(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに張力を与えるクランプ装置と、シートの一区画部分を前記張力による平面状態を維持しうるようにして前記区画部分の周辺を吸着支持する吸着装置と、シートの前記吸着装置によって吸着支持された区画部分をレーザ加工するレーザ光照射装置とを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
シートに張力を与えるクランプ装置と、シートの一区画部分を前記張力による平面状態を維持しうるようにして前記区画部分の周辺を着脱可能に吸着支持する吸着装置と、シートの前記吸着装置によって吸着支持された区画部分をレーザ加工するレーザ光照射装置と、このレーザ光照射装置及び前記吸着装置に対しシートを相対的に移動させて、シートの各区画部分が順次レーザ加工されるようにする移動装置とを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項３】
吸着装置は、シートに対面する枠状の端面に吸引口を設け相互に連通された複数の管路を内蔵した枠状部材と、前記管路の基端側に接続され空気を吸引する吸引部材とを備えている請求項１または２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
吸着装置は、枠状部材の管路の基端側と吸引部材間に接続された切換弁と、この切換弁に接続されこれに空気を吹込む吐出部材とを備え、切換弁は、前記吸引部材と前記吐出部材とを択一的に前記管路と連通させるように構成されている請求項３記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
枠状部材をシートに対して垂直方向に移動可能に位置決めする位置決め部材を備えている請求項３記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
枠状部材の一方の内壁面に設けられた吹出し口と、この吹出し口に対向して他方の内壁面に設けられた吸込み口と、前記吹出し口の基端側に接続された空気吹出部材と、前記吸込み口の基端側に接続された空気吸込部材とを備えている請求項３記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
枠状部材とレーザ光学系との間のレーザ光路を隔てて互いに対向して並設された吹出し口と吸込み口と、前記吹出し口の基端側に接続された空気吹出部材と、前記吸込み口の基端側に接続された空気吸込部材とを備えている請求項３記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
シートに張力を与えるとともに、シートの区画部分の周辺を吸着支持して、前記区画部分をレーザ加工することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項９】
シートに張力を与えるとともに、シートの区画部分の周辺を吸着支持して、この区画部分をレーザ加工し、順次区画部分を変えて前記レーザ加工を繰返し行うことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項１０】
シートが平面状態となるよう張力を加えながらシートにレーザ光を照射してレーザ加工する際に、張力によって伸びたシートが張力から解放されたとき弾性復帰することにより変位する加工点の変位量を予め算出し補正値として制御データに入力し、それに基いてレーザ加工を行うことを特徴とする請求項８または９記載のレーザ加工方法。
【請求項１１】
レーザ加工で発生した加工屑を圧縮空気の流れに乗せて集塵することを特徴とする請求項８または９記載のレーザ加工方法。
【請求項１２】
平面状態に維持されたシートに対して垂直方向の、シートを隔てて枠状部材に対向する位置に、第２の枠状部材を備え、前記第２の枠状部材は、一方の内壁面に設けられた吹出し口と、この吹出し口に対向して他方の内壁面に設けられた吸込み口と、前記吹出し口の基端側に接続された空気吹出部材と、前記吸込み口の基端側に接続された空気吸込部材とを設けられてなる請求項６記載のレーザ加工装置。
【請求項１３】
被加工物にレーザ光を照射して穴開け加工を行うレーザ加工装置において、前記被加工物の対向する両端部をそれぞれ保持する１対のクランプと、この１対のクランプの間に相対的に遠ざかる方向の付勢を加えて前記被加工物に張力を加える張力付加装置と、クランプにより保持されていない周辺部を吸着保持する吸着保持手段とを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板等の被加工物にレーザ光により微小な穴開け加工等のレーザ加工を行うレーザ加工装置およびレーザ加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術のレーザ加工装置における被加工物の保持装置の構成を図１１に示す。このレーザ加工装置１３０は、シート状の被加工物１３１を所定位置に保持してレーザ加工を行うように構成されている。
【０００３】
図１１において、保持台１３３上に配設された吸着プレート１３４には貫通穴１３４ａが設けられており、真空排気口１３５から真空排気されることにより、吸着プレート１３４上に載置されたシート状の被加工物１３１は真空吸着されて所定位置に保持される。この所定位置に保持された被加工物１３１に対してレーザ光を照射することにより、微小な穴開け加工が実施される。
【０００４】
また、図１２に示すように、金属板等の薄いシート状の被加工物（ワーク）の表面を高速高精度に加工する装置として、被加工物を位置決めし、この被加工物表面にレーザ光を照射して加工するＣＯ２  レーザ加工装置が知られている。この種のレーザ加工装置は、図１２に示すように、被加工物４１の下面の多数箇所を剣山４２で受けて、その被加工物４１の自重を利用して平坦化させ、被加工物４１の上面からレーザ光４３を照射して加工するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１に示す従来例において、レーザ光により被加工物１３１に穴開け加工をした場合に、被加工物１３１を穴開けにより貫通したレーザ光は吸着プレート１３４で反射するので、反射光は被加工物１３１を加熱変形させてしまうことになる。回路基板材料等は薄く熱変形しやすいため、この対策として、吸着プレート１３４には、予め被加工物１３１の穴開け加工位置に対応する位置に反射防止用の貫通穴が設けられる。ところが、この反射防止用の貫通穴の位置は、加工する被加工物１３１の種類によって異なるため、多品種に対応させることが困難となる問題点があった。前記反射防止用の貫通穴を大きく形成すると加工位置の変化に対応させることが可能とはなるが、被加工物１３１が薄い場合には吸引による歪みが発生し、加工精度が低下する問題がある。また、被加工物１３１を真空吸着しているため、加工された残滓を吸引してしまうことから、吸気流路部分に残滓の詰まりが生じる問題点もあった。
【０００６】
また、図１２に示す従来例は、多層基盤用の薄い樹脂シートや金属シートにビヤ電極用貫通孔をレーザ加工により穿孔する際に用いられているが、次のような問題点がある。すなわち、樹脂シート等の薄シートは、形状安定性が悪くカールし易いので、上記従来の方法をこの薄シートに適用すると、薄シートの中央付近のうねりが大きく残って、その表面高さの変化がレーザ光の適切なワーキングディスタンスの許容範囲を越えてしまい、精度よく加工できない、という問題があった。
【０００７】
本発明は、レーザ加工によってシート状の被加工物に穿孔するときに生ずる従来例における問題点や、薄いシートを被加工物としてレーザ加工するときに生ずる問題点を解決することができるレーザ加工装置およびレーザ加工方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のレーザ加工装置は、上記目的を達成するため、シートに張力を与えるクランプ装置と、シートの一区画部分を前記張力による平面状態を維持しうるようにして前記区画部分の周辺を吸着支持する吸着装置と、シートの前記吸着装置によって吸着支持された区画部分をレーザ加工するレーザ光照射装置とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明のレーザ加工装置は、上記目的を達成するため、シートに張力を与えるクランプ装置と、シートの一区画部分を前記張力による平面状態を維持しうるようにして前記区画部分の周辺を着脱可能に吸着支持する吸着装置と、シートの前記吸着装置によって吸着支持された区画部分をレーザ加工するレーザ光照射装置と、このレーザ光照射装置及び前記吸着装置に対しシートを相対的に移動させて、シートの各区画部分が順次レーザ加工されるようにする移動装置とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
さらに本発明のレーザ加工方法は、上記目的を達成するため、シートに張力を与えるとともに、シートの区画部分の周辺を吸着支持して、前記区画部分をレーザ加工することを特徴とする。
【００１２】
また本発明のレーザ加工方法は、上記目的を達成するため、シートに張力を与えるとともに、シートの区画部分の周辺を吸着支持して、この区画部分をレーザ加工し、順次区画部分を変えて前記レーザ加工を繰返し行うことを特徴とする。
【００１３】
上記発明のレーザ加工装置およびレーザ加工方法によれば、クランプ装置がシートを張設し、吸着装置がシートの一区画部分を、引張られた状態で吸着支持するため、その区画部分内においてシートの表面のうねりを矯正して平坦化することができるので、レーザ光照射装置による各区画部分を精度よくレーザ加工することができる。さらに、移動装置が、シートを複数の区画部分に分割して各区画部分を吸着装置の吸着部分内に順次導入するので、薄く大きな面積のシートに対しても、精度よくレーザ加工することができる。
【００１４】
また本発明のレーザ加工方法は、上記目的を達成するため、シートが平面状態となるよう張力を加えながらシートにレーザ光を照射してレーザ加工する際に、張力によって伸びたシートが張力から解放されたとき弾性復帰することにより変位する加工点の変位量を予め算出し補正値として制御データに入力し、それに基いてレーザ加工を行うことを特徴とする。
【００１５】
上記発明のレーザ加工方法によれば、形状安定性の低いシートに張力を加えることで平面状態を確保しつつ、張力によって伸びたシートが加工後張力から解放されたときに弾性復帰して収縮することによるレーザ加工点の変位量を予め算出し、その値に従って加工点データを補正することでより一層加工精度を高めることができ、確実に所望の加工点に穴開けその他の加工を施すことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１７】
図１は本発明の第１の実施形態に係るレーザ加工装置の構成を示す斜視図であり、図２は同装置の正面図である。尚、レーザ光照射部分の構成の図示は省略している。レーザ加工の対象となる被加工物は、樹脂または金属からなるシート状の回路基板である。特に、本実施の形態においては、被加工物としてアラミドエポキシ樹脂からなる薄シートを対象としている。
【００１８】
図１において、レーザ加工装置１０１は、シート状の被加工物の回路基板１０２に対して微小な貫通穴を穿つ加工装置として構成されており、所定位置に保持した回路基板１０２にレーザ光ビーム１１８を照射して穴開け加工が行われる。
【００１９】
回路基板１０２は、ベースプレート１０５上に固定された固定側クランプ（基準側保持ユニット）１０３と、ベースプレート１０５上に取り付けられたガイドレール１１１に搭載された可動側クランプ（可動側保持ユニット）１０４との間に、その両端が把持されて所定の加工位置に保持される。前記可動側クランプ１０４には、付勢シリンダ１０６により固定側クランプ１０３から遠ざかる方向に付勢が加えられるので、両端を把持された回路基板１０２には張力が加えられ、平面状態を保って保持される。この回路基板１０２の保持構造について、図２を参照して詳しく説明する。
【００２０】
図２において、固定側クランプ１０３及び可動側クランプ１０４それぞれの上部には、クランプ動作アーム１０７が設けられており、それぞれ着脱シリンダ１０９により開閉動作できるように構成されている。着脱シリンダ１０９によりクランプ動作アーム１０７を開いた状態にして回路基板１０２の両端部を、固定側クランプ１０３の把持ブロック１０８と、可動側クランプ１０４の把持ブロック１１０との間に載置した後、着脱シリンダ１０９によりそれぞれクランプ動作アーム１０７を閉じて回路基板１０２の両端部を把持する。
【００２１】
前記可動側クランプ１０４は、ベースプレート１０５上に取り付けられたガイドレール１１１上に搭載されており、把持ブロック１１０に連結された付勢シリンダ１０６により固定側クランプ１０３から遠ざかる方向に付勢される。固定側クランプ１０３及び可動側クランプ１０４のそれぞれのクランプ動作アーム１０７により回路基板１０２が保持された後、前記付勢シリンダ１０６を駆動させると、可動側クランプ１０４はガイドレール１１１上を固定側クランプ１０３から遠ざかる方向に付勢され、保持した回路基板１０２に張力を加えることになる。
【００２２】
この付勢シリンダ１０６による付勢力は、回路基板１０２が両端部だけで支持され、中央部に撓みが生じる状態がなくなる程度の張力でよく、撓みが生じやすいシート状の回路基板１０２、特にその回路基板１０２が薄いシートよりなる場合でも一定の平面状態に保つことができる。
【００２３】
このように両端で保持され、一定の張力で平面状態が維持された状態にあるシート状の回路基板１０２に対して所定の加工位置にレーザ光ビームを照射することにより、微小な穴開け加工を正確に実施することができる。レーザ光により穴開け部分が貫通したときにも、その下部は大きな空間が形成されているので、貫通穴から透過したレーザ光の反射が回路基板１０２に影響を及ぼすことはなく、反射光による加熱変形は生じない。また、加工により生じる残滓は回路基板１０２の下方に溜まるだけなので、随時除去することによって残滓による弊害も生じない。
【００２４】
図３は、上記構成の変形例を示す正面図で、上記構成はシート状の回路基板１０２が一定の外形サイズとして構成しているが、同図に示すように、可動側クランプ１０４を保持幅調整ユニット１１２上に搭載することにより、回路基板１０２の外形サイズの変化にも対応させることができる。前記保持幅調整ユニット１１２は、ベースプレート１０５上に固定されたレール１１２ａと、このレール１１２ａ上を摺動移動できるスライダ１１２ｂと、このスライダ１１２ｂの移動を設定位置で固定する固定手段（図示せず）とを備えて構成することができ、前記スライダ１１２ｂ上に可動側クランプ１０４を搭載すれば、可動側クランプ１０４を加工する回路基板１０２のサイズに合わせて調整することができる。この構成では、付勢シリンダ１０６は可動側クランプ１０４を引っ張り方向に付勢するように構成されており、回路基板１０２の下方空間を避けて配置しているので、レーザ加工により生じる加工残滓が溜まりやすい回路基板１０２の下方空間の清掃作業が容易にできる。
【００２５】
また、図４は、クランプ動作アーム１０７と把持ブロック１０８とによるシート状の回路基板１０２の把持面の構造の変形例を示す部分正面図である。回路基板１０２には、その両端に張力が加えられるので、把持位置がずれることがないように確実な位置保持が必要である。同図に示すように、把持ブロック１０８に凹部１１３を形成し、この凹部１１３に対向してクランプ動作アーム１０７に突起部１１４を設けることにより、回路基板１０２の把持力を強化することができる。同図は、固定側クランプ１０３の構造を示しているが、可動側クランプ１０４にも同様に構成されている。
【００２６】
さらに、図５は、サイズの大きなシート状の被加工物に対応させるための第２の実施形態に係るレーザ加工装置１２０の構成を示す斜視図である。第１の実施形態の構成と共通する要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００２７】
レーザ加工装置１２０は、第１の実施形態の構成に加えて、シート状の回路基板１０２ａの把持されていない周辺部を保持する真空吸着部１１５、１１６を設けたもので、大きなサイズの回路基板１０２ａを安定して保持すると共に、加工位置へのセッティングを容易に行うことができる。薄い樹脂シートや金属シートで大きなサイズに形成された回路基板１０２ａの両端を保持して張力を加えただけでは歪みが発生するような場合には、この構成により安定した平面性を保つことができる。また、加工位置へ位置決めするセッティング時にも、搬入された回路基板１０２ａを真空吸着部１１５、１１６により仮保持させることができ、セッティング作業を容易に行うことができる。
【００２８】
以上説明した構成では、被加工物として回路基板を対象としているが、他の薄シート状の被加工物のレーザ加工にも適用することができる。また、被加工物が矩形形状でない変形形状のものである場合には、固定側クランプ１０３と可動側クランプ１０４とを複数対に設けて形成することもできる。
【００２９】
図６〜図８は、本発明の第３の実施形態におけるレーザ加工装置を示している。この実施形態は、電気機器の多層基板等に使用される樹脂製の薄いシートの表面を、レーザ光により加工するレーザ加工装置に関する。
【００３０】
このレーザ加工装置は、図６〜図９に示すように、薄シート１に張力を与えるクランプ装置（クランプ手段）５と、薄シート１の一区画部分１ａを前記張力による平面状態を維持しうるようにして前記区画部分１ａの周辺部を着脱可能に吸着支持する吸着装置（吸着手段）８と、薄シート１の前記吸着装置８によって吸着支持された区画部分１ａをレーザ加工するレーザ光照射装置（レーザ光照射手段）４と、このレーザ光照射装置４及び前記吸着装置８に対し薄シート１を相対的に移動させて、薄シート１の各区画部分１ａが順次レーザ加工されるようにする移動装置（移動手段）６、７とを備えている。
【００３１】
薄シート１の一例は、厚さ０．２〜０．３ｍｍ、大きさ３０ｃｍ×６０ｃｍ程度の柔軟性の大きな樹脂製シートである。区画部分１ａの大きさは、この範囲内で集光するレーザ光３の集光スポットの大きさや形状が一様となるように、５０ｍｍ×５０ｍｍ程度限定されている。
【００３２】
レーザ光照射装置４は、レーザ光学系２０と、このレーザ光学系２０に同期してレーザ光３をパルス状に発振するレーザ発振器２１とからなり、レーザ光学系２０はレーザ光３を集光する集光レンズ２２と、レーザ光３の集光点を薄シート１の加工点Ａに位置決めするガルバノスキャナ２３とを備えている。
【００３３】
クランプ装置５は、サブテーブル２４と、このサブテーブル２４に固定され薄シート１の一辺を把持する固定側クランプ（基準側チャック）２５と、前記の一辺に相対向する一辺を把持する可動側クランプ（可動側チャック）２６とを備え、この可動側クランプ２６を薄シート１にＸ方向に張力を加えるように付勢するスプリング２７によって、薄シート１を水平に張設する。
【００３４】
Ｘテーブル６、Ｙテーブル７は、前記のサブテーブル２４をＸ、Ｙ方向に位置決め可能に移動させるもので、薄シート１を複数の区画部分１ａに分割し、一つの区画部分１ａの加工が完了したならば、次の区画部分１ａを吸着装置８の吸着部分内に導入して位置決めする。
【００３５】
吸着装置８は、図６〜図８に示すように、薄シート１に対面する枠状の端面１１ａに吸引口１２ａを設け相互に連通された複数の管路１２を内蔵した枠状部材１１と、前記管路１２の基端側１２ｂに接続され空気を吸引する吸引部材１３とを備えている。枠状部材１１は、薄シート１の各区画部分１ａの周囲を、この枠状部材１１がレーザ光３に干渉しない程度の距離を設けて包囲して、その端面１１ａに薄シート１を吸着できる。
【００３６】
吸引部材（吸引手段）１３は、枠状部材１１の基端側１２ｂに接続されたホース１４と、このホース１４に切換バルブ１７とフィルタ１６とを介して接続された真空ポンプ１５とからなる。切換バルブ１７には、これに圧縮空気を吹込むコンプレッサ１９からなる吐出部材（吐出手段）１８が接続され、この切換バルブ１７は、吸引部材１３と吐出部材１８とを択一的にホース１４を介して管路１２に連通させる。
【００３７】
枠状部材１１の一例は、約６ｃｍ×６ｃｍの矩形の間口を有した四角枠状で、約１ｃｍの幅を持った端面１１ａに約１ｃｍのピッチで直径１ｍｍの吸引口１２ａを複数設けて管路１２とし、この全ての管路１２を枠状部材１１内部で連通させ、枠状部材１１の外側部に設けた２つの開口部に集合させて、これを全ての管路１２の基端側１２ｂとしている。吸引部材１３によって全ての吸引口１２ａから空気を吸入して、薄シート１をその端面１１ａに吸着したり、吐出部材１８によって全ての吸引口１２ａから空気を吹出して、その管路１２に吸入された加工屑や薄シート１の吸着面に残留した加工屑を吹き飛ばして排除することができる。
【００３８】
また、この枠状部材１１には、図６、図９に示すように、その一方の内壁面に吹出し口３１と、その内壁面に対向した内壁面に空気吸込み口３２とが並設されており、吹出し口３１の基端側に接続された図示しない空気吹出部材（空気吹出手段）と、吸込み口３２の基端側に接続された図示しない空気吸込部材（空気吸込手段）とによって、吹出し口３１から吸込み口３２に向かう圧縮空気の強い流れＢが形成されて、レーザ加工で発生した加工屑が薄シート１上から排除され集塵される。また、枠状部材１１と集光レンズ２２間には、第２の吹出し口３３と第２の吸込み口３４とが、走査するレーザ光路を隔てて互いに対向して並設されており、第２の吹出し口３３の基端側に接続された図示しない空気吹出部材（空気吹出手段）と、前記第２の吸込み口３４の基端側に接続された図示しない空気吸込部材（空気吸込手段）とによって、第２の吹出し口３３から第２の吸込み口３４に向かう圧縮空気の強い流れＣが形成されて、レーザ加工で発生した加工屑がレーザ光学系２０に付着しないように排除され集塵される。
【００３９】
また、特に被加工物として、アラミドエポキシ樹脂などの樹脂からなる薄シートを対象とする場合、レーザ光により加熱溶融された液滴状の樹脂屑が加工時に発生し、この樹脂屑が飛散して周辺部材に付着し冷却により凝固すると、これを除去しにくくなるため、発生後速やかに集塵する必要がある。そのため本実施の形態では、図９に示すように、薄シート１を隔てて吸着装置８に対向する位置に、下部枠状部材５１が設けられており、この下部枠状部材５１に下方に向け接続された集塵ダクト５７によって、自重により下方に落下する比較的大きな加工屑が迅速に集塵される。さらに下部枠状部材５１には、一方の内壁面に吹出し口５３と、その内壁面に対向した内壁面に吸込み口５５が並設されており、吹出し口５３の基端側に接続された図示しない空気吹出部材と、吸込み口５５の基端側に接続された図示しない空気吸込み部材とによって、吹出し口５３から吸込み口５５に向かう強い圧縮空気の流れＤが形成されて、レーザ加工により薄シート１の下側に発生した細かい加工屑が瞬時に排除される。
【００４０】
尚、被加工物として金属シートを対象にする場合は、薄シート１上部の枠状部材１１に設けられた吹出し口３１、吸込み口３２、及び第２の吹出し口３３、第２の吸込み口３４のみにて所望の集塵作用が得られるため、特に上記した下部枠状部材５１を設ける必要はない。
【００４１】
位置決め部材（位置決め手段）９は、図６に示すように、枠状部材１１を薄シート１面に垂直に移動可能に保持する直線ガイド３５と、枠状部材１１の外側部に設けられたカムフォロア１４に当接する偏心カム３６と、この偏心カム３６を駆動するサーボモータ３７とからなり、枠状部材１１と薄シート１間の接触及び離開を確実に行う。レーザ加工時には、薄シート１を吸着した端面１１ａをレーザ光３のワーキングディスタンスに位置決めする。また、その離開位置においては、Ｘテーブル６、Ｙテーブル７による薄シート１の移動時には、その離開位置において、枠状部材１１により薄シート１を傷めることなく、Ｘテーブル６、Ｙテーブル７による薄シート１の移動を高速に行わせる。
【００４２】
上記構成による薄シート１のレーザ加工方法を、以下に説明する。
【００４３】
先ず、薄シート１を、クランプ装置５によって水平に張設し、Ｘテーブル６、Ｙテーブル７によって薄シート１をＸ、Ｙ方向で移動させて一つの区画部分１ａを枠状部材１１の下方に位置決めする。位置決め部材９によって枠状部材１１の端面１１ａをレーザ光３のワーキングディスタンスに位置決めし、吸引部材１３を吸引側にしてこの端面１１ａに薄シート１を吸着して固定する。次に、ガルバノスキャナ２３が、位置決めされた区画部分１ａ内において、レーザ光学系２０の集光点を所望の加工点Ａに高速に位置決めして静止し、これに同期してレーザ発振器２１からレーザ光３がパルス状に発振され、この加工点Ａを瞬時に穿孔し、直ちに次の加工点Ａの加工動作に移行する。
【００４４】
薄シート１の一つの区画部分１ａの加工が完了したならば、位置決め部材９によって枠状部材１１を薄シート１の吸着面から離開させ、Ｘテーブル６、Ｙテーブル７がＸ、Ｙ方向に薄シート１を移動させて位置決めし、切替バルブ１７を切り換えて吐出部材１８によって、管路１２に吸入された加工屑や薄シート１の吸着面に残留した加工屑を吹き飛ばして、次の区画部分１ａの加工に移行する。こうして、薄く大きな面積の薄シート１の所望の加工点Ａに、レーザ光３によって微小な孔を精度よく加工することができる。
【００４５】
上記実施形態では、薄シート１として、樹脂シート材を用いたが、本発明はこれに限定されず、極薄の金属箔や紙類あるいは樹脂の単体やこれらを貼り合わせた複合シート材にも適用できる。
【００４６】
また、上記実施形態では、パルス状のレーザ光３によって薄シート１に加工を施したが、本発明はこれに限定されず、レーザ光の強度や発振パターンを種々設定して、溶接や画像焼付け等種々のレーザ加工を行うことができる。
【００４７】
次に、図１０に示す本発明の第４の実施形態について説明する。図１０は同実施形態におけるレーザ加工装置の要部のみを示しており、その他の部材は上記第１〜３の実施形態と同等のものとして、図示及び説明を省略する。
【００４８】
上記実施形態のうちで、被加工物として樹脂シートを使用する場合、弾力性を有する素材のため両端を互いに離れる方向に付勢すると伸びが生じ、この状態で加工した後張力から解放すると弾性復帰して僅かに加工点が変位する。そのため本実施の形態では、張力付加装置によって平面状態を確保された薄シートの加工時に、上記伸びによって生じる変位量を予め得たデータより算出して加工点データを補正することでさらに加工精度を高めている。
【００４９】
即ち、長さＬ、幅Ｗ、厚さＴの薄シート体に張力Ｆを付加したとき、樹脂のヤング率をＥとすると、最大伸び量λは
λ＝Ｌ・Ｆ／Ａ・Ｅ    （Ａ＝Ｗ・Ｔ）で表される。
【００５０】
具体的には、例えば長さＬ＝５１０ｍｍ、幅Ｗ＝３４０ｍｍ、厚さＴ＝０．１３ｍｍの薄シートに、長手方向Ｐに沿って薄シートの両端を互いに離れる方向にＦ＝１３．５ｋｇｆの張力をかけたとき、ヤング率Ｅ＝１１５３ｋｇｆ／ｍｍ２から、長手方向Ｐの最大伸び量λ＝０．１３５ｍｍが求められる。またこのときの、薄シートの幅方向Ｑの最大縮み量ρも同様にして求めることができる。
【００５１】
上記のようにして得られた最大伸び量λ及び最大縮み量ρをＣＡＤデータ６５に補正値として加えると、コンバータ６３がこれを係数として変位後の加工点位置を算出し実際の加工点データに変換し、コンバータ６３からの制御値に基いてガルバノコントローラ６１が各ガルバノメーター２９ｘ、２９ｙを制御する。図１０において、２８ｘ、２８ｙはそれぞれＸ軸、Ｙ軸のガルバノミラーを示し、各ミラーはそれぞれＸ軸、Ｙ軸用ガルバノメーター２９ｘ、２９ｙにて駆動される。
【００５２】
以上のように本実施形態においては、張力付加装置及び吸着装置にて薄シートを平面状態に保つのみならず、張力による伸びによって生じる薄シート上の加工点の変位量を予め算出して加工点データを補正することにより、所望の加工点に確実にレーザ加工を施すことができ、さらに一層加工精度を高めることができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、クランプ装置にてシートを張設し、吸着装置がシートの一区画部分を、引張られた状態で吸着支持するため、その区画部分内においてシートの表面のうねりを矯正して平坦化することができるので、レーザ光照射装置による各区画部分を精度よくレーザ加工することができる。さらに、移動装置が、シートを複数の区画部分に分割して各区画部分を吸着装置の吸着部分内に順次導入するので、薄く大きな面積のシートに対しても、精度よくレーザ加工することができる。
【００５５】
さらに、形状安定性の低いシートに張力を加えることで平面状態を確保しつつ、張力によって伸びた被加工物が加工後張力から解放されたときに弾性復帰して収縮することによるレーザ加工点の変位量を予め算出し、その値に従って加工点データを補正することでより一層加工精度を高めることができ、確実に所望の加工点に穴開けその他の加工を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるレーザ加工装置の構成を示す斜視図。
【図２】同装置の構成を示す正面図。
【図３】同装置における被加工物のサイズ変更に対応させる構成を示す正面図。
【図４】同装置の被加工物の保持構造の変形例を示す部分正面図。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるレーザ加工装置の構成を示す斜視図。
【図６】本発明の第３の実施形態におけるレーザ加工装置の構成を示す正面図。
【図７】同レーザ加工装置の吸着装置を示す正面図。
【図８】同底面図。
【図９】同レーザ加工装置の吸着装置の全体構造を示す正面図。
【図１０】本発明の第４の実施形態におけるレーザ加工装置の概略構成図。
【図１１】従来技術のレーザ加工装置の構成を示す断面図。
【図１２】従来例を示す概略斜視図。
【符号の説明】
１０２  被加工物
１０３  固定側クランプ（保持手段）
１０４  可動側クランプ（保持手段）
１０６  付勢シリンダ（付勢手段）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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