(57)【要約】【課題】飛行中の液滴にレーザ光を照射して該液滴を乾燥させて描画対象物に着弾させた場合に、液滴の濡れ広がりを抑制するパターン形成方法、パターン形成装置を提供する。【解決手段】液滴吐出装置の制御部５０のＲＯＭ５２には、着弾した液滴の着弾径と同液滴に照射されたレーザ光のレーザ光の強度とが関連付けられたレーザ光の強度データＬＰＤが記憶されている。このレーザ光の強度データＬＰＤに基づいて、所望の着弾径が得られるレーザ光の強度の上限強度ＰＬを検出し、その上限強度ＰＬよりも小さいレーザ光の強度の領域を使用禁止領域Ａに設定する。描画情報Ｉａとともに入力される一対のレーザ光の総レーザ光の強度が前記使用禁止領域Ａであることを条件に、その条件が成立する場合にはグリーンシートへの描画を禁止して、その条件が不成立である場合には入力させた総レーザ光の強度を選択してグリーンシートへの描画を許可する。【選択図】図７
2010082505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン形成材料を蒸発成分に分散させた液状体を吐出ヘッドのノズルから描画対象物の目標位置へ液滴にして吐出するとともに、前記描画対象物と前記吐出ヘッドとに挟まれた空間である前記液滴の飛行空間にレーザ光を照射し、飛行中の前記液滴から前記蒸発成分を蒸発させることにより前記飛行中の液滴を乾燥させて該乾燥させた液滴を前記描画対象物に着弾させることにより前記パターン形成材料からなるパターンを前記描画対象物に形成するパターン形成方法であって、
前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれる場合に、予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記レーザ光の強度が高くなるにつれて前記着弾径が拡大する前記レーザ光の強度範囲の上限値を設定し、当該上限値より大きい強度で前記レーザ光を照射することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記上限値よりも小さい強度の領域を使用禁止領域として設定して、描画条件におけるレーザ光の強度が前記使用禁止領域内であることを条件として前記描画対象物への描画を禁止し、前記条件が不成立である場合には前記描画対象物への描画を許可する
請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記目標位置と前記ノズルとを結ぶ経路を挟んで相対向する一対のレーザ光を照射する
請求項１または２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記一対のレーザ光の強度が等しい
請求項３に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれない場合には、予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記着弾径に基づく前記レーザ光の強度で前記レーザ光を照射する
請求項１〜４のいずれか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項６】
パターン形成材料を蒸発成分に分散させた液状体を吐出ヘッドから描画対象物へ液滴にして吐出する吐出ヘッドと、
前記描画対象物と前記吐出ヘッドとに挟まれた空間である前記液滴の飛行空間にレーザ光を照射するレーザ照射部と、
を備え、
飛行中の前記液滴から前記蒸発成分を蒸発させることにより前記飛行中の液滴を乾燥させて該乾燥させた液滴を前記描画対象物に着弾させることにより前記パターン形成材料からなるパターンを前記描画対象物に形成するパターン形成装置であって、
前記レーザ照射部は、
前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれる場合に、
予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記レーザ光の強度が高くなるにつれて前記着弾径が拡大する前記レーザ光の強度範囲の上限値を設定し、当該上限値より大きい強度で前記レーザ光を照射すること
を特徴とするパターン形成装置。
【請求項７】
前記上限値よりも小さい強度の領域を使用禁止領域として規定する強度データが記憶させた記憶部を備え、
入力された描画条件におけるレーザ光の強度が前記使用禁止領域内であることを条件として前記描画対象物への描画を禁止し、前記条件が不成立である場合には前記描画対象物
への描画を許可する
請求項６に記載のパターン形成装置。
【請求項８】
前記レーザ照射部は、
前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれない場合に、
予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記着弾径に基づく前記レーザ光の強度で前記レーザ光を照射する
請求項６または７に記載のパターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛行中の液滴に対してレーザ光を照射するパターン形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ）からなる多層基板は、優れた高周波特性と高い耐熱性を有するために、高周波モジュールの基板やＩＣパッケージの基板等に広く利用される。このようなＬＴＣＣ多層基板の製造技術としては、一般に回路パターンを有する複数のグリーンシートを積層して一括焼成することにより上記多層基板を製造する方法が検討されている。
【０００３】
上記回路パターンを描画する工程においては、回路パターンの高密度化を図るために、金属インクを微小な液滴にして吐出する、所謂インクジェット法が提案されている（例えば、特許文献１）。このようなインクジェット法に利用される液滴は、一般に吐出ヘッドに列設された多数のノズルから１滴あたりの容量が数〜数十ピコリットルになるように吐出されており、こうした微小な液滴の吐出位置を変更することにより回路パターンのさらなる微細化や狭ピッチ化を可能にしている。
【０００４】
上述するインクジェット法の吐出ヘッドは、ノズルへと連通する貯留室に金属インクを貯留し、該ノズル内に形成される気液界面（メニスカス）を振動させることにより金属インクを液滴として吐出する。このメニスカスにおいては、金属インクが外気に接しているため金属インクの分散媒が外気へと常時揮発する。それゆえ、分散媒が容易に揮発する場合にあっては、導電性微粒子がメニスカス近傍に析出してしまい、終には液滴の吐出不良を招く虞があった。そこで、こうしたインクジェット用のインクにあっては、従来から水溶性の多価アルコールなどからなる再溶解性成分をインクに添加し、この再溶解性成分と分散媒との相互作用により分散媒の揮発性を低減させるとともに、同再溶解性成分と導電性微粒子との相互作用により析出後の金属粒子を再び分散媒に分散させる（再溶解させる）提案がなされている。
【特許文献１】特開２００５−５７１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、インクジェット法を利用して高精細なパターンを形成するためには、吐出した液滴を速やかに乾燥させて、その基板上における濡れ広がりを抑制することが好ましい。こうした乾燥を促進させる一つの方法としては、吐出された飛行中の液滴に対してレーザ光を照射することにより該液滴の乾燥を飛行中に促進させる方法が検討されている。
【０００６】
レーザ光を利用する液滴の乾燥法にあっては、飛行中の液滴にレーザ光を照射するために、液滴の表面が相対的に高温になり易く、こうした液滴の表面から優先的に分散媒が蒸発することにより該液滴表面には導電性微粒子が析出し易くなる。そして、液滴内部に含まれる分散媒の蒸発よりも上述する導電性微粒子の析出が支配的になる場合には、導電性微粒子からなる外殻が液滴の表面に形成されるようになる。こうした外殻を有する液滴が基板に着弾した際には、液滴内部に含まれる金属インクの流出が前記外殻により塞き止められて基板上における液滴の濡れ広がりを抑制するようになる。
【０００７】
一方、飛行中の液滴の乾燥が不十分である場合には、着弾した液滴の内部に大量の再溶解性成分が残存するために、こうした再溶解性成分が前記外殻へ作用することにより同外殻が液滴の内部へと再溶解してしまう。このような外殻の再溶解は、液滴内部における導
電性微粒子が飽和するまで進行することから、終には導電性微粒子からなる外殻を決壊させて液滴の濡れ広がりを招いてしまう。図１１（ａ）は外殻を有する液滴が着弾した状態を模式的に示した図であり、図１１（ｂ）は再溶解性成分による外殻の再溶解により同外殻が決壊した状態を模式的に示した図である。
【０００８】
例えば、図１１（ａ）に示されるように、飛行中の液滴の乾燥が十分である場合には、再溶解性成分の作用に抗した十分な厚さの外殻が形成されているため、液滴の濡れ広がりがこうした外殻により抑制されるようになる。一方、図１０（ｂ）に示されるように、飛行中の液滴の乾燥が不十分である場合には、再溶解性成分の作用により外殻が決壊してしまい、液滴内部に含まれる金属インクが基板表面で濡れ広がってしまう。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、レーザ光を受けた液滴を描画対象物に着弾させてパターンを形成する場合に描画対象物上における液滴の濡れ広がりを抑制するパターン形成方法、及びパターン形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のパターン形成方法は、パターン形成材料を蒸発成分に分散させた液状体を吐出ヘッドのノズルから描画対象物の目標位置へ液滴にして吐出するとともに、前記描画対象物と前記吐出ヘッドとに挟まれた空間である前記液滴の飛行空間にレーザ光を照射し、飛行中の前記液滴から前記蒸発成分を蒸発させることにより前記飛行中の液滴を乾燥させて該乾燥させた液滴を前記描画対象物に着弾させることにより前記パターン形成材料からなるパターンを前記描画対象物に形成するパターン形成方法であって、前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれる場合に、予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記レーザ光の強度が高くなるにつれて前記着弾径が拡大する前記レーザ光の強度範囲の上限値を設定し、当該上限値より大きい強度で前記レーザ光を照射することを要旨とする。
【００１１】
パターン形成材料を再溶解させる再溶解性成分が液状体に含まれる場合、該液状体からなる液滴の乾燥状態が不十分であると、液滴の表面に形成される外殻が着弾後に決壊して液滴の濡れ広がりが発生する。こうした状態にあっては、液滴からの蒸発成分が多くなるほど、すなわち液滴に照射するレーザ光の強度が高くなるほど、描画対象物への蒸発成分の付着量が多くなり、描画対象物に対する液状体の濡れ性が高くなることによって、液滴の着弾径がかえって拡大してしまう。このパターン形成方法によれば、上述のようにレーザ光の強度が高くなるに連れて着弾径が拡大する強度の上限値を設定した上で、当該上限値よりも大きい強度でレーザ光を照射することから、着弾する液滴の濡れ広がりを抑制することができる。
【００１２】
このパターン形成方法は、前記上限値よりも小さい強度の領域を使用禁止領域として設定して、描画条件におけるレーザ光の強度が前記使用禁止領域内であることを条件として前記描画対象物への描画を禁止し、前記条件が不成立である場合には前記描画対象物への描画を許可することを要旨とする。
【００１３】
このパターン形成方法によれば、レーザ光の強度が高くなるに連れて着弾径が拡大する強度の上限値よりも小さい強度の領域が使用禁止領域として設定されることから、描画条件におけるレーザ光の強度が低く液滴の十分な乾燥が得られない場合には、たとえレーザ光の強度が入力された後であっても、そのレーザ光の強度の使用をして描画を禁止することにより、着弾する液滴の濡れ広がりを確実に抑制することができる。
【００１４】
このパターン形成方法は、前記目標位置と前記ノズルとを結ぶ経路を挟んで相対向する一対のレーザ光を照射することを要旨とする。
このように飛行中の液滴に対してレーザ光を照射して分散媒を乾燥させる際には、一方からのみレーザ光を照射するよりも、両側から照射する方が効率よく液滴の分散媒を乾燥させることができる。すなわち、この発明によれば、液滴の分散媒が効率よく乾燥することから、液滴の濡れ広がりをさらに抑制することもできる。
【００１５】
このパターン形成方法は、前記一対のレーザ光の強度が等しいことを要旨とする。
飛行中の液滴Ｄから分散媒が蒸発する際には、蒸発にともなう運動力に抗した反力が該液滴Ｄに対して作用する。そのため、蒸発率の高い方から低い方に沿った方向に上記反力が作用し、液滴Ｄの吐出方向を軸にして蒸発率が対称でない場合にあっては、その運動力に抗した反力によって液滴Ｄの飛行曲がりが誘発されて着弾位置の位置ずれが発生する。この発明によれば、液滴の蒸発率が吐出方向を軸にして対称にすることができ、上記運動力に抗した反力が打ち消しあうことから、液滴Ｄの飛行曲がりが生じ難くなり、着弾位置の位置ずれを抑制することもできる。
【００１６】
このパターン形成方法は、前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれない場合には、予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記着弾径に基づく前記レーザ光の強度で前記レーザ光を照射することを要旨とする。
【００１７】
パターン形成材料を再溶解させる再溶解性成分が液状体に含まれない場合においては、液滴の表面に形成される外殻が着弾後に再溶解成分によって決壊して液滴の濡れ広がりが発生することはない。こうした状態にあっては、液滴からの蒸発成分が多くなるほど、すなわち液滴に照射するレーザ光の強度が高くなるほど、液滴の着弾径が小さくなる。このパターン形成方法によれば、上述のようにレーザ光の強度が高くなるに連れて着弾径が小さくなることから、所望の着弾径を得るべく選択されるレーザ光の強度範囲の自由度を拡大させることもできる。
【００１８】
本発明のパターン形成装置は、パターン形成材料を分散媒に分散させた液状体を吐出ヘッドから描画対象物へ液滴にして吐出する吐出ヘッドと、前記描画対象物と前記吐出ヘッドとに挟まれた空間である前記液滴の飛行空間にレーザ光を照射するレーザ照射部とを備え、飛行中の前記液滴から前記分散媒を蒸発させることにより前記飛行中の液滴を乾燥させて該乾燥させた液滴を前記描画対象物に着弾させることにより前記パターン形成材料からなるパターンを前記描画対象物に形成するパターン形成装置であって、前記レーザ照射部は、前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれる場合に、予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記レーザ光の強度が高くなるにつれて前記着弾径が拡大する前記レーザ光の強度範囲の上限値を設定し、当該上限値より大きい強度で前記レーザ光を照射することを要旨とする。
【００１９】
パターン形成材料を再溶解させる再溶解性成分が液状体に含まれる場合、該液状体からなる液滴の乾燥状態が不十分であると、液滴の表面に形成される外殻が着弾後に決壊して液滴の濡れ広がりが発生する。こうした状態にあっては、液滴からの蒸発成分が多くなるほど、すなわち液滴に照射するレーザ光の強度が高くなるほど、描画対象物への蒸発成分の付着量が多くなり、描画対象物に対する液状体の濡れ性が高くなることによって、液滴の着弾径がかえって拡大してしまう。このパターン形成装置によれば、上述のようにレーザ光の強度が高くなるに連れて着弾径が拡大する強度の上限値を設定した上で、当該上限値よりも大きい強度でレーザ光を照射することから、着弾する液滴の濡れ広がりを抑制することができる。
【００２０】
このパターン形成装置は、前記上限値よりも小さい強度の領域を使用禁止領域として規定する強度データが記憶させた記憶部を備え、入力された描画条件におけるレーザ光の強
度が前記使用禁止領域内であることを条件として前記描画対象物への描画を禁止し、前記条件が不成立である場合には前記描画対象物への描画を許可することを要旨とする。
【００２１】
このパターン形成装置によれば、レーザ光の強度が高くなるに連れて着弾径が拡大する強度の上限値よりも小さい強度の領域が使用禁止領域として設定されることから、描画条件におけるレーザ光の強度が低く液滴の十分な乾燥が得られない場合には、たとえレーザ光の強度が入力された後であっても、そのレーザ光の強度の使用をして描画を禁止することにより、着弾する液滴の濡れ広がりを確実に抑制することができる。
【００２２】
このパターン形成装置は、前記レーザ照射部は、前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれない場合に、予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記着弾径に基づく前記レーザ光の強度で前記レーザ光を照射することを要旨とする。
【００２３】
パターン形成材料を再溶解させる再溶解性成分が液状体に含まれない場合においては、液滴の表面に形成される外殻が着弾後に再溶解成分によって決壊して液滴の濡れ広がりが発生することはない。こうした状態にあっては、液滴に照射するレーザ光の強度が高くなるほど液滴の着弾径が小さくなる。このパターン形成装置によれば、再溶解性成分が液状体に含まれない場合においては、上述のようにレーザ光の強度が高くなるに連れて着弾径が小さくなることから、所望の着弾径を得るべく選択されるレーザ光の強度範囲の自由度を拡大させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明のパターン形成装置を液滴吐出装置に具体化した一実施形態について図１〜図９を参照して説明する。図１は液滴吐出装置の斜視構造を模式的に示した図である。図２は、本実施形態の吐出ヘッドの斜視構造を示す斜視図であり、図３は同吐出ヘッドの内部断面構造を示す部分断面図である。また図４は描画対象物であるグリーンシートと吐出ヘッドとの配置の関係を示す平面図である。
【００２５】
図１に示すように、パターン形成装置としての液滴吐出装置１０の基台１１には、該基台１１の長手方向に沿って往復移動可能なステージ１２が搭載されている。本実施形態では、基台１１の長手方向であって、図１における右上方向を＋Ｘ方向とし、＋Ｘ方向の反対方向を−Ｘ方向と言う。また、＋Ｘ方向と直交する水平方向であって、図２における左上方向を＋Ｙ方向とし、＋Ｙ方向の反対方向を−Ｙ方向と言う。また、鉛直方向上方を＋Ｚ方向とし、＋Ｚ方向の反対方向を−Ｚ方向と言う。
【００２６】
基台１１に搭載されるステージ１２の上面には、描画対象物としてのグリーンシートＧＳが描画面ＧＳａを上側にした状態でステージ１２に位置決め固定されている。ステージ１２は、基台１１に設けられたステージモータ（図示せず）が正転又は逆転するとき、位置決めしたグリーンシートＧＳを所定の速度で＋Ｙ方向又は−Ｙ方向へ走査する。
【００２７】
基台１１の上側には、門型に形成されたガイド部材１３が＋Ｘ方向に沿って架設されており、該ガイド部材１３の上側には、液状体としての導電性インクＩｋを供給するインクタンク１４が配設されている。インクタンク１４は、導電性インクＩｋを貯留し、貯留する導電性インクＩｋを所定の圧力の下で所定の温度調整しつつ吐出ヘッド１５へ供給する。
【００２８】
この導電性インクＩｋは、パターン形成材料としての導電性微粒子と、蒸発成分としての分散媒とを含む態様が一般的であり、描画環境や描画用途に応じて、再溶解成分である多価アルコールを含むものがある。
【００２９】
導電性微粒子は、数ｎｍ〜数十ｎｍの粒径を有する微粒子であり、例えば銀、金、銅、白金、パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウム、鉄、錫、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、タングステン、インジウム等の金属、あるいはこれらの合金を用いることができる。
【００３０】
分散媒は、上記導電性微粒子を均一に分散させるものであればよく、例えば水や水を主成分とする水溶液を用いることができる。また、分散媒には、導電性インクＩｋの粘度を調整するために、必要に応じて水溶性の有機溶媒を含んでもよい。水溶性有機溶媒には、例えば、エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルキルアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールなどのグリコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、などのグリコールエーテル類を挙げることができ、これらを混合して用いてもよい。
【００３１】
多価アルコールは、アルコールの価数が３〜６であり、標準状態（２５℃、１気圧の状態）の下で固体のものを用いることができる。多価アルコールには、単糖類、二糖類、オリゴ糖及び多糖類のカルボニル基を還元した糖アルコール、２−（ヒドロキシメチル）−１，３−プロパンジオール、１，２，３−ヘキサントリオール、１，２，３−ヘプタントリオールなどを用いることができる。糖アルコールには、例えば、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ソルビトール、エリスリトール、スレイトール、リビトール、アラビニトール、キシリトール、アリトール、マニトール、ドルシトール、イディトール、グリコール、イノシトール、マルチトール、ラクチトールなどを挙げることができ、これらの混合物を用いてもよい。
【００３２】
多価アルコールの濃度は、例えば導電性インクＩｋの全質量に対して５重量％〜２０重量％であり、こうした多価アルコールの濃度は同多価アルコールによる保湿効果が得られ、かつ上記導電性微粒子の分散性が得られる範囲であればよい。これによって、ノズルＮ内では、多価アルコールと水との間の相互作用（例えば、水素結合やファンデルワールス結合など）により分散媒の乾燥が抑制される。また、ノズルＮ内では、多価アルコールと導電性微粒子との間の相互作用（例えば、配位結合など）により、一旦析出した導電性微粒子が再び導電性インクＩｋへと分散される（再分散させる）。こうした再溶解性成分の添加によりノズルＮの目詰まりが抑制される。
【００３３】
一方、ガイド部材１３には、＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に移動可能なキャリッジ１６が搭載されており、該キャリッジ１６には吐出ヘッド１５が搭載されている。キャリッジ１６は、ガイド部材１３に設けられたキャリッジモータ（図示せず）が正転又は逆転するとき、吐出ヘッド１５を＋Ｘ方向又は−Ｘ方向へ走査する。
【００３４】
図２に示されるように、吐出ヘッド１５は、キャリッジ１６に位置決め固定されて＋Ｘ方向に延びるヘッド基板１７と、ヘッド基板１７に支持されるヘッド本体２０とを有する。ヘッド基板１７は、−Ｘ方向の端部に接続端子１７ａを有しており、外部からの各種制御信号がこの接続端子１７ａからヘッド本体２０へ入力されて、またヘッド本体２０からの各種検出信号がこの接続端子１７ａから外部へ出力される。
【００３５】
ヘッド本体２０の底部には、グリーンシートＧＳと対向するように配置されるノズルプレート２１が貼り付けられている。ノズルプレート２１は、ヘッド本体２０がグリーンシートＧＳの直上に配置されるとき、その底面（以下単に、ノズル形成面２１ａと言う）と
描画面ＧＳａとが略平行になる態様で構成されており、これらノズル形成面２１ａと描画面ＧＳａとによって挟まれた空間である液滴Ｄの飛行空間を形成する。またノズルプレート２１は、ヘッド本体２０がグリーンシートＧＳの直上に配置されるとき、ノズル形成面２１ａと描画面ＧＳａとの間の距離であるプラテンギャップＰＧを所定の距離（図３参照、本実施形態では１０００μｍ）に維持する。ノズルプレート２１のノズル形成面２１ａには、ノズルプレート２１をＺ方向に貫通する複数個のノズルＮがＸ方向に沿ってノズルピッチＤｘにて等間隔に配列されている。
【００３６】
図３に示されるように、ヘッド本体２０は、各ノズルＮの上側にそれぞれキャビティ２２と、振動板２３と、圧力発生素子としての圧電素子ＰＺを有する。各キャビティ２２は、供給チューブ２０Ｔを介して共通するインクタンク１４に接続されており、これによりインクタンク１４からの導電性インクＩｋを収容して、該導電性インクＩｋを各ノズルＮに供給する。振動板２３は、各キャビティ２２に対向する領域がＺ方向に振動することにより、該キャビティ２２の容積を拡大及び縮小させて圧力変動を発生させ、これに伴ってノズルＮのメニスカスを振動させる。各圧電素子ＰＺには、その収縮量や収縮速度、伸張量や伸張速度を規定した電圧波形である駆動電圧が入力されるようになっており、こうした駆動電圧が圧電素子ＰＺに入力されるたびに、該圧電素子ＰＺがＺ方向に収縮して伸張し、これにより振動板２３がＺ方向に振動する。
【００３７】
こうした構成からなる吐出ヘッド１５では、各圧電素子ＰＺがＺ方向に収縮及び伸張するときに、各キャビティ２２に収容される導電性インクＩｋの一部が上記駆動電圧に応じたサイズや速度を有する液滴ＤとしてノズルＮから吐出される。ノズルＮから吐出される液滴Ｄは、上述する飛行空間を飛行してグリーンシートＧＳの描画面ＧＳａに着弾する。
【００３８】
この際、ノズルＮから吐出された液滴Ｄは、該液滴Ｄに加わる外力の合力がＺ方向にのみ作用することによってノズルＮからＺ方向に沿って飛行することが確実に可能となり、前記ノズルＮを含んでＺ方向に延びる仮想線である目標経路ＴＬの上を飛行するようになる。一方、ノズルＮから吐出された液滴Ｄは、該液滴Ｄに加わる外力の合力がＺ方向と交差する方向に大きく作用する場合にあっては、該合力の作用に従って上記目標経路ＴＬから外れた経路を飛行して、着弾位置の精度を損なう要因である所謂飛行曲がりを来たしてしまう。
【００３９】
図４の一点鎖線で示されるように、グリーンシートＧＳの描画面ＧＳａは二次元の矩形格子であるドットパターン格子ＤＬによって仮想分割されている。ドットパターン格子ＤＬは、＋Ｘ方向の格子間隔と＋Ｙ方向の格子間隔とが、それぞれ所定の間隔で設定される仮想格子である。例えば、ドットパターン格子ＤＬの＋Ｘ方向の格子間隔は、ノズルピッチＤｘで規定されており、ドットパターン格子ＤＬの＋Ｙ方向の格子間隔は、液滴Ｄの吐出周期とステージ１２の走査速度との積から算出される吐出ピッチＤｙで規定されている。こうしたドットパターン格子ＤＬが上記ステージ１２により走査されるとき、上述する吐出ヘッド１５は、ドットパターン格子ＤＬの各格子点Ｔが目標経路ＴＬを横切るかたちで配置されて、各ノズルＮから描画面ＧＳａに向けて液滴Ｄを吐出するか否かの選択が上記格子点Ｔごとに設定されるようになる。なお、図４ではドットパターン格子ＤＬの各格子点Ｔを説明する便宜上、ドットパターン格子ＤＬの格子間隔及び吐出ヘッド１５のノズルピッチＤｘを十分拡大して示している。
【００４０】
次に、上記飛行中の液滴Ｄにレーザ光を照射して該液滴Ｄを乾燥させる光学系について図５を参照して説明する。図５は、上記液滴吐出装置１０に搭載されるレーザ照射部３１の光学的構成を模式的に示した図であり、図６は各液滴Ｄに対するレーザ光の照射角度を模式的に示した図である。
【００４１】
図５に示されるように、レーザ照射部３１は、レーザ出射部としてのレーザ光源３２、コリメートレンズ３３、分岐部としてのハーフミラー３４、及び反射ミラー３５，３６，３７，３８，３９と、第１レーザ成形部４０ａと第２レーザ成形部４０ｂとを備えている。
【００４２】
レーザ光源３２は、断面強度分布がガウシアン分布である基本レーザ光Ｌｅを出射する装置である。レーザ光源３２は、所謂半導体レーザであって、導電性インクＩｋに対して所定の吸収率を有する波長に設定された基本レーザ光Ｌｅをコリメートレンズ３３に入射させる。
【００４３】
コリメートレンズ３３は、その出射面側に所定の曲率を有する平凸レンズであって、レーザ光源３２から出射された基本レーザ光Ｌｅの光束を光軸に対して平行な平行光に変換してハーフミラー３４に入射させる。ハーフミラー３４は、コリメートレンズ３３から出射された基本レーザ光Ｌｅをエネルギーが等しい一対のレーザ光である第１レーザ光Ｌｅ１と第２レーザ光Ｌｅ２とに分割する。各反射ミラー３５，３６は、ハーフミラー３４の透過光である第１レーザ光Ｌｅ１を反射する反射面を有した平面ミラーであり、その反射光である第１レーザ光Ｌｅ１を第１レーザ成形部４０ａに入射させる。各反射ミラー３７〜３９は、ハーフミラー３４の反射光である第２レーザ光Ｌｅ２を反射する反射面を有した平面ミラーであり、その反射光である第２レーザ光Ｌｅ２を第２レーザ成形部４０ｂに入射させる。
【００４４】
第１レーザ成形部４０ａは、第１レーザ光Ｌｅ１の光路上にシリンドリカルレンズ４１ａと第１強度変調素子４２ａとを備えている。第２レーザ成形部４０ｂは、第２レーザ光Ｌｅ２の光路上にシリンドリカルレンズ４１ｂと第２強度変調素子４２ｂとを備えている。シリンドリカルレンズ４１ａ、４２ｂは、それぞれ短手方向にのみ曲率を有する出射面を備えたレンズであって、コリメートレンズ３３によって平行光に変換された第１レーザ光Ｌｅ１と第２レーザ光Ｌｅ２の断面を上記ノズル形成面２１ａに沿って延びる矩形状に変換する。なお、シリンドリカルレンズ４１ａ、４１ｂに入射する第１レーザ光Ｌｅ１や第２レーザ光Ｌｅ２は、Ｚ方向に所定幅を有している。そのため、該レーザ光がシリンドリカルレンズ４１ａ、４１ｂにより成形されることなく飛行空間に照射される場合にあっては、該レーザ光におけるＺ方向の端部が吐出ヘッド１５やグリーンシートＧＳ、ステージ１２などに遮られてしまい、第１レーザ光Ｌｅ１や第２レーザ光Ｌｅ２のエネルギーの一部が損なわれてしまう。シリンドリカルレンズ４１ａ、４１ｂは、それぞれ対応する反射ミラーからの第１レーザ光Ｌｅ１と第２レーザ光Ｌｅ２のＺ方向成分を変換して、第１レーザ光Ｌｅ１及び第２レーザ光Ｌｅ２のＺ方向におけるビーム長を上記プラテンギャップＰＧ（本実施形態では、１ｍｍ）と等しくなるように断面形状を成形する。これにより、第１レーザ光Ｌｅ１及び第２レーザ光Ｌｅ２のエネルギー損失を抑えつつ、液滴Ｄの目標経路ＴＬに第１レーザ光Ｌｅ１及び第２レーザ光Ｌｅ２を導くことができる。
【００４５】
第１及び第２強度変調素子４２ａ、４２ｂの光軸は、それぞれ目標経路ＴＬの中間位置に位置するように配置されており、全てのノズルＮから吐出される液滴Ｄに対して第１レーザ光Ｌｅ１及び第２レーザ光Ｌｅ２を照射すべく、ノズルＮの配列方向（図５に示す一点鎖線方向）に対して所定の傾斜角θ（θ：０°＜θ≦９０°）だけ水平方向に傾斜している。この傾斜角θは、図６に示されるように、例えば液滴Ｄの直径を２ｒとしたときにｓｉｎθ≧２ｒ／Ｄｘを満足する範囲で選択される。こうした条件を満足する傾斜角θであれば、同じタイミングで吐出された各ノズルＮからの液滴Ｄに対して第１レーザ光Ｌｅ１及び第２レーザ光Ｌｅ２を照射する場合であれ、相対的に第１強度変調素子４２ａに近い側の液滴Ｄが相対的に同第１強度変調素子４２ａから遠い側の液滴Ｄに対して第１レーザ光Ｌｅ１及び第２レーザ光Ｌｅ２を遮ることがない。それゆえ吐出ヘッド１５から同時に吐出された全ての液滴Ｄに対して第１レーザ光Ｌｅ１と第２レーザ光Ｌｅ２とを均等に
照射することができる。しかも、ｓｉｎθ＝２ｒ／Ｄｘを満足する傾斜角θであった場合には、隣接するノズルＮから吐出された液滴Ｄとのレーザ光の照射方向における隙間がなくなることから、液滴Ｄに照射されることなく飛行空間を通過してしまうレーザ光を最小限に抑えることができ、レーザ光の利用効率を向上させることもできる。また、ｓｉｎθ＞２ｒ／Ｄｘを満足するレーザ光であっても、第１及び第２強度変調素子４２ａ、４２ｂによって各ノズルＮから吐出された液滴Ｄの飛行経路のそれぞれに対応するようにレーザ光を分割することにより、飛行空間を通過してしまうレーザ光を最小限に抑えることができ、レーザ光の利用効率を向上させることもできる。このように飛行中の液滴Ｄに対して両側からレーザ光を照射することにより、液滴Ｄの分散媒を効率よく乾燥させることもできる。第１強度変調素子４２ａ及び第２強度変調素子４２ｂは、それぞれシリンドリカルレンズ４１ａ、４１ｂにより成形された第１レーザ光Ｌｅ１の強度及び第２レーザ光Ｌｅ２の強度を所定の第１強度Ｐ１及び第２強度Ｐ２に変調して上記飛行空間へ照射する。
【００４６】
このようにしてノズルＮから吐出された液滴Ｄにレーザ光が照射されると、そのレーザ光から受けるエネルギーによって、まず液滴Ｄの温度が、液状体が沸騰しない範囲のなかで最も高い温度である目標温度付近、例えば分散媒の沸点まで昇温される。次いでレーザ光からのエネルギーが、昇温された液滴Ｄの沸騰しない状態を保ちながら該液滴Ｄの分散媒を円滑に気体へ相転移させる潜熱（気化熱）へと変換されて液滴Ｄの表面から分散媒が蒸発する。
【００４７】
このようにして分散媒が蒸発すると、液滴Ｄの表面付近には導電性微粒子が順次析出するようになる。そして液滴Ｄの内部に含まれる分散媒の蒸発よりも上述する導電性微粒子の析出反応が支配的になる場合には、導電性微粒子からなる外殻が液滴Ｄの表面に形成されるようになる。再溶解成分である多価アルコールを含有する場合には、この分散媒の蒸発によって、液滴Ｄ表面付近に導電性微粒子及び多価アルコールが順次析出し、この析出した導電性微粒子及び多価アルコールは、表面から分散媒を蒸発させつつ液滴Ｄの表面に外殻を形成する。こうした液滴Ｄの外殻が厚く形成される場合にあっては、液滴Ｄの内側に導電性インクＩｋが残存している場合であれ、液滴ＤがグリーンシートＧＳに着弾した際に、同液滴Ｄの外殻によって導電性インクＩｋの流出が塞き止められて液滴Ｄの濡れ広がりが抑制される。
【００４８】
上述するように液滴Ｄを乾燥させるためには、該液滴Ｄを目標温度まで昇温させるための第１熱量ｑ１と、液滴Ｄに含まれている分散媒を気体へと相転移させるための第２熱量ｑ２とが必要である。第１強度変調素子４２ａ及び第２強度変調素子４２ｂは、第１強度Ｐ１と第２強度Ｐ２との総和である照射強度Ｐｓがこれらの第１熱量ｑ１と第２熱量ｑ２との総和である総熱量ｑに相当するように第１強度Ｐ１と第２強度Ｐ２とを変調する。
【００４９】
こうした熱量は、導電性インクＩｋの性状と、圧電素子ＰＺに印加される駆動電圧ＣＯＭと、液滴Ｄの容積とを用いた演算により推定することができ、また各種実験等に基づく直接測定よって決定することもできる。例えば上述する演算により上記第１熱量ｑ１及び第２熱量ｑ２を推定する場合には、導電性インクＩｋの性状から得られる分散媒及び導電性微粒子のモル分率と、分散媒及び導電性微粒子の比熱容量と、駆動電圧に基づいて得られる液滴Ｄの重量Ｗと、吐出時における液滴Ｄの温度とに基づいて行うことができる。
【００５０】
また上述するような微小な液滴Ｄから蒸発した蒸発成分のなかには、液滴Ｄの表面から十分に離間した遠方へと拡散するものと、目標経路ＴＬに残留して該経路上における蒸発成分の分圧を高くするものとがある。そのため、各温度における液滴の蒸発量は、目標経路ＴＬに残留する蒸発成分の濃度が低くなるほど高くなり、逆に目標経路ＴＬにおける蒸発成分の濃度が高くなるほど低くなる。そこで、液滴表面における蒸発成分の密度やその拡散などに基づく蒸発成分の物質移動流束を用いた液滴の物質収支に関わる微分方程式や
、液滴の気化熱を考慮した液滴の熱収支に関わる微分方程式、さらには液滴に対する空気抵抗を考慮した液滴の運動方程式などを解くことにより上記第１熱量ｑ１及び第２熱量ｑ２を推定することもできる。また上述する実験により上記第１熱量ｑ１及び第２熱量ｑ２決定する場合には、飛行中の液滴Ｄをハイスピードカメラで撮像しながら該液滴Ｄに対して異なる熱量の光を照射して、該液滴Ｄが沸騰しない状態を維持できる最も高い熱量を直接測定することにより第１熱量ｑ１及び第２熱量ｑ２を得ることもできる。
【００５１】
また、飛行中の液滴Ｄから分散媒が蒸発する際には、蒸発にともなう運動力に抗した反力が該液滴Ｄに対して作用する。そのため、蒸発率の高い方から低い方に沿った方向に上記反力が作用し、液滴Ｄの吐出方向を軸にして蒸発率が対称でない場合にあっては、その運動力に抗した反力によって液滴Ｄの飛行曲がりが誘発されて着弾位置の位置ずれが発生する。そこで、第１強度変調素子４２ａ及び第２強度変調素子４２ｂは、上述のように設定される照射強度Ｐｓをそれぞれ相対向する第１レーザ光Ｌｅ１と第２レーザ光Ｌｅ２とに等分させる、すなわち第１強度Ｐ１及び第２強度Ｐ２をＰｓ／２に設定する。これにより、液滴Ｄの蒸発率が吐出方向を軸にして対称となり、分散媒の蒸発にともなう運動力に抗した反力が打ち消しあうことから、液滴Ｄの飛行曲がりが生じ難くなり、着弾位置の位置ずれを抑制することもできる。
【００５２】
次に上記のように構成した液滴吐出装置１０の電気的構成について図７を参照して説明する。図７は、液滴吐出装置の電気的構成を示したブロック回路図である。
図７において、液滴吐出装置１０の制御部５０は、ＣＰＵ５１、記憶部としてのＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３などを有し、格納された各種データ及び各種制御プログラムに従って、ステージ１２及びキャリッジ１６の搬送処理、吐出ヘッド１５の液滴吐出処理、レーザ光源３２のレーザ出射処理、第１強度変調素子４２ａ及び第２強度変調素子４２ｂによる強度変調処理等を実行する。
【００５３】
制御部５０には、起動スイッチや停止スイッチ、描画開始スイッチなどの操作スイッチや入出力画面５４ａなどを有した入出力装置５４が電気的に接続されている。入出力装置５４は、描画面ＧＳａに対するドットパターン格子ＤＬの格子点Ｔの位置座標に関する情報、駆動電圧ＣＯＭに関する情報、導電性インクＩｋの性状に関する情報、前記照射強度Ｐｓに関する情報などを描画情報Ｉａとして制御部５０に入力する。制御部５０は、入出力装置５４からの描画情報Ｉａを受け、描画情報ＩａをＲＡＭ５３に格納するとともに、該描画情報Ｉａに基づいてビットマップデータＢＭＤを生成してＲＡＭ５３に格納する。
【００５４】
ビットマップデータＢＭＤは、各ビットの値（０あるいは１）に応じて各圧電素子ＰＺのオンあるいはオフを規定するデータである。ビットマップデータＢＭＤは、吐出ヘッド１５の直下を通過する描画面ＧＳａ上の各格子点Ｔに、それぞれ液滴Ｄを吐出するか否かを規定するデータである。すなわち、ビットマップデータＢＭＤは、ドットパターン格子ＤＬに規定される各格子点Ｔに液滴Ｄを吐出させるためのデータである。
【００５５】
制御部５０には、キャリッジモータ駆動回路５５が接続されており、制御部５０からは該キャリッジモータ駆動回路５５に対応する駆動制御信号が出力される。キャリッジモータ駆動回路５５は、制御部５０からの駆動制御信号に応答し、キャリッジ１６移動させるためのキャリッジモータ５６を正転又は逆転させる。キャリッジモータ駆動回路５５には、キャリッジエンコーダ５７が接続されて、キャリッジエンコーダ５７からの検出信号が入力される。キャリッジモータ駆動回路５５は、キャリッジエンコーダ５７からの検出信号に基づいて、描画面ＧＳａに対するキャリッジ１６の移動方向及び移動量に関する信号、すなわちノズルＮの移動方向及び移動量に関する信号を生成し、制御部５０に出力する。
【００５６】
制御部５０には、ステージモータ駆動回路５８が接続されており、制御部５０からは該ステージモータ駆動回路５８に対応する駆動制御信号が出力される。ステージモータ駆動回路５８は、制御部５０からの駆動制御信号に応答し、ステージ１２を移動させるためのステージモータ５９を正転又は逆転させる。ステージモータ駆動回路５８には、ステージエンコーダ６０が接続されて、ステージエンコーダ６０からの検出信号が入力される。ステージモータ駆動回路５８は、ステージエンコーダ６０からの検出信号に基づいて、ステージ１２の移動方向及び移動量に関する信号、すなわち格子点Ｔの移動方向及び移動量に関する信号を生成し、制御部５０に出力する。制御部５０は、ステージモータ駆動回路５８からの信号に基づいて、描画面ＧＳａに対する各格子点Ｔの相対位置を演算し、その相対位置が対応する格子点Ｔに位置するたびに吐出タイミング信号ＬＴを出力する。
【００５７】
制御部５０には、吐出ヘッド駆動回路６１が接続されており、制御部５０からは各圧電素子ＰＺを駆動するための駆動電圧ＣＯＭが前記吐出タイミング信号ＬＴと同期して出力される。また、制御部５０は、ビットマップデータＢＭＤに基づいて、所定のクロック信号に同期した吐出制御信号ＳＩを生成し、吐出制御信号ＳＩを吐出ヘッド駆動回路６１にシリアル転送する。吐出ヘッド駆動回路６１は、制御部５０からの吐出制御信号ＳＩを各圧電素子ＰＺに対応させて順次シリアル／パラレル変換する。吐出ヘッド駆動回路６１は、制御部５０からの吐出タイミング信号ＬＴを受けるたびに、シリアル／パラレル変換した吐出制御信号ＳＩをラッチし、選択される各圧電素子ＰＺにそれぞれ駆動電圧ＣＯＭを供給する。
【００５８】
制御部５０には、レーザ光源駆動回路６２が接続されており、制御部５０からは基本レーザ光Ｌｅの照射動作を開始するための照射開始信号Ｓ１が出力され、また照射動作を終了するための照射停止信号Ｓ２が出力される。レーザ光源駆動回路６２は、制御部５０からの照射開始信号Ｓ１を受けてレーザ光源３２に照射強度Ｐｓの基本レーザ光Ｌｅを出射させる。また、レーザ光源駆動回路６２は、制御部５０からの照射停止信号Ｓ２を受けてレーザ光源３２に基本レーザ光Ｌｅの出射を停止させる。
【００５９】
制御部５０には、強度変調素子駆動回路６３が接続されており、制御部５０からは第１強度Ｐ１と第２強度Ｐ２とを規定するための第１出力信号ＬＰ１と第２出力信号ＬＰ２とが強度変調素子駆動回路６３に出力される。強度変調素子駆動回路６３は、上記第１出力信号ＬＰ１及び第２出力信号ＬＰ２が入力されると、第１レーザ光Ｌｅ１と第２レーザ光Ｌｅ２とがそれぞれ第１強度Ｐ１と第２強度Ｐ２となるように第１強度変調素子４２ａと第２強度変調素子４２ｂとを制御する。
【００６０】
ここで、使用する導電性インクＩｋに上記再溶解成分が含有されている場合においては、前記外殻の内側に残存している再溶解性成分が同外殻を形成している導電性微粒子に作用し、液滴の内部である導電性インクＩｋに導電性微粒子を再分散（再溶解）させる。そして飛行中の液滴Ｄに照射する照射強度Ｐｓが不十分である場合にあっては、外殻の厚みが薄いため、上述する再溶解反応の進行により外殻が決壊して液滴Ｄの濡れ広がりを来たしてしまう。そこで制御部５０は、このような液滴Ｄの濡れ広がりを抑制すべく、導電性インクＩｋに再溶解成分が含有されている場合には、照射強度Ｐｓが不十分である強度の領域を使用禁止領域Ａとして設定して、該使用禁止領域Ａにある強度の使用を禁止する禁止領域設定処理を実行する。
【００６１】
詳述すると、制御部５０のＲＯＭ５２には、着弾した液滴Ｄの着弾径と照射強度Ｐｓとを関連付けたレーザ光の強度データＬＰＤが、導電性インクＩｋの性状や駆動電圧ＣＯＭごとに記憶されており、制御部５０は、この強度データＬＰＤを適宜読み出して上記の禁止領域設定処理を実行する。強度データＬＰＤとは、予め実施した各種実験等により得られるデータであり、上述する外殻の決壊により濡れ広がりが発生するか否かを照射強度Ｐ
ｓごとに規定したデータである。図８は、レーザ光の強度データＬＰＤの一例を示したグラフである。
【００６２】
図８に示されるように、液滴Ｄに対する照射強度Ｐｓが低い領域にあっては、液滴Ｄの表面に薄い外殻が形成されるものの、再溶解に耐え得る十分な厚さが形成されていないがために、上述するような外殻の決壊を招いて液滴Ｄの着弾径を相対的に大きくしてしまう。また、このような状態にあっては、液滴Ｄから蒸発した蒸発成分が多くなるほど、すなわち照射強度Ｐｓが高くなるほど、描画面ＧＳａに付着する蒸発成分が多くなり、描画面ＧＳａの濡れ性が高くなることによって、かえって着弾径を拡大させてしまう。そして、その着弾径が最も大きい着弾径ｒＬとなる照射強度を液滴Ｄに対する照射強度Ｐｓの閾値である上限強度ＰＬと規定している。
【００６３】
一方、液滴Ｄに対する照射強度Ｐｓが閾値である上限強度ＰＬよりも高い領域においては、上述するような再溶解に耐え得る十分な厚さの外殻が形成されるために、上述するような高い濡れ性を有した描画面ＧＳａであれ、液滴Ｄの着弾径を上限強度ＰＬにおける着弾径ｒＬよりも相対的に小さい値で維持できるようになる。
【００６４】
上述する閾値である上限強度ＰＬは、導電性インクＩｋに含まれる成分や粘度など、導電性インクＩｋに関わる性状や、液滴Ｄのサイズを規定する駆動電圧ＣＯＭなどにより変動する。そこで上記強度データＬＰＤにおいては、このように照射強度Ｐｓの増加とともに拡大する着弾径が急激に縮小するときの照射強度Ｐｓである上限強度ＰＬが導電性インクＩｋの性状や駆動電圧ＣＯＭごとに規定されるようになっている。
【００６５】
制御部５０は、描画情報Ｉａが入力されると、該描画情報Ｉａにおける導電性インクＩｋの性状に関する情報及び駆動電圧ＣＯＭに関する情報と上記レーザ光の強度データＬＰＤとに基づいて上限強度ＰＬを取得し、これらをＲＡＭ５３の所定領域に一時的に記憶する。制御部５０は、上限強度ＰＬ未満の強度の領域を前記使用禁止領域Ａとして設定してＲＡＭ５３の所定領域に一時的に記憶し、この使用禁止領域Ａを利用することにより、設定値である照射強度Ｐｓが使用可能か否かを判断する。
【００６６】
そして制御部５０は、描画情報Ｉａとともに照射強度Ｐｓが入力される場合であれ、描画情報Ｉａとは別個に照射強度Ｐｓが入力される場合であれ、その入力された照射強度Ｐｓが上記使用禁止領域Ａ内であることを条件（描画禁止条件）として、描画禁止条件が成立する場合には入出力装置５４に禁止信号Ｓ３を出力し、入出力画面５４ａにその旨を表示する。一方、描画禁止条件が不成立である場合には入力された総レーザ光の強度を選択し、入出力装置５４にグリーンシートＧＳへの描画を許可する許可信号Ｓ４を出力し入出力画面５４ａにその旨を表示する。
【００６７】
一方、使用する導電性インクＩｋに上記再溶解成分が含有されていない場合においては、レーザ強度を大きくするにつれて着弾径が小さくなることから、入力された総レーザ光の強度を選択し、入出力装置５４にグリーンシートＧＳへの描画を許可する許可信号Ｓ４を出力し入出力画面５４ａにその旨を表示する。これにより、所望の着弾径を得るべく選択されるレーザ光の強度範囲の自由度を拡大させることもできる。
【００６８】
次に、上述した構成からなる液滴吐出装置１０を用いてパターンを形成する方法ついて以下に説明する。図９は、グリーンシートＧＳにパターンを描画するまでの一連の処理を示したフローチャートである。
【００６９】
まず、液滴吐出装置１０のステージ１２の所定の位置にグリーンシートＧＳが載置されて、この状態から入出力装置５４から照射強度Ｐｓに関する情報を含む描画情報Ｉａが入
力される（ステップＳ１１）。
【００７０】
描画情報Ｉａが入力されると、該描画情報Ｉａにおける導電性インクＩｋの性状に関する情報から、該導電性インクＩｋに再溶解成分が含有されているが否かの判断がなされる（ステップＳ１２）。導電性インクＩｋに再溶解成分が含有されている場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、導電性インクＩｋの性状に関する情報と、駆動電圧ＣＯＭに関する情報と、前記強度データＬＰＤとに基づいて、上限強度ＰＬを取得する（ステップＳ１３）。制御部５０は、この取得した上限強度ＰＬ未満の強度領域では着弾後の濡れ広がりが大きいと判断し、該上限強度ＰＬ未満の強度領域を使用禁止領域Ａとして設定する（ステップＳ１４）。
【００７１】
そして、描画情報Ｉａとともに入力された照射強度Ｐｓと使用禁止領域Ａとに基づいて上記描画禁止条件が成立しているか否かの判断がなされる（ステップＳ１５）。ここで描画禁止条件が成立している場合には（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、入力された照射強度Ｐｓでの描画を禁止するとともに入出力装置５４に禁止信号Ｓ３を出力して（ステップＳ１６）入出力画面５４ａにその旨を表示して、この処理を一旦終了する。すなわち、入力される照射強度Ｐｓを変更して再度描画情報Ｉａを入力する必要が生じるとともに、変更された照射強度Ｐｓにおいて上記描画禁止条件が成立する限り、グリーンシートＧＳへの描画が禁止される。
【００７２】
このように照射強度Ｐｓに使用禁止領域Ａを設定することによって、グリーンシートＧＳに着弾した液滴Ｄの濡れ広がりを確実に抑制することができ、高精細なパターンを描画することができる。また、再度描画情報Ｉａを入力する際に、照射強度Ｐｓにこの上限強度ＰＬを選択することによって、着弾後の液滴Ｄの濡れ広がりを抑制しつつ、レーザ光のレーザ光の強度をも抑制することもできる。
【００７３】
一方、導電性インクＩｋに再溶解成分が含有されていない場合や（ステップＳ１２：ＮＯ）、上記描画禁止条件が不成立であった場合には（ステップＳ１５：ＮＯ）、入力された照射強度Ｐｓを選択して（ステップＳ１７）、入出力装置５４に許可信号Ｓ４を出力して（ステップＳ１８）入出力画面５４ａにその旨を表示する。そして、入出力装置５４の描画開始スイッチを操作することによりグリーンシートＧＳへの描画が開始される。
【００７４】
以上説明したように、上記実施形態の液滴吐出装置１０によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態によれば、描画情報ＩａとＲＯＭ５２に記憶したレーザ光の強度データＬＰＤとに基づいて、着弾後の液滴Ｄの濡れ広がりが抑制される上限強度ＰＬと取得した。この上限強度ＰＬ未満の領域を使用禁止領域Ａとして設定し、入力される照射強度Ｐｓが上記使用禁止領域Ａである場合には、入力された照射強度Ｐｓでの描画を禁止した。これにより、着弾した液滴Ｄの濡れ広がりを確実に抑制することができる。
【００７５】
（２）上記実施形態によれば、飛行中の液滴Ｄには両側からレーザ光の強度の等しい一対のレーザ光が照射されることから、液滴Ｄの分散媒を効率よく乾燥させることができるとともに、液滴Ｄの飛行曲がりが生じ難くなり、着弾位置の位置ずれを抑制することもできる。
【００７６】
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態におけるレーザ照射部３１では、第１及び第２レーザ成形部４０ａ，４０ｂによって飛行中の液滴Ｄにレーザ光の強度の等しい一対のレーザ光である第１及び第２レーザ光Ｌｅ１，Ｌｅ２を生成した。これに限らず、一対のレーザ光を照射する上では、異なるレーザ光の強度の第１及び第２レーザ光Ｌｅ１，Ｌｅ２を生成するようにしても
よい。
【００７７】
・上記実施形態におけるレーザ照射部３１の光学系では、１つのレーザ光源３２から出射された基本レーザ光Ｌｅをハーフミラー３４にて第１レーザ光Ｌｅ１と第２レーザ光Ｌｅ２とに分割することで、飛行中の液滴Ｄの両側から照射される一対のレーザ光を生成した。これに限らず、飛行中の液滴Ｄの両側からレーザ光を照射する上では、一対のレーザ光のそれぞれにレーザ光を出射させるレーザ光源を用いてもよい。この構成によれば、ハーフミラー３４を割愛することができる。
【００７８】
・上記実施形態におけるレーザ照射部３１の光学系では、第１レーザ光Ｌｅ１と第２レーザ光Ｌｅ２の光軸をノズルＮの配列方向に対して傾斜角θだけ傾斜させた。これに限らず、第１レーザ光Ｌｅ１と第２レーザ光Ｌｅ２の光軸をノズルＮの配列方向に対して傾斜させずに、同配列方向と一致するようにしてもよい。このとき、吐出ヘッド１５の各ノズルＮからはそれぞれ異なる吐出タイミングで液滴Ｄを順次吐出することで、全ての液滴Ｄに対してレーザ光を照射することができる。
【００７９】
・上記実施形態におけるレーザ照射部３１の光学系では、飛行中の液滴Ｄに対して相対向する一対のレーザ光を照射した。これに限らず、上記描画禁止条件が不成立するのであれば、一対のレーザ光の光軸間に所定の角度を設けてもよいし、液滴Ｄの一方からのみレーザ光を照射するようにしてもよい。
【００８０】
・上記実施形態では、吐出ヘッド１５にはノズルＮからなるノズル列を１列とした。これに限らず、吐出ヘッド１５に複数のノズル列を形成してもよい。このとき、第１レーザ光Ｌｅ１及び第２レーザ光Ｌｅ２がノズルＮから吐出される全ての液滴Ｄに照射されるように該レーザ光の光軸の傾斜角θを適宜変更するとよい。
【００８１】
・上記実施形態では、レーザ光の強度データＬＰＤを記憶する記憶部を制御部５０のＲＯＭ５２とした。これに限らず、レーザ光の強度データＬＰＤを記憶させる上では、描画情報Ｉａにレーザ光の強度データＬＰＤを追加することによりＲＡＭ５３を記憶部として機能させてもよい。
【００８２】
・上記実施形態では、液滴Ｄに照射するレーザ光を半導体レーザとした。これに限らず、液滴Ｄにレーザ光を照射する上では、液体レーザやガスレーザ、ＹＡＧレーザなどの固体レーザであってもよい。なお、ＹＡＧレーザを用いた場合には、基本レーザ光の光路上にシャッターを配置し開閉制御することでレーザ光を飛行空間に照射するか否かを選択するようにするとよい。
【００８３】
・上記実施形態では、レーザ光の照射強度の上限強度ＰＬを最も大きい着弾径となる強度とした。これに限らず、レーザ光の強度が高くなるに連れて着弾径が拡大する範囲として、図１０に示すようにレーザ光を照射しない場合で液滴Ｄを吐出した場合における着弾径を着弾径ｒＬとして規定し、レーザ光を照射した場合に同じ着弾径ｒＬとなるときのレーザ光の強度を上限強度ＰＬとするようにしてもよい。
【００８４】
・上記実施形態では、グリーンシートＧＳに導電性微粒子を含んだ導電性インクＩｋを吐出して金属配線を描画する液滴吐出装置１０に具体化した。これに限らず、飛行中の液滴にレーザ光を照射して乾燥させるのであれば、例えば絶縁パターンを描画するパターン形成装置など、他の用途のパターン形成装置に適用することもできる。
【００８５】
・上記実施形態では、圧電素子駆動方式の液滴吐出装置１０に具体化した。これに限らず、吐出ヘッドから液滴を吐出するという観点からは、抵抗加熱方式や静電駆動方式の吐
出ヘッドを搭載した液滴吐出装置に具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明にかかるパターン形成装置の一例を示す斜視図。
【図２】吐出ヘッドを示す斜視図。
【図３】吐出ヘッドの内部を示す要部断面図。
【図４】グリーンシートのドットパターン格子を示す模式図。
【図５】液滴吐出装置の光学的構成を示す模式図。
【図６】レーザ光と液滴との関係を説明するための模式図。
【図７】液滴吐出装置の電気的構成を示すブロック回路図。
【図８】レーザ光の強度データの一例を模式的に示したグラフ。
【図９】グリーンシートに描画されるまでの一連の処理を示したフローチャート。
【図１０】変更例における上限強度を説明するためのグラフ。
【図１１】（ａ）外殻が形成された液滴を模式的に示した模式図、（ｂ）外殻が決壊した液滴を模式的に示した模式図。
【符号の説明】
【００８７】
θ…傾斜角、Ａ…使用禁止領域、ＢＭＤ…ビットマップデータ、ＣＯＭ…駆動電圧、Ｄ…液滴、Ｎ…ノズル、Ｔ…格子点、ＤＬ…ドットパターン格子、Ｄｘ…ノズルピッチ、Ｄｙ…吐出ピッチ、ＧＳ…グリーンシート、ＧＳａ…描画面、Ｉａ…描画情報、Ｉｋ…導電性インク、Ｌｅ…基本レーザ光、Ｌｅ１…第１レーザ光、Ｌｅ２…第２レーザ光、ＬＰＤ…レーザ光の強度データ、ＬＴ…吐出タイミング信号、Ｐ１，Ｐ２…レーザ光の強度、ＰＧ…プラテンギャップ、ＰＬ…上限強度、Ｐｓ…総レーザ光の強度、ＰＺ…圧電素子、ｑ…総熱量、ｑ１…熱量、ｑ２…熱量、ｒＬ…着弾径、Ｓ１…照射開始信号、Ｓ２…照射停止信号、Ｓ３…禁止信号、Ｓ４…許可信号、ＳＩ…吐出制御信号、ＴＬ…目標経路、１０…液滴吐出装置、１１…基台、１２…ステージ、１３…ガイド部材、１４…インクタンク、１５…吐出ヘッド、１６…キャリッジ、１７…ヘッド基板、１７ａ…接続端子、２０…ヘッド本体、２０Ｔ…供給チューブ、２１…ノズルプレート、２１ａ…ノズル形成面、２２…キャビティ、２３…振動板、２５…撮像カメラ、３１…レーザ照射部、３２…レーザ光源、３２ａ…ＹＡＧレーザ発振器、３２ｂ…高調波ユニット、３３…コリメートレンズ、３４…ハーフミラー、３５…反射ミラー、３６…反射ミラー、３７…反射ミラー、３８…反射ミラー、３９…反射ミラー、４０ａ…第１レーザ成形部、４０ｂ…第２レーザ成形部、４１ａ…シリンドリカルレンズ、４１ｂ…シリンドリカルレンズ、４２ａ…光学素子、４２ｂ…光学素子、５０…制御部、５１…ＣＰＵ、５２…ＲＯＭ、５３…ＲＡＭ、５４…入出力装置、５５…キャリッジモータ駆動回路、５６…キャリッジモータ、５７…キャリッジエンコーダ、５８…ステージモータ駆動回路、５９…ステージモータ、６０…ステージエンコーダ、６１…吐出ヘッド駆動回路、６２…レーザ光源駆動回路、６３…強度変調素子駆動回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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