JP2010069530A - Laser drawing apparatus and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、インクジェットヘッド等の製造に用いるレーザー描画装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a laser drawing apparatus used for manufacturing an inkjet head or the like and a control method thereof.
YAGレーザーを用いて基板上に文字や図形を描画するレーザー描画装置が知られている(例えば特許文献1)。
YAGレーザーは1064nmの赤外線光であり、この赤外線光が波長変換結晶を通過することで532nmの可視光に変換される。このレーザー光がコリメータレンズおよび反射ミラーを経てガルバノメータに入力される。ガルバノメータに入力されたレーザー光は、そのガルバノメータによって偏向され、かつf−θレンズを介して基板の任意の場所に照射される。基板は可動ステージ上に置かれるので、ガルバノメータを使わずに、可動ステージを動かして基板上の任意の位置にレーザー光を照射することも可能である。ガルバノメータおよび可動ステージの両方を併用することもできる。レーザー光の出力、ガルバノメータの駆動、および可動ステージの駆動は、レーザー描画装置に格納されている制御プログラムによって制御される(例えば特許文献1)。
A laser drawing apparatus that draws characters and figures on a substrate using a YAG laser is known (for example, Patent Document 1).
The YAG laser is 1064 nm infrared light, which is converted into visible light of 532 nm by passing through the wavelength conversion crystal. This laser light is input to the galvanometer through a collimator lens and a reflecting mirror. The laser beam input to the galvanometer is deflected by the galvanometer and is irradiated to an arbitrary place on the substrate through the f-θ lens. Since the substrate is placed on the movable stage, it is possible to irradiate the laser beam to any position on the substrate by moving the movable stage without using the galvanometer. Both a galvanometer and a movable stage can be used together. The output of the laser light, the driving of the galvanometer, and the driving of the movable stage are controlled by a control program stored in the laser drawing apparatus (for example, Patent Document 1).
このレーザー描画装置を用いることにより、基板上に文字や図形を描画することができる。また、レーザー描画装置を用いることにより、金属膜が表面に装着された絶縁基板上に電極配線板を作成することもできる。 By using this laser drawing apparatus, characters and figures can be drawn on the substrate. Further, by using a laser drawing apparatus, an electrode wiring board can be formed on an insulating substrate having a metal film mounted on the surface thereof.
ただし、レーザー描画装置による描画に際しては、レーザー光が走査した部分では基板やその表面の金属膜が溶解し、その一部は走査部周辺にバリとなって付着し、別の一部は霧状の小滴(塵や粉)となって飛び散る。飛び散った基板や金属膜材料の小滴が基板に付着して製品の仕上がりに汚れが生じたり、あるいは飛散した小滴がレーザー描画装置のレンズに付着した場合は加工点に対するレーザー出力が低下するなどの不具合を生じる。 However, when drawing with a laser drawing device, the substrate and the metal film on the surface are dissolved in the part scanned with the laser beam, part of which is attached as burrs around the scanning part, and another part is foggy. Splattered into small droplets (dust and powder). Spattered substrates and metal film material droplets adhere to the substrate, resulting in a dirty product finish, or if scattered droplets adhere to the laser drawing lens, the laser output to the processing point decreases. Cause a malfunction.
そこで、従来、エアの吐き出しによって塵を吹き飛ばす機構、あるいはエアの吸引によって塵を吸い取る機構をレーザー描画装置に搭載し、飛散した小滴による不具合を解消するようにしていた。
しかしながら、エアの吐き出しでは、小さな塵は不規則に飛び回って装置や被加工基板に付着してしまう。また、エアの吸引では、吸引ノズルから遠い場所にある塵は吸引できない。どちらも十分な効果が得られないのが実情である。その結果、製造品質が低下したり、あるいはレーザー描画装置のレンズを頻繁にクリーニングする処置が必要になってしまう。 However, when air is discharged, small dust flies irregularly and adheres to the apparatus and the substrate to be processed. In addition, when air is sucked, dust that is far from the suction nozzle cannot be sucked. In fact, neither of them can achieve a sufficient effect. As a result, the manufacturing quality deteriorates or a treatment for frequently cleaning the lens of the laser drawing apparatus becomes necessary.
エアの吐き出しによって塵を吹き飛ばす場合、あるいはエアの吸引によって塵を吸い取る場合、塵の除去効果を上げようとすると、エアの流量を増すことになる。 When dust is blown away by discharging air, or when dust is sucked by sucking air, the flow rate of air is increased if an attempt is made to increase the dust removal effect.
ただし、エアの吐き出し流量が増えると、エアが流れに従って部分的に圧力が上昇し、空気の密度が上がる。吸引の場合、エアの吸引流量が増えると、エアが流れに従って部分的に圧力が低下し、空気の密度が下がる。どちらの場合も、レーザー光の光軸の範囲内で空気の密度が変化することになる。こうなると、レーザー光が屈折し、ワーク上の加工位置がわずかにずれてしまう。微細加工を行う場合、このズレは大きな問題となる。 However, when the air discharge flow rate increases, the pressure partially increases as the air flows and the density of the air increases. In the case of suction, when the air suction flow rate increases, the pressure partially decreases as the air flows, and the density of the air decreases. In either case, the air density changes within the range of the optical axis of the laser beam. In this case, the laser beam is refracted and the processing position on the workpiece is slightly shifted. When performing microfabrication, this deviation becomes a big problem.
ワークやレンズへの塵の付着、加工位置のズレは、特に100μm以下の分解能の微細な描画を行う際に問題となり易い。 The adhesion of dust to the workpiece and the lens and the displacement of the processing position are particularly problematic when performing fine drawing with a resolution of 100 μm or less.
例えば、目的が電極配線板の形成であれば、加工済みの電極間絶縁部に金属粉が付着して絶縁不良となったり、電極端子部に基板材料の粉が付着して接触不良を起こすなど端子としての機能低下を起こす。f−θレンズに塵が付着した場合は、レーザー出力が低下し、加工が不十分となって電極間の絶縁不良を起こしてしまう。 For example, if the purpose is the formation of an electrode wiring board, metal powder adheres to the processed inter-electrode insulating part, resulting in poor insulation, or substrate material powder adheres to the electrode terminal part, resulting in poor contact, etc. It causes a drop in function as a terminal. When dust adheres to the f-θ lens, the laser output decreases, and the processing becomes insufficient, resulting in an insulation failure between the electrodes.
基板にアクチュエータなどの機能部材が微細ピッチで搭載されるインクジェットヘッドの製造に際しては、加工位置がズレた場合、機能部材と電極の配線がズレて信号が遮断され、正常に作動しなくなる等の問題を生じる。 When manufacturing an inkjet head in which functional members such as actuators are mounted on the substrate at a fine pitch, if the processing position is misaligned, the wiring between the functional member and the electrode is misaligned, the signal is cut off, and the device does not operate normally. Produce.
この発明は、上記の事情を考慮したもので、その目的は、レーザー光による加工に伴う飛散物を、製造品質の低下を招くことなく、頻繁なクリーニングを要することなく、レーザー光の屈折を生じることもなく、確実かつ効率よく取り除くことができる信頼性にすぐれたレーザー描画装置およびその制御方法を提供することである。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and its object is to cause refraction of laser light without causing frequent degradation of the scattered matter caused by processing with laser light without causing a reduction in manufacturing quality. It is another object of the present invention to provide a reliable laser drawing apparatus that can be removed reliably and efficiently and a control method thereof.
請求項1に係る発明のレーザー描画装置は、基板にレンズを介してレーザー光を照射し、その基板上に文字や図形を描画するものであって、基板からの飛散物を取込む集塵手段、を備える。この集塵手段は、前記レンズと前記基板との間に設けられた集塵電極、およびこの集塵電極と前記基板との間に接続された直流電源を有する。 The laser drawing apparatus of the invention according to claim 1 irradiates a substrate with a laser beam through a lens, draws characters and figures on the substrate, and collects dust scattered from the substrate. . The dust collecting means has a dust collecting electrode provided between the lens and the substrate, and a DC power source connected between the dust collecting electrode and the substrate.
この発明のレーザー描画装置およびその制御方法によれば、レーザー光による加工に伴う飛散物を、製造品質の低下を招くことなく、頻繁なクリーニングを要することなく、レーザー光の屈折を生じることもなく、確実かつ効率よく取り除くことができる。これにより、レーザー光による加工の信頼性が大幅に向上する。 According to the laser drawing apparatus and the control method thereof of the present invention, the scattered matter accompanying the processing by the laser beam does not cause a decrease in manufacturing quality, does not require frequent cleaning, and does not cause refraction of the laser beam. Can be removed reliably and efficiently. Thereby, the reliability of processing by laser light is greatly improved.
[1]第1の実施形態
以下、この発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。まず、この発明に係るインクジェットヘッドの外観を図1に示す。
図1に示すように、低誘電率部材の例えばアルミナで形成された板状の基板1の上面(平面)に、枠部材2が接着され、その枠部材2上にノズルプレート(オリフィスプレートともいう)3が接着され、枠部材2の内側にアクチュエータ列Aおよびアクチュエータ列Bが形成されている。
[1] First embodiment
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the external appearance of the inkjet head according to the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a
上記ノズルプレート3は、方形のポリイミド製のフィルムで形成され、一対のノズル列4を有している。これらノズル列4は、それぞれ複数のノズル5の配列により形成されている。
The
アクチュエータ列A,Bは、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)製の2枚の圧電部材を互いの分極方向を対向させるように且つ台形状に上下に張り合わせたもので、ノズル列4,4にそれぞれ沿って配列され、表面が溝状に切削形成された複数の圧力室6を有している。これら圧力室6はノズルプレート3の各ノズル5と対応しており、各圧力室6内のインクが圧力を受けることにより、各ノズル5からインクが吐出される。
The actuator rows A and B are formed by, for example, attaching two piezoelectric members made of PZT (lead zirconate titanate) vertically in a trapezoidal shape so that their polarization directions face each other. Each has a plurality of pressure chambers 6 arranged along the surface and having a surface cut into a groove shape. These pressure chambers 6 correspond to the
基板1において、アクチュエータ列A,Bの相互間に円形の複数のインク流入口7が配設されるとともに、アクチュエータ列A,Bを両側から挟む位置に複数のインク流出口8が配設されている。
In the
なお、アクチュエータ列A,Bの各圧力室6に設けられる各電極およびその各電極への通電用の導電パターンは、無電解ニッケルメッキおよび電界金メッキによって基板1の全体にニッケルと金の導電層が形成され、その導電層がレーザー光で焼き切られて除去される処理(いわゆるサブトラクト法)により、同導電層の残り部分で形成される。
The electrodes provided in the pressure chambers 6 of the actuator rows A and B and the conductive pattern for energizing the electrodes are formed by a nickel and gold conductive layer on the
すなわち、各電極は、まず、無電解ニッケルメッキ及び電界金メッキによって基板1の全体にニッケルと金の導電層が形成され、電極間の絶縁部はその後レーザー光を照射して焼き切って除去する。
That is, each electrode is first formed with a conductive layer of nickel and gold on the
このようなインクジェットヘッドの各電極および導電パターンを形成するために、本発明のレーザー描画装置が用いられる。このレーザー描画装置の構成を図2に示す。 In order to form each electrode and conductive pattern of such an ink jet head, the laser drawing apparatus of the present invention is used. The structure of this laser drawing apparatus is shown in FIG.
まず、可動ステージ10上に上記基板1が載置される。20はYAGレーザーユニットで、1064nmの赤外線光を発する。この赤外線光が波長変換結晶21を通過することで532nmの可視光に変換され、このレーザー光がコリメータレンズ22,23および反射ミラー24,25を経てガルバノメータ26に入力される。ガルバノメータ26に入力されたレーザー光は、そのガルバノメータ26によって偏向され、かつf−θレンズ27を介して可動ステージ10上の基板1の任意の場所に照射される。基板1は可動ステージ10上に載置されているので、ガルバノメータ26を使わずに、可動ステージ10を動かして基板1上の任意の位置にレーザー光を照射することも可能である。ガルバノメータ26および可動ステージ10の両方を併用することもできる。レーザー光の出力、ガルバノメータ26の駆動、および可動ステージ10の駆動は、制御装置30によって制御される。
First, the
そして、f−θレンズ27と可動ステージ10上の基板1との間に金属製の集塵電極40が設けられ、その集塵電極40に高圧直流電源50の正側端子が接続され、高圧直流電源50の負側端子が基板1表面の導電層に電気的に接続される。高圧直流電源50は、20kVの高圧直流電圧を出力する。これら集塵電極40および高圧直流電源50により、基板1から飛散する霧状の小滴である塵や粉を取込む集塵手段が構成されている。以下、基板1から飛散する霧状の小滴である塵や粉のことを、飛散物という。
A metal
集塵電極40は、図3に示すように、レーザー光が通る空間40aを内側に有する金属性の筒体である。この集塵電極40の相対向する2つの側板が、それぞれ絶縁部材の“がいし”で形成されたL字形の支持脚11により、可動ステージ10上に保持されている。
As shown in FIG. 3, the
このような構成によれば、高圧直流電源50の出力電圧により、集塵電極40がプラスの電荷を帯び、基板1がマイナスの電荷を帯びる。したがって、レーザー光の加工によって基板1からの飛散物にはマイナスの電荷が与えられ、その飛散物は、クーロン力によって基板1に付着することなく、プラスの電荷を帯びた集塵電極40に吸着される。
According to such a configuration, the
こうして、基板1からの飛散物を確実かつ効率よく取り除くことができる。従来のエアの吐き出しあるいは吸引を行うものに比べて十分な除去効果を得ることができて、前述したような製造品質の低下を招くことなく、f−θレンズ27の頻繁なクリーニングを要することもない。エアの吐き出しあるいは吸引に際して除去効果を高めようとすると、前述したように、エアの流量を増すことになってレーザー光の屈折を生じてしまうが、そのような不具合を生じることもなく、常に精度の高い加工が可能である。
In this way, scattered matter from the
従来から行われていたエアの吸引による方法は、環境にある埃を吸い集めてしまう。埃がワークに付着したりレーザ光を遮ると、正しい描画ができず、不良品を作ってしまう。逆に、エアを吹き付けてレーザ描画によって発生した誇りを飛ばす方法では、飛ばした埃が環境を汚してしまう。環境を汚すことを防ぐために、装置本体の周囲に仕切りを設けたりすると、作業性が悪くなる。 Conventional methods using air suction suck and collect dust in the environment. If dust adheres to the workpiece or blocks the laser beam, it will not be possible to draw correctly and will produce defective products. On the contrary, in the method of blowing the pride generated by the laser drawing by blowing air, the blown dust will pollute the environment. If a partition is provided around the main body of the apparatus in order to prevent the environment from becoming dirty, workability is deteriorated.
本実施形態によれば、装置本体と環境との間に空気の出入りがないため、そのような弊害が生じない。 According to the present embodiment, since no air enters and exits between the apparatus main body and the environment, such an adverse effect does not occur.
なお、f−θレンズ27に向けてマイナスの電荷を放射する電荷放射手段として、例えば2つのイオナイザ51,52を、f−θレンズ27の基板1と対向する側の面を挟んで向き合う状態に設けるようにしてもよい。イオナイザ51,52からマイナスの電荷が放射されることにより、f−θレンズ27の基板1と対向する側の面がマイナスの電荷を帯びる。基板1からの飛散物は、マイナスの電荷を帯びているので、同極性のf−θレンズ27に近づき難くなり、その分、集塵電極40に吸着され易くなる。飛散物によるf−θレンズ27の汚れを防ぐこともできる。
As the charge radiating means for radiating negative charges toward the f-
[2]第2の実施形態
第2の実施形態について説明する。
集塵電極40の基板1側の開口に、図4に示す金属製の底板41が設けられる。底板41は、レーザー光が通る位置(走査位置)に開口41a,41bを有する。すなわち、集塵電極40は、レーザー光が通る空間40aを内側に有する側板とレーザー光が通る位置に開口41a,41bを有する底板41とからなる金属性の箱体となっている。
[2] Second embodiment
A second embodiment will be described.
A
底板41aの存在により、基板1からの飛散物をより効果的に吸着することができる。
他の構成、作用、効果は第1の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
Due to the presence of the
Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment. Therefore, the description is omitted.
[3]第3の実施形態
第3の実施形態について説明する。
基板1に対するレーザー光の走査が一次元である場合には、集塵電極40に代えて、図5および図6に示す金属板形状の集塵電極60を基板1の上面に近づけて設けてもよい。集塵電極60は、レーザー光が通る位置(走査位置)に開口として、細長のスリット61aを有する。そして、集塵電極60に高圧直流電源50の正側端子が接続され、高圧直流電源50の負側端子が基板1に接続される。
主として可動ステージ10による描画を行うために、ガルバノメータ26によるレーザー光の捜査範囲が狭い場合には、図7に示すように、円形の開口62を有する集塵電極60を採用してもよい。
第1の実施形態と同様に、イオナイザ51,52を設けてf−θレンズ27にマイナスの電荷を放射することももちろん可能である。
他の構成、作用、効果は第1の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
[3] Third embodiment
A third embodiment will be described.
When the scanning of the laser beam on the
When the search range of the laser beam by the
As in the first embodiment, it is of course possible to provide ionizers 51 and 52 to emit negative charges to the f-
Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment. Therefore, the description is omitted.
[4]第4の実施形態
第4の実施形態について説明する。
パターン描画を全て可動ステージ10に頼る場合には、図8に示すように、ガルバノメータ26およびf−θレンズ27に代えて反射ミラー28および集光レンズ29を用い、レーザー光を集光レンズ29で絞って基板1に与える構成が採用される。
[4] Fourth embodiment
A fourth embodiment will be described.
When relying on the
この反射ミラー28および集光レンズ29の採用に伴い、集光レンズ29の下方かつ近傍に、金属製のメッシュ板による集塵電極71が設けられる。そして、集塵電極71に高圧直流電源50の正側端子が接続され、高圧直流電源50の負側端子が基板1に接続される。
なお、集塵電極71の採用に加えて、第3の実施形態で示した図7の集塵電極60を併用してもよい。すなわち、集光レンズ29と基板1との間に2つの集塵電極71,60が順次に設けられる。この場合、集塵電極71が集光レンズ29への飛散物の付着を防ぐ第1集塵電極として機能し、集塵電極60が基板1への飛散物の付着を防ぐ第2集塵電極として機能する。
With the adoption of the
In addition to the adoption of the
第1の実施形態と同様に、イオナイザ51,52を設けてf−θレンズ27にマイナスの電荷を放射することももちろん可能である。
他の構成、作用、効果は第1の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
As in the first embodiment, it is of course possible to provide ionizers 51 and 52 to emit negative charges to the f-
Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment. Therefore, the description is omitted.
[5]第5の実施形態
第5の実施形態では、上記各実施形態における少なくともレンズ(f−θレンズまたは集光レンズ)、集塵電極、基板1、可動ステージ10、(およびイオナイザ51,52)が、真空チャンバーに収容される。真空チャンバー内では空気流によって飛散物の軌道が乱されることがないので、飛散物をより確実に集塵電極へ吸着させることができる。
[5] Fifth embodiment
In the fifth embodiment, at least the lens (f-θ lens or condenser lens), the dust collecting electrode, the
[6]第6の実施形態
第6の実施形態について説明する。
図9に示すように、f−θレンズ27からのレーザー光と直交する方向において、基板1の上面近傍の空間を挟んで向き合う状態に、空気吹出口81aおよび空気吸込口82aが設けられる。空気吸込口82aに流入する空気は、ダクト82を介してフィルタ83に導かれ、そのフィルタ83によって濾過される。濾過された経た空気は、ポンプ80およびダクト81によって空気吹出口81aに導かれ、その空気吹出口81aから空気吸込口82aに向けて吹出される。
[6] Sixth embodiment
A sixth embodiment will be described.
As shown in FIG. 9, an
空気吹出口81aおよび空気吸込口82aは、図10に示すように、基板1の上面と略同じまたはそれより大きい幅を有する。
As shown in FIG. 10, the
これら空気吹出口81a、空気吸込口82a、ダクト81,82、フィルタ83、およびポンプ80により、空気吹出口81aから空気吸込口82aへと流れる空気流を形成する空気流形成ユニットが構成される。この空気流形成ユニットが集塵手段として用いられる。
The
すなわち、基板1の上面のすぐ上方の空間を横切る状態に強くスムーズな空気流が生じ、基板1からの飛散物がこの空気流に乗って空気吸込口82aに流入する。流入した飛散物は空気と共にフィルタ83に取り込まれ、飛散物のみがフィルタ83で抽出され、残りのきれいな空気が空気吹出口81aに送られて再び強くスムーズな空気流となる。
こうして、基板1からの飛散物を確実かつ効率よく除去することができる。
That is, a strong and smooth air flow is generated across the space immediately above the upper surface of the
In this way, the scattered matter from the
しかも、レーザー光による描画は空気吹出口81aに近い方(図示左側)から空気吸込口82a側へと順に行われ、その描画の移行方向と空気流の方向とが一致するため、加工によって生じる塵や粉が加工済みの絶縁部に付着する虞が低減される。加工済みの部位から飛散した塵や粉がこれから加工される部位に付着する可能性があるが、付着した飛散物は新たな絶縁部の形成に際してレーザー光によって切除される。よって、導電性の飛散物が原因となる絶縁部の短絡不良を回避することができる。
Moreover, drawing with laser light is performed in order from the side closer to the
とくに、空気吹出口81aが大気圧よりも正圧になり、空気吸込口82aが大気圧よりも負圧になるため、基板1の上面のすぐ上方の空間は略大気圧に保つことができる。したがって、従来のように吐き出しノズルを用いる吐き出しのみの方法、あるいは吸引ノズルを用いる吸引のみの方法のように、レーザー光の光軸の範囲内で空気の密度が変化してレーザー光が屈折するような不具合を生じることがなく、基板1からの飛散物を確実かつ効率よく除去しつつ、基板1に対する微細かつ高精度の加工が可能となる。
In particular, since the
なお、1つのポンプ80によって空気の吹出し圧力および吸込み圧力の両方を得る構成としたが、空気の吹出し圧力を得るための専用の圧力源および吸込み圧力を得るための専用の圧力源をそれぞれ設け、レーザー光の光軸の範囲内が略大気圧となるように、各々の圧力源の圧力を調整するようにしてもよい。
第1の実施形態と同様に、イオナイザ51,52を設けてf−θレンズ27にマイナスの電荷を放射することももちろん可能である。
他の構成、作用、効果は第1の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
In addition, although it was set as the structure which obtains both the blowing pressure and suction pressure of air with one
As in the first embodiment, it is of course possible to provide ionizers 51 and 52 to emit negative charges to the f-
Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment. Therefore, the description is omitted.
[7]第7の実施形態
第7の実施形態は、第6の実施形態の関連である。
図11に示すように、f−θレンズ27からのレーザー光と直交する方向において、基板1の上面近傍の空間を挟んで向き合う状態に、第1空気吹出口81aおよび第1空気吸込口82aが設けられる。第1空気吸込口82aに流入する空気は、ダクト82を介してフィルタ83に導かれ、そのフィルタ83によって濾過される。濾過された経た空気は、ポンプ80およびダクト81によって第1空気吹出口81aに導かれ、その第1空気吹出口81aから第1空気吸込口82aに向けて吹出される。
[7] Seventh embodiment
The seventh embodiment is related to the sixth embodiment.
As shown in FIG. 11, the
また、f−θレンズ27の基板1と対向する側の面またはその近傍の空間を挟んで向き合う状態に、第2空気吹出口84aおよび第2空気吸込口85aが設けられる。上記ダクト81から第1空気吹出口81aに導かれる空気の一部がダクト84の先の第2空気吹出口84aへと分流し、その第2空気吹出口84aからf−θレンズ27に向けて吹出される。吹出された空気はf−θレンズ27の面に沿って流れ、第2空気吸込口85aに吸込まれる。吸込まれた空気は、ダクト85から上記ダクト82に流入してフィルタ83に導かれる。
The
これら第1空気吹出口81a、第1空気吸込口82a、第2空気吹出口84a、第2空気吸込口85a、ダクト81,82、フィルタ83、およびポンプ80により、第1空気吹出口81aから第1空気吸込口82aへと流れる空気流および第2空気吹出口84aから第2空気吸込口85aへと流れる空気流を形成する空気流形成ユニットが構成される。この空気流形成ユニットが集塵手段として用いられる。
The
したがって、第6の実施形態と同じく基板1からの飛散物を確実かつ効率よく除去できるとともに、f−θレンズ27の表面への飛散物の付着をより効果的に防止できる。
他の構成、作用、効果は第6の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
Therefore, the scattered matter from the
Other configurations, operations, and effects are the same as those in the sixth embodiment. Therefore, the description is omitted.
なお、f−θレンズ27の表面に気体を吹き付けてレンズ表面に空気の流れを作る手段としては、従来の吸引のみまたは吐き出しのみでもよい。この場合でもある程度はレンズ表面の汚れを防止する効果が得られる。
In addition, as a means for blowing air on the surface of the f-
[8]第8の実施形態
第8の実施形態は、第6の実施形態の関連である。
すなわち、図12に示すように、空気吸込口82aに金属製のメッシュ板による集塵電極86が設けられ、その集塵電極86に高圧直流電源50の正側端子が接続され、高圧直流電源50の負側端子が基板1に接続される。
集塵電極86は、空気吸込口82aの開口面積と同じまたはそれより若干大きい。基板1からの飛散物が空気流に乗って空気吸込口82aに吸込まれるとき、その空気流中の飛散物のうち、表面積の比較的小さいものがクーロン力によって集塵電極86に吸着され、表面積の比較的大きいものがダクト82を通ってフィルタ83に導かれる。しかも、表面積の比較的大きい飛散物の一部は、集塵電極86を通過する際に、その集塵電極86のメッシュ構造に引っかかって捕捉される。
[8] Eighth embodiment
The eighth embodiment is related to the sixth embodiment.
That is, as shown in FIG. 12, a
The
このように、空気流形成ユニットと集塵電極86との組合せにより、より確実に飛散物を取り除くことができる。表面積の比較的大きい飛散物の一部が集塵電極86のメッシュ構造に引っかかって捕捉される分だけ、フィルタ83の負担を軽減できることになり、フィルタ83の交換の頻度を減らすことができる。
他の構成、作用、効果は第1および第6の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
As described above, the combination of the air flow forming unit and the
Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first and sixth embodiments. Therefore, the description is omitted.
[9]第9の実施形態
第9の実施形態は、第8の実施形態の関連であり、図13に示すように、可動ステージ10が鉛直方向に傾斜されて、その可動ステージ10により、基板1のレーザー加工が鉛直方向に傾斜する状態に保持される。これに伴い、レーザー光の光学系および空気流形成ユニットを含む装置全体が傾いた状態に設置される。
[9] Ninth embodiment
The ninth embodiment relates to the eighth embodiment. As shown in FIG. 13, the
ただし、集塵電極86に高圧直流電源50の負側端子が接続され、高圧直流電源50の正側端子が基板1に接続される点が、第8の実施形態と異なる。なお、高圧直流電源50の接続極性については、第8の実施形態と同じく、高圧直流電源50の正側端子を基板1に接続して負側端子を集塵電極86に接続する構成としてもよい。
However, it differs from the eighth embodiment in that the negative terminal of the high-voltage
この第9の実施形態よれば、基板1からの飛散物のうち、最も重い粒子は重力により落下して装置外に除去され、中程度の粒子は空気流れ乗って空気吸込口82aに吸込まれて除去され、最も軽い粒子はクーロン力により集塵電極86に吸着除去される。すなわち、第8の実施形態による表面積の異なる飛散物への対処が可能になることに加え、重さの異なる飛散物への対処が可能となる。
According to the ninth embodiment, the heaviest particles out of the scattered matter from the
中程度の粒子が重力とクーロンのいずれか一方またはその両方によって十分に除去可能な場合は、空気流形成ユニットによる空気流を省略してもよい。 If medium particles can be sufficiently removed by gravity and / or coulomb, the air flow through the air flow forming unit may be omitted.
図では省略しているが、この実施形態でもf−θレンズ27に向けてイオナイザ51,52から電荷を放射すれば、さらに集塵効果、特にf−θレンズ27への飛散物付着防止の効果を向上させることができる。ただし、基板1に高圧直流電源50の正側端子が接続されているので、イオナイザ51,52の採用に際しては、イオナイザ51,52からf−θレンズ27に向けてプラスの電荷を放射する。
Although not shown in the drawing, in this embodiment as well, if charges are emitted from the ionizers 51 and 52 toward the f-
なお、可動ステージ10を鉛直方向よりもさらに下方に向けて傾斜し、その可動ステージ10に基板1を真空吸着によって保持する構成としてもよい。
集塵電極86としては、金属製のメッシュ板構造に限らず、図14に示すように、レーザー光が通る空間を確保する状態に立設された2枚の金属製の側板86a,86bを有する構造としてもよい。側板86a,86bによっても飛散物の粒子を捕捉することができるので、より効果的である。また、側板86a,86bには、空気流を余計な方向に逃がさない効果もある。
他の構成、作用、効果は第8の実施形態と同じである。よって、その説明は省略する。
The
As shown in FIG. 14, the
Other configurations, operations, and effects are the same as those in the eighth embodiment. Therefore, the description is omitted.
[10]変形例
第9の実施形態では、高圧直流電源50の正側端子を基板1に接続して負側端子を集塵電極86に接続したが、この極性については他の実施形態と同じでもよい。逆に、他の実施形態の極性を第9の実施形態と同じように反転させてもよい。要は、イオナイザ51,52から放射する電荷の極性が基板1の極性と一致していればよい。
[10] Modification
In the ninth embodiment, the positive terminal of the high-voltage
高圧直流電源50の負側電位(接地電位)によって微小な飛散物の流れが変化するので、高圧直流電源50の負側電位については飛散物が最も効果的に排除できる電位に調整することが望ましい。しかし、装置の操作安全対策上からは、基板1側の電位を接地する方法が最も容易なのでそのようにしてもよい。
Since the flow of minute scattered objects varies depending on the negative potential (ground potential) of the high-voltage
装置を操作する人の安全対策上、高圧直流電源50は十分に高いインピーダンスを持ち、かつ人が近づいた場合には近接センサやエリアセンサ等によってレーザー光と共に高圧直流電源50からの通電を遮断することが望ましい。
The high-voltage
その他、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。 In addition, this invention is not limited to each said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible in the range which does not change a summary.
1…基板、2…枠部材、3…ノズルプレート、4…ノズル列、5…ノズル、6…圧力室、7…インク流入口、8…インク流出口、10…可動ステージ、20…YAGレーザーユニット、21…波長変換結晶、22,23…コリメータレンズ、24,25…反射ミラー、26…ガルバノメータ、27…f−θレンズ、29…集光レンズ、30…制御装置、40…集塵電極、50…高圧直流電源、51,52…イオナイザ、41…底板、60…集塵電極、71…集塵電極、80…ポンプ、81,82…ダクト、81a…空気吹出口、82a…空気吸込口、83…フィルタ、84,85…ダクト、84a…空気吹出口、85a…空気吸込口、86…集塵電極
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記基板からの飛散物を取込む集塵手段を備え、
この集塵手段は、前記レンズと前記基板との間に設けられた集塵電極、およびこの集塵電極と前記基板との間に接続された直流電源を有する、
ことを特徴とするレーザー描画装置。 In a laser drawing device that irradiates a substrate with laser light through a lens and draws characters and figures on the substrate,
A dust collecting means for taking in scattered matter from the substrate;
The dust collecting means has a dust collecting electrode provided between the lens and the substrate, and a DC power source connected between the dust collecting electrode and the substrate.
A laser drawing apparatus characterized by that.
ことを特徴とする請求項1記載のレーザー描画装置。 The dust collection electrode is a metallic cylinder having a space through which laser light passes,
The laser drawing apparatus according to claim 1.
をさらに備えることを特徴とする請求項1記載のレーザー描画装置。 Charge emitting means for emitting charge toward the lens;
The laser drawing apparatus according to claim 1, further comprising:
ことを特徴とする請求項1記載のレーザー描画装置。 The dust collecting electrode is a metallic box composed of a side plate having a space through which laser light passes inside and a bottom plate having an opening at a position through which laser light passes.
The laser drawing apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1記載のレーザー描画装置。 The dust collection electrode is a metal plate having an opening at a position where laser light passes,
The laser drawing apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1記載のレーザー描画装置。 The dust collecting electrode is a metal mesh plate.
The laser drawing apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1記載のレーザー描画装置。 The dust collecting electrode is a first dust collecting electrode and a second dust collecting electrode sequentially provided between the lens and the substrate, and a metal mesh plate is used as the first dust collecting electrode, and laser light is used. A metal plate having an opening at a position through which the second dust collection electrode is used,
The laser drawing apparatus according to claim 1.
をさらに備えることを特徴とする請求項1記載のレーザー描画装置。 A vacuum chamber containing at least the lens, the dust collecting electrode, and the substrate;
The laser drawing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記基板からの飛散物を取込む集塵手段を備え、
この集塵手段は、前記基板の上面近傍の空間を挟んで向き合う空気吹出口および空気吸込口、この空気吸込口の吸込み空気を濾過するフィルタ、このフィルタを経た空気を空気吹出口に送るポンプを有し、空気吹出口から空気吸込口へと流れる空気流を形成する空気流形成ユニットである、
ことを特徴とするレーザー描画装置。 In a laser drawing device that irradiates a substrate with laser light through a lens and draws characters and figures on the substrate,
A dust collecting means for taking in scattered matter from the substrate;
The dust collecting means includes an air outlet and an air inlet facing each other across a space near the upper surface of the substrate, a filter for filtering the intake air of the air inlet, and a pump for sending the air passing through the filter to the air outlet. An air flow forming unit that forms an air flow that flows from the air outlet to the air inlet;
A laser drawing apparatus characterized by that.
ことを特徴とする請求項9記載のレーザー描画装置。 The air outlet and the air inlet have a width that is substantially the same as or larger than the upper surface of the substrate.
The laser drawing apparatus according to claim 9.
ことを特徴とする請求項9記載のレーザー描画装置。 The air flow forming unit faces a first air outlet and a first air inlet facing each other across a space near the upper surface of the substrate, a surface of the lens facing the substrate or a space near the surface. A second air outlet and a second air inlet, a filter that filters the intake air of the first and second air inlets, and a pump that sends the air that has passed through the filter to the first and second air outlets, Forming an air flow flowing from the first air outlet to the first air inlet and an air flow flowing from the second air outlet to the second air inlet, respectively;
The laser drawing apparatus according to claim 9.
前記空気吸込口に設けられたメッシュ状の集塵電極、およびこの集塵電極と前記基板との間に接続された直流電源、
をさらに含むことを特徴とする請求項9記載のレーザー描画装置。 The dust collecting means includes
A mesh-shaped dust collecting electrode provided in the air suction port, and a DC power source connected between the dust collecting electrode and the substrate;
The laser drawing apparatus according to claim 9, further comprising:
をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれかに記載のレーザー描画装置。 A stage for holding the substrate in a state where the laser processing surface of the substrate is inclined in the vertical direction or in a state where the substrate is inclined further downward than the vertical direction,
The laser drawing apparatus according to claim 1, further comprising:
ことを特徴とする請求項12記載のレーザー描画装置。 The dust collection electrode has a plurality of side plates erected in a state of ensuring a space through which laser light passes,
The laser drawing apparatus according to claim 12.
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