JPH04200890A - 孔開け加工位置の位置合わせ方法およびレーザ孔開け加工機 - Google Patents

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〕 本発明はレーザ孔開は加工機における孔開は加工位置の
位置合わせ方法およびレーザ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丁鯖度が高い点に着目
してのことである。特に、コンピューターやワードブロ
セ・ンサに附帯するプリンタで用いられるインクジェッ
トヘッドのインク川出口の孔は、加「精度かそのまま、
・ｒンク吐出里、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）か
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部に膜沸騰を起し、
結果的に上記駆動信号に一対−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［１
より液体（インク）を液滴の形で吐出させるめである。

ここで！ｊ−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」二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、主述した各明細書
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。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、
」−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つの記載ヘッドで所定幅（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
かでき、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ト自体に設けられるカートリッジ
タイプとしてもよい。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、レーザ孔開は加工機によってインクジェ
ットヘッドなどのワークに対してレーザによる孔開けを
行なう場合、レーザ光を一点に絞って、１個づつ開ける
のでは多数の孔開けを必要と−４−るワークについては
、その加工に非常に時間がかかる。特に、ワークに対す
る正確な孔開は位置の設定には非常に多くの時間を費ず
ことになり、作業能率を著しく低下するという問題点が
ある。

本発明は、Ｆ記従来の技術が存する問題点に鑑みてなさ
れたもので、多数の孔開けを要するワークに対し、短時
間に位置精度の高い孔開は加工を可能にするレーザ孔開
は加−Ｆ機における孔開は加工位置の位置合わせ方法お
よびその実施に用いるレーザ孔開は加工機を提供するこ
とを目的とし′Ｃいる。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、レーザ光を用いてワークの加工面の所定の加
工位置に複数の孔を開ける際の、孔開は加工位置の位置
合わせ方法であって、 前記レーザ光は、開けようとする複数の孔に対応して所
望の光束に変換されて前記加工面の各加工位置に照射さ
れ、 該加工面に照射される、少なくとも２つの８光束の中心
位置を位置基準値として定め、 前記ワークの加工面の、前記少なくとも２つの光束が照
射される各加工位置を測定し、測定した加工位置を、対
応する前記位置基準値と比較して加工位置と位置基準値
との位置ずれ量を求め、 求めた位置ずれ量に基づいて前記ワークを移動させるも
のであり、 前記少なくとも２つの光束の中心位置を示す位置基準値
が、該光束によって、予め開けられた孔の中心位置であ
る場合が考えられる。

また、本発明は、レーザ光源と、該レーザ光源が発する
レーザ光を、移動ステージ上に装着されたワークの加工
面に照射するための投影光学系とを備えて、前記ワーク
の加工面の所定加二「位１ηに複数の孔を開けるレーザ
孔開は加工機において、前記レーザ光源と投影光学系と
の間に、前記レーザ光を、開けようとする複数の孔に対
応した所望のレーザ光栄に変換するためのマスクパター
ンが形成されたマスクを配置し、 孔開は加工済ワークに開けられた加工孔の少なくとも２
個の孔中心位置を示す位置基準か格納される記憶手段と
、 未加工ワークの加］８面を、レーザ光源側から叩射する
ための透過照明系と、 前記孔開は加工済ワークの、前記少なくとも２個の加工
孔を反レーザ光源側から照明するための反射光学系と、 前記透過照明系によって前記未加工ワークの加工面を照
明した際、前記少なくとも２個の加［孔に対応する加［
位置を観測し、また、前記反射光学系によって曲屈孔開
は加工済ワークの少なくとも２個の加工孔を照明した際
、該加工孔を観測する測定光学系と、 該測定光学系が観測した前記加工イ！装置そわぞれを示
す位置測定値を求め、また、前記測定光学系が観測した
加工孔それぞれの孔中心位置を求める画像処理系と、 該画像処理系が求めた各位置測定値を、前記記憶手段に
格納されている、対応する位置基準値と比較して位置ず
れ量を算出し、算出した位置ずれ量に基づいて前記移動
ステージを駆動し、また、前記画像処理系が求めた孔中
心位置を前記位置基準値として前記記憶手段に格納する
制御系とを４Ｔするものである。

前記ワークか、インク流路となる複数の溝孔か並設され
たインクシェツトヘッドであり、前記マスクには、前記
インクジェットヘッドのオリフィスプレートに、前記複
数の溝孔それぞれに通ずるインク吐出［］を形成するた
めのマスクパターンが形成されており、 前記画像処理系が求める位置測定値は前記溝孔の中心位
置である場合がある。

〔作　　　用〕

未発明の、孔開は加工位置の位置合わせ方法は、ワーク
の加工面に照射される、少なくとも２つの光束の中心位
置と、該光束か照射される、前記加工面の加工位置との
位置ずれ量を算出し、算出した位置ずれ旬−に基づいて
前記ワークを移動させて、前記加工位置を、前記光束の
中心位置に合わせるものであり、前記ワークの加工面に
叩射される光束は、開けようとする複数の孔に対応した
ものであるため、同時に複数の加工位置が（ｊγ置合わ
せされる。

本発明のレーザ孔開は加工機は、レーザ光源が発するレ
ーザ光を、開けようとする複数の孔に対応したレーザ光
束に変換し、該レーザ光束によって開けた孔開は加Ｊｌ
済ワークの少なくとも２つの加工孔の中心位置と、該加
工孔に対応する、未加工ワークの加１−位置との位置ず
れ量に基ついて曲屈朱加工ワークを移動させるので、前
記レーザ光束に対する未加工ワークの複数の加工位置の
位置合わせが同時に行なわれ、さらに、前記レーザ光束
を未加工ワークの加重「面に照射するので、同時に複数
の孔を開けることができる。

（実　施　例） 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４−るマスク３
０を通し、該マスク３０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「１等の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！１り射させ
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
１２０と、前記マスク３０を辿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５０と、前記ワーク
Ｗのイアを置合わせの際、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６０と、該透
過照明系６０とは逆方向から照明光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６０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
像を２つのインダストリアルテレビ（以ｔ＼　ＩＴＶと
称す）７１゜８１にそわぞ九結像させる測定光学系７０
．８０とが装置フレーム９０」二に載置されており、さ
らに、前記ＩＴＶ７１，８１で結像した像の画像信月を
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、孔開けか
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　＋　、’　Ｇ　２　。

Ｇ３．Ｇ４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Ｗ３　（加−［面Ｗ１）を一体的に形成し
たものである。該ワー）７Ｗに形成ずへき、吐出口とな
る孔Ｈ（第２図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）におい
てはＨ＋　、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４の４個のみ示している３
、）は前記溝孔Ｇ　（Ｇｌ　、　Ｇ２　、Ｇ’ｌ　。

Ｇ４）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Ｗ３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Ｗ１の加工面Ｗ１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，
８ＱのｒＴＶ７１．８１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て求めた溝
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
して移動スデージ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１０から
出射したレーザ光束Ｐ（２００Ｈｚ。

５０Ｗ、２８ｍｍＸ６ｍｍ）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ては、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、２８ｍｍＸ６＋ｎｍ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、はしめの凹シ
リンドリカルレンズ２２を光束の１１］の狭いＨ向（６
ｍｍ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Ｐ２
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．ｊ３を、前記楕円マスク２１からの、
それぞれの距離ｆ、、ｆ２の比ｆ、：ｆ２が、第３図（
ｃ）に示すようにｆ、、：　ｆ２＝６　：　２８となる
ように、レーザ光Ｐの光軸１−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Ｐ２の光路上に、凸レンズ２４と凹
レンズ２５を、それらの配置間隔の距離ｆ９．ｆ４の比
ｆ、：、ｆ４を２８　：　２０として焦点の位置が同一
どなるように配置して構成したビームコンプレッサによ
り、前記２８ｍｍの円形の平行光Ｐ２を２０ｍｎ＋の円
形の゛ト行光Ｐ３に変換ず盃・ 次に、６ｍｍの直径をした７個の凸レンズ２６１を第３
図Ｃ，ａ）、、（ｂ）のように配置したケラ−照明用の
フィールドレンズ２６とフィールドレンズ２７とを、第
５図に示すように、順に曲屈平行光Ｐ、の光軸トに配置
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１９ｍ
ｍ直線トにならんた開ける孔の形状をしたマスク穴３１
に一定の角度で照明する。

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。

前述のように、照明光学系２０て分割されてマスク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、投影ソロ学系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５
１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７図（ａ）に示すように、前記位置決め
治具４０Ｆに、加−Ｉ盲Ｉ′ｌ１Ｗ１を、レーザ光源１
０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７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、該バキューム穴４０１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（ｒ７置決め治具４０は、第７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を駆動することて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
力に基ついて、制御系２００が前記ワークＷの保持状態
を監視［）ている。また、位置決め治具４０は、第７図
（ｂ）および第８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、オートハント１００によフてワークＷ
を位置決め治具４０１に供給した後、バキューム吸着し
、第８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
０Ｆ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．
４１０を駆動することで動作する。

また、上述の位置決め治具４０が載置されている移動ス
テージ１２０は、レーザ光軸方向（Ｙ方向）、レーザ光
軸と孔の並び方向に垂直な軸方向（Ｚ方向）、該軸方向
を回転軸とする回転方向（θ２方向）、孔の並び方向く
Ｘ方向）、レーザ光軸を回転軸とする回転方向（θ７方
向）の計５軸について移動が可能であり、制御系２０１
から移動系コントローラ２０６を通して伝えられる指示
によフて動作し、ワークＷの位置決めを行なう。

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を、
板状部材Ｗ３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９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そおり、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へ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
２０４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１０図に示すように、両端の溝（第１番目の
溝孔Ｇ１と第６４番目の溝孔Ｇ　ｎ　４）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Ｇ６３の２つであり、前記透過照明
光Ｑ１によって照射されて生じる前記第２番目の溝孔Ｇ
２と第６３番目の溝孔Ｇ６３の光像は、第９図に示すよ
うに、そわらの光路Ｈ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１１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２７１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ＩＴＶ
７１．８１の間の、前記光像の光軸トには、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−７３，８３によフて、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６６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、そ九によってワ
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。反射光学系７４．８４は、それぞ
わ、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ー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７６．８６十に載置されている
。この調整手段７６．８６は、第１１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ｍ１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，
８６１とを備えたものである。

また、首記測定光学系７０．８０は、第１１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
の粒度を向１−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、＄２番目の溝孔Ｇ２と第６３番目
の溝孔Ｇ６３との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１
ＴＶ７１．８１に４０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２０８，２０
９に人力されて該画像処理系２０８，２０９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１２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２０８．２９９は、同時に同一の方法
て、それぞれ、第２番目の溝孔Ｇ２．第６３番目の溝孔
Ｇ６３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Ｇ２の像の画像信号をＲＡＭ２０２へ取込む（Ｓ
５０１．）。ＲＡＭ２０２に取込まれた画像情報は、横
方向が５００００画素方向が４８０８０画素込エリアに
おいて、横方向ｉ（０≦ｉ≦４９９）番目、縦方向ｊ（
０≦ｊ≦４７９）番［１の画素を（ｉ、ｊ）てあられし
、その画素のデータを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１３図（ａ）にＩＴＶ７１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うそ
こで、溝孔Ｇ２の画像信号に対してフィルタリング処理
を施して曲屈キズの部分を取除＜　（Ｓ５０２）。

このフィルタリング処理について第１４図（ａ）、（ｂ
）、（Ｃ）、（ｄ）を参照して説明する。

ここでは、第１４図（ａ）に示すような、原画像に対し
てキズを取除く場合について説明する。

初めに、各画素の明るさの２値化の処理を行なう。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　（白　）と
し、スライスレベル以下のものをＶ　（ｉ、　ｊ）　＝
Ｏ（黒）とし、これを全ての画素について行う。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 Ｖ（ｉ、ｊ）の中て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。

次に、フィルタリング処理を行なう。１個の画素（ｉ、
ｊ）の処理を行なうのに、この画素（ｉ、ｊ）を中心に
ｉ−２からｉ＋２．ｊ−２からｊ＋２の範囲の画素の中
で、ｉｔ＋記２値化処理における明るさが１となった画
素が１つであれば画素（ｉ、ｊ）の明るさはＶ（ｉ、ｊ
）＝１とし、範囲内の画素全ての明るさが０のときのみ
Ｖ（ｉ、ｊ）−〇とする。

ここて第１４図（Ｃ）、（ｄ）は共に、画素（ｉ、、ｊ
）’についも　ｉ−２から１＋２、ｊ−２からｊ＋２の
範囲の画素を示すものであり、第１４図（Ｃ）について
は画素（ｉ＋２　、　　ｊ’　−２）の明るさが１とな
っており、第１４図（ｄ）については範囲内金ての画素
の明るさが０となっている。ｌノたがって、この場合第
１４図（Ｃ）については画素（ｉ、、ｉ）の明るさＶ（
ｉ、ｊ）は１となり、第１４図（ｄ）についてはＶ（ｉ
、ｊ）は０となる。

［−述の処理を、ｉか２〜４９７．ｊ／ｌ）２〜４７７
の範囲の画素それぞれについて行う５．これｈ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（０）とならいキズ等を消すことができ、その
結果、第１４図（ｂ）に示すような、キズが取除かれた
画像を１１Ｆることができる。

手挿のように、本実施例では、５画素分のフィルタリン
グをしているのて、５画素以下の画像を取除いてしまう
ことになるが、通常、＠配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
３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Ｗ、とで形成
される角部のラインのＹ座標を求める（　Ｓ　５０−３
　）。この場合、フィルタリング処理後の溝孔Ｇ２の像
を映したＩＴＶ７１の全画素（５００×′４８０画素）
について、行毎の明るさの和Ｖ、を求める。

■、＝ΣＶ（ｉ、ｊ） この行毎の明るさの和Ｖ、を行対応で表わしたものが第
１３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１３図（ｂ）に示すアゴ乗せ部
のライン十となる。

第１３図（ｄ）のグラフにおいて明るさの最低部分の拡
大図を、第１３図（ｅ）に示す。

ここで、行毎の明るさの和Ｖｊの中の最低値Ｖ　ｍ　ｉ
　ｎを求め、その最低値Ｖ。１ｏに所定の値ＦＶ□１．
を求め、その最低値Ｖ□１ｏ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ＹＩｉｆ標をアゴ乗せ部の位置
ｙｉとする。

そして、前記アゴ乗せ部の位置ｙ℃に所定の値ａを加え
た結果を前記溝孔Ｇ２のＹ位置（Ｙ−ｙｆｌ＋ａ）とす
る。ａの値は、例えば溝孔の深さを４０μｍとすると、
２０μｍ程度が良い。

前記アゴ乗せ部の位置としたＹ座標ｙ℃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ｙｘに所定の値ｂ（本実施例では、２０画素分６
．６μｍ）を加えて、第１３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　＝　ｙ　Ｉｌ
、　＋　ｂ　）を考える（Ｓ５０５）。

この、ｙｆｉ＋ｂのラインの明るさ Ｖ　（ｉ、ｙｆｌ＋ｂ）を表わしたものか、第１３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１３図（Ｃ）において、Ｙ＝ｙ
ＪＺ＋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１３図（
ｇ）に示す。

この第１３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
化する点との２点の中央に相当するＸ座標Ｘ、、Ｘ２を
算出・する（Ｓ５０６）。そして、算出したＸ、、Ｘ２
の中央 Ｘ、＋Ｘ２ （Ｘ　＝−）に相当す座標を溝孔Ｇ２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（Ｚ方向）に対応するものであり、溝孔Ｇ２．
０６３について、それぞれ、画像処理系２０８．２０９
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Ｇ２　、　Ｇ６３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一ス２０７を
通して制御系２００に伝えられ、註制御系２００にて、
伝えられた溝位置のデータとあらかしめＲＡＭ２０２に
記憶された基準値とのＪ゛れ１ｉ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く０７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Ｇ２の、Ｘ方向およびＺ方向の
位置を（Ｘ２．Ｚ２）、第６３番目の溝孔Ｇ６．（の、
Ｘ方向および２方向の位置を（Ｘｒ、ｌ。

Ｚ６３）とし、溝孔Ｇ２に対応する基準値を、同様に（
Ｘ２　、、　Ｚ２　）　、溝孔０６１に対応する基準値
を（Ｘｒ＋ｉ＋　　２６．）とすると、 Ｚ方向のずれ量ｄＺは、 ｄＺ＝ （Ｚ６３Ｚ２　）　／　２　　（２６３Ｚ２　）　／　
ＺＸ方１司のずれ量ｄＸは ｄＸ＝ （（Ｘ６３Ｘｒｓ）　＋（Ｘ２　　Ｘ２　）　）　／　
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
間距離をＤとすると、前記基準値が示す２つの基準点の
間の距離は、［）　＋　Ｘ　２　＋　Ｘ　６：＋で表わ
される。ここで、Ｘ２２＞Ｄ、Ｘ６３：＞Ｄとすると、
２つの基準点間の距離はＤとなる。

したかつて、θＹ力方向ずれｉｄθ７は、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に人力する。移動系コントローラ２０６は
、前記移動Ｍに基ついて前記３軸に対応する３つのトラ
イバを介して移動スデーシ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、航記測定光学系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、曲屈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に人力し、該移動系コント
ローラ２０６か人力された移動量に基づいて、前記２輔
に対応ず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（−ｉγ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
（以下ＡＨコントローラと称す）１０３にケーブルＳ４
を介して完了信号を送る。

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、完了信号を受信後、加丁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Ｅ［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１００のフィンガーは、供給側
、排出側ともに、第１５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
開けの位置精度を一定範囲（例えば±２μｍ）に入らな
ければならない。

この位置粒度としては、例えば、第１６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１６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１７図（
ａ）、（ｂ）および第１８図（ａ）、（ｂ）を参照して
説明するつ 第１７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１８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１７図（ａ）。

（ｂ＞に示ずように、孔開は加工が施されたワーり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１８図（ａ）、、（ｂ）に
示すように、ワークＷの溝孔Ｇｏ　（Ｇ＋　、Ｇ２のみ
図示している。）に対応してヒータ１４３　、　　（１
４３＋　、　　１４３２のみ図示している。、、）を並
列配置したものてあり、前記ワークＷは、［νｆ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１４３１−に載置される。また、第１
７図（ａ）。

（ｂ）に示１−ように、ワークＷに開けられた孔Ｈｎが
吐出口１４１ｎ、該吐出口１４１ｎに通ずる溝孔Ｇ　１
１がインク流路、板状部材Ｗ３がオリフィスプレート１
４２となり、天部材Ｗ、の内部にインクエが蓄えられる
１、０ｉｒ記ヒータ１４３ｎは、インクシェツトヘット
が印字装置に組込まれた際、第１８図（ｂ）に示すよう
に、それぞれ、配線材１４４ｏを介して、不図示の印字
駆動部に接続される。

このインクシェツトヘッドにおいて、吐出Ｄ１４１１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
信号によフてヒータ１４３１を駆動して、溝孔Ｇｌ内の
インクエを熱することで、第１８図（ｂ）のように、該
溝孔Ｇ１内に泡を発生させて、該泡から吐出口１４１１
側のインクを液滴ζして飛翔させる。他の吐出１７１１
４１　。

についても同様である。

このようなインクシェツトヘットの印字性能を一定値に
抑えるために、マスク３０を通った後のレーサ光の（ｉ
’７置くマスク像）と測定光学；ｆ−７，０。

８０の相対位置関係のずれ址を抑える必要がある。その
ため、開けた孔位置を測定し、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’
Ｉｌなう画像処理系２０８，２０９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ー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７（
１，８０のＩＴＶ７１８１に結像させ、該ＩＴＶ７．１
．８１の信号Ｓ１を画像処理系２０８．２０９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２
００へ転送する。

ここで、画像処理系２０８，２０９の孔（ｑ誤測定につ
いて、第１９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２．０８．２０９は、同時に同一の
方法で、それぞれ第２番目の孔Ｈ２，第６３番目の孔Ｈ
，，，の孔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
の孔Ｈ２の像の画像信号を取込む（Ｓ５１０）。第２０
図に、ＩＴＶ７１１．ｍ映された孔Ｈ２の像を示す。こ
のＩＴＶ７１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ト（０〜２５５
）で表わし、明るさの頻度、すなわち、同じ明るさの画
素の個数を全て画素の範囲で調べる（Ｓ５１１）。

この明るさの頻度を第２１図に示す。第２１図において
は、孔Ｈ２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　ｍｉ＋、）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Ｖ１．８と最小値Ｖ　
ｍ　ｉ　ｎを求める（Ｓ５１２）、、求めたＶ　ｍ　ｌ
ｌ　ＭとＶ　ｍ　ｉ　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＝ ■＋ｎｉ＋＋　”　（Ｖ＋ｖ＋Ｒ＋ｃ　　”イ＋ｎ）×
Ｇ（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
大小関係を調へて画像信号を２値化する（Ｓ５１４）。

これによフて、孔Ｈ２の部分とそれ以外の部分とが区別
され、第２２図に小すような、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屯芯と７屯芯とを下記の式に
よって求める（Ｓ５１５）６ そして、求めたＸ屯芯、Ｙ重心を、それぞれ、孔Ｈ２の
孔位置Ｘ、孔位置Ｙとする（Ｓ５１７）。

この孔位置についてす）、前記溝孔の場合と同様に、２
つの孔Ｈ２，Ｈ６３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
、レーサ光軸と孔の並び方向とに垂直な方向に対応する
。

このようにして求めた孔Ｈ２１’Ｈ’６３の位置テーク
は制御系２００人転送される。

制御系２００では、この孔の（、ｌ、置を示す値を届準
のイ装置として、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
方向に東直な方向（Ｘ方向）との２つの値を書き換え、
１拵述したワーク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）との差を移動ｉｆｆ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」−重要である。

ワークＷに開けられた孔は、第２３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）が小さいテーバが形成され、レー
ザ光のパワーを上げると、このテーバが小さくなり入射
径１６２は一定で出射径１６１が大きくなって、第２４
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（１り１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、ここて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１
Ｔ［の光は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、７ノシれ等に
も大きく影響をうけるため、パワーか安定しない。そこ
で、第２５図（ａ）、（ｂ）に示すように、レーザ光Ｐ
の出［」に一定の面積のマスク穴１１３をイＪするアル
ミマスク１１２を持つパワーメータ１１１て構成するパ
ワーセンサ１１０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、ど−ムス
ブリッタ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て受け、該パ
ワーメータ１１１からの、レーザ光のパワー密度を示す
出力イハ号Ｓ５が一定値となるよう一１制御；ｆ−２０
０によってインターフェース２０　’３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２５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としては光計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７０．８
０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のＩＴＶ７１．８１からの信号を画
像処理する画像処理；ｆｉ２０８．２０９および制御系
２００を用いる。孔開は加工後、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、謹ＩＴＶ７１．８１から
のイ言％３１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２０
７を介して制御系２００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２６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，Ｈｒ３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ｅ　Ｉ　＋　８
２　　（本実施例では、共に１００画素分）を減算する
（Ｓ５’２０’、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画素の面積を示ず値ｈ（本
実施例では０．３３μｍ　Ｘ　０．３３μｍ）を乗する
ことて、孔面積とする（Ｓ５２４）。

このようにして求めた２つの孔Ｈ２，Ｈ，，３の孔面積
のデータは制御系２００へ転送される。

制御系２００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１０へ転送する。これにより、次のワークＷを加］
二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。そこて、第２
７図に示すように、ツーイールドレンズ２７とマスク３
０の間にビームスプリッタ１９１をおき、光軸に対し垂
面に、光量の数％を反射させる。そして、この反射光の
光軸トて、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、註う−ｒンセンサ
１９２とハーフミラ−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を大れ
たパワー測定器１９０を配置する。このパワー測定器１
９０から、マスク３０に当っている照明光計を示ず前記
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番目の穴にあったてい
る光の分布を測定し、第２８図に示すようなＭＡＸ値と
ＭｆＮ値の差が一定値に入っているｑ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Ｊユ
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２９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ト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　３５３．
０　）　、新たに未加工の第１．第２の２つのワークＷ
をオートハント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４０Ｆ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
４０８．４０９，４１０ににフて固定する（Ｓ５３２）
。

ここで、ｌ二連のステップ５５３０〜５５３２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
上ての突き当て固定までの操作を、第３０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、航速したように、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］二の２　ｑ 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４０Ｆ、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
ガーでハキコー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４〇七の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を介して完
了イ１“：号が人力されると（Ｓ５８０）、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（３
５８２）、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をハキコー−ム吸着する（Ｓ５８４）。つ
づいて、オートハンド１００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
ンドエ００を下降さセル（Ｓ　５８５　、　Ｓ　５８６
　）。

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、１
位置決め治具４０では、バキューム穴４０１を介して第
１．第２のワークＷをそれぞれバキューム吸着しく５５
８８）、ざらに、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のワニク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（Ｓ５９０
）、位置決め治具４０トに供給された第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
２図に示した方法で画像処理系２０８．２０９による溝
孔Ｇ２　、Ｇ６３の溝位置の測定を行なう（３５３３）
。各溝孔Ｇ’２　、　Ｇ６３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
応する孔位置を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（Ｓ５３４゜
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）。萌記ステップ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５６３
３以降の操作を繰返す（Ｓ５３’７）。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（３５５８）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５５
３５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Ｑ１を遮断するとともに、エアシリンダ６３を駆動１
ノて４５°ミラー６２をレーザ光軸上から退避させ（３
５３８゜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 （Ｓ５４０）。その後、レーザ光源１０を発光させ（Ｓ
５４１）、２秒後、発光を停止１−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Ｗ３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
する焦点か、首記溝孔位置の測定の際の、透過照　５明
系６０からの透過型明光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、ＩＴＶ７１．８１
に対する焦点と、板状部材Ｗ１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１９図および第２６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１７た
加工孔面積の大小に応して、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
て航記第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−トから除去するとともに、エアシリンダ
６３を駆動して透過照明系６０の４５°　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の厚さ分屋レーザ光源側へ移動させた
後（Ｓ５５２）、同様にして溝孔Ｇ２．ＧＧ３の位置を
測定する（Ｓ５５３）。

測定した溝位置については、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人フているか否か判
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（Ｓ５５３〜５５５６
）は、測定した溝位置が前記規格内に人らなければ所定
回数（１０回）まて繰返されるが（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５５５８）、レーザ孔開は加工機を停＋ｈ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（３５３８〜５５４７）と同一の
操作（３５６０〜５６９）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。

この時点て、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（Ｓ５
７０）。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６３
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７４．８
４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（Ｓ５７３）。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Ｗ３の厚さ分屋レーザ光源側へ移動させた後（Ｓ５
７４）、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。

一］二連の孔開は動作中に、前記パワー測定器工９０（
第２７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。

前述した照明光学系２０のレンズ群２１〜２５はフライ
アイレンズ２６にレーザ光束をあわせるだめの光学系で
あるが、これを第３工図の様に構成してもかまわない。

これは、レーザ光源１０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
たものて、３つのビームはフライアイレンズ２６の光軸
にあるように曲屈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、２ｍｍず
つ３木に分ける。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３１ｉ、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１゛−ム間隔が５．２＋＋ｏ
ｎとなるように前記レーザ光を３木のビームに分割する
。第３２図は［−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３３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１０として用いたエキシマレーザ
は、紫外光を発振てきるレーザてあり、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
発振がてきるだけでなく、レンズで集光する・二とによ
りエネルキー密度を大きくできる利点かある。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、Ｘｃ−Ｃ１，、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〜
１０’ＯＯｆｌｚ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って分解、飛散す
る。所謂“Ａｌ、ＡＴｒＶＥ　ＰＩＩＯＴＯＤＥＧＯＭ
Ｐｆ］５ＩＴｆＯＮ　（Ａｌ）Ｄ）”過程を生じ、こ、
ｈによッテホ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゛Ｃ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（ＰＩ）フィルムにエキシマレーザ（Ｋ
ｒＦレーレー）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
開けることがてきるか、ＵＶ領域にない従来のＹＡＧレ
ーザでは孔のエツジが荒れ、ＣＯ２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Ｈｏ１クス、
Ｓｌなと゛は大気の雰囲気においＣ、エキシマレーザの
レーザ光を照射されても１４ｊＪ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。

（実例１） ここで使用されたワークＷは天部材Ｗ２にビ、ソチ７０
．５μｍ、溝孔Ｇの幅４．３μｍ、溝孔Ｇの高さ４５μ
ｍ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ＩＮＤＥＸ２００Ｋ
　　（ルモニクス社製）を用いて、レーザ出力２５０ｍ
ｊ／パルス、繰返し周波数２００１（ｚ、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Ｗ３の厚さは４０〜４５μｍ、材
質はポリサルフオンである。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（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−１ニさせるこ
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、厄前れしないの
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、下
記のような効果を奏する。　　　　　′（１）本発明の
、孔開は加工位置の位置合わせ方法によれば、開けよう
とする複数の孔に対応した光束に対する加工位置の位置
合わせを、複数の加工位置について同時に行なうことが
できるので、孔開は加工についてのセッテインクにおい
て、無駄な時間が削減され、作業能率を大幅に向上させ
ることかできる。

（２）本発明のレーザ孔開は加工機によれば、同時に複
数の加工位置についての位置合わせが行なえるとともに
、位置合わせされた、複数の加圧イ装置に対して、レー
サ光束を照射して同時に孔開りを行なうので、均一な孔
を効率的に形成することが可能となる。

（３）ワークの位置合わせか加工機によって自動的に行
なわれるので、作業者がレーザ光の危険にさらされるこ
とがなくなくり、孔開は作業の安全性か確保される。

【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を示す図、第６図はマスクを示
す斜視図、第７図（ａ）は位置決め治具を示す側面図、
第７図（ｂ）は、位置決め治具のバキューム穴を示す平
面図、第７し１（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８図は位置決め治具の突き当て
機構を示す平面図、第９図は透過照明系の構成を示す図
、第１０図はワークの一例を示す斜視図、第１１図（ａ
）は測定光学系を示す平面図、第１１図（ｂ）は、調整
手段を示す側面図、第１１図（Ｃ）は、測定光学系のＡ
Ｆ回路を示す図、第１２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１３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１３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１
４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１５図は、オートハンドを示す断面図、第１６図は、
インクジ、１ツトヘットからインクを吐出して形成した
印字ドツトを示す図、第１７図（ａ）、（ｂ）はインク
シェツトヘッドをｊＪ’ｚず斜視図および断面図、第１
８図（ａ）は、インクジェットヘッドの吐出「１を示す
正面図、第１８図（ｂ）はインクシェツトヘットの吐出
「１に通ずる溝孔を示す断面図、第１９図は画像処理系
の孔イ１装置測定の動作を示すフローチャート、第２０
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２１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２２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２３図はレーザ光によって開けた孔の一例を示す断面
図、第２４図は、レーザパワーと孔面積との関係を示す
特＋１．ＬＡ、第２５図（ａ）はパワーセンサをボずブ
ロック図、第２５図（ｂ）はパワーセンサを示す正面図
、第２５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２６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２７図はパワ
ー測定器を示すブロック図、第２８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２９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３０図はオートハンドによるワークの供給、）−１
［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３１図は照明光学系の第２実施例を示す
図、第３２図は照明光学系のフライアイレンズに入射す
るレーザ光の一例を示す図、第３３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、６　日 ３２・・・マスク位置調整機構、 ４０−・・位置決め治具、　５０・・・投影光学系、５
１・・・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、 ７３．８’３．・・・ハーフミラ−１ ７４，８４・・・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・・・オートハント、 １０１．１０２・・・吸引口、 １０３・・・オートハンドコントローラ、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、１６
１・・・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、２
００・・・制御系、　　　　２０１・・・表示器、２０
２・−ＲＡ　Ｍ　。 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、 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、 ４０５．４６６．４０７−・・突き当て機構、４１１．
４１２，４１３・・・ソレノイドバルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ光を用いてワークの加工面の所定の加工位置
   に複数の孔を開ける際の、孔開け加工位置の位置合わせ
   方法であって、 前記レーザ光は、開けようとする複数の孔に対応して所
   望の光束に変換されて前記加工面の各加工位置に照射さ
   れ、 該加工面に照射される、少なくとも２つの光束の中心位
   置を位置基準値として定め、 前記ワークの加工面の、前記少なくとも２つの光束が照
   射される各加工位置を測定し、 測定した加工位置を、対応する前記位置基準値と比較し
   て加工位置と位置基準値との位置ずれ量を求め、 求めた位置ずれ量に基づいて前記ワークを移動させるこ
   とを特徴とする、孔開け加工位置の位置合わせ方法。 ２、少なくとも２つの光束の中心位置を示す位置基準値
   が、該光束によって、予め開けられた孔の中心位置であ
   ることを特徴とする、孔開け加工位置の位置合わせ方法
   。 ３、レーザ光源と、該レーザ光源が発するレーザ光を、
   移動ステージ上に装着されたワークの加工面に照射する
   ための投影光学系とを備えて、前記ワークの加工面の所
   定の加工位置に複数の孔を開けるレーザ孔開け加工機に
   おいて、 前記レーザ光源と投影光学系との間に、前記レーザ光を
   、開けようとする複数の孔に対応した所望のレーザ光束
   に変換するためのマスクパターンが形成されたマスクを
   配置し、 孔開け加工済ワークに開けられた加工孔の少なくとも２
   個の孔中心位置を示す位置基準値が格納される記憶手段
   と、 未加工ワークの加工面をレーザ光源側から照明するため
   の透過照明系と、 前記孔開け加工済ワークの、前記少なくとも２個の加工
   孔を反レーザ光源側から照明するための反射光学系と、 前記透過照明系によって前記未加工ワークの加工面を照
   明した際、前記少なくとも２個の加工孔に対応する加工
   位置を観測し、また、前記反射光学系によって前記孔開
   け加工済ワークの少なくとも２個の加工孔を照明した際
   、該加工孔を観測する観測光学系と、 該測定光学系が観測した前記加工位置それぞれを示す位
   置測定値を求め、また、前記測定光学系が観測した加工
   孔それぞれの孔中心位置を求める画像処理系と、 該画像処理系が求めた各位置測定値を、前記記憶手段に
   格納されている、対応する位置基準値と比較して位置ず
   れ量を算出し、算出した位置ずれ量に基づいて前記移動
   ステージを駆動し、また、前記画像処理系が求めた孔中
   心位置を前記位置基準値として前記記憶手段に格納する
   制御系とを有することを特徴とするレーザ孔開け加工機
   。 ４、ワークがインク流路となる複数の溝孔が並設された
   インクジェットヘッドであり、 マスクには、前記インクジェットヘッドのオリフィスプ
   レートに、前記複数の溝孔それぞれに通ずるインク吐出
   口を形成するためのマスクパターンが形成されており、 画像処理系が求める位置測定値は前記溝孔の中心位置で
   あることを特徴とする請求項３記載のレーザ孔開け加工
   機。