特許 7351501 液滴吐出装置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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-19

(45)【発行日】2023-09-27

(54)【発明の名称】液滴吐出装置および液滴吐出方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/01 20060101AFI20230920BHJP

【ＦＩ】

B41J2/01 203

B41J2/01 123

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019084650

(22)【出願日】2019-04-25

(65)【公開番号】P2020179602

(43)【公開日】2020-11-05

【審査請求日】2022-03-24

(73)【特許権者】

【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

【審査官】中村 博之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１１４３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１８８２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２７１８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２１３２２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２１０１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１２４８１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１０／０２８７１２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

Ｂ０５Ｃ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１液体を保持するための第１液体保持部および当該第１液体保持部の第１液体を第１液滴として吐出するための第１先端部を含む第１液滴吐出部と、
第２液体を保持するための第２液体保持部および当該第２液体保持部の第２液体を第１液滴とは異なる第２液滴として吐出するための第２先端部を含む第２液滴吐出部と、
前記第１液体および前記第２液体が吐出される対象物を保持するための対象物保持部と、
前記対象物保持部に対して、前記第１先端部および前記第２先端部を相対的に第１方向に移動させるための駆動部と、を含み、
前記第２先端部の内径は、前記第１先端部の内径よりも大きく、
前記第１先端部および前記第２先端部は、前記第１方向に沿って配置され、
前記第２先端部は、前記第１液滴と重なるように前記第２液滴を吐出するように前記第１先端部に対して後方に配置され、
前記第１液滴吐出部は、静電吐出型ノズルヘッドを有し、
前記第２液滴吐出部は、ピエゾ型ノズルヘッドを有する、
液滴吐出装置。

【請求項2】

前記第２液滴吐出部の単位時間当たりの吐出量は、前記第１液滴吐出部の単位時間当たりの吐出量よりも多い、
請求項１に記載の液滴吐出装置。

【請求項3】

前記第１液滴吐出部および前記第２液滴吐出部は、前記第１液滴吐出部および前記第２液滴吐出部が前記第１方向に対して交差する方向に複数設けられる、
請求項１または２に記載の液滴吐出装置。

【請求項4】

対象物の第１領域に第１液滴を吐出し、
前記第１領域に、前記吐出された前記第１液滴と接触するように前記第１液滴よりも多い吐出量で前記第１液滴と異なる第２液滴を吐出し、
前記第１液滴と重なるように前記第１領域に第２液滴を吐出することと同期して前記第１領域とは異なる第２領域に前記第１液滴を吐出し、
前記第１液滴は、静電吐出型ノズルヘッドから吐出され、
前記第２液滴は、ピエゾ型ノズルヘッドから吐出される、
液滴吐出方法。

【請求項5】

前記第１液滴の少なくとも一部が、前記第２液滴が吐出される前に、前記対象物に固定される、
請求項４に記載の液滴吐出方法。

【請求項6】

前記吐出された前記第１液滴のサイズは、１００ｎｍ以上５００μｍ以下である、
請求項４または５に記載の液滴吐出方法。

【請求項7】

前記第１液滴の溶媒と、
前記第２液滴の溶媒とは、同種の液体である、
請求項４乃至６のいずれか一項に記載の液滴吐出方法。

【請求項8】

前記第１液滴は、粒子を含まず、
前記第２液滴は、粒子を含む、
請求項４乃至７のいずれか一項に記載の液滴吐出方法。

【請求項9】

前記対象物上には構造体が前記対象物の前記第１領域および前記第２領域の各々を囲むように設けられ、
前記対象物の表面は、親液性を有し、
前記構造体の表面は、撥液性を有する、
請求項４乃至８のいずれか一項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、従来の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インクジェットヘッドが用いられている。

【0003】

ピエゾインクジェットヘッドを用いた印刷技術は、成熟した技術である一方で、形成できる液滴のサイズ、着弾精度などを制御することが難しい。例えば、４ピコリットルの液滴量のインクジェットは、液滴の直径が約２０μｍ程度であり、数μｍピッチのＱＤ（量子ドット）ディスプレーのピクセル形成に対応することは困難である。

【0004】

そこで、より微細な液滴を吐出できる静電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】

【0005】

【文献】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】

【0006】

一方で、静電吐出型のインクジェット方式の場合、精度や吐出量に関して優れた制御性を有するものの、液滴を大きくすることが困難である。そのため、静電吐出型のインクジェット方式では、処理時間の短縮という点で課題を有する。また、静電吐出型のインクジェットで粒子を含んだ材料を扱う場合、ノズルの乾燥による詰まりが生じる恐れがある。

【0007】

そこで、本発明は、位置精度を高めつつ、高い処理能力を有する液滴吐出技術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】

【0008】

本発明の一実施形態によれば、第１液体を保持するための第１液体保持部および当該第１液体保持部の第１液体を第１液滴として吐出するための第１先端部を含む第１液滴吐出部と、第２液体を保持するための第２液体保持部および当該第２液体保持部の第２液体を第１液滴とは異なる第２液滴として吐出するための第２先端部を含む第２液滴吐出部と、前記第１液体および前記第２液体が吐出される対象物を保持するための対象物保持部と、前記対象物保持部に対して、前記第１先端部および前記第２先端部を相対的に第１方向に移動させるための駆動部と、を含み、前記第２先端部の内径は、前記第１先端部の内径よりも大きく、前記第１先端部および前記第２先端部は、前記第１方向に沿って配置され、前記第２先端部は、前記第１先端部に対して後方に配置されている、液滴吐出装置が提供される。

【0009】

上記液滴吐出装置において、前記第２液滴吐出部の単位時間当たりの吐出量は、前記第１液滴吐出部の単位時間当たりの吐出量よりも多くてもよい。

【0010】

上記液滴吐出装置において、前記第１液滴吐出部は、静電吐出型ノズルヘッドを有し、前記第２液滴吐出部は、ピエゾ型ノズルヘッドを有してもよい。

【0011】

上記液滴吐出装置において、前記第１液滴吐出部および前記第２液滴吐出部は、前記第１液滴吐出部および前記第２液滴吐出部が前記第１方向に対して交差する方向に複数設けられてもよい。

【0012】

本発明の一実施形態によれば、対象物の第１領域に第１液滴を吐出し、前記第１領域に、前記吐出された前記第１液滴と接触するように前記第１液滴よりも多い吐出量で前記第１液滴と異なる第２液滴を吐出し、前記第１領域に第２液滴を吐出することと同期して前記第１領域とは異なる第２領域に前記第１液滴を吐出する、液滴吐出方法が提供される。

【0013】

上記液滴吐出方法において、前記第１液滴の少なくとも一部が、前記第２液滴が吐出される前に、前記対象物に固定されてもよい。

【0014】

上記液滴吐出方法において、前記吐出された前記第１液滴のサイズは、１００ｎｍ以上５００μｍ以下であってもよい。

【0015】

上記液滴吐出方法において、前記第１液滴の溶媒と、前記第２液滴の溶媒とは、同種の液体であってもよい。

【0016】

上記液滴吐出方法において、前記第１液滴は、粒子を含まず、前記第２液滴は、粒子を含んでもよい。

【0017】

上記液滴吐出方法において、前記対象物上には構造体が前記対象物の前記第１領域および前記第２領域の各々を囲むように設けられ、前記構造体の表面は親液性を有し、前記構造体の表面は撥液性を有してもよい。

【発明の効果】

【0018】

本発明の一実施形態を用いることにより、位置精度を高めつつ、高い処理速度で液滴吐出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【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液滴吐出方法の断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法の断面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法の断面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法の断面図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法の断面図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法の断面図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法により形成されたパターンの上面図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法の断面図である。

【図10】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法の断面図である。

【図11】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法の断面図である。

【図12】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法の断面図である。

【図13】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法の断面図である。

【図14】本発明の一実施形態に係る液滴吐出方法により形成されたパターンの上面図である。

【図15】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16】本発明の一実施形態に係る第２液滴ノズルの上面図である。

【図17】本発明の一実施形態に係る第２液滴ノズルの一部を拡大した上面図および断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

＜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。

【0024】

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１液滴吐出部１４０、第２液滴吐出部１５０、および対象物保持部１６０を含む。

【0025】

制御部１１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｌｅｘｉｂｅ 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１液滴吐出部１４０よび第２液滴吐出部１５０の吐出処理を制御する。

【0026】

制御部１１０は、第１液滴吐出部１４０の第１液滴１４７（図３参照）の吐出のタイミングおよび第２液滴吐出部１５０の第２液滴１５７（図５参照）の吐出のタイミングを制御する。詳細は後述するが、第１液滴吐出部１４０による第１液滴１４７の吐出と、第２液滴吐出部１５０の第２液滴１５７の吐出は、同期している。本実施形態における「同期する」とは第１液滴および第２液滴が一定の周期で吐出されることを意味する。この例では、第１液滴１４７および第２液滴１５７が同時に吐出される。また、制御部１１０は、第１液滴吐出部１４０が第１液滴１４７を吐出した対象物２００の第１領域から離れた第２領域に移動したときに、第２液滴吐出部１５０に第１領域に移動し、第２液滴１５７を吐出させるように制御する。

【0027】

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。

【0028】

電源部１２０は、制御部１１０、駆動部１３０、第１液滴吐出部１４０および第２液滴吐出部１５０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１液滴吐出部１４０および第２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１液滴吐出部１４０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、一定の電圧が常時印加されてもよい。

【0029】

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、この例では第１液滴吐出部１４０および第２液滴吐出部１５０を対象物２００上の所定の位置に移動させる。

【0030】

第１液滴吐出部１４０は、第１液滴ノズル１４１および第１インクタンク１４３（第１液体保持部ともいう）を含む。第１液滴ノズル１４１には、静電吐出型のインクジェットノズルが用いられる。第１液滴ノズル１４１のノズル先端部１４１ａの内径は、１００ｎｍ以上３０μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは１．５μｍ以上１０μｍ以下である。

【0031】

第１液滴ノズル１４１は、ガラス管を有し、ガラス管の内部に電極１４５が設けられる。この例では、電極１４５には、タングステンの細線が用いられる。なお、電極１４５は、タングステンに限定されず、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。

【0032】

第１液滴ノズル１４１の電極１４５は、電源部１２０と電気的に接続されている。第１液滴ノズル１４１の内部および電極１４５に対して電源部１２０から印加された電圧（この例では、１０００Ｖ）により第１インクタンク１４３に保持された第１液体が第１液滴ノズル１４１のノズル先端部１４１ａ（第１先端部ともいう）から第１液滴１４７として吐出される。電源部１２０から印加される電圧を制御することにより、第１液滴１４７により形成される液滴（パターン）の形状を制御することができる。

【0033】

第２液滴吐出部１５０は、第２液滴ノズル１５１および第２インクタンク１５３を含む。この例では、第２液滴ノズル１５１には、ピエゾ型インクジェットノズルが用いられる。第２液滴ノズル１５１の上部には圧電素子１５５が設けられる。圧電素子１５５は、電源部１２０と電気的に接続される。圧電素子１５５は、電源部１２０から印加された電圧により、第２液体を押圧することにより、第２インクタンク１５３に保持された第２液体を第２液滴ノズル１５１のノズル先端部１５１ａ（第２先端部ともいう）から第２液滴１５７を吐出する。

【0034】

第２液滴吐出部１５０の第２液滴ノズル１５１は、対象物２００の表面に対して垂直に設けられる。

【0035】

第２液滴ノズル１５１のノズル先端部１５１ａの内径は、第２液滴ノズル１５１のノズル先端部１５１ａの内径よりも広いことが望ましい。このため、第２液滴吐出部１５０の単位時間当たりの吐出量を、第１液滴吐出部１４０の単位時間当たりの吐出量よりも多くすることができる。

【0036】

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、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。

【0037】

第１液滴吐出部１４０および第２液滴吐出部１５０は、第１液滴吐出部１４０および第２液滴吐出部１５０が対象物保持部１６０に対して移動する方向（この例では第１方向（Ｄ１方向））に沿って配置される。具体的には、第２液滴吐出部１５０（より具体的には第２液滴ノズル１５１のノズル先端部１５１ａ）は、Ｄ１方向において第１液滴吐出部１４０（より具体的には第１液滴ノズル１４１のノズル先端部１４１ａ）の後方に配置される。なお、第１液滴吐出部１４０と、第２液滴吐出部１５０との距離Ｌは、適宜調整することができる。

【0038】

（１－２．液滴吐出方法）
次に、液滴吐出方法について図面を用いて説明する。

【0039】

まず、第１液滴吐出部１４０および第２液滴吐出部１５０は、制御部１１０および駆動部１３０により液滴吐出装置１００に準備された対象物２００上に移動する。このとき、図２に示すように、第１液滴吐出部１４０が、対象物２００の第１領域Ｒ１上に表面から一定の距離で離れて配置される。

【0040】

対象物２００は、第１液滴１４７および第２液滴１５７が吐出される部材をいう。この例では、対象物２００には平坦なガラス板が用いられる。なお、対象物２００は平坦なガラス板に限定されない。例えば、金属板であってもよいし、有機樹脂部材でもよい。また、対象物２００には、適宜対向電極が設けられてもよい。

【0041】

次に、図３に示すように、第１液滴吐出部１４０は、第１領域Ｒ１に第１液滴１４７をＤ２方向に吐出する。

【0042】

第１液滴１４７には、粒子を含まない液体材料が用いられる。具体的には、顔料などの粒子を含まない有機溶媒が用いられる。第１液滴１４７に粒子を含まないことにより、第１液滴吐出部１４０のノズル先端部１４１ａのつまりが抑えられる。このため、第１液滴吐出部１４０からの吐出不良が抑制される。

【0043】

第１液滴吐出部１４０には、静電吐出型インクジェットが設けられているため、電源部１２０から与えられた電圧により吐出量が制御される。第１液滴１４７の吐出量は、０．１ｆｌ以上１００ｐｌ以下、好ましくは０．１ｆｌ以上１０ｐｌ以下、より好ましくは０．３ｆｌ以上１ｐｌ以下であることが望ましい。このとき、対象物２００上に着弾された第１液滴１４７のサイズは１００ｎｍ以上５００μｍ以下であることが望ましい。

【0044】

また、対象物２００上に滴下された第１液滴１４７の一部は、第２液滴１５７を吐出する前に対象物２００に固定されることが望ましい。このとき、第１液滴１４７には、ピンニング処理をすることが望ましい。ピンニング処理には光照射処理が用いられることが望ましい。照射される光の波長は、吐出される材料に応じて適宜調整される。

【0045】

次に、図４に示すように、第１液滴吐出部１４０は、対象物２００の第１領域Ｒ１上から第２領域Ｒ２上に移動する。第２液滴吐出部１５０は、第１液滴吐出部１４０の移動に合わせて第１液滴１４７が吐出された第１領域Ｒ１上に移動する。このとき、第１液滴吐出部１４０および第２液滴吐出部１５０は、Ｄ１方向に移動するということができる。第１液滴吐出部１４０および第２液滴吐出部１５０の移動速度は、第１液滴１４７の乾燥時間、第１液滴吐出部１４０と第２液滴吐出部１５０との間の距離Ｌなどを考慮してあらかじめ設定することが望ましい。

【0046】

次に、図５に示すように、第１液滴吐出部１４０は、第１領域Ｒ１と同様に、対象物２００の第２領域Ｒ２に第１液滴１４７をＤ２方向に吐出する。第２液滴吐出部１５０は、第１液滴吐出部１４０が第１液滴１４７を第２領域Ｒ２に吐出することと同期して第１領域Ｒ１に第２液滴１５７をＤ２方向に吐出する。この例では、第２液滴吐出部１５０は、第１液滴吐出部１４０が第１液滴１４７を吐出するのと同時に第２液滴１５７を吐出する。

【0047】

第２液滴１５７には、第１液滴１４７よりも粘度が高い材料が用いられる。具体的には、第２液滴１５７には、顔料を含むパターン形成用のインクが用いられる。第１液滴１４７の溶媒と第２液滴１５７の溶媒とは、同種の液体であることが望ましい。また、第１液滴１４７は顔料の粒子を含まず、第２液滴１５７が顔料などの粒子を含んでもよい。

【0048】

このとき、図６に示すように、吐出される第２液滴１５７のサイズは、第１液滴１４７のサイズよりも広いことが望ましい。また、第２液滴１５７は、第１液滴１４７と接触するように吐出されることが望ましい。また、対象物２００の表面は、第２液滴１５７に対して撥液性を有することが好ましい。

【0049】

図７は、第２液滴１５７が第１領域Ｒ１において所定の位置からずれて吐出された時の断面図である。図７に示すように、第２液滴１５７の吐出位置が所定の位置からずれて吐出された場合でも、第２液滴１５７が第１液滴１４７と接触していると、表面エネルギーの最小化をはかるために、ピンニング処理された第１液滴１４７を取り込むように第２液滴１５７が移動し位置を変える（リアライメントする）ことができる。これにより、第２液滴１５７の吐出位置がずれても、目的の位置に位置合わせをすることができる。

【0050】

第１液滴吐出部１４０および第２液滴吐出部１５０は、上記処理を繰り返すことにより、所望の液滴吐出を行う。図８は、液滴吐出後の対象物２００の上面図である。図８に示すように、対象物２００の所望の位置にパターン（第１液滴および第２液滴１５７）を配置することができる。

【0051】

ここで、従来技術と本発明とを比較すると、従来技術では、工業用に広く用いられているピエゾインクジェット方式では、微細液滴化が困難であり、着弾精度や分解能の点で課題があった。また、静電吐出型インクジェット方式は、微少液滴を吐出でき、位置精度、分解能などに優れる技術であるが、タクトタイムの減少、高スループット化などとの間でトレードオフが存在する。

【0052】

しかしながら、本実施形態を用いることにより、静電吐出型インクジェットで高精度に位置制御されて着弾した第１液滴によってピエゾインクジェットヘッドで吐出されたサイズの大きい第２液滴が位置制御されることとなる。つまり、本実施形態を用いることにより、高精細化、高精密化および高生産性の両立が可能となる。

【0053】

また、本実施形態を用いることにより、静電吐出型インクジェットヘッドからは、第１液滴として粒子を含まない溶媒が吐出される。また、パターン形成用の粒子を有する液体（インク）は静電吐出型インクジェットノズルの先端部の内径よりも大きい内径を有するピエゾ型インクジェットヘッドから吐出される。したがって、粒子（固形物）に由来するインクジェットのノズルの詰まりを防止することができる。

【0054】

＜第２実施形態＞
本実施形態では、対象物２００の表面に構造体１７０を有する例について図面を用いて説明する。

【0055】

まず、構造体１７０を有する対象物２００上に第１液滴吐出部１４０および第２液滴吐出部１５０が駆動部１３０により移動する。対象物２００の表面に設けられた構造体１７０（パターン、構造体ともいう）は、有機絶縁層として設けられる。構造体１７０に用いられる有機絶縁層は、特に限定されないが、この例では、構造体１７０にポリイミド樹脂が用いられる。なお、構造体１７０は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などのほかの有機樹脂でもよいし、酸化シリコン（ＳｉＯ_x）、窒化シリコン（ＳｉＮ_x）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_x）などの無機材料が用いられてもよい。また、この例では、構造体１７０は、対象物２００の一部の表面を露出するように井桁状に設けられる。このため、第１液滴１４７および第２液滴１５７が吐出される第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の各々は、構造体１７０により囲まれる。本実施形態において、対象物２００の表面は親液性を有し、構造体１７０の表面は撥液性を有することが好ましい。このため、対象物２００には適宜最適な材料を選択することが望ましい。

【0056】

図９に示すように、第１液滴吐出部１４０は第１領域Ｒ１上に配置される。第１液滴吐出部１４０は、第１領域Ｒ１に第１液滴１４７を吐出する。第１液滴１４７は、図１０に示すように、対象物２００の表面の第１領域Ｒ１（より具体的には第１領域Ｒ１内のあらかじめ設定された位置）に着弾する。

【0057】

対象物２００に着弾した第１液滴１４７は、ピンニング処理されることが望ましい。これにより、第１液滴１４７の少なくとも一部分が対象物２００に固定される。また、第１液滴１４７を吐出する前に、対象物２００に対して表面処理してもよい。これにより、対象物２００の濡れ性を向上させ、対象物２００が第１液滴１４７に対して親液性を有することができる。

【0058】

次に、図１１に示すように、第１液滴吐出部１４０は、対象物２００の第１領域Ｒ１上から第２領域Ｒ２上に移動する。第２液滴吐出部１５０は、第１液滴１４７が吐出された第１領域Ｒ１上に移動する。第１液滴吐出部１４０は、第１領域Ｒ１と同様に、対象物２００の第２領域Ｒ２に第１液滴１４７を吐出する。第２液滴吐出部１５０は、第１液滴吐出部１４０が第１液滴１４７を第２領域Ｒ２に吐出することと同期して第１領域Ｒ１に第２液滴１５７を吐出する。この例では、第２液滴吐出部１５０は、第１液滴吐出部１４０が第１液滴を吐出するのと同時に第２液滴１５７を吐出する。このとき、第２液滴１５７は、第１液滴１４７と接触するように吐出されることが望ましい。

【0059】

第２液滴１５７が所定の位置に吐出された場合には、図１２に示すように、第２液滴１５７は構造体１７０で設けられた井桁構造の内部の対象物２００の表面に着弾する。一方で、図１３に示すように、第２液滴１５７が所定の位置からずれて吐出される場合がある。この場合において、第２液滴１５７が第１液滴１４７と接触していると、表面エネルギーの最小化をはかるために、ピンニング処理された第１液滴１４７を取り込むように第２液滴１５７の構造体１７０上に存在する部分が対象物２００へと移動し第２液滴１５７全体の位置が変わる（リアライメントする）。これにより、第２液滴１５７の吐出位置がずれても、目的の位置に第２液滴１５７を位置合わせすることができる。この現象は、対象物２００の表面が親液性であり、構造体の表面が撥液性である場合、第２液滴１５７が移動しやすくなり、効果的である。

【0060】

第１液滴吐出部１４０および第２液滴吐出部１５０は、上記処理を繰り返すことにより、図１４に示すように、第１液滴１４７および第２液滴１５７は構造体１７０上ではなく対象物２００の表面に設けられる。

【0061】

＜第３実施形態＞
本実施形態では、第１実施形態とは異なるパターンの形成装置について説明する。具体的には、第１液滴ノズル１４１および第２液滴ノズル１５１が複数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】

（３－１．液滴吐出装置１００の構成）
図１５は、本発明の一実施形態に係る液滴吐出装置１００Ａの概略図である。液滴吐出装置１００Ａは、制御部１１０、記憶部１１５、電源部１２０、駆動部１３０、第１液滴吐出部１４０Ａ、および第２液滴吐出部１５０Ａを含む。

【0063】

本実施形態では、第１液滴吐出部１４０Ａは、移動する方向（この場合にはＤ１方向）に交差する方向（具体的にはＤ１方向に直交するＤ３方向）に複数設けられる（具体的には、第１液滴吐出部１４０Ａは、それぞれ独立して設けられた第１液滴ノズル１４１Ａ－１，１４１Ａ－２，１４１Ａ－３，および１４１Ａ－４を有する。）。同様に、第２液滴吐出部１５０Ａは、進行方向に交差する方向に複数設けられる（より具体的には、第２液滴吐出部１５０Ａは、それぞれ独立して設けられた第２液滴ノズル１５１Ａ－１，１５１Ａ－２，１５１Ａ－３，および１５１Ａ－４を有する。）。本実施形態では、第１液滴吐出部１４０Ａおよび第２液滴吐出部１５０Ａを有することにより、液滴吐出の処理時間を短縮することができる。

【0064】

なお、本実施形態では、第１液滴吐出部１４０Ａにおいて複数の第１液滴ノズル１４１Ａがそれぞれ独立して設けられる例を示したが、これに限定されない。図１６は、第１液滴ノズル１４１Ｃの上面図である。図１７は、第１液滴ノズル１４１Ｃの一部を拡大した上面図及び断面図である。図１６および図１７に示すように、第１液滴ノズル１４１Ｂは、複数のノズル部１４１Ｂｂおよびプレート部１４１Ｂｃを有する。この例では、複数のノズル部１４１Ｂｂが１列に並んで配置されるが、複数列に並んで配置されてもよい。

【0065】

ノズル部１４１Ｂｂには、ニッケルなどの金属材料が用いられる。ノズル部１４１Ｂｂは、例えば、電鋳法により先細る形状を有して形成される。プレート部１４１Ｂｃには、ステンレスなどの金属材料が用いられる。プレート部１４１Ｂｃは、ノズル部１４１Ｂｂと重畳する部分にノズル部１４１Ｂｂのノズル先端部１４１Ｂａの内径ｒ１４１Ｂａよりも大きい内径ｒ１４１Ｂｃを有する穴を有する。ノズル部１４１Ｂｂは、プレート部１４１Ｂｃに対して溶接してもよいし、接着剤により固定してもよい。第１液滴ノズル１４１Ｂを用いた場合、ノズル部１４１Ｂｂに電圧を印加してもよいし、プレート部１４１Ｂｃ（または第１インクタンク１４３）に電圧を印加してもよい。

【0066】

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、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、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。

【0067】

（変形例）
本発明の第１実施形態では、駆動部１３０により、第１液滴吐出部１４０および第２液滴吐出部１５０が対象物２００上を移動する例を示したが、これに限定されない。例えば、液滴吐出装置１００において、駆動部１３０は、対象物２００を移動させてもよい。この場合、第１液滴吐出部１４０および第２液滴吐出部１５０は、同じ位置に固定されてもよい。

【0068】

また、本発明の第１実施形態では、第１液滴ノズル１４１は、対象物２００の表面に対して垂直に設けられる例を示したが、これに限定されない。第１液滴ノズル１４１は、対象物２００の表面の垂直方向に対して傾きを有してもよい。第２液滴吐出部１５０の第２液滴ノズル１５１も同様である。

【0069】

また、本発明の第１実施形態では、構造体に有機絶縁層が用いられた例を示したが、これに限定されない。例えば、構造体１７０は、配線パターンでもよいし、無機材料が用いられてもよい。また、対象物２００自身を加工して構造体を設けてもよい。また、対象物２００は、配線が積層された配線基板でもよい。

【0070】

また、本発明の第１実施形態で第１液滴１４７を吐出したときに、撮像装置を用いて撮像してもよい。この場合、撮像結果を制御部１１０にて判断してもよい。制御部１１０は、吐出不良があると判断した場合には、不良発生領域に対して第２液滴１５７を吐出しないように制御してもよい。吐出不良発生領域は、対象物全体の液滴吐出処理が終了したのちに、再び第１液滴１４７および第２液滴を吐出してもよい。これにより、液滴吐出不良を抑制することができる。

【0071】

なお、本発明の第１実施形態では、第２液滴１５７は、第１液滴１４７と接触するように吐出される例について示したが、これに限定されない。例えば、第２液滴１５７は、第１液滴１４７に近接して吐出された場合にも適用可能である。

【0072】

本発明の第１実施形態では、第１液滴ノズル１４１に静電吐出型ノズルが用いられる例を示したが、これに限定されない。位置制御が可能であれば、第１液滴ノズル１４１にピエゾ型インクジェットノズルが用いられてもよい。

【0073】

なお、本発明の第１実施形態では、ピンニング処理が光を用いて行われる例を示したが、これに限定されない。例えば、ピンニング処理が熱を用いて行われてもよい。また、光や熱によるピンニング処理を行わない場合、第１液滴１４７には金属塩を含む水溶液が用いられてもよい。金属塩には、カルシウム塩、ナトリウム塩などが用いられる。第１液滴が金属塩を含むことにより、第１液滴の水分が蒸発したとき金属塩が堆積し、ピンニング性が高まる。

【符号の説明】

【0074】

１００・・・液滴吐出装置，１１０・・・制御部，１１５・・・記憶部，１２０・・・電源部，１３０・・・駆動部，１４０・・・第１液滴吐出部，１４１・・・第１液滴ノズル，１４１ａ・・・ノズル先端部，１４３・・・第１インクタンク，１４５・・・電極，１４７・・・第１液滴，１５０・・・第２液滴吐出部，１５１・・・第２液滴ノズル，１５１ａ・・・ノズル先端部，１５３・・・第２インクタンク，１５５・・・圧電素子，１５７・・・第２液滴，１６０・・・対象物保持部，１７０・・・構造体，２００・・・対象物

【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】