[發(fā)明專利]激光加工裝置和激光加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410428261.3
• 申請日: 2009-10-09
• 公開（公告）號: CN104162740A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 瀧口優(yōu);松本直也;福智升央;井上卓;竹森民樹;向坂直久
• 申請（專利權(quán)）人: 浜松光子學(xué)株式會社
• 主分類號: B23K26/06
• 分類號: B23K26/06;G03H1/08
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦

(本申請是申請日為2009年10月9日、申請?zhí)枮?00910151293.2、發(fā)明名稱為“激光加工裝置和激光加工方法”的專利申請的分案申請。)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通過對加工對象物照射激光來加工該加工對象物的裝置和方法。

背景技術(shù)

目前，例如在將制造年月日和序列號刻印在罐等上的時候，例如使用的是油墨。然而，在使用油墨的情況下，會存在油墨剝落和環(huán)境等的污染的問題。作為解決這些問題的方法，利用激光加工進(jìn)行的記號標(biāo)注正在不斷受到關(guān)注。激光標(biāo)記是通過聚光照射激光而在罐等的加工對象物上打出細(xì)微的小孔并刻印上英文和數(shù)字等。

作為激光標(biāo)記的加工方法，目前一般采用以下的任一種方法：用一個激光束逐點(diǎn)進(jìn)行加工，或者對于加寬了的激光束配置強(qiáng)度掩模來一并進(jìn)行加工。然而，就前者而言，因?yàn)槭侵瘘c(diǎn)進(jìn)行加工，所以存在需要花費(fèi)時間的問題。另外，就后者而言，由于被強(qiáng)度掩模所被屏蔽的激光對加工沒有貢獻(xiàn)，所以存在光量損失較大的問題。

作為解決這些問題的方法，開始考慮使用相位調(diào)制型的空間光調(diào)制器(SLM：Spatial?Light?Modulator)的方法。即，將計算機(jī)全息圖(CGH：Computer?Generated?Hologram)顯示于相位調(diào)制型的空間光調(diào)制器上，并按每一個像素對被輸入到該空間光調(diào)制器中的激光進(jìn)行相位調(diào)制，由聚光光學(xué)系統(tǒng)將該相位調(diào)制后的激光在加工對象物上成像，按照由該成像所形成的加工圖案對加工對象物進(jìn)行加工。被顯示于空間光調(diào)制器上的全息圖是對應(yīng)于在加工對象物上的加工圖案的。這樣的話，那么光損失就少并且能夠在加工對象物上一并加工多個點(diǎn)。

在如上所述使用相位調(diào)制型的空間光調(diào)制器的激光加工方法中，如圖11中所表示的流程圖那樣，首先確定在加工對象物上的所希望的加工圖案，根據(jù)該加工圖案進(jìn)行計算從而制作全息圖，將該被制作成的全息圖傳送到空間光調(diào)制器的驅(qū)動部，并由該驅(qū)動部將全息圖顯示在空間光調(diào)制器上，之后將激光入射到空間光調(diào)制器上(參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2006-113185號公報

發(fā)明內(nèi)容

然而，例如有必要分別對在生產(chǎn)流水線上按順序通過的多個加工對象物實(shí)時地進(jìn)行記號標(biāo)注。考慮分別對1000個加工對象物將從“0001”到“1000”的各個數(shù)值作為生產(chǎn)序號來進(jìn)行記號標(biāo)注的情況下，如果使用上述的激光加工方法，那么就要反復(fù)進(jìn)行1000次包含加工圖案的確定、全息圖的制作以及全息圖的傳送的一系列程序。

可是，上述的激光加工法對于包含加工圖案的確定、全息圖的制作以及全息圖的傳送的一系列程序所需要的時間較長。特別是，全息圖的制作因?yàn)槭鞘褂眯枰狥FT等計算的GS法等的算法，所以所需要的時間較長。因此，如上所述，在分別對多個加工對象物按順序?qū)崟r地進(jìn)行記號標(biāo)注的情況下，激光加工的生產(chǎn)能力較低。

如果預(yù)先制作分別對應(yīng)于所有的加工圖案的全息圖并由存儲部加以存儲，那么就沒有必要在每次進(jìn)行記號標(biāo)注時進(jìn)行全息圖的制作，從而可以實(shí)現(xiàn)高速化。例如，在一并刻印如圖12所表示那樣的“BABA”的文字列被配置成2行2列而構(gòu)成的加工圖案的時候，預(yù)先制作對應(yīng)于這樣的加工圖案的全息圖并由存儲部進(jìn)行存儲。但是，在此情況下，因?yàn)橛斜匾A(yù)先制作對應(yīng)于所有加工圖案的全息圖并由存儲部進(jìn)行存儲，所以應(yīng)該由存儲部預(yù)先存儲下來的全息圖的數(shù)據(jù)量將變得相當(dāng)龐大。

在加工圖案是由多個基本加工圖案(例如英文以及數(shù)字)的排列構(gòu)成的情況下，雖然也考慮了由激光一個一個刻印基本加工圖案，但是應(yīng)該刻印的基本加工圖案的個數(shù)如果較多，那么激光加工的生產(chǎn)能力依然會降低。

為了解決如上所述的問題而考慮以下的方案：預(yù)先制作分別對應(yīng)于多個基本加工圖案的多個基本全息圖并由存儲部將其存儲下來，并從存儲部中讀出與構(gòu)成應(yīng)該刻印到加工對象物上的整體加工圖案的基本加工圖案相對應(yīng)的基本全息圖，將并列配置了這些基本全息圖的整體全息圖顯示于空間光調(diào)制器中，從而進(jìn)行激光加工(記號標(biāo)注)。

在如上所述將多個基本全息圖并列配置地顯示于一個空間光調(diào)制器中的情況下，各個基本全息圖的尺寸將會變小。因此，各個基本全息圖的分辨率將變低，結(jié)果被再現(xiàn)的基本加工圖案變大(圖13(a))，所以會產(chǎn)生這些多個基本加工圖案在加工對象物的被加工面上互相重疊的問題(圖14)。