JP2007136417A

JP2007136417A - 塗布装置

Info

Publication number: JP2007136417A
Application number: JP2005336981A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Uchida; 寛人内田; Megumi Baba; 恵馬場; Yuya Inoue; 祐也井上; Masaaki Murata; 真朗村田; Takumi Namekawa; 巧滑川; Koji Hane; 功二羽根
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2005-11-22
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2007-06-07

Abstract

【要約】
【課題】ポンプを使用せずに吐出液を循環させられる塗布装置を提供する。
【解決手段】シリンダ５４の内部をピストン５１によって二分し、形成された第一、第二室５２Ｌ、５２Ｒを第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒにそれぞれ接続する。ピストン５１を移動させ、第一、第二室５２Ｌ、５２Ｒの容積比率を変え、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒのいずれか一方を加圧、他方を減圧する。ピストン５１の移動により簡単に差圧を生成でき、その差圧によって、吐出液を移動させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明はインクジェット方式の塗布装置に係り、特に、差圧を利用した循環式の塗布装置に関する。

近年では、液晶表示装置のスペーサを塗布するために、インクジェットプリンタを応用したインクジェット方式のスペーサ塗布装置が用いられている。

図６(ａ)の符号１１１は、スペーサ塗布装置の一例であり、台１０５の上方位置に、保持枠１２０に取りつけられたインクヘッド１２１が配置されており、台１０５上に液晶用の基板１０７を配置し、インクヘッド１２１と基板１０７を、走査方向１０９に沿って相対的に移動させながら、インクヘッド１２１からスペーサが分散された吐出液を吐出させると、基板１０７表面の所望位置に吐出液が着弾し、スペーサが配置されるように構成されている。

図５は、従来技術のスペーサ塗布装置１１１の吐出液の供給系を説明するためのブロック図である。
このスペーサ塗布装置１１１では、インクヘッド１２１は、複数のヘッドモジュール１２１ａ〜１２１ｃで構成されており、各ヘッドモジュール１２１ａ〜１２１ｃは、台１０５側方位置の供給タンク１３６に接続されている。

供給タンク１３６は、各ヘッドモジュール１２１ａ〜１２１ｃの吐出孔の位置と同じ高さまで吐出液１３８が蓄液されており、供給タンク１３６と各ヘッドモジュール１２１ａ〜１２１ｃの間のバルブを開け、供給タンク１３６と各ヘッドモジュール１２１ａ〜１２１ｃとを接続した状態で、加圧装置１３０によって供給タンク１３６の内部に気体を供給すると、供給タンク１３６内の圧力が上昇し、供給タンク１３６内の吐出液１３８は各ヘッドモジュール１２１ａ〜１２１ｃに供給される。

各ヘッドモジュール１２１ａ〜１２１ｃは、回収タンク１３７に接続されており、供給タンク１３６から供給された吐出液はヘッドモジュール１２１ａ〜１２１ｃ内を流れた後、回収タンク１３７に戻るように構成されている。
回収タンク１３７と供給タンク１３６は互いに接続されており、回収タンク１３７に回収された吐出液１３９を供給タンク１３６に戻すことができる。
特開２００４−５００５９号公報特開２００２−７２２１８号公報特開平１１−７０２８号公報

従来技術の吐出装置１１１では、吐出液は上記のように加圧によって各ヘッドモジュール１２１ａ〜１２１ｃに供給されるため、気体が吐出液１３８の中に溶け込みやすく、それがヘッドモジュール１２１ａ〜１２１ｃ内で気泡となって析出すると、吐出ミスが生じる場合があった。
また、吐出液の供給にポンプを用いると、気体の巻き込みが生じる他、スペーサが変形したり、損傷したりするという問題がある。

上記課題を解決するため、本発明は、基板と相対的に移動され、前記基板上に吐出液を吐出するインクヘッドと、前記インクヘッドの外部に配置され、前記吐出液が蓄液される第一、第二の循環タンクと、前記第一、第二の循環タンクに差圧を形成し、圧力が高い方を供給元、低い方を回収先にして前記供給元に蓄液された前記吐出液を前記インクヘッドに供給し、前記インクヘッド内を流れる前記吐出液を前記回収先に移動させる塗布装置であって、前記塗布装置は、シリンダと、前記シリンダの内部に配置され、前記シリンダ内部を第一、第二室に二分するピストンとを有し、前記第一、第二室は前記第一、第二の循環タンクにそれぞれ接続された塗布装置である。
また、本発明は、前記シリンダの外部に配置され、前記ピストンを磁気で吸引する磁石部材と、前記磁石部材を移動させ、前記ピストンを前記シリンダ内部で移動させる移動装置とを有する塗布装置である。
また、本発明は、前記インクヘッドにはバッファータンクが設けられ、前記供給元から供給される前記吐出液は前記バッファータンクに蓄液された後、前記インクヘッドに供給されるように構成された塗布装置である。

本発明は上記のように構成されており、第一、第二の循環タンクの内部空間が、シリンダ内の第一、第二室にそれぞれ接続されており、ピストンがシリンダ内を移動し、第一、第二室の容積が変化すると、第一、第二の循環タンクの一方が加圧され、他方が減圧されるようになっている。
第一、第二の循環タンクと第一、第二室の内部を大気圧よりも低くしておくと、気体が吐出液に溶解しにくく、気泡の発生を防止できる。

また、インクヘッドにバッファータンクを設け、第一、第二の循環タンクをバッファータンクに接続する場合、バッファータンク内の吐出液の上方の空間(バッファータンク内空間)の圧力を、循環タンク内の吐出液の上方の空間(循環タンク内空間)の圧力よりも低くすると第一、第二の循環タンク内の吐出液はバッファータンクに供給される。

循環タンクが吐出室内の吐出液を吸引する力が、バッファータンクが吐出室内の吐出液を吸引する力よりも大きく、循環タンクと吐出室が接続された場合に、吐出室内の吐出液は循環タンクに吸引される。

簡単な装置で差圧を形成できる。また、圧力差を制御するのが簡単である。
吐出液の移動にポンプを用いないので、ポンプによる気体の巻き込みが無く、気泡の発生を防止できる。
また、ポンプを用いないと、吐出液中に分散されている個体微粒子の変形や損傷が無い。
差圧によって吐出液を循環させることができるので、個体微粒子の沈降が生じない。

図６(ｂ)の符号１１は本発明の塗布装置の一例であり、台５を有している。台５上には基板７が配置されている。
台５の上方には保持枠２０が配置されている。保持枠２０には、インクヘッド２１が取りつけられている。

インクヘッド２１の外部には、吐出液の循環系が配置されている。ここでは、吐出液には、溶剤中に固体微粒子が分散されたスペーサ吐出液が用いられているが、液晶配向膜の材料等、個体微粒子を含有しない吐出液も用いることができる。

図１の符号１０は吐出液循環系であり、図１には、インクヘッド２１と循環系１０の内部が示されている。
図１を参照し、インクヘッド２１は、複数のヘッドモジュール２１ａ、２１ｂ、２１ｃで構成されている。

各ヘッドモジュール２１ａ〜２１ｃ内には、バッファータンク４１ａ〜４１ｃと、吐出室４２ａ〜４２ｃとがそれぞれ設けられている。
循環系１０は、ヘッドモジュール２１ａ〜２１ｃに吐出液を供給する第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒを有している。

第一、第二の循環タンク３１Ｌ，３１Ｒは、インクヘッド２１の外部であって、台５の側方や下方等、基板７の運搬に支障のない位置に配置されている。インクヘッド２１は台５に対して静止している。

第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒは、それぞれ吐出液供給系２８に接続されており、その間を接続する配管途中に設けられたバルブｖ₁、ｖ₂を開けると、吐出液供給系２８から第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒに吐出液が供給されるように構成されている。

この図１、及び後述する各図では、バルブの開状態を白色、閉状態を黒色で表している。図２では、第一の循環タンク３１Ｌに接続されたバルブｖ₁が白色で開状態、第二の循環タンク３１Ｒに接続されたバルブｖ₂が黒色で閉状態である。
第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒの上部空間は、給排気系２４に接続されている。

第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒは密閉されている。給排気系２４はガス供給系４４と真空ポンプ(又は真空排気系)４５を有しており、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒと給排気系２４の間のバルブを開閉することで、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒを、ガス供給系４４にも真空ポンプ４５にも個別に接続できるように構成されている。ガス供給系４４は充填気体が充填されたガスボンベに接続されている。

次に差圧形成装置５０を説明すると、該差圧形成装置５０はシリンダ５４を有している。シリンダ５４の内部にはピストン５１が配置されており、ピストン５１により、シリンダ５４の内部空間が第一室５２Ｌと第二室５２Ｒに分割されている。

差圧用配管３２により、第一室５２Ｌは、第一の開閉バルブ５８Ｌを介して第一の循環タンク３１Ｌの上部空間に接続され、第二室５２Ｒは第二の開閉バルブ５８Ｒを介して第二の循環タンク３１Ｒの上部空間に接続されており、第一、第二の開閉バルブ５８Ｌ、５８Ｒを開状態にすると、第一室５２Ｌの内部と第一の循環タンク３１Ｌの内部、及び、第二室５２Ｒの内部と第二の循環タンク３１Ｒの内部とが連通するように構成されている。
シリンダ５４の外部には、磁石部材５３が配置されている。磁石部材５３は、移動機構５５に取りつけられており、シリンダ５４の外周に沿って移動できるように構成されいる。

ピストン５１は、磁石又は磁性体の部分を有しており、磁石部材５３とピストン５１は、シリンダ５４の側壁を介して、互いに吸引しあっている。移動機構５５によって磁石部材５３を移動させると、ピストン５１は、吸引力によって磁石部材５３と一緒に移動するように構成されている。
シリンダ５４の内部でピストン５１が移動すると、第一、第二室５２Ｌ、５２Ｒの容積は、合計量が一定の状態で比率が変化する。

差圧形成装置５０を使用する場合、先ず、開閉バルブ５８Ｌ、５８Ｒを開状態にし、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒ内と、第一、第二室５２Ｌ、５２Ｒ内を連通させ、給排気系２４によって、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒ内の圧力が変わらないようにしながらピストン５１をシリンダ５４の中央に位置させる。

次いで、給排気系２４によって充填気体を給排気し、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒ内と、第一、第二室５２Ｌ、５２Ｒ内を大気圧よりも低い規定の圧力にした後、給排気を停止する。

開閉バルブ５８Ｌ、５８Ｒを開状態にしておき、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１と第一、第二室５２Ｌ、５２Ｒの内部の充填気体の供給や排出がされない状態で、ピストン５１が移動すると、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒの一方が加圧され、他方が減圧される。

具体的には、ピストン５１が、第一室５２Ｌの容積を減少させ、第二室５２Ｒの容積を増加させるように移動すると、第一室５２Ｌ内の充填気体は第一の循環タンク３１Ｌに押し出され、逆に、第二の循環タンク３１Ｒ内の充填気体は、第二室５２Ｒに吸引される。その結果、第一の循環タンク３１Ｌ内の圧力が上昇し、第二の循環タンク３１Ｒ内の圧力は低下する。

それとは逆に、ピストン５１が、第一室５２Ｌの容積を増加させ、第二室５２Ｒの容積を減少させるように移動すると、第一の循環タンク３１Ｌ内の気体が第一室５２Ｌに吸引され、第二室５２Ｒの気体が第二の循環タンク３１Ｒに押し出される。その結果、第一の循環タンク３１Ｌ内の圧力は低下し、第二の循環タンク３１Ｒ内の圧力が上昇する。
このように、ピストン５１を移動させることで、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒの一方の圧力を上昇させ、他方の圧力を減少させることができる。

第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒの底部には供給口が設けられており、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒの供給口と、バッファータンク４１ａ〜４１ｃの全部の流入口の間には主配管３７が設けられている。

主配管３７の、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒの供給口側には、第一、第二の供給バルブｖｓ_L、ｖｓ_Rがそれぞれ設けられ、各バッファータンク４１ａ〜４１ｃの流入口側には流入バルブｖｉ_a〜ｖｉ_cがそれぞれ設けられている。第一、第二の供給バルブｖｓ_L、ｖｓ_Rのうちいずれか一方を開状態、他方を閉状態にすると共に、供給したいヘッドモジュール２１ａ〜２１ｃの流入バルブｖｉ_a〜ｖｉ_cを開状態にすると、開状態の第一、第二の供給バルブｖｓ_L、ｖｓ_Rに接続された第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒが供給元、開状態の流入バルブｖｉ_a〜ｖｉ_cに接続されたバッファータンク４１ａ〜４１ｃが供給先となり、供給元と供給先とが接続される。

その状態で第一、第二室５２Ｌ、５２Ｒの内部容積比を変え、いずれか一方の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒを供給元とし、その内部の圧力Ｐ_Sを、バッファータンク４１ａ〜４１ｃの内部空間の圧力Ｐ_Bよりも高圧にすると(Ｐ_B＜Ｐ_S)、供給元の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒの内部の吐出液２３Ｌ、２３Ｒは、供給先のバッファータンク４１ａ〜４１ｃに移動する。
バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内に吐出液が所定量蓄液されると吐出室４２ａ〜４２ｃに供給可能な状態になる。

ここでは、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒの内部が昇圧しても、内部圧力Ｐ_Sは大気圧よりも大きくならないようにし(Ｐ_S≦(大気圧))、充填気体が吐出液中に溶解しないようにされている。

バッファータンク４１ａ〜４１ｃは、吐出室４２ａ〜４２ｃよりも上方に配置されており、バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内には吐出液４８ａ〜４８ｃが蓄液されている。
バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の吐出液４８ａ〜４８ｃは、バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内に充満せず、バッファータンク４１ａ〜４１ｃの内部では、吐出液４８ａ〜４８ｃの上方に空間が形成されている。

各バッファータンク４１ａ〜４１ｃの上部は真空ポンプ４３にそれぞれ接続されており、各バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の吐出液４８ａ〜４８ｃの上方の空間を真空排気し、その空間の圧力を低下させられるように構成されている。

また、各バッファータンク４１ａ〜４１ｃにはガス供給系５７がそれぞれ接続されており、各バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の吐出液４８ａ〜４８ｃの上方の空間に充填気体を供給し、圧力を上昇させられるように構成されている。
バッファータンク４１ａ〜４１ｃの底面には供給口が設けられ、吐出室４２ａ〜４２ｃの端部には供給口が設けられている。

バッファータンク４１ａ〜４１ｃの供給口は、吐出室４２ａ〜４２ｃの流入口にそれぞれ接続されており、バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の吐出液を吐出室４２ａ〜４２ｃに向けて移動できるようになっている。

吐出室４２ａ〜４２ｃの、台５上の基板７と相対する面には多数の吐出孔が形成されており、吐出室４２ａ〜４２ｃ内の吐出液は、吐出孔で大気と接触している。

バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の空間の圧力Ｐ_Bが負圧(Ｐ_B＜(大気圧))であり、負圧の吸引力とバッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の吐出液４８ａ〜４８ｃの重量とが釣り合っている状態では、吐出室４２ａ〜４２ｃ内の吐出液は吐出孔から落下せず、従って、バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の吐出液４８ａ〜４８ｃも吐出室４２ａ〜４２ｃに移動しない。

各吐出室４２ａ〜４２ｃ内には、吐出孔に対応して小部屋が形成されており、各小部屋毎にピエゾ素子が配置されている。
ピエゾ素子に電圧が印加されると、圧電効果によるピエゾ素子伸縮により、各小部屋内の吐出液が加圧され、その小部屋の吐出孔から吐出液が基板７表面に向けて吐出され、固体微粒子が基板７表面に配置される。

吐出室４２ａ〜４２ｃ内の吐出液が吐出されるとバッファータンク４１ａ〜４１ｃから吐出液４８ａ〜４８ｃが吐出された量だけ引き込まれ、補充される。
バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の吐出液の液面が低下し、圧力が減少すると、ピストン５１が、供給元の循環タンク３１Ｌを昇圧させるように移動し、その結果、バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の圧力は一定に保たれる。

第一又は第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒからバッファータンク４１ａ〜４１ｃへの吐出液の供給は、第一又は第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒ内の吐出液２３Ｌ、２３Ｒの重量と、第一又は第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒとバッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の圧力差により行われる。
ピストン５１を移動させず、ガス供給系５７から充填気体を導入してもよいし、第一又は第二の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒから吐出液を補充してもよい。

次に、吐出状態を説明すると、基板７と保持枠２０は、そのいずれか一方又は両方が走査方向９と平行な方向に移動するように構成されており、その結果、基板７とインクヘッド２１、即ち、基板７とバッファータンク４１ａ〜４１ｃ及び吐出室４２ａ〜４２ｃとは相対移動するように構成されている。基板７が静止し、インクヘッド２１が移動してもよいし、インクヘッド２１が静止し、基板７が移動してもよいし、また、両方が移動してもよい。

基板７とインクヘッド２１が相対移動し、吐出孔が基板７の所望場所上に位置したときにピエゾ素子に電圧を印加し、吐出孔から吐出液を吐出させると、吐出された吐出液は基板７表面の所定の位置に着弾する。
吐出液中にスペーサや顔料粒子などの固体微粒子が分散されている場合は、吐出液中の分散溶媒が蒸発すると、固体微粒子は基板７上に定着する。

次に、吐出室４２ａ〜４２ｃよりも下流側を説明する。
吐出室４２には流出口が設けられており、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒの上部には流出口が設けられている。吐出室４２の流出口と第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒの流入口との間には戻り配管３８が設けられている。

戻り配管３８の、吐出室４２ａ〜４２ｃの流出口側には流出バルブｖｏ_a〜ｖｏ_cがそれぞれ設けられ、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒの流入口側には、第一、第二の戻りバルブｖｒ_L、ｖｒ_Rがそれぞれ設けられている。

第一、第二の供給バルブｖｓ_L、ｖｓ_Rのうち、一方が開状態、他方が閉状態のときに、閉状態の供給バルブｖｓ_L又はｖｓ_Rが接続された循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒが回収先となり、その回収先の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒの戻りバルブｖｒ_L又はｖｒ_Rを開状態にすると、吐出室４２ａ〜４２ｃと回収先の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒは接続される。

このとき、差圧形成装置５０により、回収先の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒの内部の圧力Ｐ_Rは大気圧よりも低くされており(Ｐ_R＜(大気圧))、吐出室４２ａ〜４２ｃ内の吐出液は吐出孔で大気と接触しており、圧力差によって、吐出室４２ａ〜４２ｃ内の吐出液を回収先の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒに移動する。

一般に、回収先の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒの圧力と、バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の圧力の圧力差を制御し、吐出室４２ａ〜４２ｃの流出口の圧力が流入口の圧力よりも低くなるようにし、吐出液が吐出室から循環タンク３１Ｌ、３１Ｒまで持ち上げられるようにすれば、吐出室４２ａ〜４２ｃ内の吐出液を、回収先の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒに移動させることができる。

なお、ここでは、流出バルブｖｏ_a〜ｖｏ_cは三方弁であり、吐出室４２ａ〜４２ｃと第一又は第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒの間を接続する他、吐出室４２ａ〜４２ｃとドレインの間を接続することもできるように構成されている。

本発明の塗布装置１１は上記バッファータンク４１ａ〜４１ｃに、内部の吐出液４８ａ〜４８ｃの液面の高さを検出する高さセンサと、吐出液４８ａ〜４８ｃの上方の空間の圧力を測定する圧力センサとが設けられており、制御装置が液面高さの変化や圧力変化を検出し、液面高さが一定になるように、バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の圧力を制御している。

吐出室４２ａ〜４２ｃ内の吐出液の一部又は全部が回収先の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒに移動すると、それを補うように、バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の吐出液が吐出室４２ａ〜４２ｃに移動し、その結果、バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の吐出液４８ａ〜４８ｃの液面が低下する。

バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の圧力が低下した場合、制御装置は、第一又は第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒからバッファータンク４１ａ〜４１ｃに吐出液を供給したり、また、ガス供給系５７から、バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内部に充填気体を供給し、一定の圧力を維持している。

第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒやバッファータンク４１ａ〜４１ｃに供給される充填気体にはＨｅガスが用いられており、Ｈｅガスは溶解度が低いので、気泡の発生が抑制されている。
逆にバッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の圧力が増加した場合は、真空ポンプ４３によってバッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の充填気体を排気することができる。

これらにより、液面高さが一定に維持されると、バッファータンク４１ａ〜４１ｃ内の吐出液が４８ａ〜４８ｃが、吐出室４２ａ〜４２ｃの吐出孔から落下することを防止される。

ここでは、供給元の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒ内の吐出液がバッファータンク４１ａ〜４１ｃに移動されており、供給元の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒ内の吐出液は、バッファータンク４１ａ〜４１ｃと吐出室４２ａ〜４２ｃを通って回収先の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒに移動される。

図２は、ピストン５１が、第一室５２Ｌの容積を減少させ、第二室５２Ｒの容積を増加させるように移動した場合であり、第一の供給バルブｖｓ_Lと第二の戻りバルブｖｒ_Rが開状態、第二の供給バルブｖｓ_Rと第一の戻りバルブｖｒ_Lが閉状態にされ、第一の循環タンク３１Ｌが供給元、第二の循環タンク３１Ｒが回収先となって第一の循環タンク３１Ｌから第二の循環タンク３１Ｒに向けて吐出液が流れる状態が示されている。
図２及び後述する図３、図４は、吐出液の流れを説明するための図面であり、吐出液が流れる配管を実線、他の配管を破線で示してある。

図３は、図２とは逆に、ピストン５１が第一室５２Ｌの容積を増加させ、第二室５２Ｒの容積を減少させるように第二の循環タンク３１Ｒ側に移動した場合であり、第一の供給バルブｖｓ_Lと第二の戻りバルブｖｒ_Rが閉状態、第二の供給バルブｖｓ_Rと第一の戻りバルブｖｒ_Lが開状態にされ、第二の循環タンク３１Ｒが供給元、第一の循環タンク３１Ｌが回収先となり、第二の循環タンク３１Ｒから第一の循環タンク３１Ｌに向けて吐出液が流れる状態が示されている。

また、図４は、流入バルブｖｉ_a〜ｖｉ_cを閉状態にして吐出室４２ａ〜４２ｃを吐出液循環系１０から切り離し、第一、第二の供給バルブｖｓ_L、ｖｓ_Rの両方を開状態にし、第一、第二室５２Ｌ、５２Ｒの容積比率を変化させ、吐出室４２ａ〜４２ｃを通らずに第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒの一方から他方に吐出液を移動させる場合であり、例えば、回収先の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒから、供給元の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒに吐出液を戻すことができる。

なお、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒの間は、主配管３７や戻り配管３８とは別に、凝集体分離用フィルタ４７と、固体微粒子除去用フィルタ４９とが並列に設けられてた移動用配管３９によっても接続されている。

差圧移動装置５０により、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒの一方から他方に向け、凝集体分離用フィルタ４７又は固体微粒子除去用フィルタ４９を通して、吐出液を移動させることができる。

吐出液中に固体微粒子が分散されている場合、配管中を流れる間や、循環タンク３１Ｌ、３１Ｒ等のタンク中に蓄液されている間に個体微粒子が凝集し、粒径の大きな凝集体を形成する場合がある。

固体微粒子除去用フィルタ４９の目は、固体微粒子の大きさよりも大きいが、固体微粒子の凝集体よりも小さく成型されており、凝集体は凝集体分離用フィルタ４７に捕集され、除去される。
更に、凝集体分離用フィルタ４７は超音波印加装置４６に接続されており、凝集体分離用フィルタ４７に超音波が印加されるように構成されている。

凝集体分離用フィルタ４７に超音波が印加されると、それに捕集された凝集体が分離し、固体微粒子単体となって凝集体分離用フィルタ４７を通過するようになり、吐出液は移動用配管３９内を流れる間に再生される。

回収先の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒに回収された吐出液が増加したら、今度は、その循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒを供給元にして、吐出室４２ａ〜４２ｃに吐出液を流すことができるが、凝集体分離用フィルタ４７を通して、回収先の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒから供給元の循環タンク３１Ｌ又は３１Ｒに、吐出液を再生しながら戻すことができる。

他方、固体微粒子除去用フィルタ４９の目は吐出液中に含まれる微粒子の大きさよりも小さく、固体微粒子は固体微粒子除去用フィルタ４９を通過できず、固体微粒子除去用フィルタ４９に全部捕集される。

吐出液循環系１０やインクヘッド２１内の吐出液を、別の固体微粒子が分散された吐出液に交換する場合、先ず、配管３７〜３９中にある吐出液や、各タンク３１Ｌ、３１Ｒ、４１ａ〜４１ｃ中にある吐出液をドレイン等から除去し、溶剤供給系２９から溶剤を導入し、固体微粒子除去用フィルタ４９によって微粒子を除去しながら循環させ、溶剤によって配管３７〜３９やタンク３１Ｌ、３１Ｒ、４１ａ〜４１ｃを洗浄した後、吐出液供給系２８から、新しい吐出液を第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒに導入する。

なお、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒ内には、超音波振動子３３Ｌ、３３Ｒがそれぞれ配置されており、超音波発生装置３４Ｌ、３４Ｒから各超音波振動子３３Ｌ、３３Ｒにそれぞれ超音波を印加し、超音波振動させると第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒ内の吐出液が超音波振動し、固体微小粒子の凝集体は分離される。

また、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒ内には、磁石からなる回転子３５Ｌ、３５Ｒがそれぞれ配置されている。第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒの底面には、回転子３５Ｌ、３５Ｒと磁気的に結合されたスターラ３６Ｌ、３６Ｒが配置されており、スターラ３６Ｌ、３６Ｒを動作させると回転子３５Ｌ、３５Ｒは所望速度で回転し、第一、第二の循環タンク３１Ｌ、３１Ｒ内の吐出液が攪拌される。これにより、固体微小粒子の沈降が防止される。

カラーフィルタ形成用の顔料分散インク、スペーサ形成に使用するスペーサ吐出液、導電体・誘電体・半導体・発光材料・電子放出材料などの各種機能性固体を分散させた溶液等の溶液を吐出する塗布装置に適用できる。全面塗布用に用いてもよいし、所定箇所にだけ吐出し、パターンを形成してもよい。
スペーサを吐出する塗布装置の場合、液晶ディスプレーのカラーフィルタ基板とアレイ基板間にスペーサを配置するスペーサ吐出装置にも用いることができる。

本発明の一例の塗布装置を示す図吐出液が第一の循環タンクから第二の循環タンクに流れる経路を説明するための図吐出液が第二の循環タンクから第一の循環タンクに流れる経路を説明するための図吐出液がインクヘッドを通らずに、第一、第二の循環タンク間を移動する経路を説明するための図従来技術の塗布装置の吐出液の循環経路を説明するための図 (ａ)：従来技術の塗布装置の外観 (ｂ)：本発明の塗布装置の外観の一例

符号の説明

７……基板
１１……塗布装置
２１……インクヘッド
２４……給排気装置
５０……差圧形成装置
５１……ピストン
５３……磁石部材
５４……シリンダ
２１ａ〜２１ｃ……ヘッドモジュール
３１Ｌ，３１Ｒ……循環タンク
３７……主配管
３８……戻り配管
３９……移動用配管
４１ａ〜４１ｃ……バッファータンク
４２ａ〜４２ｃ……吐出室

Claims

基板と相対的に移動され、前記基板上に吐出液を吐出するインクヘッドと、
前記インクヘッドの外部に配置され、前記吐出液が蓄液される第一、第二の循環タンクと、
前記第一、第二の循環タンクに差圧を形成し、圧力が高い方を供給元、低い方を回収先にして前記供給元に蓄液された前記吐出液を前記インクヘッドに供給し、前記インクヘッド内を流れる前記吐出液を前記回収先に移動させる塗布装置であって、
前記塗布装置は、シリンダと、
前記シリンダの内部に配置され、前記シリンダ内部を第一、第二室に二分するピストンとを有し、
前記第一、第二室は前記第一、第二の循環タンクにそれぞれ接続された塗布装置。
前記シリンダの外部に配置され、前記ピストンを磁気で吸引する磁石部材と、
前記磁石部材を移動させ、前記ピストンを前記シリンダ内部で移動させる移動装置とを有する請求項１記載の塗布装置。
前記インクヘッドにはバッファータンクが設けられ、前記供給元から供給される前記吐出液は前記バッファータンクに蓄液された後、前記インクヘッドに供給されるように構成された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の塗布装置。