JP3086146B2

JP3086146B2 - インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法、レーザ加工装置ならびにインクジェット記録装置

Info

Publication number: JP3086146B2
Application number: JP07041865A
Authority: JP
Inventors: 顕後藤; 剛折笠; 正樹稲葉; 俊雄樫野; 敬之小野; 寛小泉; 晴彦寺井; 公之林崎; 誠一郎刈田; 好一小俣; 修司小山; 伸石松; 清光工藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-03-04
Filing date: 1995-03-01
Publication date: 2000-09-11
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: JPH0825639A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録ヘ
ッドおよびその製造方法に関するもので、特に、レーザ
ーを用いた加工により微細な構造を有するインクジェッ
ト記録ヘッドを製造する方法に関する。

【０００２】また、本発明は、ワークにレーザ光を照射
して溝等の加工を行うレーザ加工装置、そのレーザ加工
装置により溝が加工されたインクジェット記録ヘッドお
よびそのインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェ
ット記録装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、径が例えば数１０μｍのオリフィ
スよりインク滴を吐出させて印字を行うインクジェット
記録ヘッドにおいて、高解像を得るための多ノズル化お
よびオリフィス径の縮小化が行われるに伴って、製造時
もしくはインク流入時に混入するゴミの影響が大きくな
り、それに対して対策を施すことが急務となってきた。

【０００４】その種の対策としてこれまでに提案されて
いるものとしては、特開平５−２０８５０３号に記載さ
れているようなＳｉ異方性エッチングでインク供給口と
フィルターを同時に成形する方法、特開平５−４３４８
に記載されているようなインク流路に３次元形状のフィ
ラーを用いてフィルター構造を設ける方法、さらに特開
平３−１８０３５５に記載されているようなインク流路
にステンレススチールメッシュフィルターを設ける方法
が知られている。

【０００５】近年、レーザ発振器が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
ブレーションの際の光源として注目されている。アブレ
ーションを利用してポリマーを加工するレーザ加工装
置、あるいはレーザ加工システムとして、以下に示すも
のが提案されている。すなわち、かかる装置は、レーザ
光源部と、所定のパターンを有し、このパターンを介し
てレーザ光源部からのレーザ光をワーク側に透過させる
マスクを備えるマスク部と、レーザ光源部からのレーザ
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４−９
２９１号公報、特開平４−３３９５８５号公報参照）。

【０００６】このようなレーザ加工装置は、主としてイ
ンクジェット記録ヘッドの吐出口の加工（特開平２−１
２１８４２号公報、特開平２−１８７３４６号公報、特
開平３−１０１９５４号公報、特開平３−１０１９６０
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、特開平１−
２９４０４７号公報参照）等、微細な加工に用いられて
いる。

【０００７】なお、上記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、特にバブルジェット
方式の記録ヘッドに採用されている。そして、上記バブ
ル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４７４０
７９６号明細書等に開示されており、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
（インク流路）に対して電気熱変換体を配設し、この電
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のである。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４３１３１２４号明細書に開示され
た条件が採用されるとよい。

【０００８】上記インクジェット記録ヘッドの構成は、
上述した各明細書に記載されているような吐出口（オリ
フィス）、直線状または直角な液路（インク流路）、電
気熱変換体の組合せで成るが、この他にも、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４５
５８３３３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。さらには、上記インクジェ
ット記録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５９−１３８４６１号公報に記載の構成、
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
報に記載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。

【０００９】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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
特開平５−２０８５０３の記載では、フィルター部はホ
ウ素イオンの打ち込みによってエッチング液に対する耐
性を変化させてパターニングすることによって得られる
ものであり、ヘッド製造の工程数が非常に多くなる。ま
た、インク液室上部のインク供給口にフィルターを設け
るため、インク液室間などに工程で付着したゴミなどに
対する対策がなされていない。

【００１１】また、特開平５−４３４８では樹脂にフィ
ラーを混入するため、フィルターの孔径を自由に設定す
ることが困難である。また、特開平３−１８０３５５に
おいても、ステンレススチールメッシュフィルターの埋
め込みによる工程数の増加は避けられない。

【００１２】さらに、このようなインクジェット記録ヘ
ッドの部品などのワークに対して、微細な溝などをレー
ザ加工装置を用いて加工する場合、加工形状がレーザの
照射方向に対して壁面が立体的な形状であるときには、
１回の加工では壁面が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なわなければな
らない。そのため加工に非常に時間がかかるという問題
点があった。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正確な位置合わせを行なう必要
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、装置自体も
大がかりなものとなってしまう。

【００１３】一方、インクジェット記録ヘッドにおい
て、インクの吐出口側への供給力の制御や、インクの発
泡エネルギーが吐出口とは反対側へ逃げないようにして
インクの吐出特性を向上させるために、インク流路内に
インクの流通の抵抗となる突状部を形成したものもあ
る。このような突状部付きのインク流路を形成するため
に、従来のレーザ加工装置を用いて突状部付きの溝を加
工すると、上述した理由により生産性が損なわれてしま
う。

【００１４】本発明は、上記問題点を鑑みてなされたも
のであり、多ノズル化やオリフィス径の縮小化に伴って
大きくなる製造時もしくはインク流入時などに混入する
ゴミの影響を低減する手段を有するインクジェット記録
ヘッドおよびその製造方法を提供することを主たる目的
とする。

【００１５】また本発明は、レーザの照射方向に対して
立体的な形状を１回の加工で行なうことにより、ワーク
を効率的に加工できるレーザ加工装置を提供することを
目的とする。また、このようなレーザ加工装置で加工さ
れることにより、生産性が損なわれずに吐出特性が優れ
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。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、レーザ加工により、インクを吐出する吐
出口に連通するインクの通路を形成するための凹部を基
板に形成するとともに、該形成と一括して前記通路にフ
ィルターを形成する工程と、前記基板の前記凹部が形成
された側を別の基板に接合することによって前記通路を
形成する工程と、を含むことを特徴とするインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法を提供する。

【００１７】さらに本発明は、インクを吐出する吐出口
に連通するインクの通路を有するインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、前記インクの通路にフィルターを有し、
該インクの通路と該フィルターとが、レーザ加工により
一括形成されたものであることを特徴とするインクジェ
ット記録ヘッドを提供する。

【００１８】さらに、上記目的を達成するため本発明の
レーザ加工装置は、レーザ光源と、ワークの加工形状に
対応した所定のパターンを有し、このパターンを介して
前記レーザ光源からのレーザ光を前記ワーク側に透過さ
せるマスクを備えるマスク部と、前記レーザ光の光束内
でかつ前記マスクの面と距離をおいた位置に前記マスク
部に取り付け可能に配された、前記レーザ光の少なくと
も一部を反射もしくは吸収する部材と、を有し、前記レ
ーザ光により、インクジェット記録ヘッドにおけるイン
クを吐出する吐出口に連通するインクの通路を形成する
ための凹部を前記マスクを用いて基板に形成するととも
に、該形成と一括して前記反射もしくは吸収する部材を
用いて前記通路にフィルターを形成することを特徴とす
る。

【００１９】また、前記レーザ光源からのレーザ光を整
形するビーム整形光学系、前記マスクを照明する照明光
学系、あるいは前記マスクのパターンの像を前記ワーク
の加工面に所定の倍率で結像させる投影光学系のうち、
すくなくとも１つが設けられているものであってもよい
し、前記マスクが前記ワークに密着して配置されるもの
であってもよい。

【００２０】さらに、前記レーザ光の少なくとも一部を
反射もしくは吸収する部材が、前記マスクに対して相対
的に位置調整可能に取り付けられているものとしたり、
前記マスクに対して固定して取り付けられているものと
することもできる。

【００２１】そして、前記レーザ光の少なくとも一部を
反射もしくは吸収する部材は、前記レーザ光の透過率が
領域によって異なっているものでもよい。

【００２２】また、前記レーザ光源は、パルス紫外線レ
ーザを発するものであってもよく、この場合には、前記
パルス紫外線レーザは、Ｘｅ−Ｃｌエキシマレーザ、Ｋ
ｒ−Ｆエキシマレーザ、Ａｒ−Ｆエキシマレーザ、ＹＡ
Ｇレーザの４次高調波、ＹＡＧレーザの基本波と２次高
調波とのミキシング波、窒素ガスレーザのいずれかを用
いることができる。

【００２３】本発明の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設けられた基板と、前記基板に接
合された板部材とを有し、前記板部材には、前記基板と
接合されることでインクを吐出する吐出口に連通する通
路を構成するための凹部と、該凹部に設けられ、フィル
ターとしての機能を有する突状部とが形成され、前記凹
部に対応するパターンを有するマスクを備えるととも
に、前記突状部に対応して前記レーザ光の少なくとも一
部を反射もしくは吸収する部材が取り付けられた上記本
発明のレーザ加工装置によって、前記凹部と前記突状部
が加工されたことを特徴とする。

【００２４】また、前記板部材はポリマー樹脂で構成さ
れ、前記レーザ加工装置のレーザ光源としてパルス紫外
線レーザを発するものを用いたものであってもよい。

【００２５】さらに、前記エネルギー発生素子は、イン
クを吐出するために利用される熱エネルギーを発生する
ための電気熱変換体であってもよく、この場合に、前記
電気熱変換体によって印加される熱エネルギーにより、
インクに生じる膜沸騰を利用して前記吐出口よりインク
を吐出させるものであってもよい。

【００２６】そして本発明のインクジェット記録装置
は、上記本発明のインクジェット記録ヘッドを備え、記
録信号に基づいてインクを前記インクジェット記録ヘッ
ドの吐出口から吐出して記録を行なうものである。

【００２７】上記のとおり構成された本発明のレーザ加
工装置では、レーザ光の光束内で、かつ、マスクの面と
距離をおいた位置に、レーザ光の少なくとも一部を反射
もしくは吸収する部材が取り付け可能となっているの
で、例えば溝加工を行なう場合、前記部材の位置に対応
する部位においてワークに照射されるレーザ光のパワー
が他の部位よりも弱くなり、レーザ光の照射方向に対し
て立体的な形状が１回の加工で行なえる。そして、１回
の加工で立体的な形状が加工できるので、２回目以降の
加工の際の位置合わせ手段も必要なくなり、装置構成が
簡略化される。

【００２８】また、前記部材がマスクに対して相対的に
位置調整可能に取り付けられることで、マスクのパター
ンに対応するワークの加工部に対して、立体的な部位の
位置や高さが調整可能となり、前記部材がマスクに対し
て固定して取り付けられることで、ワークの加工形状が
一義的に定まる。さらに、前記部材が、レーザ光の透過
率が領域によって異なるものとすることで、より複雑な
形状の加工が可能となる。そして、レーザ光源が、パル
ス紫外線レーザを発するものとすることで、ポリマー樹
脂の加工がきれいに行なわれる。

【００２９】本発明のインクジェット記録ヘッドおよび
インクジェット記録装置では、板部材に形成される溝
が、本発明のレーザ加工装置により加工されるので、１
回の加工で突状部付きの溝が形成される。突状部は、イ
ンクの吐出口側への供給力の制御や、インクの発泡エネ
ルギーが吐出口とは反対側へ逃げないようにしてインク
の吐出特性を向上させるために、インク流路内にインク
の流通の抵抗として作用する。その結果、突状部を設け
ない場合と比較して吐出特性が優れ、しかもその生産性
は損なわれない。

【００３０】以下、本発明を図面を用いて詳細に説明す
る。

【００３１】図１（Ａ）は、本発明のインクジェット記
録ヘッドの１実施態様を示す概略図である。同図におい
て、７１は液体吐出エネルギー発生素子、７２は液体吐
出エネルギー発生素子を形成した第１基板、７３は液体
吐出エネルギー発生素子７１の配置部位に対応したイン
ク路を形成するための凹部、７４は共通液室、７５はイ
ンク路を形成するための凹部７３と共通液室部７４を有
する第２基板、７６はインク路を形成するための凹部７
３に連通してインクを吐出するための吐出口、７７は柱
状部材、７８は柱状部材７７からなるフィルター部であ
る。ここでは、インク路（流路）と共通液室とを含めて
「通路」と総称する。

【００３２】この場合は、フィルター部をインク流路内
に設けているが、フィルター部は、ゴミによるインク不
吐出を防止する効果があれば共通液室およびインク流路
からなる領域のいずれの位置にどのような形態で設置さ
れていてもよく、例えば図３に示すように共通液室内の
インク流路が開口している面に平行に柱状部材を並べた
形態であっても、図５に示すように吐出口の直前に設け
られていてもよく、さらに図６に示すように柱状部材の
一端がインク流路壁面に接しておりその柱状部材に隣り
合う柱状部材は反対の流路壁面に接している形態のもの
であってもよい。また、フィルター部を設ける箇所は１
箇所に限らず、１本のインク流路内に複数箇所あるいは
インク流路内と共通液室内の両方に設けることなども可
能である。

【００３３】以上のようなフィルター部７８を有するイ
ンクジェット記録ヘッドの製造方法の１実施態様でレー
ザー加工による製造を図２の概略図を用いて説明する。
同図において、７９は第２基板７５となるべき樹脂基材
７５ａを加工するレーザー光、８０はインク路を形成す
るための凹部７３となるべき溝部７３ａ（あるいは共通
液室の一部または全体となるべき共通凹部も含めて）と
柱状部材７７を形成するためのマスク、８１はレーザー
光を反射あるいは吸収することによってレーザー光を透
過しないコーティング層、８２はマスク８０を固定する
マスクホルダー、８３はマスクホルダー８２を支える板
部材Ａ、８４は樹脂基材７５ａを固定する樹脂ホルダ
ー、８６は樹脂ホルダー８４を支える板部材Ｂである。

【００３４】第２基板の材料としては樹脂を用いるが、
好ましくはポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテル
サルフォンなどを用い、さらに加工性の点から好ましい
樹脂としてポリサルフォンを用いる。

【００３５】レーザー光７９としては、例えば波長２４
８ｎｍのエキシマレーザー光などを用いる。マスク８０
はレーザー光を透過する材料、例えば石英やガラスを基
材としたものとする。

【００３６】マスク８０に形成されたインク流路および
共通液室のパターンの任意の位置に柱状部材となるべき
パターンがレーザー光を透過しない材料で形成されてい
る（図２ではインク流路パターン内に形成した例を示し
ている）。

【００３７】共通液室の一部または全体、インク流路と
なるべき溝および柱状部材は別個に形成してもあるいは
同時に形成しても本発明の記録ヘッドに用いる第２基板
を形成することは可能であるが、上記のようにこれらを
同時に形成する場合の方がコスト面および操作の煩雑さ
回避の面で有利である。

【００３８】このようにして製造した第２基板を第１基
板と接合して得られるインクジェット記録ヘッドは、柱
状部材からなるフィルター部を有することから、インク
内のゴミによるインク不吐出が低減され、良好な印字品
位を与える。

【００３９】さらに本発明の方法ではフィルター部を任
意の位置に設けることができ、しかもフィルター隙間を
自由に設定できることから、ゴミ対策だけでなく、高周
波数印字におけるメニスカス後退量を抑制する効果もあ
る。そのため、吐出安定性が向上し、高速印字が可能と
なる。

【００４０】

【実施例】

（実施例１）以下に、本発明を実施例に基づいて説明す
る。

【００４１】図１（Ａ）は、本発明のインクジェット記
録ヘッドの概略図である。同図において、７１は液体吐
出エネルギー発生素子、７２は液体吐出エネルギー発生
素子を形成した第１基板、７３は液体吐出エネルギー発
生素子７１の配置部位に対応したインク路を形成するた
めの凹部、７４は共通液室、７５はインク路を形成する
ための凹部７３と共通液室部７４を有する第２基板、７
６はインク路を形成するための凹部７３に連通してイン
クを吐出するための吐出口、７７は柱状部材、７８は柱
状部材７７を有してなるフィルター部である。

【００４２】液体吐出エネルギー発生素子７１として
は、熱エネルギー発生素子を用いた。第１基板７２とし
ては、５インチシリコンウェハーから切り出された薄板
を用いた。第２基板７５としては、成形、レーザー加工
の容易なポリサルフォン等の樹脂に対し、予め樹脂成型
段階で図１（Ｂ）に示された共通液室用の型７４ａを用
いて共通液室用凹部を形成したものを用いた。

【００４３】以上のようなフィルター部７８を有するイ
ンクジェット記録ヘッドの製造方法について図２の概略
図を用いて説明する。同図において、７９は第２基板７
５を加工するレーザー光、８０はインク路を形成するた
めの凹部７３と柱状部材７７を形成するためのマスク、
８１はレーザー光を反射あるいは吸収するコーティング
層、８２はマスク８１を固定するマスクホルダー、８３
はマスクホルダー８２を支える板部材Ａ、８４は第２基
板７５を固定する樹脂ホルダー、８６は樹脂ホルダー８
４を支える板部材Ｂである。レーザー光７９としては、
波長２４８ｎｍのエキシマレーザー光を用いた。マスク
８０はレーザー光を透過する石英もしくはガラスを基材
としており、コーティング層８１は蒸着されたニッケル
等からなる。インク路を形成するための凹部７３と柱状
部材７７を形成するためのマスク構造は、マスク８０を
予めその形状にラミネートしたものにコーティング層を
施し、その後未感光ラミネート層を除去することによっ
て得た。フィルター部７８における隙間の大きさはマス
ク８０の設計によって容易に変えることができる。

【００４４】本実施例では、樹脂基材７５ａに、加工面
でのレーザーエネルギー密度１Ｊ／ｃｍ²／パルスでレ
ーザーを２００パルス照射することにより、ａ）形状が５０μｍ×５０μｍ×５００μｍ（図１の
（Ａ方向寸法）×（Ｂ方向寸法）×（Ｃ方向寸法）を表
わす）のインク流路溝７６をピッチ７０μｍで２５６本
配列し、１本のインク流路溝７６の中に形状５μｍ×５
０μｍ×１０μｍの柱状部材７７を図１のＡの方向に２
本、Ｃの方向に２列並べて形成し、隙間１３μｍのフィ
ルター部７８を一挙に加工することができた。

【００４５】ｂ）また、形状１０μｍ×５０μｍ×長さ
１０μｍの柱状部材７７を図１のＡ方向に２本並べて形
成して隙間１０μｍのフィルター部７８を前記レーザー
照射条件下で一挙に加工することもできた。

【００４６】ｃ）同様に、図１のＣ方向に２列並べる構
造においても一括で加工することが可能であった。

【００４７】本実施例は、複数の流路に連通する比較的
大きい共通液室を樹脂成型によって予め形成し、比較的
微細な流路をレーザー加工によってフィルターとともに
形成するものである。このように、本実施例に示した製
造例は、それぞれの加工方法の特徴を生かしたものとな
っており、好ましいものである。

【００４８】このようなフィルター部７８を設けること
により、印字に際してのゴミによる不吐出発生率が、上
記のａ）〜ｃ）のいずれのヘッドにおいても、フィルタ
ー部７８を有しないヘッドより５％ほど減少した。

【００４９】また、このフィルター部７８を有するイン
クジェット記録ヘッドによって印字した結果、フィルタ
ー部７８がないヘッドの場合には印字品位が低下する高
駆動周波数下においても、良好な印字品位を得ることが
できた。

【００５０】（実施例２）次に、本発明の別の実施例を
示す。実施例１で述べたフィルター部を共通液室に設け
たインクジェット記録ヘッドの概略図を図３に示す。ま
たそのヘッドの製造の際に使用したマスク８０の形状を
図４に示す。

【００５１】形状が１０μｍ×５０μｍ×１０μｍ（Ａ
方向×Ｂ方向×Ｃ方向）の柱状部材７７を、隙間が１０
μｍとなるように共通液室７４に、図３に示したように
２列に並べた。柱状部材は、実施例１と同様、レーザー
加工で一括して加工することができ、製造されたインク
ジェット記録ヘッドの歩留りと印字品位はともに向上し
た。

【００５２】（実施例３）次に、本発明の別の実施例を
示す。図５は、フィルター部を液体吐出エネルギー発生
素子とオリフィスとの間に設けたインクジェット記録ヘ
ッドの概略図である。インク流路溝７６に、形状が５μ
ｍ×５０μｍ×５μｍ（Ａ方向×Ｂ方向×Ｃ方向）の柱
状部材７７をＡ方向に２本、１列に並べ、１３μｍの隙
間を有するフィルター部７８をレーザー加工にて実施例
１と同条件で製造することができた。また、製造された
インクジェット記録ヘッドの歩留りと印字品位はともに
向上した。

【００５３】（実施例４）次に、本発明の別の実施例を
示す。図６に示すように、インク流路溝７６に、形状が
３０μｍ×５０μｍ×１０μｍ（Ａ方向×Ｂ方向×Ｃ方
向）でインク流路溝７６の１側面に接する柱状部材７７
を、交互に２列並べ、隙間２０μｍのフィルター部７８
を有するインクジェット記録ヘッドを製造した。

【００５４】レーザー加工は実施例２と同様の条件で行
うことができ、製造されたインクジェット記録ヘッドの
歩留りと印字品位は向上した。また、この場合のフィル
ター部７８を作るマスク８０は、実施例２で用いたもの
と同様の構造となるようにコーティング層８１を蒸着さ
せることによっても作製できるが、Ｎｉなどの金属をエ
ッチング加工することによっても作製することができ
る。

【００５５】（実施例５）図７は、本発明のレーザ加工
装置の第１実施例の概略構成図である。図７に示すよう
に、本実施例のレーザ加工装置は、レーザ光２を発する
レーザ光源としてのレーザ発振器１と、レーザ発振器１
からのレーザ光によりワークＷの加工を行なう加工系が
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なう情報処理・制御系７とを有
する。

【００５６】レーザ発振器１から発生されたレーザ光２
は、その一部がビームスプリッター３に反射され、この
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としては、
合成石英の平行平面板を用い、表面反射のみでレーザ光
２の一部を分離している。

【００５７】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倍縮小の投影光学系８ｂを用いた。

【００５８】上記光軸ａに対するワークＷの傾きを調整
するために、ワークステーション１１は、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
の組合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。

【００５９】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。また、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の中心に位置で
きないので、測定時とワークＷの移動時とで、基準値の
変換を行なう必要がある。

【００６０】観察・測定系９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１対の観測器、および光軸ａ上に配置された２面
のミラー９ｄにより構成されている。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
うにしている。本実施例では、ミラー９ｄの移動を、エ
アシリンダ機構により制御している。

【００６１】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は、情報処理・制御系
７に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７
ｂで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、レーザ発振器１に
対してレーザ光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。また、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、インターフェース７ｄを介してレーザ発振
器１に与える出力の調整を行なう。

【００６２】本発明のレーザ加工装置で使用するレーザ
発振器１としては、ＹＡＧレーザ発振器や、ＣＯ₂レー
ザ発振器や、エキシマレーザ発振器や、Ｎ₂レーザ発振
器等、高出力のものが適用できるが、本実施例では、ワ
ークＷとして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、以下に述べる理由により、エキシマ
レーザ発振器、その中でも特にＫｒ−Ｆエキシマレーザ
発振器を用いている。

【００６３】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。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、Ｘｅ−Ｃｌ、Ａｒ−Ｆレーザ等がよく用いられ
る。これらの発振エネルギー数は１００ｍＪ／パルス、
パルスの繰返し周波数は３０〜１００Ｈｚである。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突
音を伴って分解、飛散する。いわゆる、”ABLATIVE PHO
TODECOMPOSITION (APD) ”過程を生じ、これによってポ
リマー樹脂の加工ができるのである。これは、他のレー
ザ、例えば赤外線であるＣＯ₂レーザによる孔明けの場
合と明らかな差を生じる。例えば、ポリイミド（ＰＩ）
フィルムにエキシマレーザ（Ｋｒ−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Ｕ
Ｖ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ＹＡＧレーザでは孔のエッジが荒
れ、ＣＯ₂レーザでは孔の周囲にクレータができるので
ある。

【００６４】このように、紫外光を発振できるレーザは
ポリマー樹脂の加工性に優れているが、紫外光を発振で
きるレーザとして、エキシマレーザの他にも、ＹＡＧレ
ーザの４次高調波、ＹＡＧレーザの基本波と２次高調波
とのミキシング光、Ｎ₂レーザが挙げられ、これらも本
発明では使用できる。

【００６５】次に、ワークＷについて説明する。本実施
例で加工されるワーク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８および図９に示したインクジェ
ット記録ヘッドの板部材としての天板１９である。ここ
で、インクジェット記録ヘッドについて図８および図９
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
の基板２０と、基板２０に接合された天板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
供給されて熱エネルギーを発生させる電気熱変換体１８
（発熱抵抗体など）を用いている。この電気熱変換体１
８は複数個、並列に配置され、電気熱変換体１８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
より基板２０上に一体的に形成されている。一方、天板
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に対応した複数の
吐出口１６が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。また、各溝１９ｂの中間部の底
壁にはそれぞれ突状部１５が形成され、インク流路１４
の中間部においてインク流路１４の断面が小さくなって
いる。この突状部１５は、インク流路１４内でのインク
の流通の際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。上記構成に基づき、電気熱変換体
１８に電力を供給することによって電気熱変換体１８に
熱エネルギーが発生し、電気熱変換体１８上のインクに
膜沸騰が生じてインク流路１４内に気泡が形成される。
そして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。

【００６６】上述した天板１９（ワークＷ）の、突状部
１５付きの溝１９ｂが、本実施例のレーザ加工装置によ
り、図１０に示すように基板２０（図９参照）との接合
面側からレーザ光２を照射して加工される。また、吐出
口１６も、本実施例のレーザ加工装置で加工される。な
お、吐出口１６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
キシマレーザ照射により吐出口１６の加工を行なった。
また、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。また、溝１９ｂの加工時に、レーザ光２がオリフィ
スプレート１７に遮られるのを防ぐため、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。

【００６７】次に、マスク部１０について図１１を参照
して説明する。図１１は、図７に示したマスク部の斜視
図である。図１１において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方
向に微小移動可能に装置フレーム６（図７参照）に設け
られた第２の可動機構２１には板部材２３が固定されて
いる。板部材２３のレーザ光源側端部には、Ｘ方向、Ｙ
方向およびＺ方向に微小移動可能な第１の可動機構２２
を介して、突状部１５（図９参照）を形成するための、
レーザ光の少なくとも一部を反射もしくは吸収する部材
としての突状部形成用部材２５を着脱自在に保持するホ
ルダー２４が設けられている。また、板部材２３のワー
クＷ（図７参照）側端部には、溝１９ｂ（図９参照）を
形成するためのマスク２７を着脱自在に保持するマスク
ホルダー２６が固定され、マスク２７と突状部形成用部
材２５とは、レーザ光２の光束内で、レーザ光２の光軸
方向に距離Ｌだけ離れて互いに平行に配置されている。
これにより、突状部形成用部材２５はマスクに対して
Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に位置調整可能で、マスク２７はレーザ
光２の光軸方向に対してＸ、Ｙ、Ｚ方向に位置調整可能
となっている。第１の可動機構２２や第２の可動機構２
１は、それぞれ３軸以上の可動ステージであることが好
ましい。また、第１の可動機構２２は、マスクホルダー
２６に取り付けられていてもよい。

【００６８】マスク２７は、溝１９ｂのパターンが４倍
の大きさで形成されたものであり、マスク２７を透過し
たレーザ光２が前述したように投影光学系８ｂ（図７参
照）で４分の１に縮小されるので、ワークＷには所望の
大きさのパターンが決像される。また、マスク２７の材
料としては、大気の雰囲気においてエキシマレーザのレ
ーザ光２を照射されても影響のないように、ステンレ
ス、Ｎｉ、リン青銅、Ａｌ、不透明なセラミックス、反
射コーティングを施した石英板、Ｓｉ等が用いられる。
本実施例では、リン青銅の板にエッチング等によってパ
ターンを形成したものを用いている。

【００６９】一方、突状部形成用部材２５は、突状部１
５（図９参照）に対応する部位に、レーザ光２を透過し
ない部材を設けたもので、本実施例では、リン青銅の枠
材に、レーザ光２を透過しない部材としてワイヤーボン
ディング用のφ５０μｍのＡｌワイヤーを貼り付けたも
のを用いた。なお、本実施例で用いた投影光学系ではマ
スク像が左右上下逆転して投影されるため、突状部形成
用部材２５はこの点に留意して配置しなければならな
い。

【００７０】以上の構成で、図９に示した天板１９の溝
１９ｂを形成した。図９に示した突状部１５の高さｈ
は、図１０に示したマスク２７の面から突状部形成用部
材２５までの距離Ｌを変えることで調整することができ
る。本実施例では、距離Ｌは２０ｍｍに設定した。ま
た、溝１９ｂに対する突状部１５の位置についても、図
１０に示した第１の可動機構によりホルダー２４をＺ方
向に調整することで任意に変えることができる。本実施
例では、ワークＷの加工面上でのレーザエネルギー密度
を１Ｊ／ｃｍ²・ｐｕｌｓで２００ｐｕｌｓ照射するこ
とにより、高さ×幅×長さが５０μｍ×５０μｍ×５０
０μｍ、本数が６４本、ピッチが７０μｍで、しかも高
さが３０μｍの突状部１５を有する溝１９ｂを、１回の
加工で形成することができた。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
録ヘッドが得られる。

【００７１】（実施例６）図１２は、本発明のレーザ加
工装置の実施例６のマスク部の斜視図である。本実施例
では、マスク４７をレーザ光源側に配し、突状部形成用
部材４５を配した点が実施例５と異なっている。すなわ
ち、板部材４３のレーザ光源側端部にマスク４７が固定
され、ワーク側端部に第１の可動機構４２を介して突状
部形成用部材４５が設けられている。マスク部４０のそ
の他の構成を含む、レーザ加工装置全体の構成は実施例
５のものと同様なので、その説明は省略する。

【００７２】このようなマスク部４０を用い、実施例５
で示したものと同様のワークに、第実施例５と同様の加
工条件で溝の加工を行なったところ、１回の加工で図１
０に示したものと同等のものが得られた。本実施例にお
いても、突状部１５の高さは、マスク４７の面から突状
部形成用部材４５までの距離−Ｌを変化させることで調
整することができる。

【００７３】（実施例７）上述した実施例５および６で
は、マスクと突状部形成用部材との相対的な位置関係を
調整可能に設けた例を示した。しかし、レーザ加工装置
で加工される溝に対する突状部の位置および高さが決定
されれば、同じ仕様のワークに対しては、マスクと突状
部形成用部材との相対的な位置調整は必要なくなる。

【００７４】そこで本実施例では、図１３に示すよう
に、板部材６３に固定されたマスクホルダー６６にはマ
スク６７が着脱自在に保持され、このマスク６７に２つ
のスペーサ６８を一体的に設け、各スペーサ６８の先端
に、レーザ光の少なくとも一部を反射もしくは吸収する
部材として、ワイヤーボンディング用のφ５０μｍのＡ
ｌワイヤー６５をＵＶ硬化型接着剤で固定している。各
スペーサ６８の固定位置およびマスク６７の面からＡｌ
ワイヤー６５までの距離Ｌは、図１０に示した溝１９ｂ
に対する突状部１５の位置および突状部１５の高さに応
じて決められる。その他の構成については実施例５のも
のと同様であるので、その説明は省略する。このよう
なマスク部６０を用い実施例５で示したものと同様のワ
ークに、実施例５と同様の加工条件で溝の加工を行なっ
たところ、１回の加工で図１０に示したものと同等のも
のが得られた。なお、Ａｌワイヤー６５は、図１３に示
したようにマスク６７に対してレーザ光源側に設けても
よいし、その逆にワーク側に設けてもよい。また、各ス
ペーサ６８は、マスク６７を保持するマスクホルダー６
６に取り付けてもよい。

【００７５】以上説明したように、マスク６７とＡｌワ
イヤー６５との位置関係を固定することで、ワークの加
工形状が一義的に定まり、ワークに形成される突状部の
位置や高さを間違えることがなくなる。

【００７６】（実施例８）図１４は、本発明のレーザ加
工装置の実施例８のマスク部の斜視図である。本実施例
では、突状部形成用部材８５が、実施例５のものと異な
っている。その他の構成については実施例５のものと同
様であるのでその説明は省略し、以下に、本実施例で用
いた突状部形成用部材８５について説明する。

【００７７】突状部形成用部材８５は合成石英基板から
なるもので、その外周部（斜線で示した部位）には、波
長２４８ｎｍの光の全反射膜８５ａがコーティングされ
ている。また、全反射膜８５ａで囲まれた領域の下部
（横線で示した部位）には、波長２４８ｎｍの光を３０
％透過する透過膜８５ｂがコーティングされている。

【００７８】このようなマスク部９０を用いて、実施例
５と同様の加工条件で溝加工を行なったワークＷを図１
５に示す。図１５に示すように、レーザ光の照射によっ
て加工された溝９９ｂの凹部９９ａ側端部には突状部９
５が段状に形成され、溝９９ｂの深さは、突状部９５が
形成された部位においては浅くなっている。このような
溝９９ｂが形成されたワークＷを天板として、エネルギ
ー発生素子が設けられた基板に接合し、インクジェット
記録ヘッドを作製する。これにより、溝９９ｂと基板と
でインク流路が形成され、凹部９９ａと基板とでインク
液室が形成される。インク液室には突状部９５が形成さ
れており、これがインク流通の際の抵抗として作用する
ので、この突状部９５により、インクの吐出口９６側へ
の供給力が制御されるとともに、インクの発泡エネルギ
ーがインク液室側へ逃げるのが防止される。

【００７９】本実施例では、深さ×幅が５０μｍ×５０
μｍ、突状部９５の高さｈが３５μｍ、段部におけるテ
ーパの寸法ｌが１０μｍの溝９９ｂが、１回の加工で形
成された。突状部９５の高さｈは、図１４に示した透過
膜８５ｂの透過率を変えることで調整でき、段部におけ
るテーパの寸法ｌは、図１４に示したマスク８７の面か
ら突状部形成用部材８５までの距離Ｌを変化させること
で調整できる。また、本実施例では突状部９５が１段の
場合について述べたが、突状部形成用部材８５に、レー
ザ光の透過率が異なる複数種の透過膜をコーティングす
れば、複数段の突状部を形成することができる。

【００８０】上述した各実施例では、投影光学系８ｂ
（図７参照）を用いた例を示したが、投影光学系８ｂを
用いないでワークとマスクとを密着させて加工を行なう
コンタクト型の加工装置にも適用することができる。ま
た、上述した各実施例ではインクジェット記録ヘッドを
構成する部品の１つである天板の加工に用いた例を示し
たが、レーザ加工のみならず、半導体などの製造に用い
られる感光性樹脂の露光装置としても用いることができ
る。

【００８１】次に、本発明のインクジェット記録装置の
１実施例について説明する。

【００８２】図１６において、所定の記録信号に基づい
てインクを吐出し、所望の画像を記録するインクジェッ
ト記録ヘッド１０１は、前述したインクジェット記録ヘ
ッドと同様の構成のものである。

【００８３】インクジェット記録ヘッド１０１を搭載し
たキャリッジ１０２は、２本のガイド軸１０３、１０４
に矢印Ｂ方向に摺動自在に嵌合され、キャリッジモータ
１０５の出力軸に固着されたプーリ１０７と回転自在に
軸支されたプーリ１０６とにかけまわされたタイミング
ベルト１０８の一部位に結合されている。インクジェッ
ト記録ヘッド１０１は、キャリッジモータ１０５の駆動
力によりプーリ１０７が正転、逆転することによりタイ
ミングベルト１０８が正転、逆転し、矢印Ｂ方向に往復
移動する構成となっている。

【００８４】被記録部材である記録紙１０９は、ペーパ
ーパン１１０によってガイドされ、ピンチローラで圧接
させられている図示しない紙送りローラによって搬送さ
れる。この搬送は、紙送りモータ１１６を駆動源として
行われる。搬送された記録紙１０９は、排紙ローラ１１
３と拍車１１４とによりテンションを加えられていて、
弾性部材で形成される紙押え板１１２によってヒータ１
１１に圧接させられているため、ヒータ１１１に密着さ
せられながら搬送される。インクジェット記録ヘッド１
０１により噴射されたインクが付着した記録紙１０９
は、ヒータ１１１によって温められ、付着したインクは
その水分が蒸発して記録紙１０９に定着する。

【００８５】回復ユニット１１５は、インクジェット記
録ヘッド１０１の吐出口１６（図８参照）に付着した異
物や粘度の高くなったインクを除去することにより、吐
出特性を正規の状態に維持するためのものである。

【００８６】前記回復ユニット１１５にはキャップ１１
８ａが設けられており、インクジェット記録ヘッド１１
１の吐出口をキャッピングして、目詰まりの発生を防止
するためのものである。キャップ１１８ａの内部にはイ
ンク吸収体１１８が配設されている。

【００８７】また、前記回復ユニット１１５の記録領域
側には、インクジェット記録ヘッド１０１の吐出口が形
成された面と当接し、前記吐出口１６が形成された面に
付着した異物やインク滴をクリーニングするためのクリ
ーニングブレード１１７が設けられている。

【００８８】本発明のインクジェット記録ヘッド、レー
ザ加工装置およびインクジェット記録装置は、特にイン
クジェット記録方式の中でも熱エネルギーを利用して飛
翔的液滴を形成し、記録を行うインクジェット方式の記
録ヘッド、記録装置において、優れた効果をもたらすも
のである。

【００８９】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は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
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路（インク流路）に対応し
て配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応して
いて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも
一つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体
に熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に
膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で
対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効
である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介し
て液体（インク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を
形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適
切に気泡の成長収縮が行なわれるので、特に応答性に優
れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。

【００９０】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、更に優れた記録を行なうことができる。

【００９１】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を
開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許
第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含ま
れるものである。

【００９２】加えて、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を開
示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。

【００９３】さらに、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を有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数個の記録ヘッドの組み合わせによってその長さを
満たす構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドと
しての構成のいずれでもよい。

【００９４】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも
本発明は有効である。

【００９５】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、予備的な補助手段等を付加することは本発明の
効果を一層安定できるので好ましいものである。これら
を具体的に挙げれば、記録ヘッドに対しての加圧あるい
は吸引手段、電気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素
子あるいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記
録とは別の吐出を行う予備吐出モードを行うことも安定
した記録を行うために有効である。

【００９６】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極
めて有効である。

【００９７】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式で
はインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調
整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温
度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与
時にインクが液状をなすものであれば良い。

【００９８】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで防止するか、またはイン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号
に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載
されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状ま
たは固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対
して対向するような形態としても良い。本発明において
は、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述
した膜沸騰方式を実行するものである。

【００９９】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
れるものの他、リーダと組み合せた複写装置、さらには
送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るもの
であってもよい。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１回の加工でインク流路内部および／または共通液室内
部にフィルター部を設けることができる。また、このフ
ィルター部を設けることにより、インクジェット記録ヘ
ッド製造時におけるゴミ対策を施すことができ、歩留り
向上、ひいては加工費の低減を達成することができる。
さらに、フィルター部を任意の位置に設けることがで
き、しかもフィルター隙間を自由に設定できることか
ら、ゴミ対策だけでなく、高周波数印字におけるメニス
カス後退量を抑制する効果もある。そのため、吐出安定
性が向上し、高速印字が可能となる。

【０１０１】また、本発明のレーザ加工装置は、レーザ
光の光束内で、かつ、マスクの面と距離をおいた位置
に、レーザ光の少なくとも一部を反射もしくは吸収する
部材が取り付け可能となっているので、１回の加工で、
レーザ光の照射方向に対して立体的な形状を加工するこ
とができる。そして、１回の加工で立体的な形状が加工
できることにより、２回目以降の加工の際の位置合わせ
手段も必要なくなり、装置構成を簡略化することができ
る。その結果、ワークの加工コストを低減することがで
き、しかも、装置自体も安価なものとなる。

【０１０２】また、前記部材がマスクに対して相対的に
位置調整可能に取り付けられることで、ワークの加工部
に対する立体的な部位の位置や高さを調整することがで
き、前記部材がマスクに対して固定して取り付けられる
ことで、ワークの加工形状を一義的に定めることができ
る。さらに、前記部材が、レーザ光の透過率が領域によ
って異なるものとすることで、より複雑な形状でも加工
することができる。そして、レーザ光源が、パルス紫外
線レーザを発するものとすることで、ポリマー樹脂の加
工をきれいに行うことができる。

【０１０３】本発明のインクジェット記録ヘッドおよび
インクジェット記録装置は、板部材に形成される溝が、
本発明のレーザ加工装置により加工されるので、１回の
加工で突状部付きの溝を形成することができる。その結
果、突状部を設けない場合と比較して吐出特性が優れた
ものとなり、しかもその生産性は損なわれない。

【０１０４】また、板部材をポリマー樹脂で構成し、レ
ーザ加工装置のレーザ光源としてパルス紫外線レーザを
発するものを用いることで、溝の加工がきれいに行なわ
れ、結果としてインクの吐出を安定して行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の本発明のインクジェット記録ヘッド
に係わる図であり、（Ａ）はヘッドの模式的斜視図であ
り、（Ｂ）はそのヘッドの共通液室用の型を示す模式的
斜視図である。

【図２】図１のヘッドの製造法を示す分解斜視図であ
る。

【図３】実施例２の本発明のインクジェット記録ヘッド
の模式的斜視図である。

【図４】実施例２で用いたマスク形状の模式図である。

【図５】実施例３の本発明のインクジェット記録ヘッド
の模式的斜視図である。

【図６】実施例４の本発明のインクジェット記録ヘッド
の模式的斜視図である。

【図７】実施例５のレーザ加工装置による加工を示す概
略構成図である。

【図８】本発明のレーザ加工装置で微細加工を行なった
インクジェット記録ヘッドの１例の斜視図である。

【図９】図８に示したインクジェット記録ヘッドの部分
断面図である。

【図１０】図８および図９に示した天板となるワークの
部分断面図である。

【図１１】図７に示したレーザ加工装置のマスク部の斜
視図である。

【図１２】実施例６のレーザ加工装置によるマスク部の
加工を示す斜視図である。

【図１３】実施例７のレーザ加工装置によるマスク部の
加工を示す斜視図である。

【図１４】実施例８のレーザ加工装置によるマスク部の
加工を示す斜視図である。

【図１５】図１４に示したマスク部を用いたレーザ加工
装置で溝を加工したワークの部分断面図である。

【図１６】本発明のインクジェット記録装置の１実施例
の概略斜視図である。

【符号の説明】

１レーザ発振器２レーザ光３ビームスプリッター４パワーディテクター５４５°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ビーム整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９ｃＣＣＤカメラセンサ９ｄミラー１０、４０、６０、９０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突状部１６吐出口１７オリフィスプレート１８電気熱変換体１９天板１９ａ凹部１９ｂ溝２０基板２１第２の可動機構２２、４２第１の可動機構２３、４３、６３板部材２４ホルダー２５、４５、８５突状部形成用部材２６、６６マスクホルダー２７、４７、６７、８７マスク６５Ａｌワイヤー６８スペーサ７１液体吐出エネルギー発生素子７２第１基板７３インク路を形成するための凹部（溝）７３ａ溝部７４共通液室７５第２基板７５ａ樹脂基材７６吐出口７７柱状部材７８フィルター部７９レーザー光８０マスク８１コーティング層８２マスクホルダー８３板部材Ａ８４樹脂ホルダー８５ａ全反射膜８５ｂ透過膜８６板部材Ｂ１０１インクジェット記録ヘッド１０２キャリッジ１０３、１０４ガイド軸１０５キャリッジモータ１０６、１０７プーリ１０８タイミングベルト１０９記録紙１１０ペーパーパン１１１ヒータ１１２紙押え板１１３排紙ローラ１１４拍車１１５回復ユニット１１６紙送りモータ１１７クリーニングブレード１１８インク吸収体１１８ａキャップＷワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者樫野俊雄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)発明者小野敬之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)発明者小泉寛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)発明者寺井晴彦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)発明者林崎公之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)発明者刈田誠一郎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 (72)発明者小山修司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)発明者石松伸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)発明者工藤清光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５−254120（ＪＰ，Ａ) 特開平５−338186（ＪＰ，Ａ) 特開平３−221279（ＪＰ，Ａ) 特開平６−297167（ＪＰ，Ａ) 特公昭61−41678（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭62−54591（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/16 B41J 2/045 B23K 26/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ加工により、インクを吐出する吐
出口に連通するインクの通路を形成するための凹部を基
板に形成するとともに、該形成と一括して前記通路にフ
ィルターを形成する工程と、前記基板の前記凹部が形成された側を別の基板に接合す
ることによって前記通路を形成する工程と、を含むことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製
造方法。
【請求項２】前記通路が、前記吐出口に連通する流路
と該流路の複数に連数する共通液室とを有する請求項１
記載の製造方法。
【請求項３】前記フィルターが、前記流路内に設けら
れた突状部である請求項２記載の製造方法。
【請求項４】前記突状部が柱状である請求項３記載の
製造方法。
【請求項５】前記フィルターが、前記共通液室内の前
記流路への連通口の近傍に設けられた突状部である請求
項２記載の製造方法。
【請求項６】前記突状部が柱状である請求項５記載の
製造方法。
【請求項７】前記共通液室を成型によって形成し、前
記流路をレーザ加工によって形成する請求項２記載の製
造方法。
【請求項８】前記別の基板上の前記通路に対応する箇
所に、前記吐出口から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手段を設ける請
求項１記載の製造方法。
【請求項９】前記エネルギー発生手段は、エネルギー
として熱エネルギーを発生する電気熱変換体である請求
項８記載の製造方法。
【請求項１０】インクを吐出する吐出口に連通するイ
ンクの通路を有するインクジェット記録ヘッドにおい
て、前記インクの通路にフィルターを有し、該インクの通路
と該フィルターとが、レーザ加工により一括形成された
ものであることを特徴とするインクジェット記録ヘッ
ド。
【請求項１１】前記通路が、前記吐出口に連通する流
路と該流路の複数に連通する共通液室とを有する請求項
１０記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１２】前記フィルターが、前記流路内に設け
られた突状部である請求項１１記載のインクジェット記
録ヘッド。
【請求項１３】前記突状部が柱状である請求項１２記
載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１４】前記フィルターが、前記共通液室内の
前記流路への連通口の近傍に設けられた突状部である請
求項１１記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１５】前記突状部が柱状である請求項１４記
載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１６】前記通路に、前記吐出口からインクを
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
ギー発生手段が設けられている請求項１０記載のインク
ジェット記録ヘッド。
【請求項１７】前記エネルギー発生手段は、エネルギ
ーとして熱エネルギーを発生する電気熱変換体である請
求項１６記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１８】レーザ光源と、ワークの加工形状に対応した所定のパターンを有し、こ
のパターンを介して前記レーザ光源からのレーザ光を前
記ワーク側に通過させるマスクを備えるマスク部と、前記レーザ光の光束内でかつ前記マスクの面と距離をお
いた位置に前記マスク部に取り付け可能に配された、前
記レーザ光の少なくとも一部を反射もしくは吸収する部
材と、を有し、前記レーザ光により、インクジェット記録ヘッ
ドにおけるインクを吐出する吐出口に連通するインクの
通路を形成するための凹部を前記マスク部を用いて基板
に形成するとともに、該形成と一括して前記反射もしく
は吸収する部材を用いて前記通路にフィルターを形成す
ることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１９】前記レーザ光源からのレーザ光を整形
するビーム整形光学系、前記マスクを照明する照明光学
系、あるいは前記マスクのパターンの像を前記ワークの
加工面に所定の倍率で結像させる投影光学系のうち、す
くなくとも１つが設けられている請求項１８記載のレー
ザ加工装置。
【請求項２０】前記マスクが前記ワークに密着して配
置される請求項１８記載のレーザ加工装置。
【請求項２１】前記レーザ光の少なくとも一部を反射
もしくは吸収する部材は、前記マスクに対して相対的に
位置調整可能に取り付けられている請求項１８記載のレ
ーザ加工装置。
【請求項２２】前記レーザ光の少なくとも一部を反射
もしくは吸収する部材は、前記マスクに対して固定して
取り付けられている請求項１８記載のレーザ加工装置。
【請求項２３】前記レーザ光の少なくとも一部を反射
もしくは吸収する部材は、前記レーザ光の透過率が領域
によって異なっている請求項１８記載のレーザ加工装
置。
【請求項２４】前記レーザ光源は、パルス紫外線レー
ザを発するものである請求項１８記載のレーザ加工装
置。
【請求項２５】前記パルス紫外線レーザは、Ｘｅ−Ｃ
ｌエキシマレーザ、Ｋｒ−Ｆエキシマレーザ、Ａｒ−Ｆ
エキシマレーザ、ＹＡＧレーザの４次高調波、ＹＡＧレ
ーザの基本波と２次高調波とのミキシング波、窒素ガス
レーザのいずれかである請求項２４記載のレーザ加工装
置。
【請求項２６】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設けられた基
板と、前記基板に接合された板部材とを有し、前記板部材には、前記基板と接合されることでインクを
吐出する吐出口に連通する通路を構成するための凹部
と、該凹部に設けられ、前記フィルターとしての機能を
有する突状部とが形成され、前記凹部に対応するパターンを有するマスクを備えると
ともに、前記突状部に対応して前記レーザ光の少なくと
も一部を反射もしくは吸収する部材が取り付けられた請
求項１８記載のレーザ加工装置によって、前記凹部と前
記突状部が加工されたことを特徴とするインクジェット
記録ヘッド。
【請求項２７】前記板部材はポリマー樹脂で構成さ
れ、前記レーザ加工装置のレーザ光源としてパルス紫外
線レーザを発するものを用いた請求項２６に記載のイン
クジェット記録ヘッド。
【請求項２８】前記エネルギー発生素子は、インクを
吐出するために利用される熱エネルギーを発生するため
の電気熱変換体である請求項２６記載のインクジェット
記録ヘッド。
【請求項２９】前記電気熱変換体によって印加される
熱エネルギーにより、インクに生じる膜沸騰を利用して
前記吐出口よりインクを吐出させる請求項２８記載のイ
ンクジェット記録ヘッド。
【請求項３０】請求項１０または２６に記載のインク
ジェット記録ヘッドを備え、記録信号に基づいてインク
を前記インクジェット記録ヘッドの吐出口から吐出して
記録を行なうインクジェット記録装置。