ドット形成用のシステム
【課題】ターゲットに微細なドットを形成することができるシステムを提供する。
【解決手段】ターゲット１５０に対してノズルＮから液滴を吐出するヘッド１０と、ヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴の一部をターゲット１５０に対して未着にさせる装置２０とを有する。ヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴は、ノズルＮからターゲット１５０に至る飛翔経路Ｐにおいては複数の小液滴を含む場合がある。この場合、未着にさせる手段２０は、複数の小液滴の少なくとも１つをターゲット１５０に対して未着にさせる手段であることが好ましい。
【解決手段】ターゲット１５０に対してノズルＮから液滴を吐出するヘッド１０と、ヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴の一部をターゲット１５０に対して未着にさせる装置２０とを有する。ヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴は、ノズルＮからターゲット１５０に至る飛翔経路Ｐにおいては複数の小液滴を含む場合がある。この場合、未着にさせる手段２０は、複数の小液滴の少なくとも１つをターゲット１５０に対して未着にさせる手段であることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドから吐出される液滴によりターゲットにドットを形成するためのシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドのノズルから液滴を吐出し、紙などの記録媒体にドットを形成することにより、記録媒体に画像を形成（記録）する方法が知られている。特許文献１には、少なくとも色剤と樹脂微粒子とを含有するインクジェット用記録インクを、インクジェット記録媒体上に吐出して画像記録するインクジェット記録方法が開示されている。このインクジェット記録方法では、銀塩写真の風合いを再現するために、上記インクジェット用記録インクの一吐出動作当たりのインク液滴量を、０．５〜４．０ｐｌ（ピコリットル）とし、かつ、上記インクジェット用記録インクの粘度が、１．０＜ηａ／ηｂ≦１．８（ηａは２５質量％濃縮時の２５℃における粘度（ｍＰａ・ｓ）を表し、ηｂは２５℃におけるインクの初期粘度（ｍＰａ・ｓ）を表す）の関係を満たすようにしている。
【特許文献１】特開２００５−８８４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
いわゆるインクジェット技術は、ほぼ正確な量の液滴をほぼ正確な位置に非接触で着弾させることができる技術である。しかも、ヘッドのノズルから吐出させる液滴は、必ずしもインクに限られるものではない。このため、インクジェット技術は、紙などの記録媒体に画像を形成するプリンタなどの分野だけでなく、他の分野においても注目されている。
【０００４】
他の分野、例えば、基板などに配線を形成することが必要とされるような分野においては、近年、インクジェット技術を利用し、小さなドットを、基板などの所望のターゲット上に、出来るだけ安定した形状で形成したいという要求がある。すなわち、さらに小さなドットをターゲット上に形成することができれば、小さなドットの連続により、従来よりも微細な配線をターゲット上に形成できる可能性がある。
【０００５】
しかしながら、インクジェットヘッドの１ショットでの液滴の吐出量（一吐出動作当たりの液滴量）を少なくすることには限界がある。すなわち、インクジェットヘッドを用いて吐出される液滴により形成されるドッドの最少径を小さくすることにも限界がある。例えば、ピエゾ方式のインクジェットヘッドを用いた場合、実用レベルの液の最少吐出量は、現状、１ｐｌ（ピコリットル）程度であり、この場合、空気中での１滴あたりの液滴直径は、十数μｍである。この液滴が、撥液面に着弾すると、おおよそ２〜３倍に広がるため、実際に形成されるドット径は、３０〜５０μｍとなる。
【０００６】
このドット径は、プリンタによる画像形成など、用途によっては充分に適用可能なサイズではあるが、さらに小さなドットをターゲット上に形成することができれば、電子機器や半導体などの他の分野においても広く活用することができる。もちろん、プリンタなどの分野においても、さらに小さなドットを記録媒体などの所望のターゲット上に形成することができれば、さらに高品質（高画質）な画像を形成することができる。したがって、種々の分野において、ターゲットにより微細なドットを形成することができるシステムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、ターゲットに対してノズルから液滴を吐出するヘッドと、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部にレーザーを照射し、前記液滴の液量を削減する照射ユニットと、前記ヘッドのノズルの液滴の吐出タイミングおよび前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを含む制御を行う制御ユニットとを有し、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴は、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路において複数の小液滴に分かれ、前記複数の小液滴は先頭のメイン滴と、前記メイン滴に続く複数のサテライト滴とを含み、前記制御ユニットは、前記メイン滴に前記レーザーが照射され、前記複数のサテライト滴の少なくとも一部には前記レーザーが照射されないように前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを制御する、システムである。
【０００８】
本発明の他の態様の１つは、ターゲットに対してノズルから液滴を吐出するヘッドを有するシステムによりドットを形成する方法である。前記システムは、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部にレーザーを照射し、前記液滴の液量を削減する照射ユニットと、前記ヘッドのノズルの液滴の吐出タイミングおよび前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを含む制御を行う制御ユニットとを有する。
【０００９】
当該方法は、さらに以下のステップを有する。
・前記制御ユニットが、前記ヘッドのノズルから液滴を吐出させ、その液滴が、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路において、先頭のメイン滴と、前記メイン滴に続く複数のサテライト滴とを含む複数の小液滴に分かれるようにすること。
・前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを制御して、前記メイン滴に前記レーザーを照射し、前記複数のサテライト滴の少なくとも一部には前記レーザーを照射しないこと。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）〜（ｇ）は、インクジェットヘッドのノズルから吐出された液滴の経時変化の一例を模式的に示す図。
【図２】第１の実施形態にかかるドット形成システムを模式的に示す図。
【図３】図２のドット形成システムの一部分を模式的に示す図。
【図４】ドッド形成方法の一例を説明するためのフローチャート。
【図５】図２のドット形成システムの制御方法の一例を説明するためのフローチャート。
【図６】図２のドット形成システムの変形例を模式的に示す図。
【図７】第２の実施形態にかかるドット形成システムの一部分を模式的に示す図。
【図８】図７のドット形成システムに適用可能なディスクの一例を示す図。
【図９】図８のディスクの一部分を拡大して示す図。
【図１０】図７のドット形成システムに適用可能なディスクの他の例を示す図。
【図１１】図１０のディスクの一部分を拡大して示す図。
【図１２】図７のドット形成システムに適用可能なディスクのさらに他の例の一部分を拡大して示す図。
【図１３】図１２中のXIII−XIII線に沿って切断して示す断面図。
【図１４】図７のドット形成システムに適用可能なディスクのさらに他の例の一部分を拡大して示す図。
【図１５】図７のドット形成システムの制御方法の一例を説明するためのフローチャート。
【図１６】図７のドット形成システムの変形例を模式的に示す図。
【図１７】第３の実施形態にかかるドット形成システムの一部分を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１の（ａ）〜（ｇ）は、ピエゾ方式のインクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの経時変化の一例を模式的に示している。インクジェット技術は、液Ｌの物性値とインクジェットヘッド１０の駆動条件を調整し、所望の吐出条件（吐出状態）が得られるように適正化（最適化）することにより、１つのノズルＮから空気中に吐出（放出）される液Ｌの状態のばらつきを、おおよそ±１％以内とすることができる。このように、インクジェット技術は、非常に再現性が高く、殆どばらつきの生じないように液滴Ｄの形成が可能である。
【００１２】
図１（ａ）のように、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液Ｌを空気中に吐出（放出）すると、一般に、図１（ａ）〜（ｅ）に示すように、液滴Ｄは、１つの丸い粒ではなく、液柱ＬＣと呼ばれる、ある程度の長さを持った柱状の液となる。すなわち、ノズル面Ｆの前方（吐出方向）には、液柱ＬＣが形成される。さらに、インクジェットヘッド１０の種類、インクジェットヘッド１０の駆動条件、あるいは使用する液Ｌの物性などによっては、ノズル面Ｆにおいて液柱ＬＣとなった液滴Ｄは、空気中を飛翔する過程、すなわち、ノズルＮからターゲット１５０に至る飛翔経路Ｐにおいて、図１（ｄ）〜（ｇ）に示すように、液Ｌ（液滴Ｄ）の表面張力と空気抵抗とにより、先頭の比較的大きな小液滴Ｄｓ（図１（ｇ）では小液滴Ｍとして記載）と、この先頭の小液滴Ｄｓ以降の比較的小さな少なくとも１つの小液滴Ｄｓ（図１（ｇ）では小液滴Ｓ１〜Ｓ４として記載）とに分離されながら、ターゲット１５０に到達する。以降、先頭に形成される小液滴Ｄｓをメイン滴Ｍ、メイン滴Ｍ以降に生成される小液滴Ｄｓをサテライト滴Ｓ（Ｓ１〜Ｓ４）と呼ぶ。
【００１３】
インクジェット技術の安定吐出状態では、サテライト滴Ｓは比較的発生しやすい。従来のインクジェット技術では、サテライト滴Ｓが発生しない条件を探すか、サテライト滴Ｓがメイン滴Ｍに追い付いて一体になった状態でターゲットに着弾する条件を探している。サテライト滴Ｓの形成は、液Ｌの物性値やインクジェットヘッド１０の駆動条件によっても異なる。インクジェット技術では、メイン滴Ｍのみならず、サテライト滴Ｓを形成することにおいても、液Ｌの物性値とインクジェットヘッド１０の駆動条件が所定の状態のサテライト滴Ｓを形成するように適正化（最適化）されているならば、サテライト滴Ｓの生成を含めた液滴Ｄの生成がなされる再現性は非常に高いことが知られている。
【００１４】
以下の実施形態にかかるドット形成システム１ａ〜１ｃは、サテライト滴Ｓを含めたインクジェット技術の再現性の高さを利用したものであり、安定してサテライト滴Ｓを形成することにより、微細なドットを形成することができるものである。したがって、より安定したドットあるいは微細な配線などを形成するために、本例では、インクジェット技術により安定して発生することができるサテライト滴Ｓを積極的に利用して（発生させて）、微細なドットを形成するようにしている。ノズルＮから吐出される液滴Ｄそのものを微細化したり、サテライト滴Ｓが発生しない吐出条件を検討するのではなく、サテライト滴Ｓを微細化することは、本実施形態において有効である。
【００１５】
すなわち、以下のシステムにおいては、ノズルＮから生成された液滴Ｄに含まれる小液滴Ｄｓ（メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ）の中で、希望する（所望する、目的とする）小液滴Ｄｓをターゲット１５０に対して未着にする（トラップする）ことにより、ターゲット１５０に着弾する小液滴Ｄｓを絞り込み、希望する（所望する、目的とする）残りの小液滴Ｄｓのみをターゲット１５０に着弾させる。このため、ほぼ均一であって、かつ、微細なドット径のドットを形成することができる。
【００１６】
なお、サテライト滴Ｓをより積極的に発生させるためには、種々の方法があるが、例えば、液滴Ｄの飛翔状態を観察しながら、以下に示すように、インクジェットヘッド１０の駆動条件や吐出条件などを設定することが好ましい。また、本例では、４つのサテライト滴Ｓ（Ｓ１〜Ｓ４）が形成されるように、ヘッド１０から液滴Ｄを吐出することを例にとって説明しているが、これは一例であり、以下に示すような条件を種々に設定することにより、形成されるサテライト滴Ｓの数を変えることも可能である。
【００１７】
（１）ヘッドコントローラによるインクジェットヘッドの駆動条件設定
・ヘッドの駆動電圧
・ヘッドの駆動波形
（２）インクジェットヘッドから吐出される液滴の形成条件設定
・メイン滴の飛翔速度が４ｍ／ｓ以上であること
・インクジェットヘッドのノズル径ｄに対する液柱の長さＷＬが、ＷＬ＞３ｄの条件を満たすこと
【００１８】
なお、インクジェット技術を用いたパターン形成においては、サテライト滴Ｓが生成される条件では、メイン滴Ｍがターゲット１５０上に着弾した後、メイン滴Ｍよりも飛翔速度の遅いサテライト滴Ｓがターゲット１５０上に着弾する。このため、インクジェットヘッド１０および／またはターゲット１５０を移動させながらドットを形成（描画）する場合、メイン滴Ｍの着弾位置とサテライト滴Ｓの着弾位置との間に差が生じる。この着弾位置の差は、インクジェットヘッド１０および／またはターゲット１５０の移動速度（相対的な移動速度）が速ければ速いほど大きくなる。したがって、特に、産業用途にインクジェット技術を応用しようと考える場合には、この着弾位置のずれにより、目的の性能が出せないなどの問題につながる可能性がある。以下に示すシステム１ａ〜１ｃにおいては、着弾する液滴を絞ることにより、このような問題の解決も合わせて図ることが可能となる。
【００１９】
すなわち、以下の実施形態にかかるドット形成システム１ａ〜１ｃによれば、希望する（所望する、目的とする）小液滴Ｄｓのみをターゲット１５０に着弾させることができる。このため、ほぼ均一な微細なドット径のドットを形成することができるだけでなく、着弾位置のずれが抑制され、着弾位置の差によるドットの乱れを抑制できる。以下の実施形態にかかるドット形成システム１ａ〜１ｃによれば、産業用途にインクジェット技術を応用する際の大きな課題解決の手段となりうる。
【００２０】
以下に、このシステムにかかるいくつかの実施形態のドット形成システムを説明する。これらのドット形成システムは、インクジェットヘッド１０と、このインクジェットヘッド１０から吐出された液滴Ｄの一部、例えば、複数の小液滴（メイン滴Ｍおよび少なくとも１つのサテライト滴Ｓ）Ｄｓのうちの少なくとも１つをターゲット１５０に対して未着にさせる装置２０とを有する。また、以下に説明する本実施形態のドット形成方法は、例えば、以下に説明する実施形態のドット形成システムを用いることにより実現可能である。
【００２１】
図２は、第１の実施形態にかかるドット形成システム１ａを模式的に示している。図３は、図２のドット形成システム１ａの液滴の吐出およびトラップに関する構成を主に抜き出して模式的に示している。ドット形成システム１ａの一例は、微細な模様あるいは構造を基板上あるいは記録媒体（例えば紙、用紙）に形成するための製造装置あるいはプリンタである。基板の一例は、ドットにより回路を形成する回路基板である。基板の他の例は、ドットにより微細構造を形成するＭＥＭＳ基板である。基板は、半導体チップ、ＤＮＡチップなどであっても良い。記録媒体の一例は、模造防止を必要とする紙のようなものであり、目に見えにくいような微細な模様を形成することにより、模造品を判別したり、複製を抑制することが可能となる。
【００２２】
このドット形成システム１ａは、ターゲット、例えば、基板１５０に対してノズルＮから液滴Ｄを吐出するインクジェットヘッド１０と、このインクジェットヘッド１０から吐出された液滴Ｄの一部、例えば、複数の小液滴（メイン滴Ｍおよび／またはサテライト滴Ｓ１〜Ｓ４）Ｄｓのうちのいくつかを基板１５０に対して未着にさせる装置２０とを有している。インクジェットヘッド１０は、例えば、下方（鉛直方向下側）に液滴Ｄを吐出するように配置されている。すなわち、インクジェットヘッド１０は、ノズル面Ｆが下側を向くように配置されている。本例では、インクジェットヘッド１０として、例えば、ピエゾ方式のヘッドを用いている。
【００２３】
本例の装置２０は、液滴Ｄの一部、例えば、複数の小液滴（メイン滴Ｍおよび／またはサテライト滴Ｓ１〜Ｓ４）Ｄｓのうちのいくつかが基板１５０に対して未着になるように、液滴Ｄの一部をノズルＮからターゲット１５０に至る飛翔経路Ｐから除去する除去装置３０を備えている。したがって、除去装置３０は、一般に、飛翔経路Ｐを望む位置に配置され、飛翔経路Ｐに対し交差した位置から飛翔経路Ｐを通過する液滴Ｄ（例えば、メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ）に、以下に示す方法によりアクセスできるようになっている。典型的には、除去装置３０は、ノズルＮの先端から、０．２〜５．０ｍｍ程度離れた位置に設けることが好ましい。
【００２４】
本例の除去装置３０は、レーザーを照射する照射ユニット（照射装置）３１を備えている。照射ユニット３１は、インクジェットヘッド１０のノズルＮからの液滴Ｄの吐出方向と交差する方向、例えば、直交する方向（本例では、水平方向）から、レーザーを照射し、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部を蒸発させる。照射ユニット３１は、図示していないが、半導体レーザー発光源などのレーザー光を生成するソースと、レーザー光を所定の方向に導いて外部に出力する導波管などのレーザー光を出力するため部品を含む。さらに、照射ユニット３１は、この照射ユニット３１の位置および照射方向、すなわち、高さ方向（Ｚ方向）、横方向（Ｘ方向）、縦方向（Ｙ方向）の位置を調整するための調整機構３２を有している。したがって、照射ユニット３１は、飛翔経路Ｐを通過する液滴Ｄのうち、経路Ｐの中の所定の位置を通過する液滴Ｄに対しレーザーが照射されるように調整することができる。
【００２５】
このドット形成システム１ａは、さらに、照射ユニット３１により蒸発させた液滴（液滴Ｄの一部）の蒸気を吸収する吸収装置（気化液吸収装置）４０を備えている。吸収装置４０としては、例えば、蒸発した（気化した）液Ｌを吸気ファンなどにより吸引する機構を含むものが好ましい。
【００２６】
また、このドット形成システム１ａは、さらに、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの飛翔状態を観察する観察装置６０を有している。観察装置６０は、ストロボ部６１と、ＣＣＤおよびズームレンズを含む液滴観察ユニット６２と、モニタ６３とを備えている。観察装置６０により、液滴Ｄの飛翔状態を観察しながら、ヘッド１０の駆動条件、吐出条件を変えることにより、サテライト滴Ｓを積極的に発生させる条件を設定することができる。また、液滴Ｄの一部にレーザーを照射して蒸発除去するタイミングを設定し、蒸発除去される様子を観察し、確認することができる。
【００２７】
このドット形成システム１ａは、さらに、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液滴Ｄを吐出するタイミングと、除去装置３０が液滴Ｄの一部を除去するタイミングとを同期して制御する制御装置５０を有している。制御装置５０は、インクジェットヘッド１０の動作を制御するヘッド制御部（ヘッドコントローラ、第１の制御ユニット）５１と、除去装置３０が備える照射ユニット３１の動作を制御する照射ユニット制御部（レーザ制御部、第２の制御ユニット）５２と、観察装置６０が備えるストロボ部６１の動作を制御するストロボ制御部（ストロボコントローラ）５８とを備えている。
【００２８】
ヘッド制御部５１は、インクジェットヘッド１０のノズルＮからの液滴Ｄの吐出タイミングを生成し、ノズルＮから液滴を吐出するためにピエゾ素子などの駆動手段を駆動する駆動パルス（ヘッド駆動信号）Ｈｓを供給する機能を含む制御を行う。このため、ヘッド制御部５１は、駆動パルスＨｓの電圧、パルス形を含む、インクジェットヘッド１０の駆動条件を設定する機能（制御部）を含んでいる。ストロボ制御部５８は、ストロボ部６１からのストロボの照射タイミングを含む制御を行う。ヘッド制御部５１からヘッド１０へ供給されるヘッド駆動信号（または、ヘッド駆動信号と同期したヘッド駆動同期信号）Ｈｓは、ヘッド制御部５１から、ストロボ制御部５８の入力側５８ａに送信される。ストロボ制御部５８では、ヘッド駆動信号Ｈｓと同期したストロボ駆動信号が生成され、出力側５８ｂから、ストロボ部６１に送信される。したがって、ヘッド駆動信号Ｈｓに同期して、ストロボ部６１が発光し、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄが液滴観察ユニット６２により撮影され、モニタ６３に、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの飛翔状態が表示される。
【００２９】
照射ユニット制御部５２は、照射ユニット３１からのレーザーの照射タイミングを含む制御を行う。照射ユニット制御部５２へは、ヘッド制御部５１から直にまたはインクジェットヘッド１０を介してヘッド駆動信号Ｈｓが供給される。照射ユニット制御部５２は、ヘッド駆動信号Ｈｓに同期してレーザー駆動信号を出力する。そのため、照射ユニット制御部５２は、レーザー照射の発射タイミングを決定する機能（レーザー発射タイミング制御部）と、レーザー強度（例えば、照射時間および発光強度）を設定する機能（発光時間制御部）とを含んでいる。レーザー光の伝達速度は、液滴Ｄの飛翔速度より早いので、一般に、レーザー光の発射タイミングは、ヘッド駆動信号Ｈｓにより与えられる吐出タイミングよりも遅くて良く、レーザー発射タイミング制御部は、所定の遅延を加えてレーザー駆動信号を生成する。このため、ヘッド駆動信号Ｈｓに基づき（同期して）、照射ユニット３１から、所定の強度（照射時間および発光強度）のレーザー光が射出され、インクジェットヘッド１０のノズルＮからの液滴Ｄの一部にそのレーザー光が照射される。
【００３０】
レーザー照射のタイミングの制御は、モニタ６３上で液滴Ｄの飛翔状態を観察しながら行うことが可能である。また、液滴Ｄの一部がレーザー照射により除去される様子もモニタ６３により確認することが可能である。確実に、所望の小液滴（残りの小液滴）Ｄｓを、基板１５０上に着弾させることができる。
【００３１】
本例のドット形成システム１ａでは、除去装置３０および制御装置５０により、インクジェットヘッド１０のノズルＮからの液滴Ｄの吐出タイミングに同期したタイミングで照射ユニット３１からのレーザーを出力し、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部、例えば、少なくとも１つの小液滴Ｄｓにレーザーを当てて蒸発除去させる。したがって、ドット形成システム１ａでは、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液滴Ｄが吐出される毎に、除去装置３０により、液滴Ｄに含まれるメイン滴Ｍおよび／または複数のサテライト滴Ｓ１〜Ｓ４のうちの決められた滴、例えば、メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３が蒸発除去されるようにすることができる。
【００３２】
このため、これらのメイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３は飛翔経路Ｐから除去され、基板１５０に対して未着になる。したがって、基板１５０には、サテライト液Ｓ４のみが着弾し、サテライト液Ｓ４のみにより、基板１５０の上に模様や回路などが形成される。したがって、基板１５０に模様や回路などを形成するジョブにおいては、インクジェットヘッド１０のノズルＮからサテライト液Ｓ４のみが吐出されているのと等価となる。このため、ノズルＮから液滴Ｄを吐出するヘッド１０を用いて、ノズルＮから吐出される液滴Ｄの数分の１の液量の液滴による印刷、加工などが可能なシステム１ａを提供できる。
【００３３】
さらに、このシステム１ａにおいては、除去装置３０により蒸発させた液滴（本例では、メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３）の蒸気を吸収する吸収装置（気化液吸収装置）４０を備えている。レーザーにより液滴を完全に蒸発させることができれば、その気体が凝結などしないかぎり基板１５０に対する影響は少ないと考えられる。しかしながら、液滴の一部が蒸発したことにより、液滴がミスト化したりする可能性があり、除去対象の液滴をすべて完全に蒸発させることは難しいケースがある。このシステム１ａでは、吸収装置４０を用意し、ミスト化した液滴も含めて吸収除去することができる。このため、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄのうちの一部（本例では、メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３）は、ノズルＮから基板１５０に至る飛翔経路Ｐから確実に除去（消去）でき、基板１５０に対する影響が表れることを抑制できる。したがって、基板１５０には、残りのサテライト滴Ｓ４のみを着弾させ、より確実に微細なドットを形成できる。
【００３４】
なお、除去装置３０は、液滴Ｄの一部を除去し、ターゲット１５０に対して未着にさせるものであればよい。すなわち、除去装置３０は、メイン滴Ｍにレーザーを照射し、ターゲット１５０に対して未着にさせるものであってもよい。また、複数（ｎ個）のサテライト滴Ｓが形成される場合には、除去装置３０は、１〜ｎ個のサテライト滴Ｓにレーザーを照射し、ターゲット１５０に対して未着にさせるものや、メイン滴Ｍと少なくとも１つのサテライト滴Ｓとにレーザーを照射し、ターゲット１５０に対して未着にさせるものであってもよい。
【００３５】
また、このレーザーを用いた除去装置３０は、小液滴Ｄｓだけでなく、液柱ＬＣの状態でも、その一部または全部を除去する（蒸発させる）ことができる。したがって、このレーザーを用いた除去装置３０は、必ずしも、液滴Ｄが分離するのを待ってからレーザーを照射するという必要はなく、液柱ＬＣの一部または全部を除去する場合にも有効である。
【００３６】
液滴Ｄのうちのどの部分（小液滴Ｄｓおよび／または液柱ＬＣ）を未着にさせるかは、例えば、制御装置５０のプログラムにより、任意に設定できる。また、例えば、レーザーを照射するタイミングを変えることにより、レーザーを照射して除去する対象となる小液滴Ｄｓおよび／または液柱ＬＣを動的に変更することも可能である。このため、ヘッド１０のノズルＮからは一定の液滴Ｄを安定した条件で吐出させ、除去する小液滴Ｄｓおよび／または液柱ＬＣを変えることにより、基板１５０に生成される線幅を動的に制御したり、基板１５０に形成される構造のサイズを動的に制御することが可能となる。
【００３７】
図４は、ドッド形成方法の一例を説明するためのフローチャートである。ドット形成システム１ａを用いたドッド形成方法においては、まず、ステップ２０１において、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液滴Ｄを吐出する。ヘッド駆動信号Ｈｓに基づき（同期させ）、レーザー照射タイミングとなったときに、ステップ２０２において、照射ユニット３１から液滴Ｄのうちのメイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３に向けてレーザーを照射し、液滴Ｄのうちのメイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３を飛翔経路Ｐから除去する。したがって、ステップ２０３において、残りの液滴、上記の例ではサテライト滴Ｓ４が基板１５０に着弾する。このようにすることにより、ノズルＮより吐出された液滴Ｄよりも小さい、サテライト滴Ｓ４に相当するドットを、基板１５０に形成することができる。
【００３８】
図５は、ドット形成システム１ａの制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。制御装置５０においては、まず、ステップ２１１において、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液滴Ｄが吐出されることを判断する。吐出タイミングがわかると、そのタイミングに基づきステップ２１２において、照射ユニット３１からレーザーを照射するタイミングを判断する。ステップ２１２において、メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３に向けてレーザーを照射するタイミングとなると、ステップ２１３において、レーザーが照射され、それによりメイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３が除去される。
【００３９】
以上にように、本例のドット形成システム１ａおよびドット形成方法によれば、ヘッドのノズルＮから吐出される液滴Ｄのサイズが従来と同じであっても、より微細なドットを基板１５０上に形成することができる。また、本例のドット形成システム１ａおよびドット形成方法によれば、液滴Ｄのうちの所望する一部（例えば、複数の小液滴（メイン滴Ｍおよび／またはサテライト滴Ｓ１〜Ｓ４）Ｄｓのうちの所望する少なくとも１つの小液滴Ｄｓ）を選択的に除去する。このため、微細なドットでありながら、精度よく大きさが制御されたドットを形成することができる。さらに、本例のドット形成システム１ａおよびドット形成方法によれば、サテライト滴Ｓを積極的に発生させ、複数の小液滴（メイン滴Ｍおよび／またはサテライト滴Ｓ１〜Ｓ４）Ｄｓのうちの所望する少なくとも１つの小液滴Ｄｓを除去することもできるため、メイン滴とサテライト滴との着弾位置に差により生じるドットの乱れを抑制できる。
【００４０】
また、本例のドット形成システム１ａによれば、液滴Ｄの飛翔状態をモニタ６３で観察しながら、インクジェットヘッド１０の駆動条件の最適化を行い、液Ｌが所望の状態（例えば、所望のメイン滴とサテライト滴とができる状態）で安定して吐出する条件を設定することができる。さらに、ヘッド駆動信号Ｈｓを利用することにより、液滴Ｄのうちの不要な部分を液滴飛翔中（飛翔経路Ｐ内）において、比較的容易に除去（トラップ）することができる。
【００４１】
図６は、ドット形成システム１ａの変形例を模式的に示している。直径（φ）が２μｍ以下の液滴Ｄは、空気中に浮遊してミスト化しやすい。したがって、本実施形態および以下に説明するドット形成システムおよびドット形成方法では、インクジェットヘッド１０から吐出する液滴Ｄのサイズは、φ２〜２００μｍ程度であることが好ましい。さらに、液滴Ｄのサイズが下限に近いと、飛翔経路Ｐの環境（重力、風など）の影響を受けやすい。また、液滴Ｄの一部を除去した小液滴Ｄｓは、さらに飛翔経路Ｐの環境の影響を受けやすい。
【００４２】
このため、図６に示したドット形成システム１ａは、さらに、バッテリー７０と、インクジェットヘッド１０のノズルＮの先方（下方）に設けられた筒状の第１の電極（帯電電極（荷電電極））７１と、基板１５０のインクジェットヘッド１０とは反対側、すなわち、下側に設けられた第２の電極（転写電極（加速電極））７２とを有する。第１の電極７１の上下方向における高さ位置は、例えば、ノズルＮの先端と除去装置３０との間とすることができる。ノズルＮを第１の電極として用いることも可能である。なお、第１の電極７１の上下方向における高さ位置は、除去装置３０と基板１５０との間であってもよい。
【００４３】
第１の電極７１は、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄを第１の電位、本例では、プラス電位（正の電位）に帯電させる。典型的には、第１の電極７１は、バッテリー７０の正極と接続される。第２の電極７２は、バッテリー７０の負極と接続されており、第２の電位、本例では、マイナス電位（負の電位）に基板１５０を帯電させる。基板１５０が導電性でなければ、基板１５０の裏側に第２の電極７２を広げ、基板１５０を透過して電界が形成されるようにしても良い。なお、第１の電極７１をマイナス電位、第２の電極をプラス電位としてもよい。
【００４４】
この例のシステム１ａでは、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄはプラスに帯電し、マイナスに帯電された第２の電極の方向に引きよせられる（力が働く）。このため、微小な液滴Ｄｓであっても、飛翔経路Ｐにおける空気抵抗による減速を抑制でき、飛翔液滴速度の低下を抑制できる。したがって、液滴Ｄの直進性を向上させることができ、ミスト化を防止し、さらに、基板１５０の上面のうちの、より正確な位置に、液滴Ｄの所望の一部（目的とする残りの液滴、本例では小液滴Ｓ４）を着弾させることができる。しかも、飛翔経路Ｐにおける空気の流れなどの影響を受けにくいため、安定した形状の微細なドットを形成することができる。
【００４５】
本例あるいは以下に説明するドット形成システム１ａ〜１ｃでは、飛翔液滴Ｄ（飛翔小液滴Ｄｓ）のサイズが小さいことが多い。このため、ノズルＮと基板１５０との間のギャップＰが大きな場合には、空気抵抗に負けて、残りの液滴（小液滴）Ｄｓが、基板１５０に着弾する前に浮遊してしまうおそれがある。したがって、飛翔液滴Ｄ（飛翔小液滴Ｄｓ）を帯電させ、飛翔経路Ｐ（空気中）において、減速を抑制または再加速させる構成をドット形成システム１ａ〜１ｃに適用することは、目的とする残りの液滴を確実に基板１５０に着弾させる方法として有効である。
【００４６】
図７は、第２の実施形態にかかるドット形成システム１ｂの一部分を模式的に示している。図８は、図７のドット形成システム１ｂに適用可能なディスクの一例を模式的に示している。図９は、図８のディスクの一部分を拡大して示している。
【００４７】
本例のドット形成システム１ｂは、第１の実施形態のレーザー光を用いた除去装置３０の代わりに、ディスクを用いた除去装置８０を備えている。除去装置８０は、旋回中心を中心として放射状に所定のパターンで設けられた複数のスリット８４を含むディスク（円盤）８１と、このディスク８１を旋回中心の周りに回転駆動させるためのモータ８２とを備えている。モータ８２としては、ステッピングモータやサーボモータなどの応答性が高く、回転速度を精度良く制御できるモータを用いることが好ましい。
【００４８】
本例のドット形成システム１ｂが備える制御装置５０は、照射ユニット制御部（レーザ制御部）５２の代わりに、ディスク８１の複数のスリット８４の通過をセンサ（エンコーダ）８３により検出するタイミング制御部（第３の制御ユニット）５３を備えている。ヘッド制御部５１は、エンコーダ８３からの信号、または、タイミング制御部５３からの信号に同期して吐出タイミングを定めてヘッド駆動信号Ｈｓを出力する。そして、ディスク８１により、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部を除去することを可能とする。制御装置５０は、さらに、モータ８２の回転を制御するモータ制御部５９とを備えている。モータ制御部５９は、エンコーダ８３からの信号によりヘッド駆動信号Ｈｓを出力するタイミングを微調整したり、ディスク８１により除去する小液滴Ｄｓに合わせて回転速度を調整したりするために、タイミング制御部５３および／またはヘッド制御部５１との間で信号が交換できるようになっていても良い。
【００４９】
本例のシステム１ｂでは、タイミング制御部５３からのエンコード出力により、ディスク８１のスリット８４がノズルＮの下を通過し、飛翔経路Ｐを横断するタイミングが判明する。ディスク８１の互いに隣り合うスリット８４の間の部分（スリット８４が設けられていない部分、液滴捕獲可能部分）８５が飛翔経路Ｐを通過するタイミングが判明すると言っても良い。したがって、スリット８４または捕獲可能部分８５の通過と、インクジェットヘッド１０のノズルＮからの液滴Ｄの吐出タイミングとを同期させることにより、液滴捕獲可能部分８５において、複数の小液滴（メイン滴Ｍおよび／またはサテライト滴Ｓ１〜Ｓ４）Ｄｓのうちのいくつかを捕獲し、残りの小液滴Ｄｓがスリット８４を通過して基板１５０に着弾するようになっている。
【００５０】
例えば、上記の説明と同様に、メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３を液滴捕獲可能部分８５において捕獲し、これらの小液滴Ｄｓが基板１５０に対して未着になるように制御できる。サテライト滴Ｓ４のみがスリット８４を通過し、基板１５０に着弾する。そのため、本例のシステム１ｂでは、センサ８３からの信号は、インクジェットヘッド１０の吐出開始トリガ信号として使用される。インクジェットヘッド１０の吐出タイミングは、モータ制御部５９により回転が制御されたディスク８１から出力されるトリガ信号を制御（例えば遅延制御）することにより、比較的容易に、トラップタイミング（所望の小液滴Ｄｓの捕獲タイミング）を最適化することができる。したがって、システム１ａと同様に、液滴Ｄを吐出するヘッド１０を用いて、液滴Ｄの数分の１の液量のドットを基板１５０に形成することが可能となる。なお、ディスク８１により捕獲する液滴Ｄの一部（小液滴Ｄｓ）は、メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３に限定されるものではなく、任意に決定できる。
【００５１】
図１０は、図７のドット形成システム１ｂに適用可能なディスクの他の例を模式的に示している。図１１は、図１０のディスクの一部分を拡大して示している。ドット形成システム１ｂは、ディスク８１と置換して、図１０および図１１に示すような、ディスク８６を用いることもできる。
【００５２】
ディスク８６は、放射状に所定のパターンで設けられた複数のスリット８４と、複数のスリットの間（液滴捕獲可能部分）８５にそれぞれ設けられた凹状の複数の受け部８７と、ディスク８６の中心あるいはその近傍に設けられた凹状の廃液集約部８８と、複数の受け部８７からそれぞれ廃液集約部８８に向かって放射状に延びる溝状の複数の廃液流路８９とを含んでいる。このようにすることにより、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部を、受け部８７で捕獲し、受け部８７で捕獲した液Ｌを、廃液流路８９を介して、廃液集約部（ディスクの中心あるいはその近傍）８８に集めることができる。なお、受け部８７で捕獲した液Ｌを集約しやすいように、廃液流路８９は、廃液集約部８８に向けて傾斜していてもよい。また、廃液を良好に回収するために、廃液集約部８８と廃液タンク９１とをチューブ９３などで接続し、その間に、ポンプ９２を設けてもよい。ポンプ９２によって発生する吸引力により、タンク９１に廃液を集めることができる。
【００５３】
図１２は、図７のドット形成システム１ｂに適用可能なディスクのさらに他の例を模式的に示している。図１３は、図１２中のXIII−XIII線に沿って切断して示す断面図である。
【００５４】
ディスク９５は、ディスク８６と同様、放射状に所定のパターンで設けられた複数のスリット８４と、互いに隣り合うスリット８４の間（液滴捕獲可能部分）８５にそれぞれ設けられた凹状の複数の受け部８７と、ディスク９５の中心あるいはその近傍に設けられた凹状の廃液集約部８８（図１２では図示せず）と、複数の受け部８７からそれぞれ廃液集約部８８に向かって放射状に延びる溝状の複数の廃液流路８９とを含んでいる。
【００５５】
これに加え、このディスク９５では、スリット８４と受け部８７との間（液滴捕獲可能部分８５の一部）に、撥水処理が施されている。例えば、スリット８４と受け部８７との間には、撥水処理膜（撥水処理部）９６が設けられている。また、複数の受け部８７には、撥水処理膜（撥水処理部）９６の側に、底側に傾斜するテーパ（テーパ部、テーパ面）９７が形成されている。複数の受け部８７には、親水処理が施されている。例えば、複数の受け部８７には、親水処理膜（親水処理部）９８が設けられている。このようにすることにより、スリット８４と受け部８７との間において液滴Ｄの一部を捕獲したとしても、捕獲した液滴Ｄの一部（廃液）を受け部８７に集め易くすることができる。
【００５６】
図１４は、図７のドット形成システム１ｂに適用可能なディスクのさらに他の例を模式的に示している。ディスク１１０は、放射状に所定のパターンで設けられた複数のスリット８４と、互いに隣り合うスリット８４の間（液滴捕獲可能部分）８５にそれぞれ設けられた凹状の複数の受け部８７と、ディスク１１０の中心あるいはその近傍に設けられた廃液集約部（廃液集約用の空間）８８と、複数の受け部８７からそれぞれ廃液集約部８８に向かって放射状に延びるトンネル状の複数の廃液流路８９とを含んでいる。また、廃液集約部８８と廃液タンク９１とは、チューブ９３などで接続されており、その間に、ポンプ９２が設けられている。複数の受け部８７は、開口（吸引口、インク吸引口、廃液吸引口）８９ａを介して、それぞれ、トンネル状の複数の廃液流路（廃液吸引路）８９と接続されている。
【００５７】
また、ディスク１１０の回転速度によっては、遠心力により、ディスク１１０の周部（周縁）に廃液が集まることがある。このため、このディスク１１０は、周部（周縁）に、複数の受け部８７とそれぞれ連続している円周状の廃液回収溝１１１を有している。廃液集約部８８と廃液タンク９１とをチューブ９３などで接続し、その間に、ポンプ９２を設けることにより、廃液回収溝１１１に溜まった廃液を、トンネル状の複数の廃液流路（廃液吸引路）８９および廃液集約用の空間８８を介して、タンク９１に集める（吸引する）ことができる。
【００５８】
なお、他の構成は、上述した第２の実施形態のシステム１ｂと同様であるため、重複する説明は省略する。
【００５９】
図１５は、ドット形成システム１ｂの制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。制御装置５０は、まず、ステップ２２１において、ディスク８１（ディスク８６）を所定の速度で回転させる。エンコーダ８３でディスク８１のスリット８４の通過を検出し、ステップ２２２において、ノズルＮから液滴Ｄが吐出されたときに、飛翔経路Ｐを横切るディスク８１により所望の小液滴Ｄｓがキャッチ（トラップ）され、所望の小液滴Ｄｓがディスク８１を通過するタイミングになると、ステップ２２３において、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液滴Ｄを吐出させる。インクジェットヘッド１０の吐出タイミングと、モータ制御部５９によりディスク８１の回転数とを制御することにより、比較的容易に、トラップタイミング（所望の小液滴Ｄｓの捕獲タイミング）の最適化を行うことができる。ディスク８１の回転数制御は、液滴Ｄの飛翔観察を行いながら、位相制御を行うことにより比較的簡単に実現できる。
【００６０】
以上のように、本例のドット形成システム１ｂおよびドット形成方法によれば、飛翔経路Ｐの途中において、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液滴Ｄの一部を捕獲することができる。したがって、本例のドット形成システム１ｂおよびドット形成方法においても、従来と同じ大きさの液滴を吐出するヘッド１０を用いて、より微細なドットを基板１５０上に形成できる。ディスク８１の回転速度を変えたり、ノズルＮから液滴を吐出するタイミングを変えたりすることにより、本例のドット形成システム１ｂにおいても、ノズルＮから吐出される液滴Ｄにより形成されるドットよりも小さなドットを、再現性良く形成することができる。さらに、本例のドット形成システム１ｂにおいても、メイン滴Ｍとサテライト滴Ｓとの着弾位置の差により生じるドットの乱れを抑制できる。
【００６１】
図１６は、ドット形成システム１ｂの変形例を模式的に示している。このドット形成システム１ｂは、さらに、インクジェットヘッド１０のノズルＮの先方（下方）に設けられ、基板１５０に向けて飛翔中の液滴Ｄ（あるいは小液滴Ｄｓ）を通過させる筒状部材（液滴通過用保護部材、液滴通過用スリット部材）９０を有する。筒状部材９０の上下方向における高さ位置は、ノズルＮの先端とディスク８１との間とすることが好ましい。また、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの飛翔状態を観察できる様にするため、筒状部材９０は透明部材で形成することがさらに好ましい。
【００６２】
ドット形成システム１ｂでは、ディスク８１（スリット８４）の回転により、飛翔経路Ｐにおいて、気流が発生することがある。このような場合であっても、飛翔中の液滴Ｄ（あるいは小液滴Ｄｓ）は、筒状部材９０にガードされるため、飛翔経路Ｐにおける空気の流れなどの影響を受けにくくなる。したがって、ディスク８１（スリット８４）が回転する際に発生する気流により、液滴Ｄ（あるいは小液滴Ｄｓ）の飛翔乱れが発生することを抑止できるため、より安定した形状の微細なドットを形成することができる。
【００６３】
なお、筒状部材９０は、第１の実施形態にかかるドット形成システム１ａや、以下に説明するドット形成システム１ｃに適用することも可能である。さらに、筒状部材９０は、第１の実施形態で説明した第１の電極７１（帯電電極）として応用（適用）することも可能である。
【００６４】
図１７は、第３の実施形態にかかるドット形成システム１ｃの一部分を模式的に示している。本例のドット形成システム１ｃは、レーザー光を用いた第１の実施形態の除去装置３０の代わりに、トラップ用インクジェットヘッド１０１を備えた除去装置１００を有する。トラップ用ヘッド１０１は、基本的には、インクジェットヘッド１０と同形状であって、このトラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔから吐出させた液滴Ｄｔを、飛翔経路Ｐを通過している、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部に衝突させることができるように配置されている。本例では、トラップ用インクジェットヘッド１０１は、インクジェットヘッド１０と交差する、例えば、直交する方向に配置されている。また、このトラップ用インクジェットヘッド１０１は、このトラップ用インクジェットヘッドの位置、すなわち、高さ方向（Ｚ方向）、横方向（Ｘ方向）、縦方向（Ｙ方向）の位置を調整するための調整機構１０２を有している。
【００６５】
また、除去装置１００は、さらに、トラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔから吐出された液滴Ｄｔおよびインクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部を回収するための液滴回収部材（ガター部材）１０３を備えている、液滴回収部材１０３は、トラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔと対向する位置に配置されている。
【００６６】
さらに、本例のドット形成システム１ｃが備える制御装置５０は、照射ユニット制御部（レーザ制御部）５２の代わりに、トラップ用インクジェットヘッド１０１の動作を制御するトラップヘッド用制御部（トラップ用ヘッドコントローラ、第４の制御ユニット）５４を備えている。トラップヘッド用制御部５４は、ヘッド駆動信号Ｈｓを利用してトラップ用インクジェットヘッド１０１の吐出タイミングを決定する（遅延する）機能（制御部）と、トラップ用インクジェットヘッド１０１の駆動条件を設定する機能（制御部）とを含んでいる。トラップヘッド用制御部５４は、ヘッド制御部５１と電気的に接続されており、ヘッド１０におけるヘッド駆動信号Ｈｓが入力される。
【００６７】
ドット形成システム１ｃは、上記の例と同様に、メイン滴Ｍと、サテライト滴Ｓ１〜Ｓ３を除去するように制御することができる。また、上記のシステムでも可能であるが、システム１ｃは、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部として、例えば、メイン滴Ｍを回収するように、制御装置５０により制御できる。すなわち、トラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔから吐出された液滴Ｄｔを、メイン滴Ｍ（インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出され、その後、メイン滴Ｍとして分離した状態で飛翔経路Ｐを飛翔している小液滴Ｄｓ）に衝突させるように、制御装置５０により制御されている。なお、除去する液滴Ｄの一部（小液滴Ｄｓ）は、メイン滴Ｍに限定されるものではなく、任意に決定できる。
【００６８】
本例のドット形成システム１ｃの制御方法は、基本的には、第１の実施形態のドット形成システム１ａの制御方法と同様である。すなわち、まず、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液滴Ｄを吐出させる。ヘッド駆動信号Ｈｓに基づき（同期させ）、トラップ用インクジェットヘッド１０１の吐出タイミングとなったときに、トラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔから液滴Ｄｔを吐出させ、液滴Ｄの一部（例えば、メイン滴Ｍ）に衝突させる。このようにすることにより、トラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔから吐出された液滴Ｄｔおよびインクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部（例えば、メイン滴Ｍ）は、飛翔経路Ｐから外れるように向きが変えられ、トラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔと対向する位置に配置されている液滴回収部材１０３に回収（捕獲）される。残りの液滴Ｄｓ（サテライト滴Ｓ１〜Ｓ４）は、基板１５０に着弾し、ドットが形成される。なお、他の構成は、上述した第１の実施形態のシステム１ａと同様であるため、重複する説明は省略する。
【００６９】
以上のように、本例のドット形成システム１ｃは、トラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔから吐出された液滴Ｄｔを、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部に衝突させることにより、ノズルＮから基板１５０に至る飛翔経路Ｐから外れるように、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部の向きを変えることができる。したがって、従来と同じ大きさの液滴Ｄを吐出するヘッド１０を用いて、より微細なドットを基板１５０上に形成することができる。また、本例のドット形成システム１ｃにおいても、飛翔経路Ｐから衝突除去（トラップ）する小液滴を変えることにより、液滴Ｄにより形成されるドットよりも小さなドットであってサイズが精度良く制御されたドットを基板１５０に形成することができる。さらに、本例のドット形成システム１ｃにおいても、メイン滴Ｍとサテライト滴Ｓとの着弾位置の差により生じるドットの乱れを抑制できる。
【００７０】
上記に記載されたシステムは、ターゲットに対してノズルから液滴を吐出するヘッドと、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を前記ターゲットに対して未着にさせる手段とを有する。前記ヘッドのノズルから吐出された液滴は、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路においては複数の小液滴を含み、前記未着にさせる手段は、前記複数の小液滴の少なくとも１つを前記ターゲットに対して未着にさせることが望ましい。前記未着にさせる手段は、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、前記ターゲットに対して未着にさせるように、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路から除去する手段を含み、前記ヘッドのノズルから液滴を吐出するタイミングと、前記除去する手段が前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を除去するタイミングとを同期して制御する手段をさらに有することが望ましい。
【００７１】
前記除去する手段は、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を蒸発させるためのレーザーを照射する照射ユニットを備えていてもよい。前記照射ユニットは、前記ヘッドのノズルからの液滴の吐出方向と交差する方向からレーザーを照射し、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を蒸発させることが望ましい。さらに、蒸発させた液滴の蒸気を吸収する手段を有することが望ましい。
【００７２】
前記制御する手段は、前記ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第１の制御ユニットと、前記照射ユニットからのレーザーの照射タイミングを含む制御を行う第２の制御ユニットとを備えていることが有効である。
【００７３】
前記除去する手段は、放射状に所定のパターンで設けられた複数のスリットを含むディスクと、このディスクを回転駆動させるためのモータとを備えていてもよい。前記ディスクは、さらに、前記複数のスリットの間にそれぞれ設けられた凹状の複数の受け部と、中心あるいはその近傍に設けられた凹状の廃液集約部と、前記複数の受け部からそれぞれ前記廃液集約部に向かって放射状に延びる溝状の複数の廃液流路とを含むことが望ましい。また、前記制御する手段は、前記ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第１の制御ユニットと、前記ディスクの前記複数のスリットの通過をセンサにより検出して、前記ディスクが前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を除去するタイミングをエンコード出力する第３の制御ユニットとを備えていることが望ましい。
【００７４】
前記除去する手段は、前記ヘッドと交差する方向に配置されたトラップ用ヘッドであって、当該トラップ用ヘッドのノズルから吐出された液滴を前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部に衝突させるためのトラップ用ヘッドと、前記トラップ用ヘッドのノズルから吐出された液滴および前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を回収するための液滴回収部材とを備えていてもよい。前記制御する手段は、前記ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第１の制御ユニットと、前記トラップ用ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第４の制御ユニットとを備えていることが望ましい。請求項１ないし１２のいずれかにおいて、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の飛翔状態を観察する手段をさらに有することが望ましい。
【００７５】
このシステムは、前記ヘッドのノズルの先方に設けられた第１の電極であって、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴を第１の電位に帯電させる第１の電極と、前記ターゲットの前記ヘッドとは反対側に設けられた第２の電極であって、第２の電位に帯電された第２の電極とをさらに有することが有効である。また、システムは、前記ヘッドのノズルの先方に設けられ、前記ターゲットに向けて飛翔中の液滴を通過させる筒状部材をさらに有することが望ましい。
【００７６】
上記では、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を未着にさせる手段によりターゲットに対して未着にさせ、残りの液滴を前記ターゲットに着弾させることを含む、ドット形成方法が開示されている。前記ヘッドのノズルから吐出された液滴は、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路においては複数の小液滴を含み、前記着弾させることは、前記複数の小液滴の少なくとも１つを前記ターゲットに対して未着にさせ、残りの小液滴を前記ターゲットに着弾させることを含むことが望ましい。前記着弾させることは、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を蒸発させ、残りの液滴をターゲットに着弾させることを含むことが望ましい。また、前記着弾させることは、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を捕獲し、残りの液滴をターゲットに着弾させることを含むことが望ましい。また、前記着弾させることは、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路から外れるように向きを変え、残りの液滴をターゲットに着弾させることを含むことが望ましい。
【００７７】
上記では、ターゲットに対してノズルから液滴を吐出（放出）するヘッドと、このヘッドのノズルから吐出（放出）された液滴の一部をターゲットに対して未着にさせる手段とを有するシステムが開示されている。このシステムによれば、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、未着にさせる手段により、ターゲットに対して未着にさせるため、ターゲットには残りの液滴が着弾する。したがって、このシステムによれば、ターゲットに着弾する液量は、ヘッドの１ショットでの液滴の吐出量（一吐出動作当たりの液滴量）よりも少なくでき、ヘッドの吐出量よりもターゲットに着弾する液量を少なくすることができる。このため、ヘッドから吐出される液滴によるドットよりも微細なドットをターゲット上に形成することができる。
【００７８】
ターゲットに対してヘッドのノズルから液滴を吐出する技術の典型的なものはインクジェット技術である。このインクジェット技術のメリットの１つは再現性が高いことである。すなわち、使用する液の物性値とヘッド側の駆動条件とを制御することにより、１つのノズルから空気中に吐出（放出）される液滴のばらつきを小さくでき、安定した結果が得られる。したがって、このシステムによれば、ヘッドとして、インクジェットヘッドを用い、さらに、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、未着にさせる手段によって、同じ条件でターゲットに対して未着にさせることにより、微細なドットを、高い再現性で、ターゲット上に形成することができる。
【００７９】
未着にさせる手段の典型的なものは、複数の小液滴の一部を未着にさせることである。ヘッドの種類、ヘッドの駆動条件、あるいは使用する液の物性などによっては、ヘッドのノズルから吐出された液滴が、ノズルからターゲットに至る飛翔経路において、複数の小液滴を含む場合がある。この場合、未着にさせる手段は、ノズルから吐出された液滴の一部である複数の小液滴の少なくとも１つを、ターゲットに対して未着にさせるようにすることが好ましい。上述したように、インクジェット技術のメリットは再現性が高いことである。したがって、ヘッドのノズルから吐出された液滴が、ノズルからターゲットに至る飛翔経路において、複数の小液滴を含む状況（状態）の再現性も非常に高い。１つの（一塊の）液滴の一部をターゲットに対して未着にさせるよりも、複数に分かれた小液滴の少なくとも１つをターゲットに対して未着にさせる方が、容易であって再現性も高いことが多い。したがって、より微細なドットを、ターゲット上に、比較的容易に、高い再現性で形成することができる。
【００８０】
このシステムにおいて、未着にさせる手段は、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、ターゲットに対して未着にさせるように、ノズルからターゲットに至る飛翔経路から除去する手段を含むことが好ましい。未着にさせる手段は、ターゲットを飛翔経路から退避するように移動させ、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部をターゲットに対して未着にさせるような手段を含む。しかしながら、ターゲットの方が液滴に対して一般に面積が大きく、質量も大きい。したがって、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を飛翔経路から除去する手段の方が、ターゲットを移動することに対して（ターゲットを移動する手段よりも）タイミング調整が容易であり、そのための機構も簡易にできる。
【００８１】
ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を飛翔経路から除去する手段の典型的なものは、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を飛翔経路の途中で蒸発（消滅）させる手段、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を飛翔経路の途中で捕獲する手段、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を飛翔経路から外れるように向きを変える手段である。
【００８２】
このシステムは、さらに、ヘッドのノズルから液滴を吐出するタイミングと、除去する手段がヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を除去するタイミングとを同期して制御する手段を有することが好ましい。ヘッドのノズルからの液滴の吐出を、センサ、画像処理などにより検出して、除去する手段を起動しても良い。吐出するタイミングと、除去するタイミングとを同期して制御する手段を採用することにより、そのために液滴をモニタリングする機能を省略してもよく、微細ドットの再現性も向上しやすい。
【００８３】
除去する手段の一形態は、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を蒸発させるためのレーザーを照射する照射ユニットを備えているものである。ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、照射ユニットから照射するレーザーにより、ノズルからターゲットに至る飛翔経路の途中で蒸発（消滅）させる（蒸発（消滅）させるようにトラップする）ことができる。この場合、照射ユニットは、ヘッドのノズルからの液滴の吐出方向と交差する方向からレーザーを照射し、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を蒸発させることが好ましい。また、この場合、このシステムは、さらに、蒸発させた液滴の蒸気を吸収する手段を有することが好ましい。一旦、蒸発させた液滴がターゲットなどに付着するなどの影響を抑制できる。
【００８４】
除去する手段が照射ユニットを備えている場合、制御する手段は、ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第１の制御ユニットと、照射ユニットからのレーザーの照射タイミングを含む制御を行う第２の制御ユニットとを備えていることが好ましい。ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングと、照射ユニットからのレーザーの照射タイミングとを同期させ、液滴のうちのある一定の一部を除去するように、システムを制御することができる。照射タイミングに対して吐出タイミングを同期させてもよいが、液滴よりもレーザーの方が高速であり、射出制御が容易であることが多いため、吐出タイミングに対して照射タイミングを同期させることがさらに好ましい。
【００８５】
除去する手段の他の形態の１つは、放射状に所定のパターンで設けられた複数のスリットを含むディスクと、このディスクを回転駆動させるためのモータとを備えているものである。ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、ディスク（より詳しくは、互いに隣り合うスリットの間の部分、スリットが設けられていない部分、液滴捕獲可能部分）により、ノズルからターゲットに至る飛翔経路の途中で捕獲する（捕獲するようにトラップする）ことができ、ターゲットには、スリットを通過した残りの液滴を着弾させることができる。この場合、ディスク上（ディスクの周部）に捕獲した液が溜まるため、ディスクは、さらに、複数のスリットの間にそれぞれ設けられた凹状の複数の受け部と、中心あるいはその近傍に設けられた凹状の廃液集約部と、複数の受け部からそれぞれ廃液集約部に向かって放射状に延びる溝状（凹状）の複数の廃液流路とを含むことが好ましい。ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、スリットの間に設けられた受け部で捕獲し、受け部で捕獲した液を、廃液流路を介して、廃液集約部（ディスクの中心あるいはその近傍）に集めることができる。
【００８６】
除去する手段がディスクとモータとを備えている場合、制御する手段は、ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第１の制御ユニットと、ディスクの複数のスリットの通過をセンサにより検出して、ディスクが液滴の一部を除去（捕獲）するタイミングをエンコード出力する第３の制御ユニットとを備えていることが好ましい。ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングと、ディスクが液滴の一部を除去（捕獲）するタイミング、すなわち、吐出タイミングと、スリットの間の部分（液滴捕獲可能部分）の通過タイミングとを同期させ、液滴のうちのある一定の一部を捕獲するように、システムを制御することができる。この場合、吐出タイミングに対して、液滴捕獲可能部分の通過タイミング（ディスクが液滴の一部を除去可能なタイミング）あるいはスリットの通過タイミング（ディスクが残りの液滴を通過させることが可能なタイミング）を同期させてもよい。しかしながら、液滴よりもディスクの方が遅く、慣性モーメントも大きいので、基本的には、液滴捕獲可能部分の通過タイミング（ディスクが液滴の一部を除去可能なタイミング）あるいはスリットの通過タイミング（ディスクが残りの液滴を通過させることが可能なタイミング）に対して、吐出タイミングを同期させる方が好ましい。
【００８７】
除去する手段のさらに他の形態の１つは、ヘッドと交差する方向に配置されたトラップ用ヘッドであって、このトラップ用ヘッドのノズルから吐出された液滴をヘッドのノズルから吐出された液滴の一部に衝突させるためのトラップ用ヘッドと、トラップ用ヘッドのノズルから吐出された液滴およびヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を回収するための液滴回収部材（ガター部材）とを備えているものである。トラップ用ヘッドのノズルから吐出された液滴をヘッドのノズルから吐出された液滴の一部に衝突させることにより、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、ノズルからターゲットに至る飛翔経路から外れるように向きを変え、液滴回収部材において捕獲することができる。
【００８８】
除去する手段がトラップ用ヘッドと液滴回収部材とを備えている場合、制御する手段は、ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第１の制御ユニットと、トラップ用ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第４の制御ユニットとを備えていることが好ましい。ヘッドの液滴の吐出タイミングと、トラップ用ヘッドの液滴の吐出タイミングとを同期させ、ヘッドから吐出された液滴のうちのある一定の一部を除去するように（飛翔経路から外れるように）、システムを制御することができる。この場合、トラップ用ヘッドの液滴の吐出タイミングに対して、ヘッドの液滴の吐出タイミングを同期させてもよく、ヘッドの液滴の吐出タイミングに対して、トラップ用ヘッドの液滴の吐出タイミングを同期させてもよい。
【００８９】
また、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部をターゲットに対して未着にさせるためには、ヘッドのノズルから吐出された液滴の飛翔状態を観察できることは有効である。したがって、このシステムは、ヘッドのノズルから吐出された液滴の飛翔状態を観察する手段をさらに有することが好ましい。液滴の飛翔状態を観察する手段を設けることにより、安定した形状の微細なドットを形成することができる。
【００９０】
また、このシステムは、ヘッドのノズルの先方に設けられた第１の電極であって、ヘッドのノズルから吐出された液滴を第１の電位に帯電させる第１の電極と、ターゲットのヘッドとは反対側に設けられた第２の電極であって、第２の電位に帯電された第２の電極とをさらに有することが望ましい。ヘッドのノズルから吐出された液滴は、第１の電位に帯電し、第２の電位に帯電された第２の電極の方向に引きよせられるため、ヘッドのノズルから吐出された液滴の飛翔経路（空気中）における減速を抑制または再加速でき、液滴飛翔の直進性を向上できる。このため、より正確な位置に、残りの液滴を着弾させることができる。特に、ヘッドのノズルから吐出された液滴が飛翔経路において複数の小液滴を含む場合は、飛翔経路における直進性を向上することにより、飛翔経路における空気の流れなどの影響を受けにくくなり、安定した微細なドットを形成することができる。
【００９１】
また、このシステムは、ヘッドのノズルの先方に設けられ、ヘッドのノズルからターゲットに向けて飛翔中の液滴を通過させる筒状部材をさらに有していてもよい。飛翔中の液滴は、筒状部材にガードされ、飛翔経路における空気の流れなどの影響を受けにくくなる。したがって、安定した形状の微細なドットを形成することができる。
【００９２】
上記に開示された方法の１つは、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を未着にさせる手段によりターゲットに対して未着にさせ、残りの液滴をターゲットに着弾させること（着弾させる工程）を含む、ドット形成方法である。このドット形成方法によれば、従来よりも微細なドットをターゲット上に形成することができる。
【００９３】
上記着弾させること（着弾させる工程）の一形態は、以下の工程を含む。
（ａ１）ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を蒸発させ、残りの液滴をターゲットに着弾させること。
【００９４】
上記着弾させること（着弾させる工程）の他の形態は、以下の工程を含む。
（ａ２）ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を捕獲し、残りの液滴をターゲットに着弾させること。
【００９５】
上記着弾させること（着弾させる工程）のさらに他の形態は、以下の工程を含む。
（ａ３）ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、ノズルからターゲットに至る飛翔経路から外れるように向きを変え、残りの液滴をターゲットに着弾させること。
【００９６】
また、ヘッドのノズルから吐出された液滴が、ノズルからターゲットに至る飛翔経路において、複数の小液滴を含む場合、上記着弾させること（着弾させる工程）は、以下の工程を含むことが好ましい。
（ｂ）複数の小液滴の少なくとも１つをターゲットに対して未着にさせ、残りの小液滴をターゲットに着弾させること。
【００９７】
なお、上述した実施形態にかかるドット形成システム１ａ〜１ｃは、液Ｌとしてインクを用い、目的の記録媒体（ターゲット）１５０に、画像、文字などを含む微細な模様を高品質（高画質）で記録できる。また、これらのシステム１ａ〜１ｃは、導電性を有する液Ｌを用い、目的の基板（ターゲット）１５０に微細な配線を形成（描画）する際や、微細なドットを形成する際にも好適であり、ＩＣタグなどの微細な配線を安価に作成することが要求される製品の製造装置として適している。したがって、これらのシステム１ａ〜１ｃにおいてノズルＮから吐出される液Ｌは、いわゆるインク（色のある液体）に限定されるものではない。使用する液Ｌは、有色であっても無色であってもよい。また、使用する液Ｌは、透明であっても不透明であってもよい。目的の基板（ターゲット）１５０に微細な配線を形成する場合には、例えば、ＩＴＯ微粒子を溶媒に分散させたもの（いわゆるＩＴＯインク）などを用いることができる。
【００９８】
ノズルから液滴を吐出するヘッドは、ピエゾ方式のヘッドに限定されるものではなく、サーマル方式のヘッドなどであってもよい
【符号の説明】
【００９９】
１ａ〜１ｃ ドット形成システム、 １０ ヘッド（インクジェットヘッド）
２０ 未着にする装置（未着にする手段）
３０ 除去装置（除去する手段）、 ３１ 照射ユニット
４０ 吸収装置（蒸発させた液滴の蒸気を吸収する手段）
５０ 制御装置（制御する手段）、 ５１ ヘッド制御部（第１の制御ユニット）
５２ 照射ユニット制御部（第２の制御ユニット）
５３ タイミング制御部（第３の制御ユニット）
５４ トラップヘッド用制御部（第４の制御ユニット）
６０ 観察装置（観察する手段）
７１ 第１の電極、 ７２ 第２の電極
８０ 除去装置（除去する手段）、 ８１、８６ ディスク
８２ モータ、 ８４ スリット、 ８７ 受け部
８８ 廃液集約部、 ８９ 廃液流路
１００ 除去装置（除去する手段）、
１０１ トラップ用ヘッド（トラップ用インクジェットヘッド）
１０３ 液滴回収部材、 １５０ 基板（ターゲット）
Ｄ 液滴、 Ｎ ヘッドのノズル、 Ｐ 飛翔経路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドから吐出される液滴によりターゲットにドットを形成するためのシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドのノズルから液滴を吐出し、紙などの記録媒体にドットを形成することにより、記録媒体に画像を形成（記録）する方法が知られている。特許文献１には、少なくとも色剤と樹脂微粒子とを含有するインクジェット用記録インクを、インクジェット記録媒体上に吐出して画像記録するインクジェット記録方法が開示されている。このインクジェット記録方法では、銀塩写真の風合いを再現するために、上記インクジェット用記録インクの一吐出動作当たりのインク液滴量を、０．５〜４．０ｐｌ（ピコリットル）とし、かつ、上記インクジェット用記録インクの粘度が、１．０＜ηａ／ηｂ≦１．８（ηａは２５質量％濃縮時の２５℃における粘度（ｍＰａ・ｓ）を表し、ηｂは２５℃におけるインクの初期粘度（ｍＰａ・ｓ）を表す）の関係を満たすようにしている。
【特許文献１】特開２００５−８８４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
いわゆるインクジェット技術は、ほぼ正確な量の液滴をほぼ正確な位置に非接触で着弾させることができる技術である。しかも、ヘッドのノズルから吐出させる液滴は、必ずしもインクに限られるものではない。このため、インクジェット技術は、紙などの記録媒体に画像を形成するプリンタなどの分野だけでなく、他の分野においても注目されている。
【０００４】
他の分野、例えば、基板などに配線を形成することが必要とされるような分野においては、近年、インクジェット技術を利用し、小さなドットを、基板などの所望のターゲット上に、出来るだけ安定した形状で形成したいという要求がある。すなわち、さらに小さなドットをターゲット上に形成することができれば、小さなドットの連続により、従来よりも微細な配線をターゲット上に形成できる可能性がある。
【０００５】
しかしながら、インクジェットヘッドの１ショットでの液滴の吐出量（一吐出動作当たりの液滴量）を少なくすることには限界がある。すなわち、インクジェットヘッドを用いて吐出される液滴により形成されるドッドの最少径を小さくすることにも限界がある。例えば、ピエゾ方式のインクジェットヘッドを用いた場合、実用レベルの液の最少吐出量は、現状、１ｐｌ（ピコリットル）程度であり、この場合、空気中での１滴あたりの液滴直径は、十数μｍである。この液滴が、撥液面に着弾すると、おおよそ２〜３倍に広がるため、実際に形成されるドット径は、３０〜５０μｍとなる。
【０００６】
このドット径は、プリンタによる画像形成など、用途によっては充分に適用可能なサイズではあるが、さらに小さなドットをターゲット上に形成することができれば、電子機器や半導体などの他の分野においても広く活用することができる。もちろん、プリンタなどの分野においても、さらに小さなドットを記録媒体などの所望のターゲット上に形成することができれば、さらに高品質（高画質）な画像を形成することができる。したがって、種々の分野において、ターゲットにより微細なドットを形成することができるシステムが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、ターゲットに対してノズルから液滴を吐出するヘッドと、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部にレーザーを照射し、前記液滴の液量を削減する照射ユニットと、前記ヘッドのノズルの液滴の吐出タイミングおよび前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを含む制御を行う制御ユニットとを有し、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴は、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路において複数の小液滴に分かれ、前記複数の小液滴は先頭のメイン滴と、前記メイン滴に続く複数のサテライト滴とを含み、前記制御ユニットは、前記メイン滴に前記レーザーが照射され、前記複数のサテライト滴の少なくとも一部には前記レーザーが照射されないように前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを制御する、システムである。
【０００８】
本発明の他の態様の１つは、ターゲットに対してノズルから液滴を吐出するヘッドを有するシステムによりドットを形成する方法である。前記システムは、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部にレーザーを照射し、前記液滴の液量を削減する照射ユニットと、前記ヘッドのノズルの液滴の吐出タイミングおよび前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを含む制御を行う制御ユニットとを有する。
【０００９】
当該方法は、さらに以下のステップを有する。
・前記制御ユニットが、前記ヘッドのノズルから液滴を吐出させ、その液滴が、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路において、先頭のメイン滴と、前記メイン滴に続く複数のサテライト滴とを含む複数の小液滴に分かれるようにすること。
・前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを制御して、前記メイン滴に前記レーザーを照射し、前記複数のサテライト滴の少なくとも一部には前記レーザーを照射しないこと。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）〜（ｇ）は、インクジェットヘッドのノズルから吐出された液滴の経時変化の一例を模式的に示す図。
【図２】第１の実施形態にかかるドット形成システムを模式的に示す図。
【図３】図２のドット形成システムの一部分を模式的に示す図。
【図４】ドッド形成方法の一例を説明するためのフローチャート。
【図５】図２のドット形成システムの制御方法の一例を説明するためのフローチャート。
【図６】図２のドット形成システムの変形例を模式的に示す図。
【図７】第２の実施形態にかかるドット形成システムの一部分を模式的に示す図。
【図８】図７のドット形成システムに適用可能なディスクの一例を示す図。
【図９】図８のディスクの一部分を拡大して示す図。
【図１０】図７のドット形成システムに適用可能なディスクの他の例を示す図。
【図１１】図１０のディスクの一部分を拡大して示す図。
【図１２】図７のドット形成システムに適用可能なディスクのさらに他の例の一部分を拡大して示す図。
【図１３】図１２中のXIII−XIII線に沿って切断して示す断面図。
【図１４】図７のドット形成システムに適用可能なディスクのさらに他の例の一部分を拡大して示す図。
【図１５】図７のドット形成システムの制御方法の一例を説明するためのフローチャート。
【図１６】図７のドット形成システムの変形例を模式的に示す図。
【図１７】第３の実施形態にかかるドット形成システムの一部分を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１の（ａ）〜（ｇ）は、ピエゾ方式のインクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの経時変化の一例を模式的に示している。インクジェット技術は、液Ｌの物性値とインクジェットヘッド１０の駆動条件を調整し、所望の吐出条件（吐出状態）が得られるように適正化（最適化）することにより、１つのノズルＮから空気中に吐出（放出）される液Ｌの状態のばらつきを、おおよそ±１％以内とすることができる。このように、インクジェット技術は、非常に再現性が高く、殆どばらつきの生じないように液滴Ｄの形成が可能である。
【００１２】
図１（ａ）のように、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液Ｌを空気中に吐出（放出）すると、一般に、図１（ａ）〜（ｅ）に示すように、液滴Ｄは、１つの丸い粒ではなく、液柱ＬＣと呼ばれる、ある程度の長さを持った柱状の液となる。すなわち、ノズル面Ｆの前方（吐出方向）には、液柱ＬＣが形成される。さらに、インクジェットヘッド１０の種類、インクジェットヘッド１０の駆動条件、あるいは使用する液Ｌの物性などによっては、ノズル面Ｆにおいて液柱ＬＣとなった液滴Ｄは、空気中を飛翔する過程、すなわち、ノズルＮからターゲット１５０に至る飛翔経路Ｐにおいて、図１（ｄ）〜（ｇ）に示すように、液Ｌ（液滴Ｄ）の表面張力と空気抵抗とにより、先頭の比較的大きな小液滴Ｄｓ（図１（ｇ）では小液滴Ｍとして記載）と、この先頭の小液滴Ｄｓ以降の比較的小さな少なくとも１つの小液滴Ｄｓ（図１（ｇ）では小液滴Ｓ１〜Ｓ４として記載）とに分離されながら、ターゲット１５０に到達する。以降、先頭に形成される小液滴Ｄｓをメイン滴Ｍ、メイン滴Ｍ以降に生成される小液滴Ｄｓをサテライト滴Ｓ（Ｓ１〜Ｓ４）と呼ぶ。
【００１３】
インクジェット技術の安定吐出状態では、サテライト滴Ｓは比較的発生しやすい。従来のインクジェット技術では、サテライト滴Ｓが発生しない条件を探すか、サテライト滴Ｓがメイン滴Ｍに追い付いて一体になった状態でターゲットに着弾する条件を探している。サテライト滴Ｓの形成は、液Ｌの物性値やインクジェットヘッド１０の駆動条件によっても異なる。インクジェット技術では、メイン滴Ｍのみならず、サテライト滴Ｓを形成することにおいても、液Ｌの物性値とインクジェットヘッド１０の駆動条件が所定の状態のサテライト滴Ｓを形成するように適正化（最適化）されているならば、サテライト滴Ｓの生成を含めた液滴Ｄの生成がなされる再現性は非常に高いことが知られている。
【００１４】
以下の実施形態にかかるドット形成システム１ａ〜１ｃは、サテライト滴Ｓを含めたインクジェット技術の再現性の高さを利用したものであり、安定してサテライト滴Ｓを形成することにより、微細なドットを形成することができるものである。したがって、より安定したドットあるいは微細な配線などを形成するために、本例では、インクジェット技術により安定して発生することができるサテライト滴Ｓを積極的に利用して（発生させて）、微細なドットを形成するようにしている。ノズルＮから吐出される液滴Ｄそのものを微細化したり、サテライト滴Ｓが発生しない吐出条件を検討するのではなく、サテライト滴Ｓを微細化することは、本実施形態において有効である。
【００１５】
すなわち、以下のシステムにおいては、ノズルＮから生成された液滴Ｄに含まれる小液滴Ｄｓ（メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ）の中で、希望する（所望する、目的とする）小液滴Ｄｓをターゲット１５０に対して未着にする（トラップする）ことにより、ターゲット１５０に着弾する小液滴Ｄｓを絞り込み、希望する（所望する、目的とする）残りの小液滴Ｄｓのみをターゲット１５０に着弾させる。このため、ほぼ均一であって、かつ、微細なドット径のドットを形成することができる。
【００１６】
なお、サテライト滴Ｓをより積極的に発生させるためには、種々の方法があるが、例えば、液滴Ｄの飛翔状態を観察しながら、以下に示すように、インクジェットヘッド１０の駆動条件や吐出条件などを設定することが好ましい。また、本例では、４つのサテライト滴Ｓ（Ｓ１〜Ｓ４）が形成されるように、ヘッド１０から液滴Ｄを吐出することを例にとって説明しているが、これは一例であり、以下に示すような条件を種々に設定することにより、形成されるサテライト滴Ｓの数を変えることも可能である。
【００１７】
（１）ヘッドコントローラによるインクジェットヘッドの駆動条件設定
・ヘッドの駆動電圧
・ヘッドの駆動波形
（２）インクジェットヘッドから吐出される液滴の形成条件設定
・メイン滴の飛翔速度が４ｍ／ｓ以上であること
・インクジェットヘッドのノズル径ｄに対する液柱の長さＷＬが、ＷＬ＞３ｄの条件を満たすこと
【００１８】
なお、インクジェット技術を用いたパターン形成においては、サテライト滴Ｓが生成される条件では、メイン滴Ｍがターゲット１５０上に着弾した後、メイン滴Ｍよりも飛翔速度の遅いサテライト滴Ｓがターゲット１５０上に着弾する。このため、インクジェットヘッド１０および／またはターゲット１５０を移動させながらドットを形成（描画）する場合、メイン滴Ｍの着弾位置とサテライト滴Ｓの着弾位置との間に差が生じる。この着弾位置の差は、インクジェットヘッド１０および／またはターゲット１５０の移動速度（相対的な移動速度）が速ければ速いほど大きくなる。したがって、特に、産業用途にインクジェット技術を応用しようと考える場合には、この着弾位置のずれにより、目的の性能が出せないなどの問題につながる可能性がある。以下に示すシステム１ａ〜１ｃにおいては、着弾する液滴を絞ることにより、このような問題の解決も合わせて図ることが可能となる。
【００１９】
すなわち、以下の実施形態にかかるドット形成システム１ａ〜１ｃによれば、希望する（所望する、目的とする）小液滴Ｄｓのみをターゲット１５０に着弾させることができる。このため、ほぼ均一な微細なドット径のドットを形成することができるだけでなく、着弾位置のずれが抑制され、着弾位置の差によるドットの乱れを抑制できる。以下の実施形態にかかるドット形成システム１ａ〜１ｃによれば、産業用途にインクジェット技術を応用する際の大きな課題解決の手段となりうる。
【００２０】
以下に、このシステムにかかるいくつかの実施形態のドット形成システムを説明する。これらのドット形成システムは、インクジェットヘッド１０と、このインクジェットヘッド１０から吐出された液滴Ｄの一部、例えば、複数の小液滴（メイン滴Ｍおよび少なくとも１つのサテライト滴Ｓ）Ｄｓのうちの少なくとも１つをターゲット１５０に対して未着にさせる装置２０とを有する。また、以下に説明する本実施形態のドット形成方法は、例えば、以下に説明する実施形態のドット形成システムを用いることにより実現可能である。
【００２１】
図２は、第１の実施形態にかかるドット形成システム１ａを模式的に示している。図３は、図２のドット形成システム１ａの液滴の吐出およびトラップに関する構成を主に抜き出して模式的に示している。ドット形成システム１ａの一例は、微細な模様あるいは構造を基板上あるいは記録媒体（例えば紙、用紙）に形成するための製造装置あるいはプリンタである。基板の一例は、ドットにより回路を形成する回路基板である。基板の他の例は、ドットにより微細構造を形成するＭＥＭＳ基板である。基板は、半導体チップ、ＤＮＡチップなどであっても良い。記録媒体の一例は、模造防止を必要とする紙のようなものであり、目に見えにくいような微細な模様を形成することにより、模造品を判別したり、複製を抑制することが可能となる。
【００２２】
このドット形成システム１ａは、ターゲット、例えば、基板１５０に対してノズルＮから液滴Ｄを吐出するインクジェットヘッド１０と、このインクジェットヘッド１０から吐出された液滴Ｄの一部、例えば、複数の小液滴（メイン滴Ｍおよび／またはサテライト滴Ｓ１〜Ｓ４）Ｄｓのうちのいくつかを基板１５０に対して未着にさせる装置２０とを有している。インクジェットヘッド１０は、例えば、下方（鉛直方向下側）に液滴Ｄを吐出するように配置されている。すなわち、インクジェットヘッド１０は、ノズル面Ｆが下側を向くように配置されている。本例では、インクジェットヘッド１０として、例えば、ピエゾ方式のヘッドを用いている。
【００２３】
本例の装置２０は、液滴Ｄの一部、例えば、複数の小液滴（メイン滴Ｍおよび／またはサテライト滴Ｓ１〜Ｓ４）Ｄｓのうちのいくつかが基板１５０に対して未着になるように、液滴Ｄの一部をノズルＮからターゲット１５０に至る飛翔経路Ｐから除去する除去装置３０を備えている。したがって、除去装置３０は、一般に、飛翔経路Ｐを望む位置に配置され、飛翔経路Ｐに対し交差した位置から飛翔経路Ｐを通過する液滴Ｄ（例えば、メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ）に、以下に示す方法によりアクセスできるようになっている。典型的には、除去装置３０は、ノズルＮの先端から、０．２〜５．０ｍｍ程度離れた位置に設けることが好ましい。
【００２４】
本例の除去装置３０は、レーザーを照射する照射ユニット（照射装置）３１を備えている。照射ユニット３１は、インクジェットヘッド１０のノズルＮからの液滴Ｄの吐出方向と交差する方向、例えば、直交する方向（本例では、水平方向）から、レーザーを照射し、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部を蒸発させる。照射ユニット３１は、図示していないが、半導体レーザー発光源などのレーザー光を生成するソースと、レーザー光を所定の方向に導いて外部に出力する導波管などのレーザー光を出力するため部品を含む。さらに、照射ユニット３１は、この照射ユニット３１の位置および照射方向、すなわち、高さ方向（Ｚ方向）、横方向（Ｘ方向）、縦方向（Ｙ方向）の位置を調整するための調整機構３２を有している。したがって、照射ユニット３１は、飛翔経路Ｐを通過する液滴Ｄのうち、経路Ｐの中の所定の位置を通過する液滴Ｄに対しレーザーが照射されるように調整することができる。
【００２５】
このドット形成システム１ａは、さらに、照射ユニット３１により蒸発させた液滴（液滴Ｄの一部）の蒸気を吸収する吸収装置（気化液吸収装置）４０を備えている。吸収装置４０としては、例えば、蒸発した（気化した）液Ｌを吸気ファンなどにより吸引する機構を含むものが好ましい。
【００２６】
また、このドット形成システム１ａは、さらに、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの飛翔状態を観察する観察装置６０を有している。観察装置６０は、ストロボ部６１と、ＣＣＤおよびズームレンズを含む液滴観察ユニット６２と、モニタ６３とを備えている。観察装置６０により、液滴Ｄの飛翔状態を観察しながら、ヘッド１０の駆動条件、吐出条件を変えることにより、サテライト滴Ｓを積極的に発生させる条件を設定することができる。また、液滴Ｄの一部にレーザーを照射して蒸発除去するタイミングを設定し、蒸発除去される様子を観察し、確認することができる。
【００２７】
このドット形成システム１ａは、さらに、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液滴Ｄを吐出するタイミングと、除去装置３０が液滴Ｄの一部を除去するタイミングとを同期して制御する制御装置５０を有している。制御装置５０は、インクジェットヘッド１０の動作を制御するヘッド制御部（ヘッドコントローラ、第１の制御ユニット）５１と、除去装置３０が備える照射ユニット３１の動作を制御する照射ユニット制御部（レーザ制御部、第２の制御ユニット）５２と、観察装置６０が備えるストロボ部６１の動作を制御するストロボ制御部（ストロボコントローラ）５８とを備えている。
【００２８】
ヘッド制御部５１は、インクジェットヘッド１０のノズルＮからの液滴Ｄの吐出タイミングを生成し、ノズルＮから液滴を吐出するためにピエゾ素子などの駆動手段を駆動する駆動パルス（ヘッド駆動信号）Ｈｓを供給する機能を含む制御を行う。このため、ヘッド制御部５１は、駆動パルスＨｓの電圧、パルス形を含む、インクジェットヘッド１０の駆動条件を設定する機能（制御部）を含んでいる。ストロボ制御部５８は、ストロボ部６１からのストロボの照射タイミングを含む制御を行う。ヘッド制御部５１からヘッド１０へ供給されるヘッド駆動信号（または、ヘッド駆動信号と同期したヘッド駆動同期信号）Ｈｓは、ヘッド制御部５１から、ストロボ制御部５８の入力側５８ａに送信される。ストロボ制御部５８では、ヘッド駆動信号Ｈｓと同期したストロボ駆動信号が生成され、出力側５８ｂから、ストロボ部６１に送信される。したがって、ヘッド駆動信号Ｈｓに同期して、ストロボ部６１が発光し、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄが液滴観察ユニット６２により撮影され、モニタ６３に、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの飛翔状態が表示される。
【００２９】
照射ユニット制御部５２は、照射ユニット３１からのレーザーの照射タイミングを含む制御を行う。照射ユニット制御部５２へは、ヘッド制御部５１から直にまたはインクジェットヘッド１０を介してヘッド駆動信号Ｈｓが供給される。照射ユニット制御部５２は、ヘッド駆動信号Ｈｓに同期してレーザー駆動信号を出力する。そのため、照射ユニット制御部５２は、レーザー照射の発射タイミングを決定する機能（レーザー発射タイミング制御部）と、レーザー強度（例えば、照射時間および発光強度）を設定する機能（発光時間制御部）とを含んでいる。レーザー光の伝達速度は、液滴Ｄの飛翔速度より早いので、一般に、レーザー光の発射タイミングは、ヘッド駆動信号Ｈｓにより与えられる吐出タイミングよりも遅くて良く、レーザー発射タイミング制御部は、所定の遅延を加えてレーザー駆動信号を生成する。このため、ヘッド駆動信号Ｈｓに基づき（同期して）、照射ユニット３１から、所定の強度（照射時間および発光強度）のレーザー光が射出され、インクジェットヘッド１０のノズルＮからの液滴Ｄの一部にそのレーザー光が照射される。
【００３０】
レーザー照射のタイミングの制御は、モニタ６３上で液滴Ｄの飛翔状態を観察しながら行うことが可能である。また、液滴Ｄの一部がレーザー照射により除去される様子もモニタ６３により確認することが可能である。確実に、所望の小液滴（残りの小液滴）Ｄｓを、基板１５０上に着弾させることができる。
【００３１】
本例のドット形成システム１ａでは、除去装置３０および制御装置５０により、インクジェットヘッド１０のノズルＮからの液滴Ｄの吐出タイミングに同期したタイミングで照射ユニット３１からのレーザーを出力し、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部、例えば、少なくとも１つの小液滴Ｄｓにレーザーを当てて蒸発除去させる。したがって、ドット形成システム１ａでは、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液滴Ｄが吐出される毎に、除去装置３０により、液滴Ｄに含まれるメイン滴Ｍおよび／または複数のサテライト滴Ｓ１〜Ｓ４のうちの決められた滴、例えば、メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３が蒸発除去されるようにすることができる。
【００３２】
このため、これらのメイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３は飛翔経路Ｐから除去され、基板１５０に対して未着になる。したがって、基板１５０には、サテライト液Ｓ４のみが着弾し、サテライト液Ｓ４のみにより、基板１５０の上に模様や回路などが形成される。したがって、基板１５０に模様や回路などを形成するジョブにおいては、インクジェットヘッド１０のノズルＮからサテライト液Ｓ４のみが吐出されているのと等価となる。このため、ノズルＮから液滴Ｄを吐出するヘッド１０を用いて、ノズルＮから吐出される液滴Ｄの数分の１の液量の液滴による印刷、加工などが可能なシステム１ａを提供できる。
【００３３】
さらに、このシステム１ａにおいては、除去装置３０により蒸発させた液滴（本例では、メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３）の蒸気を吸収する吸収装置（気化液吸収装置）４０を備えている。レーザーにより液滴を完全に蒸発させることができれば、その気体が凝結などしないかぎり基板１５０に対する影響は少ないと考えられる。しかしながら、液滴の一部が蒸発したことにより、液滴がミスト化したりする可能性があり、除去対象の液滴をすべて完全に蒸発させることは難しいケースがある。このシステム１ａでは、吸収装置４０を用意し、ミスト化した液滴も含めて吸収除去することができる。このため、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄのうちの一部（本例では、メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３）は、ノズルＮから基板１５０に至る飛翔経路Ｐから確実に除去（消去）でき、基板１５０に対する影響が表れることを抑制できる。したがって、基板１５０には、残りのサテライト滴Ｓ４のみを着弾させ、より確実に微細なドットを形成できる。
【００３４】
なお、除去装置３０は、液滴Ｄの一部を除去し、ターゲット１５０に対して未着にさせるものであればよい。すなわち、除去装置３０は、メイン滴Ｍにレーザーを照射し、ターゲット１５０に対して未着にさせるものであってもよい。また、複数（ｎ個）のサテライト滴Ｓが形成される場合には、除去装置３０は、１〜ｎ個のサテライト滴Ｓにレーザーを照射し、ターゲット１５０に対して未着にさせるものや、メイン滴Ｍと少なくとも１つのサテライト滴Ｓとにレーザーを照射し、ターゲット１５０に対して未着にさせるものであってもよい。
【００３５】
また、このレーザーを用いた除去装置３０は、小液滴Ｄｓだけでなく、液柱ＬＣの状態でも、その一部または全部を除去する（蒸発させる）ことができる。したがって、このレーザーを用いた除去装置３０は、必ずしも、液滴Ｄが分離するのを待ってからレーザーを照射するという必要はなく、液柱ＬＣの一部または全部を除去する場合にも有効である。
【００３６】
液滴Ｄのうちのどの部分（小液滴Ｄｓおよび／または液柱ＬＣ）を未着にさせるかは、例えば、制御装置５０のプログラムにより、任意に設定できる。また、例えば、レーザーを照射するタイミングを変えることにより、レーザーを照射して除去する対象となる小液滴Ｄｓおよび／または液柱ＬＣを動的に変更することも可能である。このため、ヘッド１０のノズルＮからは一定の液滴Ｄを安定した条件で吐出させ、除去する小液滴Ｄｓおよび／または液柱ＬＣを変えることにより、基板１５０に生成される線幅を動的に制御したり、基板１５０に形成される構造のサイズを動的に制御することが可能となる。
【００３７】
図４は、ドッド形成方法の一例を説明するためのフローチャートである。ドット形成システム１ａを用いたドッド形成方法においては、まず、ステップ２０１において、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液滴Ｄを吐出する。ヘッド駆動信号Ｈｓに基づき（同期させ）、レーザー照射タイミングとなったときに、ステップ２０２において、照射ユニット３１から液滴Ｄのうちのメイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３に向けてレーザーを照射し、液滴Ｄのうちのメイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３を飛翔経路Ｐから除去する。したがって、ステップ２０３において、残りの液滴、上記の例ではサテライト滴Ｓ４が基板１５０に着弾する。このようにすることにより、ノズルＮより吐出された液滴Ｄよりも小さい、サテライト滴Ｓ４に相当するドットを、基板１５０に形成することができる。
【００３８】
図５は、ドット形成システム１ａの制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。制御装置５０においては、まず、ステップ２１１において、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液滴Ｄが吐出されることを判断する。吐出タイミングがわかると、そのタイミングに基づきステップ２１２において、照射ユニット３１からレーザーを照射するタイミングを判断する。ステップ２１２において、メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３に向けてレーザーを照射するタイミングとなると、ステップ２１３において、レーザーが照射され、それによりメイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３が除去される。
【００３９】
以上にように、本例のドット形成システム１ａおよびドット形成方法によれば、ヘッドのノズルＮから吐出される液滴Ｄのサイズが従来と同じであっても、より微細なドットを基板１５０上に形成することができる。また、本例のドット形成システム１ａおよびドット形成方法によれば、液滴Ｄのうちの所望する一部（例えば、複数の小液滴（メイン滴Ｍおよび／またはサテライト滴Ｓ１〜Ｓ４）Ｄｓのうちの所望する少なくとも１つの小液滴Ｄｓ）を選択的に除去する。このため、微細なドットでありながら、精度よく大きさが制御されたドットを形成することができる。さらに、本例のドット形成システム１ａおよびドット形成方法によれば、サテライト滴Ｓを積極的に発生させ、複数の小液滴（メイン滴Ｍおよび／またはサテライト滴Ｓ１〜Ｓ４）Ｄｓのうちの所望する少なくとも１つの小液滴Ｄｓを除去することもできるため、メイン滴とサテライト滴との着弾位置に差により生じるドットの乱れを抑制できる。
【００４０】
また、本例のドット形成システム１ａによれば、液滴Ｄの飛翔状態をモニタ６３で観察しながら、インクジェットヘッド１０の駆動条件の最適化を行い、液Ｌが所望の状態（例えば、所望のメイン滴とサテライト滴とができる状態）で安定して吐出する条件を設定することができる。さらに、ヘッド駆動信号Ｈｓを利用することにより、液滴Ｄのうちの不要な部分を液滴飛翔中（飛翔経路Ｐ内）において、比較的容易に除去（トラップ）することができる。
【００４１】
図６は、ドット形成システム１ａの変形例を模式的に示している。直径（φ）が２μｍ以下の液滴Ｄは、空気中に浮遊してミスト化しやすい。したがって、本実施形態および以下に説明するドット形成システムおよびドット形成方法では、インクジェットヘッド１０から吐出する液滴Ｄのサイズは、φ２〜２００μｍ程度であることが好ましい。さらに、液滴Ｄのサイズが下限に近いと、飛翔経路Ｐの環境（重力、風など）の影響を受けやすい。また、液滴Ｄの一部を除去した小液滴Ｄｓは、さらに飛翔経路Ｐの環境の影響を受けやすい。
【００４２】
このため、図６に示したドット形成システム１ａは、さらに、バッテリー７０と、インクジェットヘッド１０のノズルＮの先方（下方）に設けられた筒状の第１の電極（帯電電極（荷電電極））７１と、基板１５０のインクジェットヘッド１０とは反対側、すなわち、下側に設けられた第２の電極（転写電極（加速電極））７２とを有する。第１の電極７１の上下方向における高さ位置は、例えば、ノズルＮの先端と除去装置３０との間とすることができる。ノズルＮを第１の電極として用いることも可能である。なお、第１の電極７１の上下方向における高さ位置は、除去装置３０と基板１５０との間であってもよい。
【００４３】
第１の電極７１は、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄを第１の電位、本例では、プラス電位（正の電位）に帯電させる。典型的には、第１の電極７１は、バッテリー７０の正極と接続される。第２の電極７２は、バッテリー７０の負極と接続されており、第２の電位、本例では、マイナス電位（負の電位）に基板１５０を帯電させる。基板１５０が導電性でなければ、基板１５０の裏側に第２の電極７２を広げ、基板１５０を透過して電界が形成されるようにしても良い。なお、第１の電極７１をマイナス電位、第２の電極をプラス電位としてもよい。
【００４４】
この例のシステム１ａでは、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄはプラスに帯電し、マイナスに帯電された第２の電極の方向に引きよせられる（力が働く）。このため、微小な液滴Ｄｓであっても、飛翔経路Ｐにおける空気抵抗による減速を抑制でき、飛翔液滴速度の低下を抑制できる。したがって、液滴Ｄの直進性を向上させることができ、ミスト化を防止し、さらに、基板１５０の上面のうちの、より正確な位置に、液滴Ｄの所望の一部（目的とする残りの液滴、本例では小液滴Ｓ４）を着弾させることができる。しかも、飛翔経路Ｐにおける空気の流れなどの影響を受けにくいため、安定した形状の微細なドットを形成することができる。
【００４５】
本例あるいは以下に説明するドット形成システム１ａ〜１ｃでは、飛翔液滴Ｄ（飛翔小液滴Ｄｓ）のサイズが小さいことが多い。このため、ノズルＮと基板１５０との間のギャップＰが大きな場合には、空気抵抗に負けて、残りの液滴（小液滴）Ｄｓが、基板１５０に着弾する前に浮遊してしまうおそれがある。したがって、飛翔液滴Ｄ（飛翔小液滴Ｄｓ）を帯電させ、飛翔経路Ｐ（空気中）において、減速を抑制または再加速させる構成をドット形成システム１ａ〜１ｃに適用することは、目的とする残りの液滴を確実に基板１５０に着弾させる方法として有効である。
【００４６】
図７は、第２の実施形態にかかるドット形成システム１ｂの一部分を模式的に示している。図８は、図７のドット形成システム１ｂに適用可能なディスクの一例を模式的に示している。図９は、図８のディスクの一部分を拡大して示している。
【００４７】
本例のドット形成システム１ｂは、第１の実施形態のレーザー光を用いた除去装置３０の代わりに、ディスクを用いた除去装置８０を備えている。除去装置８０は、旋回中心を中心として放射状に所定のパターンで設けられた複数のスリット８４を含むディスク（円盤）８１と、このディスク８１を旋回中心の周りに回転駆動させるためのモータ８２とを備えている。モータ８２としては、ステッピングモータやサーボモータなどの応答性が高く、回転速度を精度良く制御できるモータを用いることが好ましい。
【００４８】
本例のドット形成システム１ｂが備える制御装置５０は、照射ユニット制御部（レーザ制御部）５２の代わりに、ディスク８１の複数のスリット８４の通過をセンサ（エンコーダ）８３により検出するタイミング制御部（第３の制御ユニット）５３を備えている。ヘッド制御部５１は、エンコーダ８３からの信号、または、タイミング制御部５３からの信号に同期して吐出タイミングを定めてヘッド駆動信号Ｈｓを出力する。そして、ディスク８１により、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部を除去することを可能とする。制御装置５０は、さらに、モータ８２の回転を制御するモータ制御部５９とを備えている。モータ制御部５９は、エンコーダ８３からの信号によりヘッド駆動信号Ｈｓを出力するタイミングを微調整したり、ディスク８１により除去する小液滴Ｄｓに合わせて回転速度を調整したりするために、タイミング制御部５３および／またはヘッド制御部５１との間で信号が交換できるようになっていても良い。
【００４９】
本例のシステム１ｂでは、タイミング制御部５３からのエンコード出力により、ディスク８１のスリット８４がノズルＮの下を通過し、飛翔経路Ｐを横断するタイミングが判明する。ディスク８１の互いに隣り合うスリット８４の間の部分（スリット８４が設けられていない部分、液滴捕獲可能部分）８５が飛翔経路Ｐを通過するタイミングが判明すると言っても良い。したがって、スリット８４または捕獲可能部分８５の通過と、インクジェットヘッド１０のノズルＮからの液滴Ｄの吐出タイミングとを同期させることにより、液滴捕獲可能部分８５において、複数の小液滴（メイン滴Ｍおよび／またはサテライト滴Ｓ１〜Ｓ４）Ｄｓのうちのいくつかを捕獲し、残りの小液滴Ｄｓがスリット８４を通過して基板１５０に着弾するようになっている。
【００５０】
例えば、上記の説明と同様に、メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３を液滴捕獲可能部分８５において捕獲し、これらの小液滴Ｄｓが基板１５０に対して未着になるように制御できる。サテライト滴Ｓ４のみがスリット８４を通過し、基板１５０に着弾する。そのため、本例のシステム１ｂでは、センサ８３からの信号は、インクジェットヘッド１０の吐出開始トリガ信号として使用される。インクジェットヘッド１０の吐出タイミングは、モータ制御部５９により回転が制御されたディスク８１から出力されるトリガ信号を制御（例えば遅延制御）することにより、比較的容易に、トラップタイミング（所望の小液滴Ｄｓの捕獲タイミング）を最適化することができる。したがって、システム１ａと同様に、液滴Ｄを吐出するヘッド１０を用いて、液滴Ｄの数分の１の液量のドットを基板１５０に形成することが可能となる。なお、ディスク８１により捕獲する液滴Ｄの一部（小液滴Ｄｓ）は、メイン滴Ｍおよびサテライト滴Ｓ１〜Ｓ３に限定されるものではなく、任意に決定できる。
【００５１】
図１０は、図７のドット形成システム１ｂに適用可能なディスクの他の例を模式的に示している。図１１は、図１０のディスクの一部分を拡大して示している。ドット形成システム１ｂは、ディスク８１と置換して、図１０および図１１に示すような、ディスク８６を用いることもできる。
【００５２】
ディスク８６は、放射状に所定のパターンで設けられた複数のスリット８４と、複数のスリットの間（液滴捕獲可能部分）８５にそれぞれ設けられた凹状の複数の受け部８７と、ディスク８６の中心あるいはその近傍に設けられた凹状の廃液集約部８８と、複数の受け部８７からそれぞれ廃液集約部８８に向かって放射状に延びる溝状の複数の廃液流路８９とを含んでいる。このようにすることにより、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部を、受け部８７で捕獲し、受け部８７で捕獲した液Ｌを、廃液流路８９を介して、廃液集約部（ディスクの中心あるいはその近傍）８８に集めることができる。なお、受け部８７で捕獲した液Ｌを集約しやすいように、廃液流路８９は、廃液集約部８８に向けて傾斜していてもよい。また、廃液を良好に回収するために、廃液集約部８８と廃液タンク９１とをチューブ９３などで接続し、その間に、ポンプ９２を設けてもよい。ポンプ９２によって発生する吸引力により、タンク９１に廃液を集めることができる。
【００５３】
図１２は、図７のドット形成システム１ｂに適用可能なディスクのさらに他の例を模式的に示している。図１３は、図１２中のXIII−XIII線に沿って切断して示す断面図である。
【００５４】
ディスク９５は、ディスク８６と同様、放射状に所定のパターンで設けられた複数のスリット８４と、互いに隣り合うスリット８４の間（液滴捕獲可能部分）８５にそれぞれ設けられた凹状の複数の受け部８７と、ディスク９５の中心あるいはその近傍に設けられた凹状の廃液集約部８８（図１２では図示せず）と、複数の受け部８７からそれぞれ廃液集約部８８に向かって放射状に延びる溝状の複数の廃液流路８９とを含んでいる。
【００５５】
これに加え、このディスク９５では、スリット８４と受け部８７との間（液滴捕獲可能部分８５の一部）に、撥水処理が施されている。例えば、スリット８４と受け部８７との間には、撥水処理膜（撥水処理部）９６が設けられている。また、複数の受け部８７には、撥水処理膜（撥水処理部）９６の側に、底側に傾斜するテーパ（テーパ部、テーパ面）９７が形成されている。複数の受け部８７には、親水処理が施されている。例えば、複数の受け部８７には、親水処理膜（親水処理部）９８が設けられている。このようにすることにより、スリット８４と受け部８７との間において液滴Ｄの一部を捕獲したとしても、捕獲した液滴Ｄの一部（廃液）を受け部８７に集め易くすることができる。
【００５６】
図１４は、図７のドット形成システム１ｂに適用可能なディスクのさらに他の例を模式的に示している。ディスク１１０は、放射状に所定のパターンで設けられた複数のスリット８４と、互いに隣り合うスリット８４の間（液滴捕獲可能部分）８５にそれぞれ設けられた凹状の複数の受け部８７と、ディスク１１０の中心あるいはその近傍に設けられた廃液集約部（廃液集約用の空間）８８と、複数の受け部８７からそれぞれ廃液集約部８８に向かって放射状に延びるトンネル状の複数の廃液流路８９とを含んでいる。また、廃液集約部８８と廃液タンク９１とは、チューブ９３などで接続されており、その間に、ポンプ９２が設けられている。複数の受け部８７は、開口（吸引口、インク吸引口、廃液吸引口）８９ａを介して、それぞれ、トンネル状の複数の廃液流路（廃液吸引路）８９と接続されている。
【００５７】
また、ディスク１１０の回転速度によっては、遠心力により、ディスク１１０の周部（周縁）に廃液が集まることがある。このため、このディスク１１０は、周部（周縁）に、複数の受け部８７とそれぞれ連続している円周状の廃液回収溝１１１を有している。廃液集約部８８と廃液タンク９１とをチューブ９３などで接続し、その間に、ポンプ９２を設けることにより、廃液回収溝１１１に溜まった廃液を、トンネル状の複数の廃液流路（廃液吸引路）８９および廃液集約用の空間８８を介して、タンク９１に集める（吸引する）ことができる。
【００５８】
なお、他の構成は、上述した第２の実施形態のシステム１ｂと同様であるため、重複する説明は省略する。
【００５９】
図１５は、ドット形成システム１ｂの制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。制御装置５０は、まず、ステップ２２１において、ディスク８１（ディスク８６）を所定の速度で回転させる。エンコーダ８３でディスク８１のスリット８４の通過を検出し、ステップ２２２において、ノズルＮから液滴Ｄが吐出されたときに、飛翔経路Ｐを横切るディスク８１により所望の小液滴Ｄｓがキャッチ（トラップ）され、所望の小液滴Ｄｓがディスク８１を通過するタイミングになると、ステップ２２３において、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液滴Ｄを吐出させる。インクジェットヘッド１０の吐出タイミングと、モータ制御部５９によりディスク８１の回転数とを制御することにより、比較的容易に、トラップタイミング（所望の小液滴Ｄｓの捕獲タイミング）の最適化を行うことができる。ディスク８１の回転数制御は、液滴Ｄの飛翔観察を行いながら、位相制御を行うことにより比較的簡単に実現できる。
【００６０】
以上のように、本例のドット形成システム１ｂおよびドット形成方法によれば、飛翔経路Ｐの途中において、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液滴Ｄの一部を捕獲することができる。したがって、本例のドット形成システム１ｂおよびドット形成方法においても、従来と同じ大きさの液滴を吐出するヘッド１０を用いて、より微細なドットを基板１５０上に形成できる。ディスク８１の回転速度を変えたり、ノズルＮから液滴を吐出するタイミングを変えたりすることにより、本例のドット形成システム１ｂにおいても、ノズルＮから吐出される液滴Ｄにより形成されるドットよりも小さなドットを、再現性良く形成することができる。さらに、本例のドット形成システム１ｂにおいても、メイン滴Ｍとサテライト滴Ｓとの着弾位置の差により生じるドットの乱れを抑制できる。
【００６１】
図１６は、ドット形成システム１ｂの変形例を模式的に示している。このドット形成システム１ｂは、さらに、インクジェットヘッド１０のノズルＮの先方（下方）に設けられ、基板１５０に向けて飛翔中の液滴Ｄ（あるいは小液滴Ｄｓ）を通過させる筒状部材（液滴通過用保護部材、液滴通過用スリット部材）９０を有する。筒状部材９０の上下方向における高さ位置は、ノズルＮの先端とディスク８１との間とすることが好ましい。また、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの飛翔状態を観察できる様にするため、筒状部材９０は透明部材で形成することがさらに好ましい。
【００６２】
ドット形成システム１ｂでは、ディスク８１（スリット８４）の回転により、飛翔経路Ｐにおいて、気流が発生することがある。このような場合であっても、飛翔中の液滴Ｄ（あるいは小液滴Ｄｓ）は、筒状部材９０にガードされるため、飛翔経路Ｐにおける空気の流れなどの影響を受けにくくなる。したがって、ディスク８１（スリット８４）が回転する際に発生する気流により、液滴Ｄ（あるいは小液滴Ｄｓ）の飛翔乱れが発生することを抑止できるため、より安定した形状の微細なドットを形成することができる。
【００６３】
なお、筒状部材９０は、第１の実施形態にかかるドット形成システム１ａや、以下に説明するドット形成システム１ｃに適用することも可能である。さらに、筒状部材９０は、第１の実施形態で説明した第１の電極７１（帯電電極）として応用（適用）することも可能である。
【００６４】
図１７は、第３の実施形態にかかるドット形成システム１ｃの一部分を模式的に示している。本例のドット形成システム１ｃは、レーザー光を用いた第１の実施形態の除去装置３０の代わりに、トラップ用インクジェットヘッド１０１を備えた除去装置１００を有する。トラップ用ヘッド１０１は、基本的には、インクジェットヘッド１０と同形状であって、このトラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔから吐出させた液滴Ｄｔを、飛翔経路Ｐを通過している、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部に衝突させることができるように配置されている。本例では、トラップ用インクジェットヘッド１０１は、インクジェットヘッド１０と交差する、例えば、直交する方向に配置されている。また、このトラップ用インクジェットヘッド１０１は、このトラップ用インクジェットヘッドの位置、すなわち、高さ方向（Ｚ方向）、横方向（Ｘ方向）、縦方向（Ｙ方向）の位置を調整するための調整機構１０２を有している。
【００６５】
また、除去装置１００は、さらに、トラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔから吐出された液滴Ｄｔおよびインクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部を回収するための液滴回収部材（ガター部材）１０３を備えている、液滴回収部材１０３は、トラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔと対向する位置に配置されている。
【００６６】
さらに、本例のドット形成システム１ｃが備える制御装置５０は、照射ユニット制御部（レーザ制御部）５２の代わりに、トラップ用インクジェットヘッド１０１の動作を制御するトラップヘッド用制御部（トラップ用ヘッドコントローラ、第４の制御ユニット）５４を備えている。トラップヘッド用制御部５４は、ヘッド駆動信号Ｈｓを利用してトラップ用インクジェットヘッド１０１の吐出タイミングを決定する（遅延する）機能（制御部）と、トラップ用インクジェットヘッド１０１の駆動条件を設定する機能（制御部）とを含んでいる。トラップヘッド用制御部５４は、ヘッド制御部５１と電気的に接続されており、ヘッド１０におけるヘッド駆動信号Ｈｓが入力される。
【００６７】
ドット形成システム１ｃは、上記の例と同様に、メイン滴Ｍと、サテライト滴Ｓ１〜Ｓ３を除去するように制御することができる。また、上記のシステムでも可能であるが、システム１ｃは、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部として、例えば、メイン滴Ｍを回収するように、制御装置５０により制御できる。すなわち、トラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔから吐出された液滴Ｄｔを、メイン滴Ｍ（インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出され、その後、メイン滴Ｍとして分離した状態で飛翔経路Ｐを飛翔している小液滴Ｄｓ）に衝突させるように、制御装置５０により制御されている。なお、除去する液滴Ｄの一部（小液滴Ｄｓ）は、メイン滴Ｍに限定されるものではなく、任意に決定できる。
【００６８】
本例のドット形成システム１ｃの制御方法は、基本的には、第１の実施形態のドット形成システム１ａの制御方法と同様である。すなわち、まず、インクジェットヘッド１０のノズルＮから液滴Ｄを吐出させる。ヘッド駆動信号Ｈｓに基づき（同期させ）、トラップ用インクジェットヘッド１０１の吐出タイミングとなったときに、トラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔから液滴Ｄｔを吐出させ、液滴Ｄの一部（例えば、メイン滴Ｍ）に衝突させる。このようにすることにより、トラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔから吐出された液滴Ｄｔおよびインクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部（例えば、メイン滴Ｍ）は、飛翔経路Ｐから外れるように向きが変えられ、トラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔと対向する位置に配置されている液滴回収部材１０３に回収（捕獲）される。残りの液滴Ｄｓ（サテライト滴Ｓ１〜Ｓ４）は、基板１５０に着弾し、ドットが形成される。なお、他の構成は、上述した第１の実施形態のシステム１ａと同様であるため、重複する説明は省略する。
【００６９】
以上のように、本例のドット形成システム１ｃは、トラップ用インクジェットヘッド１０１のノズルＮｔから吐出された液滴Ｄｔを、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部に衝突させることにより、ノズルＮから基板１５０に至る飛翔経路Ｐから外れるように、インクジェットヘッド１０のノズルＮから吐出された液滴Ｄの一部の向きを変えることができる。したがって、従来と同じ大きさの液滴Ｄを吐出するヘッド１０を用いて、より微細なドットを基板１５０上に形成することができる。また、本例のドット形成システム１ｃにおいても、飛翔経路Ｐから衝突除去（トラップ）する小液滴を変えることにより、液滴Ｄにより形成されるドットよりも小さなドットであってサイズが精度良く制御されたドットを基板１５０に形成することができる。さらに、本例のドット形成システム１ｃにおいても、メイン滴Ｍとサテライト滴Ｓとの着弾位置の差により生じるドットの乱れを抑制できる。
【００７０】
上記に記載されたシステムは、ターゲットに対してノズルから液滴を吐出するヘッドと、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を前記ターゲットに対して未着にさせる手段とを有する。前記ヘッドのノズルから吐出された液滴は、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路においては複数の小液滴を含み、前記未着にさせる手段は、前記複数の小液滴の少なくとも１つを前記ターゲットに対して未着にさせることが望ましい。前記未着にさせる手段は、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、前記ターゲットに対して未着にさせるように、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路から除去する手段を含み、前記ヘッドのノズルから液滴を吐出するタイミングと、前記除去する手段が前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を除去するタイミングとを同期して制御する手段をさらに有することが望ましい。
【００７１】
前記除去する手段は、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を蒸発させるためのレーザーを照射する照射ユニットを備えていてもよい。前記照射ユニットは、前記ヘッドのノズルからの液滴の吐出方向と交差する方向からレーザーを照射し、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を蒸発させることが望ましい。さらに、蒸発させた液滴の蒸気を吸収する手段を有することが望ましい。
【００７２】
前記制御する手段は、前記ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第１の制御ユニットと、前記照射ユニットからのレーザーの照射タイミングを含む制御を行う第２の制御ユニットとを備えていることが有効である。
【００７３】
前記除去する手段は、放射状に所定のパターンで設けられた複数のスリットを含むディスクと、このディスクを回転駆動させるためのモータとを備えていてもよい。前記ディスクは、さらに、前記複数のスリットの間にそれぞれ設けられた凹状の複数の受け部と、中心あるいはその近傍に設けられた凹状の廃液集約部と、前記複数の受け部からそれぞれ前記廃液集約部に向かって放射状に延びる溝状の複数の廃液流路とを含むことが望ましい。また、前記制御する手段は、前記ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第１の制御ユニットと、前記ディスクの前記複数のスリットの通過をセンサにより検出して、前記ディスクが前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を除去するタイミングをエンコード出力する第３の制御ユニットとを備えていることが望ましい。
【００７４】
前記除去する手段は、前記ヘッドと交差する方向に配置されたトラップ用ヘッドであって、当該トラップ用ヘッドのノズルから吐出された液滴を前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部に衝突させるためのトラップ用ヘッドと、前記トラップ用ヘッドのノズルから吐出された液滴および前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を回収するための液滴回収部材とを備えていてもよい。前記制御する手段は、前記ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第１の制御ユニットと、前記トラップ用ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第４の制御ユニットとを備えていることが望ましい。請求項１ないし１２のいずれかにおいて、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の飛翔状態を観察する手段をさらに有することが望ましい。
【００７５】
このシステムは、前記ヘッドのノズルの先方に設けられた第１の電極であって、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴を第１の電位に帯電させる第１の電極と、前記ターゲットの前記ヘッドとは反対側に設けられた第２の電極であって、第２の電位に帯電された第２の電極とをさらに有することが有効である。また、システムは、前記ヘッドのノズルの先方に設けられ、前記ターゲットに向けて飛翔中の液滴を通過させる筒状部材をさらに有することが望ましい。
【００７６】
上記では、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を未着にさせる手段によりターゲットに対して未着にさせ、残りの液滴を前記ターゲットに着弾させることを含む、ドット形成方法が開示されている。前記ヘッドのノズルから吐出された液滴は、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路においては複数の小液滴を含み、前記着弾させることは、前記複数の小液滴の少なくとも１つを前記ターゲットに対して未着にさせ、残りの小液滴を前記ターゲットに着弾させることを含むことが望ましい。前記着弾させることは、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を蒸発させ、残りの液滴をターゲットに着弾させることを含むことが望ましい。また、前記着弾させることは、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を捕獲し、残りの液滴をターゲットに着弾させることを含むことが望ましい。また、前記着弾させることは、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路から外れるように向きを変え、残りの液滴をターゲットに着弾させることを含むことが望ましい。
【００７７】
上記では、ターゲットに対してノズルから液滴を吐出（放出）するヘッドと、このヘッドのノズルから吐出（放出）された液滴の一部をターゲットに対して未着にさせる手段とを有するシステムが開示されている。このシステムによれば、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、未着にさせる手段により、ターゲットに対して未着にさせるため、ターゲットには残りの液滴が着弾する。したがって、このシステムによれば、ターゲットに着弾する液量は、ヘッドの１ショットでの液滴の吐出量（一吐出動作当たりの液滴量）よりも少なくでき、ヘッドの吐出量よりもターゲットに着弾する液量を少なくすることができる。このため、ヘッドから吐出される液滴によるドットよりも微細なドットをターゲット上に形成することができる。
【００７８】
ターゲットに対してヘッドのノズルから液滴を吐出する技術の典型的なものはインクジェット技術である。このインクジェット技術のメリットの１つは再現性が高いことである。すなわち、使用する液の物性値とヘッド側の駆動条件とを制御することにより、１つのノズルから空気中に吐出（放出）される液滴のばらつきを小さくでき、安定した結果が得られる。したがって、このシステムによれば、ヘッドとして、インクジェットヘッドを用い、さらに、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、未着にさせる手段によって、同じ条件でターゲットに対して未着にさせることにより、微細なドットを、高い再現性で、ターゲット上に形成することができる。
【００７９】
未着にさせる手段の典型的なものは、複数の小液滴の一部を未着にさせることである。ヘッドの種類、ヘッドの駆動条件、あるいは使用する液の物性などによっては、ヘッドのノズルから吐出された液滴が、ノズルからターゲットに至る飛翔経路において、複数の小液滴を含む場合がある。この場合、未着にさせる手段は、ノズルから吐出された液滴の一部である複数の小液滴の少なくとも１つを、ターゲットに対して未着にさせるようにすることが好ましい。上述したように、インクジェット技術のメリットは再現性が高いことである。したがって、ヘッドのノズルから吐出された液滴が、ノズルからターゲットに至る飛翔経路において、複数の小液滴を含む状況（状態）の再現性も非常に高い。１つの（一塊の）液滴の一部をターゲットに対して未着にさせるよりも、複数に分かれた小液滴の少なくとも１つをターゲットに対して未着にさせる方が、容易であって再現性も高いことが多い。したがって、より微細なドットを、ターゲット上に、比較的容易に、高い再現性で形成することができる。
【００８０】
このシステムにおいて、未着にさせる手段は、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、ターゲットに対して未着にさせるように、ノズルからターゲットに至る飛翔経路から除去する手段を含むことが好ましい。未着にさせる手段は、ターゲットを飛翔経路から退避するように移動させ、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部をターゲットに対して未着にさせるような手段を含む。しかしながら、ターゲットの方が液滴に対して一般に面積が大きく、質量も大きい。したがって、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を飛翔経路から除去する手段の方が、ターゲットを移動することに対して（ターゲットを移動する手段よりも）タイミング調整が容易であり、そのための機構も簡易にできる。
【００８１】
ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を飛翔経路から除去する手段の典型的なものは、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を飛翔経路の途中で蒸発（消滅）させる手段、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を飛翔経路の途中で捕獲する手段、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を飛翔経路から外れるように向きを変える手段である。
【００８２】
このシステムは、さらに、ヘッドのノズルから液滴を吐出するタイミングと、除去する手段がヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を除去するタイミングとを同期して制御する手段を有することが好ましい。ヘッドのノズルからの液滴の吐出を、センサ、画像処理などにより検出して、除去する手段を起動しても良い。吐出するタイミングと、除去するタイミングとを同期して制御する手段を採用することにより、そのために液滴をモニタリングする機能を省略してもよく、微細ドットの再現性も向上しやすい。
【００８３】
除去する手段の一形態は、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を蒸発させるためのレーザーを照射する照射ユニットを備えているものである。ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、照射ユニットから照射するレーザーにより、ノズルからターゲットに至る飛翔経路の途中で蒸発（消滅）させる（蒸発（消滅）させるようにトラップする）ことができる。この場合、照射ユニットは、ヘッドのノズルからの液滴の吐出方向と交差する方向からレーザーを照射し、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を蒸発させることが好ましい。また、この場合、このシステムは、さらに、蒸発させた液滴の蒸気を吸収する手段を有することが好ましい。一旦、蒸発させた液滴がターゲットなどに付着するなどの影響を抑制できる。
【００８４】
除去する手段が照射ユニットを備えている場合、制御する手段は、ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第１の制御ユニットと、照射ユニットからのレーザーの照射タイミングを含む制御を行う第２の制御ユニットとを備えていることが好ましい。ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングと、照射ユニットからのレーザーの照射タイミングとを同期させ、液滴のうちのある一定の一部を除去するように、システムを制御することができる。照射タイミングに対して吐出タイミングを同期させてもよいが、液滴よりもレーザーの方が高速であり、射出制御が容易であることが多いため、吐出タイミングに対して照射タイミングを同期させることがさらに好ましい。
【００８５】
除去する手段の他の形態の１つは、放射状に所定のパターンで設けられた複数のスリットを含むディスクと、このディスクを回転駆動させるためのモータとを備えているものである。ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、ディスク（より詳しくは、互いに隣り合うスリットの間の部分、スリットが設けられていない部分、液滴捕獲可能部分）により、ノズルからターゲットに至る飛翔経路の途中で捕獲する（捕獲するようにトラップする）ことができ、ターゲットには、スリットを通過した残りの液滴を着弾させることができる。この場合、ディスク上（ディスクの周部）に捕獲した液が溜まるため、ディスクは、さらに、複数のスリットの間にそれぞれ設けられた凹状の複数の受け部と、中心あるいはその近傍に設けられた凹状の廃液集約部と、複数の受け部からそれぞれ廃液集約部に向かって放射状に延びる溝状（凹状）の複数の廃液流路とを含むことが好ましい。ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、スリットの間に設けられた受け部で捕獲し、受け部で捕獲した液を、廃液流路を介して、廃液集約部（ディスクの中心あるいはその近傍）に集めることができる。
【００８６】
除去する手段がディスクとモータとを備えている場合、制御する手段は、ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第１の制御ユニットと、ディスクの複数のスリットの通過をセンサにより検出して、ディスクが液滴の一部を除去（捕獲）するタイミングをエンコード出力する第３の制御ユニットとを備えていることが好ましい。ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングと、ディスクが液滴の一部を除去（捕獲）するタイミング、すなわち、吐出タイミングと、スリットの間の部分（液滴捕獲可能部分）の通過タイミングとを同期させ、液滴のうちのある一定の一部を捕獲するように、システムを制御することができる。この場合、吐出タイミングに対して、液滴捕獲可能部分の通過タイミング（ディスクが液滴の一部を除去可能なタイミング）あるいはスリットの通過タイミング（ディスクが残りの液滴を通過させることが可能なタイミング）を同期させてもよい。しかしながら、液滴よりもディスクの方が遅く、慣性モーメントも大きいので、基本的には、液滴捕獲可能部分の通過タイミング（ディスクが液滴の一部を除去可能なタイミング）あるいはスリットの通過タイミング（ディスクが残りの液滴を通過させることが可能なタイミング）に対して、吐出タイミングを同期させる方が好ましい。
【００８７】
除去する手段のさらに他の形態の１つは、ヘッドと交差する方向に配置されたトラップ用ヘッドであって、このトラップ用ヘッドのノズルから吐出された液滴をヘッドのノズルから吐出された液滴の一部に衝突させるためのトラップ用ヘッドと、トラップ用ヘッドのノズルから吐出された液滴およびヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を回収するための液滴回収部材（ガター部材）とを備えているものである。トラップ用ヘッドのノズルから吐出された液滴をヘッドのノズルから吐出された液滴の一部に衝突させることにより、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、ノズルからターゲットに至る飛翔経路から外れるように向きを変え、液滴回収部材において捕獲することができる。
【００８８】
除去する手段がトラップ用ヘッドと液滴回収部材とを備えている場合、制御する手段は、ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第１の制御ユニットと、トラップ用ヘッドのノズルからの液滴の吐出タイミングを含む制御を行う第４の制御ユニットとを備えていることが好ましい。ヘッドの液滴の吐出タイミングと、トラップ用ヘッドの液滴の吐出タイミングとを同期させ、ヘッドから吐出された液滴のうちのある一定の一部を除去するように（飛翔経路から外れるように）、システムを制御することができる。この場合、トラップ用ヘッドの液滴の吐出タイミングに対して、ヘッドの液滴の吐出タイミングを同期させてもよく、ヘッドの液滴の吐出タイミングに対して、トラップ用ヘッドの液滴の吐出タイミングを同期させてもよい。
【００８９】
また、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部をターゲットに対して未着にさせるためには、ヘッドのノズルから吐出された液滴の飛翔状態を観察できることは有効である。したがって、このシステムは、ヘッドのノズルから吐出された液滴の飛翔状態を観察する手段をさらに有することが好ましい。液滴の飛翔状態を観察する手段を設けることにより、安定した形状の微細なドットを形成することができる。
【００９０】
また、このシステムは、ヘッドのノズルの先方に設けられた第１の電極であって、ヘッドのノズルから吐出された液滴を第１の電位に帯電させる第１の電極と、ターゲットのヘッドとは反対側に設けられた第２の電極であって、第２の電位に帯電された第２の電極とをさらに有することが望ましい。ヘッドのノズルから吐出された液滴は、第１の電位に帯電し、第２の電位に帯電された第２の電極の方向に引きよせられるため、ヘッドのノズルから吐出された液滴の飛翔経路（空気中）における減速を抑制または再加速でき、液滴飛翔の直進性を向上できる。このため、より正確な位置に、残りの液滴を着弾させることができる。特に、ヘッドのノズルから吐出された液滴が飛翔経路において複数の小液滴を含む場合は、飛翔経路における直進性を向上することにより、飛翔経路における空気の流れなどの影響を受けにくくなり、安定した微細なドットを形成することができる。
【００９１】
また、このシステムは、ヘッドのノズルの先方に設けられ、ヘッドのノズルからターゲットに向けて飛翔中の液滴を通過させる筒状部材をさらに有していてもよい。飛翔中の液滴は、筒状部材にガードされ、飛翔経路における空気の流れなどの影響を受けにくくなる。したがって、安定した形状の微細なドットを形成することができる。
【００９２】
上記に開示された方法の１つは、ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を未着にさせる手段によりターゲットに対して未着にさせ、残りの液滴をターゲットに着弾させること（着弾させる工程）を含む、ドット形成方法である。このドット形成方法によれば、従来よりも微細なドットをターゲット上に形成することができる。
【００９３】
上記着弾させること（着弾させる工程）の一形態は、以下の工程を含む。
（ａ１）ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を蒸発させ、残りの液滴をターゲットに着弾させること。
【００９４】
上記着弾させること（着弾させる工程）の他の形態は、以下の工程を含む。
（ａ２）ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を捕獲し、残りの液滴をターゲットに着弾させること。
【００９５】
上記着弾させること（着弾させる工程）のさらに他の形態は、以下の工程を含む。
（ａ３）ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部を、ノズルからターゲットに至る飛翔経路から外れるように向きを変え、残りの液滴をターゲットに着弾させること。
【００９６】
また、ヘッドのノズルから吐出された液滴が、ノズルからターゲットに至る飛翔経路において、複数の小液滴を含む場合、上記着弾させること（着弾させる工程）は、以下の工程を含むことが好ましい。
（ｂ）複数の小液滴の少なくとも１つをターゲットに対して未着にさせ、残りの小液滴をターゲットに着弾させること。
【００９７】
なお、上述した実施形態にかかるドット形成システム１ａ〜１ｃは、液Ｌとしてインクを用い、目的の記録媒体（ターゲット）１５０に、画像、文字などを含む微細な模様を高品質（高画質）で記録できる。また、これらのシステム１ａ〜１ｃは、導電性を有する液Ｌを用い、目的の基板（ターゲット）１５０に微細な配線を形成（描画）する際や、微細なドットを形成する際にも好適であり、ＩＣタグなどの微細な配線を安価に作成することが要求される製品の製造装置として適している。したがって、これらのシステム１ａ〜１ｃにおいてノズルＮから吐出される液Ｌは、いわゆるインク（色のある液体）に限定されるものではない。使用する液Ｌは、有色であっても無色であってもよい。また、使用する液Ｌは、透明であっても不透明であってもよい。目的の基板（ターゲット）１５０に微細な配線を形成する場合には、例えば、ＩＴＯ微粒子を溶媒に分散させたもの（いわゆるＩＴＯインク）などを用いることができる。
【００９８】
ノズルから液滴を吐出するヘッドは、ピエゾ方式のヘッドに限定されるものではなく、サーマル方式のヘッドなどであってもよい
【符号の説明】
【００９９】
１ａ〜１ｃ ドット形成システム、 １０ ヘッド（インクジェットヘッド）
２０ 未着にする装置（未着にする手段）
３０ 除去装置（除去する手段）、 ３１ 照射ユニット
４０ 吸収装置（蒸発させた液滴の蒸気を吸収する手段）
５０ 制御装置（制御する手段）、 ５１ ヘッド制御部（第１の制御ユニット）
５２ 照射ユニット制御部（第２の制御ユニット）
５３ タイミング制御部（第３の制御ユニット）
５４ トラップヘッド用制御部（第４の制御ユニット）
６０ 観察装置（観察する手段）
７１ 第１の電極、 ７２ 第２の電極
８０ 除去装置（除去する手段）、 ８１、８６ ディスク
８２ モータ、 ８４ スリット、 ８７ 受け部
８８ 廃液集約部、 ８９ 廃液流路
１００ 除去装置（除去する手段）、
１０１ トラップ用ヘッド（トラップ用インクジェットヘッド）
１０３ 液滴回収部材、 １５０ 基板（ターゲット）
Ｄ 液滴、 Ｎ ヘッドのノズル、 Ｐ 飛翔経路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットに対してノズルから液滴を吐出するヘッドと、
前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部にレーザーを照射し、前記液滴の液量を削減する照射ユニットと、
前記ヘッドのノズルの液滴の吐出タイミングおよび前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを含む制御を行う制御ユニットとを有し、
前記ヘッドのノズルから吐出された液滴は、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路において複数の小液滴に分かれ、前記複数の小液滴は先頭のメイン滴と、前記メイン滴に続く複数のサテライト滴とを含み、
前記制御ユニットは、前記メイン滴に前記レーザーが照射され、前記複数のサテライト滴の少なくとも一部には前記レーザーが照射されないように前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを制御する、システム。
【請求項２】
ターゲットに対してノズルから液滴を吐出するヘッドを有するシステムによりドットを形成する方法であって、
前記システムは、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部にレーザーを照射し、前記液滴の液量を削減する照射ユニットと、
前記ヘッドのノズルの液滴の吐出タイミングおよび前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを含む制御を行う制御ユニットとを有し、
当該方法は、
前記制御ユニットが、前記ヘッドのノズルから液滴を吐出させ、その液滴が、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路において、先頭のメイン滴と、前記メイン滴に続く複数のサテライト滴とを含む複数の小液滴に分かれるようにすることと、
前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを制御して、前記メイン滴に前記レーザーを照射し、前記複数のサテライト滴の少なくとも一部には前記レーザーを照射しないこととを有する、方法。
【請求項１】
ターゲットに対してノズルから液滴を吐出するヘッドと、
前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部にレーザーを照射し、前記液滴の液量を削減する照射ユニットと、
前記ヘッドのノズルの液滴の吐出タイミングおよび前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを含む制御を行う制御ユニットとを有し、
前記ヘッドのノズルから吐出された液滴は、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路において複数の小液滴に分かれ、前記複数の小液滴は先頭のメイン滴と、前記メイン滴に続く複数のサテライト滴とを含み、
前記制御ユニットは、前記メイン滴に前記レーザーが照射され、前記複数のサテライト滴の少なくとも一部には前記レーザーが照射されないように前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを制御する、システム。
【請求項２】
ターゲットに対してノズルから液滴を吐出するヘッドを有するシステムによりドットを形成する方法であって、
前記システムは、前記ヘッドのノズルから吐出された液滴の一部にレーザーを照射し、前記液滴の液量を削減する照射ユニットと、
前記ヘッドのノズルの液滴の吐出タイミングおよび前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを含む制御を行う制御ユニットとを有し、
当該方法は、
前記制御ユニットが、前記ヘッドのノズルから液滴を吐出させ、その液滴が、前記ノズルから前記ターゲットに至る飛翔経路において、先頭のメイン滴と、前記メイン滴に続く複数のサテライト滴とを含む複数の小液滴に分かれるようにすることと、
前記照射ユニットのレーザーの照射タイミングを制御して、前記メイン滴に前記レーザーを照射し、前記複数のサテライト滴の少なくとも一部には前記レーザーを照射しないこととを有する、方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−１３１５９８（Ｐ２０１１−１３１５９８Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３０５（Ｐ２０１１−１１３０５）
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【分割の表示】特願２００７−２９１５３５（Ｐ２００７−２９１５３５）の分割
【原出願日】平成１９年１１月９日（２００７．１１．９）
【出願人】（５９８０８６５８９）株式会社マイクロジェット (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【分割の表示】特願２００７−２９１５３５（Ｐ２００７−２９１５３５）の分割
【原出願日】平成１９年１１月９日（２００７．１１．９）
【出願人】（５９８０８６５８９）株式会社マイクロジェット (16)
【Ｆターム（参考）】
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