JP2003231251A

JP2003231251A - インクジェットヘッド及びインクジェットヘッド製造方法並びにマイクロアレイ製造装置、その製造方法及びマイクロアレイ製造方法、インクジェット記録装置、その製造方法及びインクジェット記録方法、カラーフィルタ製造装置、その製造方法及びカラーフィルタ製造方法並びに電界発光基板製造装置、その製造方法及び電界発光基板製造方法

Info

Publication number: JP2003231251A
Application number: JP2002030766A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Kurosawa; 龍一黒沢; Fumio Takagi; 富美男高城
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2002-02-07
Publication date: 2003-08-19

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】インクジェットヘッド、インクジェットヘッド
の製造方法並びにそのヘッドを用いた、ＤＮＡチップ、
カラーフィルタ、ＯＬＥの製造方法を提供する。【解決手段】それぞれ任意の吐出液体を吐出する複数の
ノズルを備える。また、リザーバからノズルに至るまで
の吐出液体の流路をそれぞれ同じでかつ最短の長さにな
るように構成する。また、吐出液体は核酸を含む。この
ヘッドをカラーフィルタ製造に利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば印刷等を行う
際に用いるインクジェットヘッド、そして、そのヘッド
の製造方法並びにそのインクジェットヘッドを用いた、
ＤＮＡチップ等のチップ、カラーフィルタ、ＯＥＬの製
造方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット方式による印刷記録装置
は、記録紙等へ高速に印刷が行えること、動作時の音が
小さいこと等、多くの利点を有している。このインクジ
ェット方式の中で、必要な時のみインク液滴（以下、特
に吐出材料の液体（吐出液体）の限定をしない限り、イ
ンクと総称していうことにする）を吐出する、いわゆる
インク・オン・デマンドと呼ばれる方式がある。

【０００３】このインク・オン・デマンド方式には、さ
らにインクを吐出させるための方法が２つある。１つ
は、各ノズル内のインクを加熱し、気体（バブル）を発
生させ、その圧力によってインク液滴を吐出させる方法
である。もう１つは、ノズルから吐出させるインクを貯
めておく吐出室の少なくとも一面の壁（ここでは、底壁
とする。この壁は他の壁とも一体形成されているが、以
下、この壁のことを振動板ということにする）が撓んで
形状が変化するようにしておき、振動板を撓ませて吐出
室内の圧力を高め、ノズルからインク液滴を吐出させる
方法である。振動板を撓ませるアクチュエータには、圧
電方式と静電方式がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、インクジェッ
ト方式は紙媒体等への印刷による利用だけでなく、様々
な産業分野にも利用されつつある。これは、従来から用
いられている方法よりも、インクジェット方式を用いた
方が工程が単純で少なくなり、歩留まりも高くすること
ができるし、またコストダウンにもつながることが多い
からである。特に振動板を利用した後者の方法ではイン
クの加熱を行わないので、熱に弱い材料の吐出を行うこ
とができる。したがって、以下では後者の方法、特に静
電方式を用いる場合について考える。

【０００５】このように、インクジェット方式は様々な
産業分野に利用されるが、その分野、用途等に応じたイ
ンクジェットヘッドを製造する必要がある。また、従来
からインクジェットヘッドを用いている分野において
も、新たな利用形態に対応したインクジェットヘッドを
製造する場合も考えられる。

【０００６】そこで、本発明は、従来の分野等における
利用形態で用いられていた構成にとらわれないインクジ
ェットヘッドを得ることを目的とする。また、そのイン
クジェットヘッドを利用した印刷等の記録装置、ＤＮＡ
チップの製造装置、カラーフィルタ製造装置、電界発光
基板製造装置等を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明に係る
インクジェットヘッドは、それぞれ任意の吐出液体を吐
出する複数のノズルを備えるものである。したがって、
洗浄、液交換等を行わなくても、多種類の液体を一度に
吐出することができる。なお、本明細書のインクジェッ
トヘッドとは、インクジェットヘッドとしての機能を果
たす最小の構成のインクジェットヘッド（ヘッドチップ
ともいう）のことをいうものとする。

【０００８】また、本発明に係るインクジェットヘッド
は、任意の吐出液体をそれぞれ貯めるリザーバを備える
ものである。したがって、インクジェットヘッド上にリ
ザーバを設けることで供給路となる流路を短くすること
ができる。

【０００９】また、本発明に係るインクジェットヘッド
は、リザーバからノズルに至るまでの吐出液体の流路
を、それぞれ同じでかつ最短の長さになるように構成す
る。したがって、インクジェットヘッド内の全リザーバ
の供給条件を同じにすることができ、また、各流路が最
短であるので、特に吐出液体が高価である場合にはコス
ト的にも効率がよい。

【００１０】また、本発明に係るインクジェットヘッド
は、リザーバからノズルに至るまでの吐出液体の流路の
長さをそれぞれの流路で調整する。したがって、例えば
吐出液体の粘度によって流路をあらかじめ調整したりす
ることができる。

【００１１】また、本発明に係るインクジェットヘッド
は、２種類以上の吐出液体をそれぞれ貯めるリザーバ
と、リザーバの吐出液体が吐出されるノズルと、吐出液
体に力を加える加圧手段とを備えるものである。したが
って、２種類以上の吐出液体をそれぞれ貯めておくリザ
ーバをインクジェットヘッドに設けることにより、吐出
液体の供給路をさらに短くすることができ、不純物の混
入を防ぐことができる。特に吐出液体が高価である場合
にはコスト的にも効率がよい。

【００１２】また、本発明に係るインクジェットヘッド
は、それぞれ任意の吐出液体を貯めるリザーバと、リザ
ーバに貯められた任意の吐出液体が充填され、また外部
からの力により少なくとも一部分が形状変化する吐出室
と、吐出室に連通し、吐出室の形状変化による室内の圧
力変化により吐出液体を吐出するノズルとを複数有し、
さらに、それぞれの又は全ての吐出室に力を加えて形状
変化させる１又は複数の加圧手段を備えるものである。
したがって、洗浄、交換等を行わなくても、多種類の液
体を吐出することができる。また、任意の吐出液体をそ
れぞれ貯めておくリザーバをインクジェットヘッドに設
けることにより、吐出液体の供給路をさらに短くするこ
とができ、特に吐出液体が高価である場合にはコスト的
にも効率がよい。さらに１つの加圧手段で全ての吐出室
に力を加える場合は、制御が単純で多種類の吐出液体を
同時に吐出できるので生産効率がよい。また、加圧手段
が複数の場合は、それぞれの加圧手段を制御すること
で、吐出タイミング、吐出量等の吐出制御を行うことが
できる。

【００１３】また、本発明に係るインクジェットヘッド
は、力が加わると形状変化する吐出室となる凹部が少な
くとも形成された第１の基板と、それぞれ任意の吐出液
体を貯めるリザーバとなる穴及び各吐出室に吐出液体を
供給する流路となる溝が形成され、吐出室に力を加えて
形状変化させる加圧手段が設けられた第２の基板とを少
なくとも接合するものである。したがって、リザーバ、
流路及び電極を第２の基板に設けるようにしたので、多
種類の液体を一度に吐出できる小型のインクジェットヘ
ッドを得ることができる。また、任意の吐出液体をそれ
ぞれ貯めておくリザーバをインクジェットヘッドに設け
ることにより、吐出液体の供給路をさらに短くすること
ができ、不純物の混入を防ぐことができる。特に吐出液
体が高価である場合にはコスト的にも効率がよい。

【００１４】また、本発明に係るインクジェットヘッド
は陽極接合により接合する。したがって、接着剤のよう
な有機化合物を用いていないので、吐出液体への有機化
合物の混入を防止することができる。

【００１５】また、本発明に係るインクジェットヘッド
は、リザーバの径は、各ノズルの間隔よりも広くする。
したがって、リザーバの径をノズルの間隔に合わせなく
てもよく、貯めておける吐出液体の量を増やすことがで
きる。しかも、ノズル配置（ノズルの間隔）は狭ピッチ
にしたまま行うことができるので高密度で吐出液体を吐
出できる。

【００１６】また、本発明に係るインクジェットヘッド
は、吐出の駆動制御を行う駆動制御手段から着脱可能で
ある。したがって、例えば別の吐出液体を吐出させる場
合に、洗浄等を行い、別の吐出液体を供給する作業を行
ってから、吐出作業を行う必要がなく、インクジェット
ヘッドを入れ替えるだけでよくなり、時間的な効率がよ
くなる。また、例えば常に新しいインクジェットヘッド
で吐出するようにすれば、不純物の混入を防ぐことがで
きる。

【００１７】また、本発明に係るインクジェットヘッド
は、複数のインクジェットヘッドを積層可能である。し
たがって、さらに多種類の吐出液体を一度に吐出するこ
とができる。

【００１８】また、本発明に係るインクジェットヘッド
において、吐出液体は生体分子を含む溶液である。した
がって、様々な生体分子を吐出液体として用い、多種少
量の吐出を行うことにより、例えばＤＮＡチップ、プロ
テイン（蛋白質）チップ等の製造に利用することができ
る。特に吐出室を設けたインクジェットヘッドでは加熱
を行わないので、熱によって変化する可能性が高い生体
分子には有効である。

【００１９】また、本発明に係るインクジェットヘッド
において、吐出液体は核酸を含む溶液である。したがっ
て、例えばＤＮＡチップ等の製造に利用することができ
る。

【００２０】また、本発明に係るインクジェットヘッド
において、核酸は一本鎖である。したがって、例えばオ
リゴヌクレオチド等と標的核酸とのハイブリダイゼーシ
ョンにより、塩基配列を調べるＤＮＡチップ等の製造に
利用することができる。

【００２１】また、本発明に係るインクジェットヘッド
において、核酸はデオキシリボ核酸である。したがって
例えばＤＮＡチップの製造に利用することができる。

【００２２】また、本発明に係るインクジェットヘッド
において、核酸は相補的なデオキシリボ核酸（ｃＤＮ
Ａ）である。したがって、例えば逆転写酵素を用いてＲ
ＮＡ（リボ核酸）から得られるｃＤＮＡによるＤＮＡチ
ップの製造に利用することができる。

【００２３】また、本発明に係るインクジェットヘッド
において、吐出液体はヌクレオチドを含む溶液である。
したがって、例えばＤＮＡチップによる塩基配列を調べ
る際の核酸等の吐出に利用することができる。

【００２４】また、本発明に係るインクジェットヘッド
において、吐出液体はオリゴヌクレオチドを含む溶液で
ある。したがって、例えばＤＮＡチップによる塩基配列
を調べる際の核酸等の吐出に利用することができる。

【００２５】また、本発明に係るインクジェットヘッド
において、吐出液体は蛋白質を含む溶液である。したが
って、例えばプロテインチップの製造に利用することが
できる。

【００２６】また、本発明に係るインクジェットヘッド
において、吐出液体は印刷用のインク液である。したが
って、通常の紙媒体等への印刷にも利用することができ
る。

【００２７】また、本発明に係るインクジェットヘッド
において、吐出液体はカラーフィルタを形成させる溶液
である。したがって、例えば、液晶表示装置に利用する
カラーフィルタ製造にも利用することができる。

【００２８】また、本発明に係るインクジェットヘッド
において、吐出液体は発光材料を含む溶液である。した
がって、例えば電界発光素子の吐出を行うことができ、
これを用いた表示装置の製造に利用することができる。

【００２９】また、本発明に係るインクジェットヘッド
において、発光材料は有機化合物である。したがって、
発光の反応がよい電界発光基板を得ることができる。そ
の際、インクジェットヘッドの各部品を接着剤を用いな
い陽極接合で接合しておき、溶液を貯蔵するタンクから
インクジェットヘッドまでの溶液の通り道の部材を有機
溶剤に反応しない材料で構成しておくと効果的である。

【００３０】また、本発明に係るインクジェットヘッド
の製造方法は、力が加わると形状変化する吐出室となる
凹部が形成された第１の基板及びそれぞれ任意の吐出液
体を貯めるリザーバとなる穴及び各吐出室に吐出液体を
供給する流路となる溝が形成され、吐出室に力を加えて
形状変化させる加圧手段が設けられた第２の基板を作成
する工程と、第１の基板と第２の基板とを少なくとも接
合する工程とを有するものである。したがって、多種類
の液体を一度に吐出できる小型のインクジェットヘッド
を得ることができる。また、任意の吐出液体をそれぞれ
貯めておくリザーバをインクジェットヘッドに設けるこ
とにより、吐出液体の供給路をさらに短くすることがで
き、不純物の混入を防ぐことができる。特に吐出液体が
高価である場合にはコスト的にも効率がよい。

【００３１】また、本発明に係るインクジェットヘッド
の製造方法は、陽極接合により接合する。したがって、
接着剤のような有機化合物を用いていないので、吐出液
体に有機化合物を用いることができ、また、吐出液体へ
の有機化合物の混入を防止することができる。

【００３２】また、本発明に係るインクジェットヘッド
の製造方法は、流路となる溝をそれぞれ同じでかつ最短
の長さになるように形成する。したがって、インクジェ
ットヘッド内の全リザーバの供給条件を同じにすること
ができ、また、各流路が最短であるので、特に吐出液体
が高価である場合にはコスト的にも効率がよい。

【００３３】また、本発明に係るインクジェットヘッド
の製造方法は、流路となる溝の長さをそれぞれ調整す
る。したがって、例えば吐出液体の粘度によって流路を
あらかじめ調整したりすることができる。

【００３４】また、本発明に係るマイクロアレイ製造装
置は、任意の生体分子を含む液体を各ノズルから吐出で
きるように製造したインクジェットヘッドと、位置制御
信号に基づいてインクジェットヘッドを移動させる走査
駆動手段と、記録対象となるマイクロアレイ基板とイン
クジェットヘッドとの相対位置を変化させる位置制御手
段とを少なくとも備えるものである。したがって、多種
類の生体分子を含む液体を一度に吐出することができ、
ヘッド内に液体を貯めておけば、接触ピン、キャピラリ
を用いた場合よりもヘッドの移動が少なくなり、時間的
効率がよいマイクロアレイ製造装置を得ることができ
る。また、インクジェットヘッドの１回の吐出量が数ｐ
ｌと少ないので、吐出回数を変えることにより、細かな
吐出量の制御を行うことができ、ノズル間隔が短いの
で、プローブの密度が高いマイクロアレイ（チップ）を
得ることができる。特に吐出室を設けたインクジェット
ヘッドでは加熱を行わないので、熱によって変化する可
能性が高い生体分子には有効である。

【００３５】また、本発明に係るマイクロアレイ製造装
置は、マイクロアレイ基板のプローブの配列方向に対
し、ノズルを角度を付けて配列させるようにインクジェ
ットヘッドを設置するものである。したがって、既存の
インクジェットヘッドのノズル間隔で製造したインクジ
ェットヘッドにより、液体を所望の間隔でマイクロアレ
イ基板上に吐出することができる。

【００３６】また、本発明に係るマイクロアレイ製造装
置の製造方法は、上記したインクジェットの製造方法に
より製造したインクジェットヘッドを用いて、任意の生
体分子を含む液体を各ノズルから吐出できるように製造
したものである。したがって、多種類の生体分子を含む
液体を一度に吐出することができるインクジェットヘッ
ドを用いたマイクロアレイ製造装置を製造することがで
きる。また、インクジェットヘッドを用いているので、
細かな吐出量の制御を行うことができ、プローブの密度
が高いマイクロアレイを得ることができる。

【００３７】また、本発明に係るマイクロアレイ製造方
法は、任意の生体分子を含む液体を各ノズルから吐出で
きるように製造したインクジェットヘッドとマイクロア
レイ基板とを相対的に移動させる工程と、インクジェッ
トヘッドからマイクロアレイ基板に任意の生体分子を含
む液体を吐出する工程と任意の生体分子を含む液体を固
化させてプローブを作成する工程とを少なくとも有する
ものである。したがって、インクジェットヘッドによる
細かな吐出量制御により、プローブの大きさを均一で小
さくでき、ノズルの間隔を狭めることにより、プローブ
の密度が高いマイクロアレイ（チップ）を得ることがで
きる。

【００３８】また、本発明に係るインクジェット記録装
置は、任意のインクを各ノズルから吐出できるように製
造したインクジェットヘッドと、位置制御信号に基づい
てインクジェットヘッドを移動させる走査駆動手段と、
記録対象となる記録部材とインクジェットヘッドとの相
対位置を変化させる位置制御手段とを少なくとも備えた
ものである。したがって、従来のようなインク吐出はも
とより、様々な色のインクを一度に吐出することができ
る。

【００３９】また、本発明に係るインクジェット記録装
置の製造方法は、上記したインクジェットの製造方法に
より製造したインクジェットヘッドを用いて、任意のイ
ンクを各ノズルから吐出できるように製造したものであ
る。したがって、様々な色のインクを一度に吐出するこ
とができるインクジェット記録装置を製造することがで
きる。

【００４０】また、本発明に係るインクジェット記録方
法は、任意のインクを各ノズルから吐出できるように製
造したインクジェットヘッドと記録対象物とを相対的に
移動させる工程と、インクジェットヘッドから記録対象
物にインクを吐出する工程とを少なくとも有するもので
ある。したがって、例えば様々な色のインクを吐出する
ことにより特殊な効果が期待できる記録を行うことがで
きる。

【００４１】また、本発明に係るカラーフィルタ製造装
置は、任意のカラーフィルタを形成させる溶液を各ノズ
ルから吐出できるように製造したインクジェットヘッド
と、位置制御信号に基づいてインクノズルからカラーフ
ィルタ基板に向けての溶液の吐出を制御する制御手段と
を少なくとも備えたものである。したがって、従来用い
られていた色の溶液の吐出はもとより、様々な色のカラ
ーフィルタを形成させる溶液を一度に吐出することがで
き、特殊な効果が期待できるカラーフィルタを経済的に
得ることができる。

【００４２】また、本発明に係るカラーフィルタ製造装
置の製造方法は、上記したインクジェットの製造方法に
より製造したインクジェットヘッドを用いて、任意のカ
ラーフィルタを形成させる溶液を各ノズルから吐出でき
るように製造したものである。したがって、様々な色の
カラーフィルタを形成させる溶液を一度に吐出すること
ができるカラーフィルタ製造装置を製造することができ
る。

【００４３】また、本発明に係るカラーフィルタ製造方
法は、任意のカラーフィルタを形成させる溶液を各ノズ
ルから吐出できるように製造したインクジェットヘッド
により、複数色の溶液を、光透過性のカラーフィルタ基
板の所定位置にそれぞれ吐出する工程と、吐出された溶
液により着色された色をカラーフィルタ基板に定着させ
る工程とを少なくとも有するものである。したがって、
例えば様々な色の溶液を吐出することにより特殊な効果
が期待できるカラーフィルタを経済的に得ることができ
る。

【００４４】また、本発明に係る電界発光基板製造装置
は、任意の発光材料を含む溶液を各ノズルから吐出でき
るように製造したインクジェットヘッドと、位置制御信
号に基づいてインクノズルから電界発光基板に向けての
溶液の吐出を制御する制御手段とを備えたものである。
したがって、従来用いられていた色の溶液の吐出はもと
より、様々な色の発光材料を含む溶液を一度に吐出する
ことができ、特殊な効果が期待できる電解発光基板を経
済的に得ることができる。

【００４５】また、本発明に係る電界発光基板製造装置
において、発光材料は有機化合物である。したがって、
発光の反応がよい電界発光基板を得ることができる。そ
の際、インクジェットヘッドの各部品を接着剤を用いな
い陽極接合で接合しておき、溶液を貯蔵するタンクから
インクジェットヘッドまでの溶液の通り道の部材を有機
溶剤に反応しない材料で構成しておくと効果的である。

【００４６】また、本発明に係る電界発光基板製造装置
の製造方法は、上記したインクジェットの製造方法によ
り製造したインクジェットヘッドを用いて、任意の発光
材料を含む溶液を各ノズルから吐出できるように製造し
たものである。したがって、様々な色の発光材料を含む
溶液を一度に吐出することができる電界発光基板製造装
置を製造することができる。

【００４７】また、本発明に係る電界発光基板製造方法
は、任意の発光材料を含む溶液を各ノズルから吐出でき
るように製造したインクジェットヘッドにより、加法原
色の複数色を発光させるための発光材料を含む溶液を、
電界発光基板の所定位置にそれぞれ吐出する工程と、吐
出された溶液を蒸発させ、発光材料を電界発光基板に固
化させる工程とを少なくとも有するものである。したが
って、例えば様々な色の発光材料を含む溶液を吐出する
ことにより特殊な効果が期待できる電界発光基板を経済
的に得ることができる。

【００４８】また、本発明に係る電界発光基板製造方法
は、発光材料は有機化合物である。したがって、発光の
反応がよい電界発光基板を得ることができる。その際、
インクジェットヘッドの各部品を接着剤を用いない陽極
接合で接合しておき、溶液を貯蔵するタンクからインク
ジェットヘッドまでの溶液の通り道の部材を有機溶剤に
反応しない材料で構成しておくと効果的である。

【００４９】

【発明の実施の形態】実施形態１．図１は本実施の形態
におけるエッジ吐出型のインクジェットヘッドを表す図
である。ここでは振動板１４を用いたインクジェットヘ
ッドについて説明する。図１において、１は（１００）
面方位のシリコン単結晶基板（以下、単にＳｉ基板とい
う）である。このＳｉ基板１をエッチングしてノズル１
２、吐出室１３等となる孔、溝、凹部等を形成する。２
及び３はガラス基板である。本実施の形態ではガラス基
板２及び３としてホウ珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いる
ことにする。本実施の形態のインクジェットヘッドは、
Ｓｉ基板１をガラス基板２及び３で挟み込む形で積層
し、製造される。ここで、積層したＳｉ基板１並びにガ
ラス基板２及び３は、接着剤で接着するのではなく、陽
極接合により接合するものとする。陽極接合とは、例え
ば重ねた基板を３００℃で加熱しながら、Ｓｉ基板１を
陽極とし、ガラス基板２及び３を陰極として、５００Ｖ
の直流電圧を５分間印加することによって接合を行うも
のである。また、ここでは見やすくするためにこのよう
な記載をしているが、図１におけるＳｉ基板１並びにガ
ラス基板２及び３の厚さの比率は、実際のそれぞれの厚
さの比率とは異なる。

【００５０】１１はノズル開口部である。Ｓｉ基板１を
エッチングして形成した溝にガラス基板３を被せてでき
たものである。ここで、Ｓｉ基板１に異方性エッチング
を行うと、（１１１）面のエッチング速度が最も小さい
ので、エッチングが進行するとこの面が平滑面として残
留することになる。（１００）面に対して（１１１）面
は約５５゜の角度をなす。そのため、ノズル開口部１１
の形状は、ある辺（溝の幅）とその両端の角が約５５゜
の二等辺三角形となる。ここで、本実施の形態では、ノ
ズル開口部１１と別のノズル開口部１１との間隔を０．
５ｍｍとしておく。このノズル開口部１１を有する面
が、記録対象物（例えば印刷紙等）に対面し、インクが
吐出される面となる。

【００５１】１２はノズルである。ノズル１２はＳｉ基
板１をエッチングした時に形成される溝にガラス基板３
を天井面として被せられることで構成される。したがっ
て、ノズル１２の長さはパターニング時に決まる。１３
は吐出室である。吐出室１３は、ノズル開口部１１から
吐出させるインクを溜めておく。吐出室１３の少なくと
も一面の壁（ここでは、底壁とする。ここではこの底壁
のことを振動板１４ということにする）が撓んで形状変
化するようにしておき、振動板１４を撓ませて吐出室１
３内の圧力を高め、ノズル開口部１１からインクを吐出
させる。

【００５２】図２はインクジェットヘッドの断面図であ
る。図１では示していないが、Ｓｉ基板１の下面のガラ
ス基板２には電極２１を設ける。本実施の形態では、こ
の電極２１として、酸化錫を不純物としてドープした酸
化インジウム膜であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide：イン
ジウム酸化第１錫）膜を用いた、透明電極のＩＴＯ電極
を用いるものとする。ただし、これに限定されるもので
はない。ワイヤ２２は電極２１に電荷を供給するために
設けられている。発振回路２３は、電極２１に供給する
電荷を制御するために設けられている。

【００５３】図３はインクジェットヘッドを上側から見
た図及び全体の外観図である。図３（ａ）のように、Ｓ
ｉ基板１の上面に位置するガラス基板３は、上述したよ
うに、ノズル１２及び吐出室１３の天井面となる。ま
た、ガラス基板３にはノズル１２（吐出室１３）分だけ
リザーバ３１を設ける。そして、リザーバ３１から吐出
室１３にインクを供給するための流路３２となる溝を形
成する。ここで、リザーバ３１を実際に構成する場合、
貯蔵体積をある程度確保しなければならない関係で、リ
ザーバ３１の幅は、吐出室１３の間隔（ピッチ）よりも
大きくなる。例えば、約１ｍｌを高さ８０ｍｍの円柱で
貯める場合、半径は２ｍｍとなる。約３μｌを貯める場
合でも、高さ１ｍｍの円柱では半径は１ｍｍとなる。し
たがって、図１では説明のために見やすく構成したが、
実際には図１のようにリザーバ３１を配置できることは
少なく、図３（ｂ）のようになる。また、このために流
路３２についてもその経路を考慮する必要がある。流路
３２が短かいほど、流路３２に残されるインクを少なく
することができるので無駄が少なくなる。したがって、
各流路３２はできるだけ短い方が都合がよい。これらを
考慮すると、一度に吐出しようとするインクの数が多い
程、リザーバ３１の数も多くなり、そのための空間も確
保しなければならないので、リザーバ３１、流路３２の
レイアウトは複雑なものになる。その際、流路３２のレ
イアウトに関しては、例えば各流路３２が同じ長さにな
るようにレイアウトを設計（デザイン）したり、インク
の種類によって流路３２の長さ、リザーバ３１の体積等
を異ならせるように設計したりすることもできる。ま
た、全ての流路３２の長さの和を最も小さくするように
設計することもできる。また、リザーバ３１について
は、リザーバ３１に液体を供給するピペットの配置に合
わせてレイアウトを設計することもできる。

【００５４】本実施の形態は、インクジェットヘッドを
構成する各ノズル開口部１１（ノズル１２、吐出室１
３）に対して各々リザーバ３１を設けるようにし、各ノ
ズル開口部１１から異なるインクを吐出できるインクジ
ェットヘッドを製造するようにしたものである。ここ
で、図１のインクジェットヘッドは、ノズル開口部１１
その他各ノズル開口部１１からインクを吐出するために
必要な構成部品を４つずつ有しているが、これらの数は
４つに限定されるものではない。また、図３のようにリ
ザーバ３１の数は２０に限定されるものでもない。

【００５５】次に上記のインクジェットヘッドの製造方
法の一例について説明する。（１００）Ｓｉ基板１を鏡
面研磨し、その表面にＳｉＯ₂の膜を形成させる。その
膜の上に、さらにフォトレジストパターンを形成し、フ
ッ酸系エッチング液でエッチングを行う。このエッチン
グにより露出しているＳｉＯ₂の膜は除去される。その
後、フォトレジストパターンも除去する。

【００５６】そして、再度、水酸化カリウム（ＫＯＨ）
水溶液、ヒドラジン等のアルカリ溶液でＳｉ基板１の異
方性エッチングを行う。単結晶シリコンをアルカリ溶液
でエッチングする際、結晶面によってエッチング速度の
差が大きいので、異方性エッチングを行うことができ
る。シリコン単結晶の場合、（１１１）面のエッチング
速度が最も小さいので、エッチングが進行するとこの面
が平滑面として残留することになる。Ｓｉ基板１表面は
（１００）面方位シリコン単結晶である。（１００）面
に対して（１１１）面は約５５゜の角度を成す。

【００５７】フォトレジストパターンにより形成される
パターンの幅、エッチング時間によって、ノズル開口部
１１、ノズル１２及び吐出室１３を構成することになる
溝、凹部１２の形状が定まる。ここでノズル１２を構成
する溝の幅は吐出室１３を構成する凹部の幅よりもかな
り狭く、同じ時間だけエッチングしても、（１１１）面
同士がぶつかり、それ以上エッチングされない。そのた
め、理論的にはノズル１２の形状は、ある辺（溝の幅）
とその両端の角が約５５゜の二等辺三角形となる。ま
た、吐出室１３を構成する凹部は台形となる。ここで、
振動板１４部分でのエッチング速度を極度に遅くし、エ
ッチングをほぼ停止させて精度の高い振動板１４を形成
するため、エッチング前にあらかじめ振動板１４の厚さ
に合わせてホウ素（ボロン：Ｂ）を拡散させ、ボロンド
ープ層を形成させておくこともある。

【００５８】次にガラス基板２の処理について説明す
る。ガラス基板２についても、その表面にクロムと金を
スパッタで成膜させる。その膜の上に、Ｓｉ基板１に形
成した全ての振動板１４を覆うことができる凹部を設け
るためのパターンを形成する。その後、フッ酸系エッチ
ング液でエッチングを行い、凹部を形成し、凹部の部分
に電極２１を設ける。凹部の深さが振動板１４と電極２
１との間の距離（ギャップ）に影響する。このように、
全ての振動板１４を１つの電極２１で動作させること
で、各ノズル開口部１１からの同時吐出が可能となる。

【００５９】電極２１に電圧を印加し、電荷を供給する
ためのワイヤ２２の一端をボンディングにより電極２１
と接続する。そして、別の一端を発振回路２３と接続す
る。この発振回路２３が駆動し、電極２１に電荷を供給
して正に帯電させると振動板１４は負に帯電し、電極２
１に引き寄せられる。これにより吐出室１３の容積は広
がる。そして、電極２１への電荷供給を止めると振動板
１４は元に戻るが、そのときの吐出室１３の容積も元に
戻るから、その圧力により差分のインク液滴が吐出され
る。なお、発振回路２３の発振周波数は７ｋＨｚ程度で
ある。また、このような方法は引き打ちと呼ばれるもの
であるが、バネ等を用いてインク液滴を吐出する押し打
ちと呼ばれる方法もある。

【００６０】次にガラス基板３の処理について説明す
る。ガラス基板３には設計に基づいて、Ｓｉ基板１に形
成したノズル１２となる溝の数だけリザーバ３１となる
穴を開ける。また、流路３２となる溝をガラス基板２と
同様にフォトリソグラフィ法で形成する。

【００６１】Ｓｉ基板１並びにガラス基板２及び３の接
合には陽極接合を用いる。陽極接合とは、例えば基板を
重ね、３００℃で加熱しながら、Ｓｉ基板１を陽極と
し、ガラス基板２及び３を陰極として、５００Ｖの直流
電圧を５分間印加することによって接合を行うものであ
る。この方法は接着剤を用いずに接合することができ
る。そのため、耐久性が高く、しかも有機溶剤を用いた
インクでも印刷ができ、工業用途にも充分に耐え得る。
このようにして得られた接合体は、ダイシングによって
切断され、インクジェットヘッドができる。

【００６２】以上のように第１の実施の形態によれば、
各ノズル開口部１１（ノズル１２、吐出室１３）毎に供
給するインクを貯めておくリザーバ３１をガラス基板３
に設けるようにしたので、各ノズル開口部１１から異な
るインクを吐出させることができる。また、リザーバ３
１をガラス基板３に設け、さらにＳｉ基板１とガラス基
板２及び３とを陽極接合により接合するようにし、有機
材料の接着剤を用いずに、インクジェットヘッドを構成
したので、有機化合物のインクを用いた吐出を行うこと
ができる。また、洗浄等を容易に行うことができ、熱、
酸、紫外線等を用いた滅菌消毒等も行うことができる。
また、１つの電極２１により全ての振動板１４を撓ませ
るようにしたので、電極２１をはじめとする駆動系の構
造を簡単にすることができ、また、各ノズル開口部１１
からの同時吐出を行うことができる。

【００６３】実施の形態２．上述した第１の実施の形態
では、１つの電極２１で全ての振動板１４を振動させる
ようにして同時吐出を行うようにした。この場合、例え
ば、種類の異なるインクを同時吐出させると、インクの
粘度等の要因により各ノズル開口部１１から吐出される
インクの吐出特性（インク吐出量、インクスピード等）
に差が生じる場合がある。そこで、目的の位置に吐出さ
れるインク量を揃えるために、各振動板１４の振動回数
を変化させ、吐出回数により量を調整する。そのため、
本実施の形態は、各ノズル開口部１１（ノズル１２、吐
出室１３又は振動板１４）に対して電極２１を設け、吐
出回数を各々調整する。

【００６４】第１の実施の形態では、電極２１を収納す
る１つの凹部をガラス基板３に形成したが、本実施の形
態ではガラス基板３に、振動板１４の形状とほぼ同じ形
状にパターンを形成した凹部を形成し、電極２１を各凹
部内に設ける。そして、各電極２１に対して、ワイヤ２
２、発振回路２３を設ける。ここで、発振回路２３の周
波数を制御できるようにしておけば、構造及び制御は若
干複雑になるが、あらゆるインク、吐出態様等に対応で
きる。このようにすれば、各ノズル開口部１１からの吐
出回数を調整することもできる。また、吐出のタイミン
グも制御することができ、目的の位置に吐出を行うこと
もできる。

【００６５】実施の形態３．図４は本発明の第３の実施
の形態に係る上述の実施の形態で製造したインクジェッ
トヘッドを用いた装置の例を表す図である。図４はＤＮ
Ａチップを製造する装置、いわゆるスポッタ（spotter
）と呼ばれる装置を表している。インクジェット方式
は、特に最近、バイオテクノロジーの分野、特にいわゆ
るＤＮＡチップの作成への利用が注目されている。

【００６６】ＤＮＡ（Deoxyribo Nucleic Acids ：デオ
キシリボ核酸）チップ（ＤＮＡマイクロアレーともい
う）とは、ＤＮＡの塩基の相補性を利用し、検査を行う
ためのものである。ＤＮＡとは、塩基、糖（デオキシリ
ボース）及びリン酸が結合したもの（ヌクレオチド）が
さらに結合し、最終的には２重らせん形となったもので
ある。ここで、塩基はアデニン（Ａ）、グアニン
（Ｇ）、シトシン（Ｃ）、チミン（Ｔ）の４種類があ
る。なお、ここでいうＤＮＡとは、逆転写酵素を用いて
ＲＮＡ（リボ核酸）に基づいて相補的に生成されたｃＤ
ＮＡ（complementary DNA）も含むものとする。

【００６７】２重らせんを構成する２つの１本鎖は、こ
の４種類のヌクレオチドが反復結合し、配列したもので
ある。そして、１本鎖の各塩基同士が接続されている。
ここで、アデニン（Ａ）とグアニン（Ｇ）との間でしか
結合は生じないし、シトシン（Ｃ）とチミン（Ｔ）との
間でしか結合は生じない。これが塩基の相補性である。
塩基（ヌクレオチド）の配列に基づいて遺伝情報を得る
ことができるので、この配列を解析することは非常に重
要である。この解析を簡単に行うための道具（ツール）
がＤＮＡチップである。

【００６８】チップ（スライド、基板）上には、例え
ば、配列があらかじめわかっている、目印を付けた１種
又は複数種の１本鎖の核酸の断片（プローブ）が例えば
マトリクス状に貼付られている。ここに未知の配列の複
数種又は１種の一本鎖の断片（例えばオリゴヌクレオチ
ド等の標的核酸。以下、試料という）を触れさせる（ハ
イブリダイズする）と、結合したものには例えば蛍光す
るマーカー等の目印を付けておく。例えば蛍光顕微鏡等
により、結合により蛍光しているプローブを見つけだ
し、そのプローブの配列と対になる配列を試料の配列と
することにより、試料の配列を解析する。また、この配
列に基づいたさらなる解析も行うことができる。

【００６９】ＤＮＡチップを作成するには、フォトリソ
グラフィー方法を用いてＤＮＡを合成させる方法と、ペ
ンを用いて溶かした溶液をスライド上に載せる（スポッ
トする）方法とが主にある。インクジェット方式は核酸
プローブとなる溶液（以下、単に溶液という）をチップ
上に直接吐出するものである。インクジェット方式の場
合、スポットＤＮＡの溶液の量がペンを用いる場合に比
べて少なくなる。例えば、ペンを用いると少なくとも数
百ｐｌ（ピコリットル：１０^-12ｌ）がスポットされる
が、インクジェットでは数ｐｌも可能である。したがっ
て、１つのスポットのスケール（面積）を小さくするこ
とができる。そのため、１チップ上のスポット数を多く
することができ、密度を高めることができる。これは、
検査時間、スペース等の節約になる。ただ、実際には解
析精度との関係で、ある程度のスケールを必要とする場
合もある。

【００７０】従来でもＤＮＡチップの製造にインクジェ
ット方式を利用する考え方はあったが、一度に吐出でき
る種類が少ないために、溶液の変更、インクジェットヘ
ッドの洗浄等を多く行う必要があった。そこで、本実施
の形態は、第１の実施の形態で製造したインクジェット
ヘッドが一度に多種類の吐出液体を吐出できるという特
徴を生かし、ＤＮＡチップの製造にこれを用いるもので
ある。また、インクジェットヘッド１１０を使い捨てに
し、取り替えができるようにしてもよい。これによりヘ
ッドを洗浄等する必要がなくなるので時間効率がよくな
るし、洗浄漏れによるクロスコンタミネーションも生じ
ない。この場合、溶液のコストを考えるとインクジェッ
トヘッド１１０内に残される溶液の量は少ない程よい。
したがって、本実施の形態で用いるインクジェットヘッ
ド１１０のように、必要な吐出量を確保できる程度のリ
ザーバ３１を直接インクジェットヘッド１１０に設け、
供給路である流路３２をできるだけ短くすることで、無
駄な溶液の量を減らすことができる。また、陽極接合を
行っているため、接着剤等の有機化合物が溶液に溶け込
むこともなく、溶液に不純物が混入してしまう等の問題
も生じない。

【００７１】図４において、１００は上述の実施の形態
で説明したものと同様のインクジェットヘッドである。
そのため、インクジェットヘッド１００の各構成部品の
図番は上述の実施の形態と同じものを用いる。ここで、
インクジェットヘッド１００は３次元的に回転できるも
のとする。また、インクジェットヘッド１００は第１の
実施の形態で説明したインクジェットヘッドを複数つな
ぎ合わせたもの（例えばいわゆるラインインクジェット
ヘッド）であってもよい。

【００７２】Ｙ方向駆動軸１０２にはＹ方向駆動モータ
１０３が接続されている。Ｙ方向駆動モータ１０３は、
例えばステッピングモータ等である。制御手段１０７か
らＹ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｙ方向駆動軸１
０２を回転させる。Ｙ方向駆動軸１０２が回転させられ
ると、インクジェットヘッド１００はＹ方向駆動軸１０
２の方向に沿って移動する。Ｘ方向ガイド軸１０４は、
基台１０６に対して動かないように固定されている。

【００７３】作業台１０１は、製造すべきチップ群１０
８を設置させるものである。チップ群１０８は例えば作
業台１０１上に８×６で並べられている。作業台１０１
には作業台駆動モータ１０５が備えられている。作業台
駆動モータ１０５も、例えばステッピングモータ等であ
る。制御手段１０７からＸ軸方向の駆動信号が供給され
ると、作業台１０１をＸ軸方向に移動させる。すなわ
ち、作業台１２１をＸ軸方向に駆動し、インクジェット
ヘッド１００をＹ軸方向に駆動させることで、インクジ
ェットヘッド１００をチップ群１０８上のいずれの場所
にも自在に移動させることができる。また、チップ群１
０８に対するインクジェットヘッド１００の相対速度
も、各軸方向の駆動機構によって駆動する作業台１０１
とインクジェットヘッド１００の速度によって定まる。

【００７４】制御手段１０７は、インクジェットヘッド
１００の発振回路２３を発振させるためのインク滴吐出
用の電圧を印加し、インク吐出の制御を行う。また、Ｙ
方向駆動モータ１０３には、インクジェットヘッド１０
０のＹ軸方向の移動を制御する駆動信号を送信する。作
業台駆動モータ１０５には作業台１０１のＸ軸方向の移
動を制御する駆動信号を送信する。

【００７５】なお、本実施の形態では、インクジェット
ヘッド１００はＹ軸方向にしか移動せず、Ｘ軸方向につ
いては作業台１０１が移動するようにした。これを逆に
してもよいし、また、インクジェットヘッド１００又は
作業台１０１のどちらか一方又は双方がＸ軸方向及びＹ
軸方向の双方に移動できるようにしてもよい。

【００７６】ここで、通常、紙への記録に用いられるイ
ンクジェット印刷装置におけるインクジェットヘッド１
００の各ノズル１２の間隔は３００ｄｐｉ（dots per i
nch）、３６０ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、７２０ｄｐｉ等
の表示分解能を満たすものである。したがって、従来の
フォトレジストパターン等を利用しようとすれば、各ノ
ズル１２の間隔（以下、ピッチという）をこの分解能に
合わせ、チップ上に並べようとするプローブのピッチも
これに合わせるようにすればよい。

【００７７】また、プローブのピッチを印刷装置のもの
とは異なるものにしようとすれば、あらためて異なるフ
ォトレジストパターンを作成して、所望のインクジェッ
トヘッドを製造してもよい。

【００７８】また、インクジェット印刷装置に用いられ
るものと同じインクジェットヘッドを用いてピッチを調
整することもできる。例えば、チップ群１０８のＸ軸方
向又はＹ軸方向に対して平行に設置していたインクジェ
ットヘッド１００を角度を持たせて設置し、Ｘ軸方向又
はＹ軸方向に対する間隔を変化させることでピッチを調
整することができる。この場合は、それぞれのノズル開
口部１１から溶液を吐出するタイミングが異なるので、
第１の実施の形態のように電極２１で同時吐出を行うよ
りも、第２の実施の形態のように各個に電極を設けてタ
イミングを調整した方がよい。

【００７９】以上のように第３の実施の形態によれば、
第１及び第２の実施の形態で説明したインクジェットヘ
ッドを用いてＤＮＡチップを製造するようにしたので、
従来の接触ピンやキャピラリを用いたＤＮＡチップ製造
装置に比べ、ヘッド部分の移動時間を短くすることがで
き、時間等を節約することができる。また、インクジェ
ットヘッドをカートリッジ化し、駆動制御部分から着脱
自在にすれば、容易に取り替えが行え、洗浄を行う必要
がないので時間等を節約することができる。また、他の
液体と混ざり合うこともなく、クロスコンタミネーショ
ンを防止することができる。その際、リザーバ３１の大
きさ、流路３２の長さを必要最小限にしておけば、ＤＮ
Ａチップ製造の際に残ってしまう液体量を少なくするこ
とができ、経済的である。また、インクジェットヘッド
１００はＳｉ基板１並びにガラス基板２及び３を陽極接
合で接合しているため、接着剤等の有機化合物が溶液に
溶け込むこともなく、溶液に不純物が混入してしまう等
の問題も生じない。

【００８０】実施の形態４．上述の第３実施の形態は、
ＤＮＡチップの製造について説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではない。例えば、プロテイン（蛋白
質）チップ、他の核酸（例えば、Ribo Nucleic Acid：
リボ核酸、Peptide Nucleic Acids：ペプチド核酸等）
チップ等、他のバイオ、ウィルス等の生体化学に関する
分子（生体分子）のマイクロアレイ、物質検査のチップ
等に利用することもできる。また、上述の実施の形態で
は、ＤＮＡチップを製造するためのプローブとなる溶液
を吐出したが、逆に、生体から採取した標的核酸を吐出
させるようにしてもよい。また、チップ上でオリゴヌク
レオチドを化学合成するために用いることもできる。

【００８１】実施の形態５．図５は第１及び第２の実施
の形態で製造したインクジェットヘッドを用いたインク
ジェット印刷装置の主要な構成手段を表す図である。こ
のインクジェット印刷装置はいわゆるシリアル型の装置
である。図５において、被印刷物であるプリント紙１１
０が支持されるドラム１１１と、プリント紙１１０にイ
ンクを吐出し、記録を行うインクジェットヘッド１１２
とで主に構成される。また、図示していないが、インク
ジェットヘッド１１２にインクを供給するためのインク
供給手段がある。プリント紙１１０は、ドラム１１１の
軸方向に平行に設けられた紙圧着ローラ１１３により、
ドラム１１１に圧着して保持される。そして、送りネジ
１１４がドラム１１１の軸方向に平行に設けられ、イン
クジェットヘッド１１２が保持されている。送りネジ１
１４が回転することによってにインクジェットヘッド１
１２がドラム１１１の軸方向に移動するようになってい
る。

【００８２】一方、ドラム１１１は、ベルト１１５等を
介してモータ１１６により回転駆動される。また、プリ
ント制御手段１１７は、印画データ及び制御信号に基づ
いて送りネジ１１４、モータ１１６を駆動させ、また、
ここでは図示していないが、インクジェットヘッド１１
２にある発振回路２３を駆動させて振動板１４を振動さ
せ、制御をしながら印刷を行わせる。

【００８３】以上のように第５の実施の形態によれば、
複数の色のインクを独立して吐出し、紙媒体等に印刷す
ることができる。このインクジェットヘッド１１２は、
どちらかといえば多種少量に適したものであるが、本実
施の形態のように、大量ではないが、特殊な印刷という
利用も可能である。

【００８４】実施の形態６．図６は第１及び第２の実施
の形態で製造したインクジェットヘッドを用いたカラー
フィルタ製造装置を表す図である。図６のカラーフィル
タ製造装置は、製造対象物が異なるので大きさは異なる
が、構成は第２の実施の形態で説明したスポッタとあま
り異なるところはない。作業台１０１の代わりに設置台
１２１及び作業台駆動モータ１０５の代わりに設置台駆
動モータ１２５が設けられている点である。また、カラ
ーフィルタ製造装置では、カラーフィルタ基板１２８を
製造対象としている点である。また、インクジェットヘ
ッドを清掃するためのクリーニング機構部１２９及び照
明の照射によりカラーフィルタ用基板１３０を加熱し、
インクの蒸発、乾燥等を行うヒータ１３０を有している
点である。

【００８５】ここで、例えば、カラーフィルタの作成工
程においては、赤、青、緑という、いわゆる加法原色の
３原色にフィルタの定められた場所を塗り分ける必要が
ある。これには、例えばリソグラフィー法のように、通
常の方法だと３回の着色工程が必要となる。さらに多く
の色をフィルタに着色しようとすると、さらに着色工程
を経る必要がある。これがインクジェット方式を用いる
と、特にストライプ型の配置の場合には１回で塗り分け
が行える。また、他の方式の配置でも目的の場所に直接
インクを吐出するので、無駄にインクを必要としない。
このように工程が単純で少なく、歩留まりも低く抑える
ことができるし、またコストダウンにもつながる。

【００８６】本実施の形態では、インクジェットヘッド
１２０はＹ軸方向にしか移動せず、Ｘ軸方向については
設置台１２１が移動するようにした。これを逆にしても
よいし、また、インクジェットヘッド１２０又は設置台
１２１のどちらか一方又は双方がＸ軸方向及びＹ軸方向
の双方に移動できるようにしてもよい。また、本実施の
形態では、インクジェットヘッド１２０からカラーフィ
ルタ着色材料となるカラーフィルタ用のインク滴のみを
吐出するものとした。ただ、カラーフィルタの保護層を
インクジェット方式で形成する場合、さらに保護層の材
料を貯蔵するタンクとそれを吐出するノズルとを設けて
行うようにすればよい。また、ＩＴＯ電極の形成をイン
クジェット方式で行うこともできる。この場合にはＩＴ
Ｏ電極の材料を貯蔵するタンクとそれを吐出するノズル
とを設けて行ってもよい。

【００８７】以上のように第６の実施の形態によれば、
複数のカラーフィルタ材料を吐出できるカラーフィルタ
製造装置を得ることができる。また、これにより特殊な
カラーフィルタを得ることができる。インクジェットヘ
ッド１２０は、多種少量に適したものであるが、本実施
の形態のように、大量ではないが、特殊な用途に用いる
カラーフィルタを製造する利用も可能である。また、従
来方法よりも格段に低コストで作成できるので、インク
ジェットヘッドのコストを考えても、コストパフォーマ
ンスがよいカラーフィルタを得ることができる。また、
カラーフィルタ材料を無駄にせず環境によい。

【００８８】実施の形態７．本実施の形態では、第１及
び第２の実施の形態のようなインクジェットヘッドを用
いたＯＥＬ基板製造装置によりＯＥＬ基板を作成する手
順について説明する。この場合のＯＥＬ基板製造装置
は、第６の実施の形態で説明したカラーフィルタ製造装
置の構成をほとんど適用することができるので、図番等
は図６と同じものを用いることにする。

【００８９】次に、本発明に係る部分のＯＥＬ基板の製
造について説明する。ＯＥＬに発光層等を形成する方法
として、従来では、通常、例えば金属染料等を発光層に
蒸着させる方法が採られる。インクジェット方式でＯＥ
Ｌ基板の製造を行うと、電界発光素子となる高分子有機
化合物の塗布とパターニングとが一度で行える。また目
的の位置に直接吐出するので、電界発光素子となる有機
化合物を無駄にせず必要最小限の量を吐出するだけで済
む。

【００９０】そこで本実施の形態では、例えばガラス等
の透明基板上にＩＴＯ電極、正孔注入層及び正孔輸送層
を形成した後、赤、緑、青に発光する発光材料を溶媒に
溶かした溶液をインクジェットヘッド１２０から基板上
に吐出し、塗布する。そして、その溶液の溶媒を蒸発さ
せて発光層を形成するようにする。ここで赤の発光層と
なる部分には、ローダミンＢをドープしたＰＰＶ（ポリ
（ｐ・フェニレンビニレン））のキシレン溶液を用い
る。また緑の発光層となる部分にはＭＥＨ・ＰＰＶのキ
シレン溶液を用いる。さらに青の発光層となる部分には
クマリンをドープしたＰＰＶのキシレン溶液を用いる。
ここで、赤、青又は緑の発光層に用いる有機化合物及び
溶液はさまざまあるので、特に上記に示したものでなく
てもよい。また、中間色を発色するような材料を用いて
もよい。ただ、それぞれの材料によって重量、粘度等が
変わるので、吐出する材料に応じ、第１の実施の形態で
説明したようにインク重量、インクスピードを調整して
おく必要がある。このように、高分子有機化合物の溶液
をインクジェット方式で吐出できるのは、本実施の形態
のインクジェットヘッドが接着剤を使わないで製造した
インクジェットヘッドであるからである。

【００９１】そして、電子注入層として例えばＰＰＶを
溶媒に溶かして塗布した後にコーティング乾燥する。そ
の後、例えばアルミニウムリチウム合金の陰極電極をパ
ターニングして、ＯＥＬ基板を作成する。

【００９２】以上のように第７の実施の形態によれば、
インクジェットでＯＥＬ基板製造装置を構成したので、
真空蒸着等の高度の技術を用いなくても容易に基板を製
造することができる。また、発光材料を溶媒に溶かした
溶液を複数色分、同時に吐出することができるＯＥＬ基
板製造装置を得ることができる。複数のカラーフィルタ
材料を吐出できるカラーフィルタ製造装置を得ることが
できる。また、これにより特殊なＯＥＬ基板を得ること
ができる。インクジェットヘッド１２０は、多種少量に
適したものであるが、本実施の形態のように、大量では
ないが、特殊な用途に用いるＯＥＬ基板を製造する利用
も可能である。また、従来方法よりも格段に低コストで
作成できるので、インクジェットヘッドのコストを考え
ても、コストパフォーマンスがよいＯＥＬ基板を得るこ
とができる。また、発光材料を無駄にせず環境によい。
ここでは、ＯＥＬ基板の製造について述べているが、無
機電界発光素子で基板を製造する場合にも適用すること
ができる。

【００９３】実施の形態８．図８は第８の実施の形態に
係るインクジェットヘッドの断面図である。上述した第
１の実施の形態は、インクジェットヘッドの側面部分か
らインクを吐出するエッジ方式のインクジェットヘッド
について説明した。しかし、本発明はこれに限定される
ものではなく、いわゆるフェイス方式のインクジェット
ヘッドについても適用することができる。図８では、図
１のガラス基板３の代わりに、Ｓｉ基板でノズルプレー
ト４を構成して、このノズルプレート４にノズル開口部
１１及びノズル１２を設けている。また、ガラス基板２
に電極２１、リザーバ３１及び流路３２を設けて構成し
ている。

【００９４】実施の形態９．上述した第１の実施の形態
では、静電気力を用いたインクジェットヘッドに用いる
例について示した。ただ、本出願の発明は静電気力を用
いたインクジェットヘッドに特に有効なものではある
が、他のインクジェットヘッドへの適用を特に限定する
ものではない。他の圧電素子（アクチュエータ）を利用
したインクジェットヘッドについても適用することがで
きる。

【００９５】実施の形態１０．上述の実施の形態では、
第１又は第２の実施の形態のようなインクジェットヘッ
ドを、印刷装置、ＤＮＡチップの製造装置、カラーフィ
ルタ製造装置、ＯＥＬ基板製造装置に利用することにつ
いて説明した。ただ、本発明はこれに限定されるもので
はない。他のあらゆる工業用途、家庭用途に、第１及び
第２の実施の形態のようなインクジェットヘッドを用い
た印刷装置、記録装置を用いることができる。

【００９６】実施の形態１１．上述の実施の形態インク
ジェットヘッドを複数個並列につないで、ラインインク
ジェットヘッドにすることもできる。また、インクジェ
ットヘッドの側面に穴を空け、リザーバ３１を構成する
ようにすれば上下に積層することもできる。

【００９７】実施の形態１２．上述の実施の形態では、
各ノズル開口部１１（ノズル１２、吐出室１３）に対し
て、各々リザーバ３１を設けるようにしたが、例えば、
複数個のノズル開口部１１で１つのリザーバ３１を共有
するように設けてもよい。

【００９８】

【発明の効果】以上のように本出願に係る発明によれ
ば、それぞれ任意の吐出液体を吐出する複数のノズルを
備えるようにしたので、洗浄、交換等を行わなくても、
多種類の液体を一度に吐出することができるインクジェ
ットヘッドその他そのインクジェットヘッドを使った機
器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態におけるエッジ型のインクジェッ
トヘッドを表す図である。

【図２】インクジェットヘッドの断面図である。

【図３】インクジェットヘッドを上側から見た図及び全
体の外観図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態に係る上述の実施の
形態で製造したインクジェットヘッドを用いた装置の例
を表す図である。

【図５】上述した実施の形態で製造したインクジェット
ヘッドを用いたインクジェット印刷装置の主要な構成手
段を表す図である。

【図６】第１及び第２の実施の形態で製造したインクジ
ェットヘッドを用いたカラーフィルタ製造装置を表す図
である。

【図７】第８の実施の形態に係るインクジェットヘッド
の断面図である。

【符号の説明】

１Ｓｉ基板２、３ガラス基板４ノズルプレート１１ノズル開口部１２ノズル１３吐出室１４振動板２１電極２２ワイヤ２３発振回路３１リザーバ３２流路１００、１１２、１２０インクジェットヘッド１０１作業台１０２、１２２Ｙ方向駆動軸１０３、１２３Ｙ方向駆動モータ１０４、１２４Ｘ方向ガイド軸１０５作業台駆動モータ１０６、１２７基台１０７、１２８制御手段１０８チップ群１１０プリント紙１１１ドラム１１３圧着ローラ１１４送りネジ１１５ベルト１１６モータ１１７プリント制御手段１２１設置台１２５設置台駆動モータ１２６クリーニング機構部１２９ヒータ１３０カラーフィルタ用基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５０５Ｆターム(参考） 2C056 FA04 FA15 FB01 FC01 2C057 AG12 AG32 AG34 AG68 AH07 AJ10 AN07 AP26 AP31 BA03 BA14 2H048 BA02 BA64 BB02 2H091 FA02Y FA02Z FB02 FC12 FC29 FD04 GA01 LA12 (54)【発明の名称】インクジェットヘッド及びインクジェットヘッド製造方法並びにマイクロアレイ製造装置、その製造方法及びマイクロアレイ製造方法、インクジェット記録装置、その製造方法及びインクジェット記録方法、カラーフィルタ製造装置、その製造方法及びカラーフィルタ製造方法並びに電界発光基板製造装置、その製造方法及び電界発光基板製造方法

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ任意の吐出液体を吐出する複数
のノズルを備えることを特徴とするインクジェットヘッ
ド。
【請求項２】前記任意の吐出液体をそれぞれ貯めるリ
ザーバを備えることを特徴とする請求項１記載のインク
ジェットヘッド。
【請求項３】前記リザーバから前記ノズルに至るまで
の前記吐出液体の流路を、それぞれ同じでかつ最短の長
さになるように構成することを特徴とする請求項２記載
のインクジェットヘッド。
【請求項４】前記リザーバから前記ノズルに至るまで
の前記吐出液体の流路の長さをそれぞれの流路で調整す
ることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッ
ド。
【請求項５】２種類以上の吐出液体をそれぞれ貯める
リザーバと、前記リザーバの前記吐出液体が吐出されるノズルと、前記吐出液体に力を加える加圧手段とを備えることを特
徴とするインクジェットヘッド。
【請求項６】それぞれ任意の吐出液体を貯めるリザー
バと、前記リザーバに貯められた前記任意の吐出液体が
充填され、また外部からの力により少なくとも一部分が
形状変化する吐出室と、前記吐出室に連通し、前記吐出
室の形状変化による室内の圧力変化により前記吐出液体
を吐出するノズルとを複数有し、さらに、それぞれの又は全ての吐出室に力を加えて形状
変化させる１又は複数の加圧手段を備えることを特徴と
するインクジェットヘッド。
【請求項７】力が加わると形状変化する吐出室となる
凹部が少なくとも形成された第１の基板と、それぞれ任意の吐出液体を貯めるリザーバとなる穴及び
前記各吐出室に前記吐出液体を供給する流路となる溝が
形成され、前記吐出室に力を加えて形状変化させる加圧
手段が設けられた第２の基板とを少なくとも接合するこ
とを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項８】陽極接合により接合することを特徴とす
る請求項７記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】前記リザーバの径は、前記各ノズルの間
隔よりも広くすることを特徴とする請求項２〜８のいず
れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】吐出の駆動制御を行う駆動制御手段か
ら着脱可能であることを特徴とする請求項１〜９のいず
れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】複数の前記インクジェットヘッドを積
層可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれ
かに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１２】前記吐出液体は生体分子を含む溶液で
あることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載
のインクジェットヘッド。
【請求項１３】前記吐出液体は核酸を含む溶液である
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のイ
ンクジェットヘッド。
【請求項１４】前記核酸は一本鎖であることを特徴と
する請求項１３記載のインクジェットヘッド。
【請求項１５】前記核酸はデオキシリボ核酸であるこ
とを特徴とする請求項１３又は１４記載のインクジェッ
トヘッド。
【請求項１６】前記核酸は相補的なデオキシリボ核酸
（ｃＤＮＡ）であることを特徴とする請求項１３又は１
４記載のインクジェットヘッド。
【請求項１７】前記吐出液体はヌクレオチドを含む溶
液であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに
記載のインクジェットヘッド。
【請求項１８】前記吐出液体はオリゴヌクレオチドを
含む溶液であることを特徴とする請求項１〜１１のいず
れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１９】前記吐出液体は蛋白質を含む溶液であ
ることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の
インクジェットヘッド。
【請求項２０】前記吐出液体は印刷用のインク液であ
ることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の
インクジェットヘッド。
【請求項２１】前記吐出液体はカラーフィルタを形成
させる溶液であることを特徴とする請求項１〜１１のい
ずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項２２】前記吐出液体は発光材料を含む溶液で
あることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載
のインクジェットヘッド。
【請求項２３】前記発光材料は、有機化合物であるこ
とを特徴とする請求項２２記載のインクジェットヘッ
ド。
【請求項２４】力が加わると形状変化する吐出室とな
る凹部が形成された第１の基板及びそれぞれ任意の吐出
液体を貯めるリザーバとなる穴及び前記各吐出室に前記
吐出液体を供給する流路となる溝が形成され、前記吐出
室に力を加えて形状変化させる加圧手段が設けられた第
２の基板を作成する工程と、前記第１の基板と前記第２の基板とを少なくとも接合す
る工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッ
ドの製造方法。
【請求項２５】陽極接合により接合することを特徴と
する請求項２４記載のインクジェットヘッドの製造方
法。
【請求項２６】前記流路となる溝を、それぞれ同じで
かつ最短の長さになるように形成することを特徴とする
請求項２４記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２７】前記流路となる溝の長さをそれぞれ調
整することを特徴とする請求項２４記載のインクジェッ
トヘッドの製造方法。
【請求項２８】任意の生体分子を含む液体を各ノズル
から吐出できるように製造したインクジェットヘッド
と、位置制御信号に基づいて前記インクジェットヘッドを移
動させる走査駆動手段と、記録対象となるマイクロアレイ基板と前記インクジェッ
トヘッドとの相対位置を変化させる位置制御手段とを少
なくとも備えることを特徴とするマイクロアレイ製造装
置。
【請求項２９】前記マイクロアレイ基板のプローブの
配列方向に対し、前記ノズルを角度を付けて配列させる
ように前記インクジェットヘッドを設置することを特徴
とする請求項２８記載のマイクロアレイ製造装置。
【請求項３０】請求項２４〜２７のいずれかに記載し
たインクジェットヘッドの製造方法により製造したイン
クジェットヘッドを用いて、任意の生体分子を含む液体
を各ノズルから吐出できるように製造したことを特徴と
するマイクロアレイ製造装置の製造方法。
【請求項３１】任意の生体分子を含む液体を各ノズル
から吐出できるように製造したインクジェットヘッドと
マイクロアレイ基板とを相対的に移動させる工程と、前記インクジェットヘッドから前記マイクロアレイ基板
に前記任意の生体分子を含む液体を吐出する工程と前記
任意の生体分子を含む液体を固化させてプローブを作成
する工程とを少なくとも有することを特徴とするマイク
ロアレイ製造方法。
【請求項３２】任意のインクを各ノズルから吐出でき
るように製造したインクジェットヘッドと、位置制御信号に基づいて前記インクジェットヘッドを移
動させる走査駆動手段と、記録対象となる記録部材と前記インクジェットヘッドと
の相対位置を変化させる位置制御手段とを少なくとも備
えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３３】請求項２４〜２７のいずれかに記載し
たインクジェットヘッドの製造方法により製造したイン
クジェットヘッドを用いて、任意のインクを各ノズルか
ら吐出できるように製造したことを特徴とするインクジ
ェット記録装置の製造方法。
【請求項３４】任意のインクを各ノズルから吐出でき
るように製造したインクジェットヘッドと記録対象物と
を相対的に移動させる工程と、前記インクジェットヘッドから前記記録対象物にインク
を吐出する工程とを少なくとも有することを特徴とする
インクジェット記録方法。
【請求項３５】任意のカラーフィルタを形成させる溶
液を各ノズルから吐出できるように製造したインクジェ
ットヘッドと、位置制御信号に基づいてインクノズルからカラーフィル
タ基板に向けての前記溶液の吐出を制御する制御手段と
を少なくとも備えたことを特徴とするカラーフィルタ製
造装置。
【請求項３６】請求項２４〜２７のいずれかに記載し
たインクジェットヘッドの製造方法により製造したイン
クジェットヘッドを用いて、任意のカラーフィルタを形
成させる溶液を各ノズルから吐出できるように製造した
ことを特徴とするカラーフィルタ製造装置の製造方法。
【請求項３７】任意のカラーフィルタを形成させる溶
液を各ノズルから吐出できるように製造したインクジェ
ットヘッドにより、複数色の溶液を、光透過性のカラー
フィルタ基板の所定位置にそれぞれ吐出する工程と、吐出された溶液により着色された色を前記カラーフィル
タ基板に定着させる工程とを少なくとも有するカラーフ
ィルタ製造方法。
【請求項３８】任意の発光材料を含む溶液を各ノズル
から吐出できるように製造したインクジェットヘッド
と、位置制御信号に基づいてインクノズルから電界発光基板
に向けての前記溶液の吐出を制御する制御手段とを備え
たことを特徴とする電界発光基板製造装置。
【請求項３９】前記発光材料は、有機化合物であるこ
とを特徴とする請求項３８記載の電界発光基板製造装
置。
【請求項４０】請求項２４〜２７のいずれかに記載し
たインクジェットヘッドの製造方法により製造したイン
クジェットヘッドを用いて、任意の発光材料を含む溶液
を各ノズルから吐出できるように製造したことを特徴と
する電界発光基板製造装置の製造方法。
【請求項４１】任意の発光材料を含む溶液を各ノズル
から吐出できるように製造したインクジェットヘッドに
より、加法原色の複数色を発光させるための発光材料を
含む溶液を、電界発光基板の所定位置にそれぞれ吐出す
る工程と、吐出された前記溶液を蒸発させ、前記発光材料を前記電
界発光基板に固化させる工程とを少なくとも有する電界
発光基板製造方法。
【請求項４２】前記発光材料は、有機化合物であるこ
とを特徴とする請求項４１記載の電界発光基板製造方
法。