JP2007276443A - 液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出ヘッド、および液滴吐出装置の製造方法、液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液滴がより微細化しても、高精度な描画をすることが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出ヘッド、および液滴吐出装置の製造方法、液滴吐出装置を提供する。さらに、ノズルの向く方向が微妙にずれてしまっても、高精度な描画をすることを実現可能にする。
【解決手段】液滴吐出ヘッドは、圧力室としての材料室に接続され、液滴を吐出する貫通部としてのノズル２１が形成された基板としてのノズルプレート５９を備え、ノズルプレート５９の貫通部としてのノズル２１に形成された液滴を誘導する複数の液滴誘導部２２を有し、液滴誘導部２２の各々が、液滴を吐出する方向に向かって曲率を有して延在している。
【選択図】図１

Description

本発明は、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出ヘッド、および液滴吐出装置の製造方法、液滴吐出装置に関する。

従来、インクジェットプリンタなどの液滴吐出技術を利用して、金属配線などの微細なパターンを描画する製造方法と、その利用例とが、提案されている。

例えば特許文献１に開示されているように、液滴吐出ヘッドの構造については、液滴吐出ヘッドの液滴の吐出側に円錐形状を有するようにノズル部を配置して、液滴の直進飛行安定性を向上させて、各ノズルから吐出される液滴の吐出量のばらつきを少なくする方法が提案されていた。また、液滴吐出ヘッドのノズル部の製造方法としては、ノズル径を確保したノズルプレートの流路側に感光性樹脂をラミネートして、流路側とは反対側から露光することでノズル部を円錐形状にする製造方法も提案されていた。

特開平５−１９３１４４号公報

しかしながら、特許文献１に示す液滴吐出ヘッドでは、液滴の微細化がさらに進むと、空気抵抗などにより液滴の直進飛行安定性を十分に確保することが難しくなり、液滴を目標位置に正確に飛ばすことが困難であった。液滴吐出技術を用いて、より微細なパターンを直接描画するためには、液滴の微細化がより必要となってくる。しかし、液滴がより微細化することに伴い、目標位置に正確に液滴を着弾させることが難しくなってしまう。また、微細化した液滴を吐出する微細なノズルが密集したノズルプレートを製造するときに、ノズルの向く方向が曲がるという現象がおきてしまうことがあった。結果として、ノズルの向く方向が微妙にずれてしまうことで、液滴が目標位置に着弾せず、ずれてしまうことがあった。精度の高い描画をするのが、困難であった。

本発明の目的は、液滴がより微細化したとしても、高精度な描画をすることが可能な液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出ヘッド、および液滴吐出装置の製造方法、液滴吐出装置を提供することである。さらに、ノズルの向く方向が微妙にずれてしまっても、高精度な描画をすることを実現可能にすることである。

本発明の液滴吐出ヘッドは、圧力室に接続され、液滴を吐出する貫通部が形成された基板を備え、前記基板の前記貫通部に形成された前記液滴を誘導する複数の液滴誘導部を有し、前記液滴誘導部の各々が、前記液滴を吐出する方向に向かって曲率を有して延在していることを特徴とする。

この発明によれば、液滴誘導部が貫通部に形成されていて、この液滴誘導部が液滴を吐出する方向に向かって曲率を有して延在しているから、液滴に回転力を加えることがしやすくなるから、貫通部の中心に液滴を集中させやすくなる。貫通部から吐出した液滴が空気抵抗の影響を受けにくくなり、真っ直ぐに空間を飛翔することになるから、狙った位置に液滴を正確に着弾させやすくなる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを提供できる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、前記貫通部の表面に、前記液滴を吐出する方向に対して交差する方向に、複数の尖端を備え、前記尖端が、前記液滴誘導部に含まれることが望ましい。

この発明によれば、複数の尖端が貫通部の表面の液滴誘導部に形成されていて、この複数の尖端が液滴を吐出する方向に対して交差する方向に存在するから、液滴が尖端に交差することによって、液滴に対して回転力を加えることがしやすくなるから、液滴は貫通部の中心により集中しやすくなるので、貫通部から吐出した液滴が空間を飛行するときに真っ直ぐに飛翔することになり、狙った位置に正確に着弾しやすくなる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを提供できる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、前記液滴に対する前記液滴誘導部表面の濡れ性が、前記貫通部における前記液滴誘導部以外の表面の濡れ性と異なることが望ましい。

この発明によれば、液滴誘導部表面の濡れ性と、貫通部における液滴誘導部以外の表面の濡れ性とが、異なるように形成することで、貫通部に親液部と、撥液部とが、存在することになり、液滴に対して回転力を加えやすくなるから、液滴は貫通部の中心により集中しやすくなるので、貫通部から吐出した液滴が空間を飛行するときに真っ直ぐに飛翔することになり、狙った位置に正確に着弾しやすくなる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを提供できる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、圧力室に接続され、液滴を吐出する貫通部が形成された基板を備え、前記貫通部は、前記圧力室に接続するように形成された第１の貫通部と、前記第１の貫通部に連通する第２の貫通部とを、含み、前記第１の貫通部の表面と、前記第２の貫通部の表面と、のうち、少なくとも一方の前記表面に、複数の尖端が、前記液滴を吐出する方向に対して交差する方向に形成されており、前記尖端の各々は、第１の線と、前記第１の線と接続するように配置された第２の線とからなり、前記尖端の各々は、前記液滴を吐出する方向に向かって曲率を有して延在している前記液滴誘導部に含まれることを特徴とする。

この発明によれば、第１の線と、第２の線とからなる複数の尖端を有する液滴誘導部が第１の貫通部の表面と第２の貫通部の表面と、のうち、少なくとも一方の表面に形成されている。複数の尖端を備えた液滴誘導部が液滴を吐出する方向に向かって曲率を有して延在しているから、液滴に回転力がより一層加わりやすくなることで、貫通部の中心に液滴を集中しやすくなる。貫通部から吐出された液滴が空間を飛行するときに、より真っ直ぐに飛翔することになり、狙った位置により正確に着弾しやすくなる。着弾位置精度をより向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを提供できる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、前記第１の線および前記第２の線のうち少なくとも一方が、曲線部を含んで形成されていることが望ましい。

この発明によれば、液滴を回転方向に回転させながら吐出するときに、第１の線および第２の線のうちのどちらか一方に、曲線部を含んでいるから、特定の回転方向に液滴を回転させやすくできるから、指向性を強めることができるので、着弾位置精度の高い液滴吐出ヘッドを提供できる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、前記第１の線の長さが、前記第２の線の長さより長く形成されていることが望ましい。

この発明によれば、第１の線の長さが、第２の線の長さより長く形成されているから、尖端の向きが特定の方向に片寄りやすくなるから、液滴に対して特定の回転方向への指向性を強めることができるので、着弾位置精度の高い液滴吐出ヘッドを提供できる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、前記第１の線と、前記第２の線との配置位置が、前記尖端の位置に対して略等しい位置に配置されていることが望ましい。

この発明によれば、尖端の位置に対して、第１の線と、第２の線との配置位置が、略等しく形成されているから、複数の尖端の向きが特定方向に揃いやすくなるから、液滴に対して特定の回転方向への指向性を強めることができるので、着弾位置精度の高い液滴吐出ヘッドを提供できる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、前記第１の線と、前記第２の線との配置位置が、前記尖端の位置に対して対称の位置に配置されていることが望ましい。

この発明によれば、尖端の位置に対して、第１の線と、第２の線との配置位置が、対称の位置に配置されているから、液滴が受ける摩擦抵抗を略均等に近づけることができるので、液滴吐出ヘッドから吐出する際に生じる液滴の吐出方向の誤差を少なく抑えることができ、着弾位置精度の高い液滴吐出ヘッドを提供できる。

本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、前述に記載の液滴吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液滴吐出装置。

この発明によれば、前述に記載の着弾位置精度の高い液滴吐出ヘッドを備えているから、高精度な描画が実現可能な液滴吐出装置を提供できる。

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、圧力室に接続され、液滴を吐出する貫通部が形成される基板を備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記基板に前記液滴を吐出する方向に向かって曲率を有して延在している複数の液滴誘導部を形成する工程を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、液滴を吐出する方向に向かって曲率を有して延在している液滴誘導部を貫通部に形成することで、液滴に回転力が加わりやすくなり、貫通部の中心に液滴を集中させやすくなる。貫通部から吐出した液滴が空気抵抗の影響を受けにくくなり、真っ直ぐに空間を飛翔することになるから、狙った位置に液滴を正確に着弾させやすくなる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを製造できる。

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記液滴誘導部を形成する工程では、前記貫通部の表面に、前記液滴を吐出する方向に対して交差する方向に、複数の尖端を形成することが望ましい。

この発明によれば、貫通部の表面の液滴誘導部に複数の尖端を形成することで、この複数の尖端が液滴を吐出する方向に対して交差する方向に存在するから、液滴が尖端に交差することによって、液滴に対して回転力を加えやすくなるから、液滴は貫通部の中心により集中しやすくなるので、貫通部から吐出した液滴が空間を飛行するときに真っ直ぐに飛翔することになり、狙った位置に正確に着弾しやすくなる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを製造できる。

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記液滴誘導部を形成する工程では、前記液滴に対する前記液滴誘導部表面の濡れ性を、前記貫通部表面の濡れ性と異なるように形成することが望ましい。

この発明によれば、液滴誘導部表面の濡れ性と、貫通部表面の濡れ性とが異なるように形成することで、貫通部に親液部と、撥液部とが、存在することになり、液滴に対して回転力を加えやすくなるから、液滴は貫通部の中心により集中しやすくなるので、貫通部から吐出した液滴が空間を飛行するときに真っ直ぐに飛翔することになり、狙った位置に正確に着弾しやすくなる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを製造できる。

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、圧力室に接続され、液滴を吐出する基板を有する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記基板に、前記圧力室に接続する第１の貫通部と、前記第１の貫通部に連通する第２の貫通部とを、有する貫通部を形成する工程と、前記第１の貫通部の表面と、前記第２の貫通部の表面とのうち、少なくとも一方の前記表面に、第１の線と、前記第１の線と接続するように配置された第２の線とからなる尖端を複数有し、かつ、前記液滴を吐出する方向に向かって曲率を有して延在するように、液滴誘導部を形成する工程とを、備えていることを特徴とする。

この発明によれば、第１の線と、第２の線とからなる複数の尖端を有する液滴誘導部を第１の貫通部の表面と第２の貫通部の表面と、のうち、少なくとも一方の表面に形成し、複数の尖端を備えた液滴誘導部が液滴を吐出する方向に向かって曲率を有して延在しているから、液滴に回転力を加えやすくなるので、貫通部の中心に液滴を集中しやすくできる。貫通部から吐出された液滴が空間を飛行するときに、より真っ直ぐに飛翔することになり、狙った位置により正確に着弾しやすくなる。着弾位置精度をより向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを製造できる。

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記液滴誘導部を形成する工程では、前記第１の線および前記第２の線のうち少なくとも一方に、曲線部を含んで形成することが望ましい。

この発明によれば、液滴を回転方向に回転させながら吐出するときに、第１の線および第２の線のうちのどちらかに曲線部を含むように形成することで、特定の回転方向に液滴を回転させやすくできるから、指向性を強めることができるので、着弾位置精度の高い液滴吐出ヘッドを製造できる。

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記液滴誘導部を形成する工程では、前記第２の線の長さより前記第１の線の長さを長く形成することが望ましい。

この発明によれば、第１の線の長さを、第２の線の長さより長く形成することで、尖端部の向きが特定の方向に片寄りやすくなるから、液滴に対して特定の回転方向への指向性を強めることができるので、着弾位置精度の高い液滴吐出ヘッドを製造できる。

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記液滴誘導部を形成する工程では、前記尖端の位置に対して、前記第１の線と、前記第２の線との配置位置を略等しい位置になるように形成することが望ましい。

この発明によれば、尖端の位置に対して、第１の線と、第２の線との配置位置を、略等しく形成することで、複数の尖端の向きが特定方向に揃いやすくなるから、液滴に対して特定の回転方向への指向性を強めることができるので、着弾位置精度の高い液滴吐出ヘッドを製造できる。

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記液滴誘導部を形成する工程では、前記尖端の位置に対して、前記第１の線と、前記第２の線との配置位置を対称の位置になるように形成することが望ましい。

この発明によれば、尖端の位置に対して、第１の線と、第２の線との配置位置を、対称の位置に配置することで、液滴が受ける摩擦抵抗を略均等に近づけることができるから、液滴吐出ヘッドから吐出する際に生じる液滴の吐出方向の誤差を少なく抑えることができるので、着弾位置精度の高い液滴吐出ヘッドを製造できる。

本発明の液滴吐出装置の製造方法は、液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置の製造方法であって、前述に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法で形成された前記液滴吐出ヘッドを備えていることを特徴とする。

この発明によれば、着弾位置精度の向上可能な液滴吐出ヘッドを備えているので、描画精度の向上が実現可能な液滴吐出装置を製造できる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、圧力室に接続され、液滴を吐出する貫通部が形成された基板を備え、前記基板の前記貫通部に形成された前記液滴を誘導する複数の液滴誘導部を有し、前記液滴誘導部の各々が、前記液滴を吐出する方向に向かって粗密に延在していることを特徴とする。

この発明によれば、液滴誘導部が基板の貫通部に形成されていて、この液滴誘導部が液滴を吐出する方向に向かって粗密に延在しているから、液滴の吐出方向を微妙に制御することができる。貫通部の向く方向にばらつきがあっても、液滴の吐出方向のばらつきを抑制することができるので、狙った位置に液滴を正確に着弾させやすくなる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを提供できる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、前記液滴誘導部は、前記液滴を吐出する方向に対して平行または傾きを持って形成されており、前記液滴誘導部は、粗密に分布した溝を備えていることが望ましい。

この発明によれば、液滴を吐出する方向に向かって粗密に分布するように平行または傾きを有する溝を液滴誘導部として形成しておくことで、吐出する液滴に対して特定の方向に抵抗となるから、微妙な傾きを持った液滴を貫通部から飛び出しやすくなる。貫通部が向く方向にばらつきがあったとしても、貫通部の向く方向に応じて液滴の吐出方向を補正して飛行方向を調整できることになるので、結果として、微細化された液滴でも狙った位置に液滴を正確に着弾させやすくできる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを提供できる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、前記液滴誘導部は、前記液滴を吐出する方向に対して平行または傾きを持って形成されており、前記液滴誘導部は、粗密に分布した濡れ性の異なる前記パターンを備えていることが望ましい。

この発明によれば、液滴を吐出する方向に向かって粗密に分布するように平行または傾きを有する濡れ性の異なるパターンを形成しておくことで、吐出する液滴に対して特定の方向に抵抗となるから、微妙な傾きを持った液滴を貫通部から飛び出しやすくなる。貫通部が向く方向にばらつきがあったとしても、貫通部の向く方向に応じて液滴の吐出方向を補正して飛行方向を調整できることになるので、結果として、微細化された液滴でも狙った位置に液滴を正確に着弾させやすくできる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを提供できる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、前記液滴誘導部は、前記液滴を吐出する方向に対して平行または傾きを持って形成されており、前記液滴誘導部は、粗密に分布した複数の微小な凹凸部を備えていることが望ましい。

この発明によれば、液滴を吐出する方向に向かって粗密に分布するように複数の微小な凹凸部を形成しておくことで、吐出する液滴に対して特定の方向に抵抗となるから、微妙な傾きを持った液滴を貫通部から飛び出しやすくなる。貫通部が向く方向にばらつきがあったとしても、貫通部の向く方向に応じて液滴の吐出方向を補正して飛行方向を調整できることになるので、結果として、微細化された液滴でも狙った位置に液滴を正確に着弾させやすくできる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを提供できる。

本発明の液滴吐出ヘッドは、前記貫通部が、前記圧力室と接続する第１貫通部と、前記第１貫通部と連通する第２貫通部とを、備え、前記液滴誘導部は、前記第１貫通部に形成されていることが望ましい。

この発明によれば、第１貫通部が円錐状になっているから、液滴誘導部を第１貫通部の表面に形成することで、液滴を誘導しやすい。

本発明の液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、前述に記載の液滴吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液滴吐出装置。

この発明によれば、前述に記載の着弾精度の高い液滴吐出ヘッドを備えているから、高精度な描画が実現可能な液滴吐出装置を提供できる。

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、圧力室に接続され、液滴を吐出する貫通部が形成される基板を備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記基板に前記液滴を吐出する方向に向かって粗密に延在している複数の液滴誘導部を形成する工程を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、液滴を吐出する方向に向かって粗密に延在している液滴誘導部を貫通部に形成することで、液滴の吐出方向を微妙に制御することができる。貫通部の向く方向にばらつきがあっても、貫通部から吐出した液滴の吐出方向のばらつきを抑制することができるので、狙った位置に液滴を正確に着弾させやすくなる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを製造できる。

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記液滴誘導部を形成する工程では、前記貫通部の表面に、前記液滴を吐出する方向に向かって粗密に分布するように平行または傾きを有する複数の溝を形成することが望ましい。

この発明によれば、液滴を吐出する方向に向かって粗密に分布するように平行または傾きを有する溝を液滴誘導部として形成しておくことで、吐出する液滴に対して特定の方向に抵抗となるから、微妙な傾きを持った液滴を貫通部から飛び出しやすくなる。貫通部の向きの方向にばらつきがあったとしても、貫通部の向く方向に応じて液滴の吐出方向を補正して飛行方向を調整できることになるので、結果として、微細化された液滴でも狙った位置に液滴を正確に着弾させやすくできる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを製造できる。

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記液滴誘導部を形成する工程では、前記貫通部の表面に、前記液滴を吐出する方向に向かって粗密に分布するように平行または傾きを有する複数の濡れ性の異なるパターンを形成することが望ましい。

この発明によれば、液滴を吐出する方向に向かって粗密に分布するように平行または傾きを有する濡れ性の異なるパターンを形成しておくことで、吐出する液滴に対して特定の方向に抵抗となるから、微妙な傾きを持った液滴を貫通部から飛び出しやすくなる。貫通部が向く方向にばらつきがあったとしても、貫通部の向く方向に応じて液滴の吐出方向を補正して飛行方向を調整できることになるので、結果として、微細化された液滴でも狙った位置に液滴を正確に着弾させやすくできる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを製造できる。

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記液滴誘導部を形成する工程では、前記貫通部の表面に、前記液滴を吐出する方向に向かって粗密に分布するように複数の微小な凹凸部を形成することが望ましい。

この発明によれば、液滴を吐出する方向に向かって粗密に分布するように複数の微小な凹凸部を形成しておくことで、吐出する液滴に対して特定の方向に抵抗となるから、微妙な傾きを持った液滴を貫通部から飛び出しやすくなる。貫通部が向く方向にばらつきがあったとしても、貫通部の向く方向に応じて液滴の吐出方向を補正して飛行方向を調整できることになるので、結果として、微細化された液滴でも狙った位置に液滴を正確に着弾させやすくできる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッドを製造できる。

本発明の液滴吐出装置の製造方法は、液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置の製造方法であって、前述に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法で形成された前記液滴吐出ヘッドを備えていることを特徴とする。

この発明によれば、着弾位置精度の向上可能な液滴吐出ヘッドを備えているので、描画精度の向上が実現可能な液滴吐出装置を製造できる。

（第１実施形態）
本実施形態では、貫通部としてのノズルに、液滴誘導部としてのらせん状の細い溝を備えた液滴吐出ヘッドについて説明する。なお、液滴誘導部とは、基板に形成された貫通部の表面に彫られた溝や突起などの物理的構造、または、貫通部の表面に形成された親液領域若しくは非親液領域などの化学的構造を意味する。いずれも、液滴が貫通部を通過する作用を補助する効果を持つ。

まず、本発明の液滴吐出装置に搭載される液滴吐出ヘッドの構成について説明する。

図１２は、液滴吐出ヘッドの主要部を部分的に示す図であり、同図（ａ）は、概略斜視図であり、同図（ｂ）は、概略断面図である。

図１２（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド２０は、第２基板としてのノズルプレート５９と、これに対向する振動板６１と、これらを互いに接合する第１基板としての仕切り部材６２とを有する。このノズルプレート５９と振動板６１との間には、仕切り部材６２によって複数の圧力室としての材料室６３と液溜り６４とが形成される。これらの材料室６３と液溜り６４とは通路６８を介して互いに連通している。

振動板６１には材料供給孔６６が形成されている。この材料供給孔６６には材料供給装置６７が接続される。この材料供給装置６７は、材料Ｎを材料供給孔６６へ供給する。このように供給された材料Ｎは、液溜り６４に充満し、さらに通路６８を通って材料室６３に充満する。

図１２（ｂ）に示すように、ノズルプレート５９には、材料室６３から材料Ｎを液滴Ｌとして吐出するためのノズル２１が設けられている。また、振動板６１の材料室６３に臨む面の裏面には、この材料室６３に対応させて材料加圧体６９が取り付けられている。この材料加圧体６９は、圧電素子７１並びにこれを挟持する一対の電極７２ａおよび７２ｂを有する。圧電素子７１は、電極７２ａおよび７２ｂへの通電によって矢印Ｃで示す外側へ突出するように撓み変形し、これにより材料室６３の容積が増大する。すると、増大した容積分に相当する材料Ｎが液溜り６４から通路６８を通って材料室６３へ流入する。

その後、圧電素子７１への通電を解除すると、この圧電素子７１と振動板６１とは共に元の形状に戻り、これにより、材料室６３も元の容積に戻るため、材料室６３の内部にある材料Ｎの圧力が上昇し、ノズル２１から材料Ｎが液滴Ｌとなって吐出される。なお、ノズル２１の周辺部には、液滴Ｌの飛行曲りや、ノズル２１の孔詰まりなどを防止するために、例えば、Ｎｉ−テトラフルオロエチレン共析メッキ層からなる撥材料層７３が設けられていてもよい。

ここで、図１は、第１実施形態における液滴吐出ヘッドのノズルプレートの例を示す概略図であり、（ａ）は、平面図であり、同図（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、同図（ｃ）は、（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図２は、液滴吐出ヘッドのノズルプレートの製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、概略図であり、同図（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１および図２を参照して、本発明の液滴吐出ヘッドのノズルプレートおよびその製造方法ついて説明する。

図１（ａ）に示すように、第２基板としてのノズルプレート５９に、貫通部としてのノズル２１が形成されている。なお、ノズルプレート５９は、液滴吐出ヘッド２０を構成する部品の一つである。このノズル２１には、液滴Ｌを誘導することができる液滴誘導部２２が複数形成されている。同図に示すように、ノズル２１に形成されている液滴誘導部２２の本数は６本である。本実施形態では、液滴誘導部２２の本数を６本としたが、これにこだわることはなく、適宜増やしてもよいし、減らしてもかまわない。液滴誘導部２２の本数を増やすことによって、ノズル２１から吐出口２１ｃ（図１（ｂ）参照）へ液滴Ｌを効率よく誘導することが期待できる。液滴誘導部２２の本数を減らすことによって、液滴誘導部２２を作成するときには、本数が少なくなるから、製作する手間がはぶけるので、効率的である。なお、本実施形態におけるノズルプレート５９は、その材質がステンレスであるが、これに限られない。例えば、第１基板と第２基板とが一体形成される場合などでは、第１基板と同一の材質を用いることができる。ノズルプレート５９の材料としては、ＳＵＳ（ステンレス）などを用いることができるが、基板表面に金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されていてもかまわない。

図１（ｂ）に示すように、ノズルプレート５９に形成されている貫通部としてのノズル２１は、第１貫通部２１ａと、第２貫通部２１ｂと、吐出口２１ｃと、で構成されている。第１貫通部２１ａは、円錐状（すり鉢状）の形状をしており、第２貫通部２１ｂは、円筒状の形状をしている。液滴誘導部２２は、第１貫通部２１ａから第２貫通部２１ｂに接続するように形成されている。第１貫通部２１ａと、第２貫通部２１ｂとは連通しており、液滴Ｌが吐出口２１ｃから吐出できるように構成されている。第１貫通部２１ａの径の大きさは５０μｍ程度であり、第２貫通部２１ｂの径の大きさは２０μｍ程度である。なお、ノズル２１の数は、液滴吐出ヘッド２０（図１２（ａ）、（ｂ）参照）の用途によっても異なるが、ノズルプレート５９に複数配置されている。

図１（ｂ）において、液滴誘導部２２は、ノズルプレート５９の表面側（同図の上側）から、裏面側（同図の下側）に向けて形成されており、らせん状に配置されている。液滴誘導部２２は、細い溝である。液滴誘導部２２は、第１貫通部２１ａの表面に形成されており、同図に示すように、液滴誘導部２２の各々が、液滴Ｌを吐出する方向に向かって曲率を有して延在している。

図１（ｃ）に示すように、液滴誘導部２２は、第１の線２３と、第２の線２４とを、備えている。第１の線２３と、第２の線２４とが、交差する箇所に尖端２５を有している。第１の線２３と、第２の線２４とは、センターラインＣ−Ｃに対して線対称に配置されている。しかも、センターラインＣ−Ｃからの第１の線２３の間隔ｍ１と、第２の線２４の間隔ｍ２とが、ほぼ等しくなるように配置されている。ここで、第１の線２３は、曲線であり、第２の線２４は、直線である。曲線である第１の線２３には、曲線部Ｒを備えている。本実施形態で、第１の線２３を曲線にして、第２の線２４を直線にしたが、これにこだわることはない。例えば第１の線２３を直線にして、第２の線２４を曲線にした構成としてもかまわない。

図１（ｃ）において、液滴誘導部２２の断面形状は、略三角形状であり、凹状の溝である。この凹状の溝の大きさは、幅が約１μｍで、深さが約１μｍの細い溝である。なお、この凹状の溝は、三角形状にこだわることはなく、四角形状や、五角形状などを含む多角形状にしてもかまわない。また、液滴誘導部２２の断面形状が凹状の溝になるように形成したが、これにこだわることはなく、凸状に形成してもよい。そして、凹状の溝と同様に、凸状の断面形状は、三角形状にこだわることはなく、四角形状や、五角形状などを含む多角形状にしてもかまわない。

次に液滴誘導部の製造方法について説明する。

図２（ａ）に示すように、本実施形態の製造方法において用いられるものとして、例えば金型の構造を利用できる。この構造は、ポンチ１０と、ストリッパープレート１１と、ダイ１３と、ダイ１３に設けられている孔１４とで概略構成されている。ポンチ１０の円錐部分に、液滴誘導部２２（図１（ｂ）、（ｃ）参照）に対応する凸部１２が、らせん状（図１（ａ）参照）に形成されており、ポンチ１０が、ノズル２１（図１（ｂ）、（ｃ）参照）に見合う形状をしている。そして、ダイ１３に設けられた孔１４は、ポンチ１０の先端の径よりわずかに大きい形状になるように構成されている。

ノズルプレート素材５９ａが、ダイ１３の上に配置され、ポンチ１０がこのノズルプレート素材５９ａに当接して貫通することで、抜きカス１５ができ、この抜きカス１５が、孔１４に落下する。すると、第１貫通部２１ａと、第２貫通部２１ｂとを、有する貫通部としてのノズル２１を形成することができる。同時に、凸部１２が、ノズルプレート素材５９ａに当接することで、第１貫通部２１ａに液滴誘導部２２（図１（ａ）参照）を形成することができる。しかも、ポンチ１０の円錐部分に、凸部１２が、らせん状に形成されているから、液滴誘導部２２（図１（ａ）参照）をらせん状に形成することができる。そして、第１貫通部２１ａ（図１（ｂ）参照）にらせん状の液滴誘導部２２（図１（ｂ）参照）を備えたノズルプレート５９を形成できる。

図２（ｂ）に示すように、ポンチ１０の円錐部分に形成されている凸状の凸部１２は、複数ある。凸部１２の数は、液滴誘導部２２（図１（ａ）参照）の数と対応している。第１の線２３（図１（ｃ）参照）に対応する位置に第１の凸部２３ａが形成されている。同様に、第２の線２４（図１（ｃ）参照）に対応する位置に第２の凸部２４ａが形成されている。そして、尖端２５（図１（ｃ）参照）に対応する位置に尖端部２５ａが形成されている。ここで、第１の凸部２３ａが曲線であり、第２の凸部２４ａは、直線である。第１の凸部２３ａと、第２の凸部２４ａとは、センターラインＣ−Ｃに対して線対称に配置されている。しかも、センターラインＣ−Ｃからの第１の凸部２３ａの間隔ｍ１と、第２の凸部２４ａの間隔ｍ２とが、ほぼ等しくなるように配置されている。これら、第１の凸部２３ａと、第２の凸部２４ａとの交差する箇所が尖端部２５ａである。

第１の凸部２３ａと、第２の凸部２４ａとを、備えた尖端部２５ａを有する凸部１２を備えたポンチ１０をノズルプレート素材５９ａに当接させると、第１の線２３と、第２の線２４とを、備えた尖端２５を有する液滴誘導部２２（図１（ｃ）参照）を形成することができる。そして、センターラインＣ−Ｃに対して第１の線２３（図１（ｃ）参照）と、第２の線２４（図１（ｃ）参照）とが、線対称に配置され、しかも、センターラインＣ−Ｃからの第１の線２３の間隔ｍ１（図１（ｃ）参照）と、第２の線２４の間隔ｍ２（図１（ｃ）参照）とが、ほぼ等しくなるように形成できる。

本実施形態における液滴吐出ヘッドを構成するノズルプレートのノズル形状およびその製造方法は以上のようであって、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出するときの液滴の吐出の仕方について説明する。

液滴Ｌが、ノズル２１を通過して、吐出口２１ｃから吐出されるとき、液滴Ｌは、液滴誘導部２２に沿って吐出される。液滴誘導部２２は、円錐状（すり鉢状）になっている第１貫通部２１ａの上に形成されており、しかも、らせん状の細い溝であるので、液滴Ｌは、このらせん状の細い溝に沿って吐出口２１ｃから吐出されやすい。そこで、吐出口２１ｃから吐出されるときの液滴Ｌは、回転方向に沿って回転力を付与されやすくなるから、ノズル２１の中心に向くように指向しやすくなる。そして、ノズル２１から吐出された液滴Ｌが空間を飛行するときに、より真っ直ぐに飛翔することになり、狙った位置により正確に着弾しやすくなる。そして、液滴誘導部２２には、第１の線２３と、第２の線２４とを、備えた尖端２５を有しているから、液滴Ｌに対してより一層の回転力を付与しやすくできる。液滴Ｌの着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッド２０（図１２（ａ）、（ｂ）参照）を提供できる。

本実施形態では、以下の効果が得られる。

（１）液滴誘導部２２が貫通部としてのノズル２１に形成されていて、液滴誘導部２２が液滴Ｌを吐出する方向に向かって曲率を有して延在しているから、液滴Ｌに回転力を加えることがしやすくなるから、液滴Ｌをノズル２１の中心に集中させやすくなる。ノズル２１から吐出した液滴Ｌが空気抵抗の影響を受けにくくなり、真っ直ぐに空間を飛翔することになるから、狙った位置に液滴Ｌを正確に着弾させやすくなる。
（２）複数の尖端２５がノズル２１の液滴誘導部２２に形成されていて、この複数の尖端２５が液滴Ｌを吐出する方向に対して交差する方向に存在するから、液滴Ｌが尖端２５に交差することによって、液滴Ｌに対して回転力を加えることがしやすくなる。そして、液滴Ｌをノズル２１の中心により集中しやすくなるので、ノズル２１から吐出した液滴Ｌが空間を飛行するときに真っ直ぐに飛翔することになり、狙った位置に液滴Ｌを正確に着弾させやすくなる。
（３）第１の線２３と、第２の線２４とからなる尖端２５を備えた液滴誘導部２２が、第１の貫通部２１ａの表面に複数形成されていて、尖端２５を備えた液滴誘導部２２が液滴Ｌを吐出する方向に向かって曲率を有して延在しているから、液滴Ｌに回転力がより一層加えやすくなることで、液滴Ｌをノズル２１の中心により集中しやすくなる。ノズル２１から吐出された液滴Ｌが空間を飛行するときに、より真っ直ぐに飛翔することになり、狙った位置に液滴Ｌをより正確に着弾させやすくなる。
（４）液滴Ｌを回転方向に回転させながら吐出するときに、第１の線２３および第２の線２４のうちのどちらか一方に、曲線部Ｒを含んで形成されていると、特定の回転方向に液滴Ｌを回転させやすくできるから、指向性を強めることができるので、着弾位置精度を向上させることができる。
（５）第１の線２３の長さが、第２の線２４の長さより長く形成されているから、尖端２５の向きが特定の方向に片寄りやすくなるから、液滴Ｌに対して特定の回転方向への指向性を強めることができるので、着弾位置精度を向上させることができる。
（６）尖端２５の位置に対して、第１の線２３と、第２の線２４との配置位置が、略等しく形成されているから、複数の尖端２５の向きが特定方向に揃いやすくなるから、液滴Ｌに対して特定の回転方向への指向性を強めることができるので、着弾位置精度を向上させることができる。
（７）尖端２５の位置に対して、第１の線２３と、第２の線２４との配置位置を、対称の位置に配置することで、液滴Ｌが受ける摩擦抵抗を略均等に近づけることができるから、液滴Ｌの吐出方向の誤差を少なく抑えることができるので、着弾位置精度を向上させることができる。
（第２実施形態）

本実施形態では、ノズルプレートのノズル部に直線状の溝を備えた液滴吐出ヘッドについて説明する。直線状の溝は、第１貫通部に形成されている。

図３は、第２実施形態における液滴吐出ヘッドのノズルプレートの例を示す概略図であり、（ａ）は、平面図であり、同図（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、同図（ｃ）は、（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図４は、液滴吐出ヘッドのノズルプレートの製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、概略図であり、同図（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３および図４を参照して、本発明の液滴吐出ヘッドのノズルプレートおよびその製造方法ついて説明する。なお、本実施形態が、前述の第１実施形態と異なる点は、液滴誘導部が、らせん状の細い溝でなく、直線状の溝で形成されていることである。なお、前述の第１実施形態と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一記号を付し、説明を省略する。

図３（ａ）に示すように、第２基板としてのノズルプレート５９に、貫通部としてのノズル１２１が形成されている。このノズル１２１には、液滴Ｌを誘導することができる液滴誘導部１２２が複数形成されている。同図に示すように、ノズル１２１に形成されている液滴誘導部１２２は、直線状に形成されており、その本数は６本である。

図３（ｂ）に示すように、第１貫通部１２１ａの表面上に、液滴誘導部１２２が形成されている。液滴誘導部１２２は、第１貫通部１２１ａから第２貫通部１２１ｂに向かって接続するように形成されている。

図３（ｂ）において、液滴誘導部１２２は、ノズルプレート５９の表面側（同図の上側）から、裏面側（同図の下側）に向けて形成されており、直線状に配置されている。液滴誘導部１２２は、溝である。同図に示すように、液滴誘導部１２２の各々が、液滴Ｌを吐出する方向に向かって延在している。

図３（ｃ）に示すように、液滴誘導部１２２は、液滴誘導部２２（図１（ｃ）参照）と同じ形状である。つまり、第１の線１２３と、図１（ｃ）に示す第１の線２３とが、対応しており、第２の線１２４と、図１（ｃ）に示す第２の線２４とが、対応している。そこで、第１貫通部１２１ａにおいて、液滴誘導部１２２は、ノズルプレート５９の表面から第２貫通部１２１ｂへ向けて錘状になっているから、液滴誘導部１２２の断面の面積は、ノズルプレート５９の表面付近と比べて、第２貫通部１２１ｂ付近では小さくなるように形成されている。つまり、第１の線１２３の長さが、ノズルプレート５９の表面付近と比べて、第２貫通部１２１ｂ付近では短くなるように形成されている。同様に、第２の線１２４の長さも、ノズルプレート５９の表面付近と比べて、第２貫通部１２１ｂ付近では短くなるように形成されている。

次に液滴誘導部の製造方法について説明する。

図４（ａ）に示すように、ポンチ１０の円錐部分に、液滴誘導部１２２（図３（ｂ）、（ｃ）参照）に対応する凸部１１２が、直線状（図３（ａ）参照）に形成されており、ポンチ１０が、ノズル１２１（図３（ｂ）、（ｃ）参照）に見合う形状をしている。そして、ダイ１３に設けられた孔１４は、ポンチ１０の先端の径よりわずかに大きい形状になるように形成されている。そして、ポンチ１０の円錐部分に、凸部１１２が、直線状に形成されており、ポンチ１０をノズルプレート素材５９ａに当接させることで、第１貫通部１２１ａを形成できる。第１貫通部１２１ａの表面には、直線状になった液滴誘導部１２２（図３（ａ）参照）を形成することができる。そして、第１貫通部１２１ａ（図３（ｂ）参照）に直線状の液滴誘導部１２２（図３（ｂ）参照）を備えたノズルプレート５９を形成できる。なお、凸部１１２は、液滴誘導部１２２の形状に対応しており、第１貫通部１２１ａから第２貫通部１２１ｂに向かって錘状に形成されている。

図４（ｂ）に示すように、ポンチ１０の円錐部分に形成されている凸状の凸部１１２は、複数形成されており、凸部１１２の数は、液滴誘導部１２２（図３（ａ）参照）の数と対応している。凸部１１２は、その断面が、第１実施形態における図２（ｂ）と同じ形状である。ただし、第１貫通部１２１ａにおいて、凸部１１２（図４（ａ）参照）は、第１貫通部１２１ａから第２貫通部１２１ｂに向かって錘状になっているから、凸部１１２の断面の面積は、ノズルプレート５９の表面付近と比べて、第２貫通部１２１ｂ付近では小さくなっている。つまり、第１の線１２３ａの長さが、ノズルプレート５９の表面付近と比べて、第２貫通部１２１ｂ付近では短くなるように形成されている。同様に、第２の線１２４ａの長さも、ノズルプレート５９の表面付近と比べて、第２貫通部１２１ｂ付近では短くなるように形成されている。このポンチ１０を使用すれば、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す液滴誘導部１２２を形成できる。

本実施形態における液滴吐出ヘッドを構成するノズルプレートのノズル形状およびその製造方法は以上のようであって、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出するときの液滴の吐出の仕方について説明する。

液滴Ｌが、ノズル１２１を通過して、吐出口１２１ｃから吐出されるとき、液滴Ｌは、液滴誘導部１２２に沿って吐出される。液滴誘導部１２２は、斜面状になっている第１貫通部１２１ａの上に形成されており、しかも、直線状の溝であるので、液滴Ｌは、この直線状の溝に沿って吐出口１２１ｃから吐出される。そこで、吐出口１２１ｃから吐出されるときの液滴Ｌは、第１貫通部１２１ａから第２貫通部１２１ｂに向かって錐状に形成された液滴誘導部１２２に沿っていくから、ノズル１２１の中心に向くように指向しやすくなる。そして、ノズル１２１から吐出された液滴Ｌが空間を飛行するときに、より真っ直ぐに飛翔することになり、狙った位置により正確に着弾しやすくなる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッド２０（図１２参照）を提供できる。

本実施形態では、第１実施形態で得られた効果以外に、以下の効果が得られる。

（８）液滴誘導部１２２が、直線状で、ノズルプレート５９の表面付近と比べて、第２貫通部１２１ｂ付近では小さくなるような錘状の溝に形成されているから、簡単な形状であるので、ポンチ１０を容易に製作することができ、効率的である。
（第３実施形態）

本実施形態では、ノズルプレートのノズル部に濡れ性の異なるパターンを備えた液滴吐出ヘッドについて説明する。濡れ性の異なるパターンは、第１貫通部に形成されている。

図５は、第３実施形態における液滴吐出ヘッドのノズルプレートの例を示す概略図であり、（ａ）は、平面図であり、同図（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図６は、液滴吐出ヘッドのノズルプレートの製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、フォトマスクの概略図であり、同図（ｂ）は、フォトマスクをのせたときの図である。
図７は、液滴吐出ヘッドのノズルプレートの製造方法の手順を示すフローチャートである。図５〜図７を参照して、本発明の液滴吐出ヘッドのノズルプレートおよびその製造方法ついて説明する。本実施形態が、前述の第１実施形態および第２実施形態と異なる点は、液滴誘導部が、らせん状の細い溝や、直線状の溝でなく、濡れ性の異なるパターンで形成されていることである。なお、前述の第１実施形態および第２実施形態と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一記号を付し、説明を省略する。

図５（ａ）に示すように、第２基板としてのノズルプレート５９に、貫通部としてのノズル２２１が形成されている。このノズル２２１には、液滴Ｌを誘導することができる液滴誘導部２２２が複数形成されている。同図に示すように、ノズル２２１に形成されている液滴誘導部２２２は、直線状に形成されており、その本数は６本である。この液滴誘導部２２２は、液滴Ｌに対して濡れ性の低い領域であり、撥液性が高い。液滴誘導部２２２が形成されていない残りの部分は、液滴Ｌに対して濡れ性の高い領域であり、親液性が高い。

図５（ｂ）に示すように、第１貫通部２２１ａの表面上に、液滴誘導部２２２が形成されている。液滴誘導部２２２は、第１貫通部２２１ａから第２貫通部２２１ｂに向かって接続するように形成されている。

図５（ｂ）において、液滴誘導部２２２は、ノズルプレート５９の表面側（同図の上側）から、裏面側（同図の下側）に向けて形成されており、直線状に配置されている。液滴誘導部２２２は、撥液性を有するパターンである。同図に示すように、液滴誘導部２２２の各々が、液滴Ｌを吐出する方向に向かって延在している。

次に液滴誘導部の製造方法について説明する。

図６（ａ）は、フォトマスク９１である。同図に示すように、フォトマスク９１は、ノズルプレート５９のノズル２２１に液滴誘導部２２２を形成するためのパターン２２２ａを備えている。

図６（ｂ）に示すように、ノズル２２１を有するノズルプレート素材５９ａの上にフォトマスク９１を載せて、フォトマスク９１の上面側（同図の上側）からＵＶ光（紫外光）を照射すると、ＵＶ光の一部がフォトマスク９１のパターン２２２ａに遮られて第１貫通部２２１ａの表面に当たらない。これによって、第１貫通部２２１ａの表面に、液滴Ｌに対し相対的に撥液性を有する領域と、親液性を有する領域とを、形成できる。これを利用して、例えば相対的に撥液性となった液滴誘導部２２２（図５（ａ）参照）を形成できる。なお、液滴誘導部２２２を相対的に親液性とすることも可能である。より具体的な製造方法について、図７を参照しながら説明する。

図７のステップＳ１１では、ノズルプレート素材５９ａに撥液膜を形成する。撥液膜の形成方法としては、単分子膜を形成する方法がある。単分子膜とは、基材表面の構成原子に結合可能な官能基と、その反対側に親液基あるいは撥液基といった基材の表面性を改質する（表面エネルギーを制御する）官能基と、これらの官能基を結ぶ炭素の直鎖あるいは一部分岐した炭素鎖とを備えた分子の集合体によって形成されている。

自己組織化膜は、基材表面の構成原子と反応可能な結合性官能基とそれ以外の直鎖分子とからなり、該直鎖分子の相互作用により極めて高い配向性を有する化合物を、配向させて形成された膜である。自己組織化膜は、フォトレジスト材料等の樹脂膜とは異なり、単分子を配向させて形成されているので、膜厚を薄く形成することがでる。しかも、分子レベルで均一な膜となる。膜の表面に同じ分子が位置するため、膜の表面に均一に形成することができる。しかも、優れた撥液性や親液性を付与することができる。

例えば、化合物として、フルオロアルキルシランを用いて基材表面に膜を形成した場合、膜の基材表面と反対側にフルオロアルキル基が位置するため、水などの極性溶媒に対する基材の撥液性が強まる。化合物の具体例としては、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリエトキシシラン、ヘプタデカフルオロテトラヒドロデシルトリクロロシラン、トリデカフルオロテトラヒドロオクチルトリクロロシラン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等のフルオロアルキルシラン（以下、「ＦＡＳ」という）を挙げることができる。使用に際しては、一つの化合物を単独で用いるのも好ましいが、２種以上の化合物を組み合わせて使用してもかまわない。化合物は、Ｒ_nＳｉＸ_(4-n)（Ｘは加水分解基）の構造式を持ち、加水分解によりシラノールを形成して、基材（ガラス、シリコン）表面のヒドロキシル基と反応してシロキサン結合で結合する。一方、Ｒは（ＣＦ₃）（ＣＦ₂）等のフルオロアルキル基を有するために、基材表面を濡れない（表面エネルギーが低い）表面に改質することができる。

自己組織化膜は、既述の原料化合物と基材とを同一の密閉容器中に入れておき、室温の場合は２〜３日程度の間放置すると基材上に形成される。また、密閉容器全体を１００℃程度に保持することにより、３時間程度で基材上に形成される。以上に述べたのは、気相からの自己組織化膜の形成法であるが、液相からも自己組織化膜は形成可能である。例えば、原料化合物を含む溶媒中に基材を浸積し、洗浄、乾燥することで基材上に自己組織化膜が得られる。

その他の化合物の例として、チオール（−ＳＨ）基、ジスルフィド（−Ｓ−Ｓ−）基、モノスルフィド（−Ｓ−）基、チオフェンなどの含硫黄官能基を有する含硫黄有機分子が挙げられる。このなかでチオール基又はジスルフィド基を有する有機分子が好ましく、特にチオール基を有する有機分子が好ましい。有機分子としては例えば、置換基を有してもよい炭素数１〜２２、好ましくは４〜１８の直鎖又は分岐の脂肪族飽和アルキル、脂肪族不飽和アルキルなどがあげられ、置換基としてはさらに置換されていてもよいフェノキシ基、炭素数１〜２２のフルオロアルキル基、カルボン酸基、アミノ基、シアノ基、アミド基、エステル基、スルホン酸基、ハロゲン原子（ブロモ基、クロロ基、ヨード基等）、ピリジン基、ペプチド基、フェロセン基、各種ポリマー鎖、蛋白質や核酸塩基等の生体関連物質などがあげられる。含硫黄有機分子の具体例としては、例えばオクタデカンチオール、アゾフェノキシドデカンチオール、ペルフルオロオクチルペンタンチオール、ブタンチオール、ヘキサンチオール、オクタンチオール、ドデカンチオール、ジオクタデシルジスルフィド、システイン、シスタミン、チオフェン、メルカプトオクタデシルアミン、メルカプトオクタデカノール、メルカプトオクタデカン酸などがあげられる。

自己組織化膜は、上記の含硫黄有機分子雰囲気下に一定時間放置する気化吸着法（蒸着も含む）、含硫黄有機分子希薄溶液中に一定時間浸漬する浸漬法などで形成される。自己組織化膜形成の時間は１ｍｍｏｌの溶液に浸漬した場合、通常数分〜２４時間であり、分子鎖長相当の膜厚の単分子膜が得られる。

次に、図７のステップＳ１２では、図６（ｂ）に示すように、フォトマスク９１をノズルプレート素材５９ａの上に配置する。液滴誘導部２２２（図５（ａ）、（ｂ）参照）が第１貫通部２２１ａに精度よく形成されるためには、フォトマスク９１を精度よくノズルプレート素材５９ａの上に配置することが好ましい。

次に、図７のステップＳ１３では、ＵＶ光（紫外光）をノズルプレート素材５９ａに照射する。最終的に得ようとする機能性薄膜の形状に合わせて自己組織化膜をパターンニングする。自己組織化膜のうちＵＶ光が照射された部分が除去され、ノズルプレート素材５９ａの表面が露出した露出部分と、自己組織化膜が残存している残存部分とが形成される。露出部分が残存部分と比較して相対的に液滴Ｌに対して濡れ性を持った親液性を有する部分となり、残存部分は露出部分と比較すると液滴Ｌに対して濡れ性を持っていない撥液性を有する部分となる。

自己組織化膜のパターンニング方法としては、紫外線照射法、電子ビーム照射法、Ｘ線照射法、Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＰＭ）法等が適用可能である。本実施形態では、紫外線照射法が好ましく用いられる。紫外線照射法は、機能性薄膜の形状を形成するための開口が形成されているフォトマスク９１を介して所定の波長の紫外光を自己組織化膜に対して照射することにより行われる。このように紫外光を照射することにより、自己組織化膜を形成している分子が分解して、除去されてパターンニングが行われる。従って、紫外線照射法では、親液部および撥液部は、それぞれのフォトマスクに形成されたパターン２２２ａの形状に合わせて形成できる。

この際、採用されるＵＶ光（紫外光）の波長および照射時間は、自己組織化膜の原料化合物に応じて適宜決定されるが、２００ｎｍ以下の波長のＵＶ光（紫外光）が好ましく用いられる。

最後に、図７のステップＳ１４では、撥液膜の一部が親液化されて、撥液性を有する液滴誘導部２２２を備えたノズルプレート５９ができる。

本実施形態における液滴吐出ヘッドを構成するノズルプレートのノズル形状およびその製造方法は以上のようであって、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出するときの液滴の吐出の仕方について説明する。

液滴Ｌが、ノズル２２１を通過して、吐出口２２１ｃから吐出されるとき、液滴Ｌは、液滴誘導部２２２に沿って吐出される。液滴誘導部２２２は、斜面状になっている第１貫通部２２１ａの上に形成されており、しかも、液滴誘導部２２２は、撥液性を有しているので、液滴Ｌは、この撥液性を有する液滴誘導部２２２に沿って吐出口２２１ｃから吐出される。そこで、吐出口２２１ｃから吐出されるときの液滴Ｌは、回転方向に沿って回転力を付与されやすくなるから、ノズル２２１の中心に向くように指向しやすくなる。そして、ノズル２２１から吐出された液滴Ｌが空間を飛行するときに、より真っ直ぐに飛翔することになり、狙った位置により正確に着弾しやすくなる。着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッド２０（図１２参照）を提供できる。

本実施形態では、第１実施形態および第２実施形態で得られた効果以外に、以下の効果が得られる。

（９）液滴誘導部２２２が、フォトマスク９１を利用して形成されているから、簡単にでき、効率的である。しかも、フォトマスク９１に有するパターン２２２ａの形状を自由に変えることができるので、液滴誘導部２２２を任意の形状に形成できる。
（第４実施形態）

本実施形態では、貫通部としてのノズルに、液滴誘導部としての細い溝を粗密に備えた液滴吐出ヘッドについて説明する。このノズルは、第２基板としてのノズルプレートに形成されている。

図８は、第４実施形態における液滴吐出ヘッドのノズルプレートの例を示す概略図であり、（ａ）は、平面図であり、同図（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、同図（ｃ）は、（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図９は、液滴吐出ヘッドのノズルプレートの製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、概略図であり、同図（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図８および図９を参照して、本発明の液滴吐出ヘッドのノズルプレートおよびその製造方法ついて説明する。本実施形態が、前述の第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態と異なる点は、液滴誘導部が、粗と密とに、分布して形成されていることである。なお、前述の第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一記号を付し、説明を省略する。

図８（ａ）に示すように、第２基板としてのノズルプレート５９に、貫通部としてのノズル３２１が形成されている。なお、ノズルプレート５９は、液滴吐出ヘッド２０（図１２参照）を構成する部品の一つである。このノズル３２１には、液滴Ｌ（図１２参照）を誘導することができる液滴誘導部３２２が複数形成されている。また、液滴誘導部３２２は、第１貫通部３２１ａ（図８（ｂ）参照）の表面にノズル３２１の中心に向かって傾きを有して配置されているが、これにこだわることはなく、平行に配置されていてもかまわない。同図に示すように、第１貫通部３２１ａ（図８（ｂ）参照）の表面に形成されている液滴誘導部３２２は、複数あり、粗密に分布している。液滴誘導部３２２が多数配置されている緻密部Ｇと、緻密部Ｇより配置されている液滴誘導部３２２の数の少ない粗密部Ｆとが、ある。なお、ノズルプレート５９は、その材質がステンレスである。

図８（ｂ）に示すように、ノズルプレート５９に形成されている貫通部としてのノズル３２１は、第１貫通部３２１ａと、第２貫通部３２１ｂと、吐出口３２１ｃと、で構成されている。第１貫通部３２１ａは、円錐状（すり鉢状）の形状をしており、第２貫通部３２１ｂは、円筒状の形状をしている。液滴誘導部３２２は、第１貫通部３２１ａから第２貫通部３２１ｂに接続するように形成されている。なお、第１貫通部３２１ａに形成されている液滴誘導部３２２は、第２貫通部３２１ｂに接続するようにしたが、これにこだわることはなく、第２貫通部３２１ｂに接続していなくてもかまわない。第１貫通部３２１ａと、第２貫通部３２１ｂとは連通しており、液滴Ｌ（図１２参照）が吐出口３２１ｃから吐出できるように構成されている。第１貫通部３２１ａの径の大きさは５０μｍ程度であり、第２貫通部３２１ｂの径の大きさは２０μｍ程度である。なお、ノズル３２１の数は、液滴吐出ヘッド２０（図１２参照）の用途によっても異なるが、ノズルプレート５９に複数配置されている。

図８（ｂ）において、液滴誘導部３２２は、ノズルプレート５９の表面側（同図の上側）から、裏面側（同図の下側）に向けて形成されており、粗密に分布するように配置されている。液滴誘導部３２２は、細い溝である。液滴誘導部３２２は、第１貫通部３２１ａの表面に形成されており、同図に示すように、液滴誘導部３２２の各々が、液滴Ｌを吐出する方向に向かって延在している。そして、ノズル３２１の向く方向にあわせて、液滴誘導部３２２が配置されている粗密部Ｆと、緻密部Ｇとの配置バランスを工夫することで、液滴Ｌの吐出方向を補正することができる。例えばノズルプレート５９の表面側（または裏面側）に対してノズル３２１が鉛直方向に形成されずに、傾斜して形成されたときには、ノズル３２１の傾斜した面に沿って液滴Ｌは斜めに吐出されてしまうことになる。すると、液滴Ｌは真っ直ぐに飛行することができなくなるので、狙った位置に正確に着弾することが困難になる。液滴吐出ヘッド２０（図１２参照）に備わるノズル３２１の数は、その用途によって異なるものであって、ノズルプレート５９には、複数のノズル３２１が形成されている。つまり、液滴吐出ヘッド２０に備わるノズル３２１は、その加工精度によっても異なるが、向く方向がそれぞれ異なることがある。

図８（ｃ）に示すように、液滴誘導部３２２は、粗密に分布している粗密部Ｆと、緻密に分布している緻密部Ｇとが、ある。液滴誘導部３２２が緻密に分布している緻密部Ｇは、液滴誘導部３２２が粗密に分布している粗密部Ｆに比べて約２倍の密度で分布している。

図８（ｃ）において、液滴誘導部３２２の断面形状は、略三角形状であり、凹状の溝である。この凹状の溝の大きさは、幅が約１μｍで、深さが約１μｍの細い溝である。なお、この凹状の溝は、三角形状にこだわることはなく、四角形状や、五角形状などを含む多角形状にしてもかまわない。また、液滴誘導部３２２の断面形状が凹状の溝になるように形成したが、これにこだわることはなく、凸状に形成してもよい。そして、凹状の溝と同様に、凸状の断面形状は、三角形状にこだわることはなく、四角形状や、五角形状などを含む多角形状にしてもかまわない。

次に液滴誘導部の製造方法について説明する。

図９（ａ）に示すように、本実施形態の製造方法において用いられるものとして、例えば金型の構造を利用できる。この構造は、ポンチ１０と、ストリッパープレート１１と、ダイ１３と、ダイ１３に設けられている孔１４とで概略構成されている。ポンチ１０の円錐部分に、液滴誘導部３２２（図８（ｂ）、（ｃ）参照）に対応する凸部２１２が、直線状（図８（ａ）参照）に形成されており、ポンチ１０が、ノズル３２１（図８（ａ）、（ｂ）参照）に見合う形状をしている。そして、ダイ１３に設けられた孔１４は、ポンチ１０の先端の径よりわずかに大きい形状になるように構成されている。

ノズルプレート素材５９ａが、ダイ１３の上に配置され、ポンチ１０がこのノズルプレート素材５９ａに当接して貫通することで、抜きカス１５ができ、この抜きカス１５が、孔１４に落下する。すると、第１貫通部３２１ａと、第２貫通部３２１ｂとを、有する貫通部としてのノズル３２１を形成することができる。同時に、凸部２１２が、ノズルプレート素材５９ａに当接することで、第１貫通部３２１ａに液滴誘導部３２２（図８（ａ）参照）を形成することができる。しかも、ポンチ１０の円錐部分に、凸部２１２が、形成されているから、液滴誘導部３２２（図８（ａ）参照）を形成することができる。そして、第１貫通部３２１ａ（図８（ｂ）参照）に液滴誘導部３２２（図８（ｂ）参照）を備えたノズルプレート５９を形成できる。ポンチ１０の円錐部分に形成されている凸状の凸部２１２は、複数ある。凸部２１２の数は、液滴誘導部３２２（図８（ａ）参照）の数と対応している。

図９（ｂ）に示すように、液滴誘導部３２２に対応している凸状の凸部２１２は、粗密に分布している粗密部Ｆと、緻密に分布している緻密部Ｇとが、ある。緻密に分布している緻密部Ｇは、粗密に分布している粗密部Ｆに比べて約２倍の密度で凸部２１２が分布している。

図９（ｂ）において、凸部２１２の断面形状は、略三角形状であり、凹状の溝であって、液滴誘導部３２２の断面形状と対応している。

本実施形態における液滴吐出ヘッドを構成するノズルプレートのノズル形状およびその製造方法は以上のようであって、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出するときの液滴の吐出の仕方について説明する。

液滴Ｌが、ノズル３２１を通過して、吐出口３２１ｃから吐出されるとき、液滴Ｌは、液滴誘導部３２２に沿って吐出される。液滴誘導部３２２は、円錐状（すり鉢状）になっている第１貫通部３２１ａの上に形成されており、しかも、細い溝であるので、液滴Ｌは、この細い溝に沿って吐出口３２１ｃから吐出されやすい。ノズルプレート５９に配置されたノズル３２１は、その向きが、ばらついて形成されていることがある。そこで、その各々のノズル３２１の向きに対応して液滴誘導部３２２を粗密に配置して、粗密部Ｆと、緻密部Ｇとを、その各々のノズル３２１に形成する。そこで、液滴誘導部３２２が粗密に分布している粗密部Ｆは、液滴誘導部３２２が緻密に分布している緻密部Ｇに比べて液滴Ｌに対する抵抗が弱くなるので、液滴Ｌがノズル３２１に有する吐出口３２１ｃから早く吐出しやすくなる。つまり、粗密部Ｆと緻密部Ｇとの配置バランスを工夫することで、各々のノズル３２１に対して液滴Ｌの吐出方向を補正することができる。液滴Ｌの吐出方向を補正することで、狙った位置に液滴Ｌを飛行させることができるから、液滴Ｌの着弾位置精度を向上させることができる。液滴Ｌの着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッド２０（図１２参照）を提供できる。

本実施形態では、以下の効果が得られる。

（１０）液滴誘導部３２２が貫通部としてのノズル３２１の第１貫通部３２１ａの表面に形成されていて、この液滴誘導部３２２が液滴Ｌを吐出する方向に向かって粗密に延在しているから、液滴Ｌの吐出方向を微妙に補正することができる。ノズルプレート５９に配置されたノズル３２１の向く方向にばらつきがあっても、液滴Ｌの吐出方向のばらつきを補正することができるので、狙った位置に液滴Ｌを正確に着弾させやすくできる。
（１１）液滴Ｌを吐出する方向に向かって粗密に分布するように平行または傾きを有する溝を液滴誘導部３２２として形成しておくことで、吐出する液滴Ｌに対して特定の方向に抵抗となるから、液滴Ｌの吐出方向を微妙に補正することができる。ノズルプレート５９に多数配置されたノズル３２１の各々の向く方向にばらつきがあったとしても、ノズル３２１の向く方向に対応して液滴Ｌの吐出方向を補正して飛行方向を調整するので、結果として、微細化された液滴Ｌでも、狙った位置に液滴Ｌを正確に着弾させやすくできる。
（１２）第１貫通部３２１ａが円錐状になっているから、液滴誘導部３２２を第１貫通部３２１ａの表面に形成することで、液滴Ｌを誘導しやすくできる。
（第５実施形態）

本実施形態では、ノズルプレートのノズル部に濡れ性の異なるパターンを備えた液滴吐出ヘッドについて説明する。濡れ性の異なるパターンは、第１貫通部に形成されている。

図１０は、第５実施形態における液滴吐出ヘッドのノズルプレートの例を示す概略図であり、（ａ）は、平面図であり、同図（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図１１は、液滴吐出ヘッドのノズルプレートの製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、フォトマスクの概略図であり、同図（ｂ）は、フォトマスクをのせたときの図である。なお、液滴吐出ヘッドのノズルプレートの製造方法の手順は、図７に示すフローチャートと同じであるので、説明を省略する。図１０、図１１、図７を参照して、本発明の液滴吐出ヘッドのノズルプレートおよびその製造方法ついて説明する。本実施形態が、前述の第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態ならびに第４実施形態と異なる点は、液滴誘導部が、粗と、密とを、有する濡れ性の異なるパターンで形成されていることである。なお、前述の第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態ならびに第４実施形態と同じ部品および同様な機能を有する部品には同一記号を付し、説明を省略する。

図１０（ａ）に示すように、第２基板としてのノズルプレート５９に、貫通部としてのノズル４２１が形成されている。このノズル４２１には、液滴Ｌを誘導することができる液滴誘導部４２２が複数形成されている。同図に示すように、第１貫通部４２１ａ（図１０（ｂ）参照）の表面に形成されている液滴誘導部４２２は、直線状に形成されており、その本数は複数ある。この液滴誘導部４２２は、液滴Ｌに対して濡れ性の低い領域であり、撥液性が高い。液滴誘導部４２２が形成されていない残りの部分は、液滴Ｌに対して濡れ性の高い領域であり、親液性が高い。

図１０（ｂ）に示すように、第１貫通部４２１ａの表面上に、液滴誘導部４２２が形成されている。液滴誘導部４２２は、第１貫通部４２１ａから第２貫通部４２１ｂに向かって接続するように形成されている。

図１０（ｂ）において、液滴誘導部４２２は、ノズルプレート５９の表面側（同図の上側）から、裏面側（同図の下側）に向けて形成されており、直線状に配置されている。液滴誘導部４２２は、撥液性を有するパターンである。同図に示すように、液滴誘導部４２２の各々が、液滴Ｌを吐出する方向に向かって延在している。

次に液滴誘導部の製造方法について説明する。

図１１（ａ）は、フォトマスク１９１である。同図に示すように、フォトマスク１９１は、ノズルプレート５９のノズル４２１に液滴誘導部４２２を形成するためのパターン４２２ａを備えている。

図１１（ｂ）に示すように、ノズル４２１を有するノズルプレート素材５９ａの上にフォトマスク１９１を載せて、フォトマスク１９１の上面側（同図の上側）からＵＶ光（紫外光）を照射することによって、第１貫通部４２１ａの表面に撥液性と、親液性とを、備えた領域を形成できる。そして、撥液性を備えた液滴誘導部４２２を形成できる。

本実施形態における液滴吐出ヘッドを構成するノズルプレートのノズル形状およびその製造方法は以上のようであって、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出するときの液滴の吐出の仕方について説明する。

液滴Ｌが、ノズル４２１を通過して、吐出口４２１ｃから吐出されるとき、液滴Ｌは、液滴誘導部４２２に沿って吐出される。液滴誘導部４２２は、円錐状（すり鉢状）になっている第１貫通部４２１ａの上に形成されており、しかも、撥液性を有する溝であるので、液滴Ｌは、この溝に沿って吐出口４２１ｃから吐出されやすい。ノズルプレート５９に配置されたノズル４２１は、その向きが、ばらついて形成されていることがある。そこで、その各々のノズル４２１の向きに対応して液滴誘導部４２２を粗密に配置して、粗密部Ｆと、緻密部Ｇとを、その各々のノズル４２１に形成することで、その各々のノズル４２１に対して液滴Ｌの吐出方向を補正することができる。より具体的には、粗密部Ｆが形成されている部分では、緻密部Ｇが形成されている部分に比べて液滴Ｌが通過しやすくなるから、吐出口４２１ｃから液滴Ｌが吐出するときに、ノズル４２１の向きにあわせて液滴Ｌの飛行方向を補正することができる。液滴Ｌの吐出方向を補正することで、狙った位置に液滴Ｌを真っ直ぐに飛行させることができるから、液滴Ｌの着弾位置精度を向上させることができる。液滴Ｌの着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッド２０（図１２参照）を提供できる。

本実施形態では、以下の効果が得られる。

（１３）液滴誘導部４２２が、フォトマスク１９１を利用して形成されているから、ＵＶ光（紫外光）を第１貫通部４２１ａの表面に照射するだけで簡単にでき、効率的である。しかも、フォトマスク１９１のパターン４２２ａの形状を自由に変えることができるので、液滴誘導部４２２を任意の形状に形成できる。

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出（滴下）する液滴吐出装置について説明する。ここで、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出装置の特徴的な構成について説明する前に、まず、液滴吐出方法で膜パターンを形成するときに用いられる膜材料、液滴吐出方法、膜材料の硬化処理方法、について順次説明する。
＜膜材料＞

液滴吐出方法で膜パターンを形成するときの膜材料としては、導電性微粒子を分散媒に分散させた分散液からなるものである。本実施形態では、導電性微粒子として、例えば、金、銀、銅、鉄、クロム、マンガン、モリブデン、チタン、パラジウム、タングステンおよびニッケルのうちのいずれかを含有する金属微粒子の他、これらの酸化物、並びに導電性ポリマーや超電導体の微粒子などが用いられる。これらの導電性微粒子は、分散性を向上させるために表面に有機物などをコーティングして使うこともできる。導電性微粒子の粒径は１ｎｍ以上０．１μｍ以下であることが好ましい。０．１μｍより大きいと、後述する液滴吐出ヘッド２０のノズル２１（ノズル１２１、２２１、３２１、４２１）に目詰まりが生じるおそれがある。また、１ｎｍより小さいと、導電性微粒子に対するコーティング剤の体積比が大きくなり、得られる膜中の有機物の割合が過多となる。

分散媒としては、上記の導電性微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水の他に、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカン、トルエン、キシレン、シメン、デュレン、インデン、ジペンテン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、シクロヘキシルベンゼンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系化合物、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキサノンなどの極性化合物を例示できる。これらのうち、微粒子の分散性と分散液の安定性、また液滴吐出法への適用の容易さの点で、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好ましく、より好ましい分散媒としては、水、炭化水素系化合物を挙げることができる。

上記導電性微粒子の分散液の表面張力は、０．０２Ｎ／ｍ〜０．０７Ｎ／ｍの範囲内であることが好ましい。液滴吐出法にて液滴Ｌを吐出する際、表面張力が０．０２Ｎ／ｍ未満であると、機能液組成物のノズル面に対する濡れ性が増大するため飛行曲りが生じやすくなり、０．０７Ｎ／ｍを超えるとノズル先端でのメニスカスの形状が安定しないため吐出量や、吐出タイミングの制御が困難になる。表面張力を調整するため、上記分散液には、基板との接触角を大きく低下させない範囲で、フッ素系、シリコーン系、ノニオン系などの表面張力調節剤を微量添加するとよい。ノニオン系表面張力調節剤は、液体の基板への濡れ性を向上させ、膜のレベリング性を改良し、膜の微細な凹凸の発生などの防止に役立つものである。上記表面張力調節剤は、必要に応じて、アルコール、エーテル、エステル、ケトン等の有機化合物を含んでもよい。

上記分散液の粘度は、１ｍＰａ・ｓ〜５０ｍＰａ・ｓの範囲内であることが好ましい。液滴吐出法を用いて液体材料を液滴Ｌとして吐出する際、粘度が１ｍＰａ・ｓより小さい場合にはノズル周辺部が機能液の流出により汚染されやすく、また粘度が５０ｍＰａ・ｓより大きい場合は、ノズルでの目詰まり頻度が高くなり円滑な吐出が困難となるためである。
＜液滴吐出方法＞

液滴吐出方法の吐出技術としては、様々あるが、オンデマンドで微細なパターンが形成可能であるので、インクジェット法を用いることが好ましい。インクジェット法としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式等が挙げられる。ここで、帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に３０ｋｇ／ｃｍ²程度の超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進してノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散してノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式は、ピエゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出してノズルから吐出させるものである。

また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。液滴吐出方法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。なお、液滴吐出方法により吐出される液体材料の一滴の量は例えば１〜３００ナノグラムである。
＜膜材料の硬化処理方法＞

膜材料の硬化処理方法は、焼成処理とも呼ばれ、通常大気中で行なわれるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中、または水素などの還元雰囲気中で行うこともできる。焼成処理の処理温度は、分散媒の沸点（蒸気圧）、雰囲気ガスの種類や圧力、微粒子の分散性や酸化性等の熱的挙動、コーティング材の有無や量、基材の耐熱温度などを考慮して適宜決定される。本実施形態では、膜材料に対して、大気中クリーンオーブンにて２００℃で約６０分間の焼成処理を行った。以上により膜層（図示省略）を形成することができ、微粒子間の電気的接触が確保される。

このような焼成処理は、通常のホットプレート、電気炉などによる処理の他、ランプアニールによって行うこともできる。ランプアニールに使用する光の光源としては、特に限定されないが、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、ＸｅＦ、ＸｅＣｌ、ＸｅＢｒ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌなどのエキシマレーザーなどを光源として使用することができる。これらの光源は一般には、出力１０Ｗ以上、５０００Ｗ以下の範囲のものが用いられるが、本実施形態では、１００Ｗ以上、１０００Ｗ以下の範囲で十分である。

そして、液滴吐出方法を用いて膜材料を配置して、この膜材料を硬化することで、所望の膜パターンを形成することができる。

次に、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法について図１２を参照して簡単に説明する。

第１基板としての仕切り部材６２を形成する。次に、液滴誘導部２２（または、液滴誘導部１２２、２２２、３２２、４２２）を備えた第２基板としてのノズルプレート５９を形成する。次に、第３基板としての振動板６１を形成する。最後に、これら仕切り部材６２と、ノズルプレート５９と、振動板６１とを、貼り合せて、液滴吐出ヘッド２０を形成する。

本発明の液滴吐出ヘッド２０は、前述の第１実施形態〜第５実施形態で示したように、ノズルプレート５９のノズル２１（または、ノズル１２１、２２１、３２１、４２１）に液滴誘導部２２（または、液滴誘導部１２２、２２２、３２２、４２２）を形成した構成にしたことで、液滴Ｌの着弾位置精度の高い液滴吐出ヘッド２０を提供することができる。

次に、本発明の液滴吐出装置の構成について説明する。

図１３は、液滴吐出装置１００の斜視図である。図１３において、Ｘ方向はベース１０１の左右方向であり、Ｙ方向は前後方向であり、Ｚ方向は上下方向である。液滴吐出装置１００は、液滴吐出ヘッド２０と、基板Ｐとを、載置するテーブル１０３を主として構成されている。なお、液滴吐出装置１００の動作は、制御装置１１０により制御されるように構成されている。

基板Ｐを載置するテーブル１０３は、第１移動手段１０２によりＹ方向に移動および位置決め可能とされ、モータ１０４によりθｚ方向に揺動および位置決め可能とされている。一方、液滴吐出ヘッド２０は、第２移動手段によりＸ方向に移動および位置決め可能とされ、リニアモータ１０８によりＺ方向に移動および位置決め可能とされている。また液滴吐出ヘッド２０は、モータ１０５、１０６、１０７により、それぞれα，β，γ方向に揺動および位置決め可能とされている。これにより、液滴吐出装置１００は、液滴吐出ヘッド２０のインク吐出面５２Ｐと、テーブル１０３上の基板Ｐとの相対的な位置および姿勢を、正確にコントロールすることができるように構成されている。

なお、図１３に示すキャッピングユニット５６は、液滴吐出ヘッド２０における吐出面５２Ｐの乾燥を防止するため、液滴吐出装置１００の待機時に吐出面５２Ｐをキャッピングするものである。またクリーニングユニット５８は、液滴吐出ヘッド２０におけるノズルの目詰まりを取り除くため、ノズルの内部を吸引するものである。なおクリーニングユニット５８は、液滴吐出ヘッド２０における吐出面５２Ｐの汚れを取り除くため、吐出面５２Ｐのワイピングを行うことも可能である。

本発明の液滴吐出装置１００は、液滴Ｌの大きさがより微細化されたとしても、液滴Ｌの着弾位置精度を向上させることが可能な液滴吐出ヘッド２０を搭載しているので、高精度な描画を実現することができる。例えば液滴Ｌをインクとして使用するインクジェットプリンタなどの印刷装置などでは、印刷品質の向上可能な印刷装置を提供できる。

以上、好ましい実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含み、本発明の目的を達成できる範囲で、他のいずれの具体的な構造および形状に設定できる。
（変形例１）

前述の第１実施形態〜第３実施形態で液滴吐出ヘッド２０は、貫通部としてのノズル２１（または、ノズル１２１、２２１）の表面に、液滴誘導部２２（または、液滴誘導部１２２、２２２）を配置した構成にしたが、これに限らない。例えば図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１貫通部５２１ａに液滴誘導部５２２を形成し、第２基板としてのノズルプレート５９の面に突起部５２２ａを配置する構成にしてもよい。このようにしても、前述の第１実施形態〜第３実施形態と同様の効果が得られ、液滴Ｌの直進飛行性を安定化することができるので、着弾位置精度を向上することが可能な液滴吐出ヘッド２０を提供できる。
（変形例２）

前述の第１実施形態〜第３実施形態で液滴吐出ヘッド２０は、貫通部としてのノズル２１（または、ノズル１２１、２２１）の表面に、液滴誘導部２２（または、液滴誘導部１２２、２２２）を配置した構成にしたが、これに限らない。例えば図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、第２貫通部６２１ｂに液滴誘導部６２２を形成し、第２基板としてのノズルプレート５９の面に突起部６２２ａを配置する構成にしてもよい。このようにしても、前述の第１実施形態〜第３実施形態と同様の効果が得られ、液滴Ｌの直進飛行性を安定化することができるので、着弾位置精度を向上することが可能な液滴吐出ヘッド２０を提供できる。
（変形例３）

前述の第４実施形態および第５実施形態で液滴吐出ヘッド２０は、第１貫通部３２１ａ（または、第１貫通部４２１ａ）の表面に、液滴誘導部３２２（または、液滴誘導部４２２）を粗密に分布するように配置した構成にしたが、これに限らない。例えば図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、凹凸部としての液滴誘導部７２２を粗密に分布するように配置した構成にしてもよい。このようにしても、前述の第４実施形態および第５実施形態と同様の効果が得られ、着弾位置精度を向上することが可能な液滴吐出ヘッド２０を提供できる。
（変形例４）

前述の第４実施形態、第５実施形態および変形例３で液滴吐出ヘッド２０は、第１貫通部３２１ａ（または、第１貫通部４２１ａ）の表面に、液滴誘導部３２２（または、液滴誘導部４２２）を粗密に分布するように配置した構成にしたが、これに限らない。例えば第１貫通部３２１ａ（または、第１貫通部４２１ａ）の一部に緻密部Ｇのみを配置する構成にしてもよい。このようにしても、前述の第４実施形態、第５実施形態および変形例３と同様の効果が得られ、着弾位置精度を向上することが可能な液滴吐出ヘッド２０を提供できる。
（変形例５）

前述の第４実施形態、第５実施形態および変形例３で液滴吐出ヘッド２０は、第１貫通部３２１ａ（または、第１貫通部４２１ａ）の表面に、液滴誘導部３２２（または、液滴誘導部４２２）を粗密に分布するように配置した構成にしたが、これに限らない。例えば第１貫通部３２１ａ（または、第１貫通部４２１ａ）の表面の一部に粗密部Ｆのみを配置する構成にしてもよい。このようにしても、前述の第４実施形態、第５実施形態および変形例３と同様の効果が得られ、着弾位置精度を向上することが可能な液滴吐出ヘッド２０を提供できる。
（変形例６）

前述の第４実施形態、第５実施形態および変形例３で液滴吐出ヘッド２０は、第１貫通部３２１ａ（または、第１貫通部４２１ａ、７２１ａ）の表面に、液滴誘導部３２２（または、液滴誘導部４２２、７２２）を粗密に分布するように配置した構成にしたが、これに限らない。例えば第１貫通部３２１ａ（または、第１貫通部４２１ａ、７２１ａ）と、第２貫通部３２１ｂ（または、第２貫通部４２１ｂ、７２１ｂ）との、両方の表面に、液滴誘導部３２２（または、液滴誘導部４２２、７２２）を配置する構成にしてもよい。このようにしても、前述の第４実施形態、第５実施形態および変形例５と同様の効果が得られ、着弾位置精度を向上することが可能な液滴吐出ヘッド２０を提供できる。
（変形例７）

前述の第４実施形態、第５実施形態および変形例３で液滴吐出ヘッド２０は、第１貫通部３２１ａ（または、第１貫通部４２１ａ、７２１ａ）の表面に、液滴誘導部３２２（または、液滴誘導部４２２、７２２）を粗密に分布するように配置した構成にしたが、これに限らない。例えば第２貫通部３２１ｂ（または、第２貫通部４２１ｂ、７２１ｂ）の表面に、液滴誘導部３２２（または、液滴誘導部４２２、７２２）を配置する構成にしてもよい。このようにしても、前述の第４実施形態、第５実施形態および変形例３と同様の効果が得られ、着弾位置精度を向上することが可能な液滴吐出ヘッド２０を提供できる。

第１実施形態における液滴吐出ヘッドのノズルプレートの例を示す概略図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図。 液滴吐出ヘッドのノズルプレートの製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、概略図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図。 第２実施形態における液滴吐出ヘッドのノズルプレートの例を示す概略図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図。 液滴吐出ヘッドのノズルプレートの製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、概略図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図。 第３実施形態における液滴吐出ヘッドのノズルプレートの例を示す概略図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図。 液滴吐出ヘッドのノズルプレートの製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、フォトマスクの概略図であり、（ｂ）は、フォトマスクをのせたときの図。 液滴吐出ヘッドのノズルプレートの製造方法の手順を示すフローチャート。 第４実施形態における液滴吐出ヘッドのノズルプレートの例を示す概略図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図。 液滴吐出ヘッドのノズルプレートの製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、概略図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図。 第５実施形態における液滴吐出ヘッドのノズルプレートの例を示す概略図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図。 液滴吐出ヘッドのノズルプレートの製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、フォトマスクの概略図であり、（ｂ）は、フォトマスクをのせたときの図。 液滴吐出ヘッドの主要部を部分的に示す図であり、（ａ）は、概略斜視図であり、（ｂ）は、概略断面図。 液滴吐出装置の概略構成を示す斜視図。 変形例１における液滴吐出ヘッドのノズルプレートの例を示す概略図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の部分拡大図。 変形例２における液滴吐出ヘッドのノズルプレートの例を示す概略図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の部分拡大図。 変形例３における液滴吐出ヘッドのノズルプレートの例を示す概略図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図。

符号の説明

２０…液滴吐出ヘッド、２１（１２１、２２１、３２１、４２１、５２１、６２１、７２１）…貫通部としてのノズル、２１ａ（１２１ａ、２２１ａ、３２１ａ、４２１ａ、５２１ａ、６２１ａ、７２１ａ）…第１貫通部、２１ｂ（１２１ｂ、２２１ｂ、３２１ｂ、４２１ｂ、５２１ｂ、６２１ｂ、７２１ｂ）…第２貫通部、２２（１２２、２２２、３２２、４２２、５２２、６２２、７２２）…液滴誘導部、２３…第１の線、２４…第２の線、２５…尖端、５９…第２基板としてのノズルプレート、６２…第１基板としての仕切り部材、６３…圧力室としての材料室、１００…液滴吐出装置、Ｆ…粗密部、Ｇ…緻密部、Ｌ…液滴、Ｐ…基体としての基板、Ｒ…曲線部。

Claims (29)

1. 圧力室に接続され、液滴を吐出する貫通部が形成された基板を備え、
   前記基板の前記貫通部に形成された前記液滴を誘導する複数の液滴誘導部を有し、
   前記液滴誘導部の各々が、前記液滴を吐出する方向に向かって曲率を有して延在していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記貫通部の表面に、前記液滴を吐出する方向に対して交差する方向に、複数の尖端を備え、
   前記尖端が、前記液滴誘導部に含まれることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
3. 請求項１または請求項２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記液滴に対する前記液滴誘導部表面の濡れ性が、前記貫通部における前記液滴誘導部以外の表面の濡れ性と異なることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
4. 圧力室に接続され、液滴を吐出する貫通部が形成された基板を備え、
   前記貫通部は、前記圧力室に接続するように形成された第１の貫通部と、前記第１の貫通部に連通する第２の貫通部とを、含み、
   前記第１の貫通部の表面と、前記第２の貫通部の表面との、うち、少なくとも一方の前記表面に、複数の尖端が、前記液滴を吐出する方向に対して交差する方向に形成されており、
   前記尖端の各々は、第１の線と、前記第１の線と接続するように配置された第２の線とからなり、前記尖端の各々は、前記液滴を吐出する方向に向かって曲率を有して延在している前記液滴誘導部に含まれることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
5. 請求項４に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記第１の線および前記第２の線のうち少なくとも一方が、曲線部を含んで形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
6. 請求項４〜請求項５のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記第１の線の長さが、前記第２の線の長さより長く形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
7. 請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記第１の線と、前記第２の線との配置位置が、前記尖端の位置に対して略等しい位置に配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
8. 請求項４〜請求項７のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記第１の線と、前記第２の線との配置位置が、前記尖端の位置に対して対称の位置に配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
9. 液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、
   前記液滴吐出ヘッドとして、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
10. 圧力室に接続され、液滴を吐出する貫通部が形成される基板を備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
    前記基板の前記貫通部に前記液滴を吐出する方向に向かって曲率を有して延在している複数の液滴誘導部を形成する工程を備えていることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
11. 請求項１０に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
    前記液滴誘導部を形成する工程では、
    前記貫通部の表面に、前記液滴を吐出する方向に対して交差する方向に、複数の尖端を形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
12. 請求項１０または請求項１１に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
    前記液滴誘導部を形成する工程では、
    前記液滴に対する前記液滴誘導部表面の濡れ性を、前記貫通部表面の濡れ性と異なるように形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
13. 圧力室に接続され、液滴を吐出する基板を有する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、 前記基板に、前記圧力室に接続する第１の貫通部と、前記第１の貫通部に連通する第２の貫通部とを有する貫通部を形成する工程と、
    前記第１の貫通部の表面と、前記第２の貫通部の表面とのうち、少なくとも一方の前記表面に、第１の線と、前記第１の線と接続するように配置された第２の線とからなる尖端を複数有し、かつ、前記液滴を吐出する方向に向かって曲率を有して延在するように、液滴誘導部を形成する工程と、
    を備えていることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
14. 請求項１３に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
    前記液滴誘導部を形成する工程では、
    前記第１の線および前記第２の線のうち少なくとも一方に、曲線部を含んで形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
15. 請求項１３または請求項１４に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
    前記液滴誘導部を形成する工程では、
    前記第２の線の長さより前記第１の線の長さを長く形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
16. 請求項１３〜請求項１５のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
    前記液滴誘導部を形成する工程では、
    前記尖端の位置に対して、前記第１の線と、前記第２の線との配置位置を略等しい位置になるように形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
17. 請求項１３〜請求項１６のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、 前記液滴誘導部を形成する工程では、
    前記尖端の位置に対して、前記第１の線と、前記第２の線との配置位置を対称の位置になるように形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
18. 液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置の製造方法であって、
    請求項１０〜請求項１７のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法で形成された前記液滴吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
19. 圧力室に接続され、液滴を吐出する貫通部が形成された基板を備え、
    前記基板の前記貫通部に形成された前記液滴を誘導する複数の液滴誘導部を有し、
    前記液滴誘導部の各々が、前記液滴を吐出する方向に向かって粗密に延在していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
20. 請求項１９に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記液滴誘導部は、前記液滴を吐出する方向に対して平行または傾きを持って形成されており、
    前記液滴誘導部は、粗密に分布した溝を備えていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
21. 請求項１９に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記液滴誘導部は、前記液滴を吐出する方向に対して平行または傾きを持って形成されており、
    前記液滴誘導部は、粗密に分布した濡れ性の異なる前記パターンを備えていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
22. 請求項１９に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記液滴誘導部は、前記液滴を吐出する方向に対して平行または傾きを持って形成されており、
    前記液滴誘導部は、粗密に分布した複数の微小な凹凸部を備えていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
23. 請求項１９〜請求項２２のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
    前記貫通部が、前記圧力室と接続する第１貫通部と、前記第１貫通部と連通する第２貫通部とを備え、
    前記液滴誘導部は、前記第１貫通部に形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
24. 液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、
    前記液滴吐出ヘッドとして、請求項１９〜請求項２３のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
25. 圧力室に接続され、液滴を吐出する貫通部が形成される基板を備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
    前記基板の前記貫通部に前記液滴を吐出する方向に向かって粗密に延在している複数の液滴誘導部を形成する工程を備えていることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
26. 請求項２５に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
    前記液滴誘導部を形成する工程では、
    前記貫通部の表面に、前記液滴を吐出する方向に向かって粗密に分布するように平行または傾きを有する複数の溝を形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
27. 請求項２５に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
    前記液滴誘導部を形成する工程では、
    前記貫通部の表面に、前記液滴を吐出する方向に向かって粗密に分布するように平行または傾きを有する複数の濡れ性の異なるパターンを形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
28. 請求項２５に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
    前記液滴誘導部を形成する工程では、
    前記貫通部の表面に、前記液滴を吐出する方向に向かって粗密に分布するように複数の微小な凹凸部を形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
29. 液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置の製造方法であって、
    請求項２５〜請求項２８のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法で形成された前記液滴吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。

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