JPWO2018135366A1

JPWO2018135366A1 - 塗布装置および気泡除去方法

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Inventors: 鵬搏李; 政次中谷; 賢司前田
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Abstract

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、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。【選択図】図１

Description

本発明は、塗布装置および気泡除去方法に関する。

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、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。

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。

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。
特開２００９−１３１７８８号公報特開２００７−２１９０４号公報

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。

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。

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。

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。

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。

図１は、塗布装置の構成を示す図である。図２Ａは、液垂れ検出部の近傍を示す図である。図２Ｂは、液垂れ検出部の近傍を示す図である。図２Ｃは、液垂れ検出部の近傍を示す図である。図３は、気泡除去処理の流れを示す図である。図４は、塗布装置の他の例を示す図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

上記塗布装置１では様々な変形が可能である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims

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、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、塗布装置。
前記制御部が、前記液垂下状態において、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、請求項１に記載の塗布装置。
前記塗布液排出部が、前記排出流路を流れる前記塗布液に含まれる気泡を検出する気泡検出部を有する、請求項１または２に記載の塗布装置。
前記液垂れ検出部が、前記塗布ヘッドに取り付けられる、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の塗布装置。
前記液垂れ検出部を前記塗布ヘッドに対して相対的に移動することにより、前記液垂れ検出部を前記吐出口に近接した位置に配置する移動機構をさらに備える、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の塗布装置。
前記液垂れ検出部が、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。
前記塗布液排出部が、前記塗布ヘッドに近接した位置にて前記排出流路を開閉する開閉部をさらに有し、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。
前記塗布液供給部が、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。
塗布装置における気泡除去方法であって、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。
前記排出流路を流れる前記塗布液に含まれる気泡を検出する工程と、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。
前記塗布液供給部が、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。