(57)【要約】  加工物（５）を所定位置に保持し、これをレーザー照射に曝露するためのシステム（１００）であって、加工物（５）は、互いに電気的に絶縁された底面（５１）および上面（５２）を含み、システム（１００）は、上面５２で静電荷を生成するための静電荷発生装置（９）と、上面（５２）で生成されたものと逆の符号の静電荷を底面（５１）に形成するための導電性支持体（８０）と、（５）を加工または溶接するためのレーザー装置（２０）とを含み、静電荷発生装置（９）は、その加工または溶接中に加工物（５）が導電性支持体（８０）に対して所定位置に保持されるように、レーザー加工または溶接の前または最中に作動させられるように配置されているような、システム（１００）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物（５）を所定位置に保持し、これをレーザー照射に曝露するためのシステム（１００）であって、
前記加工物（５）は、
加工物底面（５１）と、
加工物上面（５２）と
を含み、前記加工物底面（５１）および前記加工物上面（５２）は、互いに電気的に絶縁されており、
前記システム（１００）は、
前記加工物上面（５２）で静電荷を生成するための第１静電荷発生装置（９）と、
前記静電荷発生装置（９）によって生成されたものと逆の符号の静電荷を前記加工物底面（５１）に形成するための導電性支持体（８０）と、
レーザー照射によって前記加工物（５）を加工または溶接するためのレーザー装置（２０）と、を含み、
前記第１静電荷発生装置（９）は、レーザー照射に曝露されたときに前記加工物（５）が前記導電性支持体（８０）に対して所定位置に保持されるように、前記加工物（５）のレーザー加工または溶接の前または最中に作動させられるように配置されている、システム（１００）。
【請求項２】
前記レーザー装置（２０）によって生成されたレーザー照射に曝露されたときに、前記導電性支持体（８０）に対して所定位置に保持するために、前記加工物（５）のレーザー加工または溶接の前または最中に前記第１静電荷発生装置（９）を作動させるための制御手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項３】
前記第１静電荷発生装置（９）は、レーザー照射に曝露されたときに、前記加工物（５）を前記導電性支持体（８０）上の所定位置に保持するように適合されていることを特徴とする、請求項２に記載のシステム（１００）。
【請求項４】
前記導電性支持体（８０）は、金属製で接地されており、前記加工物（５）を受容または支持するように構成されており、前記加工物底面（５１）は、前記加工物（５）および前記導電性支持体（８０）が逆に帯電したときに互いに引きつけるように、前記導電性支持体（８０）と機械的接触、好ましくは直接機械的接触して配置されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項５】
前記加工物（５）は第１部品（１）を含み、好ましくは前記加工物（５）は第１部品（１）および第２部品（２）を含み、さらに好ましくは前記加工物は第１部品（１）、第２部品（２）、および第３部品（３）を含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項６】
前記第１部品（１）は、第１部品底面（１１）および第１部品上面（１２）を含み、
前記第２部品（２）は、第２部品底面（２１）および第２部品上面（２２）を含み、
前記加工物（５）は、前記第２部品底面（２１）が前記第１部品上面（１２）と実質的に機械的接触して配置されるようになっており、
前記第１部品底面（１１）は前記加工物底面（５１）であり、前記第２部品上面（２２）は前記加工物上面（５２）であることを特徴とする、請求項５に記載のシステム（１００）。
【請求項７】
前記第１部品（１）は電気的に絶縁性であることを特徴とする、請求項５または６に記載のシステム（１００）。
【請求項８】
前記第１部品（１）は、導電性材料、好ましくは金属材料を含むことを特徴とする、請求項４または５に記載のシステム（１００）。
【請求項９】
前記第２部品（２）は電気的に絶縁性であることを特徴とする、請求項５から８のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１０】
前記第１部品（１）は電気的に絶縁性であり、前記第２部品（２）は導電性材料を含むことを特徴とする、請求項５または６に記載のシステム（１００）。
【請求項１１】
前記静電荷発生装置（９）は、前記レーザー装置（２０）による前記第１部品（１）および第２部品（２）の加工または溶接の前に作動させられるように配置されていることを特徴とする、請求項５から１０のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１２】
前記第１部品（１）は、前記レーザー装置（２０）からの前記レーザー照射に対して透明または不透明であることを特徴とする、請求項５から１１のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１３】
前記第１部品（１）は、ポリマー、ガラス、またはセラミックのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項５から１２のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１４】
前記静電荷発生装置（９）は、前記加工物上面（５２）と機械的接触せずに電荷を生成するために、前記加工物上面（５２）から離間していることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１５】
前記導電性支持体（８０）はフラットプレートであることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１６】
前記第１部品上面（１２）は前記第２部品底面（２１）の周りに延在し、好ましくは前記第２部品（２）は、実質的に前記第１部品（１）を中心とすることを特徴とする、請求項６から１５のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１７】
前記第１部品底面（１１）は、非平面表面を有し、好ましくは湾曲しており、前記導電性支持体（８０）は、好ましくは湾曲し、前記第１部品底面（１１）と機械的接触するように適合された、非平面表面を含むことを特徴とする、請求項５から１４および１６のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１８】
前記第１部品上面（１２）は好ましくは湾曲した非平面表面を有し、前記第２部品底面（２１）は、好ましくは湾曲した、前記第１部品上面（１２）と機械的接触するように適合された非平面表面を含み、好ましくは前記第２部品底面（１２）全体は、その上で所定位置に保持されるように、前記第１部品上面（１２）と機械的接触するように適合されていることを特徴とする、請求項５から１４および１６から１７のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１９】
前記導電性支持体（８０）は、前記加工物底面（５１）と機械的接触することによって前記加工物（５）を誘導および／または支持するように構成された、接地金属ローラであることを特徴とする、請求項１から１８のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項２０】
前記加工物（５）は、
第３部品底面（３１）および第３部品上面（３２）を含む第３部品（３）をさらに含み、
前記加工物（５）は、前記第３部品底面（３１）が前記第２部品上面（２２）と実質的に機械的接触して配置されるようになっており、
前記第１部品底面（１１）は前記加工物底面（５１）であり、前記第３部品上面（３２）は前記加工物上面（５２）である
ことを特徴とする、請求項６から１９のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項２１】
前記第１部品（１）は、好ましくはマイクロ流体用途向けの、少なくともサブマイクロメートルの寸法を有するチャネルを含む透明ポリマー基板であることを特徴とする、請求項１から２０のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項２２】
前記第１部品（１）はチャネルを含む基板であること、および前記第２部品（２）は平面基板であることを特徴とする、請求項１から２１のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項２３】
前記導電性支持体（８０）は黒色であることを特徴とする、請求項１から２２のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項２４】
前記加工物（５）を前記導電性支持体（８０）と接触させるためのロボットアームをさらに含むことを特徴とする、請求項１から２３のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項２５】
前記加工物（５）を前記導電性支持体（８０）と接触させるためのコンベヤベルトをさらに含むことを特徴とする、請求項１から２２のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項２６】
導電性支持体（８０）は、２つの軸に沿った移動のための手段を含むことを特徴とする、請求項１から２５のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項２７】
加工物（５）を所定位置に保持し、これをレーザー照射に曝露する方法であって、前記加工物（５）は、
加工物底面（５１）と、
加工物上面（５２）と
を含み、前記加工物底面（５１）および前記加工物上面（５２）は、互いに電気的に絶縁されており、
前記方法は、
ａ）システム（１００）を提供するステップであって、前記システム（１００）は、
前記加工物上面（５２）で静電荷を生成するための第１静電荷発生装置（９）と、
前記加工物底面（５１）上で前記静電荷発生装置（９）によって生成されたものと逆の符号の静電荷を形成するための導電性支持体（８０）と、
前記加工物（５）のレーザー加工または溶接のためのレーザー装置（２０）と
を含む、ステップと、
ｂ）前記加工物（５）を前記導電性支持体（８０）上に配置するステップと、
ｃ）前記加工物（５）を前記導電性支持体（８０）上で所定位置に保持するために、前記加工物底面（５１）上で前記静電荷発生装置（９）によって生成されたものと逆の符号の静電荷を形成するように、前記加工物上面（５２）で静電荷を生成するために、前記第１静電荷発生装置（９）を作動させるステップと、
ｄ）レーザー加工または溶接のために前記レーザー装置（２０）で前記加工物（５）を照射するステップ、好ましくは前記加工物上面（５２）を照射するステップと、を含む方法。
【請求項２８】
前記導電性支持体（８０）は、接地されており、加工される前記加工物（５）を受容するように構成されており、前記加工物底面（５１）は、加工される前記加工物（５）および前記導電性支持体（８０）がステップｃ）の後に互いに引きつけるように、少なくとも部分的に前記導電性支持体（８０）と接触して配置されていることを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記加工物（５）は、
第１部品底面（１１）および第１部品上面（１２）を含む第１部品（１）と、
第２部品底面（２１）および第２部品上面（２２）を含む第２部品（２）と、を含み、
前記加工物は、前記第２部品底面（２１）が前記第１部品上面（１２）と実質的に機械的接触して配置されるようになっており、
前記第１部品底面（１１）は前記加工物底面（５１）であり、前記第２部品上面（２２）は前記加工物上面（５２）であることを特徴とする、請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１部品（１）は電気的に絶縁性であることを特徴とする、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記第２部品（２）は電気的に絶縁性であることを特徴とする、請求項２９または３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記静電荷発生装置（９）は、前記第１部品（１）および第２部品（２）の加工の前に作動させられることを特徴とする、請求項２９から３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１部品（１）は、前記レーザー装置（２０）からの前記レーザー照射に対して透明または不透明であることを特徴とする、請求項２９から３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記第１部品（１）は、導電性材料、好ましくは金属材料であることを特徴とする、請求項２９から３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１部品（１）は電気的に絶縁性であり、前記第２部品（２）は導電性であることを特徴とする、請求項２９から３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記導電性支持体（８０）は平坦な金属プレートであることを特徴とする、請求項２７から３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記加工物底面（５１）は、好ましくは湾曲した非平面表面を有し、前記導電性支持体（８０）は、好ましくは湾曲し、前記加工物底面（５１）と機械的接触するように適合された、非平面表面を含み、前記第１静電荷発生装置（９）は、ステップｃ）の間、実質的にその表面全体にわたって帯電させるように、機械的接触せずに前記加工物上面（５２）上を移動させられることを特徴とする、請求項２７から３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記第１部品上面（１２）は好ましくは湾曲した非平面表面を有し、前記第２部品底面（２１）は、好ましくは湾曲した、前記第１部品上面（１２）と機械的接触するように適合された非平面表面を含み、好ましくは前記第２部品底面（１２）全体は、その上で所定位置に保持されるように、前記第１部品上面（１２）と機械的接触するように適合されていることを特徴とする、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記第１静電荷発生装置（９）は、前記加工物上面（５２）から実質的に一定の距離にとどまるように移動させられることを特徴とする、請求項３７または３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１静電荷発生装置（９）は、ステップｄ）のレーザー加工を開始する前に、前記加工物上面（５２）上を移動させられることを特徴とする、請求項２７から３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記導電性支持体（８０）は、前記加工物底面（５１）と機械的接触することによって前記加工物（５）を誘導および／または支持するように構成された、接地金属ローラであることを特徴とする、請求項２７から４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記加工物（５）は、
第３部品底面（３１）および第３部品上面（３２）を含む第３部品（３）をさらに含み、
前記加工物（５）は、前記第３部品底面（３１）が前記第２部品上面（３２）と実質的に接触して配置されるようになっており、
前記第１部品底面（１１）は前記加工物底面（５１）であり、前記第３部品上面（３２）は前記加工物上面（５２）であることを特徴とする、請求項２７から４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記第１部品（１）はチャネルを含む基板であること、および前記第２部品（２）は平面基板であり、前記照射のステップｄ）は、マイクロ流体回路を形成するために前記チャネルのエッジの前記第１部品（１）および前記第２部品（２）の間のシール溶接を形成するために、前記チャネルのエッジで、前記第１部品（１）および前記第２部品（２）の間の界面において前記加工物（５）を照射するステップを含むことを特徴とする、請求項２７から４２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
第１の態様によれば、本発明は、レーザー照射への曝露のために加工物（または対象、部品）を所定位置に保持するためのシステムに関する。第２の態様によれば、本発明は、レーザー照射への曝露のために加工物（または対象）を所定位置に保持するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品を加工または溶接できるようにするために部品を保持する必要性は、当業者によく知られている。加工または溶接の前の部品の保持および／または接触は、非常に多くの場合、加工または溶接手段に機械的に接続された２つのクランプジョーの間に１つ以上の部品がクランプされることを可能にする手段によって達成される。
【０００３】
剛性で大きい部品の加工または溶接は、一般には問題ではなく、このような部品用のクランプ工具が存在する。より小さい部品、可撓性基板、または可撓性部品を加工または溶接することが望まれるとき、ジョーをクランプすることによって部品を損傷することなく加工装置に対して十分な精度で部品が保持されることを保証することが問題になる可能性がある。
【０００４】
部品のレーザー加工またはレーザー溶接は、様々な特性を有する多くの種類の材料の精密加工または溶接を可能にする。部品のレーザー加工または溶接は、部品がレーザー装置に対してしっかりと保持されることを必要とする。レーザー溶接はまた、部品間の適切な接触も必要とする場合がある。
【０００５】
特許文献１は、透明な材料のレーザー溶接の方法を記載している。この文献は、溶接される２つの部品間の良好な接触を維持するために、圧縮手段が必要な場合があると記載している。また、溶接される領域を覆うときには透明な圧縮手段を使用することも提案されている。
【０００６】
加工される部品を保持および接触させるための従来技術の装置は、部品の表面全体に対する正確なレーザー加工または溶接を可能にしながら加工される部品の良好な保持および／または接触を可能にするものではない。実際、透明な圧縮手段の使用は、通過する透明な圧縮手段のため、一方では加工に使用されるレーザー出力の適切な線量を、他方では加工レーザービームの位置の良好な精度を、可能にしない。加えて、たとえばピストンシステムを用いる加圧もまた、溶接またはその品質を損なう可能性がある。
【発明の概要】
【０００７】
第１の態様によれば、本発明の目的の１つは、正確で高品質のレーザー加工を可能にする、１つ以上の部品を保持するためのシステムを提案することである。本発明の別の目的は、実質的にその表面全体にわたる加工を可能にする、部品を保持するためのシステムを提供することである。
【０００８】
この目的のために、本発明者らは、加工物を所定位置に保持し、これをレーザー照射に曝露するためのシステムであって、
加工物は、
加工物底面と、
加工物上面と
を含み、加工物底面および加工物上面は、互いに電気的に絶縁されており、
システムは、
加工物上面で静電荷を生成するための第１静電荷発生装置と、
静電荷発生装置によって生成されたものと逆の符号の静電荷を加工物底面に形成するための導電性支持体と、
レーザー照射によって加工物を加工または溶接するためのレーザー装置と
を含み、
第１静電荷発生装置は、レーザー照射に曝露されたときに加工物が導電性支持体に対して所定位置に保持されるように、加工物のレーザー加工または溶接の前または最中に作動させられるように配置されているようなシステムを提案する。好ましくは、加工物は静止状態で保持される。
【０００９】
レーザー加工という用語は、レーザーはんだ付け、レーザー切断、レーザー薄膜アブレーション、レーザー穿孔、レーザー微細構造化、レーザーマイクロテクスチャリング、レーザーマーキング、レーザー彫刻を描写すると理解されるべきであるが、ただし網羅的ではない。本発明のシステムは、有利には、レーザー加工および／または溶接を可能にする。
【００１０】
本発明のシステムは、少なくとも１つの電気的絶縁部品を含む加工物に、加工物の両側で、より具体的には少なくとも１つの絶縁部品の両側で逆の符号の静電荷を印加することを可能にする。
【００１１】
好ましくは、所定位置に保持するためのシステムはまた、やはり所定位置の保持をもたらす導電性支持体と加工物を接触させるのに適しており、および／またはそのように構成されている。
【００１２】
加工物が全体で１つの部品を含み、加工物が電気的に絶縁性である場合には、第１静電荷発生装置は、第１部品の第１の表面上に静電荷を生成することができ、電気的に接地された導電性支持体は、部品の保持によって損傷することなく正確に部品を加工できるように、支持体上の部品の非常に良好な保持を生成するように、加工物の底面に、静電荷発生装置によって生成されたものと逆の符号の正電荷を形成することを可能にする。
【００１３】
好ましくは、導電性支持体は、金属製で接地されており、加工物を受容または支持するように構成されており、加工物および導電性支持体が逆に帯電したときに互いに引きつけるように、加工物底面は、導電性支持体と機械的接触、好ましくは直接機械的接触して配置される。
【００１４】
導電性支持体、好ましくは導電性プレートまたは湾曲支持体は、第１の表面上に存在する電荷と逆の符号の電荷の蓄積が、部品／加工物との接触領域で導電性プレート内に発生するように、接地されている。したがって、部品／加工物の第１の表面上および導電性プレート内の逆の符号の静電荷の存在は、部品／加工物と導電性プレートとの間に引力を発生させるので、この引力が、第１部品／加工物を支持体上に保持させる。実際、部品と支持体との間の静電気によって発生した引力は、従来技術の文献に記載されるような圧縮によって印加される力に匹敵し得る。本発明のシステムは、部品／加工物と導電性プレートとの間で接触した確実な保持、ならびにレーザー加工のためのこれら２つの部品間の確実な接触を可能にする。
【００１５】
好ましくは、システムは、レーザー装置によって生成されたレーザー照射に曝露されたときに、導電性支持体に対して所定位置に保持するために、加工物のレーザー加工または溶接の前または最中に第１静電荷発生装置を作動させるための制御手段をさらに含む。
【００１６】
加工物が２つ以上の部品を含む場合には、静電手段は、導電性プレート、導電性ローラ、または第２静電荷発生装置のいずれかである。全ての構成において、本発明のシステムは、２つの部品が互いに対して所定位置に保持され、２つの部品がその間で良好な接触を描写するように、２つの部品間の引力を作り出すことを可能にする。２つの部品が導電性プレートと接触している場合には、２つの部品および導電性支持体は、たとえば、２つの部品間の良好な接触が必要とされる場所で２つの部品を一緒に溶接するための溶接としてのレーザー加工用途のためなど、導電性プレート上の部品の所定位置での適切な保持および部品の相互の適切な接触を保証するように、互いに引きつけられる。
【００１７】
好ましくは、第１静電荷発生装置は、レーザー照射に曝露されたときに、加工物を導電性支持体上の所定位置に保持するように適合されている。
【００１８】
一般に、本発明のシステムは、２つの部品間の良好な接触のおかげで、第１部品と第２部品との良好な保持を可能にする。良好な接触とは、第１および第２部品の間の接触面が可能な限り大きいことを意味する。本発明のシステムは、静電力が第１および第２部品の互いに対する相互吸引を可能にし、これによって部品を互いにより容易に適応させるので、良好な接触を可能にする。したがって、２つの部品間の良好な接触は、２つの部品間に剪断力が印加されたときにより大きな摩擦力の発生を可能にし、これは、２つの部品が一緒にしっかりと保持される理由、または１つ以上の部品が導電性支持体上にしっかりと保持される理由を説明している。
【００１９】
加工物に含まれる絶縁部品または絶縁要素は、好ましくは、電流の流れに逆らう誘電材料である。本発明の加工物の絶縁部品は、絶縁材料の破壊の電界に近い、またはこれよりも大きい電界に曝されない限り、絶縁性であると見なされる。電気的絶縁部品は、電流の流れを防ぎ、好ましくは加工物上面と加工物底面との間の電流の流れを防ぐように意図される。
【００２０】
絶縁部品はいくつかの絶縁部品を含むことができ、絶縁部品はたとえば、ポリマー材料を含むシート、ガラスまたはセラミックプレートなどである。
【００２１】
本発明のシステムは、非接触加工なので、レーザー加工に特に適している。実際、フライス、アーク溶接、摩滅を用いる加工は、加工物の表面と工具との接触を必要とする。このような接触は、加工物の表面の１つの吸い戻しを生じる可能性があるので、部品の保持は保証されなくなる。レーザーと加工物との間の相互作用は、加工物の保持または接触の変化を全くまたはほとんど生じないことが観察された。
【００２２】
非網羅的に以下に列挙されたいくつかの種類の溶接は、本発明のシステムを使用して実施されることが可能である。
透明ポリマー基板と別の透明ポリマー基板との溶接、
透明ポリマー基板と不透明ポリマー基板との溶接、
透明ポリマー基板と透明ガラス基板との溶接であって、透明ガラス基板は、レーザー光源に対して透明ポリマー基板の上または下に配置され得る、
ガラス基板と不透明ポリマー基板との溶接、
いくつかの金属層の加圧、および透明ポリマーと金属とを同時に溶接する可能性、
透明ポリマー基板と金属基板との溶接、
金属基板を介してレーザーによって送達されるエネルギーの伝導による不透明ポリマー基板と金属基板との溶接、
ポリマー基板、ガラスなどとセラミック材料との溶接、
ポリマー基板の三次元基板への溶接、
ローラ送りシステムを使用する、透明ポリマー基板の、別の透明ポリマー基板および／または金属基板への溶接。
【００２３】
２つの部品間の界面における溶接が非常に均質になるように、本発明のシステムは、加工物の２つの部品間に良好な接触を課すことを可能にするので、本発明のシステムは、２つの部品を一緒に溶接することに関して特に有利である。これは、２つの部品の互いに対する相互吸引による接触のおかげで可能である。本発明のシステムは、特定の可撓性を有する部品に特によく適しており、すなわち、部品はその機械的特性に影響を及ぼすことなく互いに適応することができる。システムは、少なくとも１つの部品が可撓性であり、別の剛性部品に適応できるときに、特に有利である。
【００２４】
本発明のシステムは、レーザー加工または溶接中に部品および支持体または両方の部品が接触したままになるように、支持体上の部品または別の部品上の部品の非常に良好な保持を可能にする。
【００２５】
溶接に関しては、ピストンおよびプレッシャプレートを使用する現在の接触システムは、とりわけ圧力下の部品の不均一性による、溶接均質性の問題につながる可能性がある。プレートによる問題を回避するためには、穴を通じて加工することが可能であるが、これは加工の分野を制限し、穴における圧力均一性の問題を引き起こす。マイクロ流体システムの文脈では、ピストンおよびプレートを使用する現在の接触システムは、以下の問題を引き起こす可能性がある。プレッシャプレートは通常、実質的に平坦であるが、表面がサンプル（または対象、または加工物）と接触している場合には、常にそうであるとは限らない。十分な接触を達成するためには、比較的高い圧力が印加されなければならない。このような比較的高い圧縮力の印加は、マイクロチャネルの変形、損傷、および／または充填を誘発する可能性がある。プレッシャプレートを必要としない本発明のシステムは、溶接、特に優れた品質および良好な制御を有するマイクロ流体溶接を得るように、これらの問題を克服することを可能にする。
【００２６】
また、従来技術の保持および接触システムは、溶接または加工される材料との接触を必要とし、本発明のシステムが解決を可能にする問題である、湾曲した表面の溶接または加工を実行することを困難にする。
【００２７】
好ましくは、保持力または接触力は、静電荷発生装置を監視することによって制御されることが可能である。好ましくは、第１静電荷発生装置は、制御手段によって制御される。好ましくは、制御手段は、本発明のシステムに含まれる。
【００２８】
一般に、帯電した表面間の空間が大きいほど、帯電した表面間に配置された部品間に発生する力は小さくなる。この結果、帯電した表面間のギャップが大きいほど、良好な保持および／または接触を保証するために多くの帯電量が必要となる。
【００２９】
本発明のシステムは、たとえばマイクロ流体用途向けの基板のアセンブリ、または可能な限り最もクリーンで最も再現性が高く、定性的に高品質のチャネル溶接にとって、特に有利である。本発明のシステムは、正確な輪郭との均質な溶接を保証する。これは、以前に形成されたマイクロチャネルが溶接によって修正されすぎることはないので、マイクロ流体用途にとって特に有利である。
【００３０】
好ましくは、導電性支持体は間接的に接地され、すなわち電気ケーブルによる直接接続は不要であるが、導電性支持体と接触しているかまたはこれに近い要素によって、間接的に接続が得られる。
【００３１】
好ましくは、手段は付勢手段、好ましくは弾性付勢手段である。
【００３２】
好ましくは、加工物は第１部品を含み、好ましくは、加工物は第１部品および第２部品を含み、さらに好ましくは、加工物は、第１部品、第２部品、および第３部品を含む。しかしながら、加工物は４つ以上の部品を含んでもよい。特に、これは４つ、５つ、６つ、またはそれ以上の部品を含むことができる。
【００３３】
好ましくは、第１部品は、第１部品底面および第１部品上面を含み、
第２部品は、第２部品底面および第２部品上面を含み、
加工物は、第２部品底面が第１部品上面と実質的に機械的接触して配置されるようになっており、
第１部品底面は加工物底面であり、第２部品上面は加工物上面である。
【００３４】
好ましくは、第１部品は電気的に絶縁性である。
【００３５】
好ましくは、第２部品は電気的に絶縁性である。
３つ以上（４つ、５つ、６つ）の部品がある場合、本発明の変形例では、各追加部品は電気的に絶縁性であってもよい。
【００３６】
好ましくは、静電荷発生装置は、レーザー装置による第１および第２部品（または３つ以上の部品があるときにはその他の追加部品）の加工または溶接の前に作動するように配置されている。
【００３７】
好ましくは、第１部品（第２、第３、またはその他の追加部品）は、レーザー装置からのレーザー照射に対して透明または不透明である。
【００３８】
透明または不透明の部品は、たとえば、可視波長領域で透明または不透明である。可視領域内の透明または不透明とは、部品が透けて見えることまたは見えないことを意味する。たとえば、５０％の可視領域内の平均吸収率は、透けて見えることを意味する。たとえば、１（または１００％）の吸収率では透かして見ることができず、したがって不透明な部品を定義する。透明または不透明の部品は、可視領域とは異なる波長領域で透明または不透明になり得る。たとえば、部品は、レーザー装置から来るレーザー照射の発光波長に対応する波長領域で透明または不透明である。たとえば、部品は、近赤外線ＮＩＲ領域で透明または不透明である。
【００３９】
好ましくは、第１部品（第２、第３、またはその他の追加部品）は、以下の材料のうちの少なくとも１つを含む：ポリマー、ガラス、またはセラミック。
【００４０】
好ましくは、静電荷発生装置は、加工物上面と機械的接触せずに電荷を生成するために、加工物上面から離間している。
【００４１】
好ましくは、手段は、好ましくは金属製で接地されており、加工物を受容または支持するように構成されている導電性支持体を含み、加工物底面は、加工物および導電性支持体が逆に帯電したときに互いに引きつけるように、導電性支持体と機械的接触、好ましくは直接機械的接触して配置されている。
【００４２】
好ましくは、導電性支持体は、移動システム、たとえば２軸（Ｘ、Ｙ）移動システム、たとえば３軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）移動システム、たとえば５軸移動システム、たとえば７軸移動システムに実装される。
【００４３】
好ましくは、第１部品は、導電性材料、好ましくは金属材料を含む。
【００４４】
好ましくは、導電性支持体は、フラットプレート、好ましくは金属製フラットプレートである。
【００４５】
フラットプレートとは、第１部品底面と接触するように意図されるプレートの表面が、平面内で実質的に内接可能であることを意味する。
【００４６】
好ましくは、第１部品は電気的に絶縁性であり、第２部品は導電性材料を含む。
【００４７】
好ましくは、第１部品上面は、第２部品底面の周りに延在し、好ましくは第２部品は、実質的に第１部品を中心とする。
【００４８】
好ましくは、第１部品底面は、非平面、好ましくは湾曲しており、導電性支持体は、好ましくは湾曲し、第１部品底面と機械的接触するように適合された、非平面表面を含む。
【００４９】
好ましくは、第１部品上面は好ましくは湾曲した非平面表面を有し、第２部品底面は、好ましくは湾曲した、第１部品上面と機械的接触するように適合された非平面表面を含み、好ましくは、第２部品底面全体は、その上で所定位置に保持されるように、第１部品上面と機械的接触するように適合されている。
【００５０】
好ましくは、導電性支持体は、加工物底面と機械的接触することによって加工物を誘導および／または支持するように構成された、接地金属ローラである。
【００５１】
好ましくは、手段は、加工物上面で帯電したものとは逆の電荷でこの表面を帯電させるように、加工物底面で静電荷を生成するための、第２静電荷発生装置を含む。
【００５２】
好ましくは、第２静電荷発生装置は、加工物底面と機械的接触せずに電荷を生成するために、加工物底面から離れている。
【００５３】
好ましくは、加工物は、
第３部品底面および第３部品上面を含む第３部品をさらに含み、
加工物は、第３部品底面が第２部品上面と実質的に機械的接触して配置されるようになっており、
第１部品底面は加工物底面であり、第３部品上面は加工物上面である。
【００５４】
好ましくは、システムは、第１および第２静電荷発生装置間で加工物を移動させるための移動手段をさらに含み、好ましくは、移動は、レーザー装置の使用と同期している。
【００５５】
好ましくは、第１部品は、好ましくはマイクロ流体用途向けの、少なくともサブマイクロメートルの寸法を有するチャネルを含む透明ポリマー基板である。チャネルは、１マイクロメートル、１０マイクロメートル、または１００マイクロメートルを超える寸法を有し得る。たとえば、チャネルは、１ミリメートル未満、好ましくは５００マイクロメートル未満の寸法を有し得る。
【００５６】
好ましくは、第１部品はチャネルを含む基板であり、第２部品は平面基板である。
【００５７】
好ましくは、部品（第１、第２、第３）は、コポリマーまたはシクロオレフィンポリマー（ＣＯＣ）または（ＣＯＰ）である。
【００５８】
好ましくは、部品は、５ｍｍ未満、好ましくは２ｍｍ未満、さらに好ましくは１ｍｍ未満、たとえば５００μｍ未満の厚さを有する。好ましくは、１００μｍから５ｍｍの間、好ましくは２００μｍから２ｍｍの間、さらに好ましくは２５０μｍから１ｍｍの間、たとえば２５０μｍから７５０μｍの間の厚さを有する部品。
【００５９】
好ましくは、レーザー装置は、ピコ秒およびフェムト秒パルスを放出するように構成されている。好ましくは、レーザー装置は、１０−１５秒から１０−９秒の間を含む、より好ましくは１０−１５秒から１０−１０秒の間を含む、さらに好ましくは１０−１２秒から１０−１０秒の間を含む持続時間を有するパルスを放出するように構成されている。
【００６０】
好ましくは、１ＧＰａ超、より好ましくは２ＧＰａ超、より好ましくは３ＧＰａ超のヤング率を有する部品。たとえば、５０ＧＰａ超。このような１ＧＰａ超のヤング率を有する材料は、剛性であると見なされ得る。
【００６１】
本発明の利点は、１つ以上の剛性部品を高精度で加工または溶接できることである。実際、１つ以上の剛性部品を導電性支持体に対して保持するための圧縮手段がないため、空間的に十分に制御された溶接線を有する非常に微細な加工および／または溶接を実行することが可能である。本発明のシステムおよび方法の別の利点は、圧縮手段を調整することなくいずれのサイズの部品も加工および／または溶接できることである。これは、小さな部品にとって特に有利である。小さな部品は、５ｃｍ未満、好ましくは２ｃｍ未満の最大寸法を有する。このような部品は、ロールツーロール技術では加工できないが、本発明のシステムおよび方法によって加工可能である。
【００６２】
好ましくは、本発明のシステムは、加工物を導電性支持体と接触させるためのロボットアームをさらに含む。
【００６３】
別の実施形態によれば、本発明のシステムは、加工物を導電性支持体と接触させるためのコンベヤベルトをさらに含む。
【００６４】
別の実施形態によれば、または上述の２つの実施形態と組み合わせて、導電性支持体は、２つの軸に沿った移動のための手段を含む。
【００６５】
好ましくは、導電性支持体は、黒色である。導電性支持体は、実質的に透明な加工物の加工または溶接のために加工物上のレーザー照射の位置を調整するときに、加工物の位置の良好な視覚化を可能にするために、黒くなっている。
導電性オン導電性構成は、少なくとも一方が電気的に絶縁性である、２つの部品間に挟まれたときに可能である。したがって、静電荷を維持することができるために、少なくとも一方の材料が非導電性である全ての材料の組み合わせについて、静電気による溶接を使用することが可能である。
【００６６】
たとえば、本発明は、イオン化バーと接触させ、この接触を保持し、こうして２つの透明ポリマープレートを静電的に接触させることからなる。次に、２つの透明ポリマーを溶接するために、フェムト秒レーザー光源（または他のレーザー光源）が使用される。本発明は、ポリマープレートを変形させないため、および／またはレーザー光源の後ろに配置されたスキャナヘッドとサンプルとの間の追加の透明プレートの存在を回避するために、ピストンを使用する従来の加圧手段を使用しないことを可能にする。プレート上に配置された電荷は、ポリマープレート間の強力で緊密な接触を可能にし、レーザー溶接を可能にする。
【００６７】
本発明のシステムで得られた結果は非常に良好であり、たとえば凝集溶接（すなわち、一緒に溶接された２つのプレートが分離したとき、一方のプレート上に他方のプレートの材料が溶接されたまま残る）が再現可能な方法で観察される。加圧もより均一であるが、これは標準的な加圧技術では常に可能なわけではない。本発明のシステムによって得られる溶接は、流体がその中を通過しないようになっており、こうして、特にマイクロ流体基板を構成するチャネルの溶接領域の優れた密封性を保証するので、特に適した用途は、たとえばマイクロ流体である。
【００６８】
本発明の接触システムはまた、３Ｄ形状のポリマー間の加圧を容易にする。したがって、本発明のシステムは、非接触加圧システムである。
【００６９】
溶接にシステムを使用する場合、溶接品質の視覚化は、光学顕微鏡、共焦点を介して、または引張および／または密封性試験を介して達成され得る。加えて、本発明のシステムは、従来技術のシステムとは対照的に、圧縮プレートを有していないので、特に適している。従来技術のシステムでは、加圧システムのプレートは、たとえば顕微鏡カメラを用いる（焦点距離が短すぎる）または共焦点カメラを用いる（加圧プレートの表面が検出される）、加工または溶接される部品の検出を妨げる。好ましくは、本発明のシステムは、加圧の後／最中であっても、サンプルの検出を容易にする。
【００７０】
好ましくは、本発明のシステムは、完全に平坦ではない表面を変形させることなく接着することを可能にする。好ましくは、本発明のシステムは、加圧プレートを有していないので、加圧プレートを損傷する危険性がない。
【００７１】
第２の態様によれば、本発明の目的の１つは、正確で高品質な加工を可能にするレーザー加工のために、部品を保持および／または接触させる方法を提案することである。本発明の別の目的は、機械的圧縮手段の制約なしに、実質的に１つ以上の加工される部品の表面全体にわたる加工を可能にすることである。
【００７２】
この目的のために、本発明者らは、加工物を所定位置に保持し、これをレーザー照射に曝露する方法であって、加工物は、
加工物底面と、
加工物上面と
を含み、加工物底面および加工物上面は、互いに電気的に絶縁されており、
方法は、
ａ）システムを提供するステップであって、システムは、
加工物上面で静電荷を生成するための第１静電荷発生装置と、
加工物底面上で静電荷発生装置によって生成されたものと逆の符号の静電荷を形成するための導電性支持体と、
加工物のレーザー加工またはレーザー溶接のためのレーザー装置と
を含む、ステップと、
ｂ）加工物を導電性支持体上に配置するステップと、
ｃ）加工物を導電性支持体上で所定位置に保持するために、加工物底面上で静電荷発生装置によって生成されたものと逆の符号の静電荷を形成するように、加工物上面で静電荷を生成するために、第１静電荷発生装置を作動させるステップと、
ｄ）レーザー加工または溶接のためにレーザー装置で加工物を照射するステップ、好ましくは加工物上面を照射するステップと
を含む方法を提案する。
【００７３】
本発明の第１の態様によるシステムについて言及された変形例および利点は、必要な変更を加えて、第２の態様による方法に適用される。
【００７４】
好ましくは、導電性支持体は、接地されており、加工される加工物を受容するように構成されており、加工物底面は、加工される加工物および導電性支持体がステップｃ）の後に互いに引きつけるように、少なくとも部分的に導電性支持体と接触して配置されている。
【００７５】
好ましくは、加工物は、
第１部品底面および第１部品上面を含む第１部品と、
第２部品底面および第２部品上面を含む第２部品と
を含み、
加工物は、第２部品底面が第１部品上面と実質的に機械的接触して配置されるようになっており、
第１部品底面は加工物底面であり、第２部品上面は加工物上面である。
【００７６】
好ましくは、第１部品は電気的に絶縁性である。
【００７７】
好ましくは、第２部品は電気的に絶縁性である。
【００７８】
好ましくは、静電荷発生装置は、第１および第２部品を加工する前に作動させられる。
【００７９】
好ましくは、第１部品は、レーザー装置からのレーザー照射に対して透明または不透明である。
【００８０】
好適な実施形態では、第１部品は、導電性材料、好ましくは金属材料である。
【００８１】
好ましくは、第１部品は電気的に絶縁性であり、第２部品は導電性である。
【００８２】
好ましくは、導電性支持体は、平坦な金属プレートである。
【００８３】
好適な実施形態では、第１部品は電気絶縁性であり、第２部品は導電性である。
【００８４】
好ましくは、第１部品底面は、非平面、好ましくは湾曲しており、導電性支持体は、好ましくは湾曲し、加工物（または第１部品）底面と機械的接触するように適合された、非平面表面を含み、第１静電荷発生装置は、ステップｃ）の間、実質的にその表面全体にわたって帯電させるように、機械的接触せずに加工物上面上を移動させられる。
【００８５】
好ましくは、第１部品上面は好ましくは湾曲した非平面表面を有し、第２部品底面は、好ましくは湾曲した、第１部品上面と機械的接触するように適合された非平面表面を含み、好ましくは、第２部品底面全体は、その上で所定位置に保持されるように、第１部品上面と機械的接触するように適合されている。
【００８６】
好ましくは、第１静電荷発生装置は、加工物上面から実質的に一定の距離にとどまるように移動させられる。
【００８７】
加工物上で第１静電荷発生装置を移動させることで、可能な限り均質で再現可能な所定位置での保持力を生成するように、加工物表面全体、および特に第１部品上面にわたって均質な分極を保証する。これは、第１および第２部品間の均質な界面の力での接触を可能にするという利点を有する。
【００８８】
好ましくは、第１静電荷発生装置は、ステップｄ）でレーザー加工を開始する前に、加工物上面上を移動させられる。
【００８９】
好ましくは、導電性支持体は、加工物底面と機械的接触することによって加工物を誘導および／または支持するように構成された、接地金属ローラである。
【００９０】
本発明の一部ではない別の実施形態では、ステップｃ）が、加工物上面で帯電したものと逆の電荷でこの表面を帯電させるように、加工物底面で静電荷を生成するために、第２静電荷発生装置を作動させるステップをさらに含むように、第２静電荷発生装置が提供される。好ましくは、第２静電荷発生装置は、加工物底面と機械的接触せずに電荷を生成するために、加工物底面から離れている。
【００９１】
好ましくは、加工物は、
第３部品底面および第３部品上面を含む第３部品をさらに含み、
加工物は、第３部品底面が第２部品上面と実質的に接触して配置されるようになっており、
第１部品底面は加工物底面であり、第３部品上面は加工物上面である。
【００９２】
本発明の一部ではない別の実施形態によれば、加工物は、移動手段をさらに含み、その点で、方法は、以下の追加ステップをさらに含む：
（ｅ）ステップ（ｄ）のレーザー加工装置の使用と同期して、第１および第２静電荷発生装置間で加工物を移動させるステップ。
【００９３】
好ましくは、保持および／または接触方法は、金属とポリマーとの間、またはレーザービームの波長の不透明ポリマーとその波長の透明ポリマーとの間、または２つのガラスプレートの間のハイブリッド溶接に適合および使用され得る。本発明の方法の別の変形例は、別のレーザー光源（パルス持続時間ｐｓ、ｎｓ、ＣＷ、および異なる波長：２５０ｎｍから最大１２μｍなど）の使用である。ハイブリッド溶接、ならびに不透明ポリマーと透明ポリマーとの間の溶接には、レーザーダイオードで十分である。たとえばイオン化ブロワなど、イオン化バー以外の装置で材料を帯電させることも想定される。
【００９４】
好ましくは、第１部品はチャネルを含む基板であり、その点で、第２部品は平面基板であり、照射のステップｄ）は、マイクロ流体回路を形成するためにチャネルのエッジの第１部品および第２部品の間のシール溶接を形成するために、チャネルのエッジで、第１部品および第２部品の間の界面における加工物の照射を含む。
【００９５】
本発明の一部ではない別の実施形態によれば、本発明者らは、以下のような、レーザー照射への曝露のために加工物を所定位置に保持するためのシステムを提案する。
加工物は、
加工物底面と、
加工物上面と、
を含み、加工物底面および加工物上面は、互いに電気的に絶縁されており、
システムは、
加工物上面で静電荷を生成するための第１静電荷発生装置と、
（好ましくは加工物底面で）静電荷発生装置によって生成されたものと逆の符号の静電荷を形成するための手段と、
レーザー照射への曝露によって加工物を加工または溶接するためのレーザー装置と
を含み、静電荷発生装置は、レーザー照射への曝露時に加工物が所定位置に保持されるように、加工物の加工または溶接の前または最中に作動させられるように配置されている。本発明の異なる実施形態の変形例および利点は、必要な変更を加えて、本実施形態に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
本発明のこれらおよびその他の態様は、以下の図の図面を参照して、本発明の特定の実施形態の詳細な説明において明らかにされるだろう。
【図１】本発明による実施形態を示す。
【図２】本発明による実施形態を示す。
【図３】本発明による実施形態を示す。
【図４】本発明による実施形態を示す。
【図５】本発明による実施形態を示す。
【図６】本発明による実施形態を示す。
【図７】本発明による実施形態を示す。
【図８】本発明の一部を形成しない実施形態を示す。  図の図面は、縮尺通りではない。一般に、図中、類似の要素は類似の参照符号で示されている。図面における参照番号の存在は、請求項でそのような番号が示されていたとしても、限定として見なされてはならない。
【発明を実施するための形態】
【００９７】
図１は、加工物５が第１静電荷発生装置９と、好ましくは金属製の、直接的または間接的に接地された導電性支持体８０との間に配置されている、本発明によるシステム１００の実施形態の例を示す。導電性支持体８０は、加工物底面５１の近くに配置されるように構成されている。たとえば、導電性支持体８０は、１ｍｍから１０ｍｍの間の距離に配置される。たとえば、加工物５は、導電性または電気的に絶縁性である支持要素を使用することによって、この距離に保持される。この実施形態は、壊れやすい、または壊れやすいパターンを有する加工物底面５１を損傷するのを回避するのに、特によく適している。本発明のこの実施形態はまた、加工物５と導電性支持体８０との間の距離がゼロでも使用され得る。導電性支持体８０は、第１静電荷発生装置９の作動によって導電性支持体８０と加工物５との間の相互吸引が可能になるような範囲内に導電性支持体８０および加工物５があるように、加工物底面５１を受容するように構成されている。レーザー装置２０は、加工物上面５２に向けてレーザー照射を放出するように配置されている。加工物底面５１に向けてレーザー照射を放出することも想定され得る。この実施形態は、加工物５を加工するための、または少なくとも２つの部品１、２を含む加工物を溶接するためのシステムに、特に適している。第１静電荷発生装置９および導電性支持体８０は、レーザー照射によって一緒に溶接するときに２つの部品１、２が良好に接触するように、２つの部品１、２の間の良好な接触を保証する。加工物５を加工または溶接するとき、導電性支持体８０上の良好な保持がこうして得られ、優れた加工または溶接精度を可能にする。
【００９８】
図２は、加工物５が、第１静電荷発生装置９と、好ましくは金属製の、直接的または間接的に接地された導電性支持体８０との間に第１部品１を含む、本発明によるシステム１００の実施形態の例を示す。導電性支持体８０は第１部品１を受容または支持するように構成されており、第１部品底面１１は、第１部品１および導電性支持体８０が逆に帯電したときに互いに引きつけるように、導電性支持体８０と、好ましくは直接的に、機械的接触して配置される。レーザー装置２０は、第１部品上面１２にレーザー照射を放出するように配置されている。第１部品底面１１に向けてレーザー照射を放出することも想定され得る。この実施形態は、第１部品１が導電性支持体８０上で所定位置に保持され、こうして優れた加工精度を可能にすることを本発明のシステム１００が保証できるように第１部品１を加工するためのシステムに、特に適している。
【００９９】
図３は、第１部品１および第２部品２が、第１静電荷発生装置９と、好ましくは金属製の、直接的または間接的に接地された導電性支持体８０との間に配置されるように、加工物５が第１部品１および第２部品２を含む、本発明によるシステム１００の実施形態の例を示す。導電性支持体８０は、第１部品１および第２部品２を受容または支持するように構成されており、第１部品底面１１は導電性支持体８０と、好ましくは直接的に、機械的接触して配置される。第２部品上面２２は、逆に帯電しているので、導電性支持体８０に引きつけられる。レーザー装置２０は、第２部品上面２２にレーザー照射を放出するように配置されている。適切な導電性支持体を使用することによって第１部品底面１１にレーザー照射を放出することも想定され得る。この実施形態は、第１部品１および第２部品２を加工または溶接するためのシステムに、特に適している。第１静電荷発生装置９および導電性支持体８０は、第１部品１および第２部品２がレーザー照射によって溶接されるときに良好に接触するように、第１部品１および第２部品２の間の良好な接触を可能にする。特に、これにより、高精度および高溶接品質を保証する。この実施形態は、マイクロ流体回路用途に特に適している。第１部品１および第２部品２の加工のために、導電性支持体８０上の良好な保持がこうして達成され、優れた加工精度を可能にする。
【０１００】
図４は、加工物５が第１部品１および第２部品２を含み、第１部品１が、好ましくは湾曲した、または鋸歯状の、非平面状の第１部品上面１２を含む、本発明によるシステム１００の実施形態を示す。好ましくは、その底面２１で第１部品上面１２と機械的に接触して配置された第２部品２。たとえば、第２部品２は剛性であり、その底面２１は、本発明のシステム１００の使用の前に２つの部品１、２の間で可能な限りの機械的接触を保証するように、第１部品上面１２と類似の形態を有する。たとえば、第２部品は、第１部品上面１２に適応できるように、可撓性である。第１部品上面１２の形態との第２部品２の適応は、好ましくは、第１部品上面１２と第２部品底面２１との間の接触を最大化するように第１部品１および第２部品２の間に相互吸引を課すことを可能にする本発明のシステムを用いて達成される。この実施形態は、本発明のシステム１００が、所定位置に保持すること、および／または三次元に延在する非平面表面を有する部品と接触させることを可能にすることを、一般的な方法で示している。
【０１０１】
図４の実施形態では、第１部品１および第２部品２は、第１静電荷発生装置９と、好ましくは金属製の、直接的または間接的に接地された導電性支持体８０との間に配置されている。導電性支持体８０は、第１部品１および第２部品２を受容または支持するように構成されており、第１部品底面１１は導電性支持体８０と、好ましくは直接的に、機械的接触して配置される。第２部品上面２２は、逆に帯電しているので、導電性支持体８０に引きつけられる。レーザー装置２０は、第２部品上面２２に向けてレーザー照射を放出するように配置されている。この実施形態は、第１部品１および第２部品２を加工または溶接するためのシステムに、特に適している。第１静電荷発生装置９および導電性支持体８０は、第１部品１および第２部品２がレーザー照射によって溶接されるときに良好に接触するように、第１部品１および第２部品２の間の良好な接触を保証する。
【０１０２】
図５は、加工物５または第１部品が非平面状、湾曲、または鋸歯状の底面５１、１１を有する場合には、導電性支持体８０が平面のときよりも接触を増加させる底面５１、１１との機械的接触面を導電性支持体８０が提供するという導電性支持体８０を除いて、図４の実施形態の全ての特徴を組み込んだ本発明のシステムの実施形態を示す。また、本発明のこの実施形態は、転動または傾斜する傾向を有する球形の加工物５の場合に、加工物５のくさび止めを可能にする。図５に示される実施形態により、導電性支持体８０は、優れた加工および／または溶接精度を保証するように、第１部品１および第２部品２の良好な支持を提供することを可能にする。
【０１０３】
図６は、第１部品１、第２部品２、および第３部品３が、第１静電荷発生装置９と、好ましくは金属製の、直接的または間接的に接地された導電性支持体８０との間に配置されるように、加工物５が第１部品１、第２部品２、および第３部品３を含む、本発明によるシステム１００の実施形態の例を示す。導電性支持体８０は、第１部品１、第２部品２、および第３部品３を受容または支持するように構成されており、第１部品底面１１は導電性支持体８０と、好ましくは直接的に、機械的接触して配置される。第２部品上面２２は、逆に帯電しているので、導電性支持体８０に引きつけられる。レーザー装置２０は、第３部品上面３２にレーザー照射を放出するように配置されている。適切な導電性支持体８０を使用することによって第１部品底面１１にレーザー照射を放出することも想定され得る。この実施形態は、第１部品１、第２部品２、および第３部品３を加工または溶接するためのシステムに、特に適している。第１静電荷発生装置９および導電性支持体８０は、第１部品１および第２部品２がレーザー照射によって溶接されるときに良好に接触するように、第１部品１および第２部品２の間の良好な接触を保証する。第１部品１、第２部品２、および第３部品３を加工するとき、導電性支持体８０は所定位置に保持され、こうして優れた加工精度を保証する。
【０１０４】
図７は、第１静電荷発生装置９が加工物上面５２から離れて移動させられる、たとえば図１ｂ、図２、図３、図６の実施形態に対応する、本発明のシステムの実施形態を示す。第１静電荷発生装置９は、導電性支持体８０に対して所定位置に保持されることを保証するように可能な限り均質で再現可能な上面５２、１２、２２、３２上の電荷密度を生成するように、その表面全体で加工物上面５２（または第１部品１２、第２部品２２、第３部品３２の上面）を帯電させるように、実質的に加工物上面５２全体にわたって移動させられる。加工物５にいくつかの部品：２つの部品１、２；３つの部品１、２、３；４つの部品．．．が含まれるとき、加工物上面５２である部品の上面の上で第１静電荷発生装置９を移動させるという事実、表面５２における電荷密度の均質性は、接触している異なる部品１、２、３、．．．の上面１２、２２、３２、．．．と底面、１１、２１、３１、．．．との間の均質な接触を保証することを可能にする。
【０１０５】
図８は、加工物底面５１および加工物上面５２が逆の符号の電荷で帯電できるように、加工物５が第１静電荷発生装置９と第２静電荷発生装置８との間に配置されている、本発明の一部ではないシステム１００の実施形態の例を示す。レーザー装置２０は、加工物上面５２に向けてレーザー照射を放出するように配置されている。加工物底面５１に向けてレーザー照射を放出することも想定され得る。この実施形態は、レーザー照射によって溶接されているときに２つのフィルム部品が良好に接触するように、加工物５が、第１静電荷発生装置９および第２静電荷発生装置８の間を通過できる少なくとも２つのフィルム部品を含む、ロールによるフィルム溶接のシステムに特に適している。２つの部品は、第１部品１および第２部品２である。加工物上面５２は、第１静電荷発生装置９によって生成された静電荷によって帯電させられる。
【０１０６】
本発明は、純粋に例示的であって、限定的であると見なされるべきではない、特定の実施形態に関して説明されてきた。一般に、本発明は、上記で図示および／または説明された例に限定されるものではない。動詞「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ」」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」またはその他いずれかの変形ならびにこれらの活用形の使用は、言及されたもの以外の要素の存在を決して除外するものではない。要素を紹介するための不定冠詞「ａｎ」、「ａ」、または定冠詞「ｔｈｅ」の使用は、これらの要素が複数存在することを除外するものではない。請求項中の参照番号は、その範囲を限定しない。
【０１０７】
要約すると、本発明はまた、以下のように記載され得る。
加工物５を所定位置に保持し、これをレーザー照射に曝露するためのシステム１００であって、
加工物５は、互いに電気的に絶縁された底面５１および上面５２を含み、
システム１００は、
上面５２で静電荷を生成するための第１静電荷発生装置９と、
上面５２で生成されたものと逆の符号の静電荷を底面５１に形成するための導電性支持体８０と、
５を加工または溶接するためのレーザー装置２０と
を含み、
静電荷発生装置９は、加工または溶接中に加工物５が導電性支持体８０に対して所定位置に保持されるように、レーザー加工または溶接の前または最中に作動させられるように配置されているような、システム１００。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０８】
【特許文献１】米国特許出願第２０１１／２００８０２  Ａ１号明細書
【図１】
2021529666.tif 000003
【図２】
2021529666.tif 000004
【図３】
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【図４】
2021529666.tif 000006
【図５】
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【図６】
2021529666.tif 000008
【図７】
2021529666.tif 000009
【図８】
2021529666.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和3年2月24日(2021.2.24)
【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】
加工物（５）を所定位置に保持し、これをレーザー照射に曝露するためのシステム（１００）であって、
前記加工物（５）は、
加工物底面（５１）と、
加工物上面（５２）と
を含み、前記加工物底面（５１）および前記加工物上面（５２）は、互いに電気的に絶縁されており、
前記システム（１００）は、
前記加工物上面（５２）で静電荷を生成するための第１静電荷発生装置（９）と、
前記静電荷発生装置（９）によって生成されたものと逆の符号の静電荷を前記加工物底面（５１）に形成するための導電性支持体（８０）と、
レーザー照射によって前記加工物（５）を加工または溶接するためのレーザー装置（２０）と、を含み、
前記第１静電荷発生装置（９）は、レーザー照射に曝露されたときに前記加工物（５）が前記導電性支持体（８０）に対して所定位置に保持されるように、前記加工物（５）のレーザー加工または溶接の前または最中に作動させられるように配置されている、システム（１００）。
【請求項２】
前記レーザー装置（２０）によって生成されたレーザー照射に曝露されたときに、前記導電性支持体（８０）に対して所定位置に保持するために、前記加工物（５）のレーザー加工または溶接の前または最中に前記第１静電荷発生装置（９）を作動させるための制御手段をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項３】
前記導電性支持体（８０）は、金属製で接地されており、前記加工物（５）を受容または支持するように構成されており、前記加工物底面（５１）は、前記加工物（５）および前記導電性支持体（８０）が逆に帯電したときに互いに引きつけるように、前記導電性支持体（８０）と機械的接触、好ましくは直接機械的接触して配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のシステム（１００）。
【請求項４】
前記加工物（５）は第１部品（１）を含み、好ましくは前記加工物（５）は第１部品（１）および第２部品（２）を含み、さらに好ましくは前記加工物は第１部品（１）、第２部品（２）、および第３部品（３）を含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項５】
前記第１部品（１）は、第１部品底面（１１）および第１部品上面（１２）を含み、
前記第２部品（２）は、第２部品底面（２１）および第２部品上面（２２）を含み、
前記加工物（５）は、前記第２部品底面（２１）が前記第１部品上面（１２）と実質的に機械的接触して配置されるようになっており、
前記第１部品底面（１１）は前記加工物底面（５１）であり、前記第２部品上面（２２）は前記加工物上面（５２）であることを特徴とする、請求項４に記載のシステム（１００）。
【請求項６】
前記第１部品（１）は電気的に絶縁性であることを特徴とする、請求項４または５に記載のシステム（１００）。
【請求項７】
前記第１部品（１）は、導電性材料、好ましくは金属材料を含むことを特徴とする、請求項３または４に記載のシステム（１００）。
【請求項８】
前記第２部品（２）は電気的に絶縁性であることを特徴とする、請求項４から７のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項９】
前記第１部品（１）は電気的に絶縁性であり、前記第２部品（２）は導電性材料を含むことを特徴とする、請求項４または５に記載のシステム（１００）。
【請求項１０】
前記第１部品（１）は、前記レーザー装置（２０）からの前記レーザー照射に対して透明または不透明であることを特徴とする、請求項４から９のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１１】
前記第１部品（１）は、ポリマー、ガラス、またはセラミックのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項４から１０のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１２】
前記静電荷発生装置（９）は、前記加工物上面（５２）と機械的接触せずに電荷を生成するために、前記加工物上面（５２）から離間していることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１３】
前記導電性支持体（８０）は、前記加工物底面（５１）と機械的接触することによって前記加工物（５）を誘導および／または支持するように構成された、接地金属ローラであることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１４】
前記第１部品（１）は、好ましくはマイクロ流体用途向けの、少なくともサブマイクロメートルの寸法を有するチャネルを含む透明ポリマー基板であることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
【請求項１５】
加工物（５）を所定位置に保持し、これをレーザー照射に曝露する方法であって、前記加工物（５）は、
加工物底面（５１）と、
加工物上面（５２）と
を含み、前記加工物底面（５１）および前記加工物上面（５２）は、互いに電気的に絶縁されており、
前記方法は、
ａ）システム（１００）を提供するステップであって、前記システム（１００）は、
前記加工物上面（５２）で静電荷を生成するための第１静電荷発生装置（９）と、
前記加工物底面（５１）上で前記静電荷発生装置（９）によって生成されたものと逆の符号の静電荷を形成するための導電性支持体（８０）と、
前記加工物（５）のレーザー加工または溶接のためのレーザー装置（２０）と
を含む、ステップと、
ｂ）前記加工物（５）を前記導電性支持体（８０）上に配置するステップと、
ｃ）前記加工物（５）を前記導電性支持体（８０）上で所定位置に保持するために、前記加工物底面（５１）上で前記静電荷発生装置（９）によって生成されたものと逆の符号の静電荷を形成するように、前記加工物上面（５２）で静電荷を生成するために、前記第１静電荷発生装置（９）を作動させるステップと、
ｄ）レーザー加工または溶接のために前記レーザー装置（２０）で前記加工物（５）を照射するステップ、好ましくは前記加工物上面（５２）を照射するステップと、を含む方法。
【国際調査報告】
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