JP2024034939A - 塗布部材および塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業効率の向上を図り、かつ塗布針の着脱の信頼性を高めると共にコスト低減を図れる塗布部材および塗布装置を提供する。
【解決手段】塗布部材としての塗布機構は、対象材の表面に塗布材料を転写する塗布針２４と、塗布針２４の基端部２４ｂを支持する塗布針固定部材２５と、塗布針固定部材２５に設けられた磁石２６とを備える。塗布針２４の基端部２４ｂは、磁石２６の吸引力により塗布針固定部材２５に着脱自在に固定されている。塗布針固定部材２５には、塗布針２４の基端部２４ｂが挿入される開口部２５ｂが設けられ、この開口部２５ｂの底面は、磁石２６に対して定められた位置に設けられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、塗布部材および塗布装置に関し、特に、塗布作業時のコンタミネーションを抑制可能な技術に関する。

近年、電子機器の多機能化、小型化および高機能化によって水晶振動子などの電子部品および電極サイズの小型化が進んでいる。このため水晶振動子などの電子部品を実装する際には導電性の液体材料を、微細にかつ厚く塗布することが求められている。微細な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が、これらの他に塗布針を用いた方式もその選択肢の一つである。塗布針を用いた方式は、広範囲の粘度の材料を用いて微細な塗布が可能である。

塗布針を用いた先行技術として、ＸＹＺステージに支持された塗布機構を含む塗布装置が開示されている（特許文献１）。前記塗布機構においては、カムの動作により、可動部と塗布針とがＺ方向に往復動作を行なう。この塗布針は、塗布材料容器に収納された液体材料内に浸漬されているため、表面に液体材料が付着している。この塗布針がＺ方向に往復動作を行なうことにより、塗布針の表面に付着した液体材料が対象物に塗布される。
特許文献１の技術では、塗布針が接合された塗布針固定部材がバネで一方向に移動可能に支持される。これにより、高速で動作すること、および対象物が押し込まれることによる、塗布針の先端、または塗布される対象物の異常が抑制される。

塗布作業時などのコンタミネーションを防止するため、塗布針固定部材と塗布針が着脱可能な形態がいくつか提案されている（特許文献２）。

特許第６３８１９０２号公報 特開２０２０－３２３８９号公報

特許文献１においては、塗布針固定部材と塗布針とが一体とされているため、塗布針のみを交換することができない。このため以前に塗布針が塗布した液体材料とは異なる種類の液体材料を同じ塗布針で塗布する必要が生じる。この場合に、前記塗布針には、塗布しようとする液体材料とは異なる種類の液体材料が混入するコンタミネーションが発生し得る。
上記のコンタミネーションを抑制する観点から、手作業で塗布針から液体材料をアセトンなどの溶剤で事前に拭き取ることが考えられる。またエタノールまたはオートクレーブなどにより塗布針を事前に滅菌することも考えられる。しかしこれらの方法は作業効率を低下させる。

上記対策として、一度使った塗布針を廃棄し、未使用の新たな塗布針を使う方法が考えられる。特許文献１の塗布針は塗布針ホルダの着脱により交換可能であるが、塗布針以外の部分も廃棄しなければならずコストアップになる。

特許文献２では、塗布針固定部材に対して塗布針を着脱可能とし、使用毎に塗布針を交換することでコンタミネーション防止を行おうとしている。しかし、特許文献２が提案している塗布針交換のための着脱方法は、どれも短時間で着脱が行えるものではない。
塗布針挿入材と固定部材とが圧入部により接合される圧入方式では、圧入および取り外しは治具なしでは容易に行えない。
塗布針挿入材と固定部材とが、ねじ部、ルアー部またはラッチ部により接合される方式では、先ず、使用済みの塗布針を数回回転させて塗布針固定部材から取外し、その後、未使用の塗布針を数回回転させて取り付けなければならない。さらには、塗布針を確実に締め込まなければ取付信頼性が担保されない。

本発明の目的は、作業効率の向上を図り、かつ塗布針の着脱の信頼性を高めると共にコスト低減を図れる塗布部材および塗布装置を提供することである。

本発明の塗布部材は、対象材の表面に塗布材料を転写する塗布針と、
前記塗布針の基端部を支持する塗布針固定部材と、
前記塗布針固定部材に設けられた磁石と、を備え、
前記塗布針の前記基端部は、前記磁石の吸引力により前記塗布針固定部材に着脱自在に固定されている。

この構成によると、塗布する塗布材料の種類を変えるときに、塗布針固定部材に設けられた磁石の吸引力に抗して塗布針の基端部を塗布針固定部材から離脱する。そして新たな塗布針を塗布針固定部材に磁石の吸引力により装着することができる。この場合、前述の従来技術よりも塗布針を素早く確実に着脱することができるうえ、部品の廃棄ロスを低減することができる。したがって、前述の従来技術よりも作業効率の向上を図り、かつ塗布針の着脱の信頼性を高めると共にコスト低減を図ることができる。また塗布する塗布材料の種類を変えるときに塗布針を着脱することができるため、同じ塗布針を使用する場合に比べてコンタミネーションを抑制することができる。

前記塗布針の基端部に、磁性体である塗布針挿入材が設けられ、この塗布針挿入材が、前記磁石の吸引力により前記塗布針固定部材に着脱自在に固定されてもよい。塗布針が磁性体でない場合に、塗布針の基端部に、磁性体である塗布針挿入材が設けられる。よって、塗布針挿入材が、磁石の吸引力により塗布針固定部材に着脱自在に固定されるため、塗布針の材料にかかわらず、塗布針を塗布針固定部材に固定することが可能となる。したがって、塗布針を設計する自由度が高まる。

前記塗布針固定部材には、前記塗布針の前記基端部または前記塗布針挿入材が挿入される開口部が設けられ、この開口部の底面は、前記磁石に対して定められた位置に設けられていてもよい。
前記定められた位置は、塗布針が磁石方向へ吸引されると共に開口部の挿入方向に吸引される状態も維持するように、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方などにより適切な位置を求めて定められる。
この構成によると、塗布針固定部材に対する塗布針の位置を高精度に保持することができる。

前記塗布針を駆動するための回転駆動源と、この回転駆動源の回転駆動力を前記対象材の表面に対し垂直な方向に変換する駆動力変換機構部とを含むものとしてもよい。この場合、塗布針を対象材の表面に対し垂直な方向に往復動作させ、塗布針に付着した塗布材料を対象材の表面に転写することが可能となる。

本発明の塗布装置は、前記回転駆動源および前記駆動力変換機構部を含む塗布部材と、前記対象材に対し前記塗布部材を相対移動する直動ユニットと、を備える。この場合、直動ユニットにより所望の塗布パターンを連続的に転写することが可能となる。これにより作業効率の向上をさらに図ることが可能となる。

本発明の塗布部材は、塗布針の基端部が、塗布針固定部材に設けられた磁石の吸引力により塗布針固定部材に着脱自在に固定されている。このため、従来技術よりも、作業効率の向上を図り、かつ塗布針の着脱の信頼性を高めると共にコスト低減を図れる。

本発明の第１の実施形態に係る塗布装置の斜視図である。 同塗布装置の塗布機構の斜視図である。 同塗布機構におけるベース体の斜視図である。 同塗布機構のカムを部分的に拡大して示す部分拡大図である。 同カムのカム面を含むフランジ部を側面から見た展開図である。 同塗布機構の塗布針と塗布材料容器との関係を示す断面図である。 同塗布機構の塗布針をＺ軸方向に移動させた状態の断面図である。 同塗布機構の塗布針ホルダの分解斜視図である。 同塗布針を塗布針固定部材に装着する前の状態を示す断面図である。 同塗布針を塗布針固定部材に装着した状態を示す断面図である。 図７のVIII-VIII線断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る塗布装置における塗布機構の塗布針ホルダの分解斜視図である。 同塗布機構の塗布針を塗布針固定部材に装着する前の状態を示す断面図である。 同塗布針を塗布針固定部材に装着した状態を示す断面図である。 図１１のXII-XII線断面図である。

［第１の実施形態］
本発明の実施形態に係る塗布装置を図１ないし図８と共に説明する。
＜塗布装置の全体構成＞
図１のように、塗布装置は、処理室ＰＲと、直動ユニットＤＵと、塗布部材である塗布機構４と、観察光学系６と、観察光学系６に接続されたＣＣＤカメラ７と、制御部ＣＵとを備える。処理室ＰＲの内部に、対象材である基板５が支持され、基板５に対し塗布機構４などを用いた処理が行われる。
制御部ＣＵは、塗布機構４の駆動源を制御すると共に、基板５に対する塗布機構４の相対位置を制御する。また制御部ＣＵは観察光学系６を制御する。観察光学系６は、基板５の塗布位置を観察するためのものである。ＣＣＤカメラ７は、観察光学系６で観察した画像を電気信号に変換する。基板５は、例えば、柔軟性を有する樹脂から成る薄板状である。

＜直動ユニット＞
処理室ＰＲの内部には、直動ユニットＤＵが設置されている。直動ユニットＤＵは、基板５に対し塗布機構４を直交３軸方向に相対移動するいわゆるＸＹＺステージである。直動ユニットＤＵは、移動駆動用のアクチュエータであるＸ，ＹおよびＺ軸用の直動アクチュエータ１１，１２，１３を有する。各直動アクチュエータ１１，１２，１３は制御部ＣＵにより制御される。処理室ＰＲの底部上に、装置本体の奥行き方向であるＹ軸用の直動アクチュエータ１２が設置されている。

Ｙ軸用の直動アクチュエータ１２は、処理室ＰＲの底部上においてＹ軸方向に沿って延びるガイド部１２ａと、ガイド部１２ａに沿って摺動するＹ軸テーブル２と、駆動部材であるモータ１２ｂと、モータ１２ｂの回転を直線往復動作に変換するボールねじなどの変換機構１２ｃとを有する。Ｙ軸テーブル２の上部には、基板５が支持される。モータ１２ｂにより変換機構１２ｃを動作させることにより、Ｙ軸テーブル２がガイド部１２ａに沿ってＹ軸方向に移動可能になっている。

Ｘ軸用の直動アクチュエータ１１は、装置本体の左右方向であるＸ軸方向に沿って延びるガイド部１１ａと、ガイド部１１ａに沿って摺動するＸ軸テーブル１と、駆動部材であるモータ１１ｂと、モータ１１ｂの回転を直線往復動作に変換するボールねじなどの変換機構１１ｃとを有する。処理室ＰＲの底部上に門型の構造体１４が設置され、構造体１４は、Ｙ軸テーブル２をＸ軸方向に跨ぐように架設されている。構造体１４の上部に、前記ガイド部１１ａが設置されている。モータ１１ｂにより変換機構１１ｃを動作させることにより、Ｘ軸テーブル１がガイド部１１ａに沿ってＸ軸方向に移動可能になっている。

Ｚ軸用の直動アクチュエータ１３は、Ｘ軸およびＹ軸方向にそれぞれ直交するＺ軸方向（この例では上下方向）に進退する。Ｚ軸用の直動アクチュエータ１３は、Ｘ軸テーブル１に支持される。Ｚ軸用の直動アクチュエータ１３は、Ｚ軸方向に沿って延びるガイド部１３ａと、ガイド部１３ａに沿って摺動するＺ軸テーブル３と、駆動部材であるモータ１３ｂと、モータ１３ｂの回転を直線往復動作に変換するボールねじなどの変換機構（図示せず）とを有する。Ｘ軸テーブル１に連結された立板状の連結部１５に、前記ガイド部１３ａが設置されている。モータ１３ｂにより前記変換機構を動作させることにより、出力部となるＺ軸テーブル３がガイド部１３ａに沿ってＺ軸方向に移動可能になっている。Ｚ軸テーブル３には、塗布機構４および観察光学系６が支持されている。

＜塗布機構＞
図２Ａの塗布機構４は、塗布針２４をＺ軸方向に駆動するための回転駆動源であるサーボモータ４１、塗布針２４、駆動力変換機構部１６および架台１７を含む。図１のＺ軸テーブル３に、図２Ａの架台１７を介してサーボモータ４１が支持されている。サーボモータ４１は、図１の基板５の表面に対し垂直な方向に駆動するための回転駆動源である。図２Ａのように、サーボモータ４１はＺ軸方向に延び且つＺ軸心回りに回転する図示外の回転軸を有する。架台１７に、サーボモータ４１、駆動力変換機構部１６および塗布針２４が支持される。塗布機構４は、市場において独立して取引可能である。

＜駆動力変換機構について＞
駆動力変換機構部１６は、サーボモータ４１の回転駆動力を、基板５（図１）の表面に対し垂直な方向であるＺ軸方向の力に変換する機構部である。駆動力変換機構部１６は、カム４３、軸受４４、カム連結板４５、可動部４６、可動ベース３５、塗布針ホルダ２０および塗布材料容器２１を有する。塗布針ホルダ２０は、図２Ｂのように、可動ベース３５に着脱可能に保持される。サーボモータ４１の前記回転軸にはカム４３が連結され、カム４３は前記回転軸を中心に回転可能である。カム４３は、中心部４３ａと、フランジ部４３ｂとを含む。

中心部４３ａは、前記回転軸の先端部に同軸に連結された中空円筒状の部材である。中心部４３ａにおけるＺ軸方向下端部に、フランジ部４３ｂが設けられている。図３Ａのように、フランジ部４３ｂの上面はカム面６１となっている。カム面６１は、中心部４３ａの外周に沿って円環状に形成され、フランジ部４３ｂの底面からの距離が変動するようにスロープ状に形成されている。具体的には、図３Ｂのように、カム面６１は、上端フラット領域６２と、下端フラット領域６３と、スロープ部Ｓｐとを含む。

カム面６１のうち上端フラット領域６２は、フランジ部４３ｂ（図３Ａ）の底面からの距離が最も大きい領域である。下端フラット領域６３は、円周方向に間隔を隔てて設けられ、フランジ部４３ｂ（図３Ａ）の底面からの距離が最も小さい領域である。スロープ部Ｓｐは、上端フラット領域６２と下端フラット領域６３との間を接続するスロープ状である。図２Ａのように、カム４３のカム面６１に、軸受４４の外輪外周面が接する。

架台１７には、Ｚ軸方向に延びるリニアガイド４９が設置されている。リニアガイド４９に、可動部４６および可動ベース３５がＺ軸方向に移動可能に支持されている。可動部４６に、Ｚ軸方向に延びるカム連結板４５の基端部が固定されている。カム連結板４５の先端部には、軸受４４がＸ軸方向の回転軸心回りに回転自在に支持されている。

図２Ｂのように、可動部４６には、可動ベース３５が連結されている。図２Ａのように、可動ベース３５に、後述する塗布針ホルダ２０が設置されている。可動部４６に第１の固定ピン５２が設けられ、架台１７に第２の固定ピン５１が設けられている。第１，第２の固定ピン５２，５１間に、引張りコイルばねから成るバネ５０が設けられている。可動部４６は、バネ５０によりＺ軸方向下方に向けた引張り力を受けた状態になっている。バネ５０による引張り力は、可動部４６およびカム連結板４５を介して軸受４４に作用する。したがって、軸受４４は、バネ５０の引張り力によって、カム４３のカム面６１に押圧された状態を維持する。

架台１７のＺ軸方向下端部には、塗布材料容器２１が支持されている。塗布針ホルダ２０に対しＺ軸方向下方に所定間隔を隔てて塗布材料容器２１が配置され、塗布針２４は、塗布材料容器２１に挿入された状態で保持されている。
図４Ａのように、塗布材料容器２１は、塗布材料７０を貯留し塗布針２４を塗布材料７０内に浸漬させる。図４Ｂのように、塗布材料容器２１の底部には、塗布材料７０に浸漬された塗布針２４の先端部２４ａが突出可能な貫通孔２１ａが設けられている。制御部ＣＵ（図１）は、塗布材料容器２１の貫通孔２１ａから塗布針２４の先端部２４ａを突出させるように、図２Ａのサーボモータ４１を制御する。塗布針２４は、基板５（図１）の表面に対し垂直な方向であるＺ軸方向に移動可能である。

＜塗布針ホルダについて＞
図５のように、塗布針ホルダ２０は、ホルダベース２２と、塗布針２４の基端部２４ｂを支持する塗布針固定部材２５と、ホルダ蓋２３と、磁石２６とを有する。ホルダベース２２の内部には凹部２２ａが形成され、凹部２２ａに、塗布針固定部材２５が支持される。ホルダベース２２の凹部２２ａに塗布針固定部材２５が支持された状態で、ホルダベース２２の開口部をホルダ蓋２３で塞ぎねじ止めする。これにより塗布針固定部材２５の大部分は、ホルダベース２２およびホルダ蓋２３を含む筐体の内部に配置される。塗布針固定部材２５の長手方向先端部は、前記筐体のＺ方向下端部から所定距離外部に突出する。

塗布針固定部材２５には、磁石２６が設けられている。具体的には、塗布針固定部材２５において、ホルダ蓋２３に臨む一表面の先端部分に、磁石２６が嵌まり込む有底円形状の孔２５ａが形成されている。塗布針固定部材２５の孔２５ａに磁石２６が嵌まり込んだ状態で磁石２６の一部がホルダ蓋２３により覆われている。これにより磁石２６が不所望に孔２５ａから離脱することを防止し得る。磁石２６は、円柱形状に形成されているが円柱形状に限定されるものではなく、例えば、多角形状であってもよい。

塗布針２４の基端部２４ｂは、磁石２６の吸引力により塗布針固定部材２５に着脱自在に固定されている。磁石２６は、塗布針２４の着脱に問題のない程度の吸引力（磁力）を発生するものを選択する。図６のように、磁性体である塗布針２４は、対象材である基板５（図１）に対向する先端部２４ａと、先端部２４ａとは反対側に位置する基端部（「付根部」とも言う）２４ｂとを含む。前記磁性体として、例えば、鉄などが適用される。図８のように、塗布針２４は、この塗布針２４を長手方向に直交する平面で切断して見た断面が円形状に設けられているが、例えば、断面長孔形状または断面多角形状であってもよい。

図６のように、塗布針固定部材２５には、塗布針２４の基端部２４ｂが挿入される開口部２５ｂが設けられている。塗布針固定部材２５のうちＺ方向下端部に、Ｚ軸方向に所定距離延びる開口部２５ｂが設けられている。開口部２５ｂは、塗布針２４がガタなくスムーズに嵌合できるように、塗布針２４の基端部２４ｂの直径よりも若干大径のサイズに形成されている。図７および図８では、塗布針２４の基端部２４ｂの直径と開口部２５ｂの孔径との関係を強調して表している。

図６のように、開口部２５ｂの底面（端面）２５ｂａは、磁石２６に対して定められた位置に設けられている。磁石２６の中心部Ｃ１と磁石２６のＺ方向先端縁部２６ａとの間に、開口部２５ｂの底面２５ｂａが位置するように開口部２５ｂが設けられている。
したがって、塗布針２４の基端部２４ｂを、塗布針固定部材２５の開口部２５ｂに挿入すると、図７のように、塗布針２４は磁石２６に引き付けられる。塗布針２４は、基端部端面２４ｂａが塗布針固定部材２５の開口部２５ｂの底面２５ｂａに突き当たったところで固定される。同図７におけるＦｚは塗布針２４に作用する挿入方向の吸着力であり、Ｆｙは塗布針２４に作用する磁石方向の吸着力である。塗布針２４は、磁石２６による磁力以上の力で人手などにより引っ張ることで、塗布針固定部材２５から塗布針２４を取り外すことができる。

＜可動ベースと塗布針ホルダとの関係について＞
図２Ａの塗布機構４において、塗布針ホルダ２０は、可動ベース３５に着脱可能に保持される。具体的には、塗布針ホルダ２０のホルダベース２２のうち可動ベース３５に臨む表面に、複数（例えば２つ）の図示外のマグネットが配置されている。可動ベース３５には、前記複数のマグネットに対向する図２Ｂに示す複数（例えば２つ）のマグネット３３が配置されている。図２Ａのホルダベース２２のマグネットと、図２Ｂの可動ベース３５のマグネット３３とが互いに吸着する。これにより図２Ａのように、塗布針ホルダ２０は、可動ベース３５に着脱可能に保持される。

ホルダベース２２のマグネットと可動ベース３５のマグネット３３（図２Ｂ）との位置を調節することにより、塗布針ホルダ２０を可動ベース３５に吸着したときに、塗布針ホルダ２０を正確に位置決めできる。例えば、図２Ｂのように、可動ベース３５のＺ方向上端部には、ＸＹ平面に平行となる基準面３４が設けられている。可動ベース３５のＸ方向一端部には、ＹＺ平面に平行となる基準面３６を含む基準板１８が設けられている。

塗布針ホルダ２０（図２Ａ）のＺ方向に関する基準面が、可動ベース３５の基準面３４に押圧される。これと共に、塗布針ホルダ２０（図２Ａ）のＸ方向に関する基準面が、可動ベース３５の基準面３６に押圧された状態とし得る。すなわち、図２Ａの塗布針ホルダ２０を可動ベース３５に設置したときに、互いに対向する塗布針ホルダ２０のマグネットと、図２Ｂに示す可動ベース３５のマグネット３３との相対的な位置を調整する。具体的には、図２Ａの塗布針ホルダ２０の各マグネットの位置に対し、図２Ｂに示す可動ベース３５のマグネット３３の位置を、基準面３４および基準面３６寄りに配置しておく。

この場合、図２Ａに示す塗布針ホルダ２０のマグネットと、図２Ｂに示す可動ベース３５のマグネット３３との間に作用する磁力により、図２Ａに示す塗布針ホルダ２０に対して、図２Ｂのように、基準面３４および基準面３６側へ向かう吸引力Ｆ１を加えることができる。これにより、可動ベース３５に対して図２Ａに示す塗布針ホルダ２０を位置精度の高い状態で再現性良く固定できる。
図２Ａの塗布針２４のみを交換する場合においても、塗布針ホルダ２０を、可動ベース３５から一旦取り外した状態で前述のように塗布針２４を脱着する。その後、互いに対向するマグネットと、基準面３４および基準面３６とにより、可動ベース３５に塗布針ホルダ２０を正確に位置決めし得る。

＜塗布装置の動作について＞
塗布機構４において、サーボモータ４１を駆動することにより回転軸を回転させてカム４３を回転させる。カム面６１に接触している軸受４４は、サーボモータ４１の回転に応じて、Ｚ軸方向における位置が変動する。軸受４４のＺ軸方向での位置変動に応じて、可動部４６および塗布針ホルダ２０がＺ軸方向に移動する。よって塗布針ホルダ２０に設けられた塗布針２４を、Ｚ軸方向に変化させることができる。

図３Ｂに示すカム面６１の上端フラット領域６２に、図２Ａの軸受４４が接している場合には、図４Ａのように、塗布針２４が上端位置に配置される。このとき、塗布針２４の先端部２４ａは、塗布材料容器２１内に保持されている塗布材料７０内に浸漬された状態になっている。次に、図２Ａのサーボモータ４１が回転軸を回転させることにより、カム４３が回転する。図３Ｂに示すカム面６１の下端フラット領域６３が、図２Ａの軸受４４に接する位置に到達した場合には、図４Ｂのように、塗布針２４の先端部２４ａは、塗布材料容器２１の底部に形成された貫通孔２１ａを通り塗布材料容器２１の底面からＺ軸方向下向きに突出した状態になる。このとき突出した塗布針２４の表面には、塗布材料７０の一部が付着した状態となっている。

そして、図１のＺ軸テーブル３が塗布機構４を基板５側に移動させる。これにより、基板５の表面に図４Ｂに示す塗布針２４の先端部２４ａが接触して、塗布材料７０を基板５の表面に転写し得る。図１のＺ軸テーブル３を先に移動させた後に、図２Ａのサーボモータ４１を駆動させてよいし、図１のＺ軸テーブル３と図２Ａのサーボモータ４１との動作を略同時に実施してもよい。
このように塗布機構４では、サーボモータ４１の回転運動を塗布針２４のＺ軸方向における運動（上下運動）に変換し得る。このような構成とすることにより、塗布針２４を迅速かつ正確にＺ軸方向に移動させ得る。

＜制御部＞
図１の制御部ＣＵは、制御用コンピュータ１０と、操作パネル８と、モニタ９とを含む。制御用コンピュータ１０は、直動ユニットＤＵ、観察光学系６および塗布機構４を制御する。制御用コンピュータ１０、操作パネル８およびモニタ９は、処理室ＰＲの外部に設置されている。操作パネル８は、制御用コンピュータ１０への指令を入力するために用いられる。モニタ９は、ＣＣＤカメラ７で変換された画像データ、および制御用コンピュータ１０からの出力データを表示する。

＜作用効果＞
以上説明した塗布機構４によると、塗布する塗布材料の種類を変えるときに、図５のように塗布針固定部材２５に設けられた磁石２６の吸引力に抗して塗布針２４の基端部２４ｂを塗布針固定部材２５から離脱する。そして新たな塗布針２４を塗布針固定部材２５に磁石２６の吸引力により装着することができる。この場合、前述の従来技術よりも塗布針２４を素早く確実に着脱することができるうえ、部品の廃棄ロスを低減することができる。したがって、前述の従来技術よりも作業効率の向上を図り、かつ塗布針２４の着脱の信頼性を高めると共にコスト低減を図ることができる。また塗布する塗布材料の種類を変えるときに塗布針２４を着脱することができるため、同じ塗布針を使用する場合に比べてコンタミネーションを抑制することができる。

図７のように、塗布針固定部材２５には、塗布針２４の基端部２４ｂが挿入される開口部２５ｂが設けられ、開口部２５ｂの底面２５ｂａは、磁石２６に対して定められた位置に設けられている。図６のように、磁石２６の中心部Ｃ１と磁石２６のＺ方向先端縁部２６ａとの間に、開口部２５ｂの底面２５ｂａが位置するように開口部２５ｂが設けられている。したがって、塗布針２４の基端部２４ｂを、塗布針固定部材２５の開口部２５ｂに挿入すると、図７のように、塗布針２４は磁石２６に引き付けられる。塗布針２４は、基端部端面２４ｂａが塗布針固定部材２５の開口部２５ｂの底面２５ｂａに突き当たったところで固定される。このため、塗布針固定部材２５に対する塗布針２４の位置を高精度に保持することができる。

図２Ａの塗布機構４は、塗布針２４を駆動するための回転駆動源であるサーボモータ４１と、このサーボモータ４１の回転駆動力を基板５（図１）の表面に対し垂直な方向に変換する駆動力変換機構部１６とを含む。この場合、塗布針２４を基板５（図１）の表面に対し垂直な方向に往復動作させ、塗布針２４に付着した塗布材料を図１の基板５の表面に転写することが可能となる。
塗布装置は、図２Ａに示すサーボモータ４１および駆動力変換機構部１６を含む塗布機構４と、図１に示す基板５に対し塗布機構４を相対移動する直動ユニットＤＵと、を備える。この場合、直動ユニットＤＵにより所望の塗布パターンを連続的に転写することが可能となる。これにより作業効率の向上をさらに図ることが可能となる。

＜他の実施形態について＞
以下の説明においては、各実施形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している実施形態と同様とする。同一の構成は同一の作用効果を奏する。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

［第２の実施形態：図９～図１２］
図９のように、塗布針２４の基端部２４ｂに、磁性体である塗布針挿入材２４１が設けられ、塗布針挿入材２４１が、磁石２６の吸引力により塗布針固定部材２５に着脱自在に固定されてもよい。第２の実施形態では、塗布針２４が、例えば、ステンレス、セラミックスなどの磁性体でない材料から成る。この場合、塗布針２４単独のままでは、塗布針固定部材２５に接合した状態を維持できない。そこで、図１０のように、塗布針２４の基端部２４ｂに、例えば、鉄などの磁性体である塗布針挿入材２４１を介して、塗布針固定部材２５に着脱自在に固定できるようにする。塗布針２４と塗布針挿入材２４１とにより塗布針部材２７が構成される。

塗布針挿入材２４１は、塗布針２４の基端部２４ｂの外周面を覆う中空円筒形状の部材である。塗布針挿入材２４１を塗布針２４に対し着脱可能に接合する場合には、塗布針挿入材２４１は、例えば、塗布針２４の基端部２４ｂの外周面に圧入により嵌合されることが好ましい。塗布針挿入材２４１を塗布針２４に対し着脱不能に固定する場合には、塗布針挿入材２４１は、例えば、塗布針２４の基端部２４ｂに接着剤などを用いて固定されることが好ましい。

図１１のように、塗布針固定部材２５には、塗布針挿入材２４１が挿入される開口部２５ｂが設けられている。開口部２５ｂは、塗布針挿入材２４１がガタなくスムーズに嵌合できるように、塗布針挿入材２４１の直径よりも若干大径のサイズに形成されている。塗布針挿入材２４１は、長手方向の全体が塗布針固定部材２５の開口部２５ｂに挿入されている。但し、塗布針挿入材２４１は、長手方向の一部が塗布針固定部材２５の開口部２５ｂに挿入されていてもよい。

図１１および図１２では、塗布針挿入材２４１の外径と開口部２５ｂの孔径との関係を強調して表している。図１２のように、塗布針挿入材２４１は、この塗布針挿入材２４１を長手方向に直交する平面で切断して見た場合の断面積が、塗布針２４の断面積よりも充分に大きいことが好ましい。塗布針挿入材２４１は、中空の多角形状であってもよい。

この塗布機構によると、図９のように、塗布針挿入材２４１が、磁石２６の吸引力により塗布針固定部材２５に着脱自在に固定される。このため、塗布針２４の材料にかかわらず、塗布針２４を塗布針固定部材２５に固定することが可能となる。したがって、塗布針２４を設計する自由度が高まる。その他前述の実施形態と同様の作用効果を奏する。

塗布針２４が磁性体であっても所望の吸引力に到達しない場合に、塗布針２４の基端部２４ｂに、磁石２６に対して所望の吸引力を得ることができる塗布針挿入材２４１が設けられてもよい。
用途によっては、観察光学系およびＣＣＤカメラを除外した塗布装置とし、例えば、処理対象材の塗布位置を目視により観察してもよい。
塗布針固定部材２５に、ロボットハンドなどを用いて塗布針２４を着脱させてもよい。
対象材は、ゴム、紙および多孔質材などの柔軟性を有するものであってもよく、ガラスまたはウェハなどの硬いものであってもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、今回開示された実施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。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。

４…塗布機構（塗布部材）、５…基板（対象材）、１６…駆動力変換機構部、２４…塗布針、２４ｂ…基端部、２５…塗布針固定部材、２５ｂ…開口部、２５ｂａ…底面、２６…磁石、４１…サーボモータ（回転駆動源）、７０…塗布材料、２４１…塗布針挿入材、ＤＵ…直動ユニット

Claims (5)

1. 対象材の表面に塗布材料を転写する塗布針と、
   前記塗布針の基端部を支持する塗布針固定部材と、
   前記塗布針固定部材に設けられた磁石と、を備え、
   前記塗布針の前記基端部は、前記磁石の吸引力により前記塗布針固定部材に着脱自在に固定されている塗布部材。
2. 請求項１に記載の塗布部材において、前記塗布針の基端部に、磁性体である塗布針挿入材が設けられ、この塗布針挿入材が、前記磁石の吸引力により前記塗布針固定部材に着脱自在に固定されている塗布部材。
3. 請求項１または請求項２に記載の塗布部材において、前記塗布針固定部材には、前記塗布針の前記基端部または前記塗布針挿入材が挿入される開口部が設けられ、この開口部の底面は、前記磁石に対して定められた位置に設けられている塗布部材。
4. 請求項１または請求項２に記載の塗布部材において、前記塗布針を駆動するための回転駆動源と、この回転駆動源の回転駆動力を前記対象材の表面に対し垂直な方向に変換する駆動力変換機構部とを含む塗布部材。
5. 請求項４に記載の塗布部材と、前記対象材に対し前記塗布部材を相対移動する直動ユニットと、を備える塗布装置。

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