JP2008198736A - 液体吐出方法及び液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の膜厚を有するレジストパターンを精度良く形成する。
【解決手段】複数のノズルからレジスト粒子が溶媒中に分散されたレジストインクを基板に向かって吐出する液体吐出方法であって、前記粒子の体積平均粒子径は、前記基板上に着弾して平衡状態になった前記レジストインクの溶媒の膜厚よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする液体吐出方法を提供することにより、前記課題を解決する。
【選択図】 図８

Description

本発明は液体吐出方法及び液体吐出装置に係り、特にプリント配線基板に配線パターンを形成する際に用いられるレジストのパターンニング技術に関する。

従来より、プリント配線基板の製造方法として、サブトラクティブ法、セミアディティブ法、アディティブ法が知られている。

サブトラクティブ法は、まず、絶縁層９０１と銅箔９０３からなる銅張積層板９０２（図１６（ａ））にスルーホールとなる貫通穴９０４を形成した後に（図１６（ｂ））、無電解メッキ及び電解メッキを用いて全面に配線層（銅箔層）９０３’を形成する（図１６（ｃ））。次に、ドライフィルムレジストまたは液レジストによりレジスト層９０５を形成した後に、レジスト層９０５のパターンニングを行う（図１６（ｄ））。そして、パターンニングされたレジスト層９０５をマスクとして、レジスト層９０５で被覆されていない銅箔９０３及び配線層９０３’をエッチングにより除去し（図１６（ｅ））、レジスト層９０５を除去すると、所定の配線パターンを有するプリント配線基板９０２（図１６（ｆ））が得られる。

また、アディティブ法は、絶縁基板（絶縁層）９１１（図１７（ａ））にスルーホールとなる貫通穴９１４を形成し（図１７（ｂ））、レジスト層９１５をパターンニングする（図１７（ｃ））。次いで、無電解メッキを用いてレジスト層９１５の非形成部分に配線パターンとなる銅箔９１３をパターンニングし（図１７（ｄ））、レジスト層９１５を剥離すると、所定の配線パターンが形成された配線基板９１２（図１７（ｅ））が得られる。

また、セミアディティブ法は、絶縁基板９２１（図１８（ａ））にスルーホールとなる貫通穴９２４を形成し（図１８（ｂ））、無電解メッキにより絶縁基板９２１の全面に銅箔９２３を形成する（図１８（ｃ））。次に、銅箔９２３の上にレジスト層９２５をパターンニングし（図１８（ｄ））、電解メッキを用いて配線パターンとなる銅箔９２３’をパターンニングし（図１８（ｅ））、レジスト層９２５を剥離し（図１８（ｆ））、更にレジスト層９２５が剥離されて露出した余分な銅箔９２３を除去すると、所定の配線パターンを有するプリント配線基板９２２（図１８（ｇ））が得られる。

サブトラクティブ法によって微細回路を形成する場合、金属導電層のサイドエッチングによる画線の細り等があるため、微細回路に対して不利とされている。また、アディティブ法は、微細回路に対しては有利であるが、無電解めっきで全ての金属導電層を形成するため、製造コストが高いという問題がある。また、セミアディティブ法は、多工程であるが、高速作業が可能な電解めっきを使用することができるために、微細回路製造方法として、優位に用いることができる。

これらの各方法では、レジスト層をパターニングする際、従来よりフォトリソ法が用いられている。フォトリソ法は、基板上にドライフィルムレジスト又は液レジストによりレジスト層を形成し、フォトマスクを介して該レジスト層を紫外線照射してパターン露光し、現像することにより、レジスト層をパターンニングしている。しかし、フォトリソ法では、フォトマスクの作製に時間を費やしたり、レジストパターニング工程において現像工程が必要であったり、時間、コストともに課題となっている。また、現像工程における廃液の問題もある。

また、他の方法として、インクジェット方式の記録ヘッド（インクジェットヘッド）からレジスト液を吐出することにより、基板上に所定のレジストパターンを直接形成する方法が知られている。インクジェット方式を利用した方法によれば、フォトリソ法に比べてレジストパターン形成に要する工程を短縮化することができる。しかしながら、インクジェットヘッドからは比較的低粘度のレジスト液が吐出されるため、レジストパターンの厚膜形成は難しいという問題がある。

一方、特許文献１では、インクジェット方式を利用した方法において、レジストパターンに必要な所定の膜厚を確保するために、レジスト液を重ね打ち（積層パターニング）する方法が提案されている。
特許第３７４４９６７号公報

インクジェットヘッドから吐出される液状レジスト液は、一般に耐酸性且つアルカリ可溶液の高分子溶液である。このため、基板上にレジスト液が着弾すると、レジスト液の濡れ広がりにより、厚膜のレジストパターンを得ることは難しい。

特許文献１では、液状レジスト液の濡れ広がりは考慮されておらず、レジスト液を重ね打ちしたとしても、高精度なレジストパターンを得ることは困難である。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、所定の膜厚を有するレジストパターンを精度良く形成することができる液体吐出方法及び液体吐出装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数のノズルからレジスト粒子が溶媒中に分散されたレジストインクを基板に向かって吐出する液体吐出方法であって、前記レジスト粒子の体積平均粒子径は、前記基板上に着弾して平衡状態になった前記レジストインクの溶媒の膜厚よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする液体吐出方法を提供する。

本発明によれば、基板上に着弾したレジストインクに含有されるレジスト粒子は溶媒の濡れ広がりに影響されることなく移動が抑制されるので、所定の厚さ（特に厚膜）のレジストパターンを精度良く形成することができる。

本明細書において、「レジスト粒子」とは、熱可塑性を有するレジスト樹脂（固形）を粒子化したものをいう。また、「レジストインク」とは、レジスト粒子を溶媒中に分散したインクをいう。

なお、本発明で用いる「レジストインク」との区別を図るために、上述した従来技術に代表されるように、一般的に用いられるレジスト液（レジスト樹脂を溶媒に溶解した溶液又はモノマー液）については、「液状レジスト」又は「液状レジスト液」、或いは、単に「レジスト液」という。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液体吐出方法であって、前記溶媒の前記基板に対する接触角をθ、前記ノズルから吐出されたレジストインクの液滴半径をｒ、前記レジスト粒子の半径をＲとしたとき、次式を満足することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の液体吐出方法であって、前記基板上に着弾したレジストインクを加圧加熱して定着させることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の液体吐出方法であって、前記レジストインクはガラス転移点の異なる少なくとも２種類のレジスト粒子を含有し、前記レジストインクを加圧加熱して定着させる際の加熱温度は、第１のレジスト粒子のガラス転移点より大きく、かつ、第２のレジスト粒子のガラス転移点より小さいことを特徴とする。

請求項４の態様によれば、定着手段による加圧加熱時に、第２のレジスト粒子がスペーサとして機能するので、レジスト膜厚の精度を制御しやすく、高精細なレジストパターンの形成が可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の液体吐出方法であって、前記レジストインクに含有されるレジスト粒子は、前記レジスト粒子より低いガラス転移点を有するレジストで表面が覆われたコアシェル型レジスト粒子であり、前記レジストインクを加圧加熱して定着させる際の加熱温度は、前記レジスト粒子の表面を覆うレジストのガラス転移点より大きく、かつ、前記レジスト粒子のガラス転移点より小さいことを特徴とする。

請求項５の態様によれば、定着手段による加圧加熱時に、コアシェル型レジスト粒子のシェルを構成するレジストは溶融する一方で、そのコアを構成するレジスト粒子は溶融せずにスペーサとして機能する。従って、請求項４の態様と同様、レジスト膜厚の精度を制御しやすく、高精細なレジストパターンの形成が可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液体吐出方法であって、前記基板上の同一位置に対して複数のレジストインクを吐出することを特徴とする。

請求項６の態様によれば、基板上の同一位置に複数のレジストインクを吐出することにより、基板上に形成されるレジストパターンの被覆性を向上させることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液体吐出方法であって、静電濃縮型のヘッドを用いて前記レジストインクを吐出することを特徴とする。

静電濃縮型のヘッドは、ヘッド内でレジストインクを濃縮して吐出することが可能であり、溶媒の濡れ広がりに伴うレジスト粒子の移動を効果的に抑制することができ、高精細、高精度なレジストパターンを形成することができる。また、濃縮吐出により液滴中のレジスト粒子濃度が高まるため、レジストパターンの被覆効率が向上する。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の液体吐出方法であって、前記基板上に前記レジストインクが着弾する前に前記基板を加熱することを特徴とする。

請求項８の態様によれば、基板上に着弾したレジストインクの溶媒の蒸発が促進されるので、高精度なレジストパターンの形成が可能となる。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の液体吐出方法であって、レジストインク供給系に、前記レジストインクの循環を行う工程、前記レジストインクを攪拌する工程、及び前記レジストインクを洗浄する工程の少なくとも１つを含むことを特徴とする。

請求項９の態様によれば、レジストインクに含有されるレジスト粒子の沈降を防止することができる。

また、前記目的を達成するために、請求項１０乃至請求項１８に記載の発明は装置発明を提供する。

請求項１０に記載された発明は、複数のノズルからレジスト粒子が溶媒中に分散されたレジストインクを基板に向かって吐出する吐出手段を備え、前記粒子の体積平均粒子径は、前記基板上に着弾して平衡状態になった前記レジストインクの溶媒の膜厚よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする液体吐出装置を提供する。

請求項１１に記載された発明は、請求項１０に記載の液体吐出装置であって、前記溶媒の前記基板に対する接触角をθ、前記ノズルから吐出されたレジストインクの液滴半径をｒ、前記レジスト粒子の半径をＲとしたとき、次式を満足することを特徴とする。

請求項１２に記載された発明は、請求項１０又は請求項１１に記載の液体吐出装置であって、前記基板上に着弾したレジストインクを加圧加熱して定着させる定着手段を更に備えたことを特徴とする。

請求項１３に記載された発明は、請求項１２に記載の液体吐出装置であって、前記吐出手段は、前記複数のノズルからガラス転移点の異なる少なくとも２種類のレジスト粒子を含有したレジストインクを吐出する手段であり、前記定着手段は、第１のレジスト粒子のガラス転移点より大きく、かつ、第２のレジスト粒子のガラス転移点より小さい加熱温度で加熱する手段であることを特徴とする。

請求項１４に記載された発明は、請求項１２に記載の液体吐出装置であって、前記吐出手段は、前記レジスト粒子より低いガラス転移点を有するレジストで前記レジスト粒子の表面を覆ったコアシェル型レジスト粒子を含有したレジストインクを吐出する手段であり、前記定着手段は、前記レジスト粒子の表面を覆うレジストのガラス転移点より大きく、かつ、前記レジスト粒子のガラス転移点より小さい加熱温度で加熱する手段であることを特徴とする。

請求項１５に記載された発明は、請求項１０乃至請求項１４のいずれか１項に記載の液体吐出装置であって、前記吐出手段は、前記基板上の同一位置に対して複数のレジストインクを吐出する手段であることを特徴とする。

請求項１６に記載された発明は、請求項１０乃至請求項１５のいずれか１項に記載の液体吐出装置であって、前記吐出手段は、静電濃縮型のヘッドであることを特徴とする。

請求項１７に記載された発明は、請求項１０乃至請求項１６のいずれか１項に記載の液体吐出装置であって、前記基板上に前記レジストインクが着弾する前に前記基板を加熱する基板加熱手段を更に備えたことを特徴とする。

請求項１８に記載された発明は、請求項１０乃至請求項１７のいずれか１項に記載の液体吐出装置であって、レジストインク供給系に対して、前記レジストインクの循環を行う循環手段、前記レジストインクを攪拌する手段、及び前記レジストインクを洗浄する洗浄手段の少なくとも１つを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、基板上に着弾したレジストインクに含有されるレジスト粒子は溶媒の濡れ広がりに影響されることなく移動が抑制されるので、所定の厚さ（特に厚膜）のレジストパターンを精度良く形成することができる。

以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態（第１〜第３の実施形態）について詳説する。

〔第１の実施形態〕
まず、本発明に係る液体吐出装置の第１の実施形態としてのインクジェット記録装置について説明する。本実施形態のインクジェット記録装置は、記録ヘッド（以下、単にヘッドと記載する。）に設けられる複数の吐出口から所定のレジスト粒子を溶媒中に分散したレジストインクを吐出することにより、基板上に所定厚みのレジストパターンを形成する記録装置である。例えば、上述したサブトラクティブ法、セミアディティブ法、アディティブ法によりプリント配線基板を製造する際、このインクジェット記録装置を用いて基板上にレジストパターンを形成する。

図１は、本実施形態のインクジェット記録装置の概略構成を示した全体構成図である。図１に示すインクジェット記録装置１０は、レジストインクを吐出する複数のヘッド１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ（本発明の吐出手段に相当）を有する描画部１２と、描画部１２に供給するレジストインクを貯蔵しておくレジストインク貯蔵／装填部１４と、装置内部に基板１６を供給する供給部１８と、描画部１２のノズル面（吐出面）に対向して配置され、基板１６を保持しながら描画部１２の下部の吐出領域へ搬送する吸着ベルト搬送部２２と、基板１６上に形成されたレジストパターンを加熱して定着させる定着処理部２３と、基板１６上に形成されたレジストパターンを読み取る吐出検出部２４と、装置外部に基板１６を排出する排出部２６と、を備えている。

レジスト粒子については、インクジェット記録装置１０の利用形態に応じてその機能が決定されることはいうまでもない。例えば、上述したサブトラクティブ法、セミアディティブ法、アディティブ法でインクジェット記録装置１０を利用する場合、電解めっき液に対する耐久性（電解めっき液に不溶な樹脂を含有する）やレジストの剥離性（レジスト除去液に可溶）が必要であり、また、エッチングが行われる場合にはエッチング液に対する耐久性も必要である。インクジェット記録装置１０で基板１６上にレジストパターンを直接形成する方法によれば、フォトリソ法のようにレジスト粒子に感光性材料を必ずしも含有させる必要がない。

また、本例のレジスト粒子は定着処理部２３の構成に対応して溶融する機能を有している。本例では、加熱により溶融する熱可塑性機能を有するレジスト粒子が用いられる。

基板１６は、レジストパターンが形成される被記録媒体であり、ガラスエポキシや紙エポキシなどの絶縁層の表面及び裏面に銅箔層を形成した銅張積層板（図１６（ａ）参照）や、絶縁基板（図１７（ａ）、図１８（ａ）参照）などが適用される。もちろん、これらに限定されず、例えば、樹脂材料の絶縁層の表面及び裏面に金や銅などの導電層（銅箔層）が形成されたフレキシブル基板を適用することもできる。

複数種類の基板を利用可能な構成にした場合、基板の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をストッカーに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される基板の種類を自動的に判別し、基板の種類に応じて適切なレジストインクの吐出を実現するように吐出制御を行うことが好ましい。なお、基板情報はユーザインターフェイスを用いてユーザが入力可能に構成してもよい。

供給部１８から装置内部に送り出される基板１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも描画部１２のノズル面及び吐出検出部２４のセンサ面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト３３は、基板１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、図示は省略するが、ベルト面には多数の吸引穴が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において描画部１２のノズル面及び吐出検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の基板１６が吸着保持される。即ち、ベルト３３の吸引口が形成されている領域は基板１６の保持領域として機能する。なお、ベルト３３上に基板１６を保持する態様はエアー吸着に限定されず、静電気による吸着など他の方法を適宜適用可能である。

ベルト３３が巻かれているローラ３１，３２の少なくとも一方にモータ（図１中不図示、図６中符号８８として記載）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された基板１６は図１の左から右へと搬送される。

ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）には、ベルト３３に付着したレジストインクを除去するベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上の最上流位置には、基板１６の有無を検出する（基板１６の先端部が吸着ベルト搬送部２２へ達したか否かを判断する）供給側センサ（不図示）が設けられている。該供給側センサは、基板１６を挟んで光源（例えば、ＬＥＤ）と受光素子が配置された構造を有し、受光素子に入射した光量に比例した検出信号が出力される。光源と受光素子との間に基板１６が存在すると、基板１６が存在しないときに比べて受光素子に入射する光量が減少するので、受光素子に入射する光量（即ち、検出信号の大小）で基板１６の有無が判断される。なお、光源から出された光の基板１６による反射光を受光するように光源と受光素子とを基板１６に対して同じ側に配置してもよい。

供給側センサの次段（基板搬送方向下流側）には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、レジストパターン形成前の基板１６に加熱空気を吹き付け、基板１６を加熱する、いわゆる基板１６のプリヒート処理手段（本発明の基板加熱手段に相当）として機能する。レジストパターン形成前に基板１６を加熱（プリヒート）しておくことにより、基板１６のレジストインクの着弾が安定するとともにレジストインクの着弾後の溶媒乾燥を促進させる作用がある。なお、加熱ファン４０及び定着処理部２３に代えて、ベルト３３の内部にヒータ３７（破線で図示）を備える態様も可能である。

ベルト３３の内部にヒータ３７を備える態様では、ベルト３３に基板１６が保持されている間の基板１６の温度を所定の温度に制御可能であり、基板１６に着弾したレジストインクの溶媒乾燥促進に寄与する。

図１に示すヒータ３７の配置例では、ベルト３３の基板１６が保持される領域の全幅に対応するとともに、基板搬送方向の描画部１２のレジストインクの吐出開始位置から吐出検出部２４にわたる領域に（即ち、プリヒートから基板１６に着弾したレジストインクが定着するまでの間に対応して）、ヒータ３７が設けられている。

加熱ファン４０の次段（基板搬送方向下流側）に設けられる描画部１２は、最大基板幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを基板搬送方向（副走査方向）に対して直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。

図２に示したように、各ヘッド１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄは、インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの基板１６の少なくとも一辺を超える長さにわたって吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。

副走査方向に沿って上流側から順にヘッド１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄが配置されている。基板１６を搬送しつつ各ヘッド１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄからそれぞれレジストインクを吐出することにより基板１６上にレジストパターンを形成し得る。

このように基板１６の幅の全域をカバーするフルライン型の記録ヘッドによれば、主走査方向について基板１６と描画部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の走査で）基板１６の全面にレジストパターンを記録することができる。これにより、ヘッドが主走査方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速記録が可能であり、生産性を向上させることができる。

なお、本例では、描画部１２に４つのヘッド１２Ａ〜１２Ｄを配置した構成を例示したが、ヘッド数については本実施形態に限定されず、必要に応じてヘッド数を増減させてもよい。例えば、基板１６上の同一位置にレジスト粒子を積み重ねる必要がない場合には描画部１２に１つのヘッドを配置すればよいし、複数のレジスト粒子を積み重ねて厚膜のレジストパターンを得る必要がある場合には積み重ね数に応じた複数のヘッドを配置すればよい。もちろん、１つのヘッドで基板１６上の同一位置に複数のレジスト粒子を積み重ねることできるようにノズル配置を工夫してもよい。基板１６上の同一にレジスト粒子を積み重ねる場合にはレジストパターンの被覆性を向上させることができる。

吐出検出部２４の後段（即ち、吸着ベルト搬送部２２の基板搬送方向下流側）には、基板１６の有無を検出する（基板１６の後端部が吸着ベルト搬送部２２から抜け出したか否かを判断する）排出側センサ（不図示）が設けられている。該排出側センサの構成は上述した供給側センサと同一の構成が適用される。

こうしてレジストパターンが形成された基板１６は排出部２６から排出される。また、図１には示さないが、排出部２６には、種類ごと（例えば、サイズ別、レジストパターン別）に基板１６を集積するソーターが設けられる。

図１に示したように、レジストインク貯蔵／装填部１４は、描画部１２に供給されるレジストインクを貯蔵するタンクを有し、該タンクは不図示の管路を介して描画部１２と連通されている。また、レジストインク貯蔵／装填部１４は、レジストインク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えている。

描画部１２の後段に設けられる定着処理部２３（本発明の定着手段に相当）は、基板１６上に形成されたレジストパターンを加熱することで溶融させて基板１６に定着させる。レジストパターンを加熱する加熱手段には、ヒータによって加熱した空気を吹き付ける態様や、赤外線やレーザにより加熱する態様が適用可能である。本実施形態においては、ヒートローラが適用される。

本例の吐出検出部２４は、基板１６に形成されたレジストパターンを読み取り、所定の信号処理などを行ってパターン形成状況（パターン欠損など）を検出し、制御系（例えば、図６の吐出制御部８０）に提供する吐出検出手段として機能する。本例の吐出検出部２４は、ベルト３３の全幅（基板搬送方向と直交する副走査方向の長さ）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される（図２参照）。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が２次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。

なお、描画部１２に設けられる各ヘッド１２Ａ〜１２Ｄの構造は共通しているので、以下では、これらを代表して符号５０によってヘッドを示すものとする。

次に、ヘッド５０の構造について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、ヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図４は、図３中４−４線に沿う断面図である。

図３に示すように、本例のヘッド５０は、レジストインクを吐出するノズル５１と、該ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数の吐出素子５３を千鳥でマトリクス状（２次元状）に配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向に相当する主走査方向に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。

ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっている。圧力室５２の一の隅部にはノズル５１が設けられ、ノズル５１に対向する他の隅部には供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。

図４に示すように、ノズル５１はそれに対応する圧力室５２と連通している。圧力室５２は、ノズル５１から吐出するためのレジストインクが充填される空間部である。また、圧力室５２の一端には供給口５４が形成されており、各圧力室５２はそれぞれ供給口５４を介して共通流路５５と連通している。共通流路５５は、圧力室５２に供給するためのレジストインクが貯留される空間部である。共通流路５５には、図１に示したレジストインク貯蔵／装填部１４から不図示の管路を経由してレジストインクが供給される。

圧力室５２の一壁面は振動板５６で構成され、該振動板５６上の圧力室５２に対応する位置（即ち、振動板５６を挟んで圧力室５２に対向する位置）には、個別電極５７を備えた圧電素子５８が設けられている。本実施形態では、圧電素子５８の共通電極は振動板５６が兼ねている。圧電素子５８に所定の駆動電圧が印加されると、圧電素子５８の伸縮変形に伴う振動板５６のたわみ変形によって、圧力室５２の容積は変化し、圧力室５２内のレジストインクが加圧され、ノズル５１からレジストインクが液滴として吐出される。吐出後、共通流路５５から供給口５４を通って新しいレジストインクが圧力室５２に供給される。

次に、インクジェット記録装置１０のレジストインク供給系の概略構成について説明する。図５は、インクジェット記録装置１０におけるレジストインク供給系の構成を示した概要図である。図５において、レジストインク供給タンク６０はレジストインクを供給するための基タンクであり、図１で説明したレジストインク貯蔵／装填部１４に設置される。レジストインク供給タンク６０の形態には、レジストインク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からレジストインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてレジストインクの種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、レジストインクの種類情報をバーコード等で識別して、レジストインクの種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。

図５に示すように、レジストインク供給タンク６０とヘッド５０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。

なお、ヘッド５０の近傍又はヘッド５０と一体にサブタンク（不図示）を設ける構成も好ましい。サブタンクは、圧力室５２や共通流路５５の内圧変動を防止するダンパ効果及びリフィルを改善する機能を有する。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズル５１の乾燥防止又はノズル５１近傍のレジストインクの粒子濃度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４と、ヘッド５０のノズル面の清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。このキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によってヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置からヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

キャップ６４は、図示せぬ昇降機構によってヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面をキャップ６４で覆う。

クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構によりヘッド５０のノズル面に摺動可能である。ノズル面にレジストインク又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル面に摺動させることでレジストインク等を拭き取る。

描画中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、ある時間以上レジストインクが吐出されない状態が続くと、ノズル近傍のレジストインクの溶媒が蒸発してレジスト粒子濃度が高くなってしまう。このような状態になると、圧電素子５８（図４参照）が動作してもノズル５１からレジストインクを吐出できなくなってしまう。

したがって、このような状態になる前に圧電素子５８を動作させ、ノズル近傍の高濃度化したレジストインクを排出すべく、インク受けとしての機能も兼ねるキャップ６４に向かって予備吐出が行われる。また、ノズル面の清掃手段として設けられているクリーニングブレード６６等のワイパーによってノズル面の汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。

また、ノズル５１や圧力室５２に気泡が混入したり、ノズル部にレジスト粒子がつまると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなる。そこで、このような場合にはヘッド５０のノズル面にキャップ６４を当接させて、吸引ポンプ６７でヘッド５０内のレジストインク（気泡が混入したレジストインク又は高濃度化したレジスト粒子）を吸引する動作が行われる。吸引されたインクは回収タンク６８へ送液される。このような吸引動作は、初期のレジストインクのヘッド５０への装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも劣化インクの吸い出しが行われる。

なお、吸引動作は圧力室５２内のレジストインク全体に対して行われるので、レジストインクの消費量が大きくなる。したがって、レジストインクの濃度上昇が小さい場合には予備吐出を行う態様が好ましい。

次に、インクジェット記録装置１０の制御系について説明する。図６はインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、吐出制御部８０、バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくるレジストパターンデータを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリを搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出されたレジストパターンデータは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦メモリ７４に記憶される。メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力されたレジストパターンを一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって搬送駆動系のモータ８８を駆動するドライバー（駆動回路）である。

ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってヒータ８９を駆動するドライバーである。なお、図６に示すヒータ８９には、図１の定着処理部２３に用いられるヒータ、ベルト３３に内蔵されるヒータ３７、ヘッド５０の温度調節ヒータなどのヒータが含まれる。

吐出制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、メモリ７４内のレジストパターンデータから吐出制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した吐出制御信号（吐出データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。吐出制御部８０において所要の信号処理が施され、該レジストパターンデータに基づいてヘッドドライバ８４を介してヘッド５０のレジストインクの吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のパターン幅やパターン形状を有するレジストパターンが実現される。

吐出制御部８０にはバッファメモリ８２が備えられており、吐出制御部８０におけるレジストパターンデータ処理時にレジストパターンデータやパラメータなどのデータがバッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図６においてバッファメモリ８２は吐出制御部８０に付随する態様で示されているが、メモリ７４と兼用することも可能である。また、吐出制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して一つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４は、吐出制御部８０から与えられる吐出データに基づいてヘッド５０の圧電素子５８（図４参照）を駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

プログラム格納部９０には、インクジェット記録装置１０の制御プログラムが格納され、システムコントローラ７２はプログラム格納部９０に格納されている種々の制御プログラムを適宜読み出し、制御プログラムを実行する。

吐出検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、基板１６に形成されたレジストパターン（レジストパターンを形成するドット）を読み取り、所要の信号処理などを行ってレジストインクの吐出状況（吐出の有無、着弾位置及びドット径のばらつき、積層されるレジストインクの位置ズレ等）を検出し、その検出結果を吐出制御部８０に提供する。吐出制御部８０は、必要に応じて吐出検出部２４から得られる情報に基づいてヘッド５０に対する各種補正を行う。

例えば、レジストパターンの欠陥を発見した場合には、該欠陥位置及び該欠陥位置に対応するノズルを特定し、次の基板へのレジストパターン形成時には、特定されたノズルに対して他の近隣ノズルを用いて補正吐出を行うように制御する態様がある。

上述した不図示の供給側センサ及び排出側センサから出力される検出信号は、システムコントローラ７２に送出され、ベルト３３の記録紙搬送路上に基板１６があるか否かが判断される。

なお、図６にはメモリ類を記憶される情報の内容によって分類して記載したが、これらのメモリ類は適宜共通化或いは分離することが可能である。また、システムコントローラ７２や吐出制御部８０に付随して設けられる態様に限らず、システムコントローラ７２や吐出制御部８０を構成するプロセッサの内蔵メモリを用いてもよい。

次に、本実施形態のインクジェット記録装置１０で形成されるレジストパターンについて詳説する。まず、レジストインクに含有されるレジスト粒子が微粒子である場合について説明し、次いで、本発明が適用される場合について説明する。

図７は、レジストインクに含有されるレジスト粒子が微粒子である場合を示した説明図である。ノズル５１から吐出されたレジストインク１００が基板１６上に着弾すると（図７（ａ））、レジストインク１００の溶媒１０４は濡れ広がり、レジストインク１００は平衡状態になる（図７（ｂ））。このとき、レジスト粒子１０２が微粒子である場合、溶媒１０４の濡れ広がりに影響を受けて、溶媒１０４中に分散しているレジスト粒子１０２も溶媒１０４の濡れ広がり方向に移動してしまう。なお、溶媒１０４の濡れ広がる範囲や膜厚は、ノズル５１から吐出されるレジストインクの液滴量（体積）と基板１６表面に対する溶媒１０４の接触角（前進接触角）に応じて決定される。

その後、溶媒１０４の蒸発によって基板１６上にレジスト粒子１０２のみが存在するようになり（図７（ｃ））、更に、基板１６上のレジスト粒子１０２を加圧加熱して定着を行うと、基板１６上にレジスト層１０６を得ることができる（図７（ｄ））。しかしながら、このようにして得られたレジスト層１０６は、上述したように、レジスト粒子１０２が溶媒１０４の濡れ広がりに影響を受けて、その濡れ広がり方向に移動してしまうため、基板１６上に得られるレジスト層１０６の膜厚は薄くなってしまう。また、基板１６上の同一位置に複数のレジストインクを積層しても、濡れ広がりの影響によって所望のパターン形状を得ることは困難である。

そこで本発明では、レジストインクに含有されるレジスト粒子が溶媒の濡れ広がりの影響を受けない程度に大きな粒子を用いる。図８は、本発明が適用される場合を示した説明図である。ノズル５１から吐出されたレジストインク１１０（１１０Ａ）が基板１６上に着弾し（図８（ａ）参照）、レジストインク１１０Ａの溶媒１１４は濡れ広がり、レジストインク１１０Ａは平衡状態になる（図８（ｂ）参照）。本発明においては、レジスト粒子１０２の体積平均粒子径（以下、単に粒子径ともいう。）が、基板１６上に着弾して平衡状態になったレジストインク１１０Ａの溶媒１１４の膜厚より大きくなるように構成する。これにより、基板１６上に着弾したレジストインク１１０Ａの溶媒１１４が濡れ広がっても、その濡れ広がり方向へのレジスト粒子１１２の移動が溶媒１１４の膜厚により抑制される。なお、上述したように、溶媒１１４の濡れ広がる範囲や膜厚は、ノズル５１から吐出されるレジストインク１１０Ａの液滴量（体積）と基板１６表面に対する溶媒１１４の接触角（前進接触角）に応じて決定される。

本実施形態のインクジェット記録装置１０では、加熱ファン４０又はヒータ３７（図１参照）によって基板１６は加熱（プリヒート）されており、基板１６上に着弾したレジストインク１１０Ａの溶媒１１４の蒸発が促進され、基板１６上にはレジスト粒子１１２のみが存在するようになる（図８（ｃ））。更に、定着処理部２３（図１参照）に配置されるヒートローラにより、基板１６上のレジスト粒子１１２は加圧加熱されて基板１６上に定着し、図７（ｄ）に示した場合に比べて厚膜のレジスト層１１６を得ることができる。また、このようにして得られるレジスト層１１６は、レジスト粒子１１２が溶媒１１４の濡れ広がりによる影響を受けていないため所望のパターン形状になる。従って、所定の厚さ（特に厚膜）のレジストパターンを精度良く形成することが可能となる。

次に、レジスト粒子１１２の体積平均粒子径（直径）が、基板１６上に着弾して平衡状態になったレジストインク１１０Ａの溶媒１１４の膜厚より大きくなるように構成するための条件について、図９を用いて説明する。

図９は、レジスト粒子１１２の粒子径に関する条件を説明するための概念図である。図９（ａ）は、飛翔中（基板１６上に着弾する前）のレジストインク（液滴）１１０Ａの様子を示している。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）のレジストインク１１０Ａが基板１６上に着弾して平衡状態になったときの様子を示しており、図８（ｂ）に示した状態に相当する。

図９（ａ）に示したレジストインク１１０Ａは略球状であるとして、レジストインク１１０Ａの半径をｒ、レジスト粒子１１２の半径をＲとする。また、図９（ｂ）に示したレジストインク１１０Ａの溶媒１１４の基板１６表面（レジストインク１１０Ａが着弾する側の面）に対する接触角（前進接触角）をθ、溶媒１１４の膜厚をｈとする。図９（ａ）、（ｂ）にそれぞれ示すレジストインク１１０Ａの体積は等しいことから、図９（ｂ）に示す溶媒１１４の膜厚ｈは、次のように表現することができる。

また、レジスト粒子１１２の粒子径が、基板１６上に着弾して平衡状態になったレジストインク１１０Ａの溶媒１１４の膜厚より大きくなるように構成するためには、図９（ｂ）に示すように、溶媒１１４の膜厚ｈとレジスト粒子１１２の半径Ｒについて、次のような関係が成立する。

式（１）と式（２）から、次式を得ることができる。

従って、式（３）を満足するようなレジスト粒子１１２を含有したレジストインク１１０Ａを用いることによって、溶媒１１４の濡れ広がりに影響されることなく、レジスト粒子１１２の移動を抑制することができ、高精細なレジスト層１１６を得ることができる。よって、所定の厚さ（特に厚膜）のレジストパターンを精度良く形成することが可能となる。

一例として本発明が適用された場合の実施例を挙げておくと、レジストインク１１０Ａの溶媒１１４を水、基板１６をシリコンウェハ、基板１６表面に対する溶媒１１４の接触角θを１５度、ノズル５１から吐出されるレジストインク１１０Ａの液滴半径ｒを８μｍとしたとき、レジスト粒子１０２の半径Ｒを２．９μｍ以上となるように構成すればよい。

本実施形態において、レジスト粒子１１２の半径Ｒは２．５μｍ以上が好ましく、３．０μｍ以上がより好ましい。また、レジスト粒子１１２は単分散であることが好ましい。また、レジスト粒子１１２の粒子径に分布をもつ場合には、微小粒子を含有しないことが好ましい。

また、レジストインク１１０Ａの溶媒１１４は、レジストパターニング後のプロセス（サブトラクティブ法の場合はエッチング、アディティブ法の場合はメッキ）を行う前に除去（例えば、揮発、洗浄など）されるものである。このため、溶媒１０４は揮発性が高いことが好ましい。

また、レジスト粒子１１２は、エッチング液又はメッキ液に耐性があり、エッチング又はメッキ後に除去可能な材料を適宜選択する。レジストインク１１０Ａの樹脂固形分濃度は、好ましくは５ｗｔ％以上、より好ましくは１０ｗｔ％以上である。粒子分散系では濃度アップしても粘度が劇的にアップしないため、インクジェット吐出適性も高い。更に、必要に応じて、分散剤、染料、顔料、消泡剤を含有してもよい。レジスト粒子１１２表面に基板１６との密着性付与基をもつことが好ましい。

このように本発明が適用されるレジスト粒子１１２を含有するレジストインク１１０Ａを用いて基板１６上にレジストパターンを形成する際、定着後に粒子間隙間が生じやすく被覆性が悪くなる場合が考えられる。このような場合には、レジストパターニングを繰り返して行う態様、即ち、基板１６上の同一位置に複数のレジストインク１１０Ａを吐出することが好ましい。同一のノズル５１から基板１６上の同一位置に対して複数のレジストインク１１０Ａを吐出する態様や、異なる複数のノズル５１から基板１６上の同一位置に対してそれぞれレジストインク１１０Ａを吐出する態様がある。図１０は、レジストパターニングを繰り返して行ったときの様子を示した概念図であり、図８（ｃ）に示した場合に相当する。図１０に示すように、レジストパターニングを繰り返して行うことにより、基板１６上の同一位置に複数のレジスト粒子１１２が積層されるので、基板１６上に形成されるレジストパターンの被覆性を向上させることができる。

以上説明したように、第１の実施形態によれば、レジスト粒子１１２の体積平均粒子径が、基板１６上に着弾して平衡状態になったレジストインク１１０Ａの溶媒１１４の膜厚より大きくなるように（具体的には、式（３）を満足するように）構成することで、溶媒１１４の濡れ広がりに影響されることなく、レジスト粒子１１２の移動が抑制される。この結果、所定の厚さ（特に厚膜）のレジストパターンを精度良く形成することが可能となる。

本実施形態（後述する各実施形態も同様）では、前記効果以外にも次のような効果を得ることができる。図１１は、基板上に着弾したレジストインクの隣接する位置に他のレジストインクが着弾してから定着するまでの様子を示した概念図である。

図１１（ａ）は、図７に示した場合に相当し、レジストインク１００に含有されるレジスト粒子１０２が微粒子である場合を表している。このような場合において、基板１６上のレジストインク１００が定着する前に、そのレジストインク１００の隣接する位置に他のレジストインク１００′が着弾すると、着弾干渉が生じ、後から着弾したレジストインク１００′が先に着弾したレジストインク１００側に全体的に引き寄せられように移動してしまい、所望のドット形状が得られなくなることがある。特に、本実施形態のインクジェット記録装置１０のように、フルライン型ヘッドによるシングルパス記録が行われる場合には、基板１６上の隣接位置に略同時にレジストインク１００が着弾するため、このような着弾干渉は生じやすい。また、基板１６上にレジストパターンを形成する場合には、被覆性の観点から高膜厚（液滴量大）のため打滴干渉による影響はより深刻な問題となる。

一方、図１１（ｂ）は、図８に示した場合に相当し、本発明が適用される場合を示している。本発明においては、上述したように、レジスト粒子１１２の体積平均粒子径は、基板１６上に着弾して平衡状態になったレジストインク１１０Ａの溶媒１１４の膜厚よりも大きくなるように構成される。つまり、レジスト粒子１１２の粒子径は、図１１（ａ）に示すレジスト粒子１０２の粒子径に比べて大きく構成されるため、緩和時間が長いため流体に対する粒子の追従性が悪い。従って、図１１（ｂ）に示すように、基板１６上のレジストインク１１０Ａの隣接する位置に他のレジストインク１１０Ａ′が着弾しても、各レジストインク１１０Ａ、１１０Ａ′の溶媒１１４同士は合一しても、それらに含有されるレジスト粒子１１２の移動は抑制されるので、結果的にレジスト粒子１１２の偏りは起こりにくく着弾干渉を効果的に防止することができる。

本実施形態においては、レジストインクの吐出方式として、圧電素子の変形を利用して吐出を行う圧電方式について例示したが、ヒータなどの発熱素子で生じる熱エネルギーを利用して吐出を行うサーマル方式、その他各種吐出方式を適用してもよい。本発明においては、後述する静電吐出方式（静電濃縮型という。）が特に好適である。

また、本実施形態においては、プリント配線基板の製造方法の一部工程として、インクジェット方式を利用して配線基板となる基板上にレジストパターンを形成する方法について例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、液晶カラーフィルタ製造における顔料レジストパターニングに本発明を適用することも可能である。

また、本実施形態の応用例として、例えば、図１６に示したサブトラクティブ法において、銅張積層板９０２にスルーホールとなる貫通穴９０４を形成し（図１６（ｂ））、電解メッキを用いて全面に配線層（銅箔層）９０３’を形成した後に（図１６（ｃ））、本発明が適用されるレジストインクを銅張積層板９０２の表裏面に付与するだけでなく、該レジストインクで貫通穴９０４内部を埋めるようにしてもよい。その後、レジスト層９０５のパターニング（図１６（ｄ））や銅箔９０３及び配線層９０３‘のエッチング（図１６を経て、最後に、レジスト層９０５とともに貫通穴９０４内部のレジストを一括して除去すればよい。本応用例において、ノズル５１から吐出されるレジストインクの液滴径が貫通穴９０４の穴径より小さくなるように、ノズル５１の吐出量を制御することが好ましい。貫通穴９０４内の空気の排出が容易になる。また、パターニングデータ読み出し手段、穴径と穴深さより吐出回数を算出する手段、吐出位置及び吐出回数を制御する手段を設けてもよい。また、穴位置検出手段により、穴径や穴位置を検出し、吐出位置及び吐出回数を制御する手段を設けてもよい。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。以下、既述した第１の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

第２の実施形態は、ガラス転移点の異なる少なくとも２種類のレジスト粒子を含有したレジストインクを用いる態様である。図１２は、第２の実施形態を示した概念図である。本実施形態のレジストインク１１０Ｂは、レジスト粒子（第１のレジスト粒子）１１２だけでなくレジスト粒子（第２のレジスト粒子）１１８も溶媒１１４中に分散した液体である。レジストインク１１０Ｂが基板１６上に着弾すると（図１２（ａ））、基板１６上においてレジストインク１１０Ｂの溶媒１１４は濡れ広がり、レジストインク１１０Ｂは平衡状態になる（図１２（ｂ））。

本実施形態においては、第１のレジスト粒子１１２だけでなく第２のレジスト粒子１１８の体積平均粒子径が、基板１６上に着弾して平衡状態になったレジストインク１１０Ｂの溶媒１１４の膜厚より大きくなるように構成する。図示の例では、第１のレジスト粒子１１２と第２のレジスト粒子１１８の粒子径は略同じであるが、もちろん、異なっていてもよい。このように構成することで、第１及び第２のレジスト粒子１１２、１１８は、溶媒１１４の濡れ広がりによる影響を受けずに、その濡れ広がり方向への移動は抑制される（図１２（ｂ））。その後、溶媒１１４の蒸発によって、基板１６上には第１及び第２のレジスト粒子１１２、１１８が残存するようになる（図１２（ｃ））。

また、本実施形態においては、基板１６上に残存した第１のレジスト粒子１１２を加圧加熱して定着させる際の加熱温度（レジストベーク温度）は、第１のレジスト粒子１１２のガラス転移点より大きく、かつ、第２のレジスト粒子１１８のガラス転移点より小さくなるように構成される。このため、図１２（ｄ）に示すように、第２のレジスト粒子１１８は溶融変形せずにスペーサとして機能するので、第２のレジスト粒子１１８の粒子径（直径）と略同程度の厚さのレジスト層１１６を得ることができる。つまり、第２のレジスト粒子１１８の大きさに応じてレジスト層１１６の厚さが決定されるので、レジスト層１１６の厚膜精度を制御しやすくなり、所定の厚さ（特に厚膜）のレジストパターンを更に精度良く形成することが可能となる。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。以下、既述した各実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

第３の実施形態は、コアシェル型レジスト粒子を含有したレジストインクを用いる態様である。図１３は、第３の実施形態を示した概念図である。本実施形態のレジストインク１１０Ｃは、レジスト粒子１２０の表面を、該レジスト粒子１２０より低いガラス転移点を有するレジスト１２２で被覆したコアシェル型レジスト粒子１２４を溶媒１１４中に分散した液体である。レジストインク１１０Ｃが基板１６上に着弾すると（図１３（ａ））、基板１６上においてレジストインク１１０Ｃの溶媒１１４は濡れ広がり、レジストインク１１０Ｃは平衡状態になる（図１３（ｂ））。

本実施形態においては、コアシェル型レジスト粒子１２４の体積平均粒子径が、基板１６上に着弾して平衡状態になったレジストインク１１０Ｃの溶媒１１４の膜厚よりも大きくなるように構成する。これにより、コアシェル型レジスト粒子１２４は、溶媒１１４の濡れ広がりによる影響を受けることなく、その濡れ広がり方向への移動は抑制される。その後、溶媒１１４の蒸発によって、基板１６上にはコアシェル型レジスト粒子１２４が残存するようになる（図１３（ｃ））。

また、本実施形態においては、基板１６上に残存したコアシェル型レジスト粒子１２４を加圧加熱して定着させる際の加熱温度（レジストベーク温度）は、コアシェル型レジスト粒子１２４のシェルを構成するレジスト１２２のガラス転移点より大きく、かつ、コアシェル型レジスト粒子１２４のコアを構成するレジスト粒子１２０のガラス転移点より小さく構成される。このため、図１３（ｄ）に示すように、コアシェル型レジスト粒子１２４のコアを構成するレジスト粒子１２０は溶融変形せずにスペーサとして機能し、シェルを構成するレジスト１２２のみが溶融するので、レジスト粒子１２０の直径と略同程度の厚さのレジスト層１１６を得ることができる。つまり、コアシェル型粒子１２４のコアを構成するレジスト粒子１２０の大きさに応じてレジスト層１１６の厚さが決定されるので、レジスト層１１６の厚膜精度を制御しやすくなり、所定の厚さ（特に厚膜）のレジストパターンを更に精度良く形成することが可能となる。

〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。以下、既述した各実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図１４は、第４の実施形態としてインクジェット記録装置１０のレジストインク供給系の構成を示した概要図である。なお、図１４中、説明と関係ない部分については図示を省略している。図１４において、２００はレジストインク供給タンク、２０２は供給サブタンク、２０４は回収サブタンク、２０６は洗浄液タンク、２０８は高濃度補充タンク、２１０は希釈補充タンクである。

レジストインク供給タンク２００はレジストインクを供給するための基タンクであり、図５に示したレジストインク供給タンク６０に相当する。レジストインク供給タンク２００は、その内部に貯蔵されるレジストインクを攪拌するための攪拌手段２１２が設けられている。レジストインク供給タンク２００から延びる流路２１４は２つに分岐し、一方の流路２１８は供給サブタンク２０２に接続され、他方の流路２２０は回収サブタンク２０４に接続される。

供給サブタンク２０２は、レジストインク供給タンク２００から供給されたレジストインクを一旦貯蔵してヘッド５０に供給するためのサブタンクであり、ヘッド５０の内圧変動を防止するダンパ効果及びリフィルを改善する機能を有する。供給サブタンク２０２とヘッド５０は流路２２２を介して接続される。また、回収サブタンク２０４は、ヘッド５０内部のレジストインクを一旦回収してレジストインク供給タンク２００に戻すためのサブタンクである。ヘッド５０と回収サブタンク２０４は流路２２４を介して接続される。更に、供給サブタンク２０２と回収サブタンク２０４からそれぞれ延びる流路２２６、２２８は１つに合流して流路２３０となり、流路２３０の他端はレジストインク供給タンク２００に接続される。

レジストインク供給タンク２００から延びる流路２１４にはポンプ２３２が設けられている。このポンプ２３２を駆動させると、レジストインク供給タンク２００内のレジストインクは流路２１８を介して供給サブタンク２０２に供給されるとともに、流路２２０を介して回収サブタンク２０４にも供給される。図示するように、流路２１２には、異物や気泡を除去するためにフィルタ２３４を設けることが好ましい。

供給サブタンク２０２内のレジストインクは流路２２２を介してヘッド５０に供給される。また、ヘッド５０に供給されたレジストインクは流路２２４を介して回収サブタンク２０４に回収される。図示の例では、供給サブタンク２０２、ヘッド５０、及び回収サブタンク２０４の水頭差を利用してレジストインクの供給や回収が行われる。もちろん、ポンプなどを利用して強制的にレジストインクの供給や回収を行ってもよい。

供給サブタンク２０２と回収サブタンク２０４の内部のレジストインクは、それぞれ接続される流路２２６、２２８を介し、更には流路２３０を介して、レジストインク供給タンク２００に戻される。

また、高濃度補充タンク２０８と希釈補充タンク２１０には、用いられるレジストインクの種類に応じた所定の液体が貯蔵されており、レジストインク供給タンク２００内のレジスト粒子の濃度が所定範囲となるように各タンク２０８、２１０の液体が適宜補充される。

レジストインク供給タンク２００内のレジストインクを攪拌手段２１２により定期的に攪拌する態様が好ましい。レジストインクに含有される粒子が分散した状態でレジストインクを循環させることができる。

また、劣化したレジストインクを洗浄するための洗浄手段を設ける態様が好ましい。図示の例では、流路２１４、２３０にそれぞれ三方制御弁２３８、２４０を設け、ポンプ２４２を利用して三方制御弁２３８を介して流路２１４内へ洗浄液を供給し、洗浄されたレジストインクは三方制御弁２４０を介して洗浄液タンク２０６に戻される。

このようにレジストインク供給タンク２００、供給サブタンク２０２、回収サブタンク２０４、及びヘッド５０の間でレジストインクを循環させることにより、レジストインクに含有される粒子（レジスト粒子、コアシェル型レジスト粒子）の沈降を防止することができ、粒子沈降を要因とする吐出不良を防止することができる。

〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。以下、既述した各実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図１５は、第５の実施形態として静電吐出式（静電濃縮型）のインクジェット記録装置の要部構成を示した概略図である。以下に説明する静電濃縮型インクジェット記録装置は、ヘッド３００内でレジストインク３１６を濃縮して吐出するので、基板１６に着弾したレジストインク３１６の溶媒を乾燥させる構成を備えることなく基板１６上での着弾干渉を効果的に防止できるとともに、レジストインク３１６に帯電手段（電界付与手段）から電界を作用させてレジストインク３１６を吐出するので、高精細なドットを形成でき、且つ、安定した高い着弾精度を実現することができる。従って、高精細及び高精度が要求されるプリント配線基板のレジストパターン形成にはより好適である。

図１５（ａ）は本実施形態のヘッド３００の一部断面を模式的に示した概略断面図であり、図１５（ｂ）は図１５（ａ）中１５ｂ−１５ｂ線に沿う断面図である。図１５（ａ）に示すように、ヘッド３００は、ヘッド基板３０２と、吐出ガイド３０４と、吐出口３０６が形成された吐出口基板３０８とを有する。吐出口基板３０８には、吐出口３０６を囲むように吐出電極３２０が配置されている。ヘッド３００の吐出側の面（図中、上面）に対面する位置に、基板１６を支持する対向電極３１０と、基板１６の帯電ユニットが配置される。

また、ヘッド基板３０２と吐出口基板３０８は、互いに対面した状態で所定間隔離間して配置される。ヘッド基板３０２と吐出口基板３０８の間に形成される空間によって各吐出口３０６にインクを供給するレジストインク流路３１４が形成される。

ヘッド３００は、より高密度な画像記録を高速に行うために、複数の吐出口（ノズル）３０６が２次元的に配列されたマルチチャンネル構造を有する。ヘッド３００の吐出口基板３０８に複数の吐出口３０６は２次元的に配列されているが、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）においては、ヘッド３００を分かりやすく示すために、複数の吐出口のうちの１つの吐出口だけを示している。

ヘッド３００においては、電荷を有するレジスト粒子を絶縁性の液体（キャリア液）に分散してなるレジストインク３１６を用いる。そして、吐出口基板３０８に設けられた吐出電極３２０に駆動電圧を印加して吐出口３０６に電界を発生させ、吐出口３０６のレジストインクを静電力により吐出させる。また、吐出電極３２０に印加する駆動電圧を、レジストパターンデータに応じてｏｎ／ｏｆｆ（吐出ｏｎ／ｏｆｆ）することにより、レジストパターンデータに応じて吐出口３０６からレジストインクを吐出して、基板１６上にレジストパターンを形成する。

以下、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示した本実施形態のヘッド３００の構造についてより詳細に説明する。

図１５（ａ）に示すように、ヘッド３００の吐出口基板３０８は、絶縁基板３２２と、吐出電極３２０と、を有し、絶縁基板３２２の図中下側の面（ヘッド基板３０２に対面する側の面）には、レジストインクを吐出するための駆動電圧が印加される吐出電極３２０が形成されている。

また、吐出口基板３０８には、レジストインク滴３２８を吐出するための吐出口３０６が絶縁基板３２２を貫通して形成されている。吐出口３０６は、図１５（ｂ）に示すように、長方形の両方の短辺側を半円形にした、レジストインクの流れ方向に細長い繭形の開口（スリット）であり、レジストインクの流れ方向の長さＬとレジストインクの流れに直交する方向の長さＤとのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）が１以上となる形状を有する。

本発明では、このように、吐出口３０６をレジストインクの流れ方向の長さＬとレジストインクの流れに直交する方向の長さＤとのアスペクト比（Ｌ／Ｄ）が１以上の開口とすることで、吐出口３０６にレジストインクが流れやすくなる。つまり吐出口３０６へのレジストインクのレジスト粒子供給性を高めることができ、周波数応答性を向上させ、更に目詰まりも防止することができる。この点については、レジストインク滴の吐出の作用とともに、後ほど詳細に説明する。

また、本実施の形態では、吐出口３０６を繭形の開口として形成したが、これに限らず、吐出口３０６からレジストインクを吐出することができるのであれば、円形や略円形、楕円形、矩形、正方形、ひし形、平行四辺形など任意の形状で吐出口３０６を形成することができる。

吐出口３０６の形状としてはレジストインクの流れ方向の長さとレジストインクの流れに垂直な方向の長さとのアスペクト比が１以上となるようなレジストインクの流れ方向に細長い形状であることが好ましい。これにより、吐出口へのレジストインクの供給性が高められ、目詰まりを防止することができ、連続した大ドットを安定して基板１６に形成することができ、より高い周波数の描画数波数で高画質のレジストパターンを描画することができる。例えば、レジストインクの流れ方向を長辺とする矩形状、又は、レジストインクの流れ方向を長軸とする楕円形若しくはひし形で吐出口を形成することができる。また、レジストインクの流れの上流側を上底、下流側を下底とし、レジストインクの流れ方向の高さが下底よりも長い台形状で吐出口を形成してもよい。この場合、上流側の辺を長くしても下流側の辺を長くしてもよい。また、レジストインクの流れ方向を長辺とする長方形の両方の短辺側に、直径がその長方形の短辺よりも大きな円が接続されたような形状にしてもよい。このように吐出口３０６をレジストインクの流れ方向に細長い形状とすることにより、この吐出口３０６へのレジストインクの供給性を高めることができるとともに目詰まりも防止することができる。また、吐出口３０６は、その中心に対して、上流側と下流側で対称な形状であっても非対称な形状であっても良い。

次に、図１５（ａ）に示したヘッド３００の吐出口基板３０８に形成されている吐出電極３２０について説明する。絶縁基板３２２の下面（ヘッド基板３０２と対向する面）には、図１５（ｂ）に示すような吐出電極３２０が形成されている。吐出電極３２０は、吐出口３０６の周囲を囲むように吐出口３０６の周縁に沿って配置されている。図１５（ｂ）においては、吐出電極３２０は吐出口３０６と相似形の形状で形成されているが、これに限定されず、吐出口３０６の周囲を囲む形状であれば種々の形状に変更することができる。例えば、円形、略円形、楕円形、略楕円形などの形状で吐出電極を形成することができる。また、吐出口３０６の形状に応じて種々の形状に変更することができ。吐出口３０６の周囲を完全に取り囲んでいなくてもよく、例えば、レジストインクの流れ方向の上流側又は下流側の吐出電極の一部が切りかかれたようなＣ字型、コ字型などの形状であってもよい。また、レジストインクの流れ方向に平行で吐出口を挟むように配置された平行電極や略平行電極としてもよい。

前述のように、ヘッド３００は、吐出口３０６が２次元的に配列されたマルチチャンネル構造を有するので、吐出電極３２０もまた各吐出口３０６に対応して２次元的に配置されている。

また、吐出電極３２０は、レジストインク流路３１４に露出し、レジストインク流路３１４を流れるレジストインク３１６と接触している。図１５（ａ）に示すヘッド３００は、このような構造としたことにより、レジストインクの吐出性を大幅に向上させることができる。この点については、後に、吐出の作用と共に詳述する。しかしながら、吐出電極３２０は、必ずしもレジストインク流路３１４に露出してレジストインクと接触している必要はなく、吐出電極３２０は吐出口基板３０８の内部に形成されていてもよいし、図１５（ａ）に示した吐出電極３２０のレジストインク流路３１４に露出している面を絶縁層で被覆してもよい。

また、吐出電極３２０は、図１５（ａ）に示すように、駆動電圧制御部３３０に接続されている。駆動電圧制御部３３０は、レジストインク吐出時及び非吐出時に吐出電極に印加する駆動電圧を、描画信号（レジストパターンデータ）に応じて制御することができる。

次に、図１５（ａ）に示したヘッド３００の吐出ガイド３０４について説明する。吐出ガイド３０４は、所定の厚みを有するセラミック製平板からなり、各吐出口３０６（吐出部）に対応してヘッド基板３０２の上に配置されている。吐出ガイド３０４は、吐出口３０６の長辺方向の長さに応じてわずかに幅広に形成されている。上述したように、吐出ガイド３０４は、吐出口３０６を通過し、その先端部分３０４Ａが吐出口基板３０８の基板１６側の表面（絶縁基板３２２の表面）よりも上方に突出している。

吐出ガイド３０４の先端部分３０４Ａは、レジストインクの流れ方向に平行な断面形状が、対向電極３１０側へ向かうに従って次第に細くなる略三角形（ないしは台形）になるように成形されている。吐出ガイド３０４は、先端部分３０４Ａの傾斜面がレジストインクの流れ方向と交差するように配置される。これにより、吐出口３０６に流入するレジストインクが吐出ガイド３０４の先端部分３０４Ａの傾斜面に沿って先端部分３０４Ａの頂点に到達するので、吐出口３０６にレジストインクのメニスカスが安定して形成される。

また、吐出ガイド３０４を吐出口３０６の長辺方向に幅広に形成することで、レジストインクの流れに直交する方向の幅を短くすることができ、レジストインクの流れに及ぼす影響を少なくすることができ、かつ後述するメニスカスを安定して形成させることができる。

なお、吐出ガイド３０４の形状は、レジストインク３１６内のレジスト粒子を吐出口基板３０８の吐出口３０６を通って先端部分３０４Ａに濃縮させることができれば、特に、制限的ではなく、例えば、先端部分３０４Ａが対向電極３１０側に向かうに従って細くなるような形状でなくても良く、適宜変更することができる。例えば、吐出ガイド３０４の中央部分に、図中上下方向に毛細管現象によってレジストインク３１６を先端部分３０４Ａに集める案内溝となる切り欠きが形成されていても良い。また、図１５（ｂ）では、吐出口の形状に応じて、レジストインク流方向に長い板状の形状としたが、これに限定されず、角柱にしてもよい。

また、吐出ガイド３０４は、その最先端部に、金属が蒸着されていることが好ましく、吐出ガイド３０４の最先端部に金属を蒸着させることにより、吐出ガイド３０４の先端部分３０４Ａの誘電率が実質的に大きくなる。これにより、吐出電極に駆動電圧が印加されたときに、吐出ガイド３０４に強電界を生じさせやすくなり、レジストインクの吐出性を向上することができる。

本実施形態のヘッド３００は、図１５（ａ）に示すように、好ましい形態として、ヘッド基板３０２に吐出口３０６にレジストインクを誘導する誘導堰３４０が設けられている。誘導堰３４０は、ヘッド基板３０２のレジストインク流路３１４側の面、即ちレジストインク流路３１４の底面で、吐出ガイド３０４のレジストインクの流れ方向の上流側および下流側に設けられている。誘導堰３４０は、レジストインクの流れ方向に対して、吐出口３０６に対応する位置の近傍から吐出口３０６の中心に対応する位置に向かって、吐出口基板３０８に漸次近接するように傾斜した面を有している。即ち、誘導堰３４０は、レジストインクの流れ方向に沿って、吐出口３０６に向かって傾斜する形状を有している。

また、誘導堰３４０は、レジストインクの流れに直交する方向には、吐出口３０６と略同一の幅を有し、底面から垂設する壁面を有する形状とされている。また、誘導堰３４０は、吐出口３０６を塞ぐことなく、レジストインク３１６の流路を確保するように、吐出口基板３０８のレジストインク流路３１４側の面、即ちレジストインク流路３１４の上面から所定の間隔を置いて設けられている。このような誘導堰３４０は、各々の吐出部にそれぞれ設けられている。

このように、レジストインク流路３１４の底面に、レジストインクの流れ方向に沿って、吐出口３０６に向かって傾斜する誘導堰３４０を設けることによって、吐出口３０６へ向かうレジストインクの流れが形成され、レジストインク３１６が吐出口３０６のレジストインク流路３１４側の開口部に誘導される。そのため、レジストインク３１６を吐出口３０６内部へ好適に流入させることができ、レジストインクのレジスト粒子供給性をより向上させることができる。更に吐出口の目詰まりも、より確実に防止することができる。

誘導堰３４０のインク流方向の長さｌは、隣接する吐出口と干渉しない範囲で、レジストインク３１６を吐出口３０６へ好適に誘導できるように適宜設定されればよいが、誘導堰３４０の最高部の高さｈに対し、３倍以上（ｌ／ｈ≧３）とするのが好ましく、８倍以上（ｌ／ｈ≧８）とするのがより好ましい。

誘導堰３４０のレジストインクの流れと直交する方向の幅は、吐出口３０６と同等か、若干広いのが好ましい。また、誘導堰３４０の幅は、図示例のように均一なものには限定されず、幅が漸減するものや漸増するもの等であってもよい。また、その壁面も、垂直面には限定されず、傾斜面等であってもよい。

誘導堰３４０の傾斜面（レジストインクの誘導面）は、レジストインク３１６を吐出口３０６に誘導するのに好適な形状とすればよく、一定の傾斜角を有する斜面であってもよいし、傾斜角が変化する面や、湾曲面であってもよい。また、その表面は、平滑面には限定されず、インク流方向に、或いは吐出口３０６の中心部に向かって放射状に、１条以上の畝や溝等が形成されていてもよい。

また、誘導堰３４０の上部の吐出ガイド３０４との接部近傍は、図示例のように段差を有することなく、滑らかにつながる形状としてもよい。

図示例では、誘導堰３４０が吐出ガイド３０４の上流側および下流側に配置された形態としているが、吐出口３０６の上流側および下流側に斜面を有する台形状の誘導堰３４０を設け、その上部に吐出ガイド３０４を立設する形態としてもよいし、吐出ガイド３０４および誘導堰３４０を一体的に形成してもよい。このように、誘導堰３４０は、吐出ガイド３０４と別々に、または、一体的に形成されて、ヘッド基板３０２に取り付けられてもよいし、あるいは、従来公知の掘削手段によりヘッド基板３０２を削り出して形成されてもよい。

なお、誘導堰３４０は、吐出口３０６の上流側に設けられていれば良いが、図示例のように、吐出口３０６の下流側にも、レジストインク滴３２８の吐出方向の高さが吐出口３０６から遠ざかるにつれて低くなるように設けられているのが好ましい。これにより、上流側の誘導堰３４０によって吐出口３０６に向かって誘導されたレジストインク３１６が滑らかに下流側へ流れるので、レジストインク３１６が乱流になることなく、レジストインクの流れの安定を保つことができ、吐出安定性を保つことができる。

次に、ヘッド３００のレジストインク滴３２８の吐出面と対面して配置される対向電極３１０について説明する。対向電極３１０は、図１５（ａ）に示すように、吐出ガイド３０４の先端部分３０４Ａに対向する位置に配置され、接地される電極基板３５０と、電極基板３５０の図中下側の表面、即ちヘッド３００側の表面に配置される絶縁シート３５２で構成される。

この対向電極３１０の図中下側の表面、即ち絶縁シート３５２の表面に、基板１６が例えば静電吸着によって保持される。対向電極３１０（絶縁シート３５２）は、基板１６のプラテンとして機能する。

対向電極３１０の絶縁シート３５２に保持された基板１６は、少なくとも記録時には、帯電ユニット３１２によって、吐出電極３２０に印加される駆動電圧と逆極性の所定の負の高電圧に帯電される。その結果、基板１６は負帯電して負の高電圧にバイアスされ、吐出電極３２０に対する実質的な対向電極として作用し、かつ、対向電極３１０の絶縁シート３５２に静電吸着される。

帯電ユニット３１２は、基板１６を負の高電圧に帯電させるためのスコロトロン帯電器３５４と、スコロトロン帯電器３５４に負の高電圧を供給するバイアス電圧源３５６とを有している。なお、本発明に用いられる帯電ユニット３１２の帯電手段としては、スコロトロン帯電器３５４に限定されず、コロトロン帯電器、固体チャージャ、放電針などの種々の放電手段を用いることができる。

また、図示例においては、対向電極３１０を電極基板３５０と絶縁シート３５２とで構成し、基板１６を、帯電ユニット３１２によって負の高電圧に帯電させることにより、バイアス電圧を印加して対向電極として作用させ、かつ、絶縁シート３５２の表面に静電吸着させているが、本発明はこれに限定されず、対向電極３１０を電極基板３５０のみで構成し、対向電極３１０（電極基板３５０自体）を負の高電圧のバイアス電圧源に接続して、負の高電圧に常時バイアスしておき、対向電極３１０の表面に基板１６を静電吸着させるようにしても良い。

また、基板１６の対向電極３１０への静電吸着と、基板１６への負の高電圧への帯電または対向電極３１０への負のバイアス高電圧の印加とを別々の負の高電圧源によって行っても良いし、対向電極３１０による基板１６の保持は、基板１６の静電吸着に限られず、他の保持方法や保持手段を用いても良い。

以上、本発明のヘッド３００の構造について詳細に説明した。次に、このような構造を有するヘッドのレジストインクの吐出の動作について説明する。

ヘッド３００の記録動作時には、吐出電極３２０には、駆動電圧が印加される。即ち、描画信号（レジストパターンデータ）に同期して、レジストインクを吐出するための駆動電圧が印加される。レジストインクの吐出を指示する描画信号が吐出電極３２０に接続された駆動電圧制御部３３０に供給されると、その描画信号と同じタイミングで吐出電極３２０に駆動電圧が印加される。これにより、吐出電極３２０からインクの吐出に作用する電界が発生し、吐出口３０６からインクが吐出される。

一方、レジストインクの非吐出を指示する描画信号が駆動電圧制御部に供給された場合には、吐出電極３２０には駆動電圧は印加されずに０［Ｖ］とされる。このため、吐出電極３２０からは吐出のための電界は発生しないので、吐出口３０６からインクは吐出されない。なお、描画信号の１周期が基板１６に１ドットを形成するのに要する時間に相当する。また、吐出電極３２０に印加される駆動電圧は、例えば、６００［Ｖ］に設定される。吐出電極３２０に駆動電圧を印加しない場合は、吐出電極３２０は、例えば、０［Ｖ］に設定される。駆動電圧の電圧値は、上記値に限定されず、吐出電極３２０に駆動電圧を印加したときに確実にインクを吐出させることができれば、任意の電圧値に設定することができる。

次に、本実施形態のヘッド３００に用いられるレジストインクについて説明する。

レジストインク３１６は、レジスト粒子をキャリア液に分散することにより得られる。キャリア液は、高い電気抵抗率（１０⁹ Ω・ｃｍ以上、好ましくは１０¹⁰Ω・ｃｍ以上）を有する誘電性の液体（非水溶媒）であるのが好ましい。キャリア液の電気抵抗が低いと、制御電極に印加される駆動電圧により、キャリア液自身が電荷注入を受けて帯電してしまい、レジスト粒子の濃縮がおこらない。また、電気抵抗の低いキャリア液は、隣接する制御電極間での電気的導通を生じさせる懸念もあるため不向きである。

キャリア液として用いられる誘電性液体の比誘電率は、５以下が好ましく、より好ましくは４以下、更に好ましくは３．５以下である。このような比誘電率の範囲とすることによって、キャリア液中のレジスト粒子に有効に電界が作用し、泳動が起こりやすくなる。

なお、このようなキャリア液の固有電気抵抗の上限値は１０¹⁶Ω・ｃｍ程度であるのが望ましく、比誘電率の下限値は１．９程度であるのが望ましい。キャリア液の電気抵抗が上記範囲であるのが望ましい理由は、電気抵抗が低くなると、低電界下でのレジストインクの吐出が悪くなるからであり、比誘電率が上記範囲であるのが望ましい理由は、誘電率が高くなると溶媒の分極により電界が緩和され、これにより形成されたドットの滲みを生じたりするからである。

キャリア液として用いられる誘電性液体としては、好ましくは直鎖状もしくは分岐状の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、または芳香族炭化水素、および、これらの炭化水素のハロゲン置換体がある。例えば、へキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソドデカン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、アイソパーＣ、アイソパーＥ、アイソパーＧ、アイソパーＨ、アイソパーＬ、アイソパーＭ（アイソパー：エクソン社の商品名）、シェルゾール７０、シェルゾール７１（シェルゾール：シェルオイル社の商品名）、アムスコＯＭＳ、アムスコ４６０溶剤（アムスコ：スピリッツ社の商品名）、シリコーンオイル（例えば、信越シリコーン社製ＫＦ−９６Ｌ）等を単独あるいは混合して用いることができる。

更に、レジスト粒子としては、例えば、ロジン類、ロジン変性フェノール樹脂、アルキッド樹脂、（メタ）アクリル系ポリマー、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニールアルコールのアセタール変性物、ポリカーボネート等を挙げられる。

これらのうち、粒子形成の容易さの観点から、重量平均分子量が２，０００〜１０００，０００の範囲内であり、かつ多分散度（重量平均分子量／数平均分子量）が、１．０〜５．０の範囲内であるポリマーが好ましい。更に、前記定着の容易さの観点から、軟化点、ガラス転移点または、融点の何れか１つが４０℃〜１２０℃の範囲内にあるポリマーが好ましい。

レジストインク３１６において、レジスト粒子の含有量（樹脂粒子あるいは更に分散樹脂粒子の合計含有量）は、レジストインク全体に対して０．５〜３０重量％の範囲で含有されることが好ましく、より好ましくは１．５〜２５重量％、更に好ましくは３〜２０重量％の範囲で含有されることが望ましい。レジスト粒子の含有量が少なくなると、レジスト被覆性が不足したり、レジストインク３１６と基板１６表面との親和性が得られ難くなって強固なパターンが得られなくなったりするなどの問題が生じ易くなり、一方、含有量が多くなると均一な分散液が得られにくくなったり、ヘッド等でのレジストインク３１６の目詰まりが生じやすく、安定なインク吐出が得られにくいなどの問題が生じるからである。

また、キャリア液に分散されたレジスト粒子の平均粒径は、０．１〜５μｍが好ましく、より好ましくは０．４〜１．５μｍであり、更に好ましくは０．７〜１．５μｍである。この粒径はＣＡＰＡ−５００（堀場製作所（株）製商品名）により求めたものである。

レジスト粒子をキャリア液に分散させた後（必要に応じて、分散剤を使用しても可）、荷電制御剤をキャリア液に添加することによりレジスト粒子を荷電して、荷電したレジスト粒子をキャリア液に分散してなるレジストインク３１６とする。なお、レジスト粒子の分散時には、必要に応じて、分散媒を添加してもよい。

荷電制御剤は、一例として、電子写真液体現像剤に用いられている各種のものが利用可能である。また、「最近の電子写真現像システムとトナー材料の開発・実用化」１３９〜１４８頁、電子写真学会編「電子写真技術の基礎と応用」４９７〜５０５頁（コロナ社、１９８８年刊）、原崎勇次「電子写真」１６（Ｎｏ．２）、４４頁（１９７７年）等に記載の各種の荷電制御剤も利用可能である。

なお、レジスト粒子は、制御電極に印加される駆動電圧と同極性であれば、正電荷および負電荷の何れに荷電したものであってもよい。

また、レジスト粒子の荷電量は、好ましくは５〜２００μＣ／ｇ、より好ましくは１０〜１５０μＣ／ｇ、更に好ましくは１５〜１００μＣ／ｇの範囲である。

また、荷電制御剤の添加によって誘電性溶媒の電気抵抗が変化することもあるため、下記に定義する分配率Ｐを、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上、更に好ましくは７０％以上とする。

Ｐ＝１００×（σ１−σ２）／σ１
ここで、σ１は、レジストインク３１６の電気伝導度、σ２は、レジストインク３１６を遠心分離器にかけた上澄みの電気伝導度である。電気伝導度は、ＬＣＲメーター（安藤電気（株）社製ＡＧ−４３１１）および液体用電極（川口電機製作所（株）社製ＬＰ−０５型）を使用し、印加電圧５［Ｖ］、周波数１ｋＨｚの条件で測定を行った値である。また遠心分離は、小型高速冷却遠心機（トミー精工（株）社製ＳＲＸ−２０１）を使用し、回転速度１４５００ｒｐｍ、温度２３℃の条件で３０分間行った。

以上のようなレジストインク３１６を用いることによって、荷電レジスト粒子の泳動が起こりやすくなり、濃縮しやすくなる。

レジストインク３１６の電気伝導度は、１００〜３０００ｐＳ／ｃｍが好ましく、より好ましくは１５０〜２５００ｐＳ／ｃｍ、更に好ましくは２００〜２０００ｐＳ／ｃｍである。以上のような電気伝導度の範囲とすることによって、制御電極に印加する電圧が極端に高くならず、隣接する記録電極間での電気的導通を生じさせる懸念もない。

また、レジストインク３１６の表面張力は、１５〜５０ｍＮ／ｍの範囲が好ましく、より好ましくは１５．５〜４５ｍＮ／ｍ、更に好ましくは１６〜４０ｍＮ／ｍの範囲である。表面張力をこの範囲とすることによって、制御電極に印加する電圧が極端に高くならず、ヘッド周りにインクが漏れ広がり汚染することがない。

更に、レジストインク３１６の粘度は０．５〜５ｍＰａ・ｓｅｃが好ましく、より好ましくは０．６〜３．０ｍＰａ・ｓｅｃ、更に好ましくは０．７〜２．０ｍＰａ・ｓｅｃである。

このようなレジストインク３１６は、一例として、レジスト粒子をキャリア液に分散して粒子化し、かつ、荷電調整剤を分散媒に添加して、レジスト粒子に荷電を生じさせることで、調製できる。

上述したように、本実施形態のヘッド３００では、基板１６に着弾するレジストインクの高粘度化手段を別途具備することなく、ヘッド内でレジストインクを濃縮して吐出することが可能であり、基板１６上におけるレジストインクの着弾干渉を効果的に防止することができる。更に、高精細且つ、高い着弾精度といった特徴を有しているので、レジストパターンの形成には好適である。

特に、本実施形態のヘッド３００は、吐出口３０６を大開口に構成することが可能であり、大粒子を含有するレジストインクの吐出には好適であり、吐出口３０６の目詰まりが生じない。また、濃縮吐出により着弾時の濃度は２０ｗｔ％以上となるので、溶媒の濡れ広がり時の粒子移動がより抑止され、高アスペクトで高精細なレジストパターンを得ることができる。また、レジストパターンの被覆効率が向上する。更に、吐出口３０６から電界によりレジストインクが加速飛翔するため、着弾位置精度が向上する。

一例として本発明が適用された場合の実施例を挙げておくと、図５において、レジストインク３１６の溶媒をアイソパー、基板１６をシリコンウェハ、基板１６表面に対する溶媒の接触角θを約３度、吐出口３０６から吐出されるレジストインク滴３２８の液滴半径ｒを４μｍとしたとき、レジスト粒子の半径Ｒは０．５μｍ以上（例えば０．７μｍ）となるように構成すればよい。

また、図１で示したインクジェット記録装置１０のヒータ３７と同様に、本実施形態の静電濃縮型のインクジェット記録装置においても、インクジェット描画時に基板１６を加熱する手段としてヒータ（不図示）を設ける態様もある。基板１６の加熱により溶媒揮発が促進され、本発明の効果がより顕著となる。

インクジェット記録装置の概略構成を示した全体構成図 インクジェット記録装置の描画部周辺の要部平面図 ヘッドの構造例を示す平面透視図 図３中４−４線に沿う断面図 インクジェット記録装置のレジストインク供給系の構成を示した概要図 インクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図 レジストインクに含有されるレジスト粒子が微粒子である場合を示した説明図 本発明が適用される場合を示した説明図 レジスト粒子の粒子径に関する条件を説明するための概念図 レジストパターニングを繰り返して行ったときの様子を示した概念図 本発明の効果を説明するための図 第２の実施形態を示した概念図 第３の実施形態を示した概念図 第４の実施形態としてインクジェット記録装置のレジストインク供給系の構成を示した概要図 第５の実施形態として静電濃縮型のインクジェット記録装置の要部構成を示した概略図 サブトラクティブ法の説明図 アディティブ法の説明図 セミアディティブ法の説明図

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１２…描画部、１２Ａ〜１２Ｄ…ヘッド、１６…基板、２３…定着処理部、４０…加熱ファン、５０…ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５４…供給口、５５…共通流路、５６…振動板、５８…圧電素子、１１０（１１０Ａ〜１１０Ｃ）…レジストインク、１１２…レジスト粒子、１１４…溶媒、１１６…レジスト層、１１８、１２０…レジスト粒子、１２２…レジスト、１２４…コアシェル型粒子、２００…レジストインクタンク、２０２…供給サブタンク、２０４…回収サブタンク、２０６…洗浄タンク、２０８…高濃度補充タンク、２１０…希釈補充タンク、３００…ヘッド、３０４…吐出ガイド、３０６…吐出口、３１６…レジストインク

Claims (18)

1. 複数のノズルからレジスト粒子が溶媒中に分散されたレジストインクを基板に向かって吐出する液体吐出方法であって、
   前記粒子の体積平均粒子径は、前記基板上に着弾して平衡状態になった前記レジストインクの溶媒の膜厚よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする液体吐出方法。
2. 前記溶媒の前記基板に対する接触角をθ、前記ノズルから吐出されたレジストインクの液滴半径をｒ、前記レジスト粒子の半径をＲとしたとき、次式を満足することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出方法。
   

   
3. 前記基板上に着弾したレジストインクを加圧加熱して定着させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出方法。
4. 前記レジストインクはガラス転移点の異なる少なくとも２種類のレジスト粒子を含有し、
   前記レジストインクを加圧加熱して定着させる際の加熱温度は、第１のレジスト粒子のガラス転移点より大きく、かつ、第２のレジスト粒子のガラス転移点より小さいことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出方法。
5. 前記レジストインクに含有されるレジスト粒子は、前記レジスト粒子より低いガラス転移点を有するレジストで表面が覆われたコアシェル型レジスト粒子であり、
   前記レジストインクを加圧加熱して定着させる際の加熱温度は、前記レジスト粒子の表面を覆うレジストのガラス転移点より大きく、かつ、前記レジスト粒子のガラス転移点より小さいことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出方法。
6. 前記基板上の同一位置に対して複数のレジストインクを吐出することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液体吐出方法。
7. 静電濃縮型のヘッドを用いて前記レジストインクを吐出することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液体吐出方法。
8. 前記基板上に前記レジストインクが着弾する前に前記基板を加熱することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の液体吐出方法。
9. レジストインク供給系に、前記レジストインクの循環を行う工程、前記レジストインクを攪拌する工程、及び前記レジストインクを洗浄する工程の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の液体吐出方法。
10. 複数のノズルからレジスト粒子が溶媒中に分散されたレジストインクを基板に向かって吐出する吐出手段を備え、
    前記粒子の体積平均粒子径は、前記基板上に着弾して平衡状態になった前記レジストインクの溶媒の膜厚よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする液体吐出装置。
11. 前記溶媒の前記基板に対する接触角をθ、前記ノズルから吐出されたレジストインクの液滴半径をｒ、前記レジスト粒子の半径をＲとしたとき、次式を満足することを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出装置。
    

    
12. 前記基板上に着弾したレジストインクを加圧加熱して定着させる定着手段を更に備えたことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の液体吐出装置。
13. 前記吐出手段は、前記複数のノズルからガラス転移点の異なる少なくとも２種類のレジスト粒子を含有したレジストインクを吐出する手段であり、
    前記定着手段は、第１のレジスト粒子のガラス転移点より大きく、かつ、第２のレジスト粒子のガラス転移点より小さい加熱温度で加熱する手段であることを特徴とする請求項１２に記載の液体吐出装置。
14. 前記吐出手段は、前記レジスト粒子より低いガラス転移点を有するレジストで前記レジスト粒子の表面を覆ったコアシェル型レジスト粒子を含有したレジストインクを吐出する手段であり、
    前記定着手段は、前記レジスト粒子の表面を覆うレジストのガラス転移点より大きく、かつ、前記レジスト粒子のガラス転移点より小さい加熱温度で加熱する手段であることを特徴とする請求項１２に記載の液体吐出装置。
15. 前記吐出手段は、前記基板上の同一位置に対して複数のレジストインクを吐出する手段であることを特徴とする請求項１０乃至請求項１４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
16. 前記吐出手段は、静電濃縮型のヘッドであることを特徴とする請求項１０乃至請求項１５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
17. 前記基板上に前記レジストインクが着弾する前に前記基板を加熱する基板加熱手段を更に備えたことを特徴とする請求項１０乃至請求項１６のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
18. レジストインク供給系に対して、前記レジストインクの循環を行う循環手段、前記レジストインクを攪拌する手段、及び前記レジストインクを洗浄する洗浄手段の少なくとも１つを設けたことを特徴とする請求項１０乃至請求項１７のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

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