JP3501598B2 - レーザー加工方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録ヘッド製造装置 - Google Patents
レーザー加工方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録ヘッド製造装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー加工方
法、インクジェット記録ヘッド、及びインクジェット記
録ヘッド製造装置に関するものである。
法、インクジェット記録ヘッド、及びインクジェット記
録ヘッド製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、レーザー発振器がレーザー加工装
置の光源として多用されている。特に、紫外領域のパル
スレーザー発振器は、ポリマーに対して現像なしでパタ
ーニングするアブソレーションの際の光源として注目さ
れている。
置の光源として多用されている。特に、紫外領域のパル
スレーザー発振器は、ポリマーに対して現像なしでパタ
ーニングするアブソレーションの際の光源として注目さ
れている。
【０００３】アブソレーションを利用してポリマーを加
工するレーザー加工方法、あるいはレーザー加工システ
ムとしては、以下に示すものが提案されている。すなわ
ち、レーザー光源部と、所定のパターンを有し、このパ
ターンを介してレーザー光源部からのレーザー光をワー
ク側に透過させるマスクを備えたマスク部と、レーザー
光源部からのレーザー光を投影する投影光学系と、ワー
ク位置を測定してワークを移動させる測定・移動系とを
有する（特開平４−９２９１号公報、特開平４−３３９
５８５号公報参照）ものが提案されている。
工するレーザー加工方法、あるいはレーザー加工システ
ムとしては、以下に示すものが提案されている。すなわ
ち、レーザー光源部と、所定のパターンを有し、このパ
ターンを介してレーザー光源部からのレーザー光をワー
ク側に透過させるマスクを備えたマスク部と、レーザー
光源部からのレーザー光を投影する投影光学系と、ワー
ク位置を測定してワークを移動させる測定・移動系とを
有する（特開平４−９２９１号公報、特開平４−３３９
５８５号公報参照）ものが提案されている。
【０００４】このようなレーザー加工方法は、主として
インクジェット記録ヘッドのインク吐出口の加工（特開
平２−１２１８４２号公報、特開平２−１８７３４６号
公報、特開平３−１０１９５４号公報、特開平３−１０
１９６０号公報参照）やインクジェット記録ヘッドのイ
ンク流路の加工（特開平２−１２１８４５号公報参照）
等の微細な加工に用いられている。
インクジェット記録ヘッドのインク吐出口の加工（特開
平２−１２１８４２号公報、特開平２−１８７３４６号
公報、特開平３−１０１９５４号公報、特開平３−１０
１９６０号公報参照）やインクジェット記録ヘッドのイ
ンク流路の加工（特開平２−１２１８４５号公報参照）
等の微細な加工に用いられている。
【０００５】ここにいうインクジェット記録ヘッドは、
インクジェット記録方式の中でも、特にバルブジェット
方式の記録ヘッドに採用されている。バルブジェット方
式の記録装置の代表的な構成や原理は、例えば、米国特
許第４７２３１２９号，同第４７４０７９６号明細書に
開示されており、いわゆる、オンデマンド型，コンティ
ニュアス型のいずれにも適用可能である。この方式で
は、例えば、オンデマンド型について説明すると、液体
（インク）が保持されているシートや液路（インク流
路）に電気熱変換体を配設し、この電気変換体に駆動信
号に応じた熱エネルギーを発生させ、記録ヘッドの熱作
用面に膜沸騰を起こし、結果的に上記駆動信号に一対一
で対応した気泡を液体（インク）内に形成し、この気泡
の成長，収縮で吐出口より液体（インク）を液滴の形で
吐出させる。ここで与えられる駆動信号は、米国特許第
４４６３３５９号，同第４３４５２６２号明細書に開示
されているようなパルス信号が望ましい。また、上記熱
作用面の温度上昇率については米国特許第４３１３１２
４号明細書に開示された条件が採用されるとよい。
インクジェット記録方式の中でも、特にバルブジェット
方式の記録ヘッドに採用されている。バルブジェット方
式の記録装置の代表的な構成や原理は、例えば、米国特
許第４７２３１２９号，同第４７４０７９６号明細書に
開示されており、いわゆる、オンデマンド型，コンティ
ニュアス型のいずれにも適用可能である。この方式で
は、例えば、オンデマンド型について説明すると、液体
（インク）が保持されているシートや液路（インク流
路）に電気熱変換体を配設し、この電気変換体に駆動信
号に応じた熱エネルギーを発生させ、記録ヘッドの熱作
用面に膜沸騰を起こし、結果的に上記駆動信号に一対一
で対応した気泡を液体（インク）内に形成し、この気泡
の成長，収縮で吐出口より液体（インク）を液滴の形で
吐出させる。ここで与えられる駆動信号は、米国特許第
４４６３３５９号，同第４３４５２６２号明細書に開示
されているようなパルス信号が望ましい。また、上記熱
作用面の温度上昇率については米国特許第４３１３１２
４号明細書に開示された条件が採用されるとよい。
【０００６】上記インクジェット記録ヘッドは、上述し
た各明細書に記載されているようなインク出口（オリフ
ィス）と、直線状または直角な液路（インク流路）と、
電気熱変換体とを組合せた構成になっている。このほ
か、熱作用部が屈曲する領域に配置されている、例えば
米国特許第４５５８３３３号，米国特許第４４５９６０
０号明細書に開示されている構成であってもよい。ま
た、上記インクジェット記録ヘッドは、複数の電気熱変
換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出
部とする構成、例えば特開昭５９−１３８４６１号公報
に記載の構成、あるいは熱エネルギ−の圧力波を吸収す
る開孔を吐出部に対応させた構成、例えば特開昭５９−
１３８４６１号公報の構成であってもよい。なお、上述
した明細書に記載のインクジェット記録ヘッドは、複数
の記録ヘッドを組み合わせて所定幅に対応できる長さを
確保しているが、１つの記録ヘッドで所定幅（記録装置
が記録できる最大記録媒体の幅）に対応した長さに構成
してもよい。
た各明細書に記載されているようなインク出口（オリフ
ィス）と、直線状または直角な液路（インク流路）と、
電気熱変換体とを組合せた構成になっている。このほ
か、熱作用部が屈曲する領域に配置されている、例えば
米国特許第４５５８３３３号，米国特許第４４５９６０
０号明細書に開示されている構成であってもよい。ま
た、上記インクジェット記録ヘッドは、複数の電気熱変
換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出
部とする構成、例えば特開昭５９−１３８４６１号公報
に記載の構成、あるいは熱エネルギ−の圧力波を吸収す
る開孔を吐出部に対応させた構成、例えば特開昭５９−
１３８４６１号公報の構成であってもよい。なお、上述
した明細書に記載のインクジェット記録ヘッドは、複数
の記録ヘッドを組み合わせて所定幅に対応できる長さを
確保しているが、１つの記録ヘッドで所定幅（記録装置
が記録できる最大記録媒体の幅）に対応した長さに構成
してもよい。
【０００７】また、上記インクジェット記録ヘッドの構
成は、装置本体に装着されることで電気的（電気熱変換
体のため）な接続ができ、またインクの供給を受ける交
換可能なチップタイプあるいは記録ヘッド自体に設けら
れるカートリッジタイプとしてもよい。
成は、装置本体に装着されることで電気的（電気熱変換
体のため）な接続ができ、またインクの供給を受ける交
換可能なチップタイプあるいは記録ヘッド自体に設けら
れるカートリッジタイプとしてもよい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このようなインクジェ
ット記録ヘッドの部品（ワーク）に対して、インク流路
のような微細な溝をレーザー加工する場合、溝の形状が
レーザーの照射方向に凹凸のある立体的な形状である
と、従来のレーザー加工方法では、加工に時間がかか
る。
ット記録ヘッドの部品（ワーク）に対して、インク流路
のような微細な溝をレーザー加工する場合、溝の形状が
レーザーの照射方向に凹凸のある立体的な形状である
と、従来のレーザー加工方法では、加工に時間がかか
る。
【０００９】例えば、溝の形状がインクの吐出口側への
供給力を制限したり、インクの発泡エネルギーがインク
吐出口の反対側へ逃げないようにするための、インクの
流れの抵抗となる突部が溝の途中にあるような立体的な
形状であると、１回の加工では立体的な溝を形成でき
ず、２種類以上のマスクを用いて多段階の加工を行わな
ければならない。そのため加工に時間がかかり、生産性
が低下するという問題点があった。
供給力を制限したり、インクの発泡エネルギーがインク
吐出口の反対側へ逃げないようにするための、インクの
流れの抵抗となる突部が溝の途中にあるような立体的な
形状であると、１回の加工では立体的な溝を形成でき
ず、２種類以上のマスクを用いて多段階の加工を行わな
ければならない。そのため加工に時間がかかり、生産性
が低下するという問題点があった。
【００１０】さらに、２回目以降の加工に際しては、１
回目の加工位置に対してワークの正確な位置合わせを行
う必要があり、位置合わせのための画像処理やワーク移
動系のステージなどに高い精度が要求されるため装置自
体が大がかりなものとなってしまうという問題点があっ
た。
回目の加工位置に対してワークの正確な位置合わせを行
う必要があり、位置合わせのための画像処理やワーク移
動系のステージなどに高い精度が要求されるため装置自
体が大がかりなものとなってしまうという問題点があっ
た。
【００１１】勿論、立体的な溝を加工する場合、レーザ
ー光の何％かを透過させることのできる有電帯マスクを
用いて加工することは可能である。しかし、有電体マス
ク自身が高価であり、レーザーの反射率を１００％にす
ることは不可能である。その上、誘電体マスク自身に細
かい高密度なパターンを形成することは困難である。こ
のため、有電体マスクを利用することには一定の限界が
ある。
ー光の何％かを透過させることのできる有電帯マスクを
用いて加工することは可能である。しかし、有電体マス
ク自身が高価であり、レーザーの反射率を１００％にす
ることは不可能である。その上、誘電体マスク自身に細
かい高密度なパターンを形成することは困難である。こ
のため、有電体マスクを利用することには一定の限界が
ある。
【００１２】本発明は、このような従来の問題点を解決
するためになされたので、ワークにレーザーの照射方向
に凹凸のある立体的な形状を１回の加工で効率的に行う
ことができるレーザー加工方法を提供することを目的と
する。また、このようなレーザー加工方法を用いたイン
クジェット記録ヘッド製造装置を提供することを目的と
する。さらに、前記加工方法と製造装置によって得られ
るインクの吐出特性に優れたインクジェット記録ヘッド
を提供することを目的とする。
するためになされたので、ワークにレーザーの照射方向
に凹凸のある立体的な形状を１回の加工で効率的に行う
ことができるレーザー加工方法を提供することを目的と
する。また、このようなレーザー加工方法を用いたイン
クジェット記録ヘッド製造装置を提供することを目的と
する。さらに、前記加工方法と製造装置によって得られ
るインクの吐出特性に優れたインクジェット記録ヘッド
を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明が提供するレーザ
ー加工方法は、次の（１）〜（１２）に記載のものであ
る。
ー加工方法は、次の（１）〜（１２）に記載のものであ
る。
【００１４】（１）レーザー光源と、レーザー光を整形
するビーム整形光学系と、ワークの加工形状に対応した
所定のパターンを有するマスクと、マスクを照明する照
明光学系と、マスクのパターンの像をワークの加工面上
に所定の倍率で結像させる投影光学系とを備えたレーザ
ー加工方法であって、前記マスクに、前記投影光学系で
の分解能と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部を設
けたレーザー加工方法（以下、第１の方法という。）。
するビーム整形光学系と、ワークの加工形状に対応した
所定のパターンを有するマスクと、マスクを照明する照
明光学系と、マスクのパターンの像をワークの加工面上
に所定の倍率で結像させる投影光学系とを備えたレーザ
ー加工方法であって、前記マスクに、前記投影光学系で
の分解能と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部を設
けたレーザー加工方法（以下、第１の方法という。）。
【００１５】（２）レーザー光源と、レーザー光を整形
するビーム整形光学系と、ワークの加工形状に対応した
所定のパターンを有するマスクと、マスクを照明する照
明光学系と、マスクのパターンの像をワークの加工面上
に所定の倍率で結像させる投影光学系とを備えたレーザ
ー加工方法であって、前記マスクに、ワークを加工した
際の加工の分解能と前記所定の倍率の商よりも小さい減
光部を設けたレーザー加工方法（以下、第２の方法とい
う。）。
するビーム整形光学系と、ワークの加工形状に対応した
所定のパターンを有するマスクと、マスクを照明する照
明光学系と、マスクのパターンの像をワークの加工面上
に所定の倍率で結像させる投影光学系とを備えたレーザ
ー加工方法であって、前記マスクに、ワークを加工した
際の加工の分解能と前記所定の倍率の商よりも小さい減
光部を設けたレーザー加工方法（以下、第２の方法とい
う。）。
【００１６】（３）第１の方法における前記投影光学系
での分解能と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部
が、少なくとも前記レーザー光を１００％反射または吸
収、あるいはワークのレーザー加工閾値以下透過する部
分であるレーザー加工方法（以下、第３の方法とい
う。）。
での分解能と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部
が、少なくとも前記レーザー光を１００％反射または吸
収、あるいはワークのレーザー加工閾値以下透過する部
分であるレーザー加工方法（以下、第３の方法とい
う。）。
【００１７】（４）第２の方法における前記ワークを加
工した際の加工の分解能と前記所定の倍率の商よりも小
さい減光部が、少なくとも前記レーザー光を１００％反
射または吸収、あるいはワークのレーザー加工閾値以下
透過する部分であるレーザー加工方法（以下、第４の方
法という。）。
工した際の加工の分解能と前記所定の倍率の商よりも小
さい減光部が、少なくとも前記レーザー光を１００％反
射または吸収、あるいはワークのレーザー加工閾値以下
透過する部分であるレーザー加工方法（以下、第４の方
法という。）。
【００１８】（５）第１または第２の方法における前記
レーザー光源が、パルス紫外線レーザー光を発するもの
であるレーザー加工方法（以下、第５の方法とい
う。）。前記パルス紫外線レーザーとしては、Ｘｅ−Ｃ
ｌエキシマレーザー、Ｋｒ−Ｆエキシマレーザー、Ａｒ
−Ｆエキシマレーザー、ＹＡＧレーザーの４次高調波、
ＹＡＧレーザーの基本波と２次高調波とのミキシング
波、窒素ガスレーザーのいずれかを用いることができ
る。
レーザー光源が、パルス紫外線レーザー光を発するもの
であるレーザー加工方法（以下、第５の方法とい
う。）。前記パルス紫外線レーザーとしては、Ｘｅ−Ｃ
ｌエキシマレーザー、Ｋｒ−Ｆエキシマレーザー、Ａｒ
−Ｆエキシマレーザー、ＹＡＧレーザーの４次高調波、
ＹＡＧレーザーの基本波と２次高調波とのミキシング
波、窒素ガスレーザーのいずれかを用いることができ
る。
【００１９】（６）第１または第２の方法における前記
ワークが、インクを吐出するための液体吐出エネルギー
発生素子を１つ以上形成した第１基板と、インク流路と
なる溝を１本以上形成した第２基板とを、液体吐出エネ
ルギー発生素子と溝とが対応する形態で接合してなるイ
ンクジェット記録ヘッドにおける前記第２基板であり、
前記加工形状は、前記第２基板の溝の形状であるレーザ
ー加工方法（以下、第６の方法という。）。
ワークが、インクを吐出するための液体吐出エネルギー
発生素子を１つ以上形成した第１基板と、インク流路と
なる溝を１本以上形成した第２基板とを、液体吐出エネ
ルギー発生素子と溝とが対応する形態で接合してなるイ
ンクジェット記録ヘッドにおける前記第２基板であり、
前記加工形状は、前記第２基板の溝の形状であるレーザ
ー加工方法（以下、第６の方法という。）。
【００２０】（７）第１または第３の方法における前記
投影光学系での分解能と前記所定の倍率の商よりも小さ
い減光部が、マスクに形成されたインクジェット記録ヘ
ッドの溝のパターンの中に存在する部分であるレーザー
加工方法（以下、第７の方法という。）。
投影光学系での分解能と前記所定の倍率の商よりも小さ
い減光部が、マスクに形成されたインクジェット記録ヘ
ッドの溝のパターンの中に存在する部分であるレーザー
加工方法（以下、第７の方法という。）。
【００２１】（８）第１または第４の方法における前記
ワークを加工した際の加工の分解能と前記所定の倍率の
商よりも小さい減光部が、マスクに形成されたインクジ
ェット記録ヘッドの溝のパターンの中に存在する部分で
あるレーザー加工方法（以下、第８の方法という。）。
ワークを加工した際の加工の分解能と前記所定の倍率の
商よりも小さい減光部が、マスクに形成されたインクジ
ェット記録ヘッドの溝のパターンの中に存在する部分で
あるレーザー加工方法（以下、第８の方法という。）。
【００２２】（９）第７の方法における前記投影光学系
での分解能と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部
が、マスクに形成されたインクジェット記録ヘッドの溝
のパターンの中に不規則に配置されて存在する部分であ
るレーザー加工方法（以下、第９の方法という。）。
での分解能と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部
が、マスクに形成されたインクジェット記録ヘッドの溝
のパターンの中に不規則に配置されて存在する部分であ
るレーザー加工方法（以下、第９の方法という。）。
【００２３】（１０）第８の方法における前記ワークを
加工した際の加工分解能と前記所定の倍率の商よりも小
さい減光部が、マスクに形成されたインクジェット記録
ヘッドの溝のパターンの中に不規則に配置されて存在す
る部分であるレーザー加工方法（以下、第１０の方法と
いう。）。
加工した際の加工分解能と前記所定の倍率の商よりも小
さい減光部が、マスクに形成されたインクジェット記録
ヘッドの溝のパターンの中に不規則に配置されて存在す
る部分であるレーザー加工方法（以下、第１０の方法と
いう。）。
【００２４】（１１）第７の方法における前記投影光学
系での分解能と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部
が、マスクに形成されたインクジェット記録ヘッドの溝
のパターンの中に固定二値化法かつまたは、適合型二値
化法を用いて配置されて存在する部分であるレーザー加
工方法（以下、第１１の方法という。）。
系での分解能と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部
が、マスクに形成されたインクジェット記録ヘッドの溝
のパターンの中に固定二値化法かつまたは、適合型二値
化法を用いて配置されて存在する部分であるレーザー加
工方法（以下、第１１の方法という。）。
【００２５】（１２）第８の方法における前記ワークを
加工した際の加工の分解能と前記所定の倍率の商よりも
小さい減光部が、マスクに形成されたインクジェット記
録ヘッドの溝パーンの中に固定二値化法かつまたは、適
合型二値化法を用いて配置されて存在する部分であるレ
ーザー加工方法（以下、第１２の方法という。）。
加工した際の加工の分解能と前記所定の倍率の商よりも
小さい減光部が、マスクに形成されたインクジェット記
録ヘッドの溝パーンの中に固定二値化法かつまたは、適
合型二値化法を用いて配置されて存在する部分であるレ
ーザー加工方法（以下、第１２の方法という。）。
【００２６】また、本発明が提供するインクジェット記
録ヘッド製造装置は、第１〜第１２の方法を用いたもの
である。
録ヘッド製造装置は、第１〜第１２の方法を用いたもの
である。
【００２７】さらに、本発明が提供するインクジェット
記録ヘッドは、第１〜第１２の方法のいずれかを用いる
か、またはインクジェット記録ヘッド製造装置を用いて
インク流路となる溝を加工して製造したものである。
記録ヘッドは、第１〜第１２の方法のいずれかを用いる
か、またはインクジェット記録ヘッド製造装置を用いて
インク流路となる溝を加工して製造したものである。
【００２８】
【作用】本発明におけるマスクに設けた前記投影光学系
での分解能と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部
は、ワーク上には結像されない。しかし、確実にレーザ
ー光のパワーを弱める。
での分解能と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部
は、ワーク上には結像されない。しかし、確実にレーザ
ー光のパワーを弱める。
【００２９】このため、本発明によれば、前記減光部の
配置の仕方によってワーク上でのレーザー加工パワーを
自由に設定でき、したがって、ワークの加工形状をレー
ザーの照射方向に凹凸のある複雑な３次元形状に設定す
ることができる。
配置の仕方によってワーク上でのレーザー加工パワーを
自由に設定でき、したがって、ワークの加工形状をレー
ザーの照射方向に凹凸のある複雑な３次元形状に設定す
ることができる。
【００３０】しかも、本発明によれば、上記マスクによ
る一回の加工でワークにレーザー光の照射方向に凹凸の
ある複雑な３次元形状を作れ、かつ段差のない滑らかな
斜面を作れるため、装置構成の簡略化が可能となる。
る一回の加工でワークにレーザー光の照射方向に凹凸の
ある複雑な３次元形状を作れ、かつ段差のない滑らかな
斜面を作れるため、装置構成の簡略化が可能となる。
【００３１】また、ワークを加工した際の加工の分解能
と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部も、同様に機
能する。
と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部も、同様に機
能する。
【００３２】さらに、本発明においては、マスクに上記
減光部を任意の配置で設けることができるので、ワーク
がインクジェット記録ヘッドにおける前記第２基板であ
る場合、これにインクの流れを制御するための複雑な三
次元形状を有するインク流路を精度よく形成することが
できる。このため、本発明によれば、インクの吐出特性
が優れたインクジェット記録ヘッドと、同ヘッドの製造
装置を得ることができる。
減光部を任意の配置で設けることができるので、ワーク
がインクジェット記録ヘッドにおける前記第２基板であ
る場合、これにインクの流れを制御するための複雑な三
次元形状を有するインク流路を精度よく形成することが
できる。このため、本発明によれば、インクの吐出特性
が優れたインクジェット記録ヘッドと、同ヘッドの製造
装置を得ることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例によって図面を参照しながら説明する。
例によって図面を参照しながら説明する。
【００３４】（実施例１）図１は、実施例１のレーザー
加工方法を実施するレーザー加工装置の概略構成図であ
る。このレーザー加工装置は、図１に示すように、レー
ザー光２を発するレーザー光源としてのレーザー発振器
１と、レーザー発振器１からのレーザー光によりワーク
Ｗの加工を行う加工系が設けられた装置フレーム６と、
ワークＷの加工に関する情報処理および制御を行う情報
処理・制御系７とを有する。
加工方法を実施するレーザー加工装置の概略構成図であ
る。このレーザー加工装置は、図１に示すように、レー
ザー光２を発するレーザー光源としてのレーザー発振器
１と、レーザー発振器１からのレーザー光によりワーク
Ｗの加工を行う加工系が設けられた装置フレーム６と、
ワークＷの加工に関する情報処理および制御を行う情報
処理・制御系７とを有する。
【００３５】レーザー発振器１から発生されたレーザー
光２は、その一部がビームスプリッター３に反射され、
その反射光はパワーディテクター４によってモニターさ
れる。一方、ビームスプリッター３を透過したレーザー
光２は、２つの４５°全反射ミラー５で反射されて装置
フレーム６に入射される。ビームスプリッター３は、合
成石英の平行平面板で、表面反射のみでレーザー光２の
一部を分離している。
光２は、その一部がビームスプリッター３に反射され、
その反射光はパワーディテクター４によってモニターさ
れる。一方、ビームスプリッター３を透過したレーザー
光２は、２つの４５°全反射ミラー５で反射されて装置
フレーム６に入射される。ビームスプリッター３は、合
成石英の平行平面板で、表面反射のみでレーザー光２の
一部を分離している。
【００３６】装置フレーム６は、光学系８と、ワークＷ
の位置を観察および測定する観察・測定系９と、マスク
部１０と、ワークＷを移動させるためのワークステーシ
ョン１１とを有する。光学系８は、装置フレーム６に入
射されるレーザー光２の光軸ａ上に配置されたビーム整
形光学系およびケラー照明光学系８ａと、マスク部１０
の像をワークＷの加工面に結像させる投影光学系８ｂと
を有し、ビーム整形光学系およびケラー照明光学系８ａ
と投影光学系８ｂとの間にマスク部１０が配置されてい
る。なお、投影光学系８ｂには、マスク部１０の耐久性
を考慮し、縮小光学系を用いるとよい。本実施例では、
４分の１倍の縮小の投影光学系８ｂを用いた。
の位置を観察および測定する観察・測定系９と、マスク
部１０と、ワークＷを移動させるためのワークステーシ
ョン１１とを有する。光学系８は、装置フレーム６に入
射されるレーザー光２の光軸ａ上に配置されたビーム整
形光学系およびケラー照明光学系８ａと、マスク部１０
の像をワークＷの加工面に結像させる投影光学系８ｂと
を有し、ビーム整形光学系およびケラー照明光学系８ａ
と投影光学系８ｂとの間にマスク部１０が配置されてい
る。なお、投影光学系８ｂには、マスク部１０の耐久性
を考慮し、縮小光学系を用いるとよい。本実施例では、
４分の１倍の縮小の投影光学系８ｂを用いた。
【００３７】ワークステーション１１は、上記光軸ａに
対するワークＷの傾きを調整するために、適宜な調整手
段を備えるとよい。例えば、互いに直交する３軸と、２
つの軸回りの回転の５軸について自由度を持つステージ
の組み合わせでワークステーション１１を構成してもよ
い。回転調整のための中心をワークＷの加工中心に合わ
せる構成にすることで、調整手段の制御を簡素化するこ
とができる。
対するワークＷの傾きを調整するために、適宜な調整手
段を備えるとよい。例えば、互いに直交する３軸と、２
つの軸回りの回転の５軸について自由度を持つステージ
の組み合わせでワークステーション１１を構成してもよ
い。回転調整のための中心をワークＷの加工中心に合わ
せる構成にすることで、調整手段の制御を簡素化するこ
とができる。
【００３８】ワークステーション１１上でのワークＷの
位置決めのために、ワークＷをワークステーション１１
に取り付ける治具１１ａには、ワークステーション１１
上に配置したワークＷに突き当てる複数の基準ピンが設
けられているとよい。また、治具１１ａ上に、上記突き
当て機構の他に、エアー吸引などによるクランプ機構を
設けて、これをオートハンドと一体化し、ワークステー
ション１１へのワークＷの自動供給を可能にするとよ
い。さらに、ワークＷを複数個同時にワークステーショ
ン１１にセットすることで、とりおき時間を短縮するよ
うにしてもよい。ただし、この場合には、調整手段の回
転方向の１軸については、これをワークＷの中心に配置
できないので、測定時とワークＷの移動時とで、基準値
の変換を行う必要がある。
位置決めのために、ワークＷをワークステーション１１
に取り付ける治具１１ａには、ワークステーション１１
上に配置したワークＷに突き当てる複数の基準ピンが設
けられているとよい。また、治具１１ａ上に、上記突き
当て機構の他に、エアー吸引などによるクランプ機構を
設けて、これをオートハンドと一体化し、ワークステー
ション１１へのワークＷの自動供給を可能にするとよ
い。さらに、ワークＷを複数個同時にワークステーショ
ン１１にセットすることで、とりおき時間を短縮するよ
うにしてもよい。ただし、この場合には、調整手段の回
転方向の１軸については、これをワークＷの中心に配置
できないので、測定時とワークＷの移動時とで、基準値
の変換を行う必要がある。
【００３９】観察・測定系９は、１対の観測器と光軸ａ
上に配置された２面のミラー９ｄとにより構成されてい
る。ここにいう観測器は、対物レンズを備えた鏡筒９ａ
と、鏡筒９ａに組み込まれた落射照明光源９ｂと、鏡筒
９ａに接続されたＣＣＤカメラセンサ９ｃとからなる。
上に配置された２面のミラー９ｄとにより構成されてい
る。ここにいう観測器は、対物レンズを備えた鏡筒９ａ
と、鏡筒９ａに組み込まれた落射照明光源９ｂと、鏡筒
９ａに接続されたＣＣＤカメラセンサ９ｃとからなる。
【００４０】各測定器およびミラー９ｄは、投影光学系
８ｂとワークステーション１１との間に配置されてお
り、レーザー照射時にはミラー９ｄは光軸ａから外れ、
測定時にのみ光軸ａ上に移動するようにしてある。本実
施例では、ミラー９ｄの移動は、エアシリンダ機構によ
り制御している。
８ｂとワークステーション１１との間に配置されてお
り、レーザー照射時にはミラー９ｄは光軸ａから外れ、
測定時にのみ光軸ａ上に移動するようにしてある。本実
施例では、ミラー９ｄの移動は、エアシリンダ機構によ
り制御している。
【００４１】情報処理・制御系７には、観察・測定系９
からのワークＷの位置データ、およびパワーディテクタ
ー４からのビームパワーのデータがフィードバックされ
る。まず、観察・測定系９による測定結果が、各測定器
ごとに画像処理系７ａにもたらされ、信号処理の結果を
制御系７ｂに与える。制御系７ｂは、上記測定結果に基
づいてワークＷの移動距離を算出し、ワークステーショ
ン１１におけるステージ移動を移動手段７ｃで行なわせ
る。そして、観察・制御系９の値が一定値になると、移
動手段７ｃによる位置調整を終了し、ミラー９ｄを光軸
ａからずらし、レーザー発振器１に対してレーザー光２
の発光を行なわせる信号を一定時間あるいは一定パルス
数、与える。一方、パワーディテクター４からのビーム
パワー情報は、制御系７ｂにフィードバックされ、ここ
でインターフェース７ｄを介してレーザー発振器１に与
える出力の調整を行う。
からのワークＷの位置データ、およびパワーディテクタ
ー４からのビームパワーのデータがフィードバックされ
る。まず、観察・測定系９による測定結果が、各測定器
ごとに画像処理系７ａにもたらされ、信号処理の結果を
制御系７ｂに与える。制御系７ｂは、上記測定結果に基
づいてワークＷの移動距離を算出し、ワークステーショ
ン１１におけるステージ移動を移動手段７ｃで行なわせ
る。そして、観察・制御系９の値が一定値になると、移
動手段７ｃによる位置調整を終了し、ミラー９ｄを光軸
ａからずらし、レーザー発振器１に対してレーザー光２
の発光を行なわせる信号を一定時間あるいは一定パルス
数、与える。一方、パワーディテクター４からのビーム
パワー情報は、制御系７ｂにフィードバックされ、ここ
でインターフェース７ｄを介してレーザー発振器１に与
える出力の調整を行う。
【００４２】レーザー加工装置で使用するレーザー発振
器１としては、例えば、ＹＡＧレーザー発振器や、ＣＯ
2 レーザー発振器や、エキシマレーザー発振器や、Ｎ2
レーザー発振器等、高出力のものがある。ワークＷとし
ては、ポリマー樹脂の一種であるポリサルフォン樹脂を
用いており、レーザー発振器としては、エキシマレーザ
ー発振器の中のＫｒ−Ｆエキシマレーザー発振器を用い
ている。
器１としては、例えば、ＹＡＧレーザー発振器や、ＣＯ
2 レーザー発振器や、エキシマレーザー発振器や、Ｎ2
レーザー発振器等、高出力のものがある。ワークＷとし
ては、ポリマー樹脂の一種であるポリサルフォン樹脂を
用いており、レーザー発振器としては、エキシマレーザ
ー発振器の中のＫｒ−Ｆエキシマレーザー発振器を用い
ている。
【００４３】加工されるワークＷは、インクジェット記
録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドを構成す
る部品の１つ、具体的には、図２および図３に示すイン
クジェット記録ヘッドの板部材としての第２基板１９で
ある。
録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドを構成す
る部品の１つ、具体的には、図２および図３に示すイン
クジェット記録ヘッドの板部材としての第２基板１９で
ある。
【００４４】ここで、インクジェット記録ヘッドについ
て図２および図３を用いて説明する。インクジェット記
録ヘッドは、インクを吐出するために利用されるエネル
ギーを発生するエネルギー発生素子がパターニングされ
ているシリコン製の第１基板２０と、第１基板２０に接
合された前記第２基板１９とで構成されている。エネル
ギー発生素子としては、印加電圧が供給されたとき熱エ
ネルギーを発生する電気熱変換体１８（発熱抵抗体な
ど）が用いられている。この電気熱変換体１８は、複数
個、並列に配置され、これに電力を供給するアルミニウ
ム等の配線とともに、成膜技術により第１基板２０上に
一体的に形成されている。第２基板１９には、各電気熱
変換体１８に対応して形成され、それぞれ後述するイン
ク液室１３に通ずるインク流路１４を構成する溝１９ｂ
と、各インク流路１４に供給されるインクを一時的に収
納するインク液室１３を構成する凹部１９ａと、インク
タンク（不図示）からのインクをインク液室１３に導入
するためのインク供給口１２と、各インク流路１４に対
応する複数の吐出口１６が第２基板１９との間に形成さ
れたオリフィスプレート１７とが一体的に設けられてい
る。
て図２および図３を用いて説明する。インクジェット記
録ヘッドは、インクを吐出するために利用されるエネル
ギーを発生するエネルギー発生素子がパターニングされ
ているシリコン製の第１基板２０と、第１基板２０に接
合された前記第２基板１９とで構成されている。エネル
ギー発生素子としては、印加電圧が供給されたとき熱エ
ネルギーを発生する電気熱変換体１８（発熱抵抗体な
ど）が用いられている。この電気熱変換体１８は、複数
個、並列に配置され、これに電力を供給するアルミニウ
ム等の配線とともに、成膜技術により第１基板２０上に
一体的に形成されている。第２基板１９には、各電気熱
変換体１８に対応して形成され、それぞれ後述するイン
ク液室１３に通ずるインク流路１４を構成する溝１９ｂ
と、各インク流路１４に供給されるインクを一時的に収
納するインク液室１３を構成する凹部１９ａと、インク
タンク（不図示）からのインクをインク液室１３に導入
するためのインク供給口１２と、各インク流路１４に対
応する複数の吐出口１６が第２基板１９との間に形成さ
れたオリフィスプレート１７とが一体的に設けられてい
る。
【００４５】インク流路１４を構成する各溝１９ｂの凹
部１９ａ寄りの底部にはそれぞれ突部１５が設けられて
いる。インク流路１４の突部１５部分の深さｈ1 は、電
気熱変換体１８に対応する部分の深さｈ1 より浅くなっ
ている。この突部１５は、インク流路１４内でのインク
の流れの抵抗として作用し、電気熱変換体１８によるイ
ンク発泡のエネルギーがインク液室１３側に逃げないよ
うにすることにより、インクの吐出特性を向上させるた
めのものである。
部１９ａ寄りの底部にはそれぞれ突部１５が設けられて
いる。インク流路１４の突部１５部分の深さｈ1 は、電
気熱変換体１８に対応する部分の深さｈ1 より浅くなっ
ている。この突部１５は、インク流路１４内でのインク
の流れの抵抗として作用し、電気熱変換体１８によるイ
ンク発泡のエネルギーがインク液室１３側に逃げないよ
うにすることにより、インクの吐出特性を向上させるた
めのものである。
【００４６】インクジェット記録ヘッドは、上記構成と
なっているので、電気熱変換体１８に電力を供給する
と、電気熱変換体１８に熱エネルギーが発生し、その熱
で電気熱変換体１８上のインクに膜沸騰が生じ、インク
流路１４内にインクの気泡が形成される。この気泡の成
長によって、吐出口１６からインク滴が吐出される。
なっているので、電気熱変換体１８に電力を供給する
と、電気熱変換体１８に熱エネルギーが発生し、その熱
で電気熱変換体１８上のインクに膜沸騰が生じ、インク
流路１４内にインクの気泡が形成される。この気泡の成
長によって、吐出口１６からインク滴が吐出される。
【００４７】上述した第２基板１９（ワークＷ）の突部
１５のある溝１９ｂは、上記レーザー加工装置により、
図４に示すように、第１基板２０（図３参照）との接合
面側からレーザー光２を照射して加工した。吐出口１６
も、上記レーザー加工装置で加工した。なお、吐出口１
６は、溝１９ｂの加工前に加工してもよいし、溝１９ｂ
の加工後に加工してもよい。本実施例では、溝１９ｂの
加工後に、溝１９ｂ側からのＫｒ−Ｆエキシマレーザー
照射により加工した。
１５のある溝１９ｂは、上記レーザー加工装置により、
図４に示すように、第１基板２０（図３参照）との接合
面側からレーザー光２を照射して加工した。吐出口１６
も、上記レーザー加工装置で加工した。なお、吐出口１
６は、溝１９ｂの加工前に加工してもよいし、溝１９ｂ
の加工後に加工してもよい。本実施例では、溝１９ｂの
加工後に、溝１９ｂ側からのＫｒ−Ｆエキシマレーザー
照射により加工した。
【００４８】ワークＷは、耐インク性に優れるポリサル
フォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンオキ
サイド等を材料として射出成形により形成するとよい。
本実施例では、ポリサルフォンの射出成形によって形成
した。溝１９ｂの加工時には、レーザー光２がオリフィ
スプレート１７に遮られるのを防ぐために、ワークＷは
光軸ａに対して少し傾けたほうがよい。本実施例では、
ワークＷを光軸ａに対して約５°傾けて溝１９ｂの加工
を行なった。
フォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンオキ
サイド等を材料として射出成形により形成するとよい。
本実施例では、ポリサルフォンの射出成形によって形成
した。溝１９ｂの加工時には、レーザー光２がオリフィ
スプレート１７に遮られるのを防ぐために、ワークＷは
光軸ａに対して少し傾けたほうがよい。本実施例では、
ワークＷを光軸ａに対して約５°傾けて溝１９ｂの加工
を行なった。
【００４９】次に、マスク部１０の構造を図５と図６を
用いて説明する。図５は図１に示したマスク部１０の斜
視図であり、図６は図５のａ部分の拡大正面図である。
用いて説明する。図５は図１に示したマスク部１０の斜
視図であり、図６は図５のａ部分の拡大正面図である。
【００５０】図５において、２１は装置フレーム６に
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に微小移動可能に取りつけられた板部材
である。２２はこの板部材２１に固定されているマスク
ホルダーである。マスク２３は、マスクホルダー２２に
着脱自在に保持されている。
Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に微小移動可能に取りつけられた板部材
である。２２はこの板部材２１に固定されているマスク
ホルダーである。マスク２３は、マスクホルダー２２に
着脱自在に保持されている。
【００５１】マスク２３は、溝１９ｂのパターンが４倍
の大きさで形成された溝１９ｂのパターン２４ａを１つ
以上有している。マスク２３を透過したレーザー光２
は、前述したように、投影光学系８ｂ（図１参照）で４
分の１倍に縮小されるので、ワークＷには所望の大きさ
の溝１９ｂのパターンが結像される。
の大きさで形成された溝１９ｂのパターン２４ａを１つ
以上有している。マスク２３を透過したレーザー光２
は、前述したように、投影光学系８ｂ（図１参照）で４
分の１倍に縮小されるので、ワークＷには所望の大きさ
の溝１９ｂのパターンが結像される。
【００５２】マスク２３の材料としては、レーザー光を
透過する合成石英を用いた。レーザー光を吸収あるいは
反射するコーティング層２５は蒸着されたクロム層から
なる。
透過する合成石英を用いた。レーザー光を吸収あるいは
反射するコーティング層２５は蒸着されたクロム層から
なる。
【００５３】図６において、２６はマスク２３に設けた
前記投影光学系での分解能と前記所定の倍率の商よりも
小さい減光部である。この減光部２６は、１辺０．００
２mmの正方形のクロム層であり、図６に示すように、擬
似的な誤差拡散パターンで配置されている。
前記投影光学系での分解能と前記所定の倍率の商よりも
小さい減光部である。この減光部２６は、１辺０．００
２mmの正方形のクロム層であり、図６に示すように、擬
似的な誤差拡散パターンで配置されている。
【００５４】Ａ部は、この減光部２６が擬似的に誤差拡
散された０．０２０mm×０．０１６mm（図６の（ｘ方
向）×（ｙ方向））の長方形の区画を示す。マスク２３
の溝１９ｂのパターン２４ａは、この区画Ａ部がｘ方向
に６個、ｙ方向に７２個配置された構造になっている。
散された０．０２０mm×０．０１６mm（図６の（ｘ方
向）×（ｙ方向））の長方形の区画を示す。マスク２３
の溝１９ｂのパターン２４ａは、この区画Ａ部がｘ方向
に６個、ｙ方向に７２個配置された構造になっている。
【００５５】前述した、投影光学系の分解能は、０．０
０２mmであり、所定の倍率は、１／４倍である。減光部
２６は、一辺０．００２mmの正方形からなるクロム層で
あり、（投影光学系の分解能、０．００２）÷（所定の
倍率１／４）＝０．００８より小さいクロム層である。
これは、ワークＷ面上では、０．０００５mmとなるた
め、ワークＷに結像されない。しかし、レーザー光はこ
れにより確実に減光される。
０２mmであり、所定の倍率は、１／４倍である。減光部
２６は、一辺０．００２mmの正方形からなるクロム層で
あり、（投影光学系の分解能、０．００２）÷（所定の
倍率１／４）＝０．００８より小さいクロム層である。
これは、ワークＷ面上では、０．０００５mmとなるた
め、ワークＷに結像されない。しかし、レーザー光はこ
れにより確実に減光される。
【００５６】以上のような構成と原理を用いて、本実施
例では、ワークの加工面上でのエネルギー密度を１Ｊ／
cm・pulsで２００puls照射したところ、深さ（ｈ）×幅
×長さが４０μｍ×３０μｍ×４５２μｍ、本数が２０
０本、ピッチが４２．５μｍで、しかも溝深さ（ｈ１）
が２５μｍに制御された部分を２８８μｍもつ溝を一回
の加工で形成することができた（図３参照）。これによ
り生産性を低下させることなく吐出特性に優れたインク
ジェット記録ヘッドを得ることができた。
例では、ワークの加工面上でのエネルギー密度を１Ｊ／
cm・pulsで２００puls照射したところ、深さ（ｈ）×幅
×長さが４０μｍ×３０μｍ×４５２μｍ、本数が２０
０本、ピッチが４２．５μｍで、しかも溝深さ（ｈ１）
が２５μｍに制御された部分を２８８μｍもつ溝を一回
の加工で形成することができた（図３参照）。これによ
り生産性を低下させることなく吐出特性に優れたインク
ジェット記録ヘッドを得ることができた。
【００５７】（実施例２）図７は実施例２のレーザー加
工方法を実施するレーザー加工装置のマスク２３のａ部
（図５参照）の拡大正面図であり、図８はその溝１９ｂ
のパターン２４ｂにより加工された第２基板１９のイン
ク流路１４の概略図である。
工方法を実施するレーザー加工装置のマスク２３のａ部
（図５参照）の拡大正面図であり、図８はその溝１９ｂ
のパターン２４ｂにより加工された第２基板１９のイン
ク流路１４の概略図である。
【００５８】マスク２３の溝１９ｂのパターン２４ｂ
は、実施例１と同様、区画Ｄ部（３２００μｍ2 の中に
２μｍ×２μｍの減光部２６を８個有するパターン）を
ｘ方向に６個、ｙ方向に３個、同Ｃ部（３２００μｍの
中に２μｍ×２μｍの減光部２６を１６個有するパター
ン）をｘ方向に６個、ｙ方向に２個、同Ｂ部（同２４個
有する）をｘ方向に６個、ｙ方向に３個、同Ａ部（同３
２個有する）をｘ方向に６個、ｙ方向に６７個、同Ｅ部
（同４８個有する）をｘ方向に６個、ｙ方向に３３個そ
れぞれ配置された構造になっている。
は、実施例１と同様、区画Ｄ部（３２００μｍ2 の中に
２μｍ×２μｍの減光部２６を８個有するパターン）を
ｘ方向に６個、ｙ方向に３個、同Ｃ部（３２００μｍの
中に２μｍ×２μｍの減光部２６を１６個有するパター
ン）をｘ方向に６個、ｙ方向に２個、同Ｂ部（同２４個
有する）をｘ方向に６個、ｙ方向に３個、同Ａ部（同３
２個有する）をｘ方向に６個、ｙ方向に６７個、同Ｅ部
（同４８個有する）をｘ方向に６個、ｙ方向に３３個そ
れぞれ配置された構造になっている。
【００５９】この溝１９ｂのパターン２４ｂで実施例１
と同様にワークＷを加工したところ、図８のような溝深
さｈ２＝５０μｍ、ｈ３＝３０μｍ、ｈ４＝２０μｍに
制御された構造を有する深さ（ｈ）×幅×長さが４０μ
ｍ×３０μｍ×４５２μｍ、本数が２００本、ピッチが
４２．５μｍの溝を一回の加工で形成することができ
た。
と同様にワークＷを加工したところ、図８のような溝深
さｈ２＝５０μｍ、ｈ３＝３０μｍ、ｈ４＝２０μｍに
制御された構造を有する深さ（ｈ）×幅×長さが４０μ
ｍ×３０μｍ×４５２μｍ、本数が２００本、ピッチが
４２．５μｍの溝を一回の加工で形成することができ
た。
【００６０】このようにして作った溝形状は、図７の
Ｄ，Ｃ，Ｂ部の構成を有しているので段差のない滑らか
な斜面部２７を容易に作ることができた。
Ｄ，Ｃ，Ｂ部の構成を有しているので段差のない滑らか
な斜面部２７を容易に作ることができた。
【００６１】本実施例では、Ｄ，Ｃ，Ｂ部の構成によ
り、徐々にレーザー光の透過率を変化させて、段差のな
い滑らかな斜面部２７を形成した。また、本実施例の
Ｄ，Ｃ，Ｂ部の構成を用いるかわりに、減光部２６を誤
差拡散法等により徐々に透過率を減少もしくは増加させ
るように配列して、徐々にレーザー光の透過率を変化さ
せても、段差のない滑らかな斜面部２７を形成すること
ができた。同様の方法を用いて本実施例のマスクによ
り、レーザー光の透過率をより細かく変化させることに
より、さらに滑らかでかつ複雑な３次元形状を容易に形
成することが可能である。
り、徐々にレーザー光の透過率を変化させて、段差のな
い滑らかな斜面部２７を形成した。また、本実施例の
Ｄ，Ｃ，Ｂ部の構成を用いるかわりに、減光部２６を誤
差拡散法等により徐々に透過率を減少もしくは増加させ
るように配列して、徐々にレーザー光の透過率を変化さ
せても、段差のない滑らかな斜面部２７を形成すること
ができた。同様の方法を用いて本実施例のマスクによ
り、レーザー光の透過率をより細かく変化させることに
より、さらに滑らかでかつ複雑な３次元形状を容易に形
成することが可能である。
【００６２】（実施例３）図９は、実施例３のレーザー
加工方法を実施するレーザー加工装置のマスク２３のａ
部の拡大正面図である。実施例１、２、と同様、減光部
２６は、０．００２mm×０．１２０mm（図中、ｙ方向×
ｘ方向）であり、ｙ方向において結像することはできな
い。
加工方法を実施するレーザー加工装置のマスク２３のａ
部の拡大正面図である。実施例１、２、と同様、減光部
２６は、０．００２mm×０．１２０mm（図中、ｙ方向×
ｘ方向）であり、ｙ方向において結像することはできな
い。
【００６３】このような減光部２６を０．００６mmピッ
チで１７９本有した構造をもつ溝１９ｂのパターン２４
ｃで、実施例１と同様にワークＷを加工したところ、深
さ（ｈ）×幅×長さが、４０μｍ×３０μｍ×２４３．
５μｍ、本数が２００本、ピッチが４２．５μｍで、し
かも溝深さ（ｈ１）が２８μｍに制御された部分を有す
る溝を一回の加工で形成することができた。これによ
り、実施例１，２と同様、生産性を低下させることなく
吐出特性に優れたインクジェット記録ヘッドが得られ
た。
チで１７９本有した構造をもつ溝１９ｂのパターン２４
ｃで、実施例１と同様にワークＷを加工したところ、深
さ（ｈ）×幅×長さが、４０μｍ×３０μｍ×２４３．
５μｍ、本数が２００本、ピッチが４２．５μｍで、し
かも溝深さ（ｈ１）が２８μｍに制御された部分を有す
る溝を一回の加工で形成することができた。これによ
り、実施例１，２と同様、生産性を低下させることなく
吐出特性に優れたインクジェット記録ヘッドが得られ
た。
【００６４】（実施例４）次に実施例４を図３，図６を
引用しながら説明する。本実施例においては、実施例１
と同じ装置を用いた。２８は加工の分解能と前記所定の
倍率の商よりも小さい減光部で、０．０１２mm×０．０
１２mmの正方形のクロム層である。溝のパターンは、実
施例１と同様、誤差拡散もしくは配置された構造を有す
る。
引用しながら説明する。本実施例においては、実施例１
と同じ装置を用いた。２８は加工の分解能と前記所定の
倍率の商よりも小さい減光部で、０．０１２mm×０．０
１２mmの正方形のクロム層である。溝のパターンは、実
施例１と同様、誤差拡散もしくは配置された構造を有す
る。
【００６５】実施例１と同じ装置を用いて溝深さ（ｈ）
４０μｍをレーザー加工した際の加工の分解能は０．０
０４mmであり、所定の倍率は、１／４倍である。加工の
分解能と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部２８
は、一辺０．０１２mmの正方形からなるクロム層であ
り、（加工の分解能、０．００４）÷（所定の倍率１／
４）＝０．０１６より小さいクロム層である。これは、
ワーク上では０．００３ｍｍとなり、結像することがで
きる。しかし、加工の分解能以下であるため加工される
ことはなく、結果としてコントラストを落とすだけとな
る。
４０μｍをレーザー加工した際の加工の分解能は０．０
０４mmであり、所定の倍率は、１／４倍である。加工の
分解能と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部２８
は、一辺０．０１２mmの正方形からなるクロム層であ
り、（加工の分解能、０．００４）÷（所定の倍率１／
４）＝０．０１６より小さいクロム層である。これは、
ワーク上では０．００３ｍｍとなり、結像することがで
きる。しかし、加工の分解能以下であるため加工される
ことはなく、結果としてコントラストを落とすだけとな
る。
【００６６】以上のような構成と原理を用いて、実施例
１と同じ条件でレーザー加工をおこなったところ、同様
に溝深さ（ｈ１）が２５μｍに制御された溝を一回の加
工で形成することができた。
１と同じ条件でレーザー加工をおこなったところ、同様
に溝深さ（ｈ１）が２５μｍに制御された溝を一回の加
工で形成することができた。
【００６７】（実施例５）実施例２において、減光部２
６の代わりに、ワークを加工した際の分解能と前記所定
の倍率の商よりも小さい減光部２８（一辺０．０１２ｍ
ｍの正方形からなるクロム層）を用いた場合において
も、同様の効果が確認された。
６の代わりに、ワークを加工した際の分解能と前記所定
の倍率の商よりも小さい減光部２８（一辺０．０１２ｍ
ｍの正方形からなるクロム層）を用いた場合において
も、同様の効果が確認された。
【００６８】（実施例６）実施例３において、減光部２
６の代わりに、ワークを加工した際の加工の分解能と前
記所定の倍率の商よりも小さい減光部２８（０．０１２
mm×０．１２０mmのクロム層）を用いた場合も、同様な
効果が確認された。
６の代わりに、ワークを加工した際の加工の分解能と前
記所定の倍率の商よりも小さい減光部２８（０．０１２
mm×０．１２０mmのクロム層）を用いた場合も、同様な
効果が確認された。
【００６９】なお、上記実施例１〜６におけるレーザー
光を吸収または反射するコーティング層２５には、クロ
ムを用いたが、アルミ、ニッケル、リン青銅を用いても
よい。いずれの場合も、実施例１〜６と同様の効果が得
られた。
光を吸収または反射するコーティング層２５には、クロ
ムを用いたが、アルミ、ニッケル、リン青銅を用いても
よい。いずれの場合も、実施例１〜６と同様の効果が得
られた。
【００７０】一般に、二値記録の中間調表現法としての
固定二値化法としては、ランダムディザ法、組織的ディ
ザ法、平均誤差最小法、平均値制御法、ダイナミック閾
値法、誤差拡散法、多断分割量子化法、メッシュ内画素
分割法、ランダムパターン法、組織的濃度パターン法、
条件付決定法があり、適合型二値化法としては、周辺画
素の特徴量から像域判別を行なう方法、直交変換等の特
徴量から像域判別を行う方法がある。上記実施例では、
代表的例として誤差拡散法（擬似的な誤差拡散も含む）
を用いた場合について説明したが、誤差拡散法に限定さ
れるものではない。上記固定二値化法と適合二値化法の
いずれかの方法によっても、本発明の目的とするところ
は実現できる。
固定二値化法としては、ランダムディザ法、組織的ディ
ザ法、平均誤差最小法、平均値制御法、ダイナミック閾
値法、誤差拡散法、多断分割量子化法、メッシュ内画素
分割法、ランダムパターン法、組織的濃度パターン法、
条件付決定法があり、適合型二値化法としては、周辺画
素の特徴量から像域判別を行なう方法、直交変換等の特
徴量から像域判別を行う方法がある。上記実施例では、
代表的例として誤差拡散法（擬似的な誤差拡散も含む）
を用いた場合について説明したが、誤差拡散法に限定さ
れるものではない。上記固定二値化法と適合二値化法の
いずれかの方法によっても、本発明の目的とするところ
は実現できる。
【００７１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザー
加工方法によれば、マスクのパターンの中にレーザー光
の減光部を任意の構成で配置するようにしたので、ワー
クに対し、１回の加工でレーザ光の照射方向に対して凹
凸のある複雑な立体的な形状の溝を段差なく加工するこ
とができる。しかも、減光部による減光の微調整が容易
であるので、その加工精度を上げることができる。
加工方法によれば、マスクのパターンの中にレーザー光
の減光部を任意の構成で配置するようにしたので、ワー
クに対し、１回の加工でレーザ光の照射方向に対して凹
凸のある複雑な立体的な形状の溝を段差なく加工するこ
とができる。しかも、減光部による減光の微調整が容易
であるので、その加工精度を上げることができる。
【００７２】また、従来のように複数枚のマスクを使用
して多段階に加工する必要がないので、ワークの加工コ
ストを低減することができるとともに、装置自体を安価
にすることができる。
して多段階に加工する必要がないので、ワークの加工コ
ストを低減することができるとともに、装置自体を安価
にすることができる。
【００７３】さらに、本発明のレーザー加工方法によれ
ば、ワークに対し、所望の立体的な形状の溝を精度よく
加工することができるので、加工の対象がインクジェッ
ト記録ヘッドのインク流路である場合はその流路となる
溝の形状を、インクの流れの制御に最も適した立体的で
複雑な形状に精度よく仕上げることができる。したがっ
て、本発明によれば、インクの吐出特性に優れたインク
ジェット記録ヘッドを得ることができる。
ば、ワークに対し、所望の立体的な形状の溝を精度よく
加工することができるので、加工の対象がインクジェッ
ト記録ヘッドのインク流路である場合はその流路となる
溝の形状を、インクの流れの制御に最も適した立体的で
複雑な形状に精度よく仕上げることができる。したがっ
て、本発明によれば、インクの吐出特性に優れたインク
ジェット記録ヘッドを得ることができる。
【００７４】また、本発明のインクジェット記録ヘッド
は、上述したレーザー加工方法を使用して製造するの
で、インクの吐出特性の優れたものとなる。
は、上述したレーザー加工方法を使用して製造するの
で、インクの吐出特性の優れたものとなる。
【００７５】さらに、本発明のインクジェット記録ヘッ
ド製造装置は、上述したレーザー加工方法を実施するこ
とができるので、インクの吐出特性の優れたインクジェ
ット記録ヘッドを得ることができる。
ド製造装置は、上述したレーザー加工方法を実施するこ
とができるので、インクの吐出特性の優れたインクジェ
ット記録ヘッドを得ることができる。
【図１】 実施例１のレーザー加工方法を実施するレー
ザー加工装置の概略構成図である。
ザー加工装置の概略構成図である。
【図２】 図１のレーザー加工装置で加工したインクジ
ェット記録ヘッドの部品の斜視図である。
ェット記録ヘッドの部品の斜視図である。
【図３】 図２に示したインクジェット記録ヘッドの部
品の断面図である。
品の断面図である。
【図４】 図２および図３に示した第２基板（ワーク）
の加工要領を示す部分断面図である。
の加工要領を示す部分断面図である。
【図５】 図１に示したレーザー加工装置のマスク部の
斜視図である。
斜視図である。
【図６】 図５のマスク部のａ部の拡大正面図である。
【図７】 実施例２の図５におけるマスク部のａ部の拡
大図である。
大図である。
【図８】 図７に示す実施例２のマスク部を使用して加
工したインクジェット記録ヘッドの部品の部分断面図で
ある。
工したインクジェット記録ヘッドの部品の部分断面図で
ある。
【図９】 実施例の図５におけるマスク部のａ部の拡大
図である。
図である。
１ レーザー発振器
２ レーザー光
３ ビームスプリッター
４ パワーディテクター
５ ４５°全反射ミラー
６ 装置フレーム
７ 情報処理・制御系
７ａ 画像処理系
７ｂ 制御系
７ｃ 移動手段
７ｄ インターフェース
８ 光学系
８ａ ビーム成形光学系およびケラー照明光学系
８ｂ 投影光学系
９ 観察・測定系
９ａ 鏡筒
９ｂ 落射照明光源
９ｃ カメラセンサー
９ｄ ミラー
１０ マスク部
１１ ワークステーション
１１ａ 治具
１２ インク供給口
１３ インク液室
１４ インク流路
１５ 突部
１６ 吐出口
１７ オリフィスプレート
１８ 電気熱変換体
１９ 第２基板
１９ａ 凹部
１９ｂ 溝
２０ 第１基板
２１ 板部材
２２ マスクホルダー
２３ マスク
２４ａ 溝１９ｂのパターン
２４ｂ 溝１９ｂのパターン
２４ｃ 溝１９ｂのパターン
２５ コーティング層
２６ 投影光学系での分解能と所定の倍率の商より小さ
い減光部 ２７ 斜面部 ２８ 加工の分解能と所定の倍率の商よりも小さい減光
部
い減光部 ２７ 斜面部 ２８ 加工の分解能と所定の倍率の商よりも小さい減光
部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 阿部 力
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(72)発明者 古川 雅朗
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(72)発明者 長谷川 利則
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(72)発明者 稲葉 正樹
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(72)発明者 小俣 好一
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ
ヤノン株式会社内
(56)参考文献 特開 平８−25639（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−290264（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B23K 26/00 - 26/42
Claims (14)
- 【請求項１】 レーザー光源と、レーザー光を整形する
ビーム整形光学系と、ワークの加工形状に対応した所定
のパターンを有するマスクと、マスクを照明する照明光
学系と、マスクのパターンの像をワークの加工面上に所
定の倍率で結像させる投影光学系のうち少なくとも１つ
を有したレーザー加工方法において、前記マスクは、前
記投影光学系での分解能と前記所定の倍率の商よりも小
さい減光部を有していることを特徴とするレーザー加工
方法。 - 【請求項２】 レーザー光源と、レーザー光を整形する
ビーム整形光学系と、ワークの加工形状に対応した所定
のパターンを有するマスクと、マスクを照明する照明光
学系と、マスクのパターンの像をワークの加工面上に所
定の倍率で結像させる投影光学系のうち少なくとも１つ
を有したレーザー加工方法において、前記マスクは、ワ
ークを加工した際の加工の分解能と前記所定の倍率の商
よりも小さい減光部を有していることを特徴とするレー
ザー加工方法。 - 【請求項３】 前記投影光学系での分解能と前記所定の
倍率の商よりも小さい減光部は、少なくとも前記レーザ
ー光を１００％反射または吸収、あるいはワークのレー
ザー加工閾値以下透過する部分である請求項１記載のレ
ーザー加工方法。 - 【請求項４】 前記ワークを加工した際の加工の分解能
と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部は、少なくと
も前記レーザー光を１００％反射または吸収、あるいは
ワークのレーザー加工閾値以下透過する部分である請求
項２記載のレーザー加工方法。 - 【請求項５】 前記レーザー光源は、パルス紫外線レー
ザー光を発するものである請求項１または２記載のレー
ザー加工方法。 - 【請求項６】 前記ワークは、インクを吐出するための
液体吐出エネルギー発生素子を１つ以上形成した第１基
板と、インク流路となる溝を１本以上形成した第２基板
とを、液体吐出エネルギー発生素子と溝とが対応する形
態で接合してなるインクジェット記録ヘッドにおける前
記第２基板であり、前記加工形状は、前記第２基板の溝
の形状である請求項１または２記載のレーザー加工方
法。 - 【請求項７】 前記投影光学系での分解能と前記所定の
倍率の商よりも小さい減光部は、マスクに形成されたイ
ンクジェット記録ヘッドの溝のパターンの中に存在する
部分である請求項１または３記載のレーザー加工方法。 - 【請求項８】 前記ワークを加工した際の加工の分解能
と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部は、マスクに
形成されたインクジェット記録ヘッドの溝のパターンの
中に存在する部分である請求項２または４記載のレーザ
ー加工方法。 - 【請求項９】 前記投影光学系での分解能と前記所定の
倍率の商よりも小さい減光部は、マスクに形成されたイ
ンクジェット記録ヘッドの溝のパターンの中に不規則に
配置されて存在する部分である請求項７記載のレーザー
加工方法。 - 【請求項１０】 前記ワークを加工した際の加工分解能
と前記所定の倍率の商よりも小さい減光部は、マスクに
形成されたインクジェット記録ヘッドの溝のパターンの
中に不規則に配置されて存在する部分である請求項８記
載のレーザー加工方法。 - 【請求項１１】 前記投影光学系での分解能と前記所定
の倍率の商よりも小さい減光部は、マスクに形成された
インクジェット記録ヘッドの溝のパターンの中に固定二
値化法かつまたは適合型二値化法を用いて配置されて存
在する部分である請求項７記載のレーザー加工方法。 - 【請求項１２】 前記ワークを加工した際の分解能と、
前記所定の倍率の商よりも小さい減光部は、マスクに形
成されたインクジェット記録ヘッドの溝のパターンの中
に固定二値化法かつまたは、適合型二値化法を用いて配
置されて存在する部分である請求項８記載のレーザー加
工方法。 - 【請求項１３】 請求項１，請求項２，請求項３，請求
項４，請求項５，請求項６，請求項７，請求項８，請求
項９，請求項１０，請求項１１または請求項１２のレー
ザー加工方法を用いたインクジェット記録ヘッド製造装
置。 - 【請求項１４】 請求項２，請求項３，請求項４，請求
項５，請求項６，請求項７，請求項８，請求項９，請求
項１０，請求項１１，請求項１２のレーザー加工方法ま
たは請求項１３のインクジェット記録ヘッド製造装置を
用いたインクジェット記録ヘッド。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27349396A JP3501598B2 (ja) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | レーザー加工方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録ヘッド製造装置 |
| US08/947,943 US6048049A (en) | 1996-10-16 | 1997-10-09 | Laser processing method, an ink jet recording head, and a system for manufacturing ink jet recording heads |
| EP97117881A EP0836906B1 (en) | 1996-10-16 | 1997-10-15 | A laser processing system and a system for manufacturing ink jet recording heads |
| DE69732077T DE69732077T2 (de) | 1996-10-16 | 1997-10-15 | Eine Laserbehandlungsvorrichtung und ein System zur Herstellung von Tintenstrahldruckköpfen |
| ES97117881T ES2230582T3 (es) | 1996-10-16 | 1997-10-15 | Un sistema de tratamiento por laser y un sistema para la fabricacion de cabrezales para impresion por chorro de tinta. |
| KR1019970053037A KR100276186B1 (ko) | 1996-10-16 | 1997-10-16 | 레이저 처리방법, 잉크제트 기록헤드 및 잉크제트 기록헤드 제조 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27349396A JP3501598B2 (ja) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | レーザー加工方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録ヘッド製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10118782A JPH10118782A (ja) | 1998-05-12 |
| JP3501598B2 true JP3501598B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=17528679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27349396A Expired - Fee Related JP3501598B2 (ja) | 1996-10-16 | 1996-10-16 | レーザー加工方法、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録ヘッド製造装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6048049A (ja) |
| EP (1) | EP0836906B1 (ja) |
| JP (1) | JP3501598B2 (ja) |
| KR (1) | KR100276186B1 (ja) |
| DE (1) | DE69732077T2 (ja) |
| ES (1) | ES2230582T3 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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