JP2007160252A - パターン形成方法及び液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線硬化性インクからなる液滴の吐出不良を軽減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】Ｘ軸モータ駆動回路３３及びＹ軸モータ駆動回路３４からのステージ位置情報ＳＰＩ及びキャリッジ位置情報ＣＰＩに基づいて、ＵＶレーザ駆動回路３６に、レーザ照射開始信号ＳＰ及びレーザ照射停止信号ＥＰを出力するようにした。そして、吐出ヘッドが、基板の直上に位置するときに、各ＵＶレーザヘッドから、紫外光を照射させるようにした。また、吐出ヘッドが、基板の直上から離脱するときに、各ＵＶレーザヘッドからの紫外光の照射を停止させるようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、パターン形成方法及び液滴吐出装置に関する。

従来、インクジェット法を利用したパターン形成方法には、対象物の範囲を拡張させるために、紫外線硬化性インクを液滴として吐出して、対象物に着弾した液滴に紫外線を照射してパターンを形成する方法が知られている。

こうしたパターン形成方法に利用される液滴吐出装置には、紫外線硬化性樹脂を液滴として吐出させる液滴吐出ヘッドと、着弾した液滴に紫外線を照射させるための紫外線光源と、が搭載されて、その紫外線光源には、水銀ランプやメタルハライドランプ等のランプ光源が利用されていた。

しかし、上記するランプ光源を液滴吐出装置に搭載すると、ランプ光源の小型化が困難であるために、液滴吐出装置の大型化を招く問題があった。
そこで、紫外線硬化性インクを利用した液滴吐出装置では、従来より、液滴吐出装置に搭載する紫外線光源の小型化を図る提案がなされている（例えば、特許文献１）。特許文献１では、紫外線光源に発光ダイオード（以下単に、ＬＥＤという。）を採用して、液滴吐出ヘッドを走査させるキャリッジに、そのＬＥＤを搭載させる構成にしている。そのため、ランプ光源を使用する場合に比べて、紫外線光源のサイズを大幅に小型化させることができ、しかも、その走査手段を、液滴吐出ヘッドの走査手段であるキャリッジと共通化させることによって、液滴吐出装置の小型化を図っている。
特開２００４−１８１９５１号公報

しかしながら、上記ＬＥＤ等の紫外線光源を液滴吐出ヘッドの近傍に配設すると、紫外線光源から対象物に向けて出射された紫外線の一部が、対照物や液滴等に反射あるいは散乱されて、その反射光あるいは散乱光が液滴吐出ヘッドに照射される。その結果、液滴吐出ヘッド内の紫外線硬化性インクが、液滴吐出ヘッドのノズル内で硬化して、液滴の吐出不良を招く問題があった。

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、紫外線硬化性インクからなる液滴の吐出不良を軽減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。

本発明のパターン形成方法は、対象物に吐出した紫外線硬化性インクの液滴に紫外線を照射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、前記液滴の吐出動作を開始した後に、前記紫外線の照射動作を開始するようにした。

本発明のパターン形成方法によれば、吐出動作の前に、液滴吐出ヘッドへの紫外線照射を回避させることができる。従って、液滴吐出ヘッド内に停滞して流動しない状態の紫外線硬化性インクへの紫外線照射を回避させることができる。その結果、液滴吐出ヘッド内における紫外線硬化性インクの硬化を抑制させることができ、紫外線硬化性インクからなる液滴の吐出不良を軽減させることができる。

このパターン形成方法において、前記紫外線の照射動作を終了した後に、前記液滴を捨て打ちするようにしてもよい。
このパターン形成方法によれば、紫外線の照射された液滴吐出ヘッド内の紫外線硬化性インクを、紫外線の照射動作の後に、捨て打ちさせることができる。その結果、液滴吐出ヘッドによる吐出動作を、より確実に安定させることができ、液滴の吐出不良を、さらに軽減させることができる。

本発明の液滴吐出装置は、紫外線硬化性インクの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液滴吐出ヘッドと、前記液滴に紫外線を照射する照射手段と、前記液滴吐出ヘッドの位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の検出した前記液滴吐出ヘッドの位置に基づいて、前記液滴吐出ヘッドが対象物上に位置するときに、前記照射手段を駆動制御して、前記紫外線の照射動作を開始させる制御手段と、を備えた。

本発明の液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドが対象物上に位置するとき、紫外線を照射させるようになる。従って、対象物上に位置しない液滴吐出ヘッドへの紫外線の照射を回避させることができ、液滴吐出ヘッドに対する紫外線の照射量を低減させることができる。その結果、液滴吐出ヘッド内に貯留された紫外線硬化性インクの硬化を抑制させることができる。ひいては、紫外線硬化性インクからなる液滴の吐出不良を軽減させることができる。

本発明の液滴吐出装置は、紫外線硬化性インクの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液滴吐出ヘッドと、前記液滴に紫外線を照射する照射手段と、前記液滴の吐出タイミングを規定する吐出タイミング信号に基づいて、前記液滴吐出ヘッドと前記照射手段を駆動制御し、前記液滴吐出ヘッドが前記液滴の吐出動作を開始した後に、前記紫外線の照射動作を開始させる制御手段と、を備えた。

本発明の液滴吐出装置によれば、吐出動作の前に、液滴吐出ヘッドへの紫外線照射を回避させることができる。従って、液滴吐出ヘッド内で停滞して流動しない状態の紫外線硬化性インクへの紫外線照射を回避させることができる。その結果、液滴吐出ヘッド内における紫外線硬化性インクの硬化を抑制させることができ、紫外線硬化性インクからなる液滴の吐出不良を軽減させることができる。

この液滴吐出装置において、前記制御手段は、前記吐出タイミング信号に基づいて、前記液滴吐出ヘッドが対象物に対する前記液滴の吐出動作を開始した後に、前記照射手段を駆動制御して、前記紫外線の照射動作を開始させるようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、対象物に対する吐出動作を開始した後に、紫外線の照射動作を開始させることができる。従って、対象物に対して液滴を吐出するまで、紫外線の照射を停止させることができる。その結果、液滴吐出ヘッドに対する紫外線の照射量を、より低減させることができ、液滴吐出ヘッド内における紫外線硬化性インクの硬化を、さらに抑制させることができる。

この液滴吐出装置において、前記制御手段は、記照射手段による前記紫外線の照射動作を終了させた後に、前記液滴を捨て打ちさせるフラッシングタイミング信号に基づいて、前記液滴を捨て打ちさせるようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、紫外線の照射された液滴吐出ヘッド内の紫外線硬化性インクを、紫外線の照射動作の後に、捨て打ちさせることができる。その結果、液滴吐出ヘッドによる吐出動作を、より確実に安定させることができ、液滴の吐出不良を、さらに軽減させることができる。

この液滴吐出装置において、前記制御手段は、前記液滴の吐出タイミングを規定する吐出タイミング信号に基づいて、前記液滴を硬化させるための所定の時間だけ前記紫外線を照射させるようにしてもよい。

この液滴吐出装置によれば、液滴を硬化させる分の紫外線だけ照射させることができる。従って、紫外線の照射量を最小限にすることができ、紫外線硬化性インクからなる液滴の吐出不良を、より効果的に軽減させることができる。

（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４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４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矢印方向に直動する（Ｘ矢印方向に沿って走査される）ようになっている。

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、その載置面１４のＹ矢印方向両端には、Ｘ矢印方向に沿って延びる一対のフラッシング領域１５が形成されている。一対のフラッシング領域１５内には、それぞれシート状に形成された多孔質の吸収部材１５ａが配設されて、フラッシングされた紫外線硬化性インクＦ（図３参照）を受容して吸収するようになっている。

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１６が配設されるとともに、そのガイド部材１６には、Ｙ矢印方向に延びる上下一対のガイドレール１７が形成されている。そのガイド部材１６には、ガイド部材１６に設けられたＹ軸モータＭＹ（図４の左下参照）の出力軸に駆動連結されるキャリッジ１８が、前記ガイドレール１７に沿ってＹ矢印方向及び反Ｙ矢印方向に直動する（Ｙ矢印方向に沿って走査される）ようになっている。

キャリッジ１８の内部には、紫外線硬化性インクＦ（図３参照）を導出可能に収容するインクタンク１８ａが配設されて、収容する紫外線硬化性インクＦを導出するようになっている。そのキャリッジ１８の下側には、ヘッドユニットＨＵが搭載されている。図２は、ヘッドユニットＨＵを下方（ステージ１３側）から見た斜視図であって、図３は、ヘッドユニットＨＵを反Ｘ矢印方向側から見た側面図である。

図２において、ヘッドユニットＨＵには、Ｘ矢印方向に沿って延びる直方体形状に形成された液滴吐出ヘッド（以下単に、吐出ヘッドという。）２０が備えられている。吐出ヘッド２０の下側（図２において上側）には、ノズルプレート２１が備えられるとともに、そのノズルプレート２１の下面（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貫通孔（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。

図３において、各ノズルＮのＺ矢印方向には、それぞれ前記インクタンク１８ａに連通するキャビティ２２が形成されるとともに、前記インクタンク１８ａの導出する紫外線硬化性インクＦを、対応するノズルＮ内に供給させるようになっている。各キャビティ２２の上側には、Ｚ矢印方向及び反Ｚ矢印方向（上下方向）に振動可能な振動板２３が貼り付けられるとともに、その振動板２３の上側には、各ノズルＮに対応する複数の圧電素子Ｐ
Ｚが配設されている。各圧電素子ＰＺは、それぞれ圧電素子ＰＺを駆動制御するための信号（圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１：図４参照）を受けて上下方向に収縮・伸張するとともに、対応する振動板２３を上下方向に振動させて、キャビティ２２内の容積を拡大・縮小させるようになっている。

そして、図１に示す状態から、Ｘ軸モータＭＸを駆動制御して、ステージ１３をＸ矢印方向に沿って移動（走査）させるとともに、Ｙ軸モータＭＹを駆動制御して、キャリッジ１８をＹ矢印方向に沿って移動（走査）させる。そして、全てのノズルＮが、前記フラッシング領域１５と相対向するタイミングで、全ての圧電素子ＰＺに、前記圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１を供給する。すると、全てのキャビティ２２の容積が拡大・縮小するとともに、全てのノズルＮ内の紫外線硬化性インクＦの界面（メニスカス）が振動して、紫外線硬化性インクＦの液滴Ｆｂが吐出される（捨て打ちされる）。捨て打ちされた紫外線硬化性インクＦは、対応するフラッシング領域１５の吸収部材１５ａに受容されて吸収される。これによって、全てのノズルＮ内の紫外線硬化性インクＦが、前記インクタンク１８ａ内の紫外線硬化性インクＦに交換される、すなわちフラッシングされる。

また、各ノズルＮが、前記基板Ｓｂと相対向するタイミングで、選択された圧電素子ＰＺに、前記圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１を供給する。すると、対応するキャビティ２２の容積が拡大・縮小するとともに、対応するノズルＮ内の紫外線硬化性インクＦから液滴Ｆｂが吐出される。吐出された液滴Ｆｂは、反Ｚ矢印方向に飛行して、相対向する基板Ｓｂの上面に着弾する。

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、それぞれ着弾位置ＰＦ（図３参照）という。
図２において、ヘッドユニットＨＵには、吐出ヘッド２０のＹ矢印方向両側に、照射手段としての一対のＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５Ｂが備えられている。一対のＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５Ｂは、それぞれＸ矢印方向に沿って延びるように形成されるとともに、その反Ｚ矢印方向（基板Ｓｂ）側の側面には、それぞれＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５ＢのＸ矢印方向略全幅にわたって貫通形成される照射口２６Ａ，２６Ｂが形成されている。

図３（ａ）において、一対のＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５Ｂの内部には、それぞれＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂが配設されている。ＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂは、それぞれＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂを駆動制御するための信号（ＵＶレーザ駆動電圧ＣＯＭ２：図４参照）を受けて、前記紫外線硬化性インクＦ（前記液滴Ｆｂ）の硬化反応を開始可能にする強度の紫外領域のレーザ光（紫外光ＬＡ，ＬＢ）を出射するようになっている。

各ＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂと対応する照射口２６Ａ，２６Ｂとの間には、各ＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂからの紫外光ＬＡ，ＬＢを平行光にするコリメータや、ＹＺ面内に曲率を有してＸ矢印方向に延びるように形成されたシリンドリカルレンズ等の光学ユニット２８Ａ，２８Ｂが配設されている。そして、各ＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂから紫外光ＬＡ，ＬＢが出射される。すると、出射された紫外光ＬＡ，ＬＢが、それぞれ光学ユニット２８Ａ，２８Ｂによって基板Ｓｂ上に集束させるとともに、図３（ｂ）に示すように、基板Ｓｂの上面に、それぞれ吐出ヘッド２０のＸ矢印方向略全幅に広がる帯状のビームスポットＢｓａ，Ｂｓｂを形成するようになっている。

本実施形態では、基板Ｓｂ上の位置であって、ビームスポットＢｓａ及びビームスポットＢｓｂの形成される位置を、それぞれ照射位置ＰＴａ及び照射位置ＰＴｂという。また、本実施形態の照射位置ＰＴａと照射位置ＰＴｂは、それぞれ前記着弾位置ＰＦから、Ｙ矢印方向と反Ｙ矢印方向に所定の距離だけ離間した位置に設定されている。

そして、前記吐出ヘッド２０から液滴Ｆｂを吐出させた後に、各ＵＶレーザ２７Ａ，２７ＢにＵＶレーザ駆動電圧ＣＯＭ２を供給する。すると、各ＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂからの紫外光ＬＡ，ＬＢが、対応する照射口２６Ａ，２６Ｂから出射されるとともに、出射された紫外光ＬＡ，ＬＢが、それぞれ基板Ｓｂの上面に、対応するビームスポットＢｓａ，Ｂｓｂを形成する。

この状態から、Ｙ軸モータＭＹを駆動制御してキャリッジ１８をＹ矢印方向に走査すると、ビームスポットＢｓａが、基板Ｓｂ上に着弾した液滴Ｆｂの領域を通過する。反対に、Ｙ軸モータＭＹを駆動制御してキャリッジ１８を反Ｙ矢印方向に走査すると、ビームスポットＢｓｂが、基板Ｓｂ上に着弾した液滴Ｆｂの領域を通過する。すなわち、本実施形態の液滴吐出装置１０では、基板Ｓｂ上に着弾した液滴Ｆｂが、キャリッジ１８の走査によって、ＵＶレーザヘッド２５Ａからの紫外光ＬＡあるいはＵＶレーザヘッド２５Ｂからの紫外光ＬＢのいずれか一方を受ける。

そして、基板Ｓｂに着弾した液滴ＦｂがＵＶレーザヘッド２５Ａからの紫外光ＬＡあるいはＵＶレーザヘッド２５Ｂからの紫外光ＬＢを受けると、その紫外線硬化性インクＦの硬化反応が開始されて、やがて、着弾した液滴Ｆｂが、基板Ｓｂ上で硬化する（ドットパターンを形成する）。

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４に従って説明する。
図４において、制御手段としての制御装置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１８を走査させて、ヘッドユニットＨＵを駆動制御させる。

詳述すると、制御装置３１のＲＯＭには、紫外線硬化性インクＦを捨て打ちしてフラッシング動作を実行するためのフラッシングデータＦＤと、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。

フラッシングデータＦＤは、各ビットの値（０あるいは１）に応じて、各圧電素子ＰＺのオンあるいはオフを規定するデータであって、ノズルＮがフラッシング領域１５の各位置と相対向するときに、全ての圧電素子ＰＺをオンさせるように設定されている。

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、各圧電素子ＰＺ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。

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、吐出ヘッド駆動回路３５及びＵＶレーザ駆動回路３６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各種操作信号を制御装置３１に入力するとともに、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と、前記圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１と、前記ＵＶレーザ駆動電圧ＣＯＭ２を生成するようになっている。

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、位置検出手段を構成する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（フラッシング領域１５及び基板Ｓｂ）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を受けて、各種信号を出力するようになっている。

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１８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、位置検出手段を構成する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１８（吐出ヘッド２０及び各ＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５Ｂ）の移動方向及び移動量を演算するとともに、キャリッジ１８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を受けて、各種駆動信号を出力するようになっている。

詳述すると、制御装置３１は、前記フラッシングデータＦＤを所定のクロック信号に同期させたフラッシング制御信号ＳＩ１を生成するようになっている。そして、制御装置３１は、ノズルＮがフラッシング領域１５の直上に位置する前に、生成したフラッシング制御信号ＳＩ１を、吐出ヘッド駆動回路３５に順次シリアル転送するようになっている。

また、制御装置３１は、キャリッジ１８の１回の走査（１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た吐出制御信号ＳＩ２として生成する。そして、制御装置３１は、キャリッジ１８（各ノズルＮ）を走査させる前に、対応する吐出制御信号ＳＩ２を吐出ヘッド駆動回路３５に順次シリアル転送するようになっている。

また、制御装置３１は、ノズルＮが、フラッシング領域１５及び基板Ｓｂと相対向するタイミングで、それぞれフラッシングタイミング信号ＬＰ１及び吐出タイミング信号ＬＰ２を順次生成するとともに、生成したフラッシングタイミング信号ＬＰ１及び吐出タイミング信号ＬＰ２を、それぞれ吐出ヘッド駆動回路３５に順次出力するようになっている。

さらに、制御装置３１は、ノズルＮが、基板Ｓｂの上方に侵入するタイミングで、レーザ照射開始信号ＳＰを生成するとともに、生成したレーザ照射開始信号ＳＰを、ＵＶレーザ駆動回路３６に出力するようになっている。また、制御装置３１は、ノズルＮが、基板Ｓｂの上方から離脱するタイミングで、レーザ照射停止信号ＥＰを生成するとともに、生成したレーザ照射停止信号ＥＰを、ＵＶレーザ駆動回路３６出力するようになっている。

吐出ヘッド駆動回路３５には、前記各圧電素子ＰＺ（吐出ヘッド２０）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圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１が供給されるようになっている。また、吐出ヘッド駆動回路３５は、制御装置３１からのフラッシング制御信号ＳＩ１及び吐出制御信号ＳＩ２を受けて、これらフラッシング制御信号ＳＩ１及び吐出制御信号ＳＩ２を、それぞれ各圧電素子ＰＺに対応させて順次シリアル／パラレル変換するようになっている。

そして、吐出ヘッド駆動回路３５は、制御装置３１からのフラッシングタイミング信号ＬＰ１を受ける毎に、フラッシング制御信号ＳＩ１に基づいて、全ての圧電素子ＰＺに、圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１を供給するようになっている。また、吐出ヘッド駆動回路３５
は、制御装置３１からの吐出タイミング信号ＬＰ２を受ける毎に、吐出制御信号ＳＩ２に基づいて選択された各圧電素子ＰＺに、それぞれ圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１を供給するようになっている。

ＵＶレーザ駆動回路３６には、前記各ＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂが接続されるとともに、制御装置３１からのレーザ照射開始信号ＳＰを受けて、各ＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂに、それぞれＵＶレーザ駆動電圧ＣＯＭ２を供給するようになっている。すなわち、ＵＶレーザ駆動回路３６は、各ノズルＮ（吐出ヘッド２０）が基板Ｓｂの上方に侵入するタイミングで、各ＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂからの紫外光ＬＡ，ＬＢを基板Ｓｂ上に照射するようになっている。

また、ＵＶレーザ駆動回路３６は、制御装置３１からのレーザ照射停止信号ＥＰを受けて、各ＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂに対するＵＶレーザ駆動電圧ＣＯＭ２の供給を停止するようになっている。すなわち、ＵＶレーザ駆動回路３６は、各ノズルＮ（吐出ヘッド２０）が基板Ｓｂの上方から離脱するタイミングで、各ＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５Ｂからの紫外光ＬＡ，ＬＢの照射を停止させるようになっている。

次に、上記構成からなる液滴吐出装置１０を使用して、紫外線硬化性インク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１８よりも反Ｘ矢印方向側に配置されて、キャリッジ１８は、ガイド部材１６の最も反Ｙ矢印方向に配置されている。

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に基づく圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１及びＵＶレーザ駆動電圧ＣＯＭ２を生成する。

圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１及びＵＶレーザ駆動電圧ＣＯＭ２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１８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１８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。

この間、制御装置３１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３５に出力するとともに、ＵＶレーザ駆動電圧ＣＯＭ２を、ＵＶレーザ駆動回路３６に出力する。また、制御装置３１は、フラッシング制御信号ＳＩ１を生成するとともに、生成したフラッシング制御信号ＳＩ１を、吐出ヘッド駆動回路３５にシリアル転送して、フラッシングタイミング信号ＬＰ１を出力するタイミングを待つ。

そして、各ノズルＮがフラッシング領域１５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、吐出ヘッド駆動回路３５に、フラッシングタイミング信号ＬＰ１を出力する。

すると、全ての圧電素子ＰＺは、吐出ヘッド駆動回路３５からの圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１を受けて、全てのノズルＮから、一斉に紫外線硬化性インクＦを捨て打ちする、すなわちフラッシング動作を実行する。フラッシング動作によって捨て打ちされた紫外線硬化性インクＦは、対応する吸収部材１５ａに受容されて吸収される。

この間、制御装置３１は、１スキャン分の吐出制御信号ＳＩ２を生成するとともに、生
成した吐出制御信号ＳＩ２を、吐出ヘッド駆動回路３５にシリアル転送して、吐出タイミング信号ＬＰ２及びレーザ照射開始信号ＳＰの双方の出力タイミングを待つ。

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、吐出ヘッド駆動回路３５に、吐出タイミング信号ＬＰ２を出力するとともに、ＵＶレーザ駆動回路３６に、レーザ照射開始信号ＳＰを出力する。

すると、吐出ヘッド駆動回路３５は、吐出制御信号ＳＩ２によって選択された圧電素子ＰＺに圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１を供給して、対応するノズルＮから、一斉に紫外線硬化性インクＦの液滴Ｆｂを吐出させる。さらに、ＵＶレーザ駆動回路３６は、各ＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５ＢにＵＶレーザ駆動電圧ＣＯＭ２を供給して、ＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５Ｂの双方から、紫外光ＬＡ，ＬＢを出射させるとともに、基板Ｓｂの表面に、ビームスポットＢｓａ，Ｂｓｂを形成させる。

そして、キャリッジ１８がＹ矢印方向に沿って走査されると、基板Ｓｂ上のビームスポットＢｓａがＹ矢印方向に走査されて、ＵＶレーザヘッド２５Ａからの紫外光ＬＡが、基板Ｓｂ上に着弾した各液滴Ｆｂの領域を照射される。これによって、基板Ｓｂに着弾した各液滴Ｆｂ（紫外線硬化性インクＦ）は、その硬化反応が開始されて、やがて、基板Ｓｂ上で硬化する、すなわちドットパターンを形成する。

この間、制御装置３１は、再びフラッシング制御信号ＳＩ１を生成するとともに、生成したフラッシング制御信号ＳＩ１を、吐出ヘッド駆動回路３５にシリアル転送して、フラッシングタイミング信号ＬＰ１を出力するタイミングを待つ。

そして、各ノズルＮが、１スキャン分の吐出動作を実行して、基板Ｓｂの直上から離脱すると、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、ＵＶレーザ駆動回路３６に、レーザ照射停止信号ＥＰを出力する。

すると、ＵＶレーザ駆動回路３６は、各ＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５ＢへのＵＶレーザ駆動電圧ＣＯＭ２の供給を停止させて、ＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５Ｂの双方からの紫外光ＬＡ，ＬＢの出射を停止させる。これによって、吐出ヘッド２０が基板Ｓｂの直上に位置する間だけ、ＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５Ｂからの紫外光ＬＡ，ＬＢの照射が行われる。

やがて、各ノズルＮがフラッシング領域１５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、吐出ヘッド駆動回路３５に、再びフラッシングタイミング信号ＬＰ１を出力する。

すると、吐出ヘッド駆動回路３５は、全ての圧電素子ＰＺに圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１を供給するとともに、再び、全てのノズルＮにフラッシング動作を実行させる。これによって、吐出ヘッド２０は、その内部に貯留する紫外線硬化性インクＦの中で、紫外線の照射された分を吐出（排出）させることができる。

以後同様に、ＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５Ｂは、吐出ヘッド２０が基板Ｓｂの直上で吐出動作を実行する間だけ、紫外光ＬＡ，ＬＢを照射する。そして、吐出ヘッド２０は、基板Ｓｂに対する吐出動作を実行した後に、フラッシング動作を実行して、基板Ｓｂに、所望するドットパターンを形成する。

次に、上記のように構成した第１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、Ｘ軸モータ駆動回路３３及びＹ軸モータ駆動回路３４からのステージ位置情報ＳＰＩ及びキャリッジ位置情報ＣＰＩに基づいて、ＵＶレーザ駆動回路３６に、レーザ照射開始信号ＳＰ及びレーザ照射停止信号ＥＰを出力するようにした。そして、吐出ヘッド２０が、基板Ｓｂの直上に位置するときに、各ＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５Ｂから、紫外光ＬＡ，ＬＢを照射させるようにした。また、吐出ヘッド２０が、基板Ｓｂの直上から離脱するときに、各ＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５Ｂからの紫外光ＬＡ，ＬＢの照射を停止させるようにした。

従って、基板Ｓｂの直上に位置しない吐出ヘッド２０に対して、その紫外光ＬＡ，ＬＢの照射を回避させることができる。その結果、吐出ヘッド２０に対する紫外光ＬＡ，ＬＢの照射量を低減させることができる。ひいては、吐出ヘッド２０内に貯留された紫外線硬化性インクＦの硬化を抑制させることができ、紫外線硬化性インクＦからなる液滴Ｆｂの吐出不良を軽減させることができる。
（２）上記実施形態によれば、Ｘ軸モータ駆動回路３３及びＹ軸モータ駆動回路３４からのステージ位置情報ＳＰＩ及びキャリッジ位置情報ＣＰＩに基づいて、吐出ヘッド２０が、基板Ｓｂの直上から離脱するときに、各ＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５Ｂからの紫外光ＬＡ，ＬＢの照射を停止させるようにした。そして、吐出ヘッド２０が、フラッシング領域１５の直上に位置するタイミングで、フラッシング動作を実行させるようにした。

従って、ドットパターンを形成している間に紫外線照射を受けた紫外線硬化性インクＦを、吐出ヘッド２０の中から排出させることができる。その結果、吐出ヘッド２０内に貯留された紫外線硬化性インクＦの硬化を、より確実に抑制させることができ、紫外線硬化性インクＦからなる液滴Ｆｂの吐出不良を、さらに軽減させることができる。
（３）上記実施形態によれば、紫外光ＬＡ，ＬＢを基板Ｓｂ上に集束させるようにした。従って、紫外光ＬＡ，ＬＢを局所的に照射させることができ、吐出ヘッド２０に対する基板Ｓｂ側からの紫外光ＬＡ，ＬＢの反射あるいは散乱を抑制させることができる。
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を、図５に従って説明する。尚、第２実施形態では、第１実施形態におけるＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂと、紫外光ＬＡ，ＬＢを出射するタイミングを変更したものである。そのため、以下では、その変更点について詳細に説明する。

図５において、ＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５Ｂには、それぞれノズルＮに対応する複数のＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂが、ノズルＮの配列方向に沿って配列されている。複数のＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂは、それぞれ前記ＵＶレーザ駆動電圧ＣＯＭ２を受けて、前記紫外線硬化性インクＦ（前記液滴Ｆｂ）の硬化反応を開始可能にする強度の紫外領域のレーザ光（紫外光ＬＡ，ＬＢ）を出射するようになっている。

そして、ＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂから紫外光ＬＡ，ＬＢが出射されると、出射された紫外光ＬＡ，ＬＢは、それぞれ前記光学ユニット２８Ａ，２８Ｂによって基板Ｓｂ上に集束されて、対応する着弾位置ＰＦの近傍で、矩形状のビームスポットＢｓａ，Ｂｓｂを形成するようになっている。尚、本実施形態では、各ビームスポットＢｓａ，Ｂｓｂと対応する着弾位置ＰＦとの間の距離が、それぞれ所定の距離（照射待機距離Ｄｙ）だけ離間するように設定されている。

図６において、吐出ヘッド駆動回路３５は、制御装置３１からの吐出制御信号ＳＩ２を受けて、各圧電素子ＰＺに対応させて順次シリアル／パラレル変換するとともに、シリアル／パラレル変換した吐出制御信号ＳＩ２を、ＵＶレーザ駆動回路３６に出力するようになっている。そして、吐出ヘッド駆動回路３５は、制御装置３１からの吐出タイミング信号ＬＰ２を受ける毎に、シリアル／パラレル変換した吐出制御信号ＳＩ２を、ＵＶレーザ
駆動回路３６に出力するようになっている。

ＵＶレーザ駆動回路３６には、前記複数のＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂが接続されている。ＵＶレーザ駆動回路３６は、吐出ヘッド駆動回路３５からの吐出制御信号ＳＩ２を受けて、所定の時間（「照射待機時間」）だけ待機するとともに、吐出ヘッド駆動回路３５からの吐出制御信号ＳＩ２によって選択されたＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂに、それぞれ所定の時間（「照射時間」）だけ、ＵＶレーザ駆動電圧ＣＯＭ２を供給するようになっている。

尚、本実施形態の「照射待機時間」は、Ｙ矢印方向あるいは反Ｙ矢印方向に走査させるヘッドユニットＨＵが、液滴Ｆｂの吐出動作の開始から、前記照射待機距離Ｄｙだけ走査される時間に設定されている。また、本実施形態の「照射時間」は、予め試験等に基づいて、液滴Ｆｂの硬化反応を開始させるために必要な最短時間に設定されている。

すなわち、ＵＶレーザ駆動回路３６は、着弾位置ＰＦに着弾した液滴Ｆｂが、対応する照射位置ＰＴａ（あるいは照射位置ＰＴｂ）に相対移動するまで、待機するようになっている。しかも、ＵＶレーザ駆動回路３６は、照射位置ＰＴａ（あるいは照射位置ＰＴｂ）相対移動した液滴Ｆｂに対して、同液滴Ｆｂを吐出したノズルＮに対応する選択されたＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂからのみ、「照射時間」だけ、紫外光ＬＡ，ＬＢを照射させるようになっている。

次に、上記構成からなる液滴吐出装置１０を使用して、紫外線硬化性インクＦからなるパターンを形成する方法について説明する。
今、ステージ１３及びキャリッジ１８が、それぞれＸ矢印方向及びＹ矢印方向に走査されて、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、吐出ヘッド駆動回路３５に、吐出タイミング信号ＬＰ２を出力する。

すると、吐出ヘッド駆動回路３５は、吐出制御信号ＳＩ２によって選択された圧電素子ＰＺに圧電素子駆動電圧ＣＯＭ１を供給して、対応するノズルＮから、一斉に紫外線硬化性インクＦの液滴Ｆｂを吐出させる。さらに、吐出ヘッド駆動回路３５は、シリアル／パラレル変換した吐出制御信号ＳＩ２を、ＵＶレーザ駆動回路３６に出力する。

ＵＶレーザ駆動回路３６は、吐出ヘッド駆動回路３５からの吐出制御信号ＳＩ２を受けると、「照射待機時間」だけ待機する。そして、ＵＶレーザ駆動回路３６は、着弾した液滴Ｆｂが、対応する照射位置ＰＴａ（あるいは照射位置ＰＴｂ）に相対移動するタイミングで、選択されたＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂからのみ、「照射時間」だけ、紫外光ＬＡ，ＬＢを照射させる。

これによって、基板Ｓｂに着弾した各液滴Ｆｂ（紫外線硬化性インクＦ）は、その硬化反応を開始して、やがて、基板Ｓｂ上で硬化する、すなわちドットパターンを形成する。
この際、ＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５Ｂから照射される紫外光ＬＡ，ＬＢは、着弾した液滴Ｆｂに対応する選択されたＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂからのみ、「照射時間」だけ、照射される。そのため、ＵＶレーザヘッド２５Ａ，２５Ｂから照射させる紫外光ＬＡ，ＬＢの照射量を最小にして、ドットパターンを形成することができる。

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、液滴Ｆｂの吐出を規定する吐出タイミング信号ＬＰ２及び吐出制御信号ＳＩ２に基づいて、ＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂの照射・非照射を規定するようにした。従って、紫外光ＬＡ，ＬＢの照射時間を短縮させることができ、吐出ヘッド２
０内に貯留される紫外線硬化性インクＦへの紫外線照射を、確実に抑制させることができる。
（２）上記実施形態によれば、各ノズルＮに対応する複数のＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂを設け、液滴Ｆｂを吐出したノズルＮに対応するＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂからのみ、紫外光ＬＡ，ＬＢを照射させるようにした。従って、紫外光ＬＡ，ＬＢの照射量を低減させることができ、吐出ヘッド２０内に貯留される紫外線硬化性インクＦへの紫外線照射を、さらに抑制させることができる。

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、レーザ光源をＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂで具体化したが、これに限らず、例えば紫外領域の光を出射する発光素子（ＬＥＤ）で具体化してもよい。
・上記実施形態では、ＵＶレーザ２７Ａ，２７Ｂに対して、そのレーザ光ＬＡ，ＬＢの照射動作の開始及び停止を、同じタイミングで実行させる構成にした。これに限らず、例えば、吐出ヘッド２０をＹ矢印方向に走査させるときには、ＵＶレーザ２７Ａからのレーザ光ＬＡのみを照射させる構成にしてもよく、さらには、吐出ヘッド２０を反Ｙ矢印方向に走査させるときには、ＵＶレーザ２７Ｂからのレーザ光ＬＢのみを照射させる構成にしてもよい。

すなわち、走査される吐出ヘッド２０に対して、後続するＵＶレーザ２７Ａからのレーザ光ＬＡあるいはＵＶレーザ２７Ｂからのレーザ光ＬＢのみを照射させる構成にしてもよい。これによれば、紫外領域の光の照射量を、さらに削減することができ、吐出ヘッド２０内に貯留される紫外線硬化性インクＦへの紫外線照射を、さらに抑制させることができる。
・上記実施形態では、基板Ｓｂをステージ１３に載置して、ステージ１３を直動させる構成にした。これに限らず、例えば、搬送ローラ等のローラによって、基板Ｓｂを順次搬送する構成にしてもよい。あるいは、基板Ｓｂを配置固定するとともに、ヘッドユニットＨＵを、スカラーロボット等の多関節に搭載して、同ヘッドユニットＨＵを、基板Ｓｂ上で２次元方向に走査させる構成であってもよい。

すなわち、本発明は、対象物に対して相対移動する吐出ヘッド２０の相対移動手段に限定されるものでなく、液滴の吐出動作を開始した後に紫外線の照射動作を開始する、あるいは紫外線の照射動作を終了した後に液滴を捨て打ちする構成であればよい。さらには、吐出ヘッド２０が対象物上に位置するときに紫外線の照射動作を開始させる構成であればよい。
・上記実施形態では、対象物を基板Ｓｂに具体化したが、これに限らず、例えば記録紙、ラスター紙、金属基板等であってもよい。つまり、紫外線硬化性インクＦの液滴Ｆｂによってパターンを形成する対象物であればよい。

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。 第１実施形態における、液滴吐出ヘッドを示す概略斜視図。 同じく、液滴吐出ヘッドを説明する説明図であって、（ａ）は概略側面図、（ｂ）は概略平面図。 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。 第２実施形態における、液滴吐出ヘッドを示す概略平面図。 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。

符号の説明

１０…液滴吐出装置、１８…キャリッジ、２０…液滴吐出ヘッド、２５Ａ，２５Ｂ…照射手段としてのＵＶレーザヘッド、３１…制御手段としての制御装置、３３…位置検出手段
を構成するＸ軸モータ駆動回路、３４…位置検出手段を構成するＹ軸モータ駆動回路、ＬＡ，ＬＢ…レーザ光、ＬＰ１…フラッシングタイミング信号、ＬＰ２…吐出タイミング信号、Ｆ…紫外線硬化性インク、Ｆｂ…液滴、Ｓｂ…対象物としての基板。

Claims (7)

1. 対象物に吐出した紫外線硬化性インクの液滴に紫外線を照射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、
   前記液滴の吐出動作を開始した後に、前記紫外線の照射動作を開始するようにしたことを特徴とするパターン形成方法。
2. 請求項１に記載のパターン形成方法において、
   前記紫外線の照射動作を終了した後に、前記液滴を捨て打ちするようにしたことを特徴とするパターン形成方法。
3. 紫外線硬化性インクの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液滴吐出ヘッドと、
   前記液滴に紫外線を照射する照射手段と、
   前記液滴吐出ヘッドの位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段の検出した前記液滴吐出ヘッドの位置に基づいて、前記液滴吐出ヘッドが対象物上に位置するときに、前記照射手段を駆動制御して、前記紫外線の照射動作を開始させる制御手段と、
   を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
4. 紫外線硬化性インクの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液滴吐出ヘッドと、
   前記液滴に紫外線を照射する照射手段と、
   前記液滴の吐出タイミングを規定する吐出タイミング信号に基づいて、前記液滴吐出ヘッドと前記照射手段を駆動制御し、前記液滴吐出ヘッドが前記液滴の吐出動作を開始した後に、前記紫外線の照射動作を開始させる制御手段と、
   を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
5. 請求項４に記載の液滴吐出装置において、
   前記制御手段は、
   前記吐出タイミング信号に基づいて、前記液滴吐出ヘッドが対象物に対する前記液滴の吐出動作を開始した後に、前記照射手段を駆動制御して、前記紫外線の照射動作を開始させることを特徴とする液滴吐出装置。
6. 請求項３〜５のいずれか１つに記載の液滴吐出装置において、
   前記制御手段は、
   記照射手段による前記紫外線の照射動作を終了させた後に、前記液滴を捨て打ちさせるフラッシングタイミング信号に基づいて、前記液滴を捨て打ちさせることを特徴とする液滴吐出装置。
7. 請求項３〜６のいずれか１つに記載の液滴吐出装置において、
   前記制御手段は、
   前記液滴の吐出タイミングを規定する吐出タイミング信号に基づいて、前記液滴を硬化させるための所定の時間だけ前記紫外線を照射させることを特徴とする液滴吐出装置。

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