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JP3480227B2 - Laser processing method and laser processing apparatus - Google Patents

Laser processing method and laser processing apparatus

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Publication number
JP3480227B2
JP3480227B2 JP05277897A JP5277897A JP3480227B2 JP 3480227 B2 JP3480227 B2 JP 3480227B2 JP 05277897 A JP05277897 A JP 05277897A JP 5277897 A JP5277897 A JP 5277897A JP 3480227 B2 JP3480227 B2 JP 3480227B2
Authority
JP
Japan
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processing
laser
mask
processed
laser light
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JP05277897A
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博 及川
満 佐藤
貫夫 岩浪
雅樹 片岡
幸久 小泉
元泰 須賀
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Fujifilm Business Innovation Corp
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Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd, Fujifilm Business Innovation Corp filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、加工対象物にレー
ザー光を照射してインクジェットヘッドにおける所定の
形状に溝を現出させるレーザー加工方法およびレーザー
加工装置に関するものであり、特に加工対象物として、
インク液滴を飛翔させ被記録媒体に記録を行なうための
インクジェットヘッドを構成する流路形成部材あるいは
その型としたインクジェットヘッドの製造方法に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is directed to irradiating a laser beam on an object to be processed to obtain a predetermined amount in an inkjet head.
The present invention relates to a laser processing method and a laser processing apparatus for exposing a groove in a shape , and particularly as a processing target,
The present invention relates to a flow path forming member that constitutes an inkjet head for ejecting ink droplets to perform recording on a recording medium or a method for manufacturing an inkjet head using the flow path forming member.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザー光を加工対象物に照射し、所定
の形状を現出させるレーザー加工技術は、平面的には非
常に高精度の加工が可能であり、微細な平面形状の加工
には適している。しかし、その深さ方向の形状について
はレーザー光の制御が難しく、主に、深さ方向の制御の
必要のない孔明加工や、深さが一定の溝加工などにレー
ザー加工が利用されている。
2. Description of the Related Art Laser processing technology for irradiating an object to be processed with a laser beam to bring out a predetermined shape is capable of extremely high-precision processing in a plan view, and is suitable for processing a fine plane shape. Are suitable. However, it is difficult to control the laser beam with respect to the shape in the depth direction, and laser processing is mainly used for drilling that does not require control in the depth direction and groove processing with a constant depth.

【0003】一方、高精度の加工が必要な一つの例とし
て、インク液滴を飛翔させ被記録媒体に記録を行なうイ
ンクジェットヘッドがある。インクジェットヘッドで
は、近年の高密度化に対応して、25.4mmあたり6
00以上のインクの流路を形成するに至っている。この
ような高密度化とともに、エネルギー効率を向上させる
ため、インクの流路構造は次第に複雑化している。その
ため、加工回数の増加等、多大な労力を必要とするよう
になってきている。近年では、インクの流路を形成する
流路形成部材を、型を用いて樹脂成形によって形成する
ことも行なわれており、少ない工程によって安価にイン
クジェットヘッドを製造できるようになってきている。
しかし、微細構造になればなるほど、型抜き時にインク
の流路を隔てている隔壁が壊れるなど、歩留まりが低下
する。特に、近年では長尺化の傾向にあり、型抜き時に
隔壁が壊れる可能性が非常に高い。その結果、後工程で
検査の必要性が発生する。しかし、これには非常に多大
な労力が必要とされるという問題がある。
On the other hand, as one example where high-precision processing is required, there is an ink jet head which ejects ink droplets to record on a recording medium. In the inkjet head, in order to meet the recent trend toward higher density, 6 per 25.4 mm
This has led to the formation of ink passages of 00 or more. In order to improve the energy efficiency as well as increase the density, the ink flow path structure is gradually becoming complicated. Therefore, a great deal of labor is required such as an increase in the number of times of processing. In recent years, a flow path forming member that forms a flow path for ink has also been formed by resin molding using a mold, and it has become possible to manufacture an inkjet head at low cost with a small number of steps.
However, the finer the structure, the lower the yield, such as the breakage of the partition walls that separate the ink flow path during die cutting. In particular, in recent years, there is a tendency for the length to increase, and there is a very high possibility that the partition wall will break during die cutting. As a result, there is a need for inspection in the subsequent process. However, this has the problem that a great deal of effort is required.

【0004】このようなインクジェットヘッドの製造工
程にレーザー加工を導入しようとする動きもある。例え
ば、特開平4−9291号公報、特開平4−33958
5号公報、特公平6−24874号公報では、ノズル孔
をレーザー加工によって穿設している。また米国特許第
5,291,226号明細書には、樹脂テープにエキシ
マレーザ光を照射することにより、ノズル、インク流
路、蒸気室を加工すると記載されてはいるが、基本的に
はノズル孔の穿設と同様の加工を行なっている。ノズル
孔の穿設では、位置的な精度は要求されるものの、エネ
ルギー量の制御は必要なく、加工時には加工対象物の移
動は要求されない。上述の特公平6−24874号公報
に記載されている技術では、加工対象物を軸回りに揺動
させることが記載されているものの、レーザー光を入射
する方向を微小に変化させるのみであり、基本的に加工
深さの制御を行なうものではない。
There is a movement to introduce laser processing into the manufacturing process of such an inkjet head. For example, JP-A-4-9291 and JP-A-4-33958.
In Japanese Patent Publication No. 5 and Japanese Patent Publication No. 6-24874, nozzle holes are formed by laser processing. Although US Pat. No. 5,291,226 describes that a nozzle, an ink flow path, and a vapor chamber are processed by irradiating a resin tape with excimer laser light, the nozzle is basically used. The same processing as that for drilling holes is performed. In drilling the nozzle holes, positional accuracy is required, but control of the amount of energy is not required, and movement of the workpiece is not required during processing. In the technique described in Japanese Patent Publication No. 6-24874 mentioned above, it is described that the object to be processed is swung around the axis, but only the direction in which the laser light is incident is slightly changed. Basically, it does not control the working depth.

【0005】また、インクジェットヘッドの流路をレー
ザー加工によって作製する方法も考えられている。例え
ば、特開平2−121845号公報には、全ての流路に
応じた開口を有するマスクを用い、紫外線ビーム(エキ
シマレーザー)で一度に流路を形成することが記載され
ている。この技術によれば高速に加工を行なうことがで
きる反面、全ての流路は均一な深さの溝としてしか加工
できない。また、特開平1−294047号公報や特開
平8−118660号公報では、マスクおよびレーザー
光と加工対象物とを相対的に移動させながら加工するこ
とが開示されている。
Further, a method of manufacturing the flow path of the ink jet head by laser processing has been considered. For example, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2-121845 describes that a flow path is formed at once with an ultraviolet beam (excimer laser) using a mask having openings corresponding to all the flow paths. According to this technique, processing can be performed at high speed, but all the channels can be processed only as grooves having a uniform depth. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 1-294047 and Japanese Patent Laid-Open No. 8-118660 disclose processing while moving a mask and laser light relative to a processing target.

【0006】近年のインクジェットヘッドでは、高密度
化および高効率化を図るため、インクの流路構造は複雑
化してきており、流路の深さ方向に変化する形状が要求
されるようになってきている。しかし、上述の文献に記
載されている技術は所定の深さの溝を均一に形成するた
めのものであり、溝の深さを変化させることは考えられ
ていない。従来のレーザー加工技術では、平面方向はマ
スクによって制御できるが、深さ方向はレーザーエネル
ギーに対応するために、異なる深さを加工するには別工
程を必要としていた。また、その際にマスクの交換も必
要であり、工程数の増加や工程間の位置合わせ精度が問
題となっている。
In recent ink jet heads, in order to achieve high density and high efficiency, the ink flow path structure has become complicated, and a shape that changes in the depth direction of the flow path is required. ing. However, the technique described in the above document is for uniformly forming a groove having a predetermined depth, and changing the depth of the groove has not been considered. In the conventional laser processing technology, the plane direction can be controlled by the mask, but the depth direction corresponds to the laser energy, so that another process is required to process different depths. In addition, at that time, it is also necessary to replace the mask, which causes an increase in the number of steps and alignment accuracy between steps.

【0007】さらに、上述の特開平1−294047号
公報に記載されている技術では、レンズ系の合焦位置を
変化させて溝幅を変えているが、レンズ系を変えると光
軸が変化し、精密な形状を作り出すのに苦労するという
問題もある。また、特開平8−118660号公報に記
載されているようにメカマスクなどで覆う手段を用いる
場合、加工溝が微小になるとメカマスク自体の製作が困
難となってくるという問題もある。
Further, in the technique described in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 1-294047, the groove width is changed by changing the focus position of the lens system, but when the lens system is changed, the optical axis changes. However, there is also the problem that it is difficult to create a precise shape. Further, when a means for covering with a mechanical mask or the like is used as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-118660, there is a problem that it becomes difficult to manufacture the mechanical mask itself when the processing groove becomes minute.

【0008】加工溝の深さを変更する技術として、例え
ば特開平7−304179号公報では、テーパを有する
溝を複数回に分けて加工することが開示されている。こ
の文献に記載されている技術は、基本的に段階的な加工
深さの変更を行なうものであって、滑らかな面を現出さ
せるものではない。また、段階的な加工深さの変更を行
ないながら加工するためには、加工対象物を微小に移動
させて停止し、レーザー光を照射し、再び加工対象物を
微小に移動させるという工程を繰り返すことになり、加
工に時間がかかる。さらに、この文献では溝の幅方向の
断面が階段状となるように加工するものであり、溝の延
在方向に深さを変えるものではない。
As a technique for changing the depth of the processed groove, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-304179 discloses that a groove having a taper is processed plural times. The technique described in this document basically changes the working depth stepwise and does not reveal a smooth surface. Further, in order to perform processing while changing the processing depth step by step, the process of slightly moving the object to be processed, stopping it, irradiating the laser beam, and again moving the object to be minutely repeated. As a result, it takes time to process. Further, in this document, the groove is processed so that its cross section in the width direction has a step shape, and the depth is not changed in the extending direction of the groove.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、インクジェットヘッドにお
ける溝に関して、波状の微小な凹凸を形成することので
きるレーザー加工方法及びレーザー加工装置を提供する
ことを目的とするものである。また、加工対象物として
インクジェットヘッドあるいはその型とし、深さの異な
るような複雑なインクの流路の加工をレーザー加工方
法、レーザー加工装置により行なうことにより、高密
度、高効率のインクジェットヘッドを得ることができ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has an ink jet head.
Since the wavy groove is formed on the groove
It is an object to provide a laser processing method and laser processing apparatus kill. Further, by using an inkjet head or its type as an object to be processed and performing a complicated ink flow path having different depths by a laser processing method or a laser processing apparatus, a high density and high efficiency inkjet head is obtained. It is possible
It

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、加工対象物に
レーザー光を照射してインクジェットヘッドにおける所
定の形状の溝を現出させるレーザー加工方法であって、
前記レーザー光及びマスクと前記加工対象物とを相対的
に連続して移動させながら前記レーザー光を前記加工対
象物に照射するとともに、前記形状に従って少なくとも
相対的な前記移動の速度を変化させるように制御するレ
ーザー加工方法において、流路部分の加工中に前記移動
の速度を微小に変動させて波状の微小な凹凸を形成する
ことを特徴とするものである。また、本発明は、加工対
象物にレーザー光を照射してインクジェットヘッドにお
ける所定の形状の溝を現出させるレーザー加工装置にお
いて、レーザー光を発生するレーザー発生手段と、該レ
ーザー発生手段で発生したレーザー光を前記加工対象物
上に導くとともに該加工対象物上に前記レーザー光を収
束させる光学系と、該光学系の間に設けられレーザー光
の照射形状を決定するマスクと、前記光学系によって前
記加工対象物上に導かれたレーザー光と前記加工対象物
とを相対的にかつ加工中は連続的に移動させる移動手段
と、前記形状に従って前記レーザー発生手段が発生する
レーザー光のエネルギーおよび前記移動手段による相対
移動の速度を制御する制御手段を有し、該制御手段は、
流路部分の加工中に前記相対移動の速度を微小に変動さ
せて波状の微小な凹凸を形成することを特徴とするもの
である。
The present invention relates to an object to be processed.
When the inkjet head is irradiated with laser light,
A laser processing method for exposing a groove of a fixed shape,
Relatively the laser beam and the mask and the object to be processed
The laser beam while moving continuously to
Irradiate the elephant and at least according to the shape
Control to change the relative speed of the movement.
In the laser processing method, the movement is performed during the processing of the flow path part.
Minute fluctuations in the speed of to form wavy minute irregularities
It is characterized by that. In addition, the present invention is
Irradiate the elephant with laser light and place it on the inkjet head.
In a laser processing device that exposes a groove of a predetermined shape
A laser generating means for generating a laser beam, and the laser
Laser beam generated by the laser generating means
Guide the laser light to the top and collect the laser light on the object to be processed.
Optical system for bundling and laser light provided between the optical systems
The mask that determines the irradiation shape of the
Laser light guided onto the object to be processed and the object to be processed
And a moving means for moving the and relatively continuously during processing
And the laser generation means generate according to the shape
Energy of laser light and relative by the moving means
A control means for controlling the speed of movement, the control means comprising:
The speed of the relative movement is slightly changed during the processing of the flow path.
Characterized by forming fine wavy irregularities
Is.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、本発明のレーザー加工方
法およびレーザー加工装置の実施の一形態を示す概略構
成図である。図中、1はレーザー発生装置、2ないし4
はミラー、5は絞り、6はシャッター、7はマスク、8
はレンズ、9は焦点用駆動装置、10は加工対象物、1
1は加工テーブル、12は加工テーブル駆動装置、13
は計測カメラ、14は焦点用駆動装置、15は制御部、
16はレーザー発生制御部である。
1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a laser processing method and a laser processing apparatus of the present invention. In the figure, 1 is a laser generator, 2 to 4
Is a mirror, 5 is an aperture, 6 is a shutter, 7 is a mask, 8
Is a lens, 9 is a drive device for focus, 10 is a workpiece, 1
1 is a processing table, 12 is a processing table drive device, 13
Is a measurement camera, 14 is a focus drive device, 15 is a control unit,
Reference numeral 16 is a laser generation controller.

【0012】レーザー発生装置1は、レーザー発生制御
部16による制御に従って例えばエキシマレーザー光を
発生する。ミラー2〜4は、レーザー発生装置1で発生
したエキシマレーザー光を加工対象物10上へ導く。こ
の例では3つのミラー2〜4によってエキシマレーザー
光を加工対象物10上に導いているが、ミラーは装置構
成によって3枚に限らず適宜用いればよく、ミラーを用
いずに構成してもよい。
The laser generator 1 generates, for example, excimer laser light under the control of the laser generation controller 16. The mirrors 2 to 4 guide the excimer laser light generated by the laser generator 1 onto the object to be processed 10. In this example, the excimer laser light is guided onto the object to be processed 10 by the three mirrors 2 to 4, but the number of mirrors is not limited to three depending on the device configuration, and may be appropriately used, or may be configured without using a mirror. .

【0013】エキシマレーザー光の光路上にはミラー2
〜4のほか、絞り5、シャッター6、マスク7、レンズ
8などが配置されている。絞り5、シャッター6は不要
であれば設けなくてもよい。マスク7は、加工形状、特
に最小の加工形状にに合わせた開口を有している。また
後述するように、マスク7の開口の大きさを変更可能に
構成することもできる。レンズ8はレーザー光を集光
し、加工対象物10の加工面にマスク7の開口の形状が
結像されるように焦点を合わせる。焦点用駆動装置9
は、レンズ8を駆動し、その焦点位置を調節する。
A mirror 2 is provided on the optical path of the excimer laser light.
4 to 4, an aperture 5, a shutter 6, a mask 7, a lens 8 and the like are arranged. The diaphragm 5 and the shutter 6 may be omitted if unnecessary. The mask 7 has an opening adapted to a processed shape, particularly a minimum processed shape. Further, as will be described later, the size of the opening of the mask 7 can be changed. The lens 8 collects the laser light and focuses it so that the shape of the opening of the mask 7 is imaged on the processing surface of the processing object 10. Focus drive device 9
Drives the lens 8 and adjusts its focal position.

【0014】加工テーブル11上には、加工対象物10
が載置され、固定される。この加工テーブル11は、加
工テーブル駆動装置12によって図中の左右方向(Y方
向)、上下方向(Z方向)と、Y方向、Z方向に直交す
るX方向、さらにZ方向を中心軸とする回転(θ)方向
に移動可能である。もちろん、X方向、Y方向に回転可
能であってもよい。
The object to be processed 10 is placed on the processing table 11.
Is placed and fixed. The machining table 11 is rotated by the machining table drive device 12 in the left-right direction (Y direction), the up-down direction (Z direction), the Y direction, the X direction orthogonal to the Z direction, and the Z direction as a central axis. It can move in the (θ) direction. Of course, it may be rotatable in the X and Y directions.

【0015】計測カメラ13は、加工テーブル11上の
加工対象物10を撮像する。また、焦点用駆動装置14
は計測カメラ13のピントを調整する。制御部15は、
計測カメラ13で撮像した加工対象物10の画像から加
工対象物10のX,Y方向の位置を計測するとともに、
焦点用駆動装置14による焦点位置から加工対象物10
の表面のZ方向の位置を計測し、加工位置を特定する。
また、予め設定される加工形状に従って加工テーブル駆
動装置12を駆動し、加工対象物10をX,Y方向に移
動させる。この時の移動速度は、加工深さに応じて制御
する。この制御については後述する。また、加工幅に応
じて加工対象物10をZ方向に移動させて、レーザー光
の照射面積を変化させる。加工対象物10を移動させな
がら、レーザー発生制御部16に対してレーザー光の発
生を指示する。このとき、加工形状に従ってレーザー発
生装置1で発生するレーザー光の出力エネルギーやパル
ス周波数等をパラメータとして設定し、制御することも
できる。レーザー発生制御部16は、制御部15から設
定されるパラメータおよびレーザー光の発生指示に従っ
てレーザー発生装置1に対してレーザー光を発生させ
る。さらに制御部15は、加工時には焦点用駆動装置9
を駆動してレンズ8の焦点を調節したり、最適なマスク
7の選択やマスク7の開口の大きさの制御を行なった
り、シャッター6の開閉制御等も行なう。
The measurement camera 13 images the object 10 to be processed on the processing table 11. In addition, the focus driving device 14
Adjusts the focus of the measurement camera 13. The control unit 15
While measuring the position of the processing object 10 in the X and Y directions from the image of the processing object 10 captured by the measurement camera 13,
The object 10 to be machined from the focus position by the focus drive device 14.
The processing position is specified by measuring the position of the surface in the Z direction.
Further, the processing table drive device 12 is driven in accordance with a preset processing shape to move the processing object 10 in the X and Y directions. The moving speed at this time is controlled according to the processing depth. This control will be described later. Further, the object 10 to be processed is moved in the Z direction according to the processing width to change the irradiation area of the laser light. The laser generation control unit 16 is instructed to generate laser light while moving the processing object 10. At this time, the output energy and pulse frequency of the laser light generated by the laser generator 1 can be set and controlled as parameters according to the processed shape. The laser generation controller 16 causes the laser generator 1 to generate a laser beam according to the parameters set by the controller 15 and a laser beam generation instruction. Further, the control unit 15 controls the focus drive device 9 during processing.
To adjust the focus of the lens 8, select the optimum mask 7, control the size of the opening of the mask 7, and control the opening / closing of the shutter 6.

【0016】図1に示した例では、加工位置と計測位置
を別の位置として示しているが、例えばハーフミラーを
レーザー光の光路中に配置し、加工対象物10の上方か
ら撮像可能に構成することもできる。この場合、加工中
にも計測可能となるので、加工速度を向上させるととも
に、リアルタイムでフィードバック制御を行なうことが
できる。
In the example shown in FIG. 1, the processing position and the measurement position are shown as different positions. However, for example, a half mirror is arranged in the optical path of the laser light so that an image can be taken from above the object to be processed 10. You can also do it. In this case, since the measurement can be performed during the processing, the processing speed can be improved and the feedback control can be performed in real time.

【0017】図1に示した例では、加工対象物10を移
動させながらレーザー光を照射し、加工する例を示して
いるが、加工対象物10とレーザー光とが相対的に移動
すればよく、例えば双方が移動したり、レーザー光のみ
が移動する構成であってもよい。レーザー光を移動させ
る場合には、シャッター26、マスク27、レンズ2
8、必要であればミラー24などを一体にして移動させ
ればよい。以下の説明では、図1に示した構成に基づい
て説明を行なうが、加工対象物10とレーザー光の双方
が移動したり、レーザー光が移動する構成であっても同
様である。
In the example shown in FIG. 1, the laser light is irradiated while moving the object 10 to be processed, but the object 10 and the laser light may be moved relative to each other. Alternatively, for example, both may move or only the laser light may move. When moving the laser light, the shutter 26, the mask 27, the lens 2
8. If necessary, the mirror 24 may be moved integrally. In the following description, the description will be given based on the configuration shown in FIG. 1, but the same applies to a configuration in which both the object 10 to be processed and the laser light move, or the laser light moves.

【0018】次に動作の一例について説明する。レーザ
ー発生装置1から出射されたエキシマレーザー光は、ミ
ラー2,3で反射され、絞り5、シャッター6を通過
し、マスク7で設定された照射領域のレーザー光のみを
ミラー4で反射し、レンズ8で集光される。このとき、
レンズ8は焦点用駆動装置9で駆動され、レーザー光が
集光されて加工テーブル11上の加工対象物10の加工
面にマスク7の開口形状が結像されるように焦点が合わ
せられる。
Next, an example of the operation will be described. The excimer laser light emitted from the laser generator 1 is reflected by the mirrors 2 and 3, passes through the diaphragm 5 and the shutter 6, and only the laser light in the irradiation area set by the mask 7 is reflected by the mirror 4 and the lens It is condensed at 8. At this time,
The lens 8 is driven by the focus driving device 9 and focused so that the laser light is focused and the opening shape of the mask 7 is imaged on the processing surface of the processing object 10 on the processing table 11.

【0019】加工テーブル11上には、加工対象物10
の加工面がレンズ8側に向くように加工対象物10が載
置され、固定されている。計測カメラ13の位置におい
て、加工対象物10の画像が入力される。このとき、計
測カメラ13のピントは焦点用駆動装置14によって調
整される。計測カメラ13で取得した画像および焦点用
駆動装置14で調整した焦点位置の情報等が制御部15
に入力される。制御部15では、これらの情報から、加
工テーブル11上の加工対象物10の位置および加工面
の高さなどを計測し、加工位置やレンズ8の焦点位置な
どを制御する。
On the processing table 11, the object 10 to be processed is placed.
The object 10 to be processed is placed and fixed such that the surface to be processed faces the lens 8 side. At the position of the measurement camera 13, the image of the processing object 10 is input. At this time, the focus of the measurement camera 13 is adjusted by the focus driving device 14. The image acquired by the measurement camera 13, information on the focus position adjusted by the focus drive device 14, and the like are stored in the control unit 15.
Entered in. The control unit 15 measures the position of the object 10 to be processed on the processing table 11 and the height of the processing surface based on these pieces of information, and controls the processing position and the focal position of the lens 8.

【0020】加工テーブル駆動装置12をY方向に駆動
して加工対象物10を加工位置に移動し、X,Y方向の
移動により加工位置を合わせる。制御部15は、最適な
マスク7の選択やマスク7の開口の大きさの制御を行な
い、レーザー発生制御部16に対してレーザー光の発生
を指示する。レーザー発生制御部16は、レーザー発生
装置1を駆動し、エキシマレーザー光を発生する。
The processing table drive device 12 is driven in the Y direction to move the object 10 to the processing position, and the processing position is aligned by moving in the X and Y directions. The control unit 15 selects the optimum mask 7 and controls the size of the opening of the mask 7, and instructs the laser generation control unit 16 to generate laser light. The laser generation controller 16 drives the laser generator 1 to generate excimer laser light.

【0021】制御部15には、予め加工深さを含む加工
形状が設定されている。制御部15は、設定されている
加工形状に従って、加工テーブル駆動装置12に対して
加工対象物10の移動を指示する。このとき、加工深さ
に応じた移動速度を指示する。また、加工幅は加工テー
ブル駆動装置12に対してZ方向の移動を指示すること
によって制御する。加工テーブル駆動装置12によって
加工対象物10が移動している状態でシャッター6を開
き、レーザー光を加工対象物10に照射し、マスク7お
よびZ方向の位置に応じた形状の加工が行なわれる。こ
のとき、加工対象物10は移動しているので、連続的に
加工が行なわれるとともに、移動速度に応じてレーザー
光の照射時間が異なるため、加工深さを制御することが
できる。もちろん、移動速度の制御とともに、レーザー
発生装置1における発振周波数などを制御してエネルギ
ー量の制御を行なってもよい。
A machining shape including a machining depth is preset in the control unit 15. The control unit 15 instructs the processing table drive device 12 to move the object 10 according to the set processing shape. At this time, the moving speed according to the processing depth is instructed. The machining width is controlled by instructing the machining table drive device 12 to move in the Z direction. The shutter 6 is opened in a state where the processing object 10 is moved by the processing table drive device 12, the processing object 10 is irradiated with laser light, and processing of a shape corresponding to the mask 7 and the position in the Z direction is performed. At this time, since the object to be processed 10 is moving, the processing is continuously performed, and since the irradiation time of the laser beam differs depending on the moving speed, the processing depth can be controlled. Of course, the energy amount may be controlled by controlling the oscillation frequency or the like in the laser generator 1 together with the control of the moving speed.

【0022】次に具体例を用いて上述の加工動作をさら
に説明する。図2は、加工対象物の移動速度と加工深さ
の関係を説明するための具体的な加工例を示す斜視図で
ある。図2では、加工対象物10の移動速度を異ならせ
て、4種類の移動速度で溝を形成したものである。図2
において、左から順に移動速度を速くしている。なお、
ここではZ方向の移動は行なわずに加工しており、全て
の溝幅は一定である。図2からわかるように、移動速度
が遅い場合には深い溝が形成されており、移動速度が速
いと溝は浅く形成されることがわかる。すなわち、加工
すべき深さに応じて移動速度を設定すればよいことがわ
かる。
Next, the above-mentioned machining operation will be further described using a specific example. FIG. 2 is a perspective view showing a specific processing example for explaining the relationship between the moving speed of the processing target and the processing depth. In FIG. 2, the moving speed of the processing object 10 is different, and the groove is formed at four kinds of moving speeds. Figure 2
In, the moving speed is increased in order from the left. In addition,
Here, processing is performed without moving in the Z direction, and all groove widths are constant. As can be seen from FIG. 2, deep grooves are formed when the moving speed is low, and shallow grooves are formed when the moving speed is high. That is, it is understood that the moving speed may be set according to the depth to be processed.

【0023】このように、加工対象物の移動速度によっ
て加工深さを制御することができるが、移動速度を変更
すれば、加工深さは移動速度に応じて変化することにな
る。図3は、加工対象物の移動速度を変化させた場合の
加工例を示す斜視図及び断面図である。図3では、加工
対象物の移動加速度を一定として移動速度が次第に速く
なるように制御し、図3(A)の手前から奥へ、図3
(B)の左から右へ移動しながら加工した場合を示して
いる。移動速度が速くなるにつれて加工深さは次第に浅
くなり、図3に示すような底面が傾斜した溝が形成され
る。このとき、連続的に移動速度を変化させることによ
って滑らかな斜面が得られる。
As described above, the working depth can be controlled by the moving speed of the object to be processed, but if the moving speed is changed, the working depth will change according to the moving speed. FIG. 3 is a perspective view and a cross-sectional view showing a processing example when the moving speed of the processing object is changed. In FIG. 3, the moving speed of the object to be processed is controlled to be constant, and the moving speed is controlled to be gradually increased.
It shows a case where processing is performed while moving from left to right in (B). The machining depth gradually becomes shallower as the moving speed becomes faster, and a groove having an inclined bottom surface as shown in FIG. 3 is formed. At this time, a smooth slope can be obtained by continuously changing the moving speed.

【0024】図4は、加工対象物の初速度及び加速度と
斜面の傾斜角度の関係の一例を示すグラフである。図3
に示すような加工された溝の底面の傾斜角度は、レーザ
ー光の条件を同じとした場合、加工対象物の初速度と加
速度に関係している。図4では、加工対象物の初速度が
10mm/秒、15mm/秒、20mm/秒の場合に、
終速度を変化させ、そのときの変化量である加速度と傾
斜角度の関係を示している。加工対象物10は、一例と
してポリサルフォンを用い、またレーザー光としてエキ
シマレーザを用いて、レーザ出力300mJ/パルス、
周波数100Hz、エネルギー密度2.7J/cm2
した。
FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the initial velocity and acceleration of the workpiece and the slope angle of the slope. Figure 3
The inclination angle of the bottom surface of the processed groove as shown in (1) is related to the initial velocity and acceleration of the processing object under the same laser light conditions. In FIG. 4, when the initial velocity of the processing object is 10 mm / sec, 15 mm / sec, and 20 mm / sec,
The final velocity is changed, and the relationship between the acceleration, which is the change amount at that time, and the tilt angle is shown. As the processing object 10, polysulfone is used as an example, and an excimer laser is used as a laser beam, a laser output is 300 mJ / pulse,
The frequency was 100 Hz and the energy density was 2.7 J / cm 2 .

【0025】図4からわかるように、初速度が遅いと同
じ加速度で移動速度を増加しても傾斜角度は大きくな
り、初速度が速いと傾斜角度は小さくなる。また、同じ
初速度でも、加速度が大きいと加工深さの変化が大きく
なり、傾斜は急になる。また、図4から加速度を変化さ
せると傾斜角度が変化することがわかる。傾斜角度の変
化は、すなわち曲面が形成されることを示す。このよう
に、加工対象物の移動速度およびその変化量を制御する
ことによって加工深さを制御し、斜面や曲面などを有す
るような加工形状であっても、レーザー加工によって形
成することができる。このとき、移動速度を連続的に変
化させることによって、滑らかな斜面や曲面を得ること
ができる。
As can be seen from FIG. 4, when the initial velocity is slow, the tilt angle becomes large even if the moving velocity is increased with the same acceleration, and when the initial velocity is fast, the tilt angle becomes small. Further, even at the same initial speed, if the acceleration is large, the change in the working depth becomes large, and the inclination becomes steep. Further, it can be seen from FIG. 4 that the inclination angle changes when the acceleration is changed. A change in the tilt angle means that a curved surface is formed. In this way, the processing depth is controlled by controlling the moving speed of the object to be processed and the amount of change thereof, and even a processed shape having an inclined surface or a curved surface can be formed by laser processing. At this time, a smooth slope or curved surface can be obtained by continuously changing the moving speed.

【0026】図5は、加工対象物のZ方向の位置を変化
させた場合の加工例を示す斜視図である。この例では、
加工対象物の移動速度は一定とし、途中で加工対象物を
Z方向に変化させた場合を示している。加工対象物をZ
方向へ変化させると、レーザー光はデフォーカス状態と
なり、レーザー光の照射面積は広がる。デフォーカス状
態となっても、ある範囲内では所定の精度の範囲内で加
工を行なうことができる。デフォーカスによってレーザ
ー光の照射面積が広がると、その分だけ加工幅が広が
る。そのため、加工対象物をZ方向に変化させることに
よって、加工幅の制御が可能である。図5に示した例で
は、途中で加工対象物をZ方向に移動させ、溝幅を広く
し、その後、Z方向に元の位置に戻して加工を続けてい
る。これにより、途中に幅の広い部分が存在する溝を形
成することができる。このとき、加工対象物の移動速度
を一定にしているので、溝の深さは変化しない。
FIG. 5 is a perspective view showing an example of processing when the position of the object to be processed in the Z direction is changed. In this example,
The moving speed of the object to be machined is constant, and the object to be machined is changed in the Z direction on the way. Z to be processed
When the direction is changed, the laser light is in a defocused state, and the irradiation area of the laser light expands. Even in the defocused state, the processing can be performed within a predetermined range of accuracy within a certain range. When the irradiation area of the laser beam is expanded due to defocusing, the processing width is expanded accordingly. Therefore, the processing width can be controlled by changing the processing target in the Z direction. In the example shown in FIG. 5, the object to be processed is moved in the Z direction on the way to widen the groove width, and then returned to the original position in the Z direction to continue the processing. This makes it possible to form a groove having a wide portion in the middle. At this time, since the moving speed of the object to be processed is constant, the depth of the groove does not change.

【0027】このような加工幅を変化させる加工を行な
う場合、マスク7は加工形状の最小の加工幅に応じた幅
の開口を有するものを用いるとよい。開口の幅がこれよ
り大きいと最小の加工幅が形成できない。また、これよ
り小さい場合には加工可能ではあるものの、全ての部分
についてデフォーカス状態で加工することになり、一部
で加工精度が低下する可能性がある。
In the case of carrying out such processing for changing the processing width, it is preferable to use the mask 7 having an opening having a width corresponding to the minimum processing width of the processing shape. If the width of the opening is larger than this, the minimum working width cannot be formed. If it is smaller than this, it is possible to machine, but all the parts will be processed in the defocused state, and there is a possibility that the processing accuracy may be reduced in some parts.

【0028】図6は、マスク7の一例を示す断面図、図
7はマスク7の開閉時の一態様を示す概念図である。図
中、21は固定マスク、22は固定マスク開口部、23
は可動マスク、24は可動マスク開口部、25は上下機
構部、26はモータである。図6に示す例では、固定マ
スク開口部22が設けられた固定マスク21と、可動マ
スク開口部24が設けられた可動マスク23の2枚のマ
スクが設けられている。可動マスク23は上下機構部2
5に取り付けられており、モータ26によって移動可能
に構成されている。固定マスク21および可動マスク2
3は、例えば金属や誘電体などで形成することができ
る。
FIG. 6 is a sectional view showing an example of the mask 7, and FIG. 7 is a conceptual view showing one mode of opening and closing the mask 7. In the figure, 21 is a fixed mask, 22 is a fixed mask opening, and 23
Is a movable mask, 24 is a movable mask opening, 25 is a vertical mechanism, and 26 is a motor. In the example shown in FIG. 6, two masks are provided: a fixed mask 21 having a fixed mask opening 22 and a movable mask 23 having a movable mask opening 24. The movable mask 23 is a vertical mechanism unit 2.
5 and is configured to be movable by a motor 26. Fixed mask 21 and movable mask 2
3 can be formed of, for example, metal or dielectric.

【0029】レーザー光は固定マスク開口部22及び可
動マスク開口部24の重なった部分(開口部分)を通過
して加工対象物10に至る。図7(A)に示すように全
開時には、小さい方の開口(ここでは固定マスク開口部
22)が、レーザー光が通過する開口部分となり、その
開口形状に応じた加工がなされる。モータ26を駆動
し、上下機構部25によって可動マスク23を移動させ
ることによって、例えば図7(B)に示すようにレーザ
ー光が通過する開口部分を狭くすることができる。
The laser light reaches the object to be processed 10 through the overlapping portion (opening portion) of the fixed mask opening 22 and the movable mask opening 24. As shown in FIG. 7A, at the time of full opening, the smaller opening (here, the fixed mask opening 22) becomes the opening through which the laser light passes, and processing is performed according to the opening shape. By driving the motor 26 and moving the movable mask 23 by the up-and-down mechanism 25, for example, the opening through which the laser light passes can be narrowed as shown in FIG. 7B.

【0030】このように開口部分を制御することによっ
て、例えば図7中の上下方向を加工幅とすれば、可動マ
スク23の位置を調節することによって、加工可能な最
小加工幅を変更することができる。もちろん、動的に可
動マスク23を駆動制御することによって、加工対象物
10のZ方向の移動とともに、あるいはZ方向の移動を
行なわずに、加工幅の制御が可能である。
By controlling the opening portion in this manner, for example, when the processing width is in the vertical direction in FIG. 7, the minimum processing width that can be processed can be changed by adjusting the position of the movable mask 23. it can. Of course, by dynamically controlling the movable mask 23, it is possible to control the processing width with or without moving the object 10 to be processed in the Z direction.

【0031】また、図7中の左右方向を加工幅とすれ
ば、加工対象物10の移動速度を一定とした場合、加工
領域へのレーザー光の照射時間をある程度変更すること
ができる。例えば、図7(B)に示すように開口部分を
小さくした場合、加工対象物10の加工面をレーザー光
の照射領域が通過する所要時間が短くなり、加工深さは
浅くなる。逆に、図7(A)に示すように全開にした場
合には、深く加工を行なうことができる。
Further, by setting the processing width in the left-right direction in FIG. 7, it is possible to change the irradiation time of the laser beam to the processing region to some extent when the moving speed of the processing object 10 is constant. For example, when the opening is made smaller as shown in FIG. 7B, the time required for the laser light irradiation region to pass through the processing surface of the processing object 10 becomes shorter and the processing depth becomes shallower. On the contrary, when it is fully opened as shown in FIG. 7A, deep machining can be performed.

【0032】図6、図7に示した例では、可動マスク2
3は一方向のみに開口部分を拡大あるいは縮小するもの
であったが、これに限らず、両側から狭めたり、あるい
は図7における可動マスク23の移動方向と直交する方
向に移動する別の可動マスクを設け、2次元的に開口部
分を調節するように構成してもよい。また、この例では
固定マスク開口22および可動マスク開口24とも矩形
状として示したが、開口の形状は任意である。両者の形
状が相似形である必要もなく、例えば可動マスク23を
移動させると別の形状のマスクとなるように構成しても
よい。さらに、可動マスク23に複数の形状の可動マス
ク開口24を設けておき、可動マスク23を移動させて
開口形状を変更してもよい。
In the example shown in FIGS. 6 and 7, the movable mask 2
Although 3 is for expanding or contracting the opening portion in only one direction, it is not limited to this, and it is narrowed from both sides, or another movable mask that moves in a direction orthogonal to the moving direction of the movable mask 23 in FIG. May be provided, and the opening portion may be adjusted two-dimensionally. Further, in this example, both the fixed mask opening 22 and the movable mask opening 24 are shown as rectangular shapes, but the shapes of the openings are arbitrary. The shapes of the two do not have to be similar, and for example, the movable mask 23 may be configured to have a different shape when moved. Furthermore, the movable mask 23 may be provided with a plurality of movable mask openings 24, and the movable mask 23 may be moved to change the opening shape.

【0033】このように、図1に示したような本発明の
構成によって、上述の種々のパラメータを複合的に制御
することにより、種々の複雑な加工形状に対応したレー
ザー加工を行なうことができる。
As described above, with the configuration of the present invention as shown in FIG. 1, it is possible to perform laser processing corresponding to various complicated processing shapes by compositely controlling the above-mentioned various parameters. .

【0034】以下、加工対象物10としてインクジェッ
トヘッドの場合について、いくつかの具体例を示す。図
8は、インクジェットヘッドの流路構造の一例を示す部
分断面斜視図、図9は、図8に示す流路構造を加工する
際の加工対象物の移動速度の変化を示すグラフ、図10
は、同じく時間と加工位置を示すグラフ、図11は、同
じく加工位置と加工深さを示すグラフである。図8にお
いて、31はノズル孔位置、32は気泡成長室、33は
絞り部である。インクジェットヘッドでは、近年の高密
度化に対応するため、インクの流路となる溝の幅及び間
隔を狭めている。例えば発熱素子の発熱によってインク
中に気泡を発生させ、その気泡の成長時の圧力によって
インクを飛翔させるサーマル型のインクジェットヘッド
では、インクを効率よく飛翔させるため、気泡成長時の
圧力をノズル孔へ向かわせるように、インクの流路を一
部絞り、後方への圧力伝搬を低減する構成が取られてい
る。このとき、流路の幅方向に絞るには間隔が必要とな
るため、流路の深さを浅くすることで対応している。図
8に示す流路構造では、インクは図中の左側から流れ込
む。絞り部33が突出して流路を絞り、その右側が気泡
成長室32になる。絞り部33は、気泡成長室32に成
長する気泡の圧力がインクの流れの上流側へ伝搬するの
を抑止している。ノズル孔が、この流路の加工後にノズ
ル孔位置31に穿設され、気泡成長室32に成長する気
泡の圧力によってインクがノズル孔から噴射し、記録を
行なう。
Some concrete examples of the case where the object 10 to be processed is an ink jet head will be described below. FIG. 8 is a partial cross-sectional perspective view showing an example of the flow channel structure of the inkjet head, FIG. 9 is a graph showing changes in the moving speed of an object to be processed when the flow channel structure shown in FIG. 8 is processed, and FIG.
Is a graph showing the time and the processing position, and FIG. 11 is a graph showing the processing position and the processing depth. In FIG. 8, 31 is a nozzle hole position, 32 is a bubble growth chamber, and 33 is a throttle part. In the inkjet head, in order to cope with the recent increase in density, the width and interval of the groove that serves as an ink flow path are narrowed. For example, in a thermal ink jet head in which bubbles are generated in the ink due to the heat generated by the heating element and the ink is ejected by the pressure when the bubbles grow, in order to efficiently eject the ink, the pressure when the bubbles grow is applied to the nozzle holes. A part of the flow path of the ink is narrowed so as to face it, so that the pressure propagation to the rear is reduced. At this time, an interval is required to narrow the width of the flow channel, so the depth of the flow channel is made smaller. In the flow channel structure shown in FIG. 8, ink flows in from the left side in the figure. The narrowed portion 33 projects to narrow the flow path, and the right side thereof becomes the bubble growth chamber 32. The narrowed portion 33 prevents the pressure of the bubble growing in the bubble growth chamber 32 from propagating to the upstream side of the ink flow. A nozzle hole is formed at the nozzle hole position 31 after processing this flow path, and ink is ejected from the nozzle hole by the pressure of the bubble growing in the bubble growth chamber 32 to perform recording.

【0035】このような構造の流路を形成するために、
例えば図9に示すような速度で流路を形成するインクジ
ェットヘッドの流路形成部材を移動させる。このような
速度で流路形成部材を移動させることによって、レーザ
ー光が照射される加工位置は、図10に示すように移動
する。これによって、図11に示すような加工深さが変
化する形状の加工を行なうことができる。なお、図中の
aないしeは、図9ないし図11に共通した加工タイミ
ングを示している。
In order to form the flow path having such a structure,
For example, the flow path forming member of the ink jet head that forms the flow path is moved at a speed as shown in FIG. By moving the flow path forming member at such a speed, the processing position irradiated with the laser light moves as shown in FIG. As a result, it is possible to perform processing in a shape in which the processing depth changes as shown in FIG. In addition, a to e in the drawing indicate processing timings common to FIGS. 9 to 11.

【0036】まず区間aでは、図9において低速で流路
形成部材を移動させている。すなわち、図10に示すよ
うに区間aでは加工位置はほとんど動かず、図11に示
すように加工深さが深くなる。なお、この区間aでは移
動速度は変わっていないので、図11に示すように底部
は平らになる。
First, in the section a, the flow path forming member is moved at a low speed in FIG. That is, the machining position hardly moves in the section a as shown in FIG. 10, and the machining depth becomes deep as shown in FIG. Since the movement speed has not changed in this section a, the bottom portion becomes flat as shown in FIG.

【0037】区間bでは図9に示すように移動速度を一
時的に速くしている。これによって図10に示すように
加工位置が移動し、図11に示すように加工深さの浅い
部分が形成される。その後、区間cにおいて、図9に示
すように区間aよりも速く、区間bよりも遅い、一定の
速度で流路形成部材を移動させるので図11に示すよう
に区間aよりも浅い平らな部分が形成される。
In section b, the moving speed is temporarily increased as shown in FIG. As a result, the processing position is moved as shown in FIG. 10, and a portion having a small processing depth is formed as shown in FIG. After that, in the section c, the flow path forming member is moved at a constant speed, which is faster than the section a and slower than the section b in the section c, so that a flat portion shallower than the section a as shown in FIG. Is formed.

【0038】区間dでは、図9に示すように速度を次第
に減速しており、図11に示すように斜面が形成され
る。区間eでは再び一定の速度で流路形成部材を移動さ
せるが、この時の速度は区間aと区間cの間の速度であ
るので、図11に示すように、加工深さも区間aと区間
cの間の深さとして形成される。
In the section d, the speed is gradually reduced as shown in FIG. 9, and a slope is formed as shown in FIG. In the section e, the flow path forming member is moved again at a constant speed. Since the speed at this time is the speed between the sections a and c, as shown in FIG. 11, the processing depth is also the sections a and c. Formed as a depth between.

【0039】このようにして形成された流路構造は、区
間aの部分が図8におけるノズル孔位置31を含む気泡
成長室32に対応し、区間bの部分が絞り部33に対応
する。このようにして、全体として図8に示す流路構造
を加工することができる。
In the flow path structure thus formed, the section a corresponds to the bubble growth chamber 32 including the nozzle hole position 31 in FIG. 8, and the section b corresponds to the narrowed portion 33. In this way, the flow channel structure shown in FIG. 8 can be processed as a whole.

【0040】図12は、インクジェットヘッドの流路構
造の別の例を示す部分斜視図および部分平面図である。
高密度化に対応するため、インク吐出位置を極力狭める
必要があるが、図8に示す構成のように、流路と吐出位
置の幅が同一であると気泡成長室32が大きく取れない
など限度がある。図12に示した流路構造では、ノズル
孔の位置を交互にずらし、気泡成長室32を大きくした
例を示している。このような構造によれば、流路部分は
気泡成長室32よりも浅く、幅が狭いので、図8に示し
た構造における絞り部33を有する構成と同様に、圧力
の逃げを防止し、効率のよいインクジェットヘッドとな
る。
FIG. 12 is a partial perspective view and a partial plan view showing another example of the flow path structure of the ink jet head.
In order to cope with high density, it is necessary to narrow the ink ejection position as much as possible, but if the width of the flow path and the ejection position are the same as in the configuration shown in FIG. There is. The flow channel structure shown in FIG. 12 shows an example in which the positions of the nozzle holes are alternately shifted and the bubble growth chamber 32 is enlarged. According to such a structure, the flow path portion is shallower than the bubble growth chamber 32 and has a narrow width. Therefore, like the structure having the throttle portion 33 in the structure shown in FIG. It becomes a good inkjet head.

【0041】このような形状の流路を形成するために
は、気泡成長室32の部分を流路部分よりも深く、広く
形成する必要がある。深さ方向の加工は、上述のように
移動速度を遅くすることによって加工深さを深くするこ
とができる。また、幅方向はZ方向に加工テーブルを移
動し、デフォーカス状態で加工すればよい。すなわち、
気泡成長室32となる部分の加工時には、移動速度を遅
くするとともに、Z方向に加工テーブルを移動して加工
する。また、流路部分の加工時には、移動速度を比較的
速くし、Z方向は所定位置として加工すればよい。
In order to form a flow path having such a shape, it is necessary to form the bubble growth chamber 32 deeper and wider than the flow path portion. In the depth direction processing, the processing depth can be increased by slowing the moving speed as described above. Further, in the width direction, the processing table may be moved in the Z direction to perform processing in the defocused state. That is,
At the time of processing the portion to be the bubble growth chamber 32, the moving speed is slowed and the processing table is moved in the Z direction for processing. Further, at the time of processing the flow path portion, the moving speed may be set relatively high and the Z direction may be processed at a predetermined position.

【0042】図12に示した構造では、流路部分の長さ
が違う2つの構造が存在するが、それぞれの構造に適し
た流路を形成することができる。例えば流路部分が長い
と流体抵抗が大きくなるので、流路部分の短いものより
も流路の深さを深く、あるいは幅を広く形成することが
できる。また、図8に示した流路構造と同様に、深さ方
向の絞り部を設けてもよい。その際に、流路の長さに応
じた絞り部を形成してもよい。
In the structure shown in FIG. 12, there are two structures in which the lengths of the flow path parts are different, but it is possible to form a flow path suitable for each structure. For example, since the fluid resistance increases when the flow path portion is long, it is possible to form the flow path deeper or wider than the flow path portion having a short flow path portion. Further, similarly to the flow channel structure shown in FIG. 8, a narrowed portion in the depth direction may be provided. At that time, a narrowed portion may be formed according to the length of the flow path.

【0043】図13は、マスクの具体的形状の一例を示
す平面図である。また、図14、図15は、インクジェ
ットヘッドの流路構造のさらに別の例を示す平面図及び
断面図である。上述の図8や図12に示したようなイン
クジェットヘッドの流路を形成する際には、例えば図1
3に示すような最小の流路幅に対応した幅を有する開口
が形成されたマスクを使用して加工すればよい。ここで
は単純な矩形状の開口のマスクを示している。このよう
な単純な形状の開口を有するマスクでも、図8や図12
に示すような複雑な形状の流路を形成することが可能で
ある。
FIG. 13 is a plan view showing an example of a specific shape of the mask. 14 and 15 are a plan view and a sectional view showing still another example of the flow path structure of the inkjet head. When forming the flow path of the ink jet head as shown in FIG. 8 and FIG.
Processing may be performed using a mask having an opening having a width corresponding to the minimum channel width as shown in FIG. Here, a mask having a simple rectangular opening is shown. Even with a mask having such a simple opening, the mask shown in FIG.
It is possible to form a flow path having a complicated shape as shown in FIG.

【0044】また、例えば加工中に移動速度を微小に変
動させると、マスクの開口のエッジの形状が加工された
面に現出する。図13(A)に示す矩形状の開口を有す
るマスクを使用し、流路部分の加工中に移動速度を微小
に変動させた場合、図14に示すように、開口のエッジ
により平行な波状の微小な凹凸が形成できる。このよう
な微小な凹凸によって流路内のインクのぬれ性が向上
し、流路内に滞留する気泡などを減少させることができ
る。また例えば図13(B)に示すような開口を有する
マスクを使用し、流路部分の加工中に移動速度を微小に
変動させることによって、図15に示すような凹凸形状
を流路部分に形成することができる。このような凹凸形
状によって、インクを気泡成長室32へ向けて流れやす
く、逆方向に流れにくくすることができる。なお、図1
5において気泡成長室32は図13(A)に示したマス
クを用いて形成している。
Further, for example, when the moving speed is slightly changed during processing, the shape of the edge of the opening of the mask appears on the processed surface. When the mask having the rectangular opening shown in FIG. 13A is used and the moving speed is slightly changed during the processing of the flow path portion, as shown in FIG. Fine irregularities can be formed. Such minute irregularities improve the wettability of the ink in the flow channel, and can reduce bubbles and the like that accumulate in the flow channel. Further, for example, a mask having an opening as shown in FIG. 13B is used, and the moving speed is minutely changed during the processing of the flow path portion to form an uneven shape as shown in FIG. 15 in the flow path portion. can do. With such a concavo-convex shape, the ink can easily flow toward the bubble growth chamber 32 and can be made difficult to flow in the opposite direction. Note that FIG.
In FIG. 5, the bubble growth chamber 32 is formed using the mask shown in FIG.

【0045】図16は、マスクの具体的形状の別の例を
示す平面図である。上述の例では、インクジェットヘッ
ドの多数形成される流路を1本ずつ形成する例を示した
が、本発明はこれに限らず、複数本の流路を1回の加工
によって形成することも可能である。一つの方法は、図
13に示すように開口が1つのマスクを用い、レンズ系
等の光学系で分ける方法がある。また、別の方法とし
て、図16に示すように多数の開口を有するマスクを用
いる方法がある。インクジェットヘッドに形成する流路
の数だけ、マスクに開口を設ければ、1回の加工によっ
て全ての流路を形成することができる。また、図12に
示したような流路構造を形成するのであれば、全ての流
路本数の半分の開口をマスクに設けておき、流路部分の
長いものと短いものの2回の加工で形成すればよい。
FIG. 16 is a plan view showing another example of the specific shape of the mask. In the above-mentioned example, an example in which a large number of flow paths in which the inkjet head is formed is formed one by one, but the present invention is not limited to this, and it is also possible to form a plurality of flow paths by one process. Is. One method is to use a mask with a single aperture as shown in FIG. 13 and divide by an optical system such as a lens system. Further, as another method, there is a method using a mask having a large number of openings as shown in FIG. If the mask is provided with openings corresponding to the number of channels formed in the inkjet head, all the channels can be formed by one-time processing. If the flow channel structure as shown in FIG. 12 is to be formed, half the openings of all the flow channels are provided in the mask, and the long and short flow channel portions are formed by two processings. do it.

【0046】上述の具体例では、インジェットヘッドの
流路を形成する流路形成部材を加工対象物としたが、こ
れに限らず、流路形成部材を成形するための型を加工対
象物とし、上述の各流路構造の反転構造を加工形状とし
て加工したり、その型を作るための正転レプリカを加工
対象物として上述の各流路構造に基づいて加工すること
ができる。型に対して加工した場合、その型を用いて成
形することによって、上述のような各流路構造を有する
流路形成部材を作製することができる。また、正転レプ
リカを加工した場合、例えば電鋳などによって型を作製
し、その型を用いて例えば成形によって流路形成部材を
作製すればよい。
In the above-described specific example, the flow path forming member forming the flow path of the injet head is the object to be processed, but the present invention is not limited to this, and the mold for molding the flow path forming member is the object to be processed. The inversion structure of each of the above-described flow channel structures can be processed as a processed shape, or the normal replica for making the mold can be processed as a processing target based on each of the above flow path structures. When the mold is processed, the flow path forming member having each flow path structure as described above can be manufactured by molding using the mold. Further, when the normal replica is processed, a mold may be manufactured by, for example, electroforming, and the flow path forming member may be manufactured by, for example, molding using the mold.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、インクジェットヘッドにおける所定の形状の
溝を簡単に現出させることができる。特に、加工幅、加
工深さ、勾配等を連続的に変化させることができ、かつ
同一工程にて加工できるので、工程数の減少や精度の向
上を図ることができる。このとき、マスク交換を必要と
しないので、精密な位置合わせを必要とせず、工程数の
減少及び高い加工精度が安定して得られる。さらに、流
路部分の加工中に前記移動の速度を微小に変動させて波
状の微小な凹凸を形成することができ、流路内のインク
のぬれ性が向上し、流路内に滞留する気泡などを減少さ
せることができるインクジェットヘッドを得ることがで
きる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a predetermined shape of an ink jet head can be obtained.
The groove can be easily exposed. In particular, since the processing width, processing depth, gradient, etc. can be continuously changed and the processing can be performed in the same process, the number of processes can be reduced and the accuracy can be improved. At this time, since mask replacement is not required, precise alignment is not required, and the number of steps can be reduced and high processing accuracy can be stably obtained. Furthermore, the flow
During machining of the road part, the speed of the movement is slightly changed to
-Shaped minute unevenness can be formed, and ink in the flow path
The wettability of the liquid is improved and air bubbles that accumulate in the flow path are reduced.
It is possible to obtain an inkjet head that can
Wear.

【0048】このようなレーザー加工方法、レーザー加
工装置を用いてインクジェットヘッドの流路を加工する
ことによって、高性能なインクジェットヘッドが安価に
作製可能となる。また、流路の幅、深さ、傾きが連続的
に変化させることが可能なので、3次元的な流路構造を
容易に実現することができるとともに、流路構造の設計
自由度が飛躍的に向上する。さらに、複雑な構造の流路
であっても、マスクの開口を複数設けておくだけで、複
数の流路について加工が可能であるし、逆に同じマスク
を用いて異なる構造の流路を同一工程内で加工可能であ
る。そのため、高密度、高効率のインクジェットヘッド
を高速に、安価に製造することができるという効果があ
る。
By processing the flow path of the ink jet head using such a laser machining method and laser machining apparatus, a high performance ink jet head can be manufactured at low cost. Moreover, since the width, depth, and inclination of the flow passage can be continuously changed, a three-dimensional flow passage structure can be easily realized, and the degree of freedom in designing the flow passage structure is dramatically increased. improves. Furthermore, even if the flow path has a complicated structure, it is possible to process a plurality of flow paths by simply providing a plurality of openings in the mask, and conversely, use the same mask to make the flow paths of different structures the same. It can be processed in the process. Therefore, there is an effect that a high-density, high-efficiency inkjet head can be manufactured at high speed and at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のレーザー加工方法およびレーザー加
工装置の実施の一形態を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a laser processing method and a laser processing apparatus of the present invention.

【図2】 加工対象物の移動速度と加工深さの関係を説
明するための具体的な加工例を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a specific processing example for explaining the relationship between the moving speed of the processing target and the processing depth.

【図3】 加工対象物の移動速度を変化させた場合の加
工例を示す斜視図及び断面図である。
3A and 3B are a perspective view and a cross-sectional view showing a processing example when the moving speed of the processing target is changed.

【図4】 加工対象物の初速度及び加速度と斜面の傾斜
角度の関係の一例を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the initial velocity and acceleration of the workpiece and the inclination angle of the slope.

【図5】 加工対象物のZ方向の位置を変化させた場合
の加工例を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a processing example when the position of the processing target in the Z direction is changed.

【図6】 マスク7の一例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a mask 7.

【図7】 マスク7の開閉時の一態様を示す概念図であ
る。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing one aspect when the mask 7 is opened and closed.

【図8】 インクジェットヘッドの流路構造の一例を示
す部分断面斜視図である。
FIG. 8 is a partial cross-sectional perspective view showing an example of the flow path structure of the inkjet head.

【図9】 図8に示す流路構造を加工する際の加工対象
物の移動速度の変化を示すグラフである。
9 is a graph showing a change in moving speed of a processing object when processing the flow channel structure shown in FIG.

【図10】 図8に示す流路構造を加工する際の時間と
加工位置を示すグラフグラフである。
10 is a graph graph showing time and processing position when processing the flow channel structure shown in FIG.

【図11】 図8に示す流路構造を加工する際の加工位
置と加工深さを示すグラフである。
11 is a graph showing a processing position and a processing depth when processing the flow channel structure shown in FIG.

【図12】 インクジェットヘッドの流路構造の別の例
を示す部分斜視図および部分平面図である。
FIG. 12 is a partial perspective view and a partial plan view showing another example of the flow path structure of the inkjet head.

【図13】 マスクの具体的形状の一例を示す平面図で
ある。
FIG. 13 is a plan view showing an example of a specific shape of a mask.

【図14】 インクジェットヘッドの流路構造のさらに
別の例を示す平面図及び断面図である。
FIG. 14 is a plan view and a cross-sectional view showing still another example of the flow path structure of the inkjet head.

【図15】 インクジェットヘッドの流路構造のさらに
別の例を示す平面図及び断面図である。
FIG. 15 is a plan view and a cross-sectional view showing still another example of the flow path structure of the inkjet head.

【図16】 マスクの具体的形状の別の例を示す平面図
である。
FIG. 16 is a plan view showing another example of the specific shape of the mask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…レーザー発生装置、2〜4…ミラー、5…絞り、6
…シャッター、7…マスク、8…レンズ、9…焦点用駆
動装置、10…加工対象物、11…加工テーブル、12
…加工テーブル駆動装置、13…計測カメラ、14…焦
点用駆動装置、15…制御部、16…レーザー発生制御
部、21…固定マスク、22…固定マスク開口部、23
…可動マスク、24…可動マスク開口部、25…上下機
構部、26…モータ、31…ノズル孔位置、32…気泡
成長室、33…絞り部。
1 ... Laser generator, 2-4 ... Mirror, 5 ... Aperture, 6
... Shutter, 7 ... Mask, 8 ... Lens, 9 ... Focus drive device, 10 ... Processing object, 11 ... Processing table, 12
... processing table drive device, 13 ... measurement camera, 14 ... focus drive device, 15 ... control unit, 16 ... laser generation control unit, 21 ... fixed mask, 22 ... fixed mask opening, 23
... Movable mask, 24 ... Movable mask opening, 25 ... Vertical mechanism part, 26 ... Motor, 31 ... Nozzle hole position, 32 ... Bubble growth chamber, 33 ... Throttling part.

フロントページの続き (72)発明者 片岡 雅樹 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社内 (72)発明者 小泉 幸久 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社内 (72)発明者 須賀 元泰 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−318386(JP,A) 特開 平8−127125(JP,A) 特開 平8−206866(JP,A) 特開 平7−304179(JP,A) 特開 平5−318744(JP,A) 特開 平5−77425(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 26/00 - 26/42 B41J 2/16 Front page continuation (72) Inventor Masaki Kataoka 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture, Fuji Zelocks Co., Ltd. (72) Inventor Yukihisa Koizumi 2274, Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor, Suga Motoyasu 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Fuji Xerox Co., Ltd. (56) Reference JP-A-8-318386 (JP, A) JP-A-8-127125 (JP, A) JP-A-8-206866 (JP , A) JP-A-7-304179 (JP, A) JP-A-5-318744 (JP, A) JP-A-5-77425 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB) Name) B23K 26/00-26/42 B41J 2/16

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 加工対象物にレーザー光を照射してイン
クジェットヘッドにおける所定の形状の溝を現出させる
レーザー加工方法であって、前記レーザー光及びマスク
と前記加工対象物とを相対的に連続して移動させながら
前記レーザー光を前記加工対象物に照射するとともに、
前記形状に従って少なくとも相対的な前記移動の速度を
変化させるように制御するレーザー加工方法において、
流路部分の加工中に前記移動の速度を微小に変動させて
波状の微小な凹凸を形成することを特徴とするレーザー
加工方法。
1. A in by irradiating a laser beam to the workpiece
A laser processing method for exposing a groove having a predetermined shape in a cuddle head , irradiating the laser light to the object while moving the laser light and the mask and the object relatively continuously. Along with
A laser processing method for controlling at least a relative speed of the movement according to the shape ,
By slightly changing the speed of movement while processing the flow path
A laser processing method characterized by forming fine wavy irregularities .
【請求項2】 さらに、前記加工対象物を前記レーザー
光の入射軸方向に相対的に移動させ、同一の前記マスク
を用いて連続的に加工幅を変化させることを可能とした
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザー加工方法。
2. The processing object can be relatively moved in the incident axis direction of the laser light, and the processing width can be continuously changed by using the same mask. The laser processing method according to claim 1.
【請求項3】 さらに、前記マスクの開口の大きさを制
御し、前記加工対象物上の前記レーザー光の照射面積を
変化させることを特徴とする請求項1または2に記載の
レーザー加工方法。
3. The laser processing method according to claim 1, further comprising controlling the size of the opening of the mask to change the irradiation area of the laser light on the object to be processed.
【請求項4】 加工対象物にレーザー光を照射してイン
クジェットヘッドにおける所定の形状の溝を現出させる
レーザー加工装置において、レーザー光を発生するレー
ザー発生手段と、該レーザー発生手段で発生したレーザ
ー光を前記加工対象物上に導くとともに該加工対象物上
に前記レーザー光を収束させる光学系と、該光学系の間
に設けられレーザー光の照射形状を決定するマスクと、
前記光学系によって前記加工対象物上に導かれたレーザ
ー光と前記加工対象物とを相対的にかつ加工中は連続的
に移動させる移動手段と、前記形状に従って前記レーザ
ー発生手段が発生するレーザー光のエネルギーおよび前
記移動手段による相対移動の速度を制御する制御手段を
し、該制御手段は、流路部分の加工中に前記相対移動
の速度を微小に変動させて波状の微小な凹凸を形成する
ことを特徴とするレーザー加工装置。
4. in by irradiating a laser beam to the workpiece
In a laser processing apparatus for exposing a groove of a predetermined shape in a jet jet head, a laser generating unit for generating a laser beam, and a laser beam generated by the laser generating unit are guided onto the processing target and on the processing target. An optical system for converging the laser light, and a mask provided between the optical systems for determining the irradiation shape of the laser light,
Moving means for moving the laser beam guided onto the object to be processed by the optical system and the object to be processed relatively and continuously during processing, and laser light generated by the laser generating means according to the shape. the energy and have a control means for controlling the speed of the relative movement by said moving means, said control means, the relative movement during processing of the flow path portion
A laser processing apparatus, characterized in that a minute wavy unevenness is formed by minutely changing the speed of .
【請求項5】 前記マスクの開口は最小加工形状に応じ
た大きさに形成されており、前記移動手段は、前記加工
対象物を前記レーザー光の入射軸方向に相対的に移動可
能であり、前記制御手段は、前記形状における加工幅に
従って前記移動手段に前記レーザー光の入射軸方向の相
対的な移動を行なわせることを特徴とする請求項4に記
載のレーザー加工装置。
5. The opening of the mask is formed in a size corresponding to a minimum processing shape, and the moving means is capable of relatively moving the object to be processed in an incident axis direction of the laser beam, 5. The laser processing apparatus according to claim 4, wherein the control means causes the moving means to perform relative movement in the incident axis direction of the laser light according to the processing width in the shape.
【請求項6】 前記マスクは、穿設されている開口面積
を制御可能に構成されており、前記制御手段は、前記形
状に従って前記マスクの開口面積を変化させることを特
徴とする請求項4または5に記載のレーザー加工装置。
6. The mask according to claim 4, wherein the opening area of the mask is controllable, and the control means changes the opening area of the mask according to the shape. The laser processing apparatus according to item 5.
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