(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状ワークをテーブル面上に位置決めしてＸＹ方向に移動する加工テーブルと、
加工テーブル上の帯状ワークに対してレーザビームを照射するレーザビーム照射手段と、
加工テーブル上において帯状ワークを真空吸着して保持するためのワーク搬送保持手段と、
真空吸着のための負圧をワーク搬送保持手段に供給する真空発生手段と、
ワーク搬送保持手段に向けて帯状ワークを押圧する押圧手段と、
帯状ワークがワーク搬送保持手段にて吸着されているか否かを検出する吸着検出手段とが設けられ、
前記押圧手段は、前記吸着検出手段にて帯状ワークが吸着されていないことが検出された場合にのみ作動することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
帯状ワークをテーブル面上に位置決めしてＸＹ方向に移動する加工テーブルと、
加工テーブル上の帯状ワークに対してレーザビームを照射するレーザビーム照射手段と、
加工テーブル上において帯状ワークを真空吸着して保持するためのワーク搬送保持手段と、
真空吸着のための負圧をワーク搬送保持手段に供給する真空発生手段と、
ワーク搬送保持手段に向けて帯状ワークを押圧する押圧手段と、
帯状ワークがワーク搬送保持手段にて吸着されているか否かを検出する吸着検出手段とが設けられ、
前記押圧手段を常時作動させるモード、前記押圧手段を常時作動させないモード、前記吸着検出手段にて帯状ワークが吸着されていないことが検出された場合にのみ前記押圧手段を作動させるモードのうち、選択された１つのモードにて前記押圧手段が作動することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
押圧手段を、帯状ワークに接触する押圧バーと、押圧バーをワーク搬送保持手段に向かう方向に駆動する駆動手段とを備えて構成し、押圧バーの押圧面を、帯状ワークの変形形状に適合した形状に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
さらに、押圧手段をワーク搬送保持手段の上方に移動させ又は上方から退避させる移動手段を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
さらに、吸着検出手段は、帯状ワークを真空吸着した際の真空吸着度を計測し、計測された真空吸着度が所定の時間内に所定の真空吸着度に達しない場合に帯状ワークが吸着されていないと判断する手段であることを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ加工の対象となる帯状ワークを、精度良く位置決めすることのできるレーザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄い被加工材料をレーザによって穴開け加工することは、従来から広く知られている。例えば、特公平２−１６１９９号公報の「レーザ開孔装置」には、煙草のフィルター巻き付け紙、紙おむつ等に用いる薄い被加工材料に対してレーザ加工を施し、当該レーザにより形成した開孔をもって通気性を確保することが記載されている。また、特開平４−３５６９９３号公報の「プリント基板の製造方法」には、フレキシブルプリント基板、ＩＣパッケージ或いはＢＧＡ（Ball Grid Array ）などの電子部品実装に使用する複合電気部品材料に対し、レーザを用いることで止まり穴、貫通穴その他の導通穴を明けることが記載されている。
【０００３】
このようなレーザ加工装置を用いたレーザ加工によれば、ドリルでは不可能な微細孔を明けることができ、また、フォトビアやエッチング等のように工程が複雑で納期がかかる加工に比べて簡単なプログラムで安価かつ短期に加工を行うことができる。レーザ加工装置はこのような利点を有することから、薄い被加工材料に適用される例が増加している。このレーザ加工において被加工材料は、生産性の向上のため、帯状に形成されてロールやリール等にて巻き取られ、生産工程にて連続的に繰り出されて供給されることになる。
【０００４】
図７は、従来のレーザ加工装置を示す構成図である。このレーザ加工装置３００では、巻出部１の巻出リール１１に被加工材料である帯状ワークＷが巻回保持されており、この帯状ワークＷは巻出リール１１の側方に設けられたガイドローラ１２にて支持されている。巻出部１の側方には、架台２が隣接して配置されており、この架台２上には、ＸＹ方向（帯状ワークＷの搬送方向がＸ方向、搬送面内においてＸ方向に直交する方向がＹ方向）に移動する加工テーブル２１が設けられている。この加工テーブル２１のＸ方向の両端には、駆動ローラ２２、２２が設けられ、中央にはワーク搬送保持部２３が設けられている。そして、巻出部１のガイドローラ１２から架台２の駆動ローラ２２に至って帯状ワークＷが渡されており、この間においては、加工テーブル２１の移動を吸収するため、帯状ワークＷはループ状に垂れ下げられている（左ループ部Ｗ１）。
【０００５】
一方、架台２に対する巻出部１の反対側には、この巻出部１とほぼ左右対称的な構造をなす巻取部３が配置されている。すなわち、巻取部３には、帯状ワークＷを巻き取る巻取リール３１と、帯状ワークＷを支持するガイドローラ３２とが設けられている。そして、架台２の駆動ローラ２２から巻取部３の巻取リール３１に至って帯状ワークＷが渡されており、この間においては、加工テーブル２１の移動を吸収するため、帯状ワークＷはループ状に垂れ下げられている（右ループ部Ｗ２）。
【０００６】
ここで、加工テーブル２１の駆動ローラ２２、２２の近傍には、帯状ワーク搬送時の蛇行によってワーク搬送保持部２３における位置ずれが生じるのを防止するため、ガイド２０１が設けられている。また、加工テーブル２１のワーク搬送保持部２３には、図８のワーク搬送保持部の縦断面図に示すように、帯状ワークＷを真空吸着するための多数の吸着穴２４、２４が設けられている。これら吸着穴２４、２４は、その一方を加工テーブル２１の上面に向けて開放し、他方を図７に示す配管２５を介して真空発生装置２６に接続されている。
【０００７】
また、図７に示すように、架台２の近傍位置には、レーザ発信器４が設けられている。このレーザ発信器４の光軸上には、レーザ発信器４から出力されたレーザビームＢをコリメートし、マスクをかけてレーザ加工位置で最適なスポット形状に成形する像転写光学系４１が配置されている。また、像転写光学系４１の後段には、加工光学系４２が配置されている。この加工光学系４２は、像転写光学系４１を経由したレーザビームＢをガルバノスキャナー４３およびｆθレンズ４４により高速に且つ精度良く位置決めして、ワーク搬送保持部２３上の帯状ワークＷに照射することによりレーザ加工を行う。これら、加工テーブル２１、レーザ発振器４、加工光学系４２をはじめ、巻出部１その他の搬送系などを含むシステム全体は、制御装置５により制御されている。
【０００８】
つぎに、このレーザ加工装置３００の動作について説明する。巻出部１の巻出リール１１から巻出された帯状ワークＷは、駆動ローラ２２によって加工テーブル２１のワーク搬送保持部２３上に搬送供給される。ここで、真空発生装置２６を作動させることによりワーク搬送保持部２３の吸着穴２４の内部が負圧とされ、帯状ワークＷがワーク搬送保持部２３上に対して平面的な状態で吸着保持される。
【０００９】
また、駆動ローラ２２とガイドローラ（巻出ローラ）１２との間では、帯状ワークＷが垂れ下げられることによって、左ループ部Ｗ１が形成される。そして、ワーク搬送保持部２３上に吸着保持された帯状ワークＷに対し、レーザ発振器４から出力されたレーザビームＢが照射される。このレーザビームＢは、像転写光学系４１にて最適なスポット形状に整形され、加工光学系４２にて位置決めされる。かかる集光レーザビームＢにより、帯状ワークＷに穴明け等の加工が施される。
【００１０】
集光レーザビームＢと帯状ワークＷとはワーク搬送保持部２３上の水平面内で相対移動するが、加工光学系４２から照射される集光レーザビームＢの焦点位置が前記ワーク搬送保持部２３上で一定になるように制御されているため、安定した加工を行うことができる。つぎに、加工が終了した帯状ワークＷは、駆動ローラ２２、２２によりＸ方向に搬送され、加工完了製品として巻取リール３１により巻き取られる。ここでも、ガイドローラ（巻取ローラ）３２と駆動ローラ２２との間で帯状ワークＷが垂れ下げられることで、右ループ部Ｗ２が形成される。また、帯状ワークＷは、ワーク搬送保持部２３上にて位置ずれが生じないよう、搬送中は常に前記ガイド２０１により規制される。
【００１１】
帯状ワークＷと集光レーザビームＢとの相対移動の詳細は図示しないが、加工の用途や種類などに応じて通常はつぎのような方法を用いる。すなわち、帯状ワークＷが間欠搬送され加工テーブル２１上に吸着保持されている状態で、加工光学系４２と加工テーブル２１との相対移動によるレーザビーム加工が行われる。ここで、加工テーブル２１は、その動作ストロークが大きいものの速度が遅いため、ＸＹ方向の間欠動作となる。一方、加工光学系４２は、その動作ストロークが小さいものの速度が速いため、ＸＹ方向の連続動作となる場合が多い。
【００１２】
図９は、帯状ワークの加工例を示す平面図である。このように、一般的にレーザ加工装置では、ＣＳＰ（Chip Sized Package）やＢＧＡ（Ball Grid Array ）のインナーリード穴加工等を行うため、１つの加工パターンＰのサイズは加工光学系４２のスキャン範囲Ｓ（通常３０ｍｍ×３０ｍｍ〜５０ｍｍ×５０ｍｍ）程度になる。従って、加工パターンＰのスキャンに加工テーブル２１のＸＹ動作は必要性が少なく、それゆえ加工テーブル２１の動作軌跡Ｔは加工パターンＰの繰り返し動作軌跡と一致するのが通常である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のレーザ加工装置３００では、帯状ワークＷの幅が比較的狭い場合、Ｙ方向のストロークは加工光学系４２のスキャン範囲Ｓでカバーすることができる。また、加工テーブル２１のＹ方向のストロークが少なくて済むから、Ｘ方向のストロークによる捩れと共に帯状ワークＷのたわみを前記左ループ部Ｗ１および右ループ部Ｗ２で吸収できる。このため、帯状ワークＷの幅が狭い場合、帯状ワークＷに損傷を与えることなく搬送することが可能であった。例えば、一般のＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープ搬送では、そのテープ幅が３５ｍｍ、４８ｍｍ、７０ｍｍの３種類で比較的狭いため、ＴＡＢテープに損傷を与えず搬送することができた。
【００１４】
しかしながら、最近のレーザ加工装置では、生産能力を向上させるため、テープ幅を大きくする傾向にある。例えば上記ＴＡＢテープ搬送において、そのテープ幅が１２５ｍｍ、２５０ｍｍ、３７５ｍｍ、５００ｍｍのＴＡＢテープを用いるようになっている。このため、帯状ワークＷの幅が大きくなるに従って加工テーブル２１のＹ方向ストロークが大きくなるから、帯状ワークＷの捩れを左右ループ部Ｗ１、Ｗ２のみでは吸収できなくなり、当該帯状ワークＷにダメージを与えてしまうという問題点があった。
【００１５】
また、帯状ワークＷの幅が大きいためにその捩れを吸収できない場合には、帯状ワークＷが凸状に反ったり（図８に実線にて示す）、凹状に反ったり（図８に想像線にて示す）する場合がある。このような場合には、帯状ワークＷをワーク搬送保持部２３に対して平面的に供給することができないため、帯状ワークＷを吸着穴２４にて完全に吸着することができない。従って、帯状ワークＷが平面状に保持されずに、レーザビームＢの焦点位置が変化して安定した高品質のレーザ加工を行うことができない。このことは、比較的薄くて剛性が低い材料を加工する場合には問題にならないが、近年増えてきている、プラスチックと金属を接着剤で張り合わせたような二重または三重構造の複合材料や、比較的厚い材料のように剛性の大きい被加工材料を加工する場合には、大きな問題となっていた。
【００１６】
また、上記従来のレーザ加工装置３００では、帯状ワークＷ端縁をガイド２０１により規制していた。しかしながら、例えば端面の損傷或いは端面の擦れによる塵埃の発生を嫌うグリーンシートなどの場合、ガイド２０１によって当該帯状ワークＷに損傷を与えてしまうという問題点があった。逆に、帯状ワークＷ端縁をガイド２０１により規制しないと、搬送時に帯状ワークＷに蛇行が生じて当該帯状ワークＷをワーク搬送保持部２３に正常に位置決めができないという問題があった。
【００１７】
一方、上述の問題を解決するために、加工テーブル２１を固定して加工光学系４２をＸＹ走査形にすることが考えられるが、レーザビームＢの品質を安定させるための光路長一定方式の採用や像転写光学系４１の光走査に同期したマスク位置制御などが必要になって複雑かつ高価なものになってしまう。
【００１８】
この発明は、上記のような従来のレーザ加工装置における問題点に鑑みてなされたものであって、帯状ワークを、精度良く位置決めすることのできるレーザ加工装置を得ることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明によるレーザ加工装置は、帯状ワークをテーブル面上に位置決めしてＸＹ方向に移動する加工テーブルと、加工テーブル上の帯状ワークに対してレーザビームを照射するレーザビーム照射手段と、帯状ワークを巻回するリール手段とを備え、帯状ワークのうち、加工テーブル上にて位置決めした部分とリール手段に巻回した部分とにかけてループ部を形成すると共に、加工テーブルに対する帯状ワーク移動方向の直交方向に、加工テーブルの移動と共に前記リール手段を直動させる直動手段を設けたものである。
【００２０】
加工テーブルは帯状ワークを位置決めした状態でＸＹ方向に移動する。また、リール手段には帯状ワークが巻回されており、加工テーブルとの間でループ部を形成している。加工テーブルのＸ方向をワーク移動方向とすると、当該Ｘ方向の加工テーブルの移動は、前記ループ部によって吸収される。一方、Ｙ方向（帯状ワーク移動方向の直交方向）の加工テーブルの移動は、前記ループ部により吸収するのが困難であるから、加工テーブルの移動と共にリール手段を直動させる。これにより、リール手段と加工テーブルとの間に発生する捩れを吸収することができる。このため、帯状ワークに損傷を与えず、加工テーブルに対する帯状ワークの位置決めを精度良く行うことができる。なお、リール手段は、具体的には帯状ワークの巻出部や巻取部に該当する。さらに、加工テーブルがＺ方向に移動する場合にも適用することができる。
【００２１】
つぎの発明によるレーザ加工装置は、帯状ワークをテーブル面上に位置決めしてＸＹ方向に移動する加工テーブルと、加工テーブル上の帯状ワークに対してレーザビームを照射するレーザビーム照射手段と、リールに巻回保持した帯状ワークを加工テーブルに巻き出す巻出部と、加工テーブル上で加工した帯状リールを巻き取る巻取部と、帯状ワークのうち、加工テーブル上にて位置決めした部分と巻出部に巻回した部分、および加工テーブル上にて位置決めした部分と巻取部に巻回した部分にかけてそれぞれループ部を形成すると共に、加工テーブルに対する帯状ワーク移動方向の直交方向に、加工テーブルの移動と共に前記巻出部および巻取部を直動させる直動手段を設けたものである。
【００２２】
加工テーブルのＸ方向移動と共に帯状ワークが移動すると、その移動はループ部により吸収される。一方、加工テーブルがＹ方向に移動すると、ループ部により吸収するのは困難であるから直動手段により吸収する。すなわち、加工テーブルの移動と共に巻出部および巻取部を直動させることで、帯状ワークの捩れを防止または低減する。このようにすれば、帯状ワークに損傷を与えず、加工テーブルに対する帯状ワークの位置決めを精度良く行うことができる。
【００２３】
つぎの発明によるレーザ加工装置は、上記レーザ加工装置において、さらに、前記加工テーブルに対する帯状ワークの位置を検出する位置検出手段を設け、当該位置検出手段の検出信号に基づき前記直動手段を制御するようにしたものである。
【００２４】
帯状ワークが蛇行することにより当該帯状ワークの加工テーブルに対する位置がずれてしまうから、位置検出手段により帯状ワークの位置を検出し、検出信号に基づいて前記直動手段を制御する。これにより、帯状ワークの位置ずれに対して前記リール手段または巻出部および巻取部を追従させる。かかる構成によれば、上記従来のような物理的接触を伴うガイドなどを用いずに帯状ワークの位置決めを行うことができるから、端面の損傷あるいは端面の擦れによる塵埃の発生を嫌う帯状ワークの加工に適するものとなる。
【００２５】
つぎの発明によるレーザ加工装置は、上記レーザ加工装置において、さらに、前記リール手段または巻出部および巻取部の移動量を、加工テーブルの移動量よりも小さくしたものである。
【００２６】
加工テーブルの移動量と同じだけリール手段が移動する場合、リール手段の質量が大きいために当該リール手段の移動速度のほうが遅くなる。一方、帯状ワークの位置決めに悪影響を与えなければ、多少ねじれていても問題ない。そこで、リール手段の移動量を加工テーブルの移動量よりも小さくするようにした。このため、移動を短時間に行うことができるから、加工時間を短縮できる。巻出部および巻取部を移動するときも同様である。
【００２７】
さらに、つぎの発明によるレーザ加工装置は、帯状ワークをテーブル面上に位置決めしてＸＹ方向に移動する加工テーブルと、加工テーブル上の帯状ワークに対してレーザビームを照射するレーザビーム照射手段と、加工テーブル上において帯状ワークを真空吸着して保持するためのワーク搬送保持手段と、真空吸着のための負圧をワーク搬送保持手段に供給する真空発生手段と、ワーク搬送保持手段に向けて帯状ワークを押圧する押圧手段とを設けたものである。
【００２８】
このレーザ加工装置では、帯状ワークに凸状や凹状の反りが生じた場合、帯状ワークが押圧手段によってワーク搬送保持手段に向けて押圧される。従って、帯状ワークが平面的な状態に修正されてワーク搬送保持手段に供給されるので、ワーク搬送保持手段にて確実に吸着保持させる。このようにすれば、剛性が大きく反りの生じ易い被加工材料に対しても加工テーブルに対する位置決めを精度良く行うことができる。
【００２９】
つぎの発明によるレーザ加工装置は、上記レーザ加工装置において、押圧手段を、帯状ワークに接触する押圧バーと、押圧バーをワーク搬送保持手段に向かう方向に駆動する駆動手段とを備えて構成し、押圧バーの押圧面を、帯状ワークの変形形状に適合した形状に形成したものである。
【００３０】
帯状ワークの変形形状に適合した押圧バーの押圧面にて、帯状ワークを押圧することができるので、帯状ワークを確実に押圧することができる。また、帯状ワークの非突出部分を不用意に押圧することがないので、帯状ワークに損傷を与えることがない。
【００３１】
つぎの発明によるレーザ加工装置は、上記レーザ加工装置において、押圧手段をワーク搬送保持手段の上方に移動させ又は上方から退避させる移動手段を設けたものである。
【００３２】
帯状ワークを押圧する必要がある時にのみ押圧手段がワーク搬送保持手段の上方に配置され、それ以外の場合、特に帯状ワークにレーザを照射してレーザ加工を行う場合には押圧手段がワーク搬送保持手段の上方から退避される。このため、押圧手段がレーザ加工の障害となることがない。
【００３３】
つぎの発明によるレーザ加工装置は、上記レーザ加工装置において、帯状ワークがワーク搬送保持手段にて吸着されているか否かを検出する吸着検出手段を設け、吸着検出手段にて帯状ワークが吸着されていないことが検出された場合に押圧手段を作動させるように構成されている。
【００３４】
この場合には、帯状ワークが変形している場合にのみ押圧機構にて帯状ワークを押圧し、帯状ワークが変形していない場合には押圧機構による押圧を省略することができる。従って、押圧機構の移動時間や、押圧バーの駆動時間を必要最小限に抑えることができる。このため、押圧が加工時間に与える時間的影響を低減して、生産性を向上させることができる。
【００３５】
つぎの発明によるレーザ加工装置は、上記レーザ加工装置において、帯状ワークがワーク搬送保持手段にて吸着されているか否かを検出する吸着検出手段を設け、押圧手段を常時作動させるモード、押圧手段を常時作動させないモード、吸着検出手段にて帯状ワークが吸着されていないことが検出された場合にのみ押圧手段を作動させるモードのうち、選択された１つのモードにて押圧手段を作動させるように構成されている。
【００３６】
このようにモード選択を行うことによって、帯状ワークの種類に応じて最も適切なタイミングで押圧等を行うことができ、無駄な押圧を低減すること等によって生産性を向上させることができる。また、押圧が必要となるか否かを事前に判断してその結果に応じたモードを選択しておくことで、押圧が必要となるか否かを逐一判断する必要がなくなり、押圧要否の判断時間を削減できて生産性の向上に一層寄与することができる。
【００３７】
つぎの発明によるレーザ加工装置は、上記レーザ加工装置において、吸着検出手段は、帯状ワークを真空吸着した際の真空吸着度を計測し、計測された真空吸着度が所定の時間内に所定の真空吸着度に達しない場合に帯状ワークが吸着されていないと判断する手段として構成されている。
【００３８】
吸着検出手段によれば、帯状ワークが吸着されているか否かを真空吸着度に基づいて直接計測できるため、帯状ワークの位置センサ等を設ける場合に比べて、簡易かつ信頼性の高い吸着検出を行うことができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明にかかるレーザ加工装置の実施の形態１および２を詳細に説明する。なお、これら実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００４０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１にかかるレーザ加工装置を示す構成図である。このレーザ加工装置１００では、加工テーブル２１のＹ方向の移動に同期して巻出部１および巻取部２を移動可能にし、駆動ローラ２２、２２の端縁にエッジ検出センサ６を設けた点に特徴がある。その他の構成は上記従来のレーザ加工装置３００と略同様であるから説明を省略する。なお、帯状ワークＷには、例えば端面の損傷あるいは端面の擦れによる塵埃の発生を嫌うグリーンシートを用いるものとする。
【００４１】
巻出部１の下側には巻出部ベース１３が取りつけられている。この巻出部ベース１３には、リニアガイド１４を構成する複数の直線ガイドナット１５が固定されている。また、直線ガイドレール１６は巻出部架台１７に固定されている。この巻出部架台１７と巻出部ベース１３との間には、ボールネジ１８が配置され、そのネジ部１８１は巻出部架台１７に回転支持され、ナット部１８２は巻出部ベース１３に固定支持されている。当該ネジ部１８１は、その一端でカップリング１９１を介して駆動用モータ１９２（サーボモータ）に連結されている。リニアガイド１４およびボールネジ１８は、同図に示すように、加工テーブル２１のＹ方向に直線移動可能に配置されている。
【００４２】
巻取部３側も上記同様の直動機構により加工テーブル２１のＹ方向に直線移動可能とされている。具体的には、巻取部ベース３３と巻取部架台３７との間に、複数の直線ガイドナット３５および直線ガイドレール３６からなるリニアガイド３４が設けられると共に、ナット部３８１およびネジ部３８２からなるボールネジ３８が設けられている。ネジ部３８２には、カップリング３９１を介して駆動用モータ３９２が結合されている。さらに、巻出部１側および巻取部３側の駆動用モータ１９２、３９２は、制御装置５に接続されており当該制御装置５により制御されている。この制御装置５は通常ＮＣ装置であり、予めプログラムされた加工テーブル２１の移動に同期して巻出部１および巻取部３の駆動用モータ１９２、３９２を移動制御する。また、駆動ローラ２２、２２の両側には、物理的接触を伴うガイドの代わりにエッジ検出センサ６、６が設けられている。グリーンシートがその端面の損傷や端面の擦れによる塵埃の発生を嫌うため、非接触で位置決めを行うためである。このエッジ検出センサ６、６は、制御装置５と接続されている。
【００４３】
つぎに、このレーザ加工装置１００の動作について説明する。図２に示すように、加工パターンＰをＸ方向およびＹ方向に繰り返し加工する場合、当該Ｘ方向の加工テーブル２１の移動量は、左ループ部Ｗ１および右ループ部Ｗ２により吸収される。一方、同図のような幅広の帯状ワークＷのときは前記スキャン範囲Ｓを超えてしまうため、加工テーブル２１をＹ方向に移動する必要がある。例えばスキャン範囲Ｓが５０ｍｍで帯状ワークの幅が５００ｍｍの場合、１０列の加工パターンを採ることができるから、帯状ワークＷのＹ方向の累積移動量は４５０ｍｍとなる。しかしながら、このまま加工テーブル２１をＹ方向に移動させると帯状ワークＷが捩れて位置決め精度が落ちるため、巻出部１および巻取部３を加工テーブル２１のＹ方向移動に同期して移動させる。
【００４４】
具体的には、加工テーブル２１の移動制御を行う制御装置５は、加工テーブル２１の動作信号に基づいて駆動用モータ１９２、３９２を制御し、巻出部１および巻取部３をリニアガイド１４、３４に沿ってＹ方向に移動させる。巻出部１および巻取部３の移動量は、加工テーブル２１のＹ方向移動量と同じなので、左ループ部Ｗ１および右ループ部Ｗ２による吸収作用と相俟って、帯状ワークＷに捩れを生じさせることなく加工を行うことができる。
【００４５】
また、エッジ検出センサ６、６は搬送してくる帯状ワークＷの端縁をモニターしており、当該帯状ワークＷの位置ずれを検出して当該検出信号を制御装置５に送出する。制御装置５は、検出信号に基づいて巻出部１および／または巻取部３の駆動用モータ１９２、３９２を制御し、巻出部１および／または巻取部３をＹ方向に移動させる。これにより、グリーンシートのような帯状ワークＷであってもその位置決めを精度よく行うことができる。
【００４６】
なお、上記実施の形態では、巻出部１および巻取部３の直線移動をリニアガイド１４、３４およびボールネジ１８、３８、駆動用モータ１９２、３９２によって行っているが、これらの他に同様な機能を有するガイド手段および送り駆動機構を用いるようにしてもよい。
【００４７】
また、上記構成において、巻出部１および巻取部３のＹ方向移動量は、必ずしも加工テーブル２１の移動量と同一である必要はなく、帯状ワークＷの損傷が生じない最小限の移動量にとどめるようにしてもよい。例えば、巻出部１および巻取部３のＹ方向移動量を、加工テーブル２１の移動量の１／２だけ移動するようにすることができる。移動量の設定は、制御装置５に対して適宜自由に設定する。このようにすれば、Ｙ方向の移動を短時間に行うことができるから、加工時間を短縮できる。
【００４８】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。図３は、この発明の実施の形態２にかかるレーザ加工装置を示す構成図、図４は、押圧機構および移動シリンダをワーク搬送保持部の縦断面と共に示す図である。このレーザ加工装置２００では、主として、加工テーブル２１のワーク搬送保持部２３に対して帯状ワークＷを押圧する押圧機構７と、押圧機構７を必要に応じて移動させる移動シリンダ８を設けた点に特徴がある。その他の構成は上記従来のレーザ加工装置３００と略同様であるから説明を省略する。なお、帯状ワークＷには、例えばプラスチックと金属を接着剤で張り合わせた剛性の大きい二重構造の複合シートを用いるものとする。
【００４９】
ワーク搬送保持部２３の上方には、図３および図４に示すように、押圧機構７および移動シリンダ８が設けられている。なお、図４において帯状ワークＷは、幅方向の略中央を上方に突出させて突出部分Ｗ１とし、全体として凸状に反っている。図４に示すように押圧機構７は、駆動シリンダ７１と、この駆動シリンダ７１にて駆動される垂直アーム７２および水平アーム７３と、水平アーム７３の端部に取り付けられて当該水平アーム７３と共に駆動される押圧バー７４とを備えて構成されている。
【００５０】
この押圧バー７４は、垂直アーム７２および水平アーム７３を介して、駆動シリンダ７１によって上下方向に駆動され、その上端位置は少なくとも、ワーク搬送保持部２３上に搬送される帯状ワークＷの上方位置であって当該帯状ワークＷに干渉しない位置に設定され、その下端位置は少なくとも、帯状ワークＷの突出部分Ｗ１をワーク搬送保持部２３の吸着穴２４にて真空吸着され得る状態に押圧可能な位置に設定されている。この上端位置は帯状ワークＷの厚みに応じて適宜変更することができ、また下端位置は、帯状ワークＷの厚み、真空発生装置２６の容量、および吸着穴２４の径および数量等の吸着条件を考慮して適宜変更することができる。この押圧バー７４の形状は、帯状ワークＷの突出部分Ｗ１を下方に押圧可能なように、突出部分Ｗ１とほぼ同じ幅にて形成されている。ただし、押圧バー７４の形状は、帯状ワークＷの反り状態等を考慮して図示と異なる形状を取り得る。この点については後述する。
【００５１】
この押圧機構７は移動シリンダ８によって、押圧が必要な時にのみ図４に示す押圧位置に移動され、その他の時にはレーザ加工の障害にならないようにワーク搬送保持部２３の上方から退避した退避位置（図示は省略する）に移動される。押圧位置において押圧バー７４は、Ｙ方向に関して、帯状ワークＷの突出部分Ｗ１にほぼ対応する位置に配置されると共に、Ｘ方向に関して、ワーク搬送保持部２３の前方側の端部近傍に配置されて、ワーク搬送保持部２３上に搬送される帯状ワークＷの搬送先頭側の突出部分Ｗ１を押圧することができる。なお、押圧機構７を移動させる機構として移動シリンダ８を用いることは、移動機構を簡易に構成できる点で好ましいが、この他の種々の機構を採用することができる。
【００５２】
つぎに、このレーザ加工装置２００の動作について説明する。図４に示すように帯状ワークＷが凸状に反っている場合において、移動シリンダ８にて押圧機構７を押圧位置に移動させる。そして、真空発生装置２６を作動させた状態で、駆動シリンダ７１を駆動して押圧バー７４を押し下げ、この押圧バー７４によって帯状ワークＷの突出部分Ｗ１をワーク搬送保持部２３に向けて押圧する。すると、帯状ワークＷはほぼ平面的な状態に修正され、吸着穴２４にて吸着されて、ワーク搬送保持部２３上に保持される（この状態の帯状ワークＷを図４において想像線にて示す）。ついで、移動シリンダ８にて押圧機構７を退避位置に移動させ、帯状ワークＷに対してレーザ加工を行うことができる。
【００５３】
このように押圧を行うタイミングは、ワーク搬送保持部２３を常時一定の位置に固定しておく場合と、必要に応じて上下動させる場合とで変えることができる。まず、ワーク搬送保持部２３を常時固定する場合には、ワーク搬送保持部２３に対して帯状ワークＷを搬送する初期の段階で押圧を行えばよく、その後は真空発生装置２６の容量や真空到達度、更には吸着穴２４の径および数量等の吸着条件を適切に調整することにより、吸着状態を平面的に保持したまま帯状ワークＷの搬送を行うことができる。従って、帯状ワークＷを連続搬送するか間欠搬送するかに関わらず、搬送初期の段階で押圧を行うだけでよく、押圧を複数回行う必要はない。このため、押圧機構７の移動時間や押圧時間がレーザ加工装置２００の加工時間に与える影響はほぼ無視することができる。なお、このような押圧機構７の制御は、制御装置５内の動作プログラムにて行うことができる。
【００５４】
一方、帯状ワークＷが搬送中にワーク搬送保持部２３の表面と接触して傷付くことを避けるため、ワーク搬送保持部２３を上下動させる上下動機構を設け、帯状ワークＷの搬送中にはワーク搬送保持部２３を下降させて退避させ、搬送後にワーク搬送保持部２３を上昇させる場合がある。この場合、ワーク搬送保持部２３を上昇させる毎に帯状ワークＷを吸着保持する必要がある。しかしながら、ワーク搬送保持部２３を上昇させる毎に押圧機構を移動させて帯状ワークＷを押圧したのでは、加工時間に与える時間的影響が大きい。
【００５５】
そこで、図３に示すように、帯状ワークＷを真空吸着した際の真空吸着度を計測する計測器２７を例えば配管２５中に設け、この計測器２７にて計測された真空吸着度が所定の時間内（例えば帯状ワークＷを搬送し、ワーク搬送保持部２３を上昇させた直後の一定時間内）に所定の真空吸着度に達しない場合には帯状ワークＷが所定量以上変形していると判断して、この場合にのみ押圧機構による押圧を行ってもよい。この場合、帯状ワークＷが変形していない場合には押圧機構による押圧を省略することができ、加工時間に与える時間的影響を低減することができる。この計測器２７による計測値のモニタリングや押圧機構の制御は、制御装置５で行うことができる。なお、計測器２７は帯状ワークＷが吸着されているか否かを直接計測できる点で好ましいが、この吸着度を計測する手段としては他の手段を用いることもできる。例えば、帯状ワークＷの上端位置をセンサにて検出し、所定位置より上方に位置する場合には帯状ワークＷが吸着されていないものと判断してもよい。
【００５６】
さらに、帯状ワークＷの種類によっては、変形が全く生じないために押圧を全く必要としない場合、変形が稀に生じるために必要時にのみ押圧を行いたい場合、変形が生じ易いために常時押圧を行いたい場合等が考えられる。このような押圧の必要性の相違に対応するため、押圧に関する複数の動作モードを設定し、これら複数の動作モードのうち任意の一つの動作モードを選択できるようにしてもよい。具体的には、押圧機構７を常時作動させる常時押圧モード、押圧機構７を常時作動させない押圧停止モード、この計測器２７にて計測された真空吸着度が所定の時間内に所定の真空吸着度に達しない場合にのみ押圧機構７による押圧を行う逐次押圧モードを設定し、これらモードの選択を、制御装置５に設けた図示しない選択スイッチや、制御装置５内の動作プログラムにて行うようにすることができる。このようにモード選択を行うことによって、帯状ワークＷの種類に応じて最も適切なタイミングで押圧等を行うことができ、無駄な押圧時間等を低減することによって生産性を向上させることができる。また、押圧が必要となるか否かを逐一判断する必要がなくなり、生産性の向上に寄与することができる。
【００５７】
あるいは、運転当初は常時押圧モードを自動的に選択し、計測器２７の計測値をモニタリングして、吸着されない頻度が所定頻度以下であった場合には、逐次押圧モードに自動的に切り替わるようにしてもよい。この場合には、運転モードの最適化を自動的に図ることができる。また、常時押圧モード、押圧停止モード、逐次押圧モードの３つのモードを全て備える必要はなく、任意の一部、例えば常時押圧モードと逐次押圧モードのみを備えるようにしてもよい。
【００５８】
つぎに、押圧機構７の他の実施の形態について図５を用いて説明する。この図５において帯状ワークＷは、幅方向の両端を上方に突出させて突出部分Ｗ２とし、全体として凹状に反っている。一方、押圧機構７の押圧バー７４は、突出部分Ｗ２に対応して、下方へ突出する突出部７５、７５をＹ方向の両端近傍位置に有する形状に形成されている。このように押圧バー７４の押圧面の形状は、帯状ワークＷの変形状態に応じて任意に設計されてよい。
【００５９】
あるいは、押圧バー７４は、帯状ワークＷのいかなる変形状態にも対応可能なように、帯状ワークＷとほぼ同じ幅の平板状に形成されてもよい。この他、押圧バー７４を複数設け、帯状ワークＷの複数の突出部分それぞれを個別的に押圧してもよい。また押圧バー７４の押圧面には、帯状ワークＷに傷が付くことを防止するため、例えば軟性の樹脂等による保護面を貼り付けることができる。このような押圧バー７４による押圧は構成が簡易であるために好ましいが、押圧バー７４に代えて空気噴射ノズルを設け、空気を噴射することによって帯状ワークＷを押圧してもよい。この場合には帯状ワークＷの変形形状によりフレキシブルに対応することができると共に、帯状ワークＷの表面に傷が付くことを一層確実に防止することができる。
【００６０】
さらに、図６は、他の形態における押圧機構をワーク搬送保持部の縦断面と共に示す図である。この図６において、回転アーム７６の一端には押圧バー７４が取り付けられ、他端には回動モータ９が連結されている。そして、回動モータ９にて回転アーム７６が回動されることにより、押圧バー７４が帯状ワークＷを押圧し、あるいは退避位置に移動される。すなわち、この場合には、押圧機構７を移動させるための機能と押圧バー７４を駆動させるための機能を回動モータ９にて一体に達成することができ、全体構成を簡易にすることができる。その他、押圧バー７４を押圧する機構については上述の機構以外の種々のものを採用することができ、その動力としては例えばスプリング等の弾性力や、磁力等の如き任意のものを用いることもできる。また押圧機構７を移動するための機構については、押圧機構７が押圧位置に配置された状態でもレーザ加工の障害にならない場合には、省略することもできる。
【００６１】
この他、押圧機構７以外の構成に関しても、上記実施の形態に開示のものに限られず、当業者により設計変更可能な範囲で実質的に同様の構造に代えることができる。例えば吸着穴２４の位置は図示の位置に限られず、またその形状もスリット状等の形状を採用することができる。さらに、実施の形態１に示した巻出部１および巻取部３の直線移動と、実施の形態２に示した押圧機構７の押圧との両方を備えたレーザ加工装置を構成することもできる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかるレーザ加工装置によれば、加工テーブルに対する帯状ワーク移動方向の直交方向に、加工テーブルの移動と共に前記リール手段を直動させる直動手段を設けたので、当該方向に加工テーブルが移動しても、帯状ワークを損傷させることがない。
【００６３】
つぎの発明にかかるレーザ加工装置によれば、加工テーブルに対する帯状ワーク移動方向の直交方向に、加工テーブルの移動と共に前記巻出部および巻取部を直動させる直動手段を設けたので、当該方向に加工テーブルが移動しても、帯状ワークを損傷させることがない。
【００６４】
つぎの発明にかかるレーザ加工装置によれば、上記レーザ加工装置において、加工テーブルに対する帯状ワークの位置を検出する位置検出手段を設け、当該位置検出手段の検出信号に基づき前記直動手段を制御するようにした。このため、物理的に接触することなく帯状ワークを精度良く位置決めをすることができる。
【００６５】
つぎの発明にかかるレーザ加工装置によれば、上記レーザ加工装置において、リール手段または巻出部および巻取部の移動量を、加工テーブルの移動量よりも小さくしたので、移動を短時間に行うことができるから、加工時間を短縮できる。
【００６６】
つぎの発明にかかるレーザ加工装置によれば、加工テーブル上において帯状ワークを真空吸着して保持するためのワーク搬送保持手段と、ワーク搬送保持手段に向けて帯状ワークを押圧する押圧手段等を設けたので、凸状や凹状の反りが生じた帯状ワークも押圧手段によってワーク搬送保持手段に向けて押圧され、剛性が大きく反りの生じ易い被加工材料の位置決めを精度良く行うことができる。
【００６７】
つぎの発明にかかるレーザ加工装置によれば、上記レーザ加工装置において、押圧手段の押圧バーの押圧面を、帯状ワークの変形形状に適合した形状に形成したので、帯状ワークを確実に押圧することができ、また、帯状ワークの非突出部分を不用意に押圧せずに帯状ワークに損傷を与えることがない。
【００６８】
つぎの発明にかかるレーザ加工装置によれば、上記レーザ加工装置において、押圧手段をワーク搬送保持手段の上方に移動させ又は上方から退避させる移動手段を設けたので、レーザ加工を行う場合には押圧手段がワーク搬送保持手段の上方から退避され、押圧手段がレーザ加工の障害となることがない。
【００６９】
つぎの発明にかかるレーザ加工装置によれば、上記レーザ加工装置において、帯状ワークがワーク搬送保持手段にて吸着されているか否かを検出する吸着検出手段を設け、帯状ワークが吸着されていない場合に押圧手段を作動させるようにしたので、押圧が加工時間に与える時間的影響を低減して、生産性を向上させることができる。
【００７０】
つぎの発明にかかるレーザ加工装置によれば、上記レーザ加工装置において、押圧手段を常時作動させるモード、押圧手段を常時作動させないモード、吸着検出手段にて帯状ワークが吸着されていないことが検出された場合にのみ押圧手段を作動させるモードのうち一つを選択可能としたので、帯状ワークの種類に応じて最も適切なタイミングで押圧等を行うことができ、無駄な押圧を低減して生産性を向上させることができる。また、押圧が必要となるか否かを逐一判断する必要がなくなり、生産性の向上に寄与することができる。
【００７１】
つぎの発明にかかるレーザ加工装置によれば、上記レーザ加工装置において、吸着検出手段は、帯状ワークを真空吸着した際の真空吸着度を計測し、計測された真空吸着度が所定の時間内に所定の真空吸着度に達しない場合に帯状ワークが吸着されていないと判断するようにしたので、帯状ワークの吸着状態を真空吸着度に基づいて直接計測でき、簡易かつ信頼性の高い吸着検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１にかかるレーザ加工装置を示す構成図である。
【図２】  帯状ワークの加工例を示す平面図である。
【図３】  この発明の実施の形態２にかかるレーザ加工装置を示す構成図である。
【図４】  押圧機構および移動シリンダをワーク搬送保持部の縦断面と共に示す説明図である。
【図５】  他の形態における押圧機構および移動シリンダをワーク搬送保持部の縦断面と共に示す説明図である。
【図６】  さらに他の形態における押圧機構をワーク搬送保持部の縦断面と共に示す説明図である。
【図７】  従来におけるレーザ加工装置を示す構成図である。
【図８】  ワーク搬送保持部を示す縦断面図である。
【図９】  帯状ワークの加工例を示す平面図である。
【符号の説明】
１００、２００  レーザ加工装置、１  巻出部、１１  巻出リール、１２  ガイドローラ、２  架台、２１  加工テーブル、２２  駆動ローラ、２３  ワーク搬送保持部、Ｗ  帯状ワーク、Ｗ１  左ループ部、３  巻取部、３１  巻取リール、３２  ガイドローラ、Ｗ２  右ループ部、４  レーザ発信器、４１  像転写光学系、４２  加工光学系、Ｂ  レーザビーム、４３  ガルバノスキャナー、４４  ｆθレンズ、５  制御装置、６  エッジ検出センサ、７  押圧機構、  ７１駆動シリンダ、７２  垂直アーム、７３  水平アーム、７４  押圧バー、７６  回転アーム、８  移動シリンダ、９  回動モータ、１３、３３  巻出部ベース、１４、３４  リニアガイド、１５、３５  直線ガイドナット、１６、３６  直線ガイドレール、１７、３７  巻出部架台、１８、３８  ボールネジ、１９１、３９１  カップリング、１９２、３９２  駆動用モータ。
【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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【図８】
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【図９】
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