(57)【要約】【課題】レーザ光による加工を高速で行うことができるレーザ加工装置を提供する。【解決手段】レーザ加工装置１は、基台２と、基台２上にＸ方向に往復動可能に支持されたテーブル３と、テーブル３をＸ方向に往復動させる第１の駆動機構４と、レーザ光を出射するレーザヘッド５と、レーザヘッド５をＹ方向に移動可能に支持するレーザヘッド支持部６と、レーザヘッド５をＸ方向に駆動する第２の駆動機構７と、を備える。ワークＷが載置されたテーブル３をＸ方向に往復動させながら、レーザヘッド５をＹ方向へ所定量ずつ間欠的に移動させる。【選択図】図４
2011000632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークをレーザ光により加工するレーザ加工装置であって、
基台と、前記基台上に一方向に往復動可能に支持されたテーブルと、前記テーブルを前記一方向に往復動させる第１の駆動機構と、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源を前記一方向と直交する他方向に移動可能に支持するレーザ光源支持部と、前記レーザ光源を前記他方向に駆動する第２の駆動機構と、を備え、
前記ワークが載置された前記テーブルを前記一方向に往復動させながら、前記レーザ光源を前記他方向に所定量ずつ間欠的に移動させることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記ワークを前記テーブルと直交する方向へ搬送して前記テーブル上へ搬入する第１の搬送部と、加工済みの前記ワークを前記第1の搬送部とは反対側へ搬出する第２の搬送部と、前記第1の搬送部と前記第２の搬送部の間に設けられて前記第１の搬送部により搬入される前記ワークを受け取り前記テーブル上の加工位置へ移送すると共に、加工済みの前記ワークを前記第２の搬送部へ受け渡す移送機構とを備え、前記テーブルは、前記移送機構により移送される前記ワークを受け取る位置にある原位置から、前記第1の搬送部、前記移送機構および前記第２の搬送部により前記ワークが搬送される方向と直交する前記一方向に往復動可能であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記移送機構は、前記ワークの両側部の一方の側面に係合可能な従動ローラと、その他方の側面に係合可能な駆動ローラと、前記駆動ローラを駆動するモータと、前記駆動ローラを保持し、前記駆動ローラが前記他方の側面に係合する第１位置と、前記ワークの側面との係合が解除される第２位置との間で揺動可能に支持されたアームと、前記アームを揺動させて前記第１位置又は第２位置へ揺動させるアーム駆動部と、を備え、前記アーム駆動部は、前記移送機構が前記ワークを前記第１の搬送部から受け取り前記加工位置へ移送する際には、前記アームを前記第２位置から前記第１位置へ揺動させ、前記ワークが前記加工位置まで移送されると、前記アームを前記第１位置から前記第２位置へ揺動させ、かつ、前記ワークの加工が終了すると、前記アームを前記第２位置から前記第１位置へ揺動させることを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記テーブルには多数の圧縮空気噴出口が設けられており、前記ワークが前記テーブル上を移動する際には、前記多数の圧縮空気噴出口から圧縮空気を噴出させて前記ワークを浮上させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記圧縮空気噴出口の数および大きさの少なくとも一方が、前記圧縮空気により前記ワークに付与する浮上力を、前記ワークの中央部より前記ワークの両端部で大きくするように設定されていることを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記ワークは、ガラス基板と、前記基板上に形成された光電変換部とを備え、前記レーザ光により前記光電変換部を複数の帯状の光電変換セルに分離することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つ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、加工対象物（ワーク）をレーザ光により加工するレーザ加工装置、例えば集積型のアモルファスシリコン系太陽電池等の太陽電池パネルを作製する工程で、基板上に形成された光電変換部を複数の光電変換セルに分離するのに用いるレーザ加工装置に関する。なお、本発明は、太陽電池として非結晶系のアモルファスシリコンについて例示するが、結晶系（単結晶、多結晶）のもの、並びに、化合物半導体であるIII−Ｖ族、II−IＶ族のもの、及びその他の太陽電池製造分野においても用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
アモルファスシリコン系太陽電池は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する性能を表す変換効率が結晶シリコン系太陽電池より低いが、結晶シリコン系太陽電池と比べ大面積化が容易であること等の特徴がある。
集積型のアモルファスシリコン系太陽電池では、ガラス基板などの基板上に形成された光電変換部を複数の光電変換セルに分離する。この分離にレーザ加工装置が使用される。複数の光電変換セルを直列接続した積層型のアモルファスシリコン系太陽電池では、高電圧を得ることができる。
【０００３】
従来、レーザ加工装置として、ワークが固定されたＸ−ＹテーブルをＸ軸およびＹ方向へ移動してレーザ光により加工する方式のものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９-２６６３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、大面積の太陽電池を作製する工程でレーザ光による加工の高速化を図るためには、大面積で重量の大きいガラス基板が載置された重いＸ−ＹテーブルをＸ−Ｙの両方向に大きな駆動力で移動させなければならない。そのため、大きな駆動源を２つ設ける必要がある等、設備の大型化が必要となる。又、消費エネルギーも大きくなる。このため、大面積の太陽電池、例えば集積型のアモルファスシリコン系太陽電池を低コストかつ高速で加工することが難しく、大量生産する際に問題となる。
【０００６】
また、テーブルを固定しておき、レーザ光を出射するレーザ光出射部をＸ―Ｙの２方向へ移動してレーザ光により加工する方式も考えられる。しかし、この方式では、レーザ光出射部を高速で移動させると、振動等の影響により安定したレーザ発振及びレーザ光の照射が難しいため、レーザ光出射部を高速で移動させることは好ましくない。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みて為されたもので、その目的は、レーザ光による加工を高速で行うことができ、低コストで大量生産に適したレーザ光による加工が可能なレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係るレーザ加工装置は、ワークをレーザ光により加工するレーザ加工装置であって、基台と、前記基台上に一方向に往復動可能に支持されたテーブルと、前記テーブルを前記一方向に往復動させる第１の駆動機構と、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源を前記一方向と直交する他方向に移動可能に支持するレーザ光源支持部と、前記レーザ光源を前記他方向に駆動する第２の駆動機構と、を備え、前記ワークが載置された前記テーブルを前記一方向に往復動させながら、前記レーザ光源を前記他方向に所定量ずつ間欠的に移動させることを特徴とする。
この構成によれば、ワークが載置された重いテーブルを一方向にのみ高速で往復動させ、テーブルの移動方向と直交する方向にレーザ光源を移動させるので、重いテーブルを駆動するための強力な駆動源は１個で良い。一方、レーザ光源は、テーブルと直交する他方向に所定量ずつ間欠的に移動させれば良いので、移動速度は比較的低速でも良い。このため、比較的簡単な設備でレーザ光による加工の高速化を図ることができ、低コストで大量生産に適したレーザ光による加工が可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明に係るレーザ加工装置は、前記ワークを前記テーブルと直交する方向へ搬送して前記テーブル上へ搬入する第１の搬送部と、加工済みの前記ワークを前記第１の搬送部とは反対側へ搬出する第２の搬送部と、前記第1の搬送部と前記第２の搬送部の間に設けられて前記第１の搬送部により搬入される前記ワークを受け取り前記テーブル上の加工位置へ移送すると共に、加工済みの前記ワークを前記第２の搬送部へ受け渡す移送機構とを備え、前記テーブルは、前記移送機構により移送される前記ワークを受け取る位置にある原位置から、前記第1の搬送部、前記移送機構および前記第２の搬送部により前記ワークが搬送される方向と直交する前記一方向に往復動可能であることを特徴とする。
この構成によれば、未加工のワークは第１の搬送部によりテーブル上へ搬入され、第１の搬送部により搬入されるワークは移送機構により受け取られてテーブル上の加工位置へ移送される。また、加工済みのワークは、移送機構により第２の搬送部へ受け渡された後、第２の搬送部により搬出される。これにより、未加工のワークが第１の搬送部上に載置されてから、加工済みのワークが第２の搬送部により搬出されるまでの、１つのワークに要するレーザ光による加工時間が短縮され、スループットが向上する。
【００１０】
請求項３に記載の発明に係るレーザ加工装置は、前記移送機構が、前記ワークの両側部の一方の側面に係合可能な従動ローラと、その他方の側面に係合可能な駆動ローラと、前記駆動ローラを駆動するモータと、前記駆動ローラを保持し、前記駆動ローラが前記他方の側面に係合する第１位置と、前記ワークの側面との係合が解除される第２位置との間で揺動可能に支持されたアームと、前記アームを前記第１位置又は第２位置へ揺動させるアーム駆動部と、を備え、前記アーム駆動部は、前記移送機構が前記ワークを前記第１の搬送部から受け取り前記加工位置へ移送する際には、前記アームを前記第２位置から前記第１位置へ揺動させ、前記ワークが前記加工位置まで移送されると、前記アームを前記第１位置から前記第２位置へ揺動させ、かつ、前記ワークの加工が終了すると、前記アームを前記第２位置から前記第１位置へ揺動させることを特徴とする。
この構成によれば、移送機構が未加工のワークを第１の搬送部から受け取りテーブル上の加工位置へ移送する際には、ワークが従動ローラと駆動ローラとの間に挟まれた状態で駆動ローラの回転により加工位置へ移送される。この移送後は、アームが第２位置へ揺動され、移送機構の駆動ローラがワークの側面との係合が解除された位置へ退避するので、テーブルの円滑な往復動が確保される。
【００１１】
請求項４に記載の発明に係るレーザ加工装置は、前記テーブルには多数の圧縮空気噴出口が設けられており、前記ワークが前記テーブル上を移動する際には、前記多数の圧縮空気噴出口から圧縮空気を噴出させて前記ワークを浮上させることを特徴とする。
この構成によれば、ワークがテーブル上を移動する際には、多数の圧縮空気噴出口から圧縮空気を噴出させてワークを浮上させるので、ワークがテーブル上を移動する際に、ワークに傷が付くのを防ぐことができる。また、多数の圧縮空気噴出口を備えたテーブルは、ワークを受け取る原位置ではテーブル上を移動するワークを浮上させる。このため、テーブルは、加工時にワークが固定されるテーブル本来の機能に加えて、第１の搬送部、移送機構および第２の搬送部とともにワークを搬送する機能も果たすことができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明に係るレーザ加工装置は、前記圧縮空気噴出口の数および大きさの少なくとも一方が、前記圧縮空気により前記ワークに付与する浮上力を、前記ワークの中央部より前記ワークの両端部で大きくするように設定されていることを特徴とする。この構成によれば、大型のワーク（例えば大型のガラス基板）を浮上させる際に、圧縮空気によりワークに付与する浮上力を、その中央部よりその両端部で大きくすることにより、ワークにそりが生じるのを防止することができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明に係るレーザ加工装置は、前記ワークが、ガラス基板と、前記基板上に形成された光電変換部とを備え、前記レーザ光により前記光電変換部を複数の帯状の光電変換セルに分離することを特徴とする。
この構成によれば、大型の太陽電池パネルを低コストで大量生産するのに適したレーザ加工装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、レーザ光による加工を高速で行うことができるレーザ加工装置を実現することができる。特に、大型の太陽電池パネルを低コストで大量生産するのに適したレーザ加工装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置全体の概略構成を示す平面図で、ワークがテーブル上に搬入される前の状態を示している。
【図２】図１と同じ平面図で、ワークがテーブル上に搬入された状態を示している。
【図３】図１と同じ平面図で、ワークがテーブル上から搬出された状態を示している。
【図４】図１に示すレーザ加工装置の一部を省略して示した斜視図で、テーブルがＸ方向において最も後退した位置（原位置）にある状態を示している。
【図５】図４と同様の斜視図で、テーブルがＸ方向において最も前進した位置にある状態を示している。
【図６】移送機構部分を拡大して示す斜視図である。
【図７】ガラス基板と移送機構との関係を示す説明図で、移送機構の駆動ローラがガラス基板の端部に係合した状態を示している。
【図８】図７と同様の説明図で、移送機構の駆動ローラとガラス基板の側面との係合が解除された状態を示している。
【図９】レーザ加工装置のテーブルの表面の一部を示す斜視図である。
【図１０】一実施形態に係るレーザ加工装置により太陽電池パネルの光電変換部を複数の光電変換セルに分離する手順を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１乃至図３は本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置１全体の概略構成を示す平面図であり、図４及び図５は、図１乃至図３に示すレーザ加工装置１の斜視図である。図１は加工対象物（ワーク）がレーザ加工装置１のテーブル上に搬入する直前の状態を示し、図２はワークがテーブルの所定の位置に載置された状態、図３は加工後にテーブルからワークが搬出された状態を示す平面図である。図４は、ワークがテーブルに載置された状態（図２の位置に配置された状態）を示す斜視図であり、図５はワ−クを載せたテーブルをレーザ加工装置の内部方向（Ｘ方向）に移動させた状態を示す斜視図である。
レーザ加工装置１は、加工対象物を切断または表面加工等の各種処理に使用することができる。以下の実施例においては、太陽電池パネルを作成する際に、ガラス基板は切断することなく、ガラス基板表面に形成された光電変換セルのみを所定の形状に分離切断するレーザ加工装置の例を説明する。例えば図１０（Ａ）乃至（Ｄ）に示すように、集積型のアモルファスシリコン系太陽電池等の太陽電池パネル１００を作製する工程でレーザ加工装置を用いることができる。なお、以下の説明では、太陽電池パネル１００の作製工程において、ガラス基板上に形成された光電変換部をレーザ光により複数の光電変換セルに分離する前の状態にある太陽電池パネルを「ワークＷ」と称する。太陽電池パネル１００は、例えば、ガラス基板１０１と、ガラス基板上に形成された光電変換部１０２とを備え、光電変換部１０２は、例えば、ガラス基板上１０１に形成された透明電極層と、透明電極層上に形成された光電変換層と、光電変換層上に形成された金属電極層等を備える。光電変換層は、例えば、ｐｎ構造又はｐｉｎ構造のアモルファスシリコン層からなる。この例では、レーザ加工装置１は、レーザ光により光電変換部１０２を分離することにより、電気的に直列接続される帯状の光電変換セル（単位セル）１０３を作製するための分離加工工程に用いられる。
【００１７】
複数の光電変換セル１０３を直列接続した積層型のアモルファスシリコン系太陽電池では、高電圧を得ることができる。なお、図１０（Ｂ）乃至（Ｄ）で、符号１０４は光電変換部１０２がレーザ光により部分的に除去された分離部を示している。なお、ガラス基板１０１として、例えば横１２００ｍｍ、縦６００ｍｍで、比較的重量のある大型ガラス基板が用いられている。
【００１８】
レーザ加工装置１は、図１乃至図５に示すように、基台２と、基台２上に一方向（図１では紙面内の縦方向：Ｘ方向とする）に往復動可能に支持されたテーブル３と、テーブル３をＸ方向に往復動させる第１の駆動機構４とを備える。ここで、テーブル３を往復動させる速度は、上記のような大きさのワークＷ（ガラス基板１０１）を載せた状態で例えば３．５Ｇ程度、望ましくはそれ以上の高速で駆動するのが好ましい。また、図に示す実施例では、レーザ加工装置１は、レーザ光を出射するレーザ光源としての２個のレーザヘッド５（５ａ、５ｂ）と、レーザヘッド５をＸ方向と直交する方向（図１では紙面内の横方向：Ｙ方向）に移動可能に支持するレーザ光源支持部としてのレーザヘッド支持部６と、レーザヘッド５をＹ方向に駆動する第２の駆動機構７（モータ等）とを備える。
なお、この実施形態では、レーザ光源としてレーザ発光部と一体になったレーザヘッド５を用いたが、光ファイバ等を用いてレーザ発光部とレーザ出射部（レーザ光源）を離して設けることも可能である。また、本実施形態では、レーザヘッド５は２個のレーザ照射部５ａ、５ｂを備えるレーザ光源を用いたが、１個のレーザ照射部でも、３個以上のレーザ照射部を有するレーザ光源を用いることもできる。レーザヘッドを増やすことにより、複数の加工を並列処理することが可能となり、高速化を図ることが可能となる。また、レーザ照射部の内部に光学系（レンズ等）を設けても、レーザ照射部の外に光学系を設けても良い。
【００１９】
このレーザ加工装置１の特徴の一つは、図４、図５に示すように、ワークＷが載置されたテーブル３をＸ方向に高速で往復動させながら、レーザヘッド５をＹ方向へ所定量ずつ間欠的に低速移動させる点にある。レーザヘッド５は、テーブル３のＸ方向における往復動の方向が切り換わる期間（テーブルの停止期間及び停止前後の短い期間）中に、Ｙ方向へ所定量ずつ間欠的に移動される。これにより、図１０（Ａ）乃至（Ｄ）に示すように、レーザ光によりガラス基板上の光電変換セルがＸ方向に分離される。
【００２０】
第１の駆動機構４は、モータ８と、モータ８の回転をＸ方向の直線運動に変換してテーブル３に伝えるボールねじ９（図５参照）と、テーブル３上に固定された一対のリニアガイド１０とを備える。
【００２１】
レーザヘッド支持部６は、図４及び図５に示すように、テーブル３より上方の位置でＹ方向へ延びる支持枠１１を有する門型のコラム１２を備え、支持枠１１上にレーザヘッド５がＹ方向へ移動可能に支持されている。
レーザヘッド５は、支持枠１１上をＹ方向へ移動可能な移動板１３と、テーブル３上に配置されたワークＷへレーザ光をそれぞれ照射する２つのレーザ照射部５ａ，５ｂとを備える。レーザ照射部５ａ，５ｂが移動板１３に取り付けられており、レーザ照射部５ａ，５ｂが移動板１３とともに支持枠１１上をＹ方向へ移動するようになっている。
【００２２】
レーザ照射部５ａ，５ｂは、例えば、レーザ発振器と、レーザ発信器から出射されるレーザ光を、非線形効果を利用して波長変換する非線形光学結晶と、波長変換されたレーザ光をテーブル３上へ集光するレンズとをそれぞれ備える。各レーザ照射部５ａ，５ｂは、レーザ発振器として例えば１０６４ｎｍのレーザ光（赤外線）を出射するＮｄ：ＹＡＧレーザをそれぞれ用いる。そのレーザ光の波長（１０６４ｎｍ）を、非線形光学結晶を用いて第二高調波を発生させることによって、波長５３２ｎｍのレーザ光（緑色の光）が各レーザ照射部５ａ，５ｂからテーブル３上に略垂直に照射されるようになっている。つまり、レーザヘッド５からは、波長５３２ｎｍの２本のレーザ光がテーブル３上に所定の間隔（例えば５０ｍｍ間隔）で略垂直に照射されるようになっている。
【００２３】
第２の駆動機構７は、図１、図４、及び図５等に示すように、モータ１４と、モータ１４の回転をＹ方向の直線運動に変換して移動板１３に伝えるボールねじ１５と、一対のリニアガイド１６とを備える。支持枠１１は、底壁部と両側壁部とを有する枠体で、その底壁部上にモータ１４とボールねじ１５とが配置されている。また、その両側壁部の各上端部にリニアガイド１６が形成されている。なお、図１で符号１７は軸受である。Ｙ方向の駆動手段として、ベルト駆動、リニアモータ、その他の駆動手段を用いることもできる。
【００２４】
テーブル３は、テーブル３上にワークＷが搬入/搬出される第１の位置（図４に示す位置）と、第１の位置からＸ方向に最大に移動した第２の位置（図５に示す位置）との間で往復動可能である。また、門型のコラム１２は、図１及び図４に示すように、テーブル３上へのワークＷの搬入/搬出を妨げないように、第１の位置にあるテーブル３に対してＸ方向にずれた位置にある。
【００２５】
また、レーザ加工装置１は、図１乃至図３に示すように、ワークＷをテーブル３と直交する方向（図１では横方向：Ｙ方向）へ搬送してテーブル３上へ搬入する第１の搬送部２１と、加工済みのワークＷを第1の搬送部２１とは反対側へ搬出する第２の搬送部２２とを備える。さらに、レーザ加工装置１は、第1の搬送部２１と第２の搬送部２２の間に設けられ、第１の搬送部２１により搬入されるワークＷを受け取り加工位置（図２に示す位置）へ移送すると共に、加工済みのワークＷを第２の搬送部２２へ受け渡す移送機構２３を備える。
図１はワークＷが第１の搬送部２１上にある状態を、図２はワークＷがテーブル３上の加工位置にある状態を、そして図３はワークＷが第２の搬送部２２上にある状態をそれぞれ示している。
【００２６】
また、テーブル３は、移送機構２３により移送されるワークＷを受け取る位置にある原位置（図１乃至４に示す位置）から、第１の搬送部２１、移送機構２３および第２の搬送部２２によりワークＷが搬送される方向（図1では横方向：Ｙ方向）と直交する一方向（図１では縦方向：Ｘ方向）に往復動可能である。
【００２７】
第１の搬送部２１は、複数のローラ２５（図２参照）と、これらのローラ２５を駆動する駆動源としてのモータ２９ａとを備える。複数のローラ２５がモータ２９ａにより回転されることにより、ワークＷが図１に位置からテーブル３上へ搬送される。また、第２の搬送部２２は、複数のローラ２６（図２参照）と、これらのローラ２６を駆動する駆動源としてのモータ２９ｂとを備える。複数のローラ２６がモータ２９ｂにより回転されることにより、ワークＷが図３に位置から外部へ搬送される。
【００２８】
移送機構２３は、ワークＷのガラス基板１０１の側面に沿って配置された複数の駆動ローラ３１（図１の中央、上側部分参照）と、ガラス基板１０１の駆動ローラ３１の対抗する側面に沿って配置された複数の従動ローラ３０を備えている。図６は、テーブル３上でガラス基板１０１を把持している移送機構２３の概略を例示する斜視図である。複数の駆動ローラ３１はモータ３２により駆動される。複数の駆動ローラ３１は揺動アーム３３に設けられており、複数の従動ローラ３０は、テーブル３の一端部に回転可能に取り付けられている。
【００２９】
図７は、駆動ローラ３１と従動ローラ３０がガラス基板１０１を挟んでいる状態を模式的に示す側面図であり、図８は、揺動アーム３３が揺動して駆動ローラ３１がガラス基板１０１から離れた状態を模式的に示す側面図である。移送機構２３の揺動アーム３３は、複数の駆動ローラ３１を保持し、駆動ローラ３１がガラス基板１０１の側面と係合してガラス基板を挟持する第１位置（図７に示す位置）と、ガラス基板１０１の側面から離れる第２位置（図８に示す位置）との間で揺動可能である。揺動アーム３３は、支持板３３ａとこの支持板３３ａの両端に固定された端板３３ｂ，３３ｂとからなる。両端板３３ｂ，３３ｂの一方には、モータ３２が取り付けられており、支持板３３ａには複数の駆動ローラ３１が回転可能に支持されている。複数の駆動ローラ３１には、複数のウォームギヤ３７が一体に設けられている。また、両端板３３ｂ，３３ｂには、モータ３２に連結された回転軸３６が回転可能に支持されている。この回転軸３６には、複数のウォームギヤ３７とそれぞれ螺合したウォームホイールギヤ３８が設けられている。モータ３２の回転は、回転軸３６、複数のウォームホイールギヤ３８、複数のウォームギヤ３７をそれぞれ介して複数の駆動ローラ３１に伝達されるようになっている。
【００３０】
さらに、移送機構２３は、揺動アーム３３を第１位置又は第２位置へ揺動させる一対のアーム駆動部４０を備える。アーム駆動部４０は、支柱３４に固定された支持板４１と、支持板４１に回転可能に支持されており一端が端板３３ｂに固定された連結ロッド４２と、連結ロッド４２の他端に固定されており、上下動により連結ロッド４２を回転させるリンク機構４３とを備える。リンク機構を上下動させるアクチュエータは、例えばエアシリンダ等を用いることができる。
揺動アーム３３が図６、図７に示すような第１位置にあって、複数の駆動ローラ３１がガラス基板１０１の他方の側面に係合した状態で、リンク機構４３が上方へ変位すると、この変位がリンク機構４３を介して連結ロッド４２に伝達され、連結ロッド４２が反時計方向に回転することにより、揺動アーム３３が第２の位置（図８の位置）の方へ揺動する。これにより、揺動アーム３３が第１位置から第２位置へ揺動して駆動ローラ３１とガラス基板１０１の他方の側面との係合が解除される。また、揺動アーム３３が第２位置にある状態で、リンク機構４３が下方へ変位すると、この変位により連結ロッド４２が時計方向に回転し、揺動アーム３３が第１の位置の方へ揺動する。これにより、駆動ローラ３１がガラス基板１０１の他方の側面に係合する。
【００３１】
また、移送機構２３において、各従動ローラ３０と各駆動ローラ３１はそれぞれ僅かな量だけ上下に移動可能に支持されているとともに、ばね等により上方へ付勢されている。後述するように、ワークＷはテーブル３に搬入される際及びテーブル３から搬出される際には、ワークＷは圧縮空気によりテーブル３よりわずかに浮上した状態で移動し、所定の加工位置まで移動した後にワークＷはをテーブル３に吸着されてテーブル３上に固定される。ワークＷのガラス基板１０１が、搬送される時と加工位置でテーブル３に吸着された状態では、各従動ローラ３０と各駆動ローラ３１が下方へ僅かに変位できるようになっている。
【００３２】
アーム駆動部４０は、ワークＷを第１の搬送部２１から受け取りテーブル３上の加工位置へ移送する際には、揺動アーム３３を図７に示す第１位置へあり、駆動ローラ３１と従動ローラ３０でガラス基板１０１を挟んで、テーブル３上の所定の位置まで移動させる。ワークＷがテーブル３上の加工位置まで移送されると（図２参照）、アーム駆動部４０は揺動アーム３３を第１位置から第２位置へ揺動させる。そして、アーム駆動部４０は、ワークＷの加工が終了すると、揺動アーム３３を第２位置から第１位置へ揺動させるようになっている。
【００３３】
また、レーザ加工装置１のテーブル３の上面には、多数の圧縮気体噴出口や、吸着孔が設けられている。ワークＷがテーブル３上を移動する際には、ガラス基板１０１が撓んでテーブル３に接触して傷が付くのを防ぐために、多数の圧縮気体空気噴出口から圧縮気体を噴出させてガラス基板１０１（ワークＷ）を浮上させるようになっている。また、ワークＷがテーブル３の所定の位置まで移送されたら、ガラス基板を吸着固定して、テーブル３をＸ方向に高速往復移動させる。
【００３４】
図９は、レーザ加工装置１のテーブル３の表面の一部を示す斜視図である。図９（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれテーブルの駆動ローラ（後述する）側の１／４に切断した大きさで示しており、図９（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ第１の実施例から第３の実施例を示している。テーブル３の上面には、複数の孔９１ａ、９１ｂ、９２が設けられている。孔９１ａ、孔９１ｂは圧縮空気もしくは不活性ガスを噴出する圧縮気体噴出口であり、孔９２は、吸引のための吸着口９２である。
【００３５】
圧縮気体噴出口９１は、ワークＷを第１の搬送部２１から移送機構２３によりテーブル３上の所定の位置まで移送して載置する際、及びワークＷを移送機構２３によりテーブル３から第２の搬送部２２上まで移送して排出する際に、圧縮気体を噴出してワークＷがテーブルに接触しないように持上げて移動させるものである。また、テーブル３の上面には、ワークＷを吸引して固定するための複数の吸着孔９２が形成されており、吸着孔９２は図示を省略する吸引源に接続されている。ワークＷがテーブル３上に搬入され、テーブル３上で加工位置に位置決めされると、中空部１８（図７、図８参照）内が真空引きされ、ワークＷのガラス基板１０１がテーブル３上の所定の加工位置でテーブル３に吸着されるようになっている。なお、ワークＷを吸着以外の方法により加工位置でテーブル３に固定することも可能である。
【００３６】
図９（ｂ）および（ｃ）の実施形態について説明する。図９（ｂ）では、中央部分の噴出口９１ａに比べて、駆動ローラ側３０側に噴出口３１ｂを多く設けてある。図９（ｂ）はテーブルの１／４のみを示すので、図９では表わされていないが、従動ローラ側にも多くの噴出口９１ｂが設けられる。図９（ｃ）では、数を増やさず、開口を大きくした噴出口９１ｃを設けたテーブル３を例示している。
大型のガラス基板１０１（ワークＷ）を浮上させる際に、圧縮空気によりガラス基板１０１に付与する浮上力を、ガラス基板１０１の中央部よりその両端部で大きくするのが好ましい。一方、ガラス基板１０１の両端部では従動ロータ３０と駆動ローラ３１を挟んでいるので、移送中はローラごと浮上させる必要があるため、ローラの重さ分だけ中央部より大きな浮上力を付与しないと、それらのローラの重みでガラス基板１０１にそりが生じてしまい、太陽電池パネルの性能に悪影響を及ぼしてしまうからである。
そのために、図９（ｂ）、（ｃ）の例では、レーザ加工装置１では、圧縮空気噴出口９１ｂ、９１ｃ（図１参照）の数および大きさの少なくとも一方が、圧縮空気によりガラス基板１０１に付与する浮上力を、ガラス基板１０１の中央部よりその両端部で大きくするように設定したものである。
【００３７】
次に、上記レーザ加工装置１により太陽電池パネル１００の光電変換部１０２を複数の光電変換セル１０３に分離する手順を、説明する。
（１）図１に示すように、ワークＷを第１の搬送部２１上に載せ、モータ等により複数のローラ２５を回転させる。これにより、ワークＷが複数のローラ２５によりテーブル３上へ搬送される。
（２）ワークＷがテーブル３上に搬送されてくると、ガラス基板１０１の両側部が移送機構２３の従動ローラ３０と駆動ローラ３１とに係合し、その両側部が一定圧力で押圧される。複数の駆動ローラ３１をモータ３２で回転させることにより、ワークＷがテーブル３上を図２に示す加工位置まで移送される。
このとき、ワークＷがテーブル３上を移動する際にガラス基板１０１に傷が付くのを防ぐために、多数の圧縮気体噴出口９１ａから圧縮空気を噴出させてガラス基板１０１をテーブル３から浮上させる。
【００３８】
（３）ワークＷがテーブル３上で加工位置に位置決めされると、テーブル３の中空部１８（図７参照）内が真空引きされ、ワークＷのガラス基板１０１が加工位置でテーブル３に吸着される。また、揺動アーム３３が第１位置から第２位置へ揺動して駆動ローラ３１とガラス基板１０１の他方の側面との係合が解除される。
（４）この状態で、第１の駆動機構４のモータ８を一方向に回転（正転）させてテーブル３を、図４および図１０（Ａ）に示す第１の位置から図５および図１０（Ｂ）に示す第２の位置までＸ方向へ移動させる。
この移動（テーブルの往動）により、レーザヘッド５（２つのレーザ照射部５ａ，５ｂ）から出射される２つのレーザ光が、ワークＷ上を図１０（Ａ）に示す位置から図１０  （Ｂ）に示す位置までＸ方向へ移動する。これにより、光電変換部１０２に最初の２つの分離部１０４が２つのレーザ光により除去されて形成される（図１０（Ｂ）参照）。
【００３９】
（５）次に、モータ７を一方向に回転（正転）させることにより、レーザヘッド５を、テーブル３の往復動の方向が切り換わる期間（テーブルの停止期間）中に、図１０（Ｂ）に示す位置からＹ方向へ所定量移動させる。レーザヘッドの移動中は、Ｘ方向の移動を停止させるようにしても、往復動の切り替わり期間のＸ方向速度の遅い期間中にレーザヘッドを移動させるようにしてもよい。
（６）次に、第１の駆動機構４のモータ８を他方向に回転（逆転）させてテーブル３を、図１０（Ｂ）に示す第２の位置から図１０（Ｃ）に示す第１の位置までＸ方向へ移動させる。
この移動（テーブルの復動）により、レーザヘッド５から出射される２つのレーザ光が、ワークＷ上を図１０（Ｂ）に示す位置から図１０（Ｃ）に示す位置までＸ方向へ移動する。これにより、光電変換部１０２に新たに２つの分離部１０４が２つのレーザ光により除去されて形成される（図１０（Ｃ）参照）。
【００４０】
（７）次に、モータ７を正転させることにより、レーザヘッド５を、上記テーブルの停止期間中に、または往復動の方向切り替え期間中に図１０（Ｃ）に示す位置からＹ方向へ更に所定量移動させる。
（８）次に、第１の駆動機構４のモータ８を正転させてテーブル３を、図１０（Ｃ）に示す第２の位置から図１０（Ｄ）に示す第１の位置までＸ方向へ移動させる。
この移動（テーブルの復動）により、レーザヘッド５から出射される２つのレーザ光が、ワークＷ上を図１０（Ｃ）に示す位置から図１０（Ｄ）に示す位置までＸ方向へ移動する。これにより、光電変換部１０２に新たに２つの分離部１０４が２つのレーザ光により除去されて形成される（図１０（Ｄ）参照）。
【００４１】
（９）以上の動作を繰り返すことにより、レーザヘッド５から出射される２つのレーザ光により、光電変換部１０２に２つの分離部１０４を順次形成していき、光電変換部１０２全体を複数の光電変換セル１０３に分離する（図１０（Ｄ）参照）。
最後の２つの分離部１０４が形成された時点で、レーザヘッド５は、ワークＷに対して右端に位置する。つまり、図１０（Ａ）に示す位置から最も右側に移動した位置にある。
（１０）この後、モータ７を他方向に回転（逆転）させて、図１０（Ａ）に示す位置へ戻す。
以上の手順により、一つのワークＷに対するレーザ加工が終了する。
【００４２】
上記実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）ワークＷが載置された重いテーブル３をＸ方向にのみ高速で往復動させ、テーブル３の移動方向と直交する方向（Ｙ方向）にレーザヘッド５を移動させるので、重いテーブル３を駆動するための強力な駆動源は１個で良い。一方、比較的軽いレーザヘッド５は、テーブル３と直交するＹ方向に所定量ずつ間欠的に移動させれば良いので、移動速度は比較的低速でも良い。このため、比較的簡単な設備でレーザ光による加工の高速化を図ることができ、低コストで大量生産に適したレーザ光による加工が可能となる。
【００４３】
（２）未加工のワークＷは第1の搬送部２１によりテーブル３上へ搬入され（図1参照）、第１の搬送部２１により搬入されるワークＷは移送機構２３により受け取られてテーブル３上の加工位置へ移送される（図２参照）。また、加工済みのワークＷは、移送機構２３により第２の搬送部２２へ受け渡された後、第２の搬送部２２により搬出される（図３参照）。これにより、未加工のワークが第１の搬送部２１上にロボットアームなどにより載置されてから、加工済みのワークが第２の搬送部２２により搬出されるまでの、１つのワークに要するレーザ光による加工時間が短縮され、スループットが向上する。
【００４４】
（３）未加工のワークＷを移送機構２３の複数の駆動ローラ３１の回転によりテーブル３上の加工位置へスムーズに移送することができるとともに、加工済みのワークＷを複数の駆動ローラ３１の回転により第２の搬送部２２へスムーズに移送することができる。
（４）移送機構２３が未加工のワークＷを第１の搬送部２１から受け取りテーブル３上の加工位置へ移送する際には、ワークＷのガラス基板１０１が複数の従動ローラ３０と複数の駆動ローラ３１との間に挟まれた状態で（図７参照）、駆動ローラ３１の回転により加工位置へ移送される。この移送後は、揺動アーム３３が第２位置へ揺動され（図８参照）、移送機構２３の駆動ローラ３１がガラス基板１０１の側面との係合が解除された位置へ退避するので、テーブルの円滑な往復動が確保される。
【００４５】
（５）ワークＷがテーブル３上を移動する際には、多数の圧縮空気噴出口５０から圧縮空気を噴出させてワークを浮上させるので、ワークＷのガラス基板１０１に傷が付くのを防ぐことができる。
（６）多数の圧縮空気噴出口５０を備えたテーブル３は、ワークＷを受け取る原位置（図１で示す位置）ではテーブル上を移動するワークを浮上させる。このため、テーブル３は、加工時にワークＷが吸着により固定されるテーブル本来の機能に加えて、第１の搬送部２１、移送機構２３および第２の搬送部２２とともにワークを搬送する機能も果たすことができる。
（７）大型のワーク（例えば大型のガラス基板１０１）を浮上させる際に、圧縮空気によりワークに付与する浮上力を、その中央部よりその両端部で大きくしている。これにより、従動ロータ３０と駆動ローラ３１の重みでガラス基板１０１にそりが生じるのを防止することができ、太陽電池パネルの性能が向上する。
（８）大面積のガラス基板１０１などの基板を用いて集積型のアモルファスシリコン系太陽電池を作製する過程で、ガラス基板１０１上に形成された光電変換部１０２をレーザ光により部分的に除去して複数の光電変換セル１０３を高速で形成することができる。これにより、特に、大型の太陽電池パネルを低コストで大量生産することができる。
【００４６】
（９）レーザヘッド５から出射される２つのレーザ光により、光電変換部１０２に２つの分離部１０４を順次形成していき、光電変換部１０２を複数の光電変換セル１０３に分離するので、大面積のワークＷ全体を更に短時間でレーザ光により加工することができる。
（１０）レーザヘッド５は、レーザ光が出射されるレーザ照射部５ａ，５ｂからワークＷまでの距離が常に一定に保たれたままの状態でＹ方向に間欠的に移動するので、大面積のワークＷ全面に亘って加工不良の発生が抑制される。例えば、複数の分離部１０４の幅のバラツキや、各分離部の形状が不揃いになるなどの加工不良の発生が抑制される。これにより、太陽電池の性能向上を図ることができる。
【００４７】
なお、上記一実施形態では、ワークＷとして太陽電池パネル１００を用いるレーザ加工装置１について説明したが、本発明は、太陽電池パネルに限らず、電子回路基板などのシート状のワークをレーザ光により加工するレーザ加工装置にも適用可能である。
また、上記一実施形態では、レーザヘッド５は２つのレーザ照射部５ａ，５ｂを備えているが、レーザヘッド５が一つのレーザ照射部或いは３つ以上のレーザ照射部を備えたレーザ加工装置にも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１：レーザ加工装置
２：基台  
３：テーブル
４：第１の駆動機構
５：レーザヘッド
５ａ、５ｂ：レーザ照射部
６：レーザヘッド支持部
７：第２の駆動機構
８：モータ
９：ボールねじ
１０：リニアガイド
１１：支持枠
１２：門型のコラム
１３：移動板
１４：モータ
１５：ボールねじ
１６：リニアガイド
２１：第１の搬送部
２２：第２の搬送部
２３：移送機構
３０：従動ローラ
３１：駆動ローラ
３２：モータ
３３：揺動アーム
３３ａ：端板
３４：支柱
３６：回転軸
３７：ウォームギヤ
３８：ウォームホイールギヤ
４０：アーム駆動部
４１：揺動板
４２：連結ロッド
９１ａ、９１ｂ、９１ｃ：圧縮空気噴出口
９２：吸着口
１０１：ガラス基板
１０２：光電変換部
１０３：光電変換セル
１０４：分離部
Ｗ：ワーク
【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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