特開 2024-54621 液滴吐出装置、液滴吐出用ノズルヘッドおよび液滴吐出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024054621

(43)【公開日】2024-04-17

(54)【発明の名称】液滴吐出装置、液滴吐出用ノズルヘッドおよび液滴吐出方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/06 20060101AFI20240410BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20240410BHJP

【ＦＩ】

B41J2/06

B41J2/01 307

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022160959

(22)【出願日】2022-10-05

(71)【出願人】

【識別番号】506159976

【氏名又は名称】株式会社ＳＩＪテクノロジ

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】村田 和広

【テーマコード（参考）】

2C056

2C057

【Ｆターム（参考）】

2C056EA01

2C056EC07

2C056EC35

2C056FC01

2C056FD09

2C057AF99

2C057BA14

2C057BE02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】マルチノズルヘッドを用いて吐出パターン変更することができる液滴吐出装置を提供すること。
【解決手段】本発明の一実施形態の液滴吐出装置は、対象物を保持するための対象物保持部と、前記対象物に第１液滴を吐出するための複数の第１液滴吐出ノズルを有し、前記第１液滴吐出ノズルは静電吐出型ノズルである、第１液滴吐出部と、前記第１液滴とは異なる材料を含む第２液滴を吐出するための少なくとも一つの第２液滴吐出ノズルを有する第２液滴吐出部と、前記第２液滴吐出ノズルと前記第１液滴吐出ノズルとの相対的な位置関係を制御する制御部と、を含み、前記第２液滴吐出部は、前記第２液滴を吐出することにより前記複数の第１液滴吐出ノズルのうち少なくとも一つの第１静電吐出型ノズルを閉塞する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物を保持するための対象物保持部と、
前記対象物に第１液滴を吐出するための複数の第１液滴吐出ノズルを有し、前記第１液滴吐出ノズルは静電吐出型ノズルである、第１液滴吐出部と、
前記第１液滴とは異なる材料を含む第２液滴を吐出するための少なくとも一つの第２液滴吐出ノズルを有する第２液滴吐出部と、
前記第２液滴吐出ノズルと前記第１液滴吐出ノズルとの相対的な位置関係を制御する制御部と、を含み、
前記第２液滴吐出部は、前記第２液滴を吐出することにより前記複数の第１液滴吐出ノズルのうち少なくとも一つの第１静電吐出型ノズルを閉塞する、
液滴吐出装置。

【請求項2】

前記第１液滴は、極性溶媒を含み、
前記第２液滴は、非極性溶媒を含む、
請求項１に記載の液滴吐出装置。

【請求項3】

前記第１液滴吐出部が前記第１液滴を吐出するとき、前記第１静電吐出型ノズルを閉塞する前記第２液滴は、インクタンクから供給され前記第１液滴として吐出される第１液体と接触する、
請求項２に記載の液滴吐出装置。

【請求項4】

前記第２液滴は、レジストである、
請求項１に記載の液滴吐出装置。

【請求項5】

前記第２液滴吐出ノズルは、ピエゾ型ノズルである、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。

【請求項6】

前記第１液滴吐出ノズルの開口状態を検査する検査部をさらに含む、
請求項５に記載の液滴吐出装置。

【請求項7】

等間隔に配置され同じ形状を有する複数の静電吐出型ノズルを有し、
前記複数の静電吐出型ノズルのうち少なくとも一つの第１静電吐出型ノズルは閉塞物により閉塞される、
液滴吐出用ノズルヘッド。

【請求項8】

前記第１静電吐出型ノズルは、前記複数の静電吐出型ノズルのうち閉塞されていない２つの第２静電吐出型ノズルの間に配置される、
請求項７に記載の液滴吐出用ノズルヘッド。

【請求項9】

前記閉塞物は、非極性溶媒を含む、
請求項７に記載の液滴吐出用ノズルヘッド。

【請求項10】

前記閉塞物は、レジストである、
請求項７に記載の液滴吐出用ノズルヘッド。

【請求項11】

前記閉塞物は、磁性体である、
請求項７に記載の液滴吐出用ノズルヘッド。

【請求項12】

複数の第１液滴吐出ノズルを含むマルチノズルヘッドのうち第１領域に設けられた第１液滴吐出ノズルを閉塞させることと、
前記複数の第１液滴吐出ノズルのうち第１領域とは異なる第２領域に設けられた第１液滴吐出ノズルから第１液滴を対象物に吐出することと、を含み、
前記第１液滴吐出ノズルは、静電吐出型ノズルである、
液滴吐出方法。

【請求項13】

第２液滴吐出ノズルから第２液滴を吐出することによって、当該第２液滴を用いて、複数の第１液滴吐出ノズルのうち前記第１領域に設けられた前記第１液滴吐出ノズルを閉塞させる、
請求項１２に記載の液滴吐出方法。

【請求項14】

前記第２液滴は、非極性溶媒を含む、
請求項１３に記載の液滴吐出方法。

【請求項15】

前記第２液滴は、レジストである、
請求項１３に記載の液滴吐出方法。

【請求項16】

前記第２液滴は、前記第２液滴により閉塞された前記第１液滴吐出ノズルを所定の温度以上に加熱した時に除去される、
請求項１４に記載の液滴吐出方法。

【請求項17】

前記第２液滴吐出ノズルは、ピエゾ型ノズルである、
請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載の液滴吐出方法。

【請求項18】

前記第１領域に設けられた前記第１液滴吐出ノズルを、固形物を用いて閉塞させる、
請求項１２に記載の液滴吐出方法。

【請求項19】

前記固形物は、磁性体である、
請求項１８に記載の液滴吐出方法。

【請求項20】

前記固形物は、閉塞された第１液滴吐出ノズルに磁石を近づけることにより、除去される、
請求項１９に記載の液滴吐出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液滴吐出装置、液滴吐出用ノズルヘッドおよび液滴吐出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、インクジェット印刷技術の工業用プロセスへの応用が行われている。例えば、液晶ディスプレー用のカラーフィルター製造工程などはその一例である。インクジェット印刷技術として、従来は機械的圧力や振動により液滴を吐出する、いわゆるピエゾ型ヘッドが多く使用されてきていたが、より微細な液滴を吐出できる静電吐出型インクジェットヘッドが注目されている。特許文献１には、静電吐出型インクジェット記録装置について開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－３４９６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

最近では、微細な液滴を吐出できる静電吐出型インクジェットヘッドの特性を生かしたまま、生産性を向上させる観点から、一斉吐出型のマルチノズルヘッドの開発が進められている。一斉吐出型のマルチノズルヘッドの場合、任意にノズルの配置を設計できる。しかしながら、こうしたマルチノズルヘッドの場合、予め決められたノズル配置のパターンのみが形成されるという課題を残している。予め決められたパターンとは異なる吐出パターンを形成するには、別途新たなノズル配置のマルチノズルヘッドを用意する必要がある。この場合、マルチノズルヘッドの交換に伴う段取り替えの時間などが余計にかかるなどの課題が生じる。一方、従来から存在する固定のピッチを有するピエゾ型のマルチノズルヘッドの場合、（１）そもそもの吐出量を小さくすることが困難であるという課題のほかに、（２）ノズルピッチとは異なる位置へのインク吐出には、一斉吐出ではなくラスタスキャンが必要であるという課題がある。このため、パターンの形成時間にはスキャン速度の限界が存在した。

【0005】

そこで、本発明は、マルチノズルヘッドを用いて吐出パターン変更することができる液滴吐出装置を提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態によれば、対象物を保持するための対象物保持部と、前記対象物に第１液滴を吐出するための複数の第１液滴吐出ノズルを有し、前記第１液滴吐出ノズルは静電吐出型ノズルである、第１液滴吐出部と、前記第１液滴とは異なる材料を含む第２液滴を吐出するための少なくとも一つの第２液滴吐出ノズルを有する第２液滴吐出部と、前記第２液滴吐出ノズルと前記第１液滴吐出ノズルとの相対的な位置関係を制御する制御部と、を含み、前記第２液滴吐出部は、前記第２液滴を吐出することにより前記複数の第１液滴吐出ノズルのうち少なくとも一つの第１静電吐出型ノズルを閉塞する、液滴吐出装置が提供される。

【0007】

上記液滴吐出装置において、前記第１液滴は、極性溶媒を含み、前記第２液滴は、非極性溶媒を含んでもよい。

【0008】

上記液滴吐出装置において、前記第１液滴吐出部が前記第１液滴を吐出するとき、前記第１静電吐出型ノズルを閉塞する前記第２液滴は、インクタンクから供給され前記第１液滴として吐出される第１液体と接触してもよい。

【0009】

上記液滴吐出装置において、前記第２液滴は、レジストであってもよい。

【0010】

上記液滴吐出装置において、前記第２液滴吐出ノズルは、ピエゾ型ノズルであってもよい。

【0011】

上記液滴吐出装置において、前記第１液滴吐出ノズルの開口状態を検査する検査部をさらに含んでもよい。

【0012】

本発明の一実施形態によれば、等間隔に配置され同じ形状を有する複数の静電吐出型ノズルを有し、前記複数の静電吐出型ノズルのうち少なくとも一つの第１静電吐出型ノズルは閉塞物により閉塞される液滴吐出用ノズルヘッドが提供される。

【0013】

上記液滴吐出用ノズルヘッドにおいて、前記第１静電吐出型ノズルは、前記複数の静電吐出型ノズルのうち閉塞されていない２つの第２静電吐出型ノズルの間に配置されてもよい。

【0014】

上記液滴吐出用ノズルヘッドにおいて、前記閉塞物は、非極性溶媒を含んでもよい。

【0015】

上記液滴吐出用ノズルヘッドにおいて、前記閉塞物は、レジストであってもよい。

【0016】

上記液滴吐出用ノズルヘッドにおいて、前記閉塞物は、磁性体であってもよい。

【0017】

本発明の一実施形態によれば、複数の第１液滴吐出ノズルを含むマルチノズルヘッドのうち第１領域に設けられた第１液滴吐出ノズルを閉塞させることと、前記複数の第１液滴吐出ノズルのうち第１領域とは異なる第２領域に設けられた第１液滴吐出ノズルから第１液滴を対象物に吐出することと、を含み、前記第１液滴吐出ノズルは、静電吐出型ノズルである、液滴吐出方法が提供される。

【0018】

上記液滴吐出方法において、第２液滴吐出ノズルから第２液滴を吐出することによって、当該第２液滴を用いて、複数の第１液滴吐出ノズルのうち前記第１領域に設けられた前記第１液滴吐出ノズルを閉塞させてもよい。

【0019】

上記液滴吐出方法において、前記第２液滴は、非極性溶媒を含んでもよい。

【0020】

上記液滴吐出方法において、前記第２液滴は、レジストであってもよい。

【0021】

上記液滴吐出方法において、前記第２液滴は、前記第２液滴により閉塞された前記第１液滴吐出ノズルを所定の温度以上に加熱した時に除去されてもよい。

【0022】

上記液滴吐出方法において、前記第２液滴吐出ノズルは、ピエゾ型ノズルであってもよい。

【0023】

上記液滴吐出方法において、前記第１領域に設けられた前記第１液滴吐出ノズルを、固形物を用いて閉塞させてもよい。

【0024】

上記液滴吐出方法において、前記固形物は、磁性体であってもよい。

【0025】

上記液滴吐出方法において、前記固形物は、閉塞された第１液滴吐出ノズルに磁石を近づけることにより、除去されてもよい。

【発明の効果】

【0026】

本発明の一実施形態を用いることにより、マルチノズルヘッドを用いて吐出パターン変更することができる液滴吐出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の一実施形態に係る液滴吐出装置の概略図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るマルチノズルヘッドの平面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る液滴吐出ノズルの斜視図である。

【図4A】本発明の一実施形態に係る液滴吐出ノズルの平面図である。

【図4B】本発明の一実施形態に係る液滴吐出ノズルの断面図である。

【図5A】本発明の一実施形態に係るマルチノズルヘッドの平面図である。

【図5B】本発明の一実施形態に係るマルチノズルヘッドの断面図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法を示す模式図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法を示す模式図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法を示す模式図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法を示す模式図である。

【図10】本発明の一実施形態に係るマルチノズルヘッドの平面図である。

【図11】本発明の一実施形態に係る液滴吐出装置の模式図である。

【図12】形成されたパターンの平面模式図である。

【図13】本発明の一実施形態に係る液滴吐出装置の模式図である。

【図14】本発明の一実施形態に係る液滴吐出装置の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本出願で開示される発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

【0029】

なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後にＡ、Ｂ、－１，－２等を付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。

【0030】

さらに、本発明の詳細な説明において、ある構成物と他の構成物の位置関係を規定する際、「上に」「下に」とは、ある構成物の直上あるいは直下に位置する場合のみでなく、特に断りの無い限りは、間にさらに他の構成物を介在する場合を含むものとする。

【0031】

＜第１実施形態＞
（１－１．液滴吐出装置１００の構成）
図１は、本発明の一実施形態に係る液滴吐出装置１００の概略図である。

【0032】

液滴吐出装置１００は、制御部１１０、記憶部１１５、電源部１２０、駆動部１３０、第２インクタンク１３５、第２液滴吐出部１４０、第１インクタンク１４９、第１液滴吐出部１５０および対象物保持部１６０を含む。

【0033】

制御部１１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、またはその他の演算処理回路を含む。制御部１１０は、あらかじめ設定された液滴吐出用プログラムを用いて、第２液滴吐出部１４０および第１液滴吐出部１５０の吐出処理を制御する。

【0034】

記憶部１１５は、液滴吐出用プログラム、および液滴吐出用プログラムで用いられる各種情報を記憶するデータベースとしての機能を有する。記憶部１１５には、メモリ、ＳＳＤ、または記憶可能な素子が用いられる。

【0035】

電源部１２０は、制御部１１０、記憶部１１５、駆動部１３０、第２インクタンク１３５、第２液滴吐出部１４０、第１液滴吐出部１５０および対象物保持部１６０と接続される。電源部１２０は、制御部１１０から入力される信号をもとに、第２液滴吐出部１４０および第１液滴吐出部１５０に電圧を印加する。この例では、電源部１２０は、第２液滴吐出部１４０および第１液滴吐出部１５０に対してパルス状の電圧を印加する。なお、パルス電圧に限定されず、一定の電圧が第２液滴吐出部１４０および第１液滴吐出部１５０に常時印加されてもよい。第２インクタンク１３５から第２液滴吐出部１４０に第２液滴１４７となる液体が提供される。第２液滴吐出部１４０に対して電源部１２０から印加された電圧により後述する第２液滴吐出ノズル１４１の先端部１４１ａから第２液滴１４７が対象物２００の方向（第３方向Ｄ３）に吐出される。第１インクタンク１４９から第１液滴吐出部１５０に第１液滴１５７となる液体が提供される。第１液滴吐出部１５０に対して電源部１２０から印加された電圧により、第１液滴吐出部１５０（後述するマルチノズルヘッド１５１）に設けられた第１液滴吐出ノズル１５３（先端部１５３ａ））から、第１液滴１５７が対象物２００の方向（第３方向Ｄ３）に吐出される。

【0036】

駆動部１３０は、モータ、ベルト、ギアなどの駆動部材により構成される。駆動部１３０は、制御部１１０からの指示に基づき、対象物保持部１６０に対して第２液滴吐出部１４０（第２液滴吐出ノズル１４１）および第１液滴吐出部１５０（より具体的には、マルチノズルヘッド１５１）を相対的に（この例では、第２方向Ｄ２）に移動させる。これにより、駆動部１３０は、装置使用時（液滴吐出時）における対象物２００とマルチノズルヘッド１５１（第１液滴吐出ノズル１５３）との相対的な位置関係、および第２液滴吐出ノズル１４１とマルチノズルヘッド１５１（第１液滴吐出ノズル１５３）との相対的な位置関係を制御することができる。駆動部１３０は、ゴニオステージと組み合わせて用いられ、第２液滴吐出ノズル１４１とマルチノズルヘッド１５１（第１液滴吐出ノズル１５３）を微調整してもよい。

【0037】

対象物保持部１６０は、対象物２００を保持する機能を有する。対象物保持部１６０には、この例ではステージが用いられる。対象物保持部１６０が対象物２００を保持する機構は特に制限されず、一般的な保持機構が用いられる。この例では、対象物２００は、対象物保持部１６０に真空吸着している。なお、本発明はこれに限定されず、対象物保持部１６０は固定具を用いて対象物２００を保持してもよい。

【0038】

対象物２００は、第１液滴吐出部１５０から吐出される液滴が吐出される部材をいう。この例では、対象物２００にはガラス板が用いられる。なお、対象物２００はガラス板に限定されない。例えば、対象物２００は、金属板であってもよく、または有機樹脂部材でもよい。また、対象物２００上には、金属配線または有機樹脂部材が形成されてもよい。また、対象物２００には、液滴吐出用の対向電極が設けられてもよい。このとき、対象物２００には、ＧＮＤ電位が印加されてもよい。

【0039】

（１－２．第２液滴吐出部１４０の構成）
第２液滴吐出部１４０は、第１液滴吐出部１５０（より具体的には、マルチノズルヘッド１５１）のうち一部の第１液滴吐出ノズル１５３を閉塞する時に、駆動部１３０により対象物２００（対象物保持部１６０）および第１液滴吐出部１５０の上方に配置される。第２液滴吐出部１４０は、液滴（第２液滴１４７）を吐出するための第２液滴吐出ノズル１４１および圧電素子１４５を含む。この例では、第２液滴吐出ノズル１４１には、ピエゾ型インクジェットノズルが用いられる。圧電素子１４５は、第２液滴吐出ノズル１４１の上部に設けられるが、圧電素子１４５の配置は適宜変更されてもよい。圧電素子１４５は、電源部１２０と電気的に接続される。圧電素子１４５は、電源部１２０から印加された電圧により第２インクタンク１３５から供給された液体を押圧することにより、第２液滴吐出ノズル１４１の先端部１４１ａ（第１先端部ともいう）から第２液滴１４７を吐出する。

【0040】

（１－３．第１液滴吐出部１５０の構成）
第１液滴吐出部１５０は、第１液滴１５７吐出する時に、駆動部１３０により対象物２００（対象物保持部１６０）上に配置される。第１液滴吐出部１５０は、第２液滴吐出部１４０と一部において接続されてもよい。第１液滴吐出部１５０は、マルチノズルヘッド１５１を含む。

【0041】

マルチノズルヘッド１５１は、マウントおよびアタッチメントのような固定具１５５（図５Ｂ参照）に固定されて用いられる。マルチノズルヘッド１５１には、液滴（第１液滴１５７）を吐出するための複数の第１液滴吐出ノズル１５３が設けられる。第１液滴１５７として吐出される液体は、第１液滴吐出部１５０に接続された第１インクタンク１４９から提供される。第１液滴吐出ノズル１５３には、静電吐出型のインクジェットノズルが用いられる。マルチノズルヘッド１５１の詳細については、以下に詳述する。

【0042】

（１－４．マルチノズルヘッド１５１の構成）
図２は、マルチノズルヘッド１５１の平面図である。図３は、第１液滴吐出ノズル１５３の斜視図である。図４Ａは、第１液滴吐出ノズル１５３の平面図である。図４Ｂは、第１液滴吐出ノズル１５３におけるＡ１－Ａ２間の断面図である。

【0043】

図２に示すように、マルチノズルヘッド１５１は、プレート部１５２および第１液滴吐出ノズル１５３を含む。

【0044】

プレート部１５２は、板状に設けられる。この例では、プレート部１５２は第１方向Ｄ１に延びる。プレート部１５２には、ニッケル・銅・ステンレスなどの金属材料が用いられるが、電位が印加できる場合用いられる材料であれば適宜変更されてもよい。プレート部１５２の厚さは、適宜設定される。この例では、プレート部１５２の厚さは１０μｍ以上１００μｍ以下である。

【0045】

図３、図４Ａ、図４Ｂに示すように、第１液滴吐出ノズル１５３は、上部においてプレート部１５２の一面（下面）に接続されて設けられる。マルチノズルヘッド１５１は、複数の第１液滴吐出ノズル１５３を含む。第１液滴吐出ノズル１５３は、第１方向Ｄ１に並んで配置される。本実施形態では、図２に示すように、第１液滴吐出ノズル１５３－１、１５３－２、・・・１５３－Ｍ、・・・、１５３－（Ｎ－１）、１５３－Ｎがプレート部１５２に設けられる。Ｎは、３以上の自然数であり、Ｍは１とＮの間の自然数である。なお、第１液滴吐出ノズル１５３－１、１５３－２、・・・１５３－Ｍ、・・・、１５３－（Ｎ－１）、１５３－Ｎを分けて説明する必要がない場合には、第１液滴吐出ノズル１５３として説明する。第１液滴吐出ノズル１５３には、ニッケル・銅などの金属材料が用いられるが、電位が印加できる材料であれば適宜変更されてもよい。第１液滴吐出ノズル１５３は、先細る形状を有する。この例では、隣接する第１液滴吐出ノズル１５３間の距離（第１液滴吐出ノズル１５３－１と第１液滴吐出ノズル１５３－２との間の距離）ｄ１は、２００μｍである。第１液滴吐出ノズル１５３の各々は、同じ形状を有し、等間隔に配置される。

【0046】

プレート部１５２は、第１液滴吐出ノズル１５３と対応する部分（重畳する部分）に第１液滴吐出ノズル１５３の吐出口（第１液滴吐出ノズル１５３の先端部１５３ａの開孔部１５３ａｏ）の内径ｒ１５３ａ（第２内径ともいう）よりも大きい内径ｒ１５２ｏ（第３内径ともいう）を有する貫通孔１５２ｏを有する。プレート部１５２の貫通孔１５２ｏの内径は、１μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。第１液滴吐出ノズル１５３の先端部１５３ａの内径は、数百ｎｍ以上５０μｍ以下、好ましくは１μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上２０μｍ以下であってもよい。

【0047】

本実施形態において、第１液滴吐出ノズル１５３に電圧を印加してもよいし、プレート部１５２に電圧を印加してもよいし、第１液滴吐出ノズル１５３に貯蔵されたインクに電圧を印加してもよい。プレート部１５２、第１液滴吐出ノズル１５３に電圧を印加する場合、電極が設けられてもよい。電極には、タングステン、ニッケル、モリブデン、チタン、金、銀、銅、白金などが設けられてもよい。このとき、プレート部１５２の全体に均一に電圧が印加されるように、複数の電極が設けられてもよい。また、本実施形態では、第１液滴吐出ノズル１５３、プレート部１５２またはインクに対して電圧を印加する例を示したが、マルチノズルヘッド１５１を保持する固定具１５５（例えば、マウントまたはアタッチメント）に電圧が印加されてよい。

【0048】

第１液滴吐出ノズル１５３の吐出口（先端部１５３ａ）の内径ｒ１５３ａ（第２内径）は、第２液滴吐出ノズル１４１の吐出口（先端部１４１ａ）の内径（第１内径ともいう）よりも小さくてもよい。この場合、第１液滴吐出ノズル１５３の単位時間当たりの吐出量は、第２液滴吐出ノズル１４１の単位時間当たりの吐出量より少なくなる。

【0049】

図５Ａは、一部が閉塞されたマルチノズルヘッド１５１の平面図である。図５Ｂは、一部が閉塞されたマルチノズルヘッド１５１の断面図である。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、本実施形態では、マルチノズルヘッド１５１を用いて所定のパターンを形成するために、マルチノズルヘッド１５１のうち一部の領域に設けられた第１液滴吐出ノズル１５３が閉塞物によって閉塞される。この例では、マルチノズルヘッド１５１において、第１液滴１５７が吐出できない領域（第１領域Ｒ１ともいう）および第１液滴が吐出可能な領域（第２領域Ｒ２ともいう）が設けられる。具体的には、図２に示すように、第１領域Ｒ１に設けられた第１液滴吐出ノズル１５３（この例では、第１液滴吐出ノズル１５３－１，１５３－Ｍ，１５３－Ｎ）は、第２液滴吐出ノズル１４１から吐出された第２液滴１４７により閉塞される。第１液滴吐出ノズル１５３－Ｍは、閉塞されていない２つの第１液滴吐出ノズル１５３の間に配置されている。閉塞される第１液滴吐出ノズル１５３の位置は端部に限定されず、所定の吐出パターンを形成するために適宜変更されてもよい。

【0050】

第２液滴１４７は、第１液滴１５７とは異なる材料を含む。本実施形態では、第１液滴１５７には、静電吐出がされるために極性溶媒が用いられる。第２液滴１４７には、非極性溶媒（例えば、テトラデカンなどの炭化水素）が用いられる。

【0051】

また、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、マルチノズルヘッド１５１から第１液滴１５７を吐出する場合、マルチノズルヘッド１５１の上部には第１インクタンク１４９から供給され第１液滴１５７として吐出される液体（インク）１５６が充填される。このとき、液体１５６と、第２液滴１４７は、マルチノズルヘッド１５１と、固定具１５５によって囲まれた領域において接触してもよい。

【0052】

また、本実施形態では、閉塞パターン形成時において、第２液滴吐出部１４０（第２液滴吐出ノズル１４１）は、制御部１１０および駆動部１３０により第１液滴吐出部１５０（マルチノズルヘッド１５１）の上方を移動する。つまり、本実施形態の場合、第２液滴吐出ノズル１４１と複数の第１液滴吐出ノズル１５３を含むマルチノズルヘッド１５１との相対的な位置関係が制御されることにより、マルチノズルヘッド１５１の所定の位置に第２液滴１４７を吐出することができる。

【0053】

（１－５．液滴吐出方法）
次に、本実施形態における液滴吐出方法について説明する。図６～図９は、液滴吐出方法を示す模式図である。

【0054】

まず、第２液滴吐出部１４０は、制御部１１０および駆動部１３０によって第１方向Ｄ１の所定の位置（第１領域Ｒ１）まで移動する。第１領域Ｒ１は、マルチノズルヘッド１５１のうち第１液滴１５７を吐出しない領域である。第２液滴吐出部１４０（第２液滴吐出ノズル１４１）は、第１液滴吐出部１５０におけるマルチノズルヘッド１５１上の所定の位置に配置される。この例では、対象物２００上に第２液滴吐出部１４０、第２液滴吐出ノズル１４１及びマルチノズルヘッド１５１が配置される。次に、図６に示すように、第２液滴吐出ノズル１４１は、電源部１２０から印加された電圧により、マルチノズルヘッド１５１の上方において所定の位置に対して第２インクタンク１３５に保持された液体を第２液滴１４７として第３方向Ｄ３（具体的には下方）に吐出する。

【0055】

吐出された第２液滴１４７は、所定の第１液滴吐出ノズル１５３に提供され、貯蔵される。このとき、第２液滴には、非極性溶媒（例えば、テトラデカンなどの炭化水素）が用いられる。非極性溶媒は、常温における揮発性が低い（沸点が高い）。非極性溶媒は、チャージアップが起こりづらい。そのため、非極性溶媒は、電圧が印加されても液滴として吐出されない。したがって、非極性溶媒が吐出された第１液滴吐出ノズル１５３は、閉塞される。図７に示すように、第２液滴１４７の吐出処理は、第１領域Ｒ１に設けられたすべての第２液滴吐出ノズル１４１が閉塞される（所定の閉塞パターンが形成される）まで繰り返される。

【0056】

次に、マルチノズルヘッド１５１に第１インクタンク１４９から吐出パターン形成用のインク液体が供給される。このとき、複数の第１液滴吐出ノズル１５３のうち閉塞されていない第１液滴吐出ノズル１５３に第１液滴１５７が提供される（貯蔵される）。本実施形態では、第１液滴吐出ノズル１５３は、上側においてプレート部１５２と接続されている。プレート部１５２は、第１液滴吐出ノズル１５３よりも内径の大きい貫通孔を有する。これにより、第１液滴吐出ノズル１５３は第２液滴１４７を貯蔵しやすい構造を有しているといえる。

【0057】

次に、電源部１２０は、制御部１１０からの制御に基づいて、第１液滴吐出部１５０（マルチノズルヘッド１５１）に対してパルス状の電圧（この例では、対象物（ＧＮＤ電位）を基準として１０００Ｖ）を印加する。これにより、図８に示すように、第２領域に設けられた、閉塞されていない（吐出可能な）第１液滴吐出ノズル１５３に提供された第１インクタンク１４９に貯蔵される液体を用いて第１液滴１５７を同時に吐出する。これにより、図９に示すように、対象物２００には、第１液滴１５７による吐出パターンが形成される。

【0058】

対象物２００上に所定のパターンを形成したのち、閉塞された第１液滴吐出ノズル１５３に貯蔵された第２液滴１４７は、所定の条件を満たしたときに除去されてもよい。例えば、第２液滴１４７が揮発する程度にマルチノズルヘッド１５１のうち閉塞された第１液滴吐出ノズル１５３を所定の温度以上に加熱してもよい。これにより、マルチノズルヘッド１５１は、閉塞されていない元の状態に戻る。

【0059】

本実施形態の場合、パターンを形成するための液滴を吐出したくない位置には第２液滴１４７が吐出されることにより、第１液滴吐出ノズル１５３が閉塞される。したがって、マルチノズルヘッド１５１に電圧した場合において所望の第１液滴吐出ノズル１５３のみから第１液滴１５７を吐出することができる。

【0060】

したがって、本実施形態を用いることにより、マルチノズルヘッド１５１を用いて吐出パターン変更することができるとともに、マルチノズルヘッド１５１を交換する手間を省くことができる。また、本実施形態の場合、対象物に対して静電吐出ノズルから吐出される径の小さい液滴を用いてパターンを形成することができる。つまり、本実施形態を用いることにより、所望の吐出パターンを高精細に形成することができる。

【0061】

＜第２実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態とは異なる第１液滴吐出部（マルチノズルヘッド）について説明する。具体的には、第１液滴吐出ノズルが２次元的に設けられている例について説明する。なお、説明の関係上、適宜部材を省略して説明する。

【0062】

（２－１．マルチノズルヘッド１５１Ａの構成）
図１０は、第１液滴吐出部１５０Ａにおけるマルチノズルヘッド１５１Ａの平面図である。図９に示すように、マルチノズルヘッド１５１Ａは、プレート部１５２および第１液滴吐出ノズル１５３Ａを含む。

【0063】

複数の第１液滴吐出ノズル１５３Ａは、プレート部１５２の一面に設けられる。第１液滴吐出ノズル１５３Ａは、第１方向Ｄ１および第１方向Ｄ１と交差する（この例では直交する）第２方向Ｄ２に等間隔に並んで配置される。この例では、マルチノズルヘッド１５１Ａは、３行×１３列＝３９個の液滴吐出ノズルを含む。なお、第１液滴吐出ノズル１５３が配置される数は、適宜変更される。例えば、４行×１００列＝４００個であってもよいし、１，０００行×１，０００列＝１，０００，０００個であってもよい。

【0064】

本実施形態の場合、第１液滴吐出部１５０Ａは、２次元的に配置され、所望の吐出パターンを形成する場合、閉塞したい位置に設けられた第１液滴吐出ノズル１５３Ａの位置まで第２液滴吐出部１４０が移動することによって制御され、液滴のサイズは第１液滴吐出部１５０Ａによって制御される。

【0065】

したがって、本実施形態を用いることにより、マルチノズルヘッド１５１を用いて吐出パターン変更することができるとともに、マルチノズルヘッド１５１を交換する必要がない。また、静電吐出型の液滴吐出ノズルを用いて液滴を吐出することにより高精細に所望の吐出パターンを形成することができる。

【0066】

本実施形態において、第１液滴吐出ノズル１５３Ａは、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に等間隔に並んで配置されている例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２方向においてずれて（ジグザグに）配置されてもよいし、隣接する第１液滴吐出ノズル１５３Ａの間隔が異なってもよい。

【0067】

＜第３実施形態＞
本実施形態では、第１，２実施形態とは異なる液滴吐出装置について説明する。具体的には、複数の第２液滴吐出ノズルが設けられている例について説明する。なお、説明の関係上、適宜部材を省略して説明する。

【0068】

図１１は、液滴吐出装置１００Ｂの模式図である。図１１に示すように、液滴吐出装置１００Ｂは、制御部１１０、記憶部１１５、電源部１２０、駆動部１３０、第２液滴吐出部１４０Ｂ、第１液滴吐出部１５０Ｂおよび対象物保持部１６０を含む。

【0069】

第２液滴吐出部１４０Ｂは、複数の第２液滴吐出ノズル１４１Ｂを含む。この例では、２つの第２液滴吐出ノズル１４１Ｂが、第１方向Ｄ１に並んで配置される。なお、それぞれの第２液滴吐出ノズル１４１Ｂは、独立に移動し、吐出するように制御されてもよい。また、第２液滴吐出ノズル１４１Ｂの数は、適宜変更されてもよい。

【0070】

本実施形態において、隣接する第２液滴吐出ノズル１４１Ｂ（より具体的には、第２液滴吐出ノズル１４１Ｂの先端部１４１Ｂａ）間の距離ｄ２は、隣接する第１液滴吐出ノズル１５３Ｂ（より具体的には第１液滴吐出ノズル１５３Ｂの先端部１５３Ｂａ）間の距離ｄ１より大きくなる。

【0071】

第１液滴吐出部１５０Ｂの第１液滴吐出ノズル１５３Ｂは、第１液滴吐出ノズル１５３Ａと同様に、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に配置されてもよい。

【0072】

なお、本実施形態において、２つの第２液滴吐出ノズル１４１Ｂが第１方向Ｄ１に並んで配置される例を示したが、本発明はこれに限定されない。３個以上の第２液滴吐出ノズル１４１Ｂが設けられてもよい、また、隣接する第２液滴吐出ノズル１４１Ｂは、第１方向Ｄ１と交差する方向に並べられてもよい。

【0073】

図１２は、第２液滴吐出部１４０Ｂおよび第１液滴吐出部１５０Ｂを用いて形成されたパターンの平面図である。図１２に示すように、対象物２００上に第１液滴１５７により形成されたパターン１９０が設けられている。本実施形態の場合、第２液滴吐出部１４０Ｂおよび第１液滴吐出部１５０Ｂが組み合わせて用いられる。このとき、マルチノズルヘッド１５１Ｂ上の所望の位置（閉塞したい位置）に第２液滴吐出部１４０Ｂの第２液滴吐出ノズル１４１Ｂが２次元的に移動する。それぞれの第２液滴吐出ノズル１４１Ｂから一度に液滴を吐出することにより、マルチノズルヘッドを用いて複雑な所望のパターンを短時間で形成することができるとともに、マルチノズルヘッドを交換の手間を省くことができる。

【0074】

また、本実施形態において、第２液滴吐出部１４０Ｂは、基板を搬送するタイミングや、基板をアライメントするタイミングにおいて、第１液滴吐出部１５０Ｂ上に第２液滴１４７を吐出（描画ともいう）してもよい。

【0075】

従来の場合では、基板の搬送およびアライメント動作が終了した後に液滴吐出（描画）工程が開始される。一方で、本実施形態の場合、第２液滴１４７の吐出工程に対してこれらの工程時間（基板の搬送およびアライメント）を充当することができる。そのため、基板のアライメント直後に、第１液滴吐出部１５０Ｂより一斉に吐出ができる。結果として、非常に高速な描画が可能となる。

【0076】

したがって、本実施形態を用いることにより、静電吐出型のマルチノズルヘッドを用いて所望の吐出パターンを高精細に形成することができ、かつ無駄な時間を排除した高速な描画が可能となるとともに、より複雑な吐出パターンを形成することができる。

【0077】

＜第４実施形態＞
本実施形態では、第１～３実施形態とは異なる液滴吐出装置について説明する。具体的には、検査部を有する液滴吐出装置について説明する。なお、説明の関係上、適宜部材を省略して説明する。

【0078】

図１３は、液滴吐出装置１００Ｃの模式図である。図１３に示すように、液滴吐出装置１００Ｃは、制御部１１０、記憶部１１５、電源部１２０、駆動部１３０、第２液滴吐出部１４０、第１液滴吐出部１５０および対象物保持部１６０に加えて、検査部１７０を含む。

【0079】

検査部１７０は、液滴を吐出する前に第１液滴吐出ノズル１５３の先端部１５３ａを検査してもよい。検査部１７０には、ＣＭＯＳイメージセンサが用いられてもよい。第２液滴吐出部１４０から吐出された第２液滴１４７の一部は、第１液滴吐出部１５０の第１液滴吐出ノズル１５３の中に残存する場合がある。そのため、第１液滴吐出ノズル１５３の先端部１５３ａが所定の条件を満たすとき、第１液滴吐出ノズル１５３は、クリーニング処理されてもよい。この場合の所定の条件とは、先端部１５３ａの閉塞率が３０％以上であってもよい。第１液滴吐出ノズル１５３をクリーニングするときに、エタノール又はアセトンなどの有機溶媒が用いられてもよい。

【0080】

本実施形態を用いることにより、第１液滴吐出部１５０から第１液滴１５７を安定して吐出することができる。

【0081】

（変形例）
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、各実施形態の組み合わせ若しくは設計変更を行ったもの、又は、処理の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【0082】

本発明の第１実施形態では、第２液滴吐出部１４０は、第１液滴吐出部１５０に第２液滴１４７を吐出する例を示したが、本発明はこれに限定されない。図１４は、液滴吐出装置１００Ｄの概略図である。図１４に示すように、複数の第２液滴吐出ノズル１４１Ｄ（ピエゾ型インクジェットノズル）を有する場合、第１ピエゾ型インクジェットノズル１４１Ｄ－１からマルチノズルヘッド１５１を閉塞するための液体（第２液滴）を吐出し、第２ピエゾ型インクジェットノズル１４１Ｄ－２から対象物２００に第１液滴１５７と同じ材料の液体（第３液滴ともいう）を吐出してもよい。これにより、対象物２００に高精細なパターンとともに、液滴サイズの大きいパターンを形成することができる。

【0083】

本発明の第１実施形態では、複数の第１液滴吐出ノズル１５３が同時に吐出する例を示したが、本発明はこれに限定されない。複数回に分けて順次吐出してもよい。

【0084】

本発明の第１実施形態では、第２液滴吐出ノズル１４１にピエゾ型インクジェットノズルを用いる例を示したが、本発明はこれに限定されない。第２液滴吐出ノズル１４１に静電吐出型インクジェットノズルが用いられてもよい。これにより、高精度にマルチノズルヘッド１５１のうち一部の第１液滴吐出ノズル１５３を閉塞することができる。

【0085】

本発明の第１実施形態では、複数の第１液滴吐出ノズル１５３の一部を第２液滴吐出部１４０から第２液滴１４７を吐出することにより閉塞する例を示したが、本発明はこれに限定されない。第２液滴吐出部１４０は、設けられなくてもよい。この場合、あらかじめ手動で複数の第１液滴吐出ノズル１５３の一部を閉塞してもよい。

【0086】

本発明の第１実施形態では、第１液滴吐出ノズル１５３は、閉塞物として第２液滴１４７を用いることにより閉塞される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、所定の第１液滴吐出ノズル１５３は、閉塞物として固形物を用いることにより閉塞してもよい。例えば、第１液滴吐出ノズル１５３は、シリカ粒子により閉塞されてもよい。また、第１液滴吐出ノズル１５３は、磁性体により閉塞されてもよい。この場合、第１液滴により所定のパターンを形成した後、磁性体は磁石により回収されてもよい。これにより、マルチノズルヘッド１５１を、第１液滴吐出ノズル１５３が閉塞されていない元の状態に戻すことができる。

【0087】

本発明の第１実施形態では、吐出可能な第１液滴吐出ノズル１５３から第１液滴１５７を同時に吐出する例を示したが、本発明はこれに限定されない。第１液滴１５７は、順次吐出されてもよい。

【0088】

本発明の第１実施形態の場合、第２液滴吐出ノズル１４１およびマルチノズルヘッド１５１（第１液滴吐出ノズル１５３）が、対象物２００の上方に配置されて、対象物２００上で第２液滴吐出ノズル１４１から第２液滴１４７がマルチノズルヘッド１５１に吐出される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２液滴１４７を吐出する際には、第２液滴吐出ノズル１４１およびマルチノズルヘッド１５１（第１液滴吐出ノズル１５３）は、対象物２００の上方に配置されていなくてもよい。また、第１液滴１５７を吐出するときに、第２液滴吐出ノズル１４１は、マルチノズルヘッド１５１（第１液滴吐出ノズル１５３）および対象物２００上に配置されなくてもよい。つまり、閉塞パターンが形成されたマルチノズルヘッド１５１を用いて第１液滴１５７を吐出してもよい。

【0089】

本発明の第１実施形態では、第２液滴１４７として、非極性溶媒が用いられる例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第２液滴１４７としてレジストが吐出されてもよい。レジストは、感光材、樹脂、添加剤、溶剤を含む。そのため、所定の第１液滴吐出ノズル１５３にレジストを吐出した後、レジストを感光することによりレジストは硬化する。その結果、当該第１液滴吐出ノズル１５３は閉塞される。さらに、対象物２００上に第１液滴１５７を用いて所定のパターンを形成した後、レジストは、レジスト剥離液などのウェットプロセス、またはＯ_２アッシングなどのドライプロセスにより除去されてもよい。これにより、マルチノズルヘッド１５１を、第１液滴吐出ノズル１５３が閉塞されていない元の状態に戻すことができる。

【0090】

また、本発明の第１実施形態では、第２液滴１４７として非極性溶媒を吐出する例を示したが、本発明はこれに限定されない。第２液滴は、気泡を含む極性溶媒であってもよい。気泡を含むことにより、液滴の吐出が制限される。

【0091】

本発明の第１実施形態では、第２液滴吐出部１４０と、第１液滴吐出部１５０が一つの装置に設けられる例を示したが、本発明はこれに限定されない。第２液滴吐出部は、別の装置に設けられてもよい。この場合、液滴吐出装置１００は、第１液滴吐出部１５０のみを有する。

【符号の説明】

【0092】

１００・・・液滴吐出装置，１１０・・・制御部，１１５・・・記憶部，１２０・・・電源部，１３０・・・駆動部，１３５・・・第２インクタンク，１４０・・・第２液滴吐出部，１４１・・・第２液滴吐出ノズル，１４１ａ・・・先端部，１４５・・・圧電素子，１４７・・・第２液滴，１４９・・・第１インクタンク，１５０・・・第１液滴吐出部，１５１・・・マルチノズルヘッド，１５２・・・プレート部，１５３・・・第１液滴吐出ノズル，１５３ａ・・・先端部，１５３ａｏ・・・開孔部，１５７・・・第１液滴，１６０・・・対象物保持部，１７０・・・検査部，１９０・・・パターン，２００・・・対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】