JP2009034616A - パターン形成方法、及び液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機能性液状体の乾燥状態の均一性を向上させることによりパターンの加工精度を向上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】基板Ｓにインクを吐出し、レーザから出射されるレーザ光Ｂをインクに照射することにより基板Ｓにパターンを形成するとき、レーザ光Ｂの光軸Ａの上にあるインクの厚みをＬ、インクのレーザ光Ｂの吸収係数をαとするとき、０．１≦α・Ｌ≦０．７を満たすようにインクの厚みと吸収係数αとを設定する。
【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。

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多層基板の製造工程は、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回路パターンと各グリーンシートとを一括焼成する工程とを有する。

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回路パターンを描画し、この液滴の吐出位置を変更することにより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、インクジェット法を用いる場合、着弾する液滴が対象物の表面状態に応じて濡れ広がるために、乾燥後のパターンのサイズや形状にバラツキが生じてしまう。そこで、インクジェット法においては、パターンの微細化や狭ピッチ化が進行するに連れて、液滴の濡れ広がりを所望のサイズに抑える技術が求められている。

特許文献１は、同じ機能（例えば、導電性）を発現し、かつ、異なる光熱変換効率を有する複数の機能性液状体を、それぞれ対象物の上に重ね塗りする。そして、一つの機能性液状体に電磁波（例えば、レーザ光）を照射することにより該機能性液状体に機能性を発現させ、かつ、該機能性液状体の光熱変換より他の機能性液状体に機能性を発現させる。この方法によれば、機能性液状体に投入する電磁波のエネルギーを低減させることができ、良質な機能性膜パターンを得ることができる。

特許文献２は、対象物の上に付着する機能性液状体の外形表面の各位置に対して、法線方向に電磁波（例えば、レーザ光）を照射する。この方法によれば、機能性液状体の各表面に対する電磁波の入射角度が小さくなるため、電磁波の反射が最小限に抑えられる。この結果、照射する電磁波が、機能性液状体によって効率良く吸収される。
特開２００６−２７２１５２号公報 特開２００６−３０５４０３号公報

機能性液状体に電磁波を照射して機能性液状体を乾燥、あるいは乾燥・焼成する場合、機能性液状体は、自身の表面で乾燥を開始するために、自身の内部に電磁波を進入させ難くなる。この結果、機能性液状体は、自身の表面を局所的に乾燥する一方、内部の殆どを乾燥しないために塗れ広がってしまう。

特に、機能性液状体として金属微粒子を含む金属インクを用いると、光の殆どが金属インクの表面に吸収されることにより、金属インクの表面には、金属膜が形成されてしまう。この金属膜は、機能性液状体に照射される光の殆どを反射するため、金属インクの以降の乾燥を抑えてしまう。

特許文献２は、電磁波に対する機能性液状体の吸収係数を増大させる一方、機能性液状体の表面と内部との間の吸収係数の差を減少させる技術ではない。そのため、特許文献２
の技術では、機能性液状体の乾燥状態を十分に均一にすることができない。

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、機能性液状体の乾燥状態の均一性を向上させることによりパターンの加工精度を向上させるパターン形成方法、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、対象物に機能材料を含む機能性液状体を吐出し、光源から出射される光を前記機能性液状体に照射することにより前記対象物に機能膜のパターンを形成するパターン形成方法であって、前記光の光軸上にある前記機能性液状体の厚みをＬ、前記機能性液状体の前記光の吸収係数をαとするとき、式（１）を満たすように前記厚みと前記吸収係数とを設定する。

本発明のパターン形成方法によれば、機能性液状体に照射される光が、該光の進行方向に沿って機能性液状体の全体に均一に吸収される。したがって、本発明のパターン形成方法は、機能性液状体の乾燥状態を均一にすることができるため、パターンの加工精度を向上させることができる。

本発明のパターン形成方法は、対象物に機能材料を含む機能性液状体を吐出し、光源から出射される光と、前記光源から出射されて前記対象物に反射される光とを前記機能性液状体に照射することにより前記対象物に機能膜のパターンを形成するパターン形成方法であって、前記光の光軸上にある前記機能性液状体の厚みをＬ、前記機能性液状体の前記光の吸収係数をα、前記対象物の前記光の反射率をＲとすると、式（２）及び式（３）を満たすように、前記厚みと前記吸収係数とを設定する。

本発明のパターン形成方法によれば、光源からの光と対象物からの光とが、該光の進行方向に沿って機能性液状体の全体に均一に吸収される。したがって、本発明のパターン形成方法は、機能性液状体の乾燥状態を均一にすることができるため、パターンの加工精度を向上させることができる。

このパターン形成方法は、前記機能性液状体を液滴にして吐出し、前記対象物に着弾する前の前記液滴に前記光を照射するとき、前記液滴の径を選択することにより前記厚みを設定する構成であっても良い。

このパターン形成方法は、前記機能性液状体を液滴にして吐出し、前記対象物に複数の前記液滴からなる液状膜を形成して前記液状膜に前記光を照射するとき、前記光の進行方向に沿った前記液状膜の膜厚を選択することにより前記厚みを設定する構成であっても良い。

上記パターン形成方法によれば、液滴の径、あるいは液状膜の膜厚が、選択した厚みに設定されるため、機能性液状体に照射される光が、該光の進行方向に沿って機能性液状体の全体に均一に吸収される。したがって、このパターン形成方法は、機能性液状体の乾燥状態を均一にすることができるため、パターンの加工精度を向上させることができる。

このパターン形成方法において、前記光はレーザ光であり、前記レーザ光の波長を選択することにより前記吸収係数を設定する構成であっても良い。
このパターン形成方法によれば、光の波長が、吸収係数に基づいて選択されるため、機能性液状体に照射される光が、該光の進行方向に沿って機能性液状体の全体に均一に吸収される。したがって、このパターン形成方法は、機能性液状体の乾燥状態を均一にすることができるため、加工精度を向上させることができる。

このパターン形成方法は、前記機能材料の濃度を選択することにより前記吸収係数を設定する構成であっても良い。
このパターン形成方法によれば、吸収係数に基づいて機能材料の濃度が選択されるため、機能性液状体に照射される光が、該光の進行方向に沿って機能性液状体の全体に均一に吸収される。したがって、このパターン形成方法は、機能性液状体の乾燥状態を均一にすることができるため、パターンの加工精度を向上させることができる。

このパターン形成方法において、前記機能性液状体は前記光を吸収する色素を含む液状体であり、前記色素の濃度を選択することにより前記吸収係数を設定する構成であっても良い。

このパターン形成方法によれば、吸収係数に基づいて色素の濃度が選択されるため、機能性液状体に照射される光が、該光の進行方向に沿って機能性液状体の全体に均一に吸収される。したがって、このパターン形成方法は、機能性液状体の乾燥状態を均一にすることができるため、パターンの加工精度を向上させることができる。

このパターン形成方法において、前記機能材料は金属微粒子であり、前記金属微粒子の粒子径と、前記金属微粒子の粒子間距離の少なくともいずれか一方を選択することにより前記吸収係数を設定する構成であっても良い。

このパターン形成方法によれば、金属微粒子の粒子径、あるいは金属微粒子の粒子間距離が、吸収係数に基づいて選択されるため、機能性液状体に照射される光が、該光の進行方向に沿って機能性液状体の全体に均一に吸収される。したがって、このパターン形成方法は、機能性液状体の乾燥状態を均一にすることができるため、パターンの加工精度を向上させることができる。

本発明の液滴吐出装置は、機能材料を含む機能性液状体を液滴にして対象物に吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドから吐出される前記機能性液状体に光を照射する照射部とを有し、前記光の光軸上にある前記機能性液状体の厚みをＬ、前記機能性液状体の前記光の吸収係数をαとするとき、式（１）を満たす。

本発明の液滴吐出装置によれば、機能性液状体に照射される光が、該光の進行方向に沿って機能性液状体の全体に均一に吸収される。したがって、本発明の液滴吐出装置は、機能性液状体の乾燥状態を均一にすることができるため、パターンの加工精度を向上させることができる。

本発明の液滴吐出装置は、機能材料を含む機能性液状体を液滴にして対象物に吐出する液滴吐出ヘッドと、光源から出射される光と、前記光源から出射されて前記対象物に反射される光とを、前記液滴吐出ヘッドから吐出される前記機能性液状体に照射する照射部とを有し、前記光の光軸上にある前記機能性液状体の厚みをＬ、前記機能性液状体の前記光の吸収係数をα、前記対象物の前記光の反射率をＲとすると、式（２）及び式（３）を満たす。

本発明の液滴吐出装置によれば、光源からの光と対象物からの光とが、該光の進行方向に沿って機能性液状体の全体に均一に吸収される。したがって、本発明の液滴吐出装置は、機能性液状体の乾燥状態を均一にすることができるため、パターンの加工精度を向上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８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。吐出面ＳＡは、所望のパターンを形成するための面であり、液滴を着弾させるための位置を目標点として有する。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、機能性液状体としてのインクＩｋを貯留するとともに、貯留するインクＩｋを所定圧力で導出する。インクＩｋとしては、機能材料としての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、ヘッドユニット２０を搭載して＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に沿って移動する。キャリッジ１５は、基板Ｓが＋Ｙ方向に搬送されるときに＋Ｘ方向あるいは−Ｘ方向に移動し、ヘッドユニット２０を目標点の搬送経路の上に配置する。なお、基板Ｓを＋Ｙ方向に搬送する動作を主走査とし、ヘッドユニット２０を＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に搬送することにより目標点の搬送経路の上にセットする動作を副走査という。

次に、ヘッドユニット２０について以下に説明する。図２は、ヘッドユニット２０をステージ１２から見た斜視図である。図３は、ヘッドユニット２０の内部を模式的に示す図である。

図２において、ヘッドユニット２０は、＋Ｘ方向に延びるヘッド基板２１と、ヘッド基板２１に搭載される液滴吐出ヘッド２２と、ヘッド基板２１に搭載されて液滴吐出ヘッド２２の＋Ｙ方向に配設されるレーザヘッド２３とを有する。

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に入力される各種の駆動信号を液滴吐出ヘッド２２及びレーザヘッド２３に出力する。

液滴吐出ヘッド２２は、基板Ｓと対向する側面の＋Ｘ方向の略全幅にわたり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方向に延びる円形孔であって、＋Ｘ方向に沿って所定のピッチで形成される。液滴吐出ヘッド２２は、例えば＋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。なお、図２では、ノズルＮの配置を説明するためにノズルＮの数量を簡略化して示す。

図３において、液滴吐出ヘッド２２は、ノズルＮごとに、一つのキャビティ２４と、該
キャビティ２４の内部に圧力を与える一つの圧力発生素子２５とを有する。すなわち、液滴吐出ヘッド２２は、ノズルＮの数量と同じｉ個のキャビティ２４と、ｉ個の圧力発生素子２５とを有する。各キャビティ２４と各圧力発生素子２５とは、それぞれノズルＮの直上に配設されることにより、該ノズルＮに対応付けられる。

各キャビティ２４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。各ノズルＮは、それぞれ連通するキャビティ２４からのインクＩｋを受けて、自身の開口に気液界面（以下単に、メニスカスという。）Ｍを形成する。

各圧力発生素子２５は、それぞれ接続されるキャビティ２４の内部に所定圧力を与えて、該キャビティ２４の内部の圧力を増大及び減少させることにより、該キャビティ２４に連通するノズルＮのメニスカスＭを振動させる。圧力発生素子２５としては、例えばキャビティ２４の容積を機械的に拡大及び縮小させる圧電素子、あるいはキャビティ２４の温度を局所的に上昇及び下降させる抵抗加熱素子を用いることができる。

吐出面ＳＡにある目標点Ｔは、基板Ｓが主走査されるとき、選択されるノズルＮ（以下単に、選択ノズルという。）の直下を通過する。目標点Ｔが選択ノズルの直下に位置するとき、選択ノズルに連通するキャビティ２４は、対応する圧力発生素子２５の駆動力を受けることにより、選択ノズルのメニスカスＭを振動させて、インクＩｋの一部を所定重量の液滴Ｄにして選択ノズルから吐出させる。例えば、圧力発生素子２５は、キャビティ２４が収容する金属インクの一部を１滴あたり１０ｎｇの液滴ＤにしてノズルＮから吐出させる。ノズルＮから吐出される液滴Ｄは、吐出面ＳＡの法線に沿って飛行して、選択ノズルの直下、すなわち目標点Ｔに着弾する。なお、本実施形態においては、吐出面ＳＡの法線であってノズルＮを含む法線を、飛行経路Ｋという。また、ノズルＮから吐出される液滴Ｄの直径を、液厚Ｌという。

液滴Ｄの液厚Ｌは、メニスカスＭの振動周期や振幅により決定される、すなわち圧力発生素子２５に入力される駆動波形信号ＣＯＭにより決定される。本実施形態においては、この液厚Ｌが、液滴Ｄを均一に乾燥させるためのサイズに選択される。

図３において、レーザヘッド２３は、ノズルＮごとに、光源としての一つのレーザＬＤと、一つの偏向器２６とを有する。すなわち、レーザヘッド２３は、ノズルＮの数量と同じｉ個のレーザＬＤとｉ個の偏向器２６とを有する。各レーザＬＤと各偏向器２６とは、それぞれノズルＮの＋Ｙ方向に配設されることにより、該ノズルＮに対応付けられる。

各レーザＬＤは、それぞれノズルＮの＋Ｙ方向に配設されて、所定の駆動信号を受けるときにレーザ光Ｂを出射する。レーザ光Ｂの波長は、インクＩｋの吸収波長（例えば、８５０ｎｍ）であり、レーザ光Ｂの強度は、予め試験等に基づいて設定されるものである。詳述すると、レーザ光Ｂの強度は、レーザ光Ｂを受けるインクＩｋに突沸を誘起させない強度であって、かつ、レーザ光Ｂを受けるインクＩｋに乾燥を促進させる強度である。レーザＬＤとしては、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）や半導体レーザを用いることができる。

本実施形態では、インクＩｋが有する吸収係数であって、レーザ光Ｂの光軸に沿う単位距離あたりの吸収係数を、吸収係数αという。
各偏向器２６は、それぞれ対応するレーザＬＤからのレーザ光Ｂを受けて、該レーザ光Ｂの光路を、＋Ｙ方向の反対方向（−Ｙ方向）にあるノズルＮの直下に向けて折り曲げる。これにより、各偏向器２６は、それぞれ−Ｙ方向にある飛行経路Ｋと交差する光軸Ａを形成する。偏向器２６としては、例えば三角プリズムや偏向ミラーを用いることができる
。

吐出面ＳＡにある目標点Ｔが選択ノズルの直下に位置するとき、選択ノズルに対応するレーザＬＤ（以下単に、選択レーザという。）は、所定の駆動信号を受けることによりレーザ光Ｂを出射する。選択レーザからのレーザ光Ｂは、偏向器２６の偏向作用を受けることにより、光軸Ａに沿って進行する。選択ノズルから吐出される液滴Ｄは、飛行経路Ｋに沿って飛行し、目標点Ｔに着弾する前に、光軸Ａの上を通過する、すなわちレーザ光Ｂを受ける。レーザ光Ｂを受ける液滴Ｄは、レーザ光Ｂの光エネルギーを吸収することにより、インクＩｋの溶媒又は分散媒を蒸発して乾燥を開始し、その後、吐出面ＳＡにある目標点Ｔに着弾する。目標点Ｔに着弾する液滴Ｄは、レーザ光Ｂによる着弾前の乾燥によって増粘するため、その粘度を高くする分だけ、濡れ広がりを抑えて定着する。なお、本実施形態における「定着」とは、着弾した液滴Ｄの濡れ広がりが、後工程（例えば、本乾燥工程や焼成工程）に移るときに、後工程の要請によって決定されるサイズに抑えられることである。これにより、液滴吐出装置１０は、機能材料からなる機能膜（例えば、金属膜）のパターンを高い精度の下で加工できる。

次に、インクＩｋが有するレーザ光Ｂの吸収係数αと液厚Ｌとの関係について以下に説明する。図４は、液滴Ｄの中心が光軸Ａの上にある状態を模式的に示す図である。図４では、光軸Ａと液滴Ｄの表面との交点であって、レーザ光Ｂが進入する側の交点を原点Ｐとする。また、図４では、原点Ｐを含む光軸Ａの上に一次元座標系を規定し、原点Ｐからレーザ光Ｂの進行方向に沿って座標ｘ１を規定する。
図４において、原点Ｐにおけるレーザ光Ｂの強度をＩ_０とするとき、座標ｘ１におけるレーザ光Ｂの強度は、ランバート−ベールの法則（Lambert-Beer Law ）を適用すること
により、式（１−１）で表される。座標ｘ１のインクＩｋによって吸収される単位時間、単位面積あたりのエネルギーを、吸収量Ｅとすると、座標ｘ１と座標ｘ１＋δｘとの間の吸収量Ｅの差分δＥは、式（１−１）を用いることにより、式（１−２）で表される。式（１−２）を吸収量Ｅについて解くことにより、座標ｘ１における吸収量Ｅが、式（１−３）で表される。

さらに、原点Ｐにおけるレーザ光Ｂのエネルギーに対して、原点Ｐから座標ｘ１までの間のインクＩｋによって吸収されるレーザ光Ｂの総エネルギーの割合を、吸収率ＥＲとすると、吸収率ＥＲは、式（１−３）を用いることにより、式（１−４）で表される。

式（１−３）によって与えられる吸収量Ｅと座標ｘ１の関係、及び式（１−４）によって与えられる吸収率ＥＲと座標ｘ１の関係を、それぞれ図５及び図６に示す。なお、図５及び図６においては、説明の便宜上、強度Ｉ_０を１、液厚Ｌを１０とする。また、図５においては、吸収係数αと液厚Ｌの積、すなわちα・Ｌが、５、０．５、０．０５に設定される場合について示す。また、図６においては、α・Ｌが０．１、０．３、０．７の設定される場合について示す。

図５において、α・Ｌが５に設定される液滴Ｄは、一点鎖線に示すように、原点Ｐで相対的に大きな吸収量Ｅを示す一方、原点Ｐから離れるに従って吸収量Ｅを大きく減少させる、すなわち液滴Ｄの径方向に沿って吸収量Ｅに大きな差異を与える。α・Ｌが０．５に設定される液滴Ｄは、実線に示すように、α・Ｌ＝５を満たす液滴Ｄと比べて、原点Ｐの吸収量Ｅを大幅に低くする一方、径方向に沿う吸収量Ｅの差異を著しく軽減する。α・Ｌが０．０５に設定される液滴Ｄは、破線に示すように、α・Ｌ＝０・５を満たす液滴Ｄと比べて、原点Ｐの吸収量Ｅを、さらに低くする一方、径方向に沿う吸収量Ｅの差異を、より軽減する。

したがって、吸収係数αが一定の場合、液滴Ｄの液厚Ｌを薄く選択することにより、径方向に沿う吸収量Ｅの均一性を向上できることが分かる。また、液厚Ｌが一定の場合、液滴Ｄの吸収係数αを低く選択することにより、径方向に沿う吸収量Ｅの均一性を向上できることが分かる。
本発明においては、液滴Ｄを均一に乾燥させるために、原点Ｐとｘ１＝Ｌとの間の吸収量Ｅの差が、原点Ｐの吸収量Ｅの８０％以下でなければならない。原点Ｐ（ｘ１＝０）の吸収量Ｅに対するｘ１＝Ｌの吸収量Ｅの割合は、式（１−３）を用いることにより、１０^−α・Ｌによって与えられる。よって、液滴Ｄを均一に乾燥させるために、α・Ｌは、１−１０^−α・Ｌ≦０．８を満たす、すなわちα・Ｌ≦０．７を満たす値に設定される。

図６において、α・Ｌが０．７に設定される液滴Ｄは、実線に示すように、原点Ｐから離れるに従って吸収率ＥＲを放物線状に増大させて、座標ｘ＝Ｌまでに約８０％のレーザ光Ｂを吸収する。α・Ｌが０．３に設定される液滴Ｄは、破線に示すように、α・Ｌ＝０．７を満たす液滴Ｄと比べて、全体的に吸収率を低くし、座標ｘ＝Ｌまでに約６０％のレーザ光Ｂを吸収する。また、α・Ｌが０．１に設定される液滴Ｄは、一点差線に示すように、α・Ｌ＝０・５を満たす液滴Ｄと比べて、全体的に吸収率をさらに低くし、座標ｘ＝Ｌまでに約２０％のレーザ光Ｂを吸収する。

したがって、吸収係数αが一定の場合、液滴Ｄの液厚Ｌを厚く選択することにより、吸収率ＥＲ、すなわちレーザ光Ｂの使用効率を向上できることが分かる。また、液厚Ｌが一定の場合、液滴Ｄの吸収係数αを高く選択することにより、吸収率ＥＲ、すなわちレーザ光Ｂの使用効率を向上できることが分かる。
本発明においては、レーザ光Ｂの使用効率を確保するために、液滴Ｄの吸収率ＥＲが、０．２以上でなければならない。よって、α・Ｌは、式（１−４）を用いることにより、ＥＲ＝１−１０^−α・Ｌ≧０．２を満たす、すなわちα・Ｌ≧０．１を満たす値に設定される。

したがって、液滴吐出装置１０は、液滴Ｄの直径を選択することにより、式（１）を満たすα・Ｌを設定するため、吐出する各液滴Ｄにレーザ光Ｂを均一、かつ高い使用効率の下で吸収させることができる。

この結果、液滴吐出装置１０は、液滴Ｄの乾燥状態を均一にすることができるため、目標点Ｔに着弾する液滴Ｄを、目標点Ｔを含む狭い領域に定着させることができ、ひいては液滴Ｄからなるパターンの加工精度を向上させることができる。また、液滴吐出装置１０は、レーザ光Ｂの出力を低く抑えることができるため、省エネルギー化を図ることができる。

次に、液滴吐出装置１０の電気的構成について図７及び図８に従って説明する。図７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８は、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７において、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、パターンを形成するためのパターンデータＩｐを入出力装置３８から受信する。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、目標点Ｔの位置に関するデータ、液滴Ｄのサイズ、すなわち式（１）を満たすために選択された液厚Ｌに関するデータ等、液滴Ｄの吐出処理を実行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。ＲＯＭ３３、例えばノズルＮの数量やノズルＮの位置に関するデータ等、液滴Ｄの吐出処理を実行するためのデータを格納する。

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。制御部３１は、パターンデータＩｐに基づいて、液厚Ｌを得るための波形データを読み出す。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。吐出面ＳＡは、液滴Ｄの＋Ｙ方向の吐出間隔、及び液滴Ｄの＋Ｘ方向の吐出間隔によって規定させる二次元の格子点を有する。液滴Ｄを吐出するか否かの選択は、この格子点ごとに規定される。ドットパターンデータとは、各格子点に対して、それぞれ目標点Ｔであるか否か、すなわち液滴Ｄを吐出す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、ドットパターンデータに基づいて規定される液滴Ｄの吐出及び非吐出を各圧力発生素子２５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／Ｆ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ＭＴと、該モータＭＴの回転数と回転方向を検出するためのエンコーダＥＣ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ＭＴを駆動し、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ＥＣ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がノズルＮの直下に位置するか否かを判断し、各格子点がノズルＮの直下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８において、ヘッド駆動回路４０は、シフトレジスタ４１、制御信号生成部４２、レベルシフタ４３、圧力発生素子スイッチ４４、レーザスイッチ４５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、すなわちｉ個のビット値からなる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ｉ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、及びレーザスイッチ４５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を圧力発生素子スイッチ４４の駆動電圧レベルに昇圧して、各圧力発生素子２５に関連付けられるｉ個の開閉信号を生成する。

圧力発生素子スイッチ４４は、各圧力発生素子２５に対応するｉ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力発生素子２５が接続される。各スイッチ素子は、それぞれ対応する圧力発生素子２５に関連付けられる開閉信号に応じて、対応する圧力発生素子２５に駆動波形信号ＣＯＭを出力する。ヘッド駆動回路４０は、目標点Ｔが選択ノズルの直下に位置するとき、対応する圧力発生素子２５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、式（１）を満たす液厚Ｌの液滴Ｄを目標点Ｔに向けて吐出させる。

レーザスイッチ４５は、各レーザＬＤに対応するｉ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ＶＬＤが入力されて、各スイッチ素子の出力端には、それぞれ対応するレーザＬＤ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、対応するレーザＬＤ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Ｔに向けて液滴Ｄが吐出されるとき、該目標点Ｔを含む飛行経路Ｋの上に所定時間だけレーザ光Ｂを照射させる。これによって、ヘッド駆動回路４０は、液厚Ｌの液滴Ｄに向けて、式（１）を満たすレーザ光Ｂを照射させる。
そして、液滴吐出装置１０は、基板Ｓの主走査により、吐出面ＳＡの各目標点ＴがそれぞれノズルＮの直下に位置するとき、選択した液厚Ｌの液滴Ｄを選択ノズルから吐出し、かつ着弾する前の液滴Ｄに対して選択レーザからのレーザ光Ｂを照射する。したがって、液滴吐出装置１０は、式（１）を満たす条件の下で吐出処理を実行するため、吐出する各液滴Ｄにレーザ光Ｂを均一、かつ高い使用効率の下で吸収させることができる。

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、液滴吐出装置１０は、基板ＳにインクＩｋを吐出し、レーザＬＤから出射するレーザ光ＢをインクＩｋに照射する。そして、液滴吐出装置１０は、レーザ光Ｂの光軸Ａの上にあるインクＩｋの厚みをＬ、インクＩｋのレーザ光Ｂの吸収係数をαとするとき、０．１≦α・Ｌ≦０．７を満たすインクＩｋの厚みを選択して設定する。したがって、インクＩｋに照射されるレーザ光Ｂが、レーザ光Ｂの進行方向に沿ってインクＩｋの全体に均一に吸収される。よって、液滴吐出装置１０は、インクＩｋの乾燥状態を均一にすることができるため、インクＩｋからなるパターンの加工精度を向上させることができる。
（２）第一実施形態において、液滴吐出装置１０は、インクＩｋを液滴Ｄにして吐出し、基板Ｓに着弾する前の液滴Ｄにレーザ光Ｂを照射するとき、液滴Ｄの直径を選択して液厚Ｌを設定する。したがって、液滴Ｄに照射されるレーザ光Ｂが、該レーザ光Ｂの進行方向に沿って液滴Ｄの全体に均一に吸収される。
（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９〜図１１に従って説明する。第二実施形態は、第一実施形態に加えて、吐出面ＳＡから反射するレーザ光Ｂを利用するものである。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、液滴吐出ヘッド２２は、吐出面ＳＡに複数の液滴Ｄを吐出して＋Ｙ方向に沿って連続する液状膜Ｆを形成する。本実施形態においては、液状膜Ｆの膜厚を、液厚Ｌという。この液厚Ｌは、液滴Ｄのサイズにより決定される、すなわち圧力発生素子２５に入力される駆動波形信号ＣＯＭにより決定される。本実施形態においては、この液厚Ｌが、液状膜Ｆを均一に乾燥させるためのサイズに選択される。
レーザヘッド２３は、レーザＬＤから鉛直方向に延びる光軸Ａを形成して液状膜Ｆにレーザ光Ｂを照射する。液状膜Ｆに吸収されるレーザ光Ｂは、インクＩｋの溶媒又は分散媒を蒸発してインクＩｋの乾燥を開始する。液状膜Ｆを透過するレーザ光Ｂは、吐出面ＳＡに到達して反射率Ｒで反射される。反射されるレーザ光Ｂは、再び液状膜Ｆを照射し、液
状膜Ｆに吸収されることによりインクＩｋを、さらに乾燥する。本実施形態においては、液状膜Ｆに入射する光を入射光Ｂｉとし、吐出面ＳＡから反射する光を反射光Ｂｒという。
レーザ光Ｂを受ける液状膜Ｆは、入射光Ｂｉと反射光Ｂｒによる乾燥によって増粘するため、その粘度を高くする分だけ、濡れ広がりを抑えて定着する。これにより、液滴吐出装置１０は、機能材料からなる機能膜（例えば、金属膜）のパターンを高い精度の下で加工できる。
次に、インクＩｋが有するレーザ光Ｂの吸収係数αと液厚Ｌとの関係について以下に説明する。図１０は、液状膜Ｆに入射する入射光Ｂｉと、吐出面ＳＡから反射する反射光Ｂｒの状態を模式的に示す図である。図１０では、入射光Ｂｉと液状膜Ｆの表面との交点を原点Ｐという。また、図１０では、原点Ｐを含む光軸Ａの上に一次元座標系を規定し、原点Ｐから吐出面ＳＡに向かって座標ｘ２を規定する。
図１０において、座標ｘ２のインクＩｋによって吸収されるレーザ光Ｂの吸収量Ｅは、入射光Ｂｉの吸収量Ｅと、反射光Ｂｒの吸収量Ｅとを加算した値である。本実施形態においては、入射光Ｂｉの吸収量Ｅを入射吸収量Ｅｉとし、反射光Ｂｒの吸収量Ｅを反射吸収量Ｅｔという。

座標ｘ２における入射吸収量Ｅｉは、第一実施形態と同じく、ｘ２＝ｘ１とすることにより、式（１−３）で表される。また、座標ｘ２における反射吸収量Ｅｔは、ｘ２＝２Ｌ−ｘ１とし、式（１−３）から得られる吸収量Ｅに反射率Ｒを乗じることによって表される。これら入射吸収量Ｅｉ、反射吸収量Ｅｔ、及び吸収量Ｅと座標ｘ２との関係を図１１に示す。なお、図１１においては、反射率Ｒを１００％とする。
図１１において、液状膜Ｆは、一点鎖線に示すように、最も大きな入射吸収量Ｅｉを原点Ｐで示し、原点Ｐから離れるに従って入射吸収量Ｅｉを減少させて、入射吸収量Ｅｉの最小値を吐出面ＳＡで示す。また、液状膜Ｆは、実線に示すように、入射吸収量Ｅｉから連続する反射吸収量Ｅｔを吐出面ＳＡで示し、吐出面ＳＡから離れるに従って反射吸収量Ｅｔを減少させて、反射吸収量Ｅｔの最小値を原点Ｐで示す。そして、液状膜Ｆは、破線に示すように、吸収量Ｅの最大値を原点Ｐで示し、原点Ｐから離れるに従って吸収量Ｅを減少させて、吸収量Ｅの最小値を吐出面ＳＡで示す。したがって、吐出面ＳＡ（ｘ２＝Ｌ）の吸収量Ｅを、原点Ｐ（ｘ２＝０）の吸収量Ｅに近づけることにより、液状膜Ｆで均一な乾燥状態を得られることが分かる。
原点Ｐ（ｘ＝０）の吸収量Ｅに対する、吐出面ＳＡ（ｘ２＝Ｌ）の吸収量Ｅの割合を、吸収比ＥＤとすると、吸収比ＥＤは、式（１−３）を用いることにより、式（２−１）で表される。本発明においては、液状膜Ｆを均一に乾燥させるために、第一実施形態と同じく、原点Ｐとｘ２＝Ｌとの間の吸収量Ｅの差が、原点Ｐの吸収量Ｅの８０％以下、すなわち（１−ＥＤ）≦０．８でなければならない。
吸収比ＥＤが、ＥＤ≧ｒａ（１＞ｒａ＞０）を満たすとき、α・Ｌの範囲は、式（２−１）を用いることにより、式（２−２）で表される。よって、液状膜Ｆを均一に乾燥させるために、α・Ｌは、式（２−２）においてｒａ＝１−０．８を満たす値、すなわち、式（２）を満たす値に設定される。

原点Ｐにおけるレーザ光Ｂのエネルギーに対する、原点Ｐと座標ｘ２との間のインクＩｋによって吸収されるレーザ光Ｂの総エネルギーの割合を、吸収率ＥＲとすると、吸収率ＥＲは、式（１−３）を用いることにより、式（２−３）で表される。本発明においては、レーザ光Ｂの使用効率を確保するために、第一実施形態と同じく、液状膜Ｆの吸収率ＥＲが０．２以上でなければならない。
吸収率ＥＲが、ＥＲ≧Ｅａ（１＞Ｅａ＞０）を満たすとき、α・Ｌの範囲は、式（２−３）を用いることにより、式（２−４）で表される。よって、液状膜Ｆを均一に乾燥させるために、α・Ｌは、式（２−４）においてＥａ＝０．２を満たす値、すなわち、式（３）を満たす値に設定される。

したがって、液滴吐出装置１０は、液滴Ｄの直径を選択することにより、上式（２）及び式（３）を満たすα・Ｌを設定するため、液状膜Ｆにレーザ光Ｂを均一、かつ高い使用効率の下で吸収させることができる。この結果、液滴吐出装置１０は、液滴Ｄの乾燥状態
を均一にすることができるため、液状膜Ｆの表面と内部を均一に乾燥させることができ、ひいては液滴Ｄからなるパターンの加工精度を向上させることができる。また、液滴吐出装置１０は、レーザ光Ｂの出力を低く抑えることができるため、省エネルギー化を図ることができる。
次に、上記のように構成した第二実施形態の効果を以下に記載する。
（３）上記第二実施形態において、液滴吐出装置１０は、レーザ光Ｂの光軸Ａの上にあるインクＩｋの厚みを液厚Ｌ、インクＩｋのレーザ光Ｂの吸収係数をα、吐出面ＳＡのレーザ光Ｂの反射率をＲとすると、式（２）及び式（３）を満たすように、液厚Ｌを選択して設定する。したがって、レーザＬＤからのレーザ光Ｂと、吐出面ＳＡに反射されるレーザ光Ｂとが協同してインクＩｋの全体に均一に吸収される。よって、液滴吐出装置１０は、インクＩｋの乾燥状態を均一にすることができるため、インクＩｋからなる加工精度を向上させることができる。
（４）上記第二実施形態において、液滴吐出装置１０は、基板Ｓに複数の液滴Ｄを吐出し、基板Ｓに着弾する各液滴Ｄを合一させることにより液状膜Ｆを形成する。そして、液滴吐出装置１０は、液状膜Ｆにレーザ光Ｂを照射するとき、液状膜Ｆの厚みを選択して、α・Ｌを、式（２）及び式（３）を満たす値に設定する。したがって、液状膜Ｆに照射されるレーザ光Ｂが、該レーザ光Ｂの進行方向に沿って液状膜Ｆの全体に均一に吸収される。

（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１２に従って説明する。第三実施形態は、第一実施形態又は第二実施形態のレーザＬＤを波長変調型に変更するものである。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１２において、レーザＬＤは、出射するレーザ光Ｂの波長を変調する波長変調部５０を有する。波長変調部５０は、制御装置３０に接続されて、制御装置３０からの制御信号に応じてレーザＬＤから出射するレーザ光Ｂの波長を変調する。波長変調部５０としては、回折格子や反射鏡を組み合わせた光学素子や非線形光学素子等の外部変調を可能とする光変調器を用いることができる。また、波長変調部５０は、レーザＬＤに入力する駆動電流を変調することによりレーザＬＤからのレーザ光Ｂの波長を変調する直接変調方式であってもよい。

制御装置３０は、レーザ光Ｂの波長と吸収係数αとを関連付けるための波長データＷＤ（例えば、ルックアップテーブル）を記憶する。制御装置３０は、飛行経路Ｋの上の液滴Ｄにレーザ光Ｂを照射するとき、波長データＷＤを参照し、予め設定される液厚Ｌに基づいて式（１）を満たす吸収係数αを得るための波長を選択する。制御装置３０は、選択した波長のレーザ光Ｂを出射させるための制御信号を生成してレーザヘッド２３に出力する。
また、制御装置３０は、吐出面ＳＡの反射を利用してインクＩｋにレーザ光Ｂを照射するとき、波長データＷＤを参照し、予め設定される液厚Ｌに基づいて式（２）及び式（３）を満たす吸収係数αを得るための波長を選択する。制御装置３０は、選択した波長のレーザ光Ｂを出射させるための制御信号を生成してレーザヘッド２３に出力する。

次に、上記のように構成した第三実施形態の効果を以下に記載する。
（５）第三実施形態において、液滴吐出装置１０は、レーザ光Ｂの波長を選択することにより、式（１）、あるいは式（２）及び式（３）を満たす吸収係数αを設定する。したがって、液滴吐出装置１０は、式（１）、あるいは式（２）及び式（３）を満たす条件の下で吐出処理を実行するため、吐出するインクＩｋにレーザ光Ｂを均一、かつ高い使用効率の下で吸収させることができる。しかも、液滴吐出装置１０は、レーザ光Ｂの波長を選択可能にする分だけ、吐出処理の条件範囲を拡張することができる。

（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１３に従って説明する。第四実施形態は、第一実施形態のインクＩｋを色素添加インクＩａに変更するものである。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１３において、インクＩｋは、機能性材料としての銀微粒子を水系溶媒に分散させた銀インクである。また、色素添加インクＩａは、インクＩｋに赤外線吸収色素を所定の濃度で添加させたインクである。

インクＩｋは、破線に示すように、３００（ｎｍ）から約７００（ｎｍ）までの間で９５％以上の吸収率を有し、約７００（ｎｍ）から徐々に吸収率を低下させる。一方、色素添加インクＩａは、実線に示すように、３００（ｎｍ）から約８００（ｎｍ）までの間で９５％以上の吸収率を有し、約８００（ｎｍ）から徐々に吸収率を低下させる。そして、色素添加インクＩａの吸収率は、約７００（ｎｍ）〜約９５０（ｎｍ）の間で、インクＩｋの吸収率よりも高い値を示す。

したがって、液滴吐出装置１０は、インクＩｋを色素添加インクＩａに変更することにより、約７００（ｎｍ）〜約９５０（ｎｍ）の間で、吸収係数αを変更することができる。しかも、液滴吐出装置１０は、色素添加インクＩａに含まれる色素の濃度を選択することにより、約７００（ｎｍ）〜約９５０（ｎｍ）の間で、吸収係数αを変調することができる。

液滴吐出装置１０のインクタンク１４は、複数の異なる濃度の色素添加インクＩａを収容するとともに、各色素添加インクＩａの各々を独立して液滴吐出ヘッド２２に供給する。

液滴吐出装置１０の制御装置３０は、色素濃度と吸収係数αとを関連付けるための濃度データ（例えは、図１３の吸収率曲線に対応するルックアップテーブル）を記憶する。制御装置３０は、飛行経路Ｋの上の液滴Ｄにレーザ光Ｂを照射するとき、濃度データを参照し、予め設定される液厚Ｌに基づいて式（１）を満たす吸収係数αを得るための濃度の色素添加インクＩａを選択する。制御装置３０は、選択した濃度の色素添加インクＩａを各ノズルＮに供給させる為の制御信号を生成して液滴吐出ヘッド２２に出力する。

また、制御装置３０は、吐出面ＳＡの反射を利用してインクＩｋにレーザ光Ｂを照射するとき、濃度データを参照し、予め設定される液厚Ｌに基づいて式（２）及び式（３）を満たす吸収係数αを得るための濃度を選択する。制御装置３０は、選択した濃度の色素添加インクＩａを各ノズルＮに供給させる為の制御信号を生成して液滴吐出ヘッド２２に出力する。

次に、上記のように構成した第四実施形態の効果を以下に記載する。
（６）第四実施形態において、液滴吐出装置１０は、色素添加インクＩａの濃度を選択することにより、式（１）、あるいは式（２）及び式（３）を満たす吸収係数αを設定する。したがって、液滴吐出装置１０は、式（１）、あるいは式（２）及び式（３）を満たす条件の下で吐出処理を実行するため、吐出するインクＩｋにレーザ光Ｂを均一、かつ高い使用効率の下で吸収させることができる。しかも、液滴吐出装置１０は、色素添加インクＩａの濃度を選択可能にする分だけ、吐出処理の条件範囲を拡張することができる。
（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１４に従って説明する。第五実施形態は、第二実施形態の偏向器２６を変更するものである。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１４において、レーザヘッド２３は、偏向器２６を駆動してレーザ光Ｂの偏向方向を変更する偏向器駆動部５１を有する。偏向器駆動部５１は、制御装置３０に接続されて、制御装置３０からの制御信号に応じて偏向器２６を駆動し、レーザＬＤから出射するレーザ光Ｂの偏向方向を所定方向に選択させる。本実施形態では、吐出面ＳＡと光軸Ａとのなす角度を入射角θという。

制御装置３０は、吐出面ＳＡの反射を利用してインクＩｋにレーザ光Ｂを照射するとき、入射角データＡＤを参照し、予め設定される液厚Ｌに基づいて式（２）及び式（３）を満たす吸収係数αを得るための入射角θを選択する。制御装置３０は、選択した入射角θのレーザ光Ｂを出射させるための制御信号を生成してレーザヘッド２３に出力する。

次に、上記のように構成した第五実施形態の効果を以下に記載する。
（７）第五実施形態において、液滴吐出装置１０は、レーザ光Ｂの入射角θを選択することにより、式（２）及び式（３）を満たす液厚Ｌを設定する。したがって、液滴吐出装置１０は、式（２）及び式（３）を満たす条件の下で吐出処理を実行するため、吐出するインクＩｋにレーザ光Ｂを均一、かつ高い使用効率の下で吸収させることができる。しかも、液滴吐出装置１０は、液状膜Ｆの膜厚を変更することなく液厚Ｌを設定することができるため、吐出処理の条件範囲を拡張することができる。

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記第二実施形態において、液滴吐出装置１０は、液滴Ｄのサイズを選択することにより、液状膜Ｆの液厚Ｌを設定する。これに限らず、例えば、図１５に示すように、液滴Ｄの吐出する間隔、すなわち吐出ピッチＤｙを選択することにより、式（１）、あるいは式（２）及び式（３）を満たす液厚Ｌを設定する構成にしても良い。

・上記第二実施形態において、レーザヘッド２３は、液状膜Ｆにレーザ光Ｂを照射する。これに限らず、レーザヘッド２３は、吐出面ＳＡの上にある孤立する液滴Ｄに向けてレーザ光Ｂを照射する構成にしてもよい。

・上記第二実施形態において、レーザヘッド２３は、吐出面ＳＡの法線に沿ってレーザ光Ｂを照射する。これに限らず、レーザヘッド２３は、吐出面ＳＡの法泉に対して傾斜する方向に沿ってレーザ光Ｂを照射する構成であっても良い。

・上記第四実施形態において、インクＩｋは、色素添加量を選択することにより、所望の吸収係数αを設定する。これに限らず、インクＩｋは、機能材料の濃度を選択することにより、所望の吸収係数αを設定する構成であってもよい。あるいは、インクＩｋは、機能材料の粒子径や粒子間距離（例えば、分散媒）を選択することにより、所望の吸収係数αを設定する構成であってもよい。この構成においても、液滴吐出装置１０は、式（１）、あるいは式（２）及び式（３）を満たす条件の下で吐出処理を実行するため、吐出するインクＩｋにレーザ光Ｂを均一、かつ高い使用効率の下で吸収させることができる。

・上記実施形態において、光は、レーザＬＤからのレーザ光である。これに限らず、光は、ＬＥＤからの光であっても良い。
・上記実施形態においては、ノズル列とレーザ列の数量が、それぞれ１列である。これに限らず、ノズル列又はレーザ列の数量が、２以上であっても良い。

・上記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、ヘッドユニット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、ヘッドユニット２０が、基板Ｓに対して−Ｙ方向に相対移動しても良い。

第一実施形態の液滴吐出装置を示す斜視図。 同じく、液滴吐出ヘッドを示す斜視図。 同じく、液滴吐出ヘッドの内部を模式的に示す図。 同じく、レーザ光の照射状態を模式的に示す図。 同じく、吸収量と液厚との関係を示す図。 同じく、吸収率と液厚との関係を示す図。 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。 同じく、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装置の内部を模式的に示す図。 同じく、レーザ光の照射状態を模式的に示す図。 同じく、吸収量と液厚との関係を示す図。 第三実施形態の液滴吐出装置の内部を模式的に示す図。 第四実施形態のインクの吸収率の波長依存性を示す図。 第五実施形態の液滴吐出装置を模式的に示す図。 変更例の液滴吐出方法を模式的に示す図。

符号の説明

α…吸収係数、Ａ…光軸、Ｂ…光としてのレーザ光、Ｄ…液滴、Ｆ…液状膜、Ｉｋ…機能液としてのインク、Ｌ…液厚、ＬＤ…光源としてのレーザ、Ｒ…反射率、Ｓ…対象物としての基板、１０…液滴吐出装置、２２…液滴吐出ヘッド、２３…照射部としてのレーザヘッド。

Claims (10)

1. 対象物に機能材料を含む機能性液状体を吐出し、光源から出射される光を前記機能性液状体に照射することにより前記対象物に機能膜のパターンを形成するパターン形成方法であって、
   前記光の光軸上にある前記機能性液状体の厚みをＬ、前記機能性液状体の前記光の吸収係数をαとするとき、式（１）を満たすように前記厚みと前記吸収係数とを設定することを特徴とするパターン形成方法。
   

   
2. 対象物に機能材料を含む機能性液状体を吐出し、光源から出射される光と、前記光源から出射されて前記対象物に反射される光とを前記機能性液状体に照射することにより前記対象物に機能膜のパターンを形成するパターン形成方法であって、
   前記光の光軸上にある前記機能性液状体の厚みをＬ、前記機能性液状体の前記光の吸収係数をα、前記対象物の前記光の反射率をＲとすると、式（２）及び式（３）を満たすように、前記厚みと前記吸収係数とを設定することを特徴とするパターン形成方法。
   

   

   
3. 請求項１又は２に記載のパターン形成方法であって、
   前記機能性液状体を液滴にして吐出し、前記対象物に着弾する前の前記液滴に前記光を照射するとき、前記液滴の径を選択することにより前記厚みを設定することを特徴とするパターン形成方法。
4. 請求項１又は２に記載のパターン形成方法であって、
   前記機能性液状体を液滴にして吐出し、前記対象物に複数の前記液滴からなる液状膜を形成して前記液状膜に前記光を照射するとき、前記光の進行方向に沿った前記液状膜の膜厚を選択することにより前記厚みを設定することを特徴とするパターン形成方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のパターン形成方法であって、
   前記光はレーザ光であり、前記レーザ光の波長を選択することにより前記吸収係数を設定することを特徴とするパターン形成方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載のパターン形成方法であって、
   前記機能材料の濃度を選択することにより前記吸収係数を設定することを特徴とするパターン形成方法。
7. 請求項１〜５のいずれか１つに記載のパターン形成方法であって、
   前記機能性液状体は前記光を吸収する色素を含む液状体であり、前記色素の濃度を選択することにより前記吸収係数を設定することを特徴とするパターン形成方法。
8. 請求項１〜５のいずれか一つに記載のパターン形成方法であって、
   前記機能材料は金属微粒子であり、前記金属微粒子の粒子径と、前記金属微粒子の粒子間距離の少なくともいずれか一方を選択することにより前記吸収係数を設定することを特徴とするパターン形成方法。
9. 機能材料を含む機能性液状体を液滴にして対象物に吐出する液滴吐出ヘッドと、
   前記液滴吐出ヘッドから吐出される前記機能性液状体に光を照射する照射部とを有し、
   前記光の光軸上にある前記機能性液状体の厚みをＬ、前記機能性液状体の前記光の吸収係数をαとするとき、式（１）を満たす液滴吐出装置。
   

   
10. 機能材料を含む機能性液状体を液滴にして対象物に吐出する液滴吐出ヘッドと、
    光源から出射される光と、前記光源から出射されて前記対象物に反射される光とを、前記液滴吐出ヘッドから吐出される前記機能性液状体に照射する照射部とを有し、
    前記光の光軸上にある前記機能性液状体の厚みをＬ、前記機能性液状体の前記光の吸収係数をα、前記対象物の前記光の反射率をＲとすると、式（２）及び式（３）を満たす液滴吐出装置。
    

    

    

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