(57)【要約】【課題】被加工物のレーザエッチング位置周辺に加工副生成物が付着しないように加工するとともにレーザ光束の照射エネルギ損失を低減する。【解決手段】被加工物１２と被加工物１３を加工するとき、レーザ発振器２から出射したレーザ光束を光路切替装置５で第１の光学系３と第２の光学系４に切り替えて被加工物１２と被加工物１３に入射してレーザ光束を被加工物１２と被加工物１３に断続的に照射し、加工部に加工副生成物が付着することを防いで加工精度を向上させる。被加工物１２と被加工物１３にレーザ光束を断続的に照射するとき、レーザ発振器２から出射したレーザ光束を遮断しないで第１の光学系３と第２の光学系４に切り替えて入射し、レーザ発振器２から出射したレーザ光束を効率よく利用して生産性を大幅に向上させる。【選択図】    図１
2007330995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１ピコ秒以下のパルス出射時間にて空間的時間的にエネルギ密度の大きい光パルスを連続出射するレーザ発振器から出射されたレーザ光を被加工物に照射し、光アブレーション加工を行うレーザ加工装置であって、
前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を、複数の光路に時間的にずらして切り替える光路切替装置と、該光路切替装置で切り替えられたレーザ光をそれぞれ集光して被加工物に照射する複数の光学系を有することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記光路切替装置は回転ミラーを有する請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記光路切替装置は音響光学変調器又は電気光学変調器の回折効果によりレーザ光を時間的にずらして切り替える請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記レーザ発振器と前記光路切替装置との間の光路中に、前記光路切替装置でレーザ光の光路切り替え中のときに前記レーザ発振器から放射されたレーザ光を遮断する光遮蔽装置を有する請求項１乃至３のいずれかに記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記光遮蔽装置は機械的電磁チョッパを有する請求項４記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記光遮断装置は電気的液晶シャッタを有する請求項４記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記光遮蔽装置は音響光学変調器又は電気光学変調器の光回折効果により光を遮断する請求項４記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
前記光路切替装置は音響光学変調器又は電気光学変調器を使用し、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を複数の光路に時間的にずらして切り替えるとともにレーザ光の光路切り替え中のときに前記レーザ発振器から放射されたレーザ光を遮断する請求項１乃至３のいずれかに記載のレーザ加工装置。
【請求項９】
１ピコ秒以下のパルス放射時間にて空間的時間的にエネルギ密度の大きい光パルスを連続出射するレーザ発振器から出射されたレーザ光を、複数の光路に時間的にずらして切り替え、切り替えられたレーザ光をそれぞれ集光して被加工物に照射することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のレーザ加工方法により、液滴を吐出する複数のノズルを有するノズル形成部材と前記ノズル板のノズルに対応した液室を有する流路板形成部材とを積層したノズル・流路板ユニットの液通路を加工して形成したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１１】
請求項１０記載の液滴吐出ヘッドを有することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の液滴吐出装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、各種部品や半導体デバイス等の被加工物に対して微細加工を行うレーザ加工装置とレーザ加工方法とそれにより加工された液滴吐出ヘッド及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工によって被加工物に対して微細加工を行う場合、エキシマレーザあるいはＹＡＧレーザの高調波を用いるのが一般的である。これらの加工方法においては、レーザ光のエネルギ密度は発振パルスにおいて最大でも１００メガワットのレベルでしかないため、特に無機材料からなる被加工物においては加工が困難であり、主に有機樹脂材料からなる被加工物に対する光アブレーション加工しかできなかった。このため無機材料からなる被加工物に微細加工を施す場合には、リソグラフィープロセスを用いて個々の異材質材料に対してそれぞれレジストコート、レジストパターニング露光、レジスト現像、レジストパターンを利用したエッチング、レジストアッシング等の一連のプロセスにより加工をしている。このような加工方法による場合には、加工工程が複雑になることからコスト的な問題が生じ、また工程タクトタイムに対して生産設備投資が膨大になるといった問題点がある。
【０００３】
このような問題点を改善するため、特許文献１等に示すように、被加工物に微細加工を行う場合、１ピコ秒以下のパルス放射時間でレーザ光を出力するレーザ発振器から発振されたレーザ光の時間的エネルギ密度が飛躍的に高い特徴と、レーザの照射時間が非常に短いためレーザ光が熱エネルギとして変換されず格子結合切断エネルギに直接変換される特性とを利用して光アブレーション加工するレーザ加工方法が提案されている。
【０００４】
また、特許文献２や特許文献３には、被加工物のレーザエッチングにおいて、エッチング位置周辺に加工副生成物が付着しないように、被加工物へのレーザ光の照射インターバルを設定するなどの手段を用いるレーザ加工方法が提案されている。
【０００５】
このレーザ加工装置の光学系は、図１２に示すように、１ピコ秒以下のパルス放射時間にて空間的・時間的なエネルギ密度の大きい光パルスを連続放射する極短パルスレーザ発振器２から放射されたレーザ光束をフィールドレンズ、コンデンサレンズ等を含むマスク照明光学系６によってフォトマスク７を照明し、フォトマスク７上に形成されたマスクパターンを通過したレーザ光束を投影結像レンズ８によって被加工物６１にフォーカス投影してレーザ発振によって被加工物を加工するようにしている。このような構成のレーザ加工装置に用いられる１ピコ秒以下のパルス発振時間幅でレーザを放出するレーザ発振器は、縦モード同期法を用いたレーザ発振器である。
【０００６】
このレーザ加工方法では、被加工物にアブレーションを引き起こしてエッチング加工することは可能であるが、加工材料によっては昇華され気化した原子または分子粒子が瞬時に再結合を起こしてしまい、エッチング位置またはその近傍の周辺に液化して付着し、それが固化して固まってしまい加工精度が劣化するとともに加工副生成物の付着によってエッチングを妨げてしまうという問題を生じさせてしまう。
【０００７】
このエッチング位置周辺に加工副生成物が付着することを防止するため、図１２に示すように、光学系に光透過遮断が制御可能な光遮断装置６０を設け、この光遮断装置６０で極短パルスレーザ発振器２から放射されたレーザ光束の透過と遮断を制御して、図１３に示すように、パルスレーザ発振周波数よりも長い時間のインターバルにより被加工物へレーザ光を間欠照射している。この光遮断装置としては回転チョッパ型の機械的繰り返しシャッタや機械的電磁開閉シャッタ又は電気制御可能な液晶シャッタや、音響光学素子（ＡＯＭ）や電気光学素子による光偏向による光直進状態をオンし、光回折効果による光偏向状態をオフして光の進行方向を変える素子を用いている。
【特許文献１】特開２００１−１９８６８４号公報
【特許文献２】特許第３７５４８９０号公報
【特許文献３】特開２００１−２３２４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記のように光遮断装置によりレーザ光束の透過と遮断を制御していると、レーザ光束を遮断している非照射状態が大きい比率を占めることとなり、発振照射エネルギの損失が大きくなり効率的でないという不具合が生じる。
【０００９】
この発明は、このような不具合を解消し、被加工物のレーザエッチングにおいて、エッチング位置周辺に加工副生成物が付着しないように加工することができるとともにレーザ光束の照射エネルギ損失を低減することができるレーザ加工装置とレーザ加工方法とそれにより加工された液滴吐出ヘッド及び液滴吐出ヘッドを有する画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のレーザ加工装置は、１ピコ秒以下のパルス出射時間にて空間的時間的にエネルギ密度の大きい光パルスを連続出射するレーザ発振器から出射されたレーザ光を被加工物に照射し、光アブレーション加工を行うレーザ加工装置であって、前記レーザ発振器から出射されたレーザ光を、複数の光路に時間的にずらして切り替える光路切替装置と、該光路切替装置で切り替えられたレーザ光をそれぞれ集光して被加工物に照射する複数の光学系を有することを特徴とする。
【００１１】
前記光路切替装置は回転ミラーを有する。また、前記光路切替装置は音響光学変調器又は電気光学変調器の回折効果によりレーザ光を時間的にずらして切り替えても良い。
【００１２】
また、前記レーザ発振器と前記光路切替装置との間の光路中に、前記光路切替装置でレーザ光の光路切り替え中のときに前記レーザ発振器から放射されたレーザ光を遮断する光遮蔽装置を有することが望ましい。
【００１３】
前記光遮蔽装置は機械的電磁チョッパや電気的液晶シャッタを有する。また、光遮蔽装置は音響光学変調器又は電気光学変調器の光回折効果により光を遮断しても良い。
【００１４】
さらに、前記光路切替装置に音響光学変調器又は電気光学変調器を使用し、レーザ発振器から出射されたレーザ光を複数の光路に時間的にずらして切り替えるとともにレーザ光の光路切り替え中のときにレーザ発振器から放射されたレーザ光を遮断しても良い。
【００１５】
この発明のレーザ加工方法は、１ピコ秒以下のパルス放射時間にて空間的時間的にエネルギ密度の大きい光パルスを連続出射するレーザ発振器から出射されたレーザ光を、複数の光路に時間的にずらして切り替え、切り替えられたレーザ光をそれぞれ集光して被加工物に照射することを特徴とする。
【００１６】
この発明の液滴吐出ヘッドは、前記レーザ加工方法により、液滴を吐出する複数のノズルを有するノズル形成部材と前記ノズル板のノズルに対応した液室を有する流路板形成部材とを積層したノズル・流路板ユニットの液通路を加工して形成したことを特徴とする。
【００１７】
この発明の液滴吐出装置は、前記液滴吐出ヘッドを有することを特徴とする。
【００１８】
この発明の画像形成装置は、前記液滴吐出装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
この発明のレーザ加工装置は、１ピコ秒以下のパルス放射時間にて空間的時間的なエネルギ密度の大きい光パルスを連続出射するレーザ発振器から出射されたレーザ光を、複数の光路に時間的にずらして切り替えて被加工物に照射することにより、レーザ発振器からのレーザ光を効率良く利用することができる。
【００２０】
また、レーザ発振器から出射されたレーザ光を複数の光路に時間的にずらして切り替えて被加工物に断続的に照射することにより、被加工物の加工位置周辺に加工副生成物が付着することを防ぐことができ、低コストで高品質な加工物を提供することができる。
【００２１】
このレーザ発振器から出射されたレーザ光を、回転ミラーを有する光路切替装置で複数の光路に時間的にずらして切り替えることにより、簡単な構成で光路を分割でき、低コストで、かつレーザエネルギの損出を低減することができる。
【００２２】
また、光路切替装置として音響光学変調器又は電気光学変調器を使用することにより、機械的な動作部分が無くなることから高速な光路切り替えを行うことができる。
【００２３】
さらに、光路切替装置でレーザ光の光路切り替え中のときに、光遮蔽装置でレーザ発振器から放射されたレーザ光を遮断することにより、光路を切り替える間や加工インターバルの間、一時的にレーザ光束を遮断することができ、光路切り替え時に不要な部分をレーザ照射することを防ぐことができる。また、レーザ発振器を連続発振させているので、レーザ光束の発振パルス時間及び出力エネルギの安定性を高めることができる。
【００２４】
この光遮蔽装置として機械的電磁チョッパを使用することにより、簡単な構成でレーザ光を低コストで遮断することができる。
【００２５】
また、光遮蔽装置として電気的液晶シャッタを使用することにより、機械的な動作部分がなく応答性が良いことから、長期間にわたり安定してレーザ光を遮断することができる。
【００２６】
さらに、光遮蔽装置として音響光学変調器又は電気光学変調器を使用することにより、レーザ光の遮断や通過を高速に切り替えることができる。
【００２７】
また、光路切替装置に音響光学変調器又は電気光学変調器を使用し、レーザ発振器から出射されたレーザ光を複数の光路に時間的にずらして切り替えるとともにレーザ光の光路切り替え中のときにレーザ発振器から放射されたレーザ光を遮断することにより、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００２８】
このレーザ加工装置により、液滴吐出ヘッドの液滴を吐出する複数のノズルを有するノズル板を形成するノズル形成部材とノズル板のノズルに対応した液室を有する流路板を形成する流路板形成部材とを積層したノズル・流路板ユニットの液通路を加工することにより、ノズル等の液通路を高精度に、かつ高速で加工することができる。
【００２９】
この液滴吐出ヘッドを液滴吐出装置に使用することにより、安定して液滴吐出を行うことができる。
【００３０】
また、液滴吐出ヘッドをプリンタ装置やファクシミリ装置や複写装置等の画像形成装置に使用することにより、安定した吐出精度でインク滴を吐出させることができ、良質な画像を安定して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、この発明のレーザ加工装置の光学系を示す構成図である。図に示すように、レーザ加工装置１は、１ピコ秒以下のパルス出射時間にて空間的・時間的なエネルギ密度の大きい光パルスを連続出射する極短パルスレーザ発振器（以下、レーザ発振器という）２と２系統の光学系３，４及び光路切替装置５を有する。第１の光学系３と第２の光学系４は、それぞれフィールドレンズとコンデンサレンズ等を含むマスク照明光学系６とフォトマスク７及び結像レンズ８を有する。光路切替装置５は回転ミラー９と固定ミラー１０を有し、レーザ発振器２から出射したレーザ光束を第１の光学系３と第２の光学系４に切り替える。回転ミラー９は、レーザ発振器２から出射したレーザ光束の光路に設けられ、例えばガルバノメーター等により回転軸１１を回転中心として回動して、反射面をレーザ発振器２から出射したレーザ光束の光軸と平行でレーザ発振器２から出射したレーザ光束を遮断しないで第１の光学系３に導く位置と、レーザ発振器２から出射したレーザ光束を反射して９０度偏向させる位置に切り替える。固定ミラー１０は回転ミラー９で反射したレーザ光束を反射して９０度偏向させ、レーザ発振器２から出射したレーザ光束を第２の光学系４に導く。この光路切替装置５を構成する回転ミラー９と固定ミラー１０は、使用するレーザ光の波長に適合した誘電体多層膜ミラーが適しているが、一般的なアルミ蒸着ミラーなどを使用しても良い。
【００３２】
このレーザ加工装置１で被加工物１２と被加工物１３を微細加工するときは、レーザ発振器２を連続発振してフェムト秒レーザのレーザ光束を出射する。この状態で光路切替装置５の回転ミラー９をあらかじめ定めた一定タイミング毎に間欠的に回動し、レーザ発振器２から出射されたレーザ光束を第１の光学系３と第２の光学系４に切り替える。第１の光学系３に入射したレーザ光束はマスク照明光学系６ａによってフォトマスク７ａを照明し、フォトマスク７ａに形成されたマスクパターンを通過したレーザ光束を結像レンズ９ａによって被加工物１２に集光して被加工物１２を加工する。第２の光学系４に入射したレーザ光束はマスク照明光学系６ｂによってフォトマスク７ｂを照明し、フォトマスク７ｂに形成されたマスクパターンを通過したレーザ光束を結像レンズ９ｂによって被加工物１３に集光して被加工物１３を加工する。
【００３３】
この被加工物１２と被加工物１３を加工するとき、レーザ発振器２から出射したレーザ光束の光路を光路切替装置５で第１の光学系３と第２の光学系４に切り替えて被加工物１２と被加工物１３に入射するから、図２に示すように、レーザ発振器２から出射したレーザ光束を被加工物１２と被加工物１３に断続的に照射することができ、加工部に加工副生成物が付着することを防いで加工精度を向上することができる。また、被加工物１２と被加工物１３にレーザ光束を断続的に照射するとき、レーザ発振器２から出射したレーザ光束を遮断しないで第１の光学系３と第２の光学系４に切り替えて入射するから、レーザ発振器２から出射したレーザ光束を効率よく利用することができ、生産性を大幅に向上することができる。
【００３４】
さらに、レーザ発振器２を連続発振させているので、レーザ光束の発振パルス時間及び出力エネルギの安定性を高めることができる。
【００３５】
前記説明では、第１の光学系３と第２の光学系４で２つの被加工物１２と被加工物１３を加工する場合について説明したが、図３の構成図に示すように、第１の光学系３と第２の光学系４で１つの被加工物１４を加工することもできる。すなわち、第１の光学系３と第２の光学系４はコンパクトな形状に形成することが可能であり、比較的小形な被加工物１４であっても第１の光学系３と第２の光学系４からレーザ光束を照射して加工でき、被加工物１４を移動するためのＸＹテーブルが１台ですみ、装置を小型化して複数の加工パターンがある被加工物１４を効率良く加工することができる。
【００３６】
また、前記説明では光路切替装置５でレーザ発振器２から出射したレーザ光束の光路を２系統に切り替える場合について説明したが、光路切替装置５の回転ミラー９の回転角度を複数段階に切り替えて停止できるようにしてレーザ発振器２から出射したレーザ光束の光路を複数系統に切り替え、各光路に第１の光学系３と第２の光学系４と同様な光学系を設けることにより、複数の個所を同時に加工することができる。
【００３７】
さらに、前記説明では、光路切替装置５の回転ミラー９を例えばガルバノメーター等により回動してレーザ発振器２から出射したレーザ光束の光路を切り替える場合について説明したが、ポリゴンミラーを使用してレーザ光束の光路を切り替えたり、電気制御可能な音響光学素子（ＡＯＭ）あるいは電気光学素子（ＥＯＭ）を使用してレーザ光束の光路を切り替えても良い。音響光学素子や電気光学素子を使用した場合には、より高速な光路切替を行うことができる。また、音響光学素子や電気光学素子を使用した場合には回折角度が回転ミラー９による場合より小さくなるため、回折後の光路に必要に応じて固定ミラー等を設けると良い。
【００３８】
また、レーザ加工装置１はレーザ発振器２から出射したレーザ光束を光路切替装置５に直接入射した場合について説明したが、図４の構成図に示すように、レーザ発振器２と光路切替装置５との間に光遮断装置１５を設けて、光路切替装置５の回転ミラー９が回転中のようにレーザ発振器２から出射したレーザ光束の光路を第１の光学系３と第２の光学系４の間で切り替え中のときに、この光路切り替えに同期して光遮蔽装置１５でレーザ発振器２から出射したレーザ光束を遮断しても良い。このようにレーザ光束の光路切り替えに同期してレーザ光束を遮断することにより、レーザ光束の光路を切り替えているときに、瞬間的であるが反射されたレーザ光束が不必要な部分に照射されてしまうことを防止することができる。この光遮蔽装置１５としては、チョッパ型の機械的電磁シャッタや電気制御可能な液晶シャッタや音響光学素子又は電気光学素子などを使用すれば良い。
【００３９】
また、光路切替装置５に音響光学素子又は電気光学素子を使用した場合、音響光学素子や電気光学素子は、機械的動作を伴わないから高速に動作可能であり、かつ、レーザ光束を複数の回折角度に回折することができるから、光路切り替えと光遮断の両方の機能を持たせても良い。
【００４０】
このレーザ加工装置１で被加工品１４として例えばインクジェット方式等の画像形成装置に使用する液滴吐出ヘッドのノズルを加工する場合について説明する。
【００４１】
液滴吐出ヘッド２０は、図５の液室長手方向に沿う部分断面図と図６の液室短手方向に沿う部分断面図に示すように、単結晶シリコン基板で形成した流路板２１と、流路板２１の下面に接合した振動板２２と、流路板２１の上面に接合したノズル板２３及びフレーム部材２４を有し、これらによってノズル板２３に設けられインク滴を吐出するノズル２５にノズル連通路２５ａを介して連通する加圧液室２６と、加圧液室２６に供給するインクのインク供給路である流体抵抗部２７及びフレーム部材２４に設けられてインクを貯溜する共通液室２８から流体抵抗部２７にインクを供給するインク供給口２９とを形成している。
【００４２】
振動板２２の各加圧液室２６とは反対側の面には、加圧液室２６内のインクを加圧するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）である電気機械変換素子としての積層型圧電素子３０を接合し、この圧電素子３０をベース基板３１に接合している。圧電素子３０の間には加圧液室２６間の隔壁部に対応して支柱部３２を設けている。この圧電素子３０と支柱部３２は、圧電素子部材にハーフカットのダイシングによるスリット加工を施して櫛歯状に分割して、１つ毎に圧電素子３０と支柱部３２を形成している。この支柱部３２の構成は圧電素子３０と同じであるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱となる。振動板２２の外周部はフレーム部材２４にギャップ材を含む接着剤３３にて接合している。このフレーム部材２４には共通液室２８に外部からインクを供給するためのインク供給穴３４を有する。
【００４３】
ノズル板２３には各加圧液室２６に対応して直径１０〜３５μｍのノズル２５を形成し、ノズル面（吐出方向の表面；吐出面）には、撥水性の表面処理を施した撥水処理層を設けている。圧電素子３０は、厚さ１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層３５と、厚さ数μｍ／１層の銀・パラジューム（ＡgＰd）からなる内部電極層３６とを交互に積層したものであり、内部電極３６を交互に端面の端面電極（外部電極）である個別電極３７と共通電極３８に電気的に接続している。ここで圧電素子部材の一端面の端面電極はハーフカットによるダイシング加工で分割されて個別電極３７となり、他端面の端面電極は切り欠き等の加工による制限で分割されずにすべての圧電素子３０で導通した共通電極３８となる。この圧電素子３０の個別電極３７には駆動信号を与えるために半田接合又はＡＣＦ（異方導電性膜）接合若しくはワイヤボンディングでＦＰＣケーブル３９を接続し、このＦＰＣケーブル３８には各圧電素子３０に選択的に駆動波形を印加するための駆動回路（ドライバＩＣ）を接続している。また、共通電極３８は、圧電素子の端部に電極層を設けて回し込んでＦＰＣケーブル３９のグラウンド（ＧＮＤ）電極に接続している。
【００４４】
このように構成した記録ヘッド２０において、例えば、記録信号に応じて圧電素子３０に駆動波形（１０〜５０Ｖのパルス電圧）を印加すると、圧電素子３０に積層方向の変位が生じ、振動板２２を介して加圧液室２６内のインクが加圧されて圧力が上昇し、ノズル２５からインク滴を吐出する。その後、インク滴吐出の終了に伴い、加圧液室２６内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって加圧液室２６内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。このときサブタンクから供給されたインクは共通液室２８に流入し、共通液室２８からインク供給口２９を経て流体抵抗部２７を通り加圧液室２６内に充填される。この流体抵抗部２７は、吐出後の残留圧力振動の減衰に効果が有る反面、表面張力による最充填（リフィル）に対して抵抗になる。そこで流体抵抗部２７の流体抵抗値を適宜に選択することで、残留圧力の減衰とリフィル時間のバランスが取れ、次のインク滴吐出動作に移行するまでの時間（駆動周期）を短くできる。
【００４５】
この液滴吐出ヘッド２０の流路板２１とノズル板２３にノズル連通路２５ａとノズル２５をレーザ加工装置１で加工する場合は、図７に示すように、流路板形成部材４１とノズル形成部材４２をエポキシ系接着剤４３で接合し、ノズル形成部材４２の表面にフッ素系の撥水膜４４をコーティングしてノズル・流路板ユニット４５を形成する。そして撥水膜４４の表面に粘着剤４６付き保護フイルム４７を貼り付ける。なお、簡略化のため流路板形成部材４１には加圧液室２６が記載されていないが、流路板形成部材４１にはあらかじめ加圧液室２６となる凹部が形成されている。
【００４６】
そして、流路板形成部材４１側からレーザ加工装置１でフェムト秒レーザのレーザ光を照射して単結晶シリコン基板で形成した流路板形成部材４１とエポキシ系接着剤４３とノズル形成部材４２及び撥水膜４４を順次エッチングしてノズル連通口２５ａとノズル２５を構成するノズル孔４８を保護フイルム４７の中間まで形成する。このようにノズル孔４８を保護フイルム４７の中間まで形成することにより、ノズル形成部材４２のノズル孔出口部分を綺麗に加工することができ、ノズル２５の加工精度を向上することができる。ここでノズル孔４８を１個分だけ図示しているが、実際にはノズル孔４８の加工効率を向上するため複数のノズル孔４８を必要な数だけ加工実施する。
【００４７】
このようにノズル孔４８の加工効率を向上するため、図８（ａ）に示すように、例えば、約５００×１０００ｍｍの樹脂シート４９を単位として撥水膜４１を形成した後、例えば約１５０×１２０ｍｍのサイズを有する複数のノズル形成部材４２を形成するためのフィルムシート５０に切断する。一方、図８（ｂ）に示すように、例えば６インチのシリコンウエハ５１に、流路板形成部材４１となる領域を割り付けて、一般的に知られている半導体製作用のフォトリソプロセス等を用いて、流路板形成部材４１となる部分に所定の液室パターンを形成する。なお、図８（ｂ）は６インチウエハに４２個の流路板形成部材４１のチップを割り付ける配列例を示している。その後、シリコンウエハ５１のノズル形成部材４２と接合する面に接着剤薄膜転写装置等でエポキシ接着剤４３を１〜２μｍの厚さで塗布し、樹脂シート４９を切断して形成したフィルムシート５０を貼り付ける。このフィルムシート５０の貼り付けについては、精度の高い位置合わせは必要でなく、流路板形成部材４１のチップ領域からフィルムシート５０が外れない程度の位置合わせで良い。なお、ここで用いる接着剤としては、エポキシ系接着剤（例えば、日本エイブルスティック社製のエポキシ系１液接着剤「Ａｂｌｅｂｏｎｄ ＧＡ−４」（商品名））などが適している。また、これらの接着剤の硬化に必要とされる加熱温度は、通常５０℃から７０℃程度とそれほど高くないため、ノズル形成部材４２と流路板形成部材４１との熱膨張係数差はここでは問題にならない。このようにして、シリコンウエハ５１とフィルムシート５０を接合一体化したノズル・流路板ユニット集合体４８に対して、保護フイルム４３を貼り付けた後、レーザ加工装置１でフェムト秒レーザのレーザ光束を照射してノズル孔４８の加工を行う。その後、例えば、一般的なＩＣの製造工程で用いられるダイシング工程を応用して個々のチップに切断してノズル２５とノズル連通路２５ａを有するノズル板２３と流路板２１を形成する。
【００４８】
このレーザ加工装置１によりフェムト秒レーザ加工でノズル２５とノズル連通路２５ａが形成されたノズル板２３と流路板２１を有する液滴吐出ヘッド２０を使用した画像形成装置について説明する。
【００４９】
画像形成装置１００は、図９の斜視図に示すように、装置本体１０１と、装置本体１０１に装着され記録用紙を収容する給紙トレイ１０２と、装置本体１０１に装着され画像が記録（形成）された記録用紙をストックする排紙トレイ１０３とを有する。装置本体１０１の上側には上面カバー１０４を開閉可能に設けている。また、装置本体１０１の前面の一端部には、前方側に突き出し、上面カバー１０４よりも低い位置にカートリジ装填部１０５を有し、このカートリッジ装填部１０５の上面に操作キーや表示器などの操作部１０６が設けられている。カートリッジ装填部１０５は、その前面に開閉可能な前カバー１０７を有し、前カバー１０７を開状態にすることにより、液体補充手段としてのインクカートリッジ１０８を脱着できるようになっている。
【００５０】
この画像形成装置の機構部は、図１０の側面構成図と図１１の平面構成図に示すように、装置本体１０１の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１１１とステー１１２とによりキャリッジ１１３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータによってキャリッジ主走査方向に移動走査する。このキャリッジ１１３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個のインクジェットヘッドからなる液滴吐出ヘッド２０を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００５１】
また、キャリッジ１１３には、液滴吐出ヘッド２０に各色のインクを供給するための各色の液体容器であるサブタンク１１４を搭載している。このサブタンク１１４にはインク供給チューブを介して各色のインクカートリッジ１０８からインクが補充供給される。ここで、インクカートリッジ１０８は、それぞれ各色に対応してイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインクを収容している。これらの液滴吐出ヘッド２０にインクを供給するためのサブタンク１１４と、このサブタンク１１４にインクを補充供給するインクカートリッジ１０８とによって記録液供給装置を構成している。
【００５２】
給紙トレイ１０２の用紙積載部（圧板）１１５上に積載した記録用紙１１６を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１５から記録用紙１１６を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）１１７と、給紙コロ１１７に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１１８を備え、この分離パッド１１８は給紙コロ１１７側に付勢されている。
【００５３】
この給紙トレイ１０２から給紙された記録用紙１１６をガイド１１９から記録ヘッド１の下方側で搬送するための搬送部として、記録用紙１１６を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１２０と、給紙部からガイド１１９を介して送られる記録用紙１１６を搬送ベルト１２０との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１２１と、略鉛直上方に送られる記録用紙１１６を略９０度方向転換させて搬送ベルト１２０上に倣わせるための搬送ガイド１２２と、押さえ部材１２３で搬送ベルト１２０側に付勢された先端加圧コロ１２４とを備えている。また、搬送ベルト１２０表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１２５を備えている。ここで、搬送ベルト１２０は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１２６とテンションローラ１２７との間に掛け渡されて、図１１に示すように、ベルト搬送方向に周回するように構成している。帯電ローラ１２５は、搬送ベルト１２０の表層に接触し、搬送ベルト１２０の回動に従って回転するように配置されている。
【００５４】
搬送ベルト１２０の裏側には、記録ヘッド１による印写領域に対応してガイド部材１２８が配置されている。このガイド部材１２８は、上面が搬送ベルト１２０を支持する搬送ローラ１２６とテンションローラ１２７の接線よりも記録ヘッド１側に突出している。これにより、搬送ベルト１２０は印写領域ではガイド部材１２８の上面にて押し上げられてガイドされるので、高精度な平面性が維持される。
【００５５】
液滴吐出ヘッド２０で記録された記録用紙１１６を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１２０から記録用紙１１６を分離するための分離爪１２９と排紙ローラ１３０及び排紙コロ１３１とを備え、排紙ローラ１３０の下方に排紙トレイ１０３を備えている。ここで排紙ローラ１３０と排紙コロ１３１との間から排紙トレイ１０３までの高さは排紙トレイ１０３にストックできる量を多くするためにある程度高くしている。
【００５６】
また、装置本体１０１の背面部には両面給紙ユニット１３２が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット１３２は搬送ベルト１２０の逆方向回転で戻される記録用紙１１６を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１３３と搬送ベルト１２０との間に給紙する。また、この両面給紙ユニット１３２の上面には手差し給紙部１３３が設けられている。
【００５７】
さらに、図１１に示すように、キャリッジ１１３の走査方向の一方の非印字領域には、液滴吐出ヘッド２０のノズル２５の状態を維持し、回復するための信頼性維持手段である維持回復機構１３４を配置し、他方の非印字領域には空吐出受け部材１３５を配置している。維持回復機構１３４には、液滴吐出ヘッド２０のノズル面をキャピングするためのキャッピング手段である４個のキャップ部材１３６と、ノズル面をワイピングするためのワイピング手段であるワイパーブレード１３７及び空吐出受け部材１３８などを有する。
【００５８】
この画像形成装置１００においては、給紙トレイ１０２から１枚ずつ分離給紙されて略鉛直上方に給紙された記録用紙１１６はガイド１１９で案内され、搬送ベルト１２０とカウンタローラ１２１との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド１２２で案内されて先端加圧コロ１２４で搬送ベルト１２０に押し付けられ、略９０度搬送方向を転換される。このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ１２５に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返す交番電圧が印加され、搬送ベルト１２０が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラスとマイナスが交互に帯電した搬送ベルト１２０に記録用紙１１６が静電吸着され、搬送ベルト１２０の周回移動によって記録用紙１１６が副走査方向に間欠的に搬送される。この状態でキャリッジ１１３を移動させながら画像信号に応じて液滴吐出ヘッド２０を駆動することにより、停止している記録用紙１１６にインク滴を吐出して１行分を記録し、記録用紙１１６を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は記録用紙１１６の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、記録用紙１１６を排紙トレイ１０３に排紙する。
【００５９】
また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト１２０を逆回転させることで、記録済みの記録用紙１１６を両面給紙ユニット１３２内に送り込み、記録用紙１１６を反転させて裏面が印刷面となる状態にして再度カウンタローラ１２１と搬送ベルト１２０との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル１２０上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ１０３に排紙する。
【００６０】
この画像形成装置１０は、プリンタ装置やファクシミリ装置や複写装置及びこれらの複合機などにも適用することができる。
【００６１】
前記説明では液滴吐出ヘッド２０を使用した画像形成装置１００について説明したが、液滴吐出ヘッド２０はインク以外の液体、例えばＤＮＡ試料やレジストやパターン材料などを吐出する液滴吐出装置等にも適用することができる。
【００６２】
また、前記説明ではレーザ加工装置１のレーザ発振器２から出射したレーザ光束の光路を光路切替装置５で第１の光学系３と第２の光学系４に切り替えてフェムト秒レーザのレーザ光束を断続的に照射して液滴吐出ヘッド２０のノズル２５とノズル連通路２５ａを加工する場合について説明したが、流路板２１の加圧液室２６を形成する溝の加工や圧電素子３０と支柱部３２を形成するために圧電素子部材にスリットを加工する場合も同様にしてレーザ加工装置１でフェムト秒レーザのレーザ光束を断続的に照射して加工することができる。
【００６３】
さらに、このレーザ加工装置１を使用することにより、各種パターンを有するマスクや、光記録装置の記録ビッド形成や、内部に屈折率変調部を有する光学素子やホログラム素子等各種精密部品の加工も同様にして行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明のレーザ加工装置の光学系を示す構成図である。
【図２】レーザ加工装置から出射したレーザ光束を被加工物に断続的に照射する状態を示す模式図である。
【図３】この発明のレーザ加工装置で１つの被加工物を加工する状態を示す構成図である。
【図４】この発明の他のレーザ加工装置の光学系を示す構成図である。
【図５】液滴吐出ヘッドの液室長手方向に沿う部分断面図である。
【図６】液滴吐出ヘッドの液室短手方向に沿う部分断面図である。
【図７】液滴吐出ヘッドのノズル孔を加工する状態を示す断面図である。
【図８】ノズル・流路板ユニット集合体の形成工程を示す平面図である。
【図９】画像形成装置を示す斜視図である。
【図１０】画像形成装置の機構部を示す側面構成図である。
【図１１】画像形成装置の機構部を示す平面構成図である。
【図１２】従来のレーザ加工装置の光学系を示す構成図である。
【図１３】従来のレーザ加工装置から出射したレーザ光束を被加工物に断続的に照射する状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１；レーザ加工装置、２；極短パルスレーザ発振器（レーザ発振器）、
３；第１の光学系、４；第２の光学系、５；光路切替装置、
６；マスク照明光学系、７；フォトマスク、８；結像レンズ、
９；回転ミラー、１０；固定ミラー、１１；回転軸、
１２，１３，１４；被加工物、１５；光遮断装置、
２０；液滴吐出ヘッド、２１；流路板、２２；振動板、２３；ノズル板、
２４；フレーム部材、２５；ノズル、２５ａ；ノズル連通路、２６；加圧液室、
２７；流体抵抗部、２８；共通液室、２９；インク供給口、３０；積層型圧電素子、
４１；流路板形成部材、４２；ノズル形成部材、４３；エポキシ系接着剤、
４４；撥水膜、４５；ノズル・流路板ユニット、４６；粘着剤、
４７；保護フイルム、４８；ノズル孔、４９；樹脂シート、
５０；フィルムシート、５１；シリコンウエハ、
１００；画像形成装置、１０１；装置本体、１０２；給紙トレイ１０２、
１０３；排紙トレイ、１０８；インクカートリッジ、１１３；キャリッジ、
１１４；サブタンク、１１６；記録用紙、１２０；搬送ベルト。
【図１】
2007330995.tif 000003
【図２】
2007330995.tif 000004
【図３】
2007330995.tif 000005
【図４】
2007330995.tif 000006
【図５】
2007330995.tif 000007
【図６】
2007330995.tif 000008
【図７】
2007330995.tif 000009
【図８】
2007330995.tif 000010
【図９】
2007330995.tif 000011
【図１０】
2007330995.tif 000012
【図１１】
2007330995.tif 000013
【図１２】
2007330995.tif 000014
【図１３】
2007330995.tif 000015