JP2009022831A - 液滴吐出ヘッド、及び液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液滴吐出処理の処理性能を損なうことなく光の照射時間を長くして安定した乾燥状態を液滴に与える液滴吐出ヘッド、及び液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】液滴吐出ヘッド２０は、各ノズルＮの＋Ｙ方向に、それぞれ各吐出位置Ｐに対応する第一レーザＬＤ１を有し、各第一レーザＬＤ１の＋Ｙ方向に、それぞれ各吐出位置Ｐに対応する各第二レーザＬＤ２を有する。吐出位置Ｐを通り＋Ｙ方向に延びる直線として吐出経路Ｒが規定されるとき、各第一レーザＬＤ１は、それぞれ対応する吐出経路Ｒの第一部分に第一レーザ光Ｂ１を照射し、第二レーザＬＤ２は、対応する吐出経路Ｒの第二部分に第二レーザ光Ｂ２を照射する。
【選択図】図３

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド、及び液滴吐出装置に関する。

低温焼成セラミックス（ＬＴＣＣ：Low Temperature Co-fired Ceramics ）からなる多層基板は、優れた高周波特性と高い耐熱性を有するため、高周波モジュールの基板やＩＣパッケージの基板等に広く利用される。ＬＴＣＣ多層基板の製造方法では、一般に、金属インクを用いてグリーンシートの上に回路パターンを描画する工程と、複数のグリーンシートを積層して一括焼成する工程とが実施される。

回路パターンを描画する工程においては、回路パターンの高密度化を図るため、金属インクを微小な液滴にして吐出する、いわゆるインクジェット法が提案されている（例えば、特許文献１）。インクジェット法は、１滴の容量が数〜数十ピコリットルの多数の液滴を用いて１つの回路パターンを描画する。インクジェット法は、この液滴の吐出位置を変更することによって、回路パターンの微細化や狭ピッチ化を可能にする。しかし、液滴からなる回路パターンを乾燥炉で乾燥すると、グリーンシートの全体に加熱処理が施されるため、回路パターンやグリーンシートに与える熱的負荷が増大してしまう。

そこで、インクジェット法においては、従来から、上記の問題を解決するための提案がなされている。特許文献２〜４は、それぞれ液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにレーザ照射部を設け、吐出する液滴にレーザ光を照射して液滴を瞬時に乾燥させる。レーザ照射部の出射するレーザ光は、液滴の領域にのみ必要な熱量を供給する。このため、回路パターンやグリーンシートの熱的損傷を大幅に軽減できる。こうしたレーザ照射部の製造方法としては、格子整合の基板の上に面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser ）を形成し、その後、該面発光レーザを基板の上から切り離して他の基材に
貼り付ける提案がある（例えば、特許文献５）。これによれば、レーザ照射部と格子不整合の基材の上にレーザ照射部を設けることができる。また、レーザ照射部に要する光学部材の製造方法としては、レーザ照射部の出射面の上にインクジェット法を用いてマイクロレンズを形成する提案がある（例えば、特許文献６）。これによれば、面発光レーザからのレーザ光の放射角や波長を、より高い精度の下で制御することができる。
特開２００５−５７１３９号公報 特開２００６−２４７５２９号公報 特開２００６−２４８１８９号公報 特開２００６−２４７６２２号公報 特開２００３−１９７８８１号公報 特開２００４−１１９５８１号公報

インクジェット法は、所望する形状の回路パターンを描画するために、対象物と液滴吐出ヘッドとを相対移動させる。対象物の上の液滴は、対象物と液滴吐出ヘッドとが相対移動する、すなわち液滴とレーザ照射部とが相対移動する分だけ、レーザ光のスポットを瞬時に通過し、レーザ光の照射時間を短くしてしまう。

液滴吐出ヘッドに搭載されるノズルは、その形成ピッチが数十〜数百μｍである。レーザ光のスポットサイズは、レーザ光を液滴ごとに照射するため、ノズルの形成ピッチと略同じサイズに形成されなければならない。このため、レーザ光のスポットサイズが小さく
なる分だけ、液滴に対するレーザ光の照射時間が、さらに短くなってしまう。

液滴を乾燥させるためには、乾燥に要するエネルギーの全てが、上記する短い照射時間の間に、液滴の領域に照射されなければならない。しかしながら、高いエネルギーのレーザ光が数〜数十ピコリットルの液滴に照射されると、液滴は瞬時に突沸して近傍の回路パターンを消失させてしまう。一方、低いエネルギーのレーザ光を長時間にわたって照射する場合、基板に対する液滴吐出ヘッドの移動速度が十分に遅くなければならず、この結果、各種パターンの生産性が著しく低下してしまう。

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、液滴吐出処理の処理性能を損なうことなく光の照射時間を長くして安定した乾燥状態を液滴に与える液滴吐出ヘッド、及び液滴吐出装置を提供することである。

本発明の液滴吐出ヘッドは、対象物に対向する面を有するヘッド本体と、前記面に配列されて前記対象物上の対向する各位置に前記液滴を吐出する複数のノズルと、前記面に配設されて前記対象物に向けて光を照射する照射部とを備える液滴吐出ヘッドであって、前記ノズルの配列方向に沿って配列されるｉ個（ｉは１以上の整数）の照射部と、前記配列方向と交差する所定方向に沿って前記ノズルの前記所定方向に配列されるｊ個（ｊは２以上の整数）の照射部とからなるｉ×ｊ個の照射部を有する。

本発明の液滴吐出ヘッドによれば、液滴吐出ヘッドと対象物とが所定方向に相対移動するとき、ノズルから吐出される液滴が、ｊ個の照射部からの光を受ける。したがって、所定方向に沿う座標空間においては、ｊ個の照射部の分だけ、液滴当たりの照射時間が長くなる。この結果、液滴吐出ヘッドは、対象物に対する液滴吐出ヘッドの相対移動速度や光のスポットサイズとは無関係に、光の照射時間を拡大できる。よって、液滴吐出ヘッドは、低いエネルギーの光を長時間にわたって液滴に照射させることができ、液滴の突沸や乾燥不足を回避できる。そのため、液滴吐出ヘッドは、液滴吐出処理の処理能力を損なうことなく、安定した乾燥状態を液滴に与えることができる。

この液滴吐出ヘッドにおいて、前記複数の照射は、前記ノズルの前記所定方向に配設されて、前記ノズルと対向する前記位置を通り前記所定方向に沿う直線の第一部分に前記光を照射する複数の第一照射部と、前記第一照射部の前記所定方向に配設されて、前記直線の前記第一部分と異なる第二部分に前記光を照射する複数の第二照射部とを含む。

この液滴吐出ヘッドによれば、液滴吐出ヘッドと対象物とが所定方向に相対移動するとき、ノズルから吐出される液滴が、直線の第一部分と、第二部分とを通過する。したがって、所定方向に沿う座標空間においては、第一照射部と第二照射部の数量の分だけ、液滴あたりの照射時間が長くなる。この結果、液滴吐出ヘッドは、低いエネルギーの光を長時間にわたって液滴に照射させることができる。そのため、液滴吐出装置は、液滴吐出処理の処理性能を損なうことなく、安定した乾燥状態を液滴に与えることができる。

この液滴吐出ヘッドにおいて、前記光はレーザ光であり、前記第一照射部は、前記面に実装され、前記レーザ光を照射する第一面発光レーザを有し、前記第二照射部は、前記面に実装され、前記レーザ光を照射する第二面発光レーザを有する構成が好ましい。

この液滴吐出ヘッドによれば、各照射部がそれぞれ面発光レーザを有し、かつ、各面発光レーザの出射面とノズルの形成面とが略面一である。したがって、液滴吐出ヘッドは、対象物と液滴吐出ヘッドとの間の距離を同じくして、複数の照射部を搭載することができる。この結果、液滴吐出ヘッドは、液滴の着弾精度を維持させることができ、かつ、液滴
と各レーザ光の照射領域との間に、高い位置整合性を与えることができる。この結果、液滴吐出ヘッドは、液滴の乾燥状態を、より確実に安定させることができる。

この液滴吐出ヘッドにおいて、前記第一照射部は、前記第一面発光レーザが出射するレーザ光を前記第一部分に集光する第一光学系を有し、前記第二照射部は、前記第二面発光レーザが出射するレーザ光を前記第二部分に集光する第二光学系を有する構成が好ましい。

この液滴吐出ヘッドによれば、光学系がレーザ光の放射角を狭くさせるため、各位置に対するレーザ光の照射精度が高くなる。また、マイクロレンズが各位置にレーザ光を集光させるため、レーザ光のエネルギー密度が増大する。したがって、液滴吐出ヘッドは、液滴あたりに照射する照射量の変更範囲を拡大させることができ、液滴の乾燥状態を、さらに安定させることができる。

この液滴吐出ヘッドにおいて、前記第一部分は、前記第二部分よりも前記位置に近い部分であり、前記第一光学系は、前記第二光学系よりも低い集光率を有する構成が好ましい。

この液滴吐出ヘッドにおいて、前記第一部分は、前記第二部分よりも前記位置に近い部分であり、前記第一照射部は、前記第二照射部よりも弱い強度の光を照射する構成が好ましい。

上記液滴吐出ヘッドによれば、各ノズルから吐出される複数の液滴が、それぞれ吐出の直後に低いエネルギーを受けて、その後に高いエネルギーを受ける。したがって、液滴吐出ヘッドは、液滴の突沸や乾燥不足を、より確実に回避させることができる。

この液滴吐出ヘッドにおいて、前記第一光学系と前記第二光学系の少なくともいずれか一方は、前記面の法線方向から見て、前記位置から離れる方向に進行する光を前記位置に近づく方向に偏向する偏向部材を備える構成が好ましい。

この液滴吐出ヘッドよれば、ノズルと対向する位置から離れる光が該位置に近づく方向に進行するため、ノズルと対向する位置に近い領域で光のエネルギー密度が増大する。したがって、液滴吐出ヘッドは、ノズルと対向する位置を通る直線上において光のエネルギー密度を変更させることができる。この結果、液滴吐出ヘッドは、液滴の乾燥条件を拡張できるため、液滴の乾燥状態を、さらに安定させることができる。

この液滴吐出ヘッドにおいて、前記第一光学系と前記第二光学系は、それぞれマイクロレンズであり、前記各マイクロレンズは、それぞれインクジェット法を用いて形成される構成が好ましい。

この液滴吐出ヘッドによれば、マイクロレンズの形成ピッチがノズルの形成ピッチに対応する。したがって、液滴吐出ヘッドは、面発光レーザとマイクロレンズとに高い位置整合性を与えることができる。この結果、液滴吐出ヘッドは、液滴の乾燥状態を、さらに安定させることができる。

この液滴吐出ヘッドは、前記ヘッド本体の発熱部と、前記照射部の少なくともいずれか一方を冷却する冷却部を有する。
この液滴吐出ヘッドによれば、冷却部がヘッド本体の熱的安定性を確保する。したがって、液滴吐出ヘッドは、高い安定性の下で、液滴の吐出処理や光の照射処理を実行することができる。

本発明の液滴吐出装置は、対象物に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドと前記対象物とを所定方向に相対移動させて前記液滴吐出ヘッドを駆動制御する制御手段とを備える液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドは、前記対象物に対向する面を有するヘッド本体と、前記所定方向と交差する方向に沿って前記面に配列されて対向する前記対象物上の各位置に前記液滴を吐出する複数のノズルと、前記ノズルの配列方向に沿って前記面に配列されるｉ個（ｉは１以上の整数）の照射部と、前記配列方向と交差する所定方向に沿って前記ノズルの前記所定方向に配列されるｊ個（ｊは２以上の整数）の照射部とからなるｉ×ｊ個の照射部とを有し、前記制御手段は、前記液滴吐出ヘッドと前記対象物とを前記所定方向に相対移動させて前記各位置の中から選択される選択位置に向けて前記液滴を吐出させるとき、前記選択位置に対向するノズルの前記所定方向にある前記ｊ個の照射部から前記対象物に向けて光を照射させる。

本発明の液滴吐出装置によれば、対象物上の位置に向けて吐出される液滴が、ｊ個の照射部からの光を受ける。したがって、所定方向に沿う座標空間においては、ｊ個の照射部の分だけ、液滴当たりの照射時間が長くなる。この結果、液滴吐出装置は、対象物に対する液滴吐出ヘッドの相対移動速度や光のスポットサイズとは無関係に、光の照射時間を拡大できる。よって、液滴吐出装置は、低いエネルギーの光を長時間にわたって液滴に照射させることができ、液滴の突沸や乾燥不足を回避できる。そのため、液滴吐出装置は、液滴吐出処理の処理能力を損なうことなく、安定した乾燥状態を液滴に与えることができる。

この液滴吐出装置において、前記複数の照射部は、前記ノズルの前記所定方向に配設されて、前記ノズルと対向する前記位置を通り前記所定方向に沿う直線の第一部分に前記光を照射する第一照射部と、前記第一照射部の前記所定方向に配設されて、前記直線の前記第一部分と異なる第二部分に前記光を照射する第二照射部とを有し、前記制御手段は、前記液滴吐出ヘッドと前記対象物とを前記所定方向に相対移動させて前記各位置の中から選択される選択位置に向けて前記液滴を吐出させるとき、前記選択位置に対向するノズルの前記所定方向にある前記第一照射部から前記第一部分に向けて光を照射させるとともに、前記選択位置に対向するノズルの前記所定方向にある前記第二照射部から前記第二部分に向けて光を照射させる。

この液滴吐出装置によれば、対象物上の位置に向けて吐出される液滴が、第一部分と第二部分を通過する。したがって、所定方向に沿う座標空間においては、液滴あたりの照射時間が、第一照射部と第二照射部の数量の分だけ長くなる。この結果、液滴吐出装置は、対象物に対する液滴吐出ヘッドの相対移動速度や光のスポットサイズとは無関係に、光の照射時間を拡大できる。よって、液滴吐出装置は、低いエネルギーの光を長時間にわたって液滴に照射させることができる。そのため、液滴吐出装置は、液滴吐出処理の処理性能を損なうことなく、安定した乾燥状態を液滴に与えることができる。

この液滴吐出装置において、前記光はレーザ光であり、前記第一照射部は、前記面に実装され、前記レーザ光を照射する第一面発光レーザを有し、前記第二照射部は、前記面に実装され、前記レーザ光を照射する第二面発光レーザを有する構成が好ましい。

この液滴吐出装置によれば、各照射部がそれぞれ面発光レーザを有し、かつ、各面発光レーザの出射面とノズルの形成面とが略面一である。したがって、液滴吐出装置は、対象物と液滴吐出ヘッドとの距離を同じくして、複数の照射部を液滴吐出ヘッドに搭載させることができる。この結果、液滴吐出装置は、液滴の着弾精度を維持させることができ、かつ、液滴と各レーザ光の照射領域との間に、高い位置整合性を与えることができる。この結果、液滴吐出装置は、液滴の乾燥状態を、より確実に安定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、前記第一照射部が照射する光の強度を前記第二照射部が照射する光の強度よりも弱くする構成が好ましい。
この液滴吐出装置によれば、各ノズルから吐出される複数の液滴が、それぞれ吐出の直後に低いエネルギーを受けて、その後に高いエネルギーを受ける。したがって、液滴吐出装置は、液滴の突沸や乾燥不足を、より確実に回避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、前記複数のノズルの中から前記選択位置に対向するノズルを選択するための選択信号を生成する選択信号生成部を有し、前記選択信号に基づいて前記選択位置に対向するノズルを選択駆動するとともに、前記選択信号を用いて前記複数の第一照射部の中から前記選択位置に対向するノズルの前記所定方向にある前記第一照射部を選択駆動し、かつ、前記複数の第二照射部の中から前記選択位置に対向するノズルの前記所定方向にある前記第二照射部を選択駆動する構成が好ましい。

この液滴吐出装置によれば、各ノズルと各照射部とが、それぞれ共通する選択信号に基づいて選択駆動される。したがって、液滴吐出装置は、吐出される液滴に対して、対応する照射部からの光を、より確実に照射できる。この結果、液滴吐出装置は、液滴の乾燥状態を、さらに安定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示すタイミング信号を生成するタイミング信号生成部を有し、前記タイミング信号に基づいて前記ノズルを駆動するとともに、前記タイミング信号を用いて前記第一照射部と前記第二照射部をそれぞれ駆動する構成が好ましい。

この液滴吐出装置によれば、各ノズルと各照射部とが、それぞれ共通するタイミング信号に基づいて駆動される。したがって、液滴吐出装置は、吐出される液滴に対して、より安定したタイミングの下で光を照射できる。この結果、液滴吐出装置は、各液滴の乾燥状態を、さらに安定させることができる。

この液滴吐出装置において、前記第一部分は、前記第二部分よりも前記位置に近い部分であり、前記制御手段は、前記液滴の吐出タイミングを示すタイミング信号を生成するタイミング信号生成部と、前記タイミング信号から所定時間だけ遅延する遅延信号を生成する遅延信号生成部とを有し、前記タイミング信号に基づいて前記ノズルを駆動するとともに、前記タイミング信号を用いて前記第一照射部を駆動し、前記遅延信号を用いて前記第二照射部を駆動する構成が好ましい。

この液滴吐出装置によれば、各ノズルと各第一照射部とが、それぞれ共通する吐出タイミングで駆動する。また、各第二照射部が、それぞれタイミング信号から所定の時間だけ遅延するタイミングで駆動する。したがって、液滴吐出装置は、第二照射部の照射タイミングを遅延させる分だけ、対象物に照射する光の照射量を削減させることができる。この結果、液滴吐出装置は、光から受ける対象物の損傷を軽減させることができる。

この液滴吐出装置において、前記ノズルは、充電と放電とを繰り返して前記液滴を吐出する圧力発生素子を有し、前記制御手段は、前記圧力発生素子の充放電のタイミングを示すタイミング信号を生成するタイミング信号生成部を有し、前記タイミング信号に基づいて前記所定ノズルの前記圧力発生素子を充放電するとともに、前記圧力発生素子からの放電電流を対応する前記第一照射部に供給して前記第一照射部を駆動する構成が好ましい。

この液滴吐出装置によれば、各圧力発生素子が共通する充放電のタイミングで駆動されて、かつ、各第一照射部が対応する圧力発生素子からの放電電流で駆動される。したがっ
て、液滴吐出装置は、吐出される各液滴に対して、より確実に光を照射できる。この結果、液滴吐出装置は、各液滴の乾燥状態を、さらに安定させることができる。

（第一実施形態）
以下、本発明を具体化した第一実施形態を図１〜図５に従って説明する。図１は、液滴吐出装置１０の全体を示す斜視図である。

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Ｓを載置するステージ１２とを有する。ステージ１２は、基板Ｓの一つの面を上に向けた状態で基板Ｓを位置決め固定して、基台１１の長手方向に沿って基板Ｓを搬送する。基板Ｓ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。

本実施形態においては、基板Ｓの上面を吐出面ＳＡという。また、基板Ｓ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において右上方向に向かう方向を＋Ｘ方向とし、基板Ｓの法線方向を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（Indiumu 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する。キャリッジ１５は、液滴吐出ヘッド２０を搭載して＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に沿って移動し、液滴吐出ヘッド２０を基板Ｓに対して位置決めする。なお、基板Ｓを＋Ｙ方向に搬送する動作を主走査とし、液滴吐出ヘッド２０を＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に搬送する動作を副走査という。

次に、液滴吐出ヘッド２０について以下に説明する。図２は、液滴吐出ヘッド２０をステージ１２から見た斜視図である。図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面図であって、液滴吐出ヘッド２０の液滴吐出動作を示す図である。図３（ｂ）は、液滴吐出ヘッド２０のノズルＮ及びレーザＬＤを吐出面ＳＡから見た平面図である。

図２において、液滴吐出ヘッド２０は、＋Ｘ方向に延びるヘッド基板２１と、ヘッド基板２１に支持されるヘッド本体２２と有する。ヘッド基板２１は、キャリッジ１５に位置決め固定されて、基板Ｓに対して＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に沿って移動する。ヘッド基板２１は、その一側端に入力端子２１ａを有して、入力端子２１ａに入力される駆動波形信号をヘッド本体２２に出力する。

ヘッド本体２２は、基板Ｓと対向する側にノズルプレート２２Ａとレーザプレート２２Ｂとを有する。ノズルプレート２２Ａは，液滴吐出ヘッド２０が基板Ｓと対向するとき、吐出面ＳＡと略平行に配置されて、ノズルプレート２２Ａと吐出面ＳＡとの間の距離を所定の距離に保持する。なお、ノズルプレート２２Ａと吐出面ＳＡとの間の距離を、プラテンギャップという。プラテンギャップは、例えば数百μｍであり、液滴の着弾精度を確保するために十分に短い距離に設定される。

ノズルプレート２２Ａは、その＋Ｘ方向の略全幅にわたってｉ個（ｉは１以上の整数）
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２２Ａに貫通形成されて、＋Ｘ方向に沿って所定のピッチで配列される。例えば、ノズルプレート２２Ａは、＋Ｘ方向に沿って１４１μｍのピッチで配列される１８０個のノズルＮを有する。

図３において、ヘッド本体２２は、各ノズルＮの上側にそれぞれキャビティ２３と、振動板２４と、圧力発生素子としての圧電素子ＰＺを有する。各キャビティ２３は、それぞれ共通するインクタンク１４に接続されてインクタンク１４からのインクＩｋを収容し、連通するノズルＮにインクＩｋを供給する。各振動板２４は、それぞれＺ方向に振動してキャビティ２３の容積を拡大及び縮小させて、連通するノズルＮのメニスカスを振動させる。各圧電素子ＰＺは、それぞれ駆動波形信号を受けるとき、Ｚ方向に収縮して伸張し、下側の振動板２４をＺ方向に振動させる。各キャビティ２３は、対応する振動板２４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にして連通するノズルＮから吐出させる。例えば、各キャビティ２３は、それぞれ収容する水系の金属インクの一部を１滴あたり１０ｎｇの液滴Ｄにして吐出させる。

本実施形態においては、吐出面ＳＡ上の位置であって各ノズルＮの直下にある位置を、それぞれ吐出位置Ｐという。また、吐出位置Ｐを通り＋Ｙ方向に延びる仮想直線を、それぞれ吐出経路Ｒという。

図３（ｂ）において、吐出面ＳＡは、一点鎖線で示すドットパターン格子によって仮想分割される。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の吐出間隔によって規定される。例えば、＋Ｙ方向における吐出間隔は、液滴Ｄの吐出周波数と基板Ｓの主走査速度とによって規定される。また、＋Ｘ方向の吐出間隔は、例えばノズルＮの形成ピッチによって規定される。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Ｔ０ごとに規定される。本実施形態においては、液滴Ｄの吐出動作が選択される格子点Ｔ０を目標点Ｔ１という。

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Ｔ０上には、副走査による液滴吐出ヘッド２０の位置決めによって、共通する一つの吐出経路Ｒがセットされる。一つの吐出経路Ｒ上にある一群の格子点Ｔ０は、基板Ｓの主走査によって、それぞれ吐出経路Ｒにある一つの吐出位置Ｐを通過する。すなわち、＋Ｙ方向に配列される一群の目標点Ｔ１は、それぞれ液滴吐出ヘッド２０の副走査と基板Ｓの主走査によって、共通する一つの吐出位置Ｐと共通する一つの吐出経路Ｒに対応付けられる。

目標点Ｔ１が吐出位置Ｐに位置するとき、この吐出位置Ｐは、液滴Ｄを吐出する位置として選択される。この吐出位置Ｐに対向するノズルＮは、該ノズルＮと連通するキャビティ２３上の圧電素子ＰＺに駆動波形信号を受けて液滴Ｄを吐出する。ノズルＮから吐出される液滴Ｄは、該ノズルＮと対向する吐出位置Ｐ、すなわち目標点Ｔ１に着弾する。各目標点Ｔ１に着弾する液滴Ｄは、それぞれ吐出面ＳＡの面方向に沿って濡れ広がり、隣接する液滴Ｄと合一して連続する膜パターンＦを形成する。例えば、＋Ｙ方向に配列される一群の格子点Ｔ０が目標点Ｔ１として選択される場合、図３（ｂ）に示すように、各目標点Ｔ１に着弾する液滴Ｄは、吐出経路Ｒに沿って延びる帯状の膜パターンＦを形成する。なお、図３においては、膜パターンＦの領域にグラデーションを付して示す。

図２において、レーザプレート２２Ｂは，液滴吐出ヘッド２０が基板Ｓと対向するとき、ノズルプレート２２Ａと同じく、吐出面ＳＡと略平行に配置されて、レーザプレート２２Ｂと吐出面ＳＡとの間の距離をプラテンギャップに保持する。すなわち、ノズルプレート２２Ａとレーザプレート２２Ｂとは、各々の底面が略面一になるように配設されて、吐出面ＳＡと対向する共通の仮想面をヘッド本体２２の底部に形成する。

レーザプレート２２Ｂは、その内部の全体にわたって、冷却水等の冷却媒体を循環させるための冷却部としての流路２５を有する。レーザプレート２２Ｂは、循環する冷却媒体の熱交換によって、ヘッド本体２２の発熱部（例えば、各圧電素子ＰＺやヘッド駆動回路）とレーザＬＤを冷却し、ヘッド本体２２の温度を所定の温度に維持する。レーザプレート２２Ｂとしては、ステンレスやアルミニウム等の熱伝導性の高い材料が用いられる。

レーザプレート２２Ｂは、その＋Ｘ矢印方向の略全幅にわたって複数のレーザＬＤを有する。各レーザＬＤは、それぞれ各ノズルＮの＋Ｙ方向にｊ個（ｊは２以上の整数）だけ配列されて、レーザプレート２２Ｂの略全面にｉ×ｊ個のレーザアレイを形成する。例えば、レーザプレート２２Ｂは、各ノズルＮの＋Ｙ方向に５０μｍのピッチで配列される２０個のレーザＬＤを有し、１８０×２０のレーザアレイを形成する。
＋Ｙ方向に沿って配列されるｊ個のレーザＬＤは、それぞれ共通する一つのノズルＮ、すなわち共通する一つの吐出位置Ｐと一つの吐出経路Ｒに対応付けられる。図２においては、レーザＬＤの配置位置を説明するため、その数量を省略して示す。

本実施形態においては、ｊ個のレーザＬＤの中で最もノズルＮに近いレーザＬＤを、第一照射部としての第一レーザＬＤ１という。また、ｊ個のレーザＬＤの中で第一レーザＬＤ１の＋Ｙ方向に配列されるｊ−１個（図２においては２個）のレーザＬＤを、第二照射部としての第二レーザＬＤ２という。

各レーザＬＤは、それぞれインクＩｋの吸収波長（例えば、８５０ｎｍ）のレーザ光Ｂを所定のエネルギーで吐出面ＳＡ上に照射する。各レーザ光Ｂのエネルギーは、予め試験等に基づいて設定されるものであって、それぞれインクＩｋがレーザ光Ｂの領域に進入するとき、該インクＩｋが突沸を起こさないエネルギーであって、かつ、該インクＩｋが乾燥を促進するエネルギーである。各レーザＬＤとしては、例えば上記仮想面と略平行の出射面を有する面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser ）
が用いられる。これによれば、各レーザＬＤのＺ方向の厚みがプラテンギャップに比べて十分に薄いため、プラテンギャップを拡張させることなく各レーザＬＤを搭載させることができる。

面発光レーザの製造方法としては、例えば特許文献５に開示される技術が用いられる。すなわち、各面発光レーザが、まず、格子整合の基板上に形成されて、その後に該基板から剥離される。そして、剥離された各面発光レーザがレーザプレート２２Ｂに貼り付けられて各レーザＬＤを形成する。これによれば、各レーザＬＤは、それぞれレーザプレート２２Ｂの材料に関して、広い選択範囲を得られる。

図３において、各レーザＬＤは、それぞれ所定の駆動信号を受けるとき、対向する吐出面ＳＡ上の領域にレーザ光Ｂを照射する。本実施形態においては、第一レーザＬＤ１からのレーザ光Ｂを第一レーザ光Ｂ１とし、第二レーザＬＤ２からのレーザ光Ｂを第二レーザ光Ｂ２という。

各第一レーザＬＤ１は、それぞれ対向する吐出経路Ｒ上の一部分であって、かつ、吐出位置Ｐの＋Ｙ方向に第一レーザ光Ｂ１を照射する。各第二レーザＬＤ２は、それぞれ対向する吐出経路Ｒ上の一部分であって、かつ、第一レーザ光Ｂ１の＋Ｙ方向に第二レーザ光Ｂ２を照射する。すなわち、各レーザＬＤは、それぞれ対向する吐出経路Ｒ上の異なる部分であって、かつ、吐出位置Ｐの＋Ｙ方向に第一レーザ光Ｂ１と第二レーザ光Ｂ２を照射する。本実施形態においては、吐出経路Ｒ上の一部分であって第一レーザ光Ｂ１の照射する部分を第一部分とし、吐出経路Ｒの一部分であって第二レーザ光Ｂ２の照射する部分を第二部分という。

液滴Ｄの吐出処理を実行するとき、目標点Ｔ１に着弾する液滴Ｄは、基板Ｓの主走査によって、該目標点Ｔ１を通る吐出経路Ｒ上の第一部分と第二部分とを順に通過する。目標点Ｔ１に着弾する液滴Ｄは、第一部分を通過するとき、突沸を起こすことなく乾燥を促進する。目標点Ｔ１に着弾する液滴Ｄは、第二部分を通過するとき、第二部分の数量の分だけ、さらに乾燥を促進する。

これによって、液滴吐出装置１０は、基板Ｓの搬送速度やレーザ光Ｂのスポットサイズとは無関係に、第一レーザＬＤ１と第二レーザＬＤ２の数量の分だけ、液滴Ｄに対するレーザ光Ｂの照射時間を長くできる。したがって、液滴吐出装置１０は、液滴Ｄの突沸と液滴Ｄの過剰な濡れ広がりの双方を抑えることができる。ひいては、第一レーザＬＤ１と第二レーザＬＤ２の数量の分だけ、乾燥条件の範囲を拡張させることができ、液滴Ｄの組成やサイズに応じた乾燥条件の下で、安定した液滴吐出処理を実行できる。

次に、液滴吐出装置１０の電気的構成について図４及び図５に従って説明する。図４は、液滴吐出装置１０の電気的構成を示すブロック回路図であり、図５は、制御手段を構成するヘッド駆動回路の電気的構成を示すブロック回路図である。

図４において、制御手段を構成する制御装置３０は、液滴吐出装置１０に各種の処理動作を実行させる。制御装置３０は、ＣＰＵ等からなる制御部３１と、ＤＲＡＭ及びＳＲＡＭを含み各種のデータを格納するＲＡＭ３２と、各種制御プログラムを格納するＲＯＭ３３とを有する。また、制御装置３０は、クロック信号を生成する発振回路３４と、駆動波形信号を生成する駆動波形生成回路３５と、各種の信号を受信する外部Ｉ／Ｆ３６と、各種の信号を送信する内部Ｉ／Ｆ３７とを有する。

制御装置３０は、外部Ｉ／Ｆ３６を介して入出力装置３８に接続される。また、制御装置３０は、内部Ｉ／Ｆ３７を介してモータ駆動回路３９及びヘッド駆動回路４０に接続される。

入出力装置３８は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク、液晶ディスプレイ等を有する外部コンピュータである。入出力装置３８は、液滴吐出装置１０を駆動させるための各種の制御信号を外部Ｉ／Ｆ３６に出力する。外部Ｉ／Ｆ３６は、膜パターンＦを形成するための膜パターンデータＩｐを入出力装置３８から受信する。膜パターンデータＩｐとは、基板Ｓの走査速度に関するデータ、液滴Ｄの吐出周期に関するデータ、格子点Ｔ０と目標点Ｔ１の座標に関するデータ等、液滴Ｄを吐出させるための各種のデータである。

ＲＡＭ３２は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファとして利用される。ＲＯＭ３３は、制御部３１が実行する各種の制御ルーチンと、その制御ルーチンを実行するための各種のデータとを格納する。

発振回路３４は、各種のデータや各種の駆動信号を同期させるためのクロック信号を生成する。発振回路３４は、例えば各種のデータをシリアル転送するための転送クロックＣＬＫを生成する。発振回路３４は、シリアル転送する各種のデータをパラレル変換するためのタイミング信号ＬＡＴを液滴Ｄの吐出周期で生成する。

駆動波形生成回路３５は、駆動波形信号ＣＯＭを生成するための波形データを所定のアドレスに対応させて格納する。駆動波形生成回路３５は、制御部３１が読み出す波形データを吐出周期のクロック信号ごとにラッチしてアナログ信号に変換し、そのアナログ信号を増幅して駆動波形信号ＣＯＭを生成する。

外部Ｉ／Ｆ３６は、入出力装置３８からの膜パターンデータＩｐを受信してＲＡＭ３２に一時的に格納させて中間コードに変換する。制御部３１は、ＲＡＭ３２が格納する中間コードデータを読み出してドットパターンデータを生成する。ドットパターンデータとは、ドットパターン格子の各格子点Ｔ０に対して目標点Ｔ１であるか否かを関連づけるデータである。

制御部３１は、１回の主走査分に相当するドットパターンデータを生成すると、ドットパターンデータを用いて転送クロックＣＬＫに同期するシリアルデータを生成し、そのシリアルデータを内部Ｉ／Ｆ３７を介してヘッド駆動回路４０にシリアル転送する。本実施形態においては、ドットパターンデータを用いて生成するシリアルデータを、シリアルパターンデータＳＩという。シリアルパターンデータＳＩは、液滴Ｄの吐出及び非吐出を規定するためのビットの値を各圧電素子ＰＺに対応させるためのデータであって液滴Ｄの吐出周期で生成される。

制御部３１は、内部Ｉ／Ｆ３７を介してモータ駆動回路３９に接続されて、モータ駆動回路３９に対応する駆動制御信号を出力する。モータ駆動回路３９は、ステージ１２やキャリッジ１５を移動させるための各種のモータＭと、該モータＭの回転数と回転方向を検出するためのエンコーダＥに接続される。モータ駆動回路３９は、制御部３１からの駆動制御信号に応答してモータＭを駆動制御し、キャリッジ１５を用いる副走査とステージ１２を用いる主走査とを実行する。モータ駆動回路３９は、エンコーダＥからの検出信号を受けてステージ１２の移動方向や移動量、キャリッジ１５の移動方向や移動量を演算して制御装置３０に出力する。制御装置３０は、ステージ１２の移動方向や移動量に基づいて各格子点Ｔ０が吐出位置Ｐに位置するか否かを判断し、各格子点Ｔ０が吐出位置Ｐに位置するときにタイミング信号ＬＡＴを生成する。

次に、ヘッド駆動回路４０について以下に説明する。図５において、ヘッド駆動回路４０は、選択信号生成部を構成するシフトレジスタ４１、制御信号生成部４２、レベルシフタ４３、圧電素子スイッチ４４、第一レーザスイッチ４５、及び第二レーザスイッチ４６を有する。

シフトレジスタ４１は、制御装置３０からの転送クロックＣＬＫを受けてシリアルパターンデータＳＩを順次シフトさせる。シフトレジスタ４１は、ノズルＮの数量に応じたビット数（本実施形態では１８０ビット）のシリアルパターンデータＳＩを格納する。

制御信号生成部４２は、制御装置３０からのタイミング信号ＬＡＴを受けてシフトレジスタ４１に格納されるシリアルパターンデータＳＩをラッチする。制御信号生成部４２は、ラッチするシリアルパターンデータＳＩをシリアル／パラレル変換して各ノズルＮに対応する１８０ビットのパラレルデータを生成し、該パラレルデータをレベルシフタ４３、第一レーザスイッチ４５、及び第二レーザスイッチ４６に出力する。本実施形態においては、制御信号生成部４２が出力するパラレルデータを、選択信号としてのパラレルパターンデータＰＩという。

レベルシフタ４３は、制御信号生成部４２からのパラレルパターンデータＰＩを圧電素子スイッチ４４の駆動電圧レベルに昇圧して、各圧電素子ＰＺに関連付けられる１８０個の開閉信号を生成する。

圧電素子スイッチ４４は、各圧電素子ＰＺに対応する１８０個のスイッチ素子を有し、各スイッチ素子の入力端には、それぞれ制御装置３０からの駆動波形信号ＣＯＭが入力されて、各スイッチ素子の出力端には、それぞれ対応する圧電素子ＰＺが接続される。各ス
イッチ素子は、それぞれ対応する圧電素子ＰＺに関連付けられる開閉信号に応じて、対応する圧電素子ＰＺに駆動波形信号ＣＯＭを出力する。これによって、ヘッド駆動回路４０は、目標点Ｔ１が吐出位置Ｐに位置するとき、対応する圧電素子ＰＺに駆動波形信号ＣＯＭを出力して目標点Ｔ１に液滴Ｄを吐出させる、すなわちドットパターンデータに応じた液滴吐出処理を実行させる。

第一レーザスイッチ４５は、各第一レーザＬＤ１に対応する１８０個のスイッチ素子を有し、各スイッチ素子の入力端には、それぞれ制御装置３０からの電源Ｖｃｃが入力されて、各スイッチ素子の出力端には、それぞれ対応する第一レーザＬＤ１が接続されている。各スイッチ素子は、それぞれ対応するノズルＮに関連づけられるパラレルパターンデータＰＩに応じて、対応する第一レーザＬＤ１に所定時間だけ駆動電流を供給する。これによって、ヘッド駆動回路４０は、目標点Ｔ１に向けて液滴Ｄが吐出されるとき、目標点Ｔ１に対応する第一部分に所定時間だけ第一レーザ光Ｂ１を照射させる。すなわち、ヘッド駆動回路４０は、第一レーザ光Ｂ１による乾燥処理を、ドットパターンデータに基づいて実行する。なお、この所定時間は、液滴Ｄの吐出動作の開始時から該液滴Ｄが第一部分を退出するまでの時間に設定される。

第二レーザスイッチ４６は、各第二レーザＬＤ２に対応する１８０×２個のスイッチ素子を有し、各スイッチ素子の入力端には、それぞれ制御装置３０からの電源Ｖｃｃが入力されて、各スイッチ素子の出力端には、それぞれ対応する第二レーザＬＤ２が接続されている。各スイッチ素子は、それぞれ対応するノズルＮに関連づけられるパラレルパターンデータＰＩに応じて、対応する第二レーザＬＤ２に所定時間だけ駆動電流を供給する。

これによって、ヘッド駆動回路４０は、目標点Ｔ１に向けて液滴Ｄを吐出させるとき、対応する第二部分に所定時間だけ第二レーザ光Ｂ２を照射させる。すなわち、ヘッド駆動回路４０は、第二レーザ光Ｂ２による乾燥処理を、ドットパターンデータに基づいて実行する。なお、上記所定時間は、液滴Ｄの吐出動作の開始時から該液滴Ｄが第二部分を退出するまでの時間に設定される。

次に、上記のように構成した第一実施形態の効果を以下に記載する。
（１）第一実施形態において、液滴吐出ヘッド２０は、各ノズルＮの＋Ｙ方向に、それぞれ各吐出位置Ｐに対応する第一レーザＬＤ１を有し、各第一レーザＬＤ１の＋Ｙ方向に、それぞれ各吐出位置Ｐに対応する各第二レーザＬＤ２を有する。吐出位置Ｐを通り＋Ｙ方向に延びる直線として吐出経路Ｒが規定されるとき、各第一レーザＬＤ１は、それぞれ対応する吐出経路Ｒの第一部分に第一レーザ光Ｂ１を照射し、第二レーザＬＤ２は、対応する吐出経路Ｒの第二部分に第二レーザ光Ｂ２を照射する。

したがって、液滴吐出ヘッド２０が液滴吐出処理を実行するとき、吐出位置Ｐに着弾する液滴Ｄは、対応する吐出経路Ｒ上の第一部分と第二部分とを順に通過する。この結果、液滴吐出ヘッド２０は、基板Ｓの搬送速度やレーザ光Ｂのスポットサイズとは無関係に、第一レーザＬＤ１と第二レーザＬＤ２の数量の分だけ、液滴Ｄに対するレーザ光Ｂの照射時間を長くできる。よって、液滴吐出ヘッド２０は、低いエネルギーのレーザ光Ｂを長時間にわたって液滴Ｄに照射させることができ、液滴Ｄの突沸と液滴Ｄの乾燥不足の双方を回避させることができる。そのため、液滴吐出ヘッド２０は、液滴吐出処理の処理性能を損なうことなく、液滴Ｄの組成やサイズに対応する乾燥条件の下で、液滴Ｄに対して安定した乾燥状態を与えることができる。

（２）第一実施形態において、第一レーザＬＤ１及び第二レーザＬＤ２は、吐出面ＳＡと対向するレーザプレート２２Ｂの面に実装される面発光レーザであって、第一レーザＬＤ１及び第二レーザＬＤ２の出射面とノズルＮの形成面とが略面一である。したがって、
液滴吐出ヘッド２０は、プラテンギャップを拡大させることなく、複数のレーザＬＤをヘッド本体２２に搭載させることができる。この結果、液滴吐出ヘッド２０は、液滴Ｄの着弾精度を維持させることができ、かつ、液滴Ｄと各レーザ光Ｂの照射領域との間に、高い位置整合性を与えることができる。

（３）第一実施形態において、液滴吐出装置１０は、目標点Ｔ１に向けて液滴Ｄを吐出させるとき、目標点Ｔ１に対応する第一レーザＬＤ１から目標点Ｔ１に対応する吐出経路Ｒの第一部分に向けて第一レーザ光Ｂ１を照射させる。また、液滴吐出装置１０は、目標点Ｔ１に対応する第二レーザＬＤ２から目標点Ｔ１に対応する第二部分に向けて第二レーザ光Ｂ２を照射させる。

したがって、液滴吐出処理を実行するとき、目標点Ｔ１に着弾する液滴は、対応する第一部分と第二部分を順に通過する。この結果、液滴吐出装置１０は、基板Ｓの搬送速度やレーザ光Ｂのスポットサイズとは無関係に、第一レーザＬＤ１と第二レーザＬＤ２の数量の分だけ、液滴Ｄに対するレーザ光Ｂの照射時間を長くできる。よって、液滴吐出装置１０は、低いエネルギーのレーザ光Ｂを長時間にわたって液滴Ｄに照射させることができ、液滴Ｄの突沸と液滴Ｄの乾燥不足の双方を回避させることができる。そのため、液滴吐出装置１０は、液滴吐出処理の処理性能を損なうことなく、液滴Ｄの組成やサイズに対応する乾燥条件の下で、液滴Ｄに対して安定した乾燥状態を与えることができる。

（４）第一実施形態において、ヘッド駆動回路４０は、複数のノズルＮの中から目標点Ｔ１に対応するノズルを選択するためのパラレルパターンデータＰＩを生成し、パラレルパターンデータＰＩに基づいて各圧電素子ＰＺを選択駆動する。また、ヘッド駆動回路４０は、パラレルパターンデータＰＩを用いて、複数の第一レーザＬＤ１の中から目標点Ｔ１に対応する第一レーザＬＤ１を選択駆動する。さらに、ヘッド駆動回路４０は、パラレルパターンデータＰＩを用いて、複数の第二レーザＬＤ２の中から目標点Ｔ１に対応する第一レーザＬＤ１を選択駆動する。

したがって、各圧電素子ＰＺ、各第一レーザＬＤ１、及び各第二レーザＬＤ２が、それぞれ共通するパラレルパターンデータＰＩに基づいて選択駆動される。そのため、液滴吐出装置１０は、液滴Ｄを吐出するノズルＮに対して、該ノズルＮに対応する第一レーザＬＤ１及び第二レーザＬＤ２を、より確実に選択させることができる。よって、液滴吐出装置１０は、吐出する液滴Ｄに対して、より確実に第一レーザ光Ｂ１と第二レーザ光Ｂ２を照射させることができる。

（５）第一実施形態において、制御装置３０は、格子点Ｔ０が吐出位置Ｐに位置するときにタイミング信号ＬＡＴを生成し、ヘッド駆動回路４０は、制御装置３０からのタイミング信号ＬＡＴを受けてパラレルパターンデータＰＩを生成する。

したがって、各圧電素子ＰＺ、各第一レーザＬＤ１、及び各第二レーザＬＤ２が、それぞれ共通するタイミング信号ＬＡＴに基づいて駆動される。したがって、液滴吐出装置１０は、各ノズルから吐出される各液滴Ｄに対して、より安定したタイミングの下で各レーザ光Ｂを照射させることができる。
（第二実施形態）
以下、本発明を具体化した第二実施形態を図６に従って説明する。第二実施形態は、第一実施形態の第一レーザＬＤ１及び第二レーザＬＤ２を変更したものである。そのため、以下においては、その変更点について詳しく説明する。

図６において、第一レーザＬＤ１の出射面は、半球面状を呈する第一光学系としての第一マイクロレンズＭＬ１を有し、第二レーザＬＤ２の出射面は、同じく半球面状を呈する
第二光学系としての第二マイクロレンズＭＬ２を有する。

第一レーザＬＤ１が第一レーザ光Ｂ１を出射するとき、第一マイクロレンズＭＬ１は、第一レーザ光Ｂ１の放射角を狭くさせて対応する第一部分に集光する。第二レーザＬＤ２が第二レーザ光Ｂ２を出射するとき、第二マイクロレンズＭＬ２は、第二レーザ光Ｂ２の放射角を狭くさせて対応する第二部分に集光する。集光された第一レーザ光Ｂ１のエネルギー密度は、第一部分にある液滴Ｄの突沸を抑える程度であって、かつ、第一部分にある液滴Ｄの乾燥を促進させる程度である。集光された第二レーザ光Ｂ２のエネルギー密度は、第二部分にある液滴Ｄの突沸を抑える程度であって、かつ、第二部分にある液滴Ｄの乾燥を促進させる程度である。

第一部分にある液滴Ｄは、第一マイクロレンズＭＬ１に集光される第一レーザ光Ｂ１を高い照射精度の下で受けて、突沸を抑えて乾燥する。第二部分にある液滴Ｄは、第二マイクロレンズＭＬ２に集光される第二レーザ光Ｂ２を高い照射精度の下で受けて、さらに乾燥する。

第一マイクロレンズＭＬ１及び第二マイクロレンズＭＬ２の製造方法としては、例えば特許文献６に開示される技術が用いられる。すなわち、レーザＬＤの形成ピッチと同じピッチのノズルを有する液滴吐出ヘッドによって、まず、第一レーザＬＤ１及び第二レーザＬＤ２の出射面にレンズ材料の液滴が吐出される。そして、各出射面にある液滴が硬化されることによって、第一マイクロレンズＭＬ１及び第二マイクロレンズＭＬ２が形成される。これによって、第一マイクロレンズＭＬ１及び第二マイクロレンズＭＬ２は、それぞれノズルＮに対して高い位置整合性を得られる。

（６）上記第二実施形態によれば、第一マイクロレンズＭＬ１及び第二マイクロレンズＭＬ２が、それぞれレーザ光の放射角を狭くさせるため、液滴吐出装置１０は、第一部分及び第二部分に対するレーザ光の照射精度を向上させることができる。

（７）上記第二実施形態によれば、第一マイクロレンズＭＬ１及び第二マイクロレンズＭＬ２が、それぞれレーザ光を集光させるため、液滴吐出装置１０は、レーザ光のエネルギー密度を増大させることができる。したがって、液滴吐出装置は、高い照射精度の下で照射量の変更範囲を拡大させることができる。この結果、液滴の乾燥状態を、さらに安定させることができる。

（８）上記第二実施形態によれば、第一マイクロレンズＭＬ１及び第二マイクロレンズＭＬ２が、それぞれ第一レーザＬＤ１及び第二レーザＬＤ２を覆う。そのため、液滴吐出装置１０は、各レーザＬＤをインクＩｋや各種の溶剤等から保護することができる。この結果、液滴吐出装置１０は、レーザ光Ｂの光学特性を安定させることができる。

（第三実施形態）
以下、本発明を具体化した第三実施形態を図７に従って説明する。第三実施形態は、第二実施形態の第二マイクロレンズＭＬ２を変更したものである。そのため、以下においては、その変更点について詳しく説明する。

図７において、第二マイクロレンズＭＬ２は、その光学面を第一マイクロレンズＭＬ１の光学面よりも吐出面ＳＡに近い位置に有し、第一マイクロレンズＭＬ１の集光率よりも高い集光率を有する。

第二レーザＬＤ２が第二レーザ光Ｂ２を出射するとき、第二マイクロレンズＭＬ２は、第二レーザ光Ｂ２の放射角を狭くさせて対応する第二部分に集光する。集光された第二レ
ーザ光Ｂ２のエネルギー密度は、第一レーザ光Ｂ１のエネルギー密度よりも高く、第二部分にある液滴Ｄの突沸を抑える程度であって、かつ、第二部分にある液滴Ｄの乾燥を促進させる程度である。

第一部分にある液滴Ｄは、第一マイクロレンズＭＬ１に集光される第一レーザ光Ｂ１を受けて、突沸を抑えて乾燥する。第二部分にある液滴Ｄは、第二マイクロレンズＭＬ２に集光される第二レーザ光Ｂ２を受けて、さらに乾燥する。この際、第二レーザ光Ｂ２のエネルギー密度が第一レーザ光Ｂ１のエネルギー密度よりも高い分だけ、液滴吐出装置１０は、第二部分にある液滴Ｄの乾燥をさらに促進させる。

第二マイクロレンズＭＬ２の製造方法としては、例えば特許文献６に開示される技術が用いられる。すなわち、第二レーザＬＤ２の出射面にレンズ材料の液滴が吐出されて、該出射面にある液滴が硬化される。そして、レンズ材料の液滴吐出と該液滴の硬化とを複数回にわたって繰り返すことによって、第二マイクロレンズＭＬ２が形成される。

（９）上記第三実施形態によれば、目標点Ｔ１の液滴Ｄが、まず、相対的にエネルギー密度の低い第一レーザ光Ｂ１を受けて、その後に、相対的にエネルギー密度の高い第二レーザ光Ｂ２を受ける。したがって、液滴吐出装置１０は、液滴Ｄの突沸を回避させるとともに、液滴Ｄの乾燥不足を、より確実に回避させることができる。

（第四実施形態）
以下、本発明を具体化した第四実施形態を図８（ａ）、（ｂ）に従って説明する。第四実施形態は、第二実施形態の第一マイクロレンズＭＬ１及び第二マイクロレンズＭＬ２を変更したものである。そのため、以下においては、その変更点について詳しく説明する。

図８において、第一マイクロレンズＭＬ１と第二マイクロレンズＭＬ２は、それぞれ＋Ｙ方向の光学面上に偏向部材としての反射膜ＲＬを有する。反射膜ＲＬは、銀やアルミニウム等からなる薄膜であって、対応するレーザＬＤからのレーザ光Ｂを受けて反射する。

第一レーザＬＤ１及び第二レーザＬＤ２から出射されるレーザ光Ｂは、Ｚ方向から見て放射線状に進行する。反射膜ＲＬは、対応するレーザＬＤから出射されるレーザ光Ｂの中で、Ｚ方向から見て＋Ｙ方向に広がるレーザ光Ｂを受ける。反射膜ＲＬは、対応するレーザＬＤから受けるレーザ光Ｂを、Ｚ方向から見て−Ｙ方向に反射して集光させる。

換言すれば、反射膜ＲＬは、Ｚ方向から見て、対応するノズルＮ（吐出位置Ｐ）から離れる方向に進行するレーザ光Ｂを受ける。反射膜ＲＬは、対応するレーザＬＤから受けるレーザ光Ｂを、Ｚ方向から見て、対応するノズルＮ（吐出位置Ｐ）に近づく方向に反射する。そして、反射膜ＲＬに反射されるレーザ光Ｂは、対応する第一部分あるいは第二部分を−Ｙ方向に伸張させる。

ノズルＮから吐出される液滴Ｄは、第一部分あるいは第二部分が吐出位置Ｐにあるとき、着弾と同じタイミングでレーザ光Ｂを受ける。また、ノズルから吐出される液滴Ｄは、第一部分あるいは第二部分が吐出位置Ｐの−Ｙ方向にあるとき、着弾する前にレーザ光Ｂを受ける。

（９）上記第四実施形態によれば、第一レーザ光Ｂ１と第二レーザ光Ｂ２とが、それぞれ反射膜ＲＬに反射されて、対応する吐出位置Ｐに近づく方向に進行する。この結果、反射膜ＲＬがレーザ光Ｂを反射する分だけ、各吐出位置Ｐの近傍でレーザ光Ｂのエネルギー密度が増大する。したがって、液滴吐出ヘッド２０は、吐出経路Ｒの上においてレーザ光Ｂのエネルギー密度を変更させることができる。そのため、液滴吐出ヘッド２０は、液滴
Ｄの乾燥条件を拡張できるため、液滴Ｄの乾燥状態を、さらに安定させることができる。

（１０）上記第四実施形態によれば、反射膜ＲＬからのレーザ光Ｂが吐出位置Ｐに近づくため、液滴吐出ヘッド２０は、液滴Ｄの乾燥処理において、その乾燥の開始時を変更させることができる。したがって、液滴吐出ヘッド２０は、液滴Ｄの乾燥条件をさらに拡張できる。
（第五実施形態）
以下、本発明を具体化した第五実施形態を図９に従って説明する。第五実施形態は、第一実施形態のヘッド駆動回路４０を変更したものである。そのため、以下においては、その変更点について詳しく説明する。

図９において、ヘッド駆動回路４０は、遅延回路４７を有する。制御信号生成部４２は、ラッチするシリアルパターンデータＳＩをシリアル／パラレル変換して各ノズルＮに対応するパラレルパターンデータＰＩを生成し、パラレルパターンデータＰＩをレベルシフタ４３、第一レーザスイッチ４５、及び遅延回路４７に出力する。

遅延回路４７は、制御信号生成部４２からのパラレルパターンデータＰＩを所定時間だけ遅延させた信号を開閉信号として生成して、その開閉信号を第二レーザスイッチ４６に出力する。詳述すると、遅延信号生成部としての制御装置３０は、ステージ１２の移動方向や移動量に基づいて各格子点Ｔ０が第二部分に進入するか否かを判断し、各格子点Ｔ０が第二部分に進入するときに遅延信号ＤＳを生成して、その遅延信号ＤＳを遅延回路４７に出力する。遅延回路４７は、制御装置３０からの遅延信号ＤＳを受けて格納するパラレルパターンデータＰＩを第二レーザスイッチ４６に出力する。

第二レーザスイッチ４６の各スイッチ素子は、それぞれ遅延回路４７からの開閉信号に応じて、対応する第二レーザＬＤ２に所定時間だけ駆動電流を供給する。なお、所定時間とは、目標点Ｔ１の液滴Ｄが第二部分に滞在する時間である。これによって、液滴吐出装置１０は、目標点Ｔ１の液滴が第二部分に進入するまで第二レーザ光Ｂ２の照射を遅延させる。そして、液滴吐出装置１０は、目標点Ｔ１の液滴が第二部分から退出するまで第二レーザ光Ｂ２を照射し続ける。

（１１）上記第五実施形態によれば、ヘッド駆動回路４０は、目標点Ｔ１に向けて液滴Ｄを吐出させるとき、目標点Ｔ１の液滴Ｄが第二部分に滞在する時間だけ第二レーザ光Ｂ２を照射させる。したがって、液滴吐出装置１０は、第二レーザＬＤ２の照射タイミングを遅延させる分だけ、基板Ｓに照射するレーザ光Ｂの照射量を削減させることができる。この結果、液滴吐出装置１０は、レーザ光Ｂから受ける基板Ｓの損傷を軽減させることができる。
（第六実施形態）
以下、本発明を具体化した第六実施形態を図１０に従って説明する。第六実施形態は、第一実施形態の制御装置３０及びヘッド駆動回路４０を変更したものである。そのため、以下においては、その変更点について詳しく説明する。

図１０において、駆動波形生成回路３５は、制御部３１が読み出す波形データをアナログ信号に変換する変換回路３５Ａを有する。また、駆動波形生成回路３５は、圧電素子ＰＺごとにプッシュプル接続されるＮＰＮトランジスタＱ１及びＰＮＰトランジスタＱ２を有する。各ＰＮＰトランジスタＱ２のコレクタは、それぞれ圧電素子ＰＺに対応する第一レーザＬＤ１を介して接地される。

駆動波形生成回路３５は、これらＮＰＮトランジスタＱ１及びＰＮＰトランジスタＱ２のスイッチング動作によって駆動波形信号ＣＯＭを各圧電素子ＰＺに出力する。圧電素子
ＰＺは、容量性負荷であるため、駆動波形信号ＣＯＭを受けるとき、その駆動波形信号ＣＯＭに基づいて充電と放電を繰り返す。

すなわち、駆動波形生成回路３５は、ＮＰＮトランジスタＱ１をオン状態、ＰＮＰトランジスタＱ２をオフ状態にすることによって、圧電素子ＰＺを充電させる。また、駆動波形生成回路３５は、ＮＰＮトランジスタＱ１をオフ状態、ＰＮＰトランジスタＱ２をオン状態にすることによって、圧電素子ＰＺを放電させる。

この際、ＰＮＰトランジスタＱ２からの放電電流は、第一レーザＬＤ１を介してグランドに流れる。これによって、液滴吐出装置１０は、圧電素子ＰＺが液滴Ｄの吐出動作を実行するとき、該圧電素子ＰＺに対応する第一レーザＬＤ１をその放電電流によって駆動させる。

（１２）上記第六実施形態によれば、各第一レーザＬＤ１がそれぞれ対応する圧力発生素子からの放電電流によって駆動されるため、吐出される各液滴Ｄには、より確実に、対応する第一レーザ光Ｂ１が照射される。この結果、液滴吐出装置１０は、各液滴Ｄの乾燥状態を、より確実に安定させることができる。

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記第一実施形態においては、第一レーザＬＤ１及び第二レーザＬＤ２が、それぞれ各ノズルＮの＋Ｙ方向に配列される。これに限らず、第一レーザＬＤ１及び第二レーザＬＤ２の双方が、それぞれ各ノズルＮの＋Ｙ方向と＋Ｙ方向の反対方向（−Ｙ方向）に配列されて、基板Ｓが＋Ｙ方向に搬送されるとき、＋Ｙ方向に配列される各レーザＬＤが駆動し、基板Ｓが−Ｙ方向に搬送されるとき、−Ｙ方向に配列される各レーザＬＤが駆動する構成でも良い。これによれば、液滴の吐出処理を、＋Ｙ方向に沿った基板Ｓの搬送と−Ｙ方向に沿った基板Ｓの搬送の双方で実行できるため、吐出処理の処理性能を向上させることができる。

・上記第一実施形態においては、ステージ１２が＋Ｙ方向に移動することによって、液滴吐出ヘッド２０が、基板Ｓに対して−Ｙ方向に相対移動する。これに限らず、キャリッジ１５を−Ｙ方向に移動可能に構成する。そして、キャリッジ１５が−Ｙ方向に移動することによって、液滴吐出ヘッド２０が、基板Ｓに対して−Ｙ方向に相対移動してもよい。

・上記第一実施形態においては、ヘッド本体２２の底部が、ノズルプレート２２Ａとレーザプレート２２Ｂとを有し、ノズルＮがノズルプレート２２Ａに設けられて、レーザＬＤがレーザプレート２２Ｂに設けられる。これに限らず、例えばヘッド本体２２の底部が、ノズルプレート２２Ａのみを有し、ノズルＮとレーザＬＤの双方が、共通するノズルプレート２２Ａに設けられる構成であっても良い。

・上記第一実施形態においては、液滴吐出ヘッド２０が圧電素子駆動方式のヘッドであるが、これに限らず、抵抗加熱方式や静電駆動方式のヘッドであっても良い。
・上記第二実施形態においては、第一レーザＬＤ１が第一光学系としての第一マイクロレンズＭＬ１を有し、第二レーザＬＤ２が第二光学系としての第二マイクロレンズＭＬ２を有する。これに限らず、例えば、＋Ｙ方向に配列される第一レーザＬＤ１と第二レーザＬＤ２が、それぞれ＋Ｙ方向に延びる一つのレンチキュラーレンズを共有する構成であって、第一光学系と第二光学系とが共通する光学部材で構成されても良い。

・上記第三実施形態においては、第二マイクロレンズＭＬ２が第一マイクロレンズＭＬ１よりも高い集光率を有する。これによって、第二レーザ光Ｂ２は、第一レーザ光Ｂ１よりも高いエネルギーを液滴Ｄに与える。これに限らず、例えばヘッド駆動回路４０が、第
一レーザＬＤ１の駆動電流を第二レーザＬＤ２の駆動電流よりも低くする構成であっても良い。また、第一レーザＬＤ１の出力が、第二レーザＬＤ２の出力よりも低い構成であってもよい。この構成においても、液滴Ｄは、ノズルＮに近い側にあるときに相対的に弱い強度の光を受けて、ノズルＮから遠い側にあるときに相対的に強い強度の光を受ける。

これによれば、吐出される液滴Ｄは、まず、ノズルＮに近い側にあるときに突沸を防ぎながら、ゆっくり乾燥する。そして、乾燥する液滴Ｄは、その外周を吐出面ＳＡにピニングされた後、ノズルＮから遠い側にあるときに瞬時に乾燥する。

・上記実施形態において、光は、面発光レーザからのレーザ光である。これに限らず、光は、半導体レーザからのレーザ光やＬＥＤからの光であってもよい。

第一実施形態の液滴吐出装置を示す斜視図。 第一実施形態の液滴吐出ヘッドを示す斜視図。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ第一実施形態の液滴吐出ヘッドを示す側断面図及び液滴吐出動作を模式的に示す平面図。 第一実施形態の液滴吐出装置の電気的構成を示す電気ブロック回路図。 第一実施形態のヘッド駆動回路の電気的構成を示す電気ブロック回路図。 第二実施形態の液滴吐出ヘッドを示す側断面図。 第三実施形態の液滴吐出ヘッドを示す側断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ第四実施形態の液滴吐出ヘッドを示す側断面図及び液滴吐出動作を模式的に示す平面図。 第五実施形態のヘッド駆動回路の電気的構成を示す電気ブロック回路図。 第六実施形態の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

Ｂ…レーザ光、Ｄ…液滴、ＤＳ…遅延信号、Ｎ…ノズル、ＬＡＴ…タイミング信号、ＬＤ…レーザ、ＬＤ１…第一照射部としての第一レーザ、ＬＤ２…第二照射部としての第二レーザ、ＰＩ…選択信号としてのパラレルパターンデータ、１０…液滴吐出装置、２０…液滴吐出ヘッド、２２…ヘッド本体、３０…制御手段を構成する制御装置、３４…タイミング信号生成部としての発信回路、４０…制御手段を構成するヘッド駆動回路。

Claims (17)

1. 対象物に対向する面を有するヘッド本体と、前記面に配列されて前記対象物上の対向する各位置に液滴を吐出する複数のノズルと、前記面に配設されて前記対象物に向けて光を照射する照射部とを備える液滴吐出ヘッドであって、
   前記ノズルの配列方向に沿って配列されるｉ個（ｉは１以上の整数）の照射部と、前記配列方向と交差する所定方向に沿って前記ノズルの前記所定方向に配列されるｊ個（ｊは２以上の整数）の照射部とからなるｉ×ｊ個の照射部を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 請求項１に記載の液滴吐出ヘッドであって、
   前記複数の照射部は、
   前記ノズルの前記所定方向に配設されて、前記ノズルと対向する前記位置を通り前記所定方向に沿う直線の第一部分に前記光を照射する第一照射部と、
   前記第一照射部の前記所定方向に配設されて、前記直線の前記第一部分と異なる第二部分に前記光を照射する第二照射部とを含むこと、
   を特徴とする液滴吐出ヘッド。
3. 請求項２に記載の液滴吐出ヘッドであって、
   前記光はレーザ光であり、
   前記第一照射部は、前記面に実装され、前記レーザ光を照射する第一面発光レーザを有し、
   前記第二照射部は、前記面に実装され、前記レーザ光を照射する第二面発光レーザを有すること、
   を特徴とする液滴吐出ヘッド。
4. 請求項３に記載の液滴吐出ヘッドであって、
   前記第一照射部は、前記第一面発光レーザが出射するレーザ光を前記第一部分に集光する第一光学系を有し、
   前記第二照射部は、前記第二面発光レーザが出射するレーザ光を前記第二部分に集光する第二光学系を有すること、
   を特徴とする液滴吐出ヘッド。
5. 請求項４に記載の液滴吐出ヘッドであって、
   前記第一部分は、前記第二部分よりも前記位置に近い部分であり、
   前記第一光学系は、前記第二光学系よりも低い集光率を有すること、
   を特徴とする液滴吐出ヘッド。
6. 請求項４又は５に記載の液滴吐出ヘッドであって、
   前記第一部分は、前記第二部分よりも前記位置に近い部分であり、
   前記第一照射部は、前記第二照射部よりも弱い強度の光を照射すること、
   を特徴とする液滴吐出ヘッド。
7. 請求項４〜６のいずれか一つに記載の液滴吐出ヘッドであって、
   前記第一光学系と前記第二光学系の少なくともいずれか一方は、前記面の法線方向から見て、前記位置から離れる方向に進行する光を前記位置に近づく方向に偏向する偏向部材を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
8. 請求項４〜７のいずれか１つに記載の液滴吐出ヘッドであって、
   前記第一光学系と前記第二光学系は、それぞれマイクロレンズであり、
   前記各マイクロレンズは、それぞれインクジェット法を用いて形成されることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の液滴吐出ヘッドであって、
   前記ヘッド本体の発熱部と、前記照射部の少なくともいずれか一方を冷却する冷却部を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
10. 対象物に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドと前記対象物とを相対移動させて前記液滴吐出ヘッドを駆動制御する制御手段とを備える液滴吐出装置であって、
    前記液滴吐出ヘッドは、
    前記対象物に対向する面を有するヘッド本体と、
    前記面に配列されて対向する前記対象物上の各位置に前記液滴を吐出する複数のノズルと、
    前記ノズルの配列方向に沿って前記面に配列されるｉ個（ｉは１以上の整数）の照射部と、前記配列方向と交差する所定方向に沿って前記ノズルの前記所定方向に配列されるｊ個（ｊは２以上の整数）の照射部とからなるｉ×ｊ個の照射部とを有し、
    前記制御手段は、
    前記対象物を前記液滴吐出ヘッドに対して前記所定方向に相対移動させて前記各位置の中から選択される選択位置に向けて前記液滴を吐出させるとき、前記選択位置に対向するノズルの前記所定方向にある前記ｊ個の照射部から前記対象物に向けて光を照射させることを特徴とする液滴吐出装置。
11. 請求項１０に記載の液滴吐出装置であって、
    前記複数の照射部は、
    前記ノズルの前記所定方向に配設されて、前記ノズルと対向する前記位置を通り前記所定方向に沿う直線の第一部分に前記光を照射する第一照射部と、
    前記第一照射部の前記所定方向に配設されて、前記直線の前記第一部分と異なる第二部分に前記光を照射する第二照射部とを有し、
    前記制御手段は、
    前記液滴吐出ヘッドと前記対象物とを前記所定方向に相対移動させて前記各位置の中から選択される選択位置に向けて前記液滴を吐出させるとき、前記選択位置に対向するノズルの前記所定方向にある前記第一照射部から前記第一部分に向けて光を照射させるとともに、前記選択位置に対向するノズルの前記所定方向にある前記第二照射部から前記第二部分に向けて光を照射させることを特徴とする液滴吐出装置。
12. 請求項１１に記載の液滴吐出装置であって、
    前記光はレーザ光であり、
    前記第一照射部は、前記面に実装され、前記レーザ光を照射する第一面発光レーザを有し、
    前記第二照射部は、前記面に実装され、前記レーザ光を照射する第二面発光レーザを有すること、
    を特徴とする液滴吐出装置。
13. 請求項１１又は１２のいずれか一つに記載の液滴吐出装置であって、
    前記制御手段は、
    前記第一照射部が照射する光の強度を前記第二照射部が照射する光の強度よりも弱くすることを特徴とする液滴吐出装置。
14. 請求項１１〜１３のいずれか一つに記載の液滴吐出装置であって、
    前記制御手段は、
    前記複数のノズルの中から前記選択位置に対向するノズルを選択するための選択信号を生成する選択信号生成部を有し、
    前記選択信号に基づいて前記選択位置に対向する前記ノズルを選択駆動するとともに、前記選択信号を用いて前記複数の第一照射部の中から前記選択位置に対向するノズルの前記所定方向にある前記第一照射部を選択駆動し、かつ、前記複数の第二照射部の中から前記選択位置に対向するノズルの前記所定方向にある前記第二照射部を選択駆動すること、を特徴とする液滴吐出装置。
15. 請求項１１〜１４のいずれか一つに記載の液滴吐出装置であって、
    前記制御手段は、
    前記液滴の吐出タイミングを示すタイミング信号を生成するタイミング信号生成部を有し、
    前記タイミング信号に基づいて前記ノズルを駆動するとともに、前記タイミング信号を用いて前記第一照射部と前記第二照射部をそれぞれ駆動すること、
    を特徴とする液滴吐出装置。
16. 請求項１１〜１５のいずれか一つに記載の液滴吐出装置であって、
    前記第一部分は、
    前記第二部分よりも前記位置に近い部分であり、
    前記制御手段は、
    前記液滴の吐出タイミングを示すタイミング信号を生成するタイミング信号生成部と、前記タイミング信号から所定時間だけ遅延する遅延信号を生成する遅延信号生成部とを有し、
    前記タイミング信号に基づいて前記ノズルを駆動するとともに、前記タイミング信号を用いて前記第一照射部を駆動し、前記遅延信号を用いて前記第二照射部を駆動すること、を特徴とする液滴吐出装置。
17. 請求項１１〜１６のいずれか一つに記載の液滴吐出装置であって、
    前記ノズルは、
    充電と放電とを繰り返して前記液滴を吐出する圧力発生素子を有し、
    前記制御手段は、
    前記圧力発生素子の充放電のタイミングを示すタイミング信号を生成するタイミング信号生成部を有し、前記タイミング信号に基づいて前記所定ノズルの前記圧力発生素子を充放電するとともに、前記圧力発生素子からの放電電流を前記圧力発生素子に接続される前記第一照射部に供給して前記第一照射部を駆動すること、
    を特徴とする液滴吐出装置。

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