(57)【要約】【課題】液滴を吐出する吐出口の微細化を容易にして、液滴からなるパターンの微細化を容易にさせたパターン形成方法及び液滴吐出装置を提供する。【解決手段】キャビティ２４の上側に、透過プレート２７と遮光プレート２９を配設して、各ノズルＮと相対向する遮光プレート２９の位置に、キャビティ２４内にレーザ光を照射可能にする照射孔２９ｈを貫通形成するようにした。また、遮光プレート２９の上方に、金属インクＦを流動可能なレーザ光を出射する半導体レーザ１９Ａを配設するとともに、各照射孔２９ｈと半導体レーザ１９Ａとの間に、各照射孔２９ｈに対応するミラー素子１９Ｄを備えた光変調器１９Ｃを配設するようにした。そして、各ミラー素子１９Ｄを、それぞれ「照射位置」と「非照射位置」との間で変位させて、半導体レーザ１９Ａからのレーザ光の進行方向を、対応するキャビティ２４に対して変調させるようにした。【選択図】図３
2007167741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する液滴吐出装置において、
前記液滴を吐出する吐出口を有した液体を貯留する複数の貯留室と、
前記液体を流動させるレーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を変調する複数の光変調素子を有して、前記各光変調素子の変調したレーザ光を、それぞれ対応する前記貯留室の液体に照射させる光変調手段と、
前記光変調手段を駆動制御して、選択した前記貯留室の液体に前記レーザ光を照射させる照射制御手段と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
液滴を吐出する液滴吐出装置において、
前記液滴を吐出する吐出口を有した液体を貯留する複数の貯留室と、
前記液体を気化させるレーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を変調する複数の光変調素子を有して、前記各光変調素子の変調したレーザ光を、それぞれ対応する前記貯留室の液体に照射させる光変調手段と、
前記光変調手段を駆動制御して、選択した前記貯留室の液体に前記レーザ光を照射させる照射制御手段と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液滴吐出装置において、
前記照射制御手段は、前記光変調手段を駆動制御して、前記レーザ光の少なくとも方向、強度、波長、焦点位置、焦点深度のいずれか１つを変調することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の液滴吐出装置において、
前記光変調素子は、ミラー素子、液晶素子、磁気光学素子のいずれか１つを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液滴吐出装置において、
前記貯留室は、
対応する前記光変調素子からのレーザ光を前記貯留室内に透過する透過部と、
対応する前記光変調素子からのレーザ光を前記貯留室内に対して遮光する遮光部と、を備え、
前記照射制御手段は、
前記液滴を吐出させるときに、前記光変調素子からのレーザ光を対応する前記貯留室の前記透過部に導いて、前記液滴を吐出させないときに、前記光変調素子からのレーザ光を対応する前記貯留室の前記遮光部に導くことを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対象物に画像パターンを形成する画像形成装置には、対象物上の各位置に、画像データに基づく液滴を吐出させるとともに、同対象物に着弾した液滴を乾燥させることによって画像パターンを形成させる、いわゆる液滴吐出装置が知られている。
【０００３】
こうした液滴吐出装置には、一般的に、液滴を吐出する吐出口（ノズル）と連通して液体を貯留するキャビティと、そのキャビティ内の液体を加圧する圧電素子や抵抗加熱素子等の加圧手段が設けられている。そして、圧電素子を伸張・縮小させてキャビティの体積を増減させたり、あるいは抵抗加熱素子を加熱してキャビティ内に気泡を形成させたりすることによって、ノズル内に形成される気液界面（メニスカス）を振動させている（例えば、特許文献１）。これによって、振動するメニスカスの一部から、所定容量の液体を液滴として吐出させるようにしている。
【特許文献１】特開２００５−２８０２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記する液滴吐出装置では、液体を貯留するキャビティ（ノズル）毎に、それぞれ圧電素子や抵抗加熱素子等の加圧手段を必要とする。そのため、ノズルのサイズや形成ピッチが、圧電素子や抵抗加熱素子等の配置位置やサイズ等に制約されて、その微細化を困難にさせる問題があった。ひいては、対象物上に形成するパターンの微細化を困難にさせる問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、液滴を吐出する吐出口の微細化を容易にして、液滴からなるパターンの微細化を容易にさせた液滴吐出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液滴吐出装置は、液滴を吐出する液滴吐出装置において、前記液滴を吐出する吐出口を有した液体を貯留する複数の貯留室と、前記液体を流動させるレーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光を変調する複数の光変調素子を有して、前記各光変調素子の変調したレーザ光を、それぞれ対応する前記貯留室の液体に照射させる光変調手段と、前記光変調手段を駆動制御して、選択した前記貯留室の液体に前記レーザ光を照射させる照射制御手段と、を備えた。
【０００７】
本発明の液滴吐出装置によれば、液体を流動させるレーザ光を、各光変調素子の変調によって、対応する貯留室の液体に照射させることができる。従って、光変調手段と貯留室との間に、レーザ光の光路分の空間を形成するだけで、選択した吐出口から、液滴を吐出させることができる。その結果、貯留室や吐出口の設計の自由度を拡張させることができ、同貯留室や吐出口の微細化を図ることができる。ひいては、液滴からなるパターンの微細化を容易にさせることができる。
【０００８】
本発明の液滴吐出装置は、液滴を吐出する液滴吐出装置において、前記液滴を吐出する吐出口を有した液体を貯留する複数の貯留室と、前記液体を気化させるレーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光を変調する複数の光変調素子を有して、
前記各光変調素子の変調したレーザ光を、それぞれ対応する前記貯留室の液体に照射させる光変調手段と、前記光変調手段を駆動制御して、選択した前記貯留室の液体に前記レーザ光を照射させる照射制御手段と、を備えた。
【０００９】
本発明の液滴吐出装置によれば、液体を気化させるレーザ光を、複数の光変調素子の変調によって、対応する貯留室の液体に照射させることができる。従って、光変調手段と貯留室との間に、レーザ光の光路分の空間を形成するだけで、選択した吐出口から、液滴を吐出させることができる。その結果、貯留室や吐出口の設計の自由度を拡張させることができ、同貯留室や吐出口の微細化を図ることができる。ひいては、液滴からなるパターンの微細化を容易にさせることができる。
【００１０】
この液滴吐出装置において、前記照射制御手段は、前記光変調手段を駆動制御して、前記レーザ光の少なくとも方向、強度、波長、焦点位置、焦点深度のいずれか１つを変調するようにしてもよい。
【００１１】
この液滴吐出装置によれば、各貯留室に照射させるレーザ光の少なくとも方向、強度、波長、焦点位置、焦点深度のいずれか１つを変調させることができる。従って、レーザ光の照射によって吐出できる液体の種別を拡張させることができる。
【００１２】
この液滴吐出装置において、前記光変調素子は、ミラー素子、液晶素子、磁気光学素子のいずれか１つを備えるようにしてもよい。
この液滴吐出装置によれば、レーザ光源からのレーザ光を、ミラー素子、液晶素子、磁気光学素子のいずれか１つを備えた光変調素子によって変調させることができ、その変調させたレーザ光を、対応する貯留室の液体に照射させることができる。
【００１３】
この液滴吐出装置において、前記貯留室は、対応する前記光変調素子からのレーザ光を前記貯留室内に透過する透過部と、対応する前記光変調素子からのレーザ光を前記貯留室内に対して遮光する遮光部と、を備え、前記照射制御手段は、前記液滴を吐出させるときに、前記光変調素子からのレーザ光を対応する前記貯留室の前記透過部に導いて、前記液滴を吐出させないときに、前記光変調素子からのレーザ光を対応する前記貯留室の前記遮光部に導くようにしてもよい。
【００１４】
この液滴吐出装置によれば、液滴を吐出させるときのみに、より確実に、貯留室内の液体にレーザ光を照射させることができる。従って、液滴の吐出動作を、より安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１において、液滴吐出装置１０には、直方体形状に形成される基台１１が備えられるとともに、その基台１１の上面には、その長手方向（Ｘ矢印方向）に沿って延びる一対の案内溝１２が形成されている。その基台１１の上方には、基台１１に設けられたＸ軸モータＭＸ（図５の左上参照）の出力軸に駆動連結されるステージ１３が、前記案内溝１２に沿ってＸ矢印方向及び反Ｘ矢印方向に往復動する（Ｘ矢印方向に沿って走査される）ようになっている。そのステージ１３の上側には、対象物としての基板Ｓｂを載置可能にする載置面１４が形成されるとともに、載置された基板Ｓｂを位置決め固定するようになっている。
【００１６】
基台１１のＹ矢印方向両側には、門型に形成されたガイド部材１５が配設されるとともに、そのガイド部材１５には、Ｙ矢印方向に延びる上下一対のガイドレール１６が形成されている。そのガイド部材１５には、ガイド部材１５に設けられたＹ軸モータＭＹ（図５
の左下参照）の出力軸に駆動連結されるキャリッジ１７が、前記ガイドレール１６に沿ってＹ矢印方向及び反Ｙ矢印方向に往復動する（Ｙ矢印方向に沿って走査される）ようになっている。
【００１７】
キャリッジ１７の内部には、液体としての金属インクＦ（図３参照）を導出可能に収容するインクタンク１８が配設されて、収容する金属インクＦを導出するようになっている。また、キャリッジ１７の内部には、レーザユニット１９が配設されて、レーザ光Ｌ（図４参照）をキャリッジ１７の下方に向かって出射させるようになっている。さらに、キャリッジ１７の下側には、液滴吐出ヘッド（以下単に、吐出ヘッドという。）２０が配設されている。すなわち、キャリッジ１７は、これらインクタンク１８、レーザユニット１９及び吐出ヘッド２０を搭載して、Ｙ矢印方向及び反Ｙ矢印方向に走査されるようになっている。
【００１８】
図２は、キャリッジ１７を下方（ステージ１３側）から見た斜視図であって、図３は、キャリッジ１７を反Ｘ矢印方向側から見た概略側面図である。
図２において、吐出ヘッド２０の下側（図２において上側）には、四角板状のシリコン基板からなるノズルプレート２１が配設されている。そのノズルプレート２１の下面（図２において上面：ノズル形成面２１ａ）には、Ｘ矢印方向に沿って等ピッチに配列形成される複数の吐出口（ノズルＮ）が、基板Ｓｂの法線方向（Ｚ矢印方向）に沿って貫通形成されている。本実施形態では、基板Ｓｂ上の位置であって、各ノズルＮと相対向する位置を、着弾位置ＰＦ（図３参照）という。
【００１９】
図３において、ノズルプレート２１の上側には、ノズルプレート２１と略同じサイズのシリコン基板からなるキャビティプレート２２が貼り合わされて、そのキャビティプレート２２の各ノズルＮの上側をＺ矢印方向に貫通して貯留室としてのキャビティ２４が形成されている。各キャビティ２４の一側（図３における右側）には、それぞれ対応する連通孔２５がＹ矢印方向に沿って形成されるとともに、その各連通孔２５が、それぞれ共通する供給路２６に連結されている。
【００２０】
キャビティプレート２２の上側には、キャビティプレートと略同じサイズで形成されて透過部を構成する透過プレート２７が貼り合わされている。透過プレート２７は、その上方からの光を、キャビティ２４内（金属インクＦ内）に導入可能な無色透明のガラス基板で形成されるとともに、ノズルプレート２１及びキャビティプレート２２の機械的強度を補強可能な厚さで形成されている。その透過プレート２７の一側（図３における右側）には、前記供給路２６を前記インクタンク１８に連結される連結孔２８が貫通形成されて、インクタンク１８の導出する金属インクＦを、供給路２６に導入するようになっている。そして、インクタンク１８からの金属インクＦが供給路２６に導出されると、導出された金属インクＦは、各連通孔２５及び各キャビティ２４を介して、対応するノズルＮ内に供給されるようになっている。
【００２１】
透過プレート２７の上側（前記レーザユニット１９側）には、透過プレート２７の上面略全体を覆うように、遮光部としての遮光プレート２９が形成されている。遮光プレート２９は、レーザユニット１９からのレーザ光Ｌ（図４上側参照）を吸収する光吸収性材料によって形成されて、透過プレート２７の上面略全体を、前記レーザ光Ｌから遮光させるようになっている。その遮光プレート２９の各ノズルＮと相対向する位置には、それぞれ透過プレート２７までを貫通する照射孔２９ｈが形成されて、各キャビティ２４に貯留される金属インクＦに対して、対応する照射孔２９ｈを介したレーザ光Ｌの照射を許容するようになっている。
【００２２】
図３において、レーザユニット１９には、そのＹ矢印方向側（前記各照射孔２９ｈから
離間する側）から順に、レーザ光源としての半導体レーザ１９Ａ、光学系１９Ｂ及び光変調手段としての光変調器１９Ｃが配設されている。
【００２３】
半導体レーザ１９Ａは、所定の駆動制御信号（レーザ駆動電圧ＣＯＭ：図５参照）を受けて、金属インクＦの構成材料に基づいて予め選択された所定の波長領域のレーザ光Ｌを出射するようになっている。詳述すると、半導体レーザ１９Ａは、前記レーザ駆動電圧ＣＯＭを受けて、前記金属インクＦを構成する分子（例えば、溶媒や分散媒）の並進運動に変換可能な波長領域のレーザ光Ｌ、すなわち前記金属インクＦを流動可能な波長領域のレーザ光Ｌを出射するようになっている。
【００２４】
光学系１９Ｂには、前記半導体レーザ１９Ａからのレーザ光Ｌを平行光束にするコリメータや、コリメータからのレーザ光ＬをＸ矢印方向（図３において紙面に垂直方向）に延びる帯状のレーザ光Ｌに成形するシリンドリカルレンズ等が備えられている。そして、光学系１９Ｂは、半導体レーザ１９Ａからのレーザ光ＬをＸ矢印方向に延びる帯状のレーザ光Ｌにして、光変調器１９Ｃに導くようになっている。
【００２５】
光変調器１９Ｃには、図２に示すように、前記各ノズルＮに対応する光変調素子としての複数のミラー素子１９Ｄが、Ｘ矢印方向（ノズルＮの配列方向）に沿って一列に配列されている。各ミラー素子１９Ｄは、所定の駆動制御信号（ミラー制御信号ＳＩ：図５参照）を受けて、それぞれＸ矢印方向に沿う回動軸を中心にして回動するデジタルミラーデバイスである。そして、光変調器１９Ｃにミラー制御信号ＳＩを供給すると、各ミラー素子１９Ｄは、それぞれ光学系１９Ｂからのレーザ光Ｌの進行方向をミラー制御信号ＳＩに対応させて変調させるようになっている。
【００２６】
詳述すると、各ミラー素子１９Ｄは、それぞれレーザ光Ｌを金属インクＦに照射させるための信号を受けて、図４に示す実線位置（「照射位置」）に配置されるようになっている。「照射位置」に配置される各ミラー素子１９Ｄは、光学系１９Ｂからのレーザ光Ｌを受けて、そのレーザ光Ｌを反Ｚ矢印方向に反射させるとともに、反射したレーザ光Ｌの進行方向を、対応する照射孔２９ｈに向けて変調するようになっている。また、「照射位置」に配置される各ミラー素子１９Ｄは、照射孔２９ｈ及び透過プレート２７を介して、反射したレーザ光Ｌを、対応するノズルＮの直上に集光させる、すなわち、レーザ光Ｌの焦点位置Ｋを、対応するノズルＮ直上の金属インクＦの領域に形成するようになっている。
【００２７】
そして、ミラー素子１９Ｄを「照射位置」に配置して、ミラー素子１９Ｄからのレーザ光Ｌを金属インクＦに照射すると、レーザ光Ｌは、その光エネルギーを、同レーザ光Ｌの照射方向（反Ｚ矢印方向）に沿う金属インクＦの並進運動に急峻に変換させて減衰する。
【００２８】
この際、キャビティ２４内では、連通孔２５を介した流路抵抗によって、レーザ光Ｌによる金属インクＦの並進運動の殆どが、その照射方向（反Ｚ矢印方向）に沿って伝達される。すなわち、ミラー素子１９Ｄに対応するレーザ光Ｌは、焦点位置Ｋの近傍の金属インクＦを、そのレーザ光Ｌの強度に対応する重量（容量）だけ、照射方向（反Ｚ矢印方向：図４の矢印方向）に沿って流動させて減衰する。反Ｚ矢印方向に流動する金属インクＦは、対応するノズルＮ内の気液界面（メニスカスＭ）を、流動した金属インクＦの分だけ、反Ｚ矢印方向に急峻に突出させるとともに、その界面の一部を、液滴Ｆｂとして吐出させる。吐出された液滴Ｆｂは、反Ｚ矢印方向に飛行して、対応する着弾位置ＰＦに着弾する。
【００２９】
尚、液滴Ｆｂを吐出したキャビティ２４内には、吐出した液滴Ｆｂの容量に対応する負圧が生成されるとともに、その負圧を補償するように、吐出した液滴Ｆｂの容量と同容量の金属インクＦが、インクタンク１８から供給される。そして、液滴Ｆｂを吐出したメニ
スカスＭは、インクタンク１８からの金属インクＦの供給を受けて、その位置及び形状を、液滴Ｆｂを吐出する前の状態に戻す。
【００３０】
一方、各ミラー素子１９Ｄは、それぞれレーザ光Ｌを金属インクＦに照射させないための信号を受けて、図４に示す破線位置（「非照射位置」）に配置されるようになっている。「非照射位置」に配置される各ミラー素子１９Ｄは、光学系１９Ｂからのレーザ光Ｌを受けて、そのレーザ光Ｌを下方に反射させるとともに、反射したレーザ光Ｌを、対応する照射孔２９ｈから離間した遮光プレート２９の領域に導くようになっている。
【００３１】
そして、ミラー素子１９Ｄを「非照射位置」に配置して、ミラー素子１９Ｄからのレーザ光Ｌを遮光プレート２９に照射すると、レーザ光Ｌは、その光エネルギーを、遮光プレート２９の熱エネルギーに変換させて減衰する。すなわち、ミラー素子１９Ｄに対応するレーザ光Ｌは、金属インクＦに照射させることなく減衰する。
【００３２】
尚、本実施形態の光変調器１９Ｃは、前記ミラー制御信号ＳＩを受けるまで、全てのミラー素子１９Ｄを、「非照射位置」に配置維持させるようになっている。
次に、上記のように構成した液滴吐出装置１０の電気的構成を図５に従って説明する。
【００３３】
図５において、照射制御手段を構成する制御装置３１には、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等が備えられて、ＲＯＭ等に格納された各種データ及び各種プログラムに従って、ステージ１３及びキャリッジ１７を走査させるとともに、レーザユニット１９（半導体レーザ１９Ａ及び光変調器１９Ｃ）を駆動制御させる。詳述すると、制御装置３１のＲＯＭには、液滴Ｆｂを吐出して基板Ｓｂにパターンを形成するためのビットマップデータＢＭＤが格納されている。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、前記各ミラー素子１９Ｄの配置位置（「非照射位置」あるいは「照射位置」）を規定するデータであって、基板Ｓｂの表面上における各位置に、液滴Ｆｂを吐出させるか否かを規定したデータである。
【００３４】
制御装置３１には、入力装置３２、Ｘ軸モータ駆動回路３３、Ｙ軸モータ駆動回路３４及びレーザユニット駆動回路３５が接続されている。
入力装置３２は、起動スイッチ、停止スイッチ等の操作スイッチを有して制御装置３１に各種操作信号を入力するとともに、基板Ｓｂに形成する画像に関する情報を、既定形式の描画データＩａとして制御装置３１に入力するようになっている。そして、制御装置３１は、入力装置３２からの描画データＩａを受けて、前記ビットマップデータＢＭＤ及び前記レーザ駆動電圧ＣＯＭを生成するようになっている。
【００３５】
Ｘ軸モータ駆動回路３３は、制御装置３１からのＸ軸モータ駆動回路３３に対応する駆動制御信号に応答して、ステージ１３を往復移動させるＸ軸モータＭＸを正転又は逆転させるようになっている。そのＸ軸モータ駆動回路３３には、Ｘ軸モータ回転検出器ＭＥＸが接続されて、Ｘ軸モータ回転検出器ＭＥＸからの検出信号が入力されるようになっている。Ｘ軸モータ駆動回路３３は、Ｘ軸モータ回転検出器ＭＥＸからの検出信号に基づいて、ステージ１３の移動方向及び移動量を演算するとともに、ステージ１３の現在位置に関する情報をステージ位置情報ＳＰＩとして生成するようになっている。そして、制御装置３１は、Ｘ軸モータ駆動回路３３からのステージ位置情報ＳＰＩに基づいて、各種信号を出力するようになっている。
【００３６】
Ｙ軸モータ駆動回路３４は、制御装置３１からのＹ軸モータ駆動回路３４に対応する駆動制御信号に応答して、キャリッジ１７を往復移動させるＹ軸モータＭＹを正転又は逆転させるようになっている。そのＹ軸モータ駆動回路３４には、Ｙ軸モータ回転検出器ＭＥＹが接続されて、Ｙ軸モータ回転検出器ＭＥＹからの検出信号が入力されるようになって
いる。Ｙ軸モータ駆動回路３４は、Ｙ軸モータ回転検出器ＭＥＹからの検出信号に基づいて、キャリッジ１７の移動方向及び移動量を演算するとともに、キャリッジ１７の現在位置に関する情報をキャリッジ位置情報ＣＰＩとして生成するようになっている。そして、制御装置３１は、Ｙ軸モータ駆動回路３４からのキャリッジ位置情報ＣＰＩに基づいて、各種駆動信号を出力するようになっている。
【００３７】
詳述すると、制御装置３１は、ステージ位置情報ＳＰＩとキャリッジ位置情報ＣＰＩに基づいて、キャリッジ１７の往動もしくは復動を開始する前に、キャリッジ１７の１回の走査（一回の往動、もしくは復動）分に対応する前記ビットマップデータＢＭＤを所定のクロック信号に同期させてミラー制御信号ＳＩとして生成するようになっている。そして、制御装置３１は、生成したミラー制御信号ＳＩを、レーザユニット駆動回路３５に順次シリアル転送するようになっている。
【００３８】
また、制御装置３１は、ステージ位置情報ＳＰＩとキャリッジ位置情報ＣＰＩに基づいて、各ノズルＮが基板Ｓｂの直上に位置するタイミングで、吐出タイミング信号ＬＰを順次生成するとともに、生成した吐出タイミング信号ＬＰを、順次レーザユニット駆動回路３５に出力するようになっている。
【００３９】
レーザユニット駆動回路３５には、前記半導体レーザ１９Ａが接続されて、制御装置３１からの前記レーザ駆動電圧ＣＯＭを受けて、そのレーザ駆動電圧ＣＯＭを供給させるようになっている。また、レーザユニット駆動回路３５には、前記光変調器１９Ｃが接続されるとともに、制御装置３１からの前記ミラー制御信号ＳＩを受けて、そのミラー制御信号ＳＩを、各ミラー素子１９Ｄに対応させて順次シリアル／パラレル変換するようになっている。そして、レーザユニット駆動回路３５は、制御装置３１からの吐出タイミング信号ＬＰを受ける毎に、シリアル／パラレル変換したミラー制御信号ＳＩに基づいて、選択された各ミラー素子１９Ｄの配置位置を、それぞれ「照射位置」に回動させるようになっている。
【００４０】
次に、上記構成からなる液滴吐出装置１０を使用して、金属インクＦからなるパターンを形成する方法について説明する。
まず、図１に示すように、ステージ１３上に、基板Ｓｂを配置固定する。このとき、ステージ１３は、キャリッジ１７よりも反Ｘ矢印方向側に配置されて、キャリッジ１７は、ガイド部材１５の最も反Ｙ矢印方向に配置されている。
【００４１】
この状態から、入力装置３２を操作して描画データＩａを制御装置３１に入力する。すると、制御装置３１は、描画データＩａに基づくビットマップデータＢＭＤを生成して格納するとともに、描画データＩａに基づくレーザ駆動電圧ＣＯＭを生成する。
【００４２】
レーザ駆動電圧ＣＯＭを生成すると、制御装置３１は、Ｘ軸モータ駆動回路３３及びＹ軸モータ駆動回路３４を介して、Ｘ軸モータＭＸ及びＹ軸モータＭＹを駆動制御し、ステージ１３及びキャリッジ１７の走査を開始する。すなわち、制御装置３１は、ステージ１３を所定の周期で順次Ｘ矢印方向に走査しながら、キャリッジ１７を、ステージ１３の走査周期に同期させて、Ｙ矢印方向に沿って往復動（走査）させる。また、制御装置３１は、レーザユニット駆動回路３５を介して、半導体レーザ１９Ａを駆動制御し、半導体レーザ１９Ａからレーザ光Ｌを出射させる。
【００４３】
この間、制御装置３１は、ビットマップデータＢＭＤに基づいたミラー制御信号ＳＩを順次生成するとともに、生成したミラー制御信号ＳＩを、レーザユニット駆動回路３５にシリアル転送して、吐出タイミング信号ＬＰの出力タイミングを待つ。
【００４４】
そして、各ノズルＮが基板Ｓｂの直上に走査されると、制御装置３１は、ステージ位置情報ＳＰＩ及びキャリッジ位置情報ＣＰＩに基づいて、レーザユニット駆動回路３５に、吐出タイミング信号ＬＰの出力を開始する。
【００４５】
すると、レーザユニット駆動回路３５は、制御装置３１からの吐出タイミング信号ＬＰを受けて、ミラー制御信号ＳＩに基づいて選択されたミラー素子１９Ｄのみを「照射位置」に配置移動させるとともに、同ミラー素子１９Ｄに対応するレーザ光Ｌの進行方向を、対応するノズルＮ直上の金属インクＦの領域に向けて変調させる。金属インクＦの領域に向けて出射されたレーザ光Ｌは、キャビティ２４内の焦点位置Ｋの領域で、その照射方向（反Ｚ矢印方向）に沿う金属インクＦの並進運動に変換されて減衰する。
【００４６】
レーザ光Ｌのエネルギーを受けて反Ｚ矢印方向に並進運動（流動）する金属インクＦは、対応するノズルＮ内のメニスカスＭを、反Ｚ矢印方向に急峻に突出させるとともに、その界面の一部を、液滴Ｆｂとして吐出させて、対応する着弾位置ＰＦに着弾させる。そして、液滴Ｆｂを吐出したメニスカスＭは、対応するキャビティ２４内に供給される金属インクＦによって、その位置及び形状を、吐出前の状態に戻す。
【００４７】
これによって、ミラー制御信号ＳＩに基づいて選択されたミラー素子１９Ｄに対応するノズルＮからのみ、液滴Ｆｂを吐出させることができ、同ノズルＮに対応する着弾位置ＰＦにのみ、液滴Ｆｂからなるパターンを形成させることができる。
【００４８】
以後同様に、レーザユニット駆動回路３５は、吐出タイミング信号ＬＰを受ける度に、ミラー制御信号ＳＩに基づいて選択されたミラー素子１９Ｄのみを「照射位置」に配置移動させて、同ミラー素子１９Ｄに対応するノズルＮからのみ、液滴Ｆｂを吐出させる。そして、基板Ｓｂの表面に、ビットマップデータＢＭＤに対応した金属インクＦの液滴Ｆｂからなるドットパターンを形成させる。
【００４９】
次に、上記のように構成した本実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、キャビティ２４の上側に、透過プレート２７と遮光プレート２９を配設して、各ノズルＮと相対向する遮光プレート２９の位置に、キャビティ２４内にレーザ光Ｌを照射可能にする照射孔２９ｈを貫通形成するようにした。また、遮光プレート２９の上方に、金属インクＦを流動可能なレーザ光Ｌを出射する半導体レーザ１９Ａを配設するとともに、各照射孔２９ｈと半導体レーザ１９Ａとの間に、各照射孔２９ｈに対応するミラー素子１９Ｄを備えた光変調器１９Ｃを配設するようにした。そして、各ミラー素子１９Ｄを、それぞれ「照射位置」と「非照射位置」との間で変位させて、半導体レーザ１９Ａからのレーザ光Ｌの進行方向を、対応するキャビティ２４に対して変調させるようにした。
【００５０】
従って、金属インクＦを流動させるレーザ光Ｌを、各ミラー素子１９Ｄの変調によって、対応するキャビティ２４の金属インクＦに照射させることができる。従って、光変調器１９Ｃとキャビティ２４との間に、レーザ光Ｌの光路分の空間を形成するだけで、選択したノズルＮから、流動させた金属インクＦの重量（容量）に相対する液滴Ｆｂを吐出させることができる。その結果、キャビティ２４やノズルＮの設計の自由度を拡張させることができ、同キャビティ２４やノズルＮの微細化を図ることができる。ひいては、液滴Ｆｂからなるパターンの微細化を容易にさせることができる。
（２）しかも、照射孔２９ｈを介したレーザ光Ｌのみを、金属インクＦの領域に照射させるようにした。従って、ノズルＮと整合した位置にのみ、レーザ光Ｌを照射させることができ、且つ、ノズルＮと整合しない位置のレーザ光Ｌを、遮光プレート２９によって遮光させることができる。その結果、液滴Ｆｂの吐出動作を、より安定させることができる。（３）上記実施形態によれば、ビットマップデータＢＭＤに基づいてミラー制御信号ＳＩ
を生成させるとともに、そのミラー制御信号ＳＩに基づいて、各ミラー素子１９Ｄの配置位置を変位させるようにした。従って、ビットマップデータＢＭＤに基づく位置に、より確実に、液滴Ｆｂを吐出させることができる。
【００５１】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、光変調素子を、ミラー素子１９Ｄとして具体化した。これに限らず、図６に示すように、光変調素子を、液晶素子１９Ｅに具体化してもよい。これによれば、液晶素子１９Ｅによって、金属インクＦに対する、照射と遮光を行うことができ、遮光部を設けることなく、液滴Ｆｂの吐出動作を制御させることができる。
・上記実施形態では、光変調素子を、ミラー素子１９Ｄとして具体化した。これに限らず、光変調素子を磁気光学素子として具体化してもよい。これによれば、レーザ光Ｌの変調速度を向上させることができ、液滴Ｆｂの吐出制御性を向上させることができる。
・上記実施形態では、光変調器１９Ｃによって、レーザ光Ｌの方向を変調させる構成にした。これに限らず、少なくともレーザ光Ｌの方向、強度、波長、焦点位置Ｋ、焦点深度のいずれか１つを変調させる構成でもよい。これによれば、照射するレーザ光Ｌの光学特性の範囲を拡張させることができ、液滴Ｆｂの構成材料の範囲を拡張させることができる。・上記実施形態では、１つのキャビティ２４に対して、１つの光変調素子（ミラー素子１９Ｄ）を対応させる構成にした。これに限らず、１つのキャビティ２４に対して、複数の光変調素子（ミラー素子１９Ｄ、液晶素子１９Ｅ、磁気光学素子等）を対応させる構成にしてもよい。これによれば、照射するレーザ光Ｌの光学特性の変調範囲を拡張させることができる。ひいては、液滴Ｆｂの吐出制御性を向上させることができる。
・上記実施形態では、レーザ光Ｌの照射によって、その焦点位置Ｋの近傍の金属インクＦを流動させる構成にした。これに限らず、例えば、焦点位置Ｋの領域の金属インクＦ（溶媒あるいは分散媒）を気化させて気泡を形成させるとともに、その気泡による体積膨張によって、液滴Ｆｂを吐出させる構成であってもよい。
・上記実施形態において、遮光プレート２９に、同遮光プレート２９を冷却する冷却手段（例えば、ヒートシンク）を設ける構成にしてもよい。これによれば、遮光したレーザ光Ｌによる発熱を回避させることができ、各種部材の熱的損傷を回避させることができる。・上記実施形態では、ノズルＮの直上に焦点位置Ｋを設定させる構成にした。これに限らず、例えば、焦点位置Ｋを、連通孔２５の途中に設定させる構成にしてもよい。
・上記実施形態では、ノズルプレート２１及びキャビティプレート２２をシリコン基板で形成する構成にした。これに限らず、例えば、ノズルプレート２１やキャビティプレート２２を、光吸収性材料で構成して、ノズルＮの内周面やキャビティ２４の内側面で、照射されたレーザ光Ｌを吸収させる構成にしてもよい。これによれば、キャビティ２４に照射されたレーザ光Ｌの反射・散乱を抑制させることができる。その結果、照射したレーザ光Ｌの光学特性に対応する液滴Ｆｂを、より確実に吐出させることができ、液滴Ｆｂの吐出動作を安定させることができる。
・上記実施形態では、透過部を無色透明ガラスからなる透過プレート２７で構成した。これに限らず、例えば、光透過性の樹脂材料で構成してもよく、使用するレーザ光Ｌを透過してキャビティ２４内の液体に導く部材であればよい。
・上記実施形態では、照射手段を半導体レーザ１９Ａで構成するようにした。これに限らず、例えば、照射手段は、炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザであってもよく、液体を流動又は気化させて液滴Ｆｂを吐出可能なレーザ光源であればよい。
・上記実施形態では、対象物を、基板Ｓｂに具体化した。これに限らず、例えば、対象物を、記録紙、ラスター紙、金属基板等に具体化してもよい。つまり、液滴Ｆｂからなるパターンを形成可能にした対象物であればよい。
・上記実施形態では、液体を金属インクＦとして具体化した。これに限らず、例えば、液体を、染料インクや顔料インク、さらには紫外線硬化性インク等、各種液体に具体化してもよく、レーザ光の照射によって流動する液体であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施形態を具体化した液滴吐出装置を示す概略斜視図。
【図２】同じく、液滴吐出ヘッドを示す概略斜視図。
【図３】同じく、液滴吐出ヘッドを説明する概略側面図。
【図４】同じく、液滴吐出ヘッドを説明する説明図。
【図５】同じく、液滴吐出装置の電気的構成を示す電気ブロック回路図。
【図６】変更例の液滴吐出ヘッドを説明する概略側面図。
【符号の説明】
【００５３】
１０…液滴吐出装置、２４…貯留室としてのキャビティ、１９Ａ…レーザ光源としての半導体レーザ、１９Ｃ…光変調手段としての光変調器、１９Ｄ…光変調素子としてのミラー素子、１９Ｅ…液晶素子、２７…透過部を構成する透過プレート、２９…遮光部を構成する遮光プレート、２９ｈ…透過部を構成する照射孔、３１…照射制御手段を構成する制御装置、Ｆ…液体としての金属インク、Ｆｂ…液滴、Ｋ…焦点位置、Ｌ…レーザ光、Ｎ…吐出口としてのノズル、Ｓｂ…対象物としての基板。
【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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