JP2002205182A - レーザ切断加工におけるフレーム付きメタルマスクの保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フレーム付きメタルマスクの外形寸法の精度が
悪くても簡便に加工表面に焦点位置を合わせて保持でき
る保持装置を提供する。 【解決手段】本発明は、フレーム付きメタルマスク１５
をレーザ切断加工する場合の保持装置である。この装置
は、ＸＹステージ９に固設される固定枠３０と固定枠３
０に脱着可能でフレーム付きメタルマスク１５の角部を
把持する押付具２２を備えた取付枠２０とからなり、裏
返しに置いた取付枠２０にフレーム付きメタルマスク１
５を裏返しで嵌入させて押付具２２で把持した後、これ
を固定枠３０に取り付けるようにしたもので、簡便に精
度よく保持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ切断加工に
おける被加工物の保持装置に関し、特にフレーム付きメ
タルマスクを保持する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属板のレーザ切断加工装置は図１に示
すように、加工ヘッド３にレーザ発振器１から反射ミラ
ー２を介して入射されるレーザ光を集光する集光レンズ
４が内装され、下端にはノズル６が設けられている。ま
た、集光レンズ４の下部にはアシストガスＡＧの噴射圧
力から集光レンズ４を保護するための保護ガラス５が設
けられている。

【０００３】被加工物ＷはＸ方向とＹ方向に移動可能な
ＸＹステージ９上に設けた保持装置８に把持され、ＮＣ
制御装置１０により、予め設定してある切断データに基
づいて制御され、所定の形状にならって移動するように
構成されている。なお、１１はＸ軸駆動装置、１２はＹ
軸駆動装置である。

【０００４】ところで、近年、プリント配線板に表面実
装部品を取り付ける際には予めプリント配線板にクリー
ムはんだを印刷しており、この印刷に使用されるメタル
マスクをレーザ加工によって作られる場合が多くなって
いる。このメタルマスクはステンレスの薄板（板厚０．
１〜０．５ｍｍ）にレーザ光で所定のパターンに微細切
断したもので、レーザ加工後は図３に示すように、メタ
ルマスク１５ａをフレーム１５ｂに張設している。

【０００５】また、最近はフレーム１５ｂにステンレス
の薄板を張設したもの（以下、フレーム付きメタルマス
クという）が販売されており、これをレーザ加工機のＸ
Ｙステージ９に保持して所定のパターンをレーザ加工す
ることも行われている。このフレーム付きメタルマスク
の保持は、一般にそのフレーム１５ｂ部をＸＹステージ
に係止具で固定するといった手段が採られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】レーザ加工によってメ
タルマスクを作る場合は、レーザ光をできるだけ小さく
集光させるとともに焦点位置が変動しないようにする必
要がある。しかしながら、このフレーム付きメタルマス
クは、フレームの形状（縦横および厚さ）の寸法精度が
悪く、また、平面度にもばらつきがあるので、従来一般
に行われているような保持手段では焦点位置が加工表面
からズレ易い。

【０００７】このため、フレーム付きメタルマスクをＸ
Ｙステージに保持するのに多くの時間を要している。特
に、加工面を焦点距離に合わせて保持するのが難しく、
レーザ加工精度に直接影響するため、保持し直しを行う
ことが多いという問題がある。

【０００８】なお、集光レンズを上下方向に移動させて
焦点位置を調整するのは面倒であり、フレーム付きメタ
ルマスクを保持する度に調整するのでは、品質にもバラ
ツキが出やすい。そこで、本発明は、フレーム付きメタ
ルマスクの寸法精度が悪くても簡便に加工表面に焦点位
置を合わせて保持できる保持装置を提供することを目的
とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では次の手段を採った。即ち、加工ヘッドの
ノズルからレーザ光を照射するとともにアシストガスを
噴射し、ＮＣ制御装置からの指令で平面移動するＸＹス
テージに保持された被加工物を切断加工するレーザ切断
加工において、被加工物がフレーム付きメタルマスクで
あり、その保持装置は、ＸＹステージに固設される固定
枠と該固定枠に脱着可能でフレーム付きメタルマスクの
角部を把持する押付具を備えた取付枠とからなり、裏返
しに置いた取付枠にフレーム付きメタルマスクを裏返し
で嵌入させて押付具で把持した後、これを固定枠に取り
付けるようにしたことを特徴としている。

【００１０】ここで、フレーム付きメタルマスクは、枠
状のフレームにステンレスの薄板を張設したものを指し
ている。取付枠はフレーム付きメタルマスクが所定のサ
イズより若干大きくても嵌入できる程度のものとし、ま
た、取付枠の高さもフレーム付きメタルマスクの高さよ
り大きくする。

【００１１】取付枠にフレーム付きメタルマスクを取り
付けるときは、取付枠を裏返しに置き、フレーム付きメ
タルマスクを裏返しにして嵌入する。そして、取付枠の
押付具でフレーム付きメタルマスクを把持して固定す
る。これにより、加工表面が取付枠の表面と簡便に一致
させることができる。

【００１２】なお、取付枠の表面側に鍔をつけて、フレ
ーム付きメタルマスクのフレーム表面部が当接するよう
に構成してもよい。取付枠に設けられるフレーム付きメ
タルマスクの角部を把持する押付具は先端にＬ字状の隅
金具を付設した押しネジで行うのが簡便である。なお、
押付具は１個で十分であるが、複数個設けてもよい。ま
た、取付枠は複数用意してフレーム付きメタルマスクを
予め取り付けるようにすれば、レーザ加工機の稼働率を
高めることができる。

【００１３】ＸＹステージに固設される固定枠は、取付
枠と同形状として、嵌合するピンなどで取付枠の位置合
わせを行い、取付枠の固定も簡単な操作でできるものと
するのが望ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のレーザ切断加工に
おけるフレーム付きメタルマスクの保持装置の実施形態
を図面に基づいて説明する。レーザ加工装置については
上記図１で説明したものと同じであり、説明は省略す
る。

【００１５】フレーム付きメタルマスクの保持装置８は
図２に示すように、ＸＹステージ９に固設された固定枠
３０と、これに取り付けられる取付枠２０とから構成さ
れている。取付枠２０は、４個の枠部材２０ａ，２０
ｂ，２０ｃ，２０ｄで矩形にしたもので、その大きさは
枠内にフレーム付きメタルマスク１５がゆるやかに嵌入
できる程度のものである。そして、枠内の対角のコーナ
ーにはＬ字状の隅金具２１がそれぞれ設けられ、その一
つには枠内へ押し込む押付具２２が設けられている。

【００１６】また、外側には固定枠３０の固定金具３２
と係合する受金２３が設けられている。固定枠３０は、
取付枠２０と同型であり、上面には取付枠２０の四隅に
設けられたピン穴２０ｆと係合するピン３３が突設さ
れ、側面には取付枠２０の受金２３に係合する固定金具
３２が設けられている。なお、この固定金具３２は電動
で作動するようにしている。

【００１７】次に、このように構成されたフレーム付き
メタルマスクの保持装置の作用について説明する。ま
ず、取付枠２０にフレーム付きメタルマスク１５を取り
付けるが、この作業はレーザ加工装置上ではなく、別の
所（平らな面があればどこでもよい）で行う。

【００１８】取付枠２０を裏返しにして平らな面に置
き、枠内にフレーム付きメタルマスク１５を裏返し（加
工面を下面にする）にして嵌入させる。これにより、取
付枠２０とフレーム付きメタルマスク１５の表面は一致
する。次に、押付具２２を操作して隅金具２１をフレー
ム付きメタルマスク１５の角部を押し付けてこれを把持
する。

【００１９】なお、取付枠２０は複数個用意し、それぞ
れフレーム付きメタルマスク１５を張設しておく。次
に、取付枠２０をレーザ加工機のＸＹステージ９に固設
された固定枠３０にピン３３がピン穴２０ｆに挿通され
るように上方から載せる。なお、ピン３３とピン穴２０
ｆとの嵌合はゆるくなっており、容易に作業ができる。
そして、固定枠３０の固定金具３２を作動させて取付枠
２０の受金２３に係合させる。固定金具３２には左右に
テーパー面があり、受金２３のテーパー部に係合して自
動的に位置が合わせられるとともに取付枠２０が固定枠
３０に固定される。

【００２０】レーザ切断加工が終わったら、固定金具３
２を作動させて取付枠２０を固定枠３０から取り外す。
そして、次に切断加工を行うフレーム付きメタルマスク
１５が取り付けられた取付枠２０を固定枠３０に取り付
けて固定金具３２を作動させて固定する。

【００２１】一方、固定枠３０から取り外した取付枠２
０は、押付具２２を操作してフレーム付きメタルマスク
１５の把持を解き、取り出す。そして、新たなフレーム
付きメタルマスク１５を上記の手順で取り付ける。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ切
断加工におけるフレーム付きメタルマスクの保持装置
は、ＸＹステージに固設される固定枠と該固定枠に脱着
可能でフレーム付きメタルマスクの角部を把持する押付
具を備えた取付枠とからなり、裏返しに置いた取付枠に
フレーム付きメタルマスクを裏返しで嵌入させて押付具
で把持した後、これを固定枠に取り付けるようにしたの
で、フレーム付きメタルマスクの外形寸法の精度が悪く
ても集光レンズの位置を調整することなく簡便に加工表
面に焦点位置を合わせて保持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属板のレーザ切断加工装置の全体構成を示す
正面図である。

【図２】本発明のフレーム付きメタルマスクの保持装置
の構成を示す斜視図である。

【図３】フレーム付きメタルマスクの構成を示す断面図
である。

【符号の説明】

１…レーザ発振器 ２…反射ミラー ３…加工ヘッド ４…集光レンズ ５…保護ガラス ６…ノズル ８…保持装置 ９…ＸＹステージ １０…ＮＣ制御装置 １１…Ｘ軸駆動装置 １２…Ｙ軸駆動装置 １５…フレーム付きメタルマスク １５ａ…メタルマスク １５ｂ…フレーム ２０…取付枠 ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ…枠部材 ２０ｆ…ピン穴 ２１…隅金具 ２２…押付具 ２３…受金 ３０…固定枠 ３２…固定金具 ３３…ピン ＡＧ…アシストガス Ｗ…被加工物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加工ヘッドのノズルからレーザ光を照射す
   るとともにアシストガスを噴射し、ＮＣ制御装置からの
   指令で平面移動するＸＹステージに保持された被加工物
   を切断加工するレーザ切断加工において、被加工物がフ
   レーム付きメタルマスクであり、その保持装置は、ＸＹ
   ステージに固設される固定枠と該固定枠に脱着可能でフ
   レーム付きメタルマスクの角部を把持する押付具を備え
   た取付枠とからなり、裏返しに置いた取付枠にフレーム
   付きメタルマスクを裏返しで嵌入させて押付具で把持し
   た後、これを固定枠に取り付けるようにしたことを特徴
   とするレーザ切断加工におけるフレーム付きメタルマス
   クの保持装置。