JP2000052074A - レーザ加工方法、レーザ加工物、粒状体選別器、及びインクジェット式プリンタのヘッド部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた加工精度を達成できる「合成樹脂材に
対するレーザ加工の組合せ」の応用範囲を広げることを
可能にする技術の実現。 【解決手段】 ポリイミドフィルムの上下両面14ａ，14
ｂに、予め金属メッキ層16を形成した後、上面14ａにエ
キシマレーザを照射して貫通孔13ａを形成し、つぎに上
面14ａ側の金属メッキ層16を加工滓17と共に除去し、つ
ぎに上面14ａ及び貫通孔13ａ内面に再度金属メッキ層16
を形成してレーザ加工物20ａを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ加工技術
に係り、特に、レーザ・ビームを利用して合成樹脂材に
穴部を形成する加工方法の改良、及びこの加工方法によ
って形成されたレーザ加工物、並びにこのレーザ加工物
の応用品に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリイミドやポリエチレン、塩化ビニ
ル、ポリプロピレン等の合成樹脂材は、一般に電気絶縁
性に優れると共に、軽量性、防錆性、低コスト性等の利
点があるため、今日では広い分野で利用されている。こ
の合成樹脂材に穴部形成加工を施す手段としては、パン
チング等の機械的方法や、薬品による化学作用を利用し
たエッチングなど様々なものがあるが、微細で高精度な
穴部の形成が必要な場合には、レーザ加工が最も適して
いる。特に、ポリイミドに対するエキシマレーザの組合
せが最も微細な穴部形成加工を実現できるため、微細な
穴部の形成が必要とされる多くの分野で利用が検討され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このレ
ーザを用いて合成樹脂材に微細かつ高精度な穴部形成加
工を施すという技術の応用範囲をさらに広げていくため
には、いくつかの問題を解決する必要がある。 まず、合成樹脂材固有の特性として、静電気を帯び
やすく、その除電が難しいという点が挙げられる。この
ため、静電気の影響を嫌う分野への応用は当然のことな
がら困難となる。また、静電気によって空気中の塵芥が
表面に付着しやすく、これが加工精度のさらなる向上を
阻害する要因ともなっている。 レーザで合成樹脂材を加工すると、どうしても加工
端部に炭化物や析出物が付着することとなる。極めて微
量とはいえ、これら加工滓の存在自体が加工形状の不安
定化の一因となり、使用目的によってはこれらを完全に
除去する手段を確立する必要がある。 合成樹脂材は金属やセラミック等の異種材料との間
での接着性に難があるため、金属やセラミック等との接
着が要求される分野には応用できない。 一定以上の表面強度（耐摩耗性）や摺動性、耐水性
が要求される分野には応用できない。

【０００４】この発明は、上記の問題点に鑑みて案出さ
れたものであり、優れた加工精度を達成できる「合成樹
脂材に対するレーザ加工の組合せ」の応用範囲を広げる
ことを可能にする技術の提供を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明に係るレーザ加工方法は、加工対象物とし
ての合成樹脂材の表面に、予め金属薄膜を形成した後、
当該加工対象物表面にレーザを照射して穴部を形成する
ことを特徴としている。また、この発明に係るレーザ加
工物は、上記加工方法によって形成された結果物であ
り、合成樹脂材よりなる本体部と、該本体部の表面に形
成された金属薄膜と、該金属薄膜にレーザを照射して形
成された本体部の穴部とを備えたことを特徴としてい
る。上記合成樹脂材としては、例えばポリイミド、ポリ
エチレン、塩化ビニル、ポリプロピレン等が該当する。
また、加工用のレーザとしては、エキシマレーザの他、
ＹＡＧレーザ、ＣＯ₂レーザ等を用いることができる。
上記「穴部」は、貫通孔はもとより、凹部（非貫通
孔）、貫通溝、凹溝（非貫通溝）を広く含む概念であ
る。また、穴部の開口形状は特に限定されるものではな
く、任意の形状を選択できる。上記金属薄膜の形成領域
も、特に限定されるものではない。例えば、加工対象物
がフィルム状の合成樹脂材である場合、上下両面に金属
薄膜を形成してもよいが、レーザが照射される面にのみ
形成してもよい。

【０００６】上記のように、レーザ加工に先立って加工
対象物である合成樹脂材の表面に金属薄膜を形成してお
けば、レーザ加工時に適当なアース手段を講じることで
表面の静電気を容易に除去することができる。このた
め、空気中の塵芥が加工対象物の表面に吸着されて加工
の妨げとなることを有効に防止できる。この場合、金属
的な特性が付与されるのは表層部分に限られ、加工対象
物の本体はレーザとの相性が良好な合成樹脂材であるた
め、極めて高い加工精度で穴部を形成することができ
る。また、この加工の結果得られたレーザ加工物は、高
い加工精度の穴部を備えるのみならず、表面には金属薄
膜が残されているため、静電気の除去が容易である、
金属やセラミックとの接着性が良好である、表面強
度が比較的高い、等といった優れた特性を具備すること
となり、広い分野での利用が期待できる。

【０００７】上記穴部形成後に、加工対象物表面の金属
薄膜を除去することにより、レーザ加工に伴って発生し
た加工滓を同時に除去することが可能となる。この結
果、加工滓の付着していない、極めて整った輪郭形状が
実現され、加工形状を安定化させることができる。使用
目的によってはこのまま利用することもできるが、表面
に金属的特性（除電の容易さ、異種材質との接着性の良
さ、表面強度の高さ等）を付与することが要求される場
合には、上記のように加工滓と共に金属薄膜を除去した
後、再度加工対象物表面に金属薄膜を形成すればよい。
この場合、必要であれば形成した穴部内面にまで金属薄
膜を形成することもできる。あるいは、それほど均質な
加工形状は要求されず、単に加工された合成樹脂材の表
面に金属的特性を付与することが要求される場合には、
加工対象物である合成樹脂材の表面に直にレーザを照射
して穴部を形成した後に、初めて当該加工対象物の表面
や場合によっては穴部内面に金属薄膜を形成するように
してもよい。

【０００８】上記金属薄膜は、例えばニッケル、クロ
ム、アルミニウム、銅、これらの合金等によって構成さ
れている。また、この金属薄膜は、メッキ法によって被
着形成することが望ましい。金属薄膜の形成方法は他に
もいろいろあるが、メッキ法がコスト的に最も有利であ
り、また表面の摩擦係数や膜厚を比較的自由に制御でき
る利点があるからである。ただし、使用目的によって
は、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法（化学的気相
成長法）など、他の薄膜形成技術を用いてもよい。

【０００９】上記レーザ加工物（レーザによって形成さ
れた穴部を備えた合成樹脂材）は、粒状体の形状や寸法
を揃えるための選別器に応用できる。すなわち、この発
明に係る粒状体選別器は、複数の円形貫通孔が形成され
た平面状のフィルタの表面に多数の球形粒状体を導入し
た上で当該フィルタを揺動させ、あるいは上記フィルタ
を円筒状に丸めて内部に多数の粒状体を導入した上で当
該円筒状のフィルタを回転させることにより、各円形貫
通孔の孔径よりも粒径の小さい粒状体を通過させる構造
の粒状体選別器において、上記フィルタを、合成樹脂材
よりなる本体部と、該本体部の表面に形成された金属薄
膜にレーザを照射して形成された複数の円形貫通孔と、
上記金属薄膜を加工滓と共に除去した後に本体部の表面
及び貫通孔内面に再形成された金属薄膜とを備えたレー
ザ加工物によって構成したことを特徴としている。上記
粒状体としては、微細なボールベアリングが典型例であ
るが、他の微細な球形粒状体の選別にも応用できる。

【００１０】また、他の応用例として、半流動物を所定
のパターンに沿って転写させる際に用いる半流動物転写
型を挙げることができる。すなわち、この発明に係る半
流動物転写型は、合成樹脂材よりなる本体部と、該本体
部の表面に形成された金属薄膜にレーザを照射して形成
された半流動物充填用の凹部と、上記金属薄膜を加工滓
と共に除去した後に本体部の表面及び凹部内面に再形成
された金属薄膜とを備えたことを特徴としている。

【００１１】さらに、他の応用例として、インクジェッ
ト式プリンタのヘッド部を構成するノズルプレートを挙
げることができる。すなわち、この発明に係るインクジ
ェット式プリンタのヘッド部は、筐体と、該筐体の開口
部を閉塞してインク室を形成する振動板と、上記振動板
の外面に当接された圧電素子と、上記筐体の底部外面に
接着されたノズルプレートと、上記筐体の底部に形成さ
れた貫通孔と上記ノズルプレートに形成された貫通孔を
連通接続して形成されたノズルとを備えたインクジェッ
ト式プリンタのヘッド部において、上記ノズルプレート
を、合成樹脂材よりなる本体部と、該本体部の表面に形
成された金属薄膜にレーザを照射して形成された貫通孔
と、上記金属薄膜を加工滓と共に除去した後に本体部の
表面及び貫通孔内面に再形成された金属薄膜とを備えた
レーザ加工物によって構成したことを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、この発
明の実施の形態について説明する。図１は、レーザを用
いて加工対象物10に穴部形成加工を行う様子を示してい
る。すなわち、図示しないレーザ発振器から供給され、
反射ミラー等によって構成される光路を経由して加工レ
ンズ11に到達したレーザ・ビーム12は、この加工レンズ
11の下端から加工対象物10の表面に照射される。この結
果、加工対象物10には、レーザ出力に応じた微細な穴部
13が形成される。加工対象物10はＸ−Ｙテーブル（図示
省略）上に載置されており、このＸ−ＹテーブルをＸ軸
方向及びＹ軸方向に所定量移動させると共に、レーザ照
射のタイミングを適宜調整することにより、加工対象物
10の表面には任意のパターンで穴部13が形成される。

【００１３】上記加工対象物10は、例えば厚さ７５μｍ
のポリイミドフィルムよりなる本体部14の表面（上面14
ａ、下面14ｂ）に、厚さ５００オングストロームの金属
メッキ層16を形成したものより構成されている。この金
属メッキ層16は、無電解メッキ法あるいは電解メッキ法
により、本体部の上面14ａ及び下面14ｂにクロムやニッ
ケル等の金属を析出させることによって形成される。ま
た、上記レーザ・ビーム12としては、例えばエキシマレ
ーザが用いられる。この加工対象物10の表面に、所定の
出力でエキシマレーザを照射すると、エキシマレーザの
アブレーション作用によって、図２に示すように本体部
14の両面に形成された金属メッキ層16及び本体部14を貫
く貫通孔13ａが形成される。

【００１４】ポリイミドに対する穴部形成手段としてエ
キシマレーザを用いた場合、各貫通孔13ａの孔径のバラ
ツキが±２μｍ以内という、非常に高い加工精度が実現
できる。しかも、アブレーションを利用した加工である
ため、比較的整った輪郭形状が得られる。また、本体部
14の両面に金属メッキ層16が形成されているため、加工
に際して適当なアース手段を講ずることにより、表面の
静電気を容易に除去することができる。この結果、空気
中を漂う塵芥が静電気の作用で加工対象物10の表面に吸
着され、加工の妨げとなることを有効に回避できる。な
お、本体部14の両面を覆っている金属メッキ層16自体は
極めて薄いため、これによって加工効率に悪影響を与え
ることはない。

【００１５】各貫通孔13ａにおける開口端部、より詳し
くは本体部上面14ａ側の金属メッキ層16の開口端部に
は、レーザ照射によって生じた炭化物17ａや析出物17ｂ
よりなる加工滓17が、極微量であるが付着している。そ
こで、上面14ａ側の金属メッキ層16を特殊な薬品を用い
て除去する。この結果、図３に示すように、上記の加工
滓17が金属メッキ層16と共に取り去られ、開口端部には
極めて明瞭な輪郭が現れることとなる。使用目的によっ
ては、下面14ｂ側の金属メッキ層16も同様に除去し、そ
のまま高精度な微細貫通孔13ａを備えたポリイミド製レ
ーザ加工物として利用することができる。

【００１６】あるいは、図４に示すように、本体部の上
面14ａ及び貫通孔13ａ内面に再度金属メッキ層16を形成
してもよい。この結果、ポリイミドフィルムにエキシマ
レーザを照射するという最も高い精度の期待できる加工
方法を用いた上に、加工滓17も完全に除去され、しかも
表面に金属的な特性を付与されたレーザ加工物20ａが得
られる。このように、本体部14の両面及び貫通孔13ａ内
面に、金属メッキ層16を被着させる表面改質を施すこと
により、静電気除去の容易性、表面強度の向上、接着性
の向上等の特性をポリイミドフィルムに付与することが
できる。また、このように本体部14の両面及び貫通孔13
ａ内面を金属メッキ層16で覆うことにより、ポリイミド
フィルムが空気中の湿気を吸収することを防止できる。
このため、温度の変化によって本体部14に反りや撓みが
生じたり、収縮、膨張することを回避できる。

【００１７】なお、レーザ加工物の使用目的によって
は、上記本体部14の両面にのみ金属メッキ層16を形成
し、貫通孔13ａ内面には金属メッキ層16を形成しないま
まにしておくという選択も可能である。また、上記にお
いては、本体部14の両面に予め金属メッキ層16を形成し
た上で、上面14ａ側の金属メッキ層16に対してレーザ照
射を行う例を示したが、何れか一方の面にのみ金属メッ
キ層16を形成しておき、当該金属メッキ層16に対してレ
ーザ照射を行うようにしてもよい。さらに、使用目的に
よっては、本体部の上面14ａ、下面14ｂ、貫通孔13ａ内
面対して、それぞれ異なった種類の金属メッキ層16を形
成してもよい。

【００１８】金属メッキ層16の形成に際し、メッキ液の
濃度や温度、あるいは浸漬時間等の諸条件を適宜調整す
ることにより、金属メッキ層16の厚さや表面状態をある
程度自由に制御することができる。このため、耐久性が
必要とされる場合には金属メッキ層16を比較的厚く形成
したり、高い摺動性が求められる場合には金属メッキ層
16の表面を最大限滑らかに形成して摩擦係数を低めたり
といったことが可能となり、使用目的に柔軟に対応でき
る利点を備えている。

【００１９】上記においては、ポリイミドフィルムより
なる本体部14に対しエキシマレーザを照射して貫通孔13
ａを形成する例を示したが、レーザ出力を調整すること
により、図５に示すように凹部13ｂ（非貫通孔）を形成
することもできる。この場合にも、上記と同様、各凹部
13ｂにおける開口端部、すなわち上面14ａ側の金属メッ
キ層16の開口端部には、レーザ照射によって生じた加工
炭化物17ａや加工析出物17ｂよりなる加工滓17が付着し
ている。そこで、上面14ａ側の金属メッキ層16を特殊な
薬品を用いて除去することにより、図６に示すように、
上記の加工滓17を金属メッキ層16と共に取り去る。この
結果、凹部13ｂの開口端部には極めて明瞭な輪郭が現れ
ることとなる。使用目的によっては、下面14ｂ側の金属
メッキ層16も同様に除去し、そのまま高精度な微細凹部
13ｂを備えたポリイミド製レーザ加工物として利用する
ことができる。あるいは、図７に示すように、本体部の
上面14ａ及び凹部13ｂの内面に再度金属メッキ層16を形
成することによって、表面に金属的な特性を付与された
レーザ加工物20ｂが得られる。

【００２０】つぎに、上記のようにして形成されたレー
ザ加工物20ａ，20ｂの応用例について説明する。まず、
図８及び図９は、このレーザ加工物20ａを粒状体選別器
22のフィルタ24として用いた例を示している。すなわ
ち、４つの壁面を備えた枠部材26の下端開口に、レーザ
加工物20ａがフィルタ24として装着されている（図
８）。このレーザ加工物20ａは微細な円形貫通孔13ａを
多数備えており、図９に示すように、ポリイミドよりな
る本体部の上面14ａ、下面14ａ及び貫通孔13ａ内面に金
属メッキ層16が形成されている。上記枠部材26内に多数
の球形粒状体（例えば微細なボールベアリング）28を導
入した後、図示しない加振機を駆動して上記枠部材26を
前後・左右に揺動させることにより、各粒状体28が次々
にフィルタ24の貫通孔13ａ内に入り込む。貫通孔13ａ内
に入り込んだ粒状体28の中、規格（例えば粒径３００μ
ｍ）よりも小さいものは貫通孔13ａから落下して行く。
また、規格よりも大きな粒状体28は、貫通孔13ａ内に留
まる。

【００２１】つぎに、フィルタ24上に残された粒状体28
を、上記フィルタ24よりも孔径の僅かに大きな貫通孔13
ａを有するフィルタ24を装着させた他の選別器22にかけ
る。この場合、規格通りの粒状体28は貫通孔13ａを通過
して落下し、規格よりも大きな粒状体28がフィルタ24上
に残されることとなる。以上のように、２段階のフィル
タ24を通すことにより、粒径誤差の極めて少ない粒状体
28を揃えることが可能となる。

【００２２】なお、図示は省略したが、微細な円形貫通
孔が多数形成されたフィルタ部材を丸めて円筒体を形成
し、この円筒体内に多数の粒状体28を導入した上で、円
筒体を回転させることによって円形貫通孔より粒径が小
さい粒状体28を外部に放出させるよう構成した粒状体選
別器のフィルタとして、レーザ加工物20ａを用いてもよ
い。

【００２３】精密機械分野においては、超微細（粒径が
数百μｍ単位）で、かつ個々の粒状体間の粒径誤差を可
能な限り低減した高精度な粒状体（ボールベアリング）
に対する需要がある。このため、球状に形成された粒状
体を遠心分離器にかけて不良品を大まかに選別した後、
微細な円形貫通孔を備えたフィルタを通すことにより、
最終的な選別が行われている。したがって、粒状体の粒
径精度は、フィルタに形成された各貫通孔の孔径精度に
依存しており、これが粒状体の精度を決定付けることと
なる。

【００２４】このような粒状体選別器22のフィルタ24と
して、この発明に係るレーザ加工物20ａを利用すること
により、以下のメリットが生じる。 各貫通孔13ａが高い孔径精度を備えているため、粒状
体を極めて高い精度で選別可能となる。具体的には、±
２μｍの粒径誤差で選別できる。 フィルタ24の上下両面及び貫通孔13ａ内面に金属メッ
キ層16が形成されているため、選別の過程で随時除電処
理を行うことが可能となり、選別作業を効率化できる。
多数の粒状体28が選別器22中で擦れ合うことによって大
きな静電気が発生してフィルタ24上に帯電するため、有
効な除電処理を講じなければ微細な粒状体28はフィルタ
24表面に吸着されてしまい、円滑な選別を行うことがで
きなくなる。 金属メッキ層16の表面を滑らかに形成することによ
り、粒状体28の移動が容易となり、選別効率が高まる。

【００２５】つぎに、図１０〜１２に基づき、この発明
に係るレーザ加工物20ｂを高精度な半流動物転写型30に
応用した例を示す。半流動物転写型とは、被転写面にあ
る程度の粘性を備えた半流動物（例えばインクペース
ト）を任意の微細パターンで被着させるために用いる雌
型である。この半流動物転写型30は、ポリイミドフィル
ムよりなる本体部14の上下両面に金属メッキ層16を形成
しておき、その上面14ａにエキシマレーザを照射して必
要なパターンを備えた凹部13ｂを形成した後、加工滓17
と共に上面14ａ側の金属メッキ層16を除去し、上面14ａ
及び凹部13ｂの内面に再度メッキ層16を形成することに
よって完成される。

【００２６】以下に、この半流動物転写型30の使用方法
を説明する。まず、図１０に示すように、上記半流動物
転写型30の表面にスキージ（図示省略）を用いて半流動
物32を被着させる。この結果、凹部13ｂ内に半流動物32
が充填される。その後、特殊な薬品を用いて、凹部13ｂ
の外に被着された余計な半流動物32が除去される（図１
１）。つぎに、図１２に示すように、上記半流動物転写
型30をひっくり返して被転写面34に当接させ、加熱ある
いは加圧処理を施して凹部13ｂ内の半流動物32を被転写
面34に被着させた上で、転写型30を引き上げる。この結
果、被転写面34には半流動物32が所望のパターンで配置
されることとなる。

【００２７】この発明に係るレーザ加工物20ｂを半流動
物転写型30に応用することにより、以下の利点が生じ
る。 ポリイミドを基材として用い、これにエキシマレーザ
を照射して凹部13ｂを形成するため、極めて微細なパタ
ーンを実現できる。 金属メッキ層16を除去する際に加工滓17も除去される
ため、凹部13ｂの輪郭が極めてシャープに形成され、パ
ターンの精度を高めることができる。 本体部の上面14ａ及び凹部13ｂ内面に金属メッキ層16
が形成されているため、表面強度（耐摩耗性、耐食性な
ど）が増加し、転写型としての寿命特性を向上させるこ
とができる。 金属メッキ層16の表面を滑らかに形成することで、半
流動物32の抜けが良好となり、被転写面34に転写し易く
なる。

【００２８】つぎに、図１３及び図１４に基づき、この
発明に係るレーザ加工物20ａをインクジェット式プリン
タのヘッド部40を構成するノズルプレート42に応用した
例を説明する。インクジェット式プリンタのヘッド部分
40は、図１３に示すように、アルミナ等のセラミックよ
りなる筺体44と、この筺体44の上部開口を閉塞する振動
板46と、この振動板46の上面に当接された圧電素子とし
てのピエゾ素子48と、上記筺体44の底部44ａ外面に接着
されたノズルプレート42とを備えている。上記筺体44内
にはインク液が充填され、インク室49を形成している。
上記筺体の底部44ａ及びノズルプレート42には、それぞ
れ対応する位置に貫通孔44ｂ，13ａが形成されており、
相互に連通接続された両貫通孔44ｂ，13ａによってノズ
ル50が形成されている。これら貫通孔の中、筺体底部44
ａ側の貫通孔44ｂはノズル50の導入部を構成し、これよ
り口径が小さくしかも内面がテーパ状に絞られたプレー
ト42側の貫通孔13ａは、ノズル50の吐出部を構成してい
る。

【００２９】上記ノズルプレート42は、両面に予め金属
メッキ層16が形成されたポリイミドフィルムよりなる本
体部14の上面14ａにエキシマレーザを照射して貫通孔13
ａを形成した後、貫通孔13ａの開口端部に付着した加工
滓17と共に金属メッキ層16を除去し、本体部の上面14ａ
及び貫通孔13ａの内面に再度金属メッキ層16を形成する
ことによって形成されている。

【００３０】なお、図１３は断面図であるため、それぞ
れ一つのインク室49、ピエゾ素子48、及びノズル50が描
かれているが、実際には隔壁によって仕切られた複数の
インク室49が紙背方向に連設されており、また各インク
室49に対応した複数のピエゾ素子48が配列されている。
さらに、筺体底部44ａ及びノズルプレート42にも、上記
インク室49の数と同数の貫通孔44ｂ，13ａが一定の間隔
をおいて形成されている。しかして、上記ピエゾ素子48
にパルス状の電圧を印加すると、ピエゾ素子48が伸張し
て振動板46をインク室49側に瞬時に加圧する。この結
果、ノズル50の先端からインク滴52が吐出され、下方に
配置された紙面に付着される。

【００３１】図１４に示すように、上記筺体底部44ａと
ノズルプレート42とは、両者の貫通孔44ｂ，13ａを位置
合わせした上で、接着剤54を介して接合される。この接
着剤54としては、例えば紫外線硬化型の接着剤が用いら
れる。

【００３２】インクジェット式プリンタの印字品質を向
上させるためには、可能な限り微細な口径を備えたノズ
ル50を多数配列させると共に、各ノズル50間における口
径のバラツキを抑える必要がある。このヘッド部40の場
合、最も精度が要求されるノズル50の吐出部（すなわち
貫通孔13ａ）が、上記のようにポリイミドフィルムにエ
キシマレーザを照射することによって形成されるため、
極めて高い加工精度を備えている。しかも、加工後に加
工滓17と共に表面の金属メッキ層16が除去されるため、
吐出部の開口周縁部に極めてクリアな輪郭が現れること
となり、ノズル50間におけるインクの流動性を均質化す
ることができる。また、本体部上面14ａの金属メッキ層
16を除去した後に、再度本体部上面14ａ及び貫通孔13ａ
の内面に金属メッキ層16が形成されているため、ノズル
50としての耐久性が高まる利点もある。

【００３３】さらに、接合面（上面14ａ）に金属メッキ
層16が形成されているために、セラミック製筺体44との
接着性が高まるという効果も生じる。すなわち、比較的
安価で堅牢なセラミックをヘッド部の主要構成部材とし
て用いながら、高い寸法精度の要求されるノズル吐出部
をポリイミドフィルムにエキシマレーザを照射して貫通
孔を形成したノズルプレートで実現することが以前より
試みられてきたが、セラミックとポリイミド間の接着の
困難性が障害となり、未だに満足のいく結果が得られて
はいなかった。これに対し、上記ノズルプレート42の場
合、ポリイミドフィルムの表面に金属メッキ層16が形成
されているため、セラミック材と金属との間における高
い接着性を享受できる。

【００３４】

【発明の効果】この発明に係るレーザ加工方法は、上記
のように、基本的にはレーザ加工に先立って加工対象物
である合成樹脂材の表面に金属薄膜を形成しておくもの
であるため、レーザ加工時に適当なアース手段を講ずる
ことによって表面の静電気を容易に除去することが可能
となる。このため、空気中の塵芥が加工対象物の表面に
吸着されて加工の妨げとなることを有効に防止でき、加
工精度をより高めることができる。また、この加工方法
によって得られるレーザ加工物は、「合成樹脂材に対す
るレーザ加工の組合せ」によってもたらされる高精度な
穴部を備えると共に、その表面に除電の容易さ、異種材
料との接着性の良さ、表面強度の高さといった金属的な
特性が付与されることとなり、従来にはなかった広い分
野での応用が可能となる。

【００３５】上記穴部形成後に加工対象物表面の金属薄
膜を除去することにより、レーザ加工に伴って発生した
加工滓を同時に除去することが可能となる。この結果、
加工滓の付着していない、極めて整った輪郭形状が実現
され、加工形状を安定化させることができる。あるい
は、上記のようにして加工滓もろとも金属薄膜を除去し
た後、再度加工対象物表面に金属薄膜を形成することに
より、加工形状の安定化と共に、表面に金属的特性を付
与することが可能となり、レーザ加工物の応用範囲をさ
らに広げることが可能となる。

【００３６】なお、加工対象物である合成樹脂材の表面
に直にレーザを照射して穴部を形成した後に、当該加工
対象物の表面に金属薄膜を形成することにより、加工精
度や加工形状の向上よりも合成樹脂材の表面に金属的特
性を付与することが重要視される使用目的に応えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】加工対象物に対してレーザ加工を施す様子を示
す斜視図である。

【図２】加工対象物にレーザを照射して貫通孔を形成し
た様子を示す断面図である。

【図３】上記加工対象物の表面から金属メッキ層を除去
した様子を示す断面図である。

【図４】上記加工対象物の表面及び貫通孔内面に金属メ
ッキ層を再形成した様子を示す断面図である。

【図５】加工対象物にレーザを照射して凹部を形成した
様子を示す断面図である。

【図６】上記加工対象物の表面から金属メッキ層を除去
した様子を示す断面図である。

【図７】上記加工対象物の表面及び凹部内面に金属メッ
キ層を再形成した様子を示す断面図である。

【図８】レーザ加工物を粒状体選別器のフィルタに応用
した例を示す斜視図である。

【図９】レーザ加工物を粒状体選別器のフィルタに応用
した例を示す断面図である。

【図１０】レーザ加工物の応用例である半流動物転写型
を示す断面図である。

【図１１】上記半流動物転写型の使用例を示す断面図で
ある。

【図１２】上記半流動物転写型の使用例を示す断面図で
ある。

【図１３】レーザ加工物をインクジェット式プリンタの
ヘッド部におけるノズルプレートに応用した例を示す断
面図である。

【図１４】上記ノズルプレートをヘッド部の筐体底部に
接着する様子を示す断面図である。

【符号の説明】

10 加工対象物 13 穴部 13ａ 貫通孔 13ｂ 凹部 14 本体部 14ａ 本体部の上面 14ｂ 本体部の下面 16 メッキ層 17 加工滓 20ａ レーザ加工物 20ｂ レーザ加工物 22 粒状体選別器 24 フィルタ 28 粒状体 40 インクジェット式プリンタのヘッド部 42 ノズルプレート 44 筺体 46 振動板 48 ピエゾ素子 49 インク室 50 ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C057 AF24 AF65 AF93 AG07 AG14 AP02 AP13 AP23 AP55 AQ03 4D021 AA01 AB01 AC01 AC02 AC08 BA20 CA03 CA11 DB11 EA10 4E068 AF01 AF02 CF02 4K044 AA16 AB02 BA02 BA06 BA10 BC05 CA13 CA14 CA15 CA41

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工対象物としての合成樹脂材の表面
   に、予め金属薄膜を形成した後、当該加工対象物表面に
   レーザを照射して穴部を形成することを特徴とするレー
   ザ加工方法。
2. 【請求項２】 上記穴部形成後、加工対象物表面の金属
   薄膜を加工滓と共に除去することを特徴とする請求項１
   に記載のレーザ加工方法。
3. 【請求項３】 金属薄膜を除去した後、再度加工対象物
   表面に金属薄膜を形成することを特徴とする請求項２に
   記載のレーザ加工方法。
4. 【請求項４】 加工対象物としての合成樹脂材の表面
   に、レーザを照射して穴部を形成した後、当該加工対象
   物の表面に金属薄膜を形成することを特徴とするレーザ
   加工方法。
5. 【請求項５】 上記金属薄膜を、メッキ法によって形成
   することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のレ
   ーザ加工方法。
6. 【請求項６】 上記合成樹脂材がポリイミドよりなると
   共に、上記レーザがエキシマレーザよりなることを特徴
   とする請求項１〜５の何れかに記載のレーザ加工方法。
7. 【請求項７】 合成樹脂材よりなる本体部と、該本体部
   の表面に形成された金属薄膜と、該金属薄膜にレーザを
   照射して形成された穴部とを備えたことを特徴とするレ
   ーザ加工物。
8. 【請求項８】 合成樹脂材よりなる本体部と、該本体部
   の表面に形成された金属薄膜にレーザを照射して形成さ
   れた穴部と、上記金属薄膜を除去した後に本体部の表面
   及び穴部内面に再形成された金属薄膜とを備えたことを
   特徴とするレーザ加工物。
9. 【請求項９】 上記合成樹脂材がポリイミドよりなり、
   上記穴部がエキシマレーザの照射によって形成されたこ
   とを特徴とする請求項７または８に記載のレーザ加工
   物。
10. 【請求項１０】 上記金属薄膜がメッキ層よりなること
    を特徴とする請求項７〜９の何れかに記載のレーザ加工
    物。
11. 【請求項１１】 複数の円形貫通孔が形成されたフィル
    タ表面に多数の粒状体を導入し、各円形貫通孔の孔径よ
    りも粒径の小さい粒状体を通過させる構造の粒状体選別
    器において、 上記フィルタを、合成樹脂材よりなる本体部と、該本体
    部の表面に形成された金属薄膜にレーザを照射して形成
    された複数の円形貫通孔と、上記金属薄膜を加工滓と共
    に除去した後に本体部の表面及び貫通孔内面に再形成さ
    れた金属薄膜とを備えたレーザ加工物によって構成した
    ことを特徴とする粒状体選別器。
12. 【請求項１２】 筐体と、該筐体の開口部を閉塞してイ
    ンク室を形成する振動板と、上記振動板の外面に当接さ
    れた圧電素子と、上記筐体の底部外面に接着されたノズ
    ルプレートと、上記筐体の底部に形成された貫通孔と上
    記ノズルプレートに形成された貫通孔を連通接続して形
    成されるノズルとを備えたインクジェット式プリンタの
    ヘッド部において、 上記ノズルプレートを、合成樹脂材よりなる本体部と、
    該本体部の表面に形成された金属薄膜にレーザを照射し
    て形成された貫通孔と、上記金属薄膜を加工滓と共に除
    去した後に本体部の表面及び貫通孔内面に再形成された
    金属薄膜とを備えたレーザ加工物によって構成したこと
    を特徴とするインクジェット式プリンタのヘッド部。