JP7293955B2 - パターン形成方法およびパターン形成装置 - Google Patents
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Description
前記ミスト液滴を、前記基材の前記静電潜像面に積層するミスト液滴積層工程と、を含み、前記材料液は、液を霧化してできたミスト液滴を加熱するとライデンフロスト効果を発現し、さらに帯電しその帯電符号はミスト液滴生成時の帯電と同符号になる性質を持つことを特徴とするパターン形成方法である。
滴にし加熱すると、ライデンフロスト効果を発現し、さらに帯電しその帯電符号はミスト液滴生成時の帯電と同符号になる性質を持つことを特徴とするパターン形成装置である。
材料液11に用いる材料は、材料液11に用いる溶媒に分散または溶解するものであれば何でもよく、導電パターンを所望する場合は金属粒子やカーボン系の導電材料を用いることができる。絶縁パターンを所望する場合は樹脂やセラミック材料を用いることができる。材料液11に用いる材料と溶媒の組み合わせには、分散または溶解が出来て物理的にミスト液滴できれば限定はなく、機能パターンの目的に合わせて選択すれば良い。
ミスト液滴3は、物理的に微小化した原料液であり、雰囲気気体の抵抗により重力による降下が低下し、搬送エアにより容易に搬送移動できるエアロゾル形態である。材料液の比重にもよるが、概ね直径10μm以下の液滴を指す。
静電潜像2の形成方法としては、静電潜像形成装置18を用いて形成しておき、ミスト液滴印刷部に移動して印刷ヘッドにより現像をする。静電潜像形成方法としては、基材上に所望のパターンに応じた静電電位の帯電パターンを形成する手法であれば何でもよく、一般的な電子写真方法と同じく感光体を用いて、全面帯電からパターン露光を行うことで静電潜像を形成してもよい。また、図1においては基材1に直接静電潜像を形成して現像をする手法を図示しているが、中間転写用の静電潜像形成媒体を用いて潜像を形成し現像した後、基材1に転写してパターン印刷してもよい。
ミスト液滴生成工程は、材料を溶解または分散した材料液11から、物理サイズ的に小さな液滴を生成する手法で、重力による落下が無視できるレベルで雰囲気エアを移動することで搬送可能なサイズまでした液滴で、本方式では材料の比重にもよるが、概ね粒径が
数μφ以下の液滴をミスト液滴とする。ミスト生成手法としては、加圧法、超音波法、エレクトロスプレー法などが挙げられ、ミスト液滴化が行え、基材に供給できる粒径サイズに生成できれば手法は何をとっても良い。本発明の図1では、超音波法を用いて記載している。超音波法では、超音波振動子は材料原液を入れた反応チャンバ下部に設け動作させることで、材料液11にキャピラリーやキャビテーションが発生しミストが生成される。図1では、材料液11を直接振動子で振動させる装置構成を図示しているが、水を入れた作用槽を介して、材料液11を入れた反応チャンバを動作させるダブルチャンバー方式にしてもよい。こうして、材料液11からミスト液滴3を生成しチャンバ13内を材料11のミスト液滴3で満たしておく。
ミスト液滴積層工程は、ミスト液滴搬送工程と、ミスト液滴供給工程とを含む。
加熱装置4は、基材1の全面の温度を一定に、且つ直接加熱できる、抵抗加熱と赤外線加熱から加熱手段を選択する。具体的には、ホットプレート、ラバーヒーター、赤外線ヒーター、電熱線、などの既存の加熱手段を設ければよい。本発明では、基材1の近傍に接近したミスト液滴3が基材1の加熱から熱を受けて加熱されることが必要である。赤外線の場合には、基材裏面から基材1を直接加熱し、基材1前面側には赤外線を透過しないことを前提とする。従って、誘導加熱、誘電加熱などの非接触で物体を加熱する装置は、ミスト液滴3が基材1近接する前に、基材1を透過してミスト液滴材料を直接加熱する可能性があり、加熱手段として不適である。また、基材1表面温度をモニタリングして、加熱装置4へ温度フィードバックする温度安定化制御を入れてもよい。
図4は本発明のパターン形成方法における工程の概略を説明する図である。
プセル構造がないことから、機能性パターニングをする際、外殻材料がない分より純度の高い材料からパターン印刷を可能とし、印刷したパターンは原液材料の機能性を下げることなく形成が可能である。このように、ミスト液滴による現像は機能性パターンを形成することにおいて有利な手法である。
(従来のミスト液滴による現像と本発明による現像の効果)
図5は従来技術のミスト液滴による現像のパターン形成方法における工程の概略を説明する図である。
2・・・静電潜像
3・・・ミスト液滴
4・・・加熱装置
5・・・熱伝導
6・・・ライデンフロスト効果
7・・・ミスト液滴堆積
8・・・定着パターン
9・・・地汚れ
11・・・材料液
12・・・超音波振動子
13・・・チャンバ
14・・・生成ミスト
15・・・ミスト液滴搬送路
16・・・搬送エア導入口
17・・・ミスト供給ヘッド
18・・・静電潜像形成装置
21・・・固体トナー
22・・・コア材料
23・・・外殻材料
24・・・地汚れトナー
25・・・固体トナー定着パターン
31・・・ミスト液滴堆積
34・・・地汚れ液滴
35・・・定着パターン
36・・・地汚れ材料
43・・・ミスト液滴
47・・・ミスト液滴堆積
48・・・定着パターン
51・・・材料液
102・・・ミスト溶媒
103・・・ミスト分散材料
104・・・加熱
105・・・溶媒蒸発
106・・・斥力
107・・・熱励起電子
108・・・誘導電荷
Claims (11)
- 基材に所定の静電電位のパターンからなる静電潜像を形成する工程と、
材料を溶解または分散した材料液を霧化してミスト液滴を生成するミスト液滴生成工程と、
前記基材の加熱工程と、
前記ミスト液滴を、前記基材の前記静電潜像面に積層するミスト液滴積層工程と、
を含み、
前記材料液は、液を霧化してできたミスト液滴を加熱するとライデンフロスト効果を発現し、さらに帯電しその帯電符号はミスト液滴生成時の帯電と同符号になる性質を持つことを特徴とするパターン形成方法。 - 前記ミスト液滴を帯電するミスト液滴帯電工程を、さらに含むことを特徴とする請求項1記載のパターン形成方法。
- 前記ミスト液滴積層工程は、
ミスト液滴搬送工程と、
ミスト液滴供給工程と、
を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載のパターン形成方法。 - 前記ミスト液滴帯電工程は、振動液面電界印可、接触帯電、コロナ帯電から少なくとも一つの方法により、前記ミスト液滴積層工程前に、ミスト液滴を帯電させることを特徴とする、請求項2に記載のパターン形成方法。
- 前記加熱工程は、抵抗加熱、赤外線加熱から少なくとも一つの方法により、前記基材裏面から加熱することを特徴とする請求項1または2に記載のパターン形成方法。
- 前記加熱工程において、基材を加熱する温度を、35℃から50℃の範囲とすることを、特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
- 前記ミスト液滴積層工程内の前記ミスト液滴搬送工程に、非接触の加熱装置による加熱工程を、さらに含むことを特徴とする請求項3に記載のパターン形成方法。
- 基材に所定の静電電位のパターンからなる静電潜像を形成する静電潜像形成部と、
材料を溶解または分散した材料液を霧化してミスト液滴を生成するミスト液滴生成部と、
前記基材を加熱する加熱部と、
前記ミスト液滴を、前記基材の前記静電潜像面に積層するミスト液滴積層部と、
を含み、
前記材料液は霧化しミスト液滴にし加熱すると、ライデンフロスト効果を発現し、さらに帯電しその帯電符号はミスト液滴生成時の帯電と同符号になる性質を持つことを特徴とするパターン形成装置。 - 前記ミスト液滴を帯電するミスト液滴帯電部を、さらに含むことを特徴とする請求項8に記載のパターン形成装置。
- 前記ミスト液滴積層部に、さらにミスト液滴搬送部と、ミスト液滴供給部と、を含むことを特徴とする、請求項8または9に記載のパターン形成装置。
- 前記ミスト液滴積層部内の前記ミスト液滴搬送部に、非接触の加熱装置を、さら
に含むことを特徴とする請求項10に記載のパターン形成装置。
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