(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るパターン形成装置において、蒸発成分の蒸発量を損なうことなく着弾位置の位置ずれを抑制する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、着弾した液滴の目標位置に対するシフト量と該シフト量を縮小する一対のレーザ光のパワーの比率とが関連付けられた着弾位置補正データＬＲＤが記憶されている。制御部５０は、着弾した液滴を撮像カメラ２５にて撮像させてその画像を取得し、画像データＰＤを画像処理することで着弾した液滴のシフト量を演算する。そして、その演算したシフト量と上記着弾位置補正データＬＲＤとに基づいて液滴の着弾位置が目標位置となるように一対のレーザ光の照射強度を維持しながら同一対のレーザ光の強度の比率を補正する。【選択図】図７
2010082504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発成分及びパターン形成材料を含む液状体の液滴をノズルから描画対象物に向けて吐出し飛行させる吐出ヘッドと、
飛行中の前記液滴に一対のレーザ光を照射して所定量の前記蒸発成分を蒸発させるレーザ照射部と
を備え、
前記描画対象物上に前記液滴を着弾させることによってパターンを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、
液滴の着弾位置が目標位置となるように前記一対のレーザ光の強度比率を調整して、前記ノズルと前記液滴の着弾する位置との経路を挟んで相対向する態様で前記一対のレーザ光を前記液滴に照射すること
を特徴とするパターン形成装置。
【請求項２】
前記レーザ照射部は、
予め前記液滴の着弾位置と前記強度比率とを関連付けたデータが記憶された強度比率参照記憶部を有し、当該強度比率参照記憶部に記憶されたデータに基づいた前記強度比率を用いて前記一対のレーザ光を調整すること
を特徴とする請求項１に記載のパターン形成装置。
【請求項３】
前記レーザ照射部は、
予め前記液滴の着弾径と前記レーザ光の合計の強度とを関連付けたデータが記憶された合計強度参照記憶部を有し、当該合計強度記憶部に記憶されたデータに基づいた前記レーザ光の合計の強度を用いて前記一対のレーザ光を調整すること
を特徴とする請求項１または２に記載のパターン形成装置。
【請求項４】
前記レーザ照射部は、
１つのレーザ光源からの基本レーザ光を前記一対のレーザ光に分岐する分岐部を有する
請求項１〜３のいずれか１項に記載のパターン形成装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のパターン形成装置であって、
予備的に吐出した液滴のシフト量を検出するシフト量検出部を備え、
前記シフト量検出部の検出結果を用いて前記一対のレーザ光の強度比率を補正することを特徴とするパターン形成装置。
【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〜数十ピコリットルで吐出されており、こうした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。
【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】
【０００４】
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。このようにしてレーザ光を利用する方法にあっては、レーザ光による光圧や蒸発成分の運動力に抗した反力が飛行中の液滴に作用することになる。そして飛行中の液滴に対して一つの方向のみからレーザ光を照射する場合には、上述するような力がレーザの照射方向にのみ作用するために液滴の飛行曲がりが誘発されてしまい、液滴の着弾位置がレーザの照射方向へシフトしてしまう。
【０００５】
そこで、レーザ光を利用する液滴の乾燥方法にあっては、上述するような着弾位置のシフトを抑制すべく、液滴を挟んで相対向するように一対のレーザ光を該液滴に照射し、かつその一対のレーザ光のパワーを等しくする照射の態様が検討されている。こうした構成の下でレーザ光を照射する場合にあっては、飛行中の液滴に対する作用力がレーザ光の照射方向において相殺されるために、上述するような着弾位置のシフトを抑えることが可能になる。
【０００６】
しかしながら、一対のレーザ光を上述のように相対向するかたちで照射する場合であっても、その照射対象物が、例えば２０μｍの直径を有して、かつ１０ｍ／秒の速度で飛行する液滴であるがため、こうした液滴に対して一対のレーザ光の強度を厳密に等しく構成することは非常に困難である。また一対のレーザ光の光路上においても各光学構成要素での出力損失を厳密に等しくすることも困難であることから、飛行中の液滴が受ける一対のレーザ光の間には少なからずの強度の誤差が余儀なく生じてしまう。このような場合にあっては、相対的に強度が高くなるレーザ光が液滴に対して優先的に作用し、その作用力に従うかたちで液滴の着弾位置がシフトしてしまう。
【０００７】
図１３は、液滴に照射する一対のレーザ光のパワーの設定値と該液滴の着弾位置に関わ
る最大シフト量との関係、及び同一対のパワーと液滴における蒸発量との関係を模式的に示した図である。同図に示されるように、相対的に低いパワーである低強度ＰＬの一対のレーザ光を用いる場合、一対のレーザ光の間におけるパワーの絶対的な誤差が小さいために、こうした誤差が着弾位置に及ぼす影響も小さく、着弾位置の最大シフト量が相対的に小さくなる。但し、低強度ＰＬを利用する場合にあっては、パワーそのものが低いがゆえに蒸発成分の十分な蒸発が得られなくなってしまう。反対に、相対的に高いパワーである高強度ＰＨのレーザ光を照射した場合には、一対のレーザ光の間におけるパワーの絶対的な誤差が大きくなるために、こうした誤差が着弾位置に及ぼす影響も大きく、さらには分散媒の蒸発により飛行中の液滴の重量が小さくなることも相俟って着弾位置の最大シフト量が非常に大きくなってしまう。それゆえ、高強度ＰＨを利用する場合にあっては、蒸発成分の十分な蒸発量が確保されるものの、着弾位置の最大シフト量が大きくなり安定した着弾位置を得難くなってしまう。
【０００８】
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、飛行中の液滴にレーザ光を照射して該液滴を乾燥させるパターン形成装置において、乾燥効率を損なうことなく着弾位置の位置ずれを抑制する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】
【０００９】
本発明のパターン形成装置は、蒸発成分及びパターン形成材料を含む液状体の液滴をノズルから描画対象物に向けて吐出し飛行させる吐出ヘッドと、飛行中の前記液滴に一対のレーザ光を照射して所定量の前記蒸発成分を蒸発させるレーザ照射部とを備え、前記描画対象物上に前記液滴を着弾させることによってパターンを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、液滴の着弾位置が目標位置となるように前記一対のレーザ光の強度比率を調整して、前記ノズルと前記液滴の着弾する位置との経路を挟んで相対向する態様で前記一対のレーザ光を前記液滴に照射することを要旨とする。
【００１０】
飛行中の液滴に対して該液滴を挟むかたちでレーザ光を照射した場合、そのレーザ光を受けた液滴の着弾位置は、相対的に強度が高くなる一方のレーザ光の照射方向に従って目標位置からシフトするようになる。本発明のパターン形成装置によれば、先行して吐出した液滴から得られる同液滴の着弾位置のシフト量に基づいて、各レーザ光の強度比率を調整することにより着弾位置を目標位置へと補正することができる。例えば、液滴のシフト方向を支配するレーザ光の強度、すなわち相対的に強度が高い一方のレーザ光の強度をシフト量に基づいて低く補正し、反対に強度が低い他方のレーザ光の強度を同シフト量に基づいて高く補正することにより、液滴の着弾位置を目標位置に近づけることができる。そして、この強度の補正に際しては、総強度に占める各強度の比率のみが変更されて総強度が維持されることから、液滴の乾燥状態を概ね維持したままシフト量のみを補正することができる。それゆえ、液滴の乾燥効率を損なうことなく着弾位置の位置ずれを抑制するパターン形成装置を提供することができる。
【００１１】
このパターン形成装置は、前記レーザ照射部は、予め前記液滴の着弾位置と前記強度比率とを関連付けたデータが記憶された強度比率参照記憶部を有し、当該強度比率参照記憶部に記憶されたデータに基づいた前記強度比率を用いて前記一対のレーザ光を調整することを要旨とする。
【００１２】
このパターン形成装置によれば、先行して吐出した液滴の着弾位置から得られる同液滴の着弾位置に基づいて強度比率記憶部に記憶したデータを参照することにより、着弾位置の位置ずれを精度よく補正することができる。
【００１３】
このパターン形成装置は、前記レーザ照射部は、予め前記液滴の着弾径と前記レーザ光の合計の強度とを関連付けたデータが記憶された合計強度参照記憶部を有し、当該合計強
度記憶部に記憶されたデータに基づいた前記レーザ光の合計の強度を用いて前記一対のレーザ光を調整することを要旨とする。
【００１４】
飛行中の液滴に対して該液滴を挟むかたちでレーザ光を照射した場合、そのレーザ光を受けた液滴の着弾位置は、相対的に強度が高くなる一方のレーザ光の照射方向に従って目標位置からシフトするようになり、該一方のレーザ光の強度が高くなるほどシフト量が大きくなる。このパターン形成装置によれば、こうしたシフト量が強度の総和ごとに規定された強度の比率により補正されることから、液滴の性状などに応じて強度の総和を変更する場合であれ、着弾位置の位置ずれを抑制することができる。
【００１５】
このパターン形成装置は、前記レーザ照射部は、１つのレーザ光源からの基本レーザ光を前記一対のレーザ光に分岐する分岐部を有することを要旨とする。
このパターン形成装置によれば、分岐部を設けることにより一対のレーザ光を生成する際のレーザ光源が１つで済むことからレーザ照射部を簡素な構成とすることができる。また例えば、１つのレーザ光源からの基本レーザ光を分岐させて一対のレーザ光を生成した上でレーザ光の強度を変換することもできる。すなわち、レーザ光の強度を変換する光学的構成要素が分岐部よりも目標経路側に配設することもできる。これにより、上記光学的構成要素を目標経路に近い位置に配置することが可能となり、上記光学的構成要素と目標経路との間におけるレーザ光の回折を抑制することができる。すなわち、その強度が変換されたレーザ光を液滴に対して確実に照射させることができる。
【００１６】
このパターン形成装置は、予備的に吐出した液滴のシフト量を検出するシフト量検出部を備え、前記シフト量検出部の検出結果を用いて前記一対のレーザ光の強度比率を補正することを要旨とする。
【００１７】
このパターン形成装置によれば、予備的に吐出した液滴のシフト量を直接検出することから、同液滴に関わるシフト量の検出誤差を抑えることができ、ひいては液滴の着弾位置の位置を高い精度の下で補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１実施形態）
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第１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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、導電性微粒子の分散系からなる導電性インク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。パターン形成材料である導電性微粒子は、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。蒸発成分としての分散媒は、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系、あるいはテトラデカン等の有機溶剤を主成分とする有機系を用いることができる。なお、本実施形態の導電性インクＩｋにおいては、導電性粒子として銀を用い、分散媒として水を用いている。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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ＣＯＭ（図７参照）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。
【００２６】
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。なおこの際、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、該ノズル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。
【００２７】
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。そしてノズルＮと目標位置である格子点Ｔとを結ぶ仮想線により液滴Ｄの飛行経路が形成される。
【００２８】
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。また、本実施形態のドットパターン格子ＤＬにおける最も＋Ｙ方向に位置する各格子点Ｔは、予備的な描画を実行するためのテスト領域ＩＤＬとして規定されており、ノズルＮから吐出される液滴Ｄの着弾位置や着弾径を得る際に利用される。
【００２９】
ノズルＮから吐出された液滴Ｄから所望量の分散媒を効果的に蒸発させるためには、まずは室温下にある液滴Ｄの温度を、その液状体が沸騰しない範囲にあって最も高い温度（目標温度）付近まで昇温せしめるための熱量、例えば室温下にある液滴Ｄを分散媒の沸点まで昇温せしめるための熱量である第１熱量ｑ１が必要となる。次いで上記第１熱量ｑ１により昇温された液滴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ための潜熱（気化熱）である第２熱量ｑ２が必要となる。すなわち、液滴Ｄから所望量の分散媒を蒸発させるためには、これら第１熱量ｑ１と第２熱量ｑ２との加算値である総熱量ｑ（＝ｑ１＋ｑ２）が必要となる。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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
また、基台１１の上方には、グリーンシートＧＳの描画面ＧＳａに着弾した液滴Ｄを撮像するための撮像カメラ２５が設けられている。撮像カメラ２５は、液滴Ｄの着弾位置や着弾径を検出する際に利用されるものであり、上記テスト領域ＩＤＬがその直下に位置している時に描画面ＧＳａを撮像して描画面ＧＳａに着弾した液滴Ｄを撮像する。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
レーザ光源３２は、所謂固体レーザであって、ＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ）レーザ発振器３２ａと高調波ユニット３２ｂとを備えている。ＹＡＧレーザ発振器３２ａは、ネオジムイオン（Ｎｄ３＋）が添加されたイットリウムアルミニウムガーネット（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）結晶を備え、近赤外線の不可視光であるＹＡＧレーザ光の基本波（波長：１０６４ｎｍ）を生成する。高調波ユニット３２ｂには、非線形光学結晶が配設され、上記ＹＡＧレーザ発振器３２ａにて生成されたＹＡＧレーザ光の基本波を上記非線形光学結晶に通過させることで可視光であるＹＡＧレーザ光の第２高調波（ＳＨＧ：Ｓｅｃｏｎｄ  ｈａｒｍｏｎｉｃ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ、波長：５３２ｎｍ）に変換する。レーザ光源３２は、このＹＡＧレーザ光の第２高調波を基本レーザ光Ｌｅとしてコリメートレンズ３３に入射させる。
【００３６】
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。
【００３７】
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、強度変調部を構成する第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と強度変調部を構成する第２強度変調素子４２ｂとを備えている。
【００３８】
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。
【００３９】
第１及び第２強度変調素子４２ａ、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の強度と第２レーザ光Ｌｅ２の強度とを所定の第１強度Ｐ１と第２強度Ｐ２とに変調して上記飛行空間へ照射する。ここで、飛行中の液滴Ｄには、第１レーザ光Ｌｅ１から受けるエネルギーＥ１と第２レーザ光Ｌｅ２から受けるエネルギーＥ２との加算値である総エネルギーＥが供給される。そして、上記第１強度Ｐ１と第２強度Ｐ２との総和である照射強度Ｐｓは、上記総エネルギーＥに相当するようになっている。
【００４０】
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。
【００４１】
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、各種演算を実行するＣＰＵ５１、強度比率参照記憶部としてのＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３などを有し、これらＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３に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、撮像カメラ２５の撮像処理、レーザ光源３２のレーザ出射処理、第１及び第２強度変調素子４２ａ，４２ｂによる着弾位置補正処理などを実行する。
【００４２】
制御部５０には、起動スイッチ、停止スイッチなどの操作スイッチ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、液滴Ｄに対してレーザ光を照射して所定量の分散媒を蒸発させるために要する総熱量ｑに相当する総エネルギーＥ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に基づいてテスト用及び描画用のビットマップデータＢＭＤを生成してＲＡＭ５３に格納する。
【００４３】
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。
【００４４】
制御部５０には、キャリッジモータ駆動回路５５が接続されている。制御部５０は、キャリッジモータ駆動回路５５に対応する駆動制御信号を出力する。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、すなわちノズルＮの移動方向や移動量に関する信号を生成し、制御部５０に出力する。
【００４５】
制御部５０には、ステージモータ駆動回路５８が接続されている。制御部５０は、ステージモータ駆動回路５８に対応する駆動制御信号を出力する。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、すなわち目標位置である格子点Ｔの移動方向や移動量に関する信号を生成し、制御部５０に出力する。
【００４６】
制御部５０には、吐出ヘッド駆動回路６１が接続されており、各圧電素子ＰＺを駆動するための駆動電圧ＣＯＭを吐出タイミング信号ＬＴと同期させて出力する。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。
【００４７】
制御部５０には、撮像カメラ駆動回路６２が接続されており、撮像カメラ２５を駆動して画像を撮像するための信号である撮像信号Ｓ１を撮像カメラ駆動回路６２に出力する。撮像カメラ駆動回路６２は、撮像信号Ｓ１が入力されると撮像カメラ２５を駆動制御して描画面ＧＳａに着弾した液滴Ｄを撮像する。撮像カメラ２５は、撮像した画像を画像データＰＤとして撮像カメラ駆動回路６２を介して制御部５０に出力する。これら制御部５０、撮像カメラ駆動回路６２、及び撮像カメラ２５によってシフト量検出部が構成されている。
【００４８】
なお、制御部５０は、画像データＰＤを取得するために、テスト用のビットマップデータＢＭＤを用いてテスト領域ＩＤＬに液滴Ｄを吐出するテスト描画を行う。このテスト描
画においては、第１強度変調素子４２ａからの強度と第２強度変調素子４２ｂからの強度とが等しい強度である基準強度Ｐ０であって、これらの総和が前記照射強度Ｐｓとなるようにレーザ光が出射される。
【００４９】
制御部５０は撮像カメラ２５から画像データＰＤが入力されると、画像データＰＤに関わる画像処理を実行し、目標位置である格子点Ｔを基準にして液滴Ｄの着弾位置の変位方向や変位量を示すシフト量Ｌを演算する。制御部５０は、このシフト量Ｌに関するデータをシフト量データＤＢＤとしてＲＡＭ５３の所定領域に格納する。図８は、シフト量Ｌを演算すべく撮像された液滴Ｄの着弾位置と上記格子点Ｔとの関係を模式的に示したものであり、第１レーザ光Ｌｅ１の強度である第１強度Ｐ１が相対的に高い場合を示している。
【００５０】
図８に示されるように、液滴Ｄの着弾位置は第１レーザ光Ｌｅ１の照射方向にシフトしており、制御部５０は、この画像データＰＤを画像処理することにより目標位置である格子点Ｔに対する液滴Ｄの中心点Ｃの座標を演算する。そして制御部５０は、目標位置である格子点Ｔと液滴Ｄの中心点Ｃとに基づいて前記シフト量Ｌを演算する。すなわち、制御部５０は、描画面ＧＳａに着弾した液滴Ｄを撮像して画像データＰＤを画像処理することにより液滴Ｄの着弾位置に関する情報であるシフト量Ｌを演算し、該シフト量Ｌに関するシフト量データＤＢＤをＲＡＭ５３に格納する。
【００５１】
制御部５０には、レーザ光源駆動回路６３が接続されている。制御部５０は、基本レーザ光Ｌｅの照射動作を開始する際に照射開始信号Ｓ２をレーザ光源駆動回路６３に出力し、照射動作を終了する際には照射停止信号Ｓ３をレーザ光源駆動回路６３に出力する。レーザ光源駆動回路６３は、制御部５０からの照射開始信号Ｓ２を受けるとレーザ光源３２を駆動して所定のパワーの基本レーザ光Ｌｅを出射させる。反対に、制御部５０からの照射停止信号Ｓ３を受けるとレーザ光源３２の駆動を停止して基本レーザ光Ｌｅの出射を停止させる。
【００５２】
制御部５０には、強度変調素子駆動回路６４が接続されており、第１強度Ｐ１と第２強度Ｐ２とを規定した信号である第１出力信号ＬＰ１と第２出力信号ＬＰ２とを強度変調素子駆動回路６４に出力する。強度変調素子駆動回路６４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の強度と第２レーザ光Ｌｅ２の強度とがそれぞれ第１強度Ｐ１と第２強度Ｐ２とになるように第１強度変調素子４２ａと第２強度変調素子４２ｂとを制御する。
【００５３】
ここで、液滴Ｄに照射される第１レーザ光Ｌｅ１及び第２レーザ光Ｌｅ２においては、それぞれ光路上における反射ミラーの数、光路長、雰囲気などが異なり、さらには第１強度変調素子４２ａ及び第２強度変調素子４２ｂにおける変調の誤差なども発生することから、これらに起因した強度の損失が生じてしまう。こうした損失は一つの基本レーザ光Ｌｅを一対のレーザ光に分割する態様であっても起こり得るため、液滴Ｄにおける強度を厳密に等しくすることは極めて困難である。それゆえ、このような構成にあっては、強度の異なる一対のレーザ光が液滴Ｄに照射されることとなり、相対的に強度が高くなるレーザ光の照射方向に沿って液滴の飛行曲がりが誘発されてしまう。そして上述するような強度の損失の程度は、上述する光学的構成要素や前記照射強度Ｐｓなど、描画条件である描画情報Ｉａごとに異なるようになる。
【００５４】
そこで制御部５０では、こうした飛行曲がりによる着弾位置のずれを補正すべく、新たな描画情報Ｉａが入力される度に、第１強度Ｐ１と第２強度Ｐ２との比率である強度比率Ｒを補正する着弾位置補正処理を実行する。
【００５５】
詳述すると制御部５０は、液滴Ｄのシフト量Ｌと強度比率Ｒとが関連付けられた着弾位
置補正データＬＲＤをＲＯＭ５２から読み出し、またシフト量データＤＢＤをＲＡＭ５３から読み出し、これら着弾位置補正データＬＲＤとシフト量データＤＢＤとを用いて上記着弾位置補正処理を実行する。この着弾位置補正データＬＲＤとは、予め行った実験や液滴の飛行状態に関わる計算機シミュレーション等により生成されるものであり、シフト量Ｌを縮小する強度比率Ｒがシフト量Ｌごとに規定されたデータである。またこの着弾位置補正データＬＲＤは、描画情報Ｉａごとや照射強度Ｐｓごとに規定されており、図９は、補正強度データＬＤＲにおけるシフト量Ｌと強度比率Ｒとの関係の一例を示したものである。
【００５６】
なお、図９では、着弾位置が目標位置にあるときのシフト量を基準値である「０」で表記している。また第１強度Ｐ１が第２強度Ｐ２よりも高い状態であって、格子点Ｔに対して着弾位置が該第１レーザ光Ｌｅ１の照射方向にシフトしたシフト量を「＋」で表記している。反対に、第１強度Ｐ１が第２強度Ｐ２よりも低い状態であって、格子点Ｔに対して着弾位置が第１レーザ光Ｌｅ１の照射方向とは反対方向（第１レーザ光Ｌｅ１の照射方向）にシフトしたシフト量を「−」で表記している。
【００５７】
そして制御部５０は、前記テスト描画によりシフト量Ｌを演算して、該シフト量Ｌに関連付けられた強度比率Ｒである目標比率ＲＬを着弾位置補正データＬＲＤから取得し、第１強度Ｐ１と第２強度Ｐ２とが目標比率ＲＬを満たすようにレーザ光の強度の比率を補正する。例えば図９に示されるように、テスト描画におけるシフト量Ｌに基づいて該シフト量を縮小するための目標比率ＲＬが演算される。次いで、照射強度Ｐｓを維持したまま目標比率ＲＬを満たすように、第１強度Ｐ１が基準強度Ｐ０から減少するかたちで補正されて、第２強度Ｐ２が基準強度Ｐ０から増加するかたちで補正される。
【００５８】
次に、上述したように構成した液滴吐出装置１０の作用について説明する。
液滴吐出装置１０は、制御部５０に入出力装置５４から新たな描画情報Ｉａが入力されると上述したテスト描画及び着弾位置補正処理を実行する。すなわち、ステージ１２の所定の位置にグリーンシートＧＳが載置された状態で描画開始の操作がなされると、レーザ光源３２に照射開始信号Ｓ２が出力されて基本レーザ光Ｌｅが出射される。そして、第１強度変調素子４２ａ及び第２強度変調素子４２ｂが駆動されることにより、基準強度Ｐ０の第１レーザ光Ｌｅ１及び第２レーザ光Ｌｅ２が出射される。
【００５９】
続いて、前記テスト領域ＩＤＬがノズルＮの直下に位置するようにステージ１２とキャリッジ１６とが駆動されて、所定のノズルＮからテスト領域ＩＤＬの格子点Ｔに向けて１滴の液滴Ｄが吐出される。吐出された液滴Ｄは、飛行経路を挟むかたちで照射される第１レーザ光Ｌｅ１及び第２レーザ光Ｌｅ２を受けて、その分散媒が蒸発させながら描画面ＧＳａに着弾する。
【００６０】
液滴Ｄが着弾するとレーザ光源３２に照射停止信号Ｓ３が出力されるとともに、その格子点Ｔが撮像カメラ２５の直下に位置するようにステージ１２が駆動される。そして、撮像カメラ２５が着弾した液滴Ｄを撮像することにより画像データＰＤが生成されて、該画像データＰＤの画像処理が実行されることによりテスト描画におけるシフト量Ｌが演算される。そして、演算結果であるシフト量Ｌと着弾位置補正データＬＲＤとに基づいて前記シフト量Ｌを縮小する目標比率ＲＬが演算されて、強度比率Ｒを目標比率ＲＬにすべく、照射強度Ｐｓを維持したまま第１強度Ｐ１及び第２強度Ｐ２が変調される。
【００６１】
こうすることにより、第１レーザ光Ｌｅ１の強度と第２レーザ光Ｌｅ２の強度とが異なる場合であれ、シフト量Ｌに応じた強度比率Ｒで第１レーザ光Ｌｅ１及び第２レーザ光Ｌｅ２を照射させることにより、液滴Ｄの着弾位置を目標位置へ補正することができる。すなわち、その時々の描画条件に応じて液滴Ｄの着弾位置を格子点Ｔに近づけることができ
、着弾位置の位置ずれを抑制することができる。しかも、パワーの強度比率Ｒを補正する際には、所定量の分散媒を液滴Ｄから蒸発させるために要する総熱量ｑに相当する総エネルギーＥで照射強度Ｐｓが維持されることから、液滴Ｄの乾燥効率を損なうことなく着弾位置の位置ずれを抑制することができる。
【００６２】
以上説明したように、第１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、着弾した液滴Ｄの中心点Ｃの格子点Ｔに対するシフト量Ｌに基づいて、第１及び第２レーザ光Ｌｅ１，Ｌｅ２の第１及び第２強度Ｐ１，Ｐ２の強度比率Ｒを補正した。また、照射強度Ｐｓが所定量の分散媒を液滴Ｄから蒸発させるために要する総熱量ｑに相当する総エネルギーＥを維持しながら第１及び第２強度Ｐ１，Ｐ２の強度比率Ｒを補正した。これにより、液滴Ｄの乾燥効率を損なうことなく液滴Ｄの着弾位置の位置ずれを抑制することができる。
【００６３】
（２）上記実施形態によれば、予備的に吐出した液滴Ｄのシフト量Ｌを撮像カメラ２５にて撮像した画像データＰＤに基づいて検出することで、シフト量Ｌの検出誤差を抑えることができ、液滴Ｄの着弾位置を高い精度の下で補正することができる。また、ＲＯＭ５２に予め記憶させた着弾位置補正データＬＲＤに基づいて強度比率Ｒを補正することで着弾位置の位置ずれを精度よく補正することができる。
【００６４】
（３）上記実施形態によれば、第１及び第２強度変調素子４２ａ，４２ｂをハーフミラー３４よりも目標経路ＴＬ側に配設したことにより、強度変調してから液滴Ｄに照射されるまでの光路における第１及び第２レーザ光Ｌｅ１，Ｌｅ２の強度の損失を低減することもできる。
【００６５】
（４）上記実施形態によれば、着弾位置補正データＬＲＤには、第１及び第２レーザ光Ｌｅ１，Ｌｅ２の強度の総和ごとに規定した。これにより、導電性インクＩｋの性状に応じて強度の総和を変更する場合であっても、着弾位置の位置ずれを抑制することができる。
【００６６】
（５）上記実施形態のレーザ照射部３１では、ハーフミラー３４を配設することによりレーザ光源３２から出射された基本レーザ光を第１レーザ光Ｌｅ１、第２レーザ光Ｌｅ２に分岐させた。これにより液滴Ｄに照射される一対のレーザ光を１つのレーザ光源３２で生成することができ、レーザ照射部３１を簡素な構成とすることができる。
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態について図８及び図１０を参照して説明する。なお、第２実施形態では、強度比率Ｒによる着弾位置補正処理に加えて、前記照射強度Ｐｓによる着弾径補正処理が実行される。そのため、第２実施形態においては、この着弾径補正処理について詳細に説明する。
【００６７】
制御部５０は、図８に示されるように、撮像カメラ２５からの画像データＰＤを画像処理することにより該液滴Ｄの着弾径ｒａと目標径との差分値を演算し、該差分値に関するデータである差分値データをＲＡＭ５３の所定領域に格納する。ここで、上述する強度の損失などにより照射強度Ｐｓが低くなる場合にあっては、レーザ光を照射する場合であっても液滴Ｄに対して十分な乾燥状態が得られなくなる。液滴Ｄの着弾径ｒａと飛行中の液滴Ｄにおける乾燥状態との間には相関関係があり、液滴Ｄに含まれる分散媒の量が多くなるほど液滴Ｄの着弾径ｒａが大きくなる。
【００６８】
そこで制御部５０では、こうした乾燥状態の違いによる着弾径のずれを補正すべく、新たな描画情報Ｉａが入力される度に、第１強度Ｐ１と第２強度Ｐ２との総和である照射強
度Ｐｓを補正する着弾径補正処理を実行する。
【００６９】
詳述すると制御部５０は、照射強度Ｐｓの補正値である強度補正値と前記差分値とを関連付けた着弾径補正データを強度参照記憶部としてのＲＯＭ５２に格納しており、該着弾径補正データと上記差分値データとを用いて上記着弾径補正処理を実行する。この着弾径補正データとは、予め行った実験や液滴の飛行状態に関わる計算機シミュレーション等により生成されるものであり、上記差分値を縮小する強度補正値が差分値ごとに規定されたデータである。こうした補正データは描画情報Ｉａごとに規定されており、図１０は、着弾径補正データにおける差分値と強度補正値との関係の一例を示したものであり、着弾径と目標径との差分値が大きくなるほど照射強度Ｐｓからの補正量である強度補正値が高くなる関係を示したものである。
【００７０】
そして制御部５０は、前記テスト描画により目標径と着弾径との差分値を演算して、該差分値に関連付けられた強度補正値を着弾径補正データから取得し、第１強度Ｐ１と第２強度Ｐ２との総和である照射強度Ｐｓが強度補正値だけ増加するようにレーザ光の強度を補正する。また制御部５０は、こうして補正された新たな照射強度に対応する着弾位置補正データＬＲＤを読み出し、シフト量Ｌに関連付けられた強度比率Ｒである目標比率ＲＬをその着弾位置補正データＬＲＤから取得する。こうして得た強度補正値と目標比率ＲＬとを用いたレーザ光の照射態様によれば、第１レーザ光Ｌｅ１と第２レーザ光Ｌｅ２との比率のみを補正した場合に加えて、液滴Ｄの乾燥状態が確実に確保することもできる。
（第３実施形態）
以下、本発明を具体化した第３実施形態について図１１及び図１２を参照して説明する。なお、第３実施形態では、上記の実施形態から液滴吐出装置１０の光学系の構成を変更したものである。そのため、以下ではその変更点について詳細に説明する。図１１は第３実施形態における光学系のレーザ照射部７１の構成を模式的に示したものであり、図１２は同液滴吐出装置１０における電気的構成を示したブロック回路図である。
【００７１】
図１１に示すように、レーザ照射部７１は、第１レーザ光Ｌｅ１を出射する第１レーザ光源７２ａと、第２レーザ光Ｌｅ２を出射する第２レーザ光源７２ｂ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。
【００７２】
第１及び第２レーザ光源７２ａ，７２ｂは、第１及び第２レーザ光Ｌｅ１，Ｌｅ２をそれぞれ出射するレーザ光源である。第１及び第２レーザ光源７２ａ，７２ｂは、ＹＡＧレーザの第２高調波（波長：５３２ｎｍ）を出射するレーザ光源であって、吐出ヘッド１５の全てのノズルＮから吐出された液滴Ｄに対してレーザ光を照射するのに十分な幅を有したレーザ光を出射する。第１及び第２レーザ光源７２ａ，７２ｂは、吐出ヘッド１５の全てのノズルＮから吐出される液滴Ｄに対して各レーザ光を照射すべく、それぞれのレーザ光の光軸をノズルＮの配列方向に対して水平方向に所定傾斜角θだけ傾斜させるともに、それぞれの光軸が一致する相対向する一対のレーザ光となるように配設される。また、第１及び第２レーザ光源７２ａ，７２ｂから出射される第１及び第２レーザ光Ｌｅ１，Ｌｅ２は、液滴Ｄに対する強度の総和が照射強度Ｐｓに相当するように出射される。また、第１及び第２レーザ成形部４０ａ，４０ｂには、対応するレーザ光を線形上に変換するシリンドリカルレンズ４１ａ，４１ｂのみが配設されている。
【００７３】
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１２を参照して説明する。
図１２に示されるように、制御部５０には、レーザ光源駆動回路７３が接続されている。制御部５０は、飛行経路において第１強度Ｐ１を得るべく、第１出力信号ＬＰ１をレーザ光源駆動回路７３に出力する。レーザ光源駆動回路７３は、この第１出力信号ＬＰ１を受けて、第１強度Ｐ１に対応するパワーのレーザ光を第１レーザ光源７２ａに出射させる
。
【００７４】
また、制御部５０は、飛行経路において第２強度Ｐ２を得るべく、第２出力信号ＬＰ２をレーザ光源駆動回路７３に出力する。レーザ光源駆動回路７３は、この第２出力信号ＬＰ２を受けて、第２強度Ｐ２に対応するパワーのレーザ光を第２レーザ光源７２ｂに出射させる。
【００７５】
すなわち、制御部５０は、撮像された液滴Ｄの画像データＰＤに基づいて第１強度Ｐ１と第２強度Ｐ２とを補正する際には、レーザ光源である第１レーザ光源７２ａと第２レーザ光源７２ｂとをそれぞれ制御する。こうした構成では、反射ミラーやパワーを変調するための強度変調素子を各光路上に配設しない分だけ、レーザ照射部の構成を簡素なものとすることができる。また、第１及び第２レーザ光源７２ａ，７２ｂを照射対象に対して近接した位置に配設することも可能であるため、各レーザ光の光路上における回折が抑制されてパワーの損失を低減することができる。
【００７６】
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記第１〜第３実施形態におけるレーザ照射部３１，７１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、液滴Ｄの着弾位置の位置ずれを抑制する上では、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。
【００７７】
・上記第１実施形態の着弾位置補正データＬＲＤには、シフト量Ｌに基づいて変調後の第１及び第２レーザ光Ｌｅ１，Ｌｅ２の強度比率Ｒを規定した。これに限らず、第１及び第２レーザ光Ｌｅ１，Ｌｅ２の強度比率Ｒを補正する上では、着弾位置補正データＬＲＤは、シフト量Ｌに応じたその時々に液滴に照射された実際のレーザ光の比率を規定したデータであってもよい。このような場合には、上記補正データの実際のレーザ光の比率から着弾位置を格子点Ｔにするためのパワーの強度比率Ｒを演算する演算プログラムを制御部５０のＲＯＭ５２などに格納するとよい。
【００７８】
・上記第１及び第２実施形態のテスト描画によれば、テスト領域ＩＤＬに所定のノズルＮから１滴の液滴Ｄを着弾させて撮像カメラ２５にて撮像した。これに限らず、テスト描画を行い液滴Ｄのシフト量Ｌと着弾径ｒａを取得する上では、吐出ヘッド１５の全てのノズルＮから液滴Ｄを吐出した上で撮像カメラ２５によって撮像するようにしてもよい。このような場合には、液滴Ｄのシフト量Ｌと着弾径ｒａとは、それぞれ全ての液滴Ｄに対する平均値を演算することにより得ることができる。これによれば、より正確なシフト量Ｌと着弾径ｒａとを得ることができることから、着弾位置の位置ずれをさらに抑制することができる。
【００７９】
・上記第１及び第２実施形態の液滴吐出装置１０においては、シフト量検出部を液滴吐出装置１０に設けた。これに限らず、テスト描画を行い液滴Ｄのシフト量Ｌと着弾径ｒａを取得する上では、液滴吐出装置１０とシフト量検出部とを別個に設ける構成であってもよい。
【００８０】
・上記第２実施形態においては、レーザ光の着弾径補正処理を実行した後に着弾位置補正処理を実行した。これに限らず、着弾位置補正処理及び着弾径補正処理をともに実行するならば、その順序は特に限定されず、着弾位置補正処理を実行した後に着弾径補正処理を実行してもよい。また、着弾径補正処理を実行した後に再びテスト描画を行い、画像デ
ータＰＤを再度取得した上で着弾位置補正処理を実行するようにしてもよい。これによれば、照射強度Ｐｓが補正された状態で着弾位置補正処理を実行することができることから、着弾位置の位置ずれをより抑制することができる。
【００８１】
・上記第１〜第３実施形態では、記憶部を制御部５０のＲＯＭ５２とした。これに限らず、着弾位置補正データＬＲＤを記憶させる上では、描画情報Ｉａに着弾位置補正データＬＲＤ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、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。
【００８３】
・上記実施形態では、液滴Ｄに照射するレーザ光をＹＡＧレーザの第２高調波とした。すなわち、液滴Ｄに対して固体レーザを照射した。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、半導体レーザなどであってもよい。
【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】第１実施形態における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】第１実施形態における液滴吐出装置の電気的構成を示すブロック回路図。
【図８】着弾した液滴を撮像した画像データの模式図。
【図９】着弾した液滴のシフト量とパワーの比率との関係を模式的に示すグラフ。
【図１０】着弾径補正データにおける差分値と強度補正値との関係を模式的に示したグラフ。
【図１１】第３実施形態における液滴吐出装置の光学的構成を示す模式図。
【図１２】第３実施形態における液滴吐出装置の電気的構成を示すブロック回路図。
【図１３】従来例におけるパワーと蒸発成分の蒸発量及び最大シフト量との関係を模式的に示したグラフ。
【符号の説明】
【００８７】
θ…傾斜角、ＢＭＤ…ビットマップデータ、Ｃ…中心点、ＣＯＭ…駆動電圧、Ｄ…液滴、ＤＢＤ…シフト量データ、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、ＩＤＬ…テスト領域、Ｉｋ…導電性インク、Ｌ…シフト量、Ｌｅ…基本レーザ光、Ｌｅ１…第１レーザ光、Ｌｅ２…第２レーザ光、ＬＲＤ…着弾位置補正データ、ＬＴ…吐出タイミング信号、Ｐ０…基準強度、Ｐ１…第１強度、Ｐ２…第２強度、ＰＤ…画像デ
ータ、ＰＧ…プラテンギャップ、ＰＨ…高強度、ＰＬ…低強度、Ｐｓ…照射強度、ＰＺ…圧電素子、ｑ…総熱量、ｑ１…熱量、ｑ２…熱量、ｒａ…着弾径、Ｒ…強度比率、ＲＬ…目標比率、Ｓ１…撮像信号、Ｓ２…照射開始信号、Ｓ３…照射停止信号、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…第１強度変調素子、４２ｂ…第２強度変調素子、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…撮像カメラ駆動回路、６３…レーザ光源駆動回路、６４…強度変調素子駆動回路、７１…レーザ照射部、７２ａ…第１レーザ光源、７２ｂ…第２レーザ光源、７３…レーザ光源駆動回路。
【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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【図１２】
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【図１３】
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