JP2706350B2 - Drilling machine with a laser - Google Patents

Drilling machine with a laser

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JP2706350B2
JP2706350B2 JP11047390A JP11047390A JP2706350B2 JP 2706350 B2 JP2706350 B2 JP 2706350B2 JP 11047390 A JP11047390 A JP 11047390A JP 11047390 A JP11047390 A JP 11047390A JP 2706350 B2 JP2706350 B2 JP 2706350B2
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JP11047390A
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雅俊 加藤
小出  純
文雄 市川
顕 後藤
剛 折笠
昭男 斎藤
隆 渡辺
和明 益田
正樹 稲葉
仁 立川
正行 西脇
Original Assignee
キヤノン株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は主としてインクジェットヘッドにおけるインク吐出口の孔を加工することを目的として開発されたレーザによる孔明け加工機に関するものである。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (INDUSTRIAL FIELD) The present invention relates primarily drilling machine with a laser that has been developed for the purpose of processing the ink discharge port of the holes in the inkjet head.

(従来の技術) レーザ光を用いてワークに対して所定形状、寸法の孔明けを行なうのは主としてその加工精度が高い点に着目してのことである。 Is that of focusing on (prior art) point a predetermined shape on the workpiece using a laser beam, is primarily the processing accuracy for performing the punching dimension higher. とくにコンピュータやワードプロセッサに附帯するプリンタで用いられるインクジェットヘッドのインク吐出口の孔は、加工精度がそのまま、インク吐出量、吐出方向などに影響するので、この加工には細心の注意が必要である。 In particular hole of the ink discharge ports of an ink jet head used in the printer incidental to a computer or a word processor, as processing accuracy, the ink discharge amount, because it affects the like in the discharge direction, in this processing it requires careful attention.

なお、上記インクジェットヘッドはインクジェット記録方式の中でも、とくにバルブジェット方式の記録ヘッドに採用されている。 Incidentally, the ink jet head among ink jet recording systems, and is particularly employed in a recording head of the valve-jet type. そして、上記バルブジェット方式の記録装置の代表的な構成および原理は例えば米国特許第4723129号、同第4740796号明細書などに開示されており、所謂、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。 The typical construction and principle, for example U.S. Pat. No. 4723129 of the recording apparatus of the valve-jet type, are disclosed in such as the first 4740796 Pat, so-called on-demand type, in any continuous type It can also be applied. この方式は例えばオンデマンド型をあげて説明すると、液体(インク)が保持されているシートや液路に対応して電気熱変換体を配設し、該電気熱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のである。 This method will be described by way of example on-demand type, the liquid (ink) on a sheet or liquid passage that retains disposed electrothermal transducers, corresponding to the drive signal to the electric thermal converter to generate heat energy, cause film boiling on the heat acting surface of the recording head, resulting in air bubbles in one-to-one correspondence with the driving signal is formed in the liquid (ink), the growth of the bubble, ejection by contraction liquid (ink) is to be ejected in the form of droplets from the outlet. ここで与え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ものである。 Drive signal given here are those U.S. Patent No. 4,463,359, a pulse signal as disclosed in the specification Nos. No. 4,345,262 is preferred. また、上記熱作用面の温度上昇率については米国特許第4313124号明細書に開示された条件が採用されるとよい。 Further, it is preferable for temperature increasing rate of the thermoactive surface is disclosed in U.S. Patent No. 4313124 condition is employed.

上記インクジェットヘッドの構成は、上述した各明細書に開示されているような吐出口、液路(直線状液流路または直角液流路)、電気熱変換体の組合わせで成るが、このほかにも、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、同第4459600号明細書に開示されている構成であってもよい。 Structure of the ink jet head, the discharge port as disclosed in the specifications described above, liquid paths (linear liquid channel or right angle liquid channels), but made with a combination of electrothermal transducers, in addition also, the heat acting portion is disposed in a bent region, for example, U.S. Patent No. 4,558,333, may be configured as disclosed in the specification Nos. No. 4,459,600. 更には、上記インクジェットヘッドの構成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59−123670号公報所載の構成、あるいは熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応した構成、例えば特開昭59−138461号公報所載の構成であってもよい。 Furthermore, construction of the ink jet head is applicable to the structure, configuration of the discharge portion of the common slit electrothermal transducers, for example, JP 59-123670 discloses Shosai configuration, or heat configuration corresponding to openings for absorbing pressure waves of energy to the ejection unit may be configured, for example, JP 59-138461 discloses Shosai. なお、上述した明細書に所載の記録ヘッドは、複数記録ヘッドを組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。 The maximum recording head Shosai the specification described above, but in combination a plurality of recording heads is secured a length to accommodate a predetermined width, a predetermined width in one recording head (recording apparatus can record a recording it may be configured to a length corresponding to the width) of the media.

また、上記インクジェットヘッドの構成は、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う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。 The configuration of the ink jet head is provided in the electrical (for electrothermal transducers) connection can be also replaceable chip type or the recording head itself receives the supply of ink by being mounted on the apparatus main body it may be used as the cartridge type.

このように、種々の形態において使用される上記インクジェットヘッドについて、吐出口における孔明けでは次の問題が残されている。 Thus, for the ink jet head used in a variety of forms, the following problems remain in the drilling at the discharge port.

(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ヘッドなどのワークに対してレーザによる孔明けを行なう場合、レーザ光を一点に絞って、1個づつ明けるのでは多数の孔明けを必要とする場合、非常に時間がかかる。 (Problems to be Solved invention) When performing drilling by laser to the workpiece, such as the ink jet head, a laser beam focused at one point, than drilled one by one requires a large number of drilling case, it is very time consuming. とくに、ワークに対する正確な孔明け位置の設定には非常に多くの時間を費すことになり、作業能率を著しく低下する。 In particular, it will be spend very much time to set the correct punching position relative to the workpiece, significantly reduced the working efficiency.

(発明の目的) 本発明は上記事情にもとづいてなされたもので、ワークに対し一時に所望数の孔明けを行い、またワーク位置を測定し該測定結果に基づきワーク位置を修正するように工夫したレーザによる孔明け加工機を提供しようとするものである。 (OBJECT OF THE INVENTION) The present invention has been made based on the above circumstances, temporarily perform the desired number of punching the workpiece, also devised to modify a work position based on the measured workpiece position the measurement results it is intended to provide a boring machine of the laser.

(課題を解決するための手段) 本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、 エキシマレーザからのレーザ光を用いてワークに所定の複数の孔を加工するレーザ加工機において、 前記ワークに形成される前記所定の複数の孔に対応する所定の複数の微細孔を備えるマスクと、 前記エキシマレーザからのレーザ光を用いて均一に前記マスクを照明する照明光学系と、 前記マスクの前記所定の複数の微細孔を前記ワークに投影する投影光学系と、 前記ワークを前記レーザ光の入射方向から照明する照明系と、 該照明系からの光を受けた前記ワークの孔加工される部位を前記エキシマレーザの光軸と平行で且つ前記レーザ光の入射方向と反対の方向から観察し前記ワークの孔加工される部位に関する位置情報を複数の位置で測定する According to the present invention (Means for Solving the Problems), as to achieve the above object, in a laser processing machine for processing a predetermined plurality of holes in the workpiece using a laser beam from an excimer laser, the a mask comprising a predetermined plurality of fine holes corresponding to said predetermined plurality of holes formed in the work, an illumination optical system for uniformly illuminating the mask using the laser beam from the excimer laser, the mask a projection optical system for projecting the predetermined plurality of micropores to the workpiece, an illumination system for illuminating the work from the incident direction of the laser beam, are hole processing of the workpiece which receives the light from the illumination system measuring the position information about the site to observe the region from the incident direction opposite to the direction of the optical axis and parallel and the laser beam of the excimer laser is hole processing of the workpiece at a plurality of locations 複数の測定系と、 前記位置情報に基づき前記ワークを所定の位置に移動させる移動系と、 を有することを特徴とするレーザ加工機、 が提供される。 A plurality of measuring systems, a laser processing machine and having a, a transfer system for moving the workpiece based on the position information at a predetermined position, is provided.

(作用) したがって、マスクを用いることにより一時に多数の孔明けが行え、更にワーク位置の修正が行えることで、 (Operation) Thus, temporarily perform a number of drilling by using a mask, by further perform the correction of the work position,
レーザによる孔明け工程までの準備時間が大幅に節減できる。 Preparation time until the drilling process by the laser can be greatly reduced.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明する。 (Example) Hereinafter, an embodiment of the present invention with reference to the drawings will be described in detail. 図において、符号1はエキシマレーザであり、 In the figure, reference numeral 1 denotes an excimer laser,
その出射光軸aと直交して、水平方向に移動できるワークステーション2が装置フレーム3上に設けられている。 And perpendicular to the emission optical axis a, workstation 2 can be moved in the horizontal direction is provided on the device frame 3. 上記ワークステーション2上には、その加工面W 1を上記光軸aと直交するようにしてワークWが装着されている。 On the workstation 2, the workpiece W is mounted the working surface W 1 so as to be perpendicular to the optical axis a. 上記ワークWはこの実施例ではインクジェットヘッドであり、溝孔Gを長手方向に並列配置した天部材W 2 The work W is an ink jet head in this embodiment, the top member W 2 in parallel arranged slot G in the longitudinal direction
に対して一体的に板状部材W 3を形成したものであり、該ワークWに形成すべき孔Hは上記溝孔Gに一致して上記エキシマレーザ1からのレーザ孔で穿孔されるのである。 Is obtained by forming the integrally plate member W 3 against, holes H to be formed on the workpiece W is being drilled with a laser hole from the excimer laser 1 coincides with the slot G .

上記光軸a上に配置される照明光学系4はビーム整形用光学系5およびケラー照明用のフライアイレンズ6およびフィールドレンズ7で構成されている。 The illumination optical system is disposed on the optical axis a 4 is constituted by the fly-eye lens 6 and the field lens 7 in the optical system 5 and Keller illumination beam shaping. なお、この実施例におけるビーム整形用光学系5は楕円形の透過孔を有するマスク5a,アナモフィックビームエクスパンダーを構成する凹面シリンドリカルレンズ5bおよび凸面シリンドリカルレンズ5c、ならびに、凸レンズ5d、および凹レンズ5eから構成されている。 The mask 5a having a transmission hole of the elliptical beam shaping optical system 5 in this embodiment, the anamorphic beam expander concave constituting the cylindrical lens 5b and the convex cylindrical lens 5c, as well as construction of a convex lens 5d and concave 5e, It is. そして、上記アナモフィックビームエクスパンダーによって、エキシマレーザ1からのほぼ長方形断面の光ビームは円形断面のそれに調整される。 Then, by the anamorphic beam expander, the light beam of generally rectangular cross section from an excimer laser 1 is adjusted to that of the circular cross-section. そして、上記凸レンズ5dおよび凹レンズ5e Then, the convex lens 5d and concave lens 5e
によって次段のケラー照明に適合する光束径に調整する(すなわち、フライアイレンズ6の外接円の大きさに合致させる)。 By adjusting the matching light flux diameter to the next Keller illumination (i.e., to match the size of the circumscribed circle of the fly-eye lens 6). 上記フライアイレンズ6の前段には、プリズム8aおよび8bが配置されていて、レーザ光をプリズム The front of the fly's eye lens 6, be arranged prisms 8a and 8b are a prism with a laser beam
8a,8b間の間隙を通る平行光束L 1と、各プリズム8a,8bを介して分割された平行光束L 2 ,L 3とに分ける。 8a, a parallel light flux L 1 through the gap between 8b, the prisms 8a, divided into a parallel light beam L 2, L 3 divided through 8b. これら各光束L 1 ,L 2 ,L 3は上記フライアイレンズ6の各領域6 1 ,6 2 , Each of these light beams L 1, L 2, L 3 each region 6 1 of the fly-eye lens 6, 6 2,
6 3に入射され、フィールドレンズ7に対する2次光源となる。 Is incident on the 6 3, the secondary light source with respect to the field lens 7. 上記フィールドレンズ7は光軸a上において次段に配置されるマスク9を介して投影光学系(投影レンズ)10のレンズ入射瞳に結像するようにレーザ光を導く。 The field lens 7 directs the laser beam to image the projection optical system lens entrance pupil of (projection lens) 10 through a mask 9 is arranged in the next stage on the optical axis a. このようにして、上記照明光学系4によって上記マスク9に形成された複数の微細孔9aに対して均等なレーザ光の照射を達成するのである。 In this way, it is to achieve radiation of uniform laser beam to a plurality of fine holes 9a formed in the mask 9 by the illumination optical system 4. この場合、上記投影光学系10のレンズは入射瞳の位置を上記フライアイレンズ6で結像される2次光源の像と共役な位置にすると同時に、加工側の焦点位置になるように設定される。 In this case, the lens of the projection optical system 10 is configured at the same time as the image conjugate to the position of the secondary light source is imaged the position of the entrance pupil in the fly-eye lens 6, the focal position of the machining side that. そして、この投影光学系10からのレーザ光は加工面W 1に対してテレセントリックに結像され、これによって、ワークWに光軸aに平行な孔明けを行なう。 The laser light from the projection optical system 10 is imaged on telecentric with respect to working surface W 1, thereby, it performs parallel drilling to the optical axis a to the workpiece W. なお、ここでは、 It should be noted that, here,
上記投影光学系10には、マスク9の耐久性を考慮して縮小光学系を用いるとよい。 Above the projection optical system 10, it may be used a reduction optical system in consideration of the durability of the mask 9.

上記光軸aに対するワークWの向きを調整するために、上記ワークステーション2は適宜な調整手段を具備するとよい。 To adjust the orientation of the workpiece W with respect to the optical axis a, the work station 2 may comprise a suitable adjustment means. 例えば天部材W 2における溝孔Gの配列方向に並んでいる直線を軸とする回転を除く5軸について自由度を持つステージの組合せで上記ワークステーション2を構成してもよい。 For example the degree of freedom for the five-axis except for rotation of a straight line are arranged in the array direction of the slot G of the top member W 2 with the axis of a combination of stages having may constitute the work station 2. なお、レーザ光の光軸方向と、加工面W 1に沿って、かつ上記溝孔Gの並んでいる方向に対して垂直な方向の軸を中心とする回転方向とについては、ワークWをワークステーション2上で正確に位置決めできれば、調整しなくてもよいことになる。 Incidentally, the work direction of the optical axis of the laser beam along the processing surface W 1, and the the rotation direction around the axis in the direction perpendicular to the direction in which are aligned with the slot G is a workpiece W if accurately positioned on station 2, so that the may not be adjusted. また、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上記調整手段の制御を簡素化することができる。 Further, it is possible to simplify the control of the adjustment means by a configuration to match a center for rotational adjustment to the processing center of the workpiece W.

ワークステーション2上でのワークWの位置決めのために、上記ワークWをワークステーション2に取付ける治具にはステーション2上に配置したワークWの天部材 For positioning the workpiece W on the work station 2, the top member of the workpiece W placed on the station 2 to the jig for attaching the workpiece W to the work station 2
W 2の側面と、板状部材W 3の前面につき当てる複数の基準ピンが具備されているとよい。 And side surfaces of the W 2, may plural reference pins abut against the front surface of the plate-like member W 3 is provided. また、上記治具上に、上記つき当て機構のほかに、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、ステーション2へのワークWの自動供給を可能にするとよい。 Also, on the jig, in addition to the above with hit mechanism, provided with a clamping mechanism due to air suction, which is integrated with automatic hand, it may allow for automatic supply of the workpiece W to the station 2. また、ワークWを複数個同時にステーション2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。 Further, by setting the workpiece W into a plurality at the same time the station 2, a reserve may be to shorten the time. ただし、この場合には、調整手段の回転方向の1 However, in this case, the rotational direction of the adjusting means 1
軸については、これをワークWの中心に位置できないので、測定の時と、ワークWの移動の時とで、基準値の変換を行なう必要があろう。 The shaft, since this can not be located in the center of the workpiece W, in the case of measuring, at the time of movement of the workpiece W, it may be necessary to perform the conversion for the reference values.

上記ワークステーション2上でワークWの孔明け位置の測定には、照明系11および12、ならびに測定系13が用意されている。 The measurement of the drilling position of the workpiece W on the work station 2, the illumination system 11 and 12 and measurement system 13, are prepared. 例えば、上記測定系13は、テレビカメラ For example, the measurement system 13, a television camera
13aをセンサとして使用し、これを鏡筒13b、オートフォーカシング手段13cを介して対物レンズ13dに対向させた上下一対の測定器および光軸a上に配置される2面のミラー13eより構成されており、上記照明系11は、上記測定器に組込まれている。 Using 13a as a sensor, which barrel 13b, is configured from a mirror 13e of two faces disposed in the objective lens 13d a pair of upper and lower instrument and made to face on the optical axis a through auto-focusing means 13c cage, the illumination system 11 is incorporated in the instrument. 上記ミラー13eは上記測定器の光軸に対して一定の角度になるように反射二面をセットしており、上記測定器と共に、ワークWの孔の上下端に光軸が当るように配置されている。 The mirror 13e is set reflection dihedral to be at an angle to the optical axis of the measuring instrument, together with the measuring instrument is arranged such that the optical axis impinges on the upper and lower ends of the hole of the workpiece W ing. また、照明系12は、 In addition, the illumination system 12,
ワークWと投影光学系10との間に位置されており、光軸aと直交する方向から光源12aより光を照射し、測定時にのみ、光軸a上に進出するミラー12bによって、光を上記光軸a上に載せ、ワークWに向けて照射させるものである。 Are located between the workpiece W and the projection optical system 10, light from the light source 12a in a direction perpendicular to the optical axis a is irradiated, only at the time of measurement, the mirror 12b to advance on the optical axis a, the light placed on the optical axis a, it is intended to irradiate toward the workpiece W. なお、この実施例では、上記照明系11は孔明け時または孔明け後の孔の寸法及び位置等の測定時に、また照明系12は溝孔Gの位置の測定時に使用される。 In this embodiment, the illumination system 11 at the time of measurement, such as size and position of the drilling time or drilling after the hole, also the illumination system 12 is used for measurement of the position of the slot G. ここではワークWは耐インク性に優れたポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンオキサイド、ポリプロピレンなどの透光性の樹脂で構成されており、照明系12からの照明孔は溝孔Gの位置を介して、ワークW Here polysulfone Work W has excellent ink resistance is polyether sulfone, polyphenylene oxide, is composed of a light-transmitting resin such as polypropylene, lighting hole from the illumination system 12 via the position of the slot G Te, the workpiece W
の加工面W 1を照明する。 It illuminates the working surface W 1. これを測定器側で計測して、溝孔Gに光軸aが一致しているか否かを判別するのである。 This was measured by the measuring instrument side, it is to determine whether the optical axis a is coincident with the slot G.

なお、この実施例では、ワークWはその天部材W 2および板状部材W 3を成形によって予め構成する時、溝孔Gのみを同時に成形するようにしたが、この成形時に、予定よりも小径の微細孔H′を上記成形時に溝孔Gと共に成形してもよい。 In this embodiment, when the workpiece W is to be pre-configured by forming the top member W 2 and the plate member W 3, but so as to mold only at the same time slot G, during the molding, diameter smaller than expected of micropores H 'may be molded with slots G during the molding.

上記測定系13による測定結果は、画像処理系14にもたらされ、信号処理の結果を制御系15に与える。 Measurement result by the measurement system 13 is brought to the image processing system 14, it gives the result of the signal processing to the control system 15. 制御系15 Control system 15
では上記測定結果に基いて、ワークWの移動距離を算出し、ステーション2におけるステージ移動を移動手段16 In Based on the measurement results, calculates the moving distance of the work W, the moving means moving the stage in the station 2 16
で行なわせる。 To perform in. そして、測定系13の値が一定値になると上記移動手段16による位置調整を終了し、照明光学系12 When the value of the measuring system 13 is a constant value to exit the position adjustment by the moving means 16, the illumination optical system 12
の照射を完了し、ミラー12bを後退させ、エキシマレーザ1に対してレーザ光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。 Complete the irradiation, the mirror 12b is retracted, the signal causes the emission of the laser beam fixed time or a certain number of pulses relative to the excimer laser 1, giving.

なお、第1図において、エキシマレーザの出力はハーフミラー18を介してマスク付きのセンサ20で計測される。 In the first diagram, the output of the excimer laser is measured by the sensor 20 with the mask through the half mirror 18. そして、この出力情報は制御系15にフィードバックされ、インターフェース21を介してエキシマレーザ1に与える出力の調整を行なう。 Then, the output information is fed back to the control system 15 adjusts the output to be supplied to the excimer laser 1 via the interface 21. 板状部材W 3への孔明けが完了したならば、照明系11のシャッターを開放して孔位置、孔径などを測定し、この結果から、孔明けに関する校正値を得るのである。 If drilling into the plate-like member W 3 is completed, the shutter of the open hole positions of the illumination system 11, such as by measuring the pore size, from this result, it is to obtain calibration values for punching. この校正のための測定は測定系 Measurement is a measurement system for the calibration
13によって毎回行なう必要はなく、必要に応じて時々、 It is not necessary to perform each time by 13, from time to time as necessary,
行なえばよいのであり、場合によっては、このような補正は行なわなくても良い。 And than may be carried out, in some cases, such correction may not be performed. この場合には、照明系11は不要となる。 In this case, the illumination system 11 is not required.

なお、上記実施例において、ミラー12bの進出、後退は、エアシリンダ17などの手段によって実現するとよい。 In the above embodiment, expansion of the mirror 12b, retraction, it may be realized by means such as an air cylinder 17. また、本実施例においてはフライアイレンズ6及びマスク9を用いることで、複数の分割された均等な光量のレーザ光を用いて、ワークWの複数個について、複数個所、同時に孔明けできるため、孔明け作業効率が飛躍的に向上できる。 Further, in the present embodiment by using the fly-eye lens 6 and the mask 9, by using a laser beam of the plurality of divided equivalent amount, the plurality of the workpiece W, a plurality of locations, it is possible to drilling simultaneously, drilling work efficiency can be dramatically improved.

また、レーザ光をビーム整形光学系5を介して整形することで、ワークWにおける孔の並ぶ方向およびレーザ光軸の方向のそれぞれに対して直交する方向について光束を縮小させることができるから、この場合にはマスク9の微細孔9aを通る光エネルギー密度を高める効果が得られる。 In addition, by shaping the laser light through a beam shaping optics 5, since the direction perpendicular to the respective directions of the direction and the laser optical axis lined hole in the workpiece W can be reduced a light beam, this effect is obtained to increase the light energy density through the micropores 9a of the mask 9 in the case.

なお、微細孔9aの形状を忠実にワークWに再現するためには、上記マスク9を薄い金属板で構成するのがよい。 In order to reproduce faithfully the workpiece W the shape of the fine pores 9a it is good to constitute the mask 9 with a thin metal plate.

本発明におけるエキシマレーザは、紫外光を発振できるレーザであり、高強度のエネルギーを出力でき、単色性に優れ、指向性がよく、短パルス発振ができるだけでなく、レンズで集光することによりエネルギー密度を大きくできる利点がある。 Excimer laser in the present invention is a laser that can oscillate ultraviolet light, can output an energy of high intensity, excellent in monochromaticity, directivity good, not only can a short pulse oscillation energy by condensed by a lens an advantage of increased density. すなわち、エキシマレーザ発振器は希ガスとハロゲンの混合気体を放電励起することで、短パルス(15〜35ns)の紫外光を発振でき、Kr−F, That is, an excimer laser oscillator by discharge excitation of mixed gas of rare gas and halogen, can oscillate ultraviolet light of a short pulse (15~35ns), Kr-F,
Xe−Cl,Ar−Fレーザなどがよく用いられる。 Xe-Cl, such as Ar-F lasers are often used. これらの発振エネルギーは数100mJ/パルス、パルスの繰返し周波数30〜1000Hzである。 These oscillation energy is several 100 mJ / pulse, the pulse repetition frequency 30~1000Hz. このように、高輝度の短パルス紫外光をポリマー樹脂の表面に照射すると、照射部分が瞬間的にプラズマ発光と衝撃音を伴って分解、飛散する、 Thus, when the short pulse ultraviolet light having high luminance is irradiated to the surface of the polymer resin, the irradiated area decomposed instantaneously with plasma emission and impact noise, scattered,
所謂“ABLATIVE PHOTODECOMPOSITION(APD)”過程を生じ、これによってポリマー樹脂の孔明け加工ができるのである。 So-called "ABLATIVE PHOTODECOMPOSITION (APD)" occurs a process, whereby it can have drilling of the polymer resin. これは、他のレーザ、例えば赤外線であるCO 2 This is another laser, for example an infrared CO 2
レーザによる孔明けの場合と、明らかな差を生じる。 In the case of drilling by laser, it produces a clear difference. 例えば、ポリイミド(PI)フィルムにエキシマレーザ(Kr For example, an excimer laser (Kr polyimide (PI) film
Fレーザ)を用いてレーザ光を照射すると、PIフィルムの光吸収波長がUV領域にあるため、きれいな孔を明けることができるが、UV領域にない従来のYAGレーザでは孔のエッジが荒れ、CO 2レーザでは孔の周囲にクレータができるのである。 When irradiated with laser light using a F 2 laser), light absorption wavelength of the PI film is in the UV region, it is possible to drill a clean hole edge of the hole is rough in the conventional YAG laser not in the UV region, CO the 2 laser is able craters around the hole.

なお、SUSなどの金属、不透明なセラミックス、Siなどは大気の雰囲気において、エキシマレーザのレーザ光を照射されても影響をうけないことから、上述のマスク9の材料として適用できる。 The metal such as SUS, opaque ceramics, in an atmosphere of air is such as Si, because it does not also affected by the irradiation of the laser beam of the excimer laser can be applied as a material for the above mask 9.

次に実際に、このようなエキシマレーザを用いた本発明の孔明け機における実積を例示する。 Next fact, illustrate the actual product at drilling machine of the present invention using such excimer laser.

(実例1) ここで使用されたワークWは天部材W 2にピッチ70.5μ (Example 1) where the work W used pitch 70.5μ the top member W 2
m,溝孔Gの幅43μm、溝孔Gの高さ45μmであると共に、板状部材W 3のオリフィス径31μmφを形成するに当たり、エキシマレーザにINDEX 200K(ルモニクス社製) m, the width of the slot G 43 .mu.m, with a height of 45μm of the slot G, when forming an orifice diameter 31μmφ of the plate-like member W 3, (manufactured by Rumonikusu Co.) INDEX 200K excimer laser
を用いて、レーザ出力250mJ/パルス、繰返し周波数200H Using the laser output 250 mJ / pulse, repetition frequency 200H
z,発振時間2秒で加工した時、下表のような成績を得ている。 z, when processed by the oscillation time of 2 seconds, to obtain the results as shown in the table below. なお、この時の板状部材W 3の厚さは40〜45μm、 The thickness of the plate-like member W 3 at this time 40~45Myuemu,
材質はポリサルフォンである。 The material is a polysulfone. また、比較のため、従来例との加工精度の差を明らかにした。 For comparison revealed a difference in processing accuracy of the conventional example.

上表から明らかなように、本発明の孔明け加工機を用いて孔明けを実施した場合、オリフィスの面積のバラ付き、形状の状態は、従来に比べて相当向上している。 As apparent from the above table, when implemented drilled using a drilling machine the present invention, variation of the area of ​​the orifice, the shape of the state is equivalent improved compared to the prior art. これは当然、本発明の孔明け加工機によって作られたインクジェットヘッドの性能をも向上させることになる。 This of course would also improve the performance of the ink jet head made by drilling machine of the present invention. すなわち、液滴の吐出量および吐出方向が均一となり、文字、図形などが鮮明で、形崩れしないのである。 That is, the discharge amount and discharge direction of the droplets becomes uniform, characters, figures, etc. is sharp, it is not to collapse form.

(発明の効果) 本発明は以上詳述したようになり、マスクを用いることにより一時に多数の孔明けが行え、更にワーク位置の修正を迅速に行えることで、セッティングにおける無駄時間を大幅に節減でき、作業能率を大幅に向上させ、均一性の良好な孔を高効率にて明けることができ、これにより生産性を飛躍的に向上させることができる。 (Effect of the Invention) The present invention is now described in detail above, many drilling is performed in the temporary by using a mask, by more quickly perform the correction of the work position, significant savings of dead time in setting can dramatically improves the work efficiency, good uniformity of pores can be opened at high efficiency, thereby making it possible to greatly improve the productivity.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

第1図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第2図はビーム整形用光学系の精細図、第3図は光学系の一部を拡大して示した精細図、第4図はマスクの正面図、第5 Figure 1 is a schematic block diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is definition view of an optical beam shaping system, fine view Figure 3 is showing an enlarged portion of the optical system, Figure 4 front view of the mask, the fifth
図はワークの一部縦断側面図、第6図は測定系を示す側面図である。 FIG some longitudinal sectional side view of the workpiece is a side view Figure 6 is showing a measurement system. 1……エキシマレーザ 2……ワークステーション 4……照明光学系 5……ビーム整形用光学系 6……フライアイレンズ 7……フィールドレンズ 9……マスク、10……投影光学系 11,12……照明系 13……測定系、14……画像処理系 15……制御系、16……移動手段。 1 ...... excimer laser 2 ...... workstation 4 ...... illumination optical system 5 ...... beam shaping optical system 6 ...... fly-eye lens 7 ...... field lens 9 ...... mask, 10 ...... projection optical system 11, 12 ... ... illumination system 13 ...... measurement system 14 ...... image processing system 15 ...... control system, 16 ...... moving means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小出 純 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 益田 和明 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 渡辺 隆 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 後藤 顕 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 加藤 雅俊 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 斎藤 昭男 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 折笠 剛 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノ ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Jun Koide Ota-ku, Tokyo Shimomaruko 3-chome No. 30 No. 2 Canon within Co., Ltd. (72) inventor Kazuaki Masuda Ota-ku, Tokyo Shimomaruko 3-chome No. 30 No. 2 Canon within Co., Ltd. (72) inventor Takashi Watanabe Ota-ku, Tokyo Shimomaruko 3-chome No. 30 No. 2 Canon within Co., Ltd. (72) inventor Goto sensible Ota-ku, Tokyo Shimomaruko 3-chome No. 30 No. 2 Canon Co., Ltd. the inner (72) inventor Masaki Inaba Ota-ku, Tokyo Shimomaruko 3-chome No. 30 No. 2 Canon within Co., Ltd. (72) inventor Masatoshi Kato Ota-ku, Tokyo Shimomaruko 3-chome No. 30 No. 2 Canon within Co., Ltd. (72) inventor Akio Saito Ota-ku, Tokyo Shimomaruko 3-chome No. 30 No. 2 Canon within Co., Ltd. (72) inventor Tsuyoshi Orikasa Ota-ku, Tokyo Shimomaruko 3-chome No. 30 No. 2 key Yano ン株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−321088(JP,A) 特開 平1−143780(JP,A) 特開 平1−286478(JP,A) 特開 昭63−265482(JP,A) 特開 昭59−226317(JP,A) 実開 昭50−148190(JP,U) In emissions Co., Ltd. (56) Reference Patent flat 1-321088 (JP, A) JP flat 1-143780 (JP, A) JP flat 1-286478 (JP, A) JP Akira 63-265482 (JP , A) JP Akira 59-226317 (JP, A) JitsuHiraku Akira 50-148190 (JP, U)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】エキシマレーザからのレーザ光を用いてワークに所定の複数の孔を加工するレーザ加工機において、 前記ワークに形成される前記所定の複数の孔に対応する所定の複数の微細孔を備えるマスクと、 前記エキシマレーザからのレーザ光を用いて均一に前記マスクを照明する照明光学系と、 前記マスクの前記所定の複数の微細孔を前記ワークに投影する投影光学系と、 前記ワークを前記レーザ光の入射方向から照明する照明系と、 該照明系からの光を受けた前記ワークの孔加工される部位を前記エキシマレーザの光軸と平行で且つ前記レーザ光の入射方向と反対の方向から観察し前記ワークの孔加工される部位に関する位置情報を複数の位置で測定する複数の測定系と、 前記位置情報に基づき前記ワークを所定の位置に移動させ 1. A laser processing machine for processing a predetermined plurality of holes in the workpiece using a laser beam from an excimer laser, a predetermined plurality of fine holes corresponding to said predetermined plurality of holes formed in the workpiece a mask comprising an illumination optical system for uniformly illuminating the mask using the laser beam from the excimer laser, a projection optical system for projecting the predetermined plurality of fine holes of the mask to the workpiece, the workpiece an illumination system for illuminating the incident direction of the laser light, the incident direction of the optical axis of the hole processing said excimer laser sites are the workpiece and parallel and the laser beam that has received the light from said illumination system opposite a plurality of measuring systems for measuring the position information about the site at a plurality of positions observed from the direction hole processing of the workpiece, moving the workpiece based on the position information in a predetermined position 移動系と、 を有することを特徴とするレーザ加工機。 Laser processing machine, characterized in that it comprises a mobile system, a.
  2. 【請求項2】前記照明光学系は、フライアイレンズ及びフィールドレンズを用いたケラー照明を行うと共に、前記フライアイレンズに合ったビーム整形を行うビーム整形用光学系を含んでいる、請求項1に記載のレーザ加工機。 Wherein said illumination optical system includes performs Keller illumination using a fly-eye lens and the field lens, the beam shaping optical system that performs matching beam shaping in the fly-eye lens, according to claim 1 laser processing machine according to.
  3. 【請求項3】前記投影光学系はテレセントリック光学系を含んでいる、請求項1に記載のレーザ加工機。 Wherein said projection optical system includes a telecentric optical system, a laser processing machine according to claim 1.
  4. 【請求項4】前記測定系は光学的手段を含んでなる、請求項1に記載のレーザ加工機。 Wherein said measurement system comprises an optical means, the laser processing machine according to claim 1.
  5. 【請求項5】前記測定系により測定される加工孔の大きさに基づき前記エキシマレーザからのレーザ照射を制御する制御系を有する、請求項1に記載のレーザ加工機。 5. A having a control system for controlling the laser irradiation from the excimer laser, based on the size of the processing hole that is measured by the measuring system, laser processing machine according to claim 1.
  6. 【請求項6】前記ワークは前記レーザ光の入射に関し孔加工されるべき個所の手前に溝孔を有するものであり、 Wherein said workpiece is one having a slot in front of the place to be hole processing relates incidence of the laser beam,
    前記レーザ光が前記ワークの溝孔表面でけられない様に前記ワークの姿勢を設定する手段を有する、請求項1に記載のレーザ加工機。 Having means for the laser beam to set the orientation of the workpiece so as not eclipsed by the slot surface of the workpiece, the laser processing machine according to claim 1.
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