JP7008338B2 - Coating device and bubble removal method - Google Patents
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Description
本発明は、塗布装置および気泡除去方法に関する。 The present invention relates to a coating device and a method for removing air bubbles.
従来、対象物上に塗布液を塗布する際に、塗布装置が利用される。塗布装置の塗布ヘッドでは、圧力室に塗布液が充填され、当該塗布液に圧力を付与することにより、当該圧力室に連続する吐出口から塗布液が吐出される。この場合に、圧力室内に気泡が混入していると、圧力室内に付与する圧力が気泡により吸収されてしまう。その結果、吐出口から塗布液が適切に吐出されなくなり、各位置に塗布される塗布液の量が設定量よりも少なくなる等の塗布不良が発生する。また、吐出口に気泡が存在すると、外部の空気が吐出口を介して圧力室内に吸い込まれ、圧力室内の気泡の量が増大することもある。この場合、塗布液の吐出が困難となる。したがって、塗布装置では、圧力室内の気泡を除去することが行われる。 Conventionally, a coating device is used when applying a coating liquid onto an object. In the coating head of the coating apparatus, the pressure chamber is filled with the coating liquid, and by applying pressure to the coating liquid, the coating liquid is discharged from the discharge port continuous with the pressure chamber. In this case, if air bubbles are mixed in the pressure chamber, the pressure applied to the pressure chamber is absorbed by the air bubbles. As a result, the coating liquid is not properly discharged from the discharge port, and coating defects such as the amount of the coating liquid applied to each position being smaller than the set amount occur. Further, if air bubbles are present in the discharge port, external air may be sucked into the pressure chamber through the discharge port, and the amount of air bubbles in the pressure chamber may increase. In this case, it becomes difficult to discharge the coating liquid. Therefore, in the coating device, air bubbles in the pressure chamber are removed.
例えば、特開2009-131788号公報では、塗布液供給ポンプからスリットノズルへの供給塗布液量よりも少ない排出塗布液が、塗布液排出吸引ポンプによりスリットノズルから排出される。これにより、スリットノズルの溜まり部に混入した気泡が排出塗布液と共に排出される。本手法では、スリットノズルの吐出口からも塗布液が吐出される。 For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-131788, a discharge coating liquid smaller than the amount of the coating liquid supplied from the coating liquid supply pump to the slit nozzle is discharged from the slit nozzle by the coating liquid discharge suction pump. As a result, the air bubbles mixed in the pooled portion of the slit nozzle are discharged together with the discharged coating liquid. In this method, the coating liquid is also discharged from the discharge port of the slit nozzle.
また、特開2007-21904号公報では、非印字時にキャップ部材をノズル面に密着させてノズルをキャップするインクジェット記録装置が開示されている。当該インクジェット記録装置では、キャップ部材内を減圧してノズルからインクを吸引することで、記録ヘッド内の気泡や増粘したインクが除去される。
ところで、特開2009-131788号公報の手法では、ポンプの脈動等により、塗布ヘッドの内部空間の圧力が瞬間的に低くなり、吐出口から内部空間への空気の侵入が生じる可能性がある。また、特開2007-21904号公報の手法のように、吐出口から塗布液と共に気泡を排出させることも考えられるが、通常、吐出口の直径は小さいため、吐出口を介して気泡を効率よく排出させることは困難である。したがって、塗布ヘッドにおいて、吐出口から内部空間への空気の侵入を抑制しつつ、内部空間の気泡を効率よく除去する手法が求められている。 By the way, in the method of JP-A-2009-131788, the pressure in the internal space of the coating head is momentarily lowered due to the pulsation of the pump or the like, and there is a possibility that air invades from the discharge port into the internal space. Further, it is conceivable to discharge bubbles together with the coating liquid from the discharge port as in the method of JP-A-2007-21904, but since the diameter of the discharge port is usually small, the bubbles are efficiently discharged through the discharge port. It is difficult to discharge. Therefore, in the coating head, there is a demand for a method of efficiently removing air bubbles in the internal space while suppressing the intrusion of air from the discharge port into the internal space.
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、吐出口から内部空間への空気の侵入を抑制しつつ、内部空間の気泡を効率よく除去することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to efficiently remove air bubbles in the internal space while suppressing the intrusion of air from the discharge port into the internal space.
本発明の例示的な塗布装置は、塗布液が充填される内部空間、および、前記内部空間に連続する吐出口を有する塗布ヘッドと、前記塗布ヘッドの前記内部空間に前記塗布液を供給する塗布液供給部と、前記内部空間に接続される排出流路を有し、前記内部空間の前記塗布液を前記排出流路を介して排出する塗布液排出部と、前記吐出口から垂れる前記塗布液を検出する液垂れ検出部と、制御部と、を備える。前記制御部が、前記液垂れ検出部の出力に基づいて前記塗布液供給部および前記塗布液排出部の少なくとも一方を制御することにより、前記塗布液が前記吐出口から垂れ下がった液垂下状態を形成する。 An exemplary coating device of the present invention is a coating that supplies the coating liquid to an internal space filled with the coating liquid, a coating head having a discharge port continuous with the internal space, and the internal space of the coating head. A coating liquid discharge unit having a liquid supply unit and a discharge flow path connected to the internal space and discharging the coating liquid in the internal space through the discharge flow path, and the coating liquid dripping from the discharge port. It is provided with a liquid dripping detection unit for detecting the above and a control unit. The control unit controls at least one of the coating liquid supply unit and the coating liquid discharge unit based on the output of the liquid dripping detection unit to form a liquid dripping state in which the coating liquid drips from the discharge port. do.
本発明の例示的な気泡除去方法は、塗布装置において行われる。前記塗布装置が、塗布液が充填される内部空間、および、前記内部空間に連続する吐出口を有する塗布ヘッドと、前記塗布ヘッドの前記内部空間に前記塗布液を供給する塗布液供給部と、前記内部空間に接続される排出流路を有し、前記内部空間の前記塗布液を前記排出流路を介して排出する塗布液排出部と、前記吐出口から垂れる前記塗布液を検出する液垂れ検出部と、を備える。前記気泡除去方法が、a)前記液垂れ検出部の出力に基づいて前記塗布液供給部および前記塗布液排出部の少なくとも一方を制御することにより、前記塗布液が前記吐出口から垂れ下がった液垂下状態を形成する工程と、b)前記a)工程に並行して、前記塗布液供給部による前記内部空間への前記塗布液の供給、および、前記塗布液排出部による前記内部空間からの前記塗布液の排出を行う工程と、を備える。 The exemplary method for removing air bubbles of the present invention is performed in a coating device. The coating device includes an internal space filled with the coating liquid, a coating head having a discharge port continuous with the internal space, and a coating liquid supply unit for supplying the coating liquid to the internal space of the coating head. A coating liquid discharging portion having a discharge flow path connected to the internal space and discharging the coating liquid in the internal space through the discharge flow path, and a liquid dripping for detecting the coating liquid dripping from the discharge port. It is equipped with a detection unit. The bubble removing method a) controls at least one of the coating liquid supply unit and the coating liquid discharging unit based on the output of the liquid dripping detection unit, so that the coating liquid drips from the discharge port. In parallel with the step of forming the state and b) the step a), the coating liquid supply unit supplies the coating liquid to the internal space, and the coating liquid discharging unit applies the coating liquid from the internal space. It is provided with a process of discharging the liquid.
本発明によれば、吐出口から内部空間への空気の侵入を抑制しつつ、内部空間の気泡を効率よく除去することができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently remove air bubbles in the internal space while suppressing the intrusion of air from the discharge port into the internal space.
図1は、本発明の例示的な一の実施形態に係る塗布装置1の構成を示す図である。塗布装置1は、プリント基板、半導体基板等の各種基板である対象物9上に所定の塗布液を塗布する装置である。対象物9は、機械部品等であってもよい。塗布液は、例えば、各種接着剤(エポキシ、UV硬化等)、封止剤、アンダーフィル剤、グリース等である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
塗布装置1は、制御部10と、移動機構2と、塗布ヘッド3と、塗布液供給部4と、塗布液排出部5と、液垂れ検出部6と、を含む。制御部10は、塗布装置1の全体制御を担う。移動機構2は、ステージ21と、ステージ移動機構22と、を含む。ステージ21は、対象物9を保持する。ステージ移動機構22は、塗布ヘッド3に対してステージ21を移動する。ステージ移動機構22によるステージ21の移動方向は、例えば、互いに垂直な2方向である。典型的には、これらの移動方向は、塗布ヘッド3による塗布液の吐出方向に垂直である。ステージ移動機構22は、ステージ21を吐出方向に平行な軸を中心として回転可能であってもよい。ステージ21上には、塗布ヘッド3からの塗布液を回収する回収部23が設けられる。
The
塗布ヘッド3は、本体部31と、接液膜34と、加圧部35と、を含む。図1では、後述の吐出口321の中心線を含む面における塗布ヘッド3の断面を示している。本体部31は、例えば金属等により形成される。本体部31は、塗布液が充填される圧力室32の底面および側面を形成する。圧力室32は、塗布ヘッド3の内部空間であり、例えば円柱状である。圧力室32の側面には、供給口322および排出口323が設けられる。供給口322および排出口323は、互いに対向する位置に配置される。供給口322および排出口323は、圧力室32に連続する。圧力室32の底面には、吐出口321が設けられる。吐出口321は、圧力室32から真っ直ぐに延びる貫通孔である。吐出口321の直径は、例えば0.3mmである。吐出口321は、本体部31におけるステージ21に対向する面311において、外部に向かって開口する。以下、当該面311を「対向面311」という。対向面311は、ステージ21に平行である。後述するように、対向面311は、ステージ21に対して傾斜してもよい。
The
接液膜34は、金属等により形成されるダイアフラムである。圧力室32において、接液膜34は吐出口321に対向する。接液膜34は、圧力室32における底面に対向する面を形成する。接液膜34の圧力室32側の表面は、圧力室32内の塗布液と接触する接液面である。接液膜34の外縁部は、本体部31に固定される。吐出口321、供給口322および排出口323を除き、圧力室32は、本体部31および接液膜34により密閉される。
The wetted
加圧部35は、圧電素子351を含む。圧電素子351は、接液膜34における接液面とは異なる面に固定される。図示省略の駆動回路が圧電素子351に駆動電圧を供給することにより、圧電素子351が伸縮動作を行い、接液膜34の撓み量が変化する。接液膜34が吐出口321に向かって撓む際に、圧力室32内の塗布液に圧力が付与され、吐出口321から外部に塗布液が吐出される。このように、加圧部35が接液膜34を圧力室32の内部に向けて撓ませることにより、吐出口321からの塗布液の吐出が行われる。
The pressurizing
塗布液供給部4は、塗布ヘッド3の圧力室32に塗布液を供給する。塗布液供給部4は、塗布液タンク41と、供給流路42と、圧力調整部43と、を含む。塗布液タンク41は、塗布液を貯溜する。塗布液タンク41の内部は、密閉されている。供給流路42の一端は、塗布液タンク41に接続される。他端は、供給口322を介して圧力室32に接続される。すなわち、供給流路42を介して、塗布液タンク41の内部と塗布ヘッド3の圧力室32とが空間的に連続する。塗布液タンク41は、圧力室32よりも鉛直方向上方に配置される。圧力調整部43は、塗布液タンク41内の圧力を調整する。圧力調整部43は、例えば圧力調整ポンプを含む。圧力調整部43により、塗布液タンク41内の圧力が、大気圧を含む圧力範囲内の任意の値に調整される。当該圧力範囲の下限値は、大気圧よりも低く、当該圧力範囲の上限値は、大気圧よりも高い。
The coating
塗布液排出部5は、排出流路51と、開閉部52と、気泡検出部53と、送液ポンプ54と、排液タンク55と、を含む。排出流路51の一端は、排出口323を介して圧力室32に接続される。他端は、排液タンク55に接続される。排出流路51の直径は、吐出口321の直径よりも大きい。すなわち、排出流路51において塗布液が流れる方向に垂直な断面積は、吐出口321の当該断面積よりも大きい。
The coating
排出流路51では、塗布ヘッド3から排液タンク55に向かって、開閉部52、気泡検出部53および送液ポンプ54が、順に設けられる。開閉部52は、例えば開閉弁であり、排出流路51を開閉する。開閉部52は、塗布ヘッド3に近接した位置に配置される。開閉部52は、排出流路51に設けられる構成のうち、最も塗布ヘッド3に近接して設けられることが好ましい。送液ポンプ54は、排出流路51内の塗布液を、塗布ヘッド3側から排液タンク55側へと流す。送液ポンプ54では、供給される電流または電圧等である駆動パラメータの値を変更することにより、その出力、すなわち、送液能力が可変である。開閉部52が開いた状態で、送液ポンプ54を駆動することにより、圧力室32内の塗布液が排出流路51を介して排液タンク55へと排出される。気泡検出部53は、排出流路51を流れる塗布液に含まれる気泡の有無を取得する。すなわち、気泡検出部53は、気泡を検出する。気泡検出部53は、例えば超音波式または光学式のセンサである。
In the
図2Aないし図2Cは、液垂れ検出部6の近傍を示す図である。図2Aないし図2Cでは、吐出口321の中心線を含む面における本体部31の断面を示している。液垂れ検出部6は、出射部61と、受光部62と、を含む。出射部61および受光部62は、塗布ヘッド3の対向面311に取り付けられる。既述のように、対向面311は、塗布ヘッド3において吐出口321が開口する面である。出射部61および受光部62は、対向面311上にて吐出口321を間に挟む2つの位置にそれぞれ配置される。出射部61は、対向面311に沿って検出光を出射する。当該検出光は、受光部62に向かう。図2Aないし図2Cでは、出射部61から受光部62に向かう検出光の経路K1を一点鎖線にて示している。
2A to 2C are views showing the vicinity of the liquid
図2Aに示すように、吐出口321内に塗布液の液面が形成される状態では、検出光は、受光部62にて受光される。図2Bに示すように、吐出口321から塗布液が垂れて検出光の経路K1と交わると、検出光が、塗布液により遮断され、受光部62にて受光されない。このようにして、液垂れ検出部6では、吐出口321から垂れる塗布液が検出される。塗布液の検出時には、検出信号が制御部10に出力される。以下の説明では、塗布液が検出光の経路K1と交わり、受光部62により検出光が受光されない状態が、
吐出口321から塗布液が垂れている、すなわち、液垂れが発生している状態であるものとする。検出光の経路K1は、対向面311から僅かに、例えば、1mmほど離れている。したがって、図2Cに示すように、吐出口321から僅かに盛り上がる塗布液は、検出光の経路K1と交わらず、液垂れの発生とは扱われない。 As shown in FIG. 2A, the detection light is received by the
It is assumed that the coating liquid is dripping from the
塗布装置1における通常動作では、制御部10が、移動機構2および塗布ヘッド3を制御することにより、対象物9上に塗布液が塗布される。具体的には、移動機構2がステージ21を移動することにより、対象物9上の塗布対象の位置が、吐出口321に対向する位置に配置される。そして、圧電素子351に駆動電圧を供給することにより、吐出口321から上記位置に向かって塗布液の液滴が吐出される。圧電素子351は高い応答性を有するため、駆動電圧の制御により、液滴の量の微小化および調整を容易に行うことが可能である。塗布装置1では、対象物9の移動および塗布液の吐出を繰り返すことにより、対象物9上の全ての塗布対象の位置に塗布液が塗布される。塗布ヘッド3の設計によっては、圧電素子351以外の駆動源により、塗布液の吐出が行われてもよい。
In the normal operation of the
上記通常動作では、塗布液タンク41内の圧力が、圧力調整部43により所定の通常圧力値に調整される。通常圧力値は、大気圧よりも低い、すなわち負圧である。したがって、吐出口321からの塗布液の非吐出時には、図2Aのように、吐出口321の内部、すなわち対向面311よりも圧力室32側に、塗布液のメニスカスが形成される。これにより、塗布液が、圧電素子351の駆動に依らずに吐出口321から落下することが防止される。また、通常動作では、開閉部52が排出流路51を閉じた状態が保たれる。これにより、圧力室32内の塗布液が排出流路51へと流れることが防止され、加圧部35の駆動により、塗布液が吐出口321から適切に吐出される。
In the above normal operation, the pressure in the
塗布装置1では、圧力室32内の気泡を除去する気泡除去処理が、所定期間毎に行われる。気泡除去処理は、作業者による任意のタイミングで行われてもよい。図3は、気泡除去処理の流れを示す図である。気泡除去処理では、まず、図1中に二点鎖線にて示すように、ステージ21上の回収部23が、移動機構2により、塗布ヘッド3の吐出口321に対向する位置に配置される(ステップS11)。気泡除去処理では、原則として吐出口321から塗布液が吐出されないが、仮に吐出口321から塗布液の液滴が落下した場合でも、当該液滴は、回収部23により受けられる。
In the
続いて、圧力調整部43により、塗布液タンク41内の圧力が、通常圧力値よりも高い所定の設定圧力値に調整される(ステップS12)。設定圧力値は、大気圧よりも高い正圧である。本処理例における気泡除去処理では、塗布液タンク41内の圧力は、常時、設定圧力値で維持される。塗布ヘッド3では、塗布液タンク41内の正圧により、対向面311上において塗布液が吐出口321に溜まる。塗布装置1において用いられる塗布液の粘度は比較的高く、例えば100ミリパスカル秒(mPa・s)以上30万mPa・s以下である。吐出口321近傍の塗布液は、表面張力により保持された状態で吐出口321から鉛直方向下方に次第に延びる。塗布液は、例えば吐出口321から数mm延びる。対向面311上において塗布液を吐出口321に溜めることが可能であるならば、設定圧力値が、大気圧に等しくてもよい。
Subsequently, the
液垂れ検出部6では、液垂れの有無が取得される(ステップS13)。図2Bに示すように、塗布液が検出光の経路K1と交わると、液垂れ検出部6により液垂れが検出され、検出信号が制御部10に出力される(ステップS14)。このとき、原則として、塗布液が吐出口321から垂れ下がった液垂下状態が形成される。液垂下状態では、吐出口321から垂れる塗布液が、落下せず、また、吐出口321と回収部23との間で塗布液が連続する状態でもない。液垂下状態では、塗布液が、吐出口321からぶら下がった状態で表面張力により保持され、吐出口321の全体が塗布液により覆われる。換言すると、塗布液により吐出口321が密閉される。実際には、液垂れ検出部6による液垂れの有無の取得は、微小時間毎に繰り返されるが(ステップS13,S14)、現時点では、図3中のステップS18の処理は行われない。
The liquid
液垂れが検出されると、図1の送液ポンプ54の駆動が開始される。これにより、圧力室32内の塗布液が排出流路51内に吸引され、排液タンク55へと排出される(ステップS15)。塗布液排出部5では、既述の駆動パラメータの値を所定の設定入力値にて一定として、送液ポンプ54が駆動される。また、圧力室32からの塗布液の排出に伴って、塗布液タンク41内の塗布液が供給流路42を介して圧力室32に流れ込む。このように、液垂下状態の形成に並行して、塗布液供給部4による圧力室32への塗布液の供給、および、塗布液排出部5による圧力室32からの塗布液の排出が行われる。これにより、圧力室32内の気泡が、塗布液と共に排出流路51を介して排出される。このとき、吐出口321の全体が液垂下状態の塗布液により覆われるため、吐出口321を介して圧力室32内に周囲の空気が侵入することが抑制される。なお、排液タンク55に排出される塗布液は、適宜再利用されてよく、これにより、塗布装置1におけるランニングコストを削減することができる。
When the dripping is detected, the driving of the
気泡検出部53では、排出流路51を流れる塗布液における気泡の有無が取得される(ステップS16)。制御部10では、所定時間の間に気泡検出部53により気泡が検出される場合に(ステップS17)、圧力室32内に気泡が残存していると判定される。そして、ステップS13に戻って、液垂れ検出部6により液垂れの有無が取得される。
The
ここで、塗布液排出部5による塗布液の排出動作により、圧力室32内の塗布液には負圧が付与される。したがって、吐出口321から垂れ下がる塗布液の長さが、送液ポンプ54の駆動により小さくなる。実際には、塗布液タンク41における設定圧力値に対して、液垂下状態の塗布液の長さを次第に小さくする送液ポンプ54の設定入力値が、予め実験等により取得される。
Here, a negative pressure is applied to the coating liquid in the
液垂れ検出部6により液垂れが検出されているときには(ステップS14)、塗布液タンク41内の設定圧力値での圧力調整、および、送液ポンプ54の設定入力値での駆動が維持される(ステップS15)。このように、圧力室32内に気泡が残存すると判定され(ステップS16,S17)、かつ、吐出口321から塗布液の液垂れが発生している間(ステップS13,S14)、圧力室32への塗布液の供給、および、圧力室32からの塗布液の排出が継続される(ステップS15)。実際には、気泡の検出に係る動作(ステップS16,S17)、および、液垂れの検出に係る動作(ステップS13,S14)は互いに並行して行われる。気泡除去処理では、加圧部35は駆動されない。
When the dripping is detected by the dripping detecting unit 6 (step S14), the pressure adjustment at the set pressure value in the
液垂れ検出部6により液垂れが検出されなくなると(図2C参照)(ステップS13,S14)、送液ポンプ54における駆動パラメータの値が設定入力値から小さくされる(ステップS18)。本実施形態では、駆動パラメータの値が0とされ、送液ポンプ54が停止される。このとき、塗布液タンク41内の圧力は、設定圧力値で維持されており、吐出口321から鉛直方向下方に延びる塗布液の長さが大きくなる。これにより、塗布液の液垂下状態が再度形成される。このように、ステップS13,S14,S18では、液垂れ検出部6の出力に基づいて、制御部10が塗布液排出部5を制御することにより、塗布液の液垂下状態が形成される。
When the dripping
液垂れ検出部6により液垂れが検出されると(ステップS13,S14)、送液ポンプ54における駆動パラメータの値が設定入力値に戻される(ステップS15)。これにより、圧力室32からの塗布液の排出、および、これに伴う圧力室32内への塗布液の供給が再開される。このように、塗布装置1では、液垂下状態が形成されている期間に、圧力室32内の気泡が、排出流路51を介して塗布液と共に排出される。
When the liquid dripping is detected by the liquid dripping detection unit 6 (steps S13 and S14), the value of the drive parameter in the
圧力室32内の塗布液を排出流路51を介して排出している期間において、所定時間の間、気泡検出部53により気泡が検出されない場合(ステップS16,S17)、制御部10により圧力室32内に気泡が残存していないと判定される。そして、送液ポンプ54が停止されることにより、圧力室32内の塗布液の排出が終了する。また、塗布液タンク41内の圧力が負圧である通常圧力値に調整され(ステップS19)、図2Aに示すように、吐出口321の内部に塗布液の液面が形成される。このようにして、気泡除去処理が完了する。好ましい塗布装置1では、図示省略のワイプ機構が設けられる。この場合、塗布液タンク41内の圧力を通常圧力値に調整した後、塗布ヘッド3の対向面311に付着した不要な塗布液等が拭き取られる。
When bubbles are not detected by the
以上に説明したように、塗布装置1の気泡除去処理では、制御部10が液垂れ検出部6の出力に基づいて塗布液排出部5を制御することにより、圧力室32に連続する吐出口321から、塗布液が垂れ下がった液垂下状態が形成される。これにより、吐出口321から圧力室32への周囲の空気の侵入を抑制することができる。また、排出流路51を介して圧力室32内の塗布液を排出することにより、吐出口321を介して塗布液を排出する場合に比べて、塗布液の流量を大きくすることができ、圧力室32内の気泡をより確実に、かつ、効率よく除去することができる。その結果、複雑な構造および動作を採用することなく、対象物9上への塗布液の塗布において塗布不良が発生することを防止する、すなわち、塗布装置1の信頼性を向上することができる。また、気泡検出部53により、排出流路51を流れる塗布液に含まれる気泡が検出される。これにより、圧力室32内の気泡の除去の終点を精度よく検出することができる。
As described above, in the bubble removing process of the
塗布装置1では、塗布ヘッド3に取り付けられる液垂れ検出部6を利用して、吐出口321の周囲に付着して硬化した塗布液等、吐出口321の近傍における異物、および、吐出口321からの意図しない液垂れも検出可能である。例えば、通常動作における圧電素子351の非駆動時に、液垂れ検出部6により検出信号が出力される場合には、対象物9に対する塗布液の塗布が中断される。そして、吐出口321の近傍が拭き取られた後、塗布液の塗布が再開される。これにより、上記異物等が対象物9に付着することを防止することができる。
In the
図4は、塗布装置1の他の例を示す図である。図4の塗布装置1では、液垂れ検出部6が回収部23に設けられる点で、図1の塗布装置1と相違する。他の構成は、図1の塗布装置1と同様であり、同じ構成に同じ符号を付す。
FIG. 4 is a diagram showing another example of the
図4の塗布装置1では、液垂れ検出部6の出射部61および受光部62が、回収部23における上端部に設けられる。気泡除去処理では、図4中に実線にて示すように、回収部23が、移動機構2により塗布ヘッド3の吐出口321に対向する位置に配置される(図3:ステップS11)。このとき、出射部61および受光部62は、塗布ヘッド3の対向面311に対して微小な隙間を空けて近接する。また、対向面311に沿う方向に着目した場合に、出射部61および受光部62が、吐出口321を間に挟む2つの位置にそれぞれ配置される。これにより、液垂れ検出部6が、吐出口321から垂れる塗布液を検出可能となる。ステップS12~S19の処理は、図1の塗布装置1と同様である。
In the
以上のように、図4の塗布装置1では、液垂れ検出部6が塗布ヘッド3とは分離して設けられる。気泡除去処理では、移動機構2により液垂れ検出部6が吐出口321に近接した位置に配置される。そして、液垂れ検出部6の出力に基づいて液垂下状態が形成される。これにより、吐出口321から圧力室32への空気の侵入を抑制しつつ、圧力室32内の気泡を除去することができる。図4の塗
布装置1では、塗布ヘッド3の構造を簡素化して、塗布ヘッド3の小型化等を容易に実現することができる。液垂れ検出部6は塗布ヘッド3に対して相対的に移動すればよく、例えば、塗布ヘッド3を移動する移動機構を設けることにより、気泡除去処理において液垂れ検出部6が吐出口321に近接した位置に配置されてもよい。 As described above, in the
上記塗布装置1では様々な変形が可能である。
The
図3のステップS18では、液垂下状態が形成されるのであるならば、送液ポンプ54の駆動パラメータの値が、0よりも大きく、かつ、設定入力値よりも小さい値に調整されてもよい。また、送液ポンプ54の駆動パラメータの値を設定入力値で維持しつつ、塗布液タンク41内の圧力を設定圧力値より大きくすることにより、液垂下状態が再形成されてもよい。さらに、送液ポンプ54の駆動パラメータの値が設定入力値より小さくされ、かつ、塗布液タンク41内の圧力が設定圧力値より大きくされてもよい。このように、制御部10では、液垂れ検出部6の出力に基づいて塗布液供給部4および塗布液排出部5の少なくとも一方を制御することにより、塗布液が吐出口321から垂れ下がった液垂下状態が形成される。
In step S18 of FIG. 3, if the liquid drooping state is formed, the value of the drive parameter of the
上記塗布装置1では、対向面311の法線が、鉛直方向に平行であるが、液垂下状態において塗布液により吐出口321の全体が覆われるのであれば、当該法線は、鉛直方向に対して傾斜してもよい。例えば、鉛直方向に対して対向面311の法線がなす角度は、45度以下であり、好ましくは30度以下である。当該角度は、もちろん、0度以上である。
In the
液垂れ検出部6では、光以外に、例えば超音波等を利用して、吐出口321から垂れる塗布液が検出されてもよい。また、液垂れ検出部6が、撮像部と、画像解析部と、を含んでもよい。この場合、撮像部により吐出口321近傍の画像が取得され、画像解析部が当該画像を解析することにより、吐出口321から垂れる塗布液の有無が取得される。
In addition to light, the liquid dripping
塗布液供給部4および塗布液排出部5の構成は適宜変更されてよい。例えば、塗布液供給部4において送液ポンプにより塗布液が圧力室32内に供給されてもよい。また、塗布液排出部5において、シリンジを含むポンプを手動で動作させることにより、圧力室32内の塗布液が排出されてもよい。
The configurations of the coating
塗布液排出部5において、気泡検出部53が省略されてもよい。この場合、例えば、排出流路51が透明なチューブにより形成され、作業者が排出流路51を流れる塗布液中の気泡の有無を確認することにより、圧力室32内の気泡の除去の終点が検出される。また、開閉部52が省略されてもよい。この場合、塗布液が流れる方向に垂直な排出流路51の断面積を、供給流路42よりも小さくする等して、排出流路51の流路抵抗を供給流路42よりも大きくすることが好ましい。これにより、通常動作時に、塗布液が排出流路51に流れることが容易に抑制される。
The
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。 The above-described embodiments and configurations in the respective modifications may be appropriately combined as long as they do not conflict with each other.
本発明に係る塗布装置は、様々な用途に利用することができる。また、気泡除去方法は、様々な塗布装置において用いることができる。 The coating apparatus according to the present invention can be used for various purposes. Further, the bubble removing method can be used in various coating devices.
1 塗布装置 2 移動機構 3 塗布ヘッド 4 塗布液供給部 5 塗布液排出部 6 液垂れ検出部 10 制御部 32 圧力室 41 塗布液タンク 42 供給流路 43 圧力調整部 51 排出流路 52 開閉部 53 気泡検出部 61 出射部 62 受光部 311 対向面 321 吐出口 S11~S19 ステップ
1
Claims (11)
前記塗布ヘッドの前記内部空間に前記塗布液を供給する塗布液供給部と、
前記内部空間に接続される排出流路を有し、前記内部空間の前記塗布液を前記排出流路を介して排出する塗布液排出部と、
前記吐出口から垂れる前記塗布液を検出する液垂れ検出部と、
制御部と、を備え、
前記制御部が、前記液垂れ検出部の出力に基づいて前記塗布液供給部および前記塗布液排出部の少なくとも一方を制御することにより、前記塗布液が前記吐出口からぶら下がった状態で表面張力により保持され、吐出口が塗布液により密閉された液垂下状態を形成する、塗布装置。 An internal space filled with the coating liquid, and a coating head having a discharge port continuous with the internal space.
A coating liquid supply unit that supplies the coating liquid to the internal space of the coating head,
A coating liquid discharge portion having a discharge flow path connected to the internal space and discharging the coating liquid in the internal space via the discharge flow path.
A liquid dripping detection unit that detects the coating liquid dripping from the discharge port,
With a control unit,
The control unit controls at least one of the coating liquid supply unit and the coating liquid discharging unit based on the output of the liquid dripping detection unit, so that the coating liquid is hung from the discharge port by surface tension. A coating device that is held and forms a dripping state in which the discharge port is sealed by the coating liquid .
前記塗布ヘッドにおける前記吐出口が開口する面に沿って検出光を出射する出射部と、
前記検出光を受光する受光部と、を有し、
前記塗布液が前記吐出口から垂れている状態で前記検出光が遮断される、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の塗布装置。 The dripping detection unit
An emitting portion that emits detection light along a surface of the coating head through which the ejection port opens,
It has a light receiving unit that receives the detected light, and has a light receiving portion.
The coating device according to any one of claims 1 to 5, wherein the detection light is blocked while the coating liquid is dripping from the discharge port.
前記塗布ヘッドが前記吐出口から前記塗布液を吐出する通常動作時に、前記開閉部が前記排出流路を閉じた状態を保つ、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の塗布装置。 The coating liquid discharging portion further has an opening / closing portion that opens and closes the discharging flow path at a position close to the coating head.
The coating device according to any one of claims 1 to 6, wherein the opening / closing portion keeps the discharge flow path closed during a normal operation in which the coating head discharges the coating liquid from the discharge port.
前記塗布液を貯溜する塗布液タンクと、
一端が前記塗布液タンクに接続され、他端が前記内部空間に接続される供給流路と、 前記塗布液タンク内の圧力を調整する圧力調整部と、を有し、
前記液垂下状態が形成される際に、前記圧力調整部が、前記塗布液タンク内の圧力を、前記塗布液が前記吐出口から吐出される通常動作時よりも高くする、請求項1ないし7のいずれか1つに記載の塗布装置。 The coating liquid supply unit
A coating liquid tank for storing the coating liquid and
It has a supply flow path in which one end is connected to the coating liquid tank and the other end is connected to the internal space, and a pressure adjusting unit for adjusting the pressure in the coating liquid tank.
Claims 1 to 7 that when the liquid dripping state is formed, the pressure adjusting unit raises the pressure in the coating liquid tank to be higher than in the normal operation in which the coating liquid is discharged from the discharge port. The coating apparatus according to any one of the above.
前記塗布装置が、
塗布液が充填される内部空間、および、前記内部空間に連続する吐出口を有する塗布ヘッドと、
前記塗布ヘッドの前記内部空間に前記塗布液を供給する塗布液供給部と、
前記内部空間に接続される排出流路を有し、前記内部空間の前記塗布液を前記排出流路を介して排出する塗布液排出部と、
前記吐出口から垂れる前記塗布液を検出する液垂れ検出部と、を備え、
前記気泡除去方法が、
a)前記液垂れ検出部の出力に基づいて前記塗布液供給部および前記塗布液排出部の少なくとも一方を制御することにより、前記塗布液が前記吐出口からぶら下がった状態で表面張力により保持され、吐出口が塗布液により密閉された液垂下状態を形成する工程と、
b)前記a)工程に並行して、前記塗布液供給部による前記内部空間への前記塗布液の供給、および、前記塗布液排出部による前記内部空間からの前記塗布液の排出を行う工程と、を備える。 It is a method of removing air bubbles in a coating device.
The coating device
An internal space filled with the coating liquid, and a coating head having a discharge port continuous with the internal space.
A coating liquid supply unit that supplies the coating liquid to the internal space of the coating head,
A coating liquid discharge portion having a discharge flow path connected to the internal space and discharging the coating liquid in the internal space through the discharge flow path.
A liquid dripping detection unit for detecting the coating liquid dripping from the discharge port is provided.
The bubble removing method
a) By controlling at least one of the coating liquid supply unit and the coating liquid discharging unit based on the output of the liquid dripping detection unit, the coating liquid is held by surface tension in a state of hanging from the discharge port. The process of forming a liquid drooping state in which the discharge port is sealed with the coating liquid , and
b) In parallel with the step a), the step of supplying the coating liquid to the internal space by the coating liquid supply unit and discharging the coating liquid from the internal space by the coating liquid discharging unit. , Equipped with.
所定時間の間、前記気泡が検出されない場合に、前記a)およびb)工程を終了する工程と、をさらに備える、請求項9に記載の気泡除去方法。 A step of detecting air bubbles contained in the coating liquid flowing through the discharge flow path, and
The bubble removing method according to claim 9, further comprising the steps of ending the steps a) and b) when the bubbles are not detected for a predetermined time.
前記塗布液を貯溜する塗布液タンクと、
一端が前記塗布液タンクに接続され、他端が前記内部空間に接続される供給流路と、
前記塗布液タンク内の圧力を調整する圧力調整部と、を有し、
前記a)工程において、前記圧力調整部により、前記塗布液タンク内の圧力が、前記塗布液が前記吐出口から吐出される通常動作時よりも高くされる、請求項9または10に記載の気泡除去方法。 The coating liquid supply unit
A coating liquid tank for storing the coating liquid and
A supply flow path in which one end is connected to the coating liquid tank and the other end is connected to the internal space.
It has a pressure adjusting unit for adjusting the pressure in the coating liquid tank, and has.
The bubble removal according to claim 9 or 10, wherein in the step a), the pressure in the coating liquid tank is increased by the pressure adjusting unit as compared with the normal operation in which the coating liquid is discharged from the discharge port. Method.
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