JPH04143090A - ノズルの製造方法および製造装置 - Google Patents

ノズルの製造方法および製造装置

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JPH04143090A JP2267120A JP26712090A JPH04143090A JP H04143090 A JPH04143090 A JP H04143090A JP 2267120 A JP2267120 A JP 2267120A JP 26712090 A JP26712090 A JP 26712090A JP H04143090 A JPH04143090 A JP H04143090A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、インクジェットプリンタのノズルに適用して
好適なノズルの製造方法および製造装置に関する。
［従来の技術１ 従来、プリンタ等のインクジェットのノズルの穴形状は
、流体であるインキの流動および流出を容易にするため
直径が先端に対して徐々に小さくなるオリフィス形状で
ある。
このノズルのオリフィスの穴径の形成（加工）は、慣用
的なドリル加工では直径を先端方向に徐々に小さくする
ことが困難であり、所謂、メツキ法あるいは電鋳法を用
いた製造方法が一般的である。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の従来の技術に係るメッキ法あるい
は電鋳法を用いて作製されるインクジェットのノズルは
、板厚１００μｍ等のプレートに直径が先端方向に対し
て徐々に小さくなるオリフィスの穴径を形成するもので
あり、この場合、高精度が得られ難く、また取扱が容易
でなく、例えば、その加工時間は数時間を要し、このた
め量産が困難となり、コストが嵩む欠点がある。
本発明は係る点に鑑み、その第１の目的は、ノズルにお
けるオリフィス穴の加工時間が短縮されるノズルの製造
方法を提供し、さらに第２の目的としてノズルにおける
オリフィス穴の加工時間が短縮できるノズル製造装置を
提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 前記の課題を解決するために、本発明のノズルの製造方
法および製造装置は、第１の目的に対応して、被加工物
の加工点に照射されるレザビームのスポット径を変化さ
せる第１の工程と、被加工物の加工点と、ここに照射さ
れるレーザビームのスボッ＋−との距離を変化させる第
２の工程と、レーザビームの照射量を変化させる第３の
工程とを備えることを特徴とする。
第２の目的に対応して、レーザビームを送出するレーザ
ビーム発生手段と、被加工物の加工点にレーザビームを
集光して照射するためのレンズと、このレンズを備えた
加工ヘッドと、この加工ヘットを上下移動させる駆動手
段と、加工ヘッドの位置を示す検知信号を出力する位置
検出手段と、検知信号に基づいてレーサビムの照射量の
変化を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
［作用］ 上記のように構成される本発明のノズルの製造方法およ
び製造装置では、被加工物の加工点に照射されるレーザ
ビームのスポット径を変化させ、そして、被加工物の加
工点と、ここに照射されるレーザビームのスポットとの
距離を変化させる。さらに、レーザビームの照射量を変
化させる。
これにより、ノズルにおけるオリフィス穴の加工時間が
短縮される。
「実施例］ 次に、本発明に係るノズルの製造方法および製造装置の
実施例を添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
第１図は実施例におけるエキシマレーザの光学系と加工
ヘッドの概略構成図、第２図はコンピュータの概略構成
を示すブロック図、第３図は穴加工の制御動作のプログ
ラムに対応するフローチャート、第４図はレーザの１パ
ルス当たりの除去量を穴径ごとに示した図、第５図はオ
リフィス形状が形成されたインクジェットノズル形状の
断面図、第６図は加工時のパルスショツト数を示す図で
ある。
第１図において、Ａはエキシマレーザのビーム中の位相
整合性の良いものだけを取り出すための光学系であり、
Ｂは被加工部材にレーザビュを直接照射してオリフィス
穴径を形成するだめの加工ヘッドである。
光学系Ａにおいて、レーザ発振器１から出力されるレー
ザビーム２はホモジナイザー３を介して均一化される。
さらに、ビーム内の中心部分の同位相のビームのみをア
パーチャー４を介して取り出し、さらに凹レンズ５と凸
レンズ６の組合せにより拡大してアパーチャー７により
中心部のレーザビーム２ａを取り出す。続いて、ベント
ミラー８を介して加工レンズ９にレーザビーム２ａが導
かれる。
次に、加工ヘッドＢは、加工レンズ９のノズル１０と連
結されたレンズホルダーＩＩに螺子１３と１４でＯリン
グ１５を介して固定されている。なお、レンズホルダー
１１は加工ヘッドホルダ−１２内面をスライドする機構
である。
レンズホルダー１１のサイドには距離を測定するための
センサー１６が取り付けられている。
このセンサー１６は被加工物２２との距離ｎを測定する
光センサである。なお、センサー１６は被加工物２２と
の距離ｎを測定できるならばどのようなものでも良い。
レンズホルダー１１と被加工物２２の距離ｎを測定しな
がらレンズホルダー１１のＺ軸方同送りスピードをコン
トロールする駆動部は、レンズホルダー送り機構２５と
、この送り機構２５を動作させるためのコンビーユータ
２１を備えている。
レンズホルダー１１の送り機構２５は、加工へラドホル
ダ−１２の側面にアーム１９を介して縦型に連結された
、例えば、ＰＧモータである駆動モータ１８と、この駆
動モータ１８の出力軸の下端に連結された送り螺子（ボ
ール螺子）２０と、この送り螺子２０に係合するめ螺子
２３と、このめ螺子２３をレンズホルダーＩＩに固定す
るアーム１７を備えている。
これにより、レンズボルダ−】１は被加工物２２との距
離により加ニスピードをコントロルしながら、Ｚ軸方向
に移動できる。
なお、ノズル１０の下部にはレーザビーム２ａの照射に
よって、はじき飛ばされた被加工物の蒸発物を吹き飛ば
すためのアシストガス２５をパイプ２４を介して放出し
ている。
このガスは不活性ガスＡｒを用いればよい。
第２図に示すコンピュータ２１は、例えば、ＣＰＵ２６
．ＲＯＭ２７．ＲＡＭ２８および入出力ポート２９ａ、
２９ｂ、２９ｃ、キーボード３０を備えており、センサ
ーＩ６からの信号ニ基づいて、以降に説明する第３図の
フローチャートに基づく制御によりノズルホルダー１１
のＺ軸方向の送りをコントロールするものである。また
、レーザ発振制御部３１とも接続されており、このレー
ザ発振制御部３１は照射する発振パルス数を制御する。
なお、ＲＯＭ２７には被加工物の材質と、加工に使われ
る夫々のレーザに対する穴径に応じたパルスショツト数
が記憶されている。例えば、加工用のレーザとして、波
長λ＝２４８μｍのＫｒＦエキシマレーレー用い、周波
数１００Ｈｚの場合におけるｌパルス当たりの除去量を
第４図に示す。加工物としてＮｉを用いた場合である。
前記加工データと形状により、加工穴径に応じたパルス
ショット数が第６図のように決まる。
なお、加工穴径はレンズ９のｆ値とデフォーカス距離に
よ−）で決まる。
次に、上記の構成における動作を説明する。
コンピュータ２１のＲＡＭ２８には第３図に示すフロー
チャー１・に対応する制御動作のプログラムとともに、
上記の被加工物の材質と、加工に使われる夫々のレーザ
に対する穴径に応じたパルスショツト数が記憶されてい
る。この制御動作のプログラムから被加工物の材質、オ
リフィス穴径（形状）をキーボード３０で選択し、その
設定がＣＰＵ２６の制御で実行される（ステップ（以下
、Ｓで示す）１０１）。
センサー１６より被加工物２２との距離ｎを示すセンサ
１６から信号をコンピュータ２１で取り込み、レンズ９
の焦点位置を被加工物２２の表面に合わせるため駆動モ
ータＩ８の回転制御がＣＰＵ２６の指示で実行される（
Ｓ１０２）。
さらに、５１０１で選定したオリフィス形状により、初
期穴径に応じたデイフォーカス位置に駆動モータ１８を
回転制御させて、ノズルホルダー１１−を上方へ移動さ
せる（Ｓ　ｌ　０３）。
次に、加工を実施する。穴径に応じた所定パルスショッ
トを指示する信号をコンピュータ２１からレーザ発振器
制御部３１に送出し、ここでレーザ発振器制御部３Ｉは
レーザ発振器ｌを駆動して、所定パルスショットによる
レーザビーム２ａを発生させて、被加工物２２に照射す
る（Ｓ　Ｉ　０４）。次に、１８ｍ加工後にＺ軸を下げ
、続いて、所定のパルスショット・を行う（Ｓ　ｌ　０
５）。
この後、再びＺ軸を下げ、続いて、所定のパルスショッ
トを行う。このような加工は、設定されたＮ回数が実行
される（Ｓ　Ｉ　０６）。
ＲＡＭ２８に一時記憶されているＮ回の実行が完了した
か否かが判断される。Ｎｏの場合は５１０４に戻り、以
降の所定のパルスショットによる加工を実行する。Ｙｅ
ｓの場合は終了となる（Ｓ　Ｉ　０６）。
これにより、一過程の処理プロゲラＩ１、すなわち、穴
径が順次小さくなるオリフィス形状の加工が終了する。
第５図に加工したノズル（被加工物２２）のオリフィス
形状を示す。
なお、加工物上でのビームスポット径を変化させる方法
として、加工物をＮＣテーブルに載置し、Ｚ軸制御によ
って、スポット径を変化させてもよい。
また、加工用レーザとしてエキシマレーザの代わりにＹ
ＡＧレーザ、アレキサンドライトレーザを用いることも
できる。
このようにして、被加工物の加工点に照射されるレーザ
ビームのスポット径を変化させ、そして、被加工物の加
工点と、ここに照射されるレーザビームのスポットとの
距離を変化させる。
さらに、レーザビームの照射量を変化させているため、
ノズルにおけるオリフィス穴の加工時間が短縮できる。
［発明の効果］ 以上のように、本発明のノズルの製造方法および製造装
置によれば、被加工物の加工点に照射されるレーザビー
ムのスポット径を変化させ、そして、被加工物の加工点
と、ここに照射されるレーザビームのスポットとの距離
を変化させる。さらに、レーザビームの照射量を変化さ
せているため、ノズルにおけるオリフィス穴の加工時間
が短縮できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のノズルの製造方法および製造装置の一
実施例におけるエキシマレーザの光学系と加工ヘッドの
概略構成図、 第２図は第１図のコンピュータの概略構成を示すブロッ
ク図、 第３図は第１図の実施例の動作説明に供され、穴加工の
制御動作のプログラムに対応するフローチャート、 第４図は第１図に示す実施例の動作説明に供され、レー
ザの１パルス当たりの除去量を穴径ごとに示した図、 第５図は第１図の実施例の説明に供され、オリフィス形
状が形成されたインクジェットノズルの断面図、 第６図は第１図の実施例の説明に供され、加工時のパル
スショツト数を示す図である。 １・・・レーザ発振器、 ２・・・レーザビーム、　　　　３・・・ホモジナイザ
−４，７・・・アパーチャ、　　　５・・・凹面レンズ
、６・・・凸面レンズ、　　　　　８・・ペンドミラー
９・・・加工レンズ、　　　　ＩＯ・・・ノズル、１１
・・・ノズルホルダー １２・・・加工ノズルホルダー １３．１４・・・螺子、　　　１５・・・０リング、１
６・・・センサー　　　　１７・・・アーム、１８−・
・駆動モータ、　　　１９・・・アーム、２０・・・送
り螺子、　　　　２１・・・コンピュータ、２２・・・
被加工物、　　　　２３・・・め螺子、２４・・・パイ
プ、　　　　　２５・・・アシストガス、２６・・・Ｃ
ＰＵ、　　　　　２７・・・ＲＯＭ、２８・・・ＲＡＭ
。 ９ａ。 ９ｂ。 Ｃ・・・入出力ポート、 ０・・・キーボ ド、 ■ ・・・レ サ発振制御部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）被加工物の加工点に照射されるレーザビームのス
    ポット径を変化させる第１の工程と、被加工物の加工点
    と、ここに照射されるレーザビームのスポットとの距離
    を変化させる第２の工程と、 レーザビームの照射量を変化させる第３の工程と を備えることを特徴とするノズルの製造方法。
  2. （２）レーザビームを送出するレーザビーム発生手段と
    、 被加工物の加工点に上記レーザビームを集光して照射す
    るためのレンズと、 このレンズを備えた加工ヘッドと、 この加工ヘッドを上下移動させる駆動手段と、上記加工
    ヘッドの位置を示す検知信号を出力する位置検出手段と
    、 上記検知信号に基づいてレーザビームの照射量の変化を
    制御する制御手段と を備えることを特徴とするノズル製造装置。
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