(57)【要約】【課題】微小液滴を吐出する装置から吐出される液滴の成分量が経時で変化する場合でも、液滴吐出量を正確に管理できる微小液滴吐出量管理装置及び吐出液滴量管理方法を提供する。【解決手段】微小液滴を吐出する装置から吐出される微小液滴の、液滴1滴1滴について、該液滴中の有効成分量を定量する管理手段を具備する。また、前記管理手段として、質量分析計を用いて1滴1滴の液滴中の有効成分を定量する。さらに、1滴1滴の液滴中の有効成分を連続的に定量することで、吐出量の安定性を管理する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小液滴を吐出する装置から吐出される微小液滴の、液滴1滴1滴について、該液滴中の有効成分量を定量する管理機構を具備することを特徴とする微小液滴吐出量管理装置。
【請求項２】
前記管理機構として、質量分析計を用いて1滴1滴の液滴中の有効成分を定量することを特徴とする請求項１に記載する微小液滴吐出量管理装置。
【請求項３】
1滴1滴の液滴中の有効成分を連続的に定量することで、吐出量の安定性を管理することを特徴とする吐出液滴量管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小液滴の吐出量を管理する装置および吐出液滴量管理方法に関するものであり、微小液滴中の有効成分量を連続的に1滴1滴定量管理する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被液滴吐出対象物（以下、ワークと呼称する）に対し、それぞれ機能液滴吐出ヘッドを搭載した複数のキャリッジユニットを相対的に移動させながら、ワーク上に機能液を吐出して描画を行う液滴吐出装置としては、例えば、特許文献１に開示されているインクジェットプリント装置のように、インクジェット法やディスペンサ法を用いたものが知られている。
【０００３】
また、例えば、特許文献２に開示されているように、これらの液滴吐出方法を、カラーフィルタや有機ＥＬ装置の製造装置に適用したものが知られている。
【０００４】
こうした機能液滴吐出装置は、ワーク上に滴下された液滴が機能を有効に発現できるように、液滴吐出量を正確に管理する必要がある。そのため、従来は１００滴程度の液滴を回収してその重量を量る、あるいは、吐出された液滴の写真を撮影しその直径から液量を管理してきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２２４８９１号公報
【特許文献２】特開２００３−２６６６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来法である重量法では、1滴ずつの液滴量の管理ができないという問題があり、写真法では直径から体積を計算するため、球状液滴の変形や直径測定誤差の３乗の体積誤差が生じるため、液滴が微小になるにつれ液滴量を正確に管理することが困難になるという問題がある。また、液滴量を管理することが出来た場合でも、液滴中の有効成分量が均一量であるかを管理する方法はないのが現状である。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、微小液滴を吐出する装置から吐出される液滴の成分量が経時で変化する場合でも、液滴吐出量を正確に管理できる微小液滴吐出量管理装置及び吐出液滴量管理方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る発明は、微小液滴を吐出する装置から吐出される微小液滴の、液滴1滴1滴について、該液滴中の有効成分量を定量する管理手段を具備することを特徴とする微小液滴吐出量管理装置である。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係る発明は、前記管理手段として、質量分析計を用いて1滴1滴の液滴中の有効成分を定量することを特徴とする請求項１に記載する微小液滴吐出量管理装置である。
【００１０】
次に、本発明の請求項３に係る発明は、1滴1滴の液滴中の有効成分を連続的に定量することで、吐出量の安定性を管理することを特徴とする吐出液滴量管理方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による微小液滴吐出量管理装置によれば、吐出された微小液滴の、液滴1滴1滴について、1滴中の有効成分を定量できるため、吐出液量の管理が可能となる。また、液滴1滴中の有効成分を直接、質量分析計で定量評価することによって、正確に液滴量を計測し、更には連続して吐出された液滴中の有効成分量を1滴ずつ定量できるために、吐出量の安定性管理に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の微小液滴吐出量管理装置の吐出液滴量管理手段の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の微小液滴吐出量管理装置を、一実施形態に基づいて以下に説明する。
【００１４】
図1は、本発明の微小液滴吐出量管理装置の吐出液滴量管理手段の説明図である。液滴吐出部１１から吐出された機能液滴１３は、通常生産時ワーク上の目的とする場所に塗布される。本装置は生産前の品質管理に用いるために設置されるもので、イオン化部１２と質量分析計１７とを備えている。
【００１５】
まず、液滴吐出部１１から機能液滴１３が吐出される。機能液滴は用途によって異なるが、１ｆｍ３〜１０ｐｍ３であることが多い。この機能液滴を金属製細管であるイオン化部１２によって質量分析計１７に誘導する。金属細管は液滴が細管壁面に付着しないよう内径１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００１６】
イオン化部１２は３重構造の金属製細管構造になっており、機能液滴が通る中心部の外側にイオン化促進剤１４を添加する管と、窒素ガス１５を混ぜる管からなる金属製細管構造を有している。
【００１７】
イオン化促進剤１４としては極性の高い液体が一般的に使用可能である。たとえば、水、メタノール、エタノール、アセトニトリル等でありその混合液でもかまわない。更には、よりイオン化を促進させるために、揮発性の高い塩や酸、アルカリを添加してもよい。たとえば、ギ酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、ギ酸、酢酸、アンモニア水、アミン水溶液などが使用できる。
【００１８】
機能液滴１３とイオン化促進剤１４と窒素ガス１５が、イオン化部１２の出口で混じりあい、噴霧されることによって、機能液滴１３は極微小液滴１６としてイオン化され、イオン化した極微小液滴１６となる。
【００１９】
イオン化した極微小液滴１６はそのまま質量分析計１７に導入され、機能液滴１３中の有効成分の質量数がカウントとして検出される。検出された質量数のカウントは濃度と相関があるため、事前に測定しておいた既知濃度、既知量の有効成分のカウントと比較することで、液滴中の有効成分濃度を定量することが可能となる。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の具体的実施例について説明する。
【００２１】
＜実施例１＞
機能液滴として、ポリプロピレングリコール（平均分子量１０００、和光純薬工業製、５０質量％）を、インクジェットプリンターＮａｎｏＰｒｉｎｔｅｒ−３０００（株式会社マイクロジェット製）、使用ヘッドＩＪＨＭを用いて、毎秒１滴ずつ吐出した。
【００２２】
使用したインクジェットヘッドノズル外径は１ｍmであり、イオン化部内径はこれと同じものを用いた。ヘッドノズル外径とイオン化部内径が一致していることで、吐出された機能液滴はまっすぐにイオン化部を通り抜けることが可能である。
【００２３】
吐出された機能液滴はイオン化部出口で、１ｎｍ３／ｍｉｎで流したイオン化促進剤である二次純水／ＨＰＬＣ（液体クロマトグラム）グレード・メタノール（和光純薬製）＝１：１溶液に１ｍMギ酸アンモニウムを添加した液、及び１×１０−３ｍ３／ｍｉｎで流した高純度グレード窒素ガスと混合されて噴霧される。
【００２４】
この混合された機能液滴は極微小液滴に分かれてイオン化された後に、質量分析計に導入される。質量分析計としては四重極型質量分析計Ｇ１９４６Ｄ（アジレントテクノロジーズ社製）を用いた。質量分析計では、プロピレングリコール１０００に特徴的な質量数ｍ／ｚ＝５５８．４を検出した。
【００２５】
四重極型質量分析計ではあらかじめフローインジェクション法によって、インクジェット法によって吐出したものと同じプロピレングリコール１０００を、１ｎｇ、２ｎｇ、５ｎｇ、１０ｎｇ導入し、検量線を作成しておいた。この検量線を用いて、インクジェットから連続吐出したプロピレングリコールの定量を行った。機能液滴中のプロピレングリコールは５０質量％であることから、定量値を元に液滴の体積を算出した。
【００２６】
＜比較例１＞
実施例１と同様に、機能液滴として、ポリプロピレングリコール（平均分子量１０００、和光純薬工業製、５０質量％）を、インクジェットプリンターＮａｎｏＰｒｉｎｔｅｒ−３０００（株式会社マイクロジェット製）、使用ヘッドＩＪＨＭを用いて、毎秒１滴ずつ吐出した。
【００２７】
毎秒１滴ずつ吐出された機能液滴を、液滴観察用ストロボスコープＪｅｔＳｃｏｐｅで撮影することによって、連続した吐出機能液滴の直径を１つずつ計測し、直径から体積を算出した。機能液滴中のプロピレングリコールは５０質量％であることから、液滴体積からプロピレングリコール量を算出した。
【００２８】
＜比較結果＞
実施例１と比較例１の計測結果を表１に示す。本発明による実施例では変動係数２．５％で液滴量を評価できているのに対し、比較例では変動係数７．５％でしか評価できていないことが分かった。
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００２９】
バイオ用途やフラットパネルディスプレイ用途での機能液滴吐出法により吐出される液滴は今後より微小化されると目されている。吐出液滴中の有効成分量のばらつきを管理することは、必要とされる機能を制御するための必須項目であり、微小液滴中の有効成分を精度よく管理可能な本発明の微小液滴吐出量管理装置及び吐出液滴量管理方法は極めて有効である。
【符号の説明】
【００３０】
１１・・・液滴吐出部    １２・・・イオン化部    １３・・・機能液滴    
１４・・・イオン化促進剤    １５・・・窒素ガス    １６・・・極微小液滴    
１７・・・質量分析計
【図１】
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