WO2023181683A1 - 液滴吐出装置および液滴吐出方法 - Google Patents

液滴吐出装置および液滴吐出方法 Download PDF

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WO2023181683A1
WO2023181683A1 PCT/JP2023/004419 JP2023004419W WO2023181683A1 WO 2023181683 A1 WO2023181683 A1 WO 2023181683A1 JP 2023004419 W JP2023004419 W JP 2023004419W WO 2023181683 A1 WO2023181683 A1 WO 2023181683A1
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droplet
droplet discharge
nozzle
discharge nozzle
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PCT/JP2023/004419
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Inventor
和広 村田
Original Assignee
株式会社Sijテクノロジ
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/06Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters

Definitions

  • the present invention relates to a droplet ejection device and a droplet ejection method.
  • Patent Document 1 discloses an electrostatic discharge type inkjet recording apparatus.
  • one of the objects of the present invention is to provide a droplet ejection device that can change the ejection pattern without replacing the multi-nozzle head.
  • an object holding part for holding an object, at least one first droplet ejection nozzle for ejecting a first droplet, and the first droplet ejection nozzle has a second tip having a second inner diameter smaller than the first inner diameter of the first tip in, and discharges a second droplet using the first droplet discharged from the first droplet discharge nozzle.
  • a plurality of second droplet discharge nozzles a relative positional relationship between the object held by the object holding section and the second droplet discharge nozzles, and a plurality of second droplet discharge nozzles and the second droplet discharge nozzles;
  • a droplet discharge device is provided that includes a drive unit that controls a relative positional relationship with a droplet discharge nozzle.
  • each of the plurality of second droplet discharge nozzles may be connected to a plate portion having a through hole with a third inner diameter larger than the second inner diameter.
  • the at least one first droplet discharge nozzle includes a plurality of first droplet discharge nozzles, and the distance between adjacent second droplet discharge nozzles is equal to the distance between adjacent second droplet discharge nozzles. It may be smaller than the distance between them.
  • the first droplet discharge nozzle may be a piezo type nozzle
  • the second droplet discharge nozzle may be an electrostatic discharge type nozzle
  • the plurality of second droplet discharge nozzles may be provided in a first direction and a second direction intersecting the first direction.
  • the droplet discharge device may further include an inspection section that inspects the opening state of the second droplet discharge nozzle.
  • the second droplet discharge nozzle may be cleaned when a predetermined condition is satisfied.
  • the first droplet discharge nozzle discharges the first droplet, thereby discharging the first droplet from the first inner diameter of the first tip of the first droplet discharge nozzle.
  • a droplet ejection method is provided that includes ejecting the second droplet onto an object using one droplet.
  • the first droplet discharge nozzle may be a piezo type nozzle
  • the second droplet discharge nozzle may be an electrostatic discharge type nozzle
  • the second droplet discharge nozzle may be cleaned when a predetermined condition is satisfied.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a droplet ejection device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view of a multi-nozzle head according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a droplet discharge nozzle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view and a cross-sectional view of a droplet discharge nozzle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a droplet ejection method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a droplet ejection method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a droplet ejection method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a droplet ejection method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a droplet ejection method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a droplet ejection method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view of a multi-nozzle head according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is a schematic diagram of a droplet ejection device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of a formed pattern.
  • 1 is a schematic diagram of a droplet ejection device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a droplet ejection device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the droplet ejection device 100 includes a control section 110, a storage section 115, a power supply section 120, a drive section 130, an ink tank 135, a first droplet ejection section 140, a second droplet ejection section 150, and an object holding section 160. .
  • the control unit 110 includes a CPU (Central Processing Unit), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and an FPGA (Field Programmable Circuit). Gate Array) or other arithmetic processing circuits.
  • the control unit 110 controls the ejection process of the first droplet ejection unit 140 using a droplet ejection program set in advance.
  • the storage unit 115 has a function as a database that stores a droplet ejection program and various information used in the droplet ejection program.
  • a memory, an SSD, or a memorizable element is used for the storage unit 115.
  • the power supply unit 120 is connected to the control unit 110 , the storage unit 115 , the drive unit 130 , the ink tank 135 , the first droplet discharge unit 140 , the second droplet discharge unit 150 , and the object holding unit 160 .
  • the power supply unit 120 applies voltage to the first droplet discharge unit 140 and the second droplet discharge unit 150 based on the signal input from the control unit 110.
  • the power supply unit 120 applies a pulsed voltage to the first droplet discharge unit 140 and the second droplet discharge unit 150.
  • the voltage is not limited to a pulse voltage, and a constant voltage may be constantly applied.
  • the first droplet 147 is directed toward the object 200 from the tip 141a of the first droplet discharge nozzle 141 (described later) by the voltage applied from the power supply unit 120 to the first droplet discharge unit 140 (third direction D3). is discharged.
  • the voltage applied from the power supply section 120 to the second droplet ejection section 150 causes the second droplet ejection nozzle 153 (tip The second droplet 157 is ejected from the portion 153a)) in the direction of the object 200 (third direction D3).
  • the drive unit 130 is composed of drive members such as a motor, a belt, and a gear. Based on an instruction from the control unit 110, the drive unit 130 controls the object holding unit 160 to operate a first droplet discharge unit 140 (first droplet discharge nozzle 141) and a second droplet discharge unit 150 (more specifically , the multi-nozzle head 151) is relatively moved (in this example, in the second direction D2). Thereby, the drive unit 130 determines the relative positional relationship between the target object 200 and the multi-nozzle head 151 (second droplet discharge nozzle 153) during use of the device (during droplet discharge), and the relative positional relationship between the first droplet discharge nozzle and the target object 200 when the device is used (during droplet discharge). 141 and the multi-nozzle head 151 (second droplet discharge nozzle 153).
  • the drive unit 130 may move the object 200 by appropriately fixing the first droplet discharge unit 140 (first droplet discharge nozzle 141) and the second droplet discharge unit 150 (multi-nozzle head 151). Further, the drive unit 130 may be used in combination with a goniometer stage to finely adjust the first droplet discharge nozzle 141 and the multi-nozzle head 151 (second droplet discharge nozzle 153).
  • the object holding section 160 has a function of holding the object 200.
  • a stage is used as the object holding section 160.
  • the mechanism by which the object holding unit 160 holds the object 200 is not particularly limited, and a general holding mechanism may be used.
  • the object 200 is vacuum-adsorbed to the object holding section 160. Note that the present invention is not limited to this, and the object holding section 160 may hold the object 200 using a fixture.
  • the target object 200 refers to a member from which droplets are ejected from the droplet ejection unit.
  • the object 200 is a glass plate.
  • the object 200 is not limited to a glass plate.
  • it may be a metal plate or an organic resin member.
  • metal wiring or an organic resin member may be formed on the object 200.
  • the object 200 may be provided with a counter electrode for ejecting droplets. At this time, a GND potential may be applied to the object 200.
  • the first droplet discharge section 140 is arranged above the object 200 (object holding section 160) and the second droplet discharge section 150 when the drive section 130 discharges the droplets.
  • the first droplet discharge unit 140 includes a first droplet discharge nozzle 141 and a piezoelectric element 145 for discharging droplets (first droplets 147).
  • a piezo-type inkjet nozzle is used as the first droplet discharge nozzle 141.
  • the piezoelectric element 145 is provided above the first droplet discharge nozzle 141, the arrangement of the piezoelectric element 145 may be changed as appropriate. Piezoelectric element 145 is electrically connected to power supply section 120.
  • the piezoelectric element 145 presses the liquid supplied from the ink tank 135 with the voltage applied from the power supply unit 120, thereby causing the first liquid droplet to flow from the tip 141a (also referred to as the first tip) of the first droplet ejection nozzle 141.
  • a droplet 147 is ejected.
  • the first droplet discharge nozzle 141 of the first droplet discharge section 140 is provided perpendicularly to the surface of the object 200 (the upper surface of the object holding section 160).
  • the second droplet discharge section 150 is arranged on the object 200 (object holding section 160) when the drive section 130 discharges the droplets.
  • the first droplet discharge section 140 is arranged above the second droplet discharge section 150 during droplet discharge. Therefore, the second droplet discharge section 150 is disposed between the first droplet discharge section 140 and the object 200 (object holding section 160) during droplet discharge.
  • the second droplet ejection section 150 may be partially connected or fixed to the first droplet ejection section 140.
  • the second droplet discharge section 150 includes a multi-nozzle head 151.
  • the multi-nozzle head 151 is used while being fixed to a mount and an attachment (not shown).
  • the multi-nozzle head 151 is provided with a plurality of second droplet discharge nozzles 153 for discharging droplets (second droplets 157).
  • As the second droplet discharge nozzle 153 an electrostatic discharge type inkjet nozzle is used. Details of the multi-nozzle head 151 will be described in detail below.
  • FIG. 2 is a plan view of the multi-nozzle head 151.
  • FIG. 3 is a perspective view of the second droplet discharge nozzle 153.
  • FIG. 4A is a top view of the second droplet discharge nozzle 153.
  • FIG. 4(B) is a cross-sectional view of the second droplet discharge nozzle 153 along A1-A2.
  • the multi-nozzle head 151 includes a plate portion 152 and a second droplet discharge nozzle 153.
  • the plate portion 152 is provided in a plate shape. In this example, the plate portion 152 extends in the first direction D1.
  • the plate portion 152 is made of a metal material such as nickel, copper, or stainless steel, but may be changed as appropriate as long as it is a material that can be used when a potential can be applied.
  • the thickness of the plate portion 152 is set appropriately. In this example, the thickness of the plate portion 152 is greater than or equal to 10 ⁇ m and less than or equal to 100 ⁇ m.
  • the second droplet discharge nozzle 153 is connected to one surface (lower surface) of the plate portion 152 at the upper portion.
  • the multi-nozzle head 151 includes a plurality of second droplet discharge nozzles 153.
  • the second droplet discharge nozzles 153 are arranged side by side in the first direction D1.
  • second droplet discharge nozzles 153-1, 153-2, . . . , 153-(N-1), 153-N are provided on the plate portion 152.
  • N is a natural number of 3 or more. Note that if it is not necessary to separately explain the second droplet discharge nozzles 153-1, 153-2, . . .
  • the second droplet discharge nozzle 153 is made of a metal material such as nickel or copper, but may be changed as appropriate as long as it is a material that can be used when a potential can be applied.
  • the second droplet discharge nozzle 153 has a tapered shape. In this example, the distance d1 between adjacent second droplet discharge nozzles 153 (the distance between the second droplet discharge nozzles 153-1 and 153-2) is 200 ⁇ m.
  • the plate portion 152 has an ejection opening of the second droplet ejection nozzle 153 (aperture 153ao of the tip 153a of the second droplet ejection nozzle 153) in a portion corresponding to (overlapping portion with) the second droplet ejection nozzle 153.
  • the through hole 152o has an inner diameter r152o (also referred to as a third inner diameter) larger than an inner diameter r153a (also referred to as a second inner diameter).
  • the inner diameter of the through hole of the plate portion 152 may be 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the inner diameter of the tip 153a of the second droplet discharge nozzle 153 may be several hundred nm or more and 50 ⁇ m or less, preferably 1 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, and more preferably 5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • a voltage may be applied to the second droplet discharge nozzle 153, a voltage may be applied to the plate portion 152, or a voltage may be applied to the ink stored in the second droplet discharge nozzle 153. It may be applied.
  • electrodes may be provided. The electrode may be provided with tungsten, nickel, molybdenum, titanium, gold, silver, copper, platinum, or the like.
  • a plurality of electrodes may be provided so that voltage is uniformly applied to the entire plate portion 152.
  • a voltage is applied to the second droplet ejection nozzle 153, the plate portion 152, or the ink. A voltage may be applied.
  • the inner diameter r153a (second inner diameter) of the outlet (tip 153a) of the second droplet discharge nozzle 153 is larger than the inner diameter (also referred to as first inner diameter) of the outlet (tip 141a) of the first droplet discharge nozzle 141. It's also small. Therefore, the discharge amount per unit time of the second droplet discharge nozzle 153 is smaller than the discharge amount per unit time of the first droplet discharge nozzle 141.
  • the second droplet ejection unit 150 is not connected to the ink tank 135.
  • the first droplet discharge section 140 first droplet discharge nozzle 141
  • the second droplet discharge section 150 multi-nozzle head 151
  • the position at which ink is ejected can be controlled based on the relative positional relationship between the first droplet ejection nozzle 141 and the multi-nozzle head 151 including a plurality of second droplet ejection nozzles.
  • the first droplet discharge section 140 is moved to a predetermined position in the first direction D1 by the control section 110 and the drive section 130. At this time, the first droplet discharge section 140 (first droplet discharge nozzle 141) is arranged at a predetermined position on the multi-nozzle head 151 in the second droplet discharge section 150.
  • the first droplet ejection nozzle 141 moves the liquid held in the ink tank 135 to a predetermined position above the multi-nozzle head 151 by the voltage applied from the power supply unit 120. is ejected as the first droplet 147 in the third direction D3 (specifically, downward).
  • the discharged first droplet 147 is provided to a predetermined second droplet discharge nozzle 153 and temporarily stored. As shown in FIG. 6, the first droplet discharge unit 140 repeatedly performs the above-described process. As a result, the first droplet 147 is provided (stored) to some of the second droplet discharge nozzles 153 among the plurality of second droplet discharge nozzles 153 . At this time, in this embodiment, the second droplet discharge nozzle 153 is connected to the plate portion 152 on the upper side. The plate portion 152 has a through hole with an inner diameter larger than that of the second droplet discharge nozzle 153. Accordingly, it can be said that the second droplet discharge nozzle 153 has a structure in which the first droplet can be easily stored.
  • the power supply section 120 applies a pulsed voltage (in this example, based on the target object (GND potential)) to the second droplet ejection section 150 (multi-nozzle head 151) based on the control from the control section 110. 1000V) is applied.
  • a pulsed voltage in this example, based on the target object (GND potential)
  • the second droplet discharge nozzle 153 uses the first droplet 147 (part of the first droplet 147) provided to the second droplet discharge nozzle 153 to produce a second droplet.
  • Droplets 157 are ejected at the same time.
  • a discharge pattern of the second droplets 157 is formed on the object 200.
  • the second droplet ejection unit 150 even if the second droplet ejection unit 150 has a multi-nozzle head including a plurality of electrostatic ejection type droplet ejection nozzles, the second droplet ejection unit 150 is connected to the ink tank. are not directly connected. For this reason, the discharge of droplets from all the second droplet discharge nozzles at the same time is restricted. Only the first droplet discharge section 140 is connected to the ink tank 135. In the case of this embodiment, when forming a discharge pattern, the position at which a droplet is to be discharged is controlled by moving the first droplet discharge section 140, and the size of the droplet is controlled by the second droplet discharge section 150. Ru.
  • the ejection pattern can be changed without replacing the multi-nozzle head. Furthermore, in the case of this embodiment, a pattern can be formed on the object using small-diameter droplets discharged from the electrostatic discharge nozzle. That is, by using this embodiment, a desired ejection pattern can be formed with high precision.
  • a second droplet ejection unit (multi-nozzle head) different from the first embodiment will be described. Specifically, an example in which the second droplet discharge nozzles are provided two-dimensionally will be described. In addition, for convenience of explanation, members will be omitted as appropriate in the explanation.
  • FIG. 9 is a plan view of the multi-nozzle head 151A in the second droplet discharge section 150A. As shown in FIG. 9, the multi-nozzle head 151A includes a plate portion 152 and a second droplet discharge nozzle 153A.
  • the plurality of second droplet discharge nozzles 153A are provided on one surface of the plate portion 152.
  • the second droplet discharge nozzles 153A are arranged at regular intervals in a first direction D1 and a second direction D2 that intersects (orthogonally in this example) the first direction D1.
  • the second droplet discharge unit 150A even if the second droplet discharge unit 150A has a multi-nozzle head including a plurality of electrostatic discharge type droplet discharge nozzles arranged two-dimensionally, the second droplet discharge unit 150A The portion 150A is not directly connected to the ink tank 135. For this reason, the discharge of droplets from all the second droplet discharge nozzles 153 at the same time is restricted. At this time, only the first droplet discharge section 140 is connected to the ink tank 135. In the case of this embodiment, when forming an ejection pattern, the position at which a droplet is to be ejected is controlled by moving the first droplet ejecting section 140, and the size of the droplet is controlled by the second droplet ejecting section 150A. Ru.
  • the ejection pattern can be changed without replacing the multi-nozzle head. Further, by discharging droplets using an electrostatic discharge type droplet discharging nozzle, a desired discharge pattern can be formed with high precision.
  • the second droplet discharge nozzles 153A are arranged at equal intervals in the first direction D1 and the second direction D2, but the present invention is not limited to this.
  • they may be arranged offset (zigzag) in the second direction, or the intervals between adjacent second droplet discharge nozzles 153A may be different.
  • a droplet ejection device different from the first and second embodiments will be described. Specifically, an example in which a plurality of first droplet discharge nozzles are provided will be described. In addition, for convenience of explanation, members will be omitted as appropriate in the explanation.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of the droplet ejection device 100B.
  • the droplet discharge device 100B includes a control section 110, a storage section 115, a power supply section 120, a drive section 130, a first droplet discharge section 140B, a second droplet discharge section 150B, and an object holding section. 160 included.
  • the first droplet discharge unit 140B includes a plurality of first droplet discharge nozzles 141B.
  • two first droplet discharge nozzles 141B are arranged side by side in the first direction D1.
  • each of the first droplet discharge nozzles 141B may be controlled to move and discharge independently. Further, the number of first droplet discharge nozzles 141B may be changed as appropriate.
  • the distance D1 between the adjacent first droplet discharge nozzles 141B (more specifically, the tip portion 141Ba of the first droplet discharge nozzle 141B) is the distance D1 between the adjacent second droplet discharge nozzles 153B (more specifically, the tip portion 141Ba of the first droplet discharge nozzle 141B). Specifically, it is larger than the distance D2 between the tips 153Ba of the second droplet discharge nozzles 153B.
  • the second droplet discharge nozzle 153B of the second droplet discharge unit 150B may be arranged in the first direction D1 and the second direction D2, similarly to the second droplet discharge nozzle 153A.
  • first droplet discharge nozzles 141B are arranged side by side in the first direction D1, but the present invention is not limited to this.
  • Three or more first droplet discharge nozzles 141B may be provided, and adjacent first droplet discharge nozzles 141B may be arranged in a direction intersecting the first direction D1.
  • FIG. 11 is a plan view of a pattern formed using the first droplet discharge section 140B and the second droplet discharge section 150B. As shown in FIG. 11, a pattern 190 formed by second droplets 157 is provided on the object 200. In the case of this embodiment, the first droplet discharge section 140B and the second droplet discharge section 150B are used in combination. At this time, the first droplet discharge nozzle 141B of the first droplet discharge section 140B moves two-dimensionally to a desired position on the multi-nozzle head 151B. By discharging droplets from each of the first droplet discharge nozzles 141B at once, a desired complex pattern can be formed in a short time without replacing the multi-nozzle head.
  • the first droplet ejection unit 140B ejects (also referred to as drawing) droplets onto the second droplet ejection unit 150B at the timing of transporting the substrate and the timing of aligning the substrate. Good too.
  • the droplet discharge (drawing) process is started after the substrate transport and alignment operations are completed.
  • these process times can be used for the first droplet ejection process. Therefore, immediately after alignment of the substrate, the second droplet ejecting section 150B can eject all at once. As a result, extremely high-speed drawing becomes possible.
  • a desired ejection pattern can be formed with high precision using an electrostatic ejection type multi-nozzle head, and high-speed drawing is possible without wasted time. , more complex ejection patterns can be formed.
  • a droplet ejection device different from the first to third embodiments will be described. Specifically, a droplet ejection device having an inspection section will be described. In addition, for convenience of explanation, members will be omitted as appropriate in the explanation.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of the droplet discharge device 100C.
  • the droplet discharge device 100C includes a control section 110, a storage section 115, a power supply section 120, a drive section 130, a first droplet discharge section 140, a second droplet discharge section 150, and an object holding section.
  • an inspection section 170 is included.
  • the inspection unit 170 may inspect the tip portion 153a of the second droplet discharge nozzle 153 before discharging the droplet.
  • the inspection unit 170 may use a CMOS image sensor. A part of the droplet discharged from the first droplet discharge section 140 may remain in the second droplet discharge nozzle 153 of the second droplet discharge section 150 .
  • the inspection unit 170 inspects the second droplet discharge unit 150 for the second droplet 157, when the tip portion 153a of the second droplet discharge nozzle 153 satisfies a predetermined condition, the second droplet discharge nozzle 153 , may be subjected to cleaning treatment.
  • the predetermined condition may be that the occlusion rate of the distal end portion 153a is 30% or more.
  • An organic solvent may be used when cleaning the second droplet discharge nozzle 153.
  • the second droplet 157 can be stably ejected from the second droplet ejecting section.
  • the discharged first droplet 147 is provided to a predetermined second droplet discharge nozzle 153 and temporarily stored, but the present invention is limited to this. Not done.
  • the second droplet 157 may be ejected without being stored after being provided to the second droplet ejection nozzle 153.
  • voltage may be applied to the first droplet discharge nozzle 141 and the second droplet discharge nozzle 153 at the same time.
  • the first droplet discharge section 140 is arranged on the object 200 (object holding section 160) and the second droplet discharge section 150, but the present invention It is not limited to this.
  • the first droplet discharge unit 140 may discharge the first droplet 147 onto the object 200 without passing through the second droplet discharge unit 150 (multi-nozzle head 151). Thereby, it is possible to form a high-definition pattern and a pattern with a large droplet size on the object 200.
  • the present invention is not limited to this. It may be divided into multiple times and ejected sequentially.
  • the second droplet 157 is discharged after being discharged to several second droplet discharge nozzles 153, but the present invention is not limited to this.
  • the second droplet 157 may be ejected.
  • the timing of ejecting the first droplet and the second droplet may be controlled as appropriate.
  • the first droplet discharge nozzle 141 and the multi-nozzle head 151 are arranged above the object to discharge droplets.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the first droplet ejection nozzle 141 and the multi-nozzle head 151 do not need to be arranged above the target object 200.
  • the second droplet ejection nozzle 153 do not need to be placed on the multi-nozzle head 151 (second droplet ejection nozzle 153) and the object 200.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Droplet discharge device, 110... Control unit, 115... Storage unit, 120... Power supply unit, 130... Drive unit, 135... Ink tank, 140... First Droplet discharge part, 141... First droplet discharge nozzle, 141a... Tip part, 145... Piezoelectric element, 147... First droplet, 150... Second droplet discharge part, 151...Multi nozzle head, 151o...Through hole, 152...Plate part, 153...Second droplet discharge nozzle, 153a...Tip part, 153ao...Opening part, 157... ...Second droplet, 160...Object holding section, 170...Inspection section, 190...Pattern, 200...Object

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Abstract

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、第1液滴を吐出するための少なくとも一つの第1液滴吐出ノズルと、前記第1液滴吐出ノズルにおける第1先端部の第1内径よりも小さい第2内径を有する第2先端部を有し、前記第1液滴吐出ノズルから吐出された第1液滴を用いて第2液滴を吐出するための複数の第2液滴吐出ノズルと、前記対象物保持部に保持された対象物と前記第2液滴吐出ノズルとの相対的な位置関係および前記第1液滴吐出ノズルと前記第2液滴吐出ノズルとの相対的な位置関係を制御する駆動部と、を含む。

Description

液滴吐出装置および液滴吐出方法
 本発明は、液滴吐出装置および液滴吐出方法に関する。
 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。
特開平10-34967号公報
 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。
 そこで、本発明は、マルチノズルヘッドを交換せずに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。
 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、第1液滴を吐出するための少なくとも一つの第1液滴吐出ノズルと、前記第1液滴吐出ノズルにおける第1先端部の第1内径よりも小さい第2内径を有する第2先端部を有し、前記第1液滴吐出ノズルから吐出された第1液滴を用いて第2液滴を吐出するための複数の第2液滴吐出ノズルと、前記対象物保持部に保持された対象物と前記第2液滴吐出ノズルとの相対的な位置関係および前記第1液滴吐出ノズルと前記第2液滴吐出ノズルとの相対的な位置関係を制御する駆動部と、を含む、液滴吐出装置が提供される。
 上記液滴吐出装置において、前記複数の第2液滴吐出ノズルの各々は、前記第2内径よりも大きい第3内径の貫通孔を有するプレート部と接続されてもよい。
 上記液滴吐出装置において、前記少なくとも一つの第1液滴吐出ノズルは、複数の第1液滴吐出ノズルを含み、隣接する第2液滴吐出ノズル間の距離は隣接する第1液滴吐出ノ
ズル間の距離よりも小さくてもよい。
 上記液滴吐出装置において、前記第1液滴吐出ノズルは、ピエゾ型ノズルであり、前記第2液滴吐出ノズルは、静電吐出型ノズルであってもよい。
 上記液滴吐出装置において、前記複数の第2液滴吐出ノズルは、第1方向および前記第1方向と交差する第2方向に設けられてもよい。
 上記液滴吐出装置において、前記第2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。
 上記液滴吐出装置において、前記第2液滴吐出ノズルは、所定の条件を満たすときにクリーニングされてもよい。
 本発明の一実施形態によれば、第1液滴吐出ノズルが第1液滴を吐出することによって当該第1液滴を、前記第1液滴吐出ノズルにおける第1先端部の第1内径よりも小さい第2内径を有する第2先端部を備える複数の第2液滴吐出ノズルの少なくとも一つに提供することと、前記第1液滴を提供された前記第2液滴吐出ノズルが当該第1液滴を用いて前記第2液滴を対象物に吐出することと、を含む液滴吐出方法が提供される。
 上記液滴吐出方法において、前記第1液滴吐出ノズルは、ピエゾ型ノズルであり、前記第2液滴吐出ノズルは、静電吐出型ノズルであってもよい。
 上記液滴吐出方法において、前記第2液滴吐出ノズルは、所定の条件を満たすときにクリーニングされてもよい。
 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交換せずに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。
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。 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。 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。 本発明の一実施形態に係る液滴吐出ノズルの平面図および断面図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 形成されたパターンの平面模式図である。 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。
 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。
 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、または-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。
 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。
<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。
 液滴吐出装置100は、制御部110、記憶部115、電源部120、駆動部130、インクタンク135、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。
 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1液滴吐出部140の吐出処理を制御する。
 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。
 電源部120は、制御部110、記憶部115、駆動部130、インクタンク135、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および第2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、一定の電圧が常時印加されてもよい。第1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1液滴吐出ノズル141の先端部141aから第1液滴147が対象物200の方向(第3方向D3)に吐出される。同様に、第2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2液滴吐出部150のうち後述するマルチノズルヘッド151に設けられた第2液滴吐出ノズル153(先端部153a))から第2液滴157が対象物200の方向(第3方向D3)に吐出される。
 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1液滴吐出部140(第1液滴吐出ノズル141)および第2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2液滴吐出ノズル153)との相対的な位置関係、および第1液滴吐出ノズル141とマルチノズルヘッド151(第2液滴吐出ノズル153)との相対的な位置関係を制御する。
 駆動部130は、第1液滴吐出部140(第1液滴吐出ノズル141)および第2液滴吐出部150(マルチノズルヘッド151)を適宜固定して対象物200を移動させてもよい。また、駆動部130は、ゴニオステージと組み合わせて用いられ、第1液滴吐出ノズル141とマルチノズルヘッド151(第2液滴吐出ノズル153)を微調整してもよい。
 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、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。
 対象物200は、液滴吐出部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、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。
(1-2.第1液滴吐出部140の構成)
 第1液滴吐出部140は、駆動部130により液滴吐出時において対象物200(対象物保持部160)および第2液滴吐出部150の上方に配置される。第1液滴吐出部140は、液滴(第1液滴147)を吐出するための第1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1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1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1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1液滴147を吐出する。
 第1液滴吐出部140の第1液滴吐出ノズル141は、対象物200の表面(対象物保持部160の上面)に対して垂直に設けられる。
(1-3.第2液滴吐出部150の構成)
 第2液滴吐出部150は、駆動部130により液滴吐出時において対象物200(対象物保持部160)上に配置される。第1液滴吐出部140は、液滴吐出時において第2液滴吐出部150の上方に配置される。したがって、第2液滴吐出部150は、液滴吐出時において第1液滴吐出部140と、対象物200(対象物保持部160)との間に配置される。第2液滴吐出部150は、第1液滴吐出部140と一部において接続または固定されてもよい。第2液滴吐出部150は、マルチノズルヘッド151を含む。
 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(図示せず)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2液滴157)を吐出するための複数の第2液滴吐出ノズル153が設けられる。第2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。
(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2液滴吐出ノズル153の斜視図である。図4(A)は、第2液滴吐出ノズル153の上面図である。図4(B)は、第2液滴吐出ノズル153におけるA1-A2間の断面図である。
 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2液滴吐出ノズル153を含む。
 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。
 図3~図4に示すように、第2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2液滴吐出ノズル153を含む。第2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、第2液滴吐出ノズル153-1、153-2、・・・、153-(N-1)、153-Nがプレート部152に設けられる。Nは、3以上の自然数である。なお、第2液滴吐出ノズル153-1、153-2、・・・、153-(N-1)、153-Nを分けて説明する必要がない場合には、第2液滴吐出ノズル153として説明する。第2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、電位が印加できる場合用いられる材料であれば適宜変更されてもよい。第2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2液滴吐出ノズル153間の距離(第2液滴吐出ノズル153-1と第2液滴吐出ノズル153-2との間の距離)d1は、200μmである。
 プレート部152は、第2液滴吐出ノズル153と対応する部分(重畳する部分)に第2液滴吐出ノズル153の吐出口(第2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の貫通孔の内径は、1μm以上100μm以下であってもよい。第2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。本実施形態において、第2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2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2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2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を保持する治具(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もよい。
 第2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1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)よりも小さい。そのため、第2液滴吐出ノズル153の単位時間当たりの吐出量は、第1液滴吐出ノズル141の単位時間当たりの吐出量より少ない。
 また、本実施形態では、第2液滴吐出部150は、インクタンク135につなげられていない。液滴吐出時において、第1液滴吐出部140(第1液滴吐出ノズル141)は、制御部110および駆動部130により第2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1液滴吐出ノズル141と複数の第2液滴吐出ノズルを含むマルチノズルヘッド151との相対的な位置関係に吐出される位置を制御することができる。
(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5~図8は、液滴吐出方法を示す模式図である。
 まず、第1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の所定の位置まで移動する。このとき、第1液滴吐出部140(第1液滴吐出ノズル141)は、第2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。次に、図5に示すように、第1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インクタンク135に保持された液体を第1液滴147として第3方向D3(具体的には下方)に吐出する。
 吐出された第1液滴147は、所定の第2液滴吐出ノズル153に提供され、一時的に貯蔵される。図6に示すように、第1液滴吐出部140は、上述の処理を繰り返して行う。これにより、複数の第2液滴吐出ノズル153のうちいくつかの第2液滴吐出ノズル153に第1液滴147が提供される(貯蔵される)。このとき、本実施形態では、第2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2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2液滴吐出ノズル153は第1液滴を貯蔵しやすい構造を有しているといえる。
 次に、電源部120は、制御部110からの制御に基づいて第2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7に示すように、第2液滴吐出ノズル153は、第2液滴吐出ノズル153に提供された第1液滴147(第1液滴147の一部)を用いて第2液滴157を同時に吐出する。これにより、図8に示すように、対象物200には、第2液滴157による吐出パターンが形成される。
 本実施形態の場合、第2液滴吐出部150は、複数の静電吐出型の液滴吐出ノズルを含むマルチノズルヘッドを有していても、第2液滴吐出部150は、インクタンクには直接的につながっていない。このため、すべての第2液滴吐出ノズルから一斉に液滴が吐出されることが制限される。第1液滴吐出部140のみがインクタンク135につながっている。本実施形態の場合、吐出パターンを形成する場合、液滴を吐出したい位置は第1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2液滴吐出部150によって制御される。
 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を交換せずに吐出パターン変更することができる。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。
<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2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2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。
(2-1.マルチノズルヘッド151Aの構成)
 図9は、第2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2液滴吐出ノズル153Aを含む。
 複数の第2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2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、5行×13列=65個の液滴吐出ノズルを含む。なお、第2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。
 本実施形態の場合、第2液滴吐出部150Aは、2次元的に配置された複数の静電吐出型の液滴吐出ノズルを含むマルチノズルヘッドを有していても、第2液滴吐出部150Aは、インクタンク135に直接的につながっていない。このため、すべての第2液滴吐出ノズル153から一斉に液滴が吐出されることが制限される。このとき、インクタンク135につながっているのは、第1液滴吐出部140のみである。本実施形態の場合、吐出パターンを形成する場合、液滴を吐出したい位置は第1液滴吐出部140が移動することによって制御され、液滴のサイズが第2液滴吐出部150Aによって制御される。
 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を交換せずに吐出パターンを変更することができる。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。
 本実施形態において、第2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2液滴吐出ノズル153Aの間隔が異なってもよい。
<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1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。
 図10は、液滴吐出装置100Bの模式図である。図10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1液滴吐出部140B、第2液滴吐出部150Bおよび対象物保持部160を含む。
 第1液滴吐出部140Bは、複数の第1液滴吐出ノズル141Bを含む。この例では、2つの第1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1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1液滴吐出ノズル141Bの数は、適宜変更されてもよい。
 本実施形態において、隣接する第1液滴吐出ノズル141B(より具体的には、第1液滴吐出ノズル141Bの先端部141Ba)間の距離D1は、隣接する第2液滴吐出ノズル153B(より具体的には第2液滴吐出ノズル153Bの先端部153Ba)間の距離D2より大きくなる。
 第2液滴吐出部150Bの第2液滴吐出ノズル153Bは、第2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。
 なお、本実施形態において、2つの第1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1液滴吐出ノズル141Bが設けられてもよい、また、隣接する第1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。
 図11は、第1液滴吐出部140Bおよび第2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11に示すように、対象物200上に第2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1液滴吐出部140Bおよび第2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上の所望の位置に第1液滴吐出部140Bの第1液滴吐出ノズル141Bが2次元的に移動する。それぞれの第1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交換せずに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。
 また、本実施形態において、第1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2液滴吐出部150B上に液滴を吐出(描画ともいう)してもよい。
 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1液滴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2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。
 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。
<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。
 図12は、液滴吐出装置100Cの模式図である。図12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に加えて、検査部170を含む。
 検査部170は、液滴を吐出する前に第2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1液滴吐出部140から吐出された液滴の一部は、第2液滴吐出部150の第2液滴吐出ノズル153の中に残存する場合がある。検査部170は、第2液滴157を第2液滴吐出部150を検査した時に、第2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2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2液滴吐出ノズル153をクリーニングするときに、有機溶媒が用いられてもよい。
 本実施形態を用いることにより、第2液滴吐出部から第2液滴157を安定して吐出することができる。
 (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。
 本発明の第1実施形態では、吐出された第1液滴147は、所定の第2液滴吐出ノズル153に提供され、一時的に貯蔵される例を示したが、本発明はこれに限定されない。マルチノズルヘッド151に印加される電圧タイミングを制御することにより、第2液滴吐出ノズル153に提供されたのち、貯蔵されずに第2液滴157が吐出されてもよい。具体的には、第1液滴吐出ノズル141および第2液滴吐出ノズル153に対して同時に電圧を印加してもよい。
 本発明の第1実施形態では、第1液滴吐出部140は、対象物200(対象物保持部160)および第2液滴吐出部150上に配置される例を示したが、本発明はこれに限定されない。第1液滴吐出部140は、第2液滴吐出部150(マルチノズルヘッド151)を介さずに対象物200に第1液滴147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。
 なお、本発明の第1実施形態では、複数の第2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。
 また、本発明の第1実施形態では、いくつかの第2液滴吐出ノズル153に吐出してから、第2液滴157を吐出する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、1つの第1液滴147を第2液滴吐出ノズル153に吐出および貯蔵したのちに、第2液滴157を吐出してもよい。第1液滴及び第2液滴を吐出するタイミングは適宜制御されてもよい。
 また、本発明の第1実施形態の場合、第1液滴吐出ノズル141およびマルチノズルヘッド151(第2液滴吐出ノズル153)が、対象物の上方に配置されて、液滴を吐出する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1液滴147を吐出する際には、第1液滴吐出ノズル141およびマルチノズルヘッド151(第2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2液滴157を吐出するときに、第1液滴吐出ノズル141は、マルチノズルヘッド151(第2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。
100・・・液滴吐出装置,110・・・制御部,115・・・記憶部,120・・・電源部,130・・・駆動部,135・・・インクタンク,140・・・第1液滴吐出部,141・・・第1液滴吐出ノズル,141a・・・先端部,145・・・圧電素子,147・・・第1液滴,150・・・第2液滴吐出部,151・・・マルチノズルヘッド,151o・・・貫通孔,152・・・プレート部,153・・・第2液滴吐出ノズル,153a・・・先端部,153ao・・・開孔部,157・・・第2液滴,160・・・対象物保持部,170・・・検査部,190・・・パターン,200・・・対象物

Claims (10)

  1.  対象物を保持するための対象物保持部と、
     第1液滴を吐出するための少なくとも一つの第1液滴吐出ノズルと、
     前記第1液滴吐出ノズルにおける第1先端部の第1内径よりも小さい第2内径を有する第2先端部を有し、前記第1液滴吐出ノズルから吐出された第1液滴を用いて第2液滴を吐出するための複数の第2液滴吐出ノズルと、
     前記対象物保持部に保持された対象物と前記第2液滴吐出ノズルとの相対的な位置関係および前記第1液滴吐出ノズルと前記第2液滴吐出ノズルとの相対的な位置関係を制御する駆動部と、を含む、
     液滴吐出装置。
  2.  前記複数の第2液滴吐出ノズルの各々は、前記第2内径よりも大きい第3内径の貫通孔を有するプレート部と接続される、
     請求項1に記載の液滴吐出装置。
  3.  前記少なくとも一つの第1液滴吐出ノズルは、複数の第1液滴吐出ノズルを含み、
     隣接する第2液滴吐出ノズル間の距離は隣接する第1液滴吐出ノズル間の距離よりも小さい、
     請求項1に記載の液滴吐出装置。
  4.  前記第1液滴吐出ノズルは、ピエゾ型ノズルであり、
     前記第2液滴吐出ノズルは、静電吐出型ノズルである、
     請求項1に記載の液滴吐出装置。
  5.  前記複数の第2液滴吐出ノズルは、第1方向および前記第1方向と交差する第2方向に設けられる、
     請求項1に記載の液滴吐出装置。
  6.  前記第2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1に記載の液滴吐出装置。
  7.  前記第2液滴吐出ノズルは、所定の条件を満たすときにクリーニングされる、
     請求項6に記載の液滴吐出装置。
  8.  第1液滴吐出ノズルが第1液滴を吐出することによって、当該第1液滴を、前記第1液滴吐出ノズルにおける第1先端部の第1内径よりも小さい第2内径を有する第2先端部を備える複数の第2液滴吐出ノズルの少なくとも一つに提供することと、
     前記第1液滴を提供された前記第2液滴吐出ノズルが当該第1液滴を用いて第2液滴を対象物に吐出することと、を含む
     液滴吐出方法。
  9.  前記第1液滴吐出ノズルは、ピエゾ型ノズルであり、
     前記第2液滴吐出ノズルは、静電吐出型ノズルである、
     請求項8に記載の液滴吐出方法。
  10.  前記第2液滴吐出ノズルは、所定の条件を満たすときにクリーニングされる、
     請求項9に記載の液滴吐出方法。
     
     
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