JPH0910976A - Laser beam machine - Google Patents

Laser beam machine

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JPH0910976A
JPH0910976A JP7165405A JP16540595A JPH0910976A JP H0910976 A JPH0910976 A JP H0910976A JP 7165405 A JP7165405 A JP 7165405A JP 16540595 A JP16540595 A JP 16540595A JP H0910976 A JPH0910976 A JP H0910976A
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groove
energy beam
laser
laser processing
incident
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Susumu Ito
進 伊藤
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Brother Industries Ltd
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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Abstract

PURPOSE: To provide a laser beam machine which executes laser processing with a low cost and a high grade by efficiently executing processing of the inside of grooves and executing processing without affecting the other parts. CONSTITUTION: The laser beam processing of the electrodes 9 formed within the grooves of a piezoelectric ceramic substrate 1 is continued by scanning these electrodes at a high speed with a YAG laser beam 10 by oscillation of two sets of scanning mirrors 12, 13 when the incident angle in the incident route of the YAG laser beam 10 is within a prescribed angle range. The position of the piezoelectric ceramic substrate 1 is moved by a precision table 18 to adjust the incident angle to the regulated angle range if the incident angle of the YAG laser beam 10 deviates from the prescribed angle range. The laser beam processing is thereafter continued by the oscillation of the scanning mirror 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工装置に関
し、さらに詳細には、複数の溝が形成された被加工物の
前記溝の内部に対して高エネルギービームを照射するレ
ーザ加工装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly to a laser processing apparatus for irradiating a high-energy beam to the inside of a groove of a workpiece having a plurality of grooves formed therein. Is.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、これまでのインパクト方式の記録
装置にとってかわり、その市場を大きく拡大しつつある
ノンインパクト方式の記録装置の中で、原理が最も単純
で、かつ多階調化やカラー化が容易であるものとして、
インクジェット方式の記録装置が挙げられる。インクジ
ェットプリンタは高速印字、低騒音、高印字品質であ
り、且つ比較的簡易な構成で製造コストが低くできるな
どの利点があることから注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, among the non-impact type recording apparatuses, which have replaced the existing impact type recording apparatuses and are greatly expanding the market, the principle is the simplest, and multi-gradation and colorization are realized. As easy as
An inkjet type recording apparatus can be used. Inkjet printers are attracting attention because they have advantages such as high-speed printing, low noise, high printing quality, and a relatively simple structure and low manufacturing cost.

【0003】インクジェットプリンタに用いられるイン
クジェットヘッドには複数の方式が提案されており、中
でも記録に使用するインク滴のみを噴射するドロップ・
オン・デマンド型が、噴射効率の良さ、ランニングコス
トの安さなどから急速に普及している。
A plurality of methods have been proposed for ink jet heads used in ink jet printers. Among them, a drop type ejecting only ink droplets used for recording.
The on-demand type is rapidly spreading due to its good injection efficiency and low running cost.

【0004】その1例としては、圧電式インクジェット
ヘッドが提案されている。これは、圧電体に複数のイン
ク室の溝が形成されており、圧電体に電圧パルスを印加
した際の圧電体の寸法変位によってインク室の容積を変
化させることができる。これにより、その容積減少時に
インク室内のインクをインク室に接続されたノズル部か
ら噴射し、容積増大時にインク室内にインクを導入する
ようにしたものである。そして、所定の位置のインク室
からインクを噴射させることにより、所望する文字や画
像を形成することが出来る。
As one example, a piezoelectric ink jet head has been proposed. This is because the plurality of ink chamber grooves are formed in the piezoelectric body, and the volume of the ink chamber can be changed by the dimensional displacement of the piezoelectric body when a voltage pulse is applied to the piezoelectric body. Thereby, when the volume is reduced, the ink in the ink chamber is ejected from the nozzle portion connected to the ink chamber, and when the volume is increased, the ink is introduced into the ink chamber. Then, by ejecting ink from the ink chamber at a predetermined position, it is possible to form a desired character or image.

【0005】このような圧電式インクジェットヘッドの
1例について、図5乃至図6を用いて説明する。尚、こ
こで説明するヘッドはせん断モード型のものをあげる。
An example of such a piezoelectric ink jet head will be described with reference to FIGS. The head described here is of a shear mode type.

【0006】前記インクジェットヘッドは、圧電体であ
る圧電セラミックス基板51に、ダイシング加工等によ
って互いに平行な溝加工がなされ、インク室52が多数
形成されている。インク室52の一方の端には、ノズル
プレート53が接続されている。尚、図6(a)に示す
ように、インク室52を構成する圧電側壁57は分極方
向58が異なる2個の圧電側壁により形成されており、
圧電側壁57の表面には電極59が形成されている。ま
た、インク室52の一方の端には、ノズルプレート53
が接続され、前記ノズルプレート53にはノズル54が
形成されている。更に、インク室52が形成された圧電
セラミックス基板51の上部は、インク供給口55を有
する上部蓋56によって蓋をされている。インク室52
は、インク供給口55を経て、図示しないインク貯蔵タ
ンクに接続している。このような構成によって、インク
室52の断面形状は、圧電側壁57と上部蓋56に囲ま
れた長方形を呈することになる。
In the ink jet head, grooves are formed in parallel with each other by dicing or the like on a piezoelectric ceramic substrate 51 which is a piezoelectric body, and a large number of ink chambers 52 are formed. A nozzle plate 53 is connected to one end of the ink chamber 52. Incidentally, as shown in FIG. 6A, the piezoelectric side wall 57 forming the ink chamber 52 is formed by two piezoelectric side walls having different polarization directions 58,
An electrode 59 is formed on the surface of the piezoelectric side wall 57. Further, the nozzle plate 53 is provided at one end of the ink chamber 52.
And nozzles 54 are formed in the nozzle plate 53. Further, the upper portion of the piezoelectric ceramic substrate 51 in which the ink chamber 52 is formed is covered with an upper lid 56 having an ink supply port 55. Ink chamber 52
Is connected to an ink storage tank (not shown) via the ink supply port 55. With such a configuration, the sectional shape of the ink chamber 52 becomes a rectangle surrounded by the piezoelectric side wall 57 and the upper lid 56.

【0007】このような構成を有する従来のインクジェ
ットヘッドは、前記電極59に電圧パルスを印加する
と、図6(b)に示すように、圧電側壁57が内側へせ
ん断変形し、インク室52の内部を正圧として、インク
室52の一端に接続されたノズルプレート53上のノズ
ル54からインク液滴が噴射される。
In the conventional ink jet head having such a structure, when a voltage pulse is applied to the electrode 59, the piezoelectric side wall 57 is sheared and deformed inward as shown in FIG. Is set as a positive pressure, and ink droplets are ejected from the nozzle 54 on the nozzle plate 53 connected to one end of the ink chamber 52.

【0008】電極59への電圧パルスの印加を断ち切る
と、圧電側壁57が、図6(a)に示す状態に復帰し、
その際の負圧にてインク室52にインク供給口55をよ
りインクが供給される。
When the application of the voltage pulse to the electrode 59 is cut off, the piezoelectric side wall 57 returns to the state shown in FIG. 6 (a),
The ink is supplied from the ink supply port 55 to the ink chamber 52 by the negative pressure at that time.

【0009】このような構成のインクジェットヘッドに
おいては、インク室52が多数存在すると共に、インク
液滴を各々のインク室先端のノズル54から選択的に噴
射する必要がある。このため、各インク室52の圧電側
壁57の表面に形成する電極59は互いに電気的に独立
している必要がある。
In the ink jet head having such a structure, there are a large number of ink chambers 52, and it is necessary to selectively eject ink droplets from the nozzle 54 at the tip of each ink chamber. Therefore, the electrodes 59 formed on the surface of the piezoelectric side wall 57 of each ink chamber 52 need to be electrically independent from each other.

【0010】電極59を形成するための方法としては、
真空蒸着、スパッタリング、或いはメッキ等の金属薄膜
形成手段を用いるのが一般的である。しかしながら、上
述のような手段によって、電気的に独立な電極を、効率
良く且つ安定的に形成するのは困難である。そこで、一
旦上述のような手段によって、圧電体の全表面に対して
電極を形成し、しかる後に電極の一部を選択的に除去す
ることにより、電気的に不連続な箇所を任意に形成する
方法が考えられている。
As a method for forming the electrode 59,
It is common to use a metal thin film forming means such as vacuum deposition, sputtering, or plating. However, it is difficult to efficiently and stably form the electrically independent electrodes by the means as described above. Therefore, once an electrode is formed on the entire surface of the piezoelectric body by the above-described means, and then a part of the electrode is selectively removed to arbitrarily form an electrically discontinuous portion. A method is being considered.

【0011】電極の一部を除去する方法としては、従来
ダイシング加工などの機械加工が考えられている他、最
近では、より高速で非接触の加工を可能とするレーザ加
工法が考えられている。
As a method for removing a part of the electrodes, mechanical processing such as dicing processing has been considered in the past, and recently, a laser processing method that enables non-contact processing at higher speed has been considered. .

【0012】このようなレーザ加工工程を含んだ従来の
インクジェットヘッドの製造方法の一例を図7及び図1
0を用いて説明する。
An example of a conventional method for manufacturing an ink jet head including such a laser processing step is shown in FIGS.
Explanation will be made using 0.

【0013】レーザ発振器60から出射されたレーザ光
61は、その光路上に配置された反射鏡62によって方
向転換された後、反射鏡62の下方に配置された集光レ
ンズ63に入射する。レーザ光61は、集光レンズ63
によって集光され、集光レンズ63から所定の焦点距離
Fの位置において焦点64を形成する。
The laser light 61 emitted from the laser oscillator 60 is redirected by a reflecting mirror 62 arranged on its optical path, and then enters a condenser lens 63 arranged below the reflecting mirror 62. The laser light 61 passes through the condenser lens 63.
Is condensed by the condenser lens 63 to form a focal point 64 at a position of a predetermined focal length F.

【0014】被加工物である圧電セラミックス基板51
は、精密テーブル65に装着され、集光レンズ63の下
方に配置されている。ここで、加工される部位であるイ
ンク室52である溝の底面に形成された電極59の近傍
に、上述のレーザ光61の焦点64が形成されるような
位置関係である。レーザ光61の焦点では高いパワー密
度となるため、レーザ光61の照射を受けた電極59
は、極めて短時間で加熱され、蒸発に至る。
A piezoelectric ceramic substrate 51, which is a workpiece.
Is mounted on the precision table 65 and is arranged below the condenser lens 63. Here, the positional relationship is such that the focal point 64 of the laser beam 61 is formed in the vicinity of the electrode 59 formed on the bottom surface of the groove, which is the ink chamber 52 that is the processed portion. Since the power density is high at the focus of the laser light 61, the electrode 59 irradiated with the laser light 61
Are heated in a very short time and lead to evaporation.

【0015】図7のレーザ加工法においては、精密テー
ブル65の駆動制御を行い、圧電セラミックス基板51
を焦点64に対して前後左右に相対移動させることによ
り、電極59の除去を精度良く行う。以上の加工によ
り、電極59が圧電セラミックス基板51の表面より除
去され、圧電セラミックス基板51の表面において電気
的に不連続な箇所を形成することが出来る。
In the laser processing method of FIG. 7, the precision table 65 is driven and controlled, and the piezoelectric ceramic substrate 51 is controlled.
The electrode 59 can be removed with high accuracy by moving the electrode relative to the focal point 64 in the front-back and left-right directions. By the above processing, the electrode 59 is removed from the surface of the piezoelectric ceramic substrate 51, and an electrically discontinuous portion can be formed on the surface of the piezoelectric ceramic substrate 51.

【0016】また、別の一例として、被加工物を精密テ
ーブルの駆動によって一方向(図中左右方向)に移動さ
せると共に、他の一方向(図中前後方向)を1組のスキ
ャニングミラーによるレーザ光の走査を他の一方向(図
中前後方向)にて行なうレーザ加工方法を、図8に示
す。
As another example, the workpiece is moved in one direction (left and right direction in the figure) by driving the precision table, and the other direction (front and rear direction in the figure) is set by a set of scanning mirrors. FIG. 8 shows a laser processing method in which light scanning is performed in another direction (front-back direction in the figure).

【0017】レーザ発振器60から出射されたレーザ光
61は、その光路上に配置されたスキャニングミラー6
6に入射した後、方向転換されて、スキャニングミラー
66の下方に配置されたf・θレンズ67に入射する。
スキャニングミラー66の一端にはガルバノメータ68
が接続されており、これらの構成によってスキャニング
ミラー66を高速で揺動させる。そして、スキャニング
ミラー66の揺動により、溝の形成された方向の加工を
精密テーブルを動かすことなく加工し、次の溝の加工を
する際には、所定のピッチ量を精密テーブルの駆動によ
って移動させて加工を継続するものである。
The laser light 61 emitted from the laser oscillator 60 is scanned by the scanning mirror 6 arranged on the optical path.
After being incident on 6, the light is changed in direction and is incident on the f · θ lens 67 arranged below the scanning mirror 66.
A galvanometer 68 is provided at one end of the scanning mirror 66.
Are connected, and the scanning mirror 66 is swung at a high speed by these configurations. Then, by swinging the scanning mirror 66, the machining in the direction in which the groove is formed is processed without moving the precision table, and when processing the next groove, a predetermined pitch amount is moved by driving the precision table. Then, the processing is continued.

【0018】さらに別の一例として、図9に示すよう
に、精密テーブルを用いず、2組以上のスキャニングミ
ラーを用いてレーザ光を前後左右に走査する方法もあげ
られる。
As yet another example, as shown in FIG. 9, there is a method of scanning the laser beam forward, backward, leftward and rightward by using two or more sets of scanning mirrors without using a precision table.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のレーザ加工方法においては、下記のような問題点が
ある。
However, the conventional laser processing method described above has the following problems.

【0020】一般にインクジェットヘッドにおいては、
数十本の溝を有する。このため、例えば上述の従来法の
うち、被加工物を精密テーブルの駆動のみで移動させる
方法においては、精密テーブルの制御上、加工の高速化
には限界がある。さらに、精密テーブルと1組のスキャ
ニングミラーの組み合わせによる加工においても、同様
である。
Generally, in an ink jet head,
It has dozens of grooves. Therefore, for example, in the above-mentioned conventional method, in the method of moving the workpiece only by driving the precision table, there is a limit to the speeding up of the processing because of the control of the precision table. Further, the same applies to the processing using a combination of a precision table and one set of scanning mirrors.

【0021】これに対し、精密テーブルを用いず、2組
以上のスキャニングミラーを用いてレーザ光を走査する
方法では、高速の加工を実現できる。しかしながら、こ
の方法では、装置の構成上、図10に示すような問題が
ある。
On the other hand, in the method of scanning the laser beam using two or more sets of scanning mirrors without using the precision table, high-speed processing can be realized. However, this method has a problem as shown in FIG. 10 due to the configuration of the device.

【0022】即ち、図10(a)のように、レーザ光6
1がf・θレンズ67の中心部で走査される時には、レ
ーザ光は被加工物に対して、ほぼ垂直に入射する。しか
しながら、図10(b)のように、レーザ光61がf・
θレンズ67の外縁部で走査される時には、レーザ光の
被加工物に対する入射角度が浅くなる。
That is, as shown in FIG.
When 1 is scanned at the center of the f.theta. Lens 67, the laser light is incident on the workpiece almost vertically. However, as shown in FIG. 10B, the laser beam 61 is f.
When scanning is performed on the outer edge portion of the θ lens 67, the incident angle of the laser beam with respect to the workpiece becomes shallow.

【0023】通常、このレーザ加工の入射角度は平面の
電極除去を行う際には大きな影響は無いが、溝内部の加
工においては、入射角度によってレーザ光が溝の入口部
に干渉し、溝内部が正常に加工されないばかりでなく、
溝の入口部の電極が損傷するなどの問題が発生する。
Normally, the incident angle of this laser processing does not have a great influence when removing a flat electrode, but in the processing inside the groove, the laser light interferes with the entrance of the groove depending on the incident angle, and the inside of the groove is affected. Not only is not processed normally,
This causes problems such as damage to the electrode at the entrance of the groove.

【0024】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、複数の溝が形成された被加工物
の前記溝の内部に対して高エネルギービームを的確に照
射することで、高速処理が可能で且つ加工する部位以外
に干渉することの無い高精度な加工を行なうレーザ加工
装置を提供することを目的とし、特に、複数の溝を有す
る圧電体の表面に形成された電極の一部を効率よく除去
し、該溝の側面毎に独立した電極を高精度に分離形成す
ることで、低コストで高品位な圧電式インクジェットヘ
ッドを製造可能にするレーザ加工装置を提供する。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to precisely irradiate a high-energy beam into the inside of the groove of a workpiece having a plurality of grooves formed therein. An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of high-speed processing and performing high-precision processing that does not interfere with a portion other than a processing portion, and in particular, an electrode formed on the surface of a piezoelectric body having a plurality of grooves. (EN) A laser processing apparatus capable of manufacturing a high-quality piezoelectric ink jet head at low cost by efficiently removing a part of each of the grooves and separately forming an independent electrode for each side surface of the groove.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のレーザ加工装置は、複数の溝が形成された被
加工物の前記溝の内部に対して高エネルギービームを照
射するものであり、更に、前記高エネルギービームを発
振するレーザ発振器と、前記レーザ発振器から出射され
た高エネルギービームの光路を変更させて被加工物上を
走査させる走査機構と、前記被加工物を保持すると共
に、加工平面の伸延方向に任意に移動可能なテーブル
と、前記複数の溝部に入射される前記高エネルギービー
ムの入射角度の各々を予め計算する算出手段と、加工対
象の溝の前記入射角が所定範囲内になるときには、前記
走査手段のみを駆動させて高エネルギービームが前記溝
内に入射されるようにし、前記入射角が所定範囲外にな
るときには、前記テーブルを移動させて入射角が所定範
囲内で高エネルギービームが溝内に入射されるように被
加工物の位置を調整した後に、前記走査手段によりレー
ザ加工を行なわせる制御手段とを備える。
In order to achieve this object, a laser processing apparatus of the present invention irradiates a high-energy beam to the inside of the groove of a workpiece having a plurality of grooves formed therein. And a laser oscillator that oscillates the high-energy beam, a scanning mechanism that scans the workpiece by changing the optical path of the high-energy beam emitted from the laser oscillator, and holds the workpiece. A table that can be arbitrarily moved in the extension direction of the processing plane, a calculation unit that calculates in advance each of the incident angles of the high-energy beams incident on the plurality of grooves, and the incident angle of the groove to be processed is predetermined. When it is within the range, only the scanning means is driven so that the high energy beam is incident into the groove, and when the incident angle is out of the predetermined range, the table is moved. After adjusting the position of the workpiece such that the incident angle by moving the Le high energy beam within a predetermined range is incident on the groove, and a control means for causing the laser processing by the scanning means.

【0026】尚、前記レーザ光は、溝幅W及び溝深さD
である前記被加工物の溝の底面に対して、tan-1(2
D/W)<θ≦90゜を満たす入射角度θで常に入射さ
れるように前記制御手段により制御されてもよい。
The laser beam has a groove width W and a groove depth D.
Tan −1 (2
D / W) <θ ≦ 90 ° may be controlled by the control means so that the light always enters at an incident angle θ.

【0027】尚、前記被加工物は、少なくとも一部が圧
電素子からなる側壁と、前記側壁を隔てる複数の溝とを
備え、前記溝が形成されている側の表面に導電層が形成
されたアクチュエータ部材であり、前記溝の内表面に形
成された導電層に対して高エネルギービームを照射し、
前記溝の側面毎に独立した電極に分離してもよい。
The object to be processed has a side wall at least a part of which is made of a piezoelectric element and a plurality of grooves separating the side wall, and a conductive layer is formed on the surface where the groove is formed. An actuator member, irradiating a high-energy beam to the conductive layer formed on the inner surface of the groove,
Each side surface of the groove may be separated into an independent electrode.

【0028】尚、前記高エネルギービームは、1.06
μmの波長を有するYAGレーザ光であってもよい。
The high energy beam is 1.06.
It may be YAG laser light having a wavelength of μm.

【0029】尚、前記高エネルギービームは、532n
mの波長を有するYAGレーザ光であってもよい。
The high energy beam is 532n.
It may be YAG laser light having a wavelength of m.

【0030】尚、前記高エネルギービームの最小径は前
記溝の幅よりも小さくてもよい。
The minimum diameter of the high energy beam may be smaller than the width of the groove.

【0031】更に、前記高エネルギービームは、前記溝
の開口部外縁に干渉しないように入射されてもよい。
Further, the high energy beam may be incident so as not to interfere with the outer edge of the opening of the groove.

【0032】尚、前記高エネルギービームは、前記アク
チュエータ部材に対して毎秒100mm以上の速度で相
対的に移動してもよい。
The high energy beam may move relative to the actuator member at a speed of 100 mm or more per second.

【0033】[0033]

【作用】上記の構成を有する本発明の請求項1に係るレ
ーザ加工装置は、複数の溝が形成された被加工物にレー
ザ発振器から出射された高エネルギービームを照射し、
前記溝内部を加工するものである。溝内の加工にあたっ
ては、加工を要する溝の内面にレーザ光が到達し、且つ
溝の入口部等の他の部位に高エネルギービームが干渉し
ないような所定の入射角度の範囲で前記ビーム照射が実
施可能なときには、テーブルを移動することなく、高エ
ネルギービームの走査のみで加工を施す。一方、前記高
エネルギービームの入射角度が浅くなり、前述の要件を
満たさないような状態になった時点では、テーブルを移
動させ、入射角度が前述の要件を満たす位置まで前記圧
電体を移動させた後に、走査機構を駆動させて前記ビー
ムの走査を行なう。よって、高速度でレーザ加工を行な
うことが出来、生産性が向上する。
In the laser processing apparatus according to claim 1 of the present invention having the above structure, the workpiece having the plurality of grooves is irradiated with the high energy beam emitted from the laser oscillator,
The inside of the groove is processed. When processing the inside of the groove, the beam irradiation is performed within a predetermined incident angle range such that the laser light reaches the inner surface of the groove that needs to be processed and the high energy beam does not interfere with other portions such as the entrance of the groove. When practicable, processing is performed only by scanning the high energy beam without moving the table. On the other hand, when the incident angle of the high-energy beam becomes shallow and the above requirements are not satisfied, the table is moved and the piezoelectric body is moved to a position where the incident angle satisfies the above requirements. After that, the scanning mechanism is driven to scan the beam. Therefore, laser processing can be performed at high speed, and productivity is improved.

【0034】また、本発明の請求項2に係わるレーザ加
工装置においては、溝幅W及び溝深さDである前記圧電
体の溝の底面に対する前記レーザ光の入射角度θを、前
述の手段ならびに作用によって、tan-1(2D/W)
<θ≦90度の範囲に保つものである。これにより、溝
の底面のみにレーザ加工を施すことも可能となる。
Further, in the laser processing apparatus according to the second aspect of the present invention, the incident angle θ of the laser beam with respect to the bottom surface of the groove of the piezoelectric body, which has the groove width W and the groove depth D, is determined by the means described above. By action, tan -1 (2D / W)
<Θ ≦ 90 degrees is maintained. As a result, it is possible to perform laser processing only on the bottom surface of the groove.

【0035】請求項3に係わるレーザ加工装置において
は、高エネルギービームを照射して溝の内面に形成され
た導電層を除去することにより、側面毎に独立した電極
を備えた圧電式アクチュエータ部材が高精度で且つ生産
性よく形成される。
In the laser processing apparatus according to the third aspect, by irradiating a high-energy beam to remove the conductive layer formed on the inner surface of the groove, a piezoelectric actuator member having independent electrodes on each side surface is provided. Formed with high precision and productivity.

【0036】請求項4に係わるレーザ加工装置において
は、高いパワー密度を有する波長1.06μmのYAG
レーザ光により、溝内表面が速やかに加工処理される。
In the laser processing apparatus according to the fourth aspect, a YAG having a high power density and a wavelength of 1.06 μm is used.
The inner surface of the groove is rapidly processed by the laser light.

【0037】請求項5に係わるレーザ加工装置において
は、532nmの波長を有するYAGレーザ光により、
溝内表面が加工される。よって、高いパワー密度を有す
ると共にスポット径の小さいレーザ光を用いるため、加
工速度が速く且つ高精度に加工処理ができる。従って、
溝の高集積化にも対応してレーザ加工が行える。
In the laser processing apparatus according to the fifth aspect, the YAG laser beam having a wavelength of 532 nm is used.
The inner surface of the groove is processed. Therefore, since a laser beam having a high power density and a small spot diameter is used, the processing speed is high and the processing can be performed with high accuracy. Therefore,
Laser processing can be performed in response to high integration of grooves.

【0038】請求項6に係わるレーザ加工装置において
は、前記溝の幅よりも小さい前記高エネルギービームの
最小径部分で、溝内表面の電極が除去される。よって、
より細密な加工が可能となる。
In the laser processing apparatus according to the sixth aspect, the electrode on the inner surface of the groove is removed at the minimum diameter portion of the high energy beam which is smaller than the width of the groove. Therefore,
Finer processing becomes possible.

【0039】更に、請求項7に係わるレーザ加工装置に
おいては、前記高エネルギービームは、前記溝の開口部
外縁に干渉しないように入射され、溝の入口での前記ビ
ームによる干渉を防止する。
Further, in the laser processing apparatus according to the seventh aspect, the high-energy beam is incident so as not to interfere with the outer edge of the opening of the groove to prevent interference by the beam at the entrance of the groove.

【0040】請求項8に係わるレーザ加工装置において
は、前記高エネルギービームが、前記アクチュエータ部
材に対して、毎秒100mm以上の速度で相対移動する
ことにより、効率よく溝内表面のレーザ加工を施す。走
査が毎秒100mm以上の高速であるので、被加工物へ
の入熱が最低限かつ局部的であり、被加工物の特性変化
に影響を及ぼさない。
In the laser processing apparatus according to the eighth aspect, the high-energy beam relatively moves with respect to the actuator member at a speed of 100 mm or more per second to efficiently perform laser processing on the inner surface of the groove. Since the scanning is performed at a high speed of 100 mm or more per second, heat input to the work piece is minimal and local, and does not affect characteristic changes of the work piece.

【0041】[0041]

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0042】最初に、図1乃至図3を参照して、本発明
のインクジェットヘッドの構成ならびに製造方法の一例
を説明する。
First, an example of the structure and manufacturing method of the ink jet head of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0043】図2に示すように、圧電体である圧電セラ
ミックス基板1には、互いに平行なインク室2となる溝
が多数形成されて、溝の側壁であり、且つ各溝を隔てる
圧電側壁7が形成されている。圧電セラミックス基板1
の溝加工側の面(図3では上面)に、インク供給口5を
有する蓋6が接着されて、前記溝がインク室2となる。
そのインク室2の一方の端にノズル4が対応するよう
に、ノズルプレート3が圧電セラミックス基板1及び蓋
6の一端面に接着されている。また、インク室2は、イ
ンク供給口5を経て、図示しないインク貯蔵タンクに接
続されている。
As shown in FIG. 2, a piezoelectric ceramic substrate 1, which is a piezoelectric body, is provided with a number of grooves which are parallel to each other and serve as ink chambers 2, and are side walls of the grooves, and piezoelectric side walls 7 separating the grooves. Are formed. Piezoelectric ceramics substrate 1
A lid 6 having an ink supply port 5 is adhered to a surface (upper surface in FIG. 3) of the groove processing side, so that the groove becomes the ink chamber 2.
A nozzle plate 3 is bonded to one end surface of the piezoelectric ceramic substrate 1 and the lid 6 so that the nozzle 4 corresponds to one end of the ink chamber 2. The ink chamber 2 is connected to an ink storage tank (not shown) via the ink supply port 5.

【0044】このような構成によって、インク室2の断
面形状は、圧電側壁7と上部蓋6に囲まれた長方形を呈
することになる。また、圧電側壁7は分極方向8が互い
に反対方向である2個の圧電部により構成されており、
圧電側壁7の表面には電極9が形成されている。各電極
9は、圧電セラミックス基板1の上面に形成されたパタ
ーン(図示せず)に接続されており、パターンは図示し
ないフレキシブル基板を介して制御部に接続されてい
る。
With this structure, the cross section of the ink chamber 2 has a rectangular shape surrounded by the piezoelectric side wall 7 and the upper lid 6. The piezoelectric side wall 7 is composed of two piezoelectric portions whose polarization directions 8 are opposite to each other.
An electrode 9 is formed on the surface of the piezoelectric side wall 7. Each electrode 9 is connected to a pattern (not shown) formed on the upper surface of the piezoelectric ceramic substrate 1, and the pattern is connected to the control unit via a flexible substrate (not shown).

【0045】上述の構成のインクジェットヘッドは、以
下に示す製造方法によって形成される。
The ink jet head having the above structure is formed by the following manufacturing method.

【0046】まず、互いに分極方向が反対方向である圧
電層を接着した圧電セラミックス基板1に、互いに平行
なインク室2となる溝を多数形成する。溝を形成する手
段として、所望のインク室溝幅を形成できる厚みを有す
るダイヤモンドブレードを使用し、ダイシング加工によ
り前記溝を形成する。
First, a large number of parallel grooves serving as ink chambers 2 are formed in a piezoelectric ceramic substrate 1 to which piezoelectric layers having polarization directions opposite to each other are adhered. As a means for forming the groove, a diamond blade having a thickness capable of forming a desired ink chamber groove width is used, and the groove is formed by dicing.

【0047】次に、真空蒸着、スパッタリング、或いは
メッキ等の金属薄膜形成手段によって、圧電セラミック
ス基板1の表面に電極9が形成される。この際、溝内の
全表面及び圧電側壁7の上端表面にも電極9が形成され
る。なお、電極の形成が不要な部分が広範囲に及ぶ場
合、別途レジスト膜を塗布した後、電極を前述のような
手段で形成し、しかる後にリフトオフ法によって不要な
部分の電極を化学的に除去する方法を施す場合もある。
Next, the electrode 9 is formed on the surface of the piezoelectric ceramic substrate 1 by a metal thin film forming means such as vacuum deposition, sputtering, or plating. At this time, the electrode 9 is also formed on the entire surface in the groove and the upper end surface of the piezoelectric side wall 7. If the electrode is not formed in a large area, the resist film is separately applied, and then the electrode is formed by the above-described means. Then, the lift-off method is used to chemically remove the unnecessary portion of the electrode. The method may be applied.

【0048】次に、インク室2である溝の底面に形成さ
れた電極9に対して、高エネルギービームであるYAG
レーザ光10を照射し、前記電極9を除去する。
Next, a high energy beam of YAG is applied to the electrode 9 formed on the bottom surface of the groove which is the ink chamber 2.
The electrode 9 is removed by irradiating the laser beam 10.

【0049】以下、図1及び図3を参照して、本発明の
レーザ加工装置による電極除去の一例を詳述する。
An example of electrode removal by the laser processing apparatus of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 and 3.

【0050】YAG(イットリウム・アルミニウム・ガ
ーネット)レーザ発振器11から出射された、波長1.
06μm(マイクロ・メートル)のYAGレーザ光10
は、その光路上に配置された第1のスキャニングミラー
12に入射した後、方向転換されて、さらに第2のスキ
ャニングミラー13に入射し、方向転換される。第2の
スキャニングミラー13の下方にはf・θレンズ14が
配置されている。YAGレーザ光10は、f・θレンズ
14に入射して集光され、f・θレンズ14から所定の
焦点距離Fの位置において焦点15を形成する。
The wavelength 1.Emitted from the YAG (yttrium aluminum garnet) laser oscillator 11 was detected.
06 μm (micrometer) YAG laser light 10
Is incident on the first scanning mirror 12 disposed on the optical path thereof, is then redirected, and then is incident on the second scanning mirror 13 to be redirected. An f · θ lens 14 is arranged below the second scanning mirror 13. The YAG laser light 10 is incident on the f.theta. Lens 14 to be condensed and forms a focal point 15 at a position of a predetermined focal length F from the f.theta. Lens 14.

【0051】上記2組のスキャニングミラー12、13
の一端には、各々ガルバノメータ16、17及びその制
御装置が接続されており、これらの構成によって、2組
のスキャニングミラー12、13を高速で揺動すること
ができる。
The above two sets of scanning mirrors 12 and 13
Galvanometers 16 and 17 and a control device therefor are connected to one end of each of them. With these configurations, two sets of scanning mirrors 12 and 13 can be swung at high speed.

【0052】被加工物である圧電セラミックス基板1
は、一方向に摺動可能な精密テーブル18に装着され、
f・θレンズ14の下方に配置されている。ここで、加
工される部位であるインク室2である溝の底面に形成さ
れた電極9の近傍に、上述のYAGレーザ光10の焦点
15が形成されるように、圧電セラミックス基板1は配
置される。本実施例のYAGレーザ光10の焦点15に
おいては、レーザ光のスポット径が0.1mm以下とな
り、高いパワー密度を得ることができる。この高いパワ
ー密度のYAGレーザ光10の照射を受けた電極9は、
極めて短時間で加熱され、蒸発に至る。その結果、圧電
セラミックス基板1の表面から電極9が局部的に除去さ
れ、絶縁部が形成される。
Piezoelectric ceramics substrate 1 which is a workpiece
Is mounted on a precision table 18 that can slide in one direction,
It is arranged below the f · θ lens 14. Here, the piezoelectric ceramic substrate 1 is arranged so that the focal point 15 of the YAG laser beam 10 is formed near the electrode 9 formed on the bottom surface of the groove, which is the ink chamber 2 that is the portion to be processed. It At the focal point 15 of the YAG laser light 10 of this embodiment, the spot diameter of the laser light is 0.1 mm or less, and a high power density can be obtained. The electrode 9 irradiated with this high power density YAG laser beam 10 is
It is heated in an extremely short time and leads to evaporation. As a result, the electrode 9 is locally removed from the surface of the piezoelectric ceramic substrate 1 to form an insulating portion.

【0053】上記の加工を、第1のスキャニングミラー
12の揺動によって、インク室2の溝底面の長手方向へ
高速に走査しながら、YAGレーザ光10を照射させる
ことにより、1つの溝底面の電極除去加工が完了する。
その後、YAGレーザ光10と圧電セラミックス基板と
の相対位置を変更して隣のインク室2の加工へ移行し、
レーザ加工を継続する。
The above processing is performed by oscillating the first scanning mirror 12 at high speed in the longitudinal direction of the bottom surface of the groove of the ink chamber 2 and irradiating the YAG laser beam 10 to irradiate the bottom surface of one groove. The electrode removal process is completed.
After that, the relative position between the YAG laser beam 10 and the piezoelectric ceramic substrate is changed to shift to the processing of the adjacent ink chamber 2,
Continue laser processing.

【0054】本実施例のレーザ加工装置は、YAGレー
ザ光10の被加工物に対する入射角度を認識し、その入
射角度に応じて前記YAGレーザ光10と圧電セラミッ
クス基板との相対位置の変更がなされるように制御され
る。YAGレーザ光10の入射角度は、予め加工前にお
いて、各溝の加工経路毎に算出される。この算出された
入射角度が所定の範囲内にある場合と、範囲外になると
きとで、前記YAGレーザ光10と圧電セラミックス基
板との相対位置の変更手法が異なる。以下に、その具体
的な制御手法について述べる。
The laser processing apparatus of this embodiment recognizes the incident angle of the YAG laser light 10 with respect to the workpiece and changes the relative position of the YAG laser light 10 and the piezoelectric ceramic substrate according to the incident angle. To be controlled. The incident angle of the YAG laser light 10 is calculated in advance for each machining route of each groove before machining. The method of changing the relative position between the YAG laser beam 10 and the piezoelectric ceramic substrate differs depending on whether the calculated incident angle is within the predetermined range or outside the predetermined range. The specific control method will be described below.

【0055】ここで、インク室2である溝の断面形状
を、図3に示す。溝幅がWであり、表面からの溝の深さ
がDであるような溝の形状において、仮に溝底面の中心
部にYAGレーザ光10を照射する場合を考える。YA
Gレーザ光10の光路19を直線で表現した場合、YA
Gレーザ光10の溝底面に対する入射角度θが、tan
-1(2D/W)<θ≦90゜の範囲においては、YAG
レーザ光10の光路19が溝底面以外に干渉することは
ない。尚、現実には、YAGレーザ光10は何等かの径
を有するもので、上記計算式のような直線近似とは必ず
しも一致しない。しかし、本件加工に使用するレーザ光
は、一般に中心部強度が極めて高いガウシアンモードの
エネルギー分布を持つため、レーザ光の外縁部による加
工は無視できる。さらに、溝底面の中心から、溝幅の許
容する限り照射位置を移動させる余地もあることから、
上記のような直線近似によっても、本件発明の効果は十
分に発揮される。
Here, the cross-sectional shape of the groove which is the ink chamber 2 is shown in FIG. Consider a case where the central portion of the bottom surface of the groove is irradiated with the YAG laser light 10 in the groove shape in which the groove width is W and the groove depth from the surface is D. YA
When the optical path 19 of the G laser light 10 is represented by a straight line, YA
The incident angle θ of the G laser light 10 with respect to the groove bottom surface is tan
-1 (2D / W) <θ ≦ 90 °, YAG
The optical path 19 of the laser light 10 does not interfere with anything other than the groove bottom surface. In reality, the YAG laser light 10 has a certain diameter, and does not necessarily match the linear approximation as in the above calculation formula. However, since the laser light used for the present processing generally has a Gaussian mode energy distribution with extremely high central intensity, processing by the outer edge of the laser light can be ignored. Furthermore, since there is room to move the irradiation position from the center of the groove bottom as long as the groove width allows,
The effects of the present invention can be sufficiently exhibited even by the above-described linear approximation.

【0056】YAGレーザ光10が溝の底面以外に照射
されない上記入射角度θにおいては、精密テーブル18
の駆動は不要となる。従って、第2のスキャニングミラ
ー13を微小変位させてレーザ光の焦点15を隣のイン
ク室2の溝へ移行させ、第1のスキャニングミラー12
の揺動によって上記のレーザ加工を繰り返す。尚、上記
YAGレーザ光10の走査は、毎秒100mm以上の高
速であるが、電極の除去に必要な最低限の入熱量で加工
することが可能である。また、毎秒100mm以上の高
速であるので、圧電セラミックス基板1への入熱が最低
限かつ局部的であり、圧電セラミックス基板1の特性変
化に及ぼす影響は無視できる程度に出来る。また、一般
にスキャニングミラーを用いた場合、毎秒1000mm
以上の速度でレーザ光を走査することが可能であり、数
十本の溝を有するような場合でも、極めて短時間で加工
することができる。
At the above incident angle θ where the YAG laser beam 10 is not applied to the area other than the bottom surface of the groove, the precision table 18 is used.
Driving is unnecessary. Therefore, the second scanning mirror 13 is slightly displaced to move the focus 15 of the laser light to the groove of the adjacent ink chamber 2, and the first scanning mirror 12
The above laser processing is repeated by rocking. The YAG laser light 10 is scanned at a high speed of 100 mm or more per second, but it can be processed with the minimum heat input required to remove the electrodes. Further, since the speed is 100 mm / sec or more, the heat input to the piezoelectric ceramic substrate 1 is minimal and local, and the influence on the characteristic change of the piezoelectric ceramic substrate 1 can be neglected. When a scanning mirror is used, it is generally 1000 mm / s.
It is possible to scan with the laser light at the above speed, and even in the case of having several tens of grooves, processing can be performed in an extremely short time.

【0057】YAGレーザ光10の入射角度θが浅くな
り、前記レーザ光が溝の底面に到達せず、溝の底面以外
に照射される虞が生じた場合(入射角度θが上述の範囲
外になる場合)、精密テーブル18を駆動する。これに
より、YAGレーザ光10の入射角度θが、溝の底面以
外に照射されないような角度となる位置まで、セラミッ
クス基板1を移動させる。しかる後に、前述の第1のス
キャニングミラー12の揺動によるYAGレーザ光10
の走査によって、電極9の除去を繰り返す。
When the incident angle θ of the YAG laser beam 10 becomes shallow and the laser beam may not reach the bottom surface of the groove and may be irradiated to a portion other than the bottom surface of the groove (incident angle θ falls outside the above range). If so, the precision table 18 is driven. As a result, the ceramic substrate 1 is moved to a position where the incident angle θ of the YAG laser light 10 is such that it does not irradiate other than the bottom surface of the groove. After that, the YAG laser light 10 caused by the swing of the first scanning mirror 12 described above.
The removal of the electrode 9 is repeated by scanning.

【0058】なお、以上の加工制御は、事前に溝の形状
などを考慮して動作サイクルを決定しておけばよく、こ
の作業は特に煩雑ではない。
In the above processing control, the operation cycle may be determined in advance in consideration of the groove shape and the like, and this work is not particularly complicated.

【0059】次に、図4に示す圧電式インクジェットヘ
ッドの断面図を用いて、該インクジェットヘッドのイン
ク噴射の動作を説明する。
Next, the ink jetting operation of the ink jet head will be described with reference to the sectional view of the piezoelectric ink jet head shown in FIG.

【0060】インクジェットヘッドにおいて、与えられ
た印字データに従って、例えばインク室2bが選択され
ると、金属電極9a,9dに正の駆動電圧が印加され、
金属電極9b,9c及びその他のインク室に対応する金
属電極は接地される。これにより圧電側壁7aには図中
右方向へ向かう駆動電界が、側壁7bには図中左方向へ
向かう駆動電界が発生する。このとき各々の駆動電界方
向と圧電セラミックスプレートの分極方向8とが直交し
ているため、側壁7a及び7bは圧電厚みすべり効果に
よって、圧電セラミックスプレートの接合部で屈曲する
ようにインク室2bの内部方向に急速に変形する(図4
(b)参照)。
In the ink jet head, when the ink chamber 2b is selected according to the given print data, a positive drive voltage is applied to the metal electrodes 9a and 9d,
The metal electrodes 9b and 9c and other metal electrodes corresponding to the ink chambers are grounded. As a result, a driving electric field is generated on the piezoelectric side wall 7a toward the right in the figure, and a driving electric field is generated on the side wall 7b toward the left in the figure. At this time, since the respective driving electric field directions and the polarization direction 8 of the piezoelectric ceramics plate are orthogonal to each other, the side walls 7a and 7b are bent inside the ink chamber 2b so as to bend at the joint portion of the piezoelectric ceramics plate due to the piezoelectric thickness sliding effect. Rapidly deforms in the direction (Fig. 4
(B)).

【0061】これらの変形によりインク室2bの容積が
減少してインク室2bのインク圧力が急速に増大し、圧
力波が発生して、インク室2bに連通するノズル(図示
しない)からインク液滴が噴射される。
Due to these deformations, the volume of the ink chamber 2b is reduced, the ink pressure in the ink chamber 2b is rapidly increased, a pressure wave is generated, and ink droplets are ejected from a nozzle (not shown) communicating with the ink chamber 2b. Is jetted.

【0062】また、駆動電圧の印加を停止すると、側壁
7a及び7bが変形前の位置(図4(a)参照)に戻る
ため、インク室2b内のインク圧力が低下し、インク供
給口5からマニホールドを通してインク室2b内にイン
クが供給される。
When the application of the drive voltage is stopped, the side walls 7a and 7b return to the positions before the deformation (see FIG. 4A), so that the ink pressure in the ink chamber 2b is lowered and the ink supply port 5 is discharged. Ink is supplied into the ink chamber 2b through the manifold.

【0063】但し、上記の動作は基本動作に過ぎず、製
品として具体化される場合には、まず駆動電圧を容積が
増加する方向に印加し、先にインク室2bにインクを供
給させた後に駆動電圧の印加を停止して、側壁7a,7
bを変形前の位置(図4(a)参照)に戻してインク液
滴を噴射させることもある。さらにインク液滴噴射後に
インク室内の圧力波を減衰させるためにキャンセルパル
スと呼ばれる駆動電圧パターンをしかるべき時間の後に
付随させることもある。
However, the above operation is only a basic operation, and in the case of being embodied as a product, first, a drive voltage is applied in the direction of increasing the volume, and then the ink is supplied to the ink chamber 2b first. The application of the drive voltage is stopped and the side walls 7a, 7
Ink droplets may be ejected by returning b to the position before deformation (see FIG. 4A). Further, a drive voltage pattern called a cancel pulse may be added after an appropriate time in order to attenuate the pressure wave in the ink chamber after the ink droplets are ejected.

【0064】このような構成のインクジェットヘッドで
は、隣接する2つのインク室2に連通する2つのノズル
から同時にインク液滴を噴射することができないため、
例えば、左端から奇数番目のインク室2a,2cに連通
するノズルからインク液滴を噴射した後、偶数番目のイ
ンク室2bに連通するノズルからインク液滴を噴射し、
次に再び奇数番目からインク液滴を噴射するというよう
に、インク室2及びノズルを2つのグループに分割して
インク液滴の噴射を行う。さらに、インク室2及びノズ
ルを3つ以上のグループに分割してインク液滴の噴射を
行うこともある。
In the ink jet head having such a structure, it is not possible to eject ink droplets from two nozzles communicating with two adjacent ink chambers 2 at the same time.
For example, after ejecting ink droplets from nozzles communicating with odd-numbered ink chambers 2a and 2c from the left end, ink droplets are ejected from nozzles communicating with even-numbered ink chambers 2b,
Next, ink droplets are ejected by dividing the ink chamber 2 and the nozzles into two groups so that ink droplets are ejected from odd numbers again. Further, the ink chamber 2 and nozzles may be divided into three or more groups to eject ink droplets.

【0065】このように、本実施例の圧電式インクジェ
ットプリンタの製造方法においては、精密テーブルの駆
動を必要最低限に制限し、可能な限り2組のスキャニン
グミラー12、13よりなる走査機構を駆使してレーザ
加工を継続するため、高速度にレーザ加工を行なうこと
が可能となる。特に、本実施例のインクジェットヘッド
の製造においては、圧電体の表面に形成された電極、特
に溝の内部に形成された電極に対して、電極の一部を効
率よく除去することができる。さらに、他部位に影響を
与えることなく、溝の底面の電極のみを除去することが
できる。
As described above, in the method of manufacturing the piezoelectric ink jet printer of this embodiment, the driving of the precision table is limited to the necessary minimum, and the scanning mechanism composed of two sets of scanning mirrors 12 and 13 is used as much as possible. Then, since the laser processing is continued, it becomes possible to perform the laser processing at a high speed. In particular, in the manufacture of the inkjet head of the present embodiment, a part of the electrode can be efficiently removed from the electrode formed on the surface of the piezoelectric body, particularly the electrode formed inside the groove. Further, it is possible to remove only the electrode on the bottom surface of the groove without affecting other parts.

【0066】以上の結果、安価で高品位のインクジェッ
トヘッドを製造することができるといった、産業上著し
い効果を奏する。
As a result of the above, it is possible to produce a high-quality ink jet head at a low cost, which is a significant industrial effect.

【0067】尚、本発明は、上述した実施例に限定され
るものでなく、その主旨を逸脱しない範囲に於て種々の
変更を加えることが出来る。例えば、レーザ光等の高エ
ネルギービームの種類や、光学系等のビーム集束条件な
どは、除去加工を施す部位の寸法に応じて、適宜選択す
れば良い。例えば、YAGレーザの標準波である波長
1.06μm(マイクロ・メートル)のレーザ光を用
い、シングルモード(ガウシアンモード)によって、焦
点距離150mmのf・θレンズを用いた場合、その最
小スポット径は、およそ60から80μmとなる。より
短い焦点距離のf・θレンズを用いれば、最小スポット
径をさらに小さくすることができる。YAGレーザの第
2高調波である波長532nm(ナノ・メートル)のY
AGレーザ光を用いれば、最小スポット径を40μm以
下にすることができる。従って、将来の部品の高集積化
にも対応可能であることは言うまでもない。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the type of high-energy beam such as laser light, the beam focusing condition of the optical system, and the like may be appropriately selected according to the size of the portion to be removed. For example, when a laser beam having a wavelength of 1.06 μm (micrometer) which is a standard wave of a YAG laser is used and an f · θ lens having a focal length of 150 mm is used in a single mode (Gaussian mode), the minimum spot diameter is , About 60 to 80 μm. The minimum spot diameter can be further reduced by using an f.theta. Lens having a shorter focal length. Y of the wavelength of 532 nm (nanometers), which is the second harmonic of the YAG laser
The minimum spot diameter can be reduced to 40 μm or less by using AG laser light. Therefore, it goes without saying that it is possible to cope with high integration of parts in the future.

【0068】尚、YAGレーザ光10照射時に、インク
室2の一端で、ノズルプレート3の接続される開口端1
7より、不活性ガス等のエアを導入し、このエアによ
り、YAGレーザ光10を電極9に照射した際に発生す
る溶融飛散物がインク室2の内部に付着するのを防止し
てもよい。
When the YAG laser beam 10 is irradiated, one end of the ink chamber 2 is connected to the opening end 1 to which the nozzle plate 3 is connected.
7, an air such as an inert gas may be introduced, and the air may prevent the molten scattered matter generated when the electrode 9 is irradiated with the YAG laser light 10 from adhering to the inside of the ink chamber 2. .

【0069】また、本実施例のインクジェットヘッドで
は、インク室2が圧電側壁7を挟んで隣接していたが、
各インク室の両側にインクが供給されない非噴射領域を
設けてもよい。例えば、インク室の内表面に形成される
電極が分離されていなくて電気的に接続されており、非
噴射領域の内表面に形成される電極を分離するようなも
のでもよい。
In the ink jet head of this embodiment, the ink chambers 2 are adjacent to each other with the piezoelectric side wall 7 interposed therebetween.
Non-ejection regions where ink is not supplied may be provided on both sides of each ink chamber. For example, the electrodes formed on the inner surface of the ink chamber are not separated but electrically connected, and the electrodes formed on the inner surface of the non-ejection region may be separated.

【0070】また、本実施例では、圧電側壁7は、分極
方向が互いに反対方向である2層の圧電層から構成され
ていたが、非圧電層と圧電層とからなる圧電側壁7であ
ってもよい。
Further, in this embodiment, the piezoelectric side wall 7 is composed of two piezoelectric layers whose polarization directions are opposite to each other. However, the piezoelectric side wall 7 is composed of a non-piezoelectric layer and a piezoelectric layer. Good.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明のレーザ加工装置によれば、被加工物を保持するテー
ブルの駆動を必要最低限に制限し、可能な限り走査機構
を駆使してレーザ加工を継続するため、溝内部における
加工を高速度で且つ高精度に行なうことが出来る。
As is apparent from the above description, according to the laser processing apparatus of the present invention, the driving of the table for holding the workpiece is limited to the necessary minimum, and the scanning mechanism is used as much as possible. Since the laser processing is continued, the processing inside the groove can be performed at high speed and with high accuracy.

【0072】特に、圧電セラミックスの溝の内表面に形
成された導電層に対して、YAGレーザ光などの高エネ
ルギービームを照射することにより、電極を効率よく除
去し、側面毎に独立した電極を有する側壁を備えたアク
チュエータを容易に作製することができる。さらに、他
部位に影響することなく、溝の底面の電極のみを除去す
ることができる。以上の結果、安価で高品位のインクジ
ェットヘッドを製造することができるといった、産業上
著しい効果を奏する。
Particularly, by irradiating the conductive layer formed on the inner surface of the groove of the piezoelectric ceramics with a high energy beam such as YAG laser light, the electrode is efficiently removed, and an independent electrode is formed on each side surface. It is possible to easily manufacture the actuator including the side wall having. Further, it is possible to remove only the electrode on the bottom surface of the groove without affecting other parts. As a result of the above, there is an industrially significant effect that an inexpensive and high-quality inkjet head can be manufactured.

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

【図1】本発明の一実施例のレーザ加工装置を示す概略
図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例のインクジェットヘッドを示
す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an inkjet head according to an embodiment of the present invention.

【図3】前記実施例のレーザ加工装置によるレーザ光の
入射角を説明する断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an incident angle of laser light by the laser processing apparatus according to the embodiment.

【図4】前記実施例のインクジェットヘッドの動作を示
す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the operation of the inkjet head of the above-described embodiment.

【図5】従来のインクジェットヘッドを示す斜視図であ
る。
FIG. 5 is a perspective view showing a conventional inkjet head.

【図6】従来のインクジェットヘッドの動作を示す断面
図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the operation of a conventional inkjet head.

【図7】従来のレーザ加工装置の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a conventional laser processing apparatus.

【図8】従来のレーザ加工装置の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of a conventional laser processing apparatus.

【図9】従来のレーザ加工装置の一例を示す説明図であ
る。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a conventional laser processing apparatus.

【図10】従来のレーザ加工装置のレーザ光の入射角を
説明する断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an incident angle of laser light of a conventional laser processing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電セラミックス基板 2 インク室 7 圧電側壁 9 電極 10 YAGレーザ光 12 第1のスキャニングミラー 13 第2のスキャニングミラー 14 f・θレンズ 18 精密テーブル 1 Piezoelectric Ceramics Substrate 2 Ink Chamber 7 Piezoelectric Sidewall 9 Electrode 10 YAG Laser Light 12 First Scanning Mirror 13 Second Scanning Mirror 14 f · θ Lens 18 Precision Table

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02B 26/10 104 B41J 3/04 103H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location G02B 26/10 104 B41J 3/04 103H

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の溝が形成された被加工物の前記溝
の内部に対して高エネルギービームを照射するレーザ加
工装置において、 前記高エネルギービームを発振するレーザ発振器と、 前記レーザ発振器から出射された高エネルギービームの
光路を変更させて被加工物上を走査させる走査機構と、 前記被加工物を保持すると共に、加工平面の伸延方向に
任意に移動可能なテーブルと、 前記複数の溝部に入射される前記高エネルギービームの
入射角度の各々を予め計算する算出手段と、 加工対象の溝の前記入射角が所定範囲内になるときに
は、前記走査手段のみを駆動させて高エネルギービーム
が前記溝内に入射されるようにし、前記入射角が所定範
囲外になるときには、前記テーブルを移動させて入射角
が所定範囲内で高エネルギービームが溝内に入射される
ように被加工物の位置を調整した後に、前記走査手段に
よりレーザ加工を行なわせる制御手段とを備えたことを
特徴とするレーザ加工装置。
1. A laser processing apparatus for irradiating a high-energy beam to the inside of a groove of a workpiece having a plurality of grooves formed therein, comprising: a laser oscillator that oscillates the high-energy beam; and an emission from the laser oscillator. A scanning mechanism for scanning the workpiece by changing the optical path of the high-energy beam generated, a table that holds the workpiece and is movable arbitrarily in the extension direction of the machining plane, and the plurality of grooves. Calculating means for preliminarily calculating each incident angle of the high-energy beam to be incident, and when the incident angle of the groove to be processed falls within a predetermined range, only the scanning means is driven to cause the high-energy beam to move into the groove. When the incident angle is out of the predetermined range, the table is moved so that the high energy beam is emitted within the predetermined range. After adjusting the position of the workpiece to be incident within the laser machining apparatus being characterized in that a control means for causing the laser processing by the scanning means.
【請求項2】 前記レーザ光は、溝幅W及び溝深さDで
ある前記被加工物の溝の底面に対して、 tan-1(2D/W)<θ≦90゜ を満たす入射角度θで常に入射されるように前記制御手
段により制御されることを特徴とする請求項1に記載の
レーザ加工装置。
2. The incident angle θ of the laser light with respect to the bottom surface of the groove of the workpiece having the groove width W and the groove depth D is tan −1 (2D / W) <θ ≦ 90 °. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser beam is controlled by the control means so that the laser beam is always incident on the laser.
【請求項3】 前記被加工物は、少なくとも一部が圧電
素子からなる側壁と、前記側壁を隔てる複数の溝とを備
え、前記溝が形成されている側の表面に導電層が形成さ
れたアクチュエータ部材であり、 前記溝の内表面に形成された導電層に対して高エネルギ
ービームを照射し、前記溝の側面毎に独立した電極に分
離することを特徴とする請求項1または2に記載のレー
ザ加工装置。
3. The work piece has a side wall at least a part of which is made of a piezoelectric element, and a plurality of grooves separating the side wall, and a conductive layer is formed on the surface on the side where the groove is formed. The actuator member, wherein a high-energy beam is applied to a conductive layer formed on the inner surface of the groove, and separate side electrodes are formed on each side surface of the groove. Laser processing equipment.
【請求項4】 前記高エネルギービームは、1.06μ
mの波長を有するYAGレーザ光であることを特徴とす
る請求項1乃至3のいずれかに記載のレーザ加工装置。
4. The high energy beam is 1.06 μm.
The laser processing device according to claim 1, wherein the laser processing device is YAG laser light having a wavelength of m.
【請求項5】 前記高エネルギービームは、532nm
の波長を有するYAGレーザ光であることを特徴とする
請求項1乃至3のいずれかに記載のレーザ加工装置。
5. The high energy beam is 532 nm
The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser processing device is a YAG laser beam having a wavelength of.
【請求項6】 前記高エネルギービームの最小径は、前
記溝の幅よりも小さいことを特徴とする請求項1乃至5
のいずれかに記載のレーザ加工装置。
6. The minimum diameter of the high energy beam is smaller than the width of the groove.
The laser processing apparatus according to any one of 1.
【請求項7】 前記高エネルギービームは、前記溝の開
口部外縁に干渉しないように入射されることを特徴とす
る請求項6に記載のレーザ加工装置。
7. The laser processing apparatus according to claim 6, wherein the high energy beam is incident so as not to interfere with the outer edge of the opening of the groove.
【請求項8】 前記高エネルギービームは、前記アクチ
ュエータ部材に対して毎秒100mm以上の速度で相対
的に移動することを特徴とする請求項1乃至7のいずれ
かに記載のレーザ加工装置。
8. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the high-energy beam moves relative to the actuator member at a speed of 100 mm or more per second.
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