JP7308182B2 - ノズル洗浄装置および塗布装置 - Google Patents

Description

この発明は、顔料やマイクロカプセルなどを分散させた分散系塗布液を吐出するノズルを洗浄するノズル洗浄装置および当該ノズル洗浄装置を装備する塗布装置に関するものである。

液晶表示ディスプレイや光学フィルター等を製造するために、従来より顔料やマイクロカプセルなどの分散系材料を分散させた分散系塗布液を基材や基板などの被塗布物に塗布する塗布装置が数多く提案されている。例えば特許文献１では、本発明のノズルの一例に相当するスロットダイの先端に設けられた吐出口から分散系塗布液がプラスチックシートなどの基材の表面に吐出され、基材上に分散系塗布液の塗工膜が形成される。また、特許文献２では、本発明のノズルの一例に相当するスリットノズルの吐出口から分散系塗布液が矩形形状の基板に吐出され、基板上に分散系塗布液の塗工膜が形成される。

このような塗布装置では、塗布液の塗布によりノズル（スロットダイやスリットノズルなど）の吐出口近傍に残留物が付着する。つまり、ノズルの先端部は残留付着物で汚染される。そのため、例えば特許文献２に記載のノズル洗浄装置を用いてノズルを適宜洗浄する必要がある。このノズル洗浄装置は洗浄槽を備えている。洗浄槽は上方に開口しており、リンス液（洗浄液）を貯留する。このリンス液はノズルに付着した残留付着物についての溶剤である。

特開２００９－２２６２８７号公報 特開２０１８－１４９４６８号公報

上記したノズル洗浄装置では、洗浄槽は、垂直断面が矩形の有底ボックス形状を有しており、比較的多量のリンス液を貯留可能となっている。このため、ノズル洗浄に要するリンス液も多量となる。これに起因して、ランニングコストが増大するという問題およびリンス液の交換に要する時間が長くなり、ノズル洗浄の効率を低下させている。

また、特に分散系塗布液を用いる場合、分散系材料は洗浄液に不溶解性の固形物であることが多く、洗浄液のみによりノズルの吐出口近傍に付着する分散系材料を効率的に取り除くことが難しく、超音波振動を利用することが考えられる。つまり、超音波振動子を冷却するための冷却水を貯留した冷却水貯留槽が、冷却水貯留槽に貯留された冷却水に洗浄槽の下面が浸漬される状態で、洗浄槽の下方に配置される。また、冷却水貯留槽の内底面に超音波振動子が配置され、冷却水を介して超音波振動を洗浄槽に伝播させる。この超音波振動はさらに洗浄液を介してノズルの先端部に与えられ、ノズルの吐出口近傍から分散系材料を効率的に取り除くことができる。しかしながら、超音波振動の印加中に冷却水内で発生する気泡が洗浄槽の外底面に付着して超音波振動の伝播効率を下げることがあり、これがノズル洗浄の効率低下の主要因の一つとなっている。

さらに、上記のように超音波振動によりノズルの吐出口近傍から取り除かれた分散系材料は洗浄槽の内底部全体に広がって沈殿する。そのため、洗浄槽から分散系材料をリンス液により効率的に排出することが困難であり、ノズル洗浄の効率を低下させている。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、分散系塗布液を吐出するノズルを効率的に洗浄することができるノズル洗浄装置および塗布装置を提供することを目的とする。

この発明の一態様は、ノズル下端部に設けられた第１水平方向に延びるスリット状の吐出口から分散系塗布液を吐出するノズルを洗浄するノズル洗浄装置であって、ノズル下端部を洗浄する洗浄液を貯留する貯留領域が設けられる洗浄槽下端部と、貯留領域で洗浄液を貯留しながら洗浄液中にノズル下端部を浸漬可能とする開口部とを有する洗浄槽と、液体を貯留しながら液体中に洗浄槽下端部を浸漬させた状態で洗浄槽の下方に設けられる液体槽と、液体槽に貯留された液体中で超音波振動を発生させ、液体、洗浄槽下端部および洗浄液を介してノズル下端部に超音波振動を与える超音波振動子と、を備え、洗浄槽下端部および貯留領域が、第１水平方向から見て、超音波振動子に向かって先細り形状に仕上げられ、 貯留領域は、第１水平方向に延びる溝と、溝に対して第１水平方向と直交する第２水平方向の一方側に設けられて溝に向かって傾斜する第１貯留傾斜面と、溝に対して第２水平方向の他方側に設けられて溝に向かって傾斜する第２貯留傾斜面とを有し、分散系塗布液に含まれる洗浄液に対して不溶解性の固形物を第１貯留傾斜面および第２貯留傾斜面により溝に案内することを特徴としている。

また、この発明の他の態様は、塗布装置であって、ノズル下端部に設けられた第１水平方向に延びるスリット状の吐出口から分散系塗布液をノズルから吐出して被塗布物に分散系塗布液を塗布する塗布処理部と、ノズル洗浄する上記ノズル洗浄装置と、を備えることを特徴としている。

このように構成された発明では、超音波振動子が作動することで、超音波振動子で発生した超音波振動が、液体槽に貯留された液体、洗浄槽下端部および洗浄槽に貯留された洗浄液を介してノズル下端部に与えられる。これにより、ノズルの吐出口近傍から分散系材料が取り除かれ、貯留領域の先端部位に集められる。この貯留領域が先細り形状となっていることから、当該貯留領域に貯留される洗浄液の量および貯留に要する時間は、従来の矩形断面形状を有する洗浄槽よりも少なくなり、ラニングコストの低減やノズル洗浄に要する時間の短縮を図ることができる。

また、先細り形状を有する洗浄槽下端部では、その外側面は洗浄槽下端部の先端部位から斜め上方に向かって傾斜している。このため、超音波振動の印加中に液体槽中の液体内で発生する気泡が洗浄槽下端部に到達した後で当該外側面に沿って液体中をさらに上昇して液体槽から放出される。これによって、洗浄槽への気泡の付着が効果的に抑制され、超音波振動の伝播効率が向上する。

以上のように、第１水平方向から見た、洗浄槽下端部および貯留領域の形状が超音波振動子に向かって先細りとなっているため、分散系塗布液を吐出するノズルを効率的に洗浄することができる。

本発明に係るノズル洗浄装置の一実施形態を装備する塗布装置を模式的に示す斜視図である。 図１に示す塗布装置を模式的に示す側面図である。 図１に示す塗布装置の各部の配置を概略的に示す上面図である。 スリットノズルを模式的に示す斜視図である。 本発明に係るノズル洗浄装置の一実施形態である洗浄ユニットの構成を示す斜視図である。 図５に示す洗浄ユニットに接続される配管系および電気系の構成を示す図である。 図５に示す洗浄ユニットによるノズル洗浄動作を示すフローチャートである。

図１は、本発明に係るノズル洗浄装置の一実施形態を装備する塗布装置を模式的に示す斜視図である。また、図２は、図１に示す塗布装置を模式的に示す側面図である。さらに、図３は、図１に示す塗布装置の各部の配置を概略的に示す上面図である。なお、図１、図２、図３および以降の各図にはそれらの方向関係を明確にするためＺ方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系を適宜付するとともに、必要に応じて各部の寸法や数を誇張または簡略化して描いている。また、図２および図３では、ノズル支持体等の一部の構成を省略している。

塗布装置１は、スリットノズル２を用いて被塗布物の一例である基板３の表面３１に塗布液を塗布するスリットコータと呼ばれる塗布装置である。塗布液は、顔料やマイクロカプセルなどの分散系材料を分散させた分散系塗布液である。また、スリットノズル２に付着する分散系塗布液を洗浄する洗浄液として、本実施形態では、ＰＧＭＥＡ（propyleneglycol monomethyl ether acetate：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、シンナー（エーテル類溶媒やケトン類の有機溶媒など）、ＰＧＭＥＡとＰＥＧＭＥ（polyethylene glycol monomethyl ether：プロピレングリコールモノメチルエーテル）との混合液などを用いている。また、基板３は平面視で矩形状を有するガラス基板である。なお、本明細書中で、「基板３の表面３１」とは基板３の両主面のうち塗布液が塗布される側の主面を意味する。

塗布装置１は、基板３を水平姿勢で吸着保持可能なステージ４と、ステージ４に保持される基板３にスリットノズル２を用いて塗布処理を施す塗布処理部５と、スリットノズル２に対してメンテナンス処理を施すノズルメンテナンスユニット６と、これら各部を制御する制御部１００とを備える。

ステージ４は略直方体の形状を有する花崗岩等の石材で構成されており、その上面（＋Ｚ側）のうち（－Ｙ）方向側には、略水平な平坦面に加工されて基板３を保持する保持面４１を有する。保持面４１には図示しない多数の真空吸着口が分散して形成されている。これらの真空吸着口により基板３が吸着されることで、塗布処理の際に基板３が所定の位置に水平に保持される。なお、基板３の保持態様はこれに限定されるものではなく、例えば機械的に基板３を保持するように構成してもよい。また、ステージ４において保持面４１が占有する領域より（＋Ｙ）方向側にはノズル調整領域ＲＡが設けられており、このノズル調整領域ＲＡに後述するように本発明に係るノズル洗浄装置の一実施形態を有するノズルメンテナンスユニット６が配置されている。

図４は、スリットノズルを模式的に示す斜視図である。スリットノズル２は、２つのノズルボディ２３、２５と、これらノズルボディ２３、２５にＹ方向から挟まれるノズルシム２７とを有する。ノズルボディ２３、２５はそれぞれＸ方向に同一の幅で延設され、ＹＺ断面において台形状の下端部２３ａ、２５ａと矩形状の上端部２３ｂ、２５ｂとを有する。ノズルボディ２３、２５の内側（ノズルシム２７側）の面はそれぞれＺＸ平面に平行な平面である。一方、ノズルボディ２３、２５の下端部２３ａ、２５ａの外側（ノズルシム２７の逆側）の面はそれぞれ下方に向かうに連れてノズルシム２７に近づくように傾斜する傾斜面である。したがって、ノズルボディ２３、２５の下端部２３ａ、２５ａで構成されるスリットノズル２の下端部２ａ（ノズルリップ部）は下方へ先細りの形状を有する。そして、当該下端部２ａにおいてスリット状の吐出口２１がＸ方向に延設されており、図示省略の塗布液供給部から圧送されてくる塗布液が上記吐出口２１から基板３の表面３１に吐出される。これによって、基板３の表面３１に塗布液が塗布される。

図１に戻って塗布装置１の構成説明を続ける。塗布処理部５は、スリットノズル２を支持するノズル支持体５１を有する。このノズル支持体５１は、ステージ４の上方でＸ方向に平行に延設された支持部材５１ａと、支持部材５１ａをＸ方向の両側から支持して支持部材５１ａを昇降させる２つの昇降機構５１ｂとを有する。支持部材５１ａは、カーボンファイバ補強樹脂等で構成され、矩形の断面を有する棒部材である。この支持部材５１ａの下面はスリットノズル２の装着箇所５１０となっており、支持部材５１ａは装着箇所５１０にスリットノズル２を着脱可能に支持する。なお、スリットノズル２を支持部材５１ａの装着箇所５１０に着脱するための機構としては、ラッチあるいはネジ等の種々の締結機構を適宜用いることができる。

２つの昇降機構５１ｂは支持部材５１ａの長手方向の両端部に連結されており、それぞれＡＣサーボモータおよび及びボールネジ等を有する。これらの昇降機構５１ｂにより、支持部材５１ａおよびそれに固定されたスリットノズル２が鉛直方向（Ｚ方向）に昇降され、スリットノズル２の下端で開口する吐出口２１と基板３との間隔、すなわち、基板３に対する吐出口２１の相対的な高さが調整される。なお、支持部材５１ａの鉛直方向の位置は、例えば、図示を省略しているが、昇降機構５１ｂの側面に設けられたスケール部と、当該スケール部に対向してスリットノズル２の側面等に設けられた検出センサとで構成されるリニアエンコーダにより検出できる。

このように構成されたノズル支持体５１は、図１に示すように、ステージ４の左右両端部をＸ方向に沿って掛け渡された、保持面４１を跨ぐ架橋構造を有している。塗布処理部５は、このノズル支持体５１をＹ方向に移動させるスリットノズル移動部５３を有する。スリットノズル移動部５３は、架橋構造体としてのノズル支持体５１とこれに支持されたスリットノズル２とを、ステージ４上に保持される基板３に対してＹ方向に沿って相対移動させる相対移動手段として機能する。具体的には、スリットノズル移動部５３は、±Ｘ側のそれぞれにおいて、スリットノズル２の移動をＹ方向に案内するガイドレール５２と、駆動源であるリニアモータ５４と、スリットノズル２の吐出口２１の位置を検出するためのリニアエンコーダ５５とを有する。

２つのガイドレール５２はそれぞれ、ステージ４のＸ方向の両端部に設けられ、ノズル調整領域ＲＡおよび保持面４１が設けられた区間を含むようにＹ方向に延設されている。そして、２つのガイドレール５２がそれぞれ、２個の昇降機構５１ｂの移動をＹ方向に案内する。また、２つのリニアモータ５４はそれぞれ、ステージ４の両側に設けられ、固定子５４ａと移動子５４ｂとを有するＡＣコアレスリニアモータである。固定子５４ａは、ステージ４のＸ方向の側面にＹ方向に沿って設けられている。一方、移動子５４ｂは、昇降機構５１ｂの外側に固設されている。２個のリニアモータ５４はそれぞれ、これら固定子５４ａと移動子５４ｂとの間に生じる磁力によって、２個の昇降機構５１ｂをＹ方向に駆動する。

また、各リニアエンコーダ５５はそれぞれ、スケール部５５ａと検出部５５ｂとを有している。スケール部５５ａはステージ４に固設されたリニアモータ５４の固定子５４ａの下部にＹ方向に沿って設けられている。一方、検出部５５ｂは、昇降機構５１ｂに固設されたリニアモータ５４の移動子５４ｂのさらに外側に固設され、スケール部５５ａに対向配置される。リニアエンコーダ５５は、スケール部５５ａと検出部５５ｂとの相対的な位置関係に基づいて、Ｙ方向におけるスリットノズル２の吐出口２１の位置を検出する。

このように構成されたスリットノズル移動部５３は、ノズル支持体５１をＹ方向に駆動することで、ノズル調整領域ＲＡの上方とステージ４上に保持される基板３の上方との間でスリットノズル２を移動させることができる。そして、塗布装置１は、スリットノズル２の吐出口２１から塗布液を吐出しながらスリットノズル２を基板３に対して相対移動させることで、基板３の表面３１に塗布層を形成する。なお、基板３の各辺の端部から所定の幅の領域（額縁状の領域）は、塗布液の塗布対象とならない非塗布領域となっている。したがって、基板３のうち、この非塗布領域を除いた矩形領域が、塗布液を塗布すべき塗布領域ＲＴとなっている（図３）。このため、スリットノズル２の移動区間のうち基板３の塗布領域ＲＴの上方区間を移動する吐出口２１から塗布液が吐出される。

また、塗布装置１と外部搬送機構との基板３の受渡し期間（基板３の搬入・搬出期間）等のステージ４上で塗布処理が行われない期間には、スリットノズル２は、基板３の保持面４１から（＋Ｙ）方向側に外れたノズル調整領域ＲＡに待避する（図１に示す状態）。そして、ノズル調整領域ＲＡに位置するスリットノズル２に対して、ノズルメンテナンスユニット６が各種のメンテナンスを実行する。

ノズルメンテナンスユニット６は、図２に示すように、保持面４１の占有する領域より（＋Ｙ）方向側（同図の右手側）のノズル調整領域ＲＡに設けられており、スリットノズル２をクリーニングして、スリットノズル２に付着した付着物を除去する機能を有している。ここで、除去対象となる付着物としては、スリットノズル２に付着しうる種々の物質が挙げられる。例えば、この付着物は塗布液自体、塗布液の溶質が乾燥・固化した固化材料、および分散材料などを含む。特に、分散材料は塗布液に分散して存在しており、洗浄液に対して不溶解性であるという物性を有している。

ノズルメンテナンスユニット６は、２種類の洗浄ユニット６１、６２を備えている。洗浄ユニット６１はスクレーパ（当接部材）６５を備えている。スクレーパ６５はスリットノズル２の下端部２ａ（ノズルリップ部）の外面に当接しながら、当該外面に沿ってＸ方向に沿って（＋Ｘ）方向側から（－Ｘ）方向側へと移動する（掻き取り動作）。これにより、スクレーパ６５はスリットノズル２の下端部２ａに付着した付着物を掻き取って除去する。なお、洗浄ユニット６１の詳しい構成および動作は特許文献２に記載の装置と同一であるため、それらの説明を省略する。

もう一方の洗浄ユニット６２は、本発明に係るノズル洗浄装置の一実施形態に相当するものであり、次のように構成されている。以下、図５ないし図７を参照しつつ洗浄ユニット６２の構成および動作について詳述する。

図５は、本発明に係るノズル洗浄装置の一実施形態である洗浄ユニットの構成を示す斜視図である。図６は、図５に示す洗浄ユニットに接続される配管系および電気系の構成を示す図である。洗浄ユニット６２は、洗浄ユニット６１によっては除去しきれなかった残留付着物を洗浄液と超音波振動とを利用してスリットノズル２から除去するための装置である。洗浄ユニット６２は洗浄ユニット６１に対して（＋Ｙ）方向側に配されている（図２および図３参照）。

洗浄ユニット６２は、洗浄槽６６と、液体槽６７と、超音波振動子６８とを有している。洗浄槽６６は、図５に示すように、上方開口のボックス構造を有しており、その内部でスリットノズル２の下端部２ａを洗浄する洗浄液を貯留可能となっている。より詳しくは、以下のように構成されている。

洗浄槽６６は、Ｘ方向から見て略Ｌ字状または略Ｖ字状の断面を有するとともにＸ方向に延設されたアングル形状の底壁６６１を有している。底壁６６１はＸ方向に延びる平板部材のＹ方向中央部を折り曲げて成形されたものであり、当該折り曲げ部位の外側、つまり山折部位６６１ａを（－Ｚ）方向に向けた状態で配置されている。折り曲げ角度は、スリットノズル２の下端部２ａのＹＺ平面における角度θ（図４参照）とほぼ同じ値に設定されている。例えば上記角度θが９０゜の場合、山折部位６６１ａの角度も約９０゜であり、底壁６６１は等辺山形状の外観を有している。また、底壁６６１では、（＋Ｘ）方向から見て、時計回りに約４５゜だけ立ち上がった斜め上方に翼部位６６１ｂが山折部位６６１ａから延設されるとともに反時計回りに約４５゜だけ立ち上がった斜め上方に翼部位６６１ｃが山折部位６６１ａ延設されている。そして、翼部位６６１ｂ、６６１ｃの上端部は、図５に示すように、スリットノズル２の幅（Ｙ方向サイズ）Ｗ２よりも若干広い距離Ｗ６だけＹ方向に離間している。また、翼部位６６１ｂ、６６１ｃの長さ（Ｘ方向サイズ）Ｌ６はスリットノズル２の長さ（Ｘ方向サイズ）Ｌ２よりも若干長い。

また、翼部位６６１ｂ、６６１ｃの上端部に対し、矩形断面を有するとともにスリットノズル２の長さ（Ｘ方向サイズ）Ｌ２よりも若干長い距離Ｌ６だけ延設された一対の棒状部材６６２ｂ、６６２ｃがそれぞれ接続されている。より詳しくは、図５に示すように、棒状部材６６２ｂの右下辺部が翼部位６６１ｂの上端部と接続される一方、棒状部材６６２ｃの左下辺部が翼部位６６１ｃの上端部と接続されている。

このように接続された底壁６６１と棒状部材６６２ｂ、６６２ｃとをＸ方向から挟み込むように一対の側壁６６３、６６３が配置されている。したがって、洗浄槽６６の下端部（以下「洗浄槽下端部６６４」という）では、底壁６６１、棒状部材６６２ｂ、６６２ｃおよび側壁６６３、６６３で取り囲まれた領域でスリットノズル２の下端部２ａを洗浄する洗浄液を貯留可能となっており、当該領域が本発明の「貯留領域」の一例として機能する。なお、以下においては、当該領域を「貯留領域６６５」と称する。

また、図６に示すように、洗浄槽６６の（＋Ｘ）側の側壁６６３に設けられたインレット（図示省略）に対して供給配管６９１の一方端が接続されるとともに、洗浄槽６６の底壁６６１に設けられたアウトレット（図示省略）に対して排液配管６９２の一方端が接続されている。そして、供給配管６９１の他方端は、塗布装置１が設置される工場のユーティリティーの一つである洗浄液供給源と接続されている。供給配管６９１には、バルブ６９３が介挿されている。このため、制御部１００からの指令に応じてバルブ６９３が開くと、洗浄液供給源から洗浄液が供給配管６９１を介して洗浄槽６６に供給され、貯留領域６６５で貯留される。

貯留領域６６５での洗浄液の貯留量をコントロールするために、底壁６６１からオーバーフロー管６６６が立設されている。このオーバーフロー管６６６は排液配管６９４を介して排液回収部（図示省略）と接続されている。この排液配管６９４には、バルブ６９５が介挿されている。このため、制御部１００からの指令に応じてバルブ６９５が開くと、貯留領域６６５からオーバーフロー管６６６を介して余剰の洗浄液が取り除かれ、貯留領域６６５において一定量の洗浄液を貯留することができ、常に適量の洗浄液によりスリットノズル２の下端部２ａを洗浄することができる。一方、ノズル洗浄処理に利用された洗浄液を排液する際には、排液配管６９２に介挿されたバルブ６９６が制御部１００からの指令に応じて開成し、使用済の洗浄液が排液配管６９２を介して排液回収部に回収される。

こうした洗浄液によるノズル洗浄に加え、洗浄ユニット６２は超音波振動をさらに付加することで洗浄性能を高めている。そのため、液体槽６７および超音波振動子６８が設けられている。液体槽６７は、（＋Ｚ）方向から見た平面サイズが洗浄槽６６よりも一回り大きな長方形をなす底壁と、底壁の周囲から立ち上がる４つの側壁とで構成された上方開口のボックス構造を有する。液体槽６７の内部６７１では、超音波振動子６８が収納されるとともに、超音波振動子６８を冷却するための冷却水６７２が貯留されている。液体槽６７では、内部６７１の上方で開口部６７３が（＋Ｚ）方向から見て洗浄槽６６よりも一回り大きく開口している。そして、図６に示すように、洗浄槽６６の洗浄槽下端部６６４が液体槽６７に貯留された冷却水６７２に浸漬されている。

超音波振動子６８は振動子駆動部６８１と電気的に接続されている。このため、制御部１００からの指令に応じて振動子駆動部６８１が超音波振動子６８に駆動すると、超音波振動子６８で発生する超音波振動が冷却水６７２を介して洗浄槽６６に与えられる。また、当該洗浄槽６６の貯留領域６６５に貯留されている洗浄液にスリットノズル２の下端部２ａが浸漬されると、上記超音波振動は上記洗浄液を介して下端部２ａに与えられる。その結果、洗浄液による洗浄作用に加え、超音波振動がスリットノズル２の下端部２ａの外面に与えられる。その結果、下端部２ａに付着する分散材料ＤＭなどの残留付着物が効果的にスリットノズル２から除去される。

このように洗浄ユニット６２によるノズル洗浄動作（洗浄液と超音波振動とを組み合わせたノズル洗浄）については、洗浄ユニット６１によるノズル洗浄動作（スクレーパ６５による掻取処理）を１回行う度に実行してもよいし、複数回だけ実行した後で行ってもよい。要は、洗浄ユニット６１によるノズル洗浄動作後において残留している残留付着物の量に応じて洗浄ユニット６２によるノズル洗浄の実行タイミングを決定することができる。また、この洗浄ユニット６２によるノズル洗浄動作は、制御部１００の記憶部（図示省略）に予め記憶されている洗浄プログラムにしたがって制御部１００が装置各部を以下のように制御することで実行される。

図７は、図５に示す洗浄ユニットによるノズル洗浄動作を示すフローチャートであり、その洗浄動作の一工程を模式的に示す図を含んでいる。制御部１００は、洗浄ユニット６１によるノズル洗浄動作後においても残留している残留付着物の量が少ない間、洗浄ユニット６２によるノズル洗浄は不要であると判断する（ステップＳ１で「ＮＯ」）。一方、制御部１００は、洗浄液と超音波振動とを組み合わせたノズル洗浄が必要であると判断する（ステップＳ１で「ＹＥＳ」）と、以下の工程（ステップＳ２～Ｓ１０）を実行して洗浄ユニット６２によるノズル洗浄動作を実行する。ここでは、ステップＳ１を実行する段階で、貯留領域６６５に所定量の洗浄液が貯留されるとともにバルブ６９３、６９５、６９６がいずれも閉じられており、洗浄液と超音波振動とによるノズル洗浄の準備が完了しているものと仮定して動作説明を続ける。

ステップＳ２では、制御部１００は、振動子駆動部６８１により超音波振動子６８を駆動して超音波振動子６８から超音波振動を発生させる。すると、超音波振動は冷却水６７２を介して洗浄槽６６に伝播する。

それに続いて、制御部１００は、スリットノズル移動部５３を制御してスリットノズル２を洗浄ユニット６２の直上位置に移動させる。それに続いて、制御部１００は、昇降機構５１ｂを制御して図７中の破線括弧の動作説明図に示すようにスリットノズル２の下端部２ａが洗浄槽６６の貯留領域６６５に貯留されている洗浄液に浸漬されるまでスリットノズル２を下降させる（ステップＳ３）。これにより、下端部２ａの外面が超音波振動を受けながら洗浄液と接液して洗浄液による洗浄作用を受ける。その結果、スリットノズル２の下端部２ａに付着する分散材料ＤＭなどの残留付着物が効果的にスリットノズル２から除去される。ここで、本実施形態では、上記したように貯留領域６６５が、Ｘ方向から見て超音波振動子６８に向かって先細り形状に仕上げられている。つまり、貯留領域６６５の先端部位６６５ａがスリットノズル２の吐出口２１と対向し、底壁６６１の内底面（翼部位６６１ｂ、６６１ｃの谷側面）は傾斜面であり、それぞれノズルボディ２３、２５の下端部２３ａ、２５ａの外側の面と対向している。その結果、上記のようにして除去された残留付着物、特に不溶解性の固形物である分散材料ＤＭは、図５の拡大図で模式的に示されるように、底壁６６１の内底面により貯留領域６６５の先端部位６６５ａに案内されて集められる。

また、上記した超音波振動の印加中においては、冷却水６７２内で気泡Ｂが発生し、洗浄槽６６の底壁６６１の外側面に移動する。本実施形態では、特に底壁６６１が、Ｘ方向から見て超音波振動子６８に向かって先細り形状に仕上げられている。つまり、底壁６６１の外側面（翼部位６６１ｂ、６６１ｃの山側面）は傾斜面となっている。したがって、底壁６６１の外側面に移動してきた気泡Ｂは上記傾斜面に沿って浮上し、冷却水６７２から外気に放出される。すなわち、洗浄槽６６の底壁６６１への気泡Ｂの付着が効果的に抑制され、従来の問題（洗浄槽への気泡付着による超音波振動の伝播効率の低下）を効果的に解消することができ、超音波振動による残留付着物が高い効率で除去される。

洗浄液と超音波振動とによるノズル洗浄が完了すると、制御部１００は、昇降機構５１ｂを制御してスリットノズル２を洗浄槽６６から引き上げる（ステップＳ４）。それに続いて、制御部１００は、振動子駆動部６８１による超音波振動子６８の駆動を停止する（ステップＳ５）。こうして、貯留領域６６５に貯留された洗浄液による洗浄が１回完了すると、制御部１００は連続洗浄回数を「１」だけインクリメントする（ステップＳ６）。

この連続洗浄回数が予め設定した規定回数に達していない間（ステップＳ７で「ＮＯ」）、制御部１００はステップＳ１に戻って洗浄ユニット６２によるノズル洗浄動作を繰り返す。一方、貯留領域６６５に貯留された洗浄液をそのまま使用して洗浄ユニット６２によるノズル洗浄動作が規定回数だけ連続して行わると、制御部１００は、洗浄液の洗浄性能が低下するとともに除去した分散材料ＤＭの量が貯まっていると判断する。そこで、制御部１００は、バルブ６９６を開いて貯留領域６６５の先端部位６６５ａに集められた分散材料ＤＭを使用済の洗浄液とともに排液配管６９２を介して排液回収部に回収する。また、制御部１００は、バルブ６９３を開いて洗浄液供給源からフレッシュな洗浄液をリンス液として供給配管６９１を介して洗浄槽６６に供給する。これによって、貯留領域６６５が洗浄液（リンス液）により洗い流される（リンス処理）。

このリンス処理を一定時間だけ行った後で、制御部１００は、バルブ６９３の開成状態を維持したままバルブ６９６を閉じて洗浄液の貯留領域６６５への貯留を開始する。また、バルブ６９６の閉成と同時あるいは遅れて、制御部１００はバルブ６９５を開く。その後、オーバーフロー管６６６を介して余剰の洗浄液が貯留領域６６５から排液されることを検知すると、制御部１００はバルブ６９３、６９５を閉じて洗浄液の貯留を完了する（ステップＳ９）。ここで、洗浄液のオーバーフローについては、排液配管６９４を流れる洗浄液をセンサで検知してもよいし、洗浄液の貯留開始（バルブ６９６の閉成）からの経過時間に基づいて検知してもよい。

こうしてフレッシュな洗浄液の貯留が完了すると、制御部１００は、連続洗浄回数をクリアした（ステップＳ１０）後で、ステップＳ１に戻ってノズル洗浄処理を繰り返す。

以上のように、本実施形態によれば、Ｘ方向から見て貯留領域６６５が超音波振動子６８に向かって先細り形状に仕上げられているため、次のような作用効果が得られる。この貯留領域６６５に貯留される洗浄液の量、貯留領域６６５から使用済の洗浄液の排出に要する時間、および貯留領域６６５への洗浄液の貯留に要する時間は、従来の矩形断面形状を有する洗浄槽よりも少なくなり、ラニングコストの低減やノズル洗浄に要する時間（いわゆるタクトタイム）の短縮を図ることができる。また、スリットノズル２から除去された残留付着物、特に分散材料ＤＭが底壁６６１の内底面に沿って貯留領域６６５の先端部位６６５ａに集められ、分散材料ＤＭが底壁６６１の内底面全体に広がって堆積するのを防止することができる。また、こうして集められた分散材料ＤＭをリンス処理により洗浄液と一緒にＸ方向に洗い流して、洗浄槽６６から確実に排出することができる。さらに、図５の部分拡大図に示すように、先端部位６６５ａは、Ｘ方向と直交するＹＺ平面において弧状の凹部に仕上げられた状態でＸ方向に延設された溝構造を有するため、分散材料ＤＭに対する先端部位６６５ａの接触抵抗が抑えられる。これらによって、スリットノズル２の洗浄をさらに効率的に行うことが可能となっている。

また、洗浄槽下端部６６４が超音波振動子６８に向かって先細り形状を有することで、次の作用効果も得られる。超音波振動子６８の作動時に冷却水６７２中で発生する気泡Ｂが、Ｘ方向から見て超音波振動子６８に向かって先細り形状に仕上げられた底壁６６１の外側面（翼部位６６１ｂ、６６１ｃの山側面）に沿って冷却水６７２から外気に放出される。したがって、上記洗浄液による洗浄と一緒に、気泡Ｂの影響を排除しつつ超音波振動をスリットノズル２に付与することができる。その結果、残留付着物をさらに高い効率で除去することができる。

以上のように、上記実施形態では、スリットノズル２の下端部２ａが本発明の「ノズル下端部」の一例に相当している。また、冷却水６７２が本発明の「液体」の一例に相当している。また、貯留領域６６５の先端部位６６５ａが本発明の「溝」の一例に相当し、先端部位６６５ａに対して（－Ｙ）方向側に設けられる翼部位６６１ｂの谷側面が本発明の「第１貯留傾斜面」の一例に相当し、先端部位６６５ａに対して（＋Ｙ）方向側に設けられる翼部位６６１ｃの谷側面が本発明の「第２貯留傾斜面」の一例に相当している。また、ノズルボディ２３、２５の下端部２３ａ、２５ａの外側の面がそれぞれ本発明の「第１リップ面」および「第２リップ面」の一例に相当している。さらに、Ｘ方向が本発明の「第１水平方向」に相当し、Ｙ方向が本発明の「第２水平方向」に相当するとともに、（－Ｙ）方向側および（＋Ｙ）方向側がそれぞれ本発明の「第２水平方向の一方側」および「第２水平方向の他方側」に相当している。（－Ｚ）方向が本発明の「下方」に相当している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、上記リンス処理で使用するリンス液として洗浄液を用いている。つまり、リンス液と洗浄液とを同一成分の液体を用いているが、リンス液を洗浄液と異なる液体、例えばＤＩＷ（deionized water）を用いてもよい。

また、上記実施形態では、洗浄槽６６の底壁６６１を折り曲げ成形しているが、底壁６６１と棒状部材６６２ｂ、６６２ｃとを一体的に成形したり、洗浄槽６６全体を一体成形により製造してもよい。つまり、洗浄槽６６の製造方法は任意である。

また、上記実施形態では、本発明の「溝」に相当する先端部位６６５ａのＹＺ断面形状を弧状に仕上げているが、当該形状に限定されるものでなく、例えば矩形形状に仕上げてもよい。

さらに、塗布対象となる基板３についても、液晶表示装置用ガラス基板、半導体基板、ＰＤＰ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、カラーフィルター用基板、記録ディスク用基板、太陽電池用基板、電子ペーパー用基板等の精密電子装置用基板、矩形ガラス基板、フィルＩム液晶用フレキシブル基板、有機ＥＬ用基板等の種々の基板を用いることができる。

この発明は、分散系塗布液を吐出するノズルを洗浄するノズル洗浄装置および当該ノズル洗浄装置を装備する塗布装置全般に適用することができる。

１…塗布装置
２…スリットノズル
２ａ…（ノズル）下端部
３…基板
２１…（ノズルの）吐出口
６２…洗浄ユニット（ノズル洗浄装置）
６６…洗浄槽
６７…液体槽
６８…超音波振動子
６６１…底壁
６６１ａ…（底壁の）山折部位
６６１ｂ，６６１ｃ…翼部位
６６４…洗浄槽下端部
６６５…貯留領域
６６５ａ…（貯留領域の）先端部位
６７２…冷却水（液体）
６８１…振動子駆動部
Ｂ…気泡
ＤＭ…分散材料
Ｘ…第１水平方向
Ｙ…第２水平方向

Claims (5)

1. ノズル下端部に設けられた第１水平方向に延びるスリット状の吐出口から分散系塗布液を吐出するノズルを洗浄するノズル洗浄装置であって、
   前記ノズル下端部を洗浄する洗浄液を貯留する貯留領域が設けられる洗浄槽下端部と、前記貯留領域で前記洗浄液を貯留しながら前記洗浄液中に前記ノズル下端部を浸漬可能とする開口部とを有する洗浄槽と、
   液体を貯留しながら前記液体中に前記洗浄槽下端部を浸漬させた状態で前記洗浄槽の下方に設けられる液体槽と、
   前記液体槽に貯留された前記液体中で超音波振動を発生させ、前記液体、前記洗浄槽下端部および前記洗浄液を介して前記ノズル下端部に超音波振動を与える超音波振動子と、を備え、
   前記洗浄槽下端部および前記貯留領域が、前記第１水平方向から見て、前記超音波振動子に向かって先細り形状に仕上げられ、
   前記貯留領域は、
   前記第１水平方向に延びる溝と、
   前記溝に対して前記第１水平方向と直交する第２水平方向の一方側に設けられて前記溝に向かって傾斜する第１貯留傾斜面と、
   前記溝に対して前記第２水平方向の他方側に設けられて前記溝に向かって傾斜する第２貯留傾斜面とを有し、
   前記分散系塗布液に含まれる前記洗浄液に対して不溶解性の固形物を前記第１貯留傾斜面および前記第２貯留傾斜面により前記溝に案内する
   ことを特徴とするノズル洗浄装置。
2. 請求項１に記載のノズル洗浄装置であって、
   前記ノズルの洗浄後に、前記第１水平方向の一方側より前記貯留領域をフレッシュな前記洗浄液を供給するとともに、前記第１水平方向の他方側より前記貯留領域から前記ノズルの洗浄に用いた前記洗浄液を排出することで、前記貯留領域をリンスするノズル洗浄装置。
3. 請求項１または２に記載のノズル洗浄装置であって、
   前記ノズルが、下方に向かって先細り形状に仕上げられ、前記吐出口に対して前記第２水平方向の一方側で前記ノズル下端部の下面に向かって傾斜する第１リップ面と、前記吐出口に対して前記第２水平方向の他方側で前記ノズル下端部の下面に向かって傾斜する第２リップ面と、を有するとき、
   前記洗浄槽は、前記溝が前記吐出口に対向し、前記第１貯留傾斜面が前記第１リップ面に対向し、前記第２貯留傾斜面が前記第２リップ面に対向するように、配置されるノズル洗浄装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載のノズル洗浄装置であって、
   前記溝が、前記第１水平方向から見て、弧状に仕上げられているノズル洗浄装置。
5. ノズル下端部に設けられた第１水平方向に延びるスリット状の吐出口から分散系塗布液をノズルから吐出して基板に前記分散系塗布液を塗布する塗布処理部と、
   前記ノズル洗浄する請求項１ないし４のいずれか一項に記載のノズル洗浄装置と、を備えることを特徴とする塗布装置。

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