JPH10166173A

JPH10166173A - レーザ加工機

Info

Publication number: JPH10166173A
Application number: JP8344562A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Fukai; 恒深井; Takeshi Origasa; 剛折笠; Hiroyuki Kigami; 博之木上; Kimiyuki Hayashizaki; 公之林崎; Noriyuki Ono; 敬之小野; Masayoshi Okawa; 雅由大川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1996-12-09
Publication date: 1998-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】エキシマレーザ光をマスクを介して照射する
レーザ加工において、マスクの交換や加工パターンの変
更の際に生じるマスクの位置ずれを容易にかつ速やかに
調整でき、加工タクトを短縮できるレーザ加工機を提供
する。【解決手段】複数の加工パターン９ａ、９ｂ…を備え
たマスク９を着脱自在に保持する位置調整機構３１と、
マスク９に隣接して配置された姿勢検出手段３０による
マスク姿勢の検出結果に基づいてマスク９の位置や姿勢
を調整する調整手段を設け、マスクの交換や加工パター
ンの変更の際に生じるマスクの位置ずれを姿勢検出手段
３０の一対の非接触式測長器３０ａ、３０ｂにより検出
し、その検出結果に基づいて制御系１５がマスクの回動
および移動量を算出して、移動手段１６を介して位置調
整機構３１を作動させて、レーザ光の光軸に対するマス
ク９の位置を速やかにかつ精度良く調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスクを介してレ
ーザ光を照射することにより被加工部材を所定形状に加
工するレーザ加工機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、被加工部材（ワーク）に対して所
定の形状や寸法をもった孔等を加工するために、加工精
度が良くかつ微細な加工が可能であるレーザ加工が採用
されている。そして、レーザ加工機においては、通常、
加工すべき孔や溝等に対応するレーザ光透過領域からな
る加工パターンを形成したマスクを用い、このレーザ光
透過領域を複数設けたマスクを介してワークにレーザ光
を照射することにより、マスクに形成した複数のレーザ
光透過領域からなる加工パターンの形状にしたがって同
時に多数の孔や溝等の加工を行なっている。また、同一
マスク内に複数の種類の加工パターンを予め形成してお
き、加工時に、数種類の加工パターンから一つの加工パ
ターンを選定し、マスクを移動させて加工パターンを切
り換えるための機構（マスクチェンジャー）により、所
定の加工パターンをレーザ光の光軸上に位置付けするよ
うにして、一枚のマスクにより数種類のパターンの加工
ができるようにしたレーザ加工機も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術においては、複数の加工パターンを有するマス
クにおいて加工パターンをマスクチェンジャーによって
切り換える際に、レーザ光の光軸に対するマスクの位置
が変化することがあるために、マスクの加工パターンの
変更の度に、マスクとワークの位置調整を行なう必要が
あった。さらに、マスクをレーザ加工機に取り付ける際
にレーザ光の光軸に対するわずかなずれや傾きを避ける
ことは難しく、手動による複雑な調整を行なうことが必
要であった。

【０００４】このようなマスクの取り付けや交換時、あ
るいはマスクの加工パターンの変更時に必要となるマス
クの位置調整は、複雑な調整であって、多くの時間を要
し、またマスクの交換や位置調整の作業中はレーザ加工
が中断されてしまう。そのため、加工タクト時間が長期
化し、またマスク交換時の立ち上げ期間が長期化するな
ど好ましいものではなかった。

【０００５】そこで、本発明は、上記従来技術の有する
未解決の課題に鑑みてなされたものであって、マスクの
交換や加工パターンの変更の際に生じるマスクの位置ず
れを容易にかつ速やかに調整し得るようにして、加工タ
クトの短縮およびマスク交換時の立ち上げ期間の短縮を
可能とするレーザ加工機を提供することを目的とするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のレーザ加工機は、加工パターンを形成した
マスクを介して被加工部材の加工面にレーザ光を照射し
て、被加工部材に前記マスクの加工パターンに相応する
形状の加工をするレーザ加工機において、前記マスクを
着脱自在に保持しかつ該マスク内に複数設けられた加工
パターンを切り換えることができる位置調整機構と、該
位置調整機構に保持されたマスクの姿勢を検出してレー
ザ光の光軸に対して前記マスクの加工パターン部を一定
の姿勢に保つように前記マスクを調整する手段とを備え
ていることを特徴とする。

【０００７】そして、本発明のレーザ加工機は、被加工
部材に加工する孔または溝に対応して所定の加工パター
ンを有して、該加工パターンを介してレーザ光を被加工
部材側へ透過するマスクと、該マスクの加工パターンを
介して被加工部材に所定形状の光像を投影する投影光学
系と、被加工部材の加工位置を測定して被加工部材を移
動させる測定系および移動制御系を具備して、レーザ光
の照射によって被加工部材に所定形状の加工をするレー
ザ加工機において、前記マスクを着脱自在に保持しかつ
該マスク内に複数設けられた加工パターンを切り換える
ことができる位置調整機構と、該位置調整機構に保持さ
れたマスクの姿勢を検出してレーザ光の光軸およびレー
ザ光を被加工部材に照射するための前記投影光学系に対
してマスクを一定の姿勢に保つように前記マスクを調整
する手段とを備えていることを特徴とする。

【０００８】さらに、本発明のレーザ加工機において、
マスクの姿勢を検出してレーザ光の光軸に対してマスク
の加工パターン部を一定の姿勢に保つように前記マスク
を調整する手段が、マスクの姿勢を検出するためにレー
ザ光の光軸に対して一定位置に設けられた検出手段と、
該検出手段により得られた検出結果に基づいて前記マス
クの姿勢を調整する手段とを備えていることが好まし
く、また、マスクの姿勢を検出する検出手段が少なくと
も一対の非接触式測長器であることが好ましい。

【０００９】さらに、本発明のレーザ加工機において、
レーザ光にエキシマレーザ光を用いることが好ましい。

【００１０】さらに、本発明のレーザ加工機において、
被加工部材を液体噴射記録ヘッドの天板として、該天板
にインク吐出口および／またはインク流路溝を加工する
ことができる。

【００１１】

【作用】マスクを介してエキシマレーザ光を照射するこ
とにより加工を行なうレーザ加工機において、マスクを
保持し、マスク内に複数設けられた加工パターンを切り
換えることができる位置調整機構と、マスクの姿勢を検
出しその検出結果に基づいてマスクの位置や姿勢をレー
ザ光の光軸に対して一定に保つように調整する調整手段
を設け、マスクの交換や加工パターンの変更の際に生じ
るマスクの位置ずれを検出手段により検出し、その検出
結果に基づいて位置調整機構を移動させることによっ
て、マスクの位置ずれや傾きを容易にかつ速やかに精度
良く調整することができる。その結果、マスク交換ある
いは加工パターンの変更に要する時間および交換時の立
ち上げ期間を大幅に短縮できて、さらに加工タクトの短
縮に寄与することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１３】図１は本発明のエキシマレーザ加工機の構
成を概略的に示す図面である。図において、１はエキシ
マレーザ光を発するレーザ光源としてのエキシマレーザ
発振器であり、その出射光軸ａと直交して水平方向に移
動するワークステーション２が装置フレーム３上に設け
られている。このワークステーション２には、加工面を
上記光軸ａと直交するようにしてワークＷが治具（図示
しない）を介して装着されている。そして、エキシマレ
ーザ発振器１から発振されるレーザ光の光軸ａ上には、
レーザ光をマスク９に一様に照射させるための光学系４
と、加工しようとする孔や溝等に対応してレーザ光透過
領域のパターン孔が形成され、その位置調整を行うため
の位置調整機構３１に保持されたマスク９と、このマス
ク９を通って出射したマスク像をワークＷに投影する投
影光学系１０が配置されており、レーザ光はマスク９を
通過したマスク像をレーザ光に直交するように位置決め
されたワークＷに照射してワークＷに孔や溝等の加工を
するものである。

【００１４】ここで、ワークＷは、図４に示すような、
液体噴射記録ヘッドを構成する一部材である天板であっ
て、インク流路溝となる溝孔Ｇを長手方向に並列配置し
た天板部材Ｗ₂ とこの天板部材Ｗ₂ に一体的に形成され
た板状部材Ｗ₃ とからなり、この天板において、エキシ
マレーザ発振器１から発振されるレーザ光により、イン
ク吐出口となる孔Ｈを溝孔Ｇに一致するように穿孔しよ
うとするものである。なお、ワークＷはその天板部材Ｗ
₂ および板状部材Ｗ₃ を成形によって予め構成するとき
に、溝孔Ｇのみを同時に成形してもよく、あるいはこの
成形時に予定より小径の微細孔を溝孔Ｇとともに成形し
てもよい。さらにまた、天板部材Ｗ₂ および板状部材Ｗ
₃ の成形時に溝孔Ｇを設けることなく、溝孔Ｇを孔Ｈと
同様にレーザ加工により加工形成することも可能であ
る。

【００１５】前記光軸ａ上に配置された光学系４は、図
２に示すように、ビーム整形用光学系５およびケラー照
明用のフライアイレンズ６およびフィールドレンズ７で
構成することができる。図２において、ビーム整形用光
学系５は、楕円形の透過孔を有するマスク５ａ、アナモ
フィックビームエクスパンダーを構成する凹面シリンド
リカルレンズ５ｂおよび凸面シリンドリカルレンズ５
ｃ、ならびに凸レンズ５ｄおよび凹レンズ５ｅから構成
されている。エキシマレーザ発振器１から発振されるほ
ぼ長方形断面のレーザ光は先ずマスク５ａによって楕円
形断面にされ、そして、アナモフィックビームエクスパ
ンダーによって、円形断面のレーザ光に調整される。そ
して凸レンズ５ｄおよび凹レンズ５ｅによって次段のケ
ラー照明に適合する光束径に調整する（すなわち、フラ
イアイレンズ６の外接円の大きさに合致させる）。な
お、フライアイレンズ６の前段にはプリズム８ａおよび
８ｂが配置されていて、レーザ光を両プリズム８ａ、８
ｂ間の間隙を通る平行光束Ｌ₁と、各プリズム８ａ、８
ｂを介して分割された平行光束Ｌ₂ 、Ｌ₃ とに分ける。
これらの各平行光束Ｌ₁ 、Ｌ₂ 、Ｌ₃ はフライアイレン
ズ６の各領域６₁ 、６₂、６₃ に入射され、フィールド
レンズ７に対する２次光源となる。フィールドレンズ７
は光軸ａ上において次段に配置されるマスク９を介して
投影光学系（投影レンズ）１０のレンズ入射瞳に結像す
るようにレーザ光を導く。このようにして、上記光学系
４によってマスク９に形成された複数のパターン孔から
なる加工パターンに対して均等なレーザ光の照射を達成
することができる。この場合、投影光学系１０のレンズ
は入射瞳の位置をフライアイレンズ６で結像される２次
光源の像と共役な位置にすると同時に、加工側の焦点位
置になるように設定される。そして、投影光学系１０か
らのレーザ光はワークＷの加工面Ｗ₁ に対してテレセン
トリックに結像され、これによって、ワークＷに光軸ａ
に平行な孔あけを行なうことができる。なお、ここで投
影光学系１０にはマスク９の耐久性を考慮して縮小光学
系を用いることが好ましい。

【００１６】マスク９は、図５に図示するように、マス
ク位置調整機構３１上のマスクホルダー３６に着脱自在
に装着され、加工しようとする孔または溝に対応してレ
ーザ光透過領域となる孔が１個または複数個並列されて
加工パターンを形成するように配設されている。このマ
スク９に隣接して姿勢検出手段３０が付設されており、
マスク９は、後述するように、姿勢検出手段３０の検出
結果に基づいて制御系１５によって光軸ａに対するマス
クの姿勢ならびに位置が調整される。

【００１７】上記光軸ａに対するワークＷの向きを調整
するために、ワークステーション２に適宜な調整手段が
設けられている。例えば、天板部材Ｗ₂ における溝孔Ｇ
の配列方向に並んでいる直線を軸とする回転を除く５軸
について自由度を持つステージの組合わせでワークステ
ーション２を構成することができる。なお、レーザ光の
光軸方向と、加工面Ｗ₁ に沿ってかつ溝孔Ｇの並んでい
る方向に対して垂直な方向の軸を中心とする回転方向と
については、ワークＷをワークステーション２上で正確
に位置決めできれば、調整しなくてもよいことになる。
また、回転調整のための中心をワークＷの加工中心に合
わせる構成にすることで上記調整手段の制御を簡素化す
ることができる。

【００１８】ワークステーション２上でのワークＷの位
置決めのために、ワークＷをワークステーション２に取
り付ける治具として、ワークステーション２上に配置し
たワークＷの天板部材Ｗ₂ の側面と板状部材Ｗ₃ の前面
につき当てる複数の基準ピンで構成することができ、ま
た、治具上に、上記つき当て機構のほかに、エアー吸引
等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２へのワークＷの自動供
給を可能にすることもできる。また、ワークＷを複数個
同時にワークステーション２にセットすることで、とり
おき時間を短縮するようにしてもよい。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、測定の時とワーク
Ｗの移動の時とで基準値の変換を行なう必要があろう。

【００１９】また、ワークステーション２上でのワーク
Ｗの孔あけ等の加工位置の測定のために、照明光学系１
１、１１および１２、ならびに測定系１３、１３が用意
されている。測定系１３は、テレビカメラ１３ａをセン
サとして使用し、これを鏡筒１３ｂ、オートフォーカシ
ング手段１３ｃを介して対物レンズ１３ｄに対向させた
一対の測定器および光軸ａ上に配置される２面のミラー
１３ｅより構成されており、照明光学系１１は測定器に
組み込まれている。また、照明光学系１２は、ワークＷ
と投影光学系１０との間に位置されており、光軸ａと直
交する方向から光源１２ａより光を照射し、測定時にの
み、光軸ａ上に進出するミラー１２ｂによって、光を光
軸ａ上に載せ、ワークＷに向けて照射させるものであ
る。

【００２０】なお、この実施例では、照明光学系１１、
１１は孔あけ時または孔あけ後の孔の寸法や位置等の測
定時に使用され、そして、照明光学系１２は溝孔Ｇの測
定時に使用される。ここで、ワークＷは耐インク性に優
れたポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフ
ェニレンオキサイド、ポリプロピレン等の透光性の樹脂
で構成されており、照明光学系１２からの照明光は溝孔
Ｇの位置を介してワークＷの加工面Ｗ₁ を照明する。こ
れを測定器側で計測して、溝孔Ｇに光軸ａが一致してい
るか否かを判別する。

【００２１】上記測定系１３による測定結果は、画像処
理系１４にもたらされ、信号処理の結果を制御系１５に
送る。制御系１５では、その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２におけ
るステージ移動を移動手段１６で行なわせる。そして、
測定系１３の値が一定値になると移動手段１６による位
置修正を終了し、照明光学系１２の照射を完了し、ミラ
ー１２ｂを後退させ、エキシマレーザ発振器１に対して
レーザ光の発光を行わせる信号を一定時間あるいは一定
パルス数与える。なお、ミラー１２ｂの進出ならびに後
退は、エアシリンダ１７等の手段によって行なうことが
できる。

【００２２】また、エキシマレーザ発振器１の出力は、
ハーフミラー１８を介してマスク付きのセンサ２０で計
測され、この出力情報は制御系１５にフィードバックさ
れ、インターフェース２１を介してエキシマレーザ発振
器１への印加電圧等を変化させ、エキシマレーザ発振器
１の出力を一定に保つように調整を行なう。

【００２３】板状部材Ｗ₃ への孔あけ等の加工が完了し
たならば、照明光学系１１のシャッターを開放して、孔
位置、孔径等を測定し、この結果から孔あけに関する校
正値を得ることができる。この校正のための測定は、測
定系１３によって毎回行なう必要はなく、必要に応じて
時々行なえばよく、場合によってはこのような補正は行
なわなくともよく、この場合には照明光学系１１は省略
することができる。

【００２４】また、フライアイレンズ６およびマスク９
を用いることで、複数に分割された均等な光量のレーザ
光を用いて、ワークＷの複数個について、複数箇所を同
時に孔あけすることができるために、孔あけ作業の効率
を飛躍的に向上させることもできる。

【００２５】また、レーザ光をビーム整形光学系５を介
して整形することで、ワークＷにおける孔の並ぶ方向お
よびレーザ光軸の方向のそれぞれに対して直交する方向
について光束を縮小させることができるから、この場合
にはマスク９の加工パターンを通る光エネルギー密度を
高める効果が得られる。

【００２６】なお、加工パターンの形状を忠実にワーク
Ｗに再現するためには、上記マスク９を薄い金属板で構
成することが好ましく、そして、大気の雰囲気において
エキシマレーザのレーザ光が照射されても影響を受けな
いＳＵＳ等の金属、不透明なセラミック、Ｓｉなどが、
マスク９の材料として好適である。

【００２７】そして、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は数１００ｍＪ／パ
ルスであり、パルスの繰り返し周波数は３０〜１０００
Ｈｚ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
ラズマ発光と衝撃音を伴なって分解し、飛散する。所謂
“ABLATIVEPHOTODECOMPOSITION（ＡＰＤ）”過程を生
じ、これによってポリマー樹脂の孔あけ等の加工ができ
るのである。これは、他のレーザ、例えば赤外線である
ＣＯ₂ レーザによる孔あけの場合と明らかな差が生じ
る。例えば、ポリイミド（ＰＩ）フィルムにエキシマレ
ーザ（ＫｒＦレーザ）を用いてレーザ光を照射すると、
ＰＩフィルムの光吸収波長がＵＶ領域にあるため、きれ
いな孔を明けることができるが、ＵＶ領域にない従来の
ＹＡＧレーザでは孔のエッジが荒れ、ＣＯ₂ レーザでは
孔の周囲にクレータができてしまう。

【００２８】次に、マスク９の位置調整について説明す
る。図１および図５において、３０はマスク９の姿勢を
検出するための姿勢検出手段であって、マスク９に隣接
して配設され、レーザ光軸ａに平行でかつ対称的に配置
された少なくとも一対の非接触式測長器３０ａ、３０ｂ
を有している。この一対の非接触式測長器３０ａ、３０
ｂから得られたマスク９の位置情報に基いて、制御系１
５がマスク９の位置調整量および調整方向を算出し、移
動手段１６によりマスク９の姿勢ならびに位置の調整を
行なう。

【００２９】装置フレーム３上に設けられた位置調整機
構３１は、図５に示すように、レーザ光の光軸ａに平行
に移動可能なＸステージ３２、光軸ａの方向と直交する
方向（Ｙ方向）に移動可能なＹステージ３３、光軸ａの
方向と直交しかつＹステージ３３の移動方向と垂直な方
向（Ｚ方向）に移動可能なＺステージ３４、およびＺス
テージ３４上で回転可能に設けられたθステージ３５を
備え、θステージ３５の回転中心軸線上にマスク９を着
脱可能に保持するマスクホルダー３６が取り付けられて
いる。このマスクホルダー３６に保持されるマスク９に
は、加工しようとする孔や溝に対応してレーザ光透過領
域となる孔が横方向（Ｙ方向）に１個または複数個並列
されて一加工パターンを形成し、このような加工パター
ンが上下方向（Ｚ方向）に複数個（例えば、９ａ、９
ｂ、９ｃ）配設されており、加工に際して、Ｚステージ
３４、さらに必要に応じてＸ、Ｙステージ３２、３３を
作動させて加工しようとする孔や溝に対応する加工パタ
ーンをＺ方向に移動させ切り換えることにより、その所
望の加工パターンをレーザ光に対応させて、ワークＷに
所望の加工パターンを加工することができる。

【００３０】レーザ光の光軸ａに平行でかつ対称的に配
置された一対の非接触式測長器３０ａ、３０ｂを有する
姿勢検出手段３０をマスク９に隣接して配設したことに
よって、マスクの加工パターンの変更時あるいはマスク
の取り付けまたは交換時に、マスクの位置に傾きや位置
ずれ等が生じても、図６に示すような手法により、容易
にかつ速やかにマスク９の姿勢ならびに位置を調整する
ことができる。

【００３１】マスクの加工パターンの変更時あるいはマ
スクの取り付けまたは交換時において、位置ずれや傾き
が生じた状態のマスク９を、図６の（ａ）に実線で図示
している。なお、破線で示す位置がマスクの正規な位置
である。姿勢検出手段３０の一対の非接触式測長器３０
ａ、３０ｂはそれぞれマスク９に対向しており、それぞ
れのマスクの位置までの距離を測定することができるも
のである。図６の（ａ）において、非接触式測長器３０
ａはマスク９の左側部分までの距離情報ｌ₁ を検出し、
一方の非接触式測長器３０ｂはマスク９の右側部分まで
の距離情報ｌ₂を検出する。これらの測定結果は、制御
系１５に送られ、制御系１５において、マスク９の移動
量が算出される。すなわち、距離情報ｌ₁ とｌ₂ の差か
ら次式のように先ず回転角度θが算出される。 tanθ＝（ｌ₂ −ｌ₁ ）／２ｍ（なお、ｍは、光軸ａから各測長器３０ａ、３０ｂまで
の距離を示す。）この算出された回転角度θに基づい
て、移動手段１６によりθステージ３５を回動させ、そ
して両測長器３０ａ、３０ｂの位置情報が一致するまで
移動させる。この位置情報が一致した状態を図６の
（ｂ）に示す。両測長器３０ａ、３０ｂの位置情報はｌ
₃ で一致し、マスク９はレーザ光の光軸ａに対して直交
した状態となる。ｌ₃ ＝ｌ₁ ＋ｍ tanθ＝ｌ₂ −ｍ tanθ＝（ｌ₁ ＋ｌ
₂ ）／２次に、マスク９の予め設定されている正規位置の情報ｌ
と前記の位置情報ｌ₃とにより、制御系１５がその差を
算出して、その算出結果の移動量を移動手段１６を介し
てＸステージ３２をレーザ光の光軸ａ方向、すなわちＸ
方向、に沿って移動させ、マスク９をその正規位置に調
整する（図６の（ｃ））。また、これらの調整におい
て、θステージ３５の回動とＸステージ３２の移動を同
時に行なわせて位置調整を行なうこともできる。

【００３２】このように、マスク９が、加工パターンの
変更時等に、その位置や角度にずれが生じていても、一
対の非接触式測長器３０ａ、３０ｂからなる姿勢検出手
段３０を用いることにより、マスク９の位置調整機構３
１を制御系１５を介して自動的に作動させて、マスク９
の位置を容易にかつ速やかに調整することができ、調整
の簡素化が実現できる。

【００３３】また、例えば、液体噴射記録ヘッドの天板
をワークＷとして加工する際に、天板部材Ｗ₂ および板
状部材Ｗ₃ の成形時に、溝孔Ｇを成形することなく、溝
孔Ｇを孔Ｈと同様にレーザ加工により加工形成すると
き、同一マスク９内に、溝孔Ｇを加工する加工パターン
（例えば、９ａ）と、孔Ｈを加工するための加工パター
ン（例えば、９ｃ）を配設しておき、これらの加工パタ
ーンを切り換えることにより、溝孔Ｇと孔Ｈをそれぞれ
レーザ加工することもできる。すなわち、先ず、マスク
９の溝孔Ｇを加工する加工パターン９ａをレーザ光の光
軸ａ上に位置させて、レーザ光の照射を行ない、インク
流路溝となる溝孔Ｇを形成する。その後、ワークＷの加
工面を変更するとともに、マスクの加工パターンの切り
換えを行なう。そして、そのマスク９の位置調整を上述
のように行なって、加工パターン９ｃをレーザ光の光軸
ａ上に位置させ、レーザ光の照射を行ないインク吐出口
となる孔Ｈを加工形成する。このように、マスクの加工
パターンの切り換え時に上述した手法によりマスクの位
置調整を容易にかつ速やかに行なうことができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は、上述したように構成されてい
るので、マスクの加工パターンの変更時あるいはマスク
の取り付けや交換時において、レーザ光の光軸に対する
マスクの位置ずれや傾きが生じたとしても、マスクの位
置調整を容易に速やかにかつ精度良く行なうことがで
き、マスクの加工パターンの変更やマスク交換時のマス
クの位置調整に要する時間および交換時の立ち上げ期間
を大幅に短縮でき、さらに加工タクトの短縮に寄与する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエキシマレーザ加工機の一実施例の構
成を概略的に示す図面である。

【図２】本発明のエキシマレーザ加工機におけるビーム
整形用光学系の詳細を示す図面である。

【図３】本発明のエキシマレーザ加工機における光学系
の一部を示す図面である。

【図４】ワークの一部縦断側面図である。

【図５】マスクを保持する位置調整機構および姿勢検出
手段の関係を示す模式的斜視図である。

【図６】マスクの姿勢を調整する手法を説明する図面で
ある。

【符号の説明】

１エキシマレーザ発振器２ワークステーション４光学系５ビーム整形用光学系６フライアイレンズ７フィールドレンズ９マスク１０投影光学系１１、１２照明光学系１３測定系１４画像処理系１５制御系１６移動手段３０姿勢検出手段３０ａ、３０ｂ非接触式測長器３１位置調整機構３２Ｘステージ３３Ｙステージ３４Ｚステージ３５ θステージ３６マスクホルダー

フロントページの続き (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)発明者大川雅由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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加工パターンを形成したマスクを介して
被加工部材の加工面にレーザ光を照射して、被加工部材
に前記マスクの加工パターンに相応する形状の加工をす
るレーザ加工機において、前記マスクを着脱自在に保持
しかつ該マスク内に複数設けられた加工パターンを切り
換えることができる位置調整機構と、該位置調整機構に
保持されたマスクの姿勢を検出してレーザ光の光軸に対
して前記マスクの加工パターン部を一定の姿勢に保つよ
うに前記マスクを調整する手段とを備えていることを特
徴とするレーザ加工機。
【請求項２】被加工部材に加工する孔または溝に対応
して所定の加工パターンを有して、該加工パターンを介
してレーザ光を被加工部材側へ透過するマスクと、該マ
スクの加工パターンを介して被加工部材に所定形状の光
像を投影する投影光学系と、被加工部材の加工位置を測
定して被加工部材を移動させる測定系および移動制御系
を具備して、レーザ光の照射によって被加工部材に所定
形状の加工をするレーザ加工機において、前記マスクを
着脱自在に保持しかつ該マスク内に複数設けられた加工
パターンを切り換えることができる位置調整機構と、該
位置調整機構に保持されたマスクの姿勢を検出してレー
ザ光の光軸およびレーザ光を被加工部材に照射するため
の前記投影光学系に対してマスクを一定の姿勢に保つよ
うに前記マスクを調整する手段とを備えていることを特
徴とするレーザ加工機。
【請求項３】マスクの姿勢を検出してレーザ光の光軸
に対してマスクの加工パターン部を一定の姿勢に保つよ
うに前記マスクを調整する手段が、マスクの姿勢を検出
するためにレーザ光の光軸に対して一定位置に設けられ
た検出手段と、該検出手段により得られた検出結果に基
づいて前記マスクの姿勢を調整する手段とを備えている
ことを特徴とする請求項１または２記載のレーザ加工
機。
【請求項４】マスクの姿勢を検出する検出手段が少な
くとも一対の非接触式測長器であることを特徴とする請
求項３記載のレーザ加工機。
【請求項５】レーザ光にエキシマレーザ光を用いるこ
とを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の
レーザ加工機。
【請求項６】被加工部材が液体噴射記録ヘッドの天板
であって、該天板にインク吐出口および／またはインク
流路溝を加工するものであることを特徴とする請求項１
ないし５のいずれか１項記載のレーザ加工機。