JP2001205487A - ワーク保持装置およびワーク保持方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シート状のワークを加工する際に、シートに
「たるみ」および「伸び」を生じさせず、またワークを
保持した後でもワークの位置調整が可能なワーク保持装
置およびワーク保持方法を提供する。 【解決手段】 四角形のシート状のワークの四隅ａ、
ｂ、ｃおよびｄをそれぞれ４つの保持部Ａ、保持部Ｂ、
保持部Ｃおよび保持部Ｄで保持するに際し、保持後、ワ
ークの辺ａｃの位置を認識し、辺ａｃが所定位置にない
場合には、保持部Ｃをｙ方向において移動させることに
より、辺ａｃの位置が所定位置となるように調整し、ワ
ークの辺ｂｄの位置を認識し、辺ｂｄが所定位置にない
場合には、保持部Ｄおよび／または保持部Ｂをｙ方向に
おいて移動させることにより、辺ｂｄの位置が所定位置
となるように調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばレーザ加工
処理に付されるシート状のワークであって、自重により
たるみが生じやすく僅かな力で弾性変形しやすいワー
ク、具体的には樹脂シート、プリプレグシートまたは金
属箔シートを保持する方法およびワーク保持装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話等の小型電子機器の普及
に伴い、小さなスペースに多くの配線を形成できる多層
基板が採用されるに至っている。多層基板を構成する各
プリプレグには、各プリプレグ上の配線を相互に接続す
るためにビア・ホール用の小孔が形成される。一般に、
この小孔はレーザ・ビームを照射して形成される。小孔
の直径は例えば約２００μｍ程度であり、この場合、５
１０mm×３４０mmの基板に、一般に約６００００〜約９
００００個の小孔が形成される。

【０００３】従来、レーザを用いてプリプレグに小孔を
穿つ場合には、ワークであるプリプレグを水平方向に保
持し、レーザをワークの被加工面に対して垂直方向に照
射するのが一般的である。そのようなワークの保持方法
について、図６を参照しながら説明する。

【０００４】図６に示すワーク保持装置（60）は、ワー
クを挟むことができるワーク固定手段Ａ（62）およびワ
ーク固定手段Ｂ（63）、ワーク固定手段駆動シリンダ
（64）、ワーク固定手段Ａ開閉用シリンダ（65）、ワー
ク固定手段Ｂ開閉用シリンダ（66）、ならびにワーク
（61）をワーク固定手段Ａ（62）およびワーク固定手段
Ｂ（63）まで移動させるためのワーク供給ステージ（6
7）を含んで成る。

【０００５】ワーク（61）はワーク供給ステージ（67）
上に置かれた状態で、ワーク供給ステージ（67）に接続
された駆動手段（図示せず）によって図示するようにワ
ーク保持具（60）へ移動する。このとき、ワーク（61）
は、ワーク固定手段Ａ（62）およびワーク固定手段Ｂ
（63）がワークを挟むための「挟み代」に相当する部分
がワーク供給ステージ（67）の両側（図６において両矢
印Ａで示される方向の両端）からはみ出している。ワー
ク（61）がワーク保持装置（60）の所定位置に到達した
後、ワーク固定手段Ａ開閉用シリンダ（65）およびワー
ク固定手段Ｂ開閉用シリンダ（66）によりワーク固定手
段Ａ（62）およびワーク固定手段Ｂ（63）が閉じてワー
ク（61）の両側端部を挟んで固定し、それによりワーク
（61）がワーク保持装置（60）に保持される。その後、
ワーク供給ステージ（67）が引き出されてワーク（61）
から離れる。

【０００６】ワーク固定手段Ａ（62）およびワーク固定
手段Ｂ（63）がワーク（61）の両端部を挟んで固定した
状態では、ワーク（61）の自重によりワーク（61）の中
央付近にたるみが生じやすい。そこで、ワーク固定手段
駆動シリンダ（64）のシリンダロッドを押し出し、ワー
ク固定手段Ｂ（63）をワーク固定手段Ａ（62）から遠ざ
かるように移動させれば、ワーク（61）をたるみ無く水
平に保持できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにしてワー
クのたるみを無くす場合には、ワークに張力が作用し、
それによりワークに「伸び」が生じる。「伸び」が生じ
たワークは一般に、ワークから張力を解放すると元の寸
法に近づくように回復する。従って、「伸び」が生じた
状態のワークに所定の加工、例えばレーザによる穿孔加
工を実施した後、保持装置からワークを取り出すと、孔
の位置が所定位置からずれて加工の位置精度が低下する
おそれがある。位置精度の低下を回避するために、ワー
クの「伸び」に起因する「ずれ」を予め考慮してレーザ
の照射位置を補正することも可能ではあるが、「伸び」
の程度が大きくなると、そのような補正にも限界が生じ
る。

【０００８】特に、今後、多層基板のプリプレグ等は一
層薄くなることが予想されるが、基板材料が薄くなる
と、前記のような補正によって加工位置の精度を向上さ
せることは、より困難となる。一般に、先に述べたよう
な数および寸法の小孔をワークに形成するには小孔の位
置精度は±５μｍである必要があり、そのためには、ワ
ークの伸びを０．１mm未満に抑える必要がある。この条
件を図６に示す装置を用いて満たすことは、ワークの厚
さが５０μｍ以下になると非常に難しくなる。

【０００９】更に、図６のワーク保持装置（60）におい
て、ワーク（61）の１つまたは複数の辺が本来位置すべ
き場所からずれて、例えば斜めに保持されるおそれがあ
るが、当該ワーク保持装置（60）において、一度ワーク
（61）がワーク固定手段Ａ（62）およびワーク固定手段
Ｂ（63）で固定された後は、ワーク（61）の固定位置を
変更することは容易ではなく、実質的に不可能である。
従って、ワーク（61）がずれた位置で保持されると、た
とえワーク（61）そのものが正しい形状寸法を有してい
たとしても、ワーク（61）の加工位置の「ずれ」を招
き、それにより加工の位置精度が低下することとなる。

【００１０】このように、従来のワーク保持装置（60）
においては、ワーク（61）に生じる「伸び」または保持
されたワーク（61）の位置のずれに起因して、ワークの
加工の位置精度が低下するおそれがある。本発明は、か
かる実情に鑑みてなされたものであり、厚さが小さい薄
型のシート状ワークにおいて生じやすい「たるみ」およ
び「伸び」の問題を軽減し、更にはワーク保持後にワー
クの位置を調整することが可能なワーク加工中のワーク
保持装置およびワーク保持方法を提供することを課題と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のワーク保持装置は、四角形のシート状のワ
ークを保持する装置であって、ワークの四隅ａ、ｂ、ｃ
およびｄをそれぞれ保持する４つの保持部Ａ、保持部
Ｂ、保持部Ｃおよび保持部Ｄ、ならびにベースを有し、
保持部Ａはベースに固定されており、保持部Ａを原点と
するＸ−Ｙ直交座標平面において、保持部Ｂは、Ｙ軸上
に配置され、ｙ方向において移動可能なようにベースに
取り付けられ、保持部Ｃは、Ｘ軸上に配置され、ｘ方向
およびｙ方向において移動可能なようにベースに取り付
けられ、保持部Ｄは、保持部Ｂと保持部Ｃとを結ぶ線分
を介して保持部Ａと対向するように配置され、ｘ方向お
よびｙ方向において移動可能なようにベースに取り付け
られていることを特徴とする。

【００１２】あるいは、本発明の保持装置は、四角形の
シート状のワークを保持する装置であって、ワークの四
隅ａ、ｂ、ｃおよびｄをそれぞれ保持する４つの保持部
Ａ、保持部Ｂ、保持部Ｃおよび保持部Ｄ、ならびにベー
スを有し、保持部Ａはベースに固定されており、保持部
Ａを原点とするＸ−Ｙ直交座標平面において、保持部Ｂ
は、Ｙ軸上に配置され、ｘ方向およびｙ方向において移
動可能なようにベースに取り付けられ、保持部Ｃは、Ｘ
軸上に配置され、ｘ方向において移動可能なようにベー
スに取り付けられ、保持部Ｄは、保持部Ｂと保持部Ｃと
を結ぶ線分を介して保持部Ａと対向するように配置さ
れ、ｘ方向およびｙ方向において移動可能なようにベー
スに取り付けられているものであってもよい。

【００１３】上記の２つの保持装置は、保持部Ｂおよび
保持部Ｃの移動可能な方向が異なっている点において異
なっている。これは、後述するように、本発明のワーク
保持方法を上記本発明の装置で実施する場合において、
ワークの対向する１組の辺の位置を認識して調整するに
際し、どの辺の組み合わせを採用するかによって保持部
Ｂおよび保持部Ｃの移動方向が決定されることによる。
後述するように、ワークの辺ａｃと辺ｂｄの位置を調整
する場合には先に挙げた装置を用い、ワークの辺ａｂと
辺ｃｄの位置を調整する場合には後に挙げた装置を用い
る。

【００１４】上記保持装置によれば、保持部Ｂ、保持部
Ｃおよび保持部Ｄが移動可能であるから、それぞれの保
持部でワークの四隅を保持した後であっても、ワークの
位置を調整することが可能である。また、保持部Ｂ、保
持部Ｃおよび保持部Ｄを適宜ｘ方向および／またはｙ方
向において移動させることにより、ワークをたるませる
ことなく水平に保持できる。なお、ｘ方向とはＸ軸に平
行な方向（Ｘ軸方向を含む）を意味し、ｙ方向とはＹ軸
に平行な方向（Ｙ軸方向を含む）を意味するものとす
る。

【００１５】各保持部は四角形のワーク、好ましくはそ
れぞれの角が直角である長方形または正方形のワークの
各隅を保持できる機構を備えたものであり、ワークは、
例えば、ピンまたはクリップ等によって保持される。ピ
ンは、一方の部材が突起を有し、他方の部材が突起が嵌
合する凹部を備えた開閉機構を有する２つの部材から成
り、２つの部材をワークを挟むように閉じたときにワー
クを保持するようなものであってよい。各保持部は、ワ
ークを保持した状態において、ワークの保持部分（面あ
るいは点）が同一平面上に存在するように配置されるこ
とが好ましい。

【００１６】移動可能な保持部Ｂ、保持部Ｃおよび保持
部Ｄはそれぞれ、１方向または同一平面内の垂直な２方
向において移動できるものであり、例えば、Ｘ軸ステー
ジもしくはＹ軸ステージ、またはＸ−Ｙステージを備え
たものである。４つの保持部を載置するベースは、例え
ば、それ自体が摺動可能であり、保持装置全体を加工の
ために所定位置へ移動させ得るようになっていてよい。

【００１７】本発明のワーク保持装置は、保持部Ｂ、保
持部Ｃおよび保持部Ｄが張力を測定する手段を備えてい
ることが好ましい。張力を測定しながら保持部を移動さ
せることにより、ワークに過度に張力が作用して「伸
び」が生じることを有効に防止できる。張力を測定する
手段は、ワークを適切に保持する過程で各保持部をどの
ように移動させるかに応じて、必要な方向においてのみ
ワークに作用する張力を測定し得るように各保持部に取
り付けるとよい。

【００１８】本発明のワーク保持装置は、ワークの対向
する１組の辺のＸ−Ｙ直交座標平面における位置をそれ
ぞれ認識する第１認識手段および第２認識手段を備えて
いることが好ましい。この認識手段を用いれば、ワーク
の辺の位置を確認しながら所定位置に調整することが容
易となる。ワークの対向する１組の辺としては、辺ａｃ
と辺ｂｄ、辺ａｂと辺ｃｄの組み合わせがあり、例えば
辺ａｃと辺ｂｄの位置を調整する場合には、辺ａｃの位
置を第１認識手段で、辺ｂｄの位置を第２認識手段で認
識する。第１および第２認識手段としては、例えばＣＣ
Ｄカメラまたはその他のカメラを使用できる。

【００１９】本発明のワーク保持装置は、少なくともワ
ーク中央部におけるワークの表面状態を認識し得るワー
ク表面状態認識手段を含んでいることが好ましい。この
ワーク表面状態認識手段によれば、ワーク中央部に生じ
やすい「しわ」および／または「たるみ」を認識できる
ので、表面状態を見ながら「しわ」および／または「た
るみ」が無くなるように、保持部を適宜移動させること
が可能となる。ワーク表面状態認識手段としては、例え
ば、ＣＣＤカメラまたはその他のカメラを使用できる。
また、ワーク表面状態認識手段はワークの表面全体の状
態を認識できるよう、移動可能なものであってよい。

【００２０】また、本発明は上記課題を解決するべく、
四角形のシート状のワークの四隅ａ、ｂ、ｃおよびｄを
それぞれ４つの保持部Ａ、保持部Ｂ、保持部Ｃおよび保
持部Ｄで保持する方法であって、４つの保持部のうち、
固定され移動できないものを保持部Ａとし、保持部Ａを
原点とするＸ−Ｙ直交座標平面において、Ｙ軸上に配置
されるものを保持部Ｂ、Ｘ軸上に配置されるものを保持
部Ｃ、保持部Ｂと保持部Ｃとを結ぶ線分を介して保持部
Ａと対向するように配置されるものを保持部Ｄとし、保
持されたワークの辺ａｃの位置を認識し、辺ａｃが所定
位置にない場合には、保持部Ｃをｙ方向において移動さ
せることにより、辺ａｃの位置が所定位置となるように
調整し、保持されたワークの辺ｂｄの位置を認識し、辺
ｂｄが所定位置にない場合には、保持部Ｄおよび／また
は保持部Ｂをｙ方向において移動させることにより、辺
ｂｄの位置が所定位置となるように調整することを含む
ワーク保持方法を提供する。

【００２１】このワーク保持方法によれば、ワークを保
持した後でもワークの位置を調整することが可能であ
る。従って、この方法を例えばレーザ加工に適用した場
合にはレーザ加工を良好な位置精度で実施できる。当該
方法は、好ましくは上述した保持装置を用いて実施され
る。

【００２２】上記ワーク保持方法は、好ましくは、ワー
クの辺ａｃおよび辺ｂｄの位置を調節した後に、ワーク
に所定値以上の張力が作用しないことを条件として、保
持部Ｃをｘ方向において移動させ、保持部Ｄをｘ方向に
おいて更に移動させることを含む。保持部Ｃおよび保持
部Ｄのｘ方向における移動により、ワークに過度な張力
を作用させることなく、ワークを水平方向に保持するこ
とが可能となる。なお、「ｘ方向において移動させる」
と言う場合には、ｘ軸と平行な直線上でプラス方向（保
持部Ａから遠ざかる方向）またはマイナス方向（保持部
Ａに近づく方向）へ移動させることの両方を含む。「ｙ
方向において移動させる」と言う場合においても同様で
ある。

【００２３】上記のワーク保持方法は、好ましくは、保
持部Ｃおよび保持部Ｄを移動させた後、ワークの表面状
態を認識し、ワークが水平方向において１つの平面を形
成していない場合には、ワークを水平方向に保持するた
めに、保持部Ｂおよび保持部Ｄをｙ方向において移動さ
せることを更に含む。ここで、「ワークが水平方向にお
いて１つの平面を形成していない」とは、ワークに例え
ば「たるみ」や「しわ」が存在し、ワーク表面が水平方
向において平坦な面を形成していないことを意味する。
保持部Ｂおよび保持部Ｄのｙ方向における移動は、ワー
クが「たるみ」および／または「しわ」を有することな
く水平方向に保持されることを確保する。なお、この場
合においても、ワークに過度な張力が作用しないよう、
張力を張力計でモニターしながら保持部Ｂおよび保持部
Ｄを移動させることが好ましい。

【００２４】上記の方法は、辺ａｃおよび辺ｂｄの位置
を調整することから開始する方法であるが、最初に位置
調整される１組の対向する辺は辺ａｂおよび辺ｃｄであ
ってよい。その場合には、保持された辺ａｂの位置を調
整するために保持部Ｂをｘ方向において移動させ、保持
された辺ｃｄの位置を調整するために保持部Ｄおよび／
または保持部Ｃをｘ方向に移動させる。続いて、保持部
Ｂおよび保持部Ｄをワークに所定値以上の張力が作用し
ないことを条件としてｙ方向において移動させてよく、
更に、保持部Ｃおよび保持部Ｄを、ワークを水平方向に
保持するために、ワークの表面状態を確認しながら、ワ
ークに所定値以上の張力が作用しない条件にてｘ方向に
おいて移動させるとよい。

【００２５】また、場合により、本発明のワーク保持方
法は、所定値以上の張力が作用しない条件にて行う保持
部Ｃおよび保持部Ｄのｘ方向における移動（もしくは保
持部Ｂおよび保持部Ｄのｙ方向における移動）、または
ワークの表面状態を確認しながら、ワークに所定値以上
の張力が作用しない条件にて行う保持部ＢおよびＤのｙ
方向における移動（もしくは保持部ＣおよびＤのｘ方向
における移動）の後に、対向する辺ａｃおよび辺ｂｄ
（もしくは辺ａｂおよび辺ｃｄ）の位置調整を行ってよ
い。即ち、３つに大別される上記各移動工程は、どのよ
うな順序で実施してもよい。

【００２６】本発明の装置および方法は、薄いシート状
物にレーザ加工を実施する場合に好ましく適用できる。
レーザ加工は、例えば、シート状物のワークに小孔を形
成する、またはワークを所定形状にカットするために実
施できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のワーク保持装置お
よびワーク保持方法を、図面を参照しながら説明する。

【００２８】図１は、ワークを保持した本発明のワーク
保持装置の上面図である。ワーク（22）の四隅ａ、ｂ、
ｃおよびｄは、それぞれ保持部Ａ（11）、保持部Ｂ（1
2）、保持部Ｃ（20）および保持部Ｄ（15）で保持され
ている。図２は、図１のワーク保持装置の斜視図に相当
する。ワーク保持装置（10）は、保持部Ａ（11）、Ｙ軸
ステージ（13）に載置された保持部Ｂ（12）、Ｘ−Ｙス
テージ（18）に載置された保持部Ｃ（20）、およびＸ−
Ｙステージ（16）に載置された保持部Ｄ（15）、ならび
にこれらの保持部が直接的またはＸ−Ｙステージ等を介
して間接的に載置されたベースプレート（21）を含んで
いる。保持部はすべて、ピンでワークを把持する開閉可
能な把持部を有する。この把持部が閉じるとワークを介
して一方の部材に設けられたピンが他方の部材に設けら
れた凹部に嵌合してワークを保持状態とし、把持部が開
くとワークの保持状態を解除する。保持部Ｂ（12）はｙ
方向の張力を測定できる張力計（14）を、保持部Ｃ（2
0）はｘ方向の張力を測定できる張力計（19）を、保持
部Ｄ（15）はｘ方向の張力を測定できる張力計（17ａ）
およびｙ方向の張力を測定できる張力計（17ｂ）を備え
ている。

【００２９】ワーク保持装置（10）は更に、ワーク（2
2）の辺ａｃの位置を認識する第１認識手段としてのＣ
ＣＤカメラ（23）、ワーク（22）の辺ｂｄの位置を認識
する第２認識手段としてのＣＣＤカメラ（25）を備えて
おり、ワーク（22）の中央部の上方にワークの表面を認
識する手段としてのＣＣＤカメラ（24）が配置されてい
る。

【００３０】この装置を用いてワークを保持し、ワーク
の位置を調整する方法を図３にてフローチャートとして
示す。以下、本発明のワーク保持方法を図２および図３
を参照して説明する。

【００３１】（１）ワークの保持 ワーク（22）は仮置きテーブル（26）に置かれ、適当な
駆動手段によってベースプレート（21）の上方に搬送さ
れる。このとき、各保持部の把持部は開いた状態にあ
る。仮置きテーブル（26）はワークの四隅ａ、ｂ、ｃお
よびｄがそれぞれ保持部Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの把持部に
到達するまで移動させ、その位置で各把持部を閉じてワ
ークの四隅を保持する。ワークを保持した後、仮置きテ
ーブル（26）は後退させられる。

【００３２】仮置きテーブルとは、その表面にワークを
密着させて取り付けることができ、ワークがワーク保持
装置で保持された後には、ワークが密着した状態を解い
てワークから離れ得るものである。仮置きテーブルを使
用する場合には、ワークの四隅が保持部で保持されるよ
うに仮置きテーブルからはみ出るようにして取り付ける
必要がある。仮置きテーブルへのワークの取り付けは、
ワークを保持した後、容易にワークを取り外すことがで
き、また、ワークの品質に悪影響を及ぼさない限りにお
いて任意の方法で実施できる。例えば、ワークに悪影響
を及ぼさない粘着剤により仮接着させて、または磁石に
よって取り付けてよく、あるいはワークと仮置きテーブ
ルとの間に水の薄膜を介在させ、水の表面張力を利用し
て取り付けてよい。また、仮置きテーブルに吸引用の開
口部を設け、真空吸着を利用して取り付けてよい。

【００３３】（２）ワークの辺ａｃおよび辺ｂｄの位置
調整 続いて、第１認識手段（23）でワークの辺ａｃの位置を
認識し、辺ａｃが所定位置からずれている場合には、保
持部Ｃ（20）をＸ−Ｙステージ（18）によりｙ方向にお
いて移動させ、辺ａｃを所定位置に位置させる。辺ａｃ
を所定位置に位置させる方法としては、例えばベースプ
レート（21）に基準線を引き、当該基準線の真上に辺ａ
ｃが位置するように、第１認識手段（23）で辺ａｃの位
置を確認しながら保持部Ｃを移動させる方法がある。あ
るいは、第１認識手段（23）を基準とする方法、即ち、
第１認識手段（23）によって提供される認識可能な基準
線（例えば、ファインダーから辺ａｃとともに認識でき
る基準線）と辺ａｃとが一致するように、辺ａｃの位置
を確認しながら保持部Ｃを移動させる方法もある。

【００３４】辺ａｃの位置調整が済んだ後、辺ｂｄの位
置調整を、第２認識手段（25）で辺ｂｄの位置を確認し
ながら、保持部Ｄ（15）をＸ−Ｙステージ（16）でｙ方
向において移動させる、および／または保持部ＢをＹ軸
ステージでｙ方向に移動させることにより実施する。辺
ｂｄを所定位置に位置させる手法は、辺ａｃと同じ手法
であってよい。なお、辺ａｃおよび辺ｂｄの位置調整の
順序は逆であってもよい。

【００３５】（３）保持部Ｃおよび保持部Ｄのｘ方向に
おける移動 辺ａｃおよび辺ｂｄの位置を調整した後、ワークの辺辺
ａｂおよび辺ｃｄを互いに略平行とし、またｘ方向にお
いて存在するワークの「たるみ」および「しわ」を伸ば
すために、保持部Ｃおよび保持部Ｄを移動させる。ここ
で、ｘ方向において存在するワークの「たるみ」および
「しわ」とは、保持部Ｃ（20）および保持部Ｄ（15）を
ｘ方向において移動させることにより、伸びて無くなる
「たるみ」および「しわ」をいう。

【００３６】保持部Ｃ（20）および保持部Ｄ（15）は、
張力計（19）（17ａ）でワークに作用するｘ方向の張力
を測定しながら、それぞれＸ−Ｙステージ（18）（16）
によってｘ方向において移動させる。保持部Ｃ（20）お
よび保持部Ｄ（15）は、ワークに伸びが生じない、また
は伸びが許容範囲内となるように、ｘ方向に作用する張
力が所定値を超えない条件下で移動させる。保持部Ｃ
（20）および保持部Ｄ（15）は、ワークの辺ａｂおよび
辺ｃｄが互いに略平行となる位置まで移動させられ、従
って、それぞれに設けた張力計（19）（17ａ）は、最終
的にほぼ同じ値を示すこととなる。保持部Ｃ（20）およ
び保持部Ｄ（15）は張力を測定しながら交互に移動させ
るとよい。あるいは、両者を同時に移動させてもよい。

【００３７】なお、ワークに作用するｘ方向の張力は、
ワークおよび加工の種類等に応じて、その上限値が決定
される。例えば、厚さ４０〜５０μｍ、タテ×ヨコが２
４０×２４０mmの樹脂製シートをレーザ加工により穿孔
する場合にあっては、張力計（19）および張力計（17
ａ）が示す張力の上限値は８０〜１００ｇｆの範囲内に
設定される。

【００３８】（４）保持部Ｂおよび保持部Ｄのｙ方向に
おける移動 次に、ワーク（22）の表面が平坦な水平面となるよう
に、保持部Ｂ（12）および保持部Ｄ（15）をｙ方向にお
いて移動させ、ワーク（22）に存在するｙ方向の「たる
み」や「しわ」を伸ばす。ここで、ｙ方向において存在
するワーク（22）の「たるみ」および「しわ」とは、保
持部Ｂ（12）および保持部Ｄ（15）をｙ方向において移
動させることにより、伸びて無くなる「たるみ」および
「しわ」をいう。

【００３９】保持部Ｂ（12）および保持部Ｄ（15）のｙ
方向における移動は、ワーク表面状態認識手段（24）に
よってワーク（22）の表面状態、即ち「たるみ」および
／または「しわ」の有無を確認しながら、ワークに作用
するｙ方向の張力が所定値を超えない条件下で、それぞ
れＹ軸ステージ（13）およびＸ−Ｙステージ（16）を移
動させることにより行う。張力は、保持部Ｂ（12）およ
び保持部Ｄ（15）に設けた張力計（14）および張力計
（17ｂ）により測定する。

【００４０】保持部Ｂ（12）および保持部Ｄ（15）は、
ワーク表面状態認識手段（24）によりワークの表面に
「たるみ」および／または「しわ」が存在しないことが
確認されるまで移動させる。保持部Ｂ（12）および保持
部Ｄ（15）は、表面状態を確認し、また張力を測定しな
がら交互に移動させるとよい。あるいは、両者を同時に
移動させてもよい。

【００４１】このようにして所定位置に保持されたワー
クは、ワークに所定の加工を実施するためにワーク保持
装置とともに所定の場所へ移動する。図２に示す態様で
は、ベースプレート（21）がレール（27）上を滑動でき
るようになっており、レール（27）はワークを加工する
場所に通じている。

【００４２】本発明のワーク保持装置は、加工処理装置
に組み込むことができる。その例を図５に示す。図５
は、図１のワーク保持装置（10）をレーザ加工処理装置
（50）に組み込んだ様子を示す。図示したレーザ加工装
置（50）は、レーザ発信器（51）から出射されたレーザ
・ビーム（52）を１対の回転ミラー（53）に照射した
後、レンズ（54）で集光し、これをワーク（22）に照射
することによりワーク（22）の被加工面に小孔を形成す
る。

【００４３】本発明のワーク保持装置の別の形態を図４
に示す。ワーク保持装置（30）は、チャックユニットＡ
（40）、Ｘ−Ｙステージ（42）に載置されたチャックユ
ニットＢ（41）、Ｘ軸ステージ（44）に載置されたチャ
ックユニットＣ（43）、およびＸ−Ｙステージ（46）に
載置されたチャックユニットＤ（45）を含む。チャック
ユニットＡ（40）はべースプレート（図示せず）に固定
され、Ｘ−Ｙステージ（42）、Ｘ軸ステージ（44）およ
びＸ−Ｙステージ（46）はベースプレートに移動可能な
ように取り付けられている。各チャックユニットは各保
持部に相当する。チャックユニットはピンでワークを把
持する開閉可能な把持部を有し、把持部が閉じるとワー
クを介してピンが係合することによりワークが保持状態
となり、把持部が開くとワークの保持状態は解除され
る。ワーク（31）は、その辺ａｂの位置が第１認識手段
（47）により、その辺ｃｄの位置が第２認識手段（48）
により、その表面状態がワーク表面状態認識手段（49）
により認識されるようになっている。

【００４４】ワーク保持装置（30）は更に、ローラＡ
（32）、ローラＢ（33）、サイドローラａ（34）を３
個、サイドローラｂ（35）を３個含む。各ローラは、図
示するように１対のローラから成り、ローラ同士が接す
る位置が同一平面上に存在するように配置されている。
また、各ローラは、モータ（37ａ）、ベルト（37ｂ）お
よびギア（図示せず）を介して繋がっており、モータ
（37）が回転することにより、各ローラが回転する。ま
た、各ローラにはシリンダが取り付けられ、ローラ間が
開閉できるようになっている。図４においては、サイド
ローラａ（34）のシリンダ（39）およびサイドローラｂ
（35）のシリンダ（38）のみを図示する。

【００４５】各ローラは、ワーク（31）の一辺（図４で
は辺ａｃ）がチャックユニットＡ（40）およびチャック
ユニットＣ（43）に到達するように、ワーク（31）を搬
送する。従って、図１に示す装置と異なり、仮置き台
（36）によるワーク（31）の搬送はローラＡ（32）まで
でよい。ワーク（31）がローラＡ（32）を経由して、支
持体（34ａ，35ａ）によって支持されながら、サイドロ
ーラａ（34）およびサイドローラｂ（35）により搬送さ
れ、ワークの辺ａｃがローラＢ（33）を経由して、ワー
ク（31）の隅ａおよびｃがチャックユニットＡ（40）お
よびチャックユニットＣ（43）に到達したとき、モータ
（37）の回転を停止させ、ワークの四隅ａ、ｂ、ｃおよ
びｄをそれぞれチャックユニットＡ（40）、チャックユ
ニットＢ（41）、チャックユニットＣ（43）およびチャ
ックユニットＤ（45）で把持して保持する。保持後、チ
ャックユニットＢ、ＣおよびＤの移動によりワーク（3
1）を移動させ得るように、各ローラを構成する１対の
ローラの間を開く。

【００４６】ワーク（31）の位置調整は、図１および図
２を参照して説明した方法と同様にして実施できる。但
し、図４においては、辺ａｂおよび辺ｃｄの位置調整を
それぞれ第１認識手段（47）および第２認識手段（48）
で位置を認識・確認しながら実施するため、各チャック
ユニットは次の手順に従って移動させられることとな
る。

【００４７】（１）チャックユニットＢ（41）、ならび
にチャックユニットＤ（45）および／またはチャックユ
ニットＣ（43）をｘ方向において移動させることにより
ワーク（31）の辺ａｂならびに辺ｃｄの位置を調整す
る。 （２）チャックユニットＢ（41）および保持部Ｄ（45）
をｙ方向において、ワーク（31）に作用するｙ方向の張
力を測定しながら移動させる。 （３）チャックユニットＣ（43）および保持部Ｄ（45）
をｘ方向において、ワークの表面状態を認識し、ワーク
（31）に作用するｘ方向の張力を測定しながら移動させ
る。

【００４８】従って、上記の手順に従って、各チャック
ユニットを移動させるためには、チャックユニットＢ
（41）はワーク（31）に作用するｙ方向の張力を測定で
きる手段（図示せず）を、チャックユニットＣ（43）は
ワーク（31）に作用するｘ方向の張力を測定できる手段
（図示せず）を、チャックユニットＤ（45）はワーク
（31）に作用するｘ方向およびｙ方向の張力を測定でき
る手段（図示せず）を備えていればよく、この点におい
て図２に示す装置と図４に示す装置は同じである。

【００４９】図４に示す装置にロール形状の連続シート
を切断して得たワークを供給する場合、サイドローラが
ワークについた巻きグセを伸ばす役割をするため、当該
装置は、そのようなワークを保持するのに特に適してい
る。また、図４に示す装置も図２に示す装置と同様に、
レーザ加工装置に組み込んで使用することができる。

【００５０】上記において説明した装置においては、４
つの保持部のうち、１つが固定され、１つが一方向にお
いてのみ移動できるようになっているが、例えば、固定
された保持部Ａ以外の保持部をすべてｘ方向およびｙ方
向に移動できるようにして、第１認識手段および第２認
識手段で認識される１組の対向する辺が、辺ａｃと辺ｂ
ｄ、および辺ａｂと辺ｃｄである場合のいずれにも対応
できるようにしてよい。あるいは、４つの保持部をすべ
てｘ方向およびｙ方向において移動可能なようにベース
に取り付け、ワークを保持するに際し、１つの保持部を
固定して保持部Ａとし、残りの保持部を保持部Ｂ、Ｃお
よびＤとして、上記の説明に従ってワークを保持するよ
うにしてよい。そのような保持装置においては保持部Ａ
を任意の位置とすることができるので、当該保持装置は
種々多様な加工装置に対応できるとものとなる。

【００５１】

【発明の効果】本発明のワーク保持装置およびワーク保
持方法は、移動可能な保持部にシート状のワークを保持
させた後、保持部を移動させることによりワークの位置
を調整することを可能にし、また、ワークに過度の張力
を作用させることなくワークを水平方向において１つの
平面を形成するように保持することを可能にするという
特徴を有する。更に、本発明のワーク保持装置およびワ
ーク保持方法は、４つの保持部のうち、３つの保持部を
ワークの位置または表面状態を確認しながら移動させる
ことによって、ワークの位置の微調整を可能にするとい
う特徴を有する。これらの特徴により、本発明のワーク
保持装置およびワーク保持方法は、ワークにおける加工
処理の位置精度を大幅に向上させる。従って、本発明
は、レーザ・ビームによる基板材料の穿孔処理等、精密
な位置精度が要求される加工処理に特に好ましく適用で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のワーク保持装置を模式的に示す上面
図である。

【図２】 本発明のワーク保持装置を模式的に示す斜視
図である。

【図３】 本発明の方法を示すフローチャートである。

【図４】 本発明のワーク保持装置を模式的に示す斜視
図である。

【図５】 本発明の保持装置を組み込んだレーザ加工装
置の一例を模式的に示す断面図である。

【図６】 従来のワーク保持装置を模式的に示す斜視図
である。

【符号の説明】

10...ワーク保持装置、11...保持部Ａ、12...保持部
Ｂ、13...Ｙ軸ステージ、14...張力計、15...保持部
Ｄ、16...Ｘ−Ｙステージ、17ａ...張力計、17ｂ...張
力計、18...Ｘ−Ｙステージ、19...張力計、20...保持
部Ｃ、21...ベースプレート、22...ワーク、23...第１
認識手段、24...ワーク表面状態認識手段、25...第２認
識手段、26...仮置きテーブル、30...ワーク保持装置、
31...ワーク、32...ローラＡ、33...ローラＢ、34...サ
イドローラａ、34a...支持体、35...サイドローラｂ、3
5ａ...支持体、36...仮置きテーブル、37ａ...モータ、
37ｂ...ベルト、38...シリンダ、39...シリンダ、40...
チャックユニットＡ、41...チャックユニットＢ、42...
Ｘ−Ｙステージ、43...チャックユニットＣ、44...Ｘ軸
ステージ、45...チャックユニットＤ、46...Ｘ−Ｙステ
ージ、47...第１認識手段、48...第２認識手段、49...
ワーク表面状態認識手段、50...レーザ加工装置、51...
レーザ発信器、52...レーザ・ビーム、53...反射ミラ
ー、54...レンズ、60...ワーク保持装置、61...ワー
ク、62...ワーク固定手段Ａ、63...ワーク固定手段Ｂ、
64...ワーク固定手段駆動シリンダ、65...ワーク固定手
段Ａ開閉用シリンダ、66...ワーク固定手段Ｂ開閉用シ
リンダ、67...ワーク供給ステージ。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 四角形のシート状のワークを保持する装
   置であって、 ワークの四隅ａ、ｂ、ｃおよびｄをそれぞれ保持する４
   つの保持部Ａ、保持部Ｂ、保持部Ｃおよび保持部Ｄ、な
   らびにベースを有し、 保持部Ａはベースに固定されており、 保持部Ａを原点とするＸ−Ｙ直交座標平面において、 保持部Ｂは、Ｙ軸上に配置され、ｙ方向において移動可
   能なようにベースに取り付けられ、 保持部Ｃは、Ｘ軸上に配置され、ｘ方向およびｙ方向に
   おいて移動可能なようにベースに取り付けられ、 保持部Ｄは、保持部Ｂと保持部Ｃとを結ぶ線分を介して
   保持部Ａと対向するように配置され、ｘ方向およびｙ方
   向において移動可能なようにベースに取り付けられてい
   るワーク保持装置。
2. 【請求項２】 四角形のシート状のワークを保持する装
   置であって、 ワークの四隅ａ、ｂ、ｃおよびｄをそれぞれ保持する４
   つの保持部Ａ、保持部Ｂ、保持部Ｃおよび保持部Ｄ、な
   らびにベースを有し、 保持部Ａはベースに固定されており、 保持部Ａを原点とするＸ−Ｙ直交座標平面において、 保持部Ｂは、Ｙ軸上に配置され、ｘ方向およびｙ方向に
   おいて移動可能なようにベースに取り付けられ、 保持部Ｃは、Ｘ軸上に配置され、ｘ方向において移動可
   能なようにベースに取り付けられ、 保持部Ｄは、保持部Ｂと保持部Ｃとを結ぶ線分を介して
   保持部Ａと対向するように配置され、ｘ方向およびｙ方
   向において移動可能なようにベースに取り付けられてい
   るワーク保持装置。
3. 【請求項３】 保持部Ｂ、保持部Ｃ、および保持部Ｄが
   ワークに作用する張力を測定する手段を備えている請求
   項１または請求項２に記載のワーク保持装置。
4. 【請求項４】 保持部Ｂは、ワークに作用するｙ方向の
   張力を測定できる手段を備え、 保持部Ｃは、ワークに作用するｘ方向およびｙ方向の張
   力を測定できる手段を備え、 保持部Ｄは、ワークに作用するｘ方向およびｙ方向の張
   力を測定できる手段を備えている請求項３に記載のワー
   ク保持装置。
5. 【請求項５】 シートの四隅ａ、ｂ、ｃおよびｄをそれ
   ぞれ保持部Ａ、保持部Ｂ、保持部Ｃおよび保持部Ｄで保
   持されている場合に、ワークの対向する１組の辺をそれ
   ぞれ認識する第１認識手段および第２認識手段を更に含
   む請求項１〜４のいずれか１項に記載のワーク保持装
   置。
6. 【請求項６】 少なくともワーク中央部におけるワーク
   の表面状態を認識できるワーク表面状態認識手段を更に
   含む請求項１〜５のいずれか１項に記載のワーク保持装
   置。
7. 【請求項７】 四角形のシート状のワークの四隅ａ、
   ｂ、ｃおよびｄをそれぞれ４つの保持部Ａ、保持部Ｂ、
   保持部Ｃおよび保持部Ｄで保持する方法であって、 ４つの保持部のうち、固定され移動できないものを保持
   部Ａとし、保持部Ａを原点とするＸ−Ｙ直交座標平面に
   おいて、Ｙ軸上に配置されるものを保持部Ｂ、Ｘ軸上に
   配置されるものを保持部Ｃ、保持部Ｂと保持部Ｃとを結
   ぶ線分を介して保持部Ａと対向するように配置されるも
   のを保持部Ｄとし、 保持されたワークの辺ａｃの位置を認識し、辺ａｃが所
   定位置にない場合には、保持部Ｃをｙ方向において移動
   させることにより、辺ａｃの位置が所定位置となるよう
   に調整し、 保持されたワークの辺ｂｄの位置を認識し、辺ｂｄが所
   定位置にない場合には、保持部Ｄおよび／または保持部
   Ｂをｙ方向において移動させることにより、辺ｂｄの位
   置が所定位置となるように調整することを含むワーク保
   持方法。
8. 【請求項８】 保持部Ｃおよび保持部Ｄに設けられた張
   力を測定する手段が所定値となるように、保持部Ｃおよ
   び保持部Ｄをｘ方向において移動させることを更に含む
   請求項７に記載のワーク保持方法。
9. 【請求項９】 ワークの表面状態を認識し、ワークが水
   平方向において１つの平面を形成していない場合には、
   ワークが水平方向において１つの平面を形成するように
   保持部Ｂおよび保持部Ｄをｙ方向において移動させるこ
   とを更に含む請求項７または請求項８に記載のワーク保
   持方法。
10. 【請求項１０】 四角形のシート状のワークの四隅ａ、
    ｂ、ｃおよびｄをそれぞれ４つの保持部Ａ、保持部Ｂ、
    保持部Ｃおよび保持部Ｄで保持する方法であって、 ４つの保持部のうち、固定され移動できないものを保持
    部Ａとし、保持部Ａを原点とするＸ−Ｙ直交座標平面に
    おいて、Ｙ軸上に配置されるものを保持部Ｂ、Ｘ軸上に
    配置されるものを保持部Ｃ、保持部Ｂと保持部Ｃとを結
    ぶ線分を介して保持部Ａと対向するように配置されるも
    のを保持部Ｄとし、 保持されたワークの辺ａｂの位置を認識し、辺ａｂが所
    定位置にない場合には、保持部Ｂをｘ方向において移動
    させることにより、辺ａｂの位置が所定位置となるよう
    に調整し、 保持されたワークの辺ｃｄの位置を認識し、辺ｃｄが所
    定位置にない場合には、保持部Ｄおよび／または保持部
    Ｃをｘ方向において移動させることにより、辺ｃｄの位
    置が所定位置となるように調整することを含むワーク保
    持方法。
11. 【請求項１１】 保持部Ｂおよび保持部Ｄに設けられた
    張力を測定する手段が所定値となるように、保持部Ｂお
    よび保持部Ｄをｙ方向において移動させることを更に含
    む請求項１０に記載のワーク保持方法。
12. 【請求項１２】 ワークの表面状態を認識し、ワークが
    水平方向において１つの平面を形成していない場合に
    は、ワークが水平方向において１つの平面を形成するよ
    うに保持部Ｃおよび保持部Ｄをｘ方向において移動させ
    ることを更に含む請求項１０または請求項１１に記載の
    ワーク保持方法。
13. 【請求項１３】 レーザ発振器、レーザ光を反射するミ
    ラー、レーザ光を集光するレンズ、および請求項１〜６
    のいずれか１項に記載のワーク保持装置を含んでなるレ
    ーザ加工装置。
14. 【請求項１４】 レーザ発振器から出射されたレーザ光
    をミラーで反射させ、レンズで集光してワークの被加工
    面に照射するレーザ加工方法において、ワークを請求項
    ７〜１２のいずれか１項に記載の方法で保持させた後、
    レーザ光をワークに照射するレーザ加工方法。