JP6910921B2 - 塗工装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板に塗工液を塗工する塗工装置に関するものである。

本出願人は、毛細管現象を利用して塗工液を基材に薄く塗工ができる塗工装置を提案した（特許文献１参照）。この塗工装置は、基板を塗工ノズルに対し移動させながら、塗工タンクから塗工ノズルの毛管状隙間に塗工液を供給し、塗工タンクの塗工液の高さを調整することによって、塗工ノズルの吐出口から塗工液を基板に接液させ、所定位置まで塗工が終了すると、塗工タンクを下げて離液を行う。

特開２００６−１２２８９１号公報

上記のような塗工装置において、基板に塗工ノズルが近接して、塗工液を接液しているか否かを、作業者が目視で判断しているため作業が繁雑になるという問題点があった。

そこで本発明は上記問題点に鑑み、基板に塗工液が接液しているか否かを目視せずに判断でき、また、接液が行われていないときは接液がされるように自動的に補正ができる塗工装置を提供することを目的とする。

本発明は、一枚の基板を下面で支持するテーブルと、前記テーブルの下方に配された塗工ノズルと、前記テーブル、又は、前記塗工ノズルを前後方向に相対的に移動させる移動部と、前記塗工ノズルの内部に設けられた上下方向の毛管状隙間と、前記毛管状隙間の上端部に左右方向に開口した塗工液の吐出口と、大気開放された状態で塗工液を貯留する塗工タンクと、前記塗工ノズルを上下動させるノズル上下動部と、前記塗工タンクを前記塗工ノズルに対して相対的に上下動させるタンク上下動部と、前記塗工タンク内の前記塗工液の液面までのタンク液面高さを計測する液面センサと、制御部と、を有する塗工装置において、前記制御部は、（１）塗工工程を開始する前に、前記塗工タンク内の塗工液のタンク液面高さＳ１を前記液面センサで計測し、（２）前記基板に対し前記塗工ノズルが停止した状態で、前記ノズル上下動部によって前記塗工ノズルの高さを制御し、前記タンク上下動部によって前記塗工タンクの高さを制御して、前記塗工ノズルから前記塗工液を前記基板の下面に接液を行い、その後に前記移動部により前記基板と前記塗工ノズルとを相対的に移動させながら、前記下面と前記塗工ノズルとの間が塗工ギャップになる塗工高さから、毛細管現象を利用して前記塗工液を前記下面に塗工する前記塗工工程を行い、（３）前記塗工工程を終了した後に、前記塗工タンク内の塗工液のタンク液面高さＳ２を前記液面センサで計測し、（４）塗工前の前記タンク液面高さＳ１と塗工後の前記タンク液面高さＳ２の差分ΔＳを計算し、（５）前記差分ΔＳが、基準差分ΔＳ０より小さいとき、前記接液時の前記塗工ノズルに対する前記塗工タンクの高さを高くするか、又は、前記塗工ノズルと前記下面との間隔を狭くする、塗工装置である。

本発明は、基板が載置されるテーブルと、前記基板の上方に配された塗工ノズルと、前記テーブル、又は、前記塗工ノズルを前後方向に相対的に移動させる移動部と、前記塗工ノズルを上下動させるノズル上下動部と、前記塗工ノズルの内部に設けられ、その上端部が大気に開放され、その下端部が塗工液の吐出口となった毛管状隙間と、前記塗工ノズルに設けられた前記塗工液の液入口と、前記塗工ノズルの内部に設けられ、前記液入口と前記毛管状隙間とを連結する連結空間と、大気開放された状態で塗工液を貯留する塗工タンクと、前記塗工タンクを前記塗工ノズルに対して相対的に上下動させるタンク上下動部と、前記液入口と前記塗工タンクとを連結するサイフォン管と、前記塗工タンク内の前記塗工液の液面までのタンク液面高さを計測する液面センサと、制御部と、を有した塗工装置において、前記制御部は、（１）塗工工程を開始する前に、前記塗工タンク内の塗工液のタンク液面高さＳ１を前記液面センサで計測し、（２）前記基板に対し前記塗工ノズルが停止した状態で、前記塗工タンク内の前記塗工液のタンク液面高さが前記連結空間の前記毛管状隙間側の出口より高く配置した状態で、前記塗工タンクから前記サイフォン管と前記連結空間を経て前記毛管状隙間に供給されている塗工液を、前記塗工ノズルから前記塗工液を前記基板の上面に接液を行い、その後に前記移動部により前記基板と前記塗工ノズルとを相対的に移動させながら、一定の塗工ギャップを開けて前記吐出口から前記基板の上面へ毛細管現象を利用して塗工する塗工工程を行い、（３）前記塗工工程を終了した後に、前記塗工タンク内の塗工液のタンク液面高さＳ２を前記液面センサで計測し、（４）塗工前の前記タンク液面高さＳ１と塗工後の前記タンク液面高さＳ２の差分ΔＳを計算し、（５）前記差分ΔＳが、基準差分ΔＳ０より小さいとき、前記接液時の前記塗工ノズルに対する前記塗工タンクの高さを高くするか、又は、前記塗工ノズルと前記上面との間隔を狭くする、塗工装置である。

本発明によれば、基板に塗工液が接液しているか否かを目視せずに判断でき、また、接液が行われていないときは接液がされるように自動的に補正ができる。

本発明の実施形態１を示す塗工装置の説明図である。 （１）から（４）は、塗工装置の塗工状態を示す図面である。 塗工装置の塗工状態を示すタイムチャートである。 塗工装置のブロック図である。 検査工程のフローチャートである。 実施形態２を示す塗工装置の説明図である。 幅方向から観た基板と塗工状態を示す図である。 塗工装置のタイムチャートである。

本発明の一実施形態の塗工装置１０について図面を参照して説明する。塗工装置１０は、基板Ｗに塗工液を塗工するものである。例えば、液晶表示装置の液晶セルに用いられるガラス板に反射防止層や保護膜を形成するため、又は、露光機のマスクを形成するときにＣｒ膜などを塗工する。なお、これは例示であり、液晶セルのガラス板に限らず、有機ＥＬ装置の基板などでもよく、その他の基板であっても塗工可能であり、また、塗工液の種類も限定されない。

実施形態１

本発明の実施形態１の塗工装置１０について図１〜図５を参照して説明する。

（１）塗工装置１０の構成
図１は、塗工装置１０の構成図である。

基板Ｗは、上面に複数の吸引口を有したテーブル１２に吸引された状態で支持されるものであり、このテーブル１２は、テーブル走行モータ１３によって前後方向に一定のテーブル速度で移動し、このテーブル速度ＶＴ０が塗工速度となる。また、このテーブル１２には、バキューム装置よりなる吸引部５８が接続され、複数の吸引口から基板Ｗを吸引できる。

テーブル１２の下方には、基板Ｗの下面に塗工液を塗工するための塗工ノズル１４が配されている。この塗工ノズル１４は、上部がくちばし状に尖った形状をなし、左右方向に沿って毛管状隙間１６が設けられ、この毛管状隙間１６の上端部が塗工液の吐出口１８となっている。また、毛管状隙間１６の下端部には、供給された塗工液を左右方向に均等に配分する空間である液溜め部１９が設けられている。

塗工ノズル１４は、その下方に配されたエアシリンダ又はモータよりなるノズル上下動部２０によって上下動可能となっている（図１における点線の状態から実線の状態）。

塗工ノズル１４の側壁には、支持部２４が固定されている。支持部２４には、垂直方向にネジ棒２６が回転自在に配され、このネジ棒２６にラック２８が螺合している。このラック２８には、塗工タンク２２が取り付けられている。ネジ棒２６は減速機付きのタンク高さモータ３０によって回動自在であり、タンク高さモータ３０を回動させるとネジ棒２６は回転し、それと共にラック２８と塗工タンク２２が塗工ノズル１４に対し上下動する。また、支持部２４は塗工ノズル１４に固定されているため、塗工ノズル１４がノズル上下動部２０によって上下動するとそれと共に塗工タンク２２も上下動する。

塗工タンク２２は、塗工液を貯留し、その上部が開口し、大気に開放された状態となっている。塗工タンク２２の底面から、塗工ノズル１４の側面に向かって塗工液を供給するための供給パイプ３４が設けられている。この供給パイプ３４から供給された塗工液は、塗工ノズル１４の液溜め部１９に至る。

支持部２４の上部から非接触式（例えば、光学式、レーザ式）の液面センサ３２が突出している。この液面センサ３２は、塗工タンク２２に溜まっている塗工液の液面までの距離（以下、「タンク液面高さ」という）を計測する。

塗工タンク２２に塗工液を供給するための補充タンク３６が設けられている。この補充タンク３６から塗工タンク２２の上部に向かって補充パイプ３８が延びている。補充パイプ３８には、不図示のフィルターと電磁弁３９が設けられている。また、補充タンク３６は密閉式であり、コンプレッサなどの補充ポンプ５４から送られてくるイナートガス（例えば、不活性ガス、窒素ガス）により塗工液を補充パイプ３８へ供給する。そして、電磁弁３９を操作することにより、一定量の塗工液を塗工タンク２２に供給する。ここで、不活性ガスを送るのは防爆のためであるが、防爆を目的としない場合は、空気などのその他の気体でもよい。

この塗工装置１０を制御するためにコンピュータよりなる制御部５６が設けられている。

（２）塗工装置１０の電気的構成
塗工装置１０の電気的構成について説明する。制御部５６には、テーブル１２の水平移動を行うテーブル走行モータ１３、ノズル上下動部２０、塗工タンク２２を上下動させるタンク高さモータ３０、液面センサ３２、電磁弁３９，補充ポンプ５４が接続されている。

制御部５６は、液面センサ３２によって塗工液のタンク液面高さを計測して、その計測タンク液面高さを参照してタンク高さモータ３０を駆動させて塗工タンク２２を上下動させ、そして、塗工タンク２２内のタンク液面高さを下記で説明する所定の補充基準値になるようにフィードバック制御する。

また、塗工によって塗工液が少なくなり、液面センサ３２によって計測したタンク液面高さが補充基準値より低くなった場合には、制御部５６は、補充ポンプ５４を作動させてイナートガスによって圧力をかけ、補充タンク３６から補充パイプ３８を介して塗工液を送り、電磁弁３９を操作することにより所定量補充して、常に塗工タンク２２内部には、補充基準値以上の塗工液を貯留させる。これによって、従来のように廃棄される塗工液を最小限にできる。

この塗工の具体的な数値としては、例えば下記のようなものである。塗工厚さは、ドライ状態で０．１ミクロンから５．０ミクロン、塗工液の粘度は３０ｃｐｓ以下、塗工液の固形分は１０％以下、塗工速度ＶＴ０は０．１ｍ／分〜５．０ｍ／分、塗工距離（基板Ｗに塗工する長さ）は０．１ｍ〜２ｍ、塗工タンク２２の容量は０．０１リットル（１０ｃｃ）〜５リットルである。塗工タンク２２の上下方向の移動速度は、０．０００１ｍ／分〜０．１ｍ／分、塗工タンク２２の最大移動量は、９ｍｍである。

（３）塗工装置１０の塗工方法
上記構成の塗工装置１０を用いて、基板Ｗの下面に塗工液を塗工する塗工方法について図２及び図３を参照して順番に説明していく。

（３−１）第１工程
第１工程では、テーブル１２が基板Ｗを吸引し、塗工ノズル１４は基板Ｗの下方に待機させる（図２（１）参照）。図３においては、塗工ノズル１４のノズル高さＨＮは、ノズル待機高さＨＮ０であり、塗工タンク２２のタンク高さＨＴは、タンク待機高さＨＴ０となっている。

（３−２）第２工程
テーブル走行モータ１３がテーブル１２を移動させ、基板Ｗを塗工開始位置に停止させる。

また、塗工ノズル１４をノズル上下動部２０によって上昇させ、吐出口１８を塗工開始位置における基板Ｗの下面の近傍に停止させる。この場合に、塗工ノズル１４と共に塗工タンク２２も上昇してくるが、その上昇分だけでなくタンク高さモータ３０を用いて塗工タンク２２に収納されている塗工液のタンク液面高さを、塗工ノズル１４の毛管状隙間１６における上端部の位置（すなわち、吐出口１８の位置）になるように設定する。この設定には、図１に示すように、毛管状隙間１６の液高さが、ｈ１だけ塗工タンク２２に収納された液面高さよりも高くなることを考慮する（図２（２）参照）。このｈ１の高低差がある理由は、毛管状隙間１６では毛細管現象によって塗工ノズル１４の上端まで塗工液が上昇するからである。

（３−３）第３工程（接液工程）
塗工ノズル１４を、基板Ｗの下面に対しノズル接液高さＨＮ１まで上昇させる。これと同時に、塗工タンク２２も上昇させ、タンク接液高さＨＴ１に上昇させる。これによって、塗工タンク２２内の毛管状隙間１６から塗工液が吐出し、基板Ｗの下面に接液が行われる（図２（３）参照）。

次に、この接液が行われると、ノズル高さＨＮはノズル接液高さＨＮ１のまま維持し、タンク高さＨＴをタンク退避高さＨＴ２まで下降させる。このようにタンク高さＨＴを下げることにより、塗工ノズル１４から吐出している塗工液、すなわち接液されている塗工液の量が減り、塗工を開始した時における塗工液の盛り上がりによるムラを少なくできる。

次に、塗工液が、基板Ｗの下面に接液した状態のままで塗工ノズル１４のノズル高さＨＮをノズル塗工高さＨＮ２まで下降させる。このときの基板Ｗの下面と塗工ノズル１４の吐出口１８とのギャップが、「塗工ギャップ」となる。

（３−４）第４工程（塗工工程）
上記のようにタンク高さＨＴがタンク退避高さＨＴ２、ノズル高さＨＮがノズル塗工高さＨＮ２にある状態で、テーブル走行モータ１３が、テーブル１２の移動を塗工速度ＶＴ０で開始する。このときに塗工開始時の塗工状態のムラを防止するため、タンク高さＨＴをタンク退避高さＨＴ２からタンク塗工高さＨＴ３まで、下記の（１）式で示す上昇速度ｖ０で上昇させる。なお、

ｖ０＝ＶＴ０×ｃ０／ｂ０ ・・・（１）

但し、ＶＴ０は塗工速度、ｂ０は基板Ｗの塗工開始時における塗工距離、ｃ０は予め試験により求めた前記塗工速度ＶＴ０で基板Ｗの塗工開始時における塗工距離ｂ０だけ塗工をした場合の塗工タンク２２のタンク液面高さの変化した距離を表す。

このようにして、上昇速度ｖ０でタンク高さＨＴをタンク塗工高さＨＴ３まで上昇させ、予め試験により求めた減少するタンク液面高さの分だけ上昇させることにより、塗工開始時におけるムラを防止できる。

（３−５）第５工程（塗工工程）
基板Ｗの下面に塗工速度ＶＴ０で塗工液を塗工する（図２（４）参照）。この場合に、基板Ｗの下面と塗工ノズル１４の吐出口１８とのギャップが、塗工ギャップとなっている。また、タンク高さＨＴをタンク塗工高さＨＴ３から、下記の（２）式で示す上昇速度ｖ１で上昇させる。なお、

ｖ１＝ＶＴ０×ｃ１／ｂ１ ・・・（２）

但し、ｂ１は基板Ｗの塗工距離であり、ｃ１は予め試験により求めた塗工速度ＶＴ０で基板Ｗを塗工距離ｂ１だけ塗工した場合の塗工タンク２２のタンク液面高さが変化した距離を表す。

このように、予め試験により求めたタンク液面高さが減少する分だけ塗工タンク２２を上昇させながら塗工するため、従来のようなフィードバック制御するよりも塗工厚さを均一にできる。

（３−６）第６工程
塗工終了時において、タンク高さＨＴの上昇速度ｖ１から逆に、下記の（３）式で示す下降速度ｖ２で下降させる。

ｖ２＝ＶＴ０×ｃ２／ｂ２ ・・・（３）

但し、ｂ２は基板の塗工終了時における塗工距離であり、ｃ２は予め試験により求めた塗工速度ＶＴ０で基板の塗工終了時における塗工距離ｂ２だけ塗工した場合の塗工タンク２２のタンク液面高さが変化した距離を表す。

このように下降速度ｖ２で下降させて離液時におけるムラを防止できる。すなわち、下降させることにより予め離液時における塗工液の供給量が多くなる状態を防止し、離液が行われた場合でも塗工液の量が増えて盛り上がりが発生して塗工厚さが大きくなるのを防止できる。

（３−７）第７工程（離液工程）
塗工終了位置に基板Ｗが移動すると、タンク高さＨＴ及びノズル高さＨＮをタンク待機高さＨＴ０及びノズル待機高さＨＮ０まで下げ、離液を行う。

以上により、塗工厚さを均一にしつつ基板Ｗの下面に塗工液を塗工できる。

（４）接液の検査工程
上記のようにして、塗工装置１０は、基板Ｗの下面に塗工液を塗工するが、塗工前の接液工程において、塗工ノズル１４から吐出された塗工液が基板Ｗの下面に確実に接液していないと、基板Ｗの下面に塗工した塗工液の塗工厚さｄが薄い部分や塗工が行われていない部分が発生する。

そこで本実施形態では、この接液が確実に行われているか否かを検査する検査工程を行う。その検査工程について図５のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ１において、制御部５６は、液面センサ３２によって、塗工タンク２２内の塗工前の液面高さＳ１を計測する。そして、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、制御部５６は、塗工装置１０により塗工を開始する。そして、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、制御部５６は、塗工装置１０により、上記で説明した第１工程から第７工程を実施して、基板Ｗの下面に塗工を行う。そして、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、制御部５６は、塗工装置１０による塗工を終了する。そして、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５において、制御部５６は、液面センサ３２によって、塗工タンク２２内の塗工後の液面高さＳ２を計測する。そして、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、制御部５６は、塗工前と塗工後の液面高さの差分であるΔＳ＝Ｓ１−Ｓ２を算出する。そして、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、制御部５６は、差分ΔＳが予め定めた基準差分値ΔＳ０よりも小さい場合には、ステップＳ８に進み（Ｙの場合）、大きい場合にはステップＳ１に戻る（Ｎの場合）。差分ΔＳが基準差分値ΔＳ０よりも小さいときとは、１回の塗工工程で塗工に使用された塗工液の量が少ないことを意味する。この少ない理由は、塗工液が基板Ｗの下面に確実に接液されず、塗工が均一に行われていないため、塗工液の減り具合が少なくなるからである。一方、差分ΔＳが基準差分値ΔＳ０よりも大きいときは、１回の塗工工程で塗工に使用された塗工液の量が最適であり、塗工液が基板Ｗの下面に確実に接液が行われているので、塗工条件を変えず次回の塗工工程に移行する。

ステップＳ８において、制御部５６は、接液が確実に行われていないので、次回の塗工工程における第３工程（接液工程）におけるタンク塗工高さＨＴ３のタンク接液高さＨＴ１を、今回の接液時よりも上昇させるように設定する。これにより、塗工ノズル１４の吐出口１８にかかる液圧が上昇し、より確実に接液を行うことができる。そして、ステップＳ１に戻る。

（５）効果
本実施形態によれば、基板Ｗに塗工液を塗工した後に、塗工タンク２２内の液面高さの塗工前と塗工後の差分ΔＳを求め、その差分ΔＳが、基準差分ΔＳ０よりも小さいときは、接液が確実に行われていないとして、次回の接液時のタンク接液高さＨＴ１を上昇させる。これにより、次回の基板Ｗの塗工のときに、接液が確実に行われ、塗工厚さｄを一定にすることができる。

また、差分ΔＳが基準差分値ΔＳ０よりも大きいときは、１回の塗工工程で塗工に使用された塗工液の量が最適であり、塗工液が基板Ｗの下面に確実に接液が行われているので、塗工条件を変えず次回の塗工工程に移行できる。

以上により、本実施形態であれば、目視を行わずに接液が確実に行われているか否かを判断でき、また、接液が行われるように自動的に補正もできる。

（６）変更例
上記実施形態では、次回の接液時のタンク接液高さＨＴ１を、今回の接液時よりも高くして接液が確実になるようにした。これに代えて、次回の塗工工程の接液時における塗工ノズル１４のノズル接液高さＨＮ１を、今回の接液時よりも上昇させ、基板Ｗの下面と塗工ノズル１４の吐出口１８の間隔を小さくする。これにより、接液をより確実に行うことができる。

また、次回の接液時のタンク接液高さＨＴ１とノズル接液高さＨＮ１を同時に上昇させてもよい。

実施形態２

以下、本発明の実施形態２の塗工装置１０について図４〜図８を参照して説明する。

（１）塗工装置１０の構成
まず、塗工装置１０の構成について図６を参照して説明する。

基板Ｗは、上面に複数の吸引口を有したテーブル１２に吸引された状態で支持されるものであり、このテーブル１２は、テーブル走行モータ１３によって前後方向に一定のテーブル速度で移動し、このテーブル速度ＶＴ０が塗工速度となる。また、このテーブル１２には、バキューム装置よりなる吸引部５８が接続され、複数の吸引口から基板Ｗを吸引できる。

テーブル１２の上面には、基板Ｗの上面に塗工液を塗工するための塗工ノズル６２が配されている。この塗工ノズル６２は、その下部がくちばし状に尖った形状をなし、左右方向に沿って毛管状隙間１６が設けられ、この毛管状隙間１６の下端部が塗工液の吐出口１８である。この毛管状隙間１６の上端部は、大気に開放された状態である。塗工ノズル６２の内部には、液溜め部４０が設けられている。この液溜め部４０は、連結空間４２を通じて毛管状隙間１６と連結されている。液溜め部４０は、液入口４１を介して外部から供給された塗工液を左右方向に均等に配分して毛管状隙間１６に供給するものであり、連結空間４２は、液溜め部４０から上方に傾斜して延び、幅方向に延びた連結口４４を介して毛管状隙間１６に連結されている。この連結口４４は、液溜め部４０より上方に位置している。

塗工ノズル６２は、ノズル上下動部２０のノズル高さモータ４６によって上下動可能である。ノズル高さモータ４６の回転軸に連結されたネジ棒４８にラック５２が螺合し、このラック５２が、塗工ノズル６２から突出した支持部５０に固定されている。ノズル高さモータ４６を回転させることにより、ラック５２及び塗工ノズル６２が上下方向に移動する。なお、塗工ノズル６２のノズル上下動部２０におけるネジ棒４８を支持する支持部５０は床に固定されている。

塗工ノズル６２の外部には、塗工液を供給するための塗工タンク２２が設けられている。床に固定された支持部２４には垂直方向にネジ棒２６が回転自在に配され、このネジ棒２６にラック２８が螺合している。このラック２８に塗工タンク２２が取り付けられ、ネジ棒２６はタンク高さモータ３０によって回動し、タンク高さモータ３０を回動させるとネジ棒２６が回転し、それと共にラック２８と塗工タンク２２が塗工ノズル６２に対し上下動する。

塗工タンク２２は、塗工液が貯留されており、その上部が開口し、大気に開放されている。この塗工タンク２２内の塗工液の液面高さは、連結空間４２の連結口４４に着目して上下動させる。

塗工タンク２２の底面から塗工ノズル６２の側面の液入口４１に向かって塗工液を供給するためのサイフォン管６０が設けられている。このサイフォン管６０は液溜め部４０の液入口４１に連結されている
塗工タンク２２の上方には非接触式（例えば、光学式、レーザ式）の液面センサ３２が配されている。この液面センサ３２は、塗工タンク２２に溜まっている塗工液のタンク液面高さを計測する。

塗工タンク２２に塗工液を供給するための補充タンク３６が設けられている。この補充タンク３６から塗工タンク２２の上部に向かって補充パイプ３８が延びている。補充パイプ３８には、不図示のフィルターと電磁弁３９が設けられている。また、補充タンク３６は密閉式であり、コンプレッサ等の補充ポンプ５４から送られてくるイナートガス（例えば、不活性ガス、窒素ガス）により塗工液を補充パイプ３８へ供給する。そして、電磁弁３９を操作することにより、一定量の塗工液を塗工タンク２２に補給する。ここで、不活性ガスを送るのは防爆のためであるが、防爆を目的としない場合は空気等のその他の気体でもよい。

塗工装置１０を制御するためにコンピュータよりなる制御部５６が設けられている。

（２）塗工装置１０の電気的構成
塗工装置１０の電気的構成について図４を参照して説明する。制御部５６には、テーブル１２の移動を行なうテーブル走行モータ１３、ノズル上下動部２０のノズル高さモータ４６、塗工タンク２２を上下動させるタンク高さモータ３０、液面センサ３２、補充ポンプ５４及びテーブル１２の吸引装置５８が接続されている。

制御部５６は、液面センサ３２によって塗工液のタンク液面高さを計測して、この計測タンク液面高さを参照してタンク高さモータ３０を駆動させて塗工タンク２２を上下動させ、下記で説明するように塗工タンク２２のタンク液面高さを所定の補充基準値になるようにフィードバック制御する。

また、塗工によって塗工液が少なくなり、液面センサ３２によって計測したタンク液面高さが補充基準値より低くなった場合には、制御部５６は補充ポンプ５４を作動させてイナートガスによって圧力をかけ、補充タンク３６から補充パイプ３８を介して塗工液を送り、電磁弁３９を操作することにより所定量補充して、常に塗工タンク２２内部には、補充基準値以上の塗工液を貯留させる。

（３）塗工方法
上記構成の塗工装置１０を用いて、基板Ｗの上面に塗工液を塗工する方法について順番に説明する。

（３−１）第１工程（待機工程）
初期状態では、テーブル１２の上面に基板Ｗが吸引され、塗工ノズル６２はこの上方に待機している。

（３−２）第２工程（接液工程）
テーブル１２をテーブル走行モータ１３によって移動させ、基板Ｗを塗工開始位置に停止させる。

塗工ノズル６２をノズル上下動部２０によって下降させ、図８に示すようにノズル高さＬを接液時のノズル接液高さＬ１に下降させる。

塗工タンク２２を上方に移動させ、図６に示すように、塗工ノズル６２の吐出口１８から塗工タンク２２内の液面までの高さ（以下、これを「タンク高さ」という）Ｈを、図８に示すようにタンク接液高さＨ１まで上昇させる。そして、塗工タンク２２における液面高さが、連結空間４２の連結口４４より高く配置されているので、サイフォン現象により塗工タンク２２内部の塗工液が、サイフォン管６０、液溜め部４０、連結空間４２を通り毛管状隙間１６に至る。ここで、連結空間４２の液入口４１側よりが毛管状隙間１６側ほど上方に傾斜するように設けられているため、サイフォン現象をより発揮させることができる。

毛管状隙間１６に至った塗工液は、毛細管現象により毛管状隙間１６から吐出口１８に至り、基板Ｗの上面に塗工液が接液される。この場合に、図７に示すように、毛管状隙間１６の上端部は大気に開放されているため、毛管状隙間１６の幅方向の長さＡが、基板Ｗの幅方向の長さＢよりも大きい場合であっても、毛細管現象により基板Ｗの幅Ｂにのみしか塗工液が供給されない。したがって、毛管状隙間１６の幅を常に基板Ｗの幅に合わせる必要が無い。

なお、この場合のタンク接液高さＨ１は、液面センサ３２によって計測したタンク液面高さを参照して決定する。そしてこの接液時の状態を約１秒継続する。なお、この時間は例示であって、塗工液の粘性、塗工幅、塗工厚さによって変化する。以下で記載されている時間も同様に例示である。

（３−３）第３工程（接待工程）
第２工程が終了すると、テーブル１２を停止したままで、塗工タンク２２を下降させてタンク高さＨをタンク接液高さＨ１からタンク接待高さＨ２に下降させる。これによって、サイフォン現象により吐出口１８の位置にある塗工液に対する圧力が小さくなる。そのため、接液工程で吐出口１８と基板Ｗの間に滞留した余分な塗工液が、塗工タンク２２側に吸引される。また、同時に塗工ノズル６２のノズル高さＬも、塗工時のノズル塗工高さＬ０に上昇させる。これによって、吐出口１８と基板Ｗとのギャップが、塗工ギャップｍとなって目的の塗工厚さｄで塗工液が塗工できる状態となる。この接待ち工程を約５秒維持する。なお、図８に示すように、ウエット状態で塗工厚さｄは、吐出口１８と基板Ｗとの塗工ギャップｍ（ｍとしては５０〜３００μｍ）より小さい。

（３−４）第４工程（塗工工程）
第３工程の状態が終了すると、塗工タンク２２を上昇させてタンク接待高さＨ２からタンク塗工高さＨ０に上昇させる。塗工ノズル６２は、ノズル塗工高さＬ０にあるため、テーブル１２を塗工速度ＶＴ０で移動させると、毛細管現象とサイフォン現象により、塗工ノズル６２は、塗工厚さｄで塗工液を基板Ｗの上面に塗工する。この場合に、毛細管現象により、図７に示すように毛管状隙間１６が基板Ｗよりも幅方向の大きさが大きくても、基板Ｗの幅Ｂにしか塗工されず、かつ、サイフォン現象による圧力が一定であるため塗工厚さもｄで塗工できる。そして、テーブル１２を塗工終了位置まで移動させる。

なお、塗工により塗工タンク２２内部の塗工液が減少しても、そのタンク高さＨを一定にする必要があるため、塗工液の減少分だけ塗工タンク２２を上昇させる（図８の点線の部分）。具体的には、基板Ｗの下面に塗工液を塗工している間、塗工タンク２２の高さをタンク塗工高さＨ０から、下記の（４）式で示す上昇速度ｖ１（ｍ／分）で上昇させる。

ｖ１＝ＶＴ０×ｃ１／ｂ１ ・・・（４）

但し、ＶＴ０（ｍ／分）は塗工速度、ｂ１（ｍｍ）は前記基板の塗工距離、ｃ１（ｍｍ）は予め試験により求めた前記塗工速度で前記基板を前記塗工距離だけ塗工した場合の前記タンクのタンク液面高さが変化した距離を表す。

塗工終了位置に来るとテーブル１２を停止させる。

（３−５）第５工程（離液工程）
第４工程の状態が終了すると、テーブル１２が停止し、タンク高さＨをタンク塗工高さＨ０からタンク待機高さＨ３に下降させる。これはサイフォン現象に圧力を下げて離液を促進するためである。一方、塗工ノズル６２のノズル高さＬもノズル塗工高さＬ０からノズル離液高さＬ２に上昇させ、離液を行なう。

（４）検査工程
本実施形態においても、接液工程において、塗工ノズル６２と基板Ｗの上面との間に確実に接液が行われていない場合には、塗工厚さｄを一定にすることができない。このため、下記の検査工程を本実施形態においても行う。

まず、制御部５６は、塗工タンク２２内の塗工前の液面高さＳ１を液面センサ３２で計測する。

次に、制御部５６は、上記で説明した第１工程から第６工程の塗工工程を実施する。

次に、制御部５６は、塗工タンク２２内の塗工後の液面高さＳ１を液面センサ３２で計測する。

次に、制御部５６は、その塗工前の液面高さと塗工後の液面高さの差分ΔＳを計算する。

次に、制御部５６は、差分ΔＳが基準差分ΔＳ０よりも小さいときは、接液が確実に行われず塗工液の減少量が少ないと判断して、実施形態１と同様に、次回の接液時のタンク塗工高さＨＴのタンク接液高さＨＴ１を、今回の接液時よりも上昇させるか、又は、ノズル接液高さＬ１をより下降させる。

一方、差分ΔＳが基準差分値ΔＳ０よりも大きいときは、１回の塗工工程で塗工に使用された塗工液の量が最適であり、塗工液が基板Ｗの上面に確実に接液が行われているので、塗工条件を変えず次回の塗工工程に移行できる。

以上により、本実施形態であれば、目視を行わずに接液が確実に行われているか否かを判断でき、また、接液が行われるように自動的に補正もできる。

（５）効果
本実施形態によれば、次回の塗工工程では、今回の塗工工程よりも確実に接液が行われ、基板Ｗの上面における塗工液の塗工厚さｄが一定となる。

変更例

上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 塗工装置
１２ テーブル
１３ テーブル走行モータ
１４ 塗工ノズル
１６ 毛管状隙間
１８ 吐出口
２０ 上下動部
２２ 塗工タンク
２４ 支持部
２６ ネジ棒
２８ ラック
３０ タンク高さモータ
３２ 液面センサ
３４ 供給パイプ
３６ 補充タンク
３８ 補充パイプ
３９ 電磁弁
４０ 液溜め部
４２ 連結空間
４４ 連結口
４６ ノズル高さモータ
４８ ネジ棒
５０ 支持部
５２ ラック
５４ 補充ポンプ
５６ 制御部
５８ 吸引部
６０ サイフォン管
６２ 塗工ノズル

Claims (6)

1. 一枚の基板を下面で支持するテーブルと、
   前記テーブルの下方に配された塗工ノズルと、
   前記テーブル、又は、前記塗工ノズルを前後方向に相対的に移動させる移動部と、
   前記塗工ノズルの内部に設けられた上下方向の毛管状隙間と、前記毛管状隙間の上端部に左右方向に開口した塗工液の吐出口と、
   大気開放された状態で塗工液を貯留する塗工タンクと、
   前記塗工ノズルを上下動させるノズル上下動部と、
   前記塗工タンクを前記塗工ノズルに対して相対的に上下動させるタンク上下動部と、
   前記塗工タンク内の前記塗工液の液面までのタンク液面高さを計測する液面センサと、
   制御部と、
   を有する塗工装置において、
   前記制御部は、
   （１）塗工工程を開始する前に、前記塗工タンク内の塗工液のタンク液面高さＳ１を前記液面センサで計測し、
   （２）前記基板に対し前記塗工ノズルが停止した状態で、前記ノズル上下動部によって前記塗工ノズルの高さを制御し、前記タンク上下動部によって前記塗工タンクの高さを制御して、前記塗工ノズルから前記塗工液を前記基板の下面に接液を行い、その後に前記移動部により前記基板と前記塗工ノズルとを相対的に移動させながら、前記下面と前記塗工ノズルとの間が塗工ギャップになる塗工高さから、毛細管現象を利用して前記塗工液を前記下面に塗工する前記塗工工程を行い、
   （３）前記塗工工程を終了した後に、前記塗工タンク内の塗工液のタンク液面高さＳ２を前記液面センサで計測し、
   （４）塗工前の前記タンク液面高さＳ１と塗工後の前記タンク液面高さＳ２の差分ΔＳを計算し、
   （５）前記差分ΔＳが、基準差分ΔＳ０より小さいとき、前記接液時の前記塗工ノズルに対する前記塗工タンクの高さを高くするか、又は、前記塗工ノズルと前記下面との間隔を狭くする、
   塗工装置。
2. 前記制御部は、前記差分ΔＳが、前記基準差分ΔＳ０より大きいとき、前記塗工工程における前記塗工ノズルに対する前記塗工タンクの高さ、及び、前記塗工ギャップを維持したまま次回の塗工工程を実施する、
   請求項１に記載の塗工装置。
3. 前記制御部は、
   （１）前記移動部による前記基板と前記塗工ノズルとの移動を停止させた状態で、前記タンク上下動部により前記塗工タンクを待機高さから接液高さに上昇させ、前記ノズル上下動部により前記塗工ノズルを待機高さから接液高さまで高くして、前記塗工ノズルから前記塗工液を前記下面に接液を行う接液工程と、
   （２）前記接液工程の後に、前記移動部による前記基板と前記塗工ノズルとの移動を停止させた状態で、前記タンク上下動部により前記塗工タンクを前記接液高さから退避高さに下降させ、その後に前記ノズル上下動部により前記塗工ノズルを前記接液高さから前記塗工ギャップになる塗工高さに下降させる退避工程と、
   （３）前記退避工程の後に、前記移動部により前記基板と前記塗工ノズルとを相対的に移動させ、かつ、前記タンク上下動部により前記塗工タンクを前記退避高さから塗工高さに上昇させ、前記塗工高さにある前記塗工ノズルから前記下面に塗工を行う前記塗工工程と、
   を実施する請求項１に記載の塗工装置。
4. 基板が載置されるテーブルと、
   前記基板の上方に配された塗工ノズルと、
   前記テーブル、又は、前記塗工ノズルを前後方向に相対的に移動させる移動部と、
   前記塗工ノズルを上下動させるノズル上下動部と、
   前記塗工ノズルの内部に設けられ、その上端部が大気に開放され、その下端部が塗工液の吐出口となった毛管状隙間と、
   前記塗工ノズルに設けられた前記塗工液の液入口と、
   前記塗工ノズルの内部に設けられ、前記液入口と前記毛管状隙間とを連結する連結空間と、
   大気開放された状態で塗工液を貯留する塗工タンクと、
   前記塗工タンクを前記塗工ノズルに対して相対的に上下動させるタンク上下動部と、
   前記液入口と前記塗工タンクとを連結するサイフォン管と、
   前記塗工タンク内の前記塗工液の液面までのタンク液面高さを計測する液面センサと、
   制御部と、
   を有した塗工装置において、
   前記制御部は、
   （１）前記塗工工程を開始する前に、前記塗工タンク内の塗工液のタンク液面高さＳ１を前記液面センサで計測し、
   （２）前記基板に対し前記塗工ノズルが停止した状態で、前記塗工タンク内の前記塗工液のタンク液面高さが前記連結空間の前記毛管状隙間側の出口より高く配置した状態で、前記塗工タンクから前記サイフォン管と前記連結空間を経て前記毛管状隙間に供給されている塗工液を、前記塗工ノズルから前記塗工液を前記基板の上面に接液を行い、その後に前記移動部により前記基板と前記塗工ノズルとを相対的に移動させながら、一定の塗工ギャップを開けて前記吐出口から前記基板の上面へ毛細管現象を利用して塗工する塗工工程を行い、
   （３）前記塗工工程を終了した後に、前記塗工タンク内の塗工液のタンク液面高さＳ２を前記液面センサで計測し、
   （４）塗工前の前記タンク液面高さＳ１と塗工後の前記タンク液面高さＳ２の差分ΔＳを計算し、
   （５）前記差分ΔＳが、基準差分ΔＳ０より小さいとき、前記接液時の前記塗工ノズルに対する前記塗工タンクの高さを高くするか、又は、前記塗工ノズルと前記上面との間隔を狭くする、
   塗工装置。
5. 前記制御部は、前記差分ΔＳが、前記基準差分ΔＳ０より大きいとき、前記塗工工程における前記塗工ノズルに対する前記塗工タンクの高さ、及び、前記塗工ギャップを維持したまま次回の塗工工程を実施する、
   請求項４に記載の塗工装置。
6. 前記制御部は、
   （１）前記移動部による前記基板と前記塗工ノズルとの移動を停止させ、前記塗工タンク内の前記塗工液のタンク液面高さが前記連結空間の前記毛管状隙間側の出口より高く配置した状態で、前記タンク上下動部により前記塗工タンクを接液高さに上昇させ、前記ノズル上下動部により前記塗工ノズルを接液高さまで下降させて、前記塗工ノズルから前記塗工液を前記上面に接液する接液工程と、
   （２）前記接液工程の後に、前記移動部による前記基板と前記塗工ノズルとの移動を停止させた状態で、前記タンク上下動部により前記塗工タンクを前記接液高さから接待高さに下降させ、かつ、前記ノズル上下動部により前記塗工ノズルを前記接液高さから前記塗工ギャップになる塗工高さに上昇させる接待工程と、
   （３）前記接待工程の後に、前記移動部により前記基板と前記塗工ノズルとを相対的に移動させ、前記タンク上下動部により前記塗工タンクを前記退避高さから塗工高さに上昇させ、前記塗工高さにある前記塗工ノズルから前記上面に塗工する前記塗工工程と、
   を実施する請求項４に記載の塗工装置。

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