JPH04187394A - レーザ加工装置 - Google Patents

レーザ加工装置

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JPH04187394A
JPH04187394A JP2314135A JP31413590A JPH04187394A JP H04187394 A JPH04187394 A JP H04187394A JP 2314135 A JP2314135 A JP 2314135A JP 31413590 A JP31413590 A JP 31413590A JP H04187394 A JPH04187394 A JP H04187394A
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JP
Japan
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mask
hole
workpiece
laser
optical system
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JP2314135A
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Takeshi Origasa
折笠 剛
Takashi Watanabe
隆 渡辺
Masaki Inaba
正樹 稲葉
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Original Assignee
Canon Inc
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Priority to AT91119757T priority patent/ATE176416T1/de
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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】
本発明は主としてインクジェットヘッドにおけるインク
吐出口の孔を加工することを目的とじて開発されたレー
ザによる孔開は加工機に関するものである。
【従来の技術】
レーザ光を用いてワークに対して所定形状、寸法の孔開
けを行なうのは主としてその加工精度が高い点に着目し
てのことである。特に、コンピューターやワードプロセ
ッサに附帯するプリンタで用いられるインクジェットヘ
ッドのインク吐出口の孔は、加工精度がそのまま、イン
ク吐出量、吐出方向などに影響するので、この加工には
細心の注意が必要である。 なお、上記インクジェットヘッドはインクジェット記録
方式の中でも、とくにバブルジェット方式の記録ヘッド
に採用されている。そして、上記バブルジェット方式の
記録装置の代表的な構成および原理は例えば米国特許第
4723129号、同第4740796号明細書などに
開示されており、所謂、オンデマンド型、コンティニュ
アス型のいずれにも適用可能である。この方式は、例え
ばオンデマンド型をあげて説明すると、液体(インク)
が保持されているシートや液路に対応して電気熱変換体
を配設し、該電気熱変換体に駆動信号に応じた熱エネル
ギーを発生させ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を起し
、結果的に上記駆動信号に一対一で対応した気泡を液体
(インク)内に形成し、この気泡の成長、収縮で吐出口
より液体(インク)を液滴の形で吐出させるのである。 ここで与える駆動信号は米国特許第4463359号、
同第4345262号明細書に開示されているようなパ
ルス信号が望ましいものである。また、上記熱作用面の
温度上昇率については米国特許第4313124号明細
書に開示された条件が採用されるとよい。 上記インクジェットヘッドの構成は、上述した各明細書
に開示されているような吐出口、液路(直線状液流路ま
たは直角液流路)、電気熱変換体の組合わせで成るが、
このほかにも、熱作用部が屈曲する領域に配置されてい
る6例えば米国特許第4558333号、同第4459
600号明細書に開示されている構成であってもよい、
更には、上記インクジェットヘッドの構成は複数の電気
熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の
吐出部とする構成、例えば特開昭59−123670号
公報所載の構成、あるいは熱エネルギーの出力波を吸収
する開孔を吐出部に対応した構成、例えば特開昭59−
138461号公報所載の構成であってもよい、なお、
上述した明細書に所載の記録ヘッドは、複数記録ヘッド
を組合わせて所定幅に対応できる長さを確保しているが
、1つの記録ヘッドで所定幅(記録装置が記録できる最
大記録媒体の幅)に対応した長さに構成してもよい。 また、上記インクジェットヘッドの構成は、装置本体に
装着されることで電気的(電気熱変換体のため)な接続
ができ、またインクの供給をうける交換可能なチップタ
イプあるいは記録ヘッド自体に設けられるカートリッジ
タイプとしてもよい。 このように、種々の形態において使用される上記インク
ジェットヘッドを形成するための加工方法として、所定
形状の開口が設けられたマスクを介してレーザ光をワー
クに照射するレーザ加工装置が提案されている。それに
よると、複数個の列状に配設された穴を開けたマスクに
レーザ光を照射し、加工を行うワークに該マスクに形成
された穴と相似形のレーザ光を投影させることによりワ
ークに孔を開けるように構成されている。また、該マス
クは、照射されるレーザ光が該マスクの全ての穴を含む
ように高さ方向および横方向の位置を微調整できるよう
に構成されており、位置調整は人手によって行なわれ、
その確認は目視によるものとされていた。レーザ光の強
度は照射される位置によって異なるものであり、同様の
形状の穴を介してレーザ光を照射しても、そのビーム照
射位置によってワークに形成される孔の形状は異なるも
のとなるため、上述したマスクの位置調整は、実際にワ
ークを加工し、形成した孔の状態を確認して行なってい
た。
【発明が解決しようとする課題J 上述した従来のレーザ加工装置は、マスク交換時には実際にワークを加工して、該加工孔の形状からマスク位置の確認を行うため、マスク位置の調整に時間がかかり、生産性が悪いという問題点がある。 本発明は上記従来技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、マスク交換作業を迅速に行うことができ、生産性の高いレーザ加工装置を実現することを目的とする。 [課題を解決するための手段] 本発明のレーザ加工装置は、 レーザ光を所定形状の開口が複数設けられたマスクを介してワークに照射することにより、該ワークに複数の孔を形成するレーザ加工装置において、 前記マスクを任意の位置に移動させるためのマスク位置調整機構と、 前記ワークに形成された複数の孔の位置を計測するための測定光学系と、 前記測定光学系により計測された複数の孔の位置から前記レーザ光に対するマスクのずれ量な算出し、前記マスク位置調整機構を介して前記マスクを移動させて前記ずれ量を補正する制御系とを有する。 この場合、測定光学系はワークに形成された孔の面積を計測するものとし、制御系は該孔の面積からずれ量を補正するものとしてもよい。 また、ワークに複数設けられる所定形状の開口がインクジェットヘッドのオリフィスプレートに形成されるインク吐出口に対応したものであり、ワークであるインクジェットヘッドを加工するものとしてもよい。 〔作   用〕
マスクの交換が行なわれると、ワークに実際に開けられ
た孔の位置もしくは面積が測定光学系によって采められ
る。制御系はこの孔位置もしくは孔の面積か6レーザ光
軸に対するマスクのずれ量を求めて、これを補正するよ
うにマスク位置調整機構を介してマスクを移動させるの
で、人手を介することなくマスク位置の調整が行なわれ
ることになる。 〔実 施 例J 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。 第1図(a)、(b)は、それぞれ、本発明のレーザ孔
開は加工機の一例を示す平面図および側面図である。 本実施例のレーザ孔開は加工機は、エキシマレーザを用
いたレーザ光源10が発する紫外光のレーザ光Pを、開
けようとする孔に対応して所望の形状にするマスク30
を通し、該マスク3oを通過したマスク像を、前記レー
ザ光Pに直交するように位置合わせして装着されたイン
クジェットヘッド等のワークWに照射して該ワークWに
インク吐出口等となる孔を開けるものである。 本実施例のレーザ孔開は加工機は、レーザ光源10が発
するレーザ光Pを前記マスク30に一様に照射させるた
めの照射光学系20と、前記マスク30の位置調整を行
なうためのマスク位置調整機構32と、前記ワークWが
装着される位置決め治具40を備えた移動ステージ12
0と、前記マスク30を通って出射したマスク像を前記
ワークWに投影する投影光学系5oと、前記ワークWの
位置合わせの際、該ワークWに、前記レーザ光源10側
から照明光を照射する透過照明系6oと、該透過照明系
60とは逆方向から照明光をを照射する反射光学系74
.84 (第11図(a)参照)を備えるとともに、前
記透過照明系6゜および反射光学系74.84によって
ワークWに照明光を照射することで形成される光像な2
つのインダストリアルテレビ(以下、ITVと称す)7
1.81にそれぞれ結像させる測定光学系70.80と
が装置フレーム9o上に載置されており、さらに、前記
ITV71.81で結像した像の画像信号をそれぞれ取
込んで前記ワークWの位置合わせに関る信号処理を行な
う2つの画像処理系208,209と、レーザ光源10
の発光およびワークWの位置合わせをコントロールする
、表示器201を有する制御系200とを備えている。 ここで、ワークWについて、第2図(a)。 (b)、(c)を参照して説明する。 第2図(a)、(b)、、(c)は、それぞれ、孔開け
が行なわれたワークWを示す斜視図、断面図および正面
図である。 本実施例のワークWは、インクジェットヘッドを形成す
るためのものであり、64個あるいは128個の、イン
ク流路となる溝孔G〔第2図(a)、(b)、(c)に
おいてはG+ 、Ga 。 G、、G、の4個のみ示している〕が長手方向に並列配
置された天部材W2に対して、オリフィスプレートとな
る板状部材Ws(加工面W+)を−体的に形成したもの
である。該ワークWに形成すべき、吐出口となる孔H【
第2図(a)。 (b)、(C)においてはH+ 、Hz 、Hs 。 H4の4個のみ示している)は前記溝孔GG+ 、Ga
 、Gs 、Ga )に一致するようにして、前記マス
ク30を通過したレーザ光によって1回もしくは複数回
に分けて前記板状部材W、に開けられる。このワークW
は位置決め治具40に前記板状部材W、の加工面W、側
を前記レーザ光源1に向けて2個装着され、その後、レ
ーザ光に対する位置合わせが行なわれる。 本実施例のレーザ孔開は加工機では、ワークWの位置合
わせは、所定の2つの溝孔の中心位置を、以前にワーク
Wに開けた孔のうち、前記2つの溝孔に対応する2つの
孔の中心位置に一致させることにより行なう、この孔の
中心位置および溝孔の中心位置は前記測定光学系70.
80のITV71.81で観測した、孔の像および溝孔
の像の画像信号を、画像処理系208,209にて信号
処理することで求められ、求めた孔の中心位置は基準値
として記憶手段であるRAM202〔第1図(b)参照
〕に、制御系200を介して格納される。また、制御系
200では、前記画像処理系208,209で求めた溝
孔の中心位置を前記基準値と比較してワークWのずれ量
を算出し、算出したずれ量を移動量として移動系コント
ローラ206へ伝え、該移動系コントローラ206を介
して移動ステージ120を駆動することによってワーク
Wの孔の中心と溝孔の中心とが一致される。 前記レーザ孔開は加工機において、レーザ光源lOから
出射したレーザ光束P(20011z。 50 W、 28mmX 6mm)は、まず、照明光学
系20に入射し、その後、マスク30を照射する。 この照明光学系20では、最初に、第3図(a)に示す
ように、楕円マスク21、凹シリンドリカルレンズ22
および凸シリンドリカルレンズ23の組み合わせにより
円形に変換される。これは、28+nmX6mmの長方
形で出射したレーザ光Pの光束の中央に、第3図(b)
に示すようなマスク穴211を備えた楕円マスク21を
配して前記レーザ光Pを楕円に切り出し、はじめの凹シ
リンドリカルレンズ22を光束の巾の狭い方向(6mm
側)に広げるように配置して、凸シリンドリカルレンズ
23により光束が28mmの円形でかつ平行光P8とな
るように戻す、これは、2枚の凹、凸のシリンドリカル
レンズ22.23を、前記楕円マスク21からの、それ
ぞれの距離fl、f、の比fs:f意が、第3図(c)
に示すようにf、:fz=6:28となるように、レー
ザ光Pの光軸上に配置して、凹、凸のシリンドリカルレ
ンズ22.23のパワーの比を6:28(凹:凸)とす
ることで可能となる。 さらに、前記平行光Ptの光路上に、凸レンズ24と凹
レンズ25を、それらの創立間隔の距離f3.f4の比
f3 :f4を28:20として焦点の位置が同一とな
るように配置して構成したビームフンブレッサにより、
前記28mmの円形の平行光P、を20mmの円形の平
行光P、に変換する。 次に、6mmの直径をした7個の凸レンズ261を第3
図(a)、  (b)のように配置したケラ−照明用の
フライアイレンズ26とフィールドレンズ27とを、第
5図に示すように、順に前記平行光P3の光軸上に配置
して該平行光P3を7つに分割し、分割した光束を、第
6図に示すように、マスク30に形成されている19の
mm直線上にならんだ開ける孔の形状をしたマスク穴3
1を照明する。 マスク30は、25μmのNiを使用して、開けようと
する孔の形状の4倍の大きさのマスク穴31をエツチン
グにより加工したものである。 このマスク30は、マスク位置調整機構32上の不図示
のマスクホルダに固定されており、制御系200からイ
ンターフェース205を介して伝えられる指示によって
位置調整される。 マスク位置調整機構32は、第7図に示すようにゴニオ
ステージ321、Xステージ322、Zステージ323
およびYステージ324より構成されている。上記の各
ステージは、それぞれ独立に設けられたモータ321a
、322a、323aおよび324aによって移動する
もので、各モータ321a〜324aは、何れも画像処
理系208.209と接続する制御系200 [第1図
(b)参照〕からインターフェース205を介して伝え
られる駆動信号によって駆動される。ゴニオステージ3
21はレーザ光軸な中心とした回転方向の調整用であり
、Xステージ322はマスク30のマスク穴31の並び
方向の調整用、2ステージ323は前記レーザ光軸とマ
スク穴31の並びに対して垂直な方向の調整用、Yステ
ージ324は、上述したレーザ光軸の調整用であり、こ
れらの各ステージによってマスク30に設けられたマス
ク穴31がレーザ光軸中に位置するように調整される。 第8図はワークWの位置調整を行う移動ステージ120
の構成を示す図である。 ワークWは位置決め治具40上に載置され、該位置決め
治具40は載置台902上に設けられている。載置台9
02はゴニオステージ903、θステージ904.2ス
テージ905、Yステージ906およびXステージ90
7上に設けられている。これらの各ステージは独立に設
けられたモータ903a〜907aにより移動するもの
で、各モータ903a〜907aの駆動は、第7図に示
したマスク位置調整機構32の制御と同様に制御系20
0により行われる。 前述のように、照明光学系20で分割されてマスク30
に照射された7つの光束のうちマスク30を出た、孔開
けに必要な形状をした光束は、投影光学系50を形成す
るテレセントリックな4分の1の縮小投影レンズ51に
よりワークWに結像され、必要な形状の孔を開ける。 ワークWは、第9図(a)に示すように、前記位置決め
治具40上に、加工面W1を、レーザ光源10側に傾斜
させた状態で装着されている。 位置決め治具40は、2個のワークWを保持するため、
第9図(b)に示すような、2つのバキューム穴401
を2組備えているとともに、該バー11−ニーム穴40
1で吸着保持したワークWを固定するための突き当て機
構を備えている。この位置決め治具40は、第9図(c
)に示すように、制御系200からインターフェース2
04を介して伝えられる駆動信号によってバキュームソ
レノイド402を駆動することで不図示の吸引源による
吸引動作が行なわれて、2個のワークWを、それぞれ2
つずつのバキューム穴401で吸着保持する。さらに、
前記バキューム穴401における吸引圧力はバキューム
センサ403によって常に検出されており、その検出圧
力に基づいて、制御系200が前記ワークWの保持状態
を監視している。また、位置決め治具40は、第9図(
b)および第10図に示すように、吸着保持面側の2点
とワークWの側面の3点との計5点の位置決め基準40
4を持っていて、オートハンド100によってワークW
を位置決め治具40上に供給した後、バキューム吸着し
、第10図に示すように、レーザ光Pの光軸方向からの
2つの突き当て機構405.406によりレーザ光Pの
光軸方向(矢示Y方向)に突き当て、その後、孔の並び
方向からの突き当て機構407により孔の並び方向(矢
示X方向)に突き当てて、2個のワークWを固定する。 2つの突き当て機構405.406は、位置決め治具4
0上で保持した2つのワークWそれぞれに対応するもの
である。この突き当て機構405.406と孔の並び方
向の突き当て機構407は、それぞれ、制御系200か
らの指示によって、ソレノイドバルブ411,412゜
413を開閉させて、エアシリンダ408゜409.4
10を駆動することで動作する。 上述の突き当て機構405,406.407によってワ
ークWを固定した後、ワークWの溝位置の測定を行なう
。 溝位置の測定は、レーザ光源10側の透過照明系60か
らの透過照明光Q1をワークWに照射して溝の光像な、
板状部材W、を透過させ、レーザ光源10と反対側の測
定光学系70.80にて観測することで行なう、前記透
過照明系60では、透過照明光Q1をワークWに照射す
るため、第11図に示すように、該透過照明光Q1をワ
ークWへ導く光ファイバ61と45@ミラー62とが設
けられている。 光ファイバ61は、その出射光がレーザ光Pの光軸と直
交するように配置され、また、45°ミラー62は、光
ファイバ61によって導かれた透過照明光Q1がレーザ
光Pと同一方向に反射されるように配置されており、さ
らに、この45°ミラー62は、回転方向に規制された
エアシリンダ63に取り付けられて、レーザ発光時には
、該レーザ光を遮断しない位置う移動可能な構成となっ
ている。 透過照明系60は、制御系200からインターフェース
?04を介して伝えられる指示によって、出射光を遮断
しているシャッター65を移動させることで、該出射光
が出射され、また、45°ミラー62は、同様に制御系
200からの指示によってバキュームソレノイド64を
介してエアシリンダ63を駆動することで移動される。 観測する溝は、ワークWに開けようとする孔を64個と
すると、第12図に示すように1両端の溝(第1番目の
溝孔G、と第64番目の溝孔G64)の1つ内側の溝で
ある第2番目の溝孔G。 と第63番目の溝孔Gssの2つであり、前記透過照明
光Q+によって照射されて生じる前記第2番目の溝孔G
、と第63番目の溝孔Gasの光像は、第11図に示す
ように、それらの光路上に配置した、2つの反射面を有
するミラー66によって、それぞれ、反射されて干渉す
ることなく測定光学系70.80へ入射する。 前記測定光学系70.80の構成について説明すると、
第13図(a)に示すように、ミラー66による光像の
反射光に、それぞれ、対物レンズ72.82が配置され
、さらに、該対物レンズ72.82を通過した光像の光
軸上に、該光像が結像する、500X480画素の分解
能を持った%インチのITV71.81が配置されてい
る。 また、前記対物レンズ72.82とITV71゜81の
間の、前記光像の光軸上には、それぞれ、ハーフミラ−
73,83が配置されており、該ハーフミラ−73,8
3によって、それらの反射光路上に設けられた反射光学
系74.84が発生する光を、それぞれ、前記ミラー6
6側へ反射させる。ITV71.81には、ワークWの
溝位置の測定の際、透過照明系60によってワークWを
照明することで生じる透過光像が、ミラー66で反射さ
れた後、前記ハーフミラ−73,83を通過して結像し
、また、後述する、加工孔の位置および加工孔の面積の
測定の際、前記反射光学系74.84から発せられる光
が、それぞれハーフミラ−73,83で反射された後さ
らにミラー66によって反射されて、前記ワークWを反
レーザ光源側から照射し、それによってワークWから反
射する、前記加工孔の反射光像が、ミラー66で反射さ
れた後、それぞれハーフミラ−73゜83を通過して結
像する0反射光学系74.84は、それぞれ、光の出射
部にシャッター75゜85が設けられており、該シャッ
ター75.85を、制御系200からインターフェース
204を通して伝えられる指示によって移動させること
で、出射光がハーフミラ−73,83方向へ発せられる
。 上述した測定光学系70.80は、それぞれ、手動によ
る位置調整用の調整手段76.86上に載置されている
。この調整手段76.86は、第13図(b)に示すよ
うに、それぞれ、測定光学系70.80の光軸方向への
調整用である移動ステージ762,862と、レーザ光
軸と孔の並び方向とで形成される平面に対して垂直な方
向への調整用である移動ステージ763.863と、前
記移動ステージ762,862の移動方向と移動ステー
ジ763,863の移動方向とで形成される平面に対し
て垂直な方向への調整用である移動ステージ761,8
61とを備えたものである。 また、前記測定光学系70.80は、第13図(C)に
示すように、それぞれ、オートフォーカスユニット77
.87を備えており、該オートフォーカスユニット77
.87は、ワークWの、溝位置測定後の位置合わせの際
の精度を向上させるため、溝のレーザ光軸方向の位置情
報を制御系200へ送出する。 この測定光学系70.80において、ミラー66にて反
射した、ワークWの、第2番目の溝孔G2と第63番目
の溝孔Ga3どの2つの溝の光像は、それぞれ、対物レ
ンズ72.82とハーフミラ−73,83を通過してI
TV71.81Gm40倍の倍率で0.33μm/画素
の分解能で結像される。 そして、ITV71,81−の2つの出力信号S1は、
第1図において、それぞれ2つの画像処理系208.2
09に入力されて該画像処理系208.2.09にて前
記2つの溝位置を求める。 ここで、画像処理系208,209の溝位置測定につい
て、第14図に示すフローチャートに沿って説明する。 なお、画像処理系208,209は、同時に同一の方法
で、それぞれ、第2番目の溝孔G2、第63番目の溝孔
aSSの溝位置を測定するため、一方の画像処理系20
8についてのみ説明する。 まず、測定光学系70のITV71に映された第2番目
の溝孔G、の像の画像信号を取込む(S501)、RA
M上に取込まれた画像情報は横方向が50000画素方
向が48080画素像取込エリアにおいて、横方向i番
目、縦方向5番目の画素を(t、j)であられし、その
画素データをV(i、j)であられす、V(i、j)は
明るさをあられし0〜255の8ビツトのデータであら
れされる。(0:黒、255:白)第15図(a)にI
TV71に映された溝孔G2の像を示す。この像は、溝
孔G2を示すラインが黒色で表わされる。この溝孔G2
の像には、ワークWの成形時に付いたと思われるキズも
映されており、取込んだ画像信号についてもキズを示す
ものが含まれていることになる。そこで、溝孔G2の画
像信号に対してフィルタリング処理を施して前記キズの
部分を取除((S502)。 このフィルタリング処理は、以下のとおりのものである
。 初めに2値化の処理を行なう0画素(i、j)の明るさ
V(i、j)の値が一定値(スライスレベル)以上のも
のをV (i、j)=1とし、スライスレベル以下のも
のをV (i、j)=0とし、これを全ての画素につい
て行なう、スライスレベルは2値化の処理の前に全ての
画素のデータの中での最大値と最小値をさがし、この最
大値と最小値の平均の値とする0次にフィルタリング処
理を行なう、(i、j)の画素の処理を行なうのに、こ
の画素を中心にi−2からi+2.j−2からj+2の
範囲の中で1つでも1があるとV(i。 j)=1とし、〔第14図(c)参照〕全てがOのとき
(7)ミV (i 、 j ) =0 (第14図(d
)参照】とする、これをiが2〜497、jが2〜47
7の範囲の画素について行なう、これ以外の画素は1と
する。これによりiが5画素、Jが5画素の範囲で全て
が黒くないキズ等は消すことができる〔第14図(a)
、(b)参照J。 上述のように、本実施例では、5画素分のフィルタリン
グをしているので、5画素以下の画像を取除いてしまう
ことになるが、通常、前記溝孔を示すラインは10画素
分程度となるので、溝孔を示す画像が取除かれることは
ない、フィルタリング処理後の溝孔G2の画像を、第1
5図(b)に示す。 次に、溝孔G2のアゴ乗せ部、すなわち、前述した第2
図(a)において、天部材W2と板状部材W3とで形成
される角部のラインのY座標を求める(S503)、こ
の場合、フィルタリング処理後の溝孔G!の像を映した
ITV71の全画素(500X480画素)について、
行毎の明る8ビツトのバイナリ−コードは、大きい方が
明るいものとする。この行毎の明るさの和V、を行対応
で表わしたものが第15図(d)のグラフである。この
グラフにおいて、明るさの最低の部分は、第15図(b
)に示すアゴ乗せ部のライン上となる。′ 第15図(d)のグラフにおいて明るさの最低部分の拡
大図を、第15図(e)に示す。 ここで、行毎の明るさの和■jの中の最低値V m l
 nを求め、その最低値V wh I hに所定の値F
(例えば10)を加え、これをスライスレベルとし、前
記グラフと交わる2点の中央に相当するY座標をアゴ乗
せ部の位置yI2とする。 そして、前記アゴ乗せ部の位置yI2に所定の値aを加
えた結果を前記溝孔G2のY位置(Y=yI2+a)と
する、aの値は、例えば溝孔の深さを40μmとすると
、20μmm程度が良い。 前記アゴ乗せ部の位置としたY座標yI2は、該アゴ乗
せ部のラインの中央を示すものとなっている。このアゴ
乗せ部は、拡大すると、実際には、凹凸があるため、前
記Y座標y℃に所定の値b(本実施例では、20画素分
6.6μm)を加えて、第15図(C)に示すような、
アゴ乗せ部に相当する安定したライン(y=yI2+b
)を考える(S505)。 このγβ+bのラインの明るさV(i、yβ+b)で表
わしたものが、第15図(f)であり、2つの暗部(明
るさの低い点)が現われる。この2つの暗部は、第15
図(C)において、Y=yI2+bのラインが溝を示す
ラインと交わる点A、Bの部分に相当するもので、その
暗部の拡大図を第15図(g)に示す。 この第15図(g)において、2つの暗部について、そ
れぞれ明部から暗部に変化する点と暗部から明部に変化
する点の2点の中央に相当するX座標X、、X、を算出
する(S506)、+L。 で、算出したX+ 、 Xi (7)中央(x=A−一
+X。 に相当するX座標を溝孔GtのX位置とする(S507
)。 求めた溝位置において、X位置は孔の並び方向(X方向
)に対応し、Y位置はレーザ光軸と孔の並び方向とに垂
直な方向(2方向)に対応するものであり、溝孔G* 
、 Gasについて、それぞれ、画像処理系208,2
09によって同時に求められる。 上述のようにして画像処理系208,209で求めた溝
孔G* 、 Gasそれぞれの溝位置の結果はケーブル
S2 (RS232)およびインターフェース207を
通して制御系200に伝えられ、該制御系200にて、
伝えられた溝位置のデータとあらかじめRAM202に
記憶された基準値とのずれ量を算出する。 ・算出内容は、孔の並び方向(X方向)と、レーザ光軸
と孔の並び方向とに垂直な方向(Z方向)と、レーザ光
の光軸を回転軸とする移動方向(θ、力方向の3軸につ
いて算出する。 この3軸についての移動量は下記の式によって算出され
る。 ここで、第2番目の溝孔G、の、X方向および2方向の
位置を(xt 、 zt ) 、第63番目の溝孔G6
3の、X方向および2方向の位置を(Xz3゜z63)
とし、溝孔Gりに対応する基準値を、同様に(X2.Z
り、溝孔GSSに対応する基準値を(X @3.  Z
 as)とすると、Z方向のずれ量dZは、 dZ= (Zas−Zz ) / 2  (Z@5−Zz ) 
/ 2X方向のずれ量dXは dX= ((xss−Xas) + (xt −Xz ) ) 
/ 2となる。 また、前記測定光学系70.80の位置検出機構の光軸
間距離なりとすると、前記基準値が示す2つの基準点の
間の距離は、D+x、+Xasで表わされる、ここで、
xt*>D、Xss>Dとすると、2つの基準点間の距
離はDとなる。 したがって、θ、力方向ずれff1dθ7は、(z6s
+Z2)/2− (Z63+Z2)/2dθア=tan
−’−−−−−−−−−−−−−り となる。 上記各式に基づいて算出した3軸についてのずれ量を、
ワークWの移動量として制御系200から移動系コント
ローラ206に入力する。移動系コントローラ206は
、前記移動量に基づいて前記3軸に対応する3つのドラ
イバを介して移動ステージ120を駆動する。この位置
決めにおいて、前記3軸以外のレーザ光軸方向(Y方向
)、レーザ光軸と孔の並び方向と垂直な軸を回転軸とす
る回転方向(θ2方向)の2軸については、−定の精度
のなかに入るので調整は行なわないが、より精度を上げ
るため、前記測定光学系70゜80に取り付けられたオ
ートフォーカスユニット77.87の信号の値とRAM
202に格納されている基準値との差から、前記2軸に
ついての移動量を算出し、その移動量を制御系200か
ら移動系コントローラ206に入力し、該移動系コント
ローラ206が入力された移動量に基づいて前記2軸に
対応する2つのドライバを介して、移動ステージ120
を移動させることで調整することも可能である。 ワークWの位置調整後、制御系200からレーザ光源1
0を、ケーブルS3 (R3232)およびインターフ
ェース203を介して一定時間(2秒間)発光させる。 これにより、ワークWには所定の孔が開き、その後、後
述するような孔位置と孔径の校正を行なって2個目のワ
ークWの位置に位置決め治具40を移動させ、1個目と
同様にして孔開けを行なう。 2個目の加工の後、位置決め治具40を1個目のワーク
Wの加工の位置に移動させて、制御系200によって、
バキュームソレノイド402を駆動することでワークW
の吸着状態を断つとともに、オートハンドコントローラ
103にケーブルS4を介して終了信号を送る。 オートハンド100は供給側と排出側のフィンガーを持
っていて、終了信号を受信後、加工済ワークを排出側フ
ィンガーで排出し、その後、供給側フィンガーによって
未加工のワークを孔開は加工機の位置決め治具40に供
給する。 本実施例のオートハンドlOOのフィンガーは、供給側
、排出側ともに、第17図に示すように、2つの吸引口
101,102を備えており、同時に2個の供給、排出
を行なう。 孔開は加工において、インクの吐出口となる孔の位置精
度と印字性能(特に吐出方向のバラツキ)は大きく関係
するため、該印字性能を一定値に抑える必要があり、孔
澗けの位置精度を一定範囲(例えば±2μm)に入れな
ければならない。 この位置精度としては、例えば、第18図に示すような
、孔の並び方向とレーザ光軸とで形成する平面に対して
垂直な方向(矢示A方向)、孔の並び方向(矢示B方向
)および孔径のバラツキが考えられる。第18図は、孔
開は加工後のワークWを用いて作製したインクジェット
ヘッドからインクを吐出した印字ドツトを示している。 ここで、孔開は加工が終了したワークWを用いて作製し
た製品(インクジェットヘッド)について、第19図(
a)、(b)および第20図(a)、(b)を参照して
説明する。 第19図(a)、(b)は、それぞれ、前記インクジェ
ットヘッドを示す斜視図と縦断面図であり、第20図(
a)、(b)は、それぞれ、インクジェットの吐出口近
辺を示す縦断面図と横断面図である。 このインクジェットヘッドは、第19図(a)。 (b)G:、示すように、孔開は加工が施されたワーク
Wを、ヒータボード143上に載置して形成したもので
ある。ヒータボード143は、第20図(a)、(b)
に示すように、ワークWの溝孔G−(G+ 、Gtのみ
図示している)に対応してヒータ143、(1431,
143*のみ図示している)を並列配置したものであり
、前記ワークWは、前記溝孔G。とヒータ143nをそ
れぞれ一致するようにして、前記ヒータボード143上
に載置される。また、第19図(a)。 (b)に示すように、ワークWに開けられた孔H,が吐
出口141.、該吐出口141oに通ずる溝孔Gnがイ
ンク流路、板状部材W、がオリフィスプレート142と
なり、天部材W2の内部にインク■が蓄えられる。前記
ヒータ143□は、インクジェットヘッドが印字装置に
組込まれた際、第20図(b)に示すように、それぞれ
、配線材1447を介して、不図示の印字駆動部に接続
される。 このインクジェットヘッドにおいて、吐出口1411か
らインクを吐出させる場合、前記印字駆動部からの駆動
信号によってヒータ143.を駆動して、溝孔Gl内の
インクIを熱することで、第20図(b)のように、該
溝孔G、内に泡を発生させて、該泡から吐出口1411
側のインクな液滴として飛翔させる。他の吐出口141
゜についても同様である。 このようなインクジェットヘッドの印字性能を一定値に
抑えるために、マスク30を通った後のレーザ光の位置
(マスク像)と測定光学系70゜80の相対位置関係の
ずれ量を抑える必要がある。そのため、開けた孔位置を
一測定し、この位置を、次に孔開けを行なうワークWの
溝位置の基準位置とする校正方法をとる。これには前記
測定光学系70.80とその測定光学系70.80に取
り付けられた反射光学系74.84およびITV71,
81からの信号S1の画像処理を行なう画像処理系20
8,209と制御系200を用いる。孔開は加工後、前
記反射光学系74゜84の出射光を遮断しているシャッ
ター75゜85を開けて、該出射光を、それぞれハーフ
ミラ−73,83で反射させて対物レンズ72゜82を
通した後、ミラー66にて反射させてワークWに照射さ
せる。そして、ワークWから反射した、開けた孔の形状
を示す光像を、測定光学系70.80(7)ITV71
,814m結像させ、該ITV71.81の信号S1を
画像処理系20.8,209にて画像処理して開けた孔
の位置を算出し、算出した値をケーブルS2およびイン
ターフェース207を介して制御系200へ転送する。 ここで、画像処理系208,209の孔位置測定につい
て、第21図に示すフローチャートに沿って説明する。 なお、画像処理系208.209は、同時に同一の方法
で、それぞれ第2番目の孔Hz、第63番目の孔)(m
sの孔位置を測定するため、一方の画像処理系208に
ついてのみ説明する。 まず、測定光学系70のITV71に映された第2番目
の孔Hzの像の画像信号を取込む(S510)、第22
図に、ITV71に映された孔H2の像を示す、このI
TV71の全画素の明るさを、前述の溝位置の測定の場
合と同様に8ビツトのバイナリコード(O〜255)で
表わし、明るさの頻度、すなわち、同じ明るさの画素の
個数を全ての画素の範囲で調べる(S511)。この明
るさの頻度を第23図に示す。 第23図においては、孔H3の暗い部分とそれ以外の明
るい部分とを示す2つのピーク値が現れ、小さい値(V
−+。)の部分が孔H2の暗い部分を示しており、この
グラフからピーク値が存在する明るさの最大値v、1.
と最小値V m I nを求める(S512)、求めi
: V M a *とV m l nとから、画像信号
を2値化(暗部と明部とに区別)するためのスライスレ
ベルを下記の式によって求める(S513)。 スライスレベル= Vsl+s +  (Vma*  −Vmlr+ ) 
 XG(G:0.5) 求めたスライスレベルと各画素の明るさとを比較して大
小関係を調べて画像信号を2値化する(S514)、こ
れによって、孔H2の部分とそれ以外の部分とが区別さ
れ、第24図に示すような、画像信号の2値化による孔
H2の像が形成される。 この2値化像において、X重芯と7重芯とを下記の式に
よって求める(S515)。 そして、求めたX重芯、Y1芯な、それぞれ、孔Ha(
7)孔位置X、孔位置Yとす6(S517)。 この位置についても、前記溝孔の場合と同様に、2つの
孔Hz、Hssが同時に求められ、求めた孔位置におい
て、孔位置Xは孔の並び方向に対応し、孔位置Yは、レ
ーザ光軸と孔の並び方向とに垂直な方向に対応する。 このようにしで求めた孔Hz 、Hasの位置データは
制御系200へ転送される。 制御系200では、この孔の位置を示す値を基準の位置
として、以前にRAM202上に記憶している、孔の並
び方向と(X方向)、レーザ光軸と孔の並び方向に垂直
な方向(2方向)との2つの値を書き換え、前述したワ
ークWの3軸についての位置決めの際、この2つの値を
基準値(x。 Z)として、画像処理の溝位置の値(X、Z)との差な
移動量として移動させる。 孔の面積は印字性能(特に濃度)に大きく影響し、この
大きさのバラツキと大きさの平均値を一定にすることは
性能上重要である。 ワークWに開けられた孔は、−第25図に示すように、
レーザ光の入射側の径(入射径162)が大きく出射側
の径(出射径161)が小さいテーパが形成され、レー
ザ光のパワーを上げると、このテーパは小さくなり、入
射径162は一定で出射径161が大きくなって、第2
6図の特性図に示すように、孔面積が大きくなる。また
、レーザ光による、孔開は部分への照射パルス数を変化
させても同様である。 この様に孔の径とレーザパワー密度、照射パルス数と大
きな関係があるが、ここでレーザ光源として使用してい
るエキシマレーザは、パルス放電によるもので、1回毎
の光量にバラツキがありまたレーザ内のガス濃度、不純
物濃度、印加電圧や、光学系の寿命、汚れ等にも大きく
影響をうけるため、パワーが安定しない、そこで、第2
7図(a)、(b)に示すように、レーザ光Pの出口に
一定の面積のマスク穴113を有するアルミマスク11
2を持つパワーメータ111で構成するパワーセンサl
゛10を配置し、前記アルミマスク112にレーザ光が
当たるように、途中に数%の反射率を持つビームスプリ
ッタ114をおく。 レーザ照射時、ビームスプリッタ114による反射光を
アルミマスク112のマスク穴113を介してパワーメ
ータ111で受け、該パワーメータ111からの、レー
ザ光のパワー密度を示す出力信号S5が一定値となるよ
うに、制御系200によってインターフェース203お
よびケーブルS3を介してレーザ光源10への印加電圧
を変化させる。パワーメータ111からの出力信号S5
は、A/D変換器115を通して制御系200へ送られ
る。第27図(c)に、レーザ光源10への印加電圧と
レーザーパワーとの関係の一例を示す、これにより、孔
開けの際のレーザ発光中にレーザパワーを測定すれば、
レーザ光Pのパワー密度を一定に保つことができ、孔の
大きさのバラツキを一定値内に抑えることが可能になる
。前述のパワーメータ111としては光量測定方式のも
のと熱測定方式のものがある。・ さらに、孔の面積については、開けた孔の面積を測定し
この面積によりレーザ光源10への印加電圧をコントロ
ールして一定の孔面積にすること′も考えられる。これ
は、前記測定光学系70゜80とその測定光学系70.
80に取り付けられた反射光学系74.84及び2つの
測定光学系70.80(7)ITV71.81からの信
号を画像処理する画像処理系208,209および制御
系200を用いる。孔開は加工後、反射光学系74.8
4の出射光を遮断しているシャッター75.85を開け
ることにより対物レンズ72゜82側からワークWに照
射する。 そして、ワークWから反射する、開けた孔の形状を示す
光像が前記2つの測定光学系70.80に取り付けられ
たITV71.81に結像し、該ITV71.81から
の信号Slをそれぞれ、画像処理系208,209にて
画像処理し、これにより開けた孔面積の算出をおこない
、この値をケーブルS2およびインターフェース207
を介して制御系2oOに転送する。 ここで、画像処理系208,209の孔面積測定につい
て、第28図に示すフローチャートに沿って説明する。 なお、この場合も、画像処理系208.209は、同時
に、同一の方法で、それぞれ、孔H2,H83の孔面積
を測定するため、−方の画像処理系208についてのみ
説明する。 まず、前述のよ−うにして求めた孔位置X、Yから、面
積測定の開始点を設定するため、所定の値ei l e
x  (本実・施例では、共に100画素分)を減算す
る(S520,5521,5522)。 そして、測定範囲を設定するため、X開始点とY開始点
に、それぞれ、所定の値f(本実施例では200画素分
)を加算し、その範囲内で、前記孔位置測定の際の2値
化像についての暗部を示す画素数をカウントする(S5
23)、これによって、孔部分の画素数が求められたこ
とになり、その画素数に1画素の面積を示す値h(本実
施例では0.33μmx 0.33μm)を乗すること
で、孔面積とする(S524)。 このようにして求めた2つの孔Hz 、 Hasの孔面
積のデータは制御系200へ転送される。 制御系2,00では、転送された孔面積データにより一
定計算式に基き、レーザ光源10への印加電圧を決めケ
ーブルS3およびインターフェース203を介してレー
ザ光源lOへ転送する。これにより、次のワークWを加
工する際のレーザ光源10への印加電圧が決定する。こ
の方法でも、孔面積を一定にすることが可能である。 また、孔の面積については、孔開は加工の際のマスク3
0の照明光の分布は重要で、その分布にバラツキがある
と孔径がバラツキ、印字にムラを生じる。そこで、第2
9図に示すように、フィールドレンズ27とマスク30
の間゛にビームスプリッタ191をおき、光軸に対し垂
直に、光量の10%を反射させる。そして、この反射光
の光軸上で、マスク30の位置と等価の位置に、ライン
センサ192の受光面をおき、さらに、該ラインセンサ
192とビームスプリッタ191との間の前記反射光の
光軸上に減光及び可視光をカットするフィルタ193を
入れたパワー測定器190を配置する。このパワー測定
器190から、マスク30に当っている照明光量を示す
前記ラインセンサ192の出力を、増幅器194および
A/D変換器195を介して制御系200に伝え、マス
ク30の第1番目の穴から第64番目の穴にあたってい
る光の分布を測定し、第30図に示すようなMAX値と
MIN値の差が一定値に入っていることを確認する。も
し一定値に入っていないときは制御系200が異常の発
生を表示器201に表示して、孔開は加工機を停止させ
る。 次に、本実施例のレーザ孔開は加工機による一連の孔開
は動作について、第31図に示すフローチャートに沿っ
て説明する。 まず、位置決め治具40上に孔開は加工済のワークWが
あればオートハンド100によって排出しく5530)
、新たに未加工の第1.第2の2つのワークWをオート
ハンド100によって前記位置決め治具40上に供給す
る(S531)、第1、第2のワークWが位置決め治具
40上に装着されると、バキューム穴401によって、
それぞれバキューム吸引した後、突き当て機構4o8゜
409.410によって固定する(S532)。 ここで、上述のステップ5530−3532におけるワ
ークWの排出、供給と該ワークWの位置決め治具40上
での突き当て固定までの操作を、第32図に示すフロー
チャートに沿って説明する。 オートハンド100は、前述したように、供給側と排出
側の2つのフィンガーを備えているため、加工済の2つ
のワークWの排出と未加工の2つのワークWの供給を同
時に行なう。 まず、以前に、位置決め治具40上に供給した2つの未
加工ワークWについての孔開けが行なわれている間、前
記オートハンド100は、次に孔開けを行なおうとする
未加工の第1.第2の2つのワークWを供給側フィンガ
ーでバキューム吸着により保持して、前記位置決め治具
40の上方で待機している。 そして、位置決め治具40上の2つのワークWに対する
孔開けが終了して、AHコントローラ103を介して終
了信号が入力されると(8580) 、前記オートハン
ド100は位置決め治具40のワークWの位置まで下降
する(3581)。 このとき、位置決め治具40においては、突き当て機構
405,406,407による加工済ワークWの突き当
て固定を解除するとともに(3582)、バキューム穴
401を介したバキューム吸引を解除する(S584)
、その後、オートハンド100の排出側フィンガーのバ
キューム吸引によって2つの加工済ワークWをバキュー
ム吸着する(S584)、つづいて、オートハンド10
0の供給側フィンガーを位置決め治具40のワーク供給
位置へ移動させて該オートハンド1<)Oを下降させる
(3585.5586)。 そして、オートハンド100による未加工の第1、第2
のワークWのバキューム吸引を解除して(S587)、
該第1.第2のワークWを位置決め治具40へ渡す0位
置決め治具40では、バキューム穴401を介して第一
1.第2のワークWをそれぞれバキューム吸着しくS5
’88)、さらに、突き当て機構407を駆動してレー
ザ光軸方向からの第1.第2の2つのワークWの突き当
てを行ない(S589)、その後、第1.第2のワーク
Wそれぞれに対応する突き当て機構405゜406を駆
動して孔の並び方向からの突き当てを行なって(S59
0)、位置決め治具40上に供給された第1.第2のワ
ークWを固定する。 上述のようにして固定された第1.第2の2つのワーク
Wに対し、まず、第1のワークWについて、前述の第1
4図に示した方法で画像処理系208.209による溝
孔G*、Gs+sの溝位置の測定を行なう(3533)
、各溝孔G* 、 Gasの測定が終了すると、制御系
200によって、測定した2つの溝位置とそれらに対応
する孔位置1示す基準値との比較が行なわれて、溝位置
のずれ量が所定の規格内か否か判断する(S 534゜
5535)、規格内に入っていなければ、前記ずれ量に
基づいて移動系コントローラ206を介して移動ステー
ジ120を駆動して溝位置が前記基準値の規格内に入る
ように移動させる(3536)、前記ステップ5534
,5535での判断において、溝位置が規格から外れて
いた場合、その回数をカウントしておき、その回数が所
定の回数(本実施例では10回とする)に達するまでは
、ステップ5533以降の操作を繰返す(S537)、
所定回数(10回)を越えた場合は、表示器201にて
異常の発生を表示して(S55B)レーザ孔開は加工機
を停止させ、リスタートの指示を待つ(S559)、前
記ステップ5535の判断にて溝位置が規格内であると
判定された場合、透過照明系60のシャッター65を駆
動して透過照明光Q、を遮断するとともに、エアシリン
ダ63を駆動して45″ミラー62をレーザ光軸上から
退避させ(S538゜5539) 、さらに、反射光学
系74.84のシャッター75.85を、駆動して該反
射光学系74.84の出射光路上から除去する(S54
0)、その後、レーザ光源10を発光させ(S541)
、2秒後、発光を停止させる(S542.5543)、
このとき、第1のワークWについての孔開けが終了した
ことになる。 そして、第1のワークWに開けた孔の中心位置および面
積を測定するため、移動ステージ120をレーザ光軸方
向(Y方向)へ板状部材W、の厚さ分レーザ光源側へ移
動させる(S544)、この移動は、孔位置および孔面
積は、前述したように、反レーザ光源側の反射光学系7
4.84からの照明光によって第1のワークWを照明し
て測定するため、前記孔の像の、ITV71.81に対
する焦点が、前記溝孔位置の測定の際の、透過照明系6
0からの透過照明光Q1によって第1のワークWが照明
されることで生じる溝孔の像の、     −ITV7
1.81に対する焦点と、板状部材W@の厚さ分ずれる
からである。 この移動ステージ120によるレーザ光源側への移動が
完了した後、前述の第21図および第28図に示した方
法によって加工孔の中心位置および面積を測定する(S
545)、この両者の測定が終了すると、RAM202
に格納されている孔位置の基準値を、今回測定した加工
孔の中心位置を示す値に書換えるとともに、測定した加
工孔面積の大小に応じて、レーザ光源10の駆動用の印
加電圧を設定する(S546,5547)。 この時点で第1のワークWについての操作は終゛了した
ことになる。 つづいて、第2のワークWについて孔を開けるため、移
動ステージ120を孔の並び方向(X方向)に移動させ
て前記第2のワークWをレーザ光軸上に配置させる(S
548)、その後、第2のワークWの溝孔位置を測定す
るため、透過照明系60のシャッター65を、駆動して
透過照明光路上から除去するとともに、エアシリンダ6
3を駆動して透過照明系60の451ミラー62をレー
ザ光軸上に移動させ(S549.5550)、さら、に
、前記反射光学系74のシャッター75を駆動して該反
射光学系74の出射光を遮断させる(S551)、そし
て、移動ステージ120を、レーザ光軸方向(Y方向)
に板状部材w3の厚さ9反レーザ光源側へ移動させた後
(S552)、同様iこして溝孔Gz、Gs3の位置を
測定する(S553)。 測定した溝位置については一前記第1のワークWの場合
と同様にRAM202に格納されている基準値と比較し
てそれらのずれ量が所定の規格内に入っているか否か判
断する(S554゜5555)、測定した溝位置が規格
に入っていなければ、同様に該溝位置が基準値の示す孔
の中心位置に一致するように移動ステージ120を移動
させる(S556)、この操作(S 553〜5556
)は、測定した溝位置が前記規格内に入らなければ所定
回数(10回)まで繰返されるが(S557)、その回
数(10回)を越えると、表示器201に異常の発生を
表示しく555B)、レーザ孔開は加工機を停止してリ
スタートの指示を待つ(S559)。 測定した溝位置が基準値の規格内であれば、前記第1の
ワークWの場合の操作(3538〜S 54 ’7 )
と同一の操作(S560〜569)を行なって、第2の
ワークWへ孔を開け、その孔の位置および面積を測定し
て、孔位置を示す、RAM202内の基準値を書換える
とともに、レーザ光源10に対する印加電圧を前記孔の
面積に応じて設定する。 この時点で、第2のワークWに対する操作は終了したこ
とになる。 その後、移動ステージ120を孔の並び方向(X方向)
へ移動させて第1のワークWを最初の゛位置へ戻す(S
570)、そして、透過照明系60のシャッター65を
透過照明光路上から除去するとともに、エアシリンダ6
3を駆動して45°ミラー62をレーザ光軸上に移動さ
せ(S571,5572) 、さらに、反射光学系74
.84のシャッター75.85を駆動して該反射光学系
74.84の出射光を遮断させる(、5573)、つづ
いて、移動ステージ120をレーザ光軸方向(Y方向)
に板状部材W、の厚さ9反レーザ光源側へ移動させた後
(S574)、未加工のワークWがあれば、前述したス
テップ5530以降の操作を繰返して孔開は加工を行な
う。 上述の孔開は動作中に、前記パワー測定器190(第2
9図参照)を用いて、マスク30のマスク穴31に対し
て照射されているレーザ光の分布を測定してもよい。 また、孔位置を示す基準値については、ワークWと同一
形状のダミ一部材に、予め孔を開け、その孔の中心位置
を測定してその測定値を前記基準値としてRAM202
内に予め格納してもよい。 次に、マスク30が交換されたときの制御系200によ
る位置決め手順について、第33図のフローチャートを
参照して説明する。 制御系200はマスク30の交換が行なわれると、レー
ザ光源10にレーザ光Pを出射させ(S601)、ワー
クWに孔を開ける。このとき、ワークWに形成される孔
は、交換前のマスク位置と交換後のマスク位置との差に
応じてずれて形成されるため、第12図に示したワーク
Wの左右に形成された孔Hz 、 Ha3の各位置を第
21図のフローチャートにして示した手順により確認す
る(S602)、ここで、測定光学系8oにおける水平
方向のずれ量を△x1、垂直方向のずれ量をΔZr、Z
r光学系70における水平方向のずれ量をΔxf2、垂
直方向のずれ量をΔZβとし、また、ワークW上の孔間
隔と、マスク30上の孔間隔の比をn、マスク30上の
右室と左室の間隔なLとすると、マスク30の位置ずれ
量は、水平方向に対し、x=−n・(ΔXr+ΔXρ)
/2、垂直方向に対しz=−n・(Δ2.+△Z℃)/
2、回転方向に対しθ= −tan−’ (n ・(Δ
zr−ΔZで)/L)となる(負の記号がつくのは、第
1図に示す投影光学系50により像が反転するためであ
る)、ここで、第7図に示したゴニオステージ321の
回転中心とマスク30に形成された穴列の中心とを近似
的に一致させておくことにより、xステージ322、Y
ステージ324、ゴニオステージ321を移動させるこ
とにより、上記ずれを補正することができる。すなわち
、X軸をn−(ΔX、+ΔxI2)/2移動させ(S6
03)、Z軸をn・(Δ−2.+ΔzJ)/2移動させ
(S604)、θ軸をtan−’ (n ・(Δ2゜−
ΔZβ)/L)移動させる(S605)ことにより、は
ぼ交換前の位置に補正することができる。また、各ステ
ージの精度、マスクホルダ33の位置決め精度等により
、−度の補正では規格内に収まらないことがあるため、
各ステージを移動させた後に番孔の位置を再度確認しく
S 606)、規格内に入るまで上記の確認動作を繰り
返し行う。 次に、レーザ光源lOや各投影光学系のメンテナンス時
等にレーザ光Pの軸がずれてしまった場合の制御系20
0によるマスク30の位置調整手順について、第34図
のフローチャー訃を参照して説明する。 レーザ光源10にレーザ光Pを出射させてワークWに孔
を開ける(S607)、次に、測定光学系70.80に
より、ワークWの左右に形成された番孔Hz 、Has
の面積を第28図に示したフローチャートの手順に沿っ
て測定する(8608)、レーザ光の強度とワークWに
形成される孔の面積との関係は第26図に示したもので
あり、加工時のマスク30上のレーザ光Pのエネルギー
強度分布は第35図に示すものである。これらのことか
ら、ワークWの左右に形成された番孔H2,Hasのう
ち、孔面積の大きな方に、レーザ光Pの軸が偏っている
と推定できる。そこで、番孔Hz、Hssの孔面積を比
較して、この結果が所定の範囲内のものであるかを確認
しく5609) 、所定範囲内のものであれば、現在ワ
ークWに形成される番孔H2,H−sの位置を記憶して
(S610)終了とする。比較結果が所定範囲内のもの
でない場合には、一定量ずつマスク30を移動させ(S
611)、比較結果が所定範囲内となるまで上記の動作
を繰り返し行なう。 ゛上記のようなマスク30の位置調整を行なうことによ
り、マスク30の位置をレーザ光Pの光束内にバランス
良く位置決めすることができる。このとき、当然ながら
マスク30は調整前とは異なる位置となり、ワークWに
形成される孔位置もずれることになる。このため、マス
ク3oの位置調整後に、第34図のフローチャートのス
テップ5610で記憶した現在の番孔H*、Hasの位
置に応じてワークWを移動させることにより、レーザ光
Pの軸がずれる前と同様の加工をワークWに対して行な
うことが可能となる。 なお、以上述べたマスク30の位置調整は、マスク交換
時や、レーザ光軸にずれが生じた場合に行なうものとし
て説明したが、このほかにも、温度変動や振動等の位置
ずれが生じる可能性のある雰囲気の変動を検出し、該変
動量が予め定められた所定量を超えたときに自動的に行
なうものとしてもよく、また、一定時間毎に行なうもの
としても当然よい。 前述した照明光学系20のレンズ群21χ25はフライ
アイレンズ26にレーザ光束をあわせるための光学系で
あるが、これを第36図の様に構成してもかまわない。 これは、レーザ光源lOから出射するレーザ光Pを、そ
のレーザ光軸と孔の並び方向とでつくる平面に対し垂直
な方向に3つに分けるプリズム311.312を配置し
たもので、3つのビームはフライアイレンズ26の光軸
にあるように前記平面に対して垂直な方向に所定の間隔
で分けなければならない、フライアイレンズ26は、前
述のように6φのレンズを組合せているので、その先軸
の間隔は前記平面に対して垂直な方向に5.2mm離れ
ている。光束の巾はその方向に6mmなので、2關ずつ
3本に分ける。もともとビーム間は2mm離れているの
で、プリズム311,312により3、2mmビームを
離さなければならない。 プリズム311.312はレーザ光の入射面と出射面が
平行なものであり、マスク穴31の並び方向に回転軸を
もつ回転方向に回転させてビーム間隔が5.2mmとな
るように前記レーザ光を3本のビームに分割する。第3
7図は上述のプリズム311.312を設けた場合にフ
ライアイレンズ46に入射するビームを示している。 また、前記プリズム311,312とレーザ光源10と
の間の光軸上に、第38図に示すように、凸レンズ33
1および凹−レンズ332からなる、ビーム形状を圧縮
する圧縮光学系330を配置してもかまわない。 本実施例でレーザ光源lOとして用いたエキシマレーザ
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レーザなどがよく用いられる。これらの発振エネルギ
ーは数100mj/パルス、パルスの繰返し周波数30
〜1000Hz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ッテ分解、飛散する
。所謂″ABLATIVE PH0TODEcoupo
srrro* (APD) )”過程を生じ、これによ
ってポリマー樹脂の孔開は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co、レーザによ
る孔開けの場合と、明らかな差を生じる。 例えば、ポリイミド(pr)フィルムにエキシマレーザ
(にrF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υ■領領域あるため、きれいな孔
を開けることができるが、t+V領域にない従来のYA
Gレーザでは孔のエツジが荒れ、C(hレーザでは孔の
周囲にクレータができるのである。 なお、SuSなどの金属、不透明なセラミックス、Si
などは大気の雰囲気において、エキシマレーザのレーザ
光を照射されても影響をうけないことから、上述のマス
ク30の材料として適用できる。 次に実際に、このようなエキシマレーザを用いたレーザ
孔開は加工機における実績を例示する。 (実施例1) ここで使用されたワークWは天部材W、にピッチ70.
5μm、溝孔Gの幅4.36m、溝孔Gの高さ45μm
であると共に、板状部材W3の吐出口径31μmφを形
成するに当り、エキシマレーザにIN’DEX200K
 (ルモニクス社製)を用いて、レーザ出力250mj
/パルス、繰返し周波数200Hz、発振時間2秒で加
工した時、下記の表1のような成績を得ている。なお、
この時の板状部材W、の厚さは40〜45μm1材質は
ポリサルフォンである。また、比較のため、従来例との
加工精度の差を明らかにしたC表1参照)。 表1 表1から明らかなように、本例のレーザ孔開は加工機を
用いて孔開けを実施した場合、オリフィスの面積のバラ
付き、形状の形態は、従来に比べて相当向上している。 これは当然、本例のレーザ孔開は加工機によって作られ
たインクジェットヘッドの性能をも向上させることにな
る。すなわち、液滴の吐出量および吐出方向が均一とな
り、文字、図形などが鮮明で、形崩れしないのである。 [発明の効果] 本発明は以上説明したように構成されているので、以下
に記載するような効果を奏する。 請求項1および請求項2のいずれに記載のものにおいて
も、マスクの位置調整を人手を介することなく行なうこ
とができるため、マスクの交換時やマスク位置の再調整
を要する場合等の調整時間を大幅に削減することができ
、生産性の高いものとすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)は、それぞれ、本発明のレーザ孔
開は加工機の一実施例を示す平面図および側面図、第2
図(a)、(b)、(c)はそれぞれ、孔開は加工後の
ワークWの一例を示す斜視図、断面図および正面図、第
3図(a)は照明光学系の光路を示す図、第3図(b)
は照明光学系の楕円マスクを示す正面図、第3図(C)
は照明光学系の凹および凸シリンドリカルレンズの位置
を示す図、第4図(a)、(b)は、それぞれ、照明光
学系のフライアイレンズを示す正面図および側面図、第
5図は照明光学系の光路な示す図、第6図はマスクを示
す斜視図、第7図はマスク位置調整機構32の構成を示
す図、第8図は移動ステージ120の構成を示す図、第
9図(a)は位置決め治具を示す側面図、第9図(b)
は、位置決め治具のバキューム穴を示す平面図、第9図
(C)は、位置決め治具のワーク吸着機構を示すブロッ
ク図、第10図は位置決め治具の突き当て機構を示す平
面図、第11図は透過照明系の構成を示す図、第12図
はワークの一例を示す斜視図、第13図(a)は測定光
学系を示す平面図、第13図(b)は、調整手段を示す
側面図、第13図(C)は、測定光学系のAF回路を示
す図、第14図は画像処理系の溝位置測定の動作を示す
フローチャート、第15図(a)、(b)。 (c)は、インダストリアルテレビに映した溝孔の像を
示す正面図、第15図(d)、(e)。 (f)、(g)は、それぞれ、溝孔の像を映した際のイ
ンダストリアルテレビの画素の明るさの分布を示す特性
図、第16図(a)、(b)。 (c)、(d)は、画像処理系のフィルタリング処理を
示す図、第17図は、オートハンドを示す断面図、第1
8図は、インクジェットヘッドからインクを吐出して形
成した印字ドツトを示す図、第19図(a)、(b)は
インクジェットヘッドを示す斜視図および断面図、第2
0図(a)は、インクジェットヘッドの吐出口を示す正
面図、第20図(b)はインクジェットヘッドの吐出口
に通ずる溝孔を示す断面図、第21図は画像処理系の孔
位置測定の動作を示すフローチャート、第22図はイン
ダストリアルテレビに映した孔の像を示す図、第23図
は孔の像を映した際のインダストリアルテレビの画素の
明るさの頻度を示す特性図、第24図は画像信号の2値
化によって形成した、孔の2値化像を示す図、第25図
はレーザ光によって開けた孔の一例を示す断面図、第2
6図はレーザパワーと孔面積との関係を示す特性図、第
27図(a)はパワーセンサを示すブロック図、第27
図(b)はパワーセンサを示す正面図、第27図(C)
はレーザ光源への印加電圧とレーザパワーとの関係を示
す特性図、第28図は画像処理系の孔面積測定の動作を
示すフローチャート、第29図はパワー測定器を示すブ
ロック図、第30図はマスクに対するレーザ光の照明分
布を示す特性図、第31図は本発明のレーザ孔開は加工
機の動作の一例を示すフローチャート、第32図はオー
トハンドによるワークの供給、排出および位置決め治具
による突き当て動作を示すフローチャート、第33図は
マスク交換がなされたときのマスク位置調整手順を示す
フローチャート、第34図はレーザ光軸がずれたときの
マスク位置調整手順を示すフローチャート、第35図は
レーザ光の強度分布を示す図、第36図は照明光学系の
第2実施例を示す図−第37図は照明光学系のフライア
イレンズに入射するレーザ光の−例を示す図、第38図
は照明光学系の第3実施例を示す図である。 10・・・レーザ光源、 20・・・照明光学系、 21・・・楕円マスク、 22・・・凹シリンドリカルレンズ、 23・・・凸シリンドリカルレンズ、 24.261・・・凸レンズ、 25・・・凹レンズ、 26・・・フライアイレンズ、 27・・・フィールドレンズ、 30・・・マスク、 31.113,211・・・マスク穴、32・・・マス
ク位置調整機構、 40・・・位置決め治具、 50・・・投影光学系、 51・・・縮小投影レンズ、 60・・・透過照明系、 61・・・光ファイバ、 62・・・45°ミラー、 63.64,408,409,410・・・エアーシリ
ンダ、 65.75.85・・・シャッター、 66・・・ミラー、 70.80−・・・測定光学系、 71.81・・・インダストリアルテレビ、72.82
・・・対物レンズ、 73.83,193・・・ハーフミラ−174,84・
・・反射光学系、 76.86・・・調整手段、 77.87・・・オートフォーカスユニット、90・・
・装置フレーム、 100・・・オートハンド、 101.102・・・吸引口、 103・・・AHコントローラ、 110・・・パワーセンサ、 111・・・パワーメータ、 112・・・アルミマスク、 114.191・・・ビームスプリッタ、115.19
5・・・A/D変換器、 120.761,762,763,861゜862.8
63・・・移動ステージ、 141・・・吐出口、 142・・・オリフィスプレート、 143・・・ヒータボード、 144・・・配線材、 161・・・出射径、 162・・・入射径、 190・・・パワー測定器、 192・・・ラインセンサ、 193・・・フィルタ、 194・・・増幅器、 20〇二・・制御系、 201・・・表示器、 202・・・RAM。 203.204,205,207・・・インターフェー
ス、 206・・・移動系コントローラ、 208.209・・・画像処理系、 311.312・・・プリズム、 321.903・・・ゴニオステージ、322.907
・・・Xステージ、 323.905・・・Zステージ、 324.906・・・Yステージ、 325・・・マスクホルダ位置決め治具、401・・・
バキューム穴、 402・・・バキュームソレノイド、 403・・・バキュームセンサ、 404・・・位置決め基準、 405.406,407・・・突き当て機構、411.
412,413・・・ソレノイドバルブ、904・・・
θステージ、 特許出願人  キャノン株式会社 代 理 人  弁理士 若株 忠

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、レーザ光を所定形状の開口が複数設けられたマスク
    を介してワークに照射することにより、該ワークに複数
    の孔を形成するレーザ加工装置において、 前記マスクを任意の位置に移動させるためのマスク位置
    調整機構と、 前記ワークに形成された複数の孔の位置を計測するため
    の測定光学系と、 前記測定光学系により計測された複数の孔の位置から前
    記レーザ光に対するマスクのずれ量を算出し、前記マス
    ク位置調整機構を介して前記マスクを移動させて前記ず
    れ量を補正する制御系とを有することを特徴とするレー
    ザ加工装置。 2、レーザ光を所定形状の開口が複数設けられたマスク
    を介してワークに照射することにより、該ワークに複数
    の孔を形成するレーザ加工装置において、 前記マスクを任意の位置に移動させるためのマスク位置
    調整機構と、 前記ワークに形成された複数の孔の面積を計測するため
    の測定光学系と、 前記測定光学系により計測された複数の孔の面積から前
    記レーザ光に対するマスクのずれ量を算出し、前記マス
    ク位置調整機構を介して前記マスクを移動させて前記ず
    れ量を補正する制御系とを有することを特徴とするレー
    ザ加工装置。 3、マスクに複数設けられた所定形状の開口がインクジ
    ェットヘッドのオリフィスプレートに形成されるインク
    吐出口に対応したものであり、ワークがインク流路とな
    る複数の溝が並設されたインクジェットヘッドである請
    求項1または2記載のレーザ加工装置。
JP2314135A 1990-11-21 1990-11-21 レーザ加工装置 Pending JPH04187394A (ja)

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DE69130854T DE69130854T2 (de) 1990-11-21 1991-11-19 Laserbearbeitungsgerät
EP91119757A EP0488033B1 (en) 1990-11-21 1991-11-19 Laser process apparatus
AT91119757T ATE176416T1 (de) 1990-11-21 1991-11-19 Laserbearbeitungsgerät
US07/794,862 US5389954A (en) 1990-11-21 1991-11-19 Laser process apparatus for forming holes in a workpiece
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10235484A (ja) * 1997-02-24 1998-09-08 Mitsubishi Electric Corp レーザ加工装置
JP2004209505A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ加工装置における加工位置ずれ補正方法
JP2015003327A (ja) * 2013-06-19 2015-01-08 キヤノン株式会社 レーザ加工装置、基板の加工方法及び基板の製造方法

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10235484A (ja) * 1997-02-24 1998-09-08 Mitsubishi Electric Corp レーザ加工装置
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