光扫描装置（13）具备在使入射的激光绕投光中心（C）发生角位移的同时发射入射的激光的投光单元（30）、和具有将来自于投光单元（30）的激光进行反射而落射的抛物面（32a）的反射单元（32）。投光中心（C）配置在抛物面（32a）的焦点（F）上。投光单元（30）以激光的旋转角越远离作为在抛物面（32a）的顶点（V）上反射时的旋转角的基准角而激光的角速度越小的形式发射激光。激光加工装置（10）具备该光扫描装置（13），由反射单元（32）使激光落射至工件（90）上，从而在该工件（90）上形成加工线（93）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】光扫描装置（13）具备在使入射的激光绕投光中心（C）发生角位移的同时发射入射的激光的投光单元（30）、和具有将来自于投光单元（30）的激光进行反射而落射的抛物面（32a）的反射单元（32）。投光中心（C）配置在抛物面（32a）的焦点（F）上。投光单元（30）以激光的旋转角越远离作为在抛物面（32a）的顶点（V）上反射时的旋转角的基准角而激光的角速度越小的形式发射激光。激光加工装置（10）具备该光扫描装置（13），由反射单元（32）使激光落射至工件（90）上，从而在该工件（90）上形成加工线（93）。【专利说明】光扫描装置及激光加工装置
本专利技术涉及使激光扫描的光扫描装置、以及具备这样的光扫描装置而在工件上通 过激光形成加工线的激光加工装置。
技术介绍
在薄膜太阳能电池的生产工厂中，对在玻璃基板的一面上使金属膜、硅膜等的半 导体成膜而形成的工件，使用激光加工装置进行图形加工处理。在图形加工处理中，使激光 在工件的薄膜层的表面上直线扫描，从而沿着激光的扫描线局部地去除薄膜层，以此形成 直线状的槽(划线)。 -般而言，在图形加工处理用激光加工装置中，考虑到进行微细加工、容易抑制热 影响等，而在激光中应用脉冲激光。在激光中应用脉冲激光时，使激光以使在某一正时振荡 的激光的照射区域与仅提前一个脉冲宽度振荡的激光的照射区域在工件上局部重叠的方 式扫描，借助于此确保划线的连续性。另外，相邻的两个脉冲的激光的照射区域相重叠的区 域被称为"重叠区"。 以往，已知形成为通过安装于弧上的反射镜使来自于偏向器的激光反射，并且使 激光从该反射镜落射至工件上的结构的激光加工装置(例如，参照专利文献1 )。在该激光加 工装置中，偏向器的偏向中心配置在弧的中心。根据该结构，进行了与偏向器的旋转角无关 地使激光大致垂直地入射至工件上、和与偏向器的旋转角无关地使从偏向中心至工件的光 程长度大致保持恒定等的尝试。而且，与光束同轴地配置有摄像机的图像摄像轴，并且基于 由该图像得到的加工对象的位置及种类信息控制激光的位置及输出。又，通过在工件的落 射范围内覆盖掩膜，以此可以实现多样化的加工。 现有技术文献： 专利文献： 专利文献1 :日本特开2011-000625号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题： 然而，在专利文献1公开的激光加工装置中，将运动性好的马达使用于驱动偏向器的 马达，但是并未考虑到偏向器的动作速度及激光的扫描速度。因此，假如使用专利文献1公 开的激光加工装置形成直线的加工线的情况下，如果仅仅以等速旋转驱动偏向器，则从偏 向器发射的激光以等速发生角位移。于是，从弧的顶点附近落射的激光的扫描速度、和从远 离弧的顶点的位置落射的激光的扫描速度之间产生差异。像这样在使激光以非等速进行扫 描时，在一条划线内根据位置不同而重叠区的大小发生变化，从而导致发生加工不均。 本专利技术是为了解决上述问题而形成的，其目的是使激光的入射角尽可能垂直而使 激光在扫描线上尽可能连续聚焦，且使激光的扫描速度尽可能为等速。 解决问题的手段： 根据本专利技术的光扫描装置具备在使激光绕投光中心发生角位移的同时发射激光的投 光单元、和具有将来自于所述投光单元的激光进行反射而落射的抛物面的反射单元；所述 投光中心配置在所述抛物面的焦点上；所述投光单元在使激光以激光的旋转角越远离作为 激光在所述抛物面的顶点上反射时的旋转角的基准角而激光的角速度越小的形式以非等 速发生角位移的同时发射激光。 假设激光以等速发生角位移，则在激光的旋转角为基准角的附近时的激光的扫描 速度比较小。相反地，在激光的旋转角远离基准角时的激光的扫描速度比较大。像这样，激 光的扫描速度随着激光的旋转角的变化而变化。 相对于此，根据所述结构，激光以非等速发生角位移。而且，激光的旋转角越远离 基准角，激光的角速度越小。因此，可以减小激光的扫描速度的变化。因此，可以使激光的 扫描速度尽可能等速。又，将投光中心配置在抛物面的焦点上，因此可以与激光的旋转角无 关地使激光的入射角垂直，可以与激光的旋转角无关地使从投光中心至扫描线的光程长度 保持恒定。又，抛物面的制作比较容易，因此可以抑制光扫描装置的制作成本提高。 也可以是所述投光单元具备具有多个反射面的旋转多面镜；在入射至所述旋转多 面镜的激光通过所述多个反射面中的一个反射面的期间形成一条扫描线，在形成所述一条 扫描线的期间所述旋转多面镜的旋转角通过所述基准角。 根据所述结构，通过在改变激光的角速度的同时使旋转多面镜（多面反射镜）向相 同方向旋转，以此可以使激光沿着多条扫描线进行扫描。 也可以是在激光的旋转角为所述基准角时，激光入射至所述多个反射面中的任意 的反射面的中间点。 根据所述结构，在激光通过相邻的反射面相连接的棱部时，可以使激光的角速度 连续。 也可以是在将所述焦点和所述顶点的距离作为a、将激光的扫描速度作为Vx、将从 激光的旋转角为所述基准角的时刻起所经过的时间作为t、将激光的角速度作为ω的情况 下，所述投光单元在使激光以满足《=V x/a{l + (VxXt/2a)2}的形式以非等速发生角位移 的同时发射激光。 根据所述结构，可以使激光以等速直线移动。另外，从激光的旋转角为所述基准角 的时刻起所经过的时间t可以是正值，也可以是零，又可以是负值。t为负值时，t表示激光 的旋转角达到基准角的所需时间。 根据本专利技术的激光加工装置具备如上述那样的光扫描装置，并且由所述反射单元 使激光落射至工件上，从而在工件上形成加工线。 根据所述结构，可以使在工件上的激光的扫描速度尽可能等速，可以使激光向工 件入射的入射角度与激光的旋转角无关地保持垂直，可以使从投光中心至工件的光程长度 与激光的旋转角无关地保持恒定。因此，可以在抑制加工不均的同时改善加工效率。 也可以是具备以一定的搬运速度向搬运方向搬运工件的搬运装置；所述抛物面在 相对于所述搬运方向交叉的方向上延伸配置；在通过所述搬运装置搬运工件的同时连续运 行所述投光单元，借助于此在工件上以在所述搬运方向上排列的形式形成在相对于所述搬 运方向成直角的扫描方向上延伸的多条加工线。 根据所述结构，可以在搬运工件的同时形成加工线，因此可以缩短节拍时间。 专利技术效果： 本专利技术在使激光向工件入射的入射角尽可能保持垂直且使激光在工件上尽可能连续 聚焦的同时使在工件上的激光的扫描速度尽可能保持等速。 【专利附图】【附图说明】 图1是概念性地示出根据本专利技术的实施形态的激光加工装置的结构的立体图； 图2是示出图1所示的激光加工装置的概要结构的框图； 图3是示出工件的搬运方向Y、划线的加工方向X和激光的实际扫描方向X'之间的关 系性的概念图； 图4是在以划线的加工方向X作为横轴、以激光的落射方向Z作为纵轴的平面直角坐 标系中示出的激光扫描头的概念图，是示出抛物镜和多面反射镜的投光中心之间的位置关 系、且示出激光在加工方向X上的位置、激光在加工方向X上的扫描速度、多面反射镜的旋 转角度和多面反射镜的角速度之间的关系的概念图； 图5是示出图1所示的激光加工装置的动作的一个示例的时序图。 【具体实施方式】 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光扫描装置，具备在使激光绕投光中心发生角位移的同时发射激光的投光单元、和具有将来自于所述投光单元的激光进行反射而落射的抛物面的反射单元；所述投光中心配置在所述抛物面的焦点上；所述投光单元在使激光以激光的旋转角越远离作为在所述抛物面的顶点上反射时的旋转角的基准角而激光的角速度越小的形式以非等速发生角位移的同时发射激光。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：中泽睦裕，高原一典，大串修己，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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