(57)【要約】　　　（修正有）【課題】複数の加工部材の配置換えに必要となる機構が簡素で、かつ、その配置換えに要する時間を短縮でき、更に従来技術に比べて加工パターンの間隔を狭めることが可能な加工部材支持装置及び加工処理装置を提供する。【解決手段】ワーク上に井桁状の加工パターンを形成する場合、まず、３つの加工ヘッドのレーザヘッド部６１がＸ軸方向に沿って直線状に並んで位置決めされる。この状態で、ＸＹテーブルをＹ軸方向に移動させることでワーク上にＹ軸方向に延びる３つの平行な加工パターンが形成される。次に、第１加工ヘッド及び第３加工ヘッドのレーザヘッド部６１ａ，６１ｃを、矢印に示す向きに直線移動させる。これにより、各レーザヘッド部がＹ軸方向に沿って直線状に並ぶ。そして、ＸＹテーブルをＸ軸方向に移動させると、ワーク上にＸ軸方向に延びる３つの平行な加工パターンが形成される。【選択図】　図１
2004114125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加工部材と加工対象物とを相対移動させることで、その相対移動方向に延びる複数の加工パターンを該加工対象物上に形成する加工処理装置における該複数の加工部材を支持する加工部材支持装置において、
上記複数の加工部材の少なくとも一部を、上記相対移動方向に対して傾斜する方向に直線移動させる移動手段を設けたことを特徴とする加工部材支持装置。
【請求項２】
請求項１の加工部材支持装置において、
上記複数の加工部材のうちの１つを固定配置したことを特徴とする加工部材支持装置。
【請求項３】
請求項１又は２の加工部材支持装置において、
上記加工部材は、上記加工対象物にレーザ光を出射するレーザ光出射部であることを特徴とする加工部材支持装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３の加工部材支持装置において、
上記移動手段は、上記複数の加工部材を互いに平行に移動させることを特徴とする加工部材支持装置。
【請求項５】
加工対象物上に複数の加工パターンを形成する複数の加工部材と、
該複数の加工部材を支持する支持手段と、
該複数の加工部材と該加工対象物とを相対移動させる相対移動手段とを備え、
その相対移動方向に延びる複数の加工パターンを該加工対象物上に形成する加工処理装置において、
上記支持手段として、請求項１、２、３又は４の加工部材支持装置を用いたことを特徴とする加工処理装置。
【請求項６】
請求項５の加工処理装置において、
上記相対移動手段は、互いに異なる複数の方向に上記加工部材と上記加工対象物とを相対移動させるものであり、
上記支持手段は、該複数の加工部材と該加工対象物とを該相対移動手段により第１の相対移動方向に相対移動させて該第１の相対移動方向に延びる複数の加工パターンを該加工対象物上に形成する第１加工工程を終えた後、該加工対象物を該相対移動手段により第２の相対移動方向に相対移動させて該第２の相対移動方向に延びる複数の加工パターンを該加工対象物上に形成する第２加工工程を開始するまでの間に、上記移動手段によって該複数の加工部材を移動させることを特徴とする加工処理装置。
【請求項７】
請求項５又は６の加工処理装置において、
上記複数の加工部材による加工開始タイミング又は加工終了タイミングを、個々の加工部材ごとに制御する加工タイミング制御手段を設けたことを特徴とする加工処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工対象物上に複数の加工パターンを形成するための複数の加工部材を支持する加工部材支持装置、及び複数の加工部材を用いて加工対象物上に複数の加工パターンを形成する加工処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の加工処理装置としては、電子回路基板や金属板等の加工対象物（以下、「ワーク」という。）に複数のレーザ光を同時に照射して、熱溶融により加工処理を行うレーザ加工装置が知られている（特許文献１、特許文献２等参照）。このようなレーザ加工装置には、直線状に配列された複数のレーザ光の配列方向に対して直交する方向にワークを相対移動させることで、一度に複数の加工パターンをワーク上に形成することができる。このようなレーザ加工装置は、種々の加工工程で使用されるが、その一例としては、プラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」という。）の電極基板の製造工程で使用されるものがある。ＰＤＰの基本構造は、互いに平行な多数の直線状をなすデータ電極を基板の上に所定間隔をあけて形成してなる背面基板及び前面基板を、各基板上のデータ電極が互いに直交するように接合し、一体化して構成される。なお、これらの接合部分には、データ電極を覆う誘電層、プラズマを発生させる空間、プラズマによって発光する蛍光層などが存在する。この蛍光層で生じた光を透過させるために前面基板は透明である必要があるので、前面基板上のデータ電極にはＩＴＯなどの透明導電材料が用いられる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３２３０２５号公報
【特許文献２】
特開２００１−２５８８７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ワーク上に形成すべき加工パターンが、単に一方向にだけ延びる多数の平行線であれば、特許文献１や特許文献２のように、複数のレーザ光出射口をその平行線と直交する方向に固定して配列しておけばよい。しかし、例えば、２以上の方向にそれぞれ延びる多数の平行線をワーク上に形成する場合には、複数のレーザ光出射口の配置換えを行うことが考えられる。このような配置換えを行う場合、その配置換えに必要となる機構を簡素化し、かつ、その配置換えに要する時間をなるべく短縮して加工処理の迅速化を図ることが望まれる。
また、上述のように、複数の加工部材を用いて複数の加工パターンを一度に形成すれば処理時間の短縮を図ることができるが、一方で、近年のワーク上に形成すべき加工パターン間隔の高密度化によって問題点も発生している。すなわち、特許文献１や特許文献２のように複数の加工部材を加工パターン方向に直交する方向に並べて配置すると、各加工部材の寸法上、加工パターンの間隔を狭めるにも限界がある。具体的には、各加工部材の側面が接触するまでは加工パターンの間隔を狭めることができるが、それ以上は狭めることができない。
【０００５】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、複数の加工部材の配置換えに必要となる機構が簡素で、かつ、その配置換えに要する時間を短縮でき、更に従来技術に比べて加工パターンの間隔を狭めることが可能な加工部材支持装置及び加工処理装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の加工部材と加工対象物とを相対移動させることで、その相対移動方向に延びる複数の加工パターンを該加工対象物上に形成する加工処理装置における該複数の加工部材を支持する加工部材支持装置において、上記複数の加工部材の少なくとも一部を、上記相対移動方向に対して傾斜する方向に直線移動させる移動手段を設けたことを特徴とするものである。
この加工部材支持装置においては、複数の加工パターンを加工対象物上に形成する複数の加工部材のうちの少なくとも一部を、その加工対象物との相対移動方向に対して傾斜する方向に直線移動させる。これにより、これらの加工部材の配置換えを行う。この配置換えは、例えば、加工対象物上に井桁状の加工パターンを形成する場合、複数の加工部材と加工対象物とを横方向に相対移動させながら横方向に加工パターンを形成した後であって、縦方向の加工パターン形成を開始する前に行う。このとき、例えば、縦方向に並んで配置された複数の加工部材を横方向に並んで配置されるように配置換えを行う場合、その加工部材の移動ルートは種々考えられる。しかし、本請求項の加工部材支持装置では、その加工部材の移動ルートが直線であるため、配置換え前の加工部材を最短ルートで配置換え後の位置に移動させることができる。
しかも、配置換えの際に移動すべき加工部材の移動機構は、加工部材を一方向に直線移動させることが可能な機構であればよく、図１２に示すように加工部材６６１を二方向に直線移動させる機構に比べて機構の簡素化を図ることができる。
更に、本加工部材支持装置では、加工対象物との相対移動方向に対して傾斜する方向に加工部材を直線移動させるので、加工パターンの間隔は、その相対移動方向から見た複数の加工部材の間隔に対応して決定される。ここで、従来技術では上述したように複数の加工部材がとり得る最小間隔は加工部材の寸法によって制限され、この最小間隔よりも狭い間隔で加工パターンを形成することはできなかった。これに対し、本請求項の加工部材支持装置によれば、相対移動方向から見たときに複数の加工部材をその一部が重なるように配置することで、形成すべき加工パターンの間隔を上記最小間隔よりも狭くすることができる。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１の加工部材支持装置において、上記複数の加工部材のうちの１つを固定配置したことを特徴とするものである。
この加工部材支持装置においては、複数の加工部材のうちの１つを固定配置しているので、すべての加工部材を移動させて配置換えを行う場合に比べて加工部材を移動させる駆動系を少なくすることができる。
【０００８】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の加工部材支持装置において、上記加工部材は、上記加工対象物にレーザ光を出射するレーザ光出射部であることを特徴とするものである。
この加工部材支持装置においては、複数のレーザ光で加工対象物を加工するレーザ加工装置における複数のレーザ光出射部の配置換えを行うものである。このようなレーザ加工装置は、精密な加工パターンを形成することができることから、複数方向に延びる加工パターンを形成したり、間隔の狭い加工パターンを形成したりすることが多い。よって、このようなレーザ加工装置に利用できる本加工部材支持装置は、その有用性が高い。
【０００９】
また、請求項４の発明は、請求項１、２又は３の加工部材支持装置において、上記移動手段は、上記複数の加工部材を互いに平行に移動させることを特徴とするものである。
この加工部材支持装置においては、複数の加工部材を互いに平行に移動させるので、加工部材の移動経路が互いに交差することがない。よって、配置換えの際に移動すべき加工部材の移動を同時に行っても、一の加工部材の移動が他の加工部材の移動によって妨げられることがない。
【００１０】
また、請求項５の発明は、加工対象物上に複数の加工パターンを形成する複数の加工部材と、該複数の加工部材を支持する支持手段と、該複数の加工部材と該加工対象物とを相対移動させる相対移動手段とを備え、その相対移動方向に延びる複数の加工パターンを該加工対象物上に形成する加工処理装置において、上記支持手段として、請求項１、２、３又は４の加工部材支持装置を用いたことを特徴とするものである。
この加工処理装置においては、請求項１、２、３又は４の加工部材支持装置によって複数の加工部材の配置換えを行うので、これらの加工部材支持装置の効果をもって配置換えを行うことができる。
【００１１】
また、請求項６の発明は、請求項５の加工処理装置において、上記相対移動手段は、互いに異なる複数の方向に上記加工部材と上記加工対象物とを相対移動させるものであり、上記支持手段は、該複数の加工部材と該加工対象物とを該相対移動手段により第１の相対移動方向に相対移動させて該第１の相対移動方向に延びる複数の加工パターンを該加工対象物上に形成する第１加工工程を終えた後、該加工対象物を該相対移動手段により第２の相対移動方向に相対移動させて該第２の相対移動方向に延びる複数の加工パターンを該加工対象物上に形成する第２加工工程を開始するまでの間に、上記移動手段によって該複数の加工部材を移動させることを特徴とするものである。
この加工処理装置においては、互いに異なる複数の方向に加工部材と加工対象物とを相対移動させることで、各相対移動方向に延びる複数の加工パターンを一度に加工対象物上に形成することができる。そして、第１の相対移動方向に延びる加工パターン形成を行う第１加工工程を終えた後、第２の相対移動方向に延びる加工パターン形成を行う第２加工工程を開始する前に、配置換えを行う。本加工処理装置が備える支持手段は、請求項１、２、３又は４の加工部材支持装置であるため、上述のように配置換え前の加工部材を最短ルートで配置換え後の位置に移動させることができる。よって、迅速な配置換えを実現でき、配置換えに要する時間の短縮化を図ることができるので、本加工処理装置による全体の加工時間の短縮化を図ることができる。
【００１２】
また、請求項７の発明は、請求項５又は６の加工処理装置において、上記複数の加工部材による加工開始タイミング又は加工終了タイミングを、個々の加工部材ごとに制御する加工タイミング制御手段を設けたことを特徴とするものである。
複数の加工部材は、加工パターンの形成方向（相対移動方向）に対して直交する方向に配列されるのみならず、その直交する方向に対して傾斜して配列される場合もある。例えば、より狭い間隔で加工パターンを形成しようとする場合である。このような場合、各加工部材による加工処理を同時に開始すると、相対移動方向における加工対象物上の同一位置から始まる加工パターンを形成することができない。また、複数の加工部材が相対移動方向に対して直交する方向に配列される場合でも、各加工部材による加工開始位置が互いに異なる加工パターンを形成するときには、各加工部材による加工処理を同時に開始すると所望の加工パターンを得ることができない。これらの不具合は、相対移動方向における加工対象物上の同一位置で終わる加工パターンを形成するときも同様である。
そこで、本請求項の加工処理装置においては、複数の加工部材による加工開始タイミング又は加工終了タイミングを、個々の加工部材ごとに制御する。これにより、各加工部材は互いに異なるタイミングで加工開始し又は加工を終了することができる。これにより、各加工部材による加工開始タイミング又は加工終了タイミングを互いにズラして所望の加工パターンを得ることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、固体レーザであるＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザを用いた加工処理装置であるレーザ加工装置に適用した一実施形態について説明する。以下、ガラスからなる基体上にＩＴＯ（インジウム酸化スズ）からなる透明導電層を形成した加工対象物であるワークＷに対し、レーザ加工装置を用いて部分的にＩＴＯをガラスから除去して多数の線状の透明電極を形成する場合について説明する。なお、本実施形態では、細かい井桁状の加工パターンをワークＷ上に形成してＩＴＯを除去する場合を例に挙げて説明する。
【００１４】
図２は、本実施形態に係るレーザ加工装置全体の概略構成図である。このレーザ加工装置は、ＹＡＧレーザ装置１、ワーク保持装置２、ワーク移載装置３、相対移動手段としてのＸＹテーブル４、制御手段を構成するメインコントローラ５、支持手段としての加工部材支持装置である加工ヘッド装置６から主に構成されている。
【００１５】
図３は、上記ＹＡＧレーザ装置１を示す概略構成図である。ＹＡＧレーザ装置１は、ＹＡＧレーザ発振器１０とレーザ分割部１１とから構成されている。
ＹＡＧレーザ発振器１０は、適量のＮｄ（ネオジウム）が添加されたＹＡＧの棒状結晶体であるレーザロッド及びこれの励起用のランプを内蔵するレーザチャンバ１２と、これから発せられる誘導放出光の光路に沿って所定の距離を隔てて対向配置されたフロントミラー１３及びリアミラー１４を備えている。レーザチャンバ１２は、図中に一点鎖線にて示す如く、誘導放出光を出射する。また、リアミラー１４とレーザチャンバ１２との間には、シャッタ１５及びＱスイッチ１６が取り付けられている。フロントミラー１３は、一部の光の透過が可能な反射率を有するミラーであり、レーザチャンバ１２から発せられる誘導放出光の光路にその鏡面の中心を正対せしめて取り付けてある。リアミラー１４は、実質的な全反射が可能な鏡面を有しており、フロントミラー１３と対向するように取り付けてある。レーザチャンバ１２から発せられる誘導放出光は、フロントミラー１３とリアミラー１４との間での多重反射の間に増幅される。シャッタ１５は、レーザチャンバ１２から発せられる誘導放出光の光路を遮断して、誘導放出光の増幅を抑えるものである。Ｑスイッチ１６は、フロントミラー１３とリアミラー１４との間での共振器としてのメリット数（Ｑ値）を高め、励起原子の反転分布を発生させ、高出力のレーザパルスを取り出す作用をなすものである。必要出力によっては、このＱスイッチ１６を用いなくてもよい。
なお、上記ＹＡＧレーザ発振器１０の構成は一例であって、これに限られるものではない。他の構成としては、例えばＬＤ励起を用いたものがある。
【００１６】
レーザ分割部１１は、レーザエキスパンダ１７、分割マスク１８及び集光レンズ１９ａ，１９ｂ，１９ｃを備えている。ＹＡＧレーザ発振器１０から出射されたレーザ光は、レーザエキスパンダ１７によってそのビーム径が拡大された後、分割マスク１８に形成された３つの開口を通過する。このようにして３つに分割されたレーザ光は、それぞれ集光レンズ１９ａ，１９ｂ，１９ｃによって光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃの入り口７１ａ，７１ｂ，７１ｃに案内される。各光ファイバ７ａ，７ｂ，７ｃの出口から出射するレーザ光は、後述する加工ヘッド装置６を通ってそれぞれＸＹテーブル４上のワークＷに対して照射される。
なお、本実施形態では、１つのＹＡＧレーザ発振器１０から出射されるレーザ光を複数に分割することで複数のレーザ光を得る構成を採用しているが、各レーザ光についてそれぞれＹＡＧレーザ発振器１０を設けてもよい。この場合、レーザ分割部１１は不要である。
【００１７】
図４は、ワーク保持装置２を図２中の上側から見た平面図である。このワーク保持装置２は、ワークＷをワーク台２０に保持し、加工中に位置がズレないようにする役割を果たすものである。図２に示したＸＹテーブル本体４１に固設されたワーク台２０には、一対の固定ガイド２１，２２及び一対の可動ガイド２３，２４が配設されている。これらの固定ガイド２１，２２及び可動ガイド２３，２４はコの字状の形態を成している。そのコの字状の先端部にそれぞれ、円筒面が回動可能なカムフォロア２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂが設けられている。これらのカムフォロアの円筒面がワーク端面に転がり接触するので、ガイドがワークに摺動接触する場合に比べ、位置決め時にワークのスムーズな位置決めが可能となる。そして、ワーク台２０にワークＷがセットされると、可動ガイド２３，２４によってワークＷが固定ガイド２１，２２側に押圧され、ワークＷがワーク台２０に保持される。
【００１８】
上記ワーク移載装置３は、ワーク台２０に対するワークの装着及び取外しを行うものである。図２に示すように、複数の吸着パッド３１でワーク上面を真空吸着しながら搬送するようになっている。
上記ＸＹテーブル４は、ＸＹテーブル本体４１、ＸＹテーブル本体４１を制御するＸＹテーブルコントローラ４２とから主に構成されている。ＸＹテーブル本体４１には、上述したようにワーク保持装置２が配設されている。
上記メインコントローラ５は、本レーザ加工装置全体を制御するものであり、ＹＡＧレーザ装置１、ワーク移載装置３、ＸＹテーブルコントローラ４２、後述する加工ヘッド装置６が接続されている。
【００１９】
図５は、本実施形態におけるＸＹテーブル４の要部の概略構成を示す側面図である。
ＸＹテーブル４は、加工ヘッド装置６に対してワークＷが保持されたワーク台２０をＸ軸方向（図中紙面方向）及びＹ軸方向（図中左右方向）に相対移動させるものである。ワーク台２０は、リニアモータ４３の駆動により、ワークＷを載置した状態でＸ軸方向に移動する。この移動の際、ワーク台２０は、ガイド４４に案内されることで、移動台４５上をＸ軸方向に沿って直線状に移動する。一方、移動台４５も、ワーク台２０と同様に、図示しないリニアモータの駆動によりワーク台２０を載置した状態でＹ軸方向に直線状に移動する。
【００２０】
移動台４５の上面には、リニアスケール４６を保持するスケール保持部４７が固定配置されている。リニアスケール４６の目盛り方向はＸ軸方向に平行である。一方、ワーク台２０の下面には、位置検出センサ４８が取り付けられたセンサ保持部４９が固定されている。位置検出センサ４８は、リニアスケール４６と対向するように配置されている。この位置検出センサ４８としては、例えば反射型光学センサを用いることができ、この場合、リニアスケール４６上の目盛りによってＯＮ／ＯＦＦ信号をＸＹテーブルコントローラ４２に出力する。ＸＹテーブルコントローラ４２は、その信号に基づいてリニアモータ４３の駆動を制御し、加工ヘッド装置６に対してワークＷを相対移動させ、Ｘ軸方向における位置決めを行う。なお、Ｙ軸方向についても同様である。
【００２１】
次に、本発明の特徴部分である加工ヘッド装置６の構成及び動作について説明する。
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、加工ヘッド装置６に設けられる加工ヘッド６０を示す概略構成図である。なお、図６（ａ）は、加工ヘッド装置６を水平方向正面側から見た正面図であり、図６（ｂ）は、同図（ａ）に対応する側面図である。また、加工ヘッド装置６には３つの加工ヘッド６０が設けられ、各加工ヘッド６０は各光ファイバ７の出口７２にそれぞれ取り付けられているが、図示では、３つの加工ヘッド６０のうちの端に配置される加工ヘッド６０だけを示している。
【００２２】
加工ヘッド６０は、加工部材としてのレーザ光出射部であるレーザヘッド部６１と、そのレーザヘッド部を直線移動させる移動手段としてのリニア駆動装置６２とから構成されている。
レーザヘッド部６１は、広がり補正光学系６３、アパーチャ６４、仕切り板６５、結像光学系６６などから構成されている。光ファイバ７の出口７２から出射されたレーザ光は、広がり補正光学系６３を通過した後、アパーチャ６４によって所定のビーム形状に整形される。そして、結像光学系６６を通ったレーザ光は、ＸＹテーブル４上のワークＷに対して照射される。仕切り板６５は、アパーチャ６４を通過したレーザ光が結像光学系６６に到達するのを遮る遮蔽位置と、そのレーザ光を通過させる待避位置との間を、図示しない仕切り板移動装置によって移動することができる。この仕切り板移動装置は、メインコントローラ５からの制御命令に従って駆動する。よって、ワークＷに対するレーザ光の照射のＯＮとＯＦＦは、メインコントローラ５によって制御される。
【００２３】
リニア駆動装置６２は、リニアモータ６７、２つのリニアガイド６８、支持台６９から主に構成されている。レーザヘッド部６１は、リニアモータ６７の駆動により、図６（ａ）中横方向（図６（ｂ）中では紙面に対して垂直方向）に移動する。この移動の際、レーザヘッド部６１は、リニアガイド６８に案内されることで支持台６９上を直線状に移動する。本実施形態では、レーザヘッド部６１は、リニアガイド６８に案内される方向にのみ移動可能である。
【００２４】
支持台６９上には、上述したＸＹテーブル４と同様の図示しないリニアスケールが固定配置されている。このリニアスケールの目盛り方向は、リニアガイド６８と平行である。一方、支持台６９に対向するレーザヘッド部６１の面上には、上述したＸＹテーブル４と同様の位置検出センサが固定されている。位置検出センサは、リニアスケールと対向するように配置されている。この位置検出センサには、上述したＸＹテーブル４と同様のものを用いることができる。本実施形態では、反射型光学センサを用いている。位置検出センサは、リニアスケール上の目盛りによるＯＮ／ＯＦＦ信号を、リニアモータ６７のモータコントローラに出力する。モータコントローラは、その信号に基づいてリニアモータ６７の駆動を制御し、レーザヘッド部６１を直線移動させ、その移動方向における位置決めを行う。
【００２５】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、加工ヘッド装置６をワークＷ側から見た下面図である。
本実施形態では、細かい井桁状にワークＷ上のＩＴＯを除去するために、まず、加工ヘッド装置６に対してワークＷをＹ軸方向に相対移動させながらＹ軸方向に延びる３つの平行な加工パターンをワークＷ上に形成する。これにより、その加工パターン部分のＩＴＯはワークＷ上から除去される。これをＸ軸方向におけるワークＷの端から端まで順次繰り返すことで、ワークＷ上に多数の平行な加工パターンを形成する。この第１加工工程を終えたら、加工ヘッド装置６に設けられた３つのレーザヘッド部６１ａ，６１ｂ，６１ｃの配置を変更する。そして、今度は、加工ヘッド装置６に対してワークＷをＸ軸方向に相対移動させながら、上記Ｙ軸方向の加工と同じように加工パターンを形成する第２加工工程を行う。
【００２６】
本実施形態において、加工ヘッド装置６に設けられた３つの加工ヘッド６０ａ，６０ｂ，６０ｃのうち、中央に位置する第２加工ヘッド６０ｂのレーザヘッド部６１ｂは固定配置されている。すなわち、この第２加工ヘッド６０ｂには、リニア駆動装置６２に設けられておらず、そのレーザヘッド部６１ｂは支持台６９ｂに固定されている。これに対し、この第２加工ヘッド６０ｂの両側に位置する第１加工ヘッド６０ａ及び第３加工ヘッド６０ｃは、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示したようにリニア駆動装置６２を有している。すなわち、第１加工ヘッド６０ａ及び第３加工ヘッド６０ｃのレーザヘッド部６１ａ，６１ｃは、それぞれリニアガイド６８に沿って直線移動することができる。本実施形態では、これらのレーザヘッド部６１ａ，６１ｃは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向に対して傾斜する方向、具体的には両方向に対して４５［°］に傾斜する方向に直線移動できるように、第１加工ヘッド６０ａ及び第３加工ヘッド６０ｃが配置されている。
【００２７】
第１加工工程では、図１（ａ）に示すように、３つの加工ヘッド６０ａ，６０ｂ，６０ｃのレーザヘッド部６１ａ，６１ｂ，６１ｃがＸ軸方向に沿って直線状に並んで位置決めされる。この状態で、ワークＷを保持するＸＹテーブル４がＹ軸方向に移動することで、Ｘ軸方向の一端側から順にワークＷ上にＹ軸方向に延びる３つの平行な加工パターンを形成していく。そして、Ｘ軸方向の他端側まで加工パターンを形成したら、第１加工ヘッド６０ａ及び第３加工ヘッド６０ｃのリニア駆動装置６２が駆動し、各レーザヘッド部６１ａ，６１ｃを、図１（ｂ）中矢印に示す向きに直線移動させる。これにより、各レーザヘッド部６１ａ，６１ｃは、図１（ｂ）の実線で示すように、３つの加工ヘッド６０ａ，６０ｂ，６０ｃのレーザヘッド部６１ａ，６１ｂ，６１ｃがＹ軸方向に沿って直線状に並んで位置決めされる。そして、次に第２加工工程を開始する。この第２加工工程では、ＸＹテーブル４がＸ軸方向に移動することで、Ｙ軸方向の一端側から順にワークＷ上にＸ軸方向に延びる３つの平行な加工パターンを形成していく。このように、第１加工工程及び第２加工工程を終えると、ワークＷ上には細かい井桁状の加工パターンが形成される。
【００２８】
以上、本実施形態によれば、Ｘ軸方向に並んだ３つのレーザヘッド部６１ａ，６１ｂ，６１ｃの配置を、これらのうちの２つを１回だけ直線移動させることで、Ｙ軸方向に並んだ配置に切り換えることができる。よって、レーザヘッド部６１ａ，６１ｂ，６１ｃの配置換えに必要となる直線移動用の駆動系は、２つだけで済む。しかも、このように１回の直線移動だけで配置換えできることで、２回以上の直線移動によって配置換えする場合に比べ、その配置換えに要する時間を短縮することができる。
【００２９】
〔変形例１〕
次に、上記実施形態におけるレーザヘッド部の配置換えパターンの変形例（以下、本変形例を「変形例１」という。）について説明する。
図７は、本変形例におけるレーザヘッド部６１ａ，６１ｂ，６１ｃの配置をワークＷの上方から見た説明図である。本変形例では、３つの加工ヘッドのすべてが、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示したようにリニア駆動装置６２を有している。これにより、各レーザヘッド部６１ａ，６１ｂ，６１ｃは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向に対して傾斜する方向、具体的には両方向に対して４５［°］に傾斜する方向に直線移動できる。
【００３０】
本変形例において、第１加工工程では、図７中点線で示すように、３つのレーザヘッド部１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃがＸ軸方向に沿って直線状に並んで位置決めされ、上記実施形態と同様、ワークＷ上に加工パターンを形成していく。そして、Ｘ軸方向の他端側まで加工パターンを形成したら、各加工ヘッドのリニア駆動装置６２が駆動し、各レーザヘッド部１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃを、図７中矢印に示す向きに直線移動させる。これにより、各レーザヘッド部１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃは、図７中実線で示すように、Ｙ軸方向に沿って直線状に並んで位置決めされる。そして、上記実施形態と同様に第２加工工程を行う。
【００３１】
上記実施形態においては、第２加工ヘッド６０ｂについて駆動系を省略できるという利点があるが、第１加工工程が終了してから第２加工工程を開始するまでにワークＷを移動させる必要がある。すなわち、上記実施形態の場合、１つのレーザヘッド部６１ｂが固定配置されているため、第１加工工程終了後に配置換えされた後も、そのレーザヘッド部６１ｂのワークＷに対する相対位置は、第１加工工程終了時のままである。そのため、第２加工工程を開始するには、配置換え後の各レーザヘッド部６１ａ，６１ｂ，６１ｃの位置がワークＷのＸ軸方向端部に位置するように、ＸＹテーブル４によってワークＷを移動させなければならない。これに対し、本変形例では、レーザヘッド部１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃを、配置換えと同時に、第１加工工程の終了位置（図７中点線で示す位置）から、第２加工工程の開始位置（図７中実線で示す位置）に位置決めすることができる。よって、本変形例によれば、第１加工工程が終了してから第２加工工程を開始するまでにワークＷを移動させる必要がなく、より迅速な加工処理が可能となり、加工時間の短縮を図ることができる。
【００３２】
なお、レーザヘッド部の配置換えパターンは、上記実施形態や上記変形例１で説明したものに限られるものではない。例えば、図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）に示すように、各レーザヘッド部２６１，３６１，４６１を配置換えするようにしてもよい。
【００３３】
〔変形例２〕
次に、上記実施形態におけるレーザの照射タイミングの制御に関する変形例（以下、本変形例を「変形例２」という。）について説明する。
本変形例では、Ｙ軸方向に延びる加工パターンの間隔Ｌが上記実施形態の場合よりも短くなるように第１加工工程を実施する。すなわち、３つのレーザヘッド部６１ａ，６１ｂ，６１ｃがＸ軸方向に沿って直線状に並んで状態の加工パターンの間隔よりも短い間隔でワークＷ上に加工パターンを形成する。
【００３４】
図９は、本変形例における第１加工工程を行う際の３つのレーザヘッド部６１ａ，６１ｂ，６１ｃの配置を示す説明図である。
本変形例では、第１加工工程を開始する前に、第１加工ヘッド６０ａ及び第３加工ヘッド６０ｃのレーザヘッド部６１ａ，６１ｃが、図示のように、Ｘ軸方向に対して傾斜した方向に沿って直線状に並んで位置決めされる。これにより、上記実施形態と同じ構成をもつ加工ヘッド装置６を用いて上記実施形態の加工パターンの間隔よりも短い間隔Ｌを実現することができる。
【００３５】
ここで、本変形例では、上記実施形態の加工パターンの間隔よりも短い間隔Ｌを得ることができるが、各レーザヘッド部６１ａ，６１ｂ，６１ｃのワークＷに対する加工開始位置及び加工終了位置が互いにズレることになる。具体的には、第１加工ヘッド６０ａ及び第３加工ヘッド６０ｃのレーザヘッド部６１ａ，６１ｃの加工開始位置及び加工終了位置は、第２加工ヘッド６０ｂのレーザヘッド部６１ｂよりも、それぞれ距離ｌ２及びｌ１だけズレる。これでは、上記実施形態のように各レーザヘッド部６１ａ，６１ｂ，６１ｃから同時にレーザ光の照射を開始し又はこれを終了させても、始点と終点が同じＹ軸方向位置となる互いに平行な加工パターンをワークＷ上に形成できない。そこで、本変形例では、各加工ヘッド６０ａ，６０ｂ，６０ｃによる加工開始位置及び加工終了位置を、個々のレーザヘッド部ごとに制御する。
【００３６】
図１０は、各加工ヘッド６０ａ，６０ｂ，６０ｃのレーザ光照射タイミングを示すタイミングチャートである。図示のように、本変形例では、第１加工ヘッド６０ａは、第２加工ヘッド６０ｂよりも時間ｔ１だけ早くレーザ光を照射する。また、第３加工ヘッド６０ｃは、第２加工ヘッド６０ｂよりも時間ｔ２だけ遅れてレーザ光を照射する。具体的には、メインコントローラ５は、第１加工ヘッド６０ａ及び第３加工ヘッド６０ｃのリニア駆動装置６２に設けられる位置検出センサから、リニアスケール上の目盛りによるＯＮ／ＯＦＦ信号を受け取る。メインコントローラ５は、この信号によって第１加工ヘッド６０ａ及び第３加工ヘッド６０ｃのレーザヘッド部６１ａ，６１ｃの位置を把握することができる。そして、メインコントローラ５は、加工タイミング制御手段として機能し、第１加工ヘッド６０ａ及び第３加工ヘッド６０ｃの仕切り板移動装置に対して、照射タイミングを示す制御命令を出力する。これにより、第１加工ヘッド６０ａ及び第３加工ヘッド６０ｃでは、それぞれ図示のタイミングでレーザ光のＯＮ／ＯＦＦが実行される。なお、時間ｔ１及び時間ｔ１は、ＸＹテーブル４のＹ軸方向移動速度をＶｙとすると、それぞれ、ｔ１＝Ｖｙ／ｌ１、ｔ２＝Ｖｙ／ｌ２から求めることができる。
【００３７】
以上、本変形例２によれば、図９に示したように、Ｘ軸方向に対して傾斜した方向に沿って直線状に並んで位置決めされるため、Ｙ軸方向に延びる加工パターンの間隔を上記実施形態のものよりも狭くできる。また、本変形例２では、メインコントローラ５によって各加工ヘッド６０ａ，６０ｂ，６０ｃのレーザ光照射タイミングを個別に制御する。よって、図９のように配置された加工ヘッド６０ａ，６０ｂ，６０ｃを用いても、始点と終点が同じＹ軸方向位置となる互いに平行な加工パターンをワークＷ上に形成することができる。
【００３８】
なお、上記実施形態及び上記変形例１，２では、レーザヘッド部６１ａ，６１ｂ，６１ｃとワークＷとを相対移動させる相対移動手段として、ワークＷ側を移動させるＸＹテーブル４を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。例えば、加工ヘッド装置６をＹ軸方向にのみ移動させ、ワークＷをＸ軸方向にのみ移動させる構成としたり、ワークＷを固定して加工ヘッド装置６をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる構成としたりしてもよい。また、図１１（ａ）〜図１１（ｂ）に示すように、ワークＷを保持する保持テーブルとしてターンテーブル４２０を利用し、そのターンテーブル４２０をＹ軸方向にのみ移動させる構成としてもよい。この場合、まず、図１１（ａ）に示すように、ワークＷを載せたターンテーブル４２０を、レーザヘッド部６１ａ，６１ｂ，６１ｃに対して相対移動するようにＹ軸方向に移動させる。その後、図１１（ｂ）に示すようにターンテーブル４２０を９０°回転させることでワークＷの向きを変更し、再度、ターンテーブル４２０をＹ軸方向に移動させる。
また、上記実施形態及び上記変形例１，２では、互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に相対移動させて加工処理を行う場合について説明したが、互いに直交しない２以上の方向に相対移動させて加工処理を行う場合にも同様の効果が得られる。
また、上記実施形態及び上記変形例１，２では、ＹＡＧレーザを用いてワークＷを加工する装置について説明したが、これに限られるものではなく、ＣＯ２レーザやエキシマレーザを用いることもできる。
また、上記実施形態及び上記変形例１，２では、ワークＷとして表面にＩＴＯ薄膜が形成されたガラス基板を例について説明したが、これに限られるものではなくセラミックス材料や金属材料からなるものであっても可能である。
また、上記実施形態及び上記変形例１，２では、ワークＷに対してレーザ光による加工処理について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、複数の加工部材の配置変更が必要となるか又は狭い間隔の加工パターン形成が必要となるような処理であればどのような処理であっても同様に適用できる。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１乃至７の発明によれば、加工部材を一方向に直線移動させるだけで配置換えを行うことができるので、複数の加工部材の配置換えに必要となる機構が簡素できるという優れた効果がある。
更に、配置換え前の加工部材を最短ルートで配置換え後の位置に移動させることができるので、配置換えに要する時間を短縮できるという優れた効果もある。また、更に、従来技術に比べて加工パターンの間隔を狭めることが可能なという優れた効果もある。
特に、請求項２の発明によれば、加工部材を移動させる駆動系を少なくすることができ、装置の簡略化を図ることができるという優れた効果がある。
また、請求項３の発明によれば、本加工部材支持装置の有用性を高めることができるという優れた効果がある。
また、請求項４の発明によれば、一の加工部材の移動が他の加工部材の移動によって妨げられることがないので、スムーズな配置換えが可能となるという優れた効果がある。
また、請求項７の発明によれば、各加工部材による加工開始タイミング又は加工終了タイミングを互いにズラして、所望の加工パターンを得ることが可能となるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、各レーザヘッド部を配置変更する前における実施形態に係るレーザ加工装置の加工ヘッド装置をワーク側から見た下面図。
（ｂ）は、各レーザヘッド部を配置変更した後における同加工ヘッド装置をワーク側から見た下面図。
【図２】同レーザ加工装置全体の概略構成図。
【図３】同レーザ加工装置のＹＡＧレーザ装置の概略構成図。
【図４】同レーザ加工装置のワーク保持装置を図２中の上側から見た平面図。
【図５】同レーザ加工装置のＸＹテーブルの要部の概略構成を示す側面図。
【図６】（ａ）は、同加工ヘッド装置を水平方向正面側から見た正面図。
（ｂ）は、同図（ａ）に対応する側面図。
【図７】変形例１におけるレーザヘッド部の配置をワークの上方から見た説明図。
【図８】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、更に別の配置換えパターンの例を示す説明図。
【図９】変形例２における第１加工工程を行う際の３つのレーザヘッド部の配置を示す説明図。
【図１０】同変形例における加工ヘッドのレーザ光照射タイミングを示すタイミングチャート。
【図１１】（ａ）乃至（ｃ）は、ワークとレーザヘッド部との間の相対移動手段としてターンテーブルを用いた例を示す説明図。
【図１２】配置換えの際に移動すべき加工部材の移動機構の例を示す説明図。
【符号の説明】
１　　ＹＡＧレーザ装置
２　　ワーク保持装置
３　　ワーク移載装置
４　　ＸＹテーブル
５　　メインコントローラ
６　　加工ヘッド装置
７ａ，７ｂ，７ｃ　光ファイバ
２０　ワーク台
６０，１６０　加工ヘッド
６１，１６１，２６１，３６１，４６１　レーザヘッド部
６２　リニア駆動装置
６３　補正光学系
６４　アパーチャ
６５　仕切り板
６６　結像光学系
６７　リニアモータ
６８　リニアガイド
６９　支持台
５２０　ターンテーブル
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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【図１１】
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【図１２】
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