(57)【要約】      （修正有）【課題】バルジやジャギーの発生を防止し、均一線幅の線分を形成可能な線描画装置及び方法を提供する。【解決手段】複数のノズル(22)を折れ線状に配置し、Ｖ字に折り返される斜めのノズル列と走査方向とのなす角度をそれぞれ＋θ、−θとする。隣接ノズル間距離をl［ｍ］、吐出した液体と基板との接触角をφとするとき、液滴の吐出体積Ｗ[ｍ３]が以下の式2010169890.tif 000019を満たすものとする。また、基板とヘッドの相対速度ｕ［ｍ／ｓ］は以下の式2010169890.tif 000020を満たすことが好ましい。【選択図】図２
2010169890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元に配列された複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドと、
前記ノズルから吐出した液滴を着弾させる基板に対して前記液滴吐出ヘッドを相対移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記相対移動とともに前記液滴吐出ヘッドからの打滴を制御する制御手段とを備え、
前記複数のノズルは、前記相対移動による描画時の走査方向と直交する第１方向へ一定間隔でずれながら前記走査方向又はその反対方向である第２方向へ配列され、更に当該第２方向のノズル列の端から前記第２方向と反対方向である第３方向へと折り返されて、前記第１方向へ前記一定間隔でずれながら前記第３方向へ２つ以上配列され、
前記第１方向へずれながら前記第２方向へ配列されたノズル列と前記走査方向とのなす角度を＋θとするときに、前記第１方向へずれながら前記第３方向へ配列されたノズル列と前記走査方向とのなす角度が−θであり、
前記複数のノズルのノズル配列における隣接ノズル間距離をl［ｍ］、前記液滴吐出ヘッドから吐出した液体と前記基板との接触角をφとしたとき、前記ノズルから吐出される液滴の吐出体積Ｗ[ｍ３]が以下の式
【数１】
2010169890.tif 000015
を満たし、
前記走査方向への前記相対移動とともに前記ノズル配列における異なるノズルから打滴が行われ、これら別々のノズルから吐出された各液滴が前記基板上で前記第１方向に並んで着弾することにより、前記第１方向の直線が描画されることを特徴とする線描画装置。
【請求項２】
請求項１に記載の線描画装置において、前記描画時における走査方向の相対速度ｕ［ｍ／ｓ］が以下の式
【数２】
2010169890.tif 000016
を満たすことを特徴とする線描画装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の線描画装置において、前記走査方向への１回の走査で前記直線が描画されることを特徴とする線描画装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の線描画装置において、前記複数のノズルは、Ｖ字状に配列されていることを特徴とする線描画装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の線描画装置において、
前記液滴吐出ヘッドから吐出する液体は、導電性微粒子を揮発性の分散媒に分散させたものであることを特徴とする線描画装置。
【請求項６】
２次元に配列された複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドと基板を相対移動させながら、前記液滴吐出ヘッドから前記基板に向けて液滴を吐出して前記基板上に複数の液滴を着弾させることにより、前記基板上に線を描画する線描画方法であって、
前記複数のノズルは、前記相対移動による描画時の走査方向と直交する第１方向へ一定間隔でずれながら前記走査方向又はその反対方向である第２方向へ配列され、更に当該第２方向のノズル列の端から前記第２方向と反対方向である第３方向へと折り返されて、前記第１方向へ前記一定間隔でずれながら前記第３方向へ２つ以上配列され、
前記第１方向へずれながら前記第２方向へ配列されたノズル列と前記走査方向とのなす角度を＋θとするときに、前記第１方向へずれながら前記第３方向へ配列されたノズル列と前記走査方向とのなす角度が−θであり、
前記複数のノズルのノズル配列における隣接ノズル間距離をl［ｍ］、前記液滴吐出ヘッドから吐出した液体と前記基板との接触角をφとしたとき、前記ノズルから吐出される液滴の吐出体積Ｗ[ｍ３]が以下の式
【数４】
2010169890.tif 000017
を満たし、
前記走査方向への前記相対移動とともに前記ノズル配列における異なるノズルから打滴を行い、これら別々のノズルから吐出した各液滴を前記基板上で前記第１方向に並べて着弾させることにより、前記第１方向の直線を描画することを特徴とする線描画方法。
【請求項７】
請求項６に記載の線描画方法において、前記描画時における走査方向の相対速度ｕ［ｍ／ｓ］が以下の式
【数５】
2010169890.tif 000018
を満たすことを特徴とする線描画方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の線描画方法において、前記走査方向への１回の走査で前記直線が描画されることを特徴とする線描画方法。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載の線描画方法において、前記複数のノズルは、Ｖ字状に配列されていることを特徴とする線描画方法。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか１項に記載の線描画方法において、
前記液滴吐出ヘッドから吐出する液体は、導電性微粒子を揮発性の分散媒に分散させたものであることを特徴とする線描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は線描画装置及び線描画方法に係り、特に、インクジェット方式を用いた配線描画装置等におけるバルジやジャギーの発生を防止する線描画技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、インクジェット方式を用いて基板上に電子回路の配線パターンを直接描画する方法が提案されている（特許文献１、２）。即ち、インクジェット方式の吐出ヘッド（インクジェットヘッド）から導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液を液滴化して吐出し、基板上に所望の配線パターンを直接描画することで、所望の配線パターンを有するプリント配線板を得ることができる。
【０００３】
このような方法は、プリント配線板の製造に限らず、様々なデバイス（例えば、プラズマ型表示装置、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置など）の導電膜配線、カラーフィルタの構成要素となる膜などを形成する手段として好適に利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５７８１６２号公報
【特許文献２】特開２００４−３５１３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インクジェット方式で線描画を行う場合、隣接して打滴された液滴同士が合一して線の一部にコブ状の大きな膨らみ（バルジ）ができたり、線の輪郭が滑らかな直線にならずに、ギザギサの凹凸（ジャギー）ができたりすることがある。
【０００６】
特に、電子回路の配線を形成する場合、上記バルジやジャギーの発生によって所望の電気的特性（抵抗値等）が得られなかったり、接続信頼性が悪化したりするなどの問題があり、バルジ・ジャギーの発生を防止することが要求される。かかるバルジ・ジャギーの発生を防止するために、隣接ドットの打滴時間間隔を短くし、複数滴を用いた大きな固まりで平衡状態を作る手法が有効である。
【０００７】
このためには、高周波吐出を実施するか、或いは、吐出ヘッドを傾けて走査方向に対してノズル列を斜めにし、隣接ドットの記録を異なるノズルで行うことで擬似的に隣接打滴点の着弾間隔を短くする方法が有効であると考えられる。
【０００８】
しかし、前者は高周波吐出の限界があり、後者はヘッド（ノズル列）の長さが非常に長くなるという課題がある。特許文献１，２では、これら２つの課題を両方とも解決しつつ、均一な線描画を実現する手段は示されていない。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、上記の課題を解決し、バルジやジャギーの発生を防止して、均一な線幅の線分を形成することができる線描画装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明に係る線描画装置は、２次元に配列された複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドと、前記ノズルから吐出した液滴を着弾させる基板に対して前記液滴吐出ヘッドを相対移動させる移動手段と、前記移動手段による前記相対移動とともに前記液滴吐出ヘッドからの打滴を制御する制御手段とを備え、前記複数のノズルは、前記相対移動による描画時の走査方向と直交する第１方向へ一定間隔でずれながら前記走査方向又はその反対方向である第２方向へ配列され、更に当該第２方向のノズル列の端から前記第２方向と反対方向である第３方向へと折り返されて、前記第１方向へ前記一定間隔でずれながら前記第３方向へ２つ以上配列され、前記第１方向へずれながら前記第２方向へ配列されたノズル列と前記走査方向とのなす角度を＋θとするときに、前記第１方向へずれながら前記第３方向へ配列されたノズル列と前記走査方向とのなす角度が−θであり、前記複数のノズルのノズル配列における隣接ノズル間距離をl［ｍ］、前記液滴吐出ヘッドから吐出した液体と前記基板との接触角をφとしたとき、前記ノズルから吐出される液滴の吐出体積Ｗ[ｍ３]が以下の式
【００１１】
【数１】
2010169890.tif 000003
【００１２】
を満たし、前記走査方向への前記相対移動とともに前記ノズル配列における異なるノズルから打滴が行われ、これら別々のノズルから吐出された各液滴が前記基板上で前記第１方向に並んで着弾することにより、前記第１方向の直線が描画されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の線描画装置において、前記描画時における走査方向の相対速度ｕ［ｍ／ｓ］が以下の式
【００１４】
【数２】
2010169890.tif 000004
【００１５】
を満たすことを特徴とする態様が好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、描画時に走査速度に応じた打滴時間間隔で順次、異なるノズルによる打滴が行われ、これら別々のノズルから打滴された液滴同士が基板上で確実に合一し、走査方向と垂直な方向に長い均一な直線（線分）を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る線描画装置を示す斜視図
【図２】記録ヘッドを構成するヘッドモジュールの吐出面の平面図
【図３】１つのノズルに対応した吐出素子の立体的構成を示す断面図
【図４】本実施形態に係る線描画装置の制御系を示すブロック図
【図５】線描画のプロセスを示す説明図
【図６】線描画のプロセスを示す説明図
【図７】基板上に着弾した液滴の様子を示す模式図
【図８】基板上で隣接する着弾液滴の様子を示す模式図
【図９】記録ヘッドと基板の相対移動の関係を示す平面図
【図１０】記録ヘッドと基板を相対移動させる他の形態を示す平面図
【図１１】記録ヘッドと基板を相対移動させる他の形態を示す平面図
【図１２】ヘッドモジュールにおける他のノズル配列例を示す図
【図１３】ヘッドモジュールにおける他のノズル配列例を示す図
【図１４】ヘッドモジュールにおける他のノズル配列例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
＜線描画装置の構成＞
図１は本発明の実施形態に係る線描画装置を示す斜視図である。この線描画装置１０は、インクジェット方式により電子回路の配線パターンを線描画する配線描画装置であり、図１に示すように、インクジェットヘッド（以下、「記録ヘッド」という。）１２と、支持プレート１４とを含んで構成される。
【００２０】
支持プレート１４上には、記録ヘッド１２から吐出される液滴を付着させる被描画媒体としての基板１６が固定される。記録ヘッド１２と支持プレート１４は、図示せぬ駆動機構によって相対移動可能であり、図１のｘ方向、ｙ方向、ｚ方向、及びｘｙ平面内での回転方向について、両者の位置関係を変更制御することができる。
【００２１】
本例の場合、記録ヘッド１２をｘ方向、ｙ方向及びｚ方向に移動させるヘッド移動手段（ｘ方向移動手段、ｙ方向移動手段、ｚ方向移動手段の組合せ）と、支持プレート１４をｘｙ平面内で回転させる回転手段とを備えているが、記録ヘッド１２と支持プレート１４の相対移動を実現する駆動機構の形態は、この例に限らず、様々な形態が可能である。
【００２２】
描画時には、支持プレート１４と記録ヘッド１２の間のクリアランス（すなわち、支持プレート１４上の基板１６面と記録ヘッド１２の間のクリアランス）が所定値になるようにｚ方向のヘッド位置が調整され、この一定のクリアランスを保って記録ヘッド１２がｘ方向に走査される。記録ヘッド１２をｘ方向に走査しながら、記録ヘッド１２のノズル２２（図２参照）から液滴を吐出することにより、基板１６上にｙ方向の直線を描画することができる。
【００２３】
また、記録ヘッド１２をy方向に移動させることによって、基板１６上の描画位置を変更することができ、基板１６の描画領域の任意の位置に液滴を着弾させることが可能である。更に、支持プレート１４を回転させ、記録ヘッド１２の走査方向（ｘ方向）と基板１６の向き（回転角に応じた姿勢）を変更することにより、基板１６面上で任意の方向の直線を描画することができる。
【００２４】
本実施形態では、記録ヘッド１２と基板１６とをｘ方向に相対的に走査しながら、記録ヘッド１２のノズル２２から導電性微粒子を含有する機能性液体を吐出して直線状のパターンを描画する。
【００２５】
配線描画に用いる機能性液体として、本例では、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液を用いる。導電性微粒子としては、例えば、銀ナノ粒子が用いられ、分散媒としては、揮発性溶媒、例えば水又はテトラデカンが用いられる。なお、導電性微粒子は、銀に限らず、金、銅、パラジウム、ニッケルなどでもよい。
【００２６】
基板１６には、樹脂に代表される非浸透性の媒体、或いは、浸透時間が十分に長い低浸透性の媒体が用いられる。
【００２７】
＜記録ヘッドの構成＞
図２は、記録ヘッド１２を構成するヘッドモジュール２０の吐出面（ノズルが形成されている面）の平面図である。図示のように、ヘッドモジュール２０の吐出面には複数のノズル２２がヘッドモジュール２０の長手方向（ｙ方向）の一端部（図２において左端部）から、他方の端部に向かってジクザクの折れ線状に並ぶように形成されている。
【００２８】
すなわち、ノズル２２の配列は、Ｖ字配列を繋ぎ合わせたものであり、走査方向に対して斜め方向の直線上に沿って一定の間隔ｌで複数個（ここでは６個）のノズル２２を並べたノズル列２３Ａと、そのノズル列の端から逆方向の斜め方向に折り返した直線上に複数個のノズル２２を並べたノズル列２３Ｂとがｙ方向に沿って連続して組み合わされたものとなっている。なお、繰り返し単位となるＶ字の配列を構成するノズルの主走査方向のノズル並び数（行数）は本例の態様（６行）に限定されず、３行以上の適宜の行数を採用し得る。
【００２９】
図２に示すノズル配列において、ｙ方向ノズル間隔Ｐｙは一定（等間隔）であり、ヘッド走査方向（ｘ方向）に対して斜めの方向（＋θ方向と−θ方向）に直線状に並ぶ各ノズル列２３Ａ、２３Ｂ内の当該斜め方向の隣接ノズル間隔ｌは一定(等間隔)である。
【００３０】
Ｖ字配列におけるＶ字の一方のノズル列（２３Ａ）と走査方向（ｘ方向）とのなす角度が「＋θ」であるとき、他方のノズル列（２３Ｂ）と走査方向とのなす角度は「−θ」とする。このように、走査方向に対して対称的なＶ字配列の繰り返し単位がｙ方向に沿って連続して繋ぎ合わされた構成となっている。
【００３１】
なお、図２において、記録ヘッド１２の長手方向（ｙ方向）は「第１方向」に相当し、走査方向（ｘ方向）と反対方向の「−ｘ方向」が「第２方向」に相当し、走査方向（ｘ方向）が「第３方向」に相当している。また、第２方向と第３方向の対応関係は入れ替え可能である。
【００３２】
また、図２で説明したヘッドモジュール２０を単独で用いて１つの記録ヘッド１２を構成してもよいし、ヘッドモジュール２０を長手方向に複数本つなぎ合わせて長尺化した記録ヘッドを構成することも可能である。
【００３３】
図３は、１つのノズル２２に対応した吐出素子２１（１チャンネル分の素子ユニット）の立体的構成を示す断面図である。ノズル２２に対応して設けられている圧力室２４は、その平面形状が略正方形となっている。圧力室２４の対角線上の両隅部の一方にノズル２２への流出口が設けられ、他方に圧力室２４への液体の供給口２６が設けられている。なお、圧力室２４の平面形状は、上記の正方形のほか、例えば、四角形（菱形、長方形）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。
【００３４】
図３に示すように、吐出素子２１の圧力室２４は、供給口２６を介して共通流路２８と連通している。共通流路２８は液体の供給源たるタンク（不図示）と連通しており、タンクから供給される液体は共通流路２８を介して各圧力室２４に分配供給される。
【００３５】
圧力室２４の一部の面（図３における天面）を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）３０には個別電極３２を備えた圧電素子３４が接合されている。なお、圧電素子３４の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）又はチタン酸バリウムのような圧電体を用いることができる。
【００３６】
個別電極３２と共通電極間に駆動信号が印加されると、圧電素子３４が変形して圧力室２４の容積が変化する。すると、圧力室２４内の圧力が変化することにより、ノズル２２から液滴が吐出される。そして、液体が吐出された後、圧電素子３４の変位が元に戻ると、共通流路２８から供給口２６を通って新しい液体が圧力室２４に再充填される。
【００３７】
なお、本実施形態では、圧電素子３４の変形によって圧力室２４の液を加圧する方式が採用されているが、上記以外の吐出方式、例えば、圧力室１６２内にヒータを備え、ヒータの加熱による膜沸騰の圧力を利用して液滴を吐出させるサーマル方式を適用してもよい。
【００３８】
＜制御系の説明＞
図４は、線描画装置１０の制御系を示すブロック図である。線描画装置１０は、通信インターフェース４０、システムコントローラ４２、メモリ４６、モータドライバ４８、ヒータドライバ５２、打滴制御部５６、バッファメモリ５８、ヘッドドライバ６０を備えている。
【００３９】
通信インターフェース４０は、ホストコンピュータ８０から送られてくる描画データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース４０としては、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェース、又はセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。なお、この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリを搭載してもよい。
【００４０】
システムコントローラ４２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路を含んでおり、線描画装置１０の各部を制御する制御部である。システムコントローラ４２は、ホストコンピュータ８０との間の通信制御、メモリ４６の読み書き制御等をするとともに、搬送駆動系のモータ５０及びヒータ５４を制御する制御信号を生成する。
【００４１】
プログラム格納部４４には、線描画装置１０の制御プログラムが格納される。システムコントローラ４２はプログラム格納部４４に格納されている種々の制御プログラムを適宜読み出し、制御プログラムを実行する。
【００４２】
メモリ４６は、データの一時記憶領域、及びシステムコントローラ４２が各種の演算を行うときの作業領域として使用される記憶手段である。メモリ４６としては、半導体素子からなるメモリのほか、ハードディスクなどの磁気媒体を用いることができる。
【００４３】
モータ５０は、図１の記録ヘッド１２及び支持プレート１４の少なくとも一方駆動して、記録ヘッド１２と支持プレート１４とを相対的に走査するための駆動機構を駆動するモータである。モータドライバ４８は、システムコントローラ４２からの制御信号に従ってモータ５０を駆動する。
【００４４】
ヒータドライバ５２は、システムコントローラ４２からの制御信号に従ってヒータ５４を駆動する。なお、ヒータ５４には、線描画装置１０の各部に設けられた温度調節用のヒータが含まれる。
【００４５】
ホストコンピュータ８０から送出された描画データは、通信インターフェース４０を介して線描画装置１０に取り込まれ、メモリ４６に一時記憶される。
【００４６】
打滴制御部５６は、システムコントローラ４２の制御に従い、メモリ４６内の描画データから吐出制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した吐出制御信号（吐出データ）をヘッドドライバ６０に供給する制御部である。打滴制御部５６において所要の信号処理が施され、該吐出データに基づいてヘッドドライバ６０を介して記録ヘッド１２の液体の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。
【００４７】
ヘッドドライバ６０は、打滴制御部５６から与えられる吐出データに基づいて記録ヘッド１２の圧電素子３４を駆動する。なお、ヘッドドライバ６０は、ヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を備えていてもよい。
【００４８】
打滴制御部５６には、バッファメモリ５８が備えられており、打滴制御部５６における打滴データ処理時に打滴データやパラメータなどのデータがバッファメモリ５８に一時的に格納される。
【００４９】
なお、バッファメモリ５８は、メモリ４６と兼用することも可能である。また、打滴制御部５６とシステムコントローラ４２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【００５０】
また、図示は省略するが、線描画装置１０は、記録ヘッド１２に液体を供給するための供給系や、記録ヘッド１２のメンテナンスを行うメンテナンス部を備えている。
【００５１】
＜線描画のプロセス＞
図５〜図６は、記録ヘッド１２と基板１６とをｘ方向に相対的に走査して、基板１６上に直線（ｙ方向と平行な線分）を描画するときの様子を模式的に示す図である。図５〜図６において、符号２２はノズル、符号１６は基板の一部分を表しており、図５(ａ)→（ｂ）→（ｃ）→図６（ｄ）→(ｅ)→（ｆ）の順の時系列で描画プロセスが進行する。なお、ここでは、説明を簡単にするために、Ｖ字状に並ぶノズルの数を減らして図示してある。
【００５２】
図５（ａ）は描画前の状態である。この状態から記録ヘッド１２をｘ方向に移動させて基板１６上の所定位置（描画位置）に記録ヘッド１２を到達させる。
【００５３】
記録ヘッド１２が所定の描画位置に到達すると、図５（ｂ）に示すように、Ｖ字配列のノズル群のうち、走査方向（ｘ方向）に向かって先頭となる第１列目のノズル（Ｖ字のボトム頂点に位置するノズル）２２_1によって打滴が行われる。符号７１で示した円形の網点領域は、第１列目のノズル２２_1によって基板１６上に打滴されたドット（着弾液滴）の広がり範囲を表している。
【００５４】
図５（ｂ）に示す段階では、第１列目のノズル２２_1のみから吐出されるため、各ノズル２２_1から打滴された各ドット７１は互いに接することなく、それぞれ独立した孤立ドットとしてｙ方向に沿って一列に並んで形成される。
【００５５】
次いで、図５（ｃ）に示すように、ｘ方向の走査速度に対応した適切な吐出タイミング（駆動周期）で第２列目のノズル２２_2A、ノズル２２_2Bから同時に打滴が行われ、ドット７１を中心としてｙ方向の左右に隣接するドット７２Ａ、７２Ｂが形成される。
【００５６】
本例のノズル配列におけるｙ方向ノズル間隔Ｐyは、着弾液滴の直径２ｒ以下であり（ただし、ｒは着弾液滴の半径を表す。）、基板１６上においてドット７２Ａ、７２Ｂは、それぞれ中心のドット７１と接触し、これら３ドット７２Ａ、７１、７２Ｂは合一する。
【００５７】
次いで、図６（ｄ）に示すように、ｘ方向の走査速度に対応した適切な吐出タイミング（駆動周期）で第３列目のノズル２２_3A、ノズル２２_3Bから同時に打滴が行われ、ドット７２Ａ、７２Ｂの更に外側に隣接するドット７３Ａ、７３Ｂが形成される。
【００５８】
次いで、図６（ｅ）に示すように、ｘ方向の走査速度に対応した適切な吐出タイミング（駆動周期）で第４列目のノズル２２_4A、ノズル２２_4Bから同時に打滴が行われ、ドット７３Ｂ、７３Ｂの更に外側に隣接するドット７４Ａ、７４Ｂが形成される。こうして、ｙ方向に並ぶ着弾液滴が全て繋がり、所定長さの直線（線分）７７が描画される。図６（ｆ）は、直線７７の描画を終えて記録ヘッド１２が移動した様子を示している。ただし、図面上ではドットの位置関係を明示するため、円形のドット形状を残して描いているが、実際には基板１６上で着弾液滴同士が合一することにより、直線７７の輪郭はドットに対応した凹凸のない真っ直ぐの直線となり、ジャギーレスの直線が形成される。
【００５９】
このように、１回の走査で１本の直線７７を端から端まで全て描画し、この描画時に打滴される液滴は全て別の（異なる）ノズルから吐出される。
【００６０】
なお、記録ヘッド１２におけるノズル配列うち一部のノズルを利用することによって長さの異なる直線を描くことが可能である。描くべき直線の長さに応じてその直線の端から端までに対応するノズル範囲が決定され、当該決定されたノズル範囲内のノズルを全て使用して、上記図５，６と同様の打滴制御を行うことにより、所望長さの線分が形成される。
【００６１】
＜打滴条件について＞
ヘッドモジュール２０の隣接ノズル間距離をｌ［ｍ］、ヘッドから吐出した液体と、これを着弾させる基板１６との接触角をφとしたとき、液滴の吐出体積Ｗ［ｍ３］、記録ヘッド１２と基板１６の相対速度（走査速度）ｕ［ｍ／ｓ］がそれぞれ以下の式（数３，数４）を満たす。
【００６２】
【数３】
2010169890.tif 000005
【００６３】
【数４】
2010169890.tif 000006
【００６４】
＜条件式（数１）の導出＞
図７は、吐出体積Ｗの液滴が基板１６に着弾したときの着弾液滴の様子を示したものである。着弾液滴の直径２ｒ、液高さｈとするとき、接触角φは、次式で表される。
【００６５】
【数５】
2010169890.tif 000007
【００６６】
また、吐出体積Ｗは、次式で表される。
【００６７】
【数６】
2010169890.tif 000008
【００６８】
図８に示すように、基板１６上で隣接した着弾液滴が合一するための条件は、着弾液滴中心間距離が着弾液滴直径以下（半径の２倍以下）である。この条件を満たすためには、着弾液滴直径２ｒが着弾間隔以上となればよい。
【００６９】
本例の場合、着弾間隔はｙ方向ノズル間隔Ｐｙであり、この値は、図２で説明したとおり、「ｌ×sinθ」であるから、隣接着弾液滴の合一条件は次式となる。
【００７０】
【数７】
2010169890.tif 000009
【００７１】
よって、数６、数７の式から、液滴体積Ｗの条件は数１（数３）の式となる。
【００７２】
＜打滴の時間間隔（打滴周波数）について＞
次に、バルジ／ジャギーレスとなる打滴の時間間隔の条件について説明する。
【００７３】
表１は、液滴サイズ（吐出体積）＝１０［pl(ピコリットル)］、着弾液滴径＝５５［μｍ］として（即ち、数６の条件式を満たす条件下で）、１秒間に液滴を打滴する回数（印字周波数）とドットピッチとを変えて線を描画したときの線幅の安定性（バルジ・ジャギーの発生状況）を調べたものである。
【００７４】
【表１】
2010169890.tif 000010
【００７５】
表１では、描画された線についてバルジ・ジャギーの発生を目視評価し、実用上問題のない良好なレベル（OK）を「○」、不良なレベル（NG）を「×」とした。表１の実験結果によれば、印字周波数を１０００Ｈｚ以上にした場合に、線幅が安定し、バルジ及びジャギーが発生しないという結果が得られた。
【００７６】
ここで、記録ヘッド１２と基板１６の相対速度（ｘ方向への走査速度）をｕ［ｍ／ｓ］、記録ヘッド１２の隣接ノズル間距離（ノズルの中心間距離）をｌ［ｍ］とすると、基板１６上でｙ方向に並ぶ隣接ドットを打滴する時間間隔は（l×cosθ）／ｕであり、打滴周波数はこの逆数である。
【００７７】
したがって、表１が示す好ましい打滴周波数（Ｖ字ノズル配列における隣接ノズルの駆動周波数）の条件から数２（数４）の式が得られる。
【００７８】
このように、数１、数２を満たす条件で描画を行うことにより、走査方向と直交する方向（ｙ方向）に、バルジレス、ジャギーレスの直線を形成することができる。
【００７９】
＜２次元パターンの描画について＞
本実施形態に係る線描画装置１０の場合、図９に示すように、記録ヘッド１２のｘ方向及びｙ方向移動と、基板１６の回転（ｘｙ面内の回転）の組合せによって、基板１６面上の任意の位置に、任意の直線を描画することができる（長さや線の方向も自由に設定可能）。
【００８０】
すなわち、描画したい線の方向と垂直な方向に記録ヘッド１２が移動し、基板１６がその向きへと回転する。描画すべき線分ごとに、記録ヘッド１２と基板１６の相対位置を適宜変更することにより、基板１６上に所望の２次元パターンを描画できる。かかる描画後に乾燥処理などによって分散媒を除去することにより、配線パターンが完成する。
【００８１】
本実施形態によれば、基板上に均一な線幅による配線パターンを形成した電子回路基板を製造することがすることができる。
【００８２】
＜線描画装置の他の構成例１＞
記録ヘッド１２と基板１６を相対移動させる手段の構成は、図１、図９で説明した例に限定されず、様々な変形例が可能である。例えば、図１０に示す態様では、記録ヘッド１２をｙ向（ヘッド長手方向）に移動させる手段を備えるとともに、基板１６をｘ方向に移動させる手段（ｘ方向移動手段）と、基板１６をｘｙ面内で回転させる回転手段とを備える。すなわち、基板１６は、回転ステージとｘ方向直動機構とを組み合わせた支持機構に固定される。
【００８３】
描画時には、基板１６をｘ方向に移動させることにより、描画したい線の方向と垂直な方向に記録ヘッド１２と基板１６を相対移動（走査）させる。また、基板１６は、描画線を描ける方向に回転が可能である。
【００８４】
＜線描画装置の他の構成例２＞
図１１に示す態様では、基板１６を固定（不動）とし、記録ヘッド１２について、ｘ方向、ｙ方向及び回転方向の各移動を可能とする手段を備える。かかる態様により、記録ヘッド１２を描画したい位置に移動させるとともに、描画したい線の方向に合わせて記録ヘッド１２を回転させる。そして、描画時に描画したい線の方向と垂直な方向に記録ヘッド１２を移動させる。これにより、図９、図１０の形態と同様に、基板１６上の任意の位置に任意の直線を描画することができる。
【００８５】
図９〜図１１で例示した形態の他、記録ヘッド１２をｘ方向に移動させるｘ方向移動手段を備える一方、基板１６をｙ方向へ移動させるｙ方向移動手段と、基板１６をｘｙ面内で回転させる回転手段とを備える態様なども可能である。
【００８６】
＜ノズル配列の変形例＞
本発明の実施に際しては、図２で説明したＶ字配列の繋ぎ合わせからなるノズル配列に限らない。本発明の実施に好適なノズル配列の変形例について図１２〜図１４に例示する。
【００８７】
図１２に示すようにＷ字状の配列要素を繋ぎ合わせた形態が可能である。また、図１３に示すようにＶ字状の配列要素を階段状に繋ぎあわせた形態が可能である。更に、図１４に示すように、Ｖ字状の配列要素とＷ字状の配列要素とを組み合わせた形態も可能である。これら何れの形態においても、走査方向に向かう先頭のノズル（図の最下段に位置する第１行目のノズル）から打滴を開始し、走査速度に応じた打滴時間間隔で、第２行目のノズル、第３行目のノズル、…の順に順次打滴を行うことにより、走査方向と直交する方向に一列に並ぶドット列からなる直線のパターンを描画することができる。
【００８８】
すなわち、描画すべき線分の長さに対して、その線分の一方の端（始点）から他方の端（終点）までの間のノズルを全て使用するものとし、ノズル配列と走査方向の関係により、走査の順に一番近い（先頭列の）ノズルから打滴を開始し、走査速度とノズル配置から定まる時間間隔で、順次、異なるノズル（隣接ノズル）の打滴を続けることにより、１回走査でヘッド長手方向の直線(線分)を描くことができる。
【００８９】
＜他の装置構成への適用例＞
上記の実施形態では電子回路基板の配線描画装置への適用を例示したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されず、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、微細構造物形成装置など、線状の画像パターンを形成し得る様々な装置に適用可能である。
【００９０】
＜付記＞
上記に詳述した実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
【００９１】
（発明１）：２次元に配列された複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドと、前記ノズルから吐出した液滴を着弾させる基板に対して前記液滴吐出ヘッドを相対移動させる移動手段と、前記移動手段による前記相対移動とともに前記液滴吐出ヘッドからの打滴を制御する制御手段とを備え、前記複数のノズルは、前記相対移動による描画時の走査方向と直交する第１方向へ一定間隔でずれながら前記走査方向又はその反対方向である第２方向へ配列され、更に当該第２方向のノズル列の端から前記第２方向と反対方向である第３方向へと折り返されて、前記第１方向へ前記一定間隔でずれながら前記第３方向へ２つ以上配列され、前記第１方向へずれながら前記第２方向へ配列されたノズル列と前記走査方向とのなす角度を＋θとするときに、前記第１方向へずれながら前記第３方向へ配列されたノズル列と前記走査方向とのなす角度が−θであり、前記複数のノズルのノズル配列における隣接ノズル間距離をl［ｍ］、前記液滴吐出ヘッドから吐出した液体と前記基板との接触角をφとしたとき、前記ノズルから吐出される液滴の吐出体積Ｗ[ｍ３]が以下の式
【００９２】
【数８】
2010169890.tif 000011
【００９３】
を満たし、前記走査方向への前記相対移動とともに前記ノズル配列における異なるノズルから打滴が行われ、これら別々のノズルから吐出された各液滴が前記基板上で前記第１方向に並んで着弾することにより、前記第１方向の直線が描画されることを特徴とする線描画装置。
【００９４】
（発明２）：発明１に記載の線描画装置において、前記描画時における走査方向の相対速度ｕ［ｍ／ｓ］が以下の式
【００９５】
【数９】
2010169890.tif 000012
【００９６】
を満たすことを特徴とする線描画装置。
【００９７】
発明２の条件を満たして隣接ドットの打滴時間間隔を短くすることにより、基板上で隣接着弾液滴同士が合一して大きな固まりとして平衡状態となるため、バルジレス、ジャギーレスの直線を描くことができる。
【００９８】
（発明３）：発明１又は２に記載の線描画装置において、前記走査方向への１回の走査で前記直線が描画されることを特徴とする線描画装置。
【００９９】
本発明によれば、走査１回で１本の線を端から端まで描画することができる。
【０１００】
（発明４）：発明１乃至３のいずれか１項に記載の線描画装置において、前記複数のノズルは、Ｖ字状に配列されていることを特徴とする線描画装置。
【０１０１】
液滴吐出ヘッドにおけるノズル配置形態として、少なくとも１つのＶ字配列を含む配置形態が好ましく、Ｖ字配列が複数回繰り返されるジグザク形状の配列形態も好ましい。
【０１０２】
（発明５）：発明１乃至４のいずれか１項に記載の線描画装置において、前記液滴吐出ヘッドから吐出する液体は、導電性微粒子を揮発性の分散媒に分散させたものであることを特徴とする線描画装置。
【０１０３】
発明５の態様は、配線描画装置やデバイス製造装置など、電子部品や電子回路のパターンを形成するパターン形成装置に好適である。
【０１０４】
（発明６）：２次元に配列された複数のノズルを有する液滴吐出ヘッドと基板を相対移動させながら、前記液滴吐出ヘッドから前記基板に向けて液滴を吐出して前記基板上に複数の液滴を着弾させることにより、前記基板上に線を描画する線描画方法であって、前記複数のノズルは、前記相対移動による描画時の走査方向と直交する第１方向へ一定間隔でずれながら前記走査方向又はその反対方向である第２方向へ配列され、更に当該第２方向のノズル列の端から前記第２方向と反対方向である第３方向へと折り返されて、前記第１方向へ前記一定間隔でずれながら前記第３方向へ２つ以上配列され、前記第１方向へずれながら前記第２方向へ配列されたノズル列と前記走査方向とのなす角度を＋θとするときに、前記第１方向へずれながら前記第３方向へ配列されたノズル列と前記走査方向とのなす角度が−θであり、前記複数のノズルのノズル配列における隣接ノズル間距離をl［ｍ］、前記液滴吐出ヘッドから吐出した液体と前記基板との接触角をφとしたとき、前記ノズルから吐出される液滴の吐出体積Ｗ[ｍ３]が以下の式
【０１０５】
【数１０】
2010169890.tif 000013
【０１０６】
を満たし、前記走査方向への前記相対移動とともに前記ノズル配列における異なるノズルから打滴を行い、これら別々のノズルから吐出した各液滴を前記基板上で前記第１方向に並べて着弾させることにより、前記第１方向の直線を描画することを特徴とする線描画方法。
【０１０７】
（発明７）：発明６に記載の線描画方法において、前記描画時における走査方向の相対速度ｕ［ｍ／ｓ］が以下の式
【０１０８】
【数１１】
2010169890.tif 000014
【０１０９】
を満たすことを特徴とする線描画方法。
【０１１０】
（発明８）：発明６又は７に記載の線描画方法において、前記走査方向への１回の走査で前記直線が描画されることを特徴とする線描画方法。
【０１１１】
（発明９）：発明６乃至８のいずれか１項に記載の線描画方法において、前記複数のノズルは、Ｖ字状に配列されていることを特徴とする線描画方法。
【０１１２】
（発明１０）：発明６乃至９のいずれか１項に記載の線描画方法において、前記液滴吐出ヘッドから吐出する液体は、導電性微粒子を揮発性の分散媒に分散させたものであることを特徴とする線描画方法。
【０１１３】
また、発明６乃至発明１０のいすれか１項に記載の線描画方法を用いる電子回路基板の製造方法、配線パターン形成方法、デバイス製造方法が提供される。
【符号の説明】
【０１１４】
１０…線描画装置、１２…記録ヘッド、１４…支持プレート、１６…基板、２０…ヘッドモジュール、２２…ノズル、２４…圧力室、３４…圧電素子、４２…システムコントローラ、５０…モータ、５６…打滴制御部
【図１】
2010169890.tif 000021
【図２】
2010169890.tif 000022
【図３】
2010169890.tif 000023
【図４】
2010169890.tif 000024
【図５】
2010169890.tif 000025
【図６】
2010169890.tif 000026
【図７】
2010169890.tif 000027
【図８】
2010169890.tif 000028
【図９】
2010169890.tif 000029
【図１０】
2010169890.tif 000030
【図１１】
2010169890.tif 000031
【図１２】
2010169890.tif 000032
【図１３】
2010169890.tif 000033
【図１４】
2010169890.tif 000034