(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する光ビーム発生源と、
前記光ビームの光路上に設置され、前記光ビームを複数に分割する第１及び第２のアレ
イレンズと、
前記第２のアレイレンズの出射側の光路上に設置され、前記複数に分割された光ビーム
を集光して重ね合わせるコンデンサレンズと、
前記コンデンサレンズの出射側の光路上に設置され、前記重ね合わされた光ビームを整
形するマスクと、
前記マスクの出射側の光路上に設置され、前記整形された光ビームに集光角を与える投
影レンズと、
前記光ビーム発生源と前記投影レンズとの光路間において、前記投影レンズから出射さ
れるＸ，Ｙ方向の前記光ビームの集光角を均一にする集光角調整手段と、
を備え、
前記第１及び第２のアレイレンズは、第１のシリンドリカルアレイレンズと第２のシリ
ンドリカルアレイレンズとをそれぞれ有しており、前記第１のシリンドリカルアレイレン
ズと前記第２のシリンドリカルアレイレンズのレンズの配列方向が、前記光ビームの出射
方向から見て垂直に交わるように配置されていることを特徴とするノズル形成装置。
【請求項２】
前記集光角調整手段はスペーサであり、前記スペーサが前記第１及び第２のアレイレン
ズの最外郭のレンズ間に設置されていることを特徴とする請求項１記載のノズル形成装置
。
【請求項３】
前記集光角調整手段は偏心レンズであり、前記偏心レンズが前記第１及び第２のアレイ
レンズの最外郭に設置されていることを特徴とする請求項１記載のノズル形成装置。
【請求項４】
前記集光角調整手段は、凹又は凸型のシリンドリカルレンズであり、前記シリンドリカ
ルレンズが前記第１のアレイレンズの入射側の光路上、又は前記第２のアレイレンズと前
記コンデンサレンズの間の光路上に設置されていることを特徴とする請求項１記載のノズ
ル形成装置。
【請求項５】
前記集光角調整手段は、前記アレイレンズを構成するシリンドリカルレンズよりも径大
のシリンドリカルレンズであり、前記径大のシリンドリカルレンズが前記第１及び第２の
アレイレンズの最外郭に設置されていることを特徴とする請求項１記載のノズル形成装置
。
【請求項６】
更に、前記コンデンサレンズと前記マスクの間の光路上にリレーレンズが設置され、
前記集光角調整手段は、凹又は凸型のシリンドリカルレンズであり、前記シリンドリカ
ルレンズが前記コンデンサレンズと前記リレーレンズの間の光路上、又は前記リレーレン
ズと前記マスクの間に設置されていることを特徴とする請求項１記載のノズル形成装置。
【請求項７】
前記集光角調整手段は楕円形の孔を有するアパーチャであり、前記アパーチャが前記第
１のアレイレンズの入射側の光路上、又は前記第２のアレイレンズと前記コンデンサレン
ズの間の光路上に設置されていることを特徴とする請求項１記載のノズル形成装置。
【請求項８】
前記集光角調整手段は、前記光ビームの光路を中心に相対的に回転させられた前記第１
及び第２のアレイレンズからなり、前記第１及び第２のアレイレンズはＸ又はＹ方向に対
して回転角を有することを特徴とする請求項１記載のノズル形成装置。
【請求項９】
光ビーム発生源からノズル形成用のオリフィスプレートに向けて出射された前記光ビー
ムを、第１のシリンドリカルアレイレンズと第２のシリンドリカルアレイレンズとを有し
、前記第１のシリンドリカルアレイレンズと前記第２のシリンドリカルアレイレンズのレ
ンズの配列方向が、前記光ビームの出射方向から見て垂直に交わるように配置されている
第１及び第２のアレイレンズにより複数の光ビームに分割する工程と、
前記分割された複数の光ビームをコンデンサレンズにより集光して重ね合わせる工程と
、
前記重ね合わされた光ビームをマスクにより整形する工程と、
前記整形された光ビームを投影レンズにより集光角を持たせ、前記オリフィスプレート
に照射する工程と、
前記光ビーム発生源と前記投影レンズの光路間に設置した集光角調整手段により、前記
投影レンズから出射されるＸ，Ｙ方向の前記光ビームの集光角を均一にする工程と、
を含むことを特徴とするノズル形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル形成装置及びその形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式プリントヘッド用ノズルプレートにノズルを形成するためのノズル形成装置として、特許文献１に記載されているようなノズル形成装置が提案されている。
【０００３】
このノズル形成装置２００は、図１１に示すように、レーザ光発生源１０１からノズルを形成するためのオリフィスプレート１０８に向けて出射された光ビームを第１のアレイレンズ１０２と第２のアレイレンズ１０３により複数の光ビームに分割する。そして、その分割された複数の光ビームを、コンデンサレンズ１０４により集光してリレーレンズ１０５を介してマスク１０６上に重ね合わせ、所定の大きさ及び形状に整形する。その後、その整形された光ビームは投影レンズ１０７により集光角を持たせてオリフィスプレート１０８上に照射することによりノズルを形成している。
【０００４】
従来のノズル形成装置２００では、第１のアレイレンズ１０２や第２のアレイレンズ１０３などの光学レンズの加工精度が高い場合、オリフィスプレート１０８の表面１０８ａ及び裏面１０８ｂにおいてノズル形状を、例えば真円に形成することが可能である。しかし、光学レンズの加工精度が低い場合、ノズルの形状はオリフィスプレート１０８において楕円になる。例えば、図１２に示すように、第１のアレイレンズ１０２と第２のアレイレンズ１０３において、Ｙ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｙ１０１がＸ方向の光ビーム間の間隔Ｘ１０１に比べて狭い場合、ノズルはオリフィスプレート１０８の裏面１０８ｂにおいては、Ｙ方向の直径がＸ方向の直径より短い楕円形状になる。これは、投影レンズ１０６の入射瞳面Ｒ上での最外郭の光ビーム間の間隔Ｘ１０２,Ｙ１０２に差を生じさせ、オリフィスプレート１０８上に光ビームが集光する時の集光角に影響を与えるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表平１１−５０２７９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明では、オリフィスプレートの表裏面において同形状を有するノズルを形成することが可能なノズル形成装置及びその形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様のノズル形成装置は、光ビームを出射する
光ビーム発生源と、前記光ビームの光路上に設置され、前記光ビームを複数に分割する第
１及び第２のアレイレンズと、前記第２のアレイレンズの出射側の光路上に設置され、前
記複数に分割された光ビームを集光して重ね合わせるコンデンサレンズと、前記コンデン
サレンズの出射側の光路上に設置され、前記重ね合わされた光ビームを整形するマスクと
、前記マスクの出射側の光路上に設置され、前記整形された光ビームに集光角を与える投
影レンズと、前記光ビーム発生源と前記投影レンズとの光路間において、前記投影レンズ
から出射されるＸ，Ｙ方向の前記光ビームの集光角を均一にする集光角調整手段と、を備
え、前記第１及び第２のアレイレンズは、第１のシリンドリカルアレイレンズと第２のシ
リンドリカルアレイレンズとをそれぞれ有しており、前記第１のシリンドリカルアレイレ
ンズと前記第２のシリンドリカルアレイレンズのレンズの配列方向が、前記光ビームの出
射方向から見て垂直に交わるように配置されていることを特徴としている。
【０００８】
また、上記目的を達成するために、本発明の他の態様のノズル形成方法は、光ビーム発
生源からノズル形成用のオリフィスプレートに向けて出射された前記光ビームを、第１の
シリンドリカルアレイレンズと第２のシリンドリカルアレイレンズとを有し、前記第１の
シリンドリカルアレイレンズと前記第２のシリンドリカルアレイレンズのレンズの配列方
向が、前記光ビームの出射方向から見て垂直に交わるように配置されている第１及び第２
のアレイレンズにより複数の光ビームに分割する工程と、前記分割された複数の光ビーム
をコンデンサレンズにより集光して重ね合わせる工程と、前記重ね合わされた光ビームを
マスクにより整形する工程と、前記整形された光ビームを投影レンズにより集光角を持た
せ、前記オリフィスプレートに照射する工程と、前記光ビーム発生源と前記投影レンズの
光路間に設置した集光角調整手段により、前記投影レンズから出射されるＸ，Ｙ方向の前
記光ビームの集光角を均一にする工程とを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、オリフィスプレートの表裏面において同形状を有するノズルを形成することが可能なノズル形成装置及びその形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るノズル形成装置の構成を模式的に示す斜視図。
【図２】図１の本発明の第１実施形態に係るノズル形成装置を示す図で、（ａ）は、上面（Ｘ方向）から眺めた模式図、（ｂ）は側面（Ｙ方向）から眺めた模式図。
【図３】本発明の第１実施形態に係るノズル形成装置の第１及び第２のアレイレンズの部分を示す斜視図。
【図４】本発明の第２実施形態に係るノズル形成装置の第１及び第２のアレイレンズの部分を示す断面図。
【図５】本発明の第３実施形態に係るノズル形成装置の集光角調整手段と第１及び第２のアレイレンズの部分を示す断面図。
【図６】図5の集光調整手段の凹レンズを示す斜視図。
【図７】本発明の第４実施形態に係るノズル形成装置の第１及び第２のアレイレンズの部分を示す断面図。
【図８】本発明の第５実施形態に係るノズル形成装置を模式的に示す断面図。
【図９】本発明の第６実施形態に係るノズル形成装置を模式的に示す斜視図。
【図１０】本発明の第７実施形態に係るノズル形成装置を模式的に示す斜視図。
【図１１】従来のノズル形成装置を示す断面図。
【図１２】従来のノズル形成装置において、第１及び第２のアレイレンズの加工精度によるオリフィスプレートのノズル形状を説明するための図で、（ａ）は上面（Ｘ方向）から眺めた模式図、（ｂ）は側面（Ｙ方向）から眺めた模式図、（ｃ）は、オリフィスプレートにおけるノズル形状を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係るノズル形成装置及びその形成方法を、図面を使用して詳細に説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係るノズル形成装置について、図１乃至図３を参照して説明する。本実施形態は、第１及び第２のアレイレンズに集光角を調整するために集光角調整手段を設け、第１及び第２のアレイレンズなどの加工精度のバラツキにより、オリフィスプレート上においてＸ，Ｙ方向の光ビームの集光角が異なるのを防止するようにしたものである。図１は、本発明の第１実施形態に係るノズル形成装置の構成を模式的に示す斜視図、図２の（ａ）は、図１のノズル形成装置を上面（Ｘ方向）から眺めた模式図、（ｂ）は側面（Ｙ方向）から眺めた模式図である。
【００１３】
図１及び図２に示すように、本実施形態のノズル形成装置１０は、光ビーム発生源１と、第１のアレイレンズ２と、第２のアレイレンズ３と、コンデンサレンズ４と、リレーレンズ５と、マスク６と、投影レンズ７と、集光角調整手段であるスペーサ１１とを備えている。なお、符号８は、ノズルが形成されるオリフィスプレートを示している。
【００１４】
光ビーム発生源１は、高エネルギーの光ビームを発生するもので、ここで使用される光ビームとしては、例えばレーザ光や紫外線光などがあげられる。
【００１５】
第１及び第２のアレイレンズ２、３は、光ビーム発生源１からの光ビームの光強度を均一化すると共に、複数のビームに分割させるためのもので、光ビームの光路上に設置されている。具体的な構造としては、図２及び図３に示すように、第１のアレイレンズ２は、２つのシリンドリカルアレイレンズ２ａ、２ｂとで構成されている。
【００１６】
第１のシリドリカルアレイレンズ２ａは、複数の細長いレンズをＸ方向に並置して一体化してなる。一方、第２のシリドリカルアレイレンズ２ｂは、複数の細長いレンズをＹ方向に並置して一体化してなる。そして、第１及び第２のシリンドリカルアレイレンズ２ａ、２ｂは、互いに垂直に交わる方向に、且つ所定の間隔をおいて設置されている。
【００１７】
また、第２のアレイレンズ３も同様に、２つのシリンドリカルアレイレンズ３ａ、３ｂとで構成され、第１及び第２のシリンドリカルアレイレンズ３ａ、３ｂは、互いに垂直に交わる方向に、且つ所定の間隔をおいて設置されている。
【００１８】
また、第１のアレイレンズ２の第１のシリンドリカルアレイレンズ２ａと第２のアレイレンズ３の第１のシリンドリカルアレイレンズ３ａは、光ビームの入射側にそれぞれ設置されている。なお、第１のシリンドリカルアレイレンズ２ａ、３ａは、一方が光ビームの入射側に、他方が光ビームの出射側に設置されても良く、また第１及び第２のアレイレンズ２、３において、第１のシリンドリカルアレイレンズ２ａ、３ａと第２のシリンドリカルアレイレンズ２ｂ、３ｂとの位置関係が異なっていても良い。
【００１９】
一般に、第１及び第２のアレイレンズ２、３においては、加工精度にバラツキがあり、投影レンズ７の入射瞳面Ｒ上において、Ｘ方向とＹ方向の最外郭のビーム間の間隔に差が発生し、オリフィスプレート８上において光ビームの集光角に影響を与える。
【００２０】
そのため、本実施形態では、集光角を調整するために集光角調整手段としてのスペーサ１１を、第１及び第２のアレイレンズ２、３にそれぞれ設置する。ここでは、第１及び第２のアレイレンズ２、３の第１のシリンドリカルアレイレンズ２ａ、３ａによるＸ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｘ１に対して、Ｙ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｙ１（図中の破線）が短い場合について説明する。
【００２１】
この場合には、図１乃至図３に示すように、集光角調整手段としてのスペーサ１１を、第１及び第２のアレイレンズ２、３の第２のシリンドリカルアレイレンズ２ｂ、３ｂ内にそれぞれ設置する。第１及び第２のアレイレンズ２、３において、Ｙ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｙ１とＸ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｘ１との差を測定した後、第１及び第２のアレイレンズ２、３の第２のシリンドリカルアレイレンズ２ｂ、３ｂ内にその差分に相当する幅のスペーサ１１をそれぞれ設置し、Ｙ方向の最外郭の光ビーム間の間隔をＹ１´にする。
【００２２】
スペーサ１１は、第１及び第２のアレイレンズ２、３において、第２のシリンドリカルアレイレンズ２ｂ、３ｂの最外郭のレンズ間に設置する。なお、ここでは、第１及び第２のアレイレンズ２、３において、第２のシリンドリカルアレイレンズ２ｂ、３ｂの最外郭のレンズ間隔を等分する中間位置に挿入しているが、最外郭にあるシリンドリカルアレイレンズの間であればどこでも良く、また設置する数は１個に限らず、複数でも良い。
【００２３】
スペーサ１１としては、光ビームを透過し、且つ光ビームの強度に耐えられる材質のものであれば良く、例えば金属、ガラスなどでも良い。
【００２４】
コンデンサレンズ４は、第１のアレイレンズ２と第２のアレイレンズ３を経て出射され、光強度が略均一な複数ビームをリレーレンズ５を介してマスク６上に重ね合わせる役割を果たしている。従って、第１アレイレンズ２と第２アレイレンズ３とを含めてホモジナイザの役割を行っていると言える。
【００２５】
リレーレンズ５は、マスク６上で重ね合わさる光ビームを入射瞳面Ｒにおいて結像させる役割を果たしている。
【００２６】
コンデンサレンズ４とリレーレンズ５の位置としては、第２のアレイレンズ３または第２のアレイレンズ３から出射される分割された光ビームが収束して光強度が略均一な複数ビームとなる収束点（図示せず）と入射瞳面Ｒが共役関係となり、更に複数ビームがマスク６上で重ね合わせられるような位置に、コンデンサレンズ４及びリレーレンズ５が設置される。
【００２７】
具体的には、第２のアレイレンズ３または光強度が略均一な複数ビームとなる収束点とコンデンサレンズ４の距離は、コンデンサレンズ４とコンデンサレンズ４の焦点距離とほぼ同じ位置に設けられているマスク６との距離とほぼ等しくなるよう設置する。また、リレーレンズ５と入射瞳面Ｒの間隔は、リレーレンズ５の焦点距離と等しくなるように設置される。
【００２８】
マスク６は、光ビームを所定の大きさ及び形状に整形する役割を果たしている。これにより、例えばマスク６の孔形状が真円の場合、オリフィスプレート８に入射する時の光ビームの形状が真円となるため、オリフィスプレート８の表面は真円に加工される。
【００２９】
マスク６としては、使用する光ビームの波長に対して吸収、反射あるいはその両者の光学特性を有し、光ビームを遮光できる材質のものであれば良く、例えば金属、セラミック、またはガラス基板等に金属膜や誘電体多層膜(反射コーティング)を施したものなどを使用する。
【００３０】
投影レンズ７は、マスク６により整形された光ビームを、例えば円錐型のノズルを形成するため、集光角を持った光ビームにして、オリフィスプレート８上に照射する役割を果たしている。
【００３１】
マスク６及び投影レンズ７の位置については、マスク６はオリフィスプレート８と共役な位置関係になるように設置され、投影レンズ７は入射瞳面Ｒが第２のアレイレンズ３と共役な位置関係になるように設置されている。
【００３２】
次に、上記構成のノズル形成装置１０を用いてオリフィスプレート８にノズルを形成する方法について説明する。
【００３３】
まず、光ビーム発生源１よりオリフィスプレート８に対して出射された光ビームは、第１のアレイレンズ２と第２のアレイレンズ３により、エネルギー強度が均一化され、複数のビームに分割される。このとき、スペーサ１１を設置した第２のシリンドリカルアレイレンズ２ｂ、３ｂの作用により、第２のアレイレンズ３から出射されるＹ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｙ１´は、Ｘ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｘ１に等しい。
【００３４】
そして、第２のアレイレンズ３から出射された複数のビームは、コンデンサレンズ４により集光され、リレーレンズ５を介してマスク６上に重ね合わされる。
【００３５】
次に、リレーレンズ５から出射された光ビームは、マスク６で所定の大きさ及び形状に整形される。そして、整形された光ビームは、投影レンズ７に入射される。この投影レンズ７の入射瞳面Ｒに入射されたＸ，Ｙ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｘ１，Ｙ１´が等しいため、投影レンズ７から出射される光ビームは、Ｘ，Ｙ方向において等しい集光角を持った光ビームとなり、オリフィスプレート８に照射され、オリフィスプレート８には、その表裏面８ａ、８ｂの形状が真円のノズルが形成される。
【００３６】
以上、第１実施形態によれば、第１及び第２のアレイレンズ２、３における第２のシリンドリカルアレイレンズ２ｂ、３ｂ内にスペーサ１１をそれぞれ設置し、第２のシリンドリカルアレイレンズ２ｂ、３ｂによる最外郭の光ビーム間の間隔Ｙ１を広げ、第１のシリンドリカルアレイレンズ２ａ、３ａによる最外郭の光ビーム間の間隔Ｘ１に一致させている。そのため、オリフィスプレート８に集光するＸ、Ｙ方向の光ビームの集光角が均一になり、オリフィスプレート８の裏面孔を表面孔と同じ真円に形成することができる。
【００３７】
なお、上記実施形態では、第１及び第２のアレイレンズ２、３によるＸ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｘ１に対して、Ｙ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｙ１が短い場合について説明したが、逆にＹ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｙ１に対して、Ｘ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｘ１が短い場合には、第１及び第２のアレイレンズ２、３における第１のシリンドリカルアレイレンズ２ａ、３ａ内にスペーサ１１をそれぞれ設置すれば良い。
【００３８】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るノズル形成装置について、図４を参照して説明する。本実施形態は、集光角調整手段としての偏心レンズ２３を第１及び第２のアレイレンズ２１、２２の最外郭に設置した点で第１実施形態と異なり、その他の構成部分については、同様の構成を有している。従って、図４には、第１実施形態と異なる第１及び第２のアレイレンズ２１、２２の構成部分のみを示し、以下の説明においては、第１実施形態と同様の構成部分については、詳細説明を省略して異なる構成部分についてのみ説明する。
【００３９】
本実施形態のノズル形成装置２０では、第１及び第２のアレイレンズ２１、２２に偏心レンズ２３をそれぞれ設置している。即ち、第１及び第２のアレイレンズ２１、２２の第２のシリンドリカルアレイレンズ２１ｂ、２２ｂにおいて、最外郭のレンズを偏心レンズ２３にそれぞれ置き換えている。
【００４０】
この偏心レンズ２３は、レンズの中心軸が通常のレンズよりずれた位置に中心軸をもっていることから、通常のレンズにおける中心軸の間隔Ｗ１に対して偏心レンズ２３を設置した第２のシリンドリカルアレイレンズ２１ｂ、２２ｂでは、中心軸の間隔をＷ２まで広げることができ、その結果、透過するＹ方向の最外郭の光ビームの間隔を広げることができる。
【００４１】
そのため、第１実施形態と同様に、通常の第１及び第２のアレイレンズ２１、２２において、第２のシリンドリカルアレイレンズ２１ｂ、２２ｂから出射されるＸ，Ｙ方向の最外郭の光ビームの間隔を測定し、その差分を補うに必要な中心軸が偏心したレンズを設ける必要がある。
【００４２】
なお、ここでは、最外郭に偏心レンズ２３を設置した第２のシリンドリカルアレイレンズ２１ｂ、２２ｂは、第１実施形態と同様に、第１及び第２のアレイレンズ２１、２２において、光ビームの出射側にそれぞれ設置されているが、逆に光ビームの入射側にそれぞれ設置されても良く、また一方が光ビームの入射側に、他方が光ビームの出射側に設置されても良い。
【００４３】
なお、上記構成のノズル形成装置２０を用いたノズルの形成方法は、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００４４】
以上、第２実施形態によれば、第１及び第２のアレイレンズ２１、２２において、第２のシリンドリカルアレイレンズ２１ｂ、２２ｂの最外郭のレンズを偏心レンズ２３にそれぞれ置き換え、第２のシリンドリカルアレイレンズ２ｂ、３ｂによるＹ方向の光ビームの間隔Ｙ１を補正し、第１のシリンドリカルアレイレンズ２１ａ、２２ａによるＸ方向の最外郭の光ビームの間隔Ｘ１に一致させている。そのため、オリフィスプレート８に集光するＸ、Ｙ方向の光ビームの集光角が均一になり、オリフィスプレート８の裏面孔を表面孔と同じ真円に形成することができる。
【００４５】
なお、上記実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、第１及び第２のアレイレンズ２１、２２によるＸ方向の光ビーム間の間隔Ｘ１に対して、Ｙ方向の光ビーム間の間隔Ｙ１が短い場合について説明したが、逆にＹ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｙ１に対して、Ｘ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｘ１が短い場合には、第１及び第２のアレイレンズ２１、２２における第１のシリンドリカルアレイレンズ２１ａ、２２ａの最外郭のレンズを偏心レンズ２３にそれぞれ置き換えれば良い。
【００４６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係るノズル形成装置について、図５及び図６を参照して説明する。本実施形態は、集光角調整手段としてのシリンドリカルレンズ３３を、第１のアレイレンズ３１の入射側の光路上に設置した点で第１実施形態とは異なり、その他の構成部分については、同様の構成を有している。従って、図５には、第１実施形態と異なる第１及び第２のアレイレンズ３１、３２とシリンドリカルレンズ３３との構成部分のみを示し、以下の説明においては、第１実施形態と同様の構成部分については、詳細説明を省略し、異なる構成部分についてのみ説明する。
【００４７】
本実施形態のノズル形成装置３０では、図５に示すように、第１のアレイレンズ３１は、２つのシリンドリカルアレイレンズ３１ａ、３１ｂとで構成されている。第１のシリドリカルアレイレンズ３１ａは、複数の細長いレンズをＸ方向に並置して一体化してなる。一方、第２のシリドリカルアレイレンズ３１ｂは、複数の細長いレンズをＹ方向に並置して一体化してなる。そして、第１及び第２のシリンドリカルアレイレンズ３１ａ、３１ｂは、互いに垂直に交わる方向に、且つ所定の間隔をおいて配置されている。また、第２のアレイレンズ３２も同様に、２つのシリンドリカルアレイレンズ３２ａ、３２ｂとで構成され、第１及び第２のシリンドリカルアレイレンズ３２ａ、３２ｂは、互いに垂直に交わる方向に、且つ所定の間隔をおいて配置されている。
【００４８】
本実施形態の集光角調整手段としてのシリンドリカルレンズ３３は、凹型シリンドリカルレンズである。この凹型シリンドリカルレンズ３３は、図６に示すように、平面四辺形のＹ軸方向に沿って凹レンズ面が形成された構造を有する。そして、この凹型シリンドリカルレンズ３３は、凹レンズ面がＹ方向に沿うようにして、第１のアレイレンズ２２の入射側に設置されている。これにより、第２のアレイレンズ３２から出射されるＹ方向の最外郭の光ビームの間隔を、凹型シリンドリカルレンズ３３を設置しない場合の間隔Ｗ３から間隔Ｗ４まで広げることができる。
【００４９】
そのため、第１実施例と同様に、第１及び第２のアレイレンズ３１，３２において、第２のシリンドリカルアレイレンズ３２から出射されるＸ，Ｙ方向の光ビームの間隔を測定し、その差分を補うに必要な屈折率や曲率をもつ凹型シリンドリカルレンズ３３を設ける。
【００５０】
なお、上記構成のノズル形成装置３０を用いたノズルの形成方法は、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００５１】
以上、第３実施形態によれば、集光角調整手段としての凹型シリンドリカルレンズ３３を第１のアレイレンズ３１の入射側の光路上に設置し、第２のアレイレンズ３２の第２シリンドリカルアレイレンズ３２ｂから出射されるＹ方向の光ビームの間隔を広げ、Ｘ方向の最外郭の光ビームの間隔に一致させている。そのため、オリフィスプレート８に集光するＸ、Ｙ方向の光ビームの集光角が均一になり、オリフィスプレート８の裏面孔を表面孔と同じ真円に形成することができる。
【００５２】
なお、上記実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、第１及び第２のアレイレンズ３１、３２によるＸ方向の光ビーム間の間隔に対して、Ｙ方向の光ビーム間の間隔が短い場合について説明したが、逆にＹ方向の光ビーム間の間隔に対して、Ｘ方向の光ビーム間の間隔が短い場合には、第２のシリンドリカルアレイレンズ３２から出射されるＸ方向の光ビームの間隔を広くするために、集光角調整手段としての凹型シリンドリカルレンズ３３は、凹レンズ面がＸ方向に沿うように設置すれば良い。
【００５３】
また、凹型シリンドリカルレンズ３３は、ここでは第１のアレイレンズ３１の入射側の光路上に設置しているが、第２のアレイレンズ３２とコンデンサレンズ４の間の光路上に設置しても良い。
【００５４】
また、ここでは、第１のシリンドリカルアレイレンズ３１ａ、３２ａは、第１実施形態と同様に、第１及び第２のアレイレンズ３１、３２の入射側にそれぞれ設置されているが、逆に出射側にそれぞれ設置されても良く、また一方が入射側に、他方が出射側に設置されても良い。
【００５５】
なお、上記実施形態では、第１及び第２のアレイレンズ３１、３２によるＸ、Ｙ方向のうちの一方の光ビーム間の間隔が短い場合について説明したが、逆に一方の所定の光ビーム間隔に対して、他方の光ビーム間の間隔が長い場合には、第２のシリンドリカルアレイレンズ３２から出射されるＸ方向の光ビームの間隔を狭くするために、集光角調整手段としての凹型シリンドリカルレンズに換えて凸型シリンドリカルレンズを設置すれば良い。凸型シリンドリカルレンズは、図６に示すような凹型シリンドリカルレンズにおいて、凹レンズ面を凸レンズ面に置換した構造となる。この凸型シリンドリカルレンズの場合には、Ｙ方向の光ビーム間隔を狭くしたい場合は、その凸レンズ面をＹ方向に、Ｘ方向の光ビーム間隔を狭くしたい場合は、Ｘ方向に沿って設置すれば良い。
【００５６】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係るノズル形成装置について、図７を参照して説明する。本実施形態は、集光角調整手段として異なる径のレンズ４３を、第１及び第２アレイレンズ４１、４２の最外郭に設置した点で第１実施形態とは異なり、その他の構成部分については、同様の構成を有している。従って、図７には、第１実施形態と異なる第１及び第２のアレイレンズ４１、４２と異なる径のレンズ４３との構成部分のみを示し、以下の説明においては、第１実施形態と同様の構成部分については、詳細説明を省略し、異なる構成部分についてのみ説明する。
【００５７】
本実施形態のノズル形成装置４０では、第１及び第２アレイレンズ４１、４２の第２のシリンドリカルアレイレンズ４１ｂ、４２ｂにおいて、最外郭のレンズをこれよりも径大のレンズ４３に置き換えている。
【００５８】
このレンズ４３は、第２のシリンドリカルアレイレンズ４１ｂ、４２ｂを構成する通常のレンズ径よりも大きいことから、通常のレンズよりずれた位置にレンズの中心軸をもつ。従って、第２のシリンドリカルアレイレンズ４１ｂ、４２ｂの最外郭のレンズ中心軸の間隔は、通常のレンズで構成した場合の中心軸の間隔Ｗ５に対して間隔Ｗ６まで広げることができ、その結果、透過するＹ方向の最外郭の光ビームの間隔を広げることができる。
【００５９】
そのため、第１実施形態と同様に、通常の第１及び第２のアレイレンズ４１，４２において、第２のシリンドリカルアレイレンズ４１ｂ、４２ｂから出射されるＸ，Ｙ方向の最外郭の光ビームの間隔を測定し、その差分を補うに必要な中心軸が偏心した径大のレンズを設ける必要がある。
【００６０】
なお、ここでは、最外郭に径大のレンズ４３を設置した第２のシリンドリカルアレイレンズ４１ｂ、４２ｂは、第１実施形態と同様に、第１及び第２のアレイレンズ４１、４２において、光ビームの出射側にそれぞれ設置されているが、逆に光ビームの入射側にそれぞれ設置されても良く、また一方が光ビームの入射側に、他方が光ビームの出射側に設置されても良い。
【００６１】
なお、上記構成のノズル形成装置４０を用いたノズルの形成方法は、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００６２】
以上、第４実施形態によれば、第１及び第２のアレイレンズ４１、４２において、第２のシリンドリカルアレイレンズ４１ｂ、４２ｂの最外郭のレンズを、径大のレンズ４３にそれぞれ置き換え、第２のシリンドリカルアレイレンズ２ｂ、３ｂによるＹ方向の光ビームの間隔Ｙ１を補正し、第１のシリンドリカルアレイレンズ４１ａ、４２ａによるＸ方向の最外郭の光ビームの間隔Ｘ１に一致させている。そのため、オリフィスプレート８に集光するＸ、Ｙ方向の光ビームの集光角が均一になり、オリフィスプレート８の裏面孔を表面孔と同じ真円に形成することができる。
【００６３】
なお、上記実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、第１及び第２のアレイレンズ４１、４２によるＸ方向の光ビーム間の間隔Ｘ１に対して、Ｙ方向の光ビーム間の間隔Ｙ１が短い場合について説明したが、逆にＹ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｙ１に対して、Ｘ方向の最外郭の光ビーム間の間隔Ｘ１が短い場合には、第１及び第２のアレイレンズ４１、４２における第１のシリンドリカルアレイレンズ４１ａ、４２ａの最外郭のレンズを径大のレンズ４３にそれぞれ置き換えれば良い。
【００６４】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態に係るノズル形成装置について、図８を参照して説明する。本実施形態は、集光角調整手段としてのシリンドリカルレンズ５１をリレーレンズ５の入射側の光路上に設置し、第１及び第２のアレイレンズ３１、３２を第３実施形態と同様に構成した点で第１実施形態とは異なり、その他の構成部分については、同様の構成を有している。従って、以下の説明においては、第１及び第３実施形態と同様の構成部分については、詳細説明を省略し、異なる構成部分についてのみ説明する。
【００６５】
本実施形態のノズル形成装置５０では、集光角調整手段としてのシリンドリカルレンズ５１に、凹型シリンドリカルレンズを使用している。この凹型シリンドリカルレンズ５１は、図６に示すように、第３実施形態の凹型シリンドリカルレンズと同様の構造を有する。そして、この凹型シリンドリカルレンズ５１は、凹レンズ面がＹ方向になるようにして、リレーレンズ５の入射側に設置されている。これにより、投影レンズ７の入射瞳面Ｒに入射するＹ方向の最外郭の光ビームの間隔Ｗ７を広げることができる。
【００６６】
そのため、第１実施例と同様に、第１及び第２のアレイレンズ３１，３２において、第２のシリンドリカルアレイレンズ３２から出射されるＸ，Ｙ方向の光ビームの間隔を測定し、その差分を補うに必要な屈折率をもつシリンドリカルレンズ５１を設ける。
【００６７】
なお、上記構成のノズル形成装置５０を用いたノズルの形成方法は、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００６８】
以上、第５実施形態によれば、集光角調整手段としての凹型シリンドリカルレンズ５１をリレーレンズ５の入射側の光路上に設置し、投影レンズ７の入射瞳面Ｒに入射するＹ方向の光ビームの間隔を広げ、Ｘ方向の最外郭の光ビームの間隔に一致させている。そのため、オリフィスプレート８に集光するＸ、Ｙ方向の光ビームの集光角が均一になり、オリフィスプレート８の裏面孔を表面孔と同じ真円に形成することができる。
【００６９】
なお、上記実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、第１及び第２のアレイレンズ３１、３２によるＸ方向の光ビーム間の間隔に対して、Ｙ方向の光ビーム間の間隔が短い場合について説明したが、逆にＹ方向の光ビーム間の間隔に対して、Ｘ方向の光ビーム間の間隔が短い場合には、投影レンズ７の入射瞳面Ｒに入射するＹ方向の光ビームの間隔を広くするために、凹型シリンドリカルレンズ５１は、凹レンズ面がＸ方向になるように設置すれば良い。
【００７０】
また、凹型シリンドリカルレンズ５１は、ここではリレーレンズ５の入射側の光路上に設置しているが、リレーレンズ５とマスク６の間の光路上に設置しても良い。
【００７１】
また、ここでは、第１のシリンドリカルアレイレンズ３１ａ、３２ａは、第１実施形態と同様に、第１及び第２のアレイレンズ３１、３２の入射側にそれぞれ設置されているが、逆に出射側にそれぞれ設置されても良く、また一方が入射側に、他方が出射側に設置されても良い。
【００７２】
なお、上記実施形態では、第１及び第２のアレイレンズ３１、３２によるＸ、Ｙ方向のうちの一方の光ビーム間の間隔が短い場合について説明したが、逆に一方の所定の光ビーム間隔に対して、他方の光ビーム間の間隔が長い場合には、第２のシリンドリカルアレイレンズ３２から出射されるＸ方向の光ビームの間隔を狭くするために、集光角調整手段としての凹型シリンドリカルレンズに換えて凸型シリンドリカルレンズを設置すれば良い。凸型シリンドリカルレンズは、図６に示すような凹型シリンドリカルレンズにおいて、凹レンズ面を凸レンズ面に置換した構造となる。この凸型シリンドリカルレンズの場合には、Ｙ方向の光ビーム間隔を狭くしたい場合は、その凸レンズ面をＹ方向に、Ｘ方向の光ビーム間隔を狭くしたい場合は、Ｘ方向に沿って設置すれば良い。
【００７３】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態に係るノズル形成装置について、図９を参照して説明する。本実施形態は、集光角調整手段としてのアパーチャ６１を第１のアレイレンズ３１の入射側の光路上に設置し、第１及び第２のアレイレンズ３１、３２を第３実施形態と同様に構成した点で第１実施形態とは異なり、その他の構成部分については、同様の構成を有している。従って、以下の説明においては、第１及び第３実施形態と同様の構成部分については、詳細説明を省略し、異なる構成部分についてのみ説明する。
【００７４】
本実施形態のノズル形成装置６０では、集光角調整手段としてのアパーチャ６１を第１のアレイレンズ３１の入射側の光路上に設置している。アパーチャ６１は、短軸ａと長軸ｂとを有する楕円形の孔を有し、孔の長軸ｂがＹ方向に沿うようにして設置されている。これにより、レーザ光発生源１から出射された光ビームに対して、Ｘ方向の最外郭の光ビーム間の間隔よりもＹ方向の最外郭の光ビーム間の間隔が大きくなるように整形し、その整形された光ビームを第１のアレイレンズへ入射させる。その結果、第２のシリンドリカルアレイレンズ３２から出射されるＹ方向の光ビームは、Ｘ方向の最外郭の光ビーム間の間隔と等しい間隔を有する。
【００７５】
そのため、第１実施例と同様に、第１及び第２のアレイレンズ３１，３２において、第２のシリンドリカルアレイレンズ３２から出射されるＸ，Ｙ方向の光ビームの間隔を測定し、アパーチャ６１の孔は、その差分を補うに必要な長さの長軸を有する楕円形に形成する。
【００７６】
また、上記構成のノズル形成装置６０を用いたノズルの形成方法は、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００７７】
以上、第６実施形態によれば、アパーチャ６１の孔を楕円形とし、その長軸がＹ方向に沿うようにして、第１のアレイレンズ３１の入射側の光路上に設置し、レーザ光発生源１から出射されるＹ方向の光ビームを、Ｘ方向の最外郭の光ビーム間の間隔よりも大きくになるように整形している。従って、第２のシリンドリカルアレイレンズ３２から出射されるＹ方向の光ビームは、Ｘ方向の最外郭の光ビーム間の間隔と等しい間隔を有する。そのため、オリフィスプレート８に集光するＸ、Ｙ方向の光ビームの集光角が均一になり、オリフィスプレート８の裏面孔を表面孔と同じ真円に形成することができる。
【００７８】
なお、上記実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、第１及び第２のアレイレンズ３１、３２によるＸ方向の光ビーム間の間隔に対して、Ｙ方向の光ビーム間の間隔が短い場合について説明したが、逆にＹ方向の光ビーム間の間隔に対して、Ｘ方向の光ビーム間の間隔が短い場合には、アパーチャ６１の孔の長軸ｂがＸ方向に沿うように設置すれば良い。
【００７９】
また、アパーチャ６１は、ここでは第１のアレイレンズ３１の入射側の光路上に設置しているが、第２のアレイレンズ３２とコンデンサレンズ４の間の光路上に設置しても良い。
【００８０】
また、ここでは、第１のシリンドリカルアレイレンズ３１ａ、３２ａは、第１実施形態と同様に、第１及び第２のアレイレンズ３１、３２の入射側にそれぞれ設置されているが、逆に出射側にそれぞれ設置されても良く、また一方が入射側に、他方が出射側に設置されても良い。
【００８１】
なお、上記実施形態では、第１及び第２のアレイレンズ３１、３２によるＸ、Ｙ方向のうちの一方の光ビーム間の間隔が短い場合について説明したが、逆に一方の所定の光ビーム間隔に対して、他方の光ビーム間の間隔が長い場合には、第２のシリンドリカルアレイレンズ３２から出射されるＸ方向の光ビームの間隔を狭くするために、集光角調整手段としてのアパーチャ６１の楕円形の孔の軸の長さを調整すれば良い。例えば、Ｙ方向の光ビーム間隔を狭くしたい場合は、その長軸ｂをＸ方向に、Ｘ方向の光ビーム間隔を狭くしたい場合は、長軸ｂをＹ方向に沿って設置すれば良い。この際、長軸ｂを所定の光ビーム間隔に相当する長さとし、短軸ａの長さを第２のシリンドリカルアレイレンズ３２から出射されるＸ，Ｙ方向の光ビームの間隔の差分を補うに必要な長さにする。
【００８２】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態に係るノズル形成装置について、図１０を参照して説明する。本実施形態は、集光角調整手段として第１及び第２のアレイレンズ３１、３２を光ビームの光路を中心に相対的に回転させた点で第３実施形態とは異なり、構成部分については、同様の構成を有している。従って、以下の説明においては、第３実施形態と同様の構成部分を省略し、集光角調整手段についてのみ説明する。
【００８３】
本実施形態のノズル形成装置７０では、第１及び第２のアレイレンズ３１、３２をそれぞれ光軸に対してＴ１又はＴ２の回転方向に回転させることにより、Ｘ方向に設けられている第１シリンドリカルアレイレンズ３１ａ、３２ａの最外郭を回転対象にすることができる。その結果、Ｘ方向とＹ方向の最外郭の光ビーム間隔が等しくなる。
【００８４】
なお、第１及び第２アレイレンズ３１、３２の回転方向は、それぞれ同じ方向に回転しても良く、また異なっていても良い。
【００８５】
そのため、第１実施例とは異なり、第１及び第２のアレイレンズ３１，３２において、第２のシリンドリカルアレイレンズ３２から出射されるＸ，Ｙ方向の光ビームの間隔を測定することなく、その差分を補うことができる。
【００８６】
また、上記構成のノズル形成装置を用いたノズルの形成方法は、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００８７】
以上、第７実施形態によれば、第１及び第２のアレイレンズ３１、３２を光路上に設置し、Ｔ１又はＴ２の方向に回転させ、X又はY方向に対して回転角を持たせ、最外郭を回転対象にすることで、Ｘ方向とＹ方向の最外郭の光ビーム間隔を等しくしている。そのため、オリフィスプレート８に集光するＸ、Ｙ方向の光ビームの集光角が均一になり、オリフィスプレート８の裏面孔を表面孔と同じ真円に形成することができる。
【００８８】
なお、ここでは、第１のシリンドリカルアレイレンズ３１ａ、３２ａは、第１実施形態と同様に、第１及び第２のアレイレンズ３１、３２の入射側にそれぞれ設置されているが、逆に出射側にそれぞれ設置されても良く、また一方が入射側に、他方が出射側に設置されても良い。
【符号の説明】
【００８９】
１，１０１…レーザ光発生源
２，２１，３１，４１，１０２…第１のアレイレンズ
３，２２，３２，４２，１０３…第２のアレイレンズ
４，１０４…コンデンサレンズ
５，１０５…リレーレンズ
６，１０６…マスク
７，１０７…投影レンズ
８，１０８…オリフィスプレート
８ａ、１０８ａ…オリフィスプレートの表面
８ｂ、１０８ｂ…オリフィスプレートの裏面
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，２００…ノズル形成装置
２ａ，３ａ，２１ａ，２２ａ，３１ａ，３２ａ，４１ａ，４２ａ…第１のシリンドリカルアレイレンズ
２ｂ，３ｂ，２１ｂ，２２ｂ，３１ｂ，３２ｂ，４１ｂ，４２ｂ…第２のシリンドリカルアレイレンズ
１１…スペーサ
２３…偏心レンズ
３３，５１…凹型シリンドリカルレンズ
４３…異なる径のレンズ
６１…アパーチャ
Ｒ…入射瞳面
Ｔ１、Ｔ２…回転方向
【図１】
0005460309.tif 000002
【図２】
0005460309.tif 000003
【図３】
0005460309.tif 000004
【図４】
0005460309.tif 000005
【図５】
0005460309.tif 000006
【図６】
0005460309.tif 000007
【図７】
0005460309.tif 000008
【図８】
0005460309.tif 000009
【図９】
0005460309.tif 000010
【図１０】
0005460309.tif 000011
【図１１】
0005460309.tif 000012
【図１２】
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