(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を貼り付けるとともに、その透過プレート２７の上側に、各ノズルＮ（キャビティ２４）に対応する半導体レーザＬＤ及び光学ユニットＰＵを配設するようにした。そして、半導体レーザＬＤに、レーザ駆動電圧を供給して、金属インクＦ（溶媒あるいは分散媒）を流動可能にする強度のレーザ光を、透過プレート２７を介して、キャビティ２４内の金属インクＦ内に出射させるようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に液滴を吐出してパターンを形成するようにしたパターン形成方法において、
吐出口を有した貯留室内の液体の一部に、前記液体を流動させるレーザ光を照射して、前記貯留室の液体を前記吐出口から液滴として吐出させるようにしたことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
対象物に液滴を吐出してパターンを形成するようにしたパターン形成方法において、
吐出口を有した貯留室内の液体の一部に、前記液体を気化させるレーザ光を照射して、前記貯留室の液体を前記吐出口から液滴として吐出させるようにしたことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のパターン形成方法において、
前記吐出口近傍の液体に前記レーザ光を照射するようにしたこと特徴とするパターン形成方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のパターン形成方法において、
前記液滴の吐出方向に沿って前記レーザ光を照射するようにしたこと特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のパターン形成方法において、
前記液滴の重量が所定の重量になるように、前記レーザ光の少なくとも強度、光断面のサイズ、波長、焦点位置、焦点深度のいずれか１つを変更するようにしたこと特徴とするパターン形成方法。
【請求項６】
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貯留室と、
前記液体を流動させるレーザ光を前記貯留室の液体の一部に照射する照射手段と、
前記照射手段を駆動制御して、前記貯留室の液体を前記吐出口から液滴として吐出させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項７】
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貯留室と、
前記液体を気化させるレーザ光を前記貯留室の液体の一部に照射する照射手段と、
前記照射手段を駆動制御して、前記貯留室の液体を前記吐出口から液滴として吐出させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の液滴吐出装置において、
前記制御手段は、前記液滴の重量が所定の重量になるように、前記レーザ光の少なくとも強度、光断面のサイズ、波長、焦点位置、焦点深度のいずれか１つを変更することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１つに記載の液滴吐出装置において、
前記貯留室は、前記レーザ光を透過する透過面を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の液滴吐出装置において、
前記透過面は、前記吐出口と相対向する側面である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、パターン形成方法及び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を必要とする。その結果、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パターン形成方法及び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】
本発明のパターン形成方法は、対象物に液滴を吐出してパターンを形成するようにしたパターン形成方法において、吐出口を有した貯留室内の液体の一部に、前記液体を流動させるレーザ光を照射して、前記貯留室の液体を前記吐出口から液滴として吐出させるようにした。
【０００７】
本発明のパターン形成方法によれば、貯留室の液体に照射するレーザ光によって、貯留室内の液体の一部を流動させることができ、液滴を吐出させることができる。従って、貯留室の液体に照射するレーザ光の光路分の空間を形成するだけで、液滴を吐出させるための駆動源（例えば、圧電素子や抵抗加熱素子）を貯留室に設けることなく、液滴を吐出させることができる。そのため、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】
本発明のパターン形成方法は、対象物に液滴を吐出してパターンを形成するようにしたパターン形成方法において、吐出口を有した貯留室内の液体の一部に、前記液体を気化させるレーザ光を照射して、前記貯留室の液体を前記吐出口から液滴として吐出させるようにした。
【０００９】
本発明のパターン形成方法によれば、貯留室の液体に照射するレーザ光によって、貯留室内の液体の一部を気化させることができ、液滴を吐出させることができる。従って、貯留室の液体に照射するレーザ光の光路分の空間を形成するだけで、液滴を吐出させるための駆動源（例えば、圧電素子や抵抗加熱素子）を貯留室に設けることなく、液滴を吐出させることができる。そのため、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】
また、このパターン形成方法は、前記吐出口近傍の液体に前記レーザ光を照射するようにしてもよい。
このパターン形成方法によれば、レーザ光のエネルギーを、吐出口近傍の液体に供給させることができる。従って、照射するレーザ光によって、吐出口近傍の液体を流動又は気化させることができ、より確実に、液滴を吐出させることができる。
【００１１】
また、このパターン形成方法は、前記液滴の吐出方向に沿って前記レーザ光を照射するようにしてもよい。
このパターン形成方法によれば、液滴の吐出方向に沿って、レーザ光のエネルギーを供給させることができる。従って、レーザ光のエネルギーを、より効果的に、液滴を吐出させるためのエネルギーに変換させることができる。
【００１２】
また、このパターン形成方法において、前記液滴の重量が所定の重量になるように、前記レーザ光の少なくとも強度、光断面のサイズ、波長、焦点位置、焦点深度のいずれか１つを変更するようにしてもよい。
【００１３】
このパターン形成方法によれば、レーザ光の少なくとも強度、光断面のサイズ、波長、焦点位置、焦点深度のいずれか１つを変更させるため、液体の流動状態や気化状態を、より詳細に制御させることができる。従って、吐出する液滴の重量を、より高い精度で所定の重量に制御させることができる。
【００１４】
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貯留室と、前記液体を流動させるレーザ光を前記貯留室の液体の一部に照射する照射手段と、前記照射手段を駆動制御して、前記貯留室の液体を前記吐出口から液滴として吐出させる制御手段と、を備えた。
【００１５】
本発明の液滴吐出装置によれば、貯留室の液体に照射するレーザ光によって、貯留室内の液体の一部を流動させることができ、その液体の流動によって、液滴を吐出させることができる。従って、貯留室の液体に照射するレーザ光の光路分の空間を形成するだけで、液滴を吐出させるための駆動源（例えば、圧電素子や抵抗加熱素子）を貯留室に設けることなく、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。
【００１６】
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貯留室と、前記液体を気化させるレーザ光を前記貯留室の液体の一部に照射する照射手段と、前記照射手段を駆動制御して、前記貯留室の液体を前記吐出口から液滴として吐出させる制御手段と、を備えた。
【００１７】
本発明の液滴吐出装置によれば、貯留室の液体に照射するレーザ光によって、貯留室内の液体の一部を気化させることができ、その体積膨張によって、液滴を吐出させることが
できる。従って、貯留室に照射するレーザ光の光路分の空間を形成するだけで、液滴を吐出させるための駆動源（例えば、圧電素子や抵抗加熱素子）を貯留室に設けることなく、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。
【００１８】
また、この液滴吐出装置において、前記制御手段は、前記液滴の重量が所定の重量になるように、前記レーザ光の少なくとも強度、光断面のサイズ、波長、焦点位置、焦点深度のいずれか１つを変更するようにしてもよい。
【００１９】
この液滴吐出装置によれば、レーザ光の少なくとも強度、光断面のサイズ、波長、焦点位置、焦点深度のいずれか１つを変更させるため、液体の流動状態や気化状態を、より詳細に制御させることができる。従って、吐出する液滴の重量を、より高い精度で所定の重量に制御させることができる。
【００２０】
また、この液滴吐出装置において、前記貯留室は、前記レーザ光を透過する透過面を備えるようにしてもよい。
この液滴吐出装置によれば、貯留室内の液体に対して、透過部を介して、レーザ光を照射させることができる。従って、貯留室内の液体に対して、より容易にレーザ光を照射させることができる。
【００２１】
また、この液滴吐出装置において、前記透過面は、前記吐出口と相対向する側面であってもよい。
この液滴吐出装置によれば、吐出口と相対向する側からレーザ光を照射させることができる。従って、照射手段からのレーザ光を、液滴の吐出方向に沿って照射させることができる。その結果、レーザ光のエネルギーを、より効果的に、液滴を吐出させるためのエネルギーに変換させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、照射手段としてのレーザヘッド１９が配設されて、レーザ光Ｌをキャリッジ１７の下方に向かって出射す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、レーザヘッド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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
キャビティプレート２２の上側には、キャビティプレート２２と略同じサイズで形成されるとともに透過面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であって、前記供給路２６の上側には、前記インクタンク１８に連結される連結孔２８が形成されるとともに、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。
【００２８】
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。
【００２９】
図３において、レーザヘッド１９には、その上側から順に、前記各ノズルＮ（各キャビティ２４）に対応する複数の半導体レーザＬＤと、各半導体レーザＬＤに対応する複数の光学ユニットＰＵが配設されている。
【００３０】
各半導体レーザＬＤは、それぞれ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、所定の波長領域のレーザ光Ｌ（図４参照）を出射するようになっている。
詳述すると、各半導体レーザＬＤからのレーザ光Ｌの波長領域は、そのエネルギーを、前記金属インクＦの構成分子（溶媒あるいは分散媒）の並進運動に変換させる波長領域に設定されている。また、図４に示すように、各半導体レーザＬＤからのレーザ光Ｌの強度（前記レーザ駆動電圧ＣＯＭ）は、レーザ光Ｌの焦点位置Ｋの領域の金属インクＦを気化させない値に設定されるとともに、その焦点近傍の金属インクＦ（溶媒あるいは分散媒）を流動可能にする値に設定されている。尚、本実施形態のレーザ駆動電圧ＣＯＭは、予め試験等に基づいて設定されて、後述する液滴Ｆｂの重量を所定の重量にする電位に設定されている。
【００３１】
各光学ユニットＰＵは、それぞれ対応する半導体レーザＬＤと前記透過プレート２７と
の間に配設されている。各光学ユニットＰＵは、対応する半導体レーザＬＤからのレーザ光Ｌを平行光束にするコリメータや、対応するコリメータからの光を吐出ヘッド２０側に集光する集光レンズ等が備えられて、対応する半導体レーザＬＤからのレーザ光Ｌを、対応するキャビティ２４内に導くようになっている。
【００３２】
詳述すると、各光学ユニットＰＵは、対応する半導体レーザＬＤからのレーザ光Ｌに対して、それぞれノズルＮの中心軸（Ｚ矢印方向）に沿う光軸を形成するとともに、対応する半導体レーザＬＤからのレーザ光Ｌの焦点位置Ｋを、キャビティ２４内であって、かつ、対応するノズルＮの直上に配置させるようになっている。
【００３３】
そして、図４に示すように、半導体レーザＬＤに所定の時間（照射時間）だけレーザ駆動電圧ＣＯＭを供給して、対応する半導体レーザＬＤにレーザ光Ｌを出射させる。すると、半導体レーザＬＤから出射されたレーザ光Ｌは、対応する光学ユニットＰＵによって、その下方に集光されるとともに、透過プレート２７を透過して、キャビティ２４内の金属インクＦの焦点位置Ｋで、その強度を最大にする。焦点位置Ｋで強度を最大にするレーザ光Ｌは、そのエネルギーを、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。
【００３４】
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ようになる。すなわち、レーザ光Ｌの照射によって、焦点位置Ｋの領域の金属インクＦが、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）に沿って流動するようになる。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。
【００３５】
一方、液滴Ｆｂを吐出したキャビティ２４内には、吐出した液滴Ｆｂの重量（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。
【００３６】
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。
図５において、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、レーザヘッド１９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、前記各半導体レーザＬＤのオンあるいはオフ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を吐出するか否かを規定したデータである。
【００３７】
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及びレーザヘッド駆動回路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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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吐出制御信号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、生成した吐出制御信号ＳＩを、レーザヘッド駆動回路３５に順次シリアル転送するようになっている。
【００４１】
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、順次レーザヘッド駆動回路３５に出力するようになっている。
【００４２】
レーザヘッド駆動回路３５には、前記レーザヘッド１９（前記各半導体レーザＬＤ）が接続されるとともに、制御装置３１から、所定のクロック信号に同期させた前記レーザ駆動電圧ＣＯＭが供給されるようになっている。また、レーザヘッド駆動回路３５は、制御装置３１からの吐出制御信号ＳＩを受けて、その吐出制御信号ＳＩを各半導体レーザＬＤ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、レーザヘッド駆動回路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／パラレル変換した吐出制御信号ＳＩに基づいて、選択された各半導体レーザＬＤに、それぞれレーザ駆動電圧ＣＯＭを供給するようになっている。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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ＭＸ及びＹ軸モータＭＹを駆動制御して、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。
【００４６】
この間、制御装置３１は、レーザ駆動電圧ＣＯＭを所定のクロック信号に同期させて、レーザヘッド駆動回路３５に出力する。また、制御装置３１は、ビットマップデータＢＭＤに基づいた吐出制御信号ＳＩを順次生成するとともに、生成した吐出制御信号ＳＩを、レーザヘッド駆動回路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。
【００４７】
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、レーザヘッド駆動回路３５に、吐出タイミング信号ＬＰの出力を開始する。
【００４８】
すると、レーザヘッド駆動回路３５は、制御装置３１からの吐出タイミング信号ＬＰを受けて、吐出制御信号ＳＩに基づいて選択された半導体レーザＬＤに対して、照射時間だけレーザ駆動電圧ＣＯＭを供給して、対応する半導体レーザＬＤからレーザ光Ｌを出射させる。半導体レーザＬＤから出射されたレーザ光Ｌは、キャビティ２４内の金属インクＦ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。
【００４９】
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、その位置及び位置を、吐出前の状態に戻す。
【００５０】
以後同様に、レーザヘッド駆動回路３５は、吐出タイミング信号ＬＰを受ける度に、吐出制御信号ＳＩに基づいて選択された半導体レーザＬＤから、レーザ光Ｌを出射させるとともに、対応するノズルＮから、同レーザ光Ｌに対応する液滴Ｆｂを吐出させる。そして、基板Ｓｂの上面に、ビットマップデータＢＭＤに基づく金属インクＦの液滴Ｆｂからなるドットパターンを形成させる。
【００５１】
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を貼り付けるとともに、その透過プレート２７の上側に、各ノズルＮ（キャビティ２４）に対応する半導体レーザＬＤを配設するようにした。そして、半導体レーザＬＤに、レーザ駆動電圧ＣＯＭを供給して、金属インクＦ（溶媒あるいは分散媒）を流動可能にする強度のレーザ光Ｌを、透過プレート２７を介して、キャビティ２４内の金属インクＦ内に出射させるようにした。
【００５２】
従って、各キャビティ２４に対するレーザ光Ｌの光路分の空間（透過プレート２７）を形成させるだけで、液滴Ｆｂを吐出させることができる。その結果、液滴Ｆｂを吐出させる吐出ヘッド２０の設計の自由度を拡張させることができ、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る。そのため、キャビティ２４やノズルＮの微細化を図ることができ、液滴Ｆｂからなるパターンの微細化を図ることができる。
（２）上記実施形態によれば、制御装置３１の生成するレーザ駆動電圧ＣＯＭ及び吐出制御信号ＳＩに基づいて、各半導体レーザＬＤを駆動制御するようにした。そして、選択した半導体レーザＬＤから、レーザ駆動電圧ＣＯＭに対応する強度のレーザ光Ｌを出射させて、液滴Ｆｂの重量を、所定の重量に制御させるようにした。従って、吐出する液滴Ｆｂの重量を、より高い精度で再現させることができる。
（３）上記実施形態によれば、各ノズルＮの上方に透過プレート２７を配設するとともに、対応する半導体レーザＬＤと光学ユニットＰＵによって、各ノズルＮの中心軸（Ｚ矢印方向）に沿う光軸を形成させるようにした。そして、対応する半導体レーザＬＤからのレーザ光Ｌの焦点位置Ｋを、キャビティ２４内であって、かつ、対応するノズルＮの直上に配置させるようにした。
【００５３】
従って、各ノズルＮの上方（液滴Ｆｂの吐出方向と反対側）から、レーザ光Ｌを照射させることができる。その結果、レーザ光Ｌの照射する方向を、液滴Ｆｂの吐出する方向に対応させることができる。その結果、レーザ光Ｌのエネルギーを、より効果的に、吐出方向の流動に変換させることができる。
（４）上記実施形態によれば、液滴Ｆｂを吐出させるための駆動源であるレーザヘッド１９と液滴Ｆｂを吐出させるための各流路を構成する吐出ヘッド２０を、それぞれ別体で構成するようにした。従って、各種配線の断線等によって、液滴Ｆｂの吐出不良を来たした場合には、レーザヘッド１９のみを交換するだけでよく、あるいは、各種流路（例えば、ノズルＮ）の目詰まり等によって、液滴Ｆｂの吐出不良を来たした場合には、吐出ヘッド２０を交換するだけでよい。その結果、液滴吐出装置１０のメンテナンス性を向上させることができ、また、その使用コストを低減させることができる。
（５）上記実施形態によれば、キャビティ２４内の金属インクＦを流動させることによって、液滴Ｆｂを吐出させるようにした。従って、加熱によって液滴Ｆｂを吐出させる場合に比べて、キャビティ２４を構成する各種部材（ノズルプレート２１やキャビティプレート２２等）の熱的損傷を低減させることができる。
【００５４】
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、液滴Ｆｂの重量を、レーザ駆動電圧ＣＯＭ（レーザ光Ｌの強度）によって設定させる構成にした。これに限らず、例えば半導体レーザＬＤや光学ユニットＰＵによって、少なくともレーザ光Ｌの強度、キャビティ２４内に形成するレーザ光の光断面のサイズ、レーザ光の波長、焦点位置Ｋ、焦点深度のいずれか１つを変更して、液滴Ｆｂの重量を制御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の光学特性を制御させる分だけ、液滴Ｆｂの重量を、より高い精度で制御させることができる。
・上記実施形態では、焦点位置Ｋを、ノズルＮの直上に設定させる構成にした。これに限らず、例えば、図６に示すように、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。さらには、焦点位置Ｋを、連通孔２５内で、ノズルＮ側に向かって走査させる構成にしてもよい。すなわち、レーザ光Ｌの照射位置（焦点位置Ｋ）は、レーザ光Ｌから変換された金属インクＦの並進運動によって、対応するノズルＮ内のメニスカスＭを振動させて液滴Ｆｂを吐出させる構成であればよい。
・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の領域の金属インクＦを気化させない構成にした。これに限らず、例えば、図７に示すように、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Ｂを形成するとともに、その気泡Ｂ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。さらには、図８に示すように、焦点位置Ｋを、ノズルＮから離間した連通孔２５内に設定して、同焦点位置Ｋの領域で気泡Ｂを形成させる構成にしても良い。
・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を吸収させるように構成してもよい。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（強度、波長、光断面のサイズ等）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、より安定させることができる。
・上記実施形態では、透過面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ＬＤ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を吐出可能にするレーザ光源であればよい。
・上記実施形態では、透過プレート２７を介してレーザ光Ｌを照射させる構成にした。これに限らず、例えば、キャビティ２４内に光ファイバを導入するとともに、同光ファイバを介して、レーザ光Ｌをキャビティ２４の液体に照射する構成にしてもよい。つまり、キャビティ２４内に貯留される液体に対してレーザ光Ｌを照射可能にする構成であればよい。
・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】
【００５５】
【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。
【図７】変更例の液滴吐出ヘッドを説明する概略側面図。
【図８】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】
【００５６】
１０…液滴吐出装置、２４…貯留室としてのキャビティ、１９…照射手段としてのレーザヘッド、２７…透過面を構成する透過プレート、３１…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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【図７】
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【図８】
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