JP2000246479A - レーザ加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ロール状に巻かれた長尺のフィルムに高精度の
加工を施しそのまま巻き取るようにしたレーザ加工機を
提供する。 【解決手段】フレキシブルプリント基板１０の加工領域
を固定し、互いに直交する３軸方向に移動可能な加工テ
ーブルと、前記フレキシブルプリント基板１０にレーザ
光を照射するレーザ光照射手段とを備えた加工装置１１
と、前記加工装置１１の一方の側面に配置され、ロール
状に巻かれた未加工のフレキシブルプリント基板１０を
巻き出す巻き出し装置３０Ａと、前記加工装置の他方の
側面に配置され、加工済のフレキシブルプリント基板１
０をロール状に巻き取る巻き取り装置３０Ｂとを設け、
前記レーザ加工装置１１と巻き出し装置３０Ａの間およ
び前記レーザ加工装置１１と巻き出し装置３０Ｂの間
に、それぞれ所定の長さの自由ループ４０ａ、４０ｂを
形成して加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロール状に巻かれ
た長尺のフィルムに所要の加工を施しそのまま巻き取る
ようにしたレーザ加工機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ロール状に巻かれた長尺のフィルム、た
とえば、フレキシブルプリント基板に穴明けを行ないそ
のまま巻き取り次工程へ送るようにしたプリント基板加
工機が提案されている。

【０００３】このプリント基板加工機は、フレキシブル
プリント基板をその移送（Ｘ）方向に位置決めするとと
もに、プレス型を構成するダイとパンチピンを前記移送
方向と直交（Ｙ）方向に移動させて位置決めを行ない、
フレキシブル基板に穴開けを行なうようにしたものであ
り、効率良く加工を行なうことができる。

【０００４】しかし、加工される穴の径が、０．１ｍｍ
以下の極小径の穴になると、パンチピンの製造が難しく
なるだけでなく、強度が急激に低下するため、プレスに
よる穴開けが困難になる。このため、極小径の穴開け
は、プレスやドリルなどの機械的な加工からレーザによ
る光学的な加工が増えてきている。

【０００５】レーザ加工は、図４に示すように、Ｘ方向
に移動可能なテーブル１とＹ方向に移動可能なテーブル
２によって構成されるＸＹテーブル上に載置されたプリ
ント基板３に、レーザ発振器（図示せず）から発振さ
れ、ガルバノミラー４、５で制御反射されたレーザ光６
をｆθレンズ７を通してプリント基板３上に直角に照射
して加工を行なうようになっている。

【０００６】このようなレーザ加工機では、穴の加工位
置精度を確保するため、ｆθレンズ７の球面集差の影響
の少ない中央部のみを使用するため、ＸＹテーブルが停
止している状態で加工できる範囲は、Ａ×Ａ（Ａは数１
０ｍｍ）に限定される。したがって、加工する範囲がＡ
×Ａより大きい場合には、ＸＹテーブルによりＡ×Ａご
とにプリント基板３を移動させて全体の加工を行なって
いる。

【０００７】したがって、プリント基板３が、ＸＹテー
ブル上に載置される大きさであれば、高精度の加工を行
なうことができる。

【０００８】ロール状に巻かれた長尺のフレキシブルプ
リント基板を加工するためのレーザ加工機として、たと
えば、図５ないし図８に示すようなレーザ加工機が提案
されている。

【０００９】同図において、１０はフレキシブルプリン
ト基板。１１は加工装置。１２はベッド。１３はＸテー
ブルで、直線案内手段１４を介してベッド１２にＸ方向
に移動可能に支持されている。１５はＹテーブルで、直
線案内手段１６を介してＹ方向に移動可能に支持されて
いる。前記Ｘテーブル１３とＹテーブル１５でＸＹテー
ブルを構成している。

【００１０】１７は箱状に形成された枠で、Ｙテーブル
１５上に固定されている。１８は昇降テーブルで、枠１
７にＺ方向に移動可能に支持されている。１９はエアシ
リンダで、Ｙテーブル１５と昇降テーブル１９の間に配
置され、昇降テーブル１８をＺ方向に移動させる。前記
ＸＹテーブルと昇降テーブル１８で加工テーブルを構成
している。

【００１１】２０は支持腕で、枠１７に固定されてい
る。２１は軸で、支持腕２０に回転可能に支持されてい
る。２２はクランパレバで、軸２１に所定の間隔で固定
されている。２３はクランププレートで、クランパレバ
２２に固定されている。２４はレバで、軸２１の一端に
固定されている。２５はエアシリンダで、その一端が枠
１７に揺動可能に支持され、他端がレバ２４に揺動可能
に結合されている。

【００１２】２６は支持腕で、Ｙテーブルに固定されて
いる。２７はガイドローラで、支持腕２６に回転可能に
支持されている。このガイドローラ２７の上端は、昇降
テーブル１８が上昇端にあるときの上面と同じ高さに設
定されている。

【００１３】２８はコラムで、ベッド１２に固定されて
いる。２９はレーザ発振器で、コラム２８に固定されて
いる。４、５はガルバノミラーで、コラム２８の所定の
位置に支持されている。７はｆθレンズで、コラム２８
の所定の位置に支持されている。６はレーザ光で、レー
ザ発振器２９から発振され、ガルバノミラー４、５およ
びｆθレンズ７を介して昇降テーブル１８上に固定され
たフレキシブルプリント基板１０に直角に照射される。

【００１４】３０Ａは巻き出し装置、３０Ｂは巻き取り
装置で、それぞれ加工装置１１の側面に配置されてい
る。巻き出し装置３０Ａと巻き取り装置３０Ｂは、同じ
構成であるので、巻き出し装置３０Ａについて説明す
る。なお、巻き出し装置３０Ａと巻き取り装置３０Ｂの
別は、符号にａ、ｂを付け区分する。

【００１５】３１ａはフレーム。３２ａ、３３ａ、３４
ａはガイドローラで、フレーム３１ａに回転可能に支持
されている。３５ａは駆動ローラで、フレーム３１ａに
回転可能に支持され、駆動手段（図示せず）により正逆
方向に回転駆動される。３６ａはピンチローラで、フレ
ーム３１ａに回転可能に支持され、駆動ローラ３５ａと
の間でフレキシブルプリント基板１０を挾み拘束する。
３７ａはダンサローラで、フレーム３１ａに昇降および
回転可能に支持されている。

【００１６】なお、ロール状に巻かれたフレキシブルプ
リント基板１０は、フレーム３１ａに回転可能に支持さ
れた駆動軸（図示せず）に固定支持され、駆動手段（図
示せず）により正逆方向に回転駆動される。

【００１７】このような構成で、巻き出し装置３０Ａ側
のロールから引き出されたフレキシブルプリント基板１
０は、ガイドローラ３２ａ、ダンサローラ３７ａ、ガイ
ドローラ３３ａ、駆動ローラ３５ａおよびガイドローラ
３４ａを経て加工装置１１に導かれ、ガイドローラ２
７、昇降テーブル１８およびガイドローラ２７を経て巻
き取り装置３０Ｂに導かれ、ガイドローラ３４ｂ、駆動
ローラ３５ｂ、ガイドローラ３３ｂ、ダンサローラ３７
ｂおよびガイドローラ３２ｂを経て、ロール状に巻き取
られる。

【００１８】そして、昇降テーブル１８上では、フレキ
シブルプリント基板１０の加工領域の両側が、エアシリ
ンダ２５の作動により揺動するクランププレート２３で
昇降テーブル１８に押しつけられて固定され、レーザ発
振器２９から発振されるレーザ光６が照射され所要の加
工が行なわれる。この時、ガイドローラ３４ａとガイド
ローラ２７の間およびガイドローラ２７とガイドローラ
３４ｂの間には、所定の長さの自由ループ４０ａ、４０
ｂが形成されている。

【００１９】たとえば、加工時にＸテーブル１３がＸ方
向に巻き取り装置３０Ｂ側から巻き出し装置３０Ａ側に
移動すると、巻き出し装置３０Ａ側の自由ループ４０ａ
は、ｅの状態からｄの状態に、巻き取り装置３０Ｂ側の
自由ループ４０ｂは、ｈの状態からｇの状態に変化し
て、昇降テーブル１８に固定された部分のＸ方向への移
動を可能にする。

【００２０】また、Ｘテーブル１３とＹテーブル１５
が、図８に示すように、Ｘ方向に距離ｌ、Ｙ方向に距離
ｍだけ移動すると、自由ループ４０ａの深さｋがｎにな
り、しかも、ガイドローラ３４とガイドローラ２７の間
でフレキシブルプリント基板１０がねじれることによ
り、昇降テーブル１８に固定された部分のＸ、Ｙ方向へ
の移動を可能にする。

【００２１】加工が終了すると、Ｘテーブル１３とＹテ
ーブル１５は、それぞれ原点位置に戻る。ついで、駆動
ローラ３５ａ、３５ｂが回転して、図５にｆ、ｉで示す
ように自由ループ４０ａ、４０ｂを解消する。この時、
ダンサローラ３７ａ、３７ｂが下降して、駆動ローラ３
５ａとガイドローラ３２ａとの間および駆動ローラ３５
ｂとガイドローラ３２ｂの間に緩みが発生するのを防止
する。

【００２２】この時、ダンサローラ３７ａ、３７ｂが所
定の高さまで下がると、図示しない検出手段で検出さ
れ、ロール状に巻かれたフレキシブルプリント基板１０
がそれぞれ巻き取り方向に回転してダンサローラ３７
ａ、３７ｂの必要以上の下降を防止する。

【００２３】駆動ローラ３５ａ、３５ｂ間のフレキシブ
ルプリント基板１０に所定の張力が作用すると、エアシ
リンダ１９が作動して昇降テーブル１８を下降させフレ
キシブルプリント基板１０から離間させるとともに、エ
アシリンダ２５が作動して、クランププレート２３を揺
動させてフレキシブルプリント基板１０から離間させ
る。

【００２４】すると、駆動ローラ３５ａが反転して、駆
動ローラ３５ｂと同方向に同速度で回転して、フレキシ
ブルプリント基板１０を巻き出し装置３０Ａ側から巻き
取り装置３０Ｂ側へ、所定の長さだけ移送すると駆動ロ
ーラ３５ａ、３５ｂが停止する。

【００２５】この時、巻き出し装置３０Ａ側のダンサロ
ーラ３７ａは上昇する。そして、所定の高さまで上昇す
ると、図示しない検出手段で検出される。すると、ロー
ル状に巻かれたフレキシブルプリント基板１０が巻き出
し方向に回転して、フレキシブルプリント基板１０を送
り出し、ダンサローラ３７ａの必要以上の上昇を防止す
る。したがって、ロール状に巻かれたフレキシブルプリ
ント基板１０と駆動ローラ３７ａの間は、常に一定の張
力に保たれる。

【００２６】駆動ローラ３５ａ、３５ｂが停止すると、
エアシリンダ２５が作動して、クランププレート２３を
揺動させてフレキシブルプリント基板１０に接触させ
る。この状態で、エアシリンダ１９が作動して昇降テー
ブル１８を上昇させ、クランププレート２３と昇降テー
ブル１８でフレキシブルプリント基板１０を挾んで固定
する。

【００２７】すると、駆動ローラ３５ａ、３５ｂがフレ
キシブルプリント基板１０を加工装置１１側に向けて送
り出すように所定量回転して、所定の長さの自由ループ
４０ａ、４０ｂを形成する。

【００２８】前記のように、加工領域の両側に自由ルー
プを形成することにより、フレキシブルプリント基板１
０の加工領域のＸＹ方向への移動を可能にすることがで
き、ガルバノミラー４、５やｆθレンズ７等光学系をＹ
方向に移動させることなく、ｆθレンズ７で加工可能な
範囲より広い範囲の加工を行なうことができるので、光
学系の傾斜等による加工位置精度の低下を防止して、位
置精度の高い加工を行なうことができる。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のよう
に、加工テーブル上のフレキシブルプリント基板を移送
する際に、先に形成されていた自由ループを解消させ、
加工テーブルにフレキシブルプリント基板の新たな加工
領域を固定した後、改めて自由ループを形成することが
必要になるため、加工に寄与しない無駄な時間が多くな
る。

【００３０】また、自由ループの解消と形成のため、巻
き出し側と巻き取り側の駆動ローラの正逆回転、ダンサ
ローラによるパスの調整など、複雑な動作が必要にな
り、フレキシブルプリント基板の張力の調整も難しいも
のになっている。

【００３１】上記の事情に鑑み、本発明の目的は、先に
形成された自由ループを解消することなくフレキシブル
プリント基板の移送を行えるようにして、時間の無駄を
なくし、かつ、フレキシブルプリント基板の張力に制御
を容易にしたレーザ加工機を提供することにある。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本出願の発明は、ＸＹテーブルと、このＸＹテーブ
ルに載置され、フィルムの加工領域を固定し、Ｚ方向に
移動可能な加工テーブルと、前記フィルムにレーザ光を
照射するレーザ光照射手段とを備えた加工装置と、前記
加工装置の一方の側面に配置され、ロール状に巻かれた
未加工のフィルムを巻き出す巻き出し装置と、前記加工
装置の他方の側面に配置され、加工済のフィルムをロー
ル状に巻き取る巻き取り装置とを設け、ロール状に巻か
れたフィルムを巻き出して所定の加工を行なった後加工
されたフィルムをロール状に巻き取るようにし、かつ、
前記レーザ加工装置と巻き出し装置の間および前記レー
ザ加工装置と巻き出し装置の間に、それぞれ所定の長さ
の自由ループを形成して加工するようにしたレーザ加工
機において、前記ＸＹテーブルに、前記加工テーブルの
前記フィルムの移送方向の両側に位置するように回転可
能に支持され、前記フィルムの移送経路を形成する一対
の駆動ローラと、各々前記駆動ローラと平行に配置さ
れ、駆動ローラに前記フィルムを押しつける一対のピン
チローラとを設け、前記レーザ加工装置に前記自由ルー
プの大きさを検出する検出手段を設け、前記一対の駆動
ローラで前記加工テーブル上のフィルムを移送するよう
にした。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１ないし図３は、本発明の実施
の形態を示すもので、図１は、本発明によるレーザ加工
機の正面図、図２は、図１における一方の駆動ローラ部
の拡大図、図３は、図１における他方の駆動ローラ部の
拡大図である。

【００３４】同図において、図５ないし図８と同じもの
は同じ符号を付けて示してある。図３において、４１ａ
は駆動ローラで、Ｙテーブル１５の昇降テーブル１８の
入口側に固定された支持腕２６ａに回転可能に支持され
ている。４２ａはタイミングプーリで、駆動ローラ４１
ａに軸部に固定されている。４３ａは軸受で、支持腕２
６ａに固定されている。

【００３５】４４ａは軸で、軸受４３ａに回転可能に支
持されている。４５ａはレバで、軸４４ａに固定されて
いる。４６ａはピンチローラで、レバ４５ａに回転可能
に支持されている。４７ａはエアシリンダで、一端が支
持腕２６ａに揺動可能に支持されている。４８ａはレバ
で、一端が軸４４ａに固定され、他端がピン４９ａを介
してエアシリンダ４７ａの他端と揺動可能に結合されて
いる。

【００３６】図２において、４１ｂは駆動ローラで、Ｙ
テーブル１５の昇降テーブル１８の出口側に固定された
支持腕２６ｂに回転可能に支持されている。４２ｂはタ
イミングプーリで、駆動ローラ４１ｂに軸部に固定され
ている。４３ｂは軸受で、支持腕２６ｂに固定されてい
る。

【００３７】４４ｂは軸で、軸受４３ｂに回転可能に支
持されている。４５ｂはレバで、軸４４ｂに固定されて
いる。４６ｂはピンチローラで、レバ４５ｂに回転可能
に支持されている。４７ｂはエアシリンダで、一端が支
持腕２６ｂに揺動可能に支持されている。４８ｂはレバ
で、一端が軸４４ｂに固定され、他端がピン４９ｂを介
してエアシリンダ４７ｂの他端と揺動可能に結合されて
いる。

【００３８】５０は支持腕で、Ｙテーブル１５に支持腕
２６ｂの外側に位置するように固定されている。５１は
モータで、支持腕５０に固定され、ジョイント５２を介
して駆動ローラ４１ｂの軸部に結合されている。

【００３９】なお、前記タイミングプーリ４２ａとタイ
ミングプーリ４２ｂには、タイミングベルト（図示せ
ず）が掛け渡され、モータ５１が作動したとき、駆動ロ
ーラ４１ａと駆動ローラ４１ｂが同じ速度で同じ方向に
回転するようになっている。

【００４０】この時、駆動ローラ４１ａの直径をＤ´、
駆動ローラ４１ｂの直径をＤとし、Ｄ＞Ｄ´となるよう
にしておくと、各駆動ローラ４１ａ、４１ｂの周速の差
によって、駆動ローラ４１ａと駆動ローラ４１ｂの間の
フレキシブルプリント基板１０に常に張力を与えること
ができる。

【００４１】５５ａ、５５ｂは検出器で、昇降テーブル
１８が巻き出し装置３０Ａ側あるいは巻き取り装置３０
Ｂ側の移動端に達したとき、そこに形成された自由ルー
プ４０ａあるいは自由ループ４０ｂの下端位置を検出す
る。

【００４２】上記の構成であるから、フレキシブルプリ
ント基板１０の加工が終了し、ＸＹテーブルが原点位置
に復帰すると、昇降テーブル１８が下降して、クランプ
プレートがフレキシブルプリント基板１０から離間す
る。

【００４３】すると、駆動ローラ３５ａ、３５ｂと駆動
ローラ４１ａ、４１ｂが同期して回転し、フレキシブプ
リント基板１０を巻き出し装置３０Ａ側から巻き取り装
置３０Ｂ側へ移送する。同時にロール状に巻かれたフレ
キシブルプリント基板１０を回転させ、巻き出しと巻き
取りを行なう。

【００４４】この時、駆動ローラ４１ａと駆動ローラ４
１ｂの間は単一のモータ５１で駆動しているため、その
張力を変動させることなく移送することができる。一
方、駆動ローラ３５ａ、３５ｂは、駆動ローラ４１ａ、
４１ｂとは別の駆動源で個別に駆動しているため、多少
の誤差が発生することがある。

【００４５】フレキシブルプリント基板１０の移送を繰
り返す間に、誤差が集積され自由ループ４０ａ、４０ｂ
の長さが短くなったり長くなったりする。この自由ルー
プ４０ａ、４０ｂの長さの変化を検出器５５ａ、５５ｂ
で検出する。自由ループ４０ａ、４０ｂの長さが所定の
範囲を越えると、駆動ローラ３５ａ、３５ｂを作動さ
せ、自由ループ４０ａ、４０ｂが常に一定の範囲の長さ
になるように補正する。

【００４６】したがって、自由ループ４０ａ、４０ｂが
長くなってベッド１２と接触したり、短くなってＹテー
ブル１５の移動時に、フレキシブルキ基板１０にしわが
発生したり破断するなどのトラブルを防止することがで
きる。

【００４７】上記の実施の形態によれば、フレキシブル
基板１０を、自由ループ４０ａ、４０ｂを解消すること
なく移送することができるので、全体の動作が簡単にな
り、加工サイクルを短縮して能率を向上させることがで
きる。

【００４８】なお、上記実施の形態では、前記駆動ロー
ラ４１ａ、４１ｂを同一のモータで駆動するようにした
が、前記駆動ローラ４１ａ、４１ｂを個別に駆動するよ
うに構成し、それぞれの回転速度に差を付けるようにす
ることもできる。この時、各駆動ローラ４１ａ、４１ｂ
の直径は、Ｄ´＝Ｄとすることができる。

【００４９】また、前記駆動ローラ４１ａ、４１ｂに対
するピンチローラ４６ａ、４６ｂの押し付け力を変え
て、駆動ローラ４１ａ、４１ｂの表面とフレキシブルプ
リント基板１０との間に滑りを発生させ、フレキシブル
プリント基板１０の張力を調整するようにしても良い。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、Ｘ
Ｙテーブル上に駆動ローラを設け、この駆動ローラを巻
き出し装置および巻き取り装置の駆動ローラと同期させ
て作動させ、フレキシブルプリント基板を移送すること
により、フレキシブル基板の自由ループを解消すること
なく移送することができるので、全体の動作が簡単にな
り、加工サイクルを短縮して能率を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すレーザ加工機の正面
図。

【図２】図１における出口側の駆動ローラ部の拡大図。

【図３】図１における入口側の駆動ローラ部の拡大図。

【図４】レーザ加工方法を示す構成図。

【図５】従来のレーザ加工機の正面図。

【図６】図５におけるクランプ装置の側面図。

【図７】図５におけるフレキシブルプリント基板のクラ
ンプ状態を示す拡大図。

【図８】図５における自由ループの機能を示す斜視図。

【符号の説明】

１０…フレキシブルプリント基板、１３…Ｘテーブル、
１５…Ｙテーブル、１８…昇降テーブル、２３…クラン
ププレート、２７…ガイドローラ、３０Ａ…巻き出し装
置、３０Ｂ…巻き取り装置、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、
３３ｂ、３４ａ、３４ｂ…ガイドローラ、３５ａ、３５
ｂ…駆動ローラ、３６ａ、３６ｂ…ピンチローラ、３７
ａ、３７ｂ…ダンサローラ、４０ａ、４０ｂ…自由ルー
プ、４１ａ、４１ｂ…駆動ローラ、４６ａ、４６ｂ…ピ
ンチローラ、５５ａ、５５ｂ…検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＸＹテーブルと、このＸＹテーブルに載置
   され、フィルムの加工領域を固定し、Ｚ方向に移動可能
   な加工テーブルと、前記フィルムにレーザ光を照射する
   レーザ光照射手段とを備えた加工装置と、前記加工装置
   の一方の側面に配置され、ロール状に巻かれた未加工の
   フィルムを巻き出す巻き出し装置と、前記加工装置の他
   方の側面に配置され、加工済のフィルムをロール状に巻
   き取る巻き取り装置とを設け、ロール状に巻かれたフィ
   ルムを巻き出して所定の加工を行なった後加工されたフ
   ィルムをロール状に巻き取るようにし、かつ、前記レー
   ザ加工装置と巻き出し装置の間および前記レーザ加工装
   置と巻き出し装置の間に、それぞれ所定の長さの自由ル
   ープを形成して加工するようにしたレーザ加工機におい
   て、前記ＸＹテーブルに、前記加工テーブルの前記フィ
   ルムの移送方向の両側に位置するように回転可能に支持
   され、前記フィルムの移送経路を形成する一対の駆動ロ
   ーラと、各々前記駆動ローラと平行に配置され、駆動ロ
   ーラに前記フィルムを押しつける一対のピンチローラと
   を設け、前記レーザ加工装置に前記自由ループの大きさ
   を検出する検出手段を設けたことを特徴とするレーザ加
   工機。