(57)【要約】  本発明のレーザ加工装置（１００）は、被加工物をレーザ加工する加工ヘッド部（１０９）と、吸着孔が形成された外周載置部（１１４）と、吸着孔が形成され上下に昇降する複数の可動載置部（１１２）とを含み、前記被加工物を保持する載置部と、前記載置部をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動するＸＹテーブル（１３１），（１３３）と、前記外周載置部に設置され、前記被加工物の一辺のうち少なくとも前記可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺を押さえるワーク押え部（１２１）と、を備えた。
2012039106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物をレーザ加工する加工ヘッド部と、
吸着孔が形成された外周載置部と，吸着孔が形成され上下に昇降する複数の可動載置部とを含み，前記被加工物を保持する載置部と、
前記載置部をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動するＸＹテーブルと、
前記外周載置部に設置され，前記被加工物の一辺のうち少なくとも前記可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺を押さえるワーク押え部と、を
備えたレーザ加工装置。
【請求項２】
前記外周載置部に設置され，前記被加工物の一辺のうち前記可動載置部の長手方向に平行な二辺を少なくとも押さえる一対のワーク押え部を備えた請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記ワーク押え部の前記被加工物と対向する側の面に有機物弾性体を設置した請求項１または２のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記有機物弾性体が線状に形成された請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記有機物弾性体が所定間隔で離散する点状に形成された請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記ワーク押え部の中央部分に開閉の支点となるチョウバン部と，前記ワーク押え部の両端を前記被加工物側に加圧する加圧部と、を備えた請求項１に記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザを照射して加工を行うレーザ加工装置に関し、特にブラインドホール加工（非貫通穴加工）とスルーホール加工（貫通穴加工）の両方を一台の加工装置にて提供するレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、部品の小型化、高集積化、複合モジュール化に伴い、それらの元となる基材の穴あけ加工も小径化し、従来の加工方法では、この小型化に対応することが困難になってきた。それらを解決するために、レーザを用いた穴あけ加工が増えてきている。このレーザによる被加工物への穴加工では、大きく分類して、被加工物に貫通穴を空けるスルーホール加工と、被加工物に非貫通穴を空けるブラインドホール加工の２種類の穴加工がある。【０００３】
図９は、従来技術に係るレーザ加工装置の第１例の被加工物を載置する載置部の構成を示す断面から見た側面図である。【０００４】
図９に示すように、上下に昇降する分割された可動載置部８１２と外周載置部８１６とが、載置部として設けられている。ここで、載置部は、可動載置部８１２と外周載置部８１６との構造がわかる断面から見た側面図で示している。外周載置部８１６には外周吸着孔８１４が形成され、分割された可動載置部８１２には載置部吸着孔８１３が形成されている。被加工物８１１は分割された可動載置部８１２と外周載置部８１６の上部に載せられ吸着保持されている。分割された可動載置部８１２は、個別に上下方向に動作可能な構造を持ち、エアシリンダ等の昇降駆動部により上下方向に動作する。【０００５】
ブラインドホール加工時は、可動載置部８１２はすべての吸着部が上昇した状態となる。そして、載置部全面を使用して被加工物８１１を吸着固定し、加工が行われる。スルーホール加工時は、図９に見るように、被加工物８１１の加工する部分の下部に相当する分割された可動載置部８１２のみ下降させた状態でレーザ加工が行われる。【０００６】
以上のように構成することで、被加工物８１１の平面度を維持しながら、スルーホール加工時のレーザによる載置部の損傷を防止している（例えば、特許文献１を参照）。【０００７】
近年、より精密な加工と高集積化のため、板状の被加工物８１１の厚さもより薄くなり、施される穴加工の径も小さくなってきた。例えば、４０μｍ〜１２０μｍ程度の厚さの樹脂フィルムや数十μｍの厚さの金属箔が、その加工対象となっている。【０００８】
上述の従来技術に係るレーザ加工装置の構成では、スルーホール加工時は、被加工物８１１の加工する部分の下部に相当する吸着部を下降させた状態でレーザ加工が行われるため、部分的とはいえ被加工物は平面を保持されていない。【０００９】
そのために、載置部に対してレーザによる損傷は与えないものの、上述のように厚さの薄いシート状あるいは箔状の被加工物８１１の場合は、自重によって該当部分が垂れるようにたわみが発生する。その結果、加工部分の平面度の悪化が生じる。平面度の悪化は、レーザの焦点のズレや加工位置のズレとなり、レーザが最小径まで絞られないため精密な加工の妨げとなる。【００１０】
一般に加工は、被加工物８１１のいずれか一方の端の加工エリアより行ない、順次隣接する加工エリアに移動させて行う。最初の加工エリアのレーザ加工時には、最も端の第１の可動載置部８１２が下降していることとなる。そうすると、被加工物８１１の加工の起点側の辺では、外周載置部８１６の外周吸着孔８１４のみによる吸着力で保持されることになる。そのため、起点側の辺では被加工物８１１の保持力が小さい。逆の方向は、上述の外周吸着孔８１４以外の残りすべての可動載置部８１２の載置部吸着孔８１３によって十分に保持されている。【００１１】
よって被加工物８１１にたわみが発生すると、単に鉛直方向のズレだけでなく、起点側の辺が滑り方向に引っ張られて水平方向の位置のズレも起こす。【００１２】
第１の可動載置部８１２に隣接する第２の可動載置部８１２が下降する場合は、加工起点側は外周吸着孔８１４と第１の可動載置部８１２の載置部吸着孔８１３による吸着で保持されることとなる。しかし、第１の可動載置部８１２の位置に対応する加工エリアは、すでにレーザ加工が終了しているため多数の貫通穴が存在し、真空引きによる吸着力は弱い。結果として、自重によるたわみに当初の位置のズレによるたわみも加わる上に、加工起点側の辺から水平方向の位置のズレを起こす。第２の可動載置部８１２に隣接する第３の可動載置部８１２が下降する場合も同様である。【００１３】
このように、加工の進行に合わせて、順次、加工が終了した可動載置部８１２に隣接する可動載置部８１２の下降が行われるが、それに合わせて被加工物８１１のたわみも順次伝搬し増大する。さらに水平方向のズレも伝搬するに従い大きくなっていく。これらのたわみやズレが重なって数十μｍのオーダで位置ズレが生じると精密な加工の精度としては不良になってしまう。したがって、精密な穴加工を実現することが難しく、精度の高いレーザ加工を行うことができないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】国際公開第２００９／００１４９７号
【発明の概要】
【００１５】
本発明は、精密な穴加工を実現し、精度の高いレーザ加工が行えるレーザ加工装置を提供する。
【００１６】
本発明のレーザ加工装置は、被加工物をレーザ加工する加工ヘッド部と、吸着孔が形成された外周載置部と，吸着孔が形成され上下に昇降する複数の可動載置部とを含み，上記被加工物を保持する載置部と、上記載置部をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動するＸＹテーブルと、上記外周載置部に設置され，上記被加工物の一辺のうち少なくとも上記可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺を押さえるワーク押え部と、を備えたものである。
【００１７】
この構成により、分割された可動載置部を有して被加工物にスルーホール加工をする場合であっても、加工の進行に合わせて順次伝搬して増大していく被加工物のたわみや位置ずれが防止できる。よって、厚さの非常に薄いシート状の被加工物であっても、精度の高いレーザ加工が行うことができ、精度不良にともなう加工不良を低減し、精密な穴加工を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の載置部周辺の詳細構成を示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置のワーク押え部の詳細構成を示す、図２の３−３線の断面から見た側面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置のワーク押え部の詳細構成と動きを示す、図２の３−３線の断面から見た側面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る被加工物の加工エリアの順序の一例を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る載置部の第１の動作状態を示す３−３線の断面から見た側面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る載置部の第２の動作状態を示す３−３線の断面から見た側面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る載置部の第３の動作状態を示す３−３線の断面から見た側面図である。
【図９】図９は、従来技術に係るレーザ加工装置の載置部の構成を示す断面から見た側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。また、図面中に示されるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸はそれぞれ直交する方向である。ここで、Ｚ軸は上下にあたる鉛直方向であり、各図の座標軸はそれぞれの視野の方向に対応するように描いている。
【００２０】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態の一例に係るレーザ加工装置１００の概略構成図である。図１において、レーザ発振器１０２は、内部でレーザが発振されレーザビーム１０３を射出する。射出されたレーザビーム１０３は、光学系１０４により、方向を変えられ、レーザの密度やビーム径の調整およびビーム形状の整形などが行われる。
【００２１】
光学系１０４を通過したレーザビーム１０３は、Ｘ軸方向にスキャンするためのＸミラー１０６とＹ軸方向にスキャンするためのＹミラー１０７とにより構成されるガルバノスキャナ１０５により走査され、位置決めされる。さらに、ガルバノスキャナ１０５で位置決めされたレーザビーム１０３が、ｆθレンズ１０８で集光され、被加工物１１１の加工点に照射されるように、レーザ加工装置１００が構成されている。
【００２２】
Ｘミラー１０６およびＹミラー１０７より構成されるガルバノスキャナ１０５とｆθレンズ１０８は加工ヘッド部１０９に設けられ、加工ヘッド部１０９はＺ軸方向に移動可能なように装置本体に設置されている。
【００２３】
被加工物１１１は複数個設けられた可動載置部１１２と外周載置部１１４上に置かれている。さらに、被加工物１１１の一辺のうち可動載置部１１２の長手方向（Ｙ軸方向）に平行な二辺は一対のワーク押え部１２１によって押えられている。可動載置部１１２は、それぞれ１対のシリンダ（図示せず）によって支持され、当該シリンダは空気圧により制御されて個々の可動載置部１１２を独立に上下させることができる。
【００２４】
加工テーブルはＸテーブル１３１とＹテーブル１３３の大きく２つのブロックより構成されている。Ｘテーブル１３１は、可動載置部１１２、外周載置部１１４、および、これらに付随する一式の構成を載置し、Ｘ軸方向に可動するように構成されている。Ｘ軸方向の移動には、Ｘテーブル駆動部１３２を駆動することでボールねじを回転させ、そこに載置されているもの一式ごとＸテーブル１３１をスライドさせることで移動が行われる。
【００２５】
Ｙテーブル１３３は、Ｘテーブル１３１とそれに載置されている構成一式をさらに載置し、Ｙ軸方向に可動するように構成されている。Ｙ軸方向の移動には、Ｙテーブル駆動部１３４を駆動することでボールねじを回転させ、そこに載置されているもの一式ごとＹテーブル１３３をスライドさせることで移動が行われる。
【００２６】
そして、これらレーザ発振器１０２、ガルバノスキャナ１０５、可動載置部１１２を昇降させるシリンダと、Ｘテーブル駆動部１３２、および、Ｙテーブル駆動部１３４などを制御する加工制御部１０１とが設けられている。
【００２７】
さらに詳細なレーザ加工装置１００の一部構成について図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の載置部周辺の詳細構成を示す斜視図である。
【００２８】
まず、図２に示すように、被加工物（図示せず）が載置・保持される載置部は、複数個設けられた可動載置部１１２と外周載置部１１４とによって構成される。可動載置部１１２には複数の載置部吸着孔１１３が設けられ、また、外周載置部１１４にも外周吸着孔１１５が設けられている。被加工物は、載置部吸着孔１１３と外周吸着孔１１５より真空引きすることにより吸着保持される。
【００２９】
ワーク押え部１２１は、可動載置部１１２の長手方向（Ｙ軸方向）に平行な２辺に一対設置されている。このワーク押え部１２１は、外周載置部１１４に設置された部材に設けられた支点１２４によって回転可能なように取り付けられ、押え部駆動シリンダ１２３によって開閉される。
【００３０】
ワーク押え部１２１は、Ｚ軸方向の寸法的制約より長尺の板状の金属体で形成され、ワーク押え部１２１の被加工物と対向する側の面にはクランプ部材１２２を設けている。クランプ部材１２２はウレタンゴムやシリコンゴムのような有機物弾性体で形成されている。これにより、被加工物と接触した際に傷つけずに押圧力を発生し、かつ、被加工物の滑りによるズレを防止することができる。
【００３１】
なお、クランプ部材１２２の形状は図示するように線状に連続して盛り上がるようにしてもよいし、所定間隔で離散する点状に形成してもよい。線状であれば被加工物の辺に一様に押圧可能であるし、点状であれば集中して押圧できる。例えば、点状に形成する位置を外周吸着孔１１５との関係で隣接する外周吸着孔１１５の中央部近傍に配置すれば、吸引と押圧による保持力を効果的に分布させることができる。
【００３２】
また、本実施の形態では長尺の板状のワーク押え部１２１の中央にチョウバン部１２６を設けている。蝶番部１２６は、ワーク押え部１２１の開閉動作の回転の支点となり、押え部駆動シリンダ１２３は長尺の両端にあるため、ワーク押え部１２１の中心部分の浮きを抑え、押圧力をより均一にする役目を担う。
【００３３】
以上のように構成されたレーザ加工装置１００の動作について説明する。
【００３４】
図３は、被加工物１１１を搭載するときの載置部とワーク押え部１２１の状態を示すＹ軸方向から見た（３−３線の）断面から見た側面図である。図４は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置のワーク押え部の詳細構成と動きを示す、図２の３−３線の断面から見た側面図である。
【００３５】
被加工物１１１を装置に搭載するにあたり、加工テーブルを移動させることで載置部を被加工物１１１の搭載位置まで移動させ、ここでは載置部吸着孔１１３と外周吸着孔１１５の真空引きを止めて吸着していない状態にし、可動載置部１１２を全て上昇させておく。
【００３６】
また、ワーク押え部１２１は押え部駆動シリンダ１２３によって開いた状態にされている。２つの支点１２４と押え部駆動リンク１２５によって、押え部駆動シリンダ１２３の上下の動作が、矢印に示すようにワーク押え部１２１の回転動作に変換されている。
【００３７】
被加工物１１１を載置部上に搭載した後、載置部吸着孔１１３と外周吸着孔１１５を真空引きして被加工物１１１の下面の吸着保持を開始する。
【００３８】
そして、押え部駆動シリンダ１２３により、ワーク押え部１２１を図３に示す開いた状態から閉じた状態に駆動する。かかる状態を図４に示す。図４に示されるように、吸着孔１１５が形成された外周載置部１１４と，吸着孔１１３が形成された複数の可動載置部１１２（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ）上に被加工物１１１は保持されている。そして、被加工物１１１の辺のうち可動載置部１１２の長手方向（Ｙ軸方向）に平行な辺がワーク押え部１２１により押えられている。
【００３９】
被加工物１１１に接する部分にはクランプ部材１２２が設けられ、被加工物１１１に対して押圧力を発生するとともに被加工物１１１の滑りによるズレを防止している。
【００４０】
被加工物１１１の保持が完了したのち以下の動作を行う。被加工物１１１を保持した載置部を第１の加工エリアに移動させるべく加工テーブルの移動を開始する。原点位置にある加工ヘッドの焦点位置への移動を開始する。第１の加工エリアの下面にある可動載置部１１２のみ、当該可動載置部１１２に設けられた載置部吸着孔１１３の真空引きをブロー（陽圧）に切り換え、当該部位の被加工物１１１下面の吸着保持をやめ、当該可動載置部１１２を下降する。これらの動作を並行して行う。
【００４１】
この加工エリアに関して、その一例を図５に示す。図５は、本発明の実施の形態に係る被加工物の加工エリアの順序の一例を示す斜視図である。図５において被加工物１１１に１から４８までの番号を付しているエリアが加工エリア１４０である。個々の加工エリア１４０は、ガルバノスキャナ１０５のスキャン範囲内に設定されており、当該エリア内のレーザ加工の位置決めはガルバノスキャナ１０５を制御することで行われる。なお、図示するエリアはあくまでも一例であり、この図に限定されるものではない。
【００４２】
上述の動作が完了し、加工ヘッド部１０９のある位置の下方に被加工物１１１の第１の加工エリア１４１が到着したのち、レーザビーム１０３により第１の加工エリア１４１の穴加工を開始する。なお、本図において１４２の符号を付している被加工物１１１の一辺が、可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺１４２に該当する。
【００４３】
図６は、第１の加工エリア１４１で穴加工している状態を、３−３線の断面から見た側面図である。第１の加工エリア１４１に対応する位置の可動載置部１１２ａが下降した状態でレーザビーム１０３が照射されて穴加工がなされる。被加工物１１１の可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺（図示せず）は、外周載置部１１４に設けられた外周吸着孔１１５によって吸着され保持される。それとともに、起点側の一辺は、クランプ部材１２２を設けたワーク押え部１２１で押えられている。これにより、被加工物１１１のたわみと位置ずれが防止されている。
【００４４】
所定のレーザの照射が完了し、第１の加工エリア１４１内の全ての穴加工が完了したら、次に第２の加工エリアに移動するために、加工テーブルを本実施の形態ではＹ方向に移動させる。第２の加工エリア（例えば、加工エリア１４３）におけるレーザ穴加工の状態についても、図６に示すとおりである。このようにして、順次、可動載置部１１２ａが下降しているエリアをすべて（図５における第１の加工エリアから第６の加工エリアまで）レーザ加工し終わるまで同様の動作を繰り返す。なお、可動載置部１１２ａは、図５における第１の加工エリアから第６の加工エリアまでを保持する。
【００４５】
ひとつの可動載置部１１２ａが下降しているエリアすべてのレーザ加工をし終わったら、以下の動作を開始する。
【００４６】
まず、載置部を次の加工エリアに移動すべく、加工テーブルをＸ方向に移動開始する。すでに下降していた可動載置部１１２ａのブロー（陽圧）を止めながら、当該可動載置部１１２ａを上昇する。上昇が完了したら当該可動載置部１１２ａに設けた載置部吸着孔１１３を真空引きして、被加工物１１１を再び吸着し保持する。次の加工エリア（図５における第７の加工エリア）に対応する位置の可動載置部１１２ｂに設けた載置部吸着孔１１３の真空引きをブローに切り換える。当該箇所の被加工物１１１の下面の保持がされなくなったら、当該箇所の可動載置部１１２ｂを下降する。これらの動作を並行して行う。
【００４７】
以上のように、当該加工エリアにおける準備が整った後、ガルバノスキャナ１０５を制御し、穴加工位置にレーザビーム１０３の照射を開始する。図７は、本発明の実施の形態に係る載置部の第２の動作状態を示す３−３線の断面から見た側面図である。図７は、当該加工エリアをレーザ穴加工している状態を、Ｙ軸方向から見た部分断面図である。加工エリアに対応する位置の可動載置部１１２ｂが下降した状態でレーザビーム１０３が照射されて穴加工がなされる。被加工物１１１の可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺は、外周載置部１１４に設けられた外周吸着孔１１５によって吸着・保持されるとともに、クランプ部材１２２を設けたワーク押え部１２１で押えられている。可動載置部１１２ａによる吸着は被加工物の穴加工がされているため、他の可動載置部の吸着に比べて強くはないが、被加工物のたわみと位置ずれは本発明の構成により防止されている。
【００４８】
可動載置部１１２ｂが下降しているエリアをすべて（図５における第７の加工エリアから第１２の加工エリアまで）レーザ加工し終わると同様に次の加工エリアに移動する。その状態を図８に示す。
【００４９】
ここでも同様に、加工エリアに対応する位置の可動載置部１１２ｃが下降した状態でレーザビーム１０３が照射されて穴加工がなされる。被加工物１１１の可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺は、外周載置部１１４に設けられた外周吸着孔１１５によって吸着し保持されるとともに、クランプ部材１２２を設けたワーク押え部１２１で押えられて、被加工物１１１のたわみと位置ずれは防止されている。
【００５０】
上述の動作を繰り返し、被加工物１１１の所定のエリアすべての加工を行う。所定のエリアのすべての加工が完了したら、以下の動作を開始する。
【００５１】
まず、被加工物取り出し位置に移動を開始すべく、加工テーブルの移動を開始する。加工ヘッド部１０９の原点への移動を開始する。すでに下降していた可動載置部１１２のブローを止めながら、当該可動載置部１１２を上昇して、上昇が完了したら当該可動載置部１１２に設けた載置部吸着孔１１３を真空引きして、被加工物１１１を再び吸着保持する。これらの動作を並行して行う。
【００５２】
上述の全ての動作が完了し、加工テーブルが被加工物１１１の取り出し位置に移動し終わったら、押え部駆動シリンダ１２３を動作させて、ワーク押え部１２１を開いた状態にし、すべての載置部吸着孔１１３とすべての外周吸着孔１１５の真空引きを止める。そして、被加工物１１１の吸着保持がされなくなるのを確認し、被加工物１１１の取出装置（図示せず）が載置部から被加工物１１１を取出し、被加工物のレーザ穴加工を完了する。
【００５３】
以上のように、本発明のレーザ加工装置１００は、加工ヘッド部１０９と、載置部と、ＸＹテーブルと、ワーク押え部１２１と、を備えた構成である。ここで、加工ヘッド部１０９は、被加工物１１１をレーザ加工する。載置部は、吸着孔１１５が形成された外周載置部１１４と，吸着孔１１３が形成され上下に昇降する複数の可動載置部１１２とを含み，被加工物１１１を保持する。ＸＹテーブルは、載置部をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動する。ワーク押え部１２１は、外周載置部１１４に設置され，被加工物１１１の一辺のうち少なくとも可動載置部１１２の長手方向に平行で加工の起点側の一辺１４２を押さえる。
【００５４】
この構成により、加工の進行に合わせて、可動載置部１１２が加工の起点側から順次下降と上昇を行ったとしても、それに合わせて順次伝搬して増大していく被加工物１１１のたわみや位置ずれを防止できるものである。これにより、厚さの非常に薄いシート状の被加工物１１１であっても、精度の高いレーザ加工が行うことができ、精度不良にともなう加工不良を低減し、精密な穴加工を実現することができる。
【００５５】
また、外周載置部１１４に設置され，被加工物１１１の一辺のうち可動載置部１１２の長手方向に平行な二辺を少なくとも押さえる一対のワーク押え部１２１を備えた構成としてもよい。
【００５６】
この構成により、加工の起点側から加工の進行に合わせて順次伝搬して増大していく被加工物のたわみや位置ずれを防止でき、特に加工の終期での逆側からの被加工物１１１のたわみや位置ずれを防止できて、より効果は高くなる。これにより、厚さの非常に薄いシート状の被加工物１１１であっても、精度の高いレーザ加工が行うことができ、精度不良にともなう加工不良を低減し、精密な穴加工を実現することができる。
【００５７】
また、ワーク押え部１２１の被加工物１１１と対向する側の面に有機物弾性体、例えばクランプ部材を設置した構成としてもよい。
【００５８】
この構成により、被加工物１１１と接触した際に傷つけずに押圧力を発生し、かつ、被加工物１１１の滑りによるズレを防止することができる。
【００５９】
また、有機物弾性体が線状に形成された構成としてもよい。この構成により、被加工物の辺に一様に押圧可能で吸引と押圧による保持力を効果的に分布させることができる。
【００６０】
また、有機物弾性体が所定間隔で離散する点状に形成された構成としてもよい。この構成により、点状の部分に集中して押圧でき、吸引と押圧による保持力を効果的に分布させることができる。
【００６１】
また、ワーク押え部１２１の中央部分に開閉の支点１２４となるチョウバン部１２６と，ワーク押え部１２１の両端を被加工物１１１側に加圧する加圧部と、を備えた構成としてもよい。
【００６２】
この構成により、ワーク押え部１２１の中心部分の浮きを抑え、押圧力をより均一にできる。
【００６３】
以上のように、上下に昇降する複数の可動載置部１１２の吸着によって被加工物１１１の保持を行うレーザ加工装置１００に対し、被加工物１１１の特定の辺をさらにワーク押え部１２１で押圧するという発明の着想は、容易に想到し得るものではない。被加工物１１１が非常に薄く、かつ、その加工に高い精度を要求されるようになり、加工の進行に合わせて、可動載置部１１２が加工の起点側から順次下降と上昇を行うことで、被加工物のたわみや位置ずれが順次伝搬して増大していくという課題認識があって初めて想到し得るものである。
【００６４】
なお、本実施の形態においては可動載置部１１２を８つ設置し、被加工物１１１の加工エリア１４０を４８エリアに設定した例を用いて説明を行ったが、可動載置部１１２の数や加工エリア１４０の数は、レーザ加工装置１００の大きさや被加工物の形状等の設計要件で決定すればよく、この例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明に係るレーザ加工装置は、分割されて昇降する載置部で保持された被加工物のレーザによる穴加工において、被加工物のたわみや位置ずれを防止して高い加工精度を実現できるものであり、スルーホール加工を行うレーザ加工装置等において有用である。
【符号の説明】
【００６６】
１００    レーザ加工装置
１０１    加工制御部
１０２    レーザ発振器
１０３    レーザビーム
１０４    光学系
１０５    ガルバノスキャナ
１０６    Ｘミラー
１０７    Ｙミラー
１０８    ｆθレンズ
１０９    加工ヘッド部
１１１    被加工物
１１２，１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ    可動載置部
１１３    載置部吸着孔
１１４    外周載置部
１１５    外周吸着孔
１２１    ワーク押え部
１２２    クランプ部材
１２３    押え部駆動シリンダ
１２４    支点
１２５    押え部駆動リンク
１２６    蝶番部
１３１    Ｘテーブル
１３２    Ｘテーブル駆動部
１３３    Ｙテーブル
１３４    Ｙテーブル駆動部
１４０    加工エリア
１４１    第１の加工エリア
１４２    起点側の一辺
１４３    第２の加工エリア
【図１】
2012039106.tif 000003
【図２】
2012039106.tif 000004
【図３】
2012039106.tif 000005
【図４】
2012039106.tif 000006
【図５】
2012039106.tif 000007
【図６】
2012039106.tif 000008
【図７】
2012039106.tif 000009
【図８】
2012039106.tif 000010
【図９】
2012039106.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月2日(2012.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザを照射して加工を行うレーザ加工装置に関し、特にブラインドホール加工（非貫通穴加工）とスルーホール加工（貫通穴加工）の両方を一台の加工装置にて提供するレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、部品の小型化、高集積化、複合モジュール化に伴い、それらの元となる基材の穴あけ加工も小径化し、従来の加工方法では、この小型化に対応することが困難になってきた。それらを解決するために、レーザを用いた穴あけ加工が増えてきている。このレーザによる被加工物への穴加工では、大きく分類して、被加工物に貫通穴を空けるスルーホール加工と、被加工物に非貫通穴を空けるブラインドホール加工の２種類の穴加工がある。
【０００３】
図９は、従来技術に係るレーザ加工装置の第１例の被加工物を載置する載置部の構成を示す断面から見た側面図である。
【０００４】
図９に示すように、上下に昇降する分割された可動載置部８１２と外周載置部８１６とが、載置部として設けられている。ここで、載置部は、可動載置部８１２と外周載置部８１６との構造がわかる断面から見た側面図で示している。外周載置部８１６には外周吸着孔８１４が形成され、分割された可動載置部８１２には載置部吸着孔８１３が形成されている。被加工物８１１は分割された可動載置部８１２と外周載置部８１６の上部に載せられ吸着保持されている。分割された可動載置部８１２は、個別に上下方向に動作可能な構造を持ち、エアシリンダ等の昇降駆動部により上下方向に動作する。
【０００５】
ブラインドホール加工時は、可動載置部８１２はすべての吸着部が上昇した状態となる。そして、載置部全面を使用して被加工物８１１を吸着固定し、加工が行われる。スルーホール加工時は、図９に見るように、被加工物８１１の加工する部分の下部に相当する分割された可動載置部８１２のみ下降させた状態でレーザ加工が行われる。
【０００６】
以上のように構成することで、被加工物８１１の平面度を維持しながら、スルーホール加工時のレーザによる載置部の損傷を防止している（例えば、特許文献１を参照）。
【０００７】
近年、より精密な加工と高集積化のため、板状の被加工物８１１の厚さもより薄くなり、施される穴加工の径も小さくなってきた。例えば、４０μｍ〜１２０μｍ程度の厚さの樹脂フィルムや数十μｍの厚さの金属箔が、その加工対象となっている。
【０００８】
上述の従来技術に係るレーザ加工装置の構成では、スルーホール加工時は、被加工物８１１の加工する部分の下部に相当する吸着部を下降させた状態でレーザ加工が行われるため、部分的とはいえ被加工物は平面を保持されていない。
【０００９】
そのために、載置部に対してレーザによる損傷は与えないものの、上述のように厚さの薄いシート状あるいは箔状の被加工物８１１の場合は、自重によって該当部分が垂れるようにたわみが発生する。その結果、加工部分の平面度の悪化が生じる。平面度の悪化は、レーザの焦点のズレや加工位置のズレとなり、レーザが最小径まで絞られないため精密な加工の妨げとなる。
【００１０】
一般に加工は、被加工物８１１のいずれか一方の端の加工エリアより行ない、順次隣接する加工エリアに移動させて行う。最初の加工エリアのレーザ加工時には、最も端の第１の可動載置部８１２が下降していることとなる。そうすると、被加工物８１１の加工の起点側の辺では、外周載置部８１６の外周吸着孔８１４のみによる吸着力で保持されることになる。そのため、起点側の辺では被加工物８１１の保持力が小さい。逆の方向は、上述の外周吸着孔８１４以外の残りすべての可動載置部８１２の載置部吸着孔８１３によって十分に保持されている。
【００１１】
よって被加工物８１１にたわみが発生すると、単に鉛直方向のズレだけでなく、起点側の辺が滑り方向に引っ張られて水平方向の位置のズレも起こす。
【００１２】
第１の可動載置部８１２に隣接する第２の可動載置部８１２が下降する場合は、加工起点側は外周吸着孔８１４と第１の可動載置部８１２の載置部吸着孔８１３による吸着で保持されることとなる。しかし、第１の可動載置部８１２の位置に対応する加工エリアは、すでにレーザ加工が終了しているため多数の貫通穴が存在し、真空引きによる吸着力は弱い。結果として、自重によるたわみに当初の位置のズレによるたわみも加わる上に、加工起点側の辺から水平方向の位置のズレを起こす。第２の可動載置部８１２に隣接する第３の可動載置部８１２が下降する場合も同様である。
【００１３】
このように、加工の進行に合わせて、順次、加工が終了した可動載置部８１２に隣接する可動載置部８１２の下降が行われるが、それに合わせて被加工物８１１のたわみも順次伝搬し増大する。さらに水平方向のズレも伝搬するに従い大きくなっていく。これらのたわみやズレが重なって数十μｍのオーダで位置ズレが生じると精密な加工の精度としては不良になってしまう。したがって、精密な穴加工を実現することが難しく、精度の高いレーザ加工を行うことができないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】国際公開第２００９／００１４９７号
【発明の概要】
【００１５】
本発明は、精密な穴加工を実現し、精度の高いレーザ加工が行えるレーザ加工装置を提供する。
【００１６】
本発明のレーザ加工装置は、被加工物をレーザ加工する加工ヘッド部と、吸着孔が形成された外周載置部と，吸着孔が形成され上下に昇降する複数の可動載置部とを含み，上記被加工物を保持する載置部と、上記載置部をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動するＸＹテーブルと、上記外周載置部に設置され，上記被加工物の一辺のうち少なくとも上記可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺を押さえるワーク押え部と、を備えたものである。
【００１７】
この構成により、分割された可動載置部を有して被加工物にスルーホール加工をする場合であっても、加工の進行に合わせて順次伝搬して増大していく被加工物のたわみや位置ずれが防止できる。よって、厚さの非常に薄いシート状の被加工物であっても、精度の高いレーザ加工が行うことができ、精度不良にともなう加工不良を低減し、精密な穴加工を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す正面図
【図２】本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の載置部周辺の詳細構成を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置のワーク押え部の詳細構成を示す、図２の３−３線の断面から見た側面図
【図４】本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置のワーク押え部の詳細構成と動きを示す、図２の３−３線の断面から見た側面図
【図５】本発明の実施の形態に係る被加工物の加工エリアの順序の一例を示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態に係る載置部の第１の動作状態を示す３−３線の断面から見た側面図
【図７】本発明の実施の形態に係る載置部の第２の動作状態を示す３−３線の断面から見た側面図
【図８】本発明の実施の形態に係る載置部の第３の動作状態を示す３−３線の断面から見た側面図
【図９】従来技術に係るレーザ加工装置の載置部の構成を示す断面から見た側面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。また、図面中に示されるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸はそれぞれ直交する方向である。ここで、Ｚ軸は上下にあたる鉛直方向であり、各図の座標軸はそれぞれの視野の方向に対応するように描いている。
【００２０】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態の一例に係るレーザ加工装置１００の概略構成図である。図１において、レーザ発振器１０２は、内部でレーザが発振されレーザビーム１０３を射出する。射出されたレーザビーム１０３は、光学系１０４により、方向を変えられ、レーザの密度やビーム径の調整およびビーム形状の整形などが行われる。
【００２１】
光学系１０４を通過したレーザビーム１０３は、Ｘ軸方向にスキャンするためのＸミラー１０６とＹ軸方向にスキャンするためのＹミラー１０７とにより構成されるガルバノスキャナ１０５により走査され、位置決めされる。さらに、ガルバノスキャナ１０５で位置決めされたレーザビーム１０３が、ｆθレンズ１０８で集光され、被加工物１１１の加工点に照射されるように、レーザ加工装置１００が構成されている。
【００２２】
Ｘミラー１０６およびＹミラー１０７より構成されるガルバノスキャナ１０５とｆθレンズ１０８は加工ヘッド部１０９に設けられ、加工ヘッド部１０９はＺ軸方向に移動可能なように装置本体に設置されている。
【００２３】
被加工物１１１は複数個設けられた可動載置部１１２と外周載置部１１４上に置かれている。さらに、被加工物１１１の一辺のうち可動載置部１１２の長手方向（Ｙ軸方向）に平行な二辺は一対のワーク押え部１２１によって押えられている。可動載置部１１２は、それぞれ１対のシリンダ（図示せず）によって支持され、当該シリンダは空気圧により制御されて個々の可動載置部１１２を独立に上下させることができる。
【００２４】
加工テーブルはＸテーブル１３１とＹテーブル１３３の大きく２つのブロックより構成されている。Ｘテーブル１３１は、可動載置部１１２、外周載置部１１４、および、これらに付随する一式の構成を載置し、Ｘ軸方向に可動するように構成されている。Ｘ軸方向の移動には、Ｘテーブル駆動部１３２を駆動することでボールねじを回転させ、そこに載置されているもの一式ごとＸテーブル１３１をスライドさせることで移動が行われる。
【００２５】
Ｙテーブル１３３は、Ｘテーブル１３１とそれに載置されている構成一式をさらに載置し、Ｙ軸方向に可動するように構成されている。Ｙ軸方向の移動には、Ｙテーブル駆動部１３４を駆動することでボールねじを回転させ、そこに載置されているもの一式ごとＹテーブル１３３をスライドさせることで移動が行われる。
【００２６】
そして、これらレーザ発振器１０２、ガルバノスキャナ１０５、可動載置部１１２を昇降させるシリンダと、Ｘテーブル駆動部１３２、および、Ｙテーブル駆動部１３４などを制御する加工制御部１０１とが設けられている。
【００２７】
さらに詳細なレーザ加工装置１００の一部構成について図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の載置部周辺の詳細構成を示す斜視図である。
【００２８】
まず、図２に示すように、被加工物（図示せず）が載置・保持される載置部は、複数個設けられた可動載置部１１２と外周載置部１１４とによって構成される。可動載置部１１２には複数の載置部吸着孔１１３が設けられ、また、外周載置部１１４にも外周吸着孔１１５が設けられている。被加工物は、載置部吸着孔１１３と外周吸着孔１１５より真空引きすることにより吸着保持される。
【００２９】
ワーク押え部１２１は、可動載置部１１２の長手方向（Ｙ軸方向）に平行な２辺に一対設置されている。このワーク押え部１２１は、外周載置部１１４に設置された部材に設けられた支点１２４によって回転可能なように取り付けられ、押え部駆動シリンダ１２３によって開閉される。
【００３０】
ワーク押え部１２１は、Ｚ軸方向の寸法的制約より長尺の板状の金属体で形成され、ワーク押え部１２１の被加工物と対向する側の面にはクランプ部材１２２を設けている。クランプ部材１２２はウレタンゴムやシリコンゴムのような有機物弾性体で形成されている。これにより、被加工物と接触した際に傷つけずに押圧力を発生し、かつ、被加工物の滑りによるズレを防止することができる。
【００３１】
なお、クランプ部材１２２の形状は図示するように線状に連続して盛り上がるようにしてもよいし、所定間隔で離散する点状に形成してもよい。線状であれば被加工物の辺に一様に押圧可能であるし、点状であれば集中して押圧できる。例えば、点状に形成する位置を外周吸着孔１１５との関係で隣接する外周吸着孔１１５の中央部近傍に配置すれば、吸引と押圧による保持力を効果的に分布させることができる。
【００３２】
また、本実施の形態では長尺の板状のワーク押え部１２１の中央にチョウバン部１２６を設けている。蝶番部１２６は、ワーク押え部１２１の開閉動作の回転の支点となり、押え部駆動シリンダ１２３は長尺の両端にあるため、ワーク押え部１２１の中心部分の浮きを抑え、押圧力をより均一にする役目を担う。
【００３３】
以上のように構成されたレーザ加工装置１００の動作について説明する。
【００３４】
図３は、被加工物１１１を搭載するときの載置部とワーク押え部１２１の状態を示すＹ軸方向から見た（３−３線の）断面から見た側面図である。図４は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置のワーク押え部の詳細構成と動きを示す、図２の３−３線の断面から見た側面図である。
【００３５】
被加工物１１１を装置に搭載するにあたり、加工テーブルを移動させることで載置部を被加工物１１１の搭載位置まで移動させ、ここでは載置部吸着孔１１３と外周吸着孔１１５の真空引きを止めて吸着していない状態にし、可動載置部１１２を全て上昇させておく。
【００３６】
また、ワーク押え部１２１は押え部駆動シリンダ１２３によって開いた状態にされている。２つの支点１２４と押え部駆動リンク１２５によって、押え部駆動シリンダ１２３の上下の動作が、矢印に示すようにワーク押え部１２１の回転動作に変換されている。
【００３７】
被加工物１１１を載置部上に搭載した後、載置部吸着孔１１３と外周吸着孔１１５を真空引きして被加工物１１１の下面の吸着保持を開始する。
【００３８】
そして、押え部駆動シリンダ１２３により、ワーク押え部１２１を図３に示す開いた状態から閉じた状態に駆動する。かかる状態を図４に示す。図４に示されるように、吸着孔１１５が形成された外周載置部１１４と，吸着孔１１３が形成された複数の可動載置部１１２（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ）上に被加工物１１１は保持されている。そして、被加工物１１１の辺のうち可動載置部１１２の長手方向（Ｙ軸方向）に平行な辺がワーク押え部１２１により押えられている。
【００３９】
被加工物１１１に接する部分にはクランプ部材１２２が設けられ、被加工物１１１に対して押圧力を発生するとともに被加工物１１１の滑りによるズレを防止している。
【００４０】
被加工物１１１の保持が完了したのち以下の動作を行う。被加工物１１１を保持した載置部を第１の加工エリアに移動させるべく加工テーブルの移動を開始する。原点位置にある加工ヘッドの焦点位置への移動を開始する。第１の加工エリアの下面にある可動載置部１１２のみ、当該可動載置部１１２に設けられた載置部吸着孔１１３の真空引きをブロー（陽圧）に切り換え、当該部位の被加工物１１１下面の吸着保持をやめ、当該可動載置部１１２を下降する。これらの動作を並行して行う。
【００４１】
この加工エリアに関して、その一例を図５に示す。図５は、本発明の実施の形態に係る被加工物の加工エリアの順序の一例を示す斜視図である。図５において被加工物１１１に１から４８までの番号を付しているエリアが加工エリア１４０である。個々の加工エリア１４０は、ガルバノスキャナ１０５のスキャン範囲内に設定されており、当該エリア内のレーザ加工の位置決めはガルバノスキャナ１０５を制御することで行われる。なお、図示するエリアはあくまでも一例であり、この図に限定されるものではない。
【００４２】
上述の動作が完了し、加工ヘッド部１０９のある位置の下方に被加工物１１１の第１の加工エリア１４１が到着したのち、レーザビーム１０３により第１の加工エリア１４１の穴加工を開始する。なお、本図において１４２の符号を付している被加工物１１１の一辺が、可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺１４２に該当する。
【００４３】
図６は、第１の加工エリア１４１で穴加工している状態を、３−３線の断面から見た側面図である。第１の加工エリア１４１に対応する位置の可動載置部１１２ａが下降した状態でレーザビーム１０３が照射されて穴加工がなされる。被加工物１１１の可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺（図示せず）は、外周載置部１１４に設けられた外周吸着孔１１５によって吸着され保持される。それとともに、起点側の一辺は、クランプ部材１２２を設けたワーク押え部１２１で押えられている。これにより、被加工物１１１のたわみと位置ずれが防止されている。
【００４４】
所定のレーザの照射が完了し、第１の加工エリア１４１内の全ての穴加工が完了したら、次に第２の加工エリアに移動するために、加工テーブルを本実施の形態ではＹ方向に移動させる。第２の加工エリア（例えば、加工エリア１４３）におけるレーザ穴加工の状態についても、図６に示すとおりである。このようにして、順次、可動載置部１１２ａが下降しているエリアをすべて（図５における第１の加工エリアから第６の加工エリアまで）レーザ加工し終わるまで同様の動作を繰り返す。なお、可動載置部１１２ａは、図５における第１の加工エリアから第６の加工エリアまでを保持する。
【００４５】
ひとつの可動載置部１１２ａが下降しているエリアすべてのレーザ加工をし終わったら、以下の動作を開始する。
【００４６】
まず、載置部を次の加工エリアに移動すべく、加工テーブルをＸ方向に移動開始する。すでに下降していた可動載置部１１２ａのブロー（陽圧）を止めながら、当該可動載置部１１２ａを上昇する。上昇が完了したら当該可動載置部１１２ａに設けた載置部吸着孔１１３を真空引きして、被加工物１１１を再び吸着し保持する。次の加工エリア（図５における第７の加工エリア）に対応する位置の可動載置部１１２ｂに設けた載置部吸着孔１１３の真空引きをブローに切り換える。当該箇所の被加工物１１１の下面の保持がされなくなったら、当該箇所の可動載置部１１２ｂを下降する。これらの動作を並行して行う。
【００４７】
以上のように、当該加工エリアにおける準備が整った後、ガルバノスキャナ１０５を制御し、穴加工位置にレーザビーム１０３の照射を開始する。図７は、本発明の実施の形態に係る載置部の第２の動作状態を示す３−３線の断面から見た側面図である。図７は、当該加工エリアをレーザ穴加工している状態を、Ｙ軸方向から見た部分断面図である。加工エリアに対応する位置の可動載置部１１２ｂが下降した状態でレーザビーム１０３が照射されて穴加工がなされる。被加工物１１１の可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺は、外周載置部１１４に設けられた外周吸着孔１１５によって吸着・保持されるとともに、クランプ部材１２２を設けたワーク押え部１２１で押えられている。可動載置部１１２ａによる吸着は被加工物の穴加工がされているため、他の可動載置部の吸着に比べて強くはないが、被加工物のたわみと位置ずれは本発明の構成により防止されている。
【００４８】
可動載置部１１２ｂが下降しているエリアをすべて（図５における第７の加工エリアから第１２の加工エリアまで）レーザ加工し終わると同様に次の加工エリアに移動する。その状態を図８に示す。
【００４９】
ここでも同様に、加工エリアに対応する位置の可動載置部１１２ｃが下降した状態でレーザビーム１０３が照射されて穴加工がなされる。被加工物１１１の可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺は、外周載置部１１４に設けられた外周吸着孔１１５によって吸着し保持されるとともに、クランプ部材１２２を設けたワーク押え部１２１で押えられて、被加工物１１１のたわみと位置ずれは防止されている。
【００５０】
上述の動作を繰り返し、被加工物１１１の所定のエリアすべての加工を行う。所定のエリアのすべての加工が完了したら、以下の動作を開始する。
【００５１】
まず、被加工物取り出し位置に移動を開始すべく、加工テーブルの移動を開始する。加工ヘッド部１０９の原点への移動を開始する。すでに下降していた可動載置部１１２のブローを止めながら、当該可動載置部１１２を上昇して、上昇が完了したら当該可動載置部１１２に設けた載置部吸着孔１１３を真空引きして、被加工物１１１を再び吸着保持する。これらの動作を並行して行う。
【００５２】
上述の全ての動作が完了し、加工テーブルが被加工物１１１の取り出し位置に移動し終わったら、押え部駆動シリンダ１２３を動作させて、ワーク押え部１２１を開いた状態にし、すべての載置部吸着孔１１３とすべての外周吸着孔１１５の真空引きを止める。そして、被加工物１１１の吸着保持がされなくなるのを確認し、被加工物１１１の取出装置（図示せず）が載置部から被加工物１１１を取出し、被加工物のレーザ穴加工を完了する。
【００５３】
以上のように、本発明のレーザ加工装置１００は、加工ヘッド部１０９と、載置部と、ＸＹテーブルと、ワーク押え部１２１と、を備えた構成である。ここで、加工ヘッド部１０９は、被加工物１１１をレーザ加工する。載置部は、吸着孔１１５が形成された外周載置部１１４と，吸着孔１１３が形成され上下に昇降する複数の可動載置部１１２とを含み，被加工物１１１を保持する。ＸＹテーブルは、載置部をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動する。ワーク押え部１２１は、外周載置部１１４に設置され，被加工物１１１の一辺のうち少なくとも可動載置部１１２の長手方向に平行で加工の起点側の一辺１４２を押さえる。
【００５４】
この構成により、加工の進行に合わせて、可動載置部１１２が加工の起点側から順次下降と上昇を行ったとしても、それに合わせて順次伝搬して増大していく被加工物１１１のたわみや位置ずれを防止できるものである。これにより、厚さの非常に薄いシート状の被加工物１１１であっても、精度の高いレーザ加工が行うことができ、精度不良にともなう加工不良を低減し、精密な穴加工を実現することができる。
【００５５】
また、外周載置部１１４に設置され，被加工物１１１の一辺のうち可動載置部１１２の長手方向に平行な二辺を少なくとも押さえる一対のワーク押え部１２１を備えた構成としてもよい。
【００５６】
この構成により、加工の起点側から加工の進行に合わせて順次伝搬して増大していく被加工物のたわみや位置ずれを防止でき、特に加工の終期での逆側からの被加工物１１１のたわみや位置ずれを防止できて、より効果は高くなる。これにより、厚さの非常に薄いシート状の被加工物１１１であっても、精度の高いレーザ加工が行うことができ、精度不良にともなう加工不良を低減し、精密な穴加工を実現することができる。
【００５７】
また、ワーク押え部１２１の被加工物１１１と対向する側の面に有機物弾性体、例えばクランプ部材を設置した構成としてもよい。
【００５８】
この構成により、被加工物１１１と接触した際に傷つけずに押圧力を発生し、かつ、被加工物１１１の滑りによるズレを防止することができる。
【００５９】
また、有機物弾性体が線状に形成された構成としてもよい。この構成により、被加工物の辺に一様に押圧可能で吸引と押圧による保持力を効果的に分布させることができる。
【００６０】
また、有機物弾性体が所定間隔で離散する点状に形成された構成としてもよい。この構成により、点状の部分に集中して押圧でき、吸引と押圧による保持力を効果的に分布させることができる。
【００６１】
また、ワーク押え部１２１の中央部分に開閉の支点１２４となるチョウバン部１２６と，ワーク押え部１２１の両端を被加工物１１１側に加圧する加圧部と、を備えた構成としてもよい。
【００６２】
この構成により、ワーク押え部１２１の中心部分の浮きを抑え、押圧力をより均一にできる。
【００６３】
以上のように、上下に昇降する複数の可動載置部１１２の吸着によって被加工物１１１の保持を行うレーザ加工装置１００に対し、被加工物１１１の特定の辺をさらにワーク押え部１２１で押圧するという発明の着想は、容易に想到し得るものではない。被加工物１１１が非常に薄く、かつ、その加工に高い精度を要求されるようになり、加工の進行に合わせて、可動載置部１１２が加工の起点側から順次下降と上昇を行うことで、被加工物のたわみや位置ずれが順次伝搬して増大していくという課題認識があって初めて想到し得るものである。
【００６４】
なお、本実施の形態においては可動載置部１１２を８つ設置し、被加工物１１１の加工エリア１４０を４８エリアに設定した例を用いて説明を行ったが、可動載置部１１２の数や加工エリア１４０の数は、レーザ加工装置１００の大きさや被加工物の形状等の設計要件で決定すればよく、この例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明に係るレーザ加工装置は、分割されて昇降する載置部で保持された被加工物のレーザによる穴加工において、被加工物のたわみや位置ずれを防止して高い加工精度を実現できるものであり、スルーホール加工を行うレーザ加工装置等において有用である。
【符号の説明】
【００６６】
１００  レーザ加工装置
１０１  加工制御部
１０２  レーザ発振器
１０３  レーザビーム
１０４  光学系
１０５  ガルバノスキャナ
１０６  Ｘミラー
１０７  Ｙミラー
１０８  ｆθレンズ
１０９  加工ヘッド部
１１１  被加工物
１１２，１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ  可動載置部
１１３  載置部吸着孔
１１４  外周載置部
１１５  外周吸着孔
１２１  ワーク押え部
１２２  クランプ部材
１２３  押え部駆動シリンダ
１２４  支点
１２５  押え部駆動リンク
１２６  蝶番部
１３１  Ｘテーブル
１３２  Ｘテーブル駆動部
１３３  Ｙテーブル
１３４  Ｙテーブル駆動部
１４０  加工エリア
１４１  第１の加工エリア
１４２  起点側の一辺
１４３  第２の加工エリア
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物をレーザ加工する加工ヘッド部と、
吸着孔が形成された外周載置部と，吸着孔が形成され上下に昇降する複数の可動載置部とを含み，前記被加工物を保持する載置部と、
前記載置部をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動するＸＹテーブルと、
前記外周載置部に設置され，前記被加工物の一辺のうち少なくとも前記可動載置部の長手方向に平行で加工の起点側の一辺を押さえるワーク押え部と、を
備えたレーザ加工装置。
【請求項２】
前記外周載置部に設置され，前記被加工物の一辺のうち前記可動載置部の長手方向に平行な二辺を少なくとも押さえる一対のワーク押え部を備えた請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記ワーク押え部の前記被加工物と対向する側の面に有機物弾性体を設置した請求項１または２のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記有機物弾性体が線状に形成された請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記有機物弾性体が所定間隔で離散する点状に形成された請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記ワーク押え部の中央部分に開閉の支点となるチョウバン部と，前記ワーク押え部の両端を前記被加工物側に加圧する加圧部と、を備えた請求項１に記載のレーザ加工装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2012039106.tif 000012
【図２】
2012039106.tif 000013
【図３】
2012039106.tif 000014
【図４】
2012039106.tif 000015
【図５】
2012039106.tif 000016
【図６】
2012039106.tif 000017
【図７】
2012039106.tif 000018
【図８】
2012039106.tif 000019
【図９】
2012039106.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月18日(2013.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物をレーザ加工する加工ヘッド部と、
吸着孔が形成された外周載置部と，吸着孔が形成され上下に昇降する複数の可動載置部とを含み，前記被加工物を保持する載置部と、
前記載置部をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動するＸＹテーブルと、
前記外周載置部に設置され，前記被加工物の辺のうち少なくとも前記可動載置部の長手方向に平行な一辺を押さえるワーク押え部と、を
備えたレーザ加工装置。
【請求項２】
被加工物をレーザ加工する加工ヘッド部と、
吸着孔が形成された外周載置部と，吸着孔が形成され上下に昇降する複数の可動載置部とを含み，前記被加工物を保持する載置部と、
前記載置部をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動するＸＹテーブルと、
前記外周載置部に設置され，前記被加工物の辺のうち前記可動載置部の長手方向に平行な二辺を少なくとも押さえる一対の前記ワーク押え部と、を
備えたレーザ加工装置。
【請求項３】
前記ワーク押え部の前記被加工物と対向する側の面に有機物弾性体を設置した請求項１または２のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記有機物弾性体が線状に形成された請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記有機物弾性体が所定間隔で離散する点状に形成された請求項３に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記ワーク押え部の中央部分に開閉の支点となるチョウバン部と，
前記ワーク押え部の両端を前記被加工物側に加圧する加圧部と、
をさらに備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明のレーザ加工装置は、被加工物をレーザ加工する加工ヘッド部と、吸着孔が形成された外周載置部と，吸着孔が形成され上下に昇降する複数の可動載置部とを含み，上記被加工物を保持する載置部と、上記載置部をＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動するＸＹテーブルと、上記外周載置部に設置され，上記被加工物の辺のうち少なくとも上記可動載置部の長手方向に平行な一辺を押さえるワーク押え部と、を備えたものである。
【国際調査報告】
2012039106.tif 000021
2012039106.tif 000022
2012039106.tif 000023
2012039106.tif 000024