JP2010082505A - Method and device for forming pattern - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for forming a pattern which suppress wet-broadening of a liquid drop impacting on an object for drawing by drying liquid drops in flight by irradiating them with laser light. <P>SOLUTION: ROM 52 of the control part 50 of a liquid drop discharge element stores the intensity data LPD of the laser light which relates the impact diameter of the impacted liquid drops with the intensity of the laser light emitted to the liquid drops. Based on the intensity data LPD of the laser light, the upper limit of the intensity P<SB>L</SB>of the laser light which provides the desired impact diameter is detected, and the area of the laser intensity of a smaller size than that of the upper limit of the intensity P<SB>L</SB>is set as a forbidden area A. Drawing on a green sheet is forbidden when the intensity of the total laser light of a pair of laser beams input together with drawing information Ia is in the forbidden area A and drawing on the green sheet is allowed when not in the forbidden area A. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、飛行中の液滴に対してレーザ光を照射するパターン形成装置に関する。   The present invention relates to a pattern forming apparatus for irradiating a droplet in flight with laser light.

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に、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。このようなLTCC多層基板の製造技術としては、一般に回路パターンを有する複数のグリーンシートを積層して一括焼成することにより上記多層基板を製造する方法が検討されている。   Multi-layer substrates made of low temperature co-fired ceramics (LTCC) have excellent high frequency characteristics and high heat resistance, and are therefore widely used for high frequency module substrates, IC package substrates, and the like. As a technique for manufacturing such an LTCC multilayer substrate, a method of manufacturing the multilayer substrate by generally laminating a plurality of green sheets having a circuit pattern and firing them at the same time has been studied.

上記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に、金属インクを微小な液滴にして吐出する、所謂インクジェット法が提案されている(例えば、特許文献1)。このようなインクジェット法に利用される液滴は、一般に吐出ヘッドに列設された多数のノズルから1滴あたりの容量が数〜数十ピコリットルになるように吐出されており、こうした微小な液滴の吐出位置を変更することにより回路パターンのさらなる微細化や狭ピッチ化を可能にしている。   In the step of drawing the circuit pattern, a so-called ink jet method has been proposed in which metal ink is discharged as fine droplets in order to increase the density of the circuit pattern (for example, Patent Document 1). The droplets used in such an ink jet method are generally ejected from a large number of nozzles arranged in an ejection head so that the volume per droplet is several to several tens of picoliters. The circuit pattern can be further miniaturized and the pitch can be reduced by changing the droplet discharge position.

上述するインクジェット法の吐出ヘッドは、ノズルへと連通する貯留室に金属インクを貯留し、該ノズル内に形成される気液界面(メニスカス)を振動させることにより金属インクを液滴として吐出する。このメニスカスにおいては、金属インクが外気に接しているため金属インクの分散媒が外気へと常時揮発する。それゆえ、分散媒が容易に揮発する場合にあっては、導電性微粒子がメニスカス近傍に析出してしまい、終には液滴の吐出不良を招く虞があった。そこで、こうしたインクジェット用のインクにあっては、従来から水溶性の多価アルコールなどからなる再溶解性成分をインクに添加し、この再溶解性成分と分散媒との相互作用により分散媒の揮発性を低減させるとともに、同再溶解性成分と導電性微粒子との相互作用により析出後の金属粒子を再び分散媒に分散させる(再溶解させる)提案がなされている。
特開2005−57139号公報
The above-described ink jet method discharge head stores metal ink in a storage chamber communicating with a nozzle, and discharges the metal ink as droplets by vibrating a gas-liquid interface (meniscus) formed in the nozzle. In this meniscus, since the metal ink is in contact with the outside air, the dispersion medium of the metal ink is constantly volatilized into the outside air. Therefore, when the dispersion medium is easily volatilized, the conductive fine particles are deposited in the vicinity of the meniscus, and there is a possibility that the discharge failure of the droplets is finally caused. Therefore, in such an ink for ink jet, a re-dissolvable component such as a water-soluble polyhydric alcohol is conventionally added to the ink, and the volatilization of the dispersion medium is caused by the interaction between the re-dissolvable component and the dispersion medium. Proposals have been made to reduce the properties of the particles and to disperse (re-dissolve) the deposited metal particles in the dispersion medium again by the interaction between the re-dissolvable component and the conductive fine particles.
JP 2005-57139 A

ところで、インクジェット法を利用して高精細なパターンを形成するためには、吐出した液滴を速やかに乾燥させて、その基板上における濡れ広がりを抑制することが好ましい。こうした乾燥を促進させる一つの方法としては、吐出された飛行中の液滴に対してレーザ光を照射することにより該液滴の乾燥を飛行中に促進させる方法が検討されている。   By the way, in order to form a high-definition pattern using the ink jet method, it is preferable to quickly dry the discharged droplets to suppress wetting and spreading on the substrate. As one method for promoting such drying, a method for accelerating the drying of the droplets during flight by irradiating the ejected droplets during flight with a laser beam has been studied.

レーザ光を利用する液滴の乾燥法にあっては、飛行中の液滴にレーザ光を照射するために、液滴の表面が相対的に高温になり易く、こうした液滴の表面から優先的に分散媒が蒸発することにより該液滴表面には導電性微粒子が析出し易くなる。そして、液滴内部に含まれる分散媒の蒸発よりも上述する導電性微粒子の析出が支配的になる場合には、導電性微粒子からなる外殻が液滴の表面に形成されるようになる。こうした外殻を有する液滴が基板に着弾した際には、液滴内部に含まれる金属インクの流出が前記外殻により塞き止められて基板上における液滴の濡れ広がりを抑制するようになる。   In the method of drying a droplet using laser light, the surface of the droplet is likely to become relatively high temperature in order to irradiate the flying droplet with laser light. When the dispersion medium evaporates, the conductive fine particles are easily deposited on the surface of the droplet. When the above-described precipitation of the conductive fine particles is more dominant than the evaporation of the dispersion medium contained inside the droplet, an outer shell made of the conductive fine particles is formed on the surface of the droplet. When a droplet having such an outer shell lands on the substrate, the outflow of the metal ink contained in the droplet is blocked by the outer shell, thereby suppressing the wetting and spreading of the droplet on the substrate. .

一方、飛行中の液滴の乾燥が不十分である場合には、着弾した液滴の内部に大量の再溶解性成分が残存するために、こうした再溶解性成分が前記外殻へ作用することにより同外殻が液滴の内部へと再溶解してしまう。このような外殻の再溶解は、液滴内部における導
電性微粒子が飽和するまで進行することから、終には導電性微粒子からなる外殻を決壊させて液滴の濡れ広がりを招いてしまう。図11(a)は外殻を有する液滴が着弾した状態を模式的に示した図であり、図11(b)は再溶解性成分による外殻の再溶解により同外殻が決壊した状態を模式的に示した図である。
On the other hand, when the droplets in flight are insufficiently dried, a large amount of the re-dissolvable component remains in the landed droplet, and this re-dissolvable component acts on the outer shell. This causes the outer shell to redissolve inside the droplet. Such remelting of the outer shell proceeds until the conductive fine particles in the droplet are saturated, and eventually the outer shell made of the conductive fine particles is broken to cause the wetting and spreading of the droplet. FIG. 11 (a) is a diagram schematically showing a state where a droplet having an outer shell has landed, and FIG. 11 (b) is a state in which the outer shell has been broken by re-dissolution of the outer shell by a re-dissolvable component. FIG.

例えば、図11(a)に示されるように、飛行中の液滴の乾燥が十分である場合には、再溶解性成分の作用に抗した十分な厚さの外殻が形成されているため、液滴の濡れ広がりがこうした外殻により抑制されるようになる。一方、図10(b)に示されるように、飛行中の液滴の乾燥が不十分である場合には、再溶解性成分の作用により外殻が決壊してしまい、液滴内部に含まれる金属インクが基板表面で濡れ広がってしまう。   For example, as shown in FIG. 11 (a), when the droplets in flight are sufficiently dried, a sufficiently thick outer shell is formed against the action of the re-dissolvable component. The spreading of the droplets is suppressed by the outer shell. On the other hand, as shown in FIG. 10 (b), when the drying of the droplet during flight is insufficient, the outer shell is broken by the action of the re-dissolvable component and is contained in the droplet. Metal ink spreads wet on the substrate surface.

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、レーザ光を受けた液滴を描画対象物に着弾させてパターンを形成する場合に描画対象物上における液滴の濡れ広がりを抑制するパターン形成方法、及びパターン形成装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to wet droplets on a drawing object when a droplet is received by a laser beam and landed on the drawing object. An object of the present invention is to provide a pattern forming method and a pattern forming apparatus that suppress the spread.

本発明のパターン形成方法は、パターン形成材料を蒸発成分に分散させた液状体を吐出ヘッドのノズルから描画対象物の目標位置へ液滴にして吐出するとともに、前記描画対象物と前記吐出ヘッドとに挟まれた空間である前記液滴の飛行空間にレーザ光を照射し、飛行中の前記液滴から前記蒸発成分を蒸発させることにより前記飛行中の液滴を乾燥させて該乾燥させた液滴を前記描画対象物に着弾させることにより前記パターン形成材料からなるパターンを前記描画対象物に形成するパターン形成方法であって、前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれる場合に、予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記レーザ光の強度が高くなるにつれて前記着弾径が拡大する前記レーザ光の強度範囲の上限値を設定し、当該上限値より大きい強度で前記レーザ光を照射することを要旨とする。   In the pattern forming method of the present invention, a liquid material in which a pattern forming material is dispersed in an evaporation component is discharged as droplets from a nozzle of a discharge head to a target position of the drawing target, and the drawing target and the discharge head are A liquid that has been dried by irradiating a flying space of the droplet, which is a space sandwiched between two, by irradiating a laser beam and evaporating the evaporation component from the droplet in flight to dry the droplet in flight A pattern forming method for forming a pattern made of the pattern forming material on the drawing object by causing droplets to land on the drawing object, wherein the pattern forming material is re-dissolved in the evaporation component. When the dissolved component is included, the intensity of the laser beam and the landing diameter of the droplet are associated in advance, and the landing diameter increases as the intensity of the laser beam increases. Set the upper limit of the intensity range of the laser light, and summarized in that irradiates the laser beam with greater strength than the upper limit.

パターン形成材料を再溶解させる再溶解性成分が液状体に含まれる場合、該液状体からなる液滴の乾燥状態が不十分であると、液滴の表面に形成される外殻が着弾後に決壊して液滴の濡れ広がりが発生する。こうした状態にあっては、液滴からの蒸発成分が多くなるほど、すなわち液滴に照射するレーザ光の強度が高くなるほど、描画対象物への蒸発成分の付着量が多くなり、描画対象物に対する液状体の濡れ性が高くなることによって、液滴の着弾径がかえって拡大してしまう。このパターン形成方法によれば、上述のようにレーザ光の強度が高くなるに連れて着弾径が拡大する強度の上限値を設定した上で、当該上限値よりも大きい強度でレーザ光を照射することから、着弾する液滴の濡れ広がりを抑制することができる。   If the liquid material contains a re-dissolvable component that re-dissolves the pattern forming material, the outer shell formed on the surface of the liquid droplet will break down after landing if the liquid droplet is insufficiently dried. As a result, wetting and spreading of the droplet occurs. In such a state, as the evaporation component from the droplet increases, that is, as the intensity of the laser beam applied to the droplet increases, the amount of the evaporation component adhering to the drawing object increases, and the liquid to the drawing object increases. As the wettability of the body increases, the landing diameter of the droplets is enlarged. According to this pattern forming method, after setting the upper limit value of the intensity at which the landing diameter expands as the intensity of the laser beam increases as described above, the laser beam is irradiated with an intensity greater than the upper limit value. Therefore, wetting and spreading of the landing droplet can be suppressed.

このパターン形成方法は、前記上限値よりも小さい強度の領域を使用禁止領域として設定して、描画条件におけるレーザ光の強度が前記使用禁止領域内であることを条件として前記描画対象物への描画を禁止し、前記条件が不成立である場合には前記描画対象物への描画を許可することを要旨とする。   In this pattern forming method, an area having an intensity smaller than the upper limit value is set as a use-prohibited area, and drawing on the drawing object is performed on condition that the intensity of laser light in the drawing condition is within the use-prohibited area. The gist is to permit drawing on the drawing object when the condition is not satisfied.

このパターン形成方法によれば、レーザ光の強度が高くなるに連れて着弾径が拡大する強度の上限値よりも小さい強度の領域が使用禁止領域として設定されることから、描画条件におけるレーザ光の強度が低く液滴の十分な乾燥が得られない場合には、たとえレーザ光の強度が入力された後であっても、そのレーザ光の強度の使用をして描画を禁止することにより、着弾する液滴の濡れ広がりを確実に抑制することができる。   According to this pattern forming method, since the region having an intensity smaller than the upper limit value of the intensity with which the landing diameter expands as the intensity of the laser light increases, the use prohibited area is set. If the strength is low and sufficient drying of the droplets is not possible, even if the intensity of the laser beam is input, use the intensity of the laser beam to prohibit drawing and It is possible to reliably suppress the wetting and spreading of the droplets.

このパターン形成方法は、前記目標位置と前記ノズルとを結ぶ経路を挟んで相対向する一対のレーザ光を照射することを要旨とする。
このように飛行中の液滴に対してレーザ光を照射して分散媒を乾燥させる際には、一方からのみレーザ光を照射するよりも、両側から照射する方が効率よく液滴の分散媒を乾燥させることができる。すなわち、この発明によれば、液滴の分散媒が効率よく乾燥することから、液滴の濡れ広がりをさらに抑制することもできる。
The gist of this pattern forming method is to irradiate a pair of laser beams facing each other across a path connecting the target position and the nozzle.
In this way, when the dispersion medium is dried by irradiating the flying droplets with laser light, it is more efficient to irradiate the droplets from both sides than to irradiate laser light from only one side. Can be dried. That is, according to the present invention, since the dispersion medium of the droplets is efficiently dried, it is possible to further suppress wetting and spreading of the droplets.

このパターン形成方法は、前記一対のレーザ光の強度が等しいことを要旨とする。
飛行中の液滴Dから分散媒が蒸発する際には、蒸発にともなう運動力に抗した反力が該液滴Dに対して作用する。そのため、蒸発率の高い方から低い方に沿った方向に上記反力が作用し、液滴Dの吐出方向を軸にして蒸発率が対称でない場合にあっては、その運動力に抗した反力によって液滴Dの飛行曲がりが誘発されて着弾位置の位置ずれが発生する。この発明によれば、液滴の蒸発率が吐出方向を軸にして対称にすることができ、上記運動力に抗した反力が打ち消しあうことから、液滴Dの飛行曲がりが生じ難くなり、着弾位置の位置ずれを抑制することもできる。
The gist of this pattern forming method is that the intensity of the pair of laser beams is equal.
When the dispersion medium evaporates from the flying droplet D, a reaction force against the kinetic force accompanying the evaporation acts on the droplet D. Therefore, if the reaction force acts in the direction from the higher evaporation rate to the lower evaporation rate and the evaporation rate is not symmetrical about the discharge direction of the droplet D, the reaction force against the kinetic force is applied. The flying bending of the droplet D is induced by the force, and the landing position is displaced. According to the present invention, the evaporation rate of the droplets can be symmetric with respect to the ejection direction, and the reaction force against the kinetic force cancels out, so that the flight bending of the droplets D hardly occurs. It is also possible to suppress the displacement of the landing position.

このパターン形成方法は、前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれない場合には、予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記着弾径に基づく前記レーザ光の強度で前記レーザ光を照射することを要旨とする。   In this pattern forming method, when the evaporating component does not include a re-dissolving component for re-dissolving the pattern forming material in the evaporating component, the intensity of the laser beam and the landing diameter of the droplet are correlated in advance. The gist is to irradiate the laser beam with the intensity of the laser beam based on the landing diameter.

パターン形成材料を再溶解させる再溶解性成分が液状体に含まれない場合においては、液滴の表面に形成される外殻が着弾後に再溶解成分によって決壊して液滴の濡れ広がりが発生することはない。こうした状態にあっては、液滴からの蒸発成分が多くなるほど、すなわち液滴に照射するレーザ光の強度が高くなるほど、液滴の着弾径が小さくなる。このパターン形成方法によれば、上述のようにレーザ光の強度が高くなるに連れて着弾径が小さくなることから、所望の着弾径を得るべく選択されるレーザ光の強度範囲の自由度を拡大させることもできる。   In the case where the liquid material does not contain a re-dissolvable component that re-dissolves the pattern forming material, the outer shell formed on the surface of the droplet breaks down due to the re-dissolved component after landing and the droplet spreads out. There is nothing. In such a state, the larger the evaporation component from the droplet, that is, the higher the intensity of the laser light applied to the droplet, the smaller the landing diameter of the droplet. According to this pattern forming method, as the laser beam intensity increases as described above, the landing diameter decreases, so the degree of freedom in the laser light intensity range selected to obtain the desired landing diameter is expanded. It can also be made.

本発明のパターン形成装置は、パターン形成材料を分散媒に分散させた液状体を吐出ヘッドから描画対象物へ液滴にして吐出する吐出ヘッドと、前記描画対象物と前記吐出ヘッドとに挟まれた空間である前記液滴の飛行空間にレーザ光を照射するレーザ照射部とを備え、飛行中の前記液滴から前記分散媒を蒸発させることにより前記飛行中の液滴を乾燥させて該乾燥させた液滴を前記描画対象物に着弾させることにより前記パターン形成材料からなるパターンを前記描画対象物に形成するパターン形成装置であって、前記レーザ照射部は、前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれる場合に、予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記レーザ光の強度が高くなるにつれて前記着弾径が拡大する前記レーザ光の強度範囲の上限値を設定し、当該上限値より大きい強度で前記レーザ光を照射することを要旨とする。   The pattern forming apparatus according to the present invention is sandwiched between a discharge head that discharges a liquid material in which a pattern forming material is dispersed in a dispersion medium as droplets from a discharge head to a drawing target, and the drawing target and the discharge head. A laser irradiation unit that irradiates a flying space of the droplet, which is a space, with a laser beam, and evaporates the dispersion medium from the droplet in flight to dry the droplet in flight to dry the droplet A pattern forming apparatus for forming a pattern made of the pattern forming material on the drawing object by causing the liquid droplets to land on the drawing object, wherein the laser irradiation unit applies the pattern forming material to the evaporation component. In the case where a re-dissolved component that re-dissolves the vapor component is included, the intensity of the laser beam and the landing diameter of the droplet are related in advance, and the intensity of the laser beam increases. Set the upper limit of the intensity range of the laser beam whose serial landing diameter is enlarged, and summarized in that irradiates the laser beam at a larger intensity the upper limit.

パターン形成材料を再溶解させる再溶解性成分が液状体に含まれる場合、該液状体からなる液滴の乾燥状態が不十分であると、液滴の表面に形成される外殻が着弾後に決壊して液滴の濡れ広がりが発生する。こうした状態にあっては、液滴からの蒸発成分が多くなるほど、すなわち液滴に照射するレーザ光の強度が高くなるほど、描画対象物への蒸発成分の付着量が多くなり、描画対象物に対する液状体の濡れ性が高くなることによって、液滴の着弾径がかえって拡大してしまう。このパターン形成装置によれば、上述のようにレーザ光の強度が高くなるに連れて着弾径が拡大する強度の上限値を設定した上で、当該上限値よりも大きい強度でレーザ光を照射することから、着弾する液滴の濡れ広がりを抑制することができる。   If the liquid material contains a re-dissolvable component that re-dissolves the pattern forming material, the outer shell formed on the surface of the liquid droplet will break down after landing if the liquid droplet is insufficiently dried. As a result, wetting and spreading of the droplet occurs. In such a state, as the evaporation component from the droplet increases, that is, as the intensity of the laser beam applied to the droplet increases, the amount of the evaporation component adhering to the drawing object increases, and the liquid to the drawing object increases. As the wettability of the body increases, the landing diameter of the droplets is enlarged. According to this pattern forming apparatus, after setting the upper limit value of the intensity at which the landing diameter expands as the intensity of the laser beam increases as described above, the laser beam is irradiated with an intensity greater than the upper limit value. Therefore, wetting and spreading of the landing droplet can be suppressed.

このパターン形成装置は、前記上限値よりも小さい強度の領域を使用禁止領域として規定する強度データが記憶させた記憶部を備え、入力された描画条件におけるレーザ光の強
度が前記使用禁止領域内であることを条件として前記描画対象物への描画を禁止し、前記条件が不成立である場合には前記描画対象物への描画を許可することを要旨とする。
The pattern forming apparatus includes a storage unit that stores intensity data defining an area having an intensity smaller than the upper limit value as a use-prohibited area, and the intensity of the laser beam in the input drawing condition is within the use-prohibited area. The gist is to prohibit drawing on the drawing object on the condition that it is present, and permit drawing on the drawing object if the condition is not satisfied.

このパターン形成装置によれば、レーザ光の強度が高くなるに連れて着弾径が拡大する強度の上限値よりも小さい強度の領域が使用禁止領域として設定されることから、描画条件におけるレーザ光の強度が低く液滴の十分な乾燥が得られない場合には、たとえレーザ光の強度が入力された後であっても、そのレーザ光の強度の使用をして描画を禁止することにより、着弾する液滴の濡れ広がりを確実に抑制することができる。   According to this pattern forming apparatus, since the region having an intensity smaller than the upper limit value of the intensity with which the landing diameter expands as the intensity of the laser light increases, the use prohibited area is set. If the strength is low and sufficient drying of the droplets is not possible, even if the intensity of the laser beam is input, use the intensity of the laser beam to prohibit drawing and It is possible to reliably suppress the wetting and spreading of the droplets.

このパターン形成装置は、前記レーザ照射部は、前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれない場合に、予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記着弾径に基づく前記レーザ光の強度で前記レーザ光を照射することを要旨とする。   In the pattern forming apparatus, when the laser irradiation unit does not include a re-dissolved component for re-dissolving the pattern forming material in the evaporated component, the laser irradiation unit and the landing of the droplet are previously performed. The gist is to irradiate the laser light with the intensity of the laser light based on the landing diameter in association with the diameter.

パターン形成材料を再溶解させる再溶解性成分が液状体に含まれない場合においては、液滴の表面に形成される外殻が着弾後に再溶解成分によって決壊して液滴の濡れ広がりが発生することはない。こうした状態にあっては、液滴に照射するレーザ光の強度が高くなるほど液滴の着弾径が小さくなる。このパターン形成装置によれば、再溶解性成分が液状体に含まれない場合においては、上述のようにレーザ光の強度が高くなるに連れて着弾径が小さくなることから、所望の着弾径を得るべく選択されるレーザ光の強度範囲の自由度を拡大させることもできる。   In the case where the liquid material does not contain a re-dissolvable component that re-dissolves the pattern forming material, the outer shell formed on the surface of the droplet breaks down due to the re-dissolved component after landing and the droplet spreads out. There is nothing. In such a state, the landing diameter of the droplet decreases as the intensity of the laser light applied to the droplet increases. According to this pattern forming apparatus, when the re-dissolvable component is not contained in the liquid material, the landing diameter decreases as the intensity of the laser light increases as described above. It is also possible to expand the degree of freedom of the laser light intensity range selected to be obtained.

以下、本発明のパターン形成装置を液滴吐出装置に具体化した一実施形態について図1〜図9を参照して説明する。図1は液滴吐出装置の斜視構造を模式的に示した図である。図2は、本実施形態の吐出ヘッドの斜視構造を示す斜視図であり、図3は同吐出ヘッドの内部断面構造を示す部分断面図である。また図4は描画対象物であるグリーンシートと吐出ヘッドとの配置の関係を示す平面図である。   Hereinafter, an embodiment in which the pattern forming apparatus of the present invention is embodied in a droplet discharge apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram schematically showing a perspective structure of a droplet discharge device. FIG. 2 is a perspective view showing a perspective structure of the ejection head of this embodiment, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing an internal sectional structure of the ejection head. FIG. 4 is a plan view showing the arrangement relationship between the green sheet, which is a drawing object, and the ejection head.

図1に示すように、パターン形成装置としての液滴吐出装置10の基台11には、該基台11の長手方向に沿って往復移動可能なステージ12が搭載されている。本実施形態では、基台11の長手方向であって、図1における右上方向を+X方向とし、+X方向の反対方向を−X方向と言う。また、+X方向と直交する水平方向であって、図2における左上方向を+Y方向とし、+Y方向の反対方向を−Y方向と言う。また、鉛直方向上方を+Z方向とし、+Z方向の反対方向を−Z方向と言う。   As shown in FIG. 1, a stage 11 that can reciprocate along the longitudinal direction of the base 11 is mounted on a base 11 of a droplet discharge device 10 as a pattern forming apparatus. In the present embodiment, the longitudinal direction of the base 11, the upper right direction in FIG. 1 is the + X direction, and the opposite direction to the + X direction is the −X direction. Further, the horizontal direction orthogonal to the + X direction, the upper left direction in FIG. 2 is referred to as the + Y direction, and the opposite direction to the + Y direction is referred to as the −Y direction. Further, the upper direction in the vertical direction is defined as the + Z direction, and the direction opposite to the + Z direction is referred to as the −Z direction.

基台11に搭載されるステージ12の上面には、描画対象物としてのグリーンシートGSが描画面GSaを上側にした状態でステージ12に位置決め固定されている。ステージ12は、基台11に設けられたステージモータ(図示せず)が正転又は逆転するとき、位置決めしたグリーンシートGSを所定の速度で+Y方向又は−Y方向へ走査する。   On the upper surface of the stage 12 mounted on the base 11, a green sheet GS as a drawing object is positioned and fixed to the stage 12 with the drawing surface GSa facing upward. The stage 12 scans the positioned green sheet GS in the + Y direction or the −Y direction at a predetermined speed when a stage motor (not shown) provided on the base 11 rotates forward or reverse.

基台11の上側には、門型に形成されたガイド部材13が+X方向に沿って架設されており、該ガイド部材13の上側には、液状体としての導電性インクIkを供給するインクタンク14が配設されている。インクタンク14は、導電性インクIkを貯留し、貯留する導電性インクIkを所定の圧力の下で所定の温度調整しつつ吐出ヘッド15へ供給する。   A guide member 13 formed in a gate shape is installed on the upper side of the base 11 along the + X direction, and an ink tank for supplying the conductive ink Ik as a liquid material is provided on the upper side of the guide member 13. 14 is disposed. The ink tank 14 stores the conductive ink Ik, and supplies the stored conductive ink Ik to the ejection head 15 while adjusting a predetermined temperature under a predetermined pressure.

この導電性インクIkは、パターン形成材料としての導電性微粒子と、蒸発成分としての分散媒とを含む態様が一般的であり、描画環境や描画用途に応じて、再溶解成分である多価アルコールを含むものがある。   In general, the conductive ink Ik includes a conductive fine particle as a pattern forming material and a dispersion medium as an evaporation component, and a polyhydric alcohol which is a redissolved component depending on a drawing environment and a drawing application. There are things that include.

導電性微粒子は、数nm〜数十nmの粒径を有する微粒子であり、例えば銀、金、銅、白金、パラジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、イリジウム、鉄、錫、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、タングステン、インジウム等の金属、あるいはこれらの合金を用いることができる。   The conductive fine particles are fine particles having a particle diameter of several nm to several tens of nm. For example, silver, gold, copper, platinum, palladium, rhodium, osmium, ruthenium, iridium, iron, tin, cobalt, nickel, chromium, titanium A metal such as tantalum, tungsten, indium, or an alloy thereof can be used.

分散媒は、上記導電性微粒子を均一に分散させるものであればよく、例えば水や水を主成分とする水溶液を用いることができる。また、分散媒には、導電性インクIkの粘度を調整するために、必要に応じて水溶性の有機溶媒を含んでもよい。水溶性有機溶媒には、例えば、エタノール、メタノール、ブタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルキルアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールなどのグリコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、などのグリコールエーテル類を挙げることができ、これらを混合して用いてもよい。   Any dispersion medium may be used as long as it uniformly disperses the conductive fine particles. For example, water or an aqueous solution containing water as a main component can be used. Further, the dispersion medium may contain a water-soluble organic solvent as necessary in order to adjust the viscosity of the conductive ink Ik. Examples of the water-soluble organic solvent include alkyl alcohols such as ethanol, methanol, butanol, propanol, and isopropanol, glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, and triethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether. And glycol ethers such as ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monoethyl ether, and these may be used in combination.

多価アルコールは、アルコールの価数が3〜6であり、標準状態(25℃、1気圧の状態)の下で固体のものを用いることができる。多価アルコールには、単糖類、二糖類、オリゴ糖及び多糖類のカルボニル基を還元した糖アルコール、2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオール、1,2,3−ヘキサントリオール、1,2,3−ヘプタントリオールなどを用いることができる。糖アルコールには、例えば、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ソルビトール、エリスリトール、スレイトール、リビトール、アラビニトール、キシリトール、アリトール、マニトール、ドルシトール、イディトール、グリコール、イノシトール、マルチトール、ラクチトールなどを挙げることができ、これらの混合物を用いてもよい。   The polyhydric alcohol has a valence of 3 to 6, and a solid alcohol can be used under standard conditions (25 ° C., 1 atm). Polyhydric alcohols include monosaccharides, disaccharides, oligosaccharides, and sugar alcohols obtained by reducing carbonyl groups of polysaccharides, 2- (hydroxymethyl) -1,3-propanediol, 1,2,3-hexanetriol, 1 2,3-heptanetriol and the like can be used. Examples of sugar alcohols include pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, sorbitol, erythritol, threitol, ribitol, arabinitol, xylitol, allitol, mannitol, dolitol, iditol, glycol, inositol, maltitol, lactitol, etc. A mixture of these may be used.

多価アルコールの濃度は、例えば導電性インクIkの全質量に対して5重量%〜20重量%であり、こうした多価アルコールの濃度は同多価アルコールによる保湿効果が得られ、かつ上記導電性微粒子の分散性が得られる範囲であればよい。これによって、ノズルN内では、多価アルコールと水との間の相互作用(例えば、水素結合やファンデルワールス結合など)により分散媒の乾燥が抑制される。また、ノズルN内では、多価アルコールと導電性微粒子との間の相互作用(例えば、配位結合など)により、一旦析出した導電性微粒子が再び導電性インクIkへと分散される(再分散させる)。こうした再溶解性成分の添加によりノズルNの目詰まりが抑制される。   The concentration of the polyhydric alcohol is, for example, 5% by weight to 20% by weight with respect to the total mass of the conductive ink Ik, and the concentration of such a polyhydric alcohol provides a moisturizing effect by the polyhydric alcohol, and the above conductive property. Any range within which the dispersibility of the fine particles can be obtained is acceptable. As a result, in the nozzle N, the drying of the dispersion medium is suppressed by the interaction between the polyhydric alcohol and water (for example, hydrogen bond, van der Waals bond, etc.). Further, in the nozzle N, the conductive fine particles once deposited are dispersed again into the conductive ink Ik (re-dispersion) by the interaction (for example, coordination bond) between the polyhydric alcohol and the conductive fine particles. ) By adding such a re-dissolvable component, clogging of the nozzle N is suppressed.

一方、ガイド部材13には、+X方向及び−X方向に移動可能なキャリッジ16が搭載されており、該キャリッジ16には吐出ヘッド15が搭載されている。キャリッジ16は、ガイド部材13に設けられたキャリッジモータ(図示せず)が正転又は逆転するとき、吐出ヘッド15を+X方向又は−X方向へ走査する。   On the other hand, a carriage 16 that can move in the + X direction and the −X direction is mounted on the guide member 13, and an ejection head 15 is mounted on the carriage 16. The carriage 16 scans the ejection head 15 in the + X direction or the −X direction when a carriage motor (not shown) provided on the guide member 13 rotates forward or backward.

図2に示されるように、吐出ヘッド15は、キャリッジ16に位置決め固定されて+X方向に延びるヘッド基板17と、ヘッド基板17に支持されるヘッド本体20とを有する。ヘッド基板17は、−X方向の端部に接続端子17aを有しており、外部からの各種制御信号がこの接続端子17aからヘッド本体20へ入力されて、またヘッド本体20からの各種検出信号がこの接続端子17aから外部へ出力される。   As shown in FIG. 2, the ejection head 15 includes a head substrate 17 that is positioned and fixed to the carriage 16 and extends in the + X direction, and a head body 20 that is supported by the head substrate 17. The head substrate 17 has a connection terminal 17 a at the end in the −X direction, and various control signals from the outside are input to the head main body 20 from the connection terminal 17 a and various detection signals from the head main body 20. Is output from the connection terminal 17a to the outside.

ヘッド本体20の底部には、グリーンシートGSと対向するように配置されるノズルプレート21が貼り付けられている。ノズルプレート21は、ヘッド本体20がグリーンシートGSの直上に配置されるとき、その底面(以下単に、ノズル形成面21aと言う)と
描画面GSaとが略平行になる態様で構成されており、これらノズル形成面21aと描画面GSaとによって挟まれた空間である液滴Dの飛行空間を形成する。またノズルプレート21は、ヘッド本体20がグリーンシートGSの直上に配置されるとき、ノズル形成面21aと描画面GSaとの間の距離であるプラテンギャップPGを所定の距離(図3参照、本実施形態では1000μm)に維持する。ノズルプレート21のノズル形成面21aには、ノズルプレート21をZ方向に貫通する複数個のノズルNがX方向に沿ってノズルピッチDxにて等間隔に配列されている。
A nozzle plate 21 disposed so as to face the green sheet GS is attached to the bottom of the head body 20. The nozzle plate 21 is configured such that when the head body 20 is disposed immediately above the green sheet GS, the bottom surface (hereinafter simply referred to as the nozzle forming surface 21a) and the drawing surface GSa are substantially parallel. A flight space of the droplet D, which is a space sandwiched between the nozzle forming surface 21a and the drawing surface GSa, is formed. Further, when the head body 20 is disposed immediately above the green sheet GS, the nozzle plate 21 sets a platen gap PG, which is a distance between the nozzle forming surface 21a and the drawing surface GSa, to a predetermined distance (see FIG. 3, this embodiment). It is maintained at 1000 μm in the form. On the nozzle forming surface 21a of the nozzle plate 21, a plurality of nozzles N penetrating the nozzle plate 21 in the Z direction are arranged at equal intervals along the X direction at a nozzle pitch Dx.

図3に示されるように、ヘッド本体20は、各ノズルNの上側にそれぞれキャビティ22と、振動板23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22は、供給チューブ20Tを介して共通するインクタンク14に接続されており、これによりインクタンク14からの導電性インクIkを収容して、該導電性インクIkを各ノズルNに供給する。振動板23は、各キャビティ22に対向する領域がZ方向に振動することにより、該キャビティ22の容積を拡大及び縮小させて圧力変動を発生させ、これに伴ってノズルNのメニスカスを振動させる。各圧電素子PZには、その収縮量や収縮速度、伸張量や伸張速度を規定した電圧波形である駆動電圧が入力されるようになっており、こうした駆動電圧が圧電素子PZに入力されるたびに、該圧電素子PZがZ方向に収縮して伸張し、これにより振動板23がZ方向に振動する。   As shown in FIG. 3, the head body 20 includes a cavity 22, a vibration plate 23, and a piezoelectric element PZ as a pressure generating element above each nozzle N. Each cavity 22 is connected to a common ink tank 14 via a supply tube 20T, and thereby accommodates the conductive ink Ik from the ink tank 14 and supplies the conductive ink Ik to each nozzle N. . The vibration plate 23 vibrates the meniscus of the nozzle N along with the expansion and contraction of the volume of the cavity 22 by vibrating the region facing each cavity 22 in the Z direction. Each piezoelectric element PZ is supplied with a drive voltage that is a voltage waveform that defines the contraction amount, contraction speed, extension amount, and extension speed. Each time such drive voltage is input to the piezoelectric element PZ. Further, the piezoelectric element PZ contracts and expands in the Z direction, so that the diaphragm 23 vibrates in the Z direction.

こうした構成からなる吐出ヘッド15では、各圧電素子PZがZ方向に収縮及び伸張するときに、各キャビティ22に収容される導電性インクIkの一部が上記駆動電圧に応じたサイズや速度を有する液滴DとしてノズルNから吐出される。ノズルNから吐出される液滴Dは、上述する飛行空間を飛行してグリーンシートGSの描画面GSaに着弾する。   In the ejection head 15 having such a configuration, when each piezoelectric element PZ contracts and expands in the Z direction, a part of the conductive ink Ik accommodated in each cavity 22 has a size and speed corresponding to the driving voltage. The droplets D are discharged from the nozzle N. The droplet D discharged from the nozzle N flies in the above-described flight space and lands on the drawing surface GSa of the green sheet GS.

この際、ノズルNから吐出された液滴Dは、該液滴Dに加わる外力の合力がZ方向にのみ作用することによってノズルNからZ方向に沿って飛行することが確実に可能となり、前記ノズルNを含んでZ方向に延びる仮想線である目標経路TLの上を飛行するようになる。一方、ノズルNから吐出された液滴Dは、該液滴Dに加わる外力の合力がZ方向と交差する方向に大きく作用する場合にあっては、該合力の作用に従って上記目標経路TLから外れた経路を飛行して、着弾位置の精度を損なう要因である所謂飛行曲がりを来たしてしまう。   At this time, the droplet D discharged from the nozzle N can surely fly along the Z direction from the nozzle N because the resultant force of the external force applied to the droplet D acts only in the Z direction. It flies over the target path TL which is a virtual line including the nozzle N and extending in the Z direction. On the other hand, when the resultant force of the external force applied to the droplet D acts greatly in the direction intersecting the Z direction, the droplet D discharged from the nozzle N deviates from the target path TL according to the action of the resultant force. Flying over the route, the so-called flight bend is a factor that impairs the accuracy of the landing position.

図4の一点鎖線で示されるように、グリーンシートGSの描画面GSaは二次元の矩形格子であるドットパターン格子DLによって仮想分割されている。ドットパターン格子DLは、+X方向の格子間隔と+Y方向の格子間隔とが、それぞれ所定の間隔で設定される仮想格子である。例えば、ドットパターン格子DLの+X方向の格子間隔は、ノズルピッチDxで規定されており、ドットパターン格子DLの+Y方向の格子間隔は、液滴Dの吐出周期とステージ12の走査速度との積から算出される吐出ピッチDyで規定されている。こうしたドットパターン格子DLが上記ステージ12により走査されるとき、上述する吐出ヘッド15は、ドットパターン格子DLの各格子点Tが目標経路TLを横切るかたちで配置されて、各ノズルNから描画面GSaに向けて液滴Dを吐出するか否かの選択が上記格子点Tごとに設定されるようになる。なお、図4ではドットパターン格子DLの各格子点Tを説明する便宜上、ドットパターン格子DLの格子間隔及び吐出ヘッド15のノズルピッチDxを十分拡大して示している。   As shown by the one-dot chain line in FIG. 4, the drawing surface GSa of the green sheet GS is virtually divided by a dot pattern lattice DL which is a two-dimensional rectangular lattice. The dot pattern lattice DL is a virtual lattice in which the lattice interval in the + X direction and the lattice interval in the + Y direction are set at predetermined intervals. For example, the + X-direction grid spacing of the dot pattern grid DL is defined by the nozzle pitch Dx, and the + Y-direction grid spacing of the dot pattern grid DL is the product of the droplet D ejection period and the scanning speed of the stage 12. Is defined by the discharge pitch Dy calculated from When such a dot pattern grid DL is scanned by the stage 12, the ejection head 15 described above is arranged such that each grid point T of the dot pattern grid DL crosses the target path TL, and the drawing surface GSa is drawn from each nozzle N. The selection as to whether or not to discharge the droplets D is set for each lattice point T. In FIG. 4, for convenience of explaining each lattice point T of the dot pattern lattice DL, the lattice interval of the dot pattern lattice DL and the nozzle pitch Dx of the ejection head 15 are shown sufficiently enlarged.

次に、上記飛行中の液滴Dにレーザ光を照射して該液滴Dを乾燥させる光学系について図5を参照して説明する。図5は、上記液滴吐出装置10に搭載されるレーザ照射部31の光学的構成を模式的に示した図であり、図6は各液滴Dに対するレーザ光の照射角度を模式的に示した図である。   Next, an optical system for irradiating the droplet D in flight with laser light to dry the droplet D will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an optical configuration of the laser irradiation unit 31 mounted on the droplet discharge device 10, and FIG. 6 schematically illustrates an irradiation angle of the laser beam with respect to each droplet D. It is a figure.

図5に示されるように、レーザ照射部31は、レーザ出射部としてのレーザ光源32、コリメートレンズ33、分岐部としてのハーフミラー34、及び反射ミラー35,36,37,38,39と、第1レーザ成形部40aと第2レーザ成形部40bとを備えている。   As shown in FIG. 5, the laser irradiation unit 31 includes a laser light source 32 as a laser emission unit, a collimating lens 33, a half mirror 34 as a branching unit, and reflection mirrors 35, 36, 37, 38, and 39, 1 laser shaping part 40a and 2nd laser shaping part 40b are provided.

レーザ光源32は、断面強度分布がガウシアン分布である基本レーザ光Leを出射する装置である。レーザ光源32は、所謂半導体レーザであって、導電性インクIkに対して所定の吸収率を有する波長に設定された基本レーザ光Leをコリメートレンズ33に入射させる。   The laser light source 32 is a device that emits basic laser light Le whose cross-sectional intensity distribution is a Gaussian distribution. The laser light source 32 is a so-called semiconductor laser, and makes basic laser light Le set to a wavelength having a predetermined absorption rate for the conductive ink Ik incident on the collimating lens 33.

コリメートレンズ33は、その出射面側に所定の曲率を有する平凸レンズであって、レーザ光源32から出射された基本レーザ光Leの光束を光軸に対して平行な平行光に変換してハーフミラー34に入射させる。ハーフミラー34は、コリメートレンズ33から出射された基本レーザ光Leをエネルギーが等しい一対のレーザ光である第1レーザ光Le1と第2レーザ光Le2とに分割する。各反射ミラー35,36は、ハーフミラー34の透過光である第1レーザ光Le1を反射する反射面を有した平面ミラーであり、その反射光である第1レーザ光Le1を第1レーザ成形部40aに入射させる。各反射ミラー37〜39は、ハーフミラー34の反射光である第2レーザ光Le2を反射する反射面を有した平面ミラーであり、その反射光である第2レーザ光Le2を第2レーザ成形部40bに入射させる。   The collimator lens 33 is a plano-convex lens having a predetermined curvature on the exit surface side, and converts the light beam of the basic laser light Le emitted from the laser light source 32 into parallel light parallel to the optical axis, thereby generating a half mirror. 34 is incident. The half mirror 34 divides the basic laser beam Le emitted from the collimator lens 33 into a first laser beam Le1 and a second laser beam Le2 that are a pair of laser beams having the same energy. Each of the reflecting mirrors 35 and 36 is a plane mirror having a reflecting surface that reflects the first laser beam Le1 that is the transmitted light of the half mirror 34, and the first laser beam Le1 that is the reflected light is a first laser forming unit. It is made incident on 40a. Each of the reflection mirrors 37 to 39 is a plane mirror having a reflection surface that reflects the second laser beam Le2 that is the reflection light of the half mirror 34, and the second laser beam Le2 that is the reflection light is a second laser forming unit. It is made incident on 40b.

第1レーザ成形部40aは、第1レーザ光Le1の光路上にシリンドリカルレンズ41aと第1強度変調素子42aとを備えている。第2レーザ成形部40bは、第2レーザ光Le2の光路上にシリンドリカルレンズ41bと第2強度変調素子42bとを備えている。シリンドリカルレンズ41a、42bは、それぞれ短手方向にのみ曲率を有する出射面を備えたレンズであって、コリメートレンズ33によって平行光に変換された第1レーザ光Le1と第2レーザ光Le2の断面を上記ノズル形成面21aに沿って延びる矩形状に変換する。なお、シリンドリカルレンズ41a、41bに入射する第1レーザ光Le1や第2レーザ光Le2は、Z方向に所定幅を有している。そのため、該レーザ光がシリンドリカルレンズ41a、41bにより成形されることなく飛行空間に照射される場合にあっては、該レーザ光におけるZ方向の端部が吐出ヘッド15やグリーンシートGS、ステージ12などに遮られてしまい、第1レーザ光Le1や第2レーザ光Le2のエネルギーの一部が損なわれてしまう。シリンドリカルレンズ41a、41bは、それぞれ対応する反射ミラーからの第1レーザ光Le1と第2レーザ光Le2のZ方向成分を変換して、第1レーザ光Le1及び第2レーザ光Le2のZ方向におけるビーム長を上記プラテンギャップPG(本実施形態では、1mm)と等しくなるように断面形状を成形する。これにより、第1レーザ光Le1及び第2レーザ光Le2のエネルギー損失を抑えつつ、液滴Dの目標経路TLに第1レーザ光Le1及び第2レーザ光Le2を導くことができる。   The first laser shaping unit 40a includes a cylindrical lens 41a and a first intensity modulation element 42a on the optical path of the first laser beam Le1. The second laser shaping unit 40b includes a cylindrical lens 41b and a second intensity modulation element 42b on the optical path of the second laser beam Le2. The cylindrical lenses 41a and 42b are lenses each having an exit surface that has a curvature only in the short direction, and the cross sections of the first laser light Le1 and the second laser light Le2 converted into parallel light by the collimating lens 33 are shown. It converts into the rectangular shape extended along the said nozzle formation surface 21a. The first laser light Le1 and the second laser light Le2 incident on the cylindrical lenses 41a and 41b have a predetermined width in the Z direction. Therefore, when the laser light is irradiated to the flight space without being formed by the cylindrical lenses 41a and 41b, the end portion in the Z direction of the laser light is the ejection head 15, the green sheet GS, the stage 12, and the like. And the energy of the first laser beam Le1 and the second laser beam Le2 is partially lost. The cylindrical lenses 41a and 41b convert the Z-direction components of the first laser light Le1 and the second laser light Le2 from the corresponding reflecting mirrors, respectively, and the first laser light Le1 and the second laser light Le2 in the Z direction. The cross-sectional shape is formed so that the length is equal to the platen gap PG (1 mm in this embodiment). Thereby, the first laser light Le1 and the second laser light Le2 can be guided to the target path TL of the droplet D while suppressing the energy loss of the first laser light Le1 and the second laser light Le2.

第1及び第2強度変調素子42a、42bの光軸は、それぞれ目標経路TLの中間位置に位置するように配置されており、全てのノズルNから吐出される液滴Dに対して第1レーザ光Le1及び第2レーザ光Le2を照射すべく、ノズルNの配列方向(図5に示す一点鎖線方向)に対して所定の傾斜角θ(θ:0°<θ≦90°)だけ水平方向に傾斜している。この傾斜角θは、図6に示されるように、例えば液滴Dの直径を2rとしたときにsinθ≧2r/Dxを満足する範囲で選択される。こうした条件を満足する傾斜角θであれば、同じタイミングで吐出された各ノズルNからの液滴Dに対して第1レーザ光Le1及び第2レーザ光Le2を照射する場合であれ、相対的に第1強度変調素子42aに近い側の液滴Dが相対的に同第1強度変調素子42aから遠い側の液滴Dに対して第1レーザ光Le1及び第2レーザ光Le2を遮ることがない。それゆえ吐出ヘッド15から同時に吐出された全ての液滴Dに対して第1レーザ光Le1と第2レーザ光Le2とを均等に
照射することができる。しかも、sinθ=2r/Dxを満足する傾斜角θであった場合には、隣接するノズルNから吐出された液滴Dとのレーザ光の照射方向における隙間がなくなることから、液滴Dに照射されることなく飛行空間を通過してしまうレーザ光を最小限に抑えることができ、レーザ光の利用効率を向上させることもできる。また、sinθ>2r/Dxを満足するレーザ光であっても、第1及び第2強度変調素子42a、42bによって各ノズルNから吐出された液滴Dの飛行経路のそれぞれに対応するようにレーザ光を分割することにより、飛行空間を通過してしまうレーザ光を最小限に抑えることができ、レーザ光の利用効率を向上させることもできる。このように飛行中の液滴Dに対して両側からレーザ光を照射することにより、液滴Dの分散媒を効率よく乾燥させることもできる。第1強度変調素子42a及び第2強度変調素子42bは、それぞれシリンドリカルレンズ41a、41bにより成形された第1レーザ光Le1の強度及び第2レーザ光Le2の強度を所定の第1強度P及び第2強度Pに変調して上記飛行空間へ照射する。
The optical axes of the first and second intensity modulation elements 42a and 42b are arranged so as to be located at intermediate positions of the target path TL, and the first laser is applied to the droplets D discharged from all the nozzles N. In order to irradiate the light Le1 and the second laser light Le2, a predetermined inclination angle θ (θ: 0 ° <θ ≦ 90 °) is horizontally applied with respect to the arrangement direction of the nozzles N (the one-dot chain line direction shown in FIG. 5). Inclined. As shown in FIG. 6, the inclination angle θ is selected within a range that satisfies sin θ ≧ 2r / Dx, for example, when the diameter of the droplet D is 2r. If the tilt angle θ satisfies such a condition, even if the first laser beam Le1 and the second laser beam Le2 are irradiated to the droplet D from each nozzle N ejected at the same timing, The droplet D on the side closer to the first intensity modulation element 42a does not obstruct the first laser beam Le1 and the second laser beam Le2 relative to the droplet D on the side farther from the first intensity modulation element 42a. . Therefore, the first laser beam Le1 and the second laser beam Le2 can be evenly irradiated to all the droplets D ejected simultaneously from the ejection head 15. In addition, when the inclination angle θ satisfies sin θ = 2r / Dx, there is no gap in the laser light irradiation direction with the droplet D ejected from the adjacent nozzle N, and therefore the droplet D is irradiated. Laser light that passes through the flight space without being transmitted can be minimized, and the utilization efficiency of the laser light can be improved. Further, even if the laser beam satisfies sin θ> 2r / Dx, the laser beam corresponds to each flight path of the droplet D discharged from each nozzle N by the first and second intensity modulation elements 42a and 42b. By dividing the light, laser light that passes through the flight space can be minimized, and utilization efficiency of the laser light can be improved. In this way, by irradiating the flying droplet D with laser light from both sides, the dispersion medium of the droplet D can be efficiently dried. First intensity modulator element 42a and a second intensity modulation element 42b is a cylindrical lens 41a, respectively, the first laser beam Le1 intensity and a first intensity P 1 and the intensity of the predetermined second laser beam Le2 first molded by 41b and modulating the second intensity P 2 irradiated to the flight space.

このようにしてノズルNから吐出された液滴Dにレーザ光が照射されると、そのレーザ光から受けるエネルギーによって、まず液滴Dの温度が、液状体が沸騰しない範囲のなかで最も高い温度である目標温度付近、例えば分散媒の沸点まで昇温される。次いでレーザ光からのエネルギーが、昇温された液滴Dの沸騰しない状態を保ちながら該液滴Dの分散媒を円滑に気体へ相転移させる潜熱(気化熱)へと変換されて液滴Dの表面から分散媒が蒸発する。   When the laser beam is irradiated onto the droplet D ejected from the nozzle N in this way, the temperature of the droplet D is first the highest temperature in the range where the liquid does not boil due to the energy received from the laser beam. The temperature is raised to around the target temperature, for example, to the boiling point of the dispersion medium. Next, the energy from the laser light is converted into latent heat (heat of vaporization) that causes the dispersion medium of the droplet D to smoothly transition to a gas while keeping the heated droplet D in a non-boiling state. The dispersion medium evaporates from the surface.

このようにして分散媒が蒸発すると、液滴Dの表面付近には導電性微粒子が順次析出するようになる。そして液滴Dの内部に含まれる分散媒の蒸発よりも上述する導電性微粒子の析出反応が支配的になる場合には、導電性微粒子からなる外殻が液滴Dの表面に形成されるようになる。再溶解成分である多価アルコールを含有する場合には、この分散媒の蒸発によって、液滴D表面付近に導電性微粒子及び多価アルコールが順次析出し、この析出した導電性微粒子及び多価アルコールは、表面から分散媒を蒸発させつつ液滴Dの表面に外殻を形成する。こうした液滴Dの外殻が厚く形成される場合にあっては、液滴Dの内側に導電性インクIkが残存している場合であれ、液滴DがグリーンシートGSに着弾した際に、同液滴Dの外殻によって導電性インクIkの流出が塞き止められて液滴Dの濡れ広がりが抑制される。   When the dispersion medium evaporates in this way, conductive fine particles are sequentially deposited near the surface of the droplet D. When the above-described precipitation reaction of the conductive fine particles is more dominant than the evaporation of the dispersion medium contained in the droplet D, an outer shell made of the conductive fine particles is formed on the surface of the droplet D. become. When polyhydric alcohol as a re-dissolving component is contained, conductive fine particles and polyhydric alcohol are sequentially deposited near the surface of the droplet D by evaporation of the dispersion medium, and the deposited conductive fine particles and polyhydric alcohol are deposited. Forms an outer shell on the surface of the droplet D while evaporating the dispersion medium from the surface. When the outer shell of the droplet D is formed thick, even when the conductive ink Ik remains inside the droplet D, when the droplet D lands on the green sheet GS, The outer shell of the droplet D blocks the outflow of the conductive ink Ik and suppresses the wetting and spreading of the droplet D.

上述するように液滴Dを乾燥させるためには、該液滴Dを目標温度まで昇温させるための第1熱量qと、液滴Dに含まれている分散媒を気体へと相転移させるための第2熱量qとが必要である。第1強度変調素子42a及び第2強度変調素子42bは、第1強度Pと第2強度Pとの総和である照射強度Psがこれらの第1熱量qと第2熱量qとの総和である総熱量qに相当するように第1強度Pと第2強度Pとを変調する。 As described above, in order to dry the droplet D, the first heat quantity q 1 for raising the temperature of the droplet D to the target temperature and the phase transition of the dispersion medium contained in the droplet D to gas And the second heat quantity q 2 for making it necessary. First intensity modulator element 42a and a second intensity modulation element 42b, the irradiation intensity Ps first intensity P 1 and the sum of the second intensity P 2 is a first heat quantity q 1 of a second heat quantity q 2 The first intensity P 1 and the second intensity P 2 are modulated so as to correspond to the total heat quantity q which is the sum.

こうした熱量は、導電性インクIkの性状と、圧電素子PZに印加される駆動電圧COMと、液滴Dの容積とを用いた演算により推定することができ、また各種実験等に基づく直接測定よって決定することもできる。例えば上述する演算により上記第1熱量q及び第2熱量qを推定する場合には、導電性インクIkの性状から得られる分散媒及び導電性微粒子のモル分率と、分散媒及び導電性微粒子の比熱容量と、駆動電圧に基づいて得られる液滴Dの重量Wと、吐出時における液滴Dの温度とに基づいて行うことができる。 Such an amount of heat can be estimated by calculation using the properties of the conductive ink Ik, the drive voltage COM applied to the piezoelectric element PZ, and the volume of the droplet D, or by direct measurement based on various experiments. It can also be determined. For example, when the first heat quantity q 1 and the second heat quantity q 2 are estimated by the above-described calculation, the molar fraction of the dispersion medium and the conductive fine particles obtained from the properties of the conductive ink Ik, the dispersion medium, and the conductivity This can be performed based on the specific heat capacity of the fine particles, the weight W of the droplet D obtained based on the driving voltage, and the temperature of the droplet D at the time of ejection.

また上述するような微小な液滴Dから蒸発した蒸発成分のなかには、液滴Dの表面から十分に離間した遠方へと拡散するものと、目標経路TLに残留して該経路上における蒸発成分の分圧を高くするものとがある。そのため、各温度における液滴の蒸発量は、目標経路TLに残留する蒸発成分の濃度が低くなるほど高くなり、逆に目標経路TLにおける蒸発成分の濃度が高くなるほど低くなる。そこで、液滴表面における蒸発成分の密度やその拡散などに基づく蒸発成分の物質移動流束を用いた液滴の物質収支に関わる微分方程式や
、液滴の気化熱を考慮した液滴の熱収支に関わる微分方程式、さらには液滴に対する空気抵抗を考慮した液滴の運動方程式などを解くことにより上記第1熱量q及び第2熱量qを推定することもできる。また上述する実験により上記第1熱量q及び第2熱量q決定する場合には、飛行中の液滴Dをハイスピードカメラで撮像しながら該液滴Dに対して異なる熱量の光を照射して、該液滴Dが沸騰しない状態を維持できる最も高い熱量を直接測定することにより第1熱量q及び第2熱量qを得ることもできる。
Among the evaporation components evaporated from the minute droplets D as described above, those that diffuse to a distance far enough from the surface of the droplet D and those that remain on the target path TL and remain on the path. Some increase the partial pressure. For this reason, the evaporation amount of the droplets at each temperature increases as the concentration of the evaporation component remaining in the target path TL decreases, and conversely decreases as the concentration of the evaporation component in the target path TL increases. Therefore, the differential equation related to the mass balance of the droplet using the mass transfer flux of the evaporated component based on the density of the evaporated component on the droplet surface and its diffusion, etc., and the heat balance of the droplet considering the heat of vaporization of the droplet The first heat quantity q 1 and the second heat quantity q 2 can also be estimated by solving a differential equation relating to the above, and a droplet motion equation in consideration of air resistance to the droplet. Further, when the first heat quantity q 1 and the second heat quantity q 2 are determined by the above-described experiment, light of a different heat quantity is irradiated to the droplet D while the droplet D in flight is imaged with a high-speed camera. The first heat quantity q 1 and the second heat quantity q 2 can also be obtained by directly measuring the highest heat quantity that can maintain the state where the droplet D does not boil.

また、飛行中の液滴Dから分散媒が蒸発する際には、蒸発にともなう運動力に抗した反力が該液滴Dに対して作用する。そのため、蒸発率の高い方から低い方に沿った方向に上記反力が作用し、液滴Dの吐出方向を軸にして蒸発率が対称でない場合にあっては、その運動力に抗した反力によって液滴Dの飛行曲がりが誘発されて着弾位置の位置ずれが発生する。そこで、第1強度変調素子42a及び第2強度変調素子42bは、上述のように設定される照射強度Psをそれぞれ相対向する第1レーザ光Le1と第2レーザ光Le2とに等分させる、すなわち第1強度P及び第2強度PをPs/2に設定する。これにより、液滴Dの蒸発率が吐出方向を軸にして対称となり、分散媒の蒸発にともなう運動力に抗した反力が打ち消しあうことから、液滴Dの飛行曲がりが生じ難くなり、着弾位置の位置ずれを抑制することもできる。 Further, when the dispersion medium evaporates from the flying droplet D, a reaction force against the kinetic force accompanying the evaporation acts on the droplet D. Therefore, if the reaction force acts in the direction from the higher evaporation rate to the lower evaporation rate and the evaporation rate is not symmetrical about the discharge direction of the droplet D, the reaction force against the kinetic force is applied. The flying bending of the droplet D is induced by the force, and the landing position is displaced. Therefore, the first intensity modulation element 42a and the second intensity modulation element 42b equally divide the irradiation intensity Ps set as described above into the first laser beam Le1 and the second laser beam Le2 facing each other, that is, a first strength P 1 and the second intensity P 2 is set to Ps / 2. As a result, the evaporation rate of the droplet D becomes symmetric with respect to the ejection direction, and the reaction force against the kinetic force associated with the evaporation of the dispersion medium cancels out. It is also possible to suppress positional deviation.

次に上記のように構成した液滴吐出装置10の電気的構成について図7を参照して説明する。図7は、液滴吐出装置の電気的構成を示したブロック回路図である。
図7において、液滴吐出装置10の制御部50は、CPU51、記憶部としてのROM52、RAM53などを有し、格納された各種データ及び各種制御プログラムに従って、ステージ12及びキャリッジ16の搬送処理、吐出ヘッド15の液滴吐出処理、レーザ光源32のレーザ出射処理、第1強度変調素子42a及び第2強度変調素子42bによる強度変調処理等を実行する。
Next, the electrical configuration of the droplet discharge device 10 configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block circuit diagram showing an electrical configuration of the droplet discharge device.
In FIG. 7, the control unit 50 of the droplet discharge apparatus 10 includes a CPU 51, a ROM 52 as a storage unit, a RAM 53, and the like, and transport processing and discharge of the stage 12 and the carriage 16 according to various stored data and various control programs. Droplet discharge processing of the head 15, laser emission processing of the laser light source 32, intensity modulation processing by the first intensity modulation element 42a and the second intensity modulation element 42b, and the like are executed.

制御部50には、起動スイッチや停止スイッチ、描画開始スイッチなどの操作スイッチや入出力画面54aなどを有した入出力装置54が電気的に接続されている。入出力装置54は、描画面GSaに対するドットパターン格子DLの格子点Tの位置座標に関する情報、駆動電圧COMに関する情報、導電性インクIkの性状に関する情報、前記照射強度Psに関する情報などを描画情報Iaとして制御部50に入力する。制御部50は、入出力装置54からの描画情報Iaを受け、描画情報IaをRAM53に格納するとともに、該描画情報Iaに基づいてビットマップデータBMDを生成してRAM53に格納する。   The control unit 50 is electrically connected to an input / output device 54 having operation switches such as a start switch, a stop switch, a drawing start switch, and an input / output screen 54a. The input / output device 54 draws information about the position coordinates of the grid point T of the dot pattern grid DL with respect to the drawing surface GSa, information about the driving voltage COM, information about the properties of the conductive ink Ik, information about the irradiation intensity Ps, and the like as drawing information Ia. To the control unit 50. The control unit 50 receives the drawing information Ia from the input / output device 54, stores the drawing information Ia in the RAM 53, generates bitmap data BMD based on the drawing information Ia, and stores it in the RAM 53.

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る。ビットマップデータBMDは、吐出ヘッド15の直下を通過する描画面GSa上の各格子点Tに、それぞれ液滴Dを吐出するか否かを規定するデータである。すなわち、ビットマップデータBMDは、ドットパターン格子DLに規定される各格子点Tに液滴Dを吐出させるためのデータである。   The bitmap data BMD is data that specifies whether each piezoelectric element PZ is turned on or off according to the value (0 or 1) of each bit. The bitmap data BMD is data that defines whether or not the droplets D are ejected to each lattice point T on the drawing surface GSa that passes directly under the ejection head 15. That is, the bitmap data BMD is data for causing the droplets D to be ejected at the respective lattice points T defined by the dot pattern lattice DL.

制御部50には、キャリッジモータ駆動回路55が接続されており、制御部50からは該キャリッジモータ駆動回路55に対応する駆動制御信号が出力される。キャリッジモータ駆動回路55は、制御部50からの駆動制御信号に応答し、キャリッジ16移動させるためのキャリッジモータ56を正転又は逆転させる。キャリッジモータ駆動回路55には、キャリッジエンコーダ57が接続されて、キャリッジエンコーダ57からの検出信号が入力される。キャリッジモータ駆動回路55は、キャリッジエンコーダ57からの検出信号に基づいて、描画面GSaに対するキャリッジ16の移動方向及び移動量に関する信号、すなわちノズルNの移動方向及び移動量に関する信号を生成し、制御部50に出力する。   A carriage motor drive circuit 55 is connected to the control unit 50, and a drive control signal corresponding to the carriage motor drive circuit 55 is output from the control unit 50. In response to the drive control signal from the control unit 50, the carriage motor drive circuit 55 rotates the carriage motor 56 for moving the carriage 16 forward or backward. A carriage encoder 57 is connected to the carriage motor drive circuit 55, and a detection signal from the carriage encoder 57 is input. The carriage motor drive circuit 55 generates a signal related to the movement direction and movement amount of the carriage 16 relative to the drawing surface GSa, that is, a signal related to the movement direction and movement amount of the nozzle N, based on the detection signal from the carriage encoder 57, and a control unit. Output to 50.

制御部50には、ステージモータ駆動回路58が接続されており、制御部50からは該ステージモータ駆動回路58に対応する駆動制御信号が出力される。ステージモータ駆動回路58は、制御部50からの駆動制御信号に応答し、ステージ12を移動させるためのステージモータ59を正転又は逆転させる。ステージモータ駆動回路58には、ステージエンコーダ60が接続されて、ステージエンコーダ60からの検出信号が入力される。ステージモータ駆動回路58は、ステージエンコーダ60からの検出信号に基づいて、ステージ12の移動方向及び移動量に関する信号、すなわち格子点Tの移動方向及び移動量に関する信号を生成し、制御部50に出力する。制御部50は、ステージモータ駆動回路58からの信号に基づいて、描画面GSaに対する各格子点Tの相対位置を演算し、その相対位置が対応する格子点Tに位置するたびに吐出タイミング信号LTを出力する。   A stage motor drive circuit 58 is connected to the control unit 50, and a drive control signal corresponding to the stage motor drive circuit 58 is output from the control unit 50. In response to the drive control signal from the control unit 50, the stage motor drive circuit 58 rotates the stage motor 59 for moving the stage 12 forward or backward. A stage encoder 60 is connected to the stage motor drive circuit 58 and a detection signal from the stage encoder 60 is input. Based on the detection signal from the stage encoder 60, the stage motor driving circuit 58 generates a signal related to the moving direction and moving amount of the stage 12, that is, a signal related to the moving direction and moving amount of the lattice point T, and outputs the signal to the control unit 50. To do. The control unit 50 calculates the relative position of each grid point T with respect to the drawing surface GSa based on the signal from the stage motor drive circuit 58, and each time the relative position is located at the corresponding grid point T, the ejection timing signal LT. Is output.

制御部50には、吐出ヘッド駆動回路61が接続されており、制御部50からは各圧電素子PZを駆動するための駆動電圧COMが前記吐出タイミング信号LTと同期して出力される。また、制御部50は、ビットマップデータBMDに基づいて、所定のクロック信号に同期した吐出制御信号SIを生成し、吐出制御信号SIを吐出ヘッド駆動回路61にシリアル転送する。吐出ヘッド駆動回路61は、制御部50からの吐出制御信号SIを各圧電素子PZに対応させて順次シリアル/パラレル変換する。吐出ヘッド駆動回路61は、制御部50からの吐出タイミング信号LTを受けるたびに、シリアル/パラレル変換した吐出制御信号SIをラッチし、選択される各圧電素子PZにそれぞれ駆動電圧COMを供給する。   A discharge head drive circuit 61 is connected to the control unit 50, and a drive voltage COM for driving each piezoelectric element PZ is output from the control unit 50 in synchronization with the discharge timing signal LT. Further, the control unit 50 generates an ejection control signal SI synchronized with a predetermined clock signal based on the bitmap data BMD, and serially transfers the ejection control signal SI to the ejection head drive circuit 61. The ejection head drive circuit 61 sequentially converts the ejection control signal SI from the control unit 50 into serial / parallel corresponding to each piezoelectric element PZ. Each time the ejection head driving circuit 61 receives the ejection timing signal LT from the control unit 50, the ejection head driving circuit 61 latches the ejection control signal SI that has been subjected to serial / parallel conversion, and supplies the drive voltage COM to each selected piezoelectric element PZ.

制御部50には、レーザ光源駆動回路62が接続されており、制御部50からは基本レーザ光Leの照射動作を開始するための照射開始信号Sが出力され、また照射動作を終了するための照射停止信号Sが出力される。レーザ光源駆動回路62は、制御部50からの照射開始信号Sを受けてレーザ光源32に照射強度Psの基本レーザ光Leを出射させる。また、レーザ光源駆動回路62は、制御部50からの照射停止信号Sを受けてレーザ光源32に基本レーザ光Leの出射を停止させる。 The control unit 50 has a laser light source driving circuit 62 is connected, the irradiation start signals S 1 for starting the irradiation operation of the basic laser light Le is output from the control unit 50, and to terminate the irradiation operation irradiation stop signal S 2 of are output. The laser light source driving circuit 62 receives the irradiation start signal S 1 from the control unit 50 and causes the laser light source 32 to emit the basic laser light Le having the irradiation intensity Ps. The laser light source driving circuit 62 stops the emission of the fundamental laser light Le to the laser light source 32 by irradiation stop signal S 2 from the control unit 50.

制御部50には、強度変調素子駆動回路63が接続されており、制御部50からは第1強度Pと第2強度Pとを規定するための第1出力信号LPと第2出力信号LPとが強度変調素子駆動回路63に出力される。強度変調素子駆動回路63は、上記第1出力信号LP及び第2出力信号LPが入力されると、第1レーザ光Le1と第2レーザ光Le2とがそれぞれ第1強度Pと第2強度Pとなるように第1強度変調素子42aと第2強度変調素子42bとを制御する。 The control unit 50 is connected with an intensity modulation element driving circuit 63, a first output signal LP 1 and the second output for from control unit 50 which defines a first intensity P 1 and the second intensity P 2 The signal LP 2 is output to the intensity modulation element driving circuit 63. When the first output signal LP 1 and the second output signal LP 2 are input to the intensity modulation element driving circuit 63, the first laser beam Le 1 and the second laser beam Le 2 have the first intensity P 1 and the second intensity signal 2, respectively. controlling a first intensity modulating element 42a and a second intensity modulation element 42b such that the intensity P 2.

ここで、使用する導電性インクIkに上記再溶解成分が含有されている場合においては、前記外殻の内側に残存している再溶解性成分が同外殻を形成している導電性微粒子に作用し、液滴の内部である導電性インクIkに導電性微粒子を再分散(再溶解)させる。そして飛行中の液滴Dに照射する照射強度Psが不十分である場合にあっては、外殻の厚みが薄いため、上述する再溶解反応の進行により外殻が決壊して液滴Dの濡れ広がりを来たしてしまう。そこで制御部50は、このような液滴Dの濡れ広がりを抑制すべく、導電性インクIkに再溶解成分が含有されている場合には、照射強度Psが不十分である強度の領域を使用禁止領域Aとして設定して、該使用禁止領域Aにある強度の使用を禁止する禁止領域設定処理を実行する。   Here, in the case where the reconstituted component is contained in the conductive ink Ik to be used, the redissolvable component remaining inside the outer shell becomes conductive fine particles forming the outer shell. It acts to re-disperse (re-dissolve) the conductive fine particles in the conductive ink Ik inside the droplet. When the irradiation intensity Ps applied to the droplet D in flight is insufficient, the thickness of the outer shell is so thin that the outer shell breaks down due to the progress of the re-dissolution reaction described above, and the droplet D Will spread wet. Therefore, the control unit 50 uses a region having an intensity with which the irradiation intensity Ps is insufficient when the conductive ink Ik contains a redissolved component in order to suppress the wetting and spreading of the droplet D. A prohibited area setting process is executed for setting the prohibited area A and prohibiting the use of the intensity in the prohibited area A.

詳述すると、制御部50のROM52には、着弾した液滴Dの着弾径と照射強度Psとを関連付けたレーザ光の強度データLPDが、導電性インクIkの性状や駆動電圧COMごとに記憶されており、制御部50は、この強度データLPDを適宜読み出して上記の禁止領域設定処理を実行する。強度データLPDとは、予め実施した各種実験等により得られるデータであり、上述する外殻の決壊により濡れ広がりが発生するか否かを照射強度P
sごとに規定したデータである。図8は、レーザ光の強度データLPDの一例を示したグラフである。
More specifically, the ROM 52 of the control unit 50 stores laser beam intensity data LPD in which the landing diameter of the landed droplet D and the irradiation intensity Ps are associated for each property of the conductive ink Ik and the driving voltage COM. The control unit 50 appropriately reads the intensity data LPD and executes the prohibited area setting process. The intensity data LPD is data obtained by various experiments carried out in advance. The irradiation intensity P indicates whether or not wetting spread occurs due to the above-described rupture of the outer shell.
Data defined for each s. FIG. 8 is a graph showing an example of laser beam intensity data LPD.

図8に示されるように、液滴Dに対する照射強度Psが低い領域にあっては、液滴Dの表面に薄い外殻が形成されるものの、再溶解に耐え得る十分な厚さが形成されていないがために、上述するような外殻の決壊を招いて液滴Dの着弾径を相対的に大きくしてしまう。また、このような状態にあっては、液滴Dから蒸発した蒸発成分が多くなるほど、すなわち照射強度Psが高くなるほど、描画面GSaに付着する蒸発成分が多くなり、描画面GSaの濡れ性が高くなることによって、かえって着弾径を拡大させてしまう。そして、その着弾径が最も大きい着弾径rとなる照射強度を液滴Dに対する照射強度Psの閾値である上限強度Pと規定している。 As shown in FIG. 8, in a region where the irradiation intensity Ps for the droplet D is low, a thin outer shell is formed on the surface of the droplet D, but a sufficient thickness to withstand remelting is formed. For this reason, the outer shell is broken as described above, and the landing diameter of the droplet D is relatively increased. Further, in such a state, as the evaporation component evaporated from the droplet D increases, that is, as the irradiation intensity Ps increases, the evaporation component adhering to the drawing surface GSa increases and the wettability of the drawing surface GSa increases. By increasing the height, the landing diameter is enlarged. Then, defines an irradiation intensity thereof landing diameter is largest impact diameter r L and upper intensity P L is a threshold illumination intensity Ps for droplet D.

一方、液滴Dに対する照射強度Psが閾値である上限強度Pよりも高い領域においては、上述するような再溶解に耐え得る十分な厚さの外殻が形成されるために、上述するような高い濡れ性を有した描画面GSaであれ、液滴Dの着弾径を上限強度Pにおける着弾径rよりも相対的に小さい値で維持できるようになる。 On the other hand, in the region higher than the upper limit intensity P L is irradiated intensity Ps threshold for droplet D, and since the outer shell of sufficient thickness to withstand the remelting such as described above is formed, so as to above Even if the drawing surface GSa has a very high wettability, the landing diameter of the droplet D can be maintained at a value relatively smaller than the landing diameter r L at the upper limit strength P L.

上述する閾値である上限強度Pは、導電性インクIkに含まれる成分や粘度など、導電性インクIkに関わる性状や、液滴Dのサイズを規定する駆動電圧COMなどにより変動する。そこで上記強度データLPDにおいては、このように照射強度Psの増加とともに拡大する着弾径が急激に縮小するときの照射強度Psである上限強度Pが導電性インクIkの性状や駆動電圧COMごとに規定されるようになっている。 The upper limit intensity P L is above threshold, such as component and viscosity in the electroconductive ink Ik, properties and related to conductive ink Ik, it varies by a driving voltage COM that defines the size of the droplets D. Therefore, in the above strength data LPD, for each property and a drive voltage COM of irradiation intensity Ps at which the upper limit intensity P L is conductive ink Ik when landing diameter to expand with the increase of such irradiation intensity Ps is rapidly reduced It has come to be specified.

制御部50は、描画情報Iaが入力されると、該描画情報Iaにおける導電性インクIkの性状に関する情報及び駆動電圧COMに関する情報と上記レーザ光の強度データLPDとに基づいて上限強度Pを取得し、これらをRAM53の所定領域に一時的に記憶する。制御部50は、上限強度P未満の強度の領域を前記使用禁止領域Aとして設定してRAM53の所定領域に一時的に記憶し、この使用禁止領域Aを利用することにより、設定値である照射強度Psが使用可能か否かを判断する。 Control unit 50, when the drawing information Ia is input, the upper limit intensity P L based on the intensity data LPD information and the laser beam relating information and the driving voltage COM on the Properties of conductive ink Ik in image drawing information Ia These are acquired and temporarily stored in a predetermined area of the RAM 53. Control unit 50 sets the region of the intensity of less than the upper limit intensity P L as the prohibited area A is temporarily stored in a predetermined area of the RAM 53, by utilizing the prohibited region A, is set value It is determined whether or not the irradiation intensity Ps can be used.

そして制御部50は、描画情報Iaとともに照射強度Psが入力される場合であれ、描画情報Iaとは別個に照射強度Psが入力される場合であれ、その入力された照射強度Psが上記使用禁止領域A内であることを条件(描画禁止条件)として、描画禁止条件が成立する場合には入出力装置54に禁止信号Sを出力し、入出力画面54aにその旨を表示する。一方、描画禁止条件が不成立である場合には入力された総レーザ光の強度を選択し、入出力装置54にグリーンシートGSへの描画を許可する許可信号Sを出力し入出力画面54aにその旨を表示する。 Then, the control unit 50 does not use the input irradiation intensity Ps when the irradiation intensity Ps is input together with the drawing information Ia, or when the irradiation intensity Ps is input separately from the drawing information Ia. condition (drawing restriction condition) that it is within the area a, when the drawing restriction condition is satisfied and outputs a prohibition signal S 3 to the input-output device 54, and displays to that effect on the output screen 54a. On the other hand, when the drawing restriction condition is not satisfied selects the intensity of the total laser light inputted to the input screen 54a outputs a permission signal S 4 which allow the drawing of the green sheet GS input and output device 54 A message to that effect is displayed.

一方、使用する導電性インクIkに上記再溶解成分が含有されていない場合においては、レーザ強度を大きくするにつれて着弾径が小さくなることから、入力された総レーザ光の強度を選択し、入出力装置54にグリーンシートGSへの描画を許可する許可信号Sを出力し入出力画面54aにその旨を表示する。これにより、所望の着弾径を得るべく選択されるレーザ光の強度範囲の自由度を拡大させることもできる。 On the other hand, when the re-dissolved component is not contained in the conductive ink Ik to be used, the landing diameter decreases as the laser intensity is increased. the device 54 outputs a permission signal S 4 which allow the drawing of the green sheet GS so indicate to the input-output screen 54a. Thereby, the freedom degree of the intensity range of the laser beam selected in order to obtain a desired landing diameter can also be expanded.

次に、上述した構成からなる液滴吐出装置10を用いてパターンを形成する方法ついて以下に説明する。図9は、グリーンシートGSにパターンを描画するまでの一連の処理を示したフローチャートである。   Next, a method for forming a pattern using the droplet discharge device 10 having the above-described configuration will be described below. FIG. 9 is a flowchart showing a series of processes until a pattern is drawn on the green sheet GS.

まず、液滴吐出装置10のステージ12の所定の位置にグリーンシートGSが載置されて、この状態から入出力装置54から照射強度Psに関する情報を含む描画情報Iaが入
力される(ステップS11)。
First, the green sheet GS is placed at a predetermined position of the stage 12 of the droplet discharge device 10, and drawing information Ia including information on the irradiation intensity Ps is input from the input / output device 54 from this state (step S11). .

描画情報Iaが入力されると、該描画情報Iaにおける導電性インクIkの性状に関する情報から、該導電性インクIkに再溶解成分が含有されているが否かの判断がなされる(ステップS12)。導電性インクIkに再溶解成分が含有されている場合には(ステップS12:YES)、導電性インクIkの性状に関する情報と、駆動電圧COMに関する情報と、前記強度データLPDとに基づいて、上限強度Pを取得する(ステップS13)。制御部50は、この取得した上限強度P未満の強度領域では着弾後の濡れ広がりが大きいと判断し、該上限強度P未満の強度領域を使用禁止領域Aとして設定する(ステップS14)。 When the drawing information Ia is input, it is determined from the information regarding the property of the conductive ink Ik in the drawing information Ia whether or not the redissolved component is contained in the conductive ink Ik (step S12). . If the conductive ink Ik contains a redissolved component (step S12: YES), the upper limit is determined based on the information on the properties of the conductive ink Ik, the information on the drive voltage COM, and the intensity data LPD. acquiring an intensity P L (step S13). Control unit 50, wetting and spreading landed in intensity region of less than the upper limit intensity P L that this acquired is determined to be greater, it sets the intensity area under the upper intensity P L as a prohibited area A (step S14).

そして、描画情報Iaとともに入力された照射強度Psと使用禁止領域Aとに基づいて上記描画禁止条件が成立しているか否かの判断がなされる(ステップS15)。ここで描画禁止条件が成立している場合には(ステップS15:YES)、入力された照射強度Psでの描画を禁止するとともに入出力装置54に禁止信号Sを出力して(ステップS16)入出力画面54aにその旨を表示して、この処理を一旦終了する。すなわち、入力される照射強度Psを変更して再度描画情報Iaを入力する必要が生じるとともに、変更された照射強度Psにおいて上記描画禁止条件が成立する限り、グリーンシートGSへの描画が禁止される。 Then, based on the irradiation intensity Ps input together with the drawing information Ia and the use prohibited area A, it is determined whether or not the drawing prohibition condition is satisfied (step S15). Here if the drawing restriction condition is satisfied (step S15: YES), and outputs the inhibition signal S 3 to the input-output device 54 as well as prohibiting the drawing at the input radiation intensity Ps (step S16) A message to that effect is displayed on the input / output screen 54a, and this processing is temporarily terminated. That is, it is necessary to change the input irradiation intensity Ps and input the drawing information Ia again, and drawing on the green sheet GS is prohibited as long as the drawing prohibition condition is satisfied at the changed irradiation intensity Ps. .

このように照射強度Psに使用禁止領域Aを設定することによって、グリーンシートGSに着弾した液滴Dの濡れ広がりを確実に抑制することができ、高精細なパターンを描画することができる。また、再度描画情報Iaを入力する際に、照射強度Psにこの上限強度Pを選択することによって、着弾後の液滴Dの濡れ広がりを抑制しつつ、レーザ光のレーザ光の強度をも抑制することもできる。 By setting the use prohibition area A in the irradiation intensity Ps in this way, wetting and spreading of the droplets D that have landed on the green sheet GS can be reliably suppressed, and a high-definition pattern can be drawn. Also, when entering again drawing information Ia, by selecting the upper limit intensity P L to the irradiation intensity Ps, while suppressing the spreading of the droplet D landed, also the intensity of the laser light of the laser beam It can also be suppressed.

一方、導電性インクIkに再溶解成分が含有されていない場合や(ステップS12:NO)、上記描画禁止条件が不成立であった場合には(ステップS15:NO)、入力された照射強度Psを選択して(ステップS17)、入出力装置54に許可信号Sを出力して(ステップS18)入出力画面54aにその旨を表示する。そして、入出力装置54の描画開始スイッチを操作することによりグリーンシートGSへの描画が開始される。 On the other hand, if the conductive ink Ik does not contain a redissolved component (step S12: NO), or if the drawing prohibition condition is not satisfied (step S15: NO), the input irradiation intensity Ps is set. select (step S17), and outputs a permission signal S 4 to the output device 54 (step S18) and displays to that effect on the output screen 54a. Then, drawing on the green sheet GS is started by operating the drawing start switch of the input / output device 54.

以上説明したように、上記実施形態の液滴吐出装置10によれば以下のような効果を得ることができる。
(1)上記実施形態によれば、描画情報IaとROM52に記憶したレーザ光の強度データLPDとに基づいて、着弾後の液滴Dの濡れ広がりが抑制される上限強度Pと取得した。この上限強度P未満の領域を使用禁止領域Aとして設定し、入力される照射強度Psが上記使用禁止領域Aである場合には、入力された照射強度Psでの描画を禁止した。これにより、着弾した液滴Dの濡れ広がりを確実に抑制することができる。
As described above, according to the droplet discharge device 10 of the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) According to the above embodiment, the upper limit intensity P L that suppresses the wetting and spreading of the droplet D after landing is obtained based on the drawing information Ia and the intensity data LPD of the laser beam stored in the ROM 52. The area below the upper limit intensity P L set as disabled region A, the irradiation intensity Ps is inputted in the case of the use prohibition region A, banned drawing the entered illumination intensity Ps. Thereby, wetting and spreading of the landed droplets D can be reliably suppressed.

(2)上記実施形態によれば、飛行中の液滴Dには両側からレーザ光の強度の等しい一対のレーザ光が照射されることから、液滴Dの分散媒を効率よく乾燥させることができるとともに、液滴Dの飛行曲がりが生じ難くなり、着弾位置の位置ずれを抑制することもできる。   (2) According to the above embodiment, the droplet D in flight is irradiated with a pair of laser beams having the same laser beam intensity from both sides, so that the dispersion medium of the droplet D can be efficiently dried. In addition, the flying bend of the droplet D is less likely to occur, and the displacement of the landing position can be suppressed.

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態におけるレーザ照射部31では、第1及び第2レーザ成形部40a,40bによって飛行中の液滴Dにレーザ光の強度の等しい一対のレーザ光である第1及び第2レーザ光Le1,Le2を生成した。これに限らず、一対のレーザ光を照射する上では、異なるレーザ光の強度の第1及び第2レーザ光Le1,Le2を生成するようにしても
よい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the laser irradiation unit 31 in the above embodiment, the first and second laser beams Le1 which are a pair of laser beams having the same laser beam intensity as the droplet D in flight by the first and second laser forming units 40a and 40b. , Le2. However, the present invention is not limited to this, and when irradiating a pair of laser beams, the first and second laser beams Le1 and Le2 having different laser beam intensities may be generated.

・上記実施形態におけるレーザ照射部31の光学系では、1つのレーザ光源32から出射された基本レーザ光Leをハーフミラー34にて第1レーザ光Le1と第2レーザ光Le2とに分割することで、飛行中の液滴Dの両側から照射される一対のレーザ光を生成した。これに限らず、飛行中の液滴Dの両側からレーザ光を照射する上では、一対のレーザ光のそれぞれにレーザ光を出射させるレーザ光源を用いてもよい。この構成によれば、ハーフミラー34を割愛することができる。   In the optical system of the laser irradiation unit 31 in the above embodiment, the basic laser light Le emitted from one laser light source 32 is divided into the first laser light Le1 and the second laser light Le2 by the half mirror 34. A pair of laser beams irradiated from both sides of the droplet D in flight was generated. However, the present invention is not limited to this, and when irradiating laser light from both sides of the droplet D in flight, a laser light source that emits laser light to each of the pair of laser light may be used. According to this configuration, the half mirror 34 can be omitted.

・上記実施形態におけるレーザ照射部31の光学系では、第1レーザ光Le1と第2レーザ光Le2の光軸をノズルNの配列方向に対して傾斜角θだけ傾斜させた。これに限らず、第1レーザ光Le1と第2レーザ光Le2の光軸をノズルNの配列方向に対して傾斜させずに、同配列方向と一致するようにしてもよい。このとき、吐出ヘッド15の各ノズルNからはそれぞれ異なる吐出タイミングで液滴Dを順次吐出することで、全ての液滴Dに対してレーザ光を照射することができる。   In the optical system of the laser irradiation unit 31 in the above embodiment, the optical axes of the first laser beam Le1 and the second laser beam Le2 are inclined by the inclination angle θ with respect to the arrangement direction of the nozzles N. Not limited to this, the optical axes of the first laser beam Le1 and the second laser beam Le2 may be aligned with the arrangement direction without being inclined with respect to the arrangement direction of the nozzles N. At this time, by sequentially ejecting the droplets D from the nozzles N of the ejection head 15 at different ejection timings, it is possible to irradiate all the droplets D with laser light.

・上記実施形態におけるレーザ照射部31の光学系では、飛行中の液滴Dに対して相対向する一対のレーザ光を照射した。これに限らず、上記描画禁止条件が不成立するのであれば、一対のレーザ光の光軸間に所定の角度を設けてもよいし、液滴Dの一方からのみレーザ光を照射するようにしてもよい。   In the optical system of the laser irradiation unit 31 in the above embodiment, a pair of laser beams opposed to the droplet D in flight are irradiated. Not limited to this, if the drawing prohibition condition is not satisfied, a predetermined angle may be provided between the optical axes of the pair of laser beams, or the laser beam is irradiated only from one of the droplets D. Also good.

・上記実施形態では、吐出ヘッド15にはノズルNからなるノズル列を1列とした。これに限らず、吐出ヘッド15に複数のノズル列を形成してもよい。このとき、第1レーザ光Le1及び第2レーザ光Le2がノズルNから吐出される全ての液滴Dに照射されるように該レーザ光の光軸の傾斜角θを適宜変更するとよい。   In the above embodiment, the ejection head 15 has one nozzle row composed of the nozzles N. Not limited to this, a plurality of nozzle rows may be formed in the ejection head 15. At this time, the tilt angle θ of the optical axis of the laser light may be appropriately changed so that the first laser light Le1 and the second laser light Le2 are irradiated to all the droplets D ejected from the nozzle N.

・上記実施形態では、レーザ光の強度データLPDを記憶する記憶部を制御部50のROM52とした。これに限らず、レーザ光の強度データLPDを記憶させる上では、描画情報Iaにレーザ光の強度データLPDを追加することによりRAM53を記憶部として機能させてもよい。   In the above embodiment, the storage unit that stores the intensity data LPD of the laser beam is the ROM 52 of the control unit 50. However, the present invention is not limited to this, and in storing the laser beam intensity data LPD, the RAM 53 may function as a storage unit by adding the laser beam intensity data LPD to the drawing information Ia.

・上記実施形態では、液滴Dに照射するレーザ光を半導体レーザとした。これに限らず、液滴Dにレーザ光を照射する上では、液体レーザやガスレーザ、YAGレーザなどの固体レーザであってもよい。なお、YAGレーザを用いた場合には、基本レーザ光の光路上にシャッターを配置し開閉制御することでレーザ光を飛行空間に照射するか否かを選択するようにするとよい。   In the above embodiment, the laser light applied to the droplet D is a semiconductor laser. However, the present invention is not limited to this, and a solid laser such as a liquid laser, a gas laser, or a YAG laser may be used for irradiating the droplet D with laser light. When a YAG laser is used, it is preferable to select whether or not to irradiate the flight space with laser light by arranging a shutter on the optical path of the basic laser light and controlling the opening and closing.

・上記実施形態では、レーザ光の照射強度の上限強度Pを最も大きい着弾径となる強度とした。これに限らず、レーザ光の強度が高くなるに連れて着弾径が拡大する範囲として、図10に示すようにレーザ光を照射しない場合で液滴Dを吐出した場合における着弾径を着弾径rとして規定し、レーザ光を照射した場合に同じ着弾径rとなるときのレーザ光の強度を上限強度Pとするようにしてもよい。 In the above embodiment, the largest impact diameter to become strength limit strength P L of the irradiation intensity of the laser beam. Not limited to this, as a range in which the landing diameter expands as the intensity of the laser light increases, the landing diameter when the droplet D is ejected when the laser light is not irradiated as shown in FIG. It may be defined as L, and the intensity of the laser beam when the same landing diameter r L is obtained when the laser beam is irradiated may be the upper limit intensity P L.

・上記実施形態では、グリーンシートGSに導電性微粒子を含んだ導電性インクIkを吐出して金属配線を描画する液滴吐出装置10に具体化した。これに限らず、飛行中の液滴にレーザ光を照射して乾燥させるのであれば、例えば絶縁パターンを描画するパターン形成装置など、他の用途のパターン形成装置に適用することもできる。   In the embodiment described above, the liquid droplet ejecting apparatus 10 that draws the metal wiring by ejecting the conductive ink Ik containing the conductive fine particles on the green sheet GS is embodied. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to a pattern forming apparatus for other uses such as a pattern forming apparatus for drawing an insulating pattern, as long as the flying droplets are irradiated with laser light and dried.

・上記実施形態では、圧電素子駆動方式の液滴吐出装置10に具体化した。これに限らず、吐出ヘッドから液滴を吐出するという観点からは、抵抗加熱方式や静電駆動方式の吐
出ヘッドを搭載した液滴吐出装置に具体化してもよい。
In the above-described embodiment, the droplet discharge device 10 is driven by the piezoelectric element driving method. However, the present invention is not limited to this, and from the viewpoint of ejecting droplets from the ejection head, the invention may be embodied in a droplet ejection apparatus equipped with a resistance heating type or electrostatic drive type ejection head.

本発明にかかるパターン形成装置の一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of the pattern formation apparatus concerning this invention. 吐出ヘッドを示す斜視図。The perspective view which shows an ejection head. 吐出ヘッドの内部を示す要部断面図。FIG. 3 is a main part cross-sectional view showing the inside of the ejection head. グリーンシートのドットパターン格子を示す模式図。The schematic diagram which shows the dot pattern lattice of a green sheet. 液滴吐出装置の光学的構成を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an optical configuration of a droplet discharge device. レーザ光と液滴との関係を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the relationship between a laser beam and a droplet. 液滴吐出装置の電気的構成を示すブロック回路図。The block circuit diagram which shows the electric constitution of a droplet discharge apparatus. レーザ光の強度データの一例を模式的に示したグラフ。The graph which showed typically an example of the intensity data of a laser beam. グリーンシートに描画されるまでの一連の処理を示したフローチャート。The flowchart which showed a series of processes until it draws on a green sheet. 変更例における上限強度を説明するためのグラフ。The graph for demonstrating the upper limit intensity | strength in the example of a change. (a)外殻が形成された液滴を模式的に示した模式図、(b)外殻が決壊した液滴を模式的に示した模式図。(A) The schematic diagram which showed typically the droplet in which the outer shell was formed, (b) The schematic diagram which showed typically the droplet by which the outer shell broke down.

符号の説明Explanation of symbols

θ…傾斜角、A…使用禁止領域、BMD…ビットマップデータ、COM…駆動電圧、D…液滴、N…ノズル、T…格子点、DL…ドットパターン格子、Dx…ノズルピッチ、Dy…吐出ピッチ、GS…グリーンシート、GSa…描画面、Ia…描画情報、Ik…導電性インク、Le…基本レーザ光、Le1…第1レーザ光、Le2…第2レーザ光、LPD…レーザ光の強度データ、LT…吐出タイミング信号、P,P…レーザ光の強度、PG…プラテンギャップ、P…上限強度、Ps…総レーザ光の強度、PZ…圧電素子、q…総熱量、q…熱量、q…熱量、r…着弾径、S…照射開始信号、S…照射停止信号、S…禁止信号、S…許可信号、SI…吐出制御信号、TL…目標経路、10…液滴吐出装置、11…基台、12…ステージ、13…ガイド部材、14…インクタンク、15…吐出ヘッド、16…キャリッジ、17…ヘッド基板、17a…接続端子、20…ヘッド本体、20T…供給チューブ、21…ノズルプレート、21a…ノズル形成面、22…キャビティ、23…振動板、25…撮像カメラ、31…レーザ照射部、32…レーザ光源、32a…YAGレーザ発振器、32b…高調波ユニット、33…コリメートレンズ、34…ハーフミラー、35…反射ミラー、36…反射ミラー、37…反射ミラー、38…反射ミラー、39…反射ミラー、40a…第1レーザ成形部、40b…第2レーザ成形部、41a…シリンドリカルレンズ、41b…シリンドリカルレンズ、42a…光学素子、42b…光学素子、50…制御部、51…CPU、52…ROM、53…RAM、54…入出力装置、55…キャリッジモータ駆動回路、56…キャリッジモータ、57…キャリッジエンコーダ、58…ステージモータ駆動回路、59…ステージモータ、60…ステージエンコーダ、61…吐出ヘッド駆動回路、62…レーザ光源駆動回路、63…強度変調素子駆動回路。 θ: inclination angle, A: prohibited area, BMD: bitmap data, COM: drive voltage, D: droplet, N: nozzle, T: grid point, DL: dot pattern grid, Dx: nozzle pitch, Dy ... discharge Pitch, GS ... green sheet, GSa ... drawing surface, Ia ... drawing information, Ik ... conductive ink, Le ... basic laser beam, Le1 ... first laser beam, Le2 ... second laser beam, LPD ... intensity data of laser beam , LT: discharge timing signal, P 1 , P 2 ... laser beam intensity, PG ... platen gap, P L ... upper limit intensity, Ps ... total laser beam intensity, PZ ... piezoelectric element, q ... total heat quantity, q 1 ... Quantity of heat, q 2 ... quantity of heat, r L ... landing diameter, S 1 ... irradiation start signal, S 2 ... irradiation stop signal, S 3 ... prohibition signal, S 4 ... permission signal, SI ... discharge control signal, TL ... target path, 10: droplet discharge device, DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Base, 12 ... Stage, 13 ... Guide member, 14 ... Ink tank, 15 ... Discharge head, 16 ... Carriage, 17 ... Head substrate, 17a ... Connection terminal, 20 ... Head body, 20T ... Supply tube, 21 ... Nozzle plate, 21a ... nozzle forming surface, 22 ... cavity, 23 ... diaphragm, 25 ... imaging camera, 31 ... laser irradiation unit, 32 ... laser light source, 32a ... YAG laser oscillator, 32b ... harmonic unit, 33 ... collimating lens 34 ... Half mirror, 35 ... Reflecting mirror, 36 ... Reflecting mirror, 37 ... Reflecting mirror, 38 ... Reflecting mirror, 39 ... Reflecting mirror, 40a ... First laser molding part, 40b ... Second laser molding part, 41a ... Cylindrical Lens 41b ... Cylindrical lens 42a ... Optical element 42b ... Optical element 50 ... Control part 51 ... C U, 52 ... ROM, 53 ... RAM, 54 ... I / O device, 55 ... Carriage motor drive circuit, 56 ... Carriage motor, 57 ... Carriage encoder, 58 ... Stage motor drive circuit, 59 ... Stage motor, 60 ... Stage encoder, 61: Discharge head driving circuit, 62: Laser light source driving circuit, 63: Intensity modulation element driving circuit.

Claims (8)

パターン形成材料を蒸発成分に分散させた液状体を吐出ヘッドのノズルから描画対象物の目標位置へ液滴にして吐出するとともに、前記描画対象物と前記吐出ヘッドとに挟まれた空間である前記液滴の飛行空間にレーザ光を照射し、飛行中の前記液滴から前記蒸発成分を蒸発させることにより前記飛行中の液滴を乾燥させて該乾燥させた液滴を前記描画対象物に着弾させることにより前記パターン形成材料からなるパターンを前記描画対象物に形成するパターン形成方法であって、
前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれる場合に、予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記レーザ光の強度が高くなるにつれて前記着弾径が拡大する前記レーザ光の強度範囲の上限値を設定し、当該上限値より大きい強度で前記レーザ光を照射することを特徴とするパターン形成方法。
The liquid in which the pattern forming material is dispersed in the evaporation component is discharged as droplets from the nozzle of the discharge head to the target position of the drawing target, and is a space sandwiched between the drawing target and the discharge head The flying space of the droplet is irradiated with laser light, and the evaporation component is evaporated from the droplet in flight to dry the droplet in flight, and the dried droplet is landed on the drawing object. A pattern forming method for forming a pattern made of the pattern forming material on the drawing object by allowing
When the evaporating component includes a re-dissolving component for re-dissolving the pattern forming material in the evaporating component, the laser beam intensity is increased by associating the laser beam intensity with the landing diameter of the droplet in advance. A pattern forming method comprising: setting an upper limit value of the intensity range of the laser beam in which the landing diameter increases, and irradiating the laser beam with an intensity greater than the upper limit value.
前記上限値よりも小さい強度の領域を使用禁止領域として設定して、描画条件におけるレーザ光の強度が前記使用禁止領域内であることを条件として前記描画対象物への描画を禁止し、前記条件が不成立である場合には前記描画対象物への描画を許可する
請求項1に記載のパターン形成方法。
An area having an intensity smaller than the upper limit is set as a use-prohibited area, and drawing on the drawing object is prohibited on the condition that the intensity of laser light in the drawing condition is within the use-prohibited area, The pattern forming method according to claim 1, wherein when the above is not established, drawing on the drawing object is permitted.
前記目標位置と前記ノズルとを結ぶ経路を挟んで相対向する一対のレーザ光を照射する
請求項1または2に記載のパターン形成方法。
The pattern forming method according to claim 1, wherein a pair of laser beams facing each other across a path connecting the target position and the nozzle are irradiated.
前記一対のレーザ光の強度が等しい
請求項3に記載のパターン形成方法。
The pattern formation method according to claim 3, wherein the intensity of the pair of laser beams is equal.
前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれない場合には、予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記着弾径に基づく前記レーザ光の強度で前記レーザ光を照射する
請求項1〜4のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
When the evaporating component does not include a re-dissolving component for re-dissolving the pattern forming material in the evaporating component, the intensity of the laser beam and the landing diameter of the droplet are correlated in advance and based on the landing diameter The pattern forming method according to claim 1, wherein the laser beam is irradiated with the intensity of the laser beam.
パターン形成材料を蒸発成分に分散させた液状体を吐出ヘッドから描画対象物へ液滴にして吐出する吐出ヘッドと、
前記描画対象物と前記吐出ヘッドとに挟まれた空間である前記液滴の飛行空間にレーザ光を照射するレーザ照射部と、
を備え、
飛行中の前記液滴から前記蒸発成分を蒸発させることにより前記飛行中の液滴を乾燥させて該乾燥させた液滴を前記描画対象物に着弾させることにより前記パターン形成材料からなるパターンを前記描画対象物に形成するパターン形成装置であって、
前記レーザ照射部は、
前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれる場合に、
予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記レーザ光の強度が高くなるにつれて前記着弾径が拡大する前記レーザ光の強度範囲の上限値を設定し、当該上限値より大きい強度で前記レーザ光を照射すること
を特徴とするパターン形成装置。
A discharge head for discharging a liquid material in which a pattern forming material is dispersed in an evaporation component as droplets from the discharge head to a drawing object; and
A laser irradiation unit that irradiates a flight space of the droplet, which is a space sandwiched between the drawing object and the ejection head, with a laser beam;
With
By evaporating the evaporation component from the droplets in flight, drying the droplets in flight and landing the dried droplets on the drawing object, the pattern made of the pattern forming material A pattern forming apparatus for forming on a drawing object,
The laser irradiation unit is
When the evaporating component contains a re-dissolved component that re-dissolves the pattern forming material in the evaporated component,
Associating the intensity of the laser beam with the landing diameter of the droplet in advance, and setting an upper limit value of the intensity range of the laser beam in which the landing diameter expands as the intensity of the laser beam increases, from the upper limit value A pattern forming apparatus irradiating the laser beam with high intensity.
前記上限値よりも小さい強度の領域を使用禁止領域として規定する強度データが記憶させた記憶部を備え、
入力された描画条件におけるレーザ光の強度が前記使用禁止領域内であることを条件として前記描画対象物への描画を禁止し、前記条件が不成立である場合には前記描画対象物
への描画を許可する
請求項6に記載のパターン形成装置。
A storage unit storing intensity data defining an area having an intensity smaller than the upper limit value as a use-prohibited area;
Drawing on the drawing object is prohibited on the condition that the intensity of the laser beam under the inputted drawing condition is within the prohibited area. If the condition is not satisfied, drawing on the drawing object is performed. The pattern forming apparatus according to claim 6, which is permitted.
前記レーザ照射部は、
前記蒸発成分に前記パターン形成材料を前記蒸発成分に再溶解させる再溶解成分が含まれない場合に、
予め前記レーザ光の強度と前記液滴の着弾径とを関連づけて、前記着弾径に基づく前記レーザ光の強度で前記レーザ光を照射する
請求項6または7に記載のパターン形成装置。
The laser irradiation unit is
When the evaporating component does not include a re-dissolving component that re-dissolves the pattern forming material in the evaporating component,
8. The pattern forming apparatus according to claim 6, wherein the laser light is irradiated with the intensity of the laser light based on the landing diameter in advance by associating the intensity of the laser light with the landing diameter of the droplet.
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