特開 2022-21023 レーザー加工方法及びレーザー加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022021023

(43)【公開日】2022-02-02

(54)【発明の名称】レーザー加工方法及びレーザー加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/388 20140101AFI20220126BHJP

【ＦＩ】

B23K26/388

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020124361

(22)【出願日】2020-07-21

(71)【出願人】

【識別番号】303003225

【氏名又は名称】ＵＨＴ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】福島 正人

(72)【発明者】

【氏名】松岡 健之

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168AD15

4E168CB04

4E168DA34

4E168EA15

4E168JA17

(57)【要約】

【課題】ワークに形成する孔の形状を当該孔の軸方向全体にわたって円形状にすることができるレーザー加工方法及びレーザー加工装置を提供する。
【解決手段】レーザー加工方法は、ワークＷの加工面１２に対してレーザービームＬＢを照射してレーザービームＬＢの照射位置を加工面１２において変化させながら加工を行うトレパニング加工により孔１３を形成する方法であり、レーザービームＬＢにおける加工面１２の深さに応じた断面形状に基づき当該深さにおける孔１３の形状が円形状になる軌道Ｋ１で加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を変化させる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの加工面に対してレーザービームを照射して前記レーザービームの照射位置を前記加工面において変化させながら加工を行うトレパニング加工により孔を形成するレーザー加工方法であって、
前記レーザービームにおける前記加工面の深さに応じた断面形状に基づき当該深さにおける前記孔の形状が円形状になる軌道で前記加工面における前記レーザービームの照射位置を変化させることを特徴とするレーザー加工方法。

【請求項2】

前記軌道は、単一の円軌道または楕円軌道、互いに大きさの異なる複数の円軌道または楕円軌道、及び円弧または楕円弧を連続的に繋げてなる渦巻き軌道のうち少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載のレーザー加工方法。

【請求項3】

前記レーザービームの照射位置は、円弧または楕円弧を連続的に繋げてなる渦巻き軌道で変化させた場合、その後に単一の円軌道または楕円軌道で変化させることを特徴とする請求項２に記載のレーザー加工方法。

【請求項4】

ワークの加工面に対してレーザービームを照射して前記レーザービームの照射位置を前記加工面において変化させながら加工を行うトレパニング加工により孔を形成するレーザー加工装置であって、
前記レーザービームを前記ワークの前記加工面に対して発振するレーザー発振器と、
前記レーザー発振器から発振される前記レーザービームの照射方向を前記加工面において変化させる照射方向変化部と、
前記照射方向変化部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記レーザービームにおける前記加工面の深さに応じた断面形状に基づき当該深さにおける前記孔の形状が円形状になる軌道で前記加工面における前記レーザービームの照射位置が変化するように、前記照射方向変化部を制御することを特徴とするレーザー加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザービームによるトレパニング加工によってワークに孔を形成するレーザー加工方法及びレーザー加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のレーザー加工方法として、例えば特許文献１に示すものが知られている。こうしたレーザー加工方法では、レーザービームにおける円形状の断面となる位置を加工対象物の上面の位置に合わせた状態でレーザービームを当該上面上の円形状の軌道に沿って周回させることで、加工対象物に円形状の孔を形成するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－３８２８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、レーザービームは、非点隔差を持つため、ビーム幅の最小となる位置が光軸に沿って縦方向と横方向とで互いに異なっている。このため、上述のようなレーザー加工方法におけるレーザービームの断面形状は、加工対象物の上面では円形状になっているが、加工対象物の下面では楕円形状になっている。したがって、上述のようなレーザー加工方法によって加工対象物に形成される孔の形状は、加工対象物の上面では円形状になるが、加工対象物の下面では円形状にならずに楕円形状になってしまうという問題がある。

【0005】

本発明は、このような実情に着目してなされた。その目的は、ワークに形成する孔の形状を当該孔の軸方向全体にわたって円形状にすることができるレーザー加工方法及びレーザー加工装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するレーザー加工方法は、ワークの加工面に対してレーザービームを照射して前記レーザービームの照射位置を前記加工面において変化させながら加工を行うトレパニング加工により孔を形成するレーザー加工方法であって、前記レーザービームにおける前記加工面の深さに応じた断面形状に基づき当該深さにおける前記孔の形状が円形状になる軌道で前記加工面における前記レーザービームの照射位置を変化させることを要旨とする。

【0007】

この構成によれば、レーザービームにおけるワークの加工面の深さに応じた断面形状に基づき当該深さにおける孔の形状が円形状になる軌道で当該加工面におけるレーザービームの照射位置を変化させることで、ワークに形成する孔の形状を当該孔の軸方向全体にわたって円形状にすることができる。

【0008】

上記レーザー加工方法において、前記軌道は、単一の円軌道または楕円軌道、互いに大きさの異なる複数の円軌道または楕円軌道、及び円弧または楕円弧を連続的に繋げてなる渦巻き軌道のうち少なくとも１つであることが好ましい。

【0009】

この構成によれば、ワークに形成する孔の形状を当該孔の軸方向全体にわたってより確実に円形状にすることができる。
上記レーザー加工方法において、前記レーザービームの照射位置は、円弧または楕円弧を連続的に繋げてなる渦巻き軌道で変化させた場合、その後に単一の円軌道または楕円軌道で変化させることが好ましい。

【0010】

通常、レーザービームの照射位置を、円弧または楕円弧を連続的に繋げてなる渦巻き軌道で変化させた場合、ワークに形成される孔の内面に段差ができることがある。この点、この構成によれば、レーザービームの照射位置は、円弧または楕円弧を連続的に繋げてなる渦巻き軌道で変化させた場合、その後に単一の円軌道または楕円軌道で変化されるため、ワークに形成される孔の内面の段差をなくすことができる。

【0011】

上記課題を解決するレーザー加工装置は、ワークの加工面に対してレーザービームを照射して前記レーザービームの照射位置を前記加工面において変化させながら加工を行うトレパニング加工により孔を形成するレーザー加工装置であって、前記レーザービームを前記ワークの前記加工面に対して発振するレーザー発振器と、前記レーザー発振器から発振される前記レーザービームの照射方向を前記加工面において変化させる照射方向変化部と、前記照射方向変化部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記レーザービームにおける前記加工面の深さに応じた断面形状に基づき当該深さにおける前記孔の形状が円形状になる軌道で前記加工面における前記レーザービームの照射位置が変化するように、前記照射方向変化部を制御することを要旨とする。

【0012】

この構成によれば、レーザービームにおけるワークの加工面の深さに応じた断面形状に基づき当該深さにおける孔の形状が円形状になる軌道で当該加工面におけるレーザービームの照射位置を変化させることで、ワークに形成する孔の形状を当該孔の軸方向全体にわたって円形状にすることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ワークに形成する孔の形状を当該孔の軸方向全体にわたって円形状にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】一実施形態のレーザー加工装置の概略構成図。

【図2】レーザービームの断面形状の変化を示す模式斜視図。

【図3】図２のレーザービームの各位置でのＸＹ断面形状を示す模式図。

【図4】（ａ）はレーザービームによってワークの上部の加工面を加工するときの状態を示す側断面図、（ｂ）は（ａ）のときのレーザービームのビームスポットの形状と軌道を示す平面図。

【図5】（ａ）はレーザービームによってワークの鉛直方向の中央部の加工面を加工するときの状態を示す側断面図、（ｂ）は（ａ）のときのレーザービームのビームスポットの形状と軌道を示す平面図。

【図6】（ａ）はレーザービームによってワークの下部の加工面を加工するときの状態を示す側断面図、（ｂ）は（ａ）のときのレーザービームのビームスポットの形状と軌道を示す平面図。

【図7】レーザービームのビームスポットが楕円形状のときのビームスポットとその楕円軌道との位置関係を示す平面図。

【図8】変更例において、（ａ）はビームスポットが円形のときの複数円の軌道を示す平面図、（ｂ）はビームスポットが円形のときの渦巻き軌道を示す平面図。

【図9】変更例において、（ａ）はビームスポットが楕円形のときの複数円の軌道を示す平面図、（ｂ）はビームスポットが楕円形のときの渦巻き軌道を示す平面図。

【図10】変更例において、（ａ）はビームスポットが楕円形のときの複数円の軌道を示す平面図、（ｂ）はビームスポットが楕円形のときの渦巻き軌道を示す平面図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、レーザー加工装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、レーザー加工装置１１は、ワークＷの加工面１２に対してレーザービームＬＢを照射してレーザービームＬＢの照射位置を加工面１２において変化させながら加工を行うトレパニング加工により孔１３（図６（ａ）参照）を形成する装置である。

【0016】

レーザー加工装置１１は、加工面１２を有した板状のワークＷを支持する支持台１４と、支持台１４の真上に配置されたテレセントリック系のｆθレンズ１５と、ｆθレンズ１５の真上に配置された照射方向変化部の一例としてのガルバノスキャナー１６と、ガルバノスキャナー１６の側方に配置されたレーザー発振器１７と、制御部１８とを備えている。

【0017】

レーザー発振器１７は、レーザービームＬＢを、ガルバノスキャナー１６及びｆθレンズ１５を介して支持台１４上に配置されたワークＷの上面の水平な加工面１２に対して発振する。ガルバノスキャナー１６は、二枚の回動可能な反射鏡（図示略）を含んで構成され、当該二枚の反射鏡（図示略）の回動動作を組み合わせることで、レーザー発振器１７から発振されるレーザービームＬＢのワークＷの加工面１２に対する照射位置をワークＷの加工面１２上において二次元的に変化させる。

【0018】

ｆθレンズ１５は、ガルバノスキャナー１６で反射されたレーザービームＬＢの方向をワークＷの加工面１２に垂直な方向に矯正する。なお、ワークＷは、例えば合成樹脂製の基板によって構成される。

【0019】

図２及び図３に示すように、レーザー発振器１７から発振されるレーザービームＬＢは、光軸方向をＺ方向とし、Ｚ方向と直交し且つ互いに直交する二つの方向をＸ方向及びＹ方向とした場合、Ｘ方向及びＹ方向の二つの方向で発散角が異なるため、非点隔差を持つ。このため、レーザービームＬＢは、断面形状が楕円形状の部分と断面形状が円形状の部分とを有する。なお、図３は、図２のレーザービームＬＢの位置Ａ～位置ＥにおけるＸＹ断面形状を示している。

【0020】

本実施形態におけるレーザービームＬＢのＸＹ断面形状は、位置ＢでＹ方向の幅が最小の楕円形状となり、位置ＤでＸ方向の幅が最小の楕円形状となり、位置Ｂと位置Ｄとの間の中間の位置Ｃで円形状となる。そして、本実施形態のレーザー加工装置１１では、ワークＷの上面の加工面１２がレーザービームＬＢにおける断面形状が円形状となる位置Ｃに対応するように設定されている。

【0021】

したがって、レーザービームＬＢは、ワークＷの上面からＺ方向に沿ってワークＷの下面側に進むにつれて徐々に扁平率が大きくなる楕円形状となる。つまり、本実施形態のレーザー加工装置１１では、一例として、レーザービームＬＢの位置Ｃから位置Ｄにかけての位置でワークＷに孔１３（図６（ａ）参照）を形成する加工を行う。

【0022】

次に、レーザー加工装置１１の電気的構成について説明する。
図１に示すように、制御部１８は、例えばマイクロコンピュータ及び各種の情報を記憶するメモリなどを含んで構成され、レーザー加工装置１１を統括的に制御する。制御部１８は、レーザー発振器１７及びガルバノスキャナー１６とそれぞれ電気的に接続され、レーザー発振器１７及びガルバノスキャナー１６をそれぞれ制御する。

【0023】

図１及び図４～図６に示すように、本実施形態における制御部１８は、レーザービームＬＢによってワークＷの加工面１２に孔１３を形成する際に、レーザービームＬＢにおけるワークＷの加工面１２の深さに応じた断面形状に基づき当該深さにおける孔１３の形状が円形状になる単一の円軌道Ｋ１または単一の楕円軌道Ｋ２，Ｋ３で加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置が変化するように、ガルバノスキャナー１６を制御する。

【0024】

この場合、制御部１８は、レーザービームＬＢのビームスポットＢＳが単一の円軌道Ｋ１または単一の楕円軌道Ｋ２，Ｋ３を複数回周回するように、ガルバノスキャナー１６を制御する。単一の円軌道Ｋ１の情報及び単一の楕円軌道Ｋ２，Ｋ３の情報は、予め制御部１８に記憶されている。

【0025】

制御部１８は、ワークＷの加工面１２におけるビームスポットＢＳの単一の円軌道Ｋ１または単一の楕円軌道Ｋ２，Ｋ３の周回回数に基づいてワークＷの上面からの加工面１２の深さを把握する。ワークＷの加工面１２におけるビームスポットＢＳの単一の円軌道Ｋ１及び単一の楕円軌道Ｋ２，Ｋ３の周回回数とワークＷの上面からの加工面１２の深さとの関係は、予め実験やシミュレーションなどによって求められて制御部１８に記憶されている。

【0026】

本実施形態において、制御部１８は、加工面１２がワークＷの上部ＷＡに位置するとき、加工面１２がワークＷの中部ＷＢに位置するとき、及び加工面１２がワークＷの下部ＷＣに位置するときの３段階でレーザービームＬＢのビームスポットＢＳが周回する軌道を円軌道Ｋ１及び楕円軌道Ｋ２，Ｋ３の間で切り替える。ワークＷにおける上部ＷＡ、中部ＷＢ、及び下部ＷＣは、全て同じ厚さになっている。

【0027】

すなわち、制御部１８は、加工面１２がワークＷの上部ＷＡに位置する場合、加工面１２におけるビームスポットＢＳが円形状であるため、加工面１２に円形の孔１３が形成されるように単一の円軌道Ｋ１でビームスポットＢＳを周回させる。また、制御部１８は、加工面１２がワークＷの中部ＷＢに位置する場合、加工面１２におけるビームスポットＢＳが楕円形状になるため、加工面１２に円形の孔１３が形成されるように当該楕円形状に応じた単一の楕円軌道Ｋ２でビームスポットＢＳを周回させる。

【0028】

さらに、制御部１８は、加工面１２がワークＷの下部ＷＣに位置する場合、ビームスポットＢＳが、加工面１２がワークＷの中部ＷＢに位置するときよりも扁平率の大きい楕円形状になるため、加工面１２に円形の孔１３が形成されるように当該楕円形状に応じた単一の楕円軌道Ｋ３でビームスポットＢＳを周回させる。

【0029】

なお、図７に示すように、ビームスポットＢＳが楕円形状であって且つ単一の楕円軌道Ｋ２，Ｋ３でビームスポットＢＳが加工面１２において周回する場合には、楕円形状のビームスポットＢＳの長軸Ｊ１と、当該ビームスポットＢＳが周回する単一の楕円軌道Ｋ２，Ｋ３の長軸Ｊ２とが常に互いに直交する。

【0030】

次に、レーザー加工装置１１によってワークＷに孔１３を形成するときの作用について説明する。
図１及び図４に示すように、レーザー加工装置１１によってワークＷに孔１３を形成する場合には、まず、ワークＷの上面の加工面１２にレーザービームＬＢを照射する。このとき、加工面１２でのレーザービームＬＢのビームスポットＢＳの形状は、円形状になっている。

【0031】

続いて、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、加工面１２においてビームスポットＢＳを単一の円軌道Ｋ１で周回させると、ワークＷの上部ＷＡにおいて加工面１２がレーザービームＬＢによって徐々に円形に掘られるので、加工面１２が徐々に下がり、ワークＷの上部ＷＡに円形の孔１３が形成され始める。

【0032】

引き続き、加工面１２においてビームスポットＢＳを単一の円軌道Ｋ１で繰り返し周回させると、加工面１２が円形に掘られながら下がってワークＷの中部ＷＢに達し、ワークＷの加工面１２における上部ＷＡの厚さ分に円形の孔１３が形成される。このとき、加工面１２でのレーザービームＬＢのビームスポットＢＳの形状は、楕円形状になっている。

【0033】

続いて、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、加工面１２においてビームスポットＢＳを単一の楕円軌道Ｋ２で周回させると、ワークＷの中部ＷＢにおいて加工面１２がレーザービームＬＢによって徐々に円形に掘られるので、加工面１２が徐々に下がり、ワークＷの中部ＷＢに円形の孔１３が形成され始める。

【0034】

引き続き、加工面１２においてビームスポットＢＳを単一の楕円軌道Ｋ２で繰り返し周回させると、加工面１２が円形に掘られながら下がってワークＷの下部ＷＣに達し、ワークＷの加工面１２における中部ＷＢの厚さ分に円形の孔１３が形成される。このとき、加工面１２でのレーザービームＬＢのビームスポットＢＳの形状は、中部ＷＢに位置するときよりも扁平率の大きい楕円形状になっている。

【0035】

続いて、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、加工面１２においてビームスポットＢＳを単一の楕円軌道Ｋ３で周回させると、ワークＷの下部ＷＣにおいて加工面１２がレーザービームＬＢによって徐々に円形に掘られるので、加工面１２が徐々に下がり、ワークＷの下部ＷＣに円形の孔１３が形成され始める。

【0036】

引き続き、加工面１２においてビームスポットＢＳを単一の楕円軌道Ｋ３で繰り返し周回させると、加工面１２が円形に掘られながら下がってワークＷの下面に達し、ワークＷの加工面１２における下部ＷＣの厚さ分に円形の孔１３が形成される。これにより、ワークＷの加工面１２にワークＷ全体を貫通する円形の孔１３が形成される。この孔１３は、ワークＷの上面から下面にわたって円形状をなしている。

【0037】

なお、ワークＷに貫通するように形成された孔１３は、ワークＷの上面から下面に向かって徐々に径が小さくなっている。これは、レーザービームＬＢによって例えばワークＷの下部ＷＣに孔１３を形成する際に、下部ＷＣよりも上側に位置する上部ＷＡ及び中部ＷＢに対して既に形成した分の孔１３の形状がレーザービームＬＢによって楕円形状にならないようにするためである。

【0038】

このように、レーザー加工装置１１では、断面形状が楕円形状の部分と断面形状が円形状の部分とが混在するレーザービームＬＢをそのまま用いて一定の厚さを有したワークＷに貫通する孔１３を形成するトレパニング加工を行っても、ワークＷに形成される孔１３の形状を孔１３の軸方向全体にわたって円形状にすることができる。

【0039】

以上詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
（１）レーザー加工装置１１は、ワークＷの加工面１２に対してレーザービームＬＢを照射してレーザービームＬＢの照射位置を加工面１２において変化させながら加工を行うトレパニング加工により孔１３を形成する。レーザー加工装置１１は、レーザービームＬＢをワークＷの加工面１２に対して発振するレーザー発振器１７と、レーザー発振器１７から発振されるレーザービームＬＢの照射方向を加工面１２において変化させるガルバノスキャナー１６と、ガルバノスキャナー１６を制御する制御部１８と、を備える。制御部１８は、レーザービームＬＢにおける加工面１２の深さに応じた断面形状に基づき当該深さにおける孔１３の形状が円形状になる円軌道Ｋ１及び楕円軌道Ｋ２，Ｋ３で加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置が変化するように、ガルバノスキャナー１６を制御する。この構成によれば、レーザービームＬＢにおけるワークＷの加工面１２の深さに応じた断面形状に基づき当該深さにおける孔１３の形状が円形状になる円軌道Ｋ１及び楕円軌道Ｋ２，Ｋ３で当該加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を変化させることで、ワークＷに形成する孔１３の形状を当該孔１３の軸方向全体にわたって円形状にすることができる。

【0040】

（２）レーザー加工装置１１において、ワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を変化させる軌道は、単一の円軌道Ｋ１または単一の楕円軌道Ｋ２，Ｋ３である。この構成によれば、ワークＷに形成する孔１３の形状を当該孔１３の軸方向全体にわたって容易且つ迅速に円形状にすることができる。

【0041】

（変更例）
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。また、上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0042】

・円軌道Ｋ１は、図８（ａ）に示すように互いに大きさの異なる複数（本例では３つ）の円軌道Ｋ４に変更してもよいし、図８（ｂ）に示すように円弧を連続的に繋げてなる渦巻き軌道Ｋ５に変更してもよい。

【0043】

・円軌道Ｋ１、円軌道Ｋ４、及び渦巻き軌道Ｋ５は、２つ以上組み合わせてもよい。このようにすれば、ワークＷに形成する孔１３の形状を当該孔１３の軸方向全体にわたってより確実に円形状にすることができる。また、ワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を変化させる軌道として渦巻き軌道Ｋ５を含む選択をした場合には、ワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を渦巻き軌道Ｋ５で変化させた後に円軌道Ｋ１でワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を変化させることが好ましい。通常、ワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を、渦巻き軌道Ｋ５で変化させた場合、ワークＷに形成される孔１３の内面に段差１９（図８（ｂ）参照）ができることがある。この点、この構成によれば、ワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を、渦巻き軌道Ｋ５で変化させた後に円軌道Ｋ１で変化させることで、ワークＷに形成される孔１３の内面の段差１９をなくすことができる。

【0044】

・楕円軌道Ｋ２は、図９（ａ）に示すように互いに大きさの異なる複数（本例では３つ）の楕円軌道Ｋ６に変更してもよいし、図９（ｂ）に示すように楕円弧を連続的に繋げてなる渦巻き軌道Ｋ７に変更してもよい。

【0045】

・楕円軌道Ｋ２、楕円軌道Ｋ６、及び渦巻き軌道Ｋ７は、２つ以上組み合わせてもよい。このようにすれば、ワークＷに形成する孔１３の形状を当該孔１３の軸方向全体にわたってより確実に円形状にすることができる。また、ワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を変化させる軌道として渦巻き軌道Ｋ７を含む選択をした場合には、ワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を渦巻き軌道Ｋ７で変化させた後に楕円軌道Ｋ２でワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を変化させることが好ましい。通常、ワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を、渦巻き軌道Ｋ７で変化させた場合、ワークＷに形成される孔１３の内面に段差２０（図９（ｂ）参照）ができることがある。この点、この構成によれば、ワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を、渦巻き軌道Ｋ７で変化させた後に楕円軌道Ｋ２で変化させることで、ワークＷに形成される孔１３の内面の段差２０をなくすことができる。

【0046】

・楕円軌道Ｋ３は、図１０（ａ）に示すように互いに大きさの異なる複数（本例では３つ）の楕円軌道Ｋ８（図９（ａ）の楕円軌道Ｋ６よりも扁平率が大きい）に変更してもよいし、図１０（ｂ）に示すように楕円弧（図９（ｂ）の楕円弧よりも扁平率が大きい）を連続的に繋げてなる渦巻き軌道Ｋ９に変更してもよい。

【0047】

・楕円軌道Ｋ３、楕円軌道Ｋ８、及び渦巻き軌道Ｋ９は、２つ以上組み合わせてもよい。このようにすれば、ワークＷに形成する孔１３の形状を当該孔１３の軸方向全体にわたってより確実に円形状にすることができる。また、ワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を変化させる軌道として渦巻き軌道Ｋ９を含む選択をした場合には、ワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を渦巻き軌道Ｋ９で変化させた後に楕円軌道Ｋ３でワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を変化させることが好ましい。通常、ワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を、渦巻き軌道Ｋ９で変化させた場合、ワークＷに形成される孔１３の内面に段差２１（図１０（ｂ）参照）ができることがある。この点、この構成によれば、ワークＷの加工面１２におけるレーザービームＬＢの照射位置を、渦巻き軌道Ｋ９で変化させた後に楕円軌道Ｋ３で変化させることで、ワークＷに形成される孔１３の内面の段差２１をなくすことができる。

【0048】

・上記実施形態では、ワークＷに孔１３を形成する際に、ワークＷの上部ＷＡ、中部ＷＢ、及び下部ＷＣの３段階でレーザービームＬＢのビームスポットＢＳが周回する軌道を円軌道Ｋ１及び楕円軌道Ｋ２，Ｋ３の間で切り替えていたが、これを２段階あるいは４段階以上で切り替えるようにしてもよい。

【0049】

・ワークＷの上部ＷＡの加工面１２に孔１３を形成する場合に、当該加工面１２でのビームスポットＢＳの形状が楕円形状になるようにしてもよい。この場合、孔１３が円形状になるように、ビームスポットＢＳが楕円軌道で周回される。

【0050】

・ワークＷの中部ＷＢまたは下部ＷＣの加工面１２に孔１３を形成する場合に、当該加工面１２でのビームスポットＢＳの形状が円形状になるようにしてもよい。この場合、孔１３が円形状になるように、ビームスポットＢＳが円軌道で周回される。

【0051】

・ワークＷの上面からの加工面１２の深さを、距離センサーによって検出するようにしてもよい。
・ワークＷは、金属製であってもよい。

【符号の説明】

【0052】

１１…レーザー加工装置
１２…加工面
１３…孔
１４…支持台
１５…ｆθレンズ
１６…ガルバノスキャナー
１７…レーザー発振器
１８…制御部
１９，２０，２１…段差
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ…位置
ＢＳ…ビームスポット
Ｊ１，Ｊ２…長軸
Ｋ１，Ｋ４…円軌道
Ｋ２，Ｋ３，Ｋ６，Ｋ８…楕円軌道
Ｋ５，Ｋ７，Ｋ９…渦巻き軌道
ＬＢ…レーザービーム
Ｗ…ワーク
ＷＡ…上部
ＷＢ…中部
ＷＣ…下部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】