JP2020032380A - 塗布材料収容ユニット、塗布針ユニット、および塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布材料を再充填することができる塗布材料収容ユニット、塗布針ユニット、および塗布装置を提供する。【解決手段】塗布材料収容ユニット５は、塗布材料Ｌを収容する内部空間Ｓと、内部空間Ｓに連なる第１孔５１および第２孔５２とが設けられている容器５０と、第２孔５２を開放している開状態と第２孔５２を覆っている閉状態とが切り替えられる蓋部６０と、上記開状態および上記閉状態において容器５０と蓋部６０とを連結している連結部７０とを備える。蓋部６０には、閉状態において内部空間Ｓに連なる第３孔６３が設けられている。閉状態において、第１孔５１と第３孔６３とは、Ｚ方向において内部空間Ｓを挟み、かつＺ方向に重なるように配置される。【選択図】図３

Description

本発明は、塗布材料収容ユニット、塗布針ユニット、および塗布装置に関する。

ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）タグなどの微細な回路を印刷方式すなわち塗布方式で形成する、プリンテッドエレクトロニクス技術が急速に発展してきている。微細な電極パターンを形成する方式としては、印刷方式、インクジェット方式などが一般的である。しかし微細な電極パターンを形成する方式としては、これらの方式の他に、塗布針を用いた方式も用いられ得る。塗布針を用いた方式は、広範囲の粘度の材料を用いた微細な塗布が可能となるためである。

塗布針を用いて微細な塗布を行なう方法は、たとえば特開２０１７−９４２８６号公報（特許文献１）に開示されている。特開２０１７−９４２８６号公報には、塗布材料を収容する容器に上蓋部分が設けられた塗布ユニットが開示されている。

特開２０１７−９４２８６号公報

しかしながら、従来の塗布ユニットでは、容器に塗布材料が充填された後、上蓋部分が容器に固定されるため、上蓋部分を容器から取り外すことができず、塗布材料を再充填することができない。

本発明の主たる目的は、塗布材料を再充填することができる塗布材料収容ユニット、塗布針ユニット、および塗布装置を提供することにある。

本発明に係る塗布材料収容ユニットは、塗布針が塗布材料を対象物の表面に塗布する塗布装置において、塗布材料を内部に収容し、かつ塗布針に塗布材料を供給する塗布材料収容ユニットである。塗布材料収容ユニットは、塗布材料を収容する内部空間と、内部空間に連なる第１孔および第２孔とが設けられている容器と、第２孔を開放している開状態と第２孔を覆っている閉状態とが切り替えられる蓋部と、開状態および閉状態において蓋部と容器とを連結している連結部とを備える。第２孔の開口面積は、第１孔の開口面積よりも大きい。蓋部には、閉状態において内部空間に連なる第３孔が設けられている。閉状態において、第１孔と第３孔とは、第１方向において内部空間を挟み、かつ第１方向に重なるように配置される。

本発明に依れば、塗布材料を再充填することができる塗布材料収容ユニット、塗布針ユニット、および塗布装置を提供することができる。

実施の形態１に係る塗布装置を示す斜視図である。 実施の形態１に係る塗布針ユニットを示す側面図である。 図２に示される塗布針ユニットの第１状態を示す部分断面図である。 図２に示される塗布針ユニットの第２状態を示す部分断面図である。 図２に示される塗布材料収容ユニットの開状態を示す側面図である。 図５に示される塗布材料収容ユニットの開状態を示す上面図である。 図５に示される塗布材料収容ユニットの開状態を示す断面図である。 図２に示される塗布材料収容ユニットの閉状態を示す断面図である。 実施の形態１に係る塗布材料収容ユニットの変形例を示す断面図である。 実施の形態１に係る塗布材料収容ユニットの他の変形例を示す断面図である。 実施の形態１に係る塗布材料収容ユニットのさらに他の変形例を示す断面図である。 実施の形態２に係る塗布材料収容ユニットの開状態を示す断面図である。 図１２に示される塗布材料収容ユニットを示す上面図である。 実施の形態３に係る塗布材料収容ユニットの開状態を示す断面図である。 図１４に示される塗布材料収容ユニットを示す上面図である。 実施の形態４に係る塗布材料収容ユニットの閉状態を示す断面図である。 図１６に示される塗布材料収容ユニットの開状態を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向が導入される。

（実施の形態１）
＜塗布装置の構成＞
図１に示されるように、塗布装置２００は、後述する塗布針ユニット１００を備えている。塗布装置２００は、塗布針ユニット１００と、観察光学系１１０と、観察光学系１１０に接続されたＣＣＤカメラ１１１と、Ｚ軸テーブル１２０と、Ｘ軸テーブル１２１と、Ｙ軸テーブル１２２と、基台１２３と、制御部１３０とを含む。

観察光学系１１０は、塗布対象の基板１４０の塗布位置を観察するために設けられる。観察光学系１１０のＣＣＤカメラ１１１は、観察した画像を電気信号に変換する。塗布針ユニット１００および観察光学系１１０は、Ｚ軸テーブル１２０の移動体に搭載されている。これにより、塗布針ユニット１００および観察光学系１１０は、Ｚ軸テーブル１２０によって図８中のＺ方向に移動可能に支持されている。Ｚ軸テーブル１２０は、Ｘ軸テーブル１２１の移動体に搭載されている。これにより、Ｚ軸テーブル１２０は、Ｘ軸テーブル１２１によってＸ方向に移動可能に支持されている。塗布対象の基板１４０は、Ｙ軸テーブル１２２の移動体に載置されている。これにより、塗布対象の基板１４０は、Ｙ軸テーブル１２２によってＹ方向に移動可能に支持されている。Ｙ軸テーブル１２２は、基台１２３の上面に設置されている。Ｙ軸テーブル１２２は、Ｙ方向に移動可能に設けられている。なお、Ｚ方向は重力方向に沿う方向である。

制御部１３０は、操作パネル１３１、モニタ１３２、および制御用コンピュータ１３３を備える。制御部１３０は、塗布針ユニット１００、観察光学系１１０、Ｚ軸テーブル１２０、Ｘ軸テーブル１２１、およびＹ軸テーブル１２２を制御する。操作パネル１３１は、制御用コンピュータ１３３への指令を入力するために用いられる。モニタ１３２は、観察光学系１１０のＣＣＤカメラ１１１で変換された画像データおよび、制御用コンピュータ１３３からの出力データを表示する。

＜塗布針ユニットの構成＞
図２に示されるように、塗布針ユニット１００は、塗布針１を用いて対象物としての基板１４０（図１参照）の表面に塗布材料を塗布するためのものである。塗布針ユニット１００は、塗布針１と、サーボモータ２と、ベース部３と、塗布材料収容ユニット５と、ユニット保持部４とを主に備える。

塗布針１は、一端と他端（図３および図４に示される針先１Ｅ）とを有している。塗布針１の一端から他端まで延在する方向（塗布針１の中心軸の延在方向）は、例えばＺ方向に沿っている。塗布針１の針先１Ｅは、任意の形状を有していればよいが、例えば円錐形状を有している。塗布針１の一端を有する部分（図３および図４に示される部分１Ｂ）の外径は、塗布針１の他端を有する部分（図３および図４に示される部分１Ａ）の外径よりも大きい。塗布針１の一端は、後述する従動部材７（塗布針ホルダ１１、塗布針ホルダ収容部１２、塗布針ホルダ固定部１３、カム連結部１５、および軸受１６）に接続されている。

塗布針１は、サーボモータ２によって、従動部材７とともに、第１方向としてのＺ方向に沿って移動可能に設けられている。本明細書において、第１方向とは塗布針１がサーボモータ２によって移動する方向を意味する。塗布針１の中心軸は、第１方向としてのＺ方向に沿うように配置されている。塗布針ユニット１００は、サーボモータ２が駆動されることにより、塗布針１の針先１Ｅが後述する塗布材料収容ユニット５内に収容されている第１状態と、針先１Ｅが基板１４０の表面に接触可能な第２状態とを変更可能である。

塗布針ユニット１００は、カム部材６および従動部材７により、サーボモータ２の回転運動を塗布針１のＺ方向における運動（上下運動）に変換可能に設けられている。サーボモータ２は、Ｚ方向に延びる軸を中心として回転可能に設けられている回転部２１を有している。回転部２１にはカム部材６が接続されている。カム部材６は、サーボモータ２の回転軸を中心として回転可能になっている。カム部材６の上部表面（サーボモータ２側の表面）はカム面６Ａとなっている。カム面６Ａは、従動部材７の軸受１６の外輪の外周面と接触している。

ベース部３は、塗布針１、従動部材７、サーボモータ２、およびユニット保持部４を保持している。ベース部３は、従動部材のＺ方向への移動を案内し、Ｚ方向以外の方向への移動を制限する案内部３３を含む。ユニット保持部４は、ベース部３において最も下方に位置する部分と接続されている。

ユニット保持部４は、塗布材料収容ユニット５を保持している。ユニット保持部４は例えば磁石を含み、塗布材料収容ユニット５は例えば容器５０に固定された磁性体５５（図３参照）を含む。当該磁石と磁性体５５との間に作用する磁力によって、塗布材料収容ユニット５はユニット保持部４に対して着脱可能に保持されている。

＜塗布材料収容ユニットの構成＞
図１〜図８に示されるように塗布材料収容ユニット５は、容器５０と、蓋部６０と、連結部７０とを備える。塗布材料収容ユニット５は、一体としてユニット保持部４に対して着脱される。容器５０には、塗布材料Ｌ（図３参照）を収容する内部空間Ｓと、内部空間Ｓに連なる第１孔５１および第２孔５２とが設けられている。容器５０には、磁性体５５が固定されている。蓋部６０は容器５０に対する相対的な位置を変更するように設けられており、第２孔５２を開閉する。すなわち、塗布材料収容ユニット５では、蓋部６０が第２孔５２を開放している開状態と、蓋部６０が第２孔５２を覆っている閉状態とが交互に切り替えられる。具体的には、塗布材料収容ユニット５では、上記開状態から上記閉状態に切り替え可能であり、かつ上記閉状態から上記開状態に切り替え可能である。連結部７０は、上記開状態および上記閉状態において容器５０と蓋部６０とを連結している。

図３および図４に示されるように、容器５０の第１孔５１および第２孔５２は、第１方向としてのＺ方向において内部空間Ｓを挟ように配置されている。第１孔５１および第２孔５２は、Ｚ方向において重なるように設けられている。第１孔５１は、上記内部空間Ｓの下方端部に接続されている。第１孔５１は、塗布針１の針先１Ｅを有する部分１Ａが挿通されるように設けられている。第２孔５２は、上記内部空間Ｓの上方端部に接続されている。第２孔５２は、塗布針１の針先１Ｅを有する部分１Ａが挿通されるように設けられている。

図３および図４に示されるように、第１孔５１の孔軸と第２孔５２の孔軸とは、例えば同軸上に配置されている。第１孔５１および第２孔５２の各内周面は、例えばＺ方向に沿って延びるように設けられている。第１孔５１および第２孔５２の各平面形状は、任意の形状であればよいが、例えば円形状である。第１孔５１の開口面積は、第２孔５２の開口面積よりも小さい。

なお、上記内部空間Ｓは、例えば第１孔５１と第２孔５２とを接続する接続孔５３の内部に設けられている。接続孔５３の開口面積は、例えば第２孔５２の開口面積と等しい。図６に示されるように、第２孔５２の中心および磁性体５５の中心は、Ｙ方向に並んで配置されている。

図６に示されるように、容器５０は、第２孔５２を囲むように設けられており、上記閉状態において蓋部６０と接触するフランジ部５４を有している。第２孔５２の孔軸に対する径方向において、フランジ部５４の厚みは、フランジ部５４よりも第１孔５１側に配置されており、かつ接続孔５３を成している容器５０の一部分の厚みよりも厚い。異なる観点から言えば、上記径方向において、フランジ部５４の外周端は、接続孔５３を成している容器５０の上記一部分の外周端よりも外側に突出している。

図３〜図６に示されるように、フランジ部５４は、連結部７０に接続されている第１部分５４Ａと、Ｙ方向において第２孔５２を挟んで第１部分５４Ａと対向する第２部分５４Ｂとを有している。第１部分５４Ａは、例えば第２孔５２よりも磁性体５５から遠くに配置されている。第２部分５４Ｂは、例えば第２孔５２よりも磁性体５５に近くに配置されている。第２部分５４Ｂは、上記閉状態において蓋部６０の係合部６７と係合される。容器５０は、例えば磁性体５５を除いて同一材料により構成されかつ一体成型されている。

図３および図４に示されるように、蓋部６０は、上記閉状態において第２孔５２に挿入される挿入部６１と、挿入部６１と接続されており、かつ上記閉状態において第２孔５２の外部に配置される非挿入部６２とを含む。図３〜図６に示されるように、挿入部６１は、非挿入部６２に対して突出している。

図３および図４に示されるように、蓋部６０には、上記閉状態において内部空間Ｓに連なる第３孔６３および第４孔６４が設けられている。上記閉状態において、第１孔５１と第３孔６３とは、Ｚ方向において内部空間Ｓを挟み、かつＺ方向に重なるように配置される。第３孔６３および第４孔６４は、例えば上記非挿入部６２に設けられている。第３孔６３および第４孔６４の各平面形状は、任意の形状であればよいが、例えば円形状である。第３孔６３の開口面積は、第１孔５１および第４孔６４の各開口面積よりも大きい。第４孔６４の開口面積は第１孔５１の開口面積よりも小さい。

挿入部６１は、第３孔６３を平面視したときに、第３孔６３を囲むように設けられている。挿入部６１が第３孔６３を囲むように設けられている構成の一例として、図６に示されるように挿入部６１が第３孔６３の孔軸を中心とする周方向に連なるように円環状に設けられている。挿入部６１が第３孔６３を囲むように設けられている構成の他の一例として、挿入部６１が第３孔６３の孔軸を中心とする周方向に断続的に設けられていてもよい。挿入部６１は、第３孔６３の内周面と連なる内周面６５と、上記閉状態において第２孔５２の内周面と面接触する外周面６６とを有している。第２孔５２の内周面および挿入部６１の外周面６６は、例えば第３孔６３の孔軸と平行に延びている。第３孔６３の孔軸に垂直な断面において、挿入部６１の外周面６６の平面形状は例えば円形である。

なお、第２孔５２の内周面および挿入部６１の外周面６６は、第３孔６３の孔軸に対して交差する方向に延びている、いわゆるテーパー面であってもよい。この場合、例えば第２孔５２の内周面はフランジ部５４から離れるにつれて第２孔５２の孔軸に近づくように傾斜しており、挿入部６１の外周面６６は第３孔６３の孔軸の延在方向において非挿入部６２から離れるにつれて第３孔６３の孔軸に近づくように傾斜している。

図３〜図６に示されるように、非挿入部６２において、挿入部６１を囲むように配置されておりかつ挿入部６１の外周面と連なる表面は、上記閉状態において容器５０のフランジ部５４の上面と面接触するように設けられている。

図６に示されるように、第３孔６３を平面視したときに、非挿入部６２は、第３孔６３の孔軸を中心とする環状部分と、容器５０の第２孔５２および磁性体５５が配列するＹ方向において上記環状部分を挟むように配置されており、かつ上記環状部分からＹ方向に突出している凸部とを有している。一方の凸部は、係合部６７および第１突出部６８を有している。他方の凸部は、蓋部６０において連結部７０に接続されている部分を有している。

図３〜図６に示されるように、係合部６７は、上記閉状態において容器５０と係合し、かつ上記開状態において上記係合が解かれるように、設けられている。係合部６７は、例えばフランジ部５４の第２部分５４Ｂと係合する。係合部６７は、非挿入部６２において連結部７０に接続されている部分と第３孔６３を挟んで対向する位置に配置されている。係合部６７は、例えばフックである。係合部６７は、例えば非挿入部６２の上記一方の凸部上に配置されておりかつ第３孔６３の孔軸に沿って延在している延在部分と、当該延在部分において非挿入部６２からフランジ部５４の厚みに相当する距離を隔てた部分に接続されておりかつ上記環状部分上に突出している突出部分とを有している。

図３〜図６に示されるように、第１突出部６８は、非挿入部６２において連結部７０に接続されている部分と第３孔６３を挟んで対向する位置に配置されており、かつ係合部６７よりも第３孔６３から離れた位置に設けられている。第１突出部６８のＹ方向の幅は、例えば第１突出部６８のＸ方向の幅よりも狭い。

図３〜図６に示されるように、連結部７０は、蓋部６０に接続されている部分が容器５０に接続されている部分に対し屈曲または回転するように設けられている。連結部７０は、例えば容器５０および蓋部６０と一体成型されており、かつ２つの屈曲部を有する板状部材である。各屈曲部は、例えば連結部７０において部分的に厚みが薄くされている部分である。連結部７０は、容器５０に対して屈曲可能に接続されており、かつ蓋部６０に対して屈曲可能に接続されている。図６に示されるように、好ましくは、連結部７０において容器５０と接続されている部分および蓋部６０と接続されている部分の各々のＸ方向の幅は、連結部７０において容器５０と接続されている部分と蓋部６０と接続されている部分とのＹ方向の幅よりも長い。これにより、図６に示されるＸ−Ｙ平面上において連結部７０を中心とする周方向に沿って蓋部６０がねじれにくくなるため、上記開状態から上記閉状態に切り替えるときに蓋部６０を容器５０に対して容易に位置決めすることができる。

容器５０、蓋部６０、および連結部７０を構成する材料は、塗布材料Ｌと反応しない任意の材料であればよいが、合成樹脂または金属を含む。一般的には、容器５０、蓋部６０、および連結部７０を構成する材料と塗布材料Ｌとの組み合わせとして、金属と酸溶媒、樹脂と有機溶媒の組み合わせを避けることが好ましい。このような樹脂と有機溶媒との組み合わせとしては、例えば、ポリスチレンとアクリル酸ブチルまたはアセトン等との組み合わせが挙げられる。好ましくは、容器５０、蓋部６０、および連結部７０を構成する材料は、合成樹脂を含み、例えばポリプロピレンを含む。容器５０、蓋部６０、および連結部７０を構成する材料は、例えば同一である。

＜液体塗布方法＞
次に、塗布対象物である基板１４０の塗布位置のうちの第１塗布位置が観察光学系１１０の直下に位置するように、Ｘ軸テーブル１２１、Ｙ軸テーブル１２２およびＺ軸テーブル１２０が移動される。基板１４０の塗布位置は、観察光学系１１０により観察され、決定される。このようにして決定された塗布位置が塗布針ユニット１００の直下に来るように、Ｘ軸テーブル１２１、Ｙ軸テーブル１２２およびＺ軸テーブル１２０によって基板１４０が移動される。このときの塗布針ユニット１００は上記第１状態にある。そして、決定された塗布位置において塗布針ユニット１００が上記第２状態とされることにより、基板１４０の当該塗布位置に塗布材料が塗布される。その後、塗布針ユニット１００は再び第１状態とされる。さらに、次の塗布位置が塗布針ユニット１００の直下に来るように、Ｘ軸テーブル１２１、Ｙ軸テーブル１２２およびＺ軸テーブル１２０によって基板１４０が移動される。移動が完了した後、塗布針ユニット１００が上記第２状態とされることにより、基板１４０の当該塗布位置に塗布材料が塗布される。上記塗布工程は、連続して繰り返し行われ得る。

さらに、塗布装置２００では、容器５０に貯留された塗布材料が所定量未満であることが確認されると、塗布材料が容器５０に再充填される。塗布材料を再充填する工程は、例えば以下のように実施される。まず、塗布材料収容ユニット５がユニット保持部４から取り外される。

次に、塗布材料収容ユニット５の蓋部６０が上記開状態とされる。例えば、上記塗布装置２００を使用して本液体塗布方法を実施する作業者が、第１突出部６８に触れて係合部６７とフランジ部５４との係合を解消し、かつ蓋部６０を容器５０から引き離す。これにより、蓋部６０は連結部７０を支点として回動し、上記開状態が実現される。次に、容器５０の内部空間Ｓに塗布材料が再充填される。再充填する方法は、任意の方法であればよく、例えば作業者がスポイト等を用いて手作業で再充填してもよいし、充填機を用いて機械的に再充填してもよい。

容器５０の内部空間Ｓに塗布材料が再充填された後、塗布材料収容ユニット５の蓋部６０が上記閉状態とされる。例えば、上記作業者が、第１突出部６８をフランジ部５４に向けて押圧して、挿入部６１を第２孔５２内に挿入する。このとき、まず挿入部６１の先端部が第２孔５２内に挿入された後、第２孔５２の内周面に対して挿入部６１の外周面６６が摺動する。これにより、挿入部６１の全体が第２孔５２内に挿入され、かつ蓋部６０と容器５０のフランジ部５４とが面接触して、上記閉状態が実現される。

塗布材料収容ユニット５の蓋部６０が上記閉状態とされた後、塗布材料収容ユニット５がユニット保持部４に保持され、塗布針ユニット１００は再び上記第１状態とされる。

塗布材料収容ユニット５、塗布針ユニット１００、および塗布装置２００によれば、上記塗布工程および上記再充填工程は、連続して繰り返し行われ得る。その結果、塗布材料収容ユニット５、塗布針ユニット１００、および塗布装置２００によれば、基板１４０の上面上に所定の回路パターンが短時間に形成され得る。

＜作用効果＞
塗布材料収容ユニット５は、塗布針１が塗布材料Ｌを基板１４０の表面に塗布する塗布装置２００において、塗布材料Ｌを内部に収容し、かつ塗布針１に塗布材料を供給する。塗布材料収容ユニット５は、塗布材料Ｌを収容する内部空間Ｓと、内部空間Ｓに連なる第１孔５１および第２孔５２とが設けられている容器５０と、第２孔５２を開放している開状態と第２孔５２を覆っている閉状態とが切り替えられる蓋部６０と、上記開状態および上記閉状態において容器５０と蓋部６０とを連結している連結部７０とを備える。第２孔５２の開口面積は、第１孔５１の開口面積よりも大きい。蓋部６０には、閉状態において内部空間Ｓに連なる第３孔６３が設けられている。閉状態において、第１孔５１と第３孔６３とは、Ｚ方向において内部空間Ｓを挟み、かつＺ方向に重なるように配置される。

そのため、塗布材料収容ユニット５では、蓋部が設けられておらず上記閉状態が実現されない容器と比べて、内部空間Ｓに貯留されている塗布材料Ｌに異物が混入するリスクが低減されている。また、塗布材料収容ユニット５では、蓋部が固定されており上記開状態が実現されない容器とは異なり、内部空間Ｓに塗布材料Ｌが再充填され得る。そのため、塗布材料収容ユニット５は、容器５０内に貯留されている塗布材料Ｌに異物が混入することを抑制することができ、かつ容器５０内に塗布材料を再充填することができる。

さらに、塗布材料収容ユニット５では、蓋部６０が連結部７０によって容器５０に連結されていることにより、上記開状態とされたときに蓋部６０の保管場所を用意する必要がない。そのため、塗布材料収容ユニット５において上記開状態と上記閉状態とを切り替える作業性は蓋部が容器と連結されていない場合と比べて高く、また塗布材料収容ユニット５では当該切り替え作業時に蓋部６０を紛失するおそれが無い。

塗布材料収容ユニット５の蓋部６０は、上記閉状態において第２孔５２に挿入される挿入部６１と、上記閉状態において第２孔５２の外部に配置される非挿入部６２とを含む。挿入部６１は、上記閉状態において第２孔５２の内周面と面接触する外周面６６と、第３孔の内周面と連なる内周面６５とを有している。

上記塗布材料収容ユニット５では、上記開状態から上記閉状態に切り替えられるときに、挿入部６１の外周面６６が第２孔５２の内周面に対して摺動することにより、蓋部６０が容器５０に対して容易に位置決めされる。このような塗布材料収容ユニット５がユニット保持部４に保持されるときに、塗布針１の中心軸が第１孔５１および第２孔５２の各孔軸と同軸上に配置されることにより、塗布針１と塗布材料収容ユニット５との干渉が防止される。そのため、塗布材料収容ユニット５では、挿入部６１を含まない蓋部を備える塗布材料収容ユニットと比べて、塗布針１と塗布材料収容ユニット５との干渉を防止するための容器５０に対する蓋部６０の位置決めが容易に行われる。さらに、塗布材料収容ユニット５では、非挿入部６２を含まない蓋部を備える塗布材料収容ユニットと比べて、上記開状態から上記閉状態への切り替えが容易に行われる。

上記塗布材料収容ユニット５の蓋部６０の非挿入部６２は、上記閉状態において容器５０と係合し、かつ上記開状態において上記係合が解かれる係合部６７を有している。係合部６７は、非挿入部６２において連結部７０に接続されている部分と第３孔６３を挟んで対向する位置に配置されている。

上記塗布材料収容ユニット５の係合部６７は、非挿入部６２において連結部７０に接続されている部分と第３孔６３を挟んで対向する位置に配置されているため、上記閉状態において係合部６７は比較的に容易に変形される。そのため、上記塗布材料収容ユニット５では、上記閉状態と上記開状態との切り替えが比較的容易に行われる。

上記塗布材料収容ユニット５の蓋部６０の非挿入部６２は、非挿入部６２において連結部に接続されている部分と第３孔６３を挟んで対向する位置に配置されており、かつ係合部６７に対して第３孔６３とは反対側に突出している第１突出部６８をさらに有している。

上記塗布材料収容ユニット５の第１突出部６８が非挿入部６２において連結部７０に接続されている部分と第３孔６３を挟んで対向する位置に配置されているため、上記閉状態において第１突出部６８は比較的に容易に変形される。さらに第１突出部６８が係合部６７よりも連結部７０から離れた位置に設けられているため、第１突出部６８の変形に伴って、係合部６７が変形する。また、第１突出部６８が係合部６７に対して第３孔６３とは反対側に突出しているため、蓋部６０は、作業者が第１突出部６８には触れやすく、かつ第１突出部６８に触れた作業者の指が挿入部６１および第３孔６３に触れにくいように設けられている。そのため、上記塗布材料収容ユニット５では、上記開状態と上記閉状態とが比較的容易に切り替えられ、かつ当該切り替え作業に伴う塗布材料Ｌへの異物等の混入が抑制されている。

上記塗布材料収容ユニット５の蓋部６０には、上記閉状態において内部空間Ｓに連なる第４孔６４がさらに設けられている。第４孔６４の開口面積は、第１孔５１の開口面積よりも小さい。

第４孔６４は、上記閉状態において、空気が内部空間Ｓと塗布材料収容ユニット５の外部との間を流通する流通路を構成する。その結果、第４孔６４は、上記開状態から上記閉状態に切り替えられるときに、挿入部６１の体積分の空気を内部空間Ｓから塗布材料収容ユニット５の外部に排出する排出機構として作用する。さらに、第４孔６４は、上記閉状態において内部空間Ｓの圧力を調整する調整機構として作用する。例えば、上記液体塗布方法において塗布針１が第１孔５１から出し入れされるときに塗布針１およびその周囲に付着した塗布材料Ｌが第１孔５１を塞いだとしても、内部空間Ｓ内の空気が第４孔６４を通って外部に排出され、内部空間Ｓ内の圧力の上昇が抑制される。その結果、内部空間Ｓの圧力の上昇に伴う塗布針１への塗布材料Ｌの付着量の増加が抑制され、塗布量の増加が抑制される。上述した塗布材料Ｌによる第１孔５１の閉塞は塗布材料Ｌの粘度が高いほど起こりやすいため、上記塗布材料収容ユニット５は比較的高粘度の塗布材料Ｌを塗布する塗布装置２００に好適である。

上記塗布材料収容ユニット５では、容器５０、蓋部６０、および連結部７０を構成する材料が合成樹脂を含み、好ましくはポリプロピレンを含む。容器５０、蓋部６０、および連結部７０を構成する材料が合成樹脂を含む場合、容器５０、蓋部６０、および連結部７０は射出成型等の成型方法により比較的安価に製造され得る。さらに、容器５０、蓋部６０、および連結部７０を構成する材料がポリプロピレンを含む場合、容器５０、蓋部６０、および連結部７０は比較的高い耐薬品性および耐熱性を有する。さらに、この場合、容器５０、蓋部６０、および連結部７０は透明であるため、作業者は蓋部６０を開けることなく塗布材料収容ユニット５内の塗布材料Ｌの残量を外部から目視により確認できる。

＜変形例＞
図３〜図６に示される上記塗布材料収容ユニット５では連結部７０が容器５０および蓋部６０の各々と回転可能に接続されているが、これに限られるものではない。塗布材料収容ユニット５は、例えば、図３〜図６に示される連結部７０に代えて、図９に示されるような板バネを含む連結部７１を備えていてもよい。また、塗布材料収容ユニット５は、例えば、図３〜図６に示される連結部７０に代えて、図１０に示される蝶番を含む連結部７２を備えていてもよい。つまり、連結部７２は、容器５０に対し回転不能に固定されている部分と、当該部分と回転可能に接続されており、かつ蓋部６０に対し回転不能に固定されている部分とを有していてもよい。このようにしても、上記塗布材料収容ユニット５と同様の効果を奏することができる。

図３〜図６に示される上記塗布材料収容ユニット５の容器５０は一体成型されているが、容器５０の構成はこれに限られるものではない。図１１に示されるように、容器５０は第１成形部材８１と第２成形部材８２とが接合されることにより一体として形成されていてもよい。

第１成形部材８１に第１孔５１および接続孔５３が設けられている。第１成形部材８１は、第２成形部材８２と比べて相対的に下方に配置されている。第１成形部材８１は、磁性体５５と一体成型されている。

第２成形部材８２には第２孔５２が設けられている。第２成形部材８２は、蓋部６０および連結部７０と一体成型されている。

第１成形部材８１の上端部には、凹部８３が設けられている。第２成形部材８２の下端部には、凸部８４が設けられている。第１成形部材８１の凹部８３が第２成形部材８２の凸部８４と嵌合していることにより、容器５０は一体として形成されている。凸部８４は凹部８３に圧入されていてもよい。また、凹部８３と凸部８４との接触面は、接着剤を介して接着されていてもよい。第１成形部材８１を構成する材料は、第２成形部材８２を構成する材料と同一であってもよいし、異なっていてもよい。

（実施の形態２）
図１２および図１３に示されるように、実施の形態２に係る塗布材料収容ユニット５は、実施の形態１に係る塗布材料収容ユニット５と基本的に同様の構成を備えるが、上記閉状態において容器５０および蓋部６０が互いに接触する接触界面に対して凹んでいる溝部８５が設けられている点で異なる。

溝部８５は、上記閉状態において空気が内部空間Ｓと塗布材料収容ユニット５の外部との間を流通する流通路を構成するように設けられている。溝部８５は、第４孔６４とともに、上記排出機構および上記調整機構として作用する。溝部８５は、例えば容器５０の上面に対して凹んでいる溝部である。溝部８５の容器５０の上面に対する深さは、例えばフランジ部５４の厚み超えである。言い換えると、溝部８５のＺ方向の幅は、例えばフランジ部５４のＺ方向の幅超えである。この場合、上記流通路において内部空間Ｓと接続されている一端と外部に接続されている他端との間の距離は、フランジ部５４の上記径方向の幅未満とされている。溝部８５は、上記閉状態において係合部６７と係合されるフランジ部５４の第２部分５４Ｂを除く、容器５０の他の部分に設けられている。溝部８５は、第２孔５２の孔軸に対する径方向、例えばＸ方向に沿って延びている。

＜作用効果＞
実施の形態２に係る塗布材料収容ユニット５は、実施の形態１に係る塗布材料収容ユニット５と基本的に同様の構成を備えるため、実施の形態１に係る塗布材料収容ユニット５と同様の効果を奏することができる。

さらに、実施の形態２に係る塗布材料収容ユニット５では、上記排出機構および上記調整機構として第４孔６４に加えて溝部８５がさらに設けられているため、上記排出機構および上記調整機構として第４孔６４のみが設けられている実施の形態１に係る塗布材料収容ユニット５と比べて、上記排出機構および上記調整機構の作用が高められている。

なお、溝部８５は、蓋部６０に設けられていてもよい。溝部８５は、上記閉状態において容器５０の上面に接触する蓋部６０の表面に対して凹んでいる溝部であってもよい。この場合、挿入部６１は例えば第３孔６３の孔軸を中心とする周方向に断続的に設けられており、溝部８５の一部は蓋部６０において挿入部６１が設けられていない部分に設けられていてもよい。また、挿入部６１の外周面６６に対して上記径方向に凹んでいる溝部がさらに設けられており、溝部８５が当該溝部と連なるように設けられていてもよい。

（実施の形態３）
図１４および図１５に示されるように、実施の形態３に係る塗布材料収容ユニット５は、実施の形態１に係る塗布材料収容ユニット５と基本的に同様の構成を備えるが、第１突出部６８のＹ方向の幅が第１突出部６８のＸ方向の幅よりも広い点で異なる。異なる観点から言えば、実施の形態３に係る塗布材料収容ユニット５における第１突出部６８と蓋部６０の他の部分との間の距離は、実施の形態１に係る塗布材料収容ユニット５のそれと比べて長く設けられている。

実施の形態３に係る塗布材料収容ユニット５における挿入部６１と第１突出部６８との間の距離は、実施の形態１に係るそれよりも長い。実施の形態３に係る塗布材料収容ユニット５における第３孔６３の孔軸と第１突出部６８との間の距離は、実施の形態１に係るそれよりも長い。実施の形態３に係る塗布材料収容ユニット５における係合部６７と第１突出部６８との間の距離は、実施の形態１に係るそれよりも長い。

＜作用効果＞
実施の形態３に係る塗布材料収容ユニット５は、実施の形態１に係る塗布材料収容ユニット５と基本的に同様の構成を備えるため、実施の形態１に係る塗布材料収容ユニット５と同様の効果を奏することができる。

さらに、実施の形態３に係る塗布材料収容ユニット５では、第１突出部６８のＹ方向の幅が第１突出部６８のＸ方向の幅よりも広い。そのため、実施の形態３に係る蓋部６０は、実施の形態１に係る蓋部６０と比べて、作業者が上記開状態と上記閉状態とを切り替えるときに第１突出部６８に触れた作業者の指が挿入部６１および第３孔６３により触れにくいように設けられている。そのため、実施の形態３に係る上記塗布材料収容ユニット５では、実施の形態１に係る上記塗布材料収容ユニット５と比べて、上記開状態と上記閉状態とが容易に切り替えられ、かつ当該切り替え作業に伴う塗布材料Ｌへの異物等の混入が抑制されている。

なお、実施の形態３に係る塗布材料収容ユニット５の容器５０は、実施の形態２に係る容器５０と同様の構成を備えていてもよい。

（実施の形態４）
図１６および図１７に示されるように、実施の形態４に係る塗布材料収容ユニット５は、実施の形態１に係る塗布材料収容ユニット５と基本的に同様の構成を備えるが、蓋部６０の非挿入部６２は、Ｚ方向において第３孔６３に対して挿入部６１とは反対側に突出しており、かつ第３孔６３を平面視したときに第３孔６３を囲むように設けられている第２突出部６９をさらに有している点で異なる。

第２突出部６９が第３孔６３を囲むように設けられている構成の一例として、第２突出部６９が第３孔６３の孔軸を中心とする周方向に連なるように円環状に設けられている。第２突出部６９が第３孔６３を囲むように設けられている構成の他の一例として、第２突出部６９が第３孔６３の孔軸を中心とする周方向に断続的に設けられていてもよい。また、第２突出部６９が第３孔６３を囲むように設けられている構成のさらに他の一例として、第２突出部６９が第３孔６３と第１突出部６８との間に位置する領域上にのみ設けられていてもよい。この場合、第２突出部６９は、例えば上記周方向に沿ってＣ字状に設けられている。

好ましくは、図１６および図１７に示されるように、第２突出部６９は第３孔６３および第４孔６４を囲むように設けられている。

第２突出部６９の形状および寸法は、例えば挿入部６１の形状および寸法と等しい。第２突出部６９は、例えば挿入部６１の形状および寸法と等しい。

＜作用効果＞
実施の形態４に係る塗布材料収容ユニット５は、実施の形態１に係る塗布材料収容ユニット５と基本的に同様の構成を備えるため、実施の形態１に係る塗布材料収容ユニット５と同様の効果を奏することができる。

さらに、実施の形態４に係る塗布材料収容ユニット５では、第２突出部６９が設けられているため、作業者が上記開状態から上記閉状態に切り替えるときに第２突出部６９を容器５０に向けて押圧した場合にも、作業者の指が挿入部６１および第３孔６３により触れにくい。また、作業者が第１突出部６８を容器５０に向けて押圧した場合にも、第１突出部６８に触れた作業者の指が挿入部６１および第３孔６３により触れにくい。そのため、実施の形態４に係る上記塗布材料収容ユニット５では、実施の形態１に係る上記塗布材料収容ユニット５と比べて、上記開状態から上記閉状態への切り替え作業性が向上され、かつ当該切り替え作業に伴う塗布材料Ｌへの異物等の混入が抑制されている。

なお、実施の形態４に係る塗布材料収容ユニット５の容器５０は、実施の形態２に係る容器５０と同様の構成を備えていてもよい。また、実施の形態４に係る塗布材料収容ユニット５の蓋部６０の第１突出部６８は、実施の形態３に係る第１突出部６８と同様の構成を備えていてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 塗布針、１Ｅ 針先、２ サーボモータ、３ ベース部、４ ユニット保持部、５ 塗布材料収容ユニット、６ カム部材、６Ａ カム面、７ 従動部材、１１ 塗布針ホルダ、１２ 塗布針ホルダ収容部、１３ 塗布針ホルダ固定部、１５ カム連結部、１６ 軸受、２１ 回転部、３３ 案内部、５０ 容器、５１ 第１孔、５２ 第２孔、５３ 接続孔、５４ フランジ部、５４Ａ 第１部分、５４Ｂ 第２部分、５５ 磁性体、６０ 蓋部、６１ 挿入部、６２ 非挿入部、６３ 第３孔、６４ 第４孔、６５ 内周面、６６ 外周面、６７ 係合部、６８ 第１突出部、６９ 第２突出部、７０，７１，７２ 連結部、８１ 第１成形部材、８２ 第２成形部材、８３ 凹部、８４ 凸部、８５ 溝部、１００ 塗布針ユニット、１１０ 観察光学系、１１１ カメラ、１２０，１２１，１２２ 軸テーブル、１２３ 基台、１３０ 制御部、１３１ 操作パネル、１３２ モニタ、１３３ 制御用コンピュータ、１４０ 基板、２００ 塗布装置。

Claims (13)

1. 塗布針が塗布材料を対象物の表面に塗布する塗布装置において、塗布材料を内部に収容し、かつ塗布針に塗布材料を供給する塗布材料収容ユニットであって、
   塗布材料を収容する内部空間と、前記内部空間に連なる第１孔および第２孔とが設けられている容器と、
   前記第２孔を開放している開状態と前記第２孔を覆っている閉状態とが切り替えられる蓋部と、
   前記開状態および前記閉状態において前記蓋部と前記容器とを連結している連結部とを備え、
   前記第２孔の開口面積は、前記第１孔の開口面積よりも大きく、
   前記蓋部には、前記閉状態において前記内部空間に連なる第３孔が設けられており、
   前記閉状態において、前記第１孔と前記第３孔とは、第１方向において前記内部空間を挟み、かつ前記第１方向に重なるように配置される、塗布材料収容ユニット。
2. 前記蓋部は、前記閉状態において前記第２孔に挿入される挿入部と、前記閉状態において前記第２孔の外部に配置される非挿入部とを含み、
   前記挿入部は、前記閉状態において前記第２孔の内周面と面接触する外周面と、前記第３孔の内周面と連なる内周面とを有している、請求項１に記載の塗布材料収容ユニット。
3. 前記蓋部の前記非挿入部は、前記閉状態において前記容器と係合し、かつ前記開状態において前記係合が解かれる係合部を有し、
   前記係合部は、前記非挿入部において前記連結部に接続されている部分と前記第３孔を挟んで対向する位置に配置されている、請求項２に記載の塗布材料収容ユニット。
4. 前記蓋部の前記非挿入部は、前記非挿入部において前記連結部に接続されている部分と前記第３孔を挟んで対向する位置に配置されており、かつ前記係合部に対して前記第３孔とは反対側に突出している第１突出部をさらに有している、請求項３に記載の塗布材料収容ユニット。
5. 前記蓋部の前記非挿入部は、前記第１方向において前記第３孔に対して前記挿入部とは反対側に突出しており、かつ前記第３孔を平面視したときに前記第３孔を囲むように配置されている第２突出部をさらに有している、請求項３または請求項４に記載の塗布材料収容ユニット。
6. 前記連結部は、前記蓋部に接続されている部分が前記容器に接続されている部分に対し屈曲または回転するように設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の塗布材料収容ユニット。
7. 前記連結部を構成する材料は、前記容器において少なくとも前記連結部に接続されている一部を構成する材料、または前記蓋部を構成する材料と、同一である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の塗布材料収容ユニット。
8. 前記容器、前記蓋部、および前記連結部を構成する材料は、合成樹脂または金属を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の塗布材料収容ユニット。
9. 前記容器および前記蓋部の少なくとも一部は透明である、請求項７または８に記載の塗布材料収容ユニット。
10. 前記蓋部には、前記閉状態において前記内部空間に連なる第４孔がさらに設けられており、
    前記第４孔の開口面積は、前記第１孔の開口面積よりも小さい、請求項１〜９のいずれか１項に記載の塗布材料収容ユニット。
11. 前記閉状態において、前記内部空間と前記容器および前記蓋部の外部との間で空気が流通する流通路が、前記容器および前記蓋部が互いに接触する接触界面に対して凹んでいる溝部として設けられている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の塗布材料収容ユニット。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の塗布材料収容ユニットと、
    前記塗布材料収容ユニットと着脱可能に保持するユニット保持部と、
    前記第１孔、前記第２孔、および前記第３孔に挿通される前記塗布針とをさらに備える、塗布針ユニット。
13. 請求項１２に記載の塗布針ユニットと、
    前記対象物を保持する対象物保持部とを備える、塗布装置。

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