JP2000289212A - プリンタヘッドの製造方法とその装置及び孔加工装置 - Google Patents
プリンタヘッドの製造方法とその装置及び孔加工装置Info
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 オリフィスプレートにオリフィス孔を形成す
る際のレーザ光のエネルギ損失を低減する。 【解決手段】 レーザ光を帯状のビーム形状に整形する
アイレンズ照明系３５と、このアイレンズ照明系からの
レーザ光の光路上に配置されオリフィスプレート２０に
形成されたオリフィス孔の配置状態に応じて複数の円形
開口が千鳥状に形成されたマスク３６と、このマスクよ
りもレーザ光の入射側に配設されマスクに入射するレー
ザ光を円形開口の数に応じて複数のビームに分割すると
ともに分割された各ビームをそれぞれマスクの円形開口
の部分に照射させるシフト部材と、マスクを通過したレ
ーザ光をオリフィスプレートに結像させる投影レンズ３
７とを備えている。
る際のレーザ光のエネルギ損失を低減する。 【解決手段】 レーザ光を帯状のビーム形状に整形する
アイレンズ照明系３５と、このアイレンズ照明系からの
レーザ光の光路上に配置されオリフィスプレート２０に
形成されたオリフィス孔の配置状態に応じて複数の円形
開口が千鳥状に形成されたマスク３６と、このマスクよ
りもレーザ光の入射側に配設されマスクに入射するレー
ザ光を円形開口の数に応じて複数のビームに分割すると
ともに分割された各ビームをそれぞれマスクの円形開口
の部分に照射させるシフト部材と、マスクを通過したレ
ーザ光をオリフィスプレートに結像させる投影レンズ３
７とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ照射方向に
対して逆テーパ状に孔を形成することにより、インクジ
ェットプリンタのインク吐出孔を形成するプリンタヘッ
ドの製造方法とその装置及びそれに用いる孔加工装置に
関する。
対して逆テーパ状に孔を形成することにより、インクジ
ェットプリンタのインク吐出孔を形成するプリンタヘッ
ドの製造方法とその装置及びそれに用いる孔加工装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】上記インクジェットプリンタのヘッド部
分は、図１３に示すように複数のインク室１に対し、イ
ンク吐出孔として複数のオリフィス孔２が形成された金
属オリフィス板３が接着されている。この各インク室１
は、隔壁４によって区画され、所定のインク吐出を行う
ための図示しない吐出機構によって図１４に示すように
オリフィス孔２よりインク滴が吐出される。前記吐出機
構は、たとえばバブルジェット方式や圧電振動板を備え
たカイザー方式などが知られている。
分は、図１３に示すように複数のインク室１に対し、イ
ンク吐出孔として複数のオリフィス孔２が形成された金
属オリフィス板３が接着されている。この各インク室１
は、隔壁４によって区画され、所定のインク吐出を行う
ための図示しない吐出機構によって図１４に示すように
オリフィス孔２よりインク滴が吐出される。前記吐出機
構は、たとえばバブルジェット方式や圧電振動板を備え
たカイザー方式などが知られている。
【０００３】このようなインクジェットプリンタのオリ
フィス孔２は、約３０ミクロンの直径に形成され、かつ
その金属オリフィス板３には板厚５０μｍ程度のＮｉ，
コバール等のプレートが用いられている。
フィス孔２は、約３０ミクロンの直径に形成され、かつ
その金属オリフィス板３には板厚５０μｍ程度のＮｉ，
コバール等のプレートが用いられている。
【０００４】そして、この金属オリフィス板３の製造に
は、通常、電鋳法と呼ばれるメッキ法が用いられている
が、その後のプリンタヘッド製作プロセスにおいて、プ
リンタのヘッド部分に金属オリフィス板３を接着すると
き、金属オリフィス板３の各オリフィス孔２と各インク
室１との位置決め精度を精度高く確保することが困難で
あり、又、オリフィス孔２が接着材５で塞がってしまう
問題がある。
は、通常、電鋳法と呼ばれるメッキ法が用いられている
が、その後のプリンタヘッド製作プロセスにおいて、プ
リンタのヘッド部分に金属オリフィス板３を接着すると
き、金属オリフィス板３の各オリフィス孔２と各インク
室１との位置決め精度を精度高く確保することが困難で
あり、又、オリフィス孔２が接着材５で塞がってしまう
問題がある。
【０００５】このような問題を回避するために、オリフ
ィスプレートをプリンタのヘッド部分に接着した後、レ
ーザ光を用いてオリフィス孔２を開ける加工方法が提案
されており、その場合、孔パターンが形成されたマスク
を用いるようにしている。
ィスプレートをプリンタのヘッド部分に接着した後、レ
ーザ光を用いてオリフィス孔２を開ける加工方法が提案
されており、その場合、孔パターンが形成されたマスク
を用いるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、マスクを用
いてオリフィス孔を加工する場合、レーザ光はマスクの
孔パターンの箇所だけでなく、マスクのほぼ全面を照射
し、上記孔パターンを透過したレーザ光がオリフィスプ
レート上で結像されてオリフィス孔を加工することにな
る。
いてオリフィス孔を加工する場合、レーザ光はマスクの
孔パターンの箇所だけでなく、マスクのほぼ全面を照射
し、上記孔パターンを透過したレーザ光がオリフィスプ
レート上で結像されてオリフィス孔を加工することにな
る。
【０００７】オリフィス孔の孔径精度はマスクの精度で
決定されるから、マスクは高精度に製作することが要求
され、その精度を確保するためには厚さが５０μｍ以下
の薄い金属プレートが使用される。
決定されるから、マスクは高精度に製作することが要求
され、その精度を確保するためには厚さが５０μｍ以下
の薄い金属プレートが使用される。
【０００８】図１５に示すように、マスク６には上記オ
リフィス孔６ａが千鳥状に形成されている。つまり、オ
リフィス孔６ａは、帯状の上記マスク６の長手方向に沿
って所定間隔で、しかも二孔を一組とし、各組の２つの
円形開口６ａが幅方向に位置をずらして形成されてい
る。これは、インク吐出の制御を二孔毎にタイミングを
ずらして行うことで、紙走査方向に対し制御のタイミン
グのずれをキャンセルできるようにするためである。
リフィス孔６ａが千鳥状に形成されている。つまり、オ
リフィス孔６ａは、帯状の上記マスク６の長手方向に沿
って所定間隔で、しかも二孔を一組とし、各組の２つの
円形開口６ａが幅方向に位置をずらして形成されてい
る。これは、インク吐出の制御を二孔毎にタイミングを
ずらして行うことで、紙走査方向に対し制御のタイミン
グのずれをキャンセルできるようにするためである。
【０００９】マスク６を照射するレーザ光のビーム形状
は、図中斜線の部分Ａで示すように、すなわち、その照
射範囲内にオリフィス孔６ａが位置するよう帯状に成形
される。しかしながら、マスク６にオリフィス孔６ａが
千鳥状に形成されている場合、このマスク６を照射する
レーザ光のビーム形状の幅寸法を、オリフィス孔６ａの
ずれに応じて大きくしなければならない。そのため、レ
ーザ光は、そのビーム形状の単位面積当たりのエネルギ
密度が低下することになるから、その分、レーザ光のエ
ネルギの利用効率が低下することになる。換言すれば、
レーザ光のエネルギの利用効率が低下する分だけ、高出
力のレーザ装置が必要となる。
は、図中斜線の部分Ａで示すように、すなわち、その照
射範囲内にオリフィス孔６ａが位置するよう帯状に成形
される。しかしながら、マスク６にオリフィス孔６ａが
千鳥状に形成されている場合、このマスク６を照射する
レーザ光のビーム形状の幅寸法を、オリフィス孔６ａの
ずれに応じて大きくしなければならない。そのため、レ
ーザ光は、そのビーム形状の単位面積当たりのエネルギ
密度が低下することになるから、その分、レーザ光のエ
ネルギの利用効率が低下することになる。換言すれば、
レーザ光のエネルギの利用効率が低下する分だけ、高出
力のレーザ装置が必要となる。
【００１０】しかも、レーザ光のビーム形状を大きく
し、さらにそのエネルギを高くすると、マスク６へ入力
されるエネルギが増大することになるから、薄い金属プ
レートによって形成されたマスク６は変形したり、損傷
するなどのことがある。
し、さらにそのエネルギを高くすると、マスク６へ入力
されるエネルギが増大することになるから、薄い金属プ
レートによって形成されたマスク６は変形したり、損傷
するなどのことがある。
【００１１】この発明は、レーザ光のエネルギの利用効
率を低下させることなく、マスクに千鳥状に形成された
孔パターン全体を照射することができるようにしたプリ
ンタヘッドの製造方法とその装置及び孔加工装置を提供
することにある。
率を低下させることなく、マスクに千鳥状に形成された
孔パターン全体を照射することができるようにしたプリ
ンタヘッドの製造方法とその装置及び孔加工装置を提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、複数
のインク溝が形成されたプリントヘッド筐体に対して高
分子材料からなる被加工用プレートを接着する工程と、
レーザ光を所定のビーム形状に整形する工程と、上記被
加工用プレートの開口させる形状に対応して千鳥状に孔
パターンが形成されたマスクに上記レーザ光を通す工程
と、このレーザ光を通す工程の前に上記孔パターンに対
応して上記レーザ光を分割する工程と、上記マスクを通
った上記レーザ光を結像光学系で上記被加工用プレート
に結像しこの被加工用プレートを上記開口させる工程と
を具備したことを特徴とするプリンタヘッドの製造方法
にある。
のインク溝が形成されたプリントヘッド筐体に対して高
分子材料からなる被加工用プレートを接着する工程と、
レーザ光を所定のビーム形状に整形する工程と、上記被
加工用プレートの開口させる形状に対応して千鳥状に孔
パターンが形成されたマスクに上記レーザ光を通す工程
と、このレーザ光を通す工程の前に上記孔パターンに対
応して上記レーザ光を分割する工程と、上記マスクを通
った上記レーザ光を結像光学系で上記被加工用プレート
に結像しこの被加工用プレートを上記開口させる工程と
を具備したことを特徴とするプリンタヘッドの製造方法
にある。
【００１３】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記レーザ光を分割する工程は、複数の屈折板に上
記レーザ光を通すことによって行われることを特徴とす
る。
て、上記レーザ光を分割する工程は、複数の屈折板に上
記レーザ光を通すことによって行われることを特徴とす
る。
【００１４】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、上記複数の屈折板の出射面から出射する分割された
レーザ光が結像光学系の入射瞳位置に対して分散的に入
射することを特徴とする。
て、上記複数の屈折板の出射面から出射する分割された
レーザ光が結像光学系の入射瞳位置に対して分散的に入
射することを特徴とする。
【００１５】請求項４の発明は、請求項２の発明におい
て、上記複数の屈折板の出射面から出射する分割された
レーザ光が結像光学系の入射瞳位置の中心に集光して入
射することを特徴とする。
て、上記複数の屈折板の出射面から出射する分割された
レーザ光が結像光学系の入射瞳位置の中心に集光して入
射することを特徴とする。
【００１６】請求項５の発明は、プリンタヘッド筐体に
設けられた被加工用プレートにインク吐出孔を千鳥状に
形成するプリンタヘッドの製造装置において、レーザ光
を帯状のビーム形状に整形する整形光学系と、この整形
光学系からのレーザ光の光路上に配置され上記インク吐
出孔の配置状態に応じて複数の孔パターンが千鳥状に形
成されたマスクと、このマスクの上記レーザ光が入射す
る入射側に配設され上記マスクを照射するレーザ光を上
記孔パターンの数に応じて複数のビームに分割するとと
もに分割された各ビームをそれぞれ上記マスクの孔パタ
ーンの部分に照射させるシフト光学手段と、上記マスク
を通過したレーザ光を上記被加工用プレートに結像させ
る結像光学系とを具備したことを特徴とする。
設けられた被加工用プレートにインク吐出孔を千鳥状に
形成するプリンタヘッドの製造装置において、レーザ光
を帯状のビーム形状に整形する整形光学系と、この整形
光学系からのレーザ光の光路上に配置され上記インク吐
出孔の配置状態に応じて複数の孔パターンが千鳥状に形
成されたマスクと、このマスクの上記レーザ光が入射す
る入射側に配設され上記マスクを照射するレーザ光を上
記孔パターンの数に応じて複数のビームに分割するとと
もに分割された各ビームをそれぞれ上記マスクの孔パタ
ーンの部分に照射させるシフト光学手段と、上記マスク
を通過したレーザ光を上記被加工用プレートに結像させ
る結像光学系とを具備したことを特徴とする。
【００１７】それによって、レーザ光のビーム形状を、
マスクに千鳥状に形成された孔パターンの配置状態に応
じて拡大しなくとも、全体の孔パターンを照射すること
ができるため、レーザ光のエネルギの利用効率を低下さ
せることがない。
マスクに千鳥状に形成された孔パターンの配置状態に応
じて拡大しなくとも、全体の孔パターンを照射すること
ができるため、レーザ光のエネルギの利用効率を低下さ
せることがない。
【００１８】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、上記シフト光学手段は、レーザ光を透過させる材料
によって形成された厚さの異なる複数の屈折板からな
り、この各屈折板は、入射面及び出射面の傾きが等し
く、出射面から出射する分割されたレーザ光が結像光学
系の入射瞳位置に対して分散的に入射するように入射面
の傾き角度を設定したことを特徴とする。
て、上記シフト光学手段は、レーザ光を透過させる材料
によって形成された厚さの異なる複数の屈折板からな
り、この各屈折板は、入射面及び出射面の傾きが等し
く、出射面から出射する分割されたレーザ光が結像光学
系の入射瞳位置に対して分散的に入射するように入射面
の傾き角度を設定したことを特徴とする。
【００１９】請求項７の発明は、請求項５の発明におい
て、上記シフト光学手段は、レーザ光を透過させる材料
によって形成された厚さの異なる複数の屈折板からな
り、この各屈折板は、入射面及び出射面の一方又は両方
の傾きが異なり、出射面から出射する分割されたレーザ
光が結像光学系の入射瞳位置の中心に集光して入射する
ように入射面の傾き角度を設定したことを特徴とする。
て、上記シフト光学手段は、レーザ光を透過させる材料
によって形成された厚さの異なる複数の屈折板からな
り、この各屈折板は、入射面及び出射面の一方又は両方
の傾きが異なり、出射面から出射する分割されたレーザ
光が結像光学系の入射瞳位置の中心に集光して入射する
ように入射面の傾き角度を設定したことを特徴とする。
【００２０】それによって、各屈折板に入射して屈折し
たレーザ光は、各屈折板の厚さに応じて出射位置がずれ
ることで分割されるから、そのずれ量を屈折板の厚さに
よって設定することで、レーザ光のビーム形状を拡大し
なくとも、分割された各レーザ光によってマスクに形成
されたそれぞれの孔パターンの部分を照射できる。
たレーザ光は、各屈折板の厚さに応じて出射位置がずれ
ることで分割されるから、そのずれ量を屈折板の厚さに
よって設定することで、レーザ光のビーム形状を拡大し
なくとも、分割された各レーザ光によってマスクに形成
されたそれぞれの孔パターンの部分を照射できる。
【００２１】請求項８の発明は、請求項５の発明におい
て、上記シフト光学手段は、レーザ光を透過させる材料
によって板状に形成された同じ厚さの複数の屈折板から
なり、この各屈折板は、千鳥状に配置された上記マスク
の孔パターンの位置に応じて上記レーザ光の光軸に対し
異なる角度で傾斜して配置したことを特徴とする。
て、上記シフト光学手段は、レーザ光を透過させる材料
によって板状に形成された同じ厚さの複数の屈折板から
なり、この各屈折板は、千鳥状に配置された上記マスク
の孔パターンの位置に応じて上記レーザ光の光軸に対し
異なる角度で傾斜して配置したことを特徴とする。
【００２２】それによって、各屈折板に入射したレーザ
光は、その屈折板の傾斜角度に応じて屈折方向が異なる
から、レーザ光のビーム形状を、マスクに千鳥状に形成
された孔パターンの配置状態に応じて拡大しなくとも、
それぞれの孔パターンを照射することができる。
光は、その屈折板の傾斜角度に応じて屈折方向が異なる
から、レーザ光のビーム形状を、マスクに千鳥状に形成
された孔パターンの配置状態に応じて拡大しなくとも、
それぞれの孔パターンを照射することができる。
【００２３】請求項９の発明は、被加工物に孔を形成す
る孔加工装置において、レーザ光を帯状のビーム形状に
整形する整形光学系と、この整形光学系からのレーザ光
の光路上に配置され上記孔の配置状態に応じて複数の孔
パターンが千鳥状に形成されたマスクと、このマスクの
上記レーザ光が入射する入射側に配設され上記マスクを
照射するレーザ光を上記孔の数に応じて複数のビームに
分割するとともに分割された各ビームをそれぞれ上記マ
スクの孔パターンの部分に照射させるシフト光学手段
と、上記マスクを通過したレーザ光を上記被加工物に結
像させる結像光学系とを具備したことを特徴とする。
る孔加工装置において、レーザ光を帯状のビーム形状に
整形する整形光学系と、この整形光学系からのレーザ光
の光路上に配置され上記孔の配置状態に応じて複数の孔
パターンが千鳥状に形成されたマスクと、このマスクの
上記レーザ光が入射する入射側に配設され上記マスクを
照射するレーザ光を上記孔の数に応じて複数のビームに
分割するとともに分割された各ビームをそれぞれ上記マ
スクの孔パターンの部分に照射させるシフト光学手段
と、上記マスクを通過したレーザ光を上記被加工物に結
像させる結像光学系とを具備したことを特徴とする。
【００２４】それによって、レーザ光のビーム形状を、
マスクに千鳥状に形成された孔パターンの配置状態に応
じて拡大しなくとも、全体の孔パターンを照射すること
ができるため、レーザ光のエネルギの利用効率を低下さ
せることがない。
マスクに千鳥状に形成された孔パターンの配置状態に応
じて拡大しなくとも、全体の孔パターンを照射すること
ができるため、レーザ光のエネルギの利用効率を低下さ
せることがない。
【００２５】請求項１０の発明は、請求項９の発明にお
いて、上記シフト光学手段は、レーザ光を透過させる材
料によって形成された厚さの異なる複数の屈折板からな
り、この各屈折板は、入射面及び出射面の傾きが等し
く、出射面から出射する分割されたレーザ光が結像光学
系の入射瞳位置に対して分散的に入射するように入射面
の傾き角度を設定したことを特徴とする。
いて、上記シフト光学手段は、レーザ光を透過させる材
料によって形成された厚さの異なる複数の屈折板からな
り、この各屈折板は、入射面及び出射面の傾きが等し
く、出射面から出射する分割されたレーザ光が結像光学
系の入射瞳位置に対して分散的に入射するように入射面
の傾き角度を設定したことを特徴とする。
【００２６】請求項１１の発明は、請求項９の発明にお
いて、上記シフト光学手段は、レーザ光を透過させる材
料によって形成された厚さの異なる複数の屈折板からな
り、この各屈折板は、入射面及び出射面の一方又は両方
の傾きが異なり、出射面から出射する分割されたレーザ
光が結像光学系の入射瞳位置の中心に集光して入射する
ように入射面の傾き角度を設定したことを特徴とする。
いて、上記シフト光学手段は、レーザ光を透過させる材
料によって形成された厚さの異なる複数の屈折板からな
り、この各屈折板は、入射面及び出射面の一方又は両方
の傾きが異なり、出射面から出射する分割されたレーザ
光が結像光学系の入射瞳位置の中心に集光して入射する
ように入射面の傾き角度を設定したことを特徴とする。
【００２７】それによって、各屈折板に入射して屈折し
たレーザ光は、各屈折板の厚さに応じて出射位置がずれ
ることで分割されるから、そのずれ量を屈折板の厚さに
よって設定することで、レーザ光のビーム形状を拡大し
なくとも、分割された各レーザ光によってマスクに形成
されたそれぞれの孔パターンの部分を照射できる。
たレーザ光は、各屈折板の厚さに応じて出射位置がずれ
ることで分割されるから、そのずれ量を屈折板の厚さに
よって設定することで、レーザ光のビーム形状を拡大し
なくとも、分割された各レーザ光によってマスクに形成
されたそれぞれの孔パターンの部分を照射できる。
【００２８】請求項１２の発明は、請求項９の発明にお
いて、上記シフト光学手段は、レーザ光を透過させる材
料によって板状に形成された同じ厚さの複数の屈折板か
らなり、この各屈折板は、千鳥状に配置された上記マス
クの孔パターンの位置に応じて上記レーザ光の光軸に対
し異なる角度で傾斜して配置したことを特徴とする。
いて、上記シフト光学手段は、レーザ光を透過させる材
料によって板状に形成された同じ厚さの複数の屈折板か
らなり、この各屈折板は、千鳥状に配置された上記マス
クの孔パターンの位置に応じて上記レーザ光の光軸に対
し異なる角度で傾斜して配置したことを特徴とする。
【００２９】それによって、各屈折板に入射したレーザ
光は、その屈折板の傾斜角度に応じて屈折方向が異なる
から、レーザ光のビーム形状を、マスクに千鳥状に形成
された孔パターンの配置状態に応じて拡大しなくとも、
それぞれの孔パターンを照射することができる。
光は、その屈折板の傾斜角度に応じて屈折方向が異なる
から、レーザ光のビーム形状を、マスクに千鳥状に形成
された孔パターンの配置状態に応じて拡大しなくとも、
それぞれの孔パターンを照射することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図1乃至６を参照して説明する。図１はインクジェ
ットプリンタのオリフィス孔を形成するための孔加工装
置である、プリンタヘッドの製造装置の構成図である。
いて図1乃至６を参照して説明する。図１はインクジェ
ットプリンタのオリフィス孔を形成するための孔加工装
置である、プリンタヘッドの製造装置の構成図である。
【００３１】図中３０はエキシマレーザ発振器で、この
エキシマレーザ発振器３０は波長４００ｎｍ以下のパル
ス状のレーザ光を出力する。エキシマレーザ発振器３０
から出力されるレーザ光の光路上には、バリアブルアッ
テネータ３１、アップコリメータ３２、イメージローテ
ータ３３、ミラー３４が配置され、さらにこのミラー３
４の反射光路上には、アレイレンズ照明系３５、リレー
レンズ３９、マスク３６及び投影レンズ（結像レンズ）
３７が配置されている。
エキシマレーザ発振器３０は波長４００ｎｍ以下のパル
ス状のレーザ光を出力する。エキシマレーザ発振器３０
から出力されるレーザ光の光路上には、バリアブルアッ
テネータ３１、アップコリメータ３２、イメージローテ
ータ３３、ミラー３４が配置され、さらにこのミラー３
４の反射光路上には、アレイレンズ照明系３５、リレー
レンズ３９、マスク３６及び投影レンズ（結像レンズ）
３７が配置されている。
【００３２】一方、上記投影レンズ３７の光軸方向には
ｘステージ３８ａ、ｙステージ３８ｂ及びｚステージ３
８ｃが設けられ、このｚステージ３８ｃ上に被加工物と
してのオリフィスプレート（被加工用プレート）２０が
載置されるようになっている。
ｘステージ３８ａ、ｙステージ３８ｂ及びｚステージ３
８ｃが設けられ、このｚステージ３８ｃ上に被加工物と
してのオリフィスプレート（被加工用プレート）２０が
載置されるようになっている。
【００３３】ここで、上記アレイレンズ照明系３５から
リレーレンズ３９、マスク３６、投影レンズ３７にかけ
ての光学系の具体的な構成について図２を参照して説明
する。同図に示すようにレーザ光の光路上には、アレイ
レンズ照明系３５、リレーレンズ３９、マスク３６及び
投影レンズ３７が配置されている。
リレーレンズ３９、マスク３６、投影レンズ３７にかけ
ての光学系の具体的な構成について図２を参照して説明
する。同図に示すようにレーザ光の光路上には、アレイ
レンズ照明系３５、リレーレンズ３９、マスク３６及び
投影レンズ３７が配置されている。
【００３４】アレイレンズ照明系３５は、図２と図３に
示すように２つのシリンドリカルアレイレンズ３５ａ、
３５ｂを互いに垂直に交わる方向に間隔Ｌ０ をおいて
配置したものとなっている。
示すように２つのシリンドリカルアレイレンズ３５ａ、
３５ｂを互いに垂直に交わる方向に間隔Ｌ０ をおいて
配置したものとなっている。
【００３５】これらシリンドリカルアレイレンズ３５
ａ、３５ｂの各集光面４０（図２に示す）は、シリンド
リカルアレイレンズ３５ｂから距離Ｌ１ のところの同
一面に一致するようになっている。
ａ、３５ｂの各集光面４０（図２に示す）は、シリンド
リカルアレイレンズ３５ｂから距離Ｌ１ のところの同
一面に一致するようになっている。
【００３６】又、これらシリンドリカルアレイレンズ３
５ａ、３５ｂの集光面４０をリレーレンズ３９により投
影レンズ３７の入射瞳（絞り）４１の面に結像し、これ
により投影レンズ３７に対してテレセントリックな条件
が成立するようにアレイレンズ照明系３５、リレーレン
ズ３９、入射瞳４１、投影レンズ３７に対してマスク３
６が配置されている。
５ａ、３５ｂの集光面４０をリレーレンズ３９により投
影レンズ３７の入射瞳（絞り）４１の面に結像し、これ
により投影レンズ３７に対してテレセントリックな条件
が成立するようにアレイレンズ照明系３５、リレーレン
ズ３９、入射瞳４１、投影レンズ３７に対してマスク３
６が配置されている。
【００３７】このようなテレセントリックな光学系によ
りオリフィスプレート２０の板面に対して垂直な軸線を
有する逆テーパのオリフィス孔が形成されるものとな
る。上記マスク３６は、図４と図５に示すように細長い
長方形状に形成され、その長手方向にインクジェットプ
リンタのインク吐出孔であるオリフィス孔を形成するた
めに複数の円形開口３６ａが長手方向に所定のピッチ間
隔で千鳥状に形成されている。
りオリフィスプレート２０の板面に対して垂直な軸線を
有する逆テーパのオリフィス孔が形成されるものとな
る。上記マスク３６は、図４と図５に示すように細長い
長方形状に形成され、その長手方向にインクジェットプ
リンタのインク吐出孔であるオリフィス孔を形成するた
めに複数の円形開口３６ａが長手方向に所定のピッチ間
隔で千鳥状に形成されている。
【００３８】この実施の形態では、帯状の上記マスク３
６の長手方向に沿って所定間隔で、しかも二孔を一組と
し、各組の２つの円形開口３６ａが幅方向に位置をずら
して形成されている。なお、マスク３６に形成される各
組の円形開口３６ａの数は２つに限られず、３つ以上で
あってもよく、その点は限定されるところでない。
６の長手方向に沿って所定間隔で、しかも二孔を一組と
し、各組の２つの円形開口３６ａが幅方向に位置をずら
して形成されている。なお、マスク３６に形成される各
組の円形開口３６ａの数は２つに限られず、３つ以上で
あってもよく、その点は限定されるところでない。
【００３９】上記マスク３６に対してレーザ光を均一な
強度分布で照射するために、上記アップコリメータ３２
は、エキシマレーザ発振器３０から出力されたレーザ光
を、アレイレンズ３５ａ、３５ｂの矩形開口に合致する
ようビーム形状を変換する機能を有している。
強度分布で照射するために、上記アップコリメータ３２
は、エキシマレーザ発振器３０から出力されたレーザ光
を、アレイレンズ３５ａ、３５ｂの矩形開口に合致する
ようビーム形状を変換する機能を有している。
【００４０】又、アレイレンズ照明系３５及びリレーレ
ンズ３９の焦点距離とアレイレンズ照明系３５の幅によ
りマスク３６上でのレーザ光のビームサイズが決定され
るものとなっている。
ンズ３９の焦点距離とアレイレンズ照明系３５の幅によ
りマスク３６上でのレーザ光のビームサイズが決定され
るものとなっている。
【００４１】これらアレイレンズ照明系３５、リレーレ
ンズ３９、マスク３６及び投影レンズ３７の距離及び焦
点距離の関係を具体的に示すと次の通りとなる。
ンズ３９、マスク３６及び投影レンズ３７の距離及び焦
点距離の関係を具体的に示すと次の通りとなる。
【００４２】各シリンドリカルアレイレンズ３５ａ、３
５ｂの各焦点距離をｆ０ 、ｆ１、リレーレンズ３９の
焦点距離をｆ２ 、投影レンズの焦点距離をｆ３ 、各
シリンドリカルアレイレンズ３５ａ、３５ｂの単位アレ
イレンズの幅をＷ、これらシリンドリカルアレイレンズ
３５ａ、３５ｂの列数をＮ、アレイレンズ照明系３５に
よって決定されるレーザ光の矩形状のビームサイズをＸ
Ｙ、投影レンズ３７の倍率をＭとすると、図２に示すよ
うに各シリンドリカルアレイレンズ３５ａ、３５ｂの間
隔Ｌ０ は、 Ｌ０ ＝ｆ０ −ｆ１ …（１ ） となり、アレイレンズ照明系３５からその集光点までの
距離は、 Ｌ１ ＝ｆ１ …（２） となる。
５ｂの各焦点距離をｆ０ 、ｆ１、リレーレンズ３９の
焦点距離をｆ２ 、投影レンズの焦点距離をｆ３ 、各
シリンドリカルアレイレンズ３５ａ、３５ｂの単位アレ
イレンズの幅をＷ、これらシリンドリカルアレイレンズ
３５ａ、３５ｂの列数をＮ、アレイレンズ照明系３５に
よって決定されるレーザ光の矩形状のビームサイズをＸ
Ｙ、投影レンズ３７の倍率をＭとすると、図２に示すよ
うに各シリンドリカルアレイレンズ３５ａ、３５ｂの間
隔Ｌ０ は、 Ｌ０ ＝ｆ０ −ｆ１ …（１ ） となり、アレイレンズ照明系３５からその集光点までの
距離は、 Ｌ１ ＝ｆ１ …（２） となる。
【００４３】又、リレーレンズ３９の径ｄは、 ｄ＝Ｗ（Ｎ＋Ｌ２ ／Ｌ１ −１） …（３） となる。
【００４４】各シリンドリカルアレイレンズ３５ａ、３
５ｂの焦点距離ｆ０ 、ｆ１ は、 ｆ０ ＝ｆ２ ／Ｘ・Ｗ …（４） ｆ１ ＝ｆ２ ／Ｙ・Ｗ …（５） となる。
５ｂの焦点距離ｆ０ 、ｆ１ は、 ｆ０ ＝ｆ２ ／Ｘ・Ｗ …（４） ｆ１ ＝ｆ２ ／Ｙ・Ｗ …（５） となる。
【００４５】さらに、 Ｌ３ ＝ｆ２ …（６） ｆ２ ＝Ｗ（Ｎ−１）／ＮＡｉｎ／２ …（７） Ｌ２ ＝ｆ２ （ｆ２ ／Ｌ４ ＋１） …（ ８） ＮＡｉｎ＝ＮＡｏｕｔ ／Ｍ …（９ ） の関係となっている。
【００４６】投影レンズ３７の入射瞳４１の瞳径ＥＰＤ
は、 ＥＰＤ＝Ｌ４ ・ＮＡｉｎ・２ …（１０ ） により表される。
は、 ＥＰＤ＝Ｌ４ ・ＮＡｉｎ・２ …（１０ ） により表される。
【００４７】さらに、 ｆ３ ＝Ｌ（２＋Ｍ＋１／Ｍ） …（１１） Ｌ６ ＝（１＋Ｍ）・ｆ３ …（１２ ） Ｌ５ ＝ｆ３ …（１３ ） Ｌ４ ＝（１＋１／Ｍ）・ｆ３ −ｆ３ ＝ｆ３ ／Ｍ …（１４） の関係となっている。
【００４８】ここで、上記マスク３６はオリフィスプレ
ート２０及び上記投影レンズ３７に対して共役な位置関
係となるように配置されている。それによって、オリフ
ィスプレート２０にはマスク３６の孔形状が高精度に反
映して形成されることになる。
ート２０及び上記投影レンズ３７に対して共役な位置関
係となるように配置されている。それによって、オリフ
ィスプレート２０にはマスク３６の孔形状が高精度に反
映して形成されることになる。
【００４９】上記マスク３６のレーザ光が入射する側に
は、図４に示すように、マスク３６を照射するレーザ光
を、このマスク３６に形成された円形開口３６ａごとに
分割するシフト光学手段としてのシフト部材６１が配置
されている。
は、図４に示すように、マスク３６を照射するレーザ光
を、このマスク３６に形成された円形開口３６ａごとに
分割するシフト光学手段としてのシフト部材６１が配置
されている。
【００５０】上述したごとく、アレイレンズ照明系３５
及びリレーレンズ３９の焦点距離とアレイレンズ照明系
３５により所定の大きさのビームサイズに決定されるレ
ーザ光は、上記シフト部材６１によって図５に示すよう
にマスク３６の各円形開口３６ａに対応して矩形ビーム
Ｂに分割され、そして各矩形ビームＢは各円形開口３６
ａの部分を照射するようになっている。
及びリレーレンズ３９の焦点距離とアレイレンズ照明系
３５により所定の大きさのビームサイズに決定されるレ
ーザ光は、上記シフト部材６１によって図５に示すよう
にマスク３６の各円形開口３６ａに対応して矩形ビーム
Ｂに分割され、そして各矩形ビームＢは各円形開口３６
ａの部分を照射するようになっている。
【００５１】つまり、上記シフト部材６１は、石英など
のようなレーザ光を透過する材料によって図４に示すよ
うに、円形開口３６ａのピッチ間隔に対応する幅寸法で
矩形状に形成された厚さの異なる第１の屈折板６１ａと
第２の屈折板６１ｂとが幅方向側辺を接合させて交互
に、かつレーザ光の光軸に対して同じ角度で傾斜して配
置されている。すなわち、前記各屈折板６１ａ，６１ｂ
は、レーザ光の入射面及び出射面の傾きが等しく、か
つ、厚さが異なり、出射面から出射する分割されたレー
ザ光が上記投影レンズ３７の入射瞳４１の位置に対して
略平行、すなわち、分散的に入射するようになってい
る。
のようなレーザ光を透過する材料によって図４に示すよ
うに、円形開口３６ａのピッチ間隔に対応する幅寸法で
矩形状に形成された厚さの異なる第１の屈折板６１ａと
第２の屈折板６１ｂとが幅方向側辺を接合させて交互
に、かつレーザ光の光軸に対して同じ角度で傾斜して配
置されている。すなわち、前記各屈折板６１ａ，６１ｂ
は、レーザ光の入射面及び出射面の傾きが等しく、か
つ、厚さが異なり、出射面から出射する分割されたレー
ザ光が上記投影レンズ３７の入射瞳４１の位置に対して
略平行、すなわち、分散的に入射するようになってい
る。
【００５２】それによって、第１の屈折板６１ａと第２
の屈折板６１ｂとで屈折するレーザ光は、これら屈折板
の厚さの違いによって出射位置、つまりシフト量が異な
るから、各屈折板６１ａ，６１Ｂに対応する幅寸法の矩
形ビームＢに分割されてマスク３６に入射することにな
る。
の屈折板６１ｂとで屈折するレーザ光は、これら屈折板
の厚さの違いによって出射位置、つまりシフト量が異な
るから、各屈折板６１ａ，６１Ｂに対応する幅寸法の矩
形ビームＢに分割されてマスク３６に入射することにな
る。
【００５３】したがって、各屈折板６１ａ，６１ｂの厚
さによってシフト量を制御することで、分割された各矩
形ビームＢによって千鳥状に配置された２つで対をなす
それぞれの円形開口３６ａを照射することができる。
さによってシフト量を制御することで、分割された各矩
形ビームＢによって千鳥状に配置された２つで対をなす
それぞれの円形開口３６ａを照射することができる。
【００５４】図６に示すように、厚さｔの第１の屈折板
６１ａ又は第２の屈折板６１ｂに対するレーザ光の入射
角をθ１ 、出射角をθ２ とした場合、出射するレー
ザ光のシフト量Ｘは、 Ｘ＝ｔ／ｃｏｓ（θ２ ）・ｓｉｎ（θ１ −θ２ ） …（１ ５） で求めることができる。ただし、 θ１ ＝ｎ・ｓｉｎθ２ …（１６ ） である。なお、ｎは各屈折板６１ａ，６１ｂの屈折率で
あり、入射角θ１ はレーザ光の光軸に対する屈折板６
１ａ，６１ｂの傾斜角度によって決定される。したがっ
て、各屈折板６１ａ，６１ｂに対するレーザ光の入射角
度θ１ と、各屈折板６１ａ、６１ｂの厚さｔを設定す
ることで、各屈折板６１ａ，６１ｂから出射する矩形ビ
ームＢを、それぞれマスク３６の幅方向に位置をずらし
た一対の円形開口３６ａに照射することができる。
６１ａ又は第２の屈折板６１ｂに対するレーザ光の入射
角をθ１ 、出射角をθ２ とした場合、出射するレー
ザ光のシフト量Ｘは、 Ｘ＝ｔ／ｃｏｓ（θ２ ）・ｓｉｎ（θ１ −θ２ ） …（１ ５） で求めることができる。ただし、 θ１ ＝ｎ・ｓｉｎθ２ …（１６ ） である。なお、ｎは各屈折板６１ａ，６１ｂの屈折率で
あり、入射角θ１ はレーザ光の光軸に対する屈折板６
１ａ，６１ｂの傾斜角度によって決定される。したがっ
て、各屈折板６１ａ，６１ｂに対するレーザ光の入射角
度θ１ と、各屈折板６１ａ、６１ｂの厚さｔを設定す
ることで、各屈折板６１ａ，６１ｂから出射する矩形ビ
ームＢを、それぞれマスク３６の幅方向に位置をずらし
た一対の円形開口３６ａに照射することができる。
【００５５】つまり、マスク３６に円形開口３６ａが千
鳥状に形成されることで、２つで組をなす一対の上記円
形開口３６ａがマスク３６の幅方向にずれていても、こ
れら円形開口３６ａをレーザ光のビーム形状を拡大する
ことなく、確実に照射することができる。
鳥状に形成されることで、２つで組をなす一対の上記円
形開口３６ａがマスク３６の幅方向にずれていても、こ
れら円形開口３６ａをレーザ光のビーム形状を拡大する
ことなく、確実に照射することができる。
【００５６】一方、図１に示す微細加工コントローラ４
８は、孔加工装置の全体を制御するもので、次の各機能
を有している。すなわち微細加工コントローラ４８は、
エキシマレーザ発振器３０に対してレーザ制御信号（ト
リガ信号）を送出し、エキシマレーザ発振器３０の動作
制御を行う機能を有している。
８は、孔加工装置の全体を制御するもので、次の各機能
を有している。すなわち微細加工コントローラ４８は、
エキシマレーザ発振器３０に対してレーザ制御信号（ト
リガ信号）を送出し、エキシマレーザ発振器３０の動作
制御を行う機能を有している。
【００５７】又、微細加工コントローラ４８は、イメー
ジローテータ３３に対して回転速度制御信号を送出し、
例えばオリフィスプレート２０の孔開け加工に必要な約
２００パルスのレーザ光の照射の間にイメージローテー
タ３３を連続して回転させる機能を有している。
ジローテータ３３に対して回転速度制御信号を送出し、
例えばオリフィスプレート２０の孔開け加工に必要な約
２００パルスのレーザ光の照射の間にイメージローテー
タ３３を連続して回転させる機能を有している。
【００５８】又、微細加工コントローラ４８は、バリア
ブルアッテネータ３１に対してフルエンス制御信号を送
出し、エキシマレーザ発振器３０から出力されるレーザ
光のパルス数に応じてレーザ光の出力強度を調整する機
能を有している。
ブルアッテネータ３１に対してフルエンス制御信号を送
出し、エキシマレーザ発振器３０から出力されるレーザ
光のパルス数に応じてレーザ光の出力強度を調整する機
能を有している。
【００５９】又、微細加工コントローラ４８は、オート
フォーカスユニット４９に対してフォーカス制御信号を
送出し、マスク像をオリフィスプレート２０に結像させ
る機能を有している。
フォーカスユニット４９に対してフォーカス制御信号を
送出し、マスク像をオリフィスプレート２０に結像させ
る機能を有している。
【００６０】このオートフォーカスユニット４９には、
カメラ５０が接続され、このカメラ５０により撮像され
るオリフィスプレート２０上のマスク像に基づいてフォ
ーカスのずれを求め、このフォーカスのずれを無くす駆
動信号をｚドライバ５１に送出する機能を有している。
このｚドライバ５１は、オートフォーカスユニット４９
からの駆動信号に従ってｚステージ３８ｃを動作させる
機能を有している。
カメラ５０が接続され、このカメラ５０により撮像され
るオリフィスプレート２０上のマスク像に基づいてフォ
ーカスのずれを求め、このフォーカスのずれを無くす駆
動信号をｚドライバ５１に送出する機能を有している。
このｚドライバ５１は、オートフォーカスユニット４９
からの駆動信号に従ってｚステージ３８ｃを動作させる
機能を有している。
【００６１】又、微細加工コントローラ４８は、ｘｙド
ライバ５２に対して位置制御信号を送出し、マスク像を
オリフィスプレート２０上に投影させるようにｘｙテー
ブル３８ａ、３８ｂを動作させる機能を有している。
ライバ５２に対して位置制御信号を送出し、マスク像を
オリフィスプレート２０上に投影させるようにｘｙテー
ブル３８ａ、３８ｂを動作させる機能を有している。
【００６２】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。
いて説明する。
【００６３】エキシマレーザ発振器３０から出力された
パルス状のレーザ光は、先ず、バリアブルアッテネータ
３１に入射して出力強度が調整される。次に、アップコ
リメータ３２は、バリアブルアッテネータ３１から出射
されたレーザ光を、マスク３６上の全ての円形開口３６
ａを覆うように帯状のビームに変換し、イメージローテ
ータ３３に送る。
パルス状のレーザ光は、先ず、バリアブルアッテネータ
３１に入射して出力強度が調整される。次に、アップコ
リメータ３２は、バリアブルアッテネータ３１から出射
されたレーザ光を、マスク３６上の全ての円形開口３６
ａを覆うように帯状のビームに変換し、イメージローテ
ータ３３に送る。
【００６４】このイメージローテータ３３は、エキシマ
レーザ発振器３０から出力されるレーザ光が不均一な強
度分布を有しているので、上記イメージローテータ３３
を例えばオリフィスプレート２０の孔開け加工に必要な
約２００パルスのレーザ光の照射の間に連続して回転さ
せ、アレイレンズ照明系３５の入射面でレーザ光を回転
対称な強度分布に形成する。
レーザ発振器３０から出力されるレーザ光が不均一な強
度分布を有しているので、上記イメージローテータ３３
を例えばオリフィスプレート２０の孔開け加工に必要な
約２００パルスのレーザ光の照射の間に連続して回転さ
せ、アレイレンズ照明系３５の入射面でレーザ光を回転
対称な強度分布に形成する。
【００６５】このイメージローテータ３３から出射され
るレーザ光は、ミラー３４で反射し、アレイレンズ照明
系３５に入射する。このレーザ光は、アレイレンズ照明
系３５の２つのシリンドリカルアレイレンズ３５ａ、３
５ｂによって集光面４０に集光され、さらにリレーレン
ズ３９によりマスク３６に照射される。
るレーザ光は、ミラー３４で反射し、アレイレンズ照明
系３５に入射する。このレーザ光は、アレイレンズ照明
系３５の２つのシリンドリカルアレイレンズ３５ａ、３
５ｂによって集光面４０に集光され、さらにリレーレン
ズ３９によりマスク３６に照射される。
【００６６】そして、アレイレンズ照明系３５の集光面
４０はリレーレンズ３９により投影レンズ３７の入射瞳
４１の面に結像されるので、レーザ光が投影レンズ３７
を通してオリフィスプレート２０に投影されることによ
り、オリフィスプレート２０にはオリフィス孔が形成さ
れる。
４０はリレーレンズ３９により投影レンズ３７の入射瞳
４１の面に結像されるので、レーザ光が投影レンズ３７
を通してオリフィスプレート２０に投影されることによ
り、オリフィスプレート２０にはオリフィス孔が形成さ
れる。
【００６７】上記マスク３６の入射側には、シフト部材
６１が配置されている。このシフト部材６１は厚さの異
なる第１の屈折板６１ａと第２の屈折板６１ｂとが交互
に接合配置されてなり、各屈折板に入射したレーザ光の
シフト量Ｘをその厚さｔとレーザ光の光軸に対する傾き
角度θ１ によって設定している。
６１が配置されている。このシフト部材６１は厚さの異
なる第１の屈折板６１ａと第２の屈折板６１ｂとが交互
に接合配置されてなり、各屈折板に入射したレーザ光の
シフト量Ｘをその厚さｔとレーザ光の光軸に対する傾き
角度θ１ によって設定している。
【００６８】そのため、図４に示すように、各屈折板６
１ａ，６１ｂによって分割されて出射した矩形ビームＢ
はマスク３６の幅方向にずれて千鳥状に配置形成された
２つで対をなす円形開口３６ａをそれぞれ確実に照射す
ることになる。
１ａ，６１ｂによって分割されて出射した矩形ビームＢ
はマスク３６の幅方向にずれて千鳥状に配置形成された
２つで対をなす円形開口３６ａをそれぞれ確実に照射す
ることになる。
【００６９】つまり、マスク３６に円形開口３６ａが幅
方向に位置をずらして千鳥状に形成されていても、レー
ザ光のビーム形状を円形開口３６ａの幅方向のずれに応
じて拡大せずに、すべての円形開口３６ａを照射するこ
とが可能となるから、レーザ光の単位面積当たりのエネ
ルギ密度を低下させることがない。
方向に位置をずらして千鳥状に形成されていても、レー
ザ光のビーム形状を円形開口３６ａの幅方向のずれに応
じて拡大せずに、すべての円形開口３６ａを照射するこ
とが可能となるから、レーザ光の単位面積当たりのエネ
ルギ密度を低下させることがない。
【００７０】言い換えれば、レーザ光のビーム形状を拡
大すると、所定の強度のレーザ光を得るためにエキシマ
レーザ３０の出力を増大させなければならないが、この
発明のようにシフト部材６１を用いれば、レーザ光のビ
ーム形状を拡大せずにすむため、エキシマレーザ３０の
出力を増大させずにすむ。つまり、エネルギの利用効率
が向上する。
大すると、所定の強度のレーザ光を得るためにエキシマ
レーザ３０の出力を増大させなければならないが、この
発明のようにシフト部材６１を用いれば、レーザ光のビ
ーム形状を拡大せずにすむため、エキシマレーザ３０の
出力を増大させずにすむ。つまり、エネルギの利用効率
が向上する。
【００７１】なお、シフト部材６１の第１の屈折板６１
ａと第２の屈折板６１ｂとは別体としたが、一枚の部材
によって一体形成してもよく、、あるいは別体形成した
のち、幅方向側面を接合固定して一体化してもよい。
ａと第２の屈折板６１ｂとは別体としたが、一枚の部材
によって一体形成してもよく、、あるいは別体形成した
のち、幅方向側面を接合固定して一体化してもよい。
【００７２】図７はこの発明のプリンタヘッドの製造方
法を示す工程図である。まず、同図（ａ）に示すように
インクジェットプリンタのヘッド１０１に接着剤１１１
を塗布したならば、そこに同図（ｂ）に示すように被加
工用プレートとしての高分子材料からなるポリイミドシ
ート１１２を接着する。なお、被加工用プレートはポリ
イミドシート１１２に限られず、ポリサルフォンなどを
用いてもよい。
法を示す工程図である。まず、同図（ａ）に示すように
インクジェットプリンタのヘッド１０１に接着剤１１１
を塗布したならば、そこに同図（ｂ）に示すように被加
工用プレートとしての高分子材料からなるポリイミドシ
ート１１２を接着する。なお、被加工用プレートはポリ
イミドシート１１２に限られず、ポリサルフォンなどを
用いてもよい。
【００７３】つぎに、上記ヘッド１０１を図１に示すｚ
ステージ３８ｃ上に位置決め載置したのち、同図（ｃ）
に示すように上記ポリイミドシート１１２にマスク３６
および投影レンズ３７（共に図１に示す）を通過したレ
ーザ光を照射する。それによって、同図（ｄ）に示すよ
うに上記ポリイミドシート１１２に所望する形状のオリ
フィス孔１１２ａを高精度に加工することができる。
ステージ３８ｃ上に位置決め載置したのち、同図（ｃ）
に示すように上記ポリイミドシート１１２にマスク３６
および投影レンズ３７（共に図１に示す）を通過したレ
ーザ光を照射する。それによって、同図（ｄ）に示すよ
うに上記ポリイミドシート１１２に所望する形状のオリ
フィス孔１１２ａを高精度に加工することができる。
【００７４】図８はこの発明のシフト光学手段の変形例
を示す実施の形態である。この実施の形態では、マスク
３６の入射側にレーザ光を透過する石英などの材料によ
って矩形状に形成された複数の屈折板７１が、マスク３
６に千鳥状に形成された対をなす２つの円形開口３６ａ
に対し、レーザ光の光軸を基準にしてそれぞれ異なる角
度で傾斜して配置されている。
を示す実施の形態である。この実施の形態では、マスク
３６の入射側にレーザ光を透過する石英などの材料によ
って矩形状に形成された複数の屈折板７１が、マスク３
６に千鳥状に形成された対をなす２つの円形開口３６ａ
に対し、レーザ光の光軸を基準にしてそれぞれ異なる角
度で傾斜して配置されている。
【００７５】この実施の形態では、図８に示すように、
隣り合う一対の屈折板７１は異なる方向に傾斜するよう
角度をずらして配置されている。それによって、アレイ
レンズ照明系３５から所定のビーム形状で出射するレー
ザ光は、各屈折板７１の傾斜角度の差に応じたシフト量
でシフトして分割されるから、分割された矩形状の各分
割ビームＢによってマスク３６の幅方向に位置がずれた
一対の円形開口３６ａをそれぞれ照射することができ
る。
隣り合う一対の屈折板７１は異なる方向に傾斜するよう
角度をずらして配置されている。それによって、アレイ
レンズ照明系３５から所定のビーム形状で出射するレー
ザ光は、各屈折板７１の傾斜角度の差に応じたシフト量
でシフトして分割されるから、分割された矩形状の各分
割ビームＢによってマスク３６の幅方向に位置がずれた
一対の円形開口３６ａをそれぞれ照射することができ
る。
【００７６】すなわち、この実施の形態では、各屈折板
７１の厚さは同じであるが、傾斜角度によって出射する
レーザ光のシフト量を変えるようにしたので、上記一実
施の形態と同様、ビーム形状を拡大せずに、マスク３６
に形成されたすべての円形開口３６ａを照射することが
できる。
７１の厚さは同じであるが、傾斜角度によって出射する
レーザ光のシフト量を変えるようにしたので、上記一実
施の形態と同様、ビーム形状を拡大せずに、マスク３６
に形成されたすべての円形開口３６ａを照射することが
できる。
【００７７】この実施の形態では各屈折板７１を分割形
成したが、図９に示すように基板７２の端部に複数の屈
折板７１を所定間隔で一体形成するようにしてもよい。
そして、２枚の基板７２を、各屈折板７１がレーザ光の
光軸に対して異なる傾斜角度になるよう配置するように
してもよい。このように、複数の屈折板７１を一体形成
することで、これら屈折板７１の配置を容易かつ正確に
行うことが可能となる。
成したが、図９に示すように基板７２の端部に複数の屈
折板７１を所定間隔で一体形成するようにしてもよい。
そして、２枚の基板７２を、各屈折板７１がレーザ光の
光軸に対して異なる傾斜角度になるよう配置するように
してもよい。このように、複数の屈折板７１を一体形成
することで、これら屈折板７１の配置を容易かつ正確に
行うことが可能となる。
【００７８】次にこの発明のシフト光学手段をさらに改
良した変形例を示す実施の形態について述べる。なお、
この実施の形態は、オリフィスプレート２０の板面に対
して垂直な軸線を有する逆テーパのオリフィス孔を、プ
レート２０の長手方向に沿って所定間隔で、しかもオリ
フィス孔の三孔を一組とし、各組のそれぞれのオリフィ
ス孔がプレート２０の幅方向に位置をずらして千鳥状に
形成する場合を例として述べる。
良した変形例を示す実施の形態について述べる。なお、
この実施の形態は、オリフィスプレート２０の板面に対
して垂直な軸線を有する逆テーパのオリフィス孔を、プ
レート２０の長手方向に沿って所定間隔で、しかもオリ
フィス孔の三孔を一組とし、各組のそれぞれのオリフィ
ス孔がプレート２０の幅方向に位置をずらして千鳥状に
形成する場合を例として述べる。
【００７９】図１０はこの実施の形態で使用するマスク
３６１の形状と円形開口３６１ａの位置と照射する矩形
ビームＣの関係を示している。マスク３６１の円形開口
３６１ａは、オリフィスプレート２０に形成するオリフ
ィス孔に対応して、マスク３６１の長手方向に沿って所
定間隔で、しかも三孔を一組とし、各組毎にマスク３６
１の幅方向に位置をずらして千鳥状に形成している。
３６１の形状と円形開口３６１ａの位置と照射する矩形
ビームＣの関係を示している。マスク３６１の円形開口
３６１ａは、オリフィスプレート２０に形成するオリフ
ィス孔に対応して、マスク３６１の長手方向に沿って所
定間隔で、しかも三孔を一組とし、各組毎にマスク３６
１の幅方向に位置をずらして千鳥状に形成している。
【００８０】そして、図１１に示すように、入射するレ
ーザ光をシフト光学手段であるシフト部材８１により分
割し、この分割したレーザ光を上記マスク３６１の各円
形開口３６１ａ及び投影レンズ３７を通してオリフィス
プレート２０のオリフィス孔形成位置にそれぞれ照射す
るようになっている。
ーザ光をシフト光学手段であるシフト部材８１により分
割し、この分割したレーザ光を上記マスク３６１の各円
形開口３６１ａ及び投影レンズ３７を通してオリフィス
プレート２０のオリフィス孔形成位置にそれぞれ照射す
るようになっている。
【００８１】上記シフト部材８１としては、石英などの
レーザ光を透過する材料からなり、レーザ光の入射面の
傾きがそれぞれ異なるとともに出射面の傾きが互いに等
しく、かつ厚さの異なる第１、第２、第３の屈折板８１
ａ，８１ｂ，８１ｃを幅方向側辺を接合させて交互に配
置したものを使用している。
レーザ光を透過する材料からなり、レーザ光の入射面の
傾きがそれぞれ異なるとともに出射面の傾きが互いに等
しく、かつ厚さの異なる第１、第２、第３の屈折板８１
ａ，８１ｂ，８１ｃを幅方向側辺を接合させて交互に配
置したものを使用している。
【００８２】前記第１、第３の屈折板８１ａ，８１ｃは
入射面と出射面の傾きが平行で無く、第１の屈折板８１
ａは上側の厚さが下側の厚さよりも厚いウエッジ形状を
為し、また、第３の屈折板８１ｃは下側の厚さが上側の
厚さよりも厚いウエッジ形状を為している。また、第２
の屈折板８１ｂは厚さが一定で入射面と出射面の傾きが
等しい形状を為している。
入射面と出射面の傾きが平行で無く、第１の屈折板８１
ａは上側の厚さが下側の厚さよりも厚いウエッジ形状を
為し、また、第３の屈折板８１ｃは下側の厚さが上側の
厚さよりも厚いウエッジ形状を為している。また、第２
の屈折板８１ｂは厚さが一定で入射面と出射面の傾きが
等しい形状を為している。
【００８３】この各屈折板８１ａ，８１ｂ，８１ｃのレ
ーザ光の光軸に対する入射面の傾きの角度は、各屈折板
８１ａ，８１ｂ，８１ｃの出射面から出射する分割され
たレーザ光がマスク３６１の各円形開口３６１ａを介し
て投影レンズ３７の入射瞳４１の中心位置に集光するよ
うに設定されている。
ーザ光の光軸に対する入射面の傾きの角度は、各屈折板
８１ａ，８１ｂ，８１ｃの出射面から出射する分割され
たレーザ光がマスク３６１の各円形開口３６１ａを介し
て投影レンズ３７の入射瞳４１の中心位置に集光するよ
うに設定されている。
【００８４】なお、シフト部材８１を形成する各屈折板
としては、必ずしも入射面の傾きのみが異なるものに限
らず、出射面の傾きのみが異なるものであっても、ある
いは、入射面及び出射面の両方の傾きが異なるものであ
ってもよく、要は、各屈折板の出射面から出射する分割
されたレーザ光が投影レンズ３７の入射瞳４１の中心位
置に集光するように設定されていればよい。
としては、必ずしも入射面の傾きのみが異なるものに限
らず、出射面の傾きのみが異なるものであっても、ある
いは、入射面及び出射面の両方の傾きが異なるものであ
ってもよく、要は、各屈折板の出射面から出射する分割
されたレーザ光が投影レンズ３７の入射瞳４１の中心位
置に集光するように設定されていればよい。
【００８５】図１２は第１の屈折板８１ａの入射面に入
射したレーザ光が分割され、投影レンズ４１の入射瞳４
１の中心に集光するときの角度や位置の関係を示した図
である。図に示すように、レーザ光の屈折板８１ａの入
射面に対するレーザ光の入射角をθ１、屈折角をθ２、
また、出射面に対するレーザ光の入射角をθ３、屈折角
をθ４、屈折板８１ａのウエッジ角をθＷ、屈折板８１
ａの出射面の傾斜角をθ Ｓ、屈折板８１ａの出射面から
入射瞳４１の中心への入射角をθ５、屈折板８１ａの中
心板厚をｔ、屈折板８１ａの屈折率をｎ、屈折板８１ａ
の出射面でのシフト量をＨ１、マスク３６１の位置での
シフト量をＨ２、屈折板８１ａの出射面とマスク３６１
との距離をＬ１、マスク３６１と投影レンズ３７の入射
瞳４１との距離をＬ２とすると、 θ２＝arcsin（sin（θ１）／ｎ） …（１７ ） θ３＝θＷ＋θ２ …（１８ ） θ４＝arcsin（ｎ・sin（θ３）） …（１９ ） θ５＝θ４−θＳ …（２０ ） Ｈ１＝ｔ・sin（θ１−θ２）／cos（θＷ＋θ２） …（２ １） Ｈ２＝Ｌ２・Ｈ１／（Ｌ１＋Ｌ２） …（２ ２） の関係が得られる。なお、この関係は、第２、第３の屈
折板８１ｂ，８１ｃについても同様である。
射したレーザ光が分割され、投影レンズ４１の入射瞳４
１の中心に集光するときの角度や位置の関係を示した図
である。図に示すように、レーザ光の屈折板８１ａの入
射面に対するレーザ光の入射角をθ１、屈折角をθ２、
また、出射面に対するレーザ光の入射角をθ３、屈折角
をθ４、屈折板８１ａのウエッジ角をθＷ、屈折板８１
ａの出射面の傾斜角をθ Ｓ、屈折板８１ａの出射面から
入射瞳４１の中心への入射角をθ５、屈折板８１ａの中
心板厚をｔ、屈折板８１ａの屈折率をｎ、屈折板８１ａ
の出射面でのシフト量をＨ１、マスク３６１の位置での
シフト量をＨ２、屈折板８１ａの出射面とマスク３６１
との距離をＬ１、マスク３６１と投影レンズ３７の入射
瞳４１との距離をＬ２とすると、 θ２＝arcsin（sin（θ１）／ｎ） …（１７ ） θ３＝θＷ＋θ２ …（１８ ） θ４＝arcsin（ｎ・sin（θ３）） …（１９ ） θ５＝θ４−θＳ …（２０ ） Ｈ１＝ｔ・sin（θ１−θ２）／cos（θＷ＋θ２） …（２ １） Ｈ２＝Ｌ２・Ｈ１／（Ｌ１＋Ｌ２） …（２ ２） の関係が得られる。なお、この関係は、第２、第３の屈
折板８１ｂ，８１ｃについても同様である。
【００８６】このような関係を満足することで、マスク
３６１の各円形開口３６１ａを通過したレーザ光は、投
影レンズ３７の入射瞳４１の中心に集光するようにな
る。従って、投影レンズ３７からオリフィスプレート２
０に照射する分割された各レーザ光は全てオリフィスプ
レート２０の面に垂直に入射される。
３６１の各円形開口３６１ａを通過したレーザ光は、投
影レンズ３７の入射瞳４１の中心に集光するようにな
る。従って、投影レンズ３７からオリフィスプレート２
０に照射する分割された各レーザ光は全てオリフィスプ
レート２０の面に垂直に入射される。
【００８７】これによりオリフィスプレート２０に形成
されるオリフィス孔２０ａは全てオリフィスプレート面
に垂直に形成されることになる。すなわち、さらに良好
なオリフィス孔２０ａの形成ができる。
されるオリフィス孔２０ａは全てオリフィスプレート面
に垂直に形成されることになる。すなわち、さらに良好
なオリフィス孔２０ａの形成ができる。
【００８８】なお、この実施の形態においてもレーザ光
はシフト部材８１により分割されてマスク３６１の各円
形開口３６１ａ毎に矩形状に照射されるので、マスク３
６１に円形開口３６１ａが幅方向に位置をずらして千鳥
状に形成されていても、レーザ光のビーム形状を拡大せ
ずに、すべての円形開口３６１ａを照射することが可能
となるから、レーザ光の単位面積当たりのエネルギ密度
を低下させることがない。従って、レーザ光のビーム形
状を拡大せずにすむため、エネルギの利用効率を向上さ
せることができる。なお、この発明は上記各実施の形態
に限定されるものではなく、種々変形可能である。
はシフト部材８１により分割されてマスク３６１の各円
形開口３６１ａ毎に矩形状に照射されるので、マスク３
６１に円形開口３６１ａが幅方向に位置をずらして千鳥
状に形成されていても、レーザ光のビーム形状を拡大せ
ずに、すべての円形開口３６１ａを照射することが可能
となるから、レーザ光の単位面積当たりのエネルギ密度
を低下させることがない。従って、レーザ光のビーム形
状を拡大せずにすむため、エネルギの利用効率を向上さ
せることができる。なお、この発明は上記各実施の形態
に限定されるものではなく、種々変形可能である。
【００８９】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、マ
スクに千鳥状に形成された孔パターンを、レーザ光のビ
ーム形状を拡大せずに照射することができるから、レー
ザ光のエネルギの利用効率を高めることができる。
スクに千鳥状に形成された孔パターンを、レーザ光のビ
ーム形状を拡大せずに照射することができるから、レー
ザ光のエネルギの利用効率を高めることができる。
【図１】本発明に係わる孔加工装置の一実施の形態を示
す構成図。
す構成図。
【図２】同じくアレイレンズ照明系からマスク、投影レ
ンズにかけての具体的な構成図。
ンズにかけての具体的な構成図。
【図３】同じくアレイレンズ照明系の一部の構成図。
【図４】同じくシフト部材とマスクとの配置状態の斜視
図。
図。
【図５】同じくシフト部材によって分割された分割ビー
ムがマスクを照射する状態を示す平面図。
ムがマスクを照射する状態を示す平面図。
【図６】同じくシフト部材を通過したレーザ光のシフト
量を説明するための図。
量を説明するための図。
【図７】この発明のプリンタヘッドを製造するための工
程図。
程図。
【図８】本発明の他の実施の形態を示す屈折板とマスク
との配置状態の斜視図。
との配置状態の斜視図。
【図９】本発明の他の実施の形態の変形例を示す図。
【図１０】本発明の他の実施の形態を示し、シフト部材
によって分割された分割ビームがマスクを照射する状態
を示す平面図。
によって分割された分割ビームがマスクを照射する状態
を示す平面図。
【図１１】同じくシフト部材によって分割された分割ビ
ームがマスク及び投影レンズの入射瞳を通してオリフィ
スプレートに照射する光路を示す図。
ームがマスク及び投影レンズの入射瞳を通してオリフィ
スプレートに照射する光路を示す図。
【図１２】同じくシフト部材によって分割された分割ビ
ームが投影レンズの入射瞳の中心位置に集光する角度や
位置の関係を示す図。
ームが投影レンズの入射瞳の中心位置に集光する角度や
位置の関係を示す図。
【図１３】従来におけるインクジェットプリンタのオリ
フィス孔の加工方法を説明するための図。
フィス孔の加工方法を説明するための図。
【図１４】同オリフィス孔でのインク吐出しに必要な条
件を説明するための図。
件を説明するための図。
【図１５】従来におけるインクジェットプリンタのオリ
フィス孔加工の課題を説明するための図。
フィス孔加工の課題を説明するための図。
２０…オリフィスプレート、 ３０…エキシマレーザ発振器、 ３１…バリアブルアッテネータ、 ３２…アップコリメータ、 ３３…イメージローテータ、 ３５…アレイレンズ照明系、 ３６…マスク、 ３６ａ…円形開口（孔パターン） ３７…投影レンズ、 ６１…シフト部材、 ６１ａ，６１ｂ…屈折部、 ７１…屈折板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 伊左雄 静岡県三島市南町６番78号 東芝テック株 式会社三島事業所内 (72)発明者 下里 正志 静岡県三島市南町６番78号 東芝テック株 式会社三島事業所内 Ｆターム(参考） 2C057 AF24 AF93 AG02 AG15 AP13 AP23 4E068 AF01 CD03 CD05 CD08 CD10 DA09
Claims (12)
- 【請求項１】 複数のインク溝が形成されたプリントヘ
ッド筐体に対して高分子材料からなる被加工用プレート
を接着する工程と、 レーザ光を所定のビーム形状に整形する工程と、 上記被加工用プレートの開口させる形状に対応して千鳥
状に孔パターンが形成されたマスクに上記レーザ光を通
す工程と、 このレーザ光を通す工程の前に上記孔パターンに対応し
て上記レーザ光を分割する工程と、 上記マスクを通った上記レーザ光を結像光学系で上記被
加工用プレートに結像しこの被加工用プレートを上記開
口させる工程とを具備したことを特徴とするプリンタヘ
ッドの製造方法。 - 【請求項２】 上記レーザ光を分割する工程は、複数の
屈折板に上記レーザ光を通すことによって行われること
を特徴とする請求項１記載のプリンタヘッドの製造方
法。 - 【請求項３】 上記複数の屈折板の出射面から出射する
分割されたレーザ光が結像光学系の入射瞳位置に分散的
に入射することを特徴とする請求項２記載のプリンタヘ
ッドの製造方法。 - 【請求項４】 上記複数の屈折板の出射面から出射する
分割されたレーザ光が結像光学系の入射瞳位置の中心に
集光して入射することを特徴とする請求項２記載のプリ
ンタヘッドの製造方法。 - 【請求項５】 プリンタヘッド筐体に設けられた被加工
用プレートにインク吐出孔を千鳥状に形成するプリンタ
ヘッドの製造装置において、 レーザ光を帯状のビーム形状に整形する整形光学系と、 この整形光学系からのレーザ光の光路上に配置され上記
インク吐出孔の配置状態に応じて複数の孔パターンが千
鳥状に形成されたマスクと、 このマスクの上記レーザ光が入射する入射側に配設され
上記マスクを照射するレーザ光を上記孔パターンの数に
応じて複数のビームに分割するとともに分割された各ビ
ームをそれぞれ上記マスクの孔パターンの部分に照射さ
せるシフト光学手段と、 上記マスクを通過したレーザ光を上記被加工用プレート
に結像させる結像光学系とを具備したことを特徴とする
プリンタヘッドの製造装置。 - 【請求項６】 上記シフト光学手段は、レーザ光を透過
させる材料によって形成された厚さの異なる複数の屈折
板からなり、この各屈折板は、入射面及び出射面の傾き
が等しく、出射面から出射する分割されたレーザ光が結
像光学系の入射瞳位置に対して分散的に入射するように
入射面の傾き角度を設定したことを特徴とする請求項５
記載のプリンタヘッドの製造装置。 - 【請求項７】 上記シフト光学手段は、レーザ光を透過
させる材料によって形成された厚さの異なる複数の屈折
板からなり、この各屈折板は、入射面及び出射面の一方
又は両方の傾きが異なり、出射面から出射する分割され
たレーザ光が結像光学系の入射瞳位置の中心に集光して
入射するように入射面の傾き角度を設定したことを特徴
とする請求項５記載のプリンタヘッドの製造装置。 - 【請求項８】 上記シフト光学手段は、レーザ光を透過
させる材料によって板状に形成された同じ厚さの複数の
屈折板からなり、この各屈折板は、千鳥状に配置された
上記マスクの孔パターンの位置に応じて上記レーザ光の
光軸に対し異なる角度で傾斜して配置したことを特徴と
する請求項５記載のプリンタヘッドの製造装置。 - 【請求項９】 被加工物に孔を形成する孔加工装置にお
いて、 レーザ光を帯状のビーム形状に整形する整形光学系と、 この整形光学系からのレーザ光の光路上に配置され上記
孔の配置状態に応じて複数の孔パターンが千鳥状に形成
されたマスクと、 このマスクの上記レーザ光が入射する入射側に配設され
上記マスクを照射するレーザ光を上記孔の数に応じて複
数のビームに分割するとともに分割された各ビームをそ
れぞれ上記マスクの孔パターンの部分に照射させるシフ
ト光学手段と、 上記マスクを通過したレーザ光を上記被加工物に結像さ
せる結像光学系とを具備したことを特徴とする孔加工装
置。 - 【請求項１０】 上記シフト光学手段は、レーザ光を透
過させる材料によって形成された厚さの異なる複数の屈
折板からなり、この各屈折板は、入射面及び出射面の傾
きが等しく、出射面から出射する分割されたレーザ光が
結像光学系の入射瞳位置に対して分散的に入射するよう
に入射面の傾き角度を設定したことを特徴とする請求項
９記載の孔加工装置。 - 【請求項１１】 上記シフト光学手段は、レーザ光を透
過させる材料によって形成された厚さの異なる複数の屈
折板からなり、この各屈折板は、入射面及び出射面の一
方又は両方の傾きが異なり、出射面から出射する分割さ
れたレーザ光が結像光学系の入射瞳位置の中心に集光し
て入射するように入射面の傾き角度を設定したことを特
徴とする請求項９記載の孔加工装置。 - 【請求項１２】 上記シフト光学手段は、レーザ光を透
過させる材料によって板状に形成された同じ厚さの複数
の屈折板からなり、この各屈折板は、千鳥状に配置され
た上記マスクの孔パターンの位置に応じて上記レーザ光
の光軸に対し異なる角度で傾斜して配置したことを特徴
とする請求項９記載の孔加工装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11296699A JP2000289212A (ja) | 1999-02-04 | 1999-10-19 | プリンタヘッドの製造方法とその装置及び孔加工装置 |
| US09/498,443 US6444949B1 (en) | 1999-02-04 | 2000-02-04 | Apparatus for producing a printer head and aperture processing device |
| US10/172,532 US6576868B2 (en) | 1999-02-04 | 2002-06-13 | Method of producing a printer head |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-27222 | 1999-02-04 | ||
| JP2722299 | 1999-02-04 | ||
| JP11296699A JP2000289212A (ja) | 1999-02-04 | 1999-10-19 | プリンタヘッドの製造方法とその装置及び孔加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000289212A true JP2000289212A (ja) | 2000-10-17 |
Family
ID=26365122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11296699A Pending JP2000289212A (ja) | 1999-02-04 | 1999-10-19 | プリンタヘッドの製造方法とその装置及び孔加工装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6444949B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000289212A (ja) |
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1999
- 1999-10-19 JP JP11296699A patent/JP2000289212A/ja active Pending
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