特許 6017973 レーザー加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6017973

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年11月2日

(54)【発明の名称】レーザー加工装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/146 20140101AFI20161020BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/146

【請求項の数】1

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-8794(P2013-8794)

(22)【出願日】2013年1月21日

(65)【公開番号】特開2014-138952(P2014-138952A)

(43)【公開日】2014年7月31日

【審査請求日】2015年11月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】ポール ヴィンセント アテンディド

(72)【発明者】

【氏名】森重 幸雄

【審査官】 青木 正博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１２５８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０９１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４１１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１３１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１２３６６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００−２６／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物を保持するチャックテーブルと、前記チャックテーブルで保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段とを備えたレーザー加工装置であって、
前記レーザー光線照射手段は、レーザー光線発生手段と、加工ヘッドとを含み、
前記加工ヘッドは、
前記レーザー光線発生手段から発生されたレーザー光線を集光する集光レンズと、
被加工物に液体を噴射して、前記集光レンズで集光されたレーザー光線が導光される液柱を形成する液体噴射手段と、
前記液体噴射手段で形成された前記液柱が通過するパイプと、
前記パイプ内に前記液柱を囲繞する気体を流入させる気体流入路と、
前記集光レンズと前記液体噴射手段と前記気体流入路とを収容するケーシングと、
前記ケーシングの下端に前記パイプを着脱自在に固定する固定手段と、を備え、
前記固定手段は、
前記ケーシング下面のレーザー光線が通過する通過孔の周囲で下方に突出し、下面にガイド溝を備え、上方外周に雄ねじが形成された円柱状のガイド部と、
下端外周にテーパー面を有し、内側に前記パイプを側面から挟持する挟持部を備え、前記パイプを挟持した状態で前記ガイド溝に収容される一対の挟持部材と、
前記ガイド部の前記雄ねじに螺合する雌ねじが内側に形成された側壁と、前記パイプが通過する貫通孔が形成された底部とを有し、前記ガイド溝に一対の前記挟持部材が収容された状態で前記ガイド部と前記挟持部材とを内側に収容するキャップ状固定部と、を備え、
前記挟持部材は、前記挟持部が弾性部材を挟んで対面し、
前記キャップ状固定部は、
内側の前記底部に、前記挟持部材の前記テーパー面に係合する逆テーパー面が形成され、
前記ガイド部と前記挟持部材とを収容した前記キャップ状固定部の前記雌ねじを前記ガイド部の前記雄ねじに螺合させると、前記キャップ状固定部の逆テーパー面が前記テーパー面に係合することで前記挟持部材同士が前記ガイド溝に沿って接近し、前記パイプは互いに接近した前記挟持部材に挟持されつつ所定位置に位置づけられることを特徴とするレーザー加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザー加工装置に関し、特に、液体噴射手段から噴射されて形成された液柱に導光されたレーザー光線によって加工を施すレーザー加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

被加工物に高圧の液体を液体噴射手段から噴射して液柱を形成するとともに、この液柱内に透過（導光）させたレーザー光線を被加工物に照射して所望の加工を施すレーザー加工装置は、従来より広く知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。これらのレーザー加工装置では、集光されたレーザー光線を糸状の液柱を介して被加工物まで導くので、集光レンズの焦点距離に関係なく、レーザー加工ができる。さらに、レーザー加工時に発生する熱が液体で冷却されるため、熱による被加工物の品質低下を防止できるというメリットがある。ところが、液柱を形成するための噴出口から噴出された液体は、乱流となり、被加工物に到達するまでに液柱には拡がりが生じる。したがって、液柱内に導光されたレーザー光線によって被加工物に形成されるレーザー加工溝の幅を、例えば直径５０μｍ以下という狭い幅にすることが非常に難しいという問題があり、精密加工用に狭い加工溝を可能にするレーザー加工装置が切望されていた。

【0003】

そこで、液体噴射手段から噴射される液体で液柱を形成するパイプ内に、液柱を囲繞する気体を同時に通過させ、この気体により液柱の流れを整流化し、液柱に拡がりを生じさせないレーザー加工装置が考案されている（例えば、特許文献４参照）。これにより、液柱内を導光されて被加工物へ照射されるレーザー光線で形成されたレーザー加工溝の幅を、例えば５０μｍ以下と狭くすることが可能となった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特公平２−１６２１号公報

【特許文献2】特開２００１−３２１９７７号公報

【特許文献3】特開２００６−２５５７６９号公報

【特許文献4】特開２０１１−１２５８７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

パイプ内に液柱を囲繞する気体を通過させるレーザー加工装置は、パイプが着脱部材に接着剤で固定され、この着脱部材がレーザー加工ヘッドに固定されていることから、パイプと着脱部材との接着時において、レーザー光線に対するパイプの精密な位置合わせが困難であり、パイプやレーザー光線の調整過程において、パイプに予定しない負荷がかかる虞があり、パイプの取り外し過程において、パイプを着脱部材から取り外すのが困難であるという課題があった。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パイプの位置合わせを簡単に行うことができるレーザー加工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】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のレーザー加工装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、前記チャックテーブルで保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段とを備えたレーザー加工装置であって、前記レーザー光線照射手段は、レーザー光線発生手段と、加工ヘッドとを含み、前記加工ヘッドは、前記レーザー光線発生手段から発生されたレーザー光線を集光する集光レンズと、被加工物に液体を噴射して、前記集光レンズで集光されたレーザー光線が導光される液柱を形成する液体噴射手段と、前記液体噴射手段で形成された前記液柱が通過するパイプと、前記パイプ内に前記液柱を囲繞する気体を流入させる気体流入路と、前記集光レンズと前記液体噴射手段と前記気体流入路とを収容するケーシングと、前記ケーシングの下端に前記パイプを着脱自在に固定する固定手段と、を備え、前記固定手段は、前記ケーシング下面のレーザー光線が通過する通過孔の周囲で下方に突出し、下面にガイド溝を備え、上方外周に雄ねじが形成された円柱状のガイド部と、下端外周にテーパー面を有し、内側に前記パイプを側面から挟持する挟持部を備え、前記パイプを挟持した状態で前記ガイド溝に収容される一対の挟持部材と、前記ガイド部の前記雄ねじに螺合する雌ねじが内側に形成された側壁と、前記パイプが通過する貫通孔が形成された底部とを有し、前記ガイド溝に一対の前記挟持部材が収容された状態で前記ガイド部と前記挟持部材とを内側に収容するキャップ状固定部と、を備え、前記挟持部材は、前記挟持部が弾性部材を挟んで対面し、前記キャップ状固定部は、内側の前記底部に、前記挟持部材の前記テーパー面に係合する逆テーパー面が形成され、前記ガイド部と前記挟持部材とを収容した前記キャップ状固定部の前記雌ねじを前記ガイド部の前記雄ねじに螺合させると、前記キャップ状固定部の逆テーパー面が前記テーパー面に係合することで前記挟持部材同士が前記ガイド溝に沿って接近し、前記パイプは互いに接近した前記挟持部材に挟持されつつ所定位置に位置づけられることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明のレーザー加工装置によれば、ガイド部と挟持部材とを収容したキャップ状固定部の雌ねじを前記ガイド部の雄ねじに螺合させると、キャップ状固定部の逆テーパー面がテーパー面に係合することで挟持部材同士がガイド溝に沿って接近し、パイプは互いに接近した挟持部材に挟持されつつ所定位置に位置付けられるので、パイプの位置合わせを簡単にしつつ着脱自在に加工ヘッドに固定することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係るレーザー加工装置の概略構成例を示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係るレーザー光線照射手段の概略構成例を示す図である。

【図3】図３は、実施形態に係る加工ヘッドの概略構成例を示す図である。

【図4】図４は、実施形態に係るキャップ状固定部の概略構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

【0011】

〔実施形態〕
図１は、実施形態に係るレーザー加工装置の概略構成例を示す図である。図１に示す実施形態に係るレーザー加工装置１は、カセットエレベータ１０と、仮置き手段２０と、洗浄手段３０と、チャックテーブル４０と、レーザー光線照射手段５０と、搬送手段６０と、表示手段７０と、制御手段８０と、を含んで構成されている。レーザー加工装置１は、被加工物Ｗを保持したチャックテーブル４０と、レーザー光線照射手段５０とを相対移動させることで、被加工物Ｗにレーザー加工、特に溶解及び冷却による加工を施して、被加工物Ｗにレーザー加工溝または分割溝を形成する。

【0012】

ここで、被加工物Ｗは、特に限定されないが、例えば、シリコン、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）等を母材とする板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハ、チップ実装用として半導体ウエーハの裏面に設けられるＤＡＦ（Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ Ｆｉｌｍ）等の粘着部材、半導体製品のパッケージ部品、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）系の板状の無機材料基板、ＬＣＤドライバー等の各種電子部品、金属や樹脂等の板状の延性材料、ミクロンオーダーの加工精度が要求される各種加工材料等である。

【0013】

カセットエレベータ１０は、装置本体２に対してＺ軸方向において昇降自在であり、粘着テープＴを介して環状フレームＦに貼着された被加工物Ｗを複数枚収容するカセット１１が載置される。仮置き手段２０は、レーザー加工前後の被加工物Ｗを一対のレール２１，２２に一時的に載置し、搬出入手段２３により、レーザー加工前の一枚の被加工物Ｗをカセット１１から取り出し、レーザー加工後の一枚の被加工物Ｗをカセット１１内に挿入する。洗浄手段３０は、搬送手段３２により搬送されたレーザー加工後の被加工物Ｗを保持するスピンナテーブル３１を回転させつつ図示しない洗浄ノズルから被加工物Ｗの表面に洗浄液を噴射し、被加工物Ｗの表面を洗浄する。

【0014】

チャックテーブル４０は、表面（保持面に相当）を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない吸引源により表面に載置された被加工物Ｗを吸引保持し、図示しないエアーアクチュエータにより駆動するクランプ部４１，４２で被加工物Ｗの環状フレームＦを挟持する。また、チャックテーブル４０は、図示しないＸ軸移動手段およびＹ軸移動手段により、Ｘ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ相対移動し、図示しない駆動源によりＺ軸と平行である中心軸回りに回転自在である。レーザー光線照射手段５０は、図示しないＺ軸移動手段によりＺ軸方向に相対移動する。また、レーザー光線照射手段５０は、チャックテーブル４０との相対位置をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のそれぞれに相対移動させることで、チャックテーブル４０に保持された被加工物Ｗの表面に所望の加工を施す。

【0015】

搬送手段６０は、レーザー加工前の被加工物Ｗを仮置き手段２０からチャックテーブル４０へ搬送し、レーザー加工後かつ洗浄後の被加工物Ｗを洗浄手段３０から仮置き手段２０へ搬送する。表示手段７０は、加工動作の状態を表示する。制御手段８０は、コンピュータ等を有する電子制御装置である。制御手段８０は、カセットエレベータ１０と、仮置き手段２０と、洗浄手段３０と、チャックテーブル４０と、レーザー光線照射手段５０と、搬送手段６０と、表示手段７０と、にそれぞれ接続されており、これらをそれぞれ制御する。

【0016】

ここで、図２〜図４を参照して、実施形態に係るレーザー光線照射手段５０について説明する。図２は、実施形態に係るレーザー光線照射手段の概略構成例を示す図である。図３は、実施形態に係る加工ヘッドの概略構成例を示す図である。図４は、実施形態に係るキャップ状固定部の概略構成例を示す図である。

【0017】

レーザー光線照射手段５０は、図２に示すように、レーザー光線発生手段５１と、加工ヘッド５２と、を含んで構成されている。レーザー光線照射手段５０は、レーザー光線発生手段５１により被加工物Ｗの加工に必要な波長および出力のレーザー光線Ｌを発生し、この発生したレーザー光線ＬをミラーＭにより加工ヘッド５２側へ全反射し、この全反射したレーザー光線Ｌを加工ヘッド５２から被加工物Ｗに照射することで、被加工物Ｗの表面にレーザー加工を施す。

【0018】

レーザー光線発生手段５１は、レーザー光線Ｌを発振するレーザー光線発振器５１１と、レーザー光線Ｌの周波数を設定する周波数設定手段５１２と、を備えている。レーザー光線発振器５１１は、例えば、ＹＡＧレーザー発振器やＹＶＯレーザー発振器など、被加工物Ｗの表面において反射率が低い短波長のレーザー光線Ｌを発振する発振器が用いられる。周波数設定手段５１２は、被加工物Ｗの種類や加工形態などに応じて、レーザー光線発振器５１１が発振するレーザー光線Ｌの周波数を適宜設定する。

【0019】

加工ヘッド５２は、図２および図３に示すように、集光レンズ５２１と、液体噴射手段５２２と、パイプ５２３と、気体流入路５２４と、液体流入路５２５と、ケーシング５２６と、固定手段５２７と、を含んで構成されている。

【0020】

集光レンズ５２１は、レーザー光線発生手段５１から発生したレーザー光線Ｌを集光する。集光レンズ５２１は、レーザー光線Ｌのスポット径が液柱Ｃの外径よりも小さくなり、かつ、レーザー光線Ｌの焦点が液体噴射手段５２２の図示しない噴射ノズルの下端の噴射口となる屈折率を有する。集光レンズ５２１は、上記レーザー光線Ｌの反射、および、上記レーザー光線Ｌの光軸調整時やパイプ５２３の着脱時などのガイド光として用いられるガイドレーザーの反射を抑えるための反射防止コートが施されている。また、集光レンズ５２１は、図示しないレンズ冷却機構により所定の温度に保たれている。

【0021】

液体噴射手段５２２は、被加工物Ｗに純水等の液体を噴射して、集光レンズ５２１で集光されたレーザー光線Ｌが導光される液柱Ｃを形成する。液体噴射手段５２２は、図示しない噴射ノズルを備えており、高圧液供給源１００から供給される高圧の液体を噴射ノズルの噴射口から噴射させて、液柱Ｃを形成する。

【0022】

パイプ５２３は、レーザー光線Ｌの光軸に対して平行である液柱通過孔５２３ａが貫通形成されており、液体噴射手段５２２で形成される液柱Ｃが液柱通過孔５２３ａを通過する。パイプ５２３は、レーザー光線Ｌの進行方向の上流側と下流側のそれぞれの端部が円錐状となる円柱形状である。また、パイプ５２３は、透明なガラス材料で構成されており、透明なガラス材料として、石英ガラス、硼珪酸ガラス、珪酸ガラス、その他のガラスを用いることができる。

【0023】

気体流入路５２４は、パイプ５２３の液柱通過孔５２３ａ中に液柱Ｃを囲繞する高圧の気体を流入させる。また、気体流入路５２４は、高圧気体供給経路９１を介して、液柱Ｃを囲繞する高圧の気体が高圧気体供給源９０から供給される。

【0024】

液体流入路５２５は、液体噴射手段５２２に高圧の液体を流入させる。また、液体流入路５２５は、高圧液供給経路１０１を介して、液体噴射手段５２２で液柱Ｃとなる高圧の液体が高圧液供給源１００から供給される。

【0025】

ケーシング５２６は、集光レンズ５２１と、液体噴射手段５２２と、気体流入路５２４と、液体流入路５２５と、を収容する。また、ケーシング５２６は、レーザー光線Ｌが通過する通過孔５２６ｂが下面５２６ａに形成されている。通過孔５２６ｂは、パイプ５２３が通過することができる孔径である。

【0026】

固定手段５２７は、ケーシング５２６の下端にパイプ５２３を着脱自在に固定する。固定手段５２７は、図２および図４に示すように、ガイド部５３と、一対の挟持部材５４と、キャップ状固定部５５と、を備えている。固定手段５２７は、一対の挟持部材５４でパイプ５２３を挟んだ状態で、キャップ状固定部５５を回転させることにより、一対の挟持部材５４同士の間隔が拡縮し、パイプ５２３を着脱自在に固定する。

【0027】

ガイド部５３は、ケーシング５２６の下面５２６ａのレーザー光線Ｌが通過する通過孔５２６ｂの周囲で下方に突出し、ガイド部５３の下面５３ａにガイド溝５３ｂを備え、上方外周に雄ねじ５３ｃが形成された円柱状である。すなわち、ガイド部５３は、ケーシング５２６の下面５２６ａから下方に突出する円柱状に形成されており、ガイド部５３の下面５３ａには、一対の挟持部材５４を案内するためのガイド溝５３ｂが形成され、外周面の上方には、キャップ状固定部５５の雌ねじ５５ｃと螺合する雄ねじ５３ｃが形成されている。ガイド溝５３ｂの溝底５３ｄには、レーザー光線Ｌが通過する通過孔５２６ｂと連通する連通孔５３ｅと、一対の挟持部材５４の突起部５４ｄと摺動可能に係合する一対の凹部５３ｆと、が形成されている。

【0028】

一対の挟持部材５４は、下端外周にテーパー面５４ａを有し、内側にパイプ５２３を側面５２３ｂから挟持する挟持部５４ｂを備え、パイプ５２３を挟持した状態でガイド部５３のガイド溝５３ｂに収容される。また、一対の挟持部材５４は、一方の挟持部材５４１と他方の挟持部材５４２とを備えている。各挟持部材５４１，５４２は、ガイド部５３のガイド溝５３ｂ内で摺動可能に案内される。各挟持部材５４１，５４２は、下端が半円錐状のテーパー面５４ａとなる半円柱状に形成されている。各挟持部材５４１，５４２は、弾性部材５４３を挟んで挟持部５４ｂ同士が対面している。各挟持部材５４１，５４２は、弾性部材５４３を取り付けるための穴部５４ｃと、ガイド部５３の一対の凹部５３ｆと摺動可能に係合する一対の突起部５４ｄと、を有している。すなわち、各挟持部材５４１，５４２は、パイプ５２３を側面５２３ｂから挟持する挟持部５４ｂ同士が弾性部材５４３を挟んで対面することから、パイプ５２３に加わる挟持力とは反対方向に弾性部材５４３の付勢力を作用させることができるので、挟持力が必要以上にパイプ５２３へ加わることを抑えることができる。挟持部５４ｂ同士は、パイプ５２３の外周面（側面５２３ｂ）に対応し、かつ、パイプ５２３を挟持した際に各挟持部材５４１，５４２同士を密着させない長さの円弧状である。これにより、各挟持部材５４１，５４２同士が密着する前に、この各挟持部材５４１，５４２同士でパイプ５２３を挟んで固定することができるため、パイプの直径のばらつきにも対応可能である。また、挟持部５４ｂ同士は、パイプ５２３の中央付近の外周面とそれぞれ面で当接する。

【0029】

弾性部材５４３は、一対の挟持部材５４の挟持部５４ｂ同士が対面する方向に二つ平行に配設されている。弾性部材５４３は、例えば、圧縮により弾性エネルギーを蓄勢する、いわゆる圧縮コイルばねである。弾性部材５４３は、各挟持部材５４１，５４２同士が密着しても、さらに圧縮させることができる許容荷重高さを有している。また、弾性部材５４３は、互いに対面する一対の挟持部材５４同士に挟まれることから、一対の挟持部材５４同士の間隔を拡げる方向へ付勢力を作用させることで、パイプ５２３の着脱時に一対の挟持部材５４同士の間隔が拡がるので、パイプ５２３の挿入および抜き取りを容易に行えるようにする。

【0030】

キャップ状固定部５５は、ガイド部５３の雄ねじ５３ｃに螺合する雌ねじ５５ｃが内側に形成された側壁５５ａと、パイプ５２３が通過する貫通孔５５ｄが形成された底部５５ｂと、を有している。すなわち、キャップ状固定部５５は、貫通孔５５ｄが開孔された有底円筒状であり、底部５５ｂが円錐状に形成されている。キャップ状固定部５５は、一対の挟持部材５４のテーパー面５４ａに係合する逆テーパー面５５ｅが底部５５ｂの内側に形成されている。キャップ状固定部５５は、ガイド部５３のガイド溝５３ｂに一対の挟持部材５４が収容された状態で、ガイド部５３と一対の挟持部材５４とを内側に収容する。また、キャップ状固定部５５は、ガイド部５３と一対の挟持部材５４とを内側に収容した状態で、キャップ状固定部５５の雌ねじ５５ｃをガイド部５３の雄ねじ５３ｃに螺合させると、キャップ状固定部５５の逆テーパー面５５ｅと一対の挟持部材５４のテーパー面５４ａとが係合し、一対の挟持部材５４同士がガイド部５３のガイド溝５３ｂに沿って互いに接近する方向へ移動し、互いに接近した一対の挟持部材５４にパイプ５２３を挟み込みつつ所定位置に位置付ける。本実施形態において、パイプ５２３が所定位置に位置付けられるとは、液柱通過孔５２３ａ中に液柱Ｃを囲繞する気体を流入させることができる位置にパイプ５２３が配置され、かつ、レーザー光線Ｌに対してパイプ５２３を位置合わせさせることができる位置にパイプ５２３が配置されることをいう。

【0031】

実施形態に係るレーザー加工装置１は、以上のごとき構成であり、以下、実施形態に係るレーザー加工装置１の加工ヘッド５２の固定手段５２７によるパイプ５２３の取り付けについて説明する。レーザー加工装置１の加工ヘッド５２にパイプ５２３を装着する場合、オペレータ等の作業員によって、ガイド部５３とキャップ状固定部５５との締結を緩める方向へ前記キャップ状固定部５５が回転される。ここで、ガイド部５３とキャップ状固定部５５との締結が緩む方向へ前記キャップ状固定部５５が回転されると、一対の挟持部材５４のテーパー面５４ａとキャップ状固定部５５の逆テーパー面５５ｅとの相対的な係合位置が前記逆テーパー面５５ｅにおいて、レーザー光線Ｌの照射方向の上流側へ移動することから、キャップ状固定部５５の逆テーパー面５５ｅに沿って一対の挟持部材５４のテーパー面５４ａがスライド移動され、一対の挟持部材５４同士の間隔が弾性部材５４３の付勢力により拡げられる。次に、作業員によりキャップ状固定部５５の貫通孔５５ｄにパイプ５２３が通過（挿入）され、パイプ５２３において、レーザー光線Ｌの照射方向の上流側の端部がケーシング５２６の通過孔５２６ｂの所定位置に位置付けられるまで、パイプ５２３が挿入される。パイプ５２３が所定位置に位置付けられると、ガイド部５３の連通孔５３ｅのシール部材５３ｇにより、連通孔５３ｅがシールされる。

【0032】

次に、作業員によりガイド部５３とキャップ状固定部５５とを締め付ける方向へ前記キャップ状固定部５５が回転されると、一対の挟持部材５４のテーパー面５４ａとキャップ状固定部５５の逆テーパー面５５ｅとの相対的な係合位置が前記逆テーパー面５５ｅにおいて、レーザー光線Ｌの照射方向の下流側に移動することから、キャップ状固定部５５の逆テーパー面５５ｅに沿って一対の挟持部材５４のテーパー面５４ａがスライド移動され、一対の挟持部材５４同士の間隔が狭められる。ここで、作業員により、図示しないガイド光とパイプ５２３との位置合わせ（すなわち、レーザー光線Ｌとパイプ５２３との位置合わせ）が行われ、一対の挟持部材５４の挟持部５４ｂ同士とパイプ５２３の外周面とが当接するまでキャップ状固定部５５が回転され、ガイド部５３とキャップ状固定部５５とが適度に締め付けられる。これにより、レーザー加工装置１の加工ヘッド５２にパイプ５２３が装着されて簡単に固定されると同時に、位置合わせが簡単に行われる。

【0033】

ここで、実施形態に係るレーザー加工装置１の動作について説明する。レーザー光線発生手段５１で発生したレーザー光線Ｌは、ミラーＭで反射されて加工ヘッド５２の集光レンズ５２１で液体噴射手段５２２の図示しない噴射ノズルの噴射口へ集光される。一方、高圧液供給源１００から高圧液供給経路１０１を介して供給された純水等の高圧の液体が液体噴射手段５２２へ流入し、液体噴射手段５２２により液柱Ｃが形成される。液体噴射手段５２２により形成された液柱Ｃは、パイプ５２３の液柱通過孔５２３ａ内を高速で通過することから、吸引力が発生し、高圧気体供給源９０から高圧気体供給経路９１を介して供給される高圧の気体が吸引され、パイプ５２３の液柱通過孔５２３ａ内に吸引された高圧の気体が液柱Ｃを囲繞して当該液柱Ｃが整流される。パイプ５２３の液柱通過孔５２３ａ内を通過した液柱Ｃは、高圧の気体により整流され、拡がりを生じることなく被加工物Ｗの表面に衝突して飛散される。集光レンズ５２１で集光されたレーザー光線Ｌは、パイプ５２３の液柱通過孔５２３ａ内を通過する液柱Ｃ内を導光されて、そのビーム径が拡がらずに被加工物Ｗの表面に照射され、被加工物Ｗの表面にレーザー加工溝が形成される。これにより、被加工物Ｗに形成されるレーザー加工溝の幅を、例えば５０μｍ以下という狭い幅にすることができる。

【0034】

なお、レーザー加工装置１の加工ヘッド５２からパイプ５２３を取り外す場合、作業員により、ガイド部５３とキャップ状固定部５５との締結を緩める方向へ前記キャップ状固定部５５が回転されると、一対の挟持部材５４のテーパー面５４ａとキャップ状固定部５５の逆テーパー面５５ｅとの相対的な係合位置が前記逆テーパー面５５ｅにおいて、レーザー光線Ｌの照射方向の上流側へ移動することから、キャップ状固定部５５の逆テーパー面５５ｅに沿って一対の挟持部材５４のテーパー面５４ａがスライド移動され、一対の挟持部材５４同士の間隔が弾性部材５４３の付勢力により拡げられて、一対の挟持部材５４の挟持部５４ｂ同士によるパイプ５２３の挟持が解除される。次に、キャップ状固定部５５の貫通孔５５ｄからパイプ５２３が作業員により抜き取られる。これにより、レーザー加工装置１の加工ヘッド５２からパイプ５２３が簡単に取り外される。

【0035】

以上のように、実施形態に係るレーザー加工装置１によれば、ガイド部５３と一対の挟持部材５４とを内側に収容したキャップ状固定部５５の雌ねじ５５ｃを前記ガイド部５３の雄ねじ５３ｃに螺合させると、キャップ状固定部５５の逆テーパー面５５ｅが一対の挟持部材５４のテーパー面５４ａに係合することで前記一対の挟持部材５４同士がガイド部５３のガイド溝５３ｂに沿って接近する方向へ移動し、互いに接近した一対の挟持部材５４にパイプ５２３が挟持されつつ所定位置に位置付けられるので、パイプ５２３の位置合わせをしつつ加工ヘッド５２に前記パイプ５２３を固定することができる。

【0036】

また、パイプ５２３を側面５２３ｂから挟持する一対の挟持部材５４の挟持部５４ｂ同士が弾性部材５４３を挟んで対面することから、必要以上にパイプ５２３に力が加わることがないので、パイプ５２３にかかる負荷を抑えることができる。

【0037】

また、ガイド部５３とキャップ状固定部５５との締結を緩めると、弾性部材５４３により一対の挟持部材５４同士がガイド溝５３ｂに沿って移動して離れ、一対の挟持部材５４によるパイプ５２３の挟持が解除され、パイプ５２３を加工ヘッド５２から取り外すことができる。

【0038】

なお、本実施形態においては、挟持部５４ｂ同士がパイプ５２３の中央付近の外周面とそれぞれ面で当接する円弧状のものについて説明したが、例えば、円弧状の挟持部５４ｂ同士のそれぞれの表面から等間隔で突出させた複数個の突起とパイプ５２３の中央付近の外周面とを当接させるようにしたもの、挟持部５４ｂ同士のそれぞれをパイプ５２３の外径よりも小さい円弧状としてその両縁部とパイプ５２３の中央付近の外周面とを当接させるようにしたものなどであってもよく、挟持部５４ｂ同士とパイプ５２３の中央付近の外周面とを複数箇所で当接させてもよい。

【符号の説明】

【0039】

１ レーザー加工装置
５０ レーザー光線照射手段
５１ レーザー光線発生手段
５２ 加工ヘッド
５２１ 集光レンズ
５２３ パイプ
５２３ｂ 側面
５２４ 気体流入路
５２６ ケーシング
５２６ａ 下面
５２６ｂ 通過孔
５２７ 固定手段
５３ ガイド部
５３ａ 下面
５３ｂ ガイド溝
５３ｃ 雄ねじ
５４ 一対の挟持部材
５４ａ テーパー面
５４ｂ 挟持部
５４３ 弾性部材
５５ キャップ状固定部
５５ａ 側壁
５５ｂ 底部
５５ｃ 雌ねじ
５５ｄ 貫通孔
５５ｅ 逆テーパー面
Ｃ 液柱
Ｌ レーザー光線
Ｗ 被加工物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】