(57)【要約】【課題】吐出された液滴を速やかに乾燥させて生産性を上げるとともに高精細なパターンを形成することができる液滴吐出装置の液滴乾燥方法及び液滴吐出装置を提供する。【解決手段】吐出ヘッド２０から基板Ｓ１に向かって液滴Ｄを吐出しているとき、吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａとの間に、乾燥用気体を、＋Ｙ方向に流す。また、吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａとの間に第１照射光Ｌｅ１を−Ｙ方向に照射する。液滴Ｄは、乾燥用の気体の流速にて＋Ｙ方向に曲げられる力を受けるが、＋Ｙ方向側から照射される第１照射光Ｌｅ１にて、その力を相殺する力を受け、各ノズルＮから吐出される液滴Ｄを、ノズルＮに対向する基板Ｓ１の吐出面ＳＡ上の目標点Ｔ０に着弾させる。液滴Ｄは、乾燥用の気体と第１照射光Ｌｅ１とで同時に乾燥され、乾燥が相乗的に促進されるため乾燥時間を非常に短くすることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出ヘッドから基板に向かって吐出された液滴を、前記基板に向かって飛行中に、レーザ光を照射して乾燥させる液滴吐出装置の液滴乾燥方法であって、
前記吐出ヘッドのノズルプレートと前記基板の間に、前記液滴の吐出方向に対して垂直方向から乾燥用気体を流すとともに、前記液滴の吐出方向に対して垂直方向であって前記乾燥用気体の流れる方向と相対向する方向から前記レーザ光を照射することを特徴とする液滴吐出装置の液滴乾燥方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出装置の液滴乾燥方法において、
前記乾燥用気体は、前記基板の進行方向に向かって流すことを特徴とする液滴吐出装置の液滴乾燥方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液滴吐出装置の液滴乾燥方法において、
前記乾燥用気体の流量及び前記レーザ光のエネルギーの少なくともいずれか一方を制御して、前記基板に配置される液滴の着弾位置を制御するようにしたことを特徴とする液滴吐出装置の液滴乾燥方法。
【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の液滴乾燥方法において、
前記乾燥用気体は、前記液滴の構成成分によって規定される気体であって、前記液滴の蒸発成分とは異なる気体であることを特徴とする液滴吐出装置の液滴乾燥方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の液滴吐出装置の液滴乾燥方法において、
前記乾燥用気体は、前記液滴の構成成分によって規定される気体であって、前記液滴の蒸発成分を飽和蒸気量未満含む気体であることを特徴とする液滴吐出装置の液滴乾燥方法。
【請求項６】
吐出ヘッドから基板に向かって吐出された液滴を、前記基板に向かって飛行中に、レーザ光を照射して乾燥させる液滴吐出装置であって、
前記吐出ヘッドを挟んで設けられ、前記吐出ヘッドのノズルプレートと前記基板の間に、前記液滴の吐出方向に対して垂直方向から乾燥用気体を流すための吹出しポート及び吸引ポートと、
前記吸引ポート側に設けられ、前記液滴の吐出方向に対して垂直方向であって前記乾燥用気体の流れる方向と相対向する方向から前記液滴を照射するレーザ光を出射するレーザ出力手段と
を備えた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、液滴吐出装置の液滴乾燥方法及び液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液滴吐出装置を使用してパターン形成材料を含んだ液状体を液滴として吐出させて基板上に線状のパターンを形成することが知られている。
一般に、液滴吐出装置は、ステージに載置した基板と、パターン形成材料を含んだ液状体を液滴として基板に吐出する液滴吐出ヘッドと、基板（ステージ）と液滴吐出ヘッドを２次元的に相対移動させる機構を備えている。そして、液滴吐出ヘッドから吐出させた液滴を基板表面の任意の位置に配置させる。このとき、基板表面に順次配置される各液滴について、その液滴の濡れ拡がる範囲が互いに重なるように液滴を順次配置することにより、基板表面に隙間無く機能液で覆われた線状パターンを形成することができる。
【０００３】
ところで、基板に着弾した液滴は、速やかに乾燥されることが、生産性、高精細なパターンを形成する上で好ましい。
そこで、基板全体を予め加熱して着弾した液滴を速やかに乾燥させることが提案されている。また、吐出ヘッドと基板との間（プラテンギャップ）に空気流を流し、基板に着弾した液滴の蒸気を排気し乾燥を促進させることが種々提案されている（例えば、特許文献１〜４）。
【０００４】
さらに、基板に着弾した液滴や吐出ヘッドから基板の間を飛行中の液滴にレーザを照射して、該液滴を速やかに乾燥させることが試みられている。
【特許文献１】特開平８−１９２４号  公報
【特許文献２】特開平８−２８１９２３号  公報
【特許文献３】特開２００２−１２７３９８号  公報
【特許文献４】特開２００５−５９４７８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、この種の液滴吐出装置は、さらなる高速描画が望まれている。そのため、液滴を速やかに乾燥させることが益々重要になってきている。そこで、例えば、空気流の流速を高め、乾燥時間を短くすることが考えられる。しかしながら、空気流の流速を上げると、飛行中の液滴の飛行軌跡が変動し、所望に着弾位置に着弾できず、高精細なパターンを描画できなくなることから、乾燥時間を短くするには限界があった。
【０００６】
また、レーザ乾燥においても、飛行中の液滴または着弾直後の液滴に強力なレーザを照射し乾燥時間を短くすることが考えられる。しかしながら、照射するレーザの出力によっては、液滴が吹き飛んでしまいパターンを描画できなくなり、乾燥時間を短くするには限界があった。
【０００７】
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、着弾した吐出された液滴を速やかに乾燥させて生産性を上げるとともに高精細なパターンを形成することができる液滴吐出装置の液滴乾燥方法及び液滴吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液滴吐出装置の液滴乾燥方法は、吐出ヘッドから基板に向かって吐出された液滴を、前記基板に向かって飛行中に、レーザ光を照射して乾燥させる機能液の液滴乾燥方
法であって、前記吐出ヘッドのノズルプレートと前記基板の間に、前記液滴の吐出方向に対して垂直方向から乾燥用気体を流すとともに、前記液滴の吐出方向に対して垂直方向であって前記乾燥用気体の流れる方向と相対向する方向から前記レーザ光を照射する。
【０００９】
本発明の液滴吐出装置の液滴乾燥方法によれば、基板に向かって飛行中の液滴は、レーザ光のエネルギーにて乾燥させられるとともに、乾燥用気体にて乾燥させられる。この時、レーザ光の照射方向と、乾燥用気体の流れる方向が相対向しているため、基板に向かって飛行している液滴は、レーザ光と乾燥用気体による力の影響が低減され、目的位置に着弾する。
【００１０】
この液滴吐出装置の液滴乾燥方法において、前記乾燥用気体は、前記ステージの進行方向に向かって流してもよい。
この液滴吐出装置の液滴乾燥方法によれば、前記ノズルプレートと前記基体の間を、主走査方向に流れる乾燥用気体は、基体の進む方向に流すため、気体は乱されることなく整流され層流となって流れる。その結果、乾燥用気体の流速が一様となり、基板に向かって飛行する液滴の目的位置への着弾精度を上げることができる。
【００１１】
この液滴吐出装置の液滴乾燥方法において、前記乾燥用気体の流量及び前記レーザ光のエネルギーの少なくともいずれか一方を制御して、前記基板に配置される液滴の着弾位置を制御するようにしてもよい。
【００１２】
この液滴吐出装置の液滴乾燥方法によれば、基板に向かって飛行中の液滴の向きを制御できることから、液滴の着弾位置を容易に制御できる。
この液滴吐出装置の液滴乾燥方法において、前記乾燥用気体は、前記液滴の構成成分によって規定される気体であって、前記液滴の蒸発成分とは異なる気体であってもよい。
【００１３】
この液滴吐出装置の液滴乾燥方法によれば、基板に向かって飛行中の液滴は、液滴の蒸発成分とは異なる気体に晒されるため乾燥させられる。
この液滴吐出装置の液滴乾燥方法において、前記乾燥用気体は、前記液滴の構成成分によって規定される気体であって、前記液滴の蒸発成分を飽和蒸気量未満含む気体であってもよい。
【００１４】
この液滴吐出装置の液滴乾燥方法によれば、基板に向かって飛行中の液滴は、液滴の蒸発成分を飽和蒸気量未満含む気体に晒されるため乾燥させられる。
本発明の液滴吐出装置は、吐出ヘッドから基板に向かって吐出された液滴を、前記基板に向かって飛行中に、レーザ光を照射して乾燥させる液滴吐出装置であって、前記吐出ヘッドを挟んで設けられ、前記吐出ヘッドのノズルプレートと前記基板の間に、前記液滴の吐出方向に対して垂直方向から乾燥用気体を流すための吹出しポート及び吸引ポートと、
前記吸引ポート側に設けられ、前記液滴の吐出方向に対して垂直方向であって前記乾燥用気体の流れる方向と相対向する方向から前記液滴を照射するレーザ光を出射するレーザ出力手段とを備えた。
【００１５】
本発明の液滴吐出装置によれば、吐出ヘッドを挟んで設けられた吹出しポートと吸引ポートとにより、吐出ヘッドのノズルプレートと基板の間に、液滴の吐出方向に対して垂直方向から乾燥用気体を流すことができる。また、吸引ポート側に設けられたレーザ出力手段により、液滴の吐出方向に対して垂直方向であって乾燥用気体の流れる方向と相対向する方向からレーザ光を出射することができる。
【００１６】
その結果、基板に向かって飛行中の液滴は、レーザ光のエネルギーにて乾燥させられるとともに、乾燥用気体にて乾燥させられる。この時、レーザ光の照射方向と、乾燥用気体
の流れる方向が相対向しているため、基板に向かって飛行している液滴は、レーザ光と乾燥用気体による力の影響が低減され、目的位置に着弾する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した実施形態を図１〜図４に従って説明する。図１は、液滴吐出装置１０の全体斜視図である。
図１において、液滴吐出装置１０は、一つの方向（主走査方向）に延びる基台１１を有し、その基台１１の上にステージ１２が走査方向に移動可能に配置されている。ステージ１２は、その上面に基板Ｓ１を載置し、その基板Ｓ１の一つの面（吐出面ＳＡ）を上に向けた状態で該基板Ｓ１を位置決め固定して、基台１１の長手方向に沿って基板Ｓ１を搬送する。
【００１８】
基板Ｓ１としては、グリーンシート、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板、樹脂フィルム、紙等の各種の基板が用いられる。
なお、本実施形態では、基板Ｓ１が搬送される方向（主走査方向）であって、図１において左上方向に向かう方向を＋Ｙ方向という。また、＋Ｙ方向と直交する方向（副走査方向）であって、図１において右下方向に向かう方向を＋Ｘ方向とし、基板Ｓ１の方向の法線をＺ方向という。
【００１９】
液滴吐出装置１０は、基台１１を跨ぐ門型のガイド部材１３と、ガイド部材１３の上側に配設されるインクタンク１４とを有する。インクタンク１４は、液状体としての所定のインクＩｋを貯留するとともに、貯留するインクＩｋを所定の圧力で導出する。インクＩｋとしては、パターン形成材料としての銀微粒子を含む銀インク、パターン形成材料としてのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）微粒子を含むＩＴＯインク、パターン形成材料としての顔料を含む顔料インク等の各種のインクが用いられる。
【００２０】
ガイド部材１３は、キャリッジ１５を＋Ｘ方向及び＋Ｘ方向の反対方向（−Ｘ方向）に沿って移動可能に支持している。キャリッジ１５は、下側に設けた支持プレート１８が前記ステージ１２と平行に配設され、その支持プレート１８には複数の液滴吐出ヘッド２０が取着されている。
【００２１】
尚、本実施例では、基板Ｓ１を＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に搬送する動作を主走査とし、キャリッジ１５を＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に搬送する動作を副走査という。また、基板Ｓ１を主走査する速度を、相対速度としての主走査速度Ｖｓという。
（液滴吐出ヘッド２０）
次に、キャリッジ１５の下面に設けた支持プレート１８に取着された複数の液滴吐出ヘッド２０について以下に説明する。
【００２２】
図２は、支持プレート１８に取着される１つの液滴吐出ヘッド２０をステージ１２側から見た斜視図である。図３は、液滴吐出ヘッド２０をステージ１２から見た平面図であり、各液滴吐出ヘッド２０の配置を示す図である。図４は、液滴吐出ヘッド２０の吐出動作を示す側面図である。
【００２３】
図２において、液滴吐出ヘッド２０は、支持プレート１８に対して＋Ｘ方向に延びるように固着されるヘッド基板２１と、ヘッド基板２１に対して同じく＋Ｘ方向に延びるように固着される吐出ヘッド本体２２を有する。
【００２４】
ヘッド基板２１は支持プレート１８に位置決め固定される。つまり、液滴吐出ヘッド２０は、図４に示すように、支持プレート１８に形成した貫通穴１９を同プレート１８の上面１８ａから吐出ヘッド本体２２を貫通させ、吐出ヘッド本体２２を支持プレート１８の
下面１８ｂから突出させる。吐出ヘッド本体２２を支持プレート１８の下面１８ｂから突出させた状態で、支持プレート１８の上面１８ａとヘッド基板２１の下面２１ｂを密着固定することによって、液滴吐出ヘッド２０は、支持プレート１８に支持固定される。従って、液滴吐出ヘッド２０は、キャリッジ１５とともに＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に沿って移動する。
【００２５】
また、ヘッド基板２１は、その上面２１ａ一側端に入力端子２１ｃを有するとともに、入力端子２１ｃに入力される駆動波形信号をヘッド基板２１の下面２１ｂに固着した吐出ヘッド本体２２に出力する。
【００２６】
吐出ヘッド本体２２は、図４に示すように、基板Ｓ１と対向する側にノズルプレート２３を有し、ノズルプレート２３は、基板Ｓ１と相対向する面をノズル形成面２３ａという。ノズル形成面２３ａは、液滴吐出ヘッド２０が基板Ｓ１と対向するとき、吐出面ＳＡと略平行に配置される。そして、ノズル形成面２３ａと吐出面ＳＡとの間の距離を、プラテンギャップという。このプラテンギャップは、例えば数百μｍであり、十分に短い距離に設定されることによって、後述する液滴Ｄ（図４参照）の着弾位置の精度を向上させる。
【００２７】
図２に示すように、ノズル形成面２３ａは、その＋Ｘ方向の全幅にわたってｉ個（ｉは２以上の整数であって、例えば１８０個）のノズルＮを有する。各ノズルＮは、それぞれＺ方向に沿ってノズルプレート２３に貫通形成されているとともに、＋Ｘ方向に沿って所定のピッチで配列されている。ノズルプレート２３は、このｉ個のノズルＮによって一列のノズル列を形成する、本実施形態においては、ノズルＮのピッチをノズルピッチＤｘという。また、ノズル列の端から端までの幅を、ノズル列幅Ｄｗという。
【００２８】
図４において、液滴吐出ヘッド２０は、各ノズルＮの上側にそれぞれキャビティ２６、振動板２７及び圧電素子ＰＺを有している。各キャビティ２６は、それぞれ共通のインクタンク１４に接続され、同インクタンク１４からインクＩｋを収容し、そのインクＩｋをノズルＮに供給する。振動板２７は、各キャビティ２６に対向する領域をＺ方向に振動することによって、該キャビティ２６の容積を拡大及び縮小させて、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は、それぞれ所定の駆動波形信号を受けるとき、Ｚ方向に収縮して伸張することによって、振動板２７の各領域をＺ方向に振動させる。各キャビティ２６は、それぞれの振動板２７がＺ方向に振動するとき、収容するインクＩｋの一部を所定重量の液滴ＤにしてノズルＮから吐出させる。
【００２９】
吐出される液滴Ｄは、ノズルＮに対向する基板Ｓ１の吐出面ＳＡ上の位置、即ち目標点Ｔ０に着弾する。そして、目標点Ｔ０に着弾した液滴Ｄは、基板Ｓ１の主走査によって＋Ｙ方向に移動する。
【００３０】
支持プレート１８に取着される複数の液滴吐出ヘッド２０は、図３に示すように、ＸＹ平面において、＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向に対して階段状に配列されている。詳述すると、隣接する液滴吐出ヘッド２０は、＋Ｙ方向から見て、一方の＋Ｘ方向の端部と、他方の−Ｘ方向の端部を重畳させている。これによって、隣接する液滴吐出ヘッド２０は、それぞれ＋Ｙ方向からみて、隣接するノズル列の間隔をノズルピッチＤｘにする。そして、複数の液滴吐出ヘッド２０の各々は、＋Ｘ方向の解像度を吐出面ＳＡの＋Ｘ方向略全幅にわたって均一にする。尚、図３においては、液滴吐出ヘッド２０の配置を説明するために、ノズルＮの数量を省略している。
【００３１】
図３に示すように、基板Ｓ１の吐出面ＳＡは、一点鎖線で示すようにドットパターン格子によって仮想分割されている。ドットパターン格子は、その＋Ｙ方向の格子間隔と＋Ｘ方向の格子間隔とがそれぞれ液滴Ｄの吐出ピッチＤｙによって規定されている。＋Ｙ方向
における吐出ピッチＤｙは、液滴Ｄの吐出周波数と基板Ｓ１の主走査速度Ｖｓによって決まる。また、＋Ｘ方向の吐出ピッチは、ノズルピッチＤｘによって決まる。そして、液滴Ｄを吐出するか否かの選択は、このドットパターン格子の格子点Ｔごとに規定されている。
【００３２】
液滴の吐出処理を実行するとき、＋Ｙ方向に配列される一群の格子点Ｔは、それぞれキャリッジ１５の副走査と基板Ｓ１の主走査とによって、共通する一つのノズルＮの直下を通過する。
（吹出しポート３１と吸引ポート３２）
支持プレート１８に取着された各液滴吐出ヘッド２０には、同支持プレート１８の下面１８ｂから突出した吐出ヘッド本体２２を挟んで、−Ｙ方向側に吹出しポート３１を、＋Ｙ方向側に吸引ポート３２を配置している。
【００３３】
吹出しポート３１は、＋Ｘ方向に沿って延びる直方体状に形成されていて、吐出ヘッド本体２２の−Ｙ方向側に隣接して設けられている。吹出しポート３１は、基板Ｓ１と対向する側にノズル形成面２３ａと面一となっている面に吹出し口３１ａが形成されている。吹出し口３１ａは、その＋Ｘ方向の幅がノズル列幅Ｄｗに形成される矩形孔であって、液滴吐出ヘッド２０が基板Ｓ１に対向するとき、その開口が吐出面ＳＡと相対向する。
【００３４】
吸引ポート３２は、＋Ｘ方向に沿って延びる直方体状に形成されていて、吐出ヘッド本体２２の＋Ｙ方向側に隣接して設けられている。吸引ポート３２は、基板Ｓ１と対向する側に吸引口３２ａが形成されている。吸引口３２ａは、その＋Ｘ方向の幅がノズル列幅Ｄｗに形成される矩形孔であって、吐出ヘッド本体２２が基板Ｓ１に対向するとき、その開口面が吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａとの間の空間に向くように配置されている。
【００３５】
図４において、吹出しポート３１は、吹出し量コントローラ３３に接続されている。吹出し量コントローラ３３は、所定のガス供給ラインに接続されるとともに、該ガス供給ラインから供給される乾燥用気体を所定流量に調整した後に吹出しポート３１に供給する。そして、吹出しポート３１の吹出し口３１ａから、乾燥用気体が直下の基板Ｓ１に向かって吹き付けられる。
【００３６】
乾燥用気体とは、インクＩｋの構成成分によって規定される気体であって、インクＩｋの蒸発成分とは異なる気体、あるいはインクＩｋの蒸発成分を飽和蒸気量未満含む気体である。例えば、インクＩｋが、水系のインクの場合、乾燥用の気体としては、湿度が略０％の乾燥窒素や乾燥空気が好ましい。また、インクＩｋが有機系のインクの場合、乾燥窒素や乾燥空気、或いは有機溶媒を含まない気体が好ましい。
【００３７】
図４において、吸引ポート３２は、吸引量コントローラ３４に接続されている。吸引量コントローラ３４は、所定の減圧ラインに接続され、吸引ポート３２の吸引口３２ａから吸引する気体を所定の流速で減圧ラインに排気する。
【００３８】
この吸引口３２ａからの吸引力にて、吹出しポート３１の吹出し口３１ａから基板Ｓ１の向かって吹き付けられた気体は、吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａとの間の空間を介して吸引される。詳述すると、乾燥用気体は、吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａとの間の空間を層流となって、−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側へ流れる。この吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａとの間の空間を流れる乾燥用気体の流速は、吹出し量コントローラ３３及び吸引量コントローラ３４によって制御することができる。
【００３９】
そして、吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａとの間を層流となって流れる乾燥用気体は、ノズルプレート２３のノズルＮから吐出面ＳＡに向かって飛行している液滴Ｄの乾燥を促
進させることができる。その結果、基板Ｓ１に着弾した液滴Ｄの濡れ広がりを抑えることができる。
【００４０】
図３において、支持プレート１８であって、各液滴吐出ヘッド２０の＋Ｙ方向側には、矩形状の出射孔４１（図４参照）が階段状にそれぞれ貫通形成されている。各出射孔４１は、そのＸ矢印方向の幅がノズル列幅Ｄｗと略同じサイズで形成されている。各出射孔４１の上側には、レーザ出力手段としての半導体レーザＬＤが配設されている。
【００４１】
半導体レーザＬＤは、出射孔４１の＋Ｘ矢印方向略全幅に広がる帯状のコリメートされたレーザ光を下方に向けて出射する。半導体レーザＬＤの出射するレーザ光の波長は、液滴Ｄ（インクＩｋ）に対して吸収率が高い領域の波長に設定されている。即ち、半導体レーザＬＤは、液滴Ｄに照射し、該液滴Ｄを乾燥させるためのレーザ光を出射するものである。
【００４２】
出射孔４１の内部には、シリンドリカルレンズ４２が配設されている。シリンドリカルレンズ４２は、＋Ｙ矢印方向にのみ曲率を有するレンズであり、レンズ面の＋Ｘ矢印方向の幅が吐出ヘッド本体２２のＸ矢印方向の幅と同じサイズで形成されている。シリンドリカルレンズ４２は、半導体レーザＬＤがレーザ光を出射するときに、そのレーザ光の走査方向に沿う成分のみを収束し、第１照射光Ｌｅ１として下方に出射する。尚、本実施形態では、シリンドリカルレンズ４２を使用したが、シリンドリカルレンズ４２では、光強度がノズル列方向において中央部で強く両端部で弱いガウシアンビームとなるため、シリンドリカルレンズ４２に代えて光強度分布が均一な帯状ビームになるように回折光学素子を使って実施してもよい。
【００４３】
出射孔４１の下側には、支持プレート１８の下方に延びる一対のアーム４３と、一対のアーム４３の先端部間に回動可能に支持された反射ミラー４４とが配設されている。一対のアーム４３は、Ｘ矢印方向に沿う回動軸を中心にして反射ミラー４４を回動可能に支持する。
【００４４】
反射ミラー４４は、シリンドリカルレンズ４２側に反射面を有した平面ミラーであって、反射面のＸ矢印方向の幅がノズル列幅Ｄｗと同じサイズで形成されている。反射ミラー４４は、半導体レーザＬＤがレーザ光を出射するときに、シリンドリカルレンズ４２からの第１照射光Ｌｅ１を、吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａとの間の空間を、＋Ｙ方向側から−Ｙ方向側に向かって反射する。つまり、反射ミラー４４は、反射する第１照射光Ｌｅ１を、吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａとの間の空間を−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側へ流れる乾燥用気体と、相対向する方向から照射する。
【００４５】
そして、吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａとの間の空間に照射された第１照射光Ｌｅ１は、ノズルプレート２３のノズルＮから吐出面ＳＡに向かって飛行している液滴Ｄの乾燥を促進させることができる。その結果、基板Ｓ１に着弾した液滴Ｄの濡れ広がりを抑えることができる。
【００４６】
また、主走査動作中において、ノズルプレート２３のノズルＮから吐出面ＳＡに向かって飛行している液滴Ｄは、乾燥用気体の流速にて＋Ｙ方向に曲げられる力を受けるが、＋Ｙ方向側から照射される第１照射光Ｌｅ１にて、その力を相殺することができる。その結果、各ノズルＮから吐出される液滴Ｄを、ノズルＮに対向する基板Ｓ１の吐出面ＳＡ上の目標点Ｔ０に確実に着弾させることができる。
【００４７】
因みに、レーザ光（第１照射光Ｌｅ１）のパワー密度［Ｗ／ｍ２］をＰ、液滴Ｄの半径［ｍ］をｒ、液滴Ｄの速度［ｍ／ｓ］をｖ、光吸収率をα、液滴Ｄの密度［ｋｇ／ｍ３］
をρ、空気（乾燥気体）の密度をρ０、空気（乾燥気体）の粘度［Ｐａ・ｓ］をμ、空気（乾燥気体）の流速［ｍ／ｓ］をＶ、光速［ｋｍ／ｓ］をｃ、とそれぞれ表記する。
【００４８】
すると、液滴Ｄが空気（乾燥用気体）から受ける力Ｆ１は、下記の式で表される。
Ｆ１＝Ｍ・３Ｃ・ρ０・Ｖ２／（４・２ｒ・ρ）
ただし、Ｃは抵抗係数であって、
Ｃ＝２４（１＋０．１２５Ｒｅ０．７２）／Ｒｅ
Ｒｅ＝ρ０・Ｖ・２ｒ／μ
また、Ｍ＝ρ・４π・ｒ３／３であることから、
Ｆ１＝Ｍ・３Ｃ・ρ０・Ｖ２／（４・２ｒ・ρ）
＝（ρ・４π・ｒ３／３）・３Ｃ・ρ０・Ｖ２／（４・２ｒ・ρ）
＝（ρ・４π・ｒ３）・Ｃ・ρ０・Ｖ２／（４・２ｒ・ρ）
＝πｒ２・Ｃ・ρ０・Ｖ２／２
＝πｒ２・ρ０・Ｖ２・１２（１＋０．１２５Ｒｅ０．７２）／Ｒｅ
＝６μ｛１＋０．１２５（ρ０・Ｖ・２ｒ／μ）０．７２｝πｒ・Ｖ
一方、液滴Ｄがレーザ光（第１照射光Ｌｅ１）から受ける力Ｆ２は、光の運動量保存から下記の式で表される。
【００４９】
Ｆ２＝ｄＰ／ｄｔ＝α・Ｐ・πｒ２・ｄｔ／ｃｄｔ＝α・Ｐ・πｒ２／ｃ
そして、液滴Ｄが乾燥用気体から受ける力Ｆ１と液滴Ｄがレーザ光（第１照射光Ｌｅ１）から受ける力Ｆ２が釣り合う条件は、
Ｆ１＝Ｆ２
つまり、
６μ（１＋０．１２５（ρ０・Ｖ・２ｒ／μ）０．７２）Ｖ＝α・Ｐ・ｒ／ｃ
となる。
【００５０】
従って、上式を満たす流速Ｖ［ｍ／ｓ］で、乾燥用気体を流すと、Ｆ１とＦ２が相殺されて、各ノズルＮから吐出される液滴Ｄは、ノズルＮに対向する基板Ｓ１の吐出面ＳＡ上の目標点Ｔ０に確実に着弾させることが可能となる。
【００５１】
従って、乾燥時間を短くするために、レーザ光のパワー密度Ｐを上げた場合には、そのパワー密度Ｐに相対した乾燥用気体の流速Ｖを設定することによって、液滴Ｄの飛行軌跡が曲げられることとなく、目標点Ｔ０に確実に着弾する。しかも、レーザ光のパワー密度Ｐが上がったばかりでなく、乾燥用気体の流速Ｖも上がるため、乾燥が相乗的に促進されるため乾燥時間を非常に短くするころができる。
【００５２】
次に、上記のように構成した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、基板Ｓ１が吐出ヘッド２０の直下を主走査方向に移動し、吐出ヘッド２０から基板Ｓ１に向かって液滴Ｄを吐出しているとき、ノズルプレート２３と基板Ｓ１の吐出面ＳＡの間に、乾燥用気体を、＋Ｙ方向に流すようにした。
【００５３】
従って、ノズルプレート２３のノズルＮから吐出面ＳＡに向かって飛行している液滴Ｄや、基板Ｓ１に着弾した液滴Ｄの乾燥を促進させることができる。その結果、乾燥時間の短縮を図ることができるとともに、基板Ｓ１に着弾した液滴Ｄの濡れ広がりを抑えることができ高精細なパターンを形成できる。
【００５４】
（２）上記実施形態によれば、基板Ｓ１が吐出ヘッド２０の直下を主走査方向に移動し、吐出ヘッド２０から基板Ｓ１に向かって液滴Ｄを吐出しているとき、吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａとの間の空間に第１照射光Ｌｅ１を照射した。
【００５５】
従って、ノズルプレート２３のノズルＮから吐出面ＳＡに向かって飛行している液滴Ｄは、飛行中にレーザ光のエネルギーによって乾燥が促進され増粘される。その結果、乾燥時間の短縮を図ることができるとともに、基板Ｓ１に着弾した液滴Ｄの濡れ広がりを抑えることができ高精細なパターンを形成できる。
【００５６】
（３）上記実施形態によれば、乾燥用気体を、ノズルプレート２３と基板Ｓ１の吐出面ＳＡの間を＋Ｙ方向に流し、第１照射光Ｌｅ１を、吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａとの間の空間を＋Ｙ方向に向かって照射した。
【００５７】
従って、ノズルプレート２３のノズルＮから吐出面ＳＡに向かって飛行している液滴Ｄは、乾燥用気体の流速にて＋Ｙ方向に曲げられる力Ｆ１を受けるが、＋Ｙ方向側から照射される第１照射光Ｌｅ１にて、その力Ｆ１を相殺する力Ｆ２を受けることから、各ノズルＮから吐出される液滴Ｄを、ノズルＮに対向する基板Ｓ１の吐出面ＳＡ上の目標点Ｔ０に確実に着弾させることができる。
【００５８】
（４）上記実施形態によれば、液滴Ｄは、乾燥用気体と第１照射光Ｌｅ１とで同時に乾燥されるため、乾燥が相乗的に促進されるため乾燥時間を非常に短くするころができる。
（４）上記実施形態によれば、乾燥用気体は、吐出ヘッド２０と相対移動する基板Ｓ１の進行方向に向かって流すため、気体は乱されることなく整流され層流となって流れる。その結果、乾燥用気体の流速が一様となり、基板Ｓ１に向かって飛行する液滴Ｄの目的位置への着弾精度を上げることができる。
【００５９】
尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、図４に示すように、吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａとの間の空間に照射する第１照射光Ｌｅ１は、吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａには当たらない幅に設定した。これを、吐出面ＳＡ及びノズル形成面２３ａに当たる幅の第１照射光Ｌｅ１で実施してもよい。これによれば、広い範囲で、液滴を乾燥することができるので、より効率の良い乾燥が行える。
【００６０】
○上記実施形態では、液滴Ｄが乾燥用の気体から受ける力Ｆ１と液滴Ｄがレーザ光から受ける力Ｆ２が釣り合うようにして実施した。これを、各力Ｆ１，Ｆ２を適宜変更して、飛行中の液滴Ｄの飛行軌跡を制御し、着弾位置を適宜変更させるように実施してもよい。
【００６１】
○上記実施形態では、乾燥用気体を、吐出ヘッド２０のノズルプレート２３と基板Ｓ１の間に、液滴Ｄの吐出方向に対して垂直方向であって、ノズル孔形成方向に対して直角の方向（主走査方向）から流すようにした。これを、乾燥用気体を、各ノズル孔形成方向に対して傾斜した角度から流すようにして実施してもよい。この場合、レーザ光はこの乾燥用気体に対して相対向する方向から照射されることになる。
【００６２】
○上記実施形態では、基板Ｓ１（グリーンシート、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板、樹脂フィルム、紙等）に配線パターンを描画する液滴吐出装置に具体化したが、これに限定されるものではなく、例えば、絶縁層を形成する液滴吐出装置、カラーフィルタを形成するために液滴吐出装置、配向膜を形成する液滴吐出装置等、各種の液滴吐出装置に応用してもよい。
【００６３】
○上記実施形態では、吹出しポート３１、吸引ポート３２は、吐出ヘッド本体２２を挟んで配置固定させた。これを、吹出しポート３１及び吸引ポート３２の少なくとも一方を微振動させて実施してもよい。微振動を付与することによって、乾燥用の気体の流れに強弱が生じ、その強弱で乾燥を促進させるようにしてもよい。
【００６４】
○上記実施形態では、液滴吐出手段を、圧電素子駆動方式の液滴吐出ヘッド２０に具体化した。これに限らず、液滴吐出ヘッドを、抵抗加熱方式や静電駆動方式の吐出ヘッドに具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】液滴吐出装置の全体斜視図。
【図２】吐出ヘッドを下側から見た図。
【図３】各液滴吐出ヘッドの配置を示す図。
【図４】液滴吐出ヘッドの吐出動作を示す側面図。
【符号の説明】
【００６６】
１０…液滴吐出装置、１１…基台、１２…ステージ、１５…キャリッジ、２０…液滴吐出ヘッド、２２…吐出ヘッド本体、２３…ノズルプレート、３１…吹出しポート、３１ａ…吹出し口、３２…吸引ポート、３２ａ…吸引口、４１…出射孔、４２…シリンドリカルレンズ、４３…アーム、４４…反射ミラー、Ｓ１…基板、ＳＡ…吐出面、Ｌｅ１…第１照射光、ＬＤ…半導体レーザ、Ｉｋ…インク、Ｄ…液滴、Ｎ…ノズル。
【図１】
2009072727.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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