JP2006247529A - 液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 着弾した液滴の乾燥するタイミングを早くして、パターンのサイズを制御した液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】 着弾した微小液滴Ｆｂが目標ドット径Ｒａになるまでの時間（目標照射時間）と、基板ステージ２３の速度（搬送速度Ｖｙ）に基づいて移動距離Ｌを決定した。そして、吐出ノズルＮから移動距離Ｌだけ離間した位置に、レーザ光Ｂを照射可能な照射ノズル３０ｎを設け、その照射ノズル３０ｎ内に、レーザ光Ｂを透過して吐出可能な透過液ＦＴを供給し、その透過液ＦＴを介して、レーザ光Ｂを照射するようにした。
【選択図】 図８

Description

本発明は、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドに関する。

従来、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置（有機ＥＬ表示装置）等の電気光学装置には、画像を表示するための透明ガラス基板（以下単に、基板という。）が備えられている。この種の基板には、品質管理や製造管理を目的として、その製造元や製品番号等の製造情報をコード化した識別コード（例えば、２次元コード）が形成されている。こうした識別コードは、配列された多数のパターン形成領域（データセル）の一部に、パターンとしてのコードパターン（例えば、有色の薄膜や凹部）を備え、そのコードパターンの有無によって前記製造情報をコード化している。

その識別コードの形成方法には、金属箔にレーザ光を照射してコードパターンをスパッタ成膜するレーザスパッタ法や、研磨材を含んだ水を基板等に噴射してコードパターンを刻印するウォータージェット法が提案されている（特許文献１、特許文献２）。

しかし、上記レーザスパッタ法では、所望するサイズのコードパターンを得るために、金属箔と基板の間隙を、数〜数十μｍに調整しなければならない。つまり、基板と金属箔の表面に、極めて高い精度の平坦性が要求され、しかも、これらの間隙をμｍオーダの精度で調整しなければならない。その結果、識別コードを形成できる対象基板が制限されて、その汎用性を損なう問題を招いていた。また、ウォータージェット法では、基板の刻印時に、水や塵埃、研磨剤等が飛散するため、同基板を汚染する問題があった。

近年、こうした生産上の問題を解消する方法として、インクジェット法が注目されている。インクジェット法は、金属微粒子を分散させた機能液の微小液滴を液滴吐出装置から吐出し、その液滴を乾燥させることによってコードパターンを形成する。そのため、識別コードを形成する基板の対象範囲を拡大することができ、同基板の汚染等を回避して識別コードを形成することができる。
特開平１１−７７３４０号公報 特開２００３−１２７５３７号公報

しかしながら、上記インクジェット法では、基板に着弾した微小液滴を乾燥することによってコードパターンを形成するために、基板の表面状態や微小液滴の表面張力等に応じて、以下の問題を招いていた。

すなわち、着弾した微小液滴が過剰に濡れ広がって対応するデータセルから食み出すと、コードパターンが、対応するデータセルの外側にまで形成されるようになる。その結果、データセルから食み出したコードパターンが、基板情報を誤って読み取らせる、若しくは読み取り不能にする問題があった。

こうした問題は、着弾時の微小液滴に対してレーザ光を照射し、その微小液滴を瞬時に乾燥させることによって回避可能と考えられる。
しかしながら、図１１に示すように、一般的に、微小液滴Ｆｂを吐出する吐出ヘッド９０には、機能液Ｆの流路９１や、同機能液Ｆを貯留するためのキャビティ９２、さらには同キャビティ９２内の機能液Ｆを加圧するための加圧手段９３等が備えられる。そして、
これら各構成要素のレイアウトや加工性によって、微小液滴Ｆｂを吐出する吐出口９４の配設位置が、液滴吐出ヘッド９０の中央位置近傍に制約されている。

すなわち、吐出口９４が液滴吐出ヘッド９０の中央位置近傍に形成される分だけ、微小液滴Ｆｂの着弾する位置（着弾位置Ｐａ）が、レーザヘッド９６によるレーザ光Ｂの照射位置Ｐｂから離間する。その結果、着弾位置Ｐａの微小液滴Ｆｂを照射位置Ｐｂに移動させる分だけ、微小液滴Ｆｂにレーザ光Ｂを照射する（乾燥する）タイミングが遅くなり、微小液滴Ｆｂを過剰に濡れ広がらせる問題を招く。

一方、このレーザ光Ｂを照射するタイミングは、基板９５と吐出ヘッド９０との間の間隙にレーザ光Ｂを出射することによって早くできると考えられる。しかしながら、一般的に、吐出ヘッド９０と基板９５との間の間隙は、着弾位置Ｐａの位置精度を確保するために、ｍｍオーダの距離で制御されている。そのため、前記間隙からの照射では、微小液滴Ｆｂに対するレーザ光Ｂの照射角度を極度に浅く必要があり、照射位置Ｐｂの位置精度を低下させ、微小液滴Ｆｂの乾燥不良を招く虞がある。

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、着弾した液滴の乾燥するタイミングを早くして、パターンのサイズを制御した液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドを提供することである。

本発明の液滴吐出装置は、液滴を吐出口から基板に向かって吐出する液滴吐出ヘッドと、前記基板に着弾した前記液滴にレーザ光を出力するレーザ出力手段とを備えた液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドは、前記レーザ光を透過する透過液と、前記透過液を排出可能に収容して、前記レーザ光を前記吐出口近傍の照射口に導く流路と、を備えた。

本発明の液滴吐出装置によれば、排出可能に収容される透過液によって、吐出口近傍であっても、液滴に汚染されることのない光学系（照射口及び流路）を構成することができ、レーザ光を、吐出口近傍から照射することができる。その結果、液滴に照射するレーザ光の照射タイミングを早くすることができ、着弾した液滴を瞬時に乾燥させることができる。しかも、照射口及び流路が、吐出口に対して相対的に位置決めされるため、レーザ光の位置ズレ等を回避することができ、照射するレーザ光の位置精度を向上することができる。

従って、レーザ光の照射タイミングを早くして、その照射位置精度を向上する分だけ、パターンのサイズを所望のサイズに制御することができる。
この液滴吐出装置において、前記透過液を、前記液滴と相溶性の液体にしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、飛散した液滴が照射口の透過液と混合する場合であっても、照射口の目詰まりを回避して、照射口に相対するレーザ光を安定して照射することができる。

この液滴吐出装置において、前記透過液を前記吐出口の洗浄液にしてもよい。
この液滴吐出装置によれば、吐出口を洗浄するための洗浄液を照射口から供給することができる。その結果、吐出口近傍から洗浄液を供給することができ、吐出口の洗浄効果を向上することができる。そのため、液滴形状のバラツキを回避することができ、パターンのサイズを、より高い精度で制御できる。

この液滴吐出装置において、前記流路が、前記照射口近傍に、前記透過液を撥液する撥液性を備えるようにしてもよい。
この液滴吐出装置によれば、照射口近傍に、基板側に突出する液体界面を形成することができる。その結果、レーザ光を基板側で集光することができ、照射するレーザ光の強度を高めることができる。

この液滴吐出装置において、前記透過液を加圧して、着弾した前記液滴の領域で前記レーザ光を集光する前記透過液の液状レンズを、前記照射口に形成するレンズ形成手段を備えるようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、着弾した液滴の領域でレーザ光を集光することができ、液滴の乾燥速度を、確実に増加することができる。
この液滴吐出装置において、前記照射口を略円形にしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、略円形のプロファイルを有したレーザ光を照射することができ、半球面状の液滴に対して、均一にレーザ光を照射することができる。
この液滴吐出装置において、前記照射口を略楕円形にしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、略楕円形のプロファイルを有したレーザ光を照射することができ、その長軸方向と短軸方向で、乾燥条件を変更することができる。その結果、液滴の乾燥条件の範囲を拡張することができる。

この液滴吐出装置において、前記基板を搬送し、前記基板に着弾した液滴を、前記液滴の外径が所定の外径になるタイミングで、前記照射口に相対させる搬送ステージを備えるようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、着弾した液滴のサイズが所定のサイズになるときに所望のレーザ光を照射することができ、パターンのサイズを、より確実に所望のサイズに制御することができる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、基板に向かって液滴を吐出する吐出口を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記吐出口近傍に設けられ、前記基板に着弾した液滴を乾燥するためのレーザ光を照射する照射口を備えた。

本発明の液滴吐出ヘッドによれば、吐出口近傍の照射口からレーザ光を照射する分だけ、液滴に照射するレーザ光の照射タイミングを早くすることができ、しかも、液滴に対するレーザ光の位置ズレを回避することができる。その結果、着弾した液滴を瞬時に乾燥し、パターンのサイズを所望のサイズに制御することができる。

この液滴吐出ヘッドにおいて、前記照射口は、前記レーザ光を透過する透過液を吐出可能に収容し、前記透過液を介して前記レーザ光を照射するようにしてもよい。
この液滴吐出ヘッドによれば、液滴に汚染されることのない光学系を構成することができる。

この液滴吐出ヘッドにおいて、前記照射口は、着弾した前記液滴の領域で前記レーザ光を集光する液状レンズを形成するようにしてもよい。
この液滴出ヘッドによれば、レーザ光を集光する分だけ、液滴の乾燥速度を早くすることができ、パターンのサイズを、より高い精度で制御することができる。

この液滴吐出ヘッドにおいて、前記レーザ光を出力するレーザ出力手段を備えるようにしてもよい。
この液滴吐出ヘッドによれば、液滴吐出ヘッドの外側に、別途レーザ出力手段を設ける
ことなく、レーザ光を照射することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
まず、本発明の液滴吐出装置を使って形成された識別コードを有する液晶表示装置の表示モジュールについて説明する。図１は液晶表示装置の液晶表示モジュールの正面図、図２は液晶表示モジュールの裏面に形成された識別コードの正面図、図３は液晶表示モジュールの裏面に形成された識別コードの側面図である。

図１において、液晶表示モジュール１は、光透過性の透明ガラス基板２（以下単に、基板２という。）を備えている。その基板２の表面２ａの略中央位置には、液晶分子を封入した四角形状の表示部３が形成され、その表示部３の外側には走査線駆動回路４及びデータ線駆動回路５が形成されている。そして、液晶表示モジュール１は、走査線駆動回路４の供給する走査信号と、データ線駆動回路５の供給するデータ信号に基づいて前記液晶分子の配向状態を制御し、図示しない照明装置から照射された平面光を、前記液晶分子の配向状態で変調することによって、表示部３に、所望の画像を表示するようになっている。

基板２の裏面２ｂの右隅には、該液晶表示モジュール１の識別コード１０が形成されている。識別コード１０は、図２に示すように、コード形成領域Ｓ内に形成される複数のパターンとしてのドットＤによって構成されている。

コード形成領域Ｓは、図４に示すように、１６行×１６列からなる２５６個のデータセル（以下単に、セルＣという。）に均等に仮想分割されている。詳述すると、コード形成領域Ｓは、２．２４ｍｍ角の正方形の領域であって、一辺の長さが１４０μｍの正方形のセルＣに仮想分割されている。そして、１６行×１６列の各セルＣに対して選択的にドットＤが形成され、その各ドットＤで構成する該液晶表示モジュール１の製品番号やロット番号を識別するようになっている。

本実施形態では、このセルＣの一辺の長さを目標ドット径Ｒａという。また、この分割されたセルＣであって、ドットＤが形成されるセルＣを黒セルＣ１とし、セルＣ内にドットＤが形成されないセルＣを白セルＣ０という。そして、図４において上側から順に、１行目のセルＣ、２行目のセルＣ、・・・、１６行目のセルＣとし、図４において左側から順に、１列目のセルＣ、２列目のセルＣ、・・・、１６列目のセルＣという。

黒セルＣ１に形成されたドットＤは、図２及び図３に示すように、基板２に半球状に密着して形成されている。このドットＤは、インクジェット法によって形成されている。
詳述すると、ドットＤは、後述する液滴吐出装置２０（図５参照）の吐出口としての吐出ノズルＮからパターン形成材料としての金属微粒子（例えば、ニッケル微粒子等）を含む微小液滴ＦｂをセルＣ（黒セルＣ１）に吐出させ、セルＣに着弾した微小液滴Ｆｂを乾燥し、金属微粒子を焼成させることによって形成されている。この乾燥・焼成は、基板２（黒セルＣ１）に着弾した微小液滴Ｆｂに、レーザ光Ｂ（図８参照）を照射することによって行われる。

次に、前記識別コード１０を形成するために使用する液滴吐出装置２０について説明する。図５は、液滴吐出装置２０の構成を示す斜視図である。
図５において、液滴吐出装置２０には、直方体形状に形成される基台２１が備えられている。本実施形態では、この基台２１の長手方向をＹ矢印方向とし、同Ｙ矢印方向と直交する方向をＸ矢印方向という。

基台２１の上面には、Ｙ矢印方向に延びる１対の案内凹溝２２が同Ｙ矢印方向全幅にわ
たり形成されている。その基台２１の上側には、一対の案内凹溝２２に対応する図示しない直動機構を備えた基板ステージ２３が取付けられている。基板ステージ２３の直動機構は、例えば案内凹溝２２に沿ってＹ矢印方向に延びるネジ軸（駆動軸）と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸がステッピングモータよりなるＹ軸モータＭＹ（図９参照）に連結されている。そして、所定のステップ数に相対する駆動信号がＹ軸モータＭＹに入力されると、Ｙ軸モータＭＹが正転又は逆転して、基板ステージ２３が同ステップ数に相当する分だけ、Ｙ矢印方向に沿って所定の速度で往動又は復動する（Ｙ矢印方向に移動する）ようになっている。

本実施形態では、この基板ステージ２３の速度を液滴搬送速度Ｖｙという。また、基板ステージ２３の配置位置であって、図５に示すように、基台２１の最も手前側に配置する位置を往動位置とし、最も奥側に配置する位置（図５に示す２点鎖線）を復動位置という。尚、本実施形態では、前記液滴搬送速度Ｖｙを２００ｍｍ／秒に設定している。

基板ステージ２３の上面には、載置面２４が形成され、その載置面２４には、図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。そして、基板２が裏面２ｂ（コード形成領域Ｓ）を上側にして載置面２４に載置されると、その基板チャックによって、基板２が載置面２４（基板ステージ２３）の所定位置に位置決め固定されるようになっている。

尚、この際、コード形成領域Ｓは、各セルＣの列方向がＹ矢印方向に沿うように設定され、かつ１行目のセルＣが最もＹ矢印方向側となるように配置される。
基台２１のＸ矢印方向両側には、一対の支持台２５a、２５ｂが立設され、その一対の
支持台２５a、２５ｂには、Ｘ矢印方向に延びる案内部材２６が架設されている。案内部
材２６は、その長手方向の幅が基板ステージ２３のＸ矢印方向よりも長く形成され、その一端が支持台２５a側に張り出すように配置されている。

この支持台２５ａの張り出した部分の直下には、メンテナンスユニットＭＵが配設されている。メンテナンスユニットＭＵ内には、後述する吐出ヘッド３０のノズル形成面３１ａ（図６参照）を払拭して、そのノズル形成面３１ａを洗浄する図示しないワイピング部材等が配設されている。

案内部材２６の上側には、収容タンク２７が配設されている。収容タンク２７内には、前記基板２（裏面２ｂ）に対して親液性を有する分散媒に前記金属微粒子を分散させた機能液ＦＤが収容されている。さらに、収容タンク２７内には、透過液ＦＴが収容されている。

透過液ＦＴは、前記機能液ＦＤに対して相溶性の液体であって、後述するレーザ光Ｂ（図８参照）を透過する液体である。また、透過液ＦＴは、前記ワイピング部材の払拭によってノズル形成面３１ａ（図６参照）全面に濡れ広がり、吐出ノズルＮ近傍に付着した前記金属微粒子等を洗浄可能にする、いわゆる洗浄液である。尚、本実施形態では、この透過液ＦＴにｎ−デカンを使用しているが、これに限らず、機能液ＦＤに対応した洗浄液であって、後述するレーザ光Ｂを透過する液体であればよい。

そして、これら吐出液Ｆと透過液ＦＴが、前記収容タンク２７内から、後述する吐出ヘッド３０に導出可能に収容されている。
その収容タンク２７の支持台２５ｂ側には、加圧ユニットＰＵが配設されている。加圧ユニットＰＵには、前記収容タンク２７内の前記透過液ＦＴの圧力を検出する圧力センサ３７（図９参照）と、その圧力センサ３７の検出した検出圧力に基づいて、前記透過液ＦＴの圧力を、所定圧力に制御するレンズ形成手段としての加圧ポンプ３８（図９参照）が備えられている。

そして、この加圧ユニットＰＵの加圧によって、所定圧力の透過液ＦＴが、収容タンク２７内から、後述する吐出ヘッド３０に導出されるようになっている。
尚、本実施形態の加圧ポンプ３８は、透過液ＦＴの圧力を、少なくとも２種類の圧力に制御する。ひとつは、前記透過液ＦＴによって、後述する液状レンズＬＺ（図７参照）を形成するための圧力（レンズ形成圧力）であって、もう一つは、前記透過液ＦＴを、後述する吐出ヘッド３０から吐出させるための圧力（吐出圧力）である。

前記案内部材２６の下側には、Ｘ矢印方向に延びる上下一対の案内レール２８がＸ矢印方向全幅にわたり凸設されている。この案内レール２８には、同案内レール２８に対応する図示しない直動機構を備えたキャリッジ２９が取付けられている。キャリッジ２９の直動機構は、例えば案内レール２８に沿ってＸ矢印方向に延びるネジ軸（駆動軸）と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構であって、その駆動軸が、ステッピングモータよりなるＸ軸モータＭＸ（図９参照）に連結されている。そして、所定のステップ数に相当する駆動信号をＸ軸モータＭＸに入力すると、Ｘ軸モータが正転又は逆転して、キャリッジ２９が同ステップ数に相当する分だけＸ矢印方向に沿って往動又は復動する（Ｘ矢印方向に移動する）ようになっている。

本実施形態では、キャリッジ２９の配置位置であって、図５に示すように、最も支持台２５ａ側に配置する位置を往動位置とし、最も支持台２５ｂ側に配置する位置（図５に示す２点鎖線）を復動位置という。

図５に示すように、そのキャリッジ２９の下側には、液滴吐出ヘッド（以下単に、吐出ヘッド３０という。）が設けられている。図６は、その吐出ヘッド３０の下面（基板ステージ２３側の面）を上方に向けた場合の斜視図を示す。

吐出ヘッド３０には、その下側にノズルプレート３１が備えられている。ノズルプレート３１の下面（ノズル形成面３１ａ）には、微小液滴Ｆｂ（図７参照）を吐出するための１６個の吐出ノズルＮが、Ｘ矢印方向（前記セルＣの行方向）に一列となって等間隔に形成されている。

吐出ノズルＮは、直径が２５μｍの円形孔であって、そのピッチ幅が、セルＣの形成ピッチ（１４０μｍ）で形成されている。その吐出ノズルＮは、載置面２４に載置された基板２の法線方向（Ｚ矢印方向）に沿って貫通形成されている。つまり、各吐出ノズルＮは、基板２（コード形成領域Ｓ）がＹ矢印方向に沿って往復直線移動するときに、それぞれ列方向に沿う各セルＣと対峙するように配置形成されている。

吐出ノズルＮのＹ矢印方向には、各吐出ノズルＮに対応する１６個の照射口としての照射ノズル３０ｎが、吐出ノズルＮと同じく、Ｘ矢印方向に一列となって等間隔に貫通形成されている。照射ノズル３０ｎは、前記吐出ノズルＮよりも大きいサイズで形成される円形孔であって、その内径が１２０μｍで形成されている。つまり、各照射ノズル３０ｎは、コード形成領域ＳがＹ矢印方向に沿って往復直線移動するときに、前記吐出ノズルＮと同じく、それぞれ列方向に沿う各セルＣと対峙するように配置形成されている。その照射ノズル３０ｎの内壁には、前記透過液ＦＴを撥液する撥液性が施されている。

本実施形態では、この照射ノズル３０ｎの中心位置と、対応する前記吐出ノズルＮの中心位置との間の距離を移動距離Ｌという。
図７及び図８は、その吐出ヘッド３０の内部構造を説明するための要部断面図である。

図７に示すように、前記ノズルプレート３１の上側であって前記吐出ノズルＮのＺ矢印
方向には、圧力室としてのキャビティ３２が形成されている。キャビティ３２は、連通孔３３及び各吐出ノズルＮ（各連通孔３３）に共通する供給路３４を介して、前記収容タンク２７に連通し、収容タンク２７内の導出する機能液ＦＤが導入されるようになっている。そして、キャビティ３２は、導入された機能液ＦＤを、それぞれ対応する吐出ノズルＮ内に供給するようになっている。

キャビティ３２の上側には、ノズルプレート３１全体にわたり貼り付けられた振動板３５が備えられている。振動板３５は、後述するレーザ光Ｂを透過するフィルムであって、例えば、その厚さが約２μｍからなるポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルムで構成されている。この振動板３５は、Ｚ矢印方向及び反Ｚ矢印方向（上下方向）に振動可能に貼り付けられ、キャビティ３２内の容積を拡大・縮小するようになっている。

振動板３５の上側には、各吐出ノズルＮに対応する１６個の圧電素子ＰＺが配設されている。圧電素子ＰＺは、その圧電素子ＰＺを駆動制御するための信号（圧電素子駆動電圧ＶＤＰ）を受けて収縮・伸張し、前記振動板３５を、Ｚ矢印方向及び反Ｚ矢印方向に振動させるようになっている。そして、圧電素子ＰＺが収縮・伸張すると、キャビティ３２内の容積が拡大・縮小し、縮小した容積に相対する機能液ＦＤが、対応する吐出ノズルＮから、微小液滴Ｆｂとして吐出される。尚、本実施形態では、この圧電素子ＰＺの吐出動作によって、前記目標ドット径Ｒａの略半分を外径とする微小液滴Ｆｂが吐出されるようになっている。

本実施形態では、この微小液滴Ｆｂの着弾する位置、すなわち図７において、吐出ノズルＮの直下であって基板２上の位置を着弾位置Ｐａという。
図７に示すように、ノズルプレート３１の上側であって前記照射ノズル３０ｎのＺ矢印方向には、透過流路３６が形成されている。透過流路３６は、前記収容タンク２７に連通し、前記収容タンク２７内の透過液ＦＴが導入されるようになっている。そして、透過流路３６は、導入された透過液ＦＴを、それぞれ対応する照射ノズル３０ｎ内に供給するようになっている。

そして、前記レンズ形成圧力の透過液ＦＴが透過流路３６内に導入されると、照射ノズル３０ｎの液体界面（メニスカス）が、図７に示すように、ノズル形成面３１ａから突出し、照射ノズル３０ｎの中心軸ＣＮを光軸とする半円球状の液体界面（液状レンズＬＺ）が形成される。

その液状レンズＬＺは、図８に示すように、後述するレーザ光Ｂを、照射ノズル３０ｎの直下に集光して、裏面２ｂ上に、円形状のビームプロファイルを形成するレンズである。また、液状レンズＬＺは、着弾した微小液滴Ｆｂが照射ノズル３０ｎの直下に位置するときに、その微小液滴Ｆｂを、焦点深度の範囲内とするレンズ係数を備える。尚、本実施形態の液状レンズＬＺは、裏面２ｂ上のビーム径を、目標ドット径Ｒａに相対させるレンズ係数に設定されているが、これに限られるものではない。

一方、前記吐出圧力の透過液ＦＴが透過流路３６内に導入されると、照射ノズル３０ｎの液体界面が、前記液状レンズＬＺよりも下方に突出し、突出した透過液ＦＴの一部が液滴となって吐出される。そして、この透過液ＦＴの吐出動作を所定の頻度（例えば、ノズル形成面３１ａの洗浄毎）で繰り返し、上記する液状レンズＬＺの光学特性を維持するようになっている。

本実施形態では、この液状レンズＬＺの光軸（中心軸ＣＮ）上であって基板２上の位置を照射位置Ｐｂという。つまり、この照射位置Ｐｂと前記着弾位置Ｐａとの間の距離は、前記移動距離Ｌと等しい距離である。尚、この移動距離Ｌ（照射ノズル３０ｎの中心位置
と吐出ノズルＮの中心位置との間の距離）は、以下のように決定している。

すなわち、まず、超高速度カメラ等によって、吐出ノズルＮの吐出した微小液滴Ｆｂを観測し、その微小液滴Ｆｂの液滴径が、基板２に着弾した時（着弾時）から、目標ドット径Ｒａになるまでの時間（目標照射時間Ｔａ）を計測する。そして、その目標照射時間Ｔａに前記液滴搬送速度Ｖｙを掛け合わせたものを移動距離Ｌ（＝Ｖｙ×Ｔａ）とする。尚、本実施形態における目標照射時間Ｔａは５００マイクロ秒であって、移動距離Ｌは、この５００マイクロ秒に前記液滴搬送速度Ｖｙ（２００ｍｍ／秒）を掛け合わせた１００μｍである。

換言すれば、移動距離Ｌは、着弾位置Ｐａに着弾した微小液滴Ｆｂ（図８における２点鎖線）が、液滴搬送速度Ｖｙ（２００ｍｍ／秒）で目標照射時間Ｔａ（５００マイクロ秒）だけ移動する距離であり、着弾した微小液滴Ｆｂの液滴径を、目標ドット径Ｒａにする距離に設定されている。

図８に示すように、振動板３５の上側であって前記照射ノズル３０ｎ（液状レンズＬＺ）の直上には、レーザ出力手段としての半導体レーザアレイＬＤが配設されている。半導体レーザアレイＬＤは、その半導体レーザアレイＬＤを駆動制御するための信号（レーザ駆動電圧ＶＤＬ）を受けると、所定の波長（例えば、８００ｎｍ）のレーザ光Ｂを振動板３５側に出射し、振動板３５及び透過流路３６（透過液ＦＴ）を介して、そのレーザ光Ｂを照射ノズル３０ｎ（液状レンズＬＺ）まで導くように配設されている。

そのレーザ光Ｂの出力値は、透過流路３６及び照射ノズル３０ｎ内の透過液ＦＴの温度が、殆ど上昇しないエネルギーに設定され、かつ前記集光深度の範囲において、微小液滴Ｆｂ（機能液ＦＤ）の分散媒を乾燥し、金属微粒子を焼成するエネルギーに設定されている。

そして、照射位置Ｐｂの微小液滴Ｆｂに、液状レンズＬＺの集光したレーザ光Ｂを照射すると、その微小液滴Ｆｂが乾燥・焼成されて、目標ドット径Ｒａを有したドットＤが形成される。

次に、上記のように構成した液滴吐出装置２０の電気的構成を図９に従って説明する。
図９において、制御装置４０には、外部コンピュータ等の入力装置４１から各種データを受信するＩ／Ｆ部４２と、ＣＰＵ等からなる制御部４３、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭからなり各種データを格納するＲＡＭ４４、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ４５が備えられている。また、制御装置４０には、駆動波形生成回路４６、各種駆動信号を同期するためのクロック信号ＣＬＫを生成する発振回路４７、前記半導体レーザアレイＬＤを駆動するためのレーザ駆動電圧ＶＤＬを生成する電源回路４８、各種駆動信号を送信するＩ／Ｆ部４９が備えられている。そして、制御装置４０では、これらＩ／Ｆ部４２、制御部４３、ＲＡＭ４４、ＲＯＭ４５、駆動波形生成回路４６、発振回路４７、電源回路４８及びＩ／Ｆ部４９が、バス４０ａを介して接続されている。

Ｉ／Ｆ部４２は、入力装置４１から、液状レンズＬＺを形成するための透過液ＦＴの圧力（レンズ形成圧力及び吐出圧力）を、既定形式の圧力データＩａとして受信する。また、Ｉ／Ｆ部４２は、入力装置４１から、基板ステージ２３の液滴搬送速度Ｖｙを、既定形式の速度データＩｂとして受信する。さらにまた、Ｉ／Ｆ部４２は、入力装置４１から、基板２の製品番号やロット番号等の識別データを公知の方法で２次元コード化した識別コード１０の画像を、既定形式の描画データＩｃとして受信する。

制御部４３は、Ｉ／Ｆ部４２の受信した圧力データＩａ及び速度データＩｂをＲＡＭ４
４に格納するようになっている。また、制御部４３は、Ｉ／Ｆ部４２の受信した圧力データＩａ、速度データＩｂ及び描画データＩｃに基づいて、識別コード作成処理動作を実行する。すなわち、制御部４３は、ＲＡＭ４４等を処理領域として、ＲＯＭ４５等に格納された制御プログラム（例えば、識別コード作成プログラム）に従って、基板ステージ２３を移動させて基板２の搬送処理動作を行い、吐出ヘッド３０の各圧電素子ＰＺを駆動させて液滴吐出処理動作を行う。また、制御部４３は、識別コード作成プログラムに従って、各半導体レーザアレイＬＤを駆動させて吐出した微小液滴Ｆｂを乾燥・焼成させる。

詳述すると、制御部４３は、Ｉ／Ｆ部４２の受信した描画データＩｃに所定の展開処理を施し、二次元描画平面（パターン形成領域Ｓ）上における各セルＣに、微小液滴Ｆｂを吐出するか否かを示すビットマップデータＢＭＤを生成してＲＡＭ４４に格納する。このビットマップデータＢＭＤは、前記圧電素子ＰＺに対応して１６×１６ビットのビット長を有したシリアルデータであり、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る。

また、制御部４３は、描画データＩｃに前記ビットマップデータＢＭＤの展開処理と異なる展開処理を施し、前記圧電素子ＰＺに印加する圧電素子駆動電圧ＶＤＰの波形データを生成して、駆動波形生成回路４６に出力するようになっている。駆動波形生成回路４６は、制御部４３の生成した波形データを格納する波形メモリ４６ａと、同波形データをデジタル／アナログ変換してアナログ信号として出力するＤ／Ａ変換部４６ｂと、Ｄ／Ａ変換部から出力されるアナログの波形信号を増幅する信号増幅部４６ｃとを備えている。そして、駆動波形生成回路４６は、波形メモリ４６ａに格納した波形データをＤ／Ａ変換部４６ｂによりデジタル／アナログ変換し、アナログ信号の波形信号を信号増幅部４６ｃにより増幅して前記圧電素子駆動電圧ＶＤＰを生成する。

そして、制御部４３は、Ｉ／Ｆ部４９を介して、前記ビットマップデータＢＭＤを、発振回路４７の生成するクロック信号ＣＬＫに同期させた吐出制御信号ＳＩとして、後述するヘッド駆動回路５１（シフトレジスタ５１ａ）に順次シリアル転送する。また、制御部４３は、転送した吐出制御信号ＳＩをラッチするためのラッチ信号ＬＡＴをヘッド駆動回路５１に出力する。さらに、制御部４３は、発振回路４７の生成するクロック信号ＣＬＫに同期させて、前記圧電素子駆動電圧ＶＤＰを後述するヘッド駆動回路５１（スイッチ回路５９）に出力する。

上記する制御装置４０には、Ｉ／Ｆ部４９を介して加圧ポンプ駆動回路５０が接続され、加圧ポンプ駆動回路５０を介して圧力センサ３７が接続されている。制御装置４０は、ＲＡＭ４４に格納される圧力データＩａと圧力センサ３７の検出する検出信号を参照して、加圧ポンプ駆動回路５０にポンプ駆動制御信号を出力するようになっている。加圧ポンプ駆動回路５０は、制御装置４０からのポンプ駆動制御信号に応答して、前記加圧ポンプ３８を駆動して、透過液ＦＴの圧力をレンズ形成圧力（もしくは、吐出圧力）に制御する。

また、制御装置４０には、Ｉ／Ｆ部４９を介してヘッド駆動回路５１が接続されている。そのヘッド駆動回路５１には、シフトレジスタ５６、ラッチ回路５７、レベルシフタ５８及びスイッチ回路５９が備えられている。シフトレジスタ５６は、クロック信号ＣＬＫに同期して制御装置４０（制御部４３）の転送した吐出制御信号ＳＩを、１６個の圧電素子ＰＺ（ＰＺ１〜ＰＺ１６）に対応させてシリアル／パラレル変換する。ラッチ回路５７は、シフトレジスタ５６のパラレル変換した１６ビットの吐出制御信号ＳＩを、制御装置４０（制御部４３）から入力されるラッチ信号ＬＡＴに同期してラッチし、ラッチした吐出制御信号ＳＩをレベルシフタ５８及びレーザ駆動回路５２に出力する。レベルシフタ５８は、ラッチ回路５７のラッチした吐出制御信号ＳＩを、スイッチ回路５９が駆動する電
圧まで昇圧して、１６個の圧電素子ＰＺに対応する開閉信号ＧＳ１を生成する。スイッチ回路５９には、各圧電素子ＰＺに対応するスイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ１６が備えられ、各スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ１６の入力側には、共通する前記圧電素子駆動電圧ＶＤＰが入力され、出力側には、それぞれ対応する圧電素子ＰＺ（ＰＺ１〜ＰＺ１６）に接続されている。そして、各スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ１６には、レベルシフタ５８から、対応する開閉信号ＧＳ１が入力され、同開閉信号ＧＳ１に応じて圧電素子駆動電圧ＶＤＰを圧電素子ＰＺに供給するか否かを制御するようになっている。

すなわち、本実施形態の液滴吐出装置２０は、駆動波形生成回路４６の生成した圧電素子駆動電圧ＶＤＰを、各スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ１６を介して対応する各圧電素子ＰＺに共通に印加するとともに、そのスイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ１６の開閉を、制御装置４０（制御部４３）の供給する吐出制御信号ＳＩ（開閉信号ＧＳ１）で制御するようにしている。そして、スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ１６が閉じると、同スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ１６に対応する圧電素子ＰＺ１〜ＰＺ１６に圧電素子駆動電圧ＶＤＰが供給され、同圧電素子ＰＺに対応するノズルＮから微小液滴Ｆｂが吐出される。

図１０は、上記するラッチ信号ＬＡＴ、吐出制御信号ＳＩ及び開閉信号ＧＳ１のパルス波形と、開閉信号ＧＳ１に応答して圧電素子ＰＺに印加される圧電素子駆動電圧ＶＤＰの波形を示す。

図１０に示すように、ヘッド駆動回路５１に入力されるラッチ信号ＬＡＴが立ち下がると、１６ビット分の吐出制御信号ＳＩに基づいて開閉信号ＧＳ１が生成され、開閉信号ＧＳ１が立ち上がった時に、対応する圧電素子ＰＺに圧電素子駆動電圧ＶＤＰが供給される。そして、圧電素子駆動電圧ＶＤＰの電圧値の上昇とともに圧電素子ＰＺが収縮してキャビティ３２内に機能液ＦＤが引き込まれ、圧電素子駆動電圧ＶＤＰの電圧値の下降とともに圧電素子ＰＺが伸張してキャビティ３２内の機能液ＦＤが押し出される、すなわち微小液滴Ｆｂが吐出される。微小液滴Ｆｂを吐出すると、圧電素子駆動電圧ＶＤＰの電圧値は初期電圧まで戻り、圧電素子ＰＺの駆動による微小液滴Ｆｂの吐出動作が終了する。

さらに、制御装置４０には、Ｉ／Ｆ部４９を介してレーザ駆動回路５２が接続されている。そのレーザ駆動回路５２には、遅延パルス生成回路６１とスイッチ回路６２が備えられている。遅延パルス生成回路６１は、ラッチ回路５７のラッチした吐出制御信号ＳＩを、所定の時間（待機時間Ｔ）だけ遅延させたパルス信号（開閉信号ＧＳ２）を生成し、同開閉信号ＧＳ２をスイッチ回路６２に出力する。

尚、本実施形態における前記待機時間Ｔは、以下の時間に設定されている。すなわち、待機時間Ｔは、圧電素子ＰＺの吐出動作の開始時（開閉信号ＧＳ１の立ち上がった時）から微小液滴Ｆｂの着弾時までの時間（吐出時間Ｔｂ）に前記目標照射時間Ｔａ（＝Ｌ／Ｖｙ＝５００マイクロ秒）を加算した時間（待機時間Ｔ＝Ｔａ＋Ｔｂ）に設定されている。換言すれば、待機時間Ｔは、圧電素子ＰＺの吐出動作の開始時から、微小液滴Ｆｂの液滴径が目標ドット径Ｒａに到達するまでの時間に設定されている。

従って、レーザ駆動回路５２は、微小液滴Ｆｂの液滴径が目標ドット径Ｒａになる時に、開閉信号ＧＳ２をスイッチ回路６２に出力する。
スイッチ回路６２には、各半導体レーザアレイＬＤに対応するスイッチ素子Ｓｂ１〜Ｓｂ１６が備えられている。各スイッチ素子Ｓｂ１〜Ｓｂ１６の入力側には、電源回路４８の生成した共通のレーザ駆動電圧ＶＤＬが入力され、出力側には対応する各半導体レーザアレイＬＤ（ＬＤ１〜ＬＤ１６）に接続されている。そして、各スイッチ素子Ｓｂ１〜Ｓｂ１６には、遅延パルス生成回路６１から対応する開閉信号ＧＳ２が入力され、同開閉信号ＧＳ２に応じてレーザ駆動電圧ＶＤＬを半導体レーザアレイＬＤに供給するか否かを制
御するようになっている。

すなわち、本実施形態の液滴吐出装置２０は、電源回路４８の生成したレーザ駆動電圧ＶＤＬを、各スイッチ素子Ｓｂ１〜Ｓｂ１６を介して対応する各半導体レーザアレイＬＤに共通に印加するとともに、そのスイッチ素子Ｓｂ１〜Ｓｂ１６の開閉を、制御装置４０（制御部４３）の供給する吐出制御信号ＳＩ（開閉信号ＧＳ２）によって制御するようにしている。そして、スイッチ素子Ｓｂ１〜Ｓｂ１６が閉じると、同スイッチ素子Ｓｂ１〜Ｓｂ１６に対応する半導体レーザアレイＬＤ１〜ＬＤ１６にレーザ駆動電圧ＶＤＬが供給され、対応する半導体レーザアレイＬＤからレーザ光Ｂが出射される。

従って、レーザ駆動回路５２は、微小液滴Ｆｂの液滴径が目標ドット径Ｒａになる時に、対応するスイッチ素子Ｓｂ１〜Ｓｂ１６を閉じて、対応する半導体レーザアレイＬＤ１〜ＬＤ１６からレーザ光Ｂを出射させる。

尚、本実施形態における遅延パルス生成回路６１では、開閉信号ＧＳ２のパルス時間幅を、１つのセルＣがレーザ光Ｂ（ビーム径）を通過する時間（パルス時間幅Ｔｓｇ＝Ｒａ／Ｖｙ）に設定している。

そして、図１０に示すように、ラッチ信号ＬＡＴがヘッド駆動回路５１に入力されると、待機時間Ｔを経過した時に、開閉信号ＧＳ２が立ち上がり、対応する半導体レーザアレイＬＤにレーザ駆動電圧ＶＤＬが印加される。すると、対応する半導体レーザアレイＬＤからレーザ光Ｂが出射され、開閉信号ＧＳ２のパルス時間幅Ｔｓｇ分だけ、レーザ光Ｂの照射が行われる。この間に、目標ドット径Ｒａの微小液滴Ｆｂが、液状レンズＬＺで集光されるレーザ光Ｂを通過する。そして、開閉信号ＧＳ２が立さがると、レーザ駆動電圧ＶＤＬの供給が遮断されて、半導体レーザアレイＬＤによる乾燥・焼成が終了する。

制御装置４０には、Ｉ／Ｆ部４９を介して基板検出装置５３が接続されている。基板検出装置５３は、基板２の端縁を検出し、制御装置４０によって吐出ヘッド３０（ノズルＮ）の直下を通過する基板２の位置を算出する際に利用される。

制御装置４０には、Ｉ／Ｆ部４９を介してＸ軸モータ駆動回路５４が接続され、Ｘ軸モータ駆動回路５４にＸ軸モータ駆動制御信号を出力するようになっている。Ｘ軸モータ駆動回路５４は、制御装置４０からのＸ軸モータ駆動制御信号に応答して、前記キャリッジ２９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。そして、例えば、Ｘ軸モータＭＸを正転させると、キャリッジ２９はＸ矢印方向に移動し、逆転させるとキャリッジ２９は反Ｘ矢印方向に移動するようになっている。

制御装置４０には、前記Ｘ軸モータ駆動回路５４を介してＸ軸モータ回転検出器５４ａが接続され、Ｘ軸モータ回転検出器５４ａからの検出信号が入力される。制御装置４０は、この検出信号に基づいて、Ｘ軸モータＭＸの回転方向及び回転量を検出し、吐出ヘッド３０（キャリッジ２９）のＸ矢印方向の移動量と、移動方向とを演算するようになっている。

制御装置４０には、Ｉ／Ｆ部４９を介してＹ軸モータ駆動回路５５が接続され、ＲＡＭ４４に格納される速度データＩｂを参照して、Ｙ軸モータ駆動回路５５にＹ軸モータ駆動制御信号を出力するようになっている。Ｙ軸モータ駆動回路５５は、制御装置４０からのＹ軸モータ駆動制御信号に応答して、前記基板ステージ２３を往復移動させるＹ軸モータＭＹを正転又は逆転させ、同基板ステージ２３（着弾した微小液滴Ｆｂ）を液滴搬送速度Ｖｙ（２００ｍｍ／秒）で移動するようになっている。例えば、Ｙ軸モータＭＹを正転させると、基板ステージ２３（基板２）は液滴搬送速度ＶｙでＹ矢印方向に移動し、逆転さ
せると、基板ステージ２３（基板２）は液滴搬送速度Ｖｙで反Ｙ矢印方向に移動する。

制御装置４０には、前記Ｙ軸モータ駆動回路５５を介してＹ軸モータ回転検出器５５ａが接続され、Ｙ軸モータ回転検出器５５ａからの検出信号が入力される。制御装置４０は、Ｙ軸モータ回転検出器５５ａからの検出信号に基づいて、Ｙ軸モータＭＹの回転方向及び回転量を検出し、吐出ヘッド３０に対する基板２のＹ矢印方向の移動方向及び移動量を演算する。

次に、液滴吐出装置２０を使って識別コード１０を基板２の裏面２ｂに形成する方法について説明する。
まず、図５に示すように、往動位置に位置する基板ステージ２３上に、基板２を、裏面２ｂが上側になるように配置固定する。このとき、基板２のＹ矢印方向側の辺は、案内部材２６より反Ｙ矢印方向側に配置されている。

この状態から、制御装置４０は、Ｘ軸モータＭＸを駆動制御し、キャリッジ２９（吐出ヘッド３０）を往動位置からＸ矢印方向に搬送させる。そして、基板２がＹ矢印方向に移動したときに、各吐出ノズルＮ（照射ノズル３０ｎ）の直下を、対応するセルＣが通過する位置に、キャリッジ２９をセットする。続いて、制御装置４０は、加圧ポンプ３８を駆動制御し、透過液ＦＴの圧力を、レンズ形成圧力にセットする。そして、照射ノズル３０ｎに、所定の液状レンズＬＺを形成する。

この状態から、制御装置４０は、Ｙ軸モータＭＹを駆動制御し、基板ステージ２３を介して、基板２を液滴搬送速度Ｖｙ（２００ｍｍ／秒）でＹ矢印方向に搬送させる。やがて、基板検出装置５３が基板２のＹ矢印側の端縁を検出すると、制御装置４０は、Ｙ軸モータ回転検出器５５ａからの検出信号に基づいて、１行目のセルＣ（黒セルＣ１）が着弾位置Ｐａまで搬送されたかどうか演算する。

この間、制御装置４０は、コード作成プログラムに従って、ＲＡＭ４４に格納したビットマップデータＢＭＤに基づく吐出制御信号ＳＩと、駆動波形生成回路４６で生成した圧電素子駆動電圧ＶＤＰをヘッド駆動回路５１に出力する。また、制御装置４０は、電源回路４８で生成したレーザ駆動電圧ＶＤＬをレーザ駆動回路５２に出力する。そして、制御装置４０は、ラッチ信号ＬＡＴを出力するタイミングを待つ。

そして、１行目のセルＣ（黒セルＣ１）が着弾位置Ｐａまで搬送されると、制御装置４０は、ラッチ信号ＬＡＴをヘッド駆動回路５１に出力する。
ヘッド駆動回路５１は、制御装置４０からのラッチ信号ＬＡＴを受けると、吐出制御信号ＳＩに基づいて開閉信号ＧＳ１を生成し、その開閉信号ＧＳ１をスイッチ回路５９に出力する。そして、閉じた状態のスイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ１６に対応する圧電素子ＰＺに圧電素子駆動電圧ＶＤＰを供給し、図７に示すように、対応するノズルＮから、圧電素子駆動電圧ＶＤＰに相対する微小液滴Ｆｂを一斉に吐出する。

そして、開閉信号ＧＳ１が立ち上がった時（圧電素子ＰＺの吐出動作の開始時）から吐出時間Ｔｂを経過すると、吐出された微小液滴Ｆｂが、一斉に着弾位置Ｐａ（黒セルＣ１）に着弾する。

一方、ヘッド駆動回路５１がラッチ信号ＬＡＴを受けると、レーザ駆動回路５２（遅延パルス生成回路６１）は、ラッチ回路５７のラッチした吐出制御信号ＳＩを受けて、開閉信号ＧＳ２の生成を開始し、その開閉信号ＧＳ２をスイッチ回路６２に出力するタイミングを待つ。この間、制御装置４０は、基板２をＹ矢印方向に移動させ、着弾した微小液滴Ｆｂを、照射位置Ｐｂに向かって、液滴搬送速度Ｖｙ（２００ｍｍ／秒）で移動する。

そして、着弾時から目標照射時間Ｔａ（＝Ｌ／Ｖｙ＝５００マイクロ秒）だけ経過すると、換言すれば、圧電素子ＰＺが吐出動作を開始してから待機時間Ｔ（＝Ｔａ＋Ｔｂ）だけ経過すると、図８に示すように、着弾位置Ｐａの微小液滴Ｆｂが、目標ドット径Ｒａに濡れ広がった状態で、照射位置Ｐｂに到達する。

この時、レーザ駆動回路５２は、遅延パルス生成回路６１の生成した開閉信号ＧＳ２をスイッチ回路６２に出力し、閉じた状態のスイッチ素子Ｓｂ１〜Ｓｂ１６に対応する半導体レーザアレイＬＤに、レーザ駆動電圧ＶＤＬを供給する。すなわち、対応する半導体レーザアレイＬＤから、レーザ光Ｂを一斉に出射する。出射されたレーザ光Ｂは、照射ノズル３０ｎに形成した液状レンズＬＺによって集光され、目標ドット径Ｒａの微小液滴Ｆｂに、一斉に照射される。

これによって、１行目の黒セルＣ１内に着弾した各微小液滴Ｆｂには、その液滴径が目標ドット径Ｒａとなる時に、集光したレーザ光Ｂが一斉に照射される。そして、レーザ光Ｂの照射された各微小液滴Ｆｂの分散媒が蒸発し、その金属微粒子が焼成されて、セルＣ（黒セルＣ１）に整合した目標ドット径Ｒａの各ドットＤが形成される。

以後、同様に、制御装置４０は、基板２を液滴搬送速度Ｖｙで移動させながら、各行のセルＣが着弾位置Ｐａに到達する毎に、その黒セルＣ１に対応するノズルＮから、微小液滴Ｆｂを一斉に吐出し、その着弾時から目標照射時間Ｔａを経過する時に、同微小液滴Ｆｂに対して、一斉にレーザ光Ｂが照射される。

そして、コード形成領域Ｓに形成される識別コード１０の全てドットＤを形成されると、制御装置４０は、Ｙ軸モータＭＹを制御して、基板２を吐出ヘッド３０の下方位置から退出させる。

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、着弾した微小液滴Ｆｂが目標ドット径Ｒａになるまでの時間（目標照射時間Ｔａ）と、基板ステージ２３の速度（搬送速度Ｖｙ）に基づいて移動距離Ｌを決定した。そして、吐出ノズルＮから移動距離Ｌだけ離間した位置に、レーザ光Ｂを照射可能な照射ノズル３０ｎを設け、その照射ノズル３０ｎから、レーザ光Ｂを照射するようにした。

その結果、微小液滴Ｆｂが目標ドット径Ｒａとなる時に、その微小液滴Ｆｂに対してレーザ光Ｂを照射することができる。従って、微小液滴Ｆｂの過剰な濡れ広がりを回避することができ、ドットＤの外径を、目標ドット径Ｒａに制御することができる。

しかも、吐出ノズルＮに対して、相対的に位置決めされた照射ノズル３０ｎからレーザ光Ｂを照射するため、レーザ光Ｂの照射位置の位置ズレを回避することができ、微小液滴Ｆｂに照射するレーザ光Ｂの位置精度を向上することができる。

従って、レーザ光Ｂの照射タイミングを早くして、その照射位置精度を向上する分だけ、ドットＤのサイズを所望のサイズ、すなわち目標ドット径Ｒａに制御することができる。

（２）上記実施形態によれば、照射ノズル３０ｎ内に、吐出可能な透過液ＦＴを供給し、その透過液ＦＴを介して、レーザ光Ｂを照射するようにした。
その結果、透過液ＦＴを吐出することによって、光路の光学特性を保持することができ、安定したレーザ光Ｂを照射することができる。従って、ドットＤの外径を、安定して目
標ドット径Ｒａに制御することができる。

（３）上記実施形態によれば、照射位置Ｐｂの微小液滴Ｆｂが焦点深度の範囲内となる液状レンズＬＺを、透過液ＦＴによって形成するようにした。
その結果、レーザ光Ｂを集光する分だけ、微小液滴Ｆｂに照射するレーザ光Ｂの強度を増加することができる。しかも、微小液滴Ｆｂ等の飛散による汚染を回避した光学系を形成することができ、増加した強度のレーザ光Ｂを、常に安定して照射することができる。

（４）上記実施形態によれば、透過液ＦＴを吐出ヘッド３０の洗浄液で構成するようにした。その結果、吐出ノズルＮ近傍から洗浄液を供給することができ、吐出ノズルの洗浄効果を向上することができる。従って、微小液滴Ｆｂの形状のバラツキを回避することができ、ドットＤのサイズを、より高い精度で制御できる。

（５）上記実施形態によれば、円形孔の照射ノズル３０ｎからレーザ光Ｂを照射し、照射位置Ｐｂに、目標ドット径Ｒａに相対する内径を有した円形状のビームプロファイルを形成するようにした。

その結果、目標ドット径Ｒａの微小液滴Ｆｂに対して、均一にレーザ光Ｂを照射することができる。従って、ドットＤのサイズを、より高い精度で制御できる。
（６）上記実施形態によれば、半導体レーザアレイＬＤを液滴吐出ヘッド３０内に備えるようにした。その結果、液滴吐出ヘッド３０の外側に、別途レーザ出力手段を設ける構成に比べ、より簡便な機械的構成によって、液滴吐出装置２０を構成することができる。

（７）上記実施形態によれば、吐出制御信号ＳＩに基づいて、スイッチ素子Ｓａ１〜Ｓａ１６に対応する開閉信号ＧＳ１を生成し、同吐出制御信号ＳＩに基づいて、スイッチ素子Ｓｂ１〜Ｓｂ１６の開閉信号ＧＳ２を生成するようにした。そして、開閉信号ＧＳ１が立ち上がった時から待機時間Ｔを経過する時に、開閉信号ＧＳ２が立ち上がるようにした。

その結果、微小液滴Ｆｂを吐出する毎に、確実にレーザ光Ｂを出射することができ、各ドットＤの外径を、確実に目標ドット径Ｒａに制御することができる。
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、透過液ＦＴを吐出ヘッド３０の洗浄液で構成したが、これに限らず、例えばレーザ光Ｂを透過する機能液ＦＤの分散媒や、主溶媒で構成してもよく、レーザ光Ｂを透過する液体であればよい。

○上記実施形態では、照射ノズル３０ｎを円形孔に具体化したが、これに限らず、例えば、断面楕円形の孔で構成してもよい。これによれば、照射位置Ｐｂ近傍で、略楕円形のビームプロファイルを形成することができる。そして、その長軸方向を微小液滴Ｆｂの搬送方向（Ｙ矢印方向）にすることによって、微小液滴Ｆｂに照射するレーザ光Ｂの照射時間を長くすることができる。

○さらには、所望するレーザ光Ｂの強度分布に相対させて、照射ノズル３０ｎの形状、さらには液状レンズＬＺの形状や屈折率を変更してもよい。例えば、照射ノズル３０ｎを断面楕円形の孔で構成し、略楕円形のビームプロファイルを形成するとともに、その長軸方向端部で、微小液滴Ｆｂを乾燥させる強度のレーザ光Ｂを照射し、その中心位置付近で、金属微粒子を焼成させる強度のレーザ光Ｂを照射するようにしてもよい。

これによれば、微小液滴Ｆｂを乾燥するためのレーザ光Ｂと、微小液滴Ｆｂを焼成する
ためのレーザ光Ｂを順次照射することができ、微小液滴Ｆｂを構成する材料の適用範囲を拡大することができる。

○上記実施形態では、加圧ポンプ３８によって透過液ＦＴを加圧する構成にした。これに限らず、例えば、透過流路３６上の振動板３５に圧電素子を設け、その圧電素子の伸張によって加圧する構成にしてもよく、透過液ＦＴの圧力を、レンズ形成圧力に制御可能なものであればよい。

○上記実施形態では、微小液滴Ｆｂを、直接裏面２ｂに着弾させる構成にしたが、これに限らず、裏面２ｂ上に、レーザ光Ｂを吸収して熱に変換する光熱変換材料を塗布し、その光熱変換材料上に、微小液滴Ｆｂを着弾させる構成にしてもよい。これによれば、レーザ光Ｂの光エネルギーに加えて、光熱変換材料の熱エネルギーによって、微小液滴Ｆｂを乾燥させることができ、より高い精度で、ドットＤのサイズを制御することができる。

○上記実施形態では、基板２の裏面２ｂに対して親液性を有する微小液滴Ｆｂを吐出するようにしたが、これに限らず、基板２の裏面２ｂに対して撥液性を有する微小液滴Ｆｂを吐出するようにしてもよく、或いは微小液滴Ｆｂに対して撥液性を有する基板２に適用してもよい。

○上記実施形態では、基板２上で半球面状に濡れ広がる微小液滴Ｆｂに対してレーザ光Ｂを照射し、ドットＤを形成する構成にした。これに限らす、例えば、多孔性基板（例えば、セラミック多層基板やグリーンシート等）に浸透する微小液滴Ｆｂに対してレーザ光Ｂを照射し、金属配線等のパターンを形成する構成にしてもよい。

○上記実施形態では、吐出制御信号ＳＩに基づいて開閉信号ＧＳ２を生成する構成にした。これに限らず、例えば基板検出装置５３の検出信号やＹ軸モータ回転検出器５５ａ等の検出信号に基づいて開閉信号ＧＳ２を生成する構成にしてもよく、微小液滴Ｆｂが照射位置Ｐｂに到達するタイミングで、レーザ光Ｂを照射可能にする構成であればよい。

○上記実施形態では、レーザ出力手段を半導体レーザアレイＬＤで具体化したが、これに限らず、例えばＣＯ_２レーザやＹＡＧレーザであってもよく、機能液ＦＤを透過して、着弾した微小液滴Ｆｂを乾燥可能な光エネルギーのレーザ光Ｂを出力するレーザであればよい。

○上記実施形態では、吐出ノズルＮの数量に相対する半導体レーザアレイＬＤによってレーザ出力手段を構成したが、これに限らず、レーザ光源から出射された単一のレーザ光Ｂを、回折素子等の分岐素子によって１６分割する構成してもよい。

○上記実施形態では、各半導体レーザアレイＬＤに対応するスイッチ素子Ｓｂ１〜Ｓｂ１６の開閉によって、レーザ光Ｂの照射を制御するように構成した。これに限らず、レーザ光Ｂの光路に開閉自在に構成したシャッタを設け、同シャッタの開閉タイミングによってレーザ光Ｂの照射を制御するようにしてもよい。

○上記実施形態では、ドットＤを半円球状に具体化したが、その形状は限定されるものではなく、例えば、その平面形状が楕円形のドットであったり、バーコードを構成するバーのように線状であったりしてもよい。

○上記実施形態では、パターンをドットＤに具体化したが、これに限らず、例えば液晶表示モジュール１に備えられる配向膜やカラーフィルタ、さらには半導体装置等の絶縁膜や金属配線のパターンに具体化してもよく、着弾した微小液滴Ｆｂを、レーザ光Ｂで乾燥
するパターンであればよい。この場合にも、パターンのサイズを所望のサイズに制御することができる。

○上記実施形態では、基板を透明ガラス基板２に具体化したが、これに限らず、例えばシリコン基板やフレキシブル基板、あるいは金属基板等であってもよい。
○上記実施形態では、加圧手段を圧電素子ＰＺに具体化したが、圧電素子ＰＺ以外の方法で圧力室（キャビティ３２）を加圧する加圧手段を用いて実施してもよい。この場合にも、パターンのサイズを所望のサイズに制御することができる。

○上記実施形態では、ドットＤを形成するための液滴吐出装置２０に具体化したが、例えば、前記絶縁膜や金属配線を形成するための液滴吐出装置に適用してもよい。この場合にも、パターンのサイズを所望のサイズに制御することができる。

○上記実施形態では、ドットＤ（識別コード１０）を液晶表示モジュール１に適用した。これに限らず、例えば有機エレクトロルミネッセンス表示装置の表示モジュールであってもよく、あるいは平面状の電子放出素子を備え、同素子から放出された電子による蛍光物質の発光を利用した電界効果型装置（ＦＥＤやＳＥＤ等）を備えた表示モジュールであってもよい。

液晶表示モジュールを示す正面図。 本実施形態の識別コードを示す正面図。 同じく、識別コードの側面図。 同じく、識別コードの構成を説明するための説明図。 本実施形態の液滴吐出装置の要部斜視図。 同じく、吐出ヘッドを説明するための概略斜視図。 同じく、吐出ヘッドを説明するための要部断面図。 同じく、吐出ヘッドを説明するための要部断面図。 同じく、液滴吐出装置の電気的構成を説明するための電気ブロック回路図。 同じく、圧電素子と半導体レーザアレイの駆動タイミングを説明するタイミングチャート。 従来例の吐出ヘッドを説明する要部断面図。

符号の説明

１…液晶表示モジュール、２…基板、２０…液滴吐出噴射装置、２３…搬送ステージとしての基板ステージ、３０…液滴吐出ヘッド、３０ｎ…照射口としての照射ノズル、３６…透過流路、Ｂ…レーザ光、Ｄ…パターンとしてのドット、ＦＴ…透過液、Ｆｂ…微小液滴、ＬＤ…レーザ出力手段を構成する半導体レーザアレイ、ＬＺ…液状レンズ、Ｎ…吐出口としての吐出ノズル。

Claims (12)

1. 液滴を吐出口から基板に向かって吐出する液滴吐出ヘッドと、前記基板に着弾した前記液滴にレーザ光を出力するレーザ出力手段とを備えた液滴吐出装置において、
   前記液滴吐出ヘッドは、
   前記レーザ光を透過する透過液と、
   前記透過液を排出可能に収容して、前記レーザ光を前記吐出口近傍の照射口に導く流路と、
   を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
2. 請求項１に記載の液滴吐出装置において、
   前記透過液は、前記液滴と相溶性の液体であることを特徴とする液滴吐出装置。
3. 請求項１又は２記載の液滴吐出装置において、
   前記透過液は、前記吐出口を洗浄するための洗浄液であることを特徴とする液滴吐出装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つ記載の液滴吐出装置において、
   前記流路は、前記照射口近傍に、前記透過液を撥液する撥液性を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の液滴吐出装置において、
   前記透過液を加圧して、着弾した前記液滴の領域で前記レーザ光を集光するための前記透過液の液状レンズを形成するレンズ形成手段を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の液滴吐出装置において、
   前記照射口は、略円形であることを特徴とする液滴吐出装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の液滴吐出装置において、
   前記照射口は、略楕円形であることを特徴とする液滴吐出装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の液滴吐出装置において、
   前記基板を搬送し、前記基板に着弾した液滴を、前記液滴の外径が所定の外径になるタイミングで、前記照射口に相対させる搬送ステージを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
9. 基板に向かって液滴を吐出する吐出口を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記吐出口近傍に設けられ、前記基板に着弾した液滴を乾燥するためのレーザ光を照射する照射口を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
10. 請求項９に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記照射口は、前記レーザ光を透過する透過液を吐出可能に収容し、前記透過液を介して前記レーザ光を照射することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
11. 請求項１０に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記照射口は、着弾した前記液滴の領域で前記レーザ光を集光する液状レンズを形成することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
12. 請求項９〜１１のいずれか１つに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記レーザ光を出力するレーザ出力手段を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。

Images