JP2016010736A - 膜形成装置及び膜形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出される膜材料の温度を最適温度に近づけ、所望の品質の膜を形成することが可能な膜形成装置を提供する。
【解決手段】ステージに対象物が保持される。ノズルヘッドの複数のノズル孔から、膜材料が液滴化されて、対象物に向けて吐出される。移動機構が、対象物とノズルヘッドとの一方を他方に対して移動させる。供給系が、ノズルヘッドに膜材料を供給する。供給系を通してノズルヘッドに供給される膜材料が、加温装置によって加温される。温度センサがノズルヘッドの温度を測定する。制御装置が、対象物に形成すべき膜の形状を定義する画像データを記憶するとともに、画像データに基づいてノズルヘッド及び移動機構を制御することにより対象物に、画像データによって定義される形状の膜を形成する。制御装置は、画像データ及び温度センサによる測定温度に基づいて、加温装置を制御する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ノズル孔から膜材料を吐出して膜を形成する膜形成装置、及び膜形成方法に関する。

ノズルヘッドから膜材料を液滴化して吐出し、基板の表面に、所定のパターンを有する膜を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１）。膜を形成すべき基板は、例えばプリント基板であり、膜材料はソルダーレジストである。ソルダーレジスト等の膜材料は、循環装置から材料供給用の配管を通ってノズルヘッドに供給され、余分な膜材料が、材料回収用の配管を通って循環装置に回収される。ノズルヘッドからの膜材料の吐出を安定化させるために、膜材料を加温して、膜材料の粘度を低下させることが好ましい。

インクジェットヘッドを用いた印刷装置または記録装置が、特許文献２、３に開示されている。特許文献２に開示された印刷装置においては、インクタンクとインクジェットヘッドの間でインクを循環させ、循環するインクをヒータで加熱する。インクジェットヘッド内のインクの温度を測定し、測定結果に基づいてヒータを制御する。これにより、吐出するインクの温度調整を、迅速かつ的確に行うことができる。

特許文献３に開示された記録装置においては、記録データの種別に基づいて、記録ヘッドの内部温度と、記録ヘッドの駆動周波数を制御する。これにより、インクの吐出周波数によらず、高品位な記録を行うことができる。

特開２００４−１０４１０４号公報 特開２０１１−２０７０６４号公報 特開平１０−７７７号公報

ノズルヘッドに供給される膜材料の温度が一定になるように、温度制御を行っても、実際に吐出される膜材料の温度が最適温度からずれる場合があることがわかった。膜材料の温度が最適温度からずれると、膜材料の粘度が変化し、所望の品質の膜を形成することが困難になる。

本発明の目的は、吐出される膜材料の温度を最適温度に近づけ、所望の品質の膜を形成することが可能な膜形成装置、及び膜形成方法を提供することである。

本発明の一観点によると、
対象物を保持するステージと、
膜材料を液滴化して、前記対象物に向けて吐出する複数のノズル孔を含むノズルヘッドと、
前記対象物と前記ノズルヘッドとの一方を他方に対して移動させる移動機構と、
前記ノズルヘッドに前記膜材料を供給する供給系と、
前記供給系を通して前記ノズルヘッドに供給される前記膜材料を加温する加温装置と、
前記ノズルヘッドの温度を測定する温度センサと、
前記対象物に形成すべき膜の形状を定義する画像データを記憶するとともに、前記画像データに基づいて前記ノズルヘッド及び前記移動機構を制御することにより前記対象物に、前記画像データによって定義される形状の前記膜を形成する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、前記画像データ及び前記温度センサによる測定温度に基づいて、前記加温装置を制御する膜形成装置が提供される。

本発明の他の目的は、
複数のノズル孔を含むノズルヘッドに供給される膜材料を、加温装置で加温する工程と、
前記ノズルヘッドに対向するように対象物を配置し、前記ノズルヘッド及び前記対象物の一方を他方に対して移動させながら、画像データに基づいて前記ノズル孔から前記膜材料を液滴化して吐出させることにより、前記対象物に前記画像データで定義される形状の膜を形成する工程と、
前記ノズルヘッドの測定温度、及び前記画像データに基づいて、前記加温装置を制御する工程と
を有する膜形成方法することである。

形成すべき膜の形状を定義する画像データ、及び温度センサによる測定温度に基づいて加温装置を制御することにより、ノズル孔の位置における膜材料の温度を、吐出に最適な温度に近づけることができる。これにより、所望の品質の膜を形成することが可能になる。

図１は、実施例による膜形成装置の概略図である。 図２は、実施例による膜形成装置に用いられている支持プレート及びノズルヘッドの底面図である。 図３は、ノズルヘッドの概略断面図である。 図４は、対象物の概略平面図、及び形成すべき膜の平面形状を定義する画像データの一部を示す図である。 図５は、実施例による膜形成装置で行われる膜材料の温度制御の制御ブロック図であり、図５Ｂは、塗布対象画素の比率ＰＲと、目標温度Ｔｔ１と関係の一例を示すグラフである。 図６Ａ〜図６Ｃは、測定温度Ｔｍ、ノズル孔の位置における膜材料の温度Ｔｎ、目標温度Ｔｔ１、及び塗布対象画素の比率ＰＲの時間変化の一例を示すグラフである。 図７Ａは、他の実施例による膜形成装置で行われる膜材料の温度制御の制御ブロック図であり、図７Ｂは、測定温度Ｔｍ、ノズル孔の位置における膜材料の温度Ｔｎ、目標温度Ｔｔ１、及び塗布対象画素の比率ＰＲの時間変化の一例を示すグラフである。

図１に、実施例による膜形成装置の概略図を示す。基台１０に、移動機構１１によってステージ１３が支持されている。ｘｙ面を水平面とし、鉛直上方をｚ軸の正の向きとするｘｙｚ直交座標系を定義する。ステージ１３は、ｘ方向及びｙ方向に移動可能である。ステージ１３の上に、膜を形成する対象物１５が保持される。対象物１５は、例えば回路パターンが形成されたプリント基板であり、ステージ１３に吸着される。形成される膜には、例えばソルダーレジストが用いられる。

複数のノズルヘッド２０が、支持プレート３０によって、ステージ１３の上方に支持さ
れている。ノズルヘッド２０の各々の底面に、複数のノズル孔が設けられている。ノズルヘッド２０は、ノズル孔から対象物１５に向けて、膜材料を液滴化して吐出する。膜材料には、例えば光硬化性の樹脂が用いられる。図１には示されていないが、支持プレート３０に、膜材料を硬化させるための硬化用光源が取り付けられている。膜材料に、紫外線硬化性の樹脂が用いられる場合は、硬化用光源は、対象物１５に向けて紫外光を放射する。

次に、ノズルヘッド２０に膜材料を供給する供給系４０について説明する。メインタンク４１内に、液状の膜材料が貯蔵されている。加温装置４２が、メインタンク４１内の膜材料を加温し、その温度を目標温度に維持する。目標温度は、例えば７５℃〜９０℃である。加温装置４２には、例えば抵抗加熱ヒータが用いられる。

メインタンク４１に貯蔵されている膜材料が、供給路４３を通って複数のノズルヘッド２０に供給される。ノズルヘッド２０から吐出されなかった膜材料が、回収路５３を通ってメインタンク４１に回収される。

供給路４３は、メインタンク４１から流出した膜材料を複数のノズルヘッド２０に分流させる分岐部４５を含む。分岐部４５に、加温装置４６が配置されている。加温装置４６には、例えば抵抗加熱ヒータが用いられる。膜材料が分岐部４５に一時的に蓄積され、目標温度まで加温される。メインタンク４１から分岐部４５まで輸送される間に、膜材料の温度が低下した場合でも、分岐部４５内で膜材料が再び目標温度まで加温される。

メインタンク４１と分岐部４５との間の供給路４３に、送出ポンプ４４が挿入されている。送出ポンプ４４は、メインタンク４１内の膜材料を分岐部４５に向けて送り出す。メインタンク４１と送出ポンプ４４との間の供給路４３に、ガス導入弁４７が挿入されている。ガス導入弁４７を開くと、供給路４３にガス、例えば空気が導入される。

回収路５３は、複数のノズルヘッド２０から回収された膜材料を１本の管路に合流させる合流部５５を含む。合流部５５とメインタンク４１との間の回収路５３に、回収ポンプ５４が挿入されている。回収ポンプ５４は、合流部５５内の膜材料をメインタンク４１に向けて送り出す。

合流部５５に加温装置を配置してもよい。合流部５５に加温装置を配置することにより、膜材料がノズルヘッド２０からメインタンク４１に回収されるときの温度低下を抑制することができる。回収路５３内で膜材料の温度が低下すると、膜材料の粘度が上昇して、管路内に膜材料が付着し易くなる。管路内に高粘度の膜材料が付着すると、膜材料の安定した循環が阻害される。合流部５５に加温装置を配置することにより、より安定して膜材料を循環させることができる。

ノズルヘッド２０の各々に温度センサ２１が取付けられている。温度センサ２１は、ノズルヘッド２０の測定位置の温度を測定する。測定位置については、後に図３を参照して詳しく説明する。なお、温度センサ２１を、ノズルヘッド２０に設けられた膜材料収容室の内部に配置してもよい。

支持プレート３０の上に遮蔽板３１が取り付けられており、遮蔽板３１が、供給系４０及びノズルヘッド２０を覆う。支持プレート３０と遮蔽板３１とで囲まれた空間が、仕切板３２によって、供給系４０が配置された加温空間３３と、ノズルヘッド２０が配置された冷却空間３４とに仕切られる。

冷却装置１４が、ファンを駆動することにより、冷却空間３４内に空冷のための気流を発生させる。これにより、ノズルヘッド２０が冷却される。仕切板３２は、加温空間３３
から冷却空間３４への熱の伝達を阻害する機能を有する。供給系４０の周囲の高温の空気が、遮蔽板３１と仕切板３２とで囲まれた加温空間３３内に閉じ込められることにより、移動機構１１及びステージ１３への熱の影響が軽減される。

補充タンク５７内に、膜材料が貯蔵されている。メインタンク４１内の膜材料が減少すると、補充ポンプ５８を動作させて、補充タンク５７からメインタンク４１に膜材料を補充する。補充タンク５７は、遮蔽板３１と支持プレート３０とで囲まれた空間の外に配置されている。補充タンク５７内の膜材料の温度はほぼ室温である。補充用の膜材料を室温で保管することにより、熱による膜材料の劣化を防止することができる。

遮蔽板３１、支持プレート３０、移動機構１１、ステージ１３、及び補充タンク５７は、エンクロージャ１２内に配置される。排気ポンプ１６がエンクロージャ１２内を排気する。エンクロージャ１２内を排気すると、エンクロージャ１２に取り付けられたフィルタ１７を通って外気がエンクロージャ１２内に流入する。これにより、エンクロージャ１２内を換気することができる。

排気ポンプ３５が、加温空間３３内を排気する。加温空間３３内が排気されると、遮蔽板３１に設けられた流入口３６を通って加温空間３３内に外気が流入する。加温空間３３内が換気されることにより、加温空間３３の過度の温度上昇を防止することができる。

制御装置１８が、移動機構１１、ノズルヘッド２０、送出ポンプ４４、加温装置４２、４６、回収ポンプ５４、及び補充ポンプ５８を制御する。温度センサ２１で測定されたノズルヘッド２０の温度が、制御装置１８に入力される。

図２に、支持プレート３０及びノズルヘッド２０の底面図を示す。支持プレート３０に複数の開口３７が形成されている。例えば、合計１０個の開口３７が２列に並んでいる。２列の各々は、ｘ方向に等ピッチで並ぶ５個の開口３７で構成される。一方の列の開口３７は、他方の列の開口３７に対して、ｘ方向に半ピッチ分ずれている。

開口３７の各々の内側に、２個のノズルヘッド２０がｙ方向に並んで配置されている。２個のノズルヘッド２０の間、及びノズルヘッド２０の各々の外側に、それぞれ硬化用光源２３が配置されている。ノズルヘッド２０及び硬化用光源２３は、ブラケット２４を介して支持プレート３０に取り付けられている。

ノズルヘッド２０のノズル面２５に、複数のノズル孔２６が設けられている。ノズルヘッド２０の各々は２本のノズル列を含み、ノズル列の各々は、ｘ方向にピッチＰで配列した複数のノズル孔２６で構成される。一方のノズル列のノズル孔２６は、他方のノズル列のノズル孔２６に対してｘ方向に（１／２）Ｐだけずれている。１つの開口３７内に配置されている２つのノズルヘッド２０の一方は、他方に対して（１／４）Ｐだけｘ方向にずれている。このため、１つの開口３７内の２つのノズルヘッド２０に設けられたノズル孔２６は、全体として、ｘ方向に（１／４）Ｐのピッチで分布する。さらに、１枚の支持プレート３０に取り付けられた２０個のノズルヘッド２０に設けられたノズル孔２６は、全体として、ｘ方向に（１／４）Ｐのピッチで分布する。

ステージ１３（図１）及び対象物１５（図１）をｙ方向に移動させながら、ノズルヘッド２０から膜材料を液滴化して吐出することにより、対象物１５に膜材料を塗布することができる。対象物１５に塗布された膜材料に、硬化用光源２３から放射された硬化用の光が照射されることにより、対象物１５に塗布された膜材料が硬化する。

図３に、ノズルヘッド２０の概略断面図を示す。ノズルヘッド２０の内部に、膜材料を
収容する収容室２２が、底面に隣接して形成されている。導入管２７から収容室２２内に膜材料が供給され、収容室２２内を輸送された後、回収管２８から回収される。導入管２７は供給路４３に接続され、回収管２８は回収路５３に接続されている。

ノズル面２５に複数のノズル孔２６が形成されている。ノズル孔２６に対応して、アクチュエータ２９が配置されている。アクチュエータ２９には、例えば圧電素子が用いられる。アクチュエータ２９を駆動することにより、ノズル孔２６から膜材料が液滴化されて、吐出される。

導入管２７に温度センサ２１が取り付けられている。温度センサ２１は、ノズルヘッド２０の温度を測定する。温度センサ２１は、ノズルヘッド２０の他の位置に取り付けてもよい。

図４に、対象物１５の概略平面図、及び形成すべき膜の平面形状を定義する画像データ６０の一部を示す。対象物１５の表面が、複数の単位走査領域１９に区分されている。単位走査領域１９の各々は長方形の平面形状を有し、ｘ方向に平行な一方の縁からｙ方向に延び、ｘ方向に平行な他方の縁まで達する。単位走査領域１９は、ｘ方向に関しては、隙間なく並んでいる。

画像データ６０は、例えばビットマップ形式を有し、ｘ方向及びｙ方向に配列する複数の画素６１により構成される。図４においては、膜材料を塗布すべき画素（塗布対象画素）を黒色で塗りつぶした正方形で示し、膜材料が塗布されない画素を中空の正方形で示す。

ノズル孔２６（図２）全体として、ｘ方向に関するピッチが画素のピッチと等しい場合には、ノズルヘッド２０を対象物１５に対してｙ方向に１回走査することにより、目標とする画素に膜材料を塗布することができる。ノズル孔２６のｘ方向に関するピッチが画素のピッチより大きい場合には、対象物１５に対してノズルヘッド２０をｘ方向に画素のピッチに相当する長さだけ副走査させながら、複数回の走査（主走査）を行うことにより、全ての塗布対象画素に膜材料を塗布することができる。例えば、ノズル孔２６のｘ方向に関するピッチが画素のピッチの４倍である場合、１つの単位走査領域１９に対して４回の走査を行うことにより、全ての塗布対象画素に膜材料を塗布することができる。

図５Ａに、実施例による膜形成装置で行われる膜材料の温度制御の制御ブロック図を示す。制御装置１８が、目標温度決定ブロック６３及び制御ブロック６４を含む。制御装置１８に、初期目標温度Ｔｔ０及び画像データ６０が記憶されている。目標温度決定ブロック６３は、画像データ６０及び初期目標温度Ｔｔ０に基づいて、目標温度Ｔｔ１を決定する。例えば、塗布対象画素の比率ＰＲに基づいて、初期目標温度Ｔｔ０を修正することにより、目標温度Ｔｔ１を決定する。

一例として、１回の走査で塗布することができる画素の総数をＮＴで表し、画像データ６０に基づいて選択された塗布対象画素の個数をＮＡで表した時、塗布対象画素の比率ＰＲは、ＮＡ／ＮＴで定義される。この定義では、塗布対象画素の比率ＰＲは、１回の走査を算出単位として算出される。なお、複数回の走査を算出単位として、塗布対象画素の比率ＰＲを算出してもよい。また、１回の走査をさらに細かく区分し、細分された区分ごとに塗布対象画素の比率ＰＲを算出してもよい。例えば、１／２回の走査ごとに、塗布対象画素の比率ＰＲを算出してもよい。

制御ブロック６４は、目標温度Ｔｔ１と、温度センサ２１で測定されたノズルヘッド２０の測定温度Ｔｍとの差分が小さくなるように、加温装置４２、４６を制御する。一例と
して、加温装置４２、４６の制御には、オンオフ制御またはＰＩＤ制御を採用することができる。加温装置４２、４６によって膜材料が加温され、温度センサ２１の測定位置における膜材料の温度が変化する。膜形成装置が図１、図２に示したように複数のノズルヘッド２０を有している場合には、例えば、複数の温度センサ２１による測定温度の平均値が測定温度Ｔｍとして採用される。

アクチュエータ２９（図３）を動作させると、アクチュエータ２９やアクチュエータ２９のドライバ回路からの発熱により、ノズル孔２６の近傍の温度が、温度センサ２１の測定位置の温度より高くなる。さらに、硬化用光源２３からの発熱によっても、ノズル孔２６の近傍の温度が上昇する。このため、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎが、温度センサ２１で測定される測定温度Ｔｍより高くなる。

膜材料の安定した吐出を行うためには、図３に示したノズル孔２６の位置における膜材料が吐出に適した粘度になるように、膜材料の温度を最適温度に近づけなければならない。ところが、ノズル孔２６の位置の近傍の温度を測定することは困難である。実施例においては、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎと、測定温度Ｔｍとの差を考慮して、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎが吐出に最適温度に近づくように、目標温度Ｔｔ１が決定される。

アクチュエータ２９からの発熱量は、動作するアクチュエータ２９の個数に依存する。動作するアクチュエータ２９の個数は、塗布対象画素の比率ＰＲによって決まる。塗布対象画素の比率ＰＲが高くなれば、動作するアクチュエータ２９の個数も多くなる。従って、アクチュエータ２９からの発熱量は、塗布対象画素の比率ＰＲに依存し、塗布対象画素の比率ＰＲが高くなると、アクチュエータ２９からの発熱量が増加する。

図５Ｂに、塗布対象画素の比率ＰＲと、目標温度Ｔｔ１との関係の一例を示す。横軸は塗布対象画素の比率ＰＲを単位「％」で表し、縦軸は目標温度Ｔｔ１を表す。塗布対象画素の比率ＰＲが０％、すなわちいずれのアクチュエータ２９も駆動されていない場合、目標温度Ｔｔ１は初期目標温度Ｔｔ０に等しい。塗布対象画素の比率ＰＲが増加するにしたがって、目標温度Ｔｔ１が低下する。

塗布対象画素の比率ＰＲの算出値、及び図５Ｂに示したグラフに基づいて、目標温度Ｔｔ１を決定することができる。なお、ノズルヘッド２０ごとに塗布対象画素の比率ＰＲを算出し、最も小さな算出値に基づいて、目標温度Ｔｔ１を決定してもよい。塗布対象画素の比率ＰＲの算出値が最も小さいノズルヘッド２０においては、アクチュエータ２９からの発熱量が最も少ない。発熱量が最も少ないノズルヘッド２０を基準にして目標温度Ｔｔ１を決定することにより、膜材料の温度の過度の低下を回避することができる。

目標温度Ｔｔ１が低下すると、制御ブロック６４によるフィードバック制御により、図５Ａに示した測定位置における膜材料の温度も低下する。この低下分が、アクチュエータ２９からの発熱によって補われることにより、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎが一定に保たれる。図５Ｂに示した塗布対象画素の比率ＰＲと目標温度Ｔｔ１との関係は、種々の評価実験を行うことにより、推定することが可能である。

図６Ａ〜図６Ｃを参照して、上記実施例の優れた効果について説明する。図６Ａ〜図６Ｃは、測定温度Ｔｍ、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎ、目標温度Ｔｔ１、及び塗布対象画素の比率ＰＲの時間変化の一例を示す。図６Ａ〜図６Ｃの左縦軸が温度を表し、右縦軸が塗布対象画素の比率ＰＲを表し、横軸が経過時間を表す。図６Ａ〜図６Ｃのいずれの場合でも、制御ブロック６４によるフィードバック制御が行われるため、時間の経過とともに、測定温度Ｔｍが目標温度Ｔｔ１に近づく。

図６Ａは、目標温度Ｔｔ１を初期目標温度Ｔｔ０に等しい一定値とし、塗布対象画素の比率ＰＲが０％の場合を示す。塗布対象画素の比率ＰＲが０％であるため、アクチュエータ２９からの発熱が無い。このため、図５Ａに示したノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎが、測定位置における膜材料の温度、すなわち測定温度Ｔｍとほぼ等しい。測定温度Ｔｍが目標温度Ｔｔ１に近づくように加温装置４２、４６が制御されているため、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎは、目標温度Ｔｔ１にほぼ一致する。

図６Ｂに、目標温度Ｔｔ１を初期目標温度Ｔｔ０に等しい一定値とし、塗布対象画素の比率ＰＲが変動する場合を示す。塗布対象画素の比率ＰＲが変動するため、アクチュエータ２９からの発熱量も変動する。この発熱量に応じて、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎが、測定温度Ｔｍより高くなる。このため、測定温度Ｔｍは目標温度Ｔｔ１にほぼ一致するが、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎは、測定温度ＴｍからΔＴだけずれてしまう。温度のずれ量ΔＴは、塗布対象画素の比率ＰＲに依存する。

図６Ｃに、目標温度Ｔｔ１を上記実施例による方法で決定し、塗布対象画素の比率ＰＲが変動する場合を示す。塗布対象画素の比率ＰＲの変動に依存して、目標温度Ｔｔ１も変動している。塗布対象画素の比率ＰＲが高くなると、目標温度Ｔｔ１が低くなる。測定温度Ｔｍは、目標温度Ｔｔ１に近づくように変化する。ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎは、測定温度ＴｍよりもΔＴだけ高くなる。その結果、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎが、初期目標温度Ｔｔ０にほぼ等しくなる。初期目標温度Ｔｔ０は、吐出に最適な温度に設定されている。

上述のように、実施例においては、測定位置における膜材料の温度と、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎとの差を考慮して、目標温度Ｔｔ１が決定されている。このため、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎを、初期目標温度Ｔｔ０（最適温度）にほぼ等しくすることができる。

上記実施例では、図３に示したように、温度センサ２１による測定位置を、導入管２７の基部に設置したが、ノズルヘッド２０の他の位置に設置してもよい。ノズル孔２６の極近傍の温度を測定することは困難であるため、実際には、ノズル孔２６から離れた位置の温度が測定される。このため、測定温度Ｔｍと、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎとにずれが生じる。実施例においては、この温度のずれを考慮して、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎが初期目標温度Ｔｔ０に近づくように、目標温度Ｔｔ１が決定される。

次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、他の実施例による膜形成装置について説明する。以下、図１〜図５Ｂ、及び図６Ｃに示した実施例との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。

図７Ａに、他の実施例による膜形成装置で行われる膜材料の温度制御の制御ブロック図を示す。図７Ａに示した実施例では、制御ブロック６４が、加温装置４２、４６の他に、冷却装置１４を制御する。具体的には、冷却装置１４の空冷用のファンの回転数を変化させることにより、冷却装置１４の冷却能力を変化させる。冷却装置１４の冷却能力が変化することにより、ノズルヘッド２０の放熱量が変化する。これにより、測定位置における温度（測定温度Ｔｍ）とノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎとの差が変化する。例えば、冷却装置１４の冷却能力を高めることにより、測定温度Ｔｍとノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎとの差を小さくすることができる。

図７Ｂに、測定温度Ｔｍ、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎ、目標温度Ｔ
ｔ１、及び塗布対象画素の比率ＰＲの時間変化の一例を示す。時刻ｔ１において、塗布対象画素の比率ＰＲが急激に大きくなると、目標温度Ｔｔ１が大幅に低下する。これにより、測定温度Ｔｍと目標温度Ｔｔ１との差が大きくなるため、制御ブロック６４（図７Ａ）は、加温装置４２、４６による加熱量を低下させる。ところが、加温装置４２、４６による加熱量を最小、または０にしても、測定温度Ｔｍの低下が緩やかである場合、測定温度Ｔｍが目標温度Ｔｔ１に一致するまでに長時間を要する。

冷却装置１４による冷却量を変化させない場合、図７Ｂにおいて破線で示すように、塗布対象画素の比率ＰＲの増加に応じて、測定温度Ｔｍとノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎ１との差ΔＴ１が広がる。温度の差ΔＴ１の広がりの速さが、測定温度Ｔｍが目標温度Ｔｔ１に近づく速さよりも速い場合、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎが初期目標温度Ｔｔ０よりも高くなってしまう。

図７Ａに示した実施例では、制御ブロック６４が、加温装置４２、４６による加熱量を低下させるとともに、冷却装置１４による冷却量を上昇させる。冷却装置１４による冷却量が上昇すると、温度の差ΔＴが小さくなる。このため、測定温度Ｔｍが目標温度Ｔｔ１に近づく速さが遅い場合でも、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎと、初期目標温度Ｔｔ０との差を小さく維持することが可能である。

冷却装置１４の冷却能力は、画像データ６０、より具体的には塗布対象画素の比率ＰＲに基づいて制御することが好ましい。例えば、塗布対象画素の比率ＰＲが上限閾値を超えると、ノズルヘッド２０からの発熱量が大きくなり過ぎることにより、目標温度Ｔｔ１の制御のみでは、ノズル孔２６の位置における膜材料の温度Ｔｎを初期目標温度Ｔｔ０に近づけることが困難になる場合がある。塗布対象画素の比率ＰＲが上限閾値を超えた場合に、冷却装置１４の冷却能力を高める制御を行うことにより、この困難さが低減される。

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

１０ 基台
１１ 移動機構
１２ エンクロージャ
１３ ステージ
１４ 冷却装置
１５ 対象物
１６ 排気ポンプ
１７ フィルタ
１８ 制御装置
１９ 単位走査領域
２０ ノズルヘッド
２１ 温度センサ
２２ 収容室
２３ 硬化用光源
２４ ブラケット
２５ ノズル面
２６ ノズル孔
２７ 導入管
２８ 回収管
２９ アクチュエータ
３０ 支持プレート
３１ 遮蔽板
３２ 仕切板
３３ 加温空間
３４ 冷却空間
３５ 排気ポンプ
３６ 流入口
３７ 開口
４０ 供給系
４１ メインタンク
４２ 加温装置
４３ 供給路
４４ 送出ポンプ
４５ 分岐部
４６ 加温装置
４７ ガス導入弁
５３ 回収路
５４ 回収ポンプ
５５ 合流部
５７ 補充タンク
５８ 補充ポンプ
６０ 画像データ
６１ 画素
６３ 目標温度決定ブロック
６４ 制御ブロック
Ｔｔ０ 初期目標温度
Ｔｔ１ 目標温度
Ｔｍ 測定温度
Ｔｎ ノズル孔の位置における温度
ＰＲ 塗布対象画素の比率

Claims (10)

1. 対象物を保持するステージと、
   膜材料を液滴化して、前記対象物に向けて吐出する複数のノズル孔を含むノズルヘッドと、
   前記対象物と前記ノズルヘッドとの一方を他方に対して移動させる移動機構と、
   前記ノズルヘッドに前記膜材料を供給する供給系と、
   前記供給系を通して前記ノズルヘッドに供給される前記膜材料を加温する加温装置と、
   前記ノズルヘッドの温度を測定する温度センサと、
   前記対象物に形成すべき膜の形状を定義する画像データを記憶するとともに、前記画像データに基づいて前記ノズルヘッド及び前記移動機構を制御することにより前記対象物に、前記画像データによって定義される形状の前記膜を形成する制御装置と
   を有し、
   前記制御装置は、前記画像データ及び前記温度センサによる測定温度に基づいて、前記加温装置を制御する膜形成装置。
2. 前記制御装置は、前記温度センサによる測定温度が目標温度に近づくように前記加温装置を制御する請求項１に記載の膜形成装置。
3. 前記制御装置は、前記画像データに基づいて、前記目標温度を決定する請求項２に記載の膜形成装置。
4. 前記画像データは、ビットマップ形式を有し、前記制御装置は、前記膜材料を塗布すべき画素の比率に基づいて、前記目標温度を決定する請求項３に記載の膜形成装置。
5. さらに、前記ノズルヘッドを冷却する冷却能力可変の冷却装置を有し、
   前記制御装置が前記冷却装置の冷却能力を制御する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の膜形成装置。
6. 前記制御装置は、前記画像データに基づいて、前記冷却装置の冷却能力を制御する請求項５に記載の膜形成装置。
7. 複数のノズル孔を含むノズルヘッドに供給される膜材料を、加温装置で加温する工程と、
   前記ノズルヘッドに対向するように対象物を配置し、前記ノズルヘッド及び前記対象物の一方を他方に対して移動させながら、画像データに基づいて前記ノズル孔から前記膜材料を液滴化して吐出させることにより、前記対象物に前記画像データで定義される形状の膜を形成する工程と、
   前記ノズルヘッドの測定温度、及び前記画像データに基づいて、前記加温装置を制御する工程と
   を有する膜形成方法。
8. 前記膜材料の加温を制御する工程において、前記画像データに基づいて目標温度を決定し、前記ノズルヘッドの測定温度が、前記目標温度に近づくように、前記加温装置を制御する請求項７に記載の膜形成方法。
9. 前記画像データはビットマップ形式を有し、前記膜材料を塗布すべき画素の比率に基づいて前記目標温度を修正する請求項８に記載の膜形成方法。
10. さらに、前記画像データに基づいて、前記ノズルヘッドの冷却量を制御する工程を含む
    請求項７乃至９のいずれか１項に記載の膜形成方法。

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