この場合は、穴間ピッチの測定に用いた加工穴の位置に応じたＹ軸回転方向の補正量を算出し、この補正量でＤＯＥ１０のＹ軸回転方向の傾きを調整する。
【００７３】
また、本実施の形態では、Ｘ軸回転方向の加工穴の位置ずれ（加工穴のＹ座標）を補正するために、加工中心部の加工穴のＹ座標と最端部の加工穴のＹ座標を比較したが、これら以外の位置にある加工穴（Ｘ座標の絶対値が異なる加工穴）を２つ以上用いて加工穴のＹ座標の差を比較してもよい。この場合は、座標測定に用いた加工穴の位置に応じたＹ軸回転方向の補正量を算出し、この補正量でＤＯＥ１０のＸ軸回転方向の傾きを調整する。
【００７４】
このように、実施の形態１によれば、試験加工として実際に加工した加工穴の位置ずれに基づいて、光軸に対するＤＯＥ１０の入射角度を調整するので、ＤＯＥ１０の加工エリアが広い場合であっても、光軸とＤＯＥ１０の入射角に起因する設計位置からのずれが発生した場合の光軸に対するＤＯＥ１０（ＤＯＥ保持装置１３）の傾きの調整を簡易な構成で容易に行なうことができる。また、ＤＯＥ１０をレーザ加工装置１０１に設置する際のＤＯＥ１０の調整時間を短時間で行なうことができる。したがって、加工穴の位置ずれを低減した高精度な加工を簡易な構成で容易かつ迅速に行なうことが可能となる。
【００７５】
実施の形態２．
つぎに、図８〜図１０を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、レーザ加工装置が、ＤＯＥ１０の傾き量の補正（ＤＯＥ１０の調整）を自動で実行する。
【００７６】
図８は実施の形態２に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。図８の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１のレーザ加工装置１０１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【００７７】
レーザ加工装置１０２は、図１に示した実施の形態１のレーザ加工装置１０１の機能に加えて、Ｘ方向調整軸１４を駆動させるＸ軸ステッピングモータ１６、Ｙ方向調整軸１５を駆動させるＹ軸ステッピングモータ１７、加工穴８の位置を読み取るＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ１８、ＤＯＥ補正装置２０を備えている。
【００７８】
ＤＯＥ補正装置２０は、ＤＯＥ１０の傾き量の補正を自動制御する装置である。ここでＤＯＥ補正装置２０の詳細な構成について説明する。図９は、ＤＯＥ補正装置の構成を示す図である。
【００７９】
ＤＯＥ補正装置２０は、Ｘ軸ステッピングモータ１６、Ｙ軸ステッピングモータ１７、ＣＣＤカメラ（位置情報取得部）１８に接続しており、カメラ画像解析部（位置ずれ解析部）２１、補正量記憶部（位置調整情報記憶部）２２、モータ補正量算出部（位置調整情報算出部）２３、モータ駆動制御部（回転軸駆動部）２４を備えている。ＤＯＥ補正装置２０では、モータ補正量算出部２３が、カメラ画像解析部２１、補正量記憶部２２、モータ駆動制御部２４と接続している。
【００８０】
カメラ画像解析部２１は、ＣＣＤカメラ１８に接続しており、ＣＣＤカメラ１８が撮像した画像（位置情報）に基づいて加工穴８の位置ずれを解析（穴位置の座標を算出）する。カメラ画像解析部２１は、画像の解析結果（位置ずれ情報）をモータ補正量算出部２３に入力する。
【００８１】
補正量記憶部２２は、ＤＯＥ１０（光軸に対する傾斜の調整対象）に対して予め測定しておいた加工穴パターンのずれ量と、ＤＯＥ１０の姿勢の補正量との相関データ（ＤＯＥ傾斜情報５１，５２）（位置調整情報）を記憶する。
【００８２】
ここでの加工穴パターンのずれ量は、実施の形態１の図６や図７で示したＤＯＥ傾斜情報５１の「両端部間のピッチずれ量」やＤＯＥ傾斜情報５２の「中央部の最大ずれ量」である。また、ＤＯＥ１０の姿勢の補正量（以下、ＤＯＥ補正量という）は、ＤＯＥ傾斜情報５１やＤＯＥ傾斜情報５２の「ＤＯＥ保持装置の補正角度」である。
【００８３】
モータ補正量算出部２３は、カメラ画像解析部２１からの解析結果と、補正量記憶部２２が記憶するＤＯＥ補正量に基づいて、Ｘ方向調整軸１４やＹ方向調整軸１５の回転方向の補正量（回転角度）を算出する。モータ補正量算出部２３は、算出した結果（補正量）を、Ｘ方向調整軸１４の回転補正量、Ｙ方向調整軸１５の回転補正量としてモータ駆動制御部２４に入力する。
【００８４】
モータ駆動制御部２４は、Ｘ軸ステッピングモータ１６、Ｙ軸ステッピングモータ１７に接続しており、モータ補正量算出部２３からの算出結果（Ｘ方向調整軸１４の回転補正量、Ｙ方向調整軸１５の回転補正量）に基づいて、Ｘ軸ステッピングモータ１６、Ｙ軸ステッピングモータ１７を制御する。
【００８５】
つぎに、実施の形態２に係るレーザ加工装置１０２の動作手順（ＤＯＥ１０の傾きを補正する処理）について説明する。図１０は、実施の形態２に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートである。なお、実施の形態１に係るレーザ加工装置１０１と同様の処理を行う手順については、その説明を省略する。
【００８６】
レーザ加工装置１０２には、被加工物９をレーザ加工する際に使用するＤＯＥ１０を予め光路中に設置しておく。ＤＯＥ１０は、Ｘ方向調整軸１４、Ｙ方向調整軸１５によって位置が固定されたＤＯＥ保持装置１３上に固定される。
【００８７】
まず、現状のＤＯＥ１０の位置確認のためにＤＯＥ１０を用いた被加工物９のレーザ加工（加工穴８の穿孔）を実施する（ステップＳ３００）。この際、ガルバノスキャンのピッチエラーなどに起因する加工位置の位置ずれを避けるため、ガルバノミラー４，５の角度は中央（fθレンズ７の中心を通る位置）に設定しておく。このＤＯＥ１０を用いた被加工物９のレーザ加工は、試験加工であり単発の加工でよい。
【００８８】
つぎに、ＣＣＤカメラ１８が穿孔された加工穴８を撮像し、読み取った画像をカメラ画像解析部２１に入力する。カメラ画像解析部２１は、ＣＣＤカメラ１８が読み取った画像に基づいて、加工穴の座標を算出する（ステップＳ３１０）。
【００８９】
カメラ画像解析部２１は、算出した加工穴の座標を用いて両最端部（Ｘ軸方向の最端部に位置する加工穴と、この加工穴の隣に位置する加工穴）の穴間ピッチ（プラスＸ側、マイナスＸ側）を算出し、その差異を比較する（ステップＳ３２０）。
【００９０】
両最端部の穴間ピッチに差が生じている場合は（ステップＳ３３０、Ｎｏ）、両端部の穴間ピッチに偏りが生じているので、両最端部の穴間ピッチの差を補正する処理を行う。具体的には、まずカメラ画像解析部２１が、算出した加工穴の座標（Ｘ座標）をモータ補正量算出部２３に入力する。モータ補正量算出部２３は、レーザ加工装置１０２に設置したＤＯＥ１０に対応するＤＯＥ傾斜情報５１を補正量記憶部２２から呼び出す（ステップＳ３６０）。
【００９１】
モータ補正量算出部２３は、穴間ピッチの差（ずれ方向とずれ量）に基づいて、ＤＯＥ傾斜情報５１からＤＯＥ補正量（ＤＯＥ１０のＹ軸回転方向の傾きを調整する角度）を抽出する（ステップＳ３７０）。
【００９２】
モータ補正量算出部２３は、抽出したＤＯＥ補正量に基づいて、Ｙ方向調整軸１５の回転方向の補正量（ＤＯＥ補正量に応じた回転角度）を算出する。モータ補正量算出部２３は、算出した結果（回転角度）を、Ｙ方向調整軸１５の回転補正量としてモータ駆動制御部２４に入力する。
【００９３】
モータ駆動制御部２４は、モータ補正量算出部２３からの算出結果（Ｙ方向調整軸１５の回転補正量）に基づいて、Ｙ軸ステッピングモータ１７を制御する。具体的には、モータ駆動制御部２４がＤＯＥ補正量に応じた角度（補正量）の回転指令をＹ軸ステッピングモータ１７に出力する（ステップＳ３８０）。Ｙ軸ステッピングモータ１７は、モータ駆動制御部２４からの回転指令に応じた回転角度だけＹ方向調整軸１５を回転させる。これにより、Ｙ方向調整軸１５に接続しているＤＯＥ保持装置１３が駆動し（ステップＳ３９０）、ＤＯＥ１０の傾き（Ｙ軸回転方向）が補正される。
【００９４】
ここでの処理は、実施の形態１でのレーザ加工装置１０１の処理と同様に、プラスＸ側の穴間ピッチがマイナスＸ側の穴間ピッチよりも大きい場合、Ｙ方向調整軸１５をマイナス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＹ軸回転方向のマイナス側に調整する。
【００９５】
一方、マイナスＸ側の穴間ピッチがプラスＸ側の穴間ピッチよりも大きい場合、Ｙ方向調整軸１５をプラス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＹ軸回転方向のプラス側に調整する。
【００９６】
ステップＳ３９０の処理後は、再び被加工物９のレーザ加工（試験加工）、加工位置の測定、穴間ピッチの比較を行なう（ステップＳ３００〜Ｓ３３０）。これにより、Ｙ方向調整軸１５の調整が適切に行なわれているか否かを確認する。
【００９７】
Ｙ方向調整軸１５の調整が不適切である場合、再びステップＳ３６０〜Ｓ３９０の処理を実行し、Ｙ方向調整軸１５の調整精度を上げていく。Ｙ方向調整軸１５の調整が適切に行なわれるまでステップＳ３００〜３３０、ステップＳ３６０〜Ｓ３９０の処理を繰り返す。
【００９８】
測定した両最端部の穴間ピッチが等しい場合（ステップＳ３３０、Ｙｅｓ）、カメラ画像解析部２１は、算出した加工穴の座標に基づいて、加工ピッチ方向と垂直な方向の加工穴の座標の差を中央部（光軸近傍）と両最端部で比較する（ステップＳ３４０，Ｓ３５０）。
【００９９】
中央部における加工ピッチ方向と垂直な方向の座標（Ｙ座標）と、両最端部における加工ピッチ方向と垂直な方向の座標（Ｙ座標）に差が生じている場合（ステップＳ３５０、Ｎｏ）、中央部の加工穴と両最端部の加工穴の配列が反りを形成しているので、加工ピッチ方向と垂直な方向の加工穴の座標（加工穴のＹ座標）を補正する処理を行う。具体的には、まずカメラ画像解析部２１が、算出した加工穴の座標（Ｙ座標）をモータ補正量算出部２３に入力する。モータ補正量算出部２３は、レーザ加工装置１０２に設置したＤＯＥ１０に対応するＤＯＥ傾斜情報５２を補正量記憶部２２から呼び出す（ステップＳ４００）。
【０１００】
モータ補正量算出部２３は、加工ピッチ方向と垂直な方向の加工穴の座標の差（ずれ方向とずれ量）に基づいて、ＤＯＥ傾斜情報５２からＤＯＥ補正量（ＤＯＥ１０のＸ軸回転方向の傾きを調整する角度）を抽出する（ステップＳ４１０）。
【０１０１】
モータ補正量算出部２３は、抽出したＤＯＥ補正量に基づいて、Ｘ方向調整軸１４の回転方向の補正量（ＤＯＥ補正量に応じた回転角度）を算出する。モータ補正量算出部２３は、算出した結果（回転角度）を、Ｘ方向調整軸１４の回転補正量としてモータ駆動制御部２４に入力する。
【０１０２】
モータ駆動制御部２４は、モータ補正量算出部２３からの算出結果（Ｘ方向調整軸１４の回転補正量）に基づいて、Ｘ軸ステッピングモータ１６を制御する。具体的には、モータ駆動制御部２４がＤＯＥ補正量に応じた角度（補正量）の回転指令をＸ軸ステッピングモータ１６に出す（ステップＳ４２０）。Ｘ軸ステッピングモータ１６は、モータ駆動制御部２４からの回転指令に応じた回転角度だけＸ方向調整軸１４を回転させる。これにより、Ｘ方向調整軸１４に接続しているＤＯＥ保持装置１３が駆動し（ステップＳ４３０）、ＤＯＥ１０の傾きが補正される。
【０１０３】
ここでの処理は、実施の形態１でのレーザ加工装置１０１の処理と同様に、加工穴の端部がプラスＹ側に反りを生じた配列となっている場合、Ｘ方向調整軸１４をマイナス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＸ軸回転方向のマイナス側に調整する。
【０１０４】
一方、加工穴の端部がマイナスＹ側に反りを生じた配列となっている場合、Ｘ方向調整軸１４をプラス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＸ軸回転方向のプラス側に調整する。
【０１０５】
ステップＳ４３０の処理後は、再び被加工物９のレーザ加工（試験加工）、加工位置の測定、穴間ピッチの比較を行なう（ステップＳ３００〜Ｓ３５０）。すなわち、以前の処理で両最端部の穴間ピッチが等しいことを確認できているので（ステップＳ３３０、Ｙｅｓ）、Ｙ軸方向の加工穴の位置ずれの調整として、加工中心部の加工穴の位置と、加工両端部の加工穴の位置とを比較し、各加工穴のＹ軸方向の位置ずれがあるか否かを判断する。これにより、Ｘ方向調整軸１４の調整が適切に行なわれているか否かを確認する。
【０１０６】
Ｘ方向調整軸１４の調整が不適切（不十分）である場合、再びステップＳ４００〜Ｓ４３０の処理を実行し、Ｘ方向調整軸１４の調整精度を上げていく。Ｘ方向調整軸１４の調整が適切に行なわれるまでステップＳ３００〜３５０、ステップＳ４００〜Ｓ４３０の処理を繰り返す。
【０１０７】
一方、中央部における加工ピッチ方向と垂直な方向の座標と、両端部における加工ピッチ方向と垂直な方向の座標に差がなくピッチ方向の加工穴の配列に反りがない場合（Ｘ方向調整軸１４の調整が適切である場合）（ステップＳ３５０、Ｙｅｓ）、各加工穴は正常な位置に穿孔されていることとなるのでＤＯＥ１０の補正処理を終了する。以上のレーザ加工装置１０２の動作により、ＤＯＥ１０の光軸に対する傾き（Ｘ軸回転方向）を調整することが可能となる。これにより、人手を介することなくＤＯＥ１０の傾きの調整を実施することが可能となる。
【０１０８】
このように、実施の形態２によれば、試験加工として実際に加工した加工穴の位置ずれに基づいて、ＤＯＥ補正装置２０がＹ軸ステッピングモータ１７、Ｘ軸ステッピングモータ１６を駆動制御して光軸に対するＤＯＥ１０の入射角度を調整するので、光軸に対するＤＯＥ１０の傾きの調整を簡易な構成で容易に行なうことができる。また、ＤＯＥ１０をレーザ加工装置１０１に設置する際のＤＯＥ１０の調整時間を短時間で行なうことができる。したがって、加工穴の位置ずれを低減した高精度な加工を簡易な構成で容易かつ迅速に行なうことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
以上のように、本発明に係るＤＯＥ調整方法およびレーザ加工装置は、レーザ加工による加工位置の位置ずれ調整に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】レーザビームがＤＯＥに対して垂直方向に入射した場合の加工位置を示す図である。
【図４】Ｙ軸回転方向に傾いたＤＯＥに対してレーザビームが斜め入射した場合の加工位置を示す図である。
【図５】Ｘ軸回転方向に傾いたＤＯＥに対してレーザビームが斜め入射した場合の加工位置を示す図である。
【図６】偏り方向の位置ずれ量に関するＤＯＥ傾斜情報の構成を示す図である。
【図７】反り方向の位置ずれ量に関するＤＯＥ傾斜情報の構成を示す図である。
【図８】実施の形態２に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。
【図９】ＤＯＥ補正装置の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態２に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１１】
１ レーザ発振器
２ レーザビーム
３ ベンドミラー
４，５ ガルバノミラー
６ 制御装置
７ ｆθレンズ
８ 加工穴
９ 被加工物
１０ ＤＯＥ
１１ 分光レーザビーム
１２ ＸＹテーブル
１３ ＤＯＥ保持装置
１４ Ｘ方向調整軸
１５ Ｙ方向調整軸
１６ Ｘ軸ステッピングモータ
１７ Ｙ軸ステッピングモータ
１８ ＣＣＤカメラ
２０ ＤＯＥ補正装置
２１ カメラ画像解析部
２２ 補正量記憶部
２３ モータ補正量算出部
２４ モータ駆動制御部
１０１，１０２ レーザ加工装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工による加工位置の位置ずれを調整するＤＯＥ調整方法およびレーザ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、被加工物に対して複数の加工穴を迅速にレーザ加工する装置として、ＤＯＥ（Diffractive Optical Element）を備えたレーザ加工装置が用いられている。このレーザ加工装置が備えるＤＯＥは、回折型の光学素子であり、この光学素子の表面に施された回折格子によって光学素子に入射するレーザビームを所定のパターンに分光する。例えば３分光するように設計されたＤＯＥをレーザ加工装置の光路系に設置すれば、１度のレーザビームの出射で３点の加工が可能となる。
【０００３】
このようなＤＯＥを備えたレーザ加工装置においては、レーザ発振器などの光源から出射されたレーザビームをＤＯＥに入射し、このレーザビームをＤＯＥによって所定の数、角度を持った複数のレーザビームに分光している。そして、分光後のレーザビームを所定の光路伝送系を介して被加工物に出射し、１度に複数の加工穴を穿孔している。
【０００４】
ＤＯＥを備えたレーザ加工装置では、１度に複数の加工穴を穿孔できるので生産性を向上させることはできるが、複数の加工位置に対して位置ずれを防止する必要があり高精度なレーザ加工が困難になる。このため、加工の位置を精度良くレーザ加工を行なうことができるレーザ加工装置の開発が進められている。
【０００５】
特許文献１に記載のレーザ加工装置は、レーザ光を発生させるレーザ発振器と、このレーザ発振器より出力されたレーザ光を被加工物に導く光路を形成するガルバノミラーとｆθレンズとを有する光路系と、レーザ発振器とガルバノミラーとの間の光路中に設けられたＤＯＥと、ＤＯＥの保持装置が光軸に対して垂直となるように調整できる調整手段を備えている。
【０００６】
特許文献２に記載のレーザ加工装置は、回折光学素子または回折光学素子と集光レンズの組み合わせを用いて単一のレーザビームを複数のレーザビームに分割、集光し、複数のレーザビームにより複数のライン状の加工を同時に行なうレーザ加工装置において、光軸を中心に回折光学素子を回転させ、その回転角度の調整によって加工ラインのピッチ間隔を調整している。
【０００７】
【特許文献１】国際公開第００／５３３６５号パンフレット
【特許文献２】特開２００４−２６８１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＤＯＥを用いたレーザ加工装置において生産性を高めるためには、ＤＯＥによる分光数を増大させ、同時に穿孔する穴の数を増やすことが有効的である。しかしながら、分光数を増大させるとＤＯＥによる加工範囲が広くなるので、ＤＯＥの取付精度が加工精度（位置精度）へ大きな影響を与える。例えば、ＤＯＥへの光軸の入射角度がＤＯＥ主面への垂直方向からずれている場合、光軸の中心から離れた加工位置（加工穴）ほど、加工穴本来の設計位置から大きくずれることとなり加工精度も悪化する。このようなＤＯＥへの光軸の入射角度のずれに起因する加工の位置ずれを補正するためには、ＤＯＥが光軸に対して垂直になるようＤＯＥ保持装置の取付位置を調整する必要がある。
【０００９】
上記前者の従来技術では、レーザビームをＤＯＥに対して垂直に入射させるためにレーザビームの光軸の傾きを計測し、この計測結果に基づいてＤＯＥ保持装置の傾き角度を調整する必要がある。しかしながら、光軸とＤＯＥ保持装置の機械的な傾きは相互に独立したものであるため、ＤＯＥへの光軸の入射角度の調整は困難であるという問題があった。
【００１０】
また、上記後者の従来技術では、スクライブラインなどの複数の直線を同時加工する際の加工ラインのピッチ間隔を調整することはできるが、ＤＯＥへの光軸の入射角度のずれに起因する加工の位置ずれを補正することはできないという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光軸に対するＤＯＥの傾きの調整を容易に行なうことができるＤＯＥ調整方法およびレーザ加工装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レーザ加工装置の光源から出射されたレーザ光を分光して被加工物側へ送るＤＯＥを、当該ＤＯＥへ入射するレーザ光の光軸に対して位置調整するＤＯＥ調整方法において、前記ＤＯＥを配設したレーザ加工装置が実際にレーザ加工した後の加工穴の位置ずれを測定する位置測定ステップと、前記位置ずれの測定結果に基づいて前記レーザ光の光軸方向と垂直な方向の回転軸で前記ＤＯＥを回転させ、当該ＤＯＥの回転によって前記ＤＯＥの位置調整を行なう位置調整ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、ＤＯＥを配設したレーザ加工装置が実際にレーザ加工した加工穴の位置ずれの測定結果に基づいて、レーザ光の光軸方向と垂直な方向の回転軸でＤＯＥを回転させるので、光軸に対するＤＯＥの傾きの調整を容易に行なうことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係るＤＯＥ調整方法およびレーザ加工装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。レーザ加工装置１０１は、回折型の光学素子（後述のＤＯＥ１０）を用いて複数の加工穴を同時に穿孔する装置であり、ＤＯＥ１０の配設位置に起因する各加工位置の位置ずれを調整して被加工物９のレーザ加工を行なう装置である。本実施の形態では、レーザ加工装置１０１は、試験加工として実際に加工した加工穴の位置（位置ずれ）に基づいて、光軸に対するＤＯＥ１０の入射角度を調整する。レーザ加工装置１０１は、例えば高速微細穴加工等に用いられる。
【００１６】
レーザ加工装置１０１は、レーザ発振器（光源）１、ベンドミラー３、ガルバノミラー４，５、制御装置６、ＤＯＥ１０、ｆθレンズ７、ＸＹテーブル１２、ＤＯＥ保持装置１３を備えている。
【００１７】
レーザ発振器１は、所定のタイミングでレーザビーム（レーザ光）２を出射（放射）する。ＤＯＥ１０は、回折型の光学素子であり、表面に施された回折格子によって光学素子に入射するレーザビーム２を所定のパターン（分光レーザビーム１１）に分光する。ＤＯＥ１０は、ＤＯＥ保持装置１３によって固定（保持）されている。
【００１８】
ベンドミラー３は、レーザ発振器１から出射されるレーザビーム２（分光レーザビーム１１）を反射して所定の光路へ導く。ガルバノミラー４，５は、分光レーザビーム１１を任意の角度（ＸＹ方向）にスキャニングする。ｆθレンズ７は、入射する分光レーザビーム１１を被加工物９に対して垂直に入射するよう補正して出射する。ＸＹテーブル１２は、被加工物９を載置するとともに、ＸＹ方向に移動する。
【００１９】
制御装置６は、被加工物９を加工するための加工プログラムや加工条件などに基づいて、レーザ発振器１、ガルバノミラー４，５、ＸＹテーブル１２などを制御する。制御装置６は、レーザ発振器１から出射させるレーザビーム２の出射タイミングや、ガルバノミラー４，５がスキャンする分光レーザビーム１１の角度を制御する。
【００２０】
ＤＯＥ保持装置１３は、ＤＯＥ１０を保持する。ＤＯＥ保持装置１３は、レーザビーム２に対する２軸の傾き方向の調整機構として、レーザビーム２の光軸に対する垂直方向にＸ方向調整軸１４、Ｙ方向調整軸１５を有している。それぞれの調整軸（回転軸）は、ＤＯＥ１０の中心を通るとともに、各軸方向はＸＹテーブル１２のＸ軸方向、Ｙ軸方向と同じである。ＤＯＥ保持装置１３は、Ｘ方向調整軸１４を回転させることによってＸ方向と垂直な面内方向に回転し、Ｙ方向調整軸１５を回転させることによってＹ方向と垂直な面内方向に回転する。各調整軸では、所定の位置で軸の固定が可能となっている。なお、各調整軸にはツマミ等を取りつけておき、手動での微調整を実行しやすくしておくことが望ましい。
【００２１】
図１においてレーザ発振器１から出射されたレーザビーム２は、ベンドミラー３によって構成される所定の光路伝送系を伝ってＤＯＥ１０に入射する。レーザビーム２は、ＤＯＥ１０によって所定の数、角度を持った複数の分光レーザビーム１１に分光される。この分光レーザビーム１１は、ガルバノスキャナによって保持されるガルバノミラー４，５に入射する。複数からなる分光レーザビーム１１は、ガルバノミラー４，５によって任意の角度にスキャニングされ、ｆθレンズ７に入射する。ｆθレンズ７に入射した分光レーザビーム１１は、ｆθレンズ７で被加工物９に対して垂直に入射するよう補正されて出射される。ｆθレンズ７から出射した分光レーザビーム１１は、ＸＹテーブル１２上の被加工物９に到達し、複数の加工穴８を同時に穿孔する。被加工物９の材質に対してレーザビーム２（分光レーザビーム１１）の出力が十分でない場合は、複数パルスのビームを一つの加工点に繰返し、必要とされる深さの加工穴を穿孔する。
【００２２】
ガルバノミラー４，５によってスキャニング可能な範囲は限定されているため、その範囲内での加工が終了すると被加工物９はその未加工領域がスキャニング可能な位置となるようＸＹテーブル１２によって移動させられ、再びガルバノミラー４，５を介して到達する分光レーザビーム１１によって加工される。これにより、制御装置６に予め入力されている加工プログラムに基づいた加工パターンを被加工物９上に加工する。
【００２３】
ＤＯＥ１０に起因する加工穴８の設計位置からのずれのパターン（ずれの方向と量）は、ＤＯＥ１０への光軸（レーザビーム２の）の入射角度（垂直方向からのずれ）と相関関係がある。本実施の形態では、光軸の傾きとＤＯＥ１０の傾き（レーザビーム２の光軸に対するＤＯＥ１０の傾き）を実際に計測することなく、試験加工として実際に加工した加工穴の位置に基づいて、光軸に対するＤＯＥ１０の入射角度（調整軸の回転角度および回転方向）を調整する。なお、図１に示したレーザ加工装置１０１の構成において、ガルバノミラー４、ガルバノミラー５を省略した構成としてもよい。
【００２４】
つぎに、実施の形態１に係るレーザ加工装置１０１の動作手順（ＤＯＥ１０の傾きを補正する処理）について説明する。図２は、実施の形態１に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートである。レーザ加工装置１０１には、被加工物９をレーザ加工する際に使用するＤＯＥ１０を予め光路中に設置しておく。ＤＯＥ１０は、Ｘ方向調整軸１４、Ｙ方向調整軸１５によって位置が固定されたＤＯＥ保持装置１３上に固定される。
【００２５】
まず、現状のＤＯＥ１０の姿勢（位置）確認のためにＤＯＥ１０を用いた被加工物９のレーザ加工（加工穴８の穿孔）を実施する（ステップＳ１１０）。この際、ガルバノスキャンのピッチエラーなどに起因する加工位置の位置ずれを避けるため、ガルバノミラー４，５の角度は中央（fθレンズ７の中心を通る位置）に設定しておく。このＤＯＥ１０を用いた被加工物９のレーザ加工は、試験加工であり単発の加工でよい。
【００２６】
つぎに、穿孔された加工穴８の加工位置を測定する（ステップＳ１２０）。加工穴８の加工位置の測定として、ＸＹテーブル１２においてＸ軸方向（ピッチ方向）に並んでいる加工穴の穴間ピッチを測定する。例えば、Ｘ軸方向の最端部に位置する加工穴と、この加工穴の隣（光軸側）に位置する加工穴の穴間ピッチの距離を最端部の穴間ピッチとして測定（算出）する。この穴間ピッチは、Ｘ軸方向の両方の最端部（Ｘ軸のプラス（＋）方向の最端部、Ｘ軸のマイナス（−）方向の最端部）で測定する。そして、各最端部（プラスＸ側、マイナスＸ側）で測定した穴間ピッチの距離の差を比較する（ステップＳ１３０）。
【００２７】
両最端部の穴間ピッチに偏り（差）が生じている場合（ステップＳ１４０、Ｎｏ）、両最端部の穴間ピッチのうちＸ軸のプラス方向の最端部の穴間ピッチがＸ軸のマイナス方向の最端部の穴間ピッチよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ１７０）。
【００２８】
ここで、ＤＯＥ１０の傾き（Ｙ方向調整軸１５の回転方向）（Ｙ軸回転方向）と、両最端部の穴間ピッチの差の関係について説明する。図３は、レーザビームがＤＯＥに対して垂直方向に入射した場合の加工位置を示す図である。
【００２９】
ＤＯＥ１０に対してレーザビーム２が垂直方向に入射できるのは、ＤＯＥ１０がＹ軸方向と垂直な面内方向で回転していない状態（Ｙ方向調整軸１５が回転していない状態）であって、かつＤＯＥ１０がＸ軸方向と垂直な面内方向で回転していない状態（Ｘ方向調整軸１４が回転していない状態）である。
【００３０】
図３に示すＤＯＥ１０の場合、レーザビーム２はＤＯＥ１０の主面に対して垂直に入射しているため、加工穴８は設計値に従った位置に穿孔される。すなわち、加工穴８の両最端部の穴間ピッチは等しい距離（正常値）となり、加工穴８のＸ軸方向の加工位置がずれることはない。
【００３１】
図４は、Ｙ軸回転方向に傾いたＤＯＥに対してレーザビームが斜め入射した場合の加工位置を示す図である。ここでは、ＤＯＥ１０がＹ軸回転方向のプラス側に傾いている場合を示している。
【００３２】
Ｙ軸回転方向のプラス側は、Ｙ軸の反時計周りの回転方向であり、Ｙ軸回転方向のマイナス側は、Ｙ軸の時計周りの回転方向である。換言すると、Ｙ方向調整軸１５をＹ軸回転方向のプラス側（反時計周り）に回転させると、ＤＯＥ１０のプラスＸ側の端部がマイナスＸ側の端部よりも上（レーザビーム２が送られてくる側）になる。また、Ｙ方向調整軸１５をＹ軸回転方向のマイナス側（時計周り）に回転させると、ＤＯＥ１０のプラスＸ側の端部がマイナスＸ側の端部よりも下になる。なお、図１および図４では、Ｙ軸のマイナス側からプラス側に向かう方向に対して回転方向（時計周り、反時計周り）を定義している。
【００３３】
ＤＯＥ１０がＹ軸回転方向で回転してＤＯＥ１０が傾くと、加工穴８のＸ軸方向における両最端部の穴間ピッチがずれる。具体的には、ＤＯＥ１０がＹ軸回転方向のプラス側に傾くと、プラスＸ側の穴間ピッチが正常値よりも大きくなり、マイナスＸ側の穴間ピッチが正常値よりも小さくなる。一方、ＤＯＥ１０がＹ軸回転方向のマイナス側に傾くと、プラスＸ側の穴間ピッチが正常値よりも小さくなり、マイナスＸ側の穴間ピッチが正常値よりも大きくなる。
【００３４】
ＤＯＥ１０がレーザビーム２の光軸に対してＹ方向調整軸１５を軸に傾斜している場合、加工穴８のパターンは設計位置からＸ軸方向に偏りを持ってずれた位置に穿孔される。この加工穴８のパターンの偏りの傾向は、光軸中心を基準とした場合、ＤＯＥ１０の傾斜が被加工物９側に下がっている側（図４ではマイナスＸ側）の穴間ピッチが狭くなり、この逆側（図４ではプラスＸ側）の穴間ピッチが広くなる。そして、この偏りの量は、ＤＯＥ１０の傾斜量が大きくなるに従って増大する。また、光軸から離れた穴間ピッチほど、正常な穴間ピッチからのずれ量が大きくなる。
【００３５】
なお、ＤＯＥ１０の傾斜量（Ｙ方向調整軸１５を軸にした傾斜量）による偏り量はＤＯＥ１０の仕様によって異なる。図４では、ＤＯＥ１０がＹ軸回転方向のプラス側に傾いているので、プラスＸ側の穴間ピッチがマイナスＸ側の穴間ピッチよりも大きくなっている場合を示している。
【００３６】
プラスＸ側の穴間ピッチがマイナスＸ側の穴間ピッチよりも大きい場合（ステップＳ１７０、Ｙｅｓ）、Ｙ方向調整軸１５をマイナス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＹ軸回転方向のマイナス側に調整する（ステップＳ１８０）。
【００３７】
一方、マイナスＸ側の穴間ピッチがプラスＸ側の穴間ピッチよりも大きい場合（ステップＳ１７０、Ｎｏ）、Ｙ方向調整軸１５をプラス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＹ軸回転方向のプラス側に調整する（ステップＳ１９０）。
【００３８】
このステップＳ１８０やステップＳ１９０の処理によって、ＤＯＥ１０をＹ軸方向と垂直な面内方向で回転していない状態（レーザビーム２をＤＯＥ１０に対して垂直方向に入射させることができる状態）にする。これにより、ＤＯＥ１０のＹ軸回転方向の傾きに起因する加工穴のピッチ方向（Ｘ軸方向）の位置ずれを調整できることとなる。
【００３９】
例えば、ＤＯＥ１０の傾斜量１°で左右端のピッチ間隔（穴間ピッチ）の差が１μｍ単位で変動することもあるが、本実施の形態では、レーザビーム２がＤＯＥ１０に対して垂直方向に入射するようＤＯＥ１０の位置をＹ方向調整軸１５で調整しているので、Ｘ軸方向の加工穴８の位置ずれを低減して高精度な加工を行なうことが可能となる。
【００４０】
ステップＳ１８０やステップＳ１９０の処理後は、再び被加工物９のレーザ加工（試験加工）、加工位置の測定、穴間ピッチの比較を行なう（ステップＳ１１０〜Ｓ１４０）。これにより、Ｙ方向調整軸１５の調整が適切に行なわれているか否かを確認する。
【００４１】
Ｙ方向調整軸１５の調整が不適切（不十分）である場合、再びステップＳ１７０〜Ｓ１９０の処理を実行し、Ｙ方向調整軸１５の調整精度を上げていく。Ｙ方向調整軸１５の調整が適切に行なわれるまでステップＳ１１０〜１４０、ステップＳ１７０〜Ｓ１９０の処理を繰り返す。
【００４２】
測定した両最端部の穴間ピッチが等しい場合（ステップＳ１４０、Ｙｅｓ）、Ｘ軸方向の穴間ピッチと垂直な方向（Ｙ軸方向）のパターンの位置ずれを調整する。ここで、ＤＯＥ１０の傾き（Ｘ方向調整軸１５の回転方向）（Ｘ軸回転方向）と、両最端部の加工穴の位置ずれの関係について説明する。図５は、Ｘ軸回転方向に傾いたＤＯＥに対してレーザビームが斜め入射した場合の加工位置を示す図である。ここでは、ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向のプラス側に傾いている場合（ＤＯＥ１０を水平方向から観察した場合にＤＯＥ１０の上面が見える場合）を示している。
【００４３】
Ｘ軸回転方向のプラス側は、Ｘ軸の反時計周りの回転方向であり、Ｘ軸回転方向のマイナス側は、Ｘ軸の時計周りの回転方向である。換言すると、Ｘ方向調整軸１５をＸ軸回転方向のプラス側（反時計周り）に回転させると、ＤＯＥ１０のプラスＹ側の端部がマイナスＹ側の端部よりも上（レーザビーム２が送られてくる側）になる。また、Ｘ方向調整軸１５をＸ軸回転方向のマイナス側（時計周り）に回転させると、ＤＯＥ１０のプラスＹ側の端部がマイナスＹ側の端部よりも下になる。なお、図１および図５では、Ｘ軸のプラス側からマイナス側に向かう方向に対して回転方向（時計周り、反時計周り）を定義している。
【００４４】
ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向で回転してＤＯＥ１０が傾くと、加工穴８のＹ軸方向の位置がずれる。具体的には、ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向のプラス側に傾くと、光軸上の加工穴８の加工位置が端部の加工穴（プラスＸ側の加工穴やマイナスＸ側の加工穴）の位置よりもＹ軸方向のプラス側にずれる。一方、ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向のマイナス側に傾くと、光軸上の加工穴の加工位置が端部の加工穴の位置よりもＹ軸方向のプラス側にずれる。このずれ量は、ＤＯＥ１０の中央部（光軸から近い位置）の加工穴ほど大きくなる。したがって、ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向のプラス側またはマイナス側に傾くと、光軸上の加工穴が正常値と比べて最大のずれ量を示す。換言すると、ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向で傾くと、ピッチ方向（Ｘ軸方向）の加工穴の配列に反りを生じ、各加工穴がＸ軸方向に椀状に配列することとなる。一方、ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向で傾いていない場合、各加工穴がＸ軸方向に直線状に並ぶこととなる。すなわち、加工穴８のパターンの反りの傾向は、光軸中心を基準とした場合、ＤＯＥ１０の傾斜が被加工物９側に下がっている側（図５ではマイナスＹ側）の方向に、加工パターン中央部を最大とした反りが生ずる。そして、その反りの量は、ＤＯＥ１０の傾斜量が大きくなるに従って増大する。
【００４５】
これにより、ＤＯＥ１０がレーザビーム２の光軸に対してＸ方向調整軸１４を軸に傾斜している場合、加工穴８のパターンは設計位置からＹ軸方向に反りを持ってずれた位置に穿孔される。
【００４６】
なお、ＤＯＥ１０の傾斜量（Ｘ方向調整軸１４を軸にした傾斜量）による偏り量はＤＯＥ１０の仕様によって異なる。図５では、ＤＯＥ１０がＸ軸回転方向のプラス側に傾いているので、プラスＸ側の加工穴の位置とマイナスＸ側の加工穴の位置（光軸上の加工穴以外の加工位置）がＹ軸方向のプラス側にずれている場合を示している。
【００４７】
本実施の形態では、Ｙ軸方向の加工穴の位置ずれの調整として、まず加工中心部（光軸上）の加工穴の位置と、加工両端部の加工穴の位置とを比較し、各加工穴にＹ軸方向の位置ずれがあるか否か（穴位置に差異（配列の反り）が発生しているか否か）を判断する。具体的には、加工中心部の加工穴の位置（測定値）と、加工端部の加工穴の位置（測定値）とを比較して、ピッチ方向の加工穴の配列（Ｙ軸方向）に反りがあるか否かを判断する（ステップＳ１５０，Ｓ１６０）。
【００４８】
Ｙ軸方向における加工穴の位置に差が生じてピッチ方向の加工穴の配列に反りがある場合（ステップＳ１６０、Ｙｅｓ）、加工穴の端部がプラス側に反りを生じているかか否かを判断する。すなわち、光軸上の加工穴が端部の加工穴よりもマイナスＹ側に大きくずれたことによって加工穴の配列に反りが生じているか否かを判断する（ステップＳ２００）。
【００４９】
加工穴の端部がプラスＹ側に反りを生じた配列となっている場合（ステップＳ２００、Ｙｅｓ）、Ｘ方向調整軸１４をマイナス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＸ軸回転方向のマイナス側に調整する（ステップＳ２１０）。
【００５０】
一方、加工穴の端部がマイナスＹ側に反りを生じた配列となっている場合（ステップＳ２００、Ｎｏ）、Ｘ方向調整軸１４をプラス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＸ軸回転方向のプラス側に調整する（ステップＳ２２０）。
【００５１】
このステップＳ２１０やステップＳ２２０の処理によって、ＤＯＥ１０をＸ軸方向と垂直な面内方向で回転していない状態（レーザビーム２をＤＯＥ１０に対して垂直方向に入射させることができる状態）にする。これにより、ＤＯＥ１０のＸ軸回転方向の傾きに起因する加工穴のピッチ方向（Ｙ軸方向）の位置ずれを調整できることとなる。
【００５２】
例えば、傾斜量１°でパターン中央部に生じる反りの最大量が１μｍ単位で変動することもあるが、本実施の形態では、レーザビーム２がＤＯＥ１０に対して垂直方向に入射するようＤＯＥ１０の位置をＸ方向調整軸１４で調整しているので、加工穴の位置ずれを低減して高精度な加工を行なうことが可能となる。
【００５３】
ステップＳ２１０やステップＳ２２０の処理後は、再び被加工物９のレーザ加工（試験加工）、加工位置の測定、穴間ピッチの比較を行なう（ステップＳ１１０〜Ｓ１６０）。すなわち、以前の処理で両最端部の穴間ピッチが等しいことを確認できているので（ステップＳ１４０、Ｙｅｓ）、Ｙ軸方向の加工穴の位置ずれの調整として、加工中心部の加工穴の位置と、加工両端部の加工穴の位置とを比較し、各加工穴にＹ軸方向の位置ずれがあるか否かを判断する。これにより、Ｘ方向調整軸１４の調整が適切に行なわれているか否かを確認する。
【００５４】
Ｘ方向調整軸１４の調整が不適切（不十分）である場合、再びステップＳ２００〜Ｓ２２０の処理を実行し、Ｘ方向調整軸１４の調整精度を上げていく。Ｘ方向調整軸１４の調整が適切に行なわれるまでステップＳ１１０〜１６０、ステップＳ２００〜Ｓ２２０の処理を繰り返す。
【００５５】
Ｙ軸方向における加工穴の位置に差がなく、ピッチ方向の加工穴の配列に反りがない場合（Ｘ方向調整軸１４の調整が適切である場合）（ステップＳ１６０、Ｎｏ）、各加工穴は正常な位置に穿孔されているのでＤＯＥ１０の補正処理を終了する。以上のレーザ加工装置１０１の動作により、ＤＯＥ１０の光軸に対する傾きを調整することが可能となる。
【００５６】
ところで、加工の位置ずれ方向（位置ずれ傾向）と、ＤＯＥ１０の光軸に対する傾斜方向との対応関係はＤＯＥ１０の種類などに関わらず共通となるが、そのずれ量は、ＤＯＥ１０の設計（穴数、穴間ピッチ距離、穴の配置など）によって異なった傾向を示す。
【００５７】
このため、予め加工の位置ずれ傾向（加工パターンの偏りや反りの量）を確認しておき、この位置ずれ量をデータとして記憶しておいてもよい。具体的には、ＤＯＥ１０をＤＯＥ保持装置１３に設置し、例えば図２のフローチャートで示した手順でＤＯＥ１０の傾き調整を行う。このとき、加工パターンの偏りと反りがゼロとなるポイント（ＤＯＥ１０の位置）を確認しておき、この位置を原点（ＤＯＥ１０を配設する位置の基準）に設定する。
【００５８】
そして、設定した原点位置から所定の角度毎にＤＯＥ保持装置１３をＸ軸方向とＹ軸方向のそれぞれの方向に対して傾斜させるとともに、この各傾斜位置に対する加工穴の位置を計測しておく。
【００５９】
この際、加工パターンの偏りは、端２点間のピッチ（最端部の穴間ピッチ）のずれ量が最大となるので、この最端部の穴間ピッチを計測しておく。また、加工パターンの反りは、中央部（光軸上の加工穴）のずれ量が最大となるので、この中央部のずれ量を計測しておく。これらの処理によって得た計測データは、制御装置６内などに保管しておく。制御装置６の記憶手段（補正量記憶部２２など）では、計測データを、ＤＯＥ１０の設置位置（光軸に対する傾斜角度）に対する加工の位置ずれ量（後述のＤＯＥ傾斜情報５１，５２）として記憶する。
【００６０】
ここで、制御装置６内などに保管しておく計測データの構成について説明する。図６および図７は、ＤＯＥ傾斜情報の構成の一例を示す図である。図６のＤＯＥ傾斜情報５１は、ＤＯＥ１０のＹ軸回転方向の傾斜角度と加工パターンの位置ずれ量（偏り方向）の対応関係を示しており、図７のＤＯＥ傾斜情報５２は、ＤＯＥ１０のＸ軸回転方向の傾斜角度と加工パターンの位置ずれ量（反り方向）の対応関係を示している。
【００６１】
図６のＤＯＥ傾斜情報５１は、「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」、「プラス側最端部の穴間ピッチ」、「マイナス側最端部の穴間ピッチ」、「両端部（プラス側とマイナス側）間のピッチずれ量（穴間ピッチの差）」、「ＤＯＥ保持装置の補正角度」の各データを有している。
【００６２】
「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」は、光軸に対するＤＯＥ保持装置１３（主面）の傾斜角度（回転角度）である。「ＤＯＥ保持装置１３の傾斜角度」は、例えばＹ軸回転方向へ「−０．３°」、「−０．２°」、「−０．１°」、「０°」、「＋０．１°」、「＋０．２°」、「＋０．３°」のように０．１°毎に設定される。
【００６３】
「プラス側最端部の穴間ピッチ」は、Ｘ軸方向のプラス側の最端部に位置する加工穴８と、この加工穴８の隣に位置する加工穴８の穴間ピッチである。「プラス側最端部の穴間ピッチ」は、「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」毎に測定される。ここでは、「−０．３°」、「−０．２°」、「−０．１°」、「０°」、「＋０．１°」、「＋０．２°」、「＋０．３°」の各傾斜角度に対する穴間ピッチとしてＰ２３、Ｐ２２、Ｐ２１、Ｐ０、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３が測定された場合を示している。
【００６４】
「マイナス側最端部の穴間ピッチ」は、Ｘ軸方向のマイナス側の最端部に位置する加工穴８と、この加工穴８の隣に位置する加工穴８の穴間ピッチである。「マイナス側最端部の穴間ピッチ」は、「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」毎に測定される。ここでは、「−０．３°」、「−０．２°」、「−０．１°」、「０°」、「＋０．１°」、「＋０．２°」、「＋０．３°」の各傾斜角度に対する穴間ピッチとしてＱ２３、Ｑ２２、Ｑ２１、Ｑ０、Ｑ１１、Ｑ１２、Ｑ１３が測定された場合を示している。
【００６５】
「両端部間のピッチずれ量」は、「プラス側の最端部の穴間ピッチ」と「マイナス側の最端部の穴間ピッチ」の差（ずれ量）である。「両端部間のピッチずれ量」は、「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」毎に算出される。ここでは、「−０．３°」、「−０．２°」、「−０．１°」、「０°」、「＋０．１°」、「＋０．２°」、「＋０．３°」の各傾斜角度に対するピッチずれ量としてＲ２３、Ｒ２２、Ｒ２１、Ｒ０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３が算出された場合を示している。
【００６６】
「ＤＯＥ保持装置の補正角度」は、「両端部間のピッチずれ量」に対してＤＯＥ保持装置１３の傾斜（Ｙ軸回転方向）を補正すべき角度である。「ＤＯＥ保持装置の補正角度」は、「両端部間のピッチずれ量」毎に算出し設定しておく。ここでは、ピッチずれ量のＲ２３、Ｒ２２、Ｒ２１、Ｒ０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３に対して、それぞれ補正角度の「＋０．３°」、「＋０．２°」、「＋０．１°」、「０°」、「−０．１°」、「−０．２°」、「−０．３°」を設定した場合を示している。
【００６７】
図７のＤＯＥ傾斜情報５２は、「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」、「中央部の最大ずれ量」、「ＤＯＥ保持装置の補正角度」の各データを有している。「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」は、光軸に対するＤＯＥ保持装置１３（主面）の傾斜角度である。「ＤＯＥ保持装置１３の傾斜角度」は、例えばＸ軸回転方向へ「−０．３°」、「−０．２°」、「−０．１°」、「０°」、「＋０．１°」、「＋０．２°」、「＋０．３°」のように０．１°毎に設定される。
【００６８】
「中央部の最大ずれ量」は、ＤＯＥ１０の中央部から出斜した分光レーザビーム１１で加工された加工穴（光軸中心に位置する加工穴）８の位置ずれ量である。「中央部の最大ずれ量」は、「ＤＯＥ保持装置の傾斜角度」毎に測定される。ここでは、「−０．３°」、「−０．２°」、「−０．１°」、「０°」、「＋０．１°」、「＋０．２°」、「＋０．３°」の各傾斜角度に対する各加工穴の最大ずれ量として、Ｓ２３、Ｓ２２、Ｓ２１、Ｓ０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３が測定された場合を示している。
【００６９】
「ＤＯＥ保持装置の補正角度」は、「中央部の最大ずれ量」に対してＤＯＥ保持装置１３の傾斜（Ｘ軸回転方向）を補正すべき角度である。「ＤＯＥ保持装置の補正角度」は、「中央部の最大ずれ量」毎に算出し設定しておく。ここでは、中央部の最大ずれ量のＳ２３、Ｓ２２、Ｓ２１、Ｓ０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３に対して、それぞれ補正角度の「＋０．３°」、「＋０．２°」、「＋０．１°」、「０°」、「−０．１°」、「−０．２°」、「−０．３°」を設定した場合を示している。
【００７０】
ＤＯＥ１０の位置調整を行なう際には、測定した加工の位置ずれ量と、保管しておいた計測データ（ＤＯＥ傾斜情報５１，５２）とを比較することによって、調整すべきＤＯＥ１０の角度（Ｘ方向調整軸１４やＹ方向調整軸１５の調整量）を容易に導き出すことが可能となる。
【００７１】
これにより、レーザ加工装置１０１のＤＯＥ１０を他の加工機（レーザ加工装置）に取り付ける場合や、一度取り外したＤＯＥ１０を再度レーザ加工装置１０１に取り付ける場合などには効率良くＤＯＥ１０の位置調整（Ｘ方向調整軸１４やＹ方向調整軸１５の調整）を行なうことが可能となる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、Ｙ軸回転方向の加工穴の位置ずれ（加工穴のＸ座標）を補正するために、加工穴の最端部（プラスＸ側、マイナスＸ側）で測定した穴間ピッチの差を比較したが、最端部以外の位置にある加工穴の穴間ピッチを２つ以上用いて穴間ピッチの差を比較してもよい。この場合は、穴間ピッチの測定に用いた加工穴の位置に応じたＹ軸回転方向の補正量を算出し、この補正量でＤＯＥ１０のＹ軸回転方向の傾きを調整する。
【００７３】
また、本実施の形態では、Ｘ軸回転方向の加工穴の位置ずれ（加工穴のＹ座標）を補正するために、加工中心部の加工穴のＹ座標と最端部の加工穴のＹ座標を比較したが、これら以外の位置にある加工穴（Ｘ座標の絶対値が異なる加工穴）を２つ以上用いて加工穴のＹ座標の差を比較してもよい。この場合は、座標測定に用いた加工穴の位置に応じたＹ軸回転方向の補正量を算出し、この補正量でＤＯＥ１０のＸ軸回転方向の傾きを調整する。
【００７４】
このように、実施の形態１によれば、試験加工として実際に加工した加工穴の位置ずれに基づいて、光軸に対するＤＯＥ１０の入射角度を調整するので、ＤＯＥ１０の加工エリアが広い場合であっても、光軸とＤＯＥ１０の入射角に起因する設計位置からのずれが発生した場合の光軸に対するＤＯＥ１０（ＤＯＥ保持装置１３）の傾きの調整を簡易な構成で容易に行なうことができる。また、ＤＯＥ１０をレーザ加工装置１０１に設置する際のＤＯＥ１０の調整時間を短時間で行なうことができる。したがって、加工穴の位置ずれを低減した高精度な加工を簡易な構成で容易かつ迅速に行なうことが可能となる。
【００７５】
実施の形態２．
つぎに、図８〜図１０を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、レーザ加工装置が、ＤＯＥ１０の傾き量の補正（ＤＯＥ１０の調整）を自動で実行する。
【００７６】
図８は実施の形態２に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。図８の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１のレーザ加工装置１０１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。
【００７７】
レーザ加工装置１０２は、図１に示した実施の形態１のレーザ加工装置１０１の機能に加えて、Ｘ方向調整軸１４を駆動させるＸ軸ステッピングモータ１６、Ｙ方向調整軸１５を駆動させるＹ軸ステッピングモータ１７、加工穴８の位置を読み取るＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ１８、ＤＯＥ補正装置２０を備えている。
【００７８】
ＤＯＥ補正装置２０は、ＤＯＥ１０の傾き量の補正を自動制御する装置である。ここでＤＯＥ補正装置２０の詳細な構成について説明する。図９は、ＤＯＥ補正装置の構成を示す図である。
【００７９】
ＤＯＥ補正装置２０は、Ｘ軸ステッピングモータ１６、Ｙ軸ステッピングモータ１７、ＣＣＤカメラ（位置情報取得部）１８に接続しており、カメラ画像解析部（位置ずれ解析部）２１、補正量記憶部（位置調整情報記憶部）２２、モータ補正量算出部（位置調整情報算出部）２３、モータ駆動制御部（回転軸駆動部）２４を備えている。ＤＯＥ補正装置２０では、モータ補正量算出部２３が、カメラ画像解析部２１、補正量記憶部２２、モータ駆動制御部２４と接続している。
【００８０】
カメラ画像解析部２１は、ＣＣＤカメラ１８に接続しており、ＣＣＤカメラ１８が撮像した画像（位置情報）に基づいて加工穴８の位置ずれを解析（穴位置の座標を算出）する。カメラ画像解析部２１は、画像の解析結果（位置ずれ情報）をモータ補正量算出部２３に入力する。
【００８１】
補正量記憶部２２は、ＤＯＥ１０（光軸に対する傾斜の調整対象）に対して予め測定しておいた加工穴パターンのずれ量と、ＤＯＥ１０の姿勢の補正量との相関データ（ＤＯＥ傾斜情報５１，５２）（位置調整情報）を記憶する。
【００８２】
ここでの加工穴パターンのずれ量は、実施の形態１の図６や図７で示したＤＯＥ傾斜情報５１の「両端部間のピッチずれ量」やＤＯＥ傾斜情報５２の「中央部の最大ずれ量」である。また、ＤＯＥ１０の姿勢の補正量（以下、ＤＯＥ補正量という）は、ＤＯＥ傾斜情報５１やＤＯＥ傾斜情報５２の「ＤＯＥ保持装置の補正角度」である。
【００８３】
モータ補正量算出部２３は、カメラ画像解析部２１からの解析結果と、補正量記憶部２２が記憶するＤＯＥ補正量に基づいて、Ｘ方向調整軸１４やＹ方向調整軸１５の回転方向の補正量（回転角度）を算出する。モータ補正量算出部２３は、算出した結果（補正量）を、Ｘ方向調整軸１４の回転補正量、Ｙ方向調整軸１５の回転補正量としてモータ駆動制御部２４に入力する。
【００８４】
モータ駆動制御部２４は、Ｘ軸ステッピングモータ１６、Ｙ軸ステッピングモータ１７に接続しており、モータ補正量算出部２３からの算出結果（Ｘ方向調整軸１４の回転補正量、Ｙ方向調整軸１５の回転補正量）に基づいて、Ｘ軸ステッピングモータ１６、Ｙ軸ステッピングモータ１７を制御する。
【００８５】
つぎに、実施の形態２に係るレーザ加工装置１０２の動作手順（ＤＯＥ１０の傾きを補正する処理）について説明する。図１０は、実施の形態２に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートである。なお、実施の形態１に係るレーザ加工装置１０１と同様の処理を行う手順については、その説明を省略する。
【００８６】
レーザ加工装置１０２には、被加工物９をレーザ加工する際に使用するＤＯＥ１０を予め光路中に設置しておく。ＤＯＥ１０は、Ｘ方向調整軸１４、Ｙ方向調整軸１５によって位置が固定されたＤＯＥ保持装置１３上に固定される。
【００８７】
まず、現状のＤＯＥ１０の位置確認のためにＤＯＥ１０を用いた被加工物９のレーザ加工（加工穴８の穿孔）を実施する（ステップＳ３００）。この際、ガルバノスキャンのピッチエラーなどに起因する加工位置の位置ずれを避けるため、ガルバノミラー４，５の角度は中央（fθレンズ７の中心を通る位置）に設定しておく。このＤＯＥ１０を用いた被加工物９のレーザ加工は、試験加工であり単発の加工でよい。
【００８８】
つぎに、ＣＣＤカメラ１８が穿孔された加工穴８を撮像し、読み取った画像をカメラ画像解析部２１に入力する。カメラ画像解析部２１は、ＣＣＤカメラ１８が読み取った画像に基づいて、加工穴の座標を算出する（ステップＳ３１０）。
【００８９】
カメラ画像解析部２１は、算出した加工穴の座標を用いて両最端部（Ｘ軸方向の最端部に位置する加工穴と、この加工穴の隣に位置する加工穴）の穴間ピッチ（プラスＸ側、マイナスＸ側）を算出し、その差異を比較する（ステップＳ３２０）。
【００９０】
両最端部の穴間ピッチに差が生じている場合は（ステップＳ３３０、Ｎｏ）、両端部の穴間ピッチに偏りが生じているので、両最端部の穴間ピッチの差を補正する処理を行う。具体的には、まずカメラ画像解析部２１が、算出した加工穴の座標（Ｘ座標）をモータ補正量算出部２３に入力する。モータ補正量算出部２３は、レーザ加工装置１０２に設置したＤＯＥ１０に対応するＤＯＥ傾斜情報５１を補正量記憶部２２から呼び出す（ステップＳ３６０）。
【００９１】
モータ補正量算出部２３は、穴間ピッチの差（ずれ方向とずれ量）に基づいて、ＤＯＥ傾斜情報５１からＤＯＥ補正量（ＤＯＥ１０のＹ軸回転方向の傾きを調整する角度）を抽出する（ステップＳ３７０）。
【００９２】
モータ補正量算出部２３は、抽出したＤＯＥ補正量に基づいて、Ｙ方向調整軸１５の回転方向の補正量（ＤＯＥ補正量に応じた回転角度）を算出する。モータ補正量算出部２３は、算出した結果（回転角度）を、Ｙ方向調整軸１５の回転補正量としてモータ駆動制御部２４に入力する。
【００９３】
モータ駆動制御部２４は、モータ補正量算出部２３からの算出結果（Ｙ方向調整軸１５の回転補正量）に基づいて、Ｙ軸ステッピングモータ１７を制御する。具体的には、モータ駆動制御部２４がＤＯＥ補正量に応じた角度（補正量）の回転指令をＹ軸ステッピングモータ１７に出力する（ステップＳ３８０）。Ｙ軸ステッピングモータ１７は、モータ駆動制御部２４からの回転指令に応じた回転角度だけＹ方向調整軸１５を回転させる。これにより、Ｙ方向調整軸１５に接続しているＤＯＥ保持装置１３が駆動し（ステップＳ３９０）、ＤＯＥ１０の傾き（Ｙ軸回転方向）が補正される。
【００９４】
ここでの処理は、実施の形態１でのレーザ加工装置１０１の処理と同様に、プラスＸ側の穴間ピッチがマイナスＸ側の穴間ピッチよりも大きい場合、Ｙ方向調整軸１５をマイナス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＹ軸回転方向のマイナス側に調整する。
【００９５】
一方、マイナスＸ側の穴間ピッチがプラスＸ側の穴間ピッチよりも大きい場合、Ｙ方向調整軸１５をプラス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＹ軸回転方向のプラス側に調整する。
【００９６】
ステップＳ３９０の処理後は、再び被加工物９のレーザ加工（試験加工）、加工位置の測定、穴間ピッチの比較を行なう（ステップＳ３００〜Ｓ３３０）。これにより、Ｙ方向調整軸１５の調整が適切に行なわれているか否かを確認する。
【００９７】
Ｙ方向調整軸１５の調整が不適切である場合、再びステップＳ３６０〜Ｓ３９０の処理を実行し、Ｙ方向調整軸１５の調整精度を上げていく。Ｙ方向調整軸１５の調整が適切に行なわれるまでステップＳ３００〜３３０、ステップＳ３６０〜Ｓ３９０の処理を繰り返す。
【００９８】
測定した両最端部の穴間ピッチが等しい場合（ステップＳ３３０、Ｙｅｓ）、カメラ画像解析部２１は、算出した加工穴の座標に基づいて、加工ピッチ方向と垂直な方向の加工穴の座標の差を中央部（光軸近傍）と両最端部で比較する（ステップＳ３４０，Ｓ３５０）。
【００９９】
中央部における加工ピッチ方向と垂直な方向の座標（Ｙ座標）と、両最端部における加工ピッチ方向と垂直な方向の座標（Ｙ座標）に差が生じている場合（ステップＳ３５０、Ｎｏ）、中央部の加工穴と両最端部の加工穴の配列が反りを形成しているので、加工ピッチ方向と垂直な方向の加工穴の座標（加工穴のＹ座標）を補正する処理を行う。具体的には、まずカメラ画像解析部２１が、算出した加工穴の座標（Ｙ座標）をモータ補正量算出部２３に入力する。モータ補正量算出部２３は、レーザ加工装置１０２に設置したＤＯＥ１０に対応するＤＯＥ傾斜情報５２を補正量記憶部２２から呼び出す（ステップＳ４００）。
【０１００】
モータ補正量算出部２３は、加工ピッチ方向と垂直な方向の加工穴の座標の差（ずれ方向とずれ量）に基づいて、ＤＯＥ傾斜情報５２からＤＯＥ補正量（ＤＯＥ１０のＸ軸回転方向の傾きを調整する角度）を抽出する（ステップＳ４１０）。
【０１０１】
モータ補正量算出部２３は、抽出したＤＯＥ補正量に基づいて、Ｘ方向調整軸１４の回転方向の補正量（ＤＯＥ補正量に応じた回転角度）を算出する。モータ補正量算出部２３は、算出した結果（回転角度）を、Ｘ方向調整軸１４の回転補正量としてモータ駆動制御部２４に入力する。
【０１０２】
モータ駆動制御部２４は、モータ補正量算出部２３からの算出結果（Ｘ方向調整軸１４の回転補正量）に基づいて、Ｘ軸ステッピングモータ１６を制御する。具体的には、モータ駆動制御部２４がＤＯＥ補正量に応じた角度（補正量）の回転指令をＸ軸ステッピングモータ１６に出す（ステップＳ４２０）。Ｘ軸ステッピングモータ１６は、モータ駆動制御部２４からの回転指令に応じた回転角度だけＸ方向調整軸１４を回転させる。これにより、Ｘ方向調整軸１４に接続しているＤＯＥ保持装置１３が駆動し（ステップＳ４３０）、ＤＯＥ１０の傾きが補正される。
【０１０３】
ここでの処理は、実施の形態１でのレーザ加工装置１０１の処理と同様に、加工穴の端部がプラスＹ側に反りを生じた配列となっている場合、Ｘ方向調整軸１４をマイナス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＸ軸回転方向のマイナス側に調整する。
【０１０４】
一方、加工穴の端部がマイナスＹ側に反りを生じた配列となっている場合、Ｘ方向調整軸１４をプラス方向に回転させることによって、ＤＯＥ１０の傾きをＸ軸回転方向のプラス側に調整する。
【０１０５】
ステップＳ４３０の処理後は、再び被加工物９のレーザ加工（試験加工）、加工位置の測定、穴間ピッチの比較を行なう（ステップＳ３００〜Ｓ３５０）。すなわち、以前の処理で両最端部の穴間ピッチが等しいことを確認できているので（ステップＳ３３０、Ｙｅｓ）、Ｙ軸方向の加工穴の位置ずれの調整として、加工中心部の加工穴の位置と、加工両端部の加工穴の位置とを比較し、各加工穴のＹ軸方向の位置ずれがあるか否かを判断する。これにより、Ｘ方向調整軸１４の調整が適切に行なわれているか否かを確認する。
【０１０６】
Ｘ方向調整軸１４の調整が不適切（不十分）である場合、再びステップＳ４００〜Ｓ４３０の処理を実行し、Ｘ方向調整軸１４の調整精度を上げていく。Ｘ方向調整軸１４の調整が適切に行なわれるまでステップＳ３００〜３５０、ステップＳ４００〜Ｓ４３０の処理を繰り返す。
【０１０７】
一方、中央部における加工ピッチ方向と垂直な方向の座標と、両端部における加工ピッチ方向と垂直な方向の座標に差がなくピッチ方向の加工穴の配列に反りがない場合（Ｘ方向調整軸１４の調整が適切である場合）（ステップＳ３５０、Ｙｅｓ）、各加工穴は正常な位置に穿孔されていることとなるのでＤＯＥ１０の補正処理を終了する。以上のレーザ加工装置１０２の動作により、ＤＯＥ１０の光軸に対する傾き（Ｘ軸回転方向）を調整することが可能となる。これにより、人手を介することなくＤＯＥ１０の傾きの調整を実施することが可能となる。
【０１０８】
このように、実施の形態２によれば、試験加工として実際に加工した加工穴の位置ずれに基づいて、ＤＯＥ補正装置２０がＹ軸ステッピングモータ１７、Ｘ軸ステッピングモータ１６を駆動制御して光軸に対するＤＯＥ１０の入射角度を調整するので、光軸に対するＤＯＥ１０の傾きの調整を簡易な構成で容易に行なうことができる。また、ＤＯＥ１０をレーザ加工装置１０１に設置する際のＤＯＥ１０の調整時間を短時間で行なうことができる。したがって、加工穴の位置ずれを低減した高精度な加工を簡易な構成で容易かつ迅速に行なうことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
以上のように、本発明に係るＤＯＥ調整方法およびレーザ加工装置は、レーザ加工による加工位置の位置ずれ調整に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートである。
【図３】レーザビームがＤＯＥに対して垂直方向に入射した場合の加工位置を示す図である。
【図４】Ｙ軸回転方向に傾いたＤＯＥに対してレーザビームが斜め入射した場合の加工位置を示す図である。
【図５】Ｘ軸回転方向に傾いたＤＯＥに対してレーザビームが斜め入射した場合の加工位置を示す図である。
【図６】偏り方向の位置ずれ量に関するＤＯＥ傾斜情報の構成を示す図である。
【図７】反り方向の位置ずれ量に関するＤＯＥ傾斜情報の構成を示す図である。
【図８】実施の形態２に係るレーザ加工装置の構成を示す図である。
【図９】ＤＯＥ補正装置の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態２に係るレーザ加工装置の動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１１】
１ レーザ発振器
２ レーザビーム
３ ベンドミラー
４，５ ガルバノミラー
６ 制御装置
７ ｆθレンズ
８ 加工穴
９ 被加工物
１０ ＤＯＥ
１１ 分光レーザビーム
１２ ＸＹテーブル
１３ ＤＯＥ保持装置
１４ Ｘ方向調整軸
１５ Ｙ方向調整軸
１６ Ｘ軸ステッピングモータ
１７ Ｙ軸ステッピングモータ
１８ ＣＣＤカメラ
２０ ＤＯＥ補正装置
２１ カメラ画像解析部
２２ 補正量記憶部
２３ モータ補正量算出部
２４ モータ駆動制御部
１０１，１０２ レーザ加工装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ加工装置の光源から出射されたレーザ光を分光して被加工物側へ送るＤＯＥを、当該ＤＯＥへ入射するレーザ光の光軸に対して位置調整するＤＯＥ調整方法において、
前記ＤＯＥを配設したレーザ加工装置が実際にレーザ加工した後の加工穴の位置ずれを測定する位置測定ステップと、
前記位置ずれの測定結果に基づいて前記レーザ光の光軸方向と垂直な方向の回転軸で前記ＤＯＥを回転させ、当該ＤＯＥの回転によって前記ＤＯＥの位置調整を行なう位置調整ステップと、
を含むことを特徴とするＤＯＥ調整方法。
【請求項２】
前記位置測定ステップで測定した位置ずれの測定結果および当該測定結果に応じた前記回転軸の回転角度および回転方向を、前記ＤＯＥを位置調整するための位置調整情報として記憶しておく測定結果記憶ステップをさらに含み、
前記位置調整ステップは、前記測定結果記憶ステップで記憶しておいた位置調整情報を用いて前記ＤＯＥを位置調整することを特徴とする請求項１に記載のＤＯＥ調整方法。
【請求項３】
光源から出射されたレーザ光を分光して被加工物側へ送るＤＯＥを有するとともに、当該ＤＯＥへ入射するレーザ光の光軸に対して前記ＤＯＥを位置調整し前記被加工物のレーザ加工を行なうレーザ加工装置において、
前記ＤＯＥを配設した状態で実際にレーザ加工した後の加工穴の位置ずれに関する位置ずれ情報に基づいて、前記レーザ光の光軸方向と垂直な方向の回転軸で前記ＤＯＥを回転させ、当該ＤＯＥの回転によって前記ＤＯＥの位置調整を行なう回転軸駆動部を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
前記ＤＯＥを配設した状態で実際にレーザ加工された加工穴の位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部が取得した位置情報に基づいて前記加工穴の位置ずれを解析し前記位置ずれ情報を生成する位置ずれ解析部と、
前記位置ずれ解析部が生成した位置ずれ情報に基づいて、前記加工穴の位置ずれに応じた前記回転軸の回転角度および回転方向を、前記ＤＯＥを位置調整するための位置調整情報として算出する位置調整情報算出部と、
をさらに備え、
前記回転軸駆動部は、前記位置調整情報算出部が算出した位置調整情報を用いて前記ＤＯＥの位置調整を行なうことを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記位置調整情報を予め記憶しておく位置調整情報記憶部をさらに備え、
前記回転軸駆動部は、前記位置調整情報記憶部で記憶しておいた位置調整情報を用いて前記ＤＯＥの位置調整を行なうことを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記回転軸は、前記ＤＯＥによって分光された後のレーザ光によって加工される加工穴の配列ピッチ方向と平行な第１の軸および当該第１の軸に垂直な方向の第２の軸であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。
【請求項１】
レーザ加工装置の光源から出射されたレーザ光を分光して被加工物側へ送るＤＯＥを、当該ＤＯＥへ入射するレーザ光の光軸に対して位置調整するＤＯＥ調整方法において、
前記ＤＯＥを配設したレーザ加工装置が実際にレーザ加工した後の加工穴の位置ずれを測定する位置測定ステップと、
前記位置ずれの測定結果に基づいて前記レーザ光の光軸方向と垂直な方向の回転軸で前記ＤＯＥを回転させ、当該ＤＯＥの回転によって前記ＤＯＥの位置調整を行なう位置調整ステップと、
を含むことを特徴とするＤＯＥ調整方法。
【請求項２】
前記位置測定ステップで測定した位置ずれの測定結果および当該測定結果に応じた前記回転軸の回転角度および回転方向を、前記ＤＯＥを位置調整するための位置調整情報として記憶しておく測定結果記憶ステップをさらに含み、
前記位置調整ステップは、前記測定結果記憶ステップで記憶しておいた位置調整情報を用いて前記ＤＯＥを位置調整することを特徴とする請求項１に記載のＤＯＥ調整方法。
【請求項３】
光源から出射されたレーザ光を分光して被加工物側へ送るＤＯＥを有するとともに、当該ＤＯＥへ入射するレーザ光の光軸に対して前記ＤＯＥを位置調整し前記被加工物のレーザ加工を行なうレーザ加工装置において、
前記ＤＯＥを配設した状態で実際にレーザ加工した後の加工穴の位置ずれに関する位置ずれ情報に基づいて、前記レーザ光の光軸方向と垂直な方向の回転軸で前記ＤＯＥを回転させ、当該ＤＯＥの回転によって前記ＤＯＥの位置調整を行なう回転軸駆動部を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項４】
前記ＤＯＥを配設した状態で実際にレーザ加工された加工穴の位置に関する位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報取得部が取得した位置情報に基づいて前記加工穴の位置ずれを解析し前記位置ずれ情報を生成する位置ずれ解析部と、
前記位置ずれ解析部が生成した位置ずれ情報に基づいて、前記加工穴の位置ずれに応じた前記回転軸の回転角度および回転方向を、前記ＤＯＥを位置調整するための位置調整情報として算出する位置調整情報算出部と、
をさらに備え、
前記回転軸駆動部は、前記位置調整情報算出部が算出した位置調整情報を用いて前記ＤＯＥの位置調整を行なうことを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記位置調整情報を予め記憶しておく位置調整情報記憶部をさらに備え、
前記回転軸駆動部は、前記位置調整情報記憶部で記憶しておいた位置調整情報を用いて前記ＤＯＥの位置調整を行なうことを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記回転軸は、前記ＤＯＥによって分光された後のレーザ光によって加工される加工穴の配列ピッチ方向と平行な第１の軸および当該第１の軸に垂直な方向の第２の軸であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１７３６５１（Ｐ２００８−１７３６５１Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７３５７（Ｐ２００７−７３５７）
【出願日】平成１９年１月１６日（２００７．１．１６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１６日（２００７．１．１６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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