JPWO2018135365A1 - 塗布ヘッドおよび塗布装置 - Google Patents

Abstract

塗布ヘッドは、塗布液が充填される圧力室の一部を形成する本体部と、前記圧力室の他の一部を形成する接液膜と、前記接液膜を前記圧力室の内部に向けて撓ませることにより、前記圧力室に連続する吐出口から前記塗布液を吐出させる加圧部と、を備え、前記本体部が、前記接液膜が一定の状態における前記圧力室の容積を変更可能とする容積変更部を有する。好ましくは、前記加圧部が前記接液膜を撓ませる方向は、前記接液膜に直交する一方向を含み、前記容積変更部が、前記一方向において、前記接液膜に対向する対向部を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、塗布ヘッドおよび塗布装置に関する。

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、圧電素子を含む加圧部が接液膜を圧力室の内部に向けて撓ませることにより、当該塗布液に圧力が付与される。これにより、当該圧力室に連続する吐出口から塗布液が吐出される。

なお、特開２０１６−３９２号公報では、微量液体流出方法が開示されている。当該方法では、液体通路の容量可変通路部分を外側から加圧して、その内容積が減少する方向に収縮させることにより、当該容量可変通路部分内の液体が、下流側通路部分、上流側通路部分の双方に押し出される。このとき、これらの液体通路抵抗に応じて、下流側通路部分には微小量の液体が押し出されるため、微量液体が精度よく滴下される。
特開２０１６−３９２号公報

ところで、近年、塗布装置おいて用いられる塗布液の種類は、多様化している。一方、塗布液の粘度は、塗布液の種類により異なる。塗布液の粘度が高くなると、圧力損失が大きくなるため、塗布液が吐出口から適切に吐出されなくなる。加圧部が接液膜に生じさせる撓み量を大きくして、塗布液に付与する圧力を大きくすることも考えられるが、実際には、撓み量の増大にはある程度の限界がある。したがって、広範囲の粘度の塗布液を適切に吐出することが可能な新規な塗布ヘッドが求められている。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、広範囲の粘度の塗布液を適切に吐出することを目的としている。

本発明の例示的な塗布ヘッドは、塗布液が充填される圧力室の一部を形成する本体部と、前記圧力室の他の一部を形成する接液膜と、前記接液膜を前記圧力室の内部に向けて撓ませることにより、前記圧力室に連続する吐出口から前記塗布液を吐出させる加圧部と、を備え、前記本体部が、前記接液膜が一定の状態における前記圧力室の容積を変更可能とする容積変更部を有する。

本発明によれば、広範囲の粘度の塗布液を適切に吐出することができる。

図１は、第１の実施形態に係る塗布装置の構成を示す図である。 図２は、塗布ヘッドを示す断面図である。 図３は、塗布ヘッドを示す断面図である。 図４は、配管モデルを示す図である。 図５は、塗布ヘッドの他の例を示す断面図である。 図６は、塗布ヘッドを示す断面図である。 図７は、第２の実施形態に係る塗布ヘッドを示す断面図である。 図８は、塗布ヘッドを示す断面図である。 図９は、塗布ヘッドの他の例を示す断面図である。 図１０は、塗布ヘッドを示す断面図である。 図１１は、塗布ヘッドの他の例を示す断面図である。 図１２は、塗布ヘッドの一部を示す底面図である。 図１３は、塗布ヘッドの他の例を示す断面図である。 図１４は、塗布ヘッドの他の例を示す断面図である。 図１５は、塗布ヘッドの他の例を示す断面図である。

（第１の実施形態） 図１は、本発明の例示的な第１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。

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、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。

塗布液供給部４は、塗布ヘッド３における後述の圧力室３２（図２参照）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、他端は、塗布ヘッド３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、塗布ヘッド３よりも鉛直方向上方に配置される。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。例えば、塗布液タンク４１内の圧力は、大気圧よりも低い負圧に調整される。

図２は、塗布ヘッド３を示す断面図である。図２では、後述の吐出口３２１の中心線Ｃ１を含む面における塗布ヘッド３の断面を示している。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。本体部３１は、例えば金属等により形成される。本体部３１は、本体環状部３１１と、保持部３１２と、容積変更部３６と、を含む。本体環状部３１１は、中心線Ｃ１を中心とする環状の部材である。本体環状部３１１の内側面は、圧力室３２の側面を形成する。圧力室３２は、塗布ヘッド３の内部空間であり、例えば中心線Ｃ１を中心とする円柱状である。圧力室３２には、塗布液が充填される。圧力室３２の側面には、供給口３２２が設けられる。圧力室３２の底面には、吐出口３２１が設けられる。供給口３２２および吐出口３２１は、圧力室３２に連続する。保持部３１２および容積変更部３６の詳細については後述する。

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。塗布ヘッド３では、本体部３１により圧力室３２の一部が形成され、接液膜３４により圧力室３２の他の一部が形成される。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の本体環状部３１１に固定される。吐出口３２１および供給口３２２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。塗布ヘッド３では、圧力室３２内の塗布液に含まれる気泡を除去するための排出口等が、必要に応じて設けられてもよい。

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から塗布液が吐出される。図１の塗布ヘッド３において加圧部３５が接液膜３４を撓ませる方向は、撓んでいない状態の接液膜３４に直交する方向を含む。以下の説明では、接液膜３４に直交する方向を「膜法線方向」という。図２の塗布ヘッド３では、膜法線方向は、吐出口３２１の中心線Ｃ１に平行である。膜法線方向は、塗布液の吐出方向に一致する。

保持部３１２は、本体環状部３１１において接液膜３４とは反対側の面に取り付けられる。保持部３１２には、中心線Ｃ１を中心とする孔部３１３が形成される。孔部３１３の直径は、圧力室３２の直径よりも小さい。保持部３１２は、圧力室３２の底面の外縁部を形成する。保持部３１２は、例えば金属等により形成される。

容積変更部３６は、対向部３７１を含む。対向部３７１は、膜法線方向において接液膜３４に対向する。対向部３７１は、膜法線方向に移動可能な可動部３７２を含む。可動部３７２は、筒状部材３７３と、吐出板３７４と、を含む。筒状部材３７３および吐出板３７４は、例えば金属等により形成される。筒状部材３７３は、中心線Ｃ１を中心とする円筒状であり、膜法線方向に延びる。膜法線方向における筒状部材３７３の一方の端部３７５は、圧力室３２の内部側に配置される。以下、当該端部３７５を「内部側端部３７５」という。筒状部材３７３の他方の端部は、圧力室３２の外部側に配置される。以下、当該端部を「外部側端部」という。筒状部材３７３は、圧力室３２の内部から外部まで連続し、圧力室３２の内部と外部をつなぐ部材である。

筒状部材３７３は、保持部３１２により保持される。詳細には、孔部３１３の側面の全体、または、膜法線方向における当該側面の一部の範囲には、雌ねじが形成される。筒状部材３７３の外側面には、雄ねじが形成される。雄ねじは、例えば内部側端部３７５から外部側端部の近傍まで形成される。当該雄ねじは、当該雌ねじに対してねじ作用により嵌め合わされる。したがって、筒状部材３７３を中心線Ｃ１を中心とする一の回転方向に回転することにより、筒状部材３７３が、膜法線方向における接液膜３４側に移動する（後述の図３参照）。筒状部材３７３を他の回転方向に回転することにより、筒状部材３７３が膜法線方向における接液膜３４とは反対側に移動する。筒状部材３７３は、膜法線方向に移動可能な状態で、保持部３１２により保持される。図２の塗布ヘッド３では、例えば、シールテープを筒状部材３７３の外側面の雄ねじに巻いた状態で、当該雄ねじが雌ねじに嵌め合わされる。筒状部材３７３の外側面と孔部３１３の側面との間のシールテープの部位により、シール部材３３が構成される。

吐出板３７４は、既述の吐出口３２１が設けられる板状の部材である。吐出口３２１の直径は任意に決定されてよい。吐出板３７４は、中心線Ｃ１に垂直である。吐出板３７４は、内部側端部３７５に取り付けられ、圧力室３２の内部に配置される。吐出口３２１から吐出される塗布液は、筒状部材３７３内を通過して対象物９に向かう。圧力室３２の外部において、吐出口３２１の周囲が筒状部材３７３により囲まれていることにより、塗布液の吐出の際に、周囲の風の影響を抑制することが可能となる。なお、筒状部材３７３の内径は、十分に大きいため、原則として、筒状部材３７３内を通過する塗布液が、筒状部材３７３の内側面に付着することはない。筒状部材３７３の内側面は、筒状の面であるならば、円筒面以外であってもよい。また、内部側端部３７５から外部側端部に向かって、内側面の直径が漸次増大してもよい。

筒状部材３７３は、フランジ部３７６を含む。フランジ部３７６は、外部側端部に設けられ、圧力室３２の外部に配置される。外部側端部において、フランジ部３７６を含む部位は、ねじ頭と捉えることが可能である。図２の下側から中心線Ｃ１に沿ってフランジ部３７６を見た場合に、フランジ部３７６の端面には、例えば、中心線Ｃ１を中心とする十字状の溝が形成される。これにより、当該十字状の溝を利用して、筒状部材３７３を容易に回転することが可能である。フランジ部３７６の外形が、六角形等の多角形とされてもよい。この場合も、筒状部材３７３を容易に回転することが可能である。

図１の塗布装置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では、対象物９上に塗布する塗布液の粘度に合わせて、膜法線方向における可動部３７２の位置が変更される。例えば、同じ量の液滴を吐出する場合に、粘度が比較的低い塗布液を用いるときには、筒状部材３７３が、膜法線方向において接液膜３４から離れた図２に示す位置に配置される。粘度が比較的高い塗布液を用いるときには、筒状部材３７３が、膜法線方向において接液膜３４に近づいた図３に示す位置に配置される。図２および図３では、接液膜３４と吐出板３７４との間の距離を符号Ｌ１，Ｌ２を付す矢印にて示している。

圧力室３２の底面の中央部は、吐出板３７４である。既述のように、吐出板３７４は、筒状部材３７３と共に膜法線方向に移動する。したがって、接液膜３４が一定の状態である、例えば、圧電素子３５１に駆動電圧を供給していない場合に、膜法線方向における筒状部材３７３の位置に応じて、圧力室３２の容積が変化する。具体的には、筒状部材３７３が接液膜３４に近づくに従って、圧力室３２の容積が小さくなる。加圧部３５により生じる接液膜３４の撓み量が一定である場合、圧力室３２の容積が小さいほど、加圧部３５による当該容積の変化率が大きくなり、圧力室３２内の塗布液に付与される圧力が大きくなる。よって、粘度が高い塗布液であっても、圧力室３２の容積を小さくすることにより、当該塗布液を吐出口３２１から適切に吐出することが可能となる。筒状部材３７３の可動距離は、例えば数百μｍ〜数ｍｍである。塗布ヘッド３では、圧力室３２の容積を、例えば最大容積の１０％まで小さくすることが可能である。

塗布ヘッド３の使用の一例では、実験等を行うことにより、塗布液の粘度および液滴の量と、膜法線方向における筒状部材３７３の位置との関係が予め取得される。実際に用いる塗布液の粘度および液滴の所望量から、膜法線方向において筒状部材３７３を配置すべき位置が特定される。そして、塗布ヘッド３において筒状部材３７３が当該位置に配置され、対象物９上への塗布液の塗布が行われる。

ここで、容積変更部を省略した、すなわち、圧力室の容積が一定である比較例の塗布ヘッドを想定する。比較例の塗布ヘッドでは、例えば、圧力室の容積を比較的小さく作製することにより、粘度が高い塗布液が吐出可能となる。一方、粘度が低い塗布液を吐出する際に、圧力室内の塗布液に付与される圧力が過度に高くなってしまい、当該塗布液の液滴を適切に吐出することができない。なお、圧電素子が接液膜に生じさせることが可能な最大撓み量は、例えば数μｍ〜十数μｍであるため、接液膜の撓み量の調整のみにより、粘度が高い塗布液および粘度が低い塗布液の双方を適切に吐出することは困難である。

これに対し、塗布ヘッド３では、接液膜３４が一定の状態における圧力室３２の容積が、容積変更部３６により変更可能である。これにより、広範囲の粘度の塗布液を適切に吐出することができる。例えば、塗布ヘッド３では、１００ミリパスカル秒（ｍＰａ・ｓ）以上３０万ｍＰａ・ｓ以下の粘度範囲の塗布液を適切に吐出することが可能である。

ところで、図４に示す配管モデルを考えた場合に、入口側の圧力Ｐ１と出口側の圧力Ｐ２との差、すなわち、圧力損失は、一般的に数１により表される。数１において、μは粘性係数（粘度）［Ｐａ・ｓ］、Ｌは管長さ［ｍ］、Ｖは流量［ｍ３／ｓ］、Ｄは管内径［ｍ］である。

（数１） Ｐ１−Ｐ２＝１２８μＬＶ／πＤ４

数１より、管内径Ｄが圧力損失に大きな影響を及ぼすことが判る。図２の塗布ヘッド３では、接液膜３４および吐出口３２１が、図４の配管モデルにおける入口側および出口側にそれぞれ対応する。圧力室３２の容積を小さくする場合に、仮に、圧力室３２の直径を小さくするときには、圧力損失が大きくなってしまう。したがって、塗布ヘッドにおける塗布液の吐出に係るエネルギー効率が低くなる。また、圧力損失が大きい場合、圧力室内の塗布液に付与される圧力によっては塗布液が吐出できない恐れがある。

これに対し、塗布ヘッド３では、圧力室３２の容積を小さくする場合に、圧力室３２の直径を変更することなく、管長さＬに相当する圧力室３２の長さが小さくされる。具体的には、吐出口３２１が設けられた可動部３７２を、膜法線方向の接液膜３４側に移動して、接液膜３４と吐出口３２１との間の距離が小さくされる。その結果、接液膜３４と吐出口３２１との間の圧力損失を低減することができ、塗布液をより確実に吐出することができる。また、塗布ヘッド３における塗布液の吐出に係るエネルギー効率を高くすることが可能となり、塗布ヘッド３における発熱も抑制することができる。

筒状部材３７３を移動する塗布ヘッド３では、複雑な構造を採用することなく、圧力室３２の容積の大幅な変更を容易に行うことができる。その結果、吐出可能な塗布液の粘度の範囲を大きくすることができる。また、塗布ヘッド３の構造を簡素化して、塗布ヘッド３の小型化を容易に実現することができる。孔部３１３の側面および筒状部材３７３の外側面に雌ねじおよび雄ねじを形成することより、筒状部材３７３を膜法線方向に容易に移動することができる。塗布ヘッド３の設計によっては、上記雌ねじおよび雄ねじが省略され、筒状部材３７３が保持部３１２の孔部３１３に圧入されてもよい。後述の図５および図６の塗布ヘッド３において同様である。

なお、塗布ヘッド３において、圧力室３２の容積を変更する際には、圧力室３２内に塗布液が充填されていない状態で筒状部材３７３を膜法線方向に移動することが好ましい。これにより、接液膜３４に過度に大きい圧力が作用して、接液膜３４が損傷すること等が防止される。塗布液の種類を変更する際には、好ましくは、可動部３７２が保持部３１２から取り外され、塗布ヘッド３の内部の洗浄が行われる。また、シール部材３３を剥がし、新たなシール部材３３となるシールテープが筒状部材３７３に巻き直された上で、筒状部材３７３が保持部３１２に嵌め込まれる。

塗布ヘッド３において、保持部３１２の厚さが、筒状部材３７３の可動距離よりも大きくされてもよい。これにより、可動部３７２を保持部３１２から取り外すことなく圧力室３２の容積を変更する際に、筒状部材３７３の外側面において塗布液が付着した部位が、外部に露出することが防止される。周囲の温度により塗布液の粘度が僅かに変動する場合等には、加圧部３５が接液膜３４に生じさせる撓み量を僅かに変更することにより、塗布液の吐出量が調整されてもよい。

図５および図６は、塗布ヘッド３の他の例を示す断面図であり、図２および図３にそれぞれ対応する。図５および図６の塗布ヘッド３では、図２および図３の塗布ヘッド３に対し、補助部材３７８が追加される。他の構成は、図２および図３と同じであり、同じ構成に同じ符号を付す。

補助部材３７８は、中心線Ｃ１を中心とする環状の部材であり、対向部３７１に含まれる。補助部材３７８の内側面には、例えば、雌ねじが形成される。筒状部材３７３は、補助部材３７８および保持部３１２の孔部３１３の双方に挿入される。筒状部材３７３が、孔部３１３に対して締め付けられることにより、補助部材３７８が、フランジ部３７６と保持部３１２との間において両者に接触する。

塗布ヘッド３では、筒状部材３７３を配置すべき位置に応じて、使用する補助部材３７８の長さが変更される。詳細には、筒状部材３７３の複数通りの位置に合わせて、長さが異なる複数の補助部材３７８が予め準備される。塗布装置１において用いられる塗布液が決定されると、当該塗布液の粘度等に応じて、膜法線方向において筒状部材３７３を配置すべき位置が特定される。当該位置に対応する１つの補助部材３７８が選択され、当該補助部材３７８に筒状部材３７３が挿入される。筒状部材３７３は、保持部３１２の孔部３１３にさらに挿入される。そして、補助部材３７８が、フランジ部３７６および保持部３１２の双方に接触するまで、筒状部材３７３が締め付けられる。これにより、筒状部材３７３の端部に取り付けられた吐出板３７４と接液膜３４との間の距離を精度よく管理して、圧力室３２の容積を精度よく調整することができる。補助部材３７８の内側面の雌ねじは、必要に応じて省略されてもよい。

（第２の実施形態） 図７および図８は、本発明の例示的な第２の実施形態に係る塗布ヘッド３ａを示す断面図である。図７および図８の塗布ヘッド３ａでは、図２および図３の対向部３７１に代えて、交換可能な対向部３８１ａ，３８１ｂが設けられる。また、保持部３１２が省略され、シール部材３３ａの構造が図２および図３のシール部材３３と異なる。他の構成は、図２および図３と同じであり、同じ構成に同じ符号を付す。

図７および図８に示す対向部３８１ａ，３８１ｂは、膜法線方向において接液膜３４に対向する。図７に示す対向部３８１ａおよび図８に示す対向部３８１ｂのそれぞれは、板状部３８２と、筒状突出部３８３と、を含む。板状部３８２は、中心線Ｃ１を中心とする円板状であり、中心線Ｃ１に対して垂直に広がる。板状部３８２には、吐出口３２１が設けられる。筒状突出部３８３は、板状部３８２における接液膜３４に対向する主面に設けられる。筒状突出部３８３は、中心線Ｃ１を中心とする筒状である。筒状突出部３８３は、本体環状部３１１の内側面に圧入され、本体環状部３１１に対して固定される。本体環状部３１１の内側面には、環状凹部が形成される。当該環状凹部には、Ｏリング等のシール部材３３ａが設けられる。

対向部３８１ａ，３８１ｂでは、膜法線方向における筒状突出部３８３の長さが異なる。筒状突出部３８３の肉厚は、同じである。好ましくは、図７および図８に示す対向部３８１ａ，３８１ｂ以外に、筒状突出部３８３の長さが異なる他の対向部が準備される。塗布装置１では、対象物９上に塗布する塗布液の粘度等に合わせて、複数の対向部３８１ａ，３８１ｂから１つの対向部が選択される。例えば、粘度が比較的低い塗布液を用いる際には、筒状突出部３８３の長さが短い対向部、例えば、図７の対向部３８１ａが選択される。粘度が比較的高い塗布液を用いる際には、筒状突出部３８３の長さが長い対向部、例えば、図８の対向部３８１ｂが選択される。図８の対向部３８１ｂを選択する場合における圧力室３２の容積は、図７の対向部３８１ａを選択する場合に比べて小さくなる。

以上のように、塗布ヘッド３ａでは、対向部が、他の対向部と交換可能であり、当該対向部が本体部３１に用いられた場合における圧力室３２の容積が、当該他の対向部が本体部３１に用いられた場合における圧力室３２の容積と異なる。すなわち、塗布ヘッド３ａの容積変更部３６では、対向部の交換により、接液膜３４が一定の状態における圧力室３２の容積が変更可能である。これにより、広範囲の粘度の塗布液を適切に吐出することが実現される。

図９および図１０は、塗布ヘッド３ａの他の例を示す図である。図９および図１０に示す対向部３８１ｃ，３８１ｄの板状部３８２では、図７および図８の対向部３８１ａ，３８１ｂにおける吐出口３２１に代えて、孔部３８４が形成される。孔部３８４の直径は、後述の吐出板３８５に設けられる吐出口３２１に比べて十分に大きい。また、筒状突出部３８３の内側面は、孔部３８４の内側面に連続して、中心線Ｃ１に平行に延びる。筒状突出部３８３における接液膜３４側の端部には、吐出板３８５が取り付けられる。吐出板３８５は、中心線Ｃ１に垂直であり、中央に吐出口３２１が設けられる。吐出板３８５は、圧力室３２の内部に配置される。

複数の対向部３８１ｃ，３８１ｄでは、膜法線方向における筒状突出部３８３の長さが互いに異なる。したがって、一の対向部が本体部３１に用いられた場合における圧力室３２の容積が、他の対向部が本体部３１に用いられた場合における圧力室３２の容積と異なる。これにより、広範囲の粘度の塗布液を適切に吐出することが可能となる。

また、一の対向部および他の対向部のそれぞれが、吐出口３２１を含み、当該一の対向部が本体部３１に用いられた場合における接液膜３４と吐出口３２１との間の距離が、当該他の対向部が本体部３１に用いられた場合における当該距離と異なる。詳細には、一の対向部の使用時における圧力室３２の容積が、他の対向部の使用時よりも小さくなる場合に、当該一の対向部の使用時における接液膜３４と吐出口３２１との間の距離も、当該他の対向部の使用時よりも小さくなる。これにより、対向部の交換により圧力室３２の容積を小さくする際に、接液膜３４と吐出口３２１との間の圧力損失も低減することができる。

上記塗布ヘッド３，３ａおよび塗布装置１では様々な変形が可能である。

可動部３７２を含む塗布ヘッド３において、吐出口３２１の位置が、本体環状部３１１に対して固定されてもよい。例えば、図１１に示す塗布ヘッド３では、本体環状部３１１に固定された保持部３１２に、吐出口３２１が設けられる。可動部３７２は、複数のねじ３７９を含む。図１１の下側から保持部３１２を見た様子を示す図１２のように、保持部３１２には、複数のねじ孔３１４が設けられ、複数のねじ３７９は、複数のねじ孔３１４にそれぞれねじ作用により嵌め合わされる。複数のねじ３７９の端部は、圧力室３２内に配置される。図１１に示す塗布ヘッド３では、複数のねじ３７９が膜法線方向に移動可能である。複数のねじ３７９において、圧力室３２内に配置される部位の長さを変更することにより、圧力室３２の容積を容易に変更することができる。

図１３に示すように、吐出板３７４が、筒状部材３７３の内側面上、すなわち、筒状部材３７３の内方に取り付けられてもよい。この場合も、圧力室３２の容積を小さくする場合に、接液膜３４と吐出板３７４との間の距離も小さくして、接液膜３４と吐出口３２１との間の圧力損失を低減することができる。また、塗布液の吐出において、周囲の風の影響を抑制することができる。

図２および図３の塗布ヘッド３において、図７および図８のシール部材３３ａと同様のシール部材が設けられてもよい。例えば、図１４に示す塗布ヘッド３では、対向部３７１の筒状部材３７３と本体環状部３１１との間に、Ｏリング等のシール部材３３ａが設けられる。図１５に示す塗布ヘッド３では、筒状部材３７３と保持部３１２との間にシール部材３３ａが設けられる。また、上述の図１１の塗布ヘッド３では、対向部３７１に含まれるねじ３７９と、ねじ孔３１４の側面との間に、シールテープにより形成されるシール部材３３が設けられる。既述のように、図７ないし図１０の塗布ヘッド３ａでは、対向部３８１ａ〜３８１ｄと本体環状部３１１との間にシール部材３３ａが設けられる。以上のように、塗布ヘッド３，３ａでは、対向部３７１，３８１ａ〜３８１ｄと、本体部３１における対向部３７１，３８１ａ〜３８１ｄ以外の部位との間に、塗布液の通過を防止するシール部材３３，３３ａが設けられる。これにより、塗布液の漏れを抑制することができる。

塗布ヘッド３，３ａの設計によっては、容積変更部３６が圧力室３２の側面に設けられてもよい。例えば、圧力室３２の側面から内部に突出するねじが設けられ、当該ねじにおいて圧力室３２内に配置される部位の長さを変更することにより、圧力室３２の容積が変更される。また、本体部３１の形状等によっては、圧力室３２の底面以外の位置、例えば、圧力室３２の側面に吐出口３２１が設けられてもよい。

塗布装置１において、ステージ２１が固定され、塗布ヘッド３が移動機構により移動されてもよい。すなわち、移動機構は、塗布液が塗布される対象物９を塗布ヘッド３に対して相対的に移動すればよい。

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。

本発明に係る塗布ヘッドおよび塗布装置は、様々な用途に利用することができる。

１ 塗布装置
２ 移動機構
３，３ａ 塗布ヘッド
４ 塗布液供給部
９ 対象物
３１ 本体部
３２ 圧力室
３３，３３ａ シール部材
３４ 接液膜
３５ 加圧部
３６ 容積変更部
３１２ 保持部
３１３ （保持部の）孔部
３２１ 吐出口
３７１，３８１ａ〜３８１ｄ 対向部
３７２ 可動部
３７３ 筒状部材
３７４ 吐出板
３７５ 内部側端部
３７６ フランジ部
３７８ 補助部材

Claims (11)

1. 塗布液が充填される圧力室の一部を形成する本体部と、 前記圧力室の他の一部を形成する接液膜と、 前記接液膜を前記圧力室の内部に向けて撓ませることにより、前記圧力室に連続する吐出口から前記塗布液を吐出させる加圧部と、を備え、 前記本体部が、前記接液膜が一定の状態における前記圧力室の容積を変更可能とする容積変更部を有する、塗布ヘッド。
2. 前記加圧部が前記接液膜を撓ませる方向は、前記接液膜に直交する一方向を含み、 前記容積変更部が、前記一方向において、前記接液膜に対向する対向部を有する、請求項１に記載の塗布ヘッド。
3. 前記対向部が、前記一方向に移動可能な可動部を有する、請求項２に記載の塗布ヘッド。
4. 前記吐出口が前記可動部に設けられる、請求項３に記載の塗布ヘッド。
5. 前記可動部が、 前記一方向に延び、前記圧力室の内部と外部をつなぐ筒状部材と、 前記吐出口が設けられる板状であり、前記一方向における前記筒状部材の内部側端部、または、前記筒状部材の内方に取り付けられる吐出板と、を有し、 前記本体部が、孔部が形成された保持部をさらに有し、 前記筒状部材が前記保持部に保持される、請求項３または４に記載の塗布ヘッド。
6. 前記孔部の側面に雌ねじが形成され、前記筒状部材の外側面に雄ねじが形成される、請求項５に記載の塗布ヘッド。
7. 前記筒状部材が、前記圧力室の外部に配置されるフランジ部を有し、 前記対向部が、前記筒状部材が挿入される環状の補助部材をさらに有し、 前記補助部材が、前記フランジ部と前記保持部との間において両者に接触する、請求項５または６に記載の塗布ヘッド。
8. 前記対向部が、他の対向部と交換可能であり、 前記対向部が前記本体部に用いられた場合における前記圧力室の容積が、前記他の対向部が前記本体部に用いられた場合における前記圧力室の容積と異なる、請求項２に記載の塗布ヘッド。
9. 前記対向部および前記他の対向部のそれぞれが、吐出口を含み、 前記対向部が前記本体部に用いられた場合における前記接液膜と前記吐出口との間の距離が、前記他の対向部が前記本体部に用いられた場合における前記距離と異なる、請求項８に記載の塗布ヘッド。
10. 前記対向部と、前記本体部の他の部位との間に、前記塗布液の通過を防止するシール部材が設けられる、請求項２ないし９のいずれか１つに記載の塗布ヘッド。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の塗布ヘッドと、 前記塗布ヘッドの前記圧力室に前記塗布液を供給する塗布液供給部と、 前記塗布液が塗布される対象物を前記塗布ヘッドに対して相対的に移動する移動機構と、を備える、塗布装置。

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