(57)【要約】【課題】レーザ加工を行うワークの大きさなどを入力することなく、簡単な操作で加工ヘッドが保持装置や保持枠に衝突することを防止できるレーザ加工装置を提供する。【解決手段】ＸＹステージに装着した薄板を移動させながらレーザ加工を行うレーザ加工装置において、加工ヘッド１５に対向配置される加工台１４に、ＸＹステージのＸ軸方向の移動可能範囲を検出する一対のＸ軸側移動範囲検出器４４，４５と、Ｙ軸方向の移動可能範囲を検出する一対のＹ軸側移動範囲検出器４６，４７とを設ける。レーザ加工を開始する前にＸＹステージを移動させてＸ軸側移動範囲検出器及びＹ軸側移動範囲検出器によりレーザ加工時におけるＸＹステージの移動可能範囲をあらかじめ取得する。【選択図】図５
2010051986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＸＹステージのＸ軸及びＹ軸にそれぞれ平行な四辺を有する矩形状の取付枠内に薄板を保持するとともに、該薄板の一側面に加工ヘッドを、他側面に前記加工ヘッドに対向する加工台をそれぞれ配置し、前記加工ヘッド及び加工台に対して前記薄板を平面移動させながら前記加工ヘッドから前記薄板にレーザ光を照射して前記薄板にレーザ加工を行うレーザ加工装置において、前記加工台に、ＸＹステージのＸ軸方向両側にそれぞれ突出して前記薄板を保持している保持部材又は前記取付枠に当接することによりＸ軸方向の移動範囲を検出する一対のＸ軸側移動範囲検出器と、ＸＹステージのＹ軸方向両側にそれぞれ突出して前記薄板を保持している保持部材又は前記取付枠に当接することによりＹ軸方向の移動範囲を検出する一対のＹ軸側移動範囲検出器とを設けたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記取付枠内に前記薄板を装着して該薄板にレーザ加工を開始する前に、前記ＸＹステージをＸ軸方向、Ｙ軸方向にそれぞれ移動させて前記Ｘ軸側移動範囲検出器及びＹ軸側移動範囲検出器を前記薄板を保持している保持部材又は前記取付枠にそれぞれ当接させることにより、レーザ加工時におけるＸＹステージの移動可能範囲をあらかじめ取得する制御手段を備えていることを特徴とする請求項１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、レーザ加工装置に関し、詳しくは、ＸＹステージに保持した薄板にレーザ加工を施すレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
実装基板製作用のメタルマスクは、板厚が数十μｍから数百μｍ程度の極薄金属板にレーザ加工することによって高精度、高品質な微細切断を行って製作されている。一般的に、極薄金属板は、レーザ加工装置のＸＹステージ（ＸＹテーブル）に保持されており、制御装置によってＸＹステージを平面移動させるとともに、加工ヘッドからのレーザ光をオンオフすることによって極薄金属板の所定位置に所定形状の加工が施される。
【０００３】
このとき、ＸＹステージの移動でレーザ光の焦点位置が変動しないように、極薄金属板は、ＸＹステージに設けられた保持装置によって緊張させた状態で保持したり、あらかじめ保持枠に緊張状態で保持した、いわゆる紗張りされたものをＸＹステージの保持装置で保持したりしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１７４５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
メタルマスクのような薄板を加工するレーザ加工装置では、様々な大きさ、形状の薄板（ワーク）に対応するため、ＸＹステージにワークを装着するたびにワークの大きさや保持枠の有無などを制御装置に入力することにより、加工ヘッドが保持部材や取付枠に衝突することを防止している。しかし、数多くのワークを取り扱う場合は、入力操作が煩わしく、また、間違えて入力してしまうと加工ヘッドが保持部材や取付枠に衝突するおそれがあった。
【０００５】
そこで本発明は、レーザ加工を行うワークの大きさなどを入力することなく、簡単な操作で加工ヘッドが保持部材や取付枠に衝突することを防止できるレーザ加工装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のレーザ加工装置は、ＸＹステージのＸ軸及びＹ軸にそれぞれ平行な四辺を有する矩形状の取付枠内に薄板を保持するとともに、該薄板の一側面に加工ヘッドを、他側面に前記加工ヘッドに対向する加工台をそれぞれ配置し、前記加工ヘッド及び加工台に対して前記薄板を平面移動させながら前記加工ヘッドから前記薄板にレーザ光を照射して前記薄板にレーザ加工を行うレーザ加工装置において、前記加工台に、ＸＹステージのＸ軸方向両側にそれぞれ突出して前記薄板を保持している保持部材又は前記取付枠に当接することによりＸ軸方向の移動可能範囲を検出する一対のＸ軸側移動範囲検出器と、ＸＹステージのＹ軸方向両側にそれぞれ突出して前記薄板を保持している保持部材又は前記取付枠に当接することによりＹ軸方向の移動可能範囲を検出する一対のＹ軸側移動範囲検出器とを設けたことを特徴としている。
【０００７】
さらに、本発明のレーザ加工装置は、前記取付枠内に前記薄板を装着して該薄板にレーザ加工を開始する前に、前記ＸＹステージをＸ軸方向、Ｙ軸方向にそれぞれ移動させて前記Ｘ軸側移動範囲検出器及びＹ軸側移動範囲検出器を前記薄板を保持している保持部材又は前記取付枠にそれぞれ当接させることにより、レーザ加工時におけるＸＹステージの移動可能範囲をあらかじめ取得する制御手段を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のレーザ加工装置によれば、ＸＹステージにワーク（薄板）を装着してレーザ加工を行う際に、ワークを保持する保持部材や取付枠に加工台が衝突する前にＸ軸側移動範囲検出器やＹ軸側移動範囲検出器が保持部材などに当接して移動可能範囲を検出するので、検出と同時にＸＹステージの移動を停止することにより、加工台が保持部材などに強く衝突してこれらが破損することを防止できる。
【０００９】
特に、取付枠内に薄板を装着してレーザ加工を開始する前に、ＸＹステージをＸ軸方向、Ｙ軸方向にそれぞれ移動させ、Ｘ軸側移動範囲検出器及びＹ軸側移動範囲検出器を保持部材などに当接させてＸＹステージの移動可能範囲をあらかじめ取得することにより、薄板における加工範囲を確実に設定することができる。したがって、ワークの大きさや保持枠の有無に応じた移動可能範囲を簡単かつ確実に設定することができ、煩わしい入力操作を省略できるとともに、入力ミスによる事故も防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明のレーザ加工装置の一形態例を示す平面図、図２は正面図、図３は右側面図、図４は左側面図、図５はワークを直接保持してレーザ加工を行う状態を示す要部の正面図、図７は紗張りされたワークを保持してレーザ加工を行う状態を示す要部の正面図、図７は要部の右側面図である。
【００１１】
このレーザ加工装置は、相対向する一対の横枠１１ａ及び一対の縦枠１１ｂを四方組みして下部台枠１１ｃにて支持した矩形状の取付枠１１をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるＸＹステージ１２と、横枠１１ａと下部台枠１１ｃとの間に前後方向に通して配置された吸引支持枠１３と、該吸引支持枠１３の前後方向中央部に配置された円筒状の加工台１４と、該加工台１４の上部に対向配置される加工ヘッド１５とを備えている。
【００１２】
なお、図示は省略するが、一般のレーザ加工装置と同様に、ＸＹステージ１２には、該ＸＹステージ１２をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させるための周知の駆動手段が、加工ヘッド１５には、レーザ発信器からのレーザ光を導くための周知の伝送光学系が、さらに、レーザ加工装置全体の動作を制御するための制御手段がそれぞれ設けられている。
【００１３】
一対の縦枠１１ｂには、図５に示すように、加工対象となる矩形状の薄板（ワークＷ）を直接把持するための保持部材である薄板把持部材１６、あるいは、図６に示すように、保持部材である保持枠１７で薄板を緊張状態で保持した紗張り状態のワークＷにおける前記保持枠１７を把持するための保持枠把持部材１８が着脱交換可能に設けられており、一方の縦枠１１ｂは、横枠１１ａに沿って他方の縦枠１１ｂの方向に移動可能に設けられ、縦枠１１ｂ同士の間隔をワークＷの寸法に対応する間隔に調節できるように形成されている。
【００１４】
図５に示すように、ワークＷを直接保持する薄板把持部材１６は、縦枠１１ｂ上に沿って設けられたベース部材２１と、該ベース部材２１の上面に固定された受部材２２と、該受部材２２の外側に設けられた台座２３にリンク機構２４を介して回動可能に設けられた締付レバー２５及び該締付レバー２５の先端に連結された押さえ部材２６とを備えており、締付レバー２５を上方に回動させると、リンク機構２４を介して先端の押さえ部材２６が上方に回動し、受部材２２と押さえ部材２６との間がワークＷの側縁部を着脱可能な状態に離間し、図５に示すように、締付レバー２５を下方に回動させると、受部材２２と押さえ部材２６とが密着し、両部材２２，２６の間でワークＷの側縁部を把持するように形成されている。
【００１５】
図６に示すように、紗張り状態のワークＷにおける保持枠１７を保持する保持枠把持部材１８は、縦枠１１ｂ上に沿って設けられたベース部材３１と、該ベース部材３１の上方に配置される押さえ部材３２と、前記ベース部材３１と前記押さえ部材３２とを締め付ける締付ハンドル３３及びネジ棒３４，ナット３５とで形成されており、締付ハンドル３３を操作してベース部材３１と押さえ部材３２との間を開くことで前記保持枠１７を着脱可能な状態となり、締付ハンドル３３を操作して保持枠１７を挟んだベース部材３１と押さえ部材３２とを締め付けることにより両部材３１，３２の間でワークＷの保持枠１７を把持するように形成されている。
【００１６】
前記加工台１４は、前記加工ヘッド１５の直下に上下動可能に配置されており、吸引支持枠１３の上面に設けられた台座４１に吸引ブロック４２が固定され、該吸引ブロック４２の上部に、ワークＷの下面を支持するリング状の支持盤４３が設けられている。吸引ブロック４２の内部空間は、吸引支持枠１３の内部空間に連通しており、図示しない吸引装置で吸引支持枠１３を介して吸引ブロック４２の内部空間を吸引排気することにより、レーザ加工時に発生するドロスなどをワークＷの下面から排除するようにしている。
【００１７】
そして、前記台座４１の上には、加工台１４及び加工ヘッド１５とＸＹステージ１２との相対的な移動範囲を検出するための移動範囲検出手段が設けられている。この移動範囲検出手段は、前記ＸＹステージ１２におけるＸ軸方向のプラス側及びマイナス側を向いた左右一対のＸ軸側移動範囲検出器４４，４５と、ＸＹステージ１２におけるＹ軸方向のプラス側及びマイナス側を向いた前後一対のＹ軸側移動範囲検出器４６，４７とを有している。各検出器４４〜４７は、スイッチ部５１と、該スイッチ部５１から突出した摺動軸５２の先端に設けられた接触板５３と、接触板５３をあらかじめ設定された突出位置に付勢して保持するスプリング５４とを有しており、接触板５３は、前記薄板把持部材１６や前記保持枠１７、前記取付枠１１の高さ位置の違いに対応するため、上下方向に長い板材によって形成され、一側部にスイッチ作動片５５が設けられている。
【００１８】
この検出器４４〜４７は、接触板５３がワークＷの保持部材である前記把持部材１６や前記保持枠１７、あるいは前記取付枠１１に当接し、スイッチ作動片５５がスイッチ部５１の方向に移動すると検出器４４〜４７が作動し、前記制御手段に検出器４４〜４７がＸ軸方向、Ｙ軸方向で保持部材などに当接したこと、即ち加工台１４が移動限界に達した信号を送信する。
【００１９】
このとき、加工台１４及び加工ヘッド１５とＸＹステージ１２との相対的な移動範囲があらかじめ設定されていなかったり、あらかじめ手入力した移動範囲が間違っていたりした場合でも、各検出器４４〜４７から移動限界に達した信号を制御手段が受信してＸＹステージ１２を緊急停止させることにより、加工台１４や加工ヘッド１５が保持部材などに衝突して破損することを防止できる。
【００２０】
また、取付枠１１内にワークＷを装着してレーザ加工を開始する前に、ＸＹステージ１２をＸ軸方向、Ｙ軸方向にそれぞれ移動させ、Ｘ軸側移動範囲検出器４４，４５及びＹ軸側移動範囲検出器４６，４７を保持部材などに軽く当接させてＸＹステージ１２の移動可能範囲をあらかじめ取得して制御手段に記憶させることにより、ワークＷの大きさだけでなく、紗張り状態のワークＷにおける保持枠１７の形状や大きさが異なっている場合でも、ワークＷの寸法に応じた加工範囲、即ち、ＸＹステージ１２の移動可能範囲を煩わしい入力操作を行わずに簡単かつ確実に設定することができ、他の一般的な加工対象物に比べて極めて多くの種類の大きさや構造に対応しなければならないメタルマスクを加工するレーザ加工装置に最適である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のレーザ加工装置の一形態例を示す平面図である。
【図２】同じく正面図である。
【図３】同じく右側面図である。
【図４】同じく左側面図である。
【図５】ワークを直接保持してレーザ加工を行う状態を示す要部の正面図である。
【図６】紗張りされたワークを保持してレーザ加工を行う状態を示す要部の正面図である。
【図７】レーザ加工を行う状態を示す要部の右側面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１１…取付枠、１１ａ…横枠、１１ｂ…縦枠、１１ｃ…下部台枠、１２…ＸＹステージ、１３…吸引支持枠、１４…加工台、１５…加工ヘッド、１６…薄板把持部材、１７…保持枠、１８…保持枠把持部材、２１…ベース部材、２２…受部材、２３…台座、２４…リンク機構、２５…締付レバー、２６…押さえ部材、３１…ベース部材、３２…押さえ部材、３３…締付ハンドル、３４…ネジ棒、３５…ナット、４１…台座、４２…吸引ブロック、４３…支持盤、４４，４５…Ｘ軸側移動範囲検出器、４６，４７…Ｙ軸側移動範囲検出器、５１…スイッチ部、５２…摺動軸、５３…接触板、５４…スプリング、５５…スイッチ作動片、Ｗ…ワーク（薄板）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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