[发明专利]激光加工装置和激光加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过对加工对象物照射激光来加工该加工对象物的装 置和方法。

背景技术

目前，例如在将制造年月日和序列号刻印在罐等上的时候，例如 使用的是油墨。然而，在使用油墨的情况下，会存在油墨剥落和环境 等的污染的问题。作为解决这些问题的方法，利用激光加工进行的记 号标注正在不断受到关注。激光标记是通过聚光照射激光而在罐等的 加工对象物上打出细微的小孔并刻印上英文和数字等。

作为激光标记的加工方法，目前一般采用以下的任一种方法：用 一个激光束逐点进行加工，或者对于加宽了的激光束配置强度掩模来 一并进行加工。然而，就前者而言，因为是逐点进行加工，所以存在 需要花费时间的问题。另外，就后者而言，由于被强度掩模所被屏蔽 的激光对加工没有贡献，所以存在光量损失较大的问题。

作为解决这些问题的方法，开始考虑使用相位调制型的空间光调 制器(SLM：Spatial Light Modulator)的方法。即，将计算机全息图(CGH： Computer Generated Hologram)显示于相位调制型的空间光调制器上， 并按每一个像素对被输入到该空间光调制器中的激光进行相位调制， 由聚光光学系统将该相位调制后的激光在加工对象物上成像，按照由 该成像所形成的加工图案对加工对象物进行加工。被显示于空间光调 制器上的全息图是对应于在加工对象物上的加工图案的。这样的话， 那么光损失就少并且能够在加工对象物上一并加工多个点。

在如上所述使用相位调制型的空间光调制器的激光加工方法中， 如图11中所表示的流程图那样，首先确定在加工对象物上的所希望的 加工图案，根据该加工图案进行计算从而制作全息图，将该被制作成 的全息图传送到空间光调制器的驱动部，并由该驱动部将全息图显示 在空间光调制器上，之后将激光入射到空间光调制器上(参照专利文 献1)。

专利文献1：日本特开2006-113185号公报

发明内容

然而，例如有必要分别对在生产流水线上按顺序通过的多个加工 对象物实时地进行记号标注。考虑分别对1000个加工对象物将从 “0001”到“1000”的各个数值作为生产序号来进行记号标注的情况下， 如果使用上述的激光加工方法，那么就要反复进行1000次包含加工图 案的确定、全息图的制作以及全息图的传送的一系列程序。

可是，上述的激光加工法对于包含加工图案的确定、全息图的制 作以及全息图的传送的一系列程序所需要的时间较长。特别是，全息 图的制作因为是使用需要FFT等计算的GS法等的算法，所以所需要 的时间较长。因此，如上所述，在分别对多个加工对象物按顺序实时 地进行记号标注的情况下，激光加工的生产能力较低。

如果预先制作分别对应于所有的加工图案的全息图并由存储部加 以存储，那么就没有必要在每次进行记号标注时进行全息图的制作， 从而可以实现高速化。例如，在一并刻印如图12所表示那样的 “BABA”的文字列被配置成2行2列而构成的加工图案的时候，预先 制作对应于这样的加工图案的全息图并由存储部进行存储。但是，在 此情况下，因为有必要预先制作对应于所有加工图案的全息图并由存 储部进行存储，所以应该由存储部预先存储下来的全息图的数据量将 变得相当庞大。

在加工图案是由多个基本加工图案(例如英文以及数字)的排列 构成的情况下，虽然也考虑了由激光一个一个刻印基本加工图案，但 是应该刻印的基本加工图案的个数如果较多，那么激光加工的生产能 力依然会降低。

为了解决如上所述的问题而考虑以下的方案：预先制作分别对应 于多个基本加工图案的多个基本全息图并由存储部将其存储下来，并 从存储部中读出与构成应该刻印到加工对象物上的整体加工图案的基 本加工图案相对应的基本全息图，将并列配置了这些基本全息图的整 体全息图显示于空间光调制器中，从而进行激光加工(记号标注)。

在如上所述将多个基本全息图并列配置地显示于一个空间光调制 器中的情况下，各个基本全息图的尺寸将会变小。因此，各个基本全 息图的分辨率将变低，结果被再现的基本加工图案变大(图13(a))， 所以会产生这些多个基本加工图案在加工对象物的被加工面上互相重 叠的问题(图14)。