(57)【要約】【課題】噴射ノズルの基準位置を設定する際に、噴射ノズルの先端部に対して研磨材等が入り込んでいたとしても破損に至る可能性を極力なくして、基準位置設定を適正に行えるようにする。【解決手段】噴射ノズル１６を下降させる際に、保持テーブル１８に対して位置決めされた基準面５０ｂに対する噴射ノズル１６の先端部の接触に伴う歪みセンサ５２の間接的または直接的な変形を圧力検出手段で検出し、その検出結果に基づき制御手段によって噴射ノズル１６の下降を停止させて噴射ノズル１６の基準位置Ｐ０の設定を行うようにしたので、噴射ノズル１６の先端部と基準面５０ｂとの間に研磨材等が入り込んでいたとしても、歪みセンサ５２が反応することで、破損に至る可能性を極力なくすことができるようにした。【選択図】        図３
2009226508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被切断物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被切断物に対して高圧液を噴射する噴射ノズルと、該噴射ノズルと前記保持手段とを高圧液の噴射方向に相対的に移動させる移動手段とを備えるウォータジェット装置であって、
前記噴射ノズルの直下に位置付け可能に設けられて前記保持手段の保持表面と同等の向きに配設された感圧センサと、
前記保持手段に対して位置決めされて前記噴射ノズルに対向可能な基準面を有して前記感圧センサに接近させて配設された間接部材と、
前記移動手段によって相対的に移動させた前記噴射ノズルの先端部が前記基準面に接触した場合に前記間接部材を介して変形する前記感圧センサの出力を検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段が前記感圧センサの出力を検出したときに前記移動手段を停止させるとともに、停止した前記噴射ノズルの位置を高圧液の噴射方向の基準位置に設定する制御手段と、
を備えることを特徴とするウォータジェット装置。
【請求項２】
被切断物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被切断物に対して高圧液を噴射する噴射ノズルと、該噴射ノズルと前記保持手段とを高圧液の噴射方向に相対的に移動させる移動手段とを備えるウォータジェット装置であって、
前記保持手段に対して位置決めされて前記噴射ノズルに対向可能な基準面を有して前記噴射ノズルの直下に位置付け可能な感圧センサと、
前記移動手段によって相対的に移動させた前記噴射ノズルの先端部が前記基準面に接触した場合に変形する前記感圧センサの出力を検出する圧力検出手段と、
該圧力検出手段が前記感圧センサの出力を検出したときに前記移動手段を停止させるとともに、停止した前記噴射ノズルの位置を高圧液の噴射方向の基準位置に設定する制御手段と、
を備えることを特徴とするウォータジェット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧液の噴射によって被切断物を切断するウォータジェット装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高圧液に固体の研磨材（ａｂｒａｓｉｖｅ）を混入したアブレシブジェットを利用したウォータジェットを使用して各種の被切断物（ワーク）を切断する方法および装置が開発されている。この研磨材は、ガーネット、酸化アルミナ、炭化ケイ素などの高硬度の材質からなる例えば数十〜数百μｍ程度の粒状物である。このような研磨材は、高圧液とともに被切断物に高速で衝突し、被切断物の一部を破壊して切断する。このためのウォータジェット装置は、一般的に、被切断物を保持する保持手段と、この保持手段に保持された被切断物に対して高圧液を噴射する噴射ノズルとを備えている。
【０００３】
このような構成のウォータジェット装置では、噴射ノズルの先端部（オリフィス先端）と被切断物との間隔を制御することが重要な要素となる。これは、この間隔が大きいほど、噴射された高圧液が拡がってしまい、切断面積が増加してしまうからである。したがって、被切断物を一定の切断面積で切断するためには、噴射ノズルの先端部の位置を正確に検出し、この先端部と被切断物との間隔を一定に保つように制御することが求められている。
【０００４】
このような要求に対して、例えば、噴射ノズルの先端部を導電性の保持テーブルに接近させていき、接触した際に流れる電流を検出し、通電検出時に噴射ノズルの移動を停止させることで、停止させた噴射ノズルの位置を基準位置に設定するようにした提案例がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３４２７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の場合、噴射ノズルの先端部と保持テーブルとの電気的導通に依存したものであり、万一、保持テーブルと噴射ノズルの先端部との間に研磨材が入り込んでいるような場合においては、電気的導通が得られないまま噴射ノズルの先端部を保持テーブルに対して接近させる移動動作が継続されてしまう。この結果、噴射ノズルの先端部が保持テーブルの保持面に過大な力で押し込み続けてしまうこととなり、破損を生じてしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、噴射ノズルの基準位置を設定する際に、噴射ノズルの先端部に対して研磨材等が入り込んでいたとしても破損に至る可能性を極力なくして、基準位置設定を適正に行うことができるウォータジェット装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるウォータジェット装置は、被切断物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被切断物に対して高圧液を噴射する噴射ノズルと、該噴射ノズルと前記保持手段とを高圧液の噴射方向に相対的に移動させる移動手段とを備えるウォータジェット装置であって、前記噴射ノズルの直下に位置付け可能に設けられて前記保持手段の保持表面と同等の向きに配設された感圧センサと、前記保持手段に対して位置決めされて前記噴射ノズルに対向可能な基準面を有して前記感圧センサに接近させて配設された間接部材と、前記移動手段によって相対的に移動させた前記噴射ノズルの先端部が前記基準面に接触した場合に前記間接部材を介して変形する前記感圧センサの出力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段が前記感圧センサの出力を検出したときに前記移動手段を停止させるとともに、停止した前記噴射ノズルの位置を高圧液の噴射方向の基準位置に設定する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかるウォータジェット装置は、被切断物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被切断物に対して高圧液を噴射する噴射ノズルと、該噴射ノズルと前記保持手段とを高圧液の噴射方向に相対的に移動させる移動手段とを備えるウォータジェット装置であって、前記保持手段に対して位置決めされて前記噴射ノズルに対向可能な基準面を有して前記噴射ノズルの直下に位置付け可能な感圧センサと、前記移動手段によって相対的に移動させた前記噴射ノズルの先端部が前記基準面に接触した場合に変形する前記感圧センサの出力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段が前記感圧センサの出力を検出したときに前記移動手段を停止させるとともに、停止した前記噴射ノズルの位置を高圧液の噴射方向の基準位置に設定する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかるウォータジェット装置によれば、保持手段に対して位置決めされた基準面に対する噴射ノズルの先端部の接触に伴う感圧センサの間接的または直接的な変形を圧力検出手段で検出し、その検出結果に基づき制御手段によって噴射ノズルの下降を停止させるとともに噴射ノズルの基準位置設定を行うので、噴射ノズルの先端部と基準面との間に研磨材等が入り込んでいたとしても、感圧センサが反応するので、破損に至る可能性を極力なくして、基準位置の設定を適正に行わせることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態であるウォータジェット装置について図面を参照して説明する。なお、本実施の形態にかかるウォータジェット装置は、例えば、研磨材が混入された高圧水の噴流（アブレシブジェット）によって被切断物を切断するウォータジェット切断装置として構成されているが、本発明は、かかる例に限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本実施の形態にかかるウォータジェット装置の構成例を示す概略図である。本実施の形態にかかるウォータジェット切断装置１は、被切断物２０に対して高圧液として高圧水を噴射することにより、被切断物２０を比較的自由な切断ラインで高精度に切断加工（即ち、ウォータジェット加工）することが可能な切断装置である。このウォータジェット切断装置１による切断対象である被切断物２０は、例えば、パッケージ化された半導体基板（例えば、ＣＳＰ基板）等の各種の半導体基板などである。
【００１３】
本実施の形態のウォータジェット切断装置１は、例えば、高圧水発生装置１２と、研磨材混合装置１４と、噴射ノズル１６と、ノズル移動装置１７と、保持テーブル１８と、テーブル移動装置２２と、キャッチタンク３０と、研磨材回収装置４０とを主に備える。
【００１４】
高圧水発生装置１２は、例えば、高圧ポンプおよびモータなどで構成されており、外部から供給された水を加圧して、例えば６００〜７００バール（１バール＝約１．０２ｋｇｆ／ｃｍ２）の高圧水を発生・供給することができる。外部から供給される水は、例えば水道水であるが、純水等であってもよい。高圧水発生装置１２によって発生した高圧水は、高圧管１３を介して研磨材混合装置１４に供給される。
【００１５】
研磨材混合装置１４は、高圧水発生装置１２から供給された高圧水に、所定の割合で研磨材（砥粒）を混合し、研磨材が混合された高圧水を送出する。この研磨材は、例えば、ガーネット、ダイヤモンド、酸化アルミナ等の高硬度の材質からなる例えば数十〜数百μｍ程度の粒状物であり、高圧水の切断効率を高めるために寄与する。本実施の形態では、この研磨材として、例えば、粒径が４０〜１００μｍの酸化アルミナが使用される。このような研磨材が混合された高圧水は、高圧管１５を介して噴射ノズル１６に供給される。
【００１６】
高圧水を噴射する噴射ノズル１６は、例えば、高圧管１５と接合されたノズル管１６１と、ノズル管１６１の先端に装着されたオリフィス１６２とからなる。この噴射ノズル１６には、研磨材混合装置１４から高圧管１５を介して、研磨材が混合された高圧水が供給される。噴射ノズル１６は、例えば、この高圧水を、保持テーブル１８に保持されている被切断物２０に対して上方から高速で噴射する。
【００１７】
また、図１内の部分拡大図に示すように、噴射ノズル１６のノズル管１６１の先端（下端）には、高圧水の噴出径を縮小化するためのオリフィス１６２が装着されている。このオリフィス１６２は、例えば、先端に所定の微細径の噴出口１６５が形成されたオリフィス本体１６３と、このオリフィス本体１６３を覆うように設けられ、ノズル管１６１の先端部にネジ止めされるオリフィスカバー１６４とを備える。このオリフィスカバー１６４をネジ止めすることにより、オリフィス本体１６３が噴射ノズル１６の先端部に固定される。
【００１８】
このような噴射ノズル１６から噴射される高圧水噴流（即ち、ウォータジェット）Ｊの流速は、例えば音速の約１〜３倍である。また、この噴射ノズル１６の先端部（オリフィス１６２先端）と被切断物２０表面との間隔は、例えば２０μｍ〜１ｍｍといった微細間隔であり、双方が極力近くなるように調整される。このように噴射ノズル１６と被切断物２０を接近させることで、噴射されたウォータジェットＪの拡張を極力抑え、被切断物２０の切断面積（切断幅）が大きくなってしまうことを防止できる。また、噴射ノズル１６の口径（噴出口１６５の径）は例えば約２５０μｍであり、この場合、被切断物２０の切断幅は、例えば３００μｍ程度となる。
【００１９】
このようにして、噴射ノズル１６によって、研磨材入りの高圧水噴流であるウォータジェットＪを、被切断物２０に対して噴射することにより、高圧水のエネルギーによって被切断物２０を切断することができる。このとき、研磨材は、高圧水とともに被切断物２０に衝突して被切断物２０の一部を破壊して切削するので、切断能率を向上させることができる。このように、本実施の形態にかかるウォータジェットＪは、アブレシブジェットとして構成されている。
【００２０】
このような噴射ノズル１６は、例えば、ノズル移動装置１７によって、Ｚ軸方向（垂直方向）に上下動可能に構成されている。このノズル移動装置１７は、本実施の形態にかかる移動手段として構成されており、噴射ノズル１６と保持テーブル１８とを高圧水の噴射方向であるＺ軸方向に相対的に移動させる。
【００２１】
具体的には、ノズル移動装置１７は、例えば、噴射ノズル１６に接合された高圧管１５を保持する保持部材１７２と、電動モータの駆動力によって、保持部材１７２を装置本体に設けられたガイドレールに沿ってスライドさせる駆動機構（図示せず）とを有する。このノズル移動装置１７は、例えば、噴射ノズル１６をＺ軸方向に昇降させることにより、噴射ノズル１６を保持テーブル１８に対して接近／離隔させることができる。これにより、被切断物２０の種類、厚さ、表面の凹凸等に応じて、噴射ノズル１６の先端部と被切断物２０との間隔（Ｚ軸方向の距離）を調整できる。
【００２２】
保持テーブル１８は、本実施の形態にかかる保持手段の一部として構成されており、被切断物２０を保持する。この保持テーブル１８は、上面側に載置された被切断物２０を下方より支持する。この保持テーブル１８には、被切断物２０が固定される部分に、ウォータジェットＪを通過させるための開口部であるテーブル窓１８ａが形成されている。このテーブル窓１８ａは、例えば、被切断物２０に対応した形状（例えば略矩形状）を有しており、その大きさは被切断物２０の外形よりも若干小さい。また、噴射ノズル１６が噴射したウォータジェットＪは、このテーブル窓１８ａの部分を通過するため、ウォータジェットＪによって保持テーブル１８自体が切断されてしまうことはない。
【００２３】
テーブル移動装置２２は、例えば、電動モータ、ギヤ等の駆動機構などで構成されており、保持テーブル１８を水平方向（Ｘ軸およびＹ軸方向）に移動させる。このようなテーブル移動装置２２によって保持テーブル１８をＸ軸およびＹ軸方向に移動させることにより、保持テーブル１８によって保持されている被切断物２０を噴射ノズル１６に対してＸ軸およびＹ軸方向に相対的に移動させることができる。これにより、被切断物２０に対するウォータジェットＪの噴射位置（切断箇所）を変更して、被切断物２０を連続的に切断することができる。この切断時の被切断物２０の送り速度は、切断される被切断物２０の厚さや材質によって異なるが、例えば２０ｍｍ／秒である。なお、テーブル移動装置２２の構成は、上記例に限定されるものではなく、被切断物２０を水平方向に移動可能な構成であれば、多様に設計変更可能である。
【００２４】
キャッチタンク３０は、例えば、上面が開放された貯水槽である。このキャッチタンク３０は、例えば、保持テーブル１８の下側であって、噴射ノズル１６の直下に設けられる。このキャッチタンク３０は、その内部に所定の高さまで研磨材を含む水を貯留しており、この水面の高さを一定に保つために、キャッチタンク３０に対する水の供給及び排出が制御されている。
【００２５】
このようなキャッチタンク３０は、ウォータジェットＪの受け水槽として機能する。即ち、キャッチタンク３０は、貯留している水を緩衝材として、上記のようにして被切断物２０を切断して貫通したウォータジェットＪの威力を弱めて受け止めることができる。また、キャッチタンク３０の例えば側面には、排水管３６が接続されており、この排水管３６を介してキャッチタンク３０内の研磨材および水が排出され、研磨材回収装置４０に送出される。なお、キャッチタンク３０内の貯留水に研磨材を投入することにより、研磨材がウォータジェット切断装置１内で循環利用されるようになる。
【００２６】
研磨材回収装置４０は、キャッチタンク３０から排水管３６を介して排出された研磨材を含む水から、研磨材を回収してリサイクルするための装置である。この研磨材回収装置４０は、例えば、排水路と、排水路内に配設され適切な大きさの研磨材が通過可能な研磨材回収フィルタと、研磨材回収フィルタを通過した研磨材を貯留して送出するタンクと、回収された研磨材を配管４２を介して研磨材混合装置１４の混合貯留タンクに供給するための研磨材回収ポンプと、不要な水および不適切な大きさの研磨材を、配管４４を介して外部に排出するための排水ポンプ（いずれも図示せず）とを備える。
【００２７】
このような構成の研磨材回収装置４０は、切断加工に適切な所定範囲の大きさの研磨材のみを回収することができる。具体的には、排水ポンプを用いて研磨材を含む水の流速を上げることによって、過度に小さい研磨材は、研磨材回収フィルタを通過することなく水流に乗って排出される。また、過度に大きい研磨材は、研磨材回収フィルタを通過できないため、これも排水とともに排出される。このため、粒径が切断加工に適切な所定範囲（例えば、研磨材の最適な粒径を約８０μｍとすると、粒径が４０〜１２０μｍの範囲）にある大きさの研磨材のみが、研磨材回収フィルタを通過して回収され、研磨材混合装置１４に送出されて再利用される。一方、上記所定範囲外の大きさの研磨材と水は、廃液として処理される。これは、過度に小さい研磨材は再利用しても研磨に寄与できず、一方、過度に大きい研磨材は噴射ノズル１６が詰まる原因となるからである。
【００２８】
以上のような構成のウォータジェット切断装置１は、噴射ノズル１６からウォータジェットＪを噴射しながら、噴射ノズル１６に対して保持テーブル１８をＸ軸およびＹ軸方向に相対的に移動させることにより、被切断物２０の切断予定ラインに沿ってウォータジェットＪを作用させて、被切断物２０を切断加工することができる。これにより、例えば、被切断物２０である半導体基板を複数の半導体チップに分割できる。
【００２９】
このように、本実施の形態にかかるウォータジェット切断装置１では、切断加工時に、噴射ノズル１６を固定して、テーブル移動装置２２によって保持テーブル１８および被切断物２０を移動させる切断方式を採用している。このような切断方式を採用することにより、噴射ノズル１６の位置が固定されているため、キャッチタンク３０を小型化して、設置面積を小さくできるとともに、移動機構の構成を簡略化できるという利点がある。
【００３０】
また、本実施の形態のウォータジェット切断装置１は、例えば加工準備時には、ノズル移動装置１７によって噴射ノズル１６を昇降させることで、噴射ノズル１６の先端部と被切断物２０との間隔を調整する。
【００３１】
ここで、本実施の形態のウォータジェット切断装置１は、噴射ノズル１６の先端部と被切断物２０との間隔を高精度に制御するために、噴射ノズル１６の高さ基準位置を正確に検出できるように構成されている。即ち、本実施の形態のウォータジェット切断装置１は、噴射ノズル１６を基準面に対して接触させ、基準面に対する接触の有無を感圧センサの間接的または直接的な変形に伴うセンサ出力によって確認して、噴射ノズル１６の基準位置を検出・設定するようにしたものである。以下、噴射ノズル１６の基準位置の検出・設定を行うための、ウォータジェット装置１の構成・作用について説明する。
【００３２】
図２は、本実施の形態のウォータジェット装置１における、噴射ノズル１６の基準位置検出・設定機構の構成例を示す側面図であり、図３は、その一部の斜視図である。まず、保持テーブル１８には、被切断物２０を保持するテーブル窓１８ａ部分を避けた一部に間接部材５０が基台５１を介して位置決めして搭載されている。この間接部材５０の形状は特に問わないが、例えば、保持テーブル１８に搭載された基台５１上に略逆Ｌ字状に形成された変形可能部５０ａと、変形可能部５０ａの表面位置に設定された基準面５０ｂと、変形可能部５０ａから基台部５０ａ側に向けて突出させて設けられ後述の歪みゲージに対する作用部５０ｃとを有する。このような間接部材５０は、テーブル移動装置２２による保持テーブル１８の移動によって噴射ノズル１６の直下に位置付け可能とされている。また、基準面５０ｂは、保持テーブル１８における被切断物２０の保持表面１８ｂから所定の高さｈ０となるように位置決め設定されている。
【００３３】
さらに、基台５１の表面には、電気抵抗式の歪みゲージ５２が埋設されている。この歪みゲージ５２は、抵抗変化により歪みを測定する感圧センサであり、保持テーブル１８の保持表面１８ｂと同じく上向きに配設されている。このような歪みゲージ５２も、基準面５０ｂと同様に、テーブル移動装置２２による保持テーブル１８の移動によって噴射ノズル１６の直下に位置付け可能とされている。ここで、間接部材５０の作用部５０ｃの下端は、歪みゲージ５２に殆ど接触する状態に接近するように配設されている。
【００３４】
また、歪みゲージ５２は、電圧検出手段５３に接続されている。この電圧検出手段５３は、例えば電圧計からなり、歪みゲージ５２の変形に伴う出力電圧を検出するもので、圧力検出手段として機能する。電圧検出手段５３によって出力電圧が検出されるのは、ノズル移動装置１７によって噴射ノズル１６を徐々に降下させ、噴射ノズル１６の先端部が間接部材５０の基準面５０ｂに接触することで、間接部材５０の変形可能部５０ａおよび作用部５０ｃを介して歪みゲージ５２に変形を生じた時である。このため、電圧検出手段５３は、歪みゲージ５２の出力電圧を検出することによって、基準面５０ｂに対する噴射ノズル１６の先端部の接触を即座に検出する。さらに、電圧検出手段５３は、出力電圧を検出すると、即時、制御手段５４に検出信号を出力する。
【００３５】
ここで、制御手段５４は、例えば、ＣＰＵ、メモリ等からなるマイクロコントローラなどで構成されており、ウォータジェット切断装置１の各部を制御する。例えば、制御手段５４は、オペレータの入力若しくは予め設定された条件等に基づいて、ノズル移動装置１７を制御して、噴射ノズル１６を保持テーブル１８に対して昇降させる。また、制御手段５４は、オペレータの入力若しくは予め設定された条件等に基づいて、テーブル移動装置２２を制御して、保持テーブル１８を水平方向に移動させる。さらに、制御手段５４は、電圧検出手段５３によって噴射ノズル１６の先端部が基準面５０ｂに接触したことが検出された場合に検出信号が入力される。制御手段５４は、この電圧検出手段５３が歪みゲージ５２の出力電圧を検出したときにノズル移動装置１７を停止させるとともに、停止した噴射ノズル１６の位置（すなわち、基準面５０ｂの高さ位置）を高圧水の噴射方向の基準位置Ｐ０に設定する。さらに、制御手段５４は、このように設定された基準位置Ｐ０に基づいて、噴射ノズル１６の先端部と被切断物２０との間隔を調整する。具体的には、当該間隔を設定間隔（例えば５０μｍ）に調整する場合には、制御手段５４は、ノズル移動装置１７に対して、噴射ノズル１６を基準位置Ｐ０から、下降するように指示して設定間隔（例えば５０μｍ）となるようにする。ノズル移動装置１７は、この指示に基づいて、噴射ノズル１６を上方に移動させて固定する。なお、基準面５０ｂに対してエアーと洗浄水とを供給するノズル５５が配設されている。
【００３６】
このような制御手段５４による制御の下に実行される、噴射ノズル１６と被切断物２０との間隔調整方法について説明する。図４は、噴射ノズル１６と被切断物２０との間隔調整方法を示す概略フローチャートである。まず、噴射ノズル１６と被切断物２０との間隔調整時であるか否かを判断する（ステップＳ１）。間隔調整タイミングは任意であるが、例えば被切断物２０毎に行うように設定される。間隔調整時であれば、テーブル移動装置２２によって保持テーブル１８を水平移動させて基準面５０ｂおよび歪みゲージ５２を噴射ノズル１６の直下に位置付ける（ステップＳ２）。そして、ノズル移動装置１７を制御して、噴射ノズル１６を所定速度で下降させ、基準面５０ｂに対して徐々に接近させる（ステップＳ３）。
【００３７】
このステップＳ３の処理と並行して、噴射ノズル１６の先端部が基準面５０ｂに接触したか否かを判定する（ステップＳ４）。噴射ノズル１６が基準面５０ｂに接触していなければ（ステップＳ４：Ｎｏ）、噴射ノズル１６の下降動作が継続される（ステップＳ３）。ここで、噴射ノズル１６の先端部が基準面５０ｂに接触したか否かは、歪みゲージ５２に歪みが生じ、電圧検出手段５３が出力電圧を検出したか否かにより判定される。噴射ノズル１６の先端部が基準面５０ｂに接触すると、間接部材５０の変形可能部５０ａが僅かに変形することで作用部５０ｃが歪みゲージ５２に対して瞬時に接触して圧力が作用するため、歪みゲージ５２に変形が生じ、電圧検出手段５３によって出力電圧が検出される。
【００３８】
歪みゲージ５２の変形が電圧検出手段５３によって検出されると（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、電圧検出手段５３は、即座に検出信号を制御手段５４に対して出力する（ステップＳ５）。制御手段５４は、この検出信号を受けて、ノズル移動装置１７を停止させることで噴射ノズル１６の下降を即座に停止させるとともに、その時点の噴射ノズル１６の位置を基準位置Ｐ０として設定する（ステップＳ６）。この基準位置Ｐ０は、保持テーブル１８の保持表面１８ｂから高さｈ０の基準面５０ｂの位置である。
【００３９】
この後、ステップＳ６で設定された基準位置Ｐ０に基づいて、噴射ノズル１６の先端部と被切断物２０との間隔を調整する（ステップＳ７）。例えば、制御手段５４は、ノズル移動装置１７を制御して、噴射ノズル１６を基準位置Ｐ０から被切断物２０の厚さを考慮して予め定められた所定量分下降させる。これにより、噴射ノズル１６と被切断物２０との間隔が、好適な間隔（設定間隔）に調整される。この好適な間隔は、例えば、噴射ノズル１６と被切断物２０とを可能な限り接近させ、噴射されたウォータジェットＪが拡張して切断面積が増大してしまうことを十分に抑制できるような、微細な間隔である。
【００４０】
このように、本実施の形態のウォータジェット切断装置１では、噴射ノズル１６を降下させて、噴射ノズル１６の先端部が基準面５０ｂと接触したことを歪みゲージ５２および電圧検出手段５３により検出し、このような接触が検出されたときの噴射ノズル１６の位置を基準位置Ｐ０に設定する。この際、噴射ノズル１６の先端部と基準面５０ｂとの間に水が存在していても、噴射ノズル１６の先端部が基準面５０ｂに接触することによる圧力を歪みゲージ５２が感知することで、接触を検出するので、特許文献１の場合のように接触する前に水を介して導通することで誤検出してしまうような不具合がなく、適正に基準位置Ｐ０を検出することができる。これにより、保持テーブル１８の保持表面１８ｂに対して噴射ノズル１６の基準位置Ｐ０を正確に設定することができる。このような正確な基準位置Ｐ０に基づいて、噴射ノズル１６の先端部と被切断物２０の表面との間隔を高精度に調整することができる。また、噴射ノズル１６を基準面５０ｂに向けて下降させ基準位置Ｐ０を設定する動作において、噴射ノズル１６の先端部と基準面５０ｂとの間に研磨材が入り込むような事態が生じても、噴射ノズル１６の先端部から基準面５０ｂに対して作用する圧力を歪みゲージ５２が感知することで、接触を検出するので、研磨材を介して歪みゲージ５２に圧力が作用することで歪みゲージ５２が反応する。よって、研磨材の大きさ分は浮いた位置に基準位置Ｐ０が設定されてしまうものの、噴射ノズル１６の下降動作を確実に停止させることができ、破損に至る可能性を極力なくすことができる。
【００４１】
なお、加工中や待機中には、ノズル５５から洗浄水およびエアーを基準面５０ｂ上に常時流すようにすれば、雰囲気中の砥粒、研磨材等の飛散物の基準面５０ｂ上への付着を防止することができ、より正確に噴射ノズル１６の基準位置Ｐ０を設定することができる。
【００４２】
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、歪みゲージ５２に対して間接部材５０を介して噴射ノズル１６の圧力が作用するようにしたが、図５に示すように、間接部材５０を省略し、基台５１の表面を保持表面１８ｂからの高さがｈ１の基準面５１ａとして設定し、基準面５１ａに配設された歪みゲージ５２に対して噴射ノズル１６の先端部が直接接触することで圧力が作用するようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施の形態や変形例では、感圧センサとして電気抵抗式の歪みゲージ５２を用いたが、これに限らず、例えばピエゾ抵抗効果を利用した表面加圧型の半導体圧力センサ等であってもよい。
【００４４】
また、本実施の形態や変形例では、基準面５０ｂ，５１ａの位置を保持テーブル１８の保持表面１８ｂよりも高い位置（上方）に設定したが、保持表面１８ｂと同一面や保持表面１８ｂよりも低い位置（下方）に基準面を設定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態にかかるウォータジェット装置の構成例を示す概略図である。
【図２】噴射ノズルの基準位置検出・設定機構の構成例を示す側面図である。
【図３】図２の一部の斜視図である。
【図４】噴射ノズルと被切断物との間隔調整方法を示す概略フローチャートである。
【図５】噴射ノズルの基準位置検出・設定機構の変形構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１６  噴射ノズル
１７  ノズル移動装置
１８  保持テーブル
１８ｂ  保持表面
２０  被切断物
５０  間接部材
５０ｂ  基準面
５２  歪みセンサ
５３  電圧検出手段
５４  制御手段
【図１】
2009226508.tif 000003
【図２】
2009226508.tif 000004
【図３】
2009226508.tif 000005
【図４】
2009226508.tif 000006
【図５】
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