JPH08257778A - Laser beam welding machine - Google Patents

Laser beam welding machine

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Publication number
JPH08257778A
JPH08257778A JP7067676A JP6767695A JPH08257778A JP H08257778 A JPH08257778 A JP H08257778A JP 7067676 A JP7067676 A JP 7067676A JP 6767695 A JP6767695 A JP 6767695A JP H08257778 A JPH08257778 A JP H08257778A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
laser
incident direction
laser light
light incident
Prior art date
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Pending
Application number
JP7067676A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Sugimura
英樹 杉村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Original Assignee
Mita Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mita Industrial Co Ltd filed Critical Mita Industrial Co Ltd
Priority to JP7067676A priority Critical patent/JPH08257778A/en
Publication of JPH08257778A publication Critical patent/JPH08257778A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To perform laser machining with a high working efficiency by making a laser beam incident on an optical reflector and forming plural machining beams reflected by the second surface. CONSTITUTION: An optical reflector 200 is provided with a base plate 210 and plural prismatic bodies 220 extending opposite to the incident direction of the beam B from the base plate 210. When the beam B is made incident on the optical reflector 200, it is reflected by the total reflection area 221 at the tip end of each prismatic body 220. The beam B so reflected is converged on a work surface by a condensing lens, thereby carrying out perforating. As a result, the number of donor inserting holes is increased that can be machined at a time, reducing time required for machining all donor inserting holes.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、レーザ加工装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】本出願人は、図9に示すようなパウダー
ジェット画像形成装置を既に開発している。このパウダ
ージェット画像形成装置は、所定の極性、たとえば負極
性に帯電されたトナーの通過を制御する印字ヘッド2
と、トナーを印字ヘッド2に供給するためのトナー供給
ローラ1と、印字ヘッド2を通過したトナーを記録紙P
に転写させるためのベースローラ3と、記録紙Pに転写
されたトナーを記録紙Pに定着させるための定着ローラ
4とを備えている。
2. Description of the Related Art The applicant has already developed a powder jet image forming apparatus as shown in FIG. This powder jet image forming apparatus has a print head 2 that controls passage of toner charged with a predetermined polarity, for example, negative polarity.
A toner supply roller 1 for supplying toner to the print head 2, and the toner passing through the print head 2 on the recording paper P.
A base roller 3 for transferring the toner onto the recording paper P and a fixing roller 4 for fixing the toner transferred onto the recording paper P onto the recording paper P are provided.

【0003】印字ヘッド2は、図9〜図12に示すよう
に、絶縁基板20と、絶縁基板20のトナー供給ローラ
1がわの表面に形成された複数の第1電極21と、絶縁
基板20の記録紙搬送ローラ3がわの表面に形成された
複数の第2電極22とを備えている。複数の第1電極2
1および複数の第2電極22によって、マトリクス状電
極が構成されている。各第1電極21と各第2電極22
との各交点位置には、印字ヘッド2を貫通するトナー通
過孔23が開けられている。
As shown in FIGS. 9 to 12, the print head 2 includes an insulating substrate 20, a plurality of first electrodes 21 on the surface of which the toner supply roller 1 of the insulating substrate 20 is formed, and an insulating substrate 20. The recording paper conveying roller 3 of No. 2 is provided with a plurality of second electrodes 22 formed on the surface of the hollow. Multiple first electrodes 2
The one and the plurality of second electrodes 22 form a matrix electrode. Each first electrode 21 and each second electrode 22
A toner passage hole 23 penetrating the print head 2 is formed at each intersection position with and.

【0004】各第1電極21には、オン電圧(たとえば
−100V)およびオフ電圧(たとえば+300V)と
が選択的に印加される。各第2電極22には、オン電圧
(たとえば0V)およびオフ電圧(たとえば−200
V)とが選択的に印加される。図13は、各第1電極2
1の印加電圧V1−0〜V1−7の変化を示している。
図13に示すように、各第1電極21はダイミックスキ
ャン制御され、所定単位時間間隔で印加電圧が順次オン
される。そして、第1電極21および第2電極22の両
方の印加電圧がオン電圧のときのみ、それらの交点にあ
るトナー挿通孔23をトナーが通過しドット印字が行わ
れる。
An on-voltage (for example -100V) and an off-voltage (for example + 300V) are selectively applied to each first electrode 21. Each second electrode 22 has an on-voltage (for example, 0 V) and an off-voltage (for example, -200 V).
V) and are selectively applied. FIG. 13 shows each first electrode 2
1 shows changes in applied voltage V1-0 to V1-7.
As shown in FIG. 13, each of the first electrodes 21 is subjected to dimic scan control, and the applied voltage is sequentially turned on at predetermined unit time intervals. Then, only when the applied voltage to both the first electrode 21 and the second electrode 22 is the on-voltage, the toner passes through the toner insertion hole 23 at the intersection thereof, and the dot printing is performed.

【0005】記録紙Pは、ベースローラ3によって、第
1電極21と直角方向にかつ第1電極21のダイナミッ
クスキャンによる制御が進む方向(図10に矢印Aで示
す方向)に搬送される。記録紙搬送ローラ3には、+5
00Vの電圧が印加されている。トナー供給ローラ1は
接地されており、その表面電位は0Vである。
The recording paper P is conveyed by the base roller 3 in the direction perpendicular to the first electrode 21 and in the direction in which control by the dynamic scanning of the first electrode 21 proceeds (direction shown by arrow A in FIG. 10). +5 on the recording paper transport roller 3.
A voltage of 00V is applied. The toner supply roller 1 is grounded and its surface potential is 0V.

【0006】印字ヘッド2には、印字ヘッド2に超音波
振動を与えて、トナー挿通孔23にトナーが目詰まりす
るのを防止するための超音波振動子50が取り付けられ
ている。
The print head 2 is provided with an ultrasonic vibrator 50 for applying ultrasonic vibration to the print head 2 to prevent the toner insertion hole 23 from being clogged with toner.

【0007】図14は、印字ヘッド2の製造方法を示し
ている。
FIG. 14 shows a method of manufacturing the print head 2.

【0008】まず、たとえばポリイミド高分子材料から
なる絶縁層20の両面に銅箔が形成された両面銅張プリ
ント基板を用意する。そして、絶縁層20の両面の銅箔
の非電極形成部分をエッチング処理によって除去するこ
とにより、絶縁層20の一方の表面に第2電極22を、
絶縁層20の他方の表面に第1電極21を形成する(図
14(a))。
First, a double-sided copper-clad printed board having copper foils formed on both sides of an insulating layer 20 made of, for example, a polyimide polymer material is prepared. Then, the second electrode 22 is formed on one surface of the insulating layer 20 by removing the non-electrode forming portions of the copper foil on both surfaces of the insulating layer 20 by etching.
The first electrode 21 is formed on the other surface of the insulating layer 20 (FIG. 14A).

【0009】次に、第2電極22および第1電極21に
おける両電極の交点部分に、エッチング処理により、円
形孔23a、23bをそれぞれ開ける(図14
(b))。
Next, circular holes 23a and 23b are formed at the intersections of the second electrode 22 and the first electrode 21 by the etching process (FIG. 14).
(B)).

【0010】次に、第2電極22および第1電極21の
うちの一方がわからエキシマレーザ等のレーザをマスク
を介して絶縁層20に照射し、絶縁層20に孔23aと
23bとを連通させる孔23cを開けて、トナー挿通孔
23を形成する(図14(c)および(d))。
Next, one of the second electrode 22 and the first electrode 21 is irradiated with a laser such as an excimer laser to the insulating layer 20 through a mask so that the holes 23a and 23b are communicated with the insulating layer 20. The hole 23c is opened to form the toner insertion hole 23 (FIGS. 14C and 14D).

【0011】図15は、エキシマレーザによって孔をあ
けるための加工装置を示している。
FIG. 15 shows a processing device for making a hole by an excimer laser.

【0012】レーザ発振装置101からは、ビームサイ
ズ10mm×20mm程度、パルスエネルギー200m
J程度、波長248nm(KrF)のビームが出力され
る。
From the laser oscillator 101, the beam size is about 10 mm × 20 mm and the pulse energy is 200 m.
A beam of about J and a wavelength of 248 nm (KrF) is output.

【0013】レーザ発振装置101から出力されたビー
ムは、パワー調整を行うアッテネータ102、ビーム断
面形を正方形に変換するエキスパンダー103およびビ
ーム断面内のパワーを均一化するホモジナイザ104を
通過する。ホモジナイザ104を通過したビームは、マ
スク105により成形された後、全反射ミラー106に
よって光軸がワーク面(絶縁層20の表面)Wに向くよ
うに反射される。全反射ミラー106によって反射され
たビームは、集光レンズ107によってワーク面Wに集
光され、これにより孔空け加工が行われる。加工に関与
する集光ビームは、エネルギー密度が1J/cm2 程度
であり、加工エリアは3mm×3mm程度である。
The beam output from the laser oscillator 101 passes through an attenuator 102 for adjusting the power, an expander 103 for converting the beam cross section into a square, and a homogenizer 104 for uniformizing the power in the beam cross section. The beam that has passed through the homogenizer 104 is shaped by a mask 105 and then reflected by a total reflection mirror 106 so that its optical axis is directed to the work surface (surface of the insulating layer 20) W. The beam reflected by the total reflection mirror 106 is condensed on the work surface W by the condensing lens 107, so that a hole is formed. The focused beam involved in processing has an energy density of about 1 J / cm 2 and a processing area of about 3 mm × 3 mm.

【0014】 図16は、マスク105を示している。マ
スク105には、トナー挿通孔23のパターンの一部分
のパターンと同じパターンの孔110があけられてい
る。図10において破線B内の領域が、ビームサイズで
ある。このマスク105では、8列×5行の合計40個
の孔110があけられている。つまり、一度に40個の
ビームをワーク面Wに照射できる。一度に照射できるビ
ーム数は、集光レンズ107の倍率(これによりエネル
ギー密度が決まる)とレーザ発振装置101から出力さ
れ各種光学素子で均一化されたビームのサイズによって
決まる。
[0014] FIG. 16 shows the mask 105. Ma
A part of the pattern of the toner insertion hole 23 is provided on the disk 105.
Holes 110 of the same pattern as
It In FIG. 10, the area within the broken line B is the beam size.
is there. In this mask 105, a total of 40 (8 columns x 5 rows)
A hole 110 is opened. That is, 40 at a time
The beam can be applied to the work surface W. Being able to irradiate at once
The number of frames is the magnification of the condenser lens 107 (
Gee density is determined) and the laser oscillator 101 outputs
Depending on the size of the beam homogenized by various optical elements
Decided.

【0015】マスク105の各孔110の直径は、トナ
ー挿通孔23の直径を160μmとし、照射の際の位置
決めの余裕度を考慮したワーク面W上の照射ビーム直径
を200μmとし、集光レンズ107の倍率を3とする
と、600μmとなる。
Regarding the diameter of each hole 110 of the mask 105, the diameter of the toner insertion hole 23 is set to 160 μm, the irradiation beam diameter on the work surface W is set to 200 μm in consideration of the positioning margin during irradiation, and the condenser lens 107 is used. If the magnification of 3 is 3, it becomes 600 μm.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】ところで、マスク10
5によってビームを成形する場合には、図16に示すよ
うに、マスク105に入射したビームBのうち、マスク
105を通過しないビームは加工に関与しないため、加
工効率が非常に悪い。
By the way, the mask 10 is used.
In the case of forming the beam by using No. 5, as shown in FIG. 16, among the beams B incident on the mask 105, the beam that does not pass through the mask 105 does not participate in the processing, so that the processing efficiency is very poor.

【0017】たとえば、マスク105に10mm×10
mm程度のビームが照射されており、マスク105に直
径が0.6mmの孔が40個あけられているとすると、
加工効率ηは次式に示すように約11%となる。
For example, the mask 105 has 10 mm × 10
If a beam of about mm is irradiated and 40 holes with a diameter of 0.6 mm are made in the mask 105,
The processing efficiency η is about 11% as shown in the following equation.

【0018】[0018]

【数1】η=(0.32 ×π×40)/(10×10)
=0.113
(1) η = (0.3 2 × π × 40) / (10 × 10)
= 0.113

【0019】つまり、マスク105に入射されたビーム
の約90%が加工に関与していない。
That is, about 90% of the beam incident on the mask 105 is not involved in the processing.

【0020】この発明は、加工効率の高いレーザ加工が
行えるレーザ加工装置を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus which can perform laser processing with high processing efficiency.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】この発明による第1のレ
ーザ加工装置は、レーザ光入射方向と平行な第1面と、
レーザ光入射方向に対して所定角度傾斜した第2面と
が、交互に現れる階段状段面を有し、第2面が光反射面
に形成されている光反射体を備え、この光反射体にレー
ザ光を入射させることにより、各第2面によって反射さ
れた複数の加工用ビームが生成されることを特徴とす
る。
A first laser processing apparatus according to the present invention comprises a first surface parallel to a laser beam incident direction,
A light reflector is provided which has a stepwise step surface in which a second surface inclined by a predetermined angle with respect to the laser light incident direction appears alternately, and the second surface is formed as a light reflecting surface. A plurality of processing beams reflected by the respective second surfaces are generated by injecting laser light into the.

【0022】光反射体としては、たとえば、レーザ光入
射方向と平行にのびかつその先端がレーザ光入射方向に
対して所定角度傾斜した第2面に形成された複数の柱状
体を備え、これらの柱状体がレーザ光入射方向から見て
複数行、複数列に配置されており、レーザ光の反射方向
に並んだ柱状体群の第2面の位置が、階段状に変化して
いるものが用いられる。
The light reflector includes, for example, a plurality of columnar bodies which extend in parallel to the laser light incident direction and whose tip is formed on the second surface inclined by a predetermined angle with respect to the laser light incident direction. The columnar bodies are arranged in a plurality of rows and a plurality of columns when viewed from the laser beam incident direction, and the position of the second surface of the columnar body group arranged in the laser beam reflection direction is changed stepwise. To be

【0023】この発明による第2のレーザ加工装置は、
レーザ光入射方向に対して所定角度傾斜して配された面
を有する複数の光透過性部材を備え、各光透過性部材そ
れぞれにおけるレーザ光入射方向に対して所定角度傾斜
して配された面に、複数の光反射部が形成されており、
レーザ光入射方向から見て各光透過性部材における光反
射部が重ならないように各光透過性部材が組み合わされ
て光反射体が構成されており、この光反射体にレーザ光
を入射させることにより、各光反射部によって反射され
た複数の加工用ビームが生成されることを特徴とする。
The second laser processing apparatus according to the present invention is
A surface provided with a plurality of light-transmissive members having a surface inclined at a predetermined angle with respect to the laser light incident direction, and a surface arranged at a predetermined angle with respect to the laser light incident direction in each light-transmissive member. , A plurality of light reflection parts are formed,
The light-reflecting members are combined to form a light-reflecting member so that the light-reflecting portions of the respective light-transmitting members do not overlap with each other when viewed from the laser-light incident direction. By this, a plurality of processing beams reflected by the respective light reflecting portions are generated.

【0024】各光通過性部材におけるレーザ光入射方向
に対して所定角度傾斜して配された面には、たとえば、
レーザ光入射方向から見て複数行、複数列の配置で複数
の光反射部が、各光通過性部材において同じパターンで
形成されている。そして、各光通過性部材間において、
レーザ光の反射方向に並んだ光反射部が、レーザ光入射
方向から見てレーザ光の反射方向にずれるように、各光
透過性部材が組み合わされている。
On the surface of each light transmitting member which is inclined with respect to the laser light incident direction by a predetermined angle, for example,
A plurality of light reflecting portions are formed in the same pattern in each light transmitting member in a plurality of rows and a plurality of columns when viewed from the laser light incident direction. And, between each light transmitting member,
The respective light transmissive members are combined so that the light reflecting portions arranged in the laser light reflecting direction are displaced in the laser light reflecting direction when viewed from the laser light incident direction.

【0025】この発明による第3のレーザ加工装置は、
レーザ光入射方向に対して所定角度傾斜して配された2
つの面を有する光透過性部材を備え、この光透過性部材
におけるレーザ光入射方向に対して所定角度傾斜して配
された2つの面に、レーザ光入射方向から見て重ならな
いように複数の光反射部がそれぞれ形成されており、こ
の光透過性部材にレーザ光を入射させることにより、各
光反射部によって反射された複数の加工用ビームが生成
されることを特徴とする。
A third laser processing apparatus according to the present invention is
2 arranged at a predetermined angle with respect to the laser beam incident direction
A light-transmissive member having two surfaces, and a plurality of light-transmissive members, which are inclined at a predetermined angle with respect to the laser light incident direction, are arranged so as not to overlap with each other when viewed from the laser light incident direction. Light reflecting portions are respectively formed, and a plurality of processing beams reflected by the respective light reflecting portions are generated by making laser light incident on the light transmitting member.

【0026】光透過性部材におけるレーザ光入射方向に
対して所定角度傾斜して配された2つの面には、たとえ
ば、レーザ光入射方向から見て複数行、複数列の配置で
複数の光反射部が、各面において同じパターンでそれぞ
れ形成されている。そして、各面間において、レーザ光
の反射方向に並んだ光反射部が、レーザ光入射方向から
見てレーザ光の反射方向にずれるように、両面の光反射
部が配置されている。
On the two surfaces of the light transmissive member which are inclined at a predetermined angle with respect to the laser light incident direction, for example, a plurality of light reflections are provided in a plurality of rows and a plurality of columns when viewed from the laser light incident direction. The parts are formed in the same pattern on each surface. The light reflecting portions on both sides are arranged so that the light reflecting portions arranged in the laser light reflecting direction are displaced from each other in the laser light reflecting direction when viewed from the laser light incident direction.

【0027】[0027]

【作用】この発明による第1のレーザ加工装置では、レ
ーザ光入射方向と平行な第1面と、レーザ光入射方向に
対して所定角度傾斜した第2面とが、交互に現れる階段
状段面を有し、第2面が光反射面に形成されている光反
射体が設けられている。この光反射体にレーザ光が入射
せしめられることにより、各第2面によって反射された
複数の加工用ビームが生成される。
In the first laser processing apparatus according to the present invention, the step-like step surface in which the first surface parallel to the laser light incident direction and the second surface inclined by a predetermined angle with respect to the laser light incident direction appear alternately. And a light reflector having a second surface formed as a light reflecting surface is provided. When a laser beam is made incident on this light reflector, a plurality of processing beams reflected by each second surface are generated.

【0028】この発明による第2のレーザ加工装置で
は、レーザ光入射方向に対して所定角度傾斜して配され
た面を有する複数の光透過性部材が設けられている。各
光透過性部材それぞれにおけるレーザ光入射方向に対し
て所定角度傾斜して配された面に、複数の光反射部が形
成されている。レーザ光入射方向から見て各光透過性部
材における光反射部が重ならないように各光透過性部材
が組み合わされて光反射体が構成されている。この光反
射体にレーザ光が入射せしめられることにより、各光反
射部によって反射された複数の加工用ビームが生成され
る。
In the second laser processing apparatus according to the present invention, a plurality of light transmissive members having a surface arranged at a predetermined angle with respect to the laser light incident direction are provided. A plurality of light reflecting portions are formed on the surfaces of the respective light transmissive members that are inclined with respect to the laser light incident direction by a predetermined angle. The light reflectors are formed by combining the light transmissive members so that the light reflection portions of the light transmissive members do not overlap with each other when viewed from the laser light incident direction. When a laser beam is made incident on the light reflector, a plurality of processing beams reflected by the respective light reflectors are generated.

【0029】この発明による第3のレーザ加工装置で
は、レーザ光入射方向に対して所定角度傾斜して配され
た2つの面を有する光透過性部材が設けられている。こ
の光透過性部材におけるレーザ光入射方向に対して所定
角度傾斜して配された2つの面に、レーザ光入射方向か
ら見て重ならないように複数の光反射部がそれぞれ形成
されている。この光透過性部材にレーザ光が入射せしめ
られることにより、各光反射部によって反射された複数
の加工用ビームが生成される。
In the third laser processing apparatus according to the present invention, the light transmissive member having two surfaces arranged at a predetermined angle with respect to the laser light incident direction is provided. A plurality of light reflecting portions are formed on the two surfaces of the light transmissive member that are inclined at a predetermined angle with respect to the laser light incident direction so as not to overlap with each other when viewed from the laser light incident direction. When a laser beam is incident on the light transmissive member, a plurality of processing beams reflected by the respective light reflecting portions are generated.

【0030】[0030]

【実施例】以下、図1〜図8を参照して、この発明をパ
ウダージェット画像形成装置の印字ヘッドのトナー挿通
孔を加工するためのレーザ加工装置に適用した場合の実
施例について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a laser processing apparatus for processing a toner insertion hole of a print head of a powder jet image forming apparatus will be described below with reference to FIGS.

【0031】図1は、レーザ加工装置を示している。図
1において、図15と同じものには、同じ符号を付して
その説明を省略する。
FIG. 1 shows a laser processing apparatus. In FIG. 1, the same parts as those in FIG. 15 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0032】このレーザ加工装置では、図15のマスク
105および全反射ミラー106の代わりに、光反射体
200が用いられている。
In this laser processing apparatus, a light reflector 200 is used instead of the mask 105 and the total reflection mirror 106 shown in FIG.

【0033】光反射体200は、図2および図3に示す
ように、基板210と、基板210からビームBの入射
方向と逆方向にのびた複数の柱状体220とを備えてい
る。この例では、光反射体200は、88本の柱状体2
20を備えている。柱状体220は、ガラス、金属等で
作られている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the light reflector 200 includes a substrate 210 and a plurality of columnar bodies 220 extending from the substrate 210 in the direction opposite to the incident direction of the beam B. In this example, the light reflector 200 includes 88 columnar bodies 2.
Equipped with 20. The columnar body 220 is made of glass, metal, or the like.

【0034】各柱状体220は、ビームBが入射する方
向から見て、8列×11行の配置で形成されている。各
行の柱状体220は、ビームBが入射する方向から見
て、左下がりとなるように、左にあるものほど低い位置
に形成されている。同じ行の柱状体220の長さは等し
い。そして、下方の行にある柱状体220ほど、その長
さは短い。
Each columnar body 220 is formed in an arrangement of 8 columns × 11 rows when viewed from the direction in which the beam B is incident. The columnar bodies 220 in each row are formed at a lower position toward the left side so that the columnar bodies 220 are leftwardly downward when viewed from the direction in which the beam B is incident. The columnar bodies 220 in the same row have the same length. The columnar body 220 in the lower row has a shorter length.

【0035】各柱状体220の直径は、この例では60
0μmであり、その先端にはビーム入射方向に対して4
5°に傾斜した全反射面221が形成されている。全反
射面221は、柱状体220の先端面に、たとえば誘電
体膜をコーティングすることにより作られている。
The diameter of each columnar body 220 is 60 in this example.
0 μm, and the tip of the
A total reflection surface 221 inclined at 5 ° is formed. The total reflection surface 221 is formed by coating the tip surface of the columnar body 220 with, for example, a dielectric film.

【0036】このような光反射体200にビームBが入
射されると、図4に示すように、各柱状体220の先端
の全反射面221でビームが反射される。各柱状体22
0の先端の全反射面221で反射されたビームは、集光
レンズ107によってワーク面(印字ヘッド2の絶縁層
20の表面)Wに集光され、これにより孔空け加工が行
われる。
When the beam B is incident on such a light reflector 200, as shown in FIG. 4, the beam is reflected by the total reflection surface 221 at the tip of each columnar body 220. Each columnar body 22
The beam reflected by the total reflection surface 221 at the front end of 0 is focused on the work surface (surface of the insulating layer 20 of the print head 2) W by the condenser lens 107, and perforation processing is performed by this.

【0037】この例では、集光レンズ107の倍率は3
倍であり、ワーク面W上での各ビームの直径は200μ
mとなる。また、この例では、絶縁層20に、一度に8
列×11行のトナー挿通孔23をあけることができる。
光反射体200に入射されるビームBの断面が、10m
m×10mmの正方形であるとすると、加工効率ηは、
次式のようになる。
In this example, the magnification of the condenser lens 107 is 3
And the diameter of each beam on the work surface W is 200μ.
m. In addition, in this example, the insulating layer 20 has eight layers at a time.
The toner insertion holes 23 of (column × 11 rows) can be opened.
The cross section of the beam B incident on the light reflector 200 is 10 m.
Assuming a square of m × 10 mm, the processing efficiency η is
It becomes like the following formula.

【0038】[0038]

【数2】η=(0.32 ×π×88)/(10×10)
=0.249
(2) η = (0.3 2 × π × 88) / (10 × 10)
= 0.249

【0039】つまり、加工効率ηは約25パーセントと
なり、図15の従来のレーザ加工装置の加工効率である
約11%より、加工効率が高くなる。
That is, the processing efficiency η is about 25%, which is higher than the processing efficiency of about 11% of the conventional laser processing apparatus shown in FIG.

【0040】また、図1のレーザ加工装置によって加工
を行うことにより、一度に加工できる加工領域が大きく
なり、つまり、一度に加工できるトナー挿通孔23の数
が多くなり、全てのトナー挿通孔23を加工するのに要
する時間を短縮できる。
Further, by performing processing by the laser processing apparatus of FIG. 1, the processing area that can be processed at one time becomes large, that is, the number of toner insertion holes 23 that can be processed at one time increases, and all the toner insertion holes 23 can be processed. It is possible to reduce the time required to process the.

【0041】図5は、光反射体の変形例を示している。FIG. 5 shows a modification of the light reflector.

【0042】この光反射体300は、第1の光透過性部
材311と、第2の光透過性部材312とが組み合わさ
れたものであり、全体としてその横断面は直角二等辺三
角形である。
The light reflector 300 is a combination of a first light transmissive member 311 and a second light transmissive member 312, and its cross section is a right-angled isosceles triangle as a whole.

【0043】第1の光透過性部材311は、横断面が直
角二等辺三角形状であり、その斜辺に相当する面S1
は、ビームBの入射方向に対して、45°に傾斜してい
る。
The first light transmissive member 311 has a cross section of an isosceles right triangle, and a surface S1 corresponding to the hypotenuse thereof.
Is inclined at 45 ° with respect to the incident direction of the beam B.

【0044】第2の光透過性部材312は、横断面が台
形であり、その上底に相当する面が、第1の光透過性部
材311の横断面の斜辺に相当する面に合わされた状態
で、第1の光透過性部材311と組み合わされている。
第2の光透過性部材312の横断面の下底に相当する面
S2は、ビームBの入射方向に直交する平面に対して、
45°に傾斜している。
The second light transmissive member 312 has a trapezoidal cross section, and the surface corresponding to the upper bottom thereof is aligned with the surface corresponding to the hypotenuse of the cross section of the first light transmissive member 311. And is combined with the first light transmissive member 311.
The surface S2 corresponding to the lower bottom of the cross section of the second light transmissive member 312 is, with respect to the plane orthogonal to the incident direction of the beam B,
It is inclined at 45 °.

【0045】第1の光透過性部材311および第2の光
透過性部材312は、合成石英ガラス等の光透過率の高
い材料で作られている。そして、第1の光透過性部材3
11の面S1には、図6に破線で示すように、ビームB
の入射方向からみて8列6行の配置パターンで、48個
の光反射部321が形成されている。また、第2の光透
過性部材312の面S2には、図6に実線で示すよう
に、ビームBの入射方向からみて8列6行の配置パター
ンで、48個の光反射部322が形成されている。そし
て、図6に示すように、ビームBの入射方向からみて、
全体として、8列12行の配置パターンとなるように、
第1の光透過性部材311の光反射部321と第2光透
過性部材312の光反射部322とは、互いに上下方向
(光反射方向)にずれた位置に形成されている。
The first light transmitting member 311 and the second light transmitting member 312 are made of a material having a high light transmittance such as synthetic quartz glass. Then, the first light transmissive member 3
On the surface S1 of 11, the beam B is
48 light reflecting portions 321 are formed in an arrangement pattern of 8 columns and 6 rows when viewed from the incident direction of. Further, as shown by the solid line in FIG. 6, 48 light reflection portions 322 are formed on the surface S2 of the second light transmissive member 312 in an arrangement pattern of 8 columns and 6 rows as viewed from the incident direction of the beam B. Has been done. Then, as shown in FIG. 6, when viewed from the incident direction of the beam B,
As a whole, the arrangement pattern of 8 columns and 12 rows,
The light-reflecting portion 321 of the first light-transmissive member 311 and the light-reflecting portion 322 of the second light-transmissive member 312 are formed at positions vertically offset from each other (light-reflecting direction).

【0046】このような光反射体300にビームBが入
射されると、図5に示すように、各光透過性部材31
1、312の各光反射部321、322でビームが反射
される。各光反射部321、322で反射されたビーム
は、集光レンズ107によってワーク面Wに集光され、
これにより孔空け加工が行われる。
When the beam B is incident on such a light reflector 300, as shown in FIG.
The beam is reflected by each of the light reflecting portions 321 and 322 of the first and the third 312. The beams reflected by the respective light reflecting portions 321 and 322 are condensed on the work surface W by the condenser lens 107,
As a result, punching is performed.

【0047】この例では、集光レンズ107の倍率は3
倍であり、ワーク面W上での各ビームの直径は200μ
mとなる。また、この例では、絶縁層20に、一度に8
列×12行のトナー挿通孔23をあけることができる。
In this example, the magnification of the condenser lens 107 is 3
And the diameter of each beam on the work surface W is 200μ.
m. In addition, in this example, the insulating layer 20 has eight layers at a time.
The toner insertion holes 23 of (column × 12 rows) can be opened.

【0048】なお、第2光透過性部材312の面S2か
ら第2光透過性部材312の内部へ入射ビームが入射す
る際および、第1光透過性部材311の光反射部322
で反射された光が第2光透過性部材312の面S2から
出射される際には、そのビーム入射面およびビーム出射
面は、それぞれの面に向かうビームの光軸に対して傾斜
しているため、光の屈折が生じる。
When the incident beam enters the inside of the second light transmissive member 312 from the surface S2 of the second light transmissive member 312, and at the light reflecting portion 322 of the first light transmissive member 311.
When the light reflected by is emitted from the surface S2 of the second light transmissive member 312, its beam incident surface and beam emitting surface are inclined with respect to the optical axis of the beam directed to each surface. Therefore, refraction of light occurs.

【0049】このような光の屈折が光学設計上問題とな
る場合には、図7に示す光透過性部材400のように、
第2光透過性部材312の面S2のビーム入射面および
ビーム出射面を、それぞれ入射ビームおよび出射ビーム
の光軸対して直角な平面331、332に、形成してお
けばよい。なお、図7において、図5と同じものには同
じ符号を付してその説明を省略する。
When such refraction of light poses a problem in optical design, as in the light transmissive member 400 shown in FIG.
The beam entrance surface and the beam exit surface of the surface S2 of the second light transmissive member 312 may be formed on the flat surfaces 331 and 332 that are perpendicular to the optical axes of the entrance beam and the exit beam, respectively. In FIG. 7, the same parts as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0050】ところで、図5または図7に示す光反射体
300、400ように2つの光透過性部材311、31
2を組み合わせることによって、それぞれの反射部32
1、322が合成された反射部パターンを獲得する場合
には、2つの光透過性部材311、312の位置合わせ
を高精度で行わなくてはならない。そこで、互いに平行
に2つの面を有する1つの光透過性部材のみを用い、こ
の光透過性部材の互いに平行な2つの面に、反射部をそ
れぞれ形成するようにしてもよい。たとえば、図5の光
反射体300において、第2光透過性部材322の面S
2と平行な面にも、第1光透過性部材322の面S1に
形成された反射部と同様なパターンで光反射部を形成
し、第2光透過性部材312を省略すればよい。
By the way, two light transmissive members 311 and 31 such as the light reflectors 300 and 400 shown in FIG. 5 or FIG.
By combining the two, each reflecting portion 32
When obtaining the reflection part pattern in which 1 and 322 are combined, the two light transmissive members 311 and 312 must be aligned with high accuracy. Therefore, only one light transmissive member having two surfaces parallel to each other may be used, and the reflective portions may be formed on the two surfaces parallel to each other of the light transmissive member. For example, in the light reflector 300 of FIG. 5, the surface S of the second light transmissive member 322 is
The light reflecting portion may be formed on the surface parallel to 2 in the same pattern as the reflecting portion formed on the surface S1 of the first light transmitting member 322, and the second light transmitting member 312 may be omitted.

【0051】上記実施例では、ビームBの横断面の垂直
方向に対して、加工孔数を増加しているが、ビームBの
横断面の水平方向および垂直方向に対しても加工孔数を
増加させることができる。
In the above embodiment, the number of processed holes is increased in the vertical direction of the cross section of the beam B, but the number of processed holes is also increased in the horizontal and vertical directions of the cross section of the beam B. Can be made.

【0052】すなわち、図8に示すように、まず、ビー
ムB1を、階段状の断面を有する第1段目の光反射体5
01で反射して、垂直方向に分割されたビームB2を得
る。つぎに、ビームB2を階段状の断面を有する第2段
目の光反射体502で反射させることにより、水平方向
に分割されたビームB3を得る。
That is, as shown in FIG. 8, first, the beam B1 is directed to the first stage light reflector 5 having a stepwise cross section.
Reflected at 01, a vertically split beam B2 is obtained. Next, the beam B2 is reflected by the second stage light reflector 502 having a stepwise cross section to obtain a horizontally divided beam B3.

【0053】[0053]

【発明の効果】この発明によれば、加工効率の高いレー
ザ加工が行えるレーザ加工装置が得られる。
According to the present invention, it is possible to obtain a laser processing apparatus capable of performing laser processing with high processing efficiency.

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

【図1】レーザ加工装置の構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a laser processing apparatus.

【図2】光反射体200を示す部分斜視図である。FIG. 2 is a partial perspective view showing a light reflector 200.

【図3】光反射体200を示す正面図である。3 is a front view showing a light reflector 200. FIG.

【図4】光反射体200によってビームが反射される様
子を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing how a beam is reflected by a light reflector 200.

【図5】光反射体300を示す断面図である。5 is a cross-sectional view showing a light reflector 300. FIG.

【図6】光反射体300を示す正面図である。6 is a front view showing a light reflector 300. FIG.

【図7】光反射体400を示す断面図である。7 is a cross-sectional view showing a light reflector 400. FIG.

【図8】ビームを2段階にわたって光反射体によって反
射させることにより、垂直および水平方向に分割された
複数のビームを得る方法を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a method of obtaining a plurality of beams divided in the vertical and horizontal directions by reflecting the beams by a light reflector in two steps.

【図9】パウダージェット画像形成装置の概略構成を示
す構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a powder jet image forming apparatus.

【図10】印字ヘッドにおける第1電極と第2電極の配
置を示す一部拡大平面図である。
FIG. 10 is a partially enlarged plan view showing the arrangement of first electrodes and second electrodes in the print head.

【図11】図10のb−b線に沿う断面図である。11 is a cross-sectional view taken along the line bb of FIG.

【図12】印字ヘッドの部分拡大斜視図である。FIG. 12 is a partially enlarged perspective view of the print head.

【図13】各第1電極への印加電圧の変化を示すタイム
チャートである。
FIG. 13 is a time chart showing changes in applied voltage to each first electrode.

【図14】従来の印字ヘッドの製造工程を示す工程図で
ある。
FIG. 14 is a process chart showing a manufacturing process of a conventional print head.

【図15】従来のレーザ加工装置の構成を示す構成図て
ある。
FIG. 15 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional laser processing apparatus.

【図16】マスク105を示す正面図である。16 is a front view showing the mask 105. FIG.

【図17】マスク105を通過し、全反射ミラー106
でビームが反射される様子を示す模式図である。
17 is a total reflection mirror 106 that passes through the mask 105. FIG.
It is a schematic diagram which shows a mode that a beam is reflected by.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 レーザ発振装置 105 マスク 106 全反射ミラー 200、300、400、501、502 光反射体 220 柱状体 221 光反射面 311、312 光透過性部材 321、322 光反射部 101 laser oscillator 105 mask 106 total reflection mirror 200, 300, 400, 501, 502 light reflector 220 columnar body 221 light reflecting surface 311, 312 light transmissive member 321, 322 light reflecting section

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザ光入射方向と平行な第1面と、レ
ーザ光入射方向に対して所定角度傾斜した第2面とが、
交互に現れる階段状段面を有し、第2面が光反射面に形
成されている光反射体を備え、この光反射体にレーザ光
を入射させることにより、各第2面によって反射された
複数の加工用ビームが生成されるレーザ加工装置。
1. A first surface parallel to the laser light incident direction and a second surface inclined by a predetermined angle with respect to the laser light incident direction,
A light reflector having alternating stepped surfaces and a second surface formed on the light reflecting surface is provided, and a laser beam is incident on this light reflector to be reflected by each second surface. A laser processing device that generates multiple processing beams.
【請求項2】 光反射体が、レーザ光入射方向と平行に
のびかつその先端がレーザ光入射方向に対して所定角度
傾斜した第2面に形成された複数の柱状体を備え、これ
らの柱状体がレーザ光入射方向から見て複数行、複数列
に配置されており、レーザ光の反射方向に並んだ柱状体
群の第2面の位置が、階段状に変化している請求項1に
記載のレーザ加工装置。
2. The light reflector comprises a plurality of columnar bodies extending parallel to the laser light incident direction and having a tip end formed on a second surface inclined by a predetermined angle with respect to the laser light incident direction. The body is arranged in a plurality of rows and a plurality of columns when viewed from the laser light incident direction, and the position of the second surface of the columnar body group arranged in the laser light reflection direction changes stepwise. The laser processing device described.
【請求項3】 レーザ光入射方向に対して所定角度傾斜
して配された面を有する複数の光透過性部材を備え、各
光透過性部材それぞれにおけるレーザ光入射方向に対し
て所定角度傾斜して配された面に、複数の光反射部が形
成されており、レーザ光入射方向から見て各光透過性部
材における光反射部が重ならないように各光透過性部材
が組み合わされて光反射体が構成されており、この光反
射体にレーザ光を入射させることにより、各光反射部に
よって反射された複数の加工用ビームが生成されるレー
ザ加工装置。
3. A plurality of light transmissive members each having a surface arranged to be inclined at a predetermined angle with respect to the laser light incident direction, wherein each light transmissive member is inclined at a predetermined angle with respect to the laser light incident direction. A plurality of light reflecting parts are formed on the surface that is arranged as a light reflecting member, and each light transmitting member is combined so that the light reflecting parts in each light transmitting member do not overlap when viewed from the laser light incident direction. A laser processing apparatus in which a body is configured and a plurality of processing beams reflected by the respective light reflecting portions are generated by making laser light incident on the light reflector.
【請求項4】 各光通過性部材におけるレーザ光入射方
向に対して所定角度傾斜して配された面には、レーザ光
入射方向から見て複数行、複数列の配置で複数の光反射
部が、各光通過性部材において同じパターンで形成され
ており、各光通過性部材間において、レーザ光の反射方
向に並んだ光反射部が、レーザ光入射方向から見てレー
ザ光の反射方向にずれるように、各光透過性部材が組み
合わされている請求項3に記載のレーザ加工装置。
4. A plurality of light reflecting portions arranged in a plurality of rows and a plurality of columns when viewed from the laser light incident direction on a surface of each light transmitting member that is inclined at a predetermined angle with respect to the laser light incident direction. Is formed in the same pattern in each light-transmitting member, between each light-transmitting member, the light reflection portion arranged in the reflection direction of the laser light, in the reflection direction of the laser light when viewed from the laser light incident direction. The laser processing apparatus according to claim 3, wherein the respective light transmissive members are combined so as to be displaced.
【請求項5】 レーザ光入射方向に対して所定角度傾斜
して配された2つの面を有する光透過性部材を備え、こ
の光透過性部材におけるレーザ光入射方向に対して所定
角度傾斜して配された2つの面に、レーザ光入射方向か
ら見て重ならないように複数の光反射部がそれぞれ形成
されており、この光透過性部材にレーザ光を入射させる
ことにより、各光反射部によって反射された複数の加工
用ビームが生成されるレーザ加工装置。
5. A light transmissive member having two surfaces arranged at a predetermined angle with respect to the laser light incident direction, the light transmissive member being inclined at a predetermined angle with respect to the laser light incident direction. A plurality of light-reflecting portions are respectively formed on the two arranged surfaces so as not to overlap each other when viewed from the laser-light incident direction. A laser processing apparatus that generates a plurality of reflected processing beams.
【請求項6】 光透過性部材におけるレーザ光入射方向
に対して所定角度傾斜して配された2つの面には、レー
ザ光入射方向から見て複数行、複数列の配置で複数の光
反射部が、各面において同じパターンでそれぞれ形成さ
れており、各面間において、レーザ光の反射方向に並ん
だ光反射部が、レーザ光入射方向から見てレーザ光の反
射方向にずれるように、両面の光反射部が配置されてい
る請求項5に記載のレーザ加工装置。
6. The two surfaces of the light transmissive member, which are inclined with respect to the laser light incident direction by a predetermined angle, have a plurality of light reflections in a plurality of rows and a plurality of columns when viewed from the laser light incident direction. The parts are respectively formed in the same pattern on each surface, and between each surface, the light reflecting portions arranged in the reflection direction of the laser light are shifted in the reflection direction of the laser light when viewed from the laser light incident direction, The laser processing apparatus according to claim 5, wherein the light reflecting portions on both sides are arranged.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6314263B1 (en) 1999-06-29 2001-11-06 Fujitsu Limited Toner carrier and image forming apparatus

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US6314263B1 (en) 1999-06-29 2001-11-06 Fujitsu Limited Toner carrier and image forming apparatus

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