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インクジェット式液滴ノズル

国内特許コード P09A014795
掲載日 2009年11月13日
出願番号 特願2006-304655
公開番号 特開2008-119908
登録番号 特許第4945753号
出願日 平成18年11月10日(2006.11.10)
公開日 平成20年5月29日(2008.5.29)
登録日 平成24年3月16日(2012.3.16)
発明者
  • 馬場 昭好
出願人
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 インクジェット式液滴ノズル
発明の概要

【課題】吐出電極の針先に液を安定供給することにより、液滴径1ミクロン程度の液滴の安定吐出を実現する。
【解決手段】本発明は、インクタンクと、このインクタンクの吐出液吐出側の面に所定ピッチで配置された複数の開口部と、該開口部のそれぞれに先端部が挿入される複数のニードル及び該ニードルのそれぞれに電圧を印加するバイアス電源及びパルス電源と、対向電極と、該対向電極に電圧を印加する液滴加速用電源とを備えて、ニードルの移動を制御することにより吐出液の供給量を制御する。そして、このニードルは、先端部を円錐形の針形状にして親水処理をし、かつ、開口部は、内壁面を撥水処理する。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


キャピラリーとニードル(針)を組み合わせた静電型のインクジェットノズルにより、1ミクロン以下の細線(液滴量1 fl)を形成できる事が実証されている(特許文献1、特許文献2参照)。図5は、特許文献1に記載のキャピラリーとニードル(針)を組み合わせた静電誘引式液滴ノズルを示す図である。静電誘引式液滴ノズルは、直方体の容器であるインクタンクの前方側に配置される一方、インクタンクの後方側の板には、吐出液の供給口が形成されている。



静電誘引式液滴ノズルは、シリコン基板からなるノズル本体と、ノズル本体の吐出液吐出側の面に所定ピッチで配置された複数(3個を図示)の吐出電極(ニードル)と、前板を介してインクタンクに固定されるキャピラリーとを備えている。キャピラリーは、外周に沿って徐々に先細り化された円錐筒形状を有して、その内部空間は、液流路の一部分を構成して、その先端に液吐出口を有する。ニードルは、液吐出口から針先を突出させた状態で、対応するキャピラリーの内部空間にゆとりをもって収納されている。ノズル本体の両側面とインクタンクの両側板との間に、吐出液のための液流路となる隙間が形成され、かつノズル本体とインクタンクの供給口側の板との空間は、吐出液の貯液部分となっている。



液吐出方向の所定位置には、平板形状を有する対向電極が配置されている。対向電極のノズル側の面には、基板裏面を接触させた状態で、有機ELディスプレイ用のガラス基板が配置されている。



図示のインクジェット式液滴吐出装置の使用方法としては、まずインクタンク内の貯液部分に吐出液を貯液するとともに、バイアス電源からの電圧を吐出電極(ニードル)に印加する。これにより、貯液部分に貯液された吐出液は、ノズル本体の両側の隙間を通って、キャピラリーの内部空間に到達する。キャピラリー内では、吐出液が、吐出電極のニードルに沿って、対応するニードル先端まで流動していく。こうして、液吐出口に直径1μm程度の液滴が形成される。続いて、パルス電源からの電圧を吐出電極(ニードル)に重畳する。これにより、液吐出口の液滴内の微粒子が、対向電極側に配置された有機ELディスプレイ用のガラス基板に向かって吐出される。



しかし、例示したような従来の装置は、針先までの液供給が不安定であるため微少液滴の安定吐出には至っていない。本発明は、針先までの液供給を安定化させ、微少液滴吐出を実現するものである。

【特許文献1】特許第3680855号公報

【特許文献2】特許第3687074号公報

産業上の利用分野


本発明は、プリント基板配線、フォトマスク作製、リソグラフィー、電子デバイス作製などに用いることのできるインクジェット式液滴ノズルに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
吐出液の容器となるインクタンクと、このインクタンクの吐出液吐出側の面に配置された開口部と、該開口部に先端部が挿入されるニードル及び該ニードルに電圧を印加するバイアス電源及びパルス電源と、対向電極と、該対向電極に電圧を印加する液滴加速用電源とを備え、前記ニードルの移動を制御することにより吐出液の供給量を制御するインクジェット式液滴ノズルにおいて、
前記ニードルは、先端部を円錐形の針形状にして親水処理をし、かつ、前記開口部は、内壁面を撥水処理し、
前記ニードルを前記開口部内に出し入れするニードル出し入れ機構を、前記インクタンクの前記開口部とは反対側の後板外部に配置して、前記ニードルをこの後板に形成したニードル貫通穴を通して駆動し、
前記ニードル貫通穴として、ニードルを作っているワイヤー径よりもわずかに大きな穴を作製し、かつ、該ニードル貫通穴内部及びニードルの貫通部付近をフッ素化合物系撥水剤を使用し撥水性にすることで表面処理した
ことから成るインクジェット式液滴ノズル。

【請求項2】
前記ニードルは、材料として金属或いは半導体を用いて、酸或いはアルカリ液中での機械研磨により先端を針形状にした請求項1に記載のインクジェット式液滴ノズル。

【請求項3】
前記ニードルの親水処理は、イオンスパッタ或いは化学エッチングにより表面に凹凸を作製した後、酸化チタンによる被膜の形成或いは塩素系ガスによるプラズマ処理することにより親水面を実現した請求項1に記載のインクジェット式液滴ノズル。

【請求項4】
前記開口部内壁面の撥水処理は、イオンスパッタ或いは化学エッチングにより表面に凹凸を作製した後、フッ素化合物による被膜を形成することにより行った請求項1に記載のインクジェット式液滴ノズル。

【請求項5】
前記開口部は、徐々に先細り化した先端部を切除した円錐筒形状として、その外壁面についても内壁面と同様な撥水処理をした請求項に記載のインクジェット式液滴ノズル。
産業区分
  • 事務機
  • 塗料・接着剤
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006304655thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
詳細は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


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