JP4442677B2 - 液滴吐出装置の液滴乾燥方法及び液滴吐出装置 - Google Patents

Description

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。

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。

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）。

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。この種のレーザにて液滴を乾
燥させる方法は、図９の模式図に示すように、液滴吐出ヘッド１００のノズルプレートに
直線上に形成された各ノズルから一斉に吐出された各液滴Ｄに対して、その飛行途中にお
いてレーザ光よりなる帯状の照射光Ｌｅを照射するものである。即ち、帯状の照射光Ｌｅ
をノズル列方向（Ｘ軸方向）に対してＹ軸方向から垂直に照射して、一列であって等間隔
に吐出された各液滴Ｄを一斉に照射して乾燥させる。
特開平８−１９２４号 公報 特開平８−２８１９２３号 公報 特開２００２−１２７３９８号 公報 特開２００５−５９４７８号 公報

しかしながら、帯状の照射光Ｌｅは、ノズル列方向（Ｘ軸方向）に等間隔の吐出された
各液滴Ｄに照射されるものの、液滴Ｄが当たらない液滴Ｄと液滴Ｄの間を通過する照射光
Ｌｅは乾燥に寄与せず無駄になっていた。

また、帯状の照射光Ｌｅの幅は、少なくともノズルプレートに直線上に一列に形成され
たノズル孔の列幅分必要となり、照射光（レーザ光）Ｌｅをその幅まで伸ばすには非常に
高度な光学系の設計技術を必要としていた。

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、レーザのエネ
ルギー効率を図りつつ液滴の空中乾燥を行う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。

本発明の液滴吐出装置の液滴乾燥方法によれば、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、前記液滴の吐出方向に対して垂直方向からレ
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、前記レーザ光を、前
記吐出ヘッドの各ノズルの配列方向に照射するとともに、前記各ノズルから吐出される液
滴を、それぞれ異なる吐出タイミングで吐出させる。

本発明の液滴吐出装置の液滴乾燥方法によれば、ノズルプレートと基板との間であって
、前記各ノズル孔の配列方向に照射したレーザ光に対して、各ノズル孔から吐出させる液
滴をそれぞれ異なる吐出タイミングで吐出させることにより、各液滴は、他の液滴により
レーザ光が遮られることはなく、確実にレーザ光が照射される。その結果、レーザ光のエ
ネルギー効率の向上を図ることができる。

この液滴吐出装置の液滴乾燥方法は、前記各ノズルから順次吐出される液滴であって、
後に続く液滴との吐出タイミングの時間差は、前記時間差をΔｔ、前記液滴の半径をｒ、
前記液滴の速度をＶとした時、Δｔ＞２ｒ／Ｖの式が成立する時間差Δｔであってもよい
。

この液滴乾燥方法によれば、後に続く液滴が他の液滴によってレーザ光が遮られること
はない。
この液滴吐出装置の液滴乾燥方法は、前記吐出ヘッドは、各ノズルの配列方向が、主走
査方向に対して直交する副走査方向に対してなす傾斜角度は、前記傾斜角度をθ、各ノズ
ルＮの間隔Ｄｘ、前記基板の搬送速度をＶｓとした時、θ＝ｔａｎ^−１（Δｙ／Ｄｘ）＝
ｔａｎ^−１（Ｖｓ×Δｔ／Ｄｘ）の式が成立する傾斜角度θであってもよい。

この液滴乾燥方法によれば、後に続く液滴との吐出タイミングの時間差による、各ノズ
ルから吐出される液滴の主走査方向の着弾ズレがなくなる。
この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、前記吐出ヘッドのノズル配列方向
の一側方に設けられ、前記吐出ヘッドのノズルプレートと前記基板の間であって前記ノズ
ル配列方向から前記各ノズルの直下を横切るレーザ光を出射するレーザ出力手段を設けて
もよい。

本発明の液滴吐出装置によれば、吐出ヘッドのノズル配列方向の一側方に設けたレーザ
出力手段は、ノズル配列方向から前記各ノズルの直下を横切るレーザ光を出射することか
ら、例えば、各ノズルから吐出させる液滴をそれぞれ異なる吐出タイミングで吐出させる
ことにより、各液滴は、他の液滴によりレーザ光が遮られることはなく、確実にレーザ光
が照射される。その結果、レーザ光のエネルギー効率の向上を図ることができる。

この液滴吐出装置は、前記各ノズルから吐出される液滴が、前記レーザ光の照射方向に
ある他のノズルから吐出される液滴にて前記レーザ光が遮られないように、前記各ノズル
から吐出される液滴の吐出タイミングを異なるように吐出ヘッドを駆動制御する駆動制御
手段を備えてもよい。

この液滴吐出装置によれば、各液滴は、他の液滴によりレーザ光が遮られることはなく
、確実にレーザ光が照射される。その結果、レーザ光のエネルギー効率の向上を図ること
ができる。

この液滴吐出装置は、前記各ノズルから順次吐出される液滴であって、後に続く液滴と
の吐出タイミングの時間差は、前記時間差をΔｔ、前記液滴の半径をｒ、前記液滴の速度
をＶとした時、Δｔ＞２ｒ／Ｖの式が成立する時間差Δｔであって、前記駆動制御手段は
、前記時間差Δｔで、前記各ノズルから液滴の吐出させるように前記吐出ヘッドを駆動制
御するようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、後に続く液滴が他の液滴によってレーザ光が遮られること
はない。
この液滴吐出装置は、前記吐出ヘッドのノズル配列方向が主走査方向に対して直交する
副走査方向に対してなす傾斜角度は、前記傾斜角度をθ、各ノズルＮの間隔Ｄｘ、前記基
板の搬送速度をＶｓとした時、θ＝ｔａｎ^−１（Δｙ／Ｄｘ）＝ｔａｎ^−１（Ｖｓ×Δｔ
／Ｄｘ）の式が成立する傾斜角度θとなるように、前記吐出ヘッドを配置してもよい。

この液滴吐出装置によれば、後に続く液滴との吐出タイミングの時間差による、各ノズ
ルから吐出される液滴の主走査方向の着弾ズレがなくなる。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図５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、一つの方向に延びる基台１１と、基台１１の上に
搭載されて基板Ｓ１を載置するステージ１２を有している。ステージ１２は、基板Ｓ１の
一つの面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。

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、ステージ１２に基板Ｓ１を載置したときの基板Ｓ１の上面を吐
出面ＳＡという。また、基板Ｓ１が搬送される方向であって、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。

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、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、銀
微粒子を含む銀インク、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）微粒子を含むＩＴＯインク、顔料を
含む顔料インク等の各種のインクが用いられる。

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。

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。
（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。

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、各液滴吐出ヘッド２０の配置をステージ１２側から見た図
である。図４は、液滴吐出ヘッド２０の要部断面図、図５は、図３の５−５線要部断面図
である。

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の下面２１ｂ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。

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２
０は、図４及び図５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１８
ｂ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
。

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。

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２
３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。

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、１インチ当たり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、ノズルプレート２３の＋Ｘ方向に沿う幅（１インチの幅）を、ヘッ
ド幅Ｄｗという。

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。

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、即ち目標吐
出位置Ｐに着弾する。そして、目標吐出位置Ｐ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。

そして、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１１個示し省略している。

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（搬送速度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。

液滴Ｄ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。

本実施形態では、＋Ｙ方向の格子間隔、即ち＋Ｙ方向の液滴Ｄのピッチを吐出ピッチＤ
ｙという。
図５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＋Ｘ方向側には、
矩形状の出射孔４１がそれぞれ貫通形成されている。各出射孔４１は、その＋Ｘ方向の幅
が予め定めた幅で形成されている。図５に示すように、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。

半導体レーザＬＤは、出射孔４１の＋Ｘ方向の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。

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、半導体レーザＬＤがレーザ光を出射するときに、そのレーザ光の副走査方
向に沿う成分のみを収束し、帯状の照射光Ｌｅ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。

図５に示すように、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、一対にアーム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。

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からの帯状の照射光Ｌｅを、吐出ヘッド本体２２から見て、＋Ｘ方向から、即ちノ
ズル列方向から、吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａとの間の空間であって各ノズルＮの直
下を横切るように反射させる。

そして、本実施形態では、吐出ヘッド本体２２から見て、＋Ｘ方向から、吐出面ＳＡと
ノズル形成面２３ａとの間（プラテンギャップ）の空間に向かって照射される帯状の照射
光Ｌｅの幅Ｗ１は、プラテンギャップより短く成るように設定されている。また、帯状の
照射光Ｌｅの厚みＷ２（図３及び図４参照）は、吐出される液滴Ｄの直径より大きく設定
されている。

そして、図６の模式図で示すように、ヘッド２０の全てのノズルＮから吐出された液滴
Ｄが、プラテンギャップを飛行中、他の液滴Ｄに遮られることなく、帯状の照射光Ｌｅに
照射され続けるように、全てのノズルＮについて、ノズルＮから吐出する液滴Ｄの吐出タ
イミングが設定されている。

詳述すると、全てのノズルＮから液滴Ｄを一斉に吐出するにではなく、全てのノズルＮ
の吐出タイミングを異ならしている。本実施形態では、反射ミラー４４に近い方から順番
に、その吐出タイミングを速く設定している。

そして、液滴Ｄの半径をｒ、液滴Ｄの速度をＶとした時、後に続く液滴との吐出タイミ
ングの時間差Δｔは、
Δｔ＞２ｒ／Ｖ
の式が成立する時間差Δｔである。

この条件を満たすことにより、各ノズルＮから吐出される液滴Ｄは、他の液滴Ｄによっ
て照射光Ｌｅが遮られることなく照射光Ｌｅが終止照射される。従って、本実施形態によ
れば、１つの帯状のレーザ光（照射光Ｌｅ）を、各ノズルの全ての液滴に確実に照射する
ことができる。

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７に従って説明する。
図７において、駆動制御手段を構成する制御装置５１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を
備え、ＲＯＭ等に格納された各種データと各種制御プログラムに従って、基板ステージ１
２を移動させて、吐出ヘッド２０（圧電素子ＰＺ）及び半導体レーザＬＤを駆動させる。

制御装置５１には、起動スイッチ、停止スイッチ等の操作スイッチを有した入力装置５
２が接続されている。制御装置５１には、基板Ｓ１に形成される配線の配線パターンの画
像が既定形式の描画データＩａとして入力装置５２から入力される。制御装置５１は、入
力装置５２からの描画データＩａを受けて、ビットマップデータＢＭＤ、圧電素子駆動電
圧ＣＯＭ１及びレーザ駆動電圧ＣＯＭ２を生成する。

尚、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、圧電素子
ＰＺのオンあるいはオフを規定するものであり、基板Ｓ１の吐出面ＳＡ、即ち、二次元描
画平面上における各位置に、液滴Ｄを吐出するか否かを規定するデータである。ここで、
基板Ｓ１の吐出面ＳＡであって、液滴Ｄは配置される位置を配置位置という。

制御装置５１には、Ｘ軸モータ駆動回路５３が接続されて、Ｘ軸モータ駆動回路５３に
対応する駆動制御信号を出力する。Ｘ軸モータ駆動回路５３は、制御装置５１からの駆動
制御信号に応答して、前記キャリッジ１５を副走査方向に往復移動させるＸ軸モータＭＸ
を正転又は逆転させる。制御装置５１には、Ｙ軸モータ駆動回路５４が接続されて、Ｙ軸
モータ駆動回路５４に対応する駆動制御信号を出力する。Ｙ軸モータ駆動回路５４は、制
御装置５１からの駆動制御信号に応答して、ステージ１２を主走査方向に往復移動させる
Ｙ軸モータＭＹを正転又は逆転させる。

制御装置５１には、基板Ｓ１の端縁を検出可能な基板検出装置５５が接続されて、基板
検出装置５５からの検出信号に基づいて、配置位置がノズルＮの直下の目標吐出位置Ｐを
通過する基板Ｓ１の位置を算出する。

制御装置５１には、Ｘ軸モータ回転検出器５６が接続されて、Ｘ軸モータ回転検出器５
６からの検出信号が入力される。制御装置５１は、Ｘ軸モータ回転検出器５６からの検出
信号に基づいて、液滴吐出ヘッド２０のＸ矢印方向の移動方向及び移動量を演算する。そ
して、制御装置５１は、演算した移動方向及び移動量に基づいて各ノズルＮに対応する配
置位置を、それぞれ目標吐出位置Ｐの搬送経路上に配置する。

制御装置５１には、Ｙ軸モータ回転検出器５７が接続されて、Ｙ軸モータ回転検出器５
７からの検出信号が入力される。制御装置５１は、Ｙ軸モータ回転検出器５７からの検出
信号に基づいて、基板ステージ１２（基板Ｓ１）の移動方向及び移動量を演算する。

そして、制御装置５１は、演算した移動方向及び移動量に基づいて、基板Ｓ１の吐出面
ＳＡであって各配置位置の中心位置がノズルＮの直下の目標吐出位置Ｐに位置するタイミ
ングを求め、そのタイミングで、吐出ヘッド駆動回路５８に駆動タイミング信号ＬＰ１を
出力する。

制御装置５１には、駆動制御手段を構成する吐出ヘッド駆動回路５８が接続されている
。制御装置５１は、圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１を所定のクロック信号に同期させて、吐出
ヘッド駆動回路５８に出力する。制御装置５１は、ビットマップデータＢＭＤに基づいて
所定の基準クロック信号に同期した吐出制御信号ＳＩを生成し、その吐出制御信号ＳＩを
吐出ヘッド駆動回路５８にシリアル転送する。吐出ヘッド駆動回路５８は、制御装置５１
からの吐出制御信号ＳＩを、各ノズルＮの圧電素子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５８は、制御装置５１からの駆動タイミング信号ＬＰ１を受けると
き、吐出制御信号ＳＩに基づいて選択された圧電素子ＰＺに、それぞれ圧電素子駆動電圧
ＣＯＭ１を供給する。

この時、吐出ヘッド駆動回路５８は、選択された各圧電素子ＰＺに対してそれぞれ供給
する圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１の供給タイミングを相違させている。詳述すると、反射ミ
ラー４４に近い方のノズルＮの圧電素子ＰＺから順番に、前記時間差Δｔをもって、圧電
素子駆動電圧ＣＯＭ１を供給するようになっている。

従って、選択された各ノズルＮから吐出される液滴Ｄは、他の液滴Ｄによって照射光Ｌ
ｅが遮られることなく照射光Ｌｅが終止照射されることになる。
制御装置５１には、レーザ駆動回路５９が接続されている。制御装置５１は、レーザ駆
動電圧ＣＯＭ２をレーザ駆動回路５９に出力する。レーザ駆動回路５９は、入力したレー
ザ駆動電圧ＣＯＭ２を半導体レーザＬＤに出力し、半導体レーザＬＤを駆動する。尚、本
実施形態では、制御装置５１は、基板Ｓ１を＋Ｙ方向及び−Ｙ方向に搬送している間は常
にレーザ駆動電圧ＣＯＭ２をレーザ駆動回路５９に出力するようになっている。

上記のように構成することによって、制御装置５１及び吐出ヘッド駆動回路５８は、ス
テージ１２に載置された基板Ｓ１を＋Ｙ方向に搬送し、基板Ｓ１の吐出面ＳＡに液滴Ｄを
吐出し配線パターンを形成するとき、選択された各圧電素子ＰＺに対して、反射ミラー４
４に近い方のノズルＮの圧電素子ＰＺから順番に、前記時間差Δｔをもって、圧電素子駆
動電圧ＣＯＭ１を供給するようした。

その結果、選択された各ノズルＮから吐出される液滴Ｄは、他の液滴Ｄによって照射光
Ｌｅが遮られることなく照射光Ｌｅが終止照射されながら、基板Ｓ１に着弾する。
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、液滴吐出ヘッド２０から見て、＋Ｘ方向から、Ｚ方向に
長い帯状の照射光Ｌｅを、吐出面ＳＡとノズル形成面２３ａとの間の空間であって各ノズ
ルＮの直下を横切るように照射させるようにした。

従って、Ｚ方向に長い帯状の照射光Ｌｅの端から端まで無駄なく液滴Ｄに照射させるこ
とができる。その結果、レーザ光のエネルギー効率のよい液滴Ｄの空中乾燥ができる。
（２）上記実施形態によれば、各ノズルＮから吐出される液滴Ｄのタイミングを異なる
ようにして、各ノズルＮから吐出される液滴Ｄは、他の液滴Ｄによって照射光Ｌｅが遮ら
れることなく照射光Ｌｅが終止照射される。従って、本実施形態によれば、１つの帯状の
レーザ光（照射光Ｌｅ）を、各ノズルの全ての液滴Ｄに対して確実に照射することができ
る。

（３）上記実施形態によれば、帯状の照射光Ｌｅの厚みＷ２を、液滴Ｄが完全に包含さ
れる厚さ（液滴Ｄの直径）より若干長くしただけなので、安価な光学系機器を使って、帯
状の照射光Ｌｅを生成することができる。
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について図８に従って説明する。本実施形態は、支持プレー
ト１８に設けた液滴吐出ヘッド２０の配置が第１実施形態と相違する。従って、説明の便
宜上、相違する部分について詳細に説明する。

図８は、本実施形態における各液滴吐出ヘッド２０の配置をステージ１２側から見た図
である。尚、液滴吐出ヘッド２０のノズルＮの数は第１実施形態と同様に、説明の便宜上
１１個とする。

支持プレート１８に取着されている液滴吐出ヘッド２０は、ＸＹ平面において、＋Ｘ方
向に対して傾斜角度θだけ傾斜させて取着されている。詳述すると、液滴吐出ヘッド２０
のノズル列は、＋Ｘ方向に対して傾斜角度θだけ傾斜している。

そして、液滴吐出ヘッド２０の各ノズルＮの直下を横切る照射光Ｌｅも、＋Ｘ方向に対
して傾斜角度θだけ傾斜して基板Ｓ１とノズルプレート２３間に照射されることになる。
そして、傾斜角度θは、以下のように設定される。

前記第１実施形態では、各ノズルＮから吐出される液滴Ｄのタイミングを異なるように
して実施した。詳述する、反射ミラー４４に近い方から順番に、時間差Δｔの吐出タイミ
ングで液滴Ｄを吐出させた。

従って、最も速く吐出する液滴Ｄと、最も遅く吐出する１１番目のノズルＮからの液滴
Ｄの吐出する時間差Ｔｘは、液滴Ｄの半径をｒ、液滴Ｄの速度をＶ、後に続く液滴との吐
出タイミングの時間差Δｔとした時、
Ｔｘ＝１１×Δｔ＝１１（２ｒ／Ｖ）
となる。

この時間差Ｔｘは、基板Ｓ１（ステージ１２）の搬送速度Ｖｓが非常に遅い場合には、
各ノズルＮから吐出された液滴Ｄの＋Ｙ方向の着弾ズレは、無視できる。
しかし、生産効率を上げるべく搬送速度Ｖｓを上げると、その着弾ズレは無視できなく
なる。そこで、各ノズルＮから吐出された液滴Ｄの＋Ｙ方向の着弾ズレを無くすために、
傾斜角度θだけ液滴吐出ヘッド２０を傾斜させた。

今、隣合う液滴Ｄが基板Ｓ１に着弾したとき、その隣合う液滴Ｄの＋Ｙ方向の着弾ズレ
Δｙは、搬送速度をＶｓとすると、
Δｙ＝Ｖｓ×Δｔ
となる。

この着弾ズレΔｙを補正するために、液滴吐出ヘッド２０を傾斜させる傾斜角度θは、
等ピッチに形成された各ノズルＮの間隔をＤｘ（図３参照）としたとき、
θ＝ｔａｎ^−１（Δｙ／Ｄｘ）＝ｔａｎ^−１（Ｖｓ×Δｔ／Ｄｘ）
の式で表される。

上記の式に基づいて求めた傾斜角度θに、液滴吐出ヘッド２０を傾けて実施することに
よって、各ノズルＮから吐出される液滴Ｄの＋Ｙ方向の着弾ズレがなくなる。
その結果、生産効率の向上を上げつつ精度の高いパターンを形成できる。

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、半導体レーザＬＤを終止駆動させたが、液滴吐出ヘッド２０の各
ノズルＮから液滴Ｄを吐出するタイミングで半導体レーザＬＤを駆動させるようにしても
よい。吐出ヘッド２０が液滴Ｄを吐出していないときには、半導体レーザＬＤを休止でき
るので、消費電流の低減を図ることができる。

○上記実施形態では、液滴吐出ヘッド２０のノズルプレート２３に形成したノズルＮは
、１つのノズル列であった。これを、複数列形成された液滴吐出ヘッド２０に具体化して
もよい。この場合、各ノズル列に対してそれぞれの照射光Ｌｅを設けて実施してもよい。
また、１つの照射光Ｌｅで各ノズル列の液滴Ｄを照射するように実施してもよい。

○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。

○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。

液滴吐出装置の全体斜視図。 液滴吐出ヘッドを下側から見た図。 キャリッジに設けられた液滴吐出ヘッドの配置を示す図。 液滴吐出ヘッドの要部断面図。 図３の５−５線断面図であって液滴吐出ヘッドの吐出動作を示す図。 レーザ光と各液滴との関係を説明するための模式図。 液滴吐出装置の電気的構成を示すブロック回路図。 第２実施形態のキャリッジに設けられた液滴吐出ヘッドの配置を示す図。 従来のレーザ光と各液滴との関係を説明するための模式図。

符号の説明

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、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、Ｌｅ…
照射光、ＬＤ…半導体レーザ、Ｉｋ…インク、Ｄ…液滴、Ｎ…ノズル、θ…傾斜角度、Δ
ｔ，Ｔｘ…時間差、Ｖｓ…搬送速度。

Claims (7)

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、前記液
   滴の吐出方向に対して垂直方向から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、
   前記レーザ光を、前記吐出ヘッドの各ノズルの配列方向に照射するとともに、前記各ノ
   ズルから吐出される液滴を、それぞれ異なる吐出タイミングで吐出させることを特徴とす
   る液滴吐出装置の液滴乾燥方法。
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、
   前記各ノズルから順次吐出される液滴であって、後に続く液滴との吐出タイミングの時
   間差は、前記時間差をΔｔ、前記液滴の半径をｒ、前記液滴の速度をＶとした時、
   Δｔ＞２ｒ／Ｖ
   の式が成立する時間差Δｔであることを特徴とする液滴吐出装置の液滴乾燥方法。
3. 請求項２に記載の液滴吐出装置の液滴乾燥方法において、
   前記吐出ヘッドは、各ノズルの配列方向が、主走査方向に対して直交する副走査方向に
   対してなす傾斜角度は、前記傾斜角度をθ、各ノズルＮの間隔Ｄｘ、前記基板の搬送速度
   をＶｓとした時、
   θ＝ｔａｎ^−１（Δｙ／Ｄｘ）＝ｔａｎ^−１（Ｖｓ×Δｔ／Ｄｘ）
   の式が成立する傾斜角度θであることを特徴とする液滴吐出装置の液滴乾燥方法。
4. 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、
   前記吐出ヘッドのノズル配列方向の一側方に設けられ、前記吐出ヘッドのノズルプレー
   トと前記基板の間であって前記ノズル配列方向から前記各ノズルの直下を横切るレーザ光
   を出射するレーザ出力手段を設けたことを特徴とする液滴吐出装置。
5. 請求項４に記載の液滴吐出装置において、
   前記各ノズルから吐出される液滴が、前記レーザ光の照射方向にある他のノズルから吐
   出される液滴にて前記レーザ光が遮られないように、前記各ノズルから吐出される液滴の
   吐出タイミングを異なるように吐出ヘッドを駆動制御する駆動制御手段を備えたことを特
   徴とする液滴吐出装置。
6. 請求項５に記載の液滴吐出装置において、
   前記各ノズルから順次吐出される液滴であって、後に続く液滴との吐出タイミングの時
   間差は、前記時間差をΔｔ、前記液滴の半径をｒ、前記液滴の速度をＶとした時、
   Δｔ＞２ｒ／Ｖ
   の式が成立する時間差Δｔであって、
   前記駆動制御手段は、前記時間差Δｔで、前記各ノズルから液滴の吐出させるように前
   記吐出ヘッドを駆動制御することを特徴とする液滴吐出装置の液滴乾燥方法。
7. 請求項５に記載の液滴吐出装置において、
   前記吐出ヘッドのノズル配列方向が主走査方向に対して直交する副走査方向に対してな
   す傾斜角度は、前記傾斜角度をθ、各ノズルＮの間隔Ｄｘ、前記基板の搬送速度をＶｓと
   した時、
   θ＝ｔａｎ^−１（Δｙ／Ｄｘ）＝ｔａｎ^−１（Ｖｓ×Δｔ／Ｄｘ）
   の式が成立する傾斜角度θとなるように、前記吐出ヘッドを配置したことを特徴とする液
   滴吐出装置。

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