KR100757635B1 - 잉크젯 도포 장치 및 잉크젯 헤드의 클리닝 방법 - Google Patents

잉크젯 도포 장치 및 잉크젯 헤드의 클리닝 방법 Download PDF

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Abstract

기판(W)에 용액을 잉크젯 방식에 의해서 분사 도포하는 복수의 노즐을 가진 헤드(9)를 구비한 잉크젯 도포장치(10)에 있어서, 흡수성을 가진 띠모양의 와이핑 크로스(12)와, 와이핑 크로스(12)를 잉크젯 헤드(9)의 노즐면(20)의 앞면에 풀어내는 풀어내기 기구(16)와, 와이핑 크로스(12)를 노즐면(20)에 압착하는 로울러(43)를 가진 것이다.

Description

잉크젯 도포 장치 및 잉크젯 헤드의 클리닝 방법{INKJET COATING APPARATUS AND CLEANING METHOD OF INKJET HEAD}
도 1은 클리닝 장치를 생략한 잉크젯 헤드 도포장치를 나타내는 정면도이다.
도 2는 클리닝 장치를 생략한 잉크젯 헤드 도포장치를 나타내는 측면도이다.
도 3은 잉크젯 헤드의 횡단면도이다.
도 4는 잉크젯 헤드의 하면도이다.
도 5는 잉크젯 헤드의 노즐면 클리닝 장치를 나타내는 모식도로서, (A)는 캐리지의 대기 위치를 나타내고, (B)는 캐리지의 닦아내기행정 끝단위치를 나타낸다.
도 6은 잉크젯 헤드의 노즐면 클리닝 장치의 좌측면을 모식적으로 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 베이스 2 : 다리
3 : 부착판 4 : 가이드 레일
5 : 반송 테이블 6 : 슬라이드 부재
7 : 지지체 8 : 부착부재
9 : 헤드 10 : 잉크젯 도포장치
11 : 지지판 12 : 와이핑 크로스
14 : 공급 릴 15 : 권취 릴
17, 18 : 구동 모터 20 : 노즐면
22, 23 : 히스테리시스 클러치 26 : 구동수단
30, 31 : 풀리 32 : 타이밍 벨트
33 : 구동 모터 51 : 헤드 본체
52 : 개구부 53 : 가요판
54 : 노즐 플레이트 55 : 액체실
57 : 공급구멍 59 : 회수구멍
W : 기판
본 발명은, 잉크젯 헤드의 노즐면을 청소하는 잉크젯 헤드의 노즐면의 클리닝 장치를 가진 잉크젯 헤드 도포장치 및 잉크젯 헤드의 클리닝 방법에 관한 것이다.
종래의 잉크젯 헤드 방식에 의해 기판의 표면에 레지스트나 배향막 등의 기능성 박막을 형성하는 용액을 도포하는 잉크젯 헤드의 노즐면을 청정하게 하는 기술로는, 실리콘 고무 등으로 이루어진 탄성체 블레이드를 잉크젯 헤드의 노즐면에 밀어붙이면서 잉여의 도포액을 긁어내는 것 등이 있다.
또한, 일본 특허공개 평6-115083호 공보(특허문헌 1)에는, 탄성 블레이드 자 체에 에어 흡인용 관통구멍을 형성하고, 탄성 블레이드에 부착된 잉여의 잉크를 흡인펌프에 의해 흡인하는 것이 개시되어 있다.
종래의 기술에는 아래의 문제점이 있다.
상술한 탄성체 블레이드를 이용하게 되면, 잉크젯 헤드의 노즐면과 탄성체 블레이드와의 마찰에 의해서 탄성체 블레이드가 깎여서, 탄성체가루가 발생할 우려가 있다. 발생한 탄성체가루가, 노즐에 침입하거나, 노즐면에 부착하면, 이것이 용액에 혼입하여, 기판에 형성되는 기능성 박막의 품질을 손상시키는 경우가 있다.
또한, 탄성체 블레이드의 열화 등에 의해 긁어서 닦는 것이 불완전해질 경우가 있다. 또한, 탄성체 블레이드 자체에 부착된 잉여의 도포액을 제거하기 어렵고, 긁어 닦아낸 잉여액을 다시 잉크젯 헤드의 노즐면에 부착시켜 버리는 경우가 있다.
후자의 것으로는, 잉여의 도포액의 흡인 효과를 충분히 얻을 수 없다.
본 발명의 과제는, 잉크젯 헤드의 노즐면의 잉여의 토출액의 닦아내는 성능을 향상시키고, 용액의 도포 품질을 향상시키는 것이다.
본 발명은, 기판에 용액을 잉크젯 방식에 의해서 분사 도포하는 복수의 노즐을 가진 헤드를 구비한 잉크젯 도포장치에 있어서, 흡수성의 청소체와, 청소체를 헤드의 노즐면에 밀어붙이는 누름기구를 가진 것이다.
또한, 본 발명은, 기판에 용액을 잉크젯 방식에 의해서 분사 도포하는 복수의 노즐을 가진 헤드를 청소하는 잉크젯 헤드의 클리닝 방법에 있어서, 흡수성의 청소체를 헤드의 노즐면에 밀어붙임으로써 헤드의 노즐면을 청소하는 것이다.
본 발명에 의하면, 종래 기술의 탄성체 블레이드에 의한 긁어닦음과는 달리, 흡수성을 가지는 청소체를 헤드의 노즐면에 밀어붙여 잉여의 도포 용액을 빨아내는 것이기 때문에, 헤드와 노즐면의 사이에서 마찰을 크게 없앨 수 있으며, 노즐면의 닦아내는 성능이 향상하여, 용액의 도포 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1로부터 도 6에 나타내는 잉크젯 도포장치(10)는, 대략 직육면체형상의 베이스(1)를 가진다. 이 베이스(1)의 아랫면의 소정 위치에는 각각 다리(2)가 설치되어 있으며, 상기 베이스(1)를 수평으로 지지하고 있다.
상기 베이스(1)의 윗면에는 부착판(3)이 설치되어 있다. 부착판(3)에는 길이 방향을 따라서 각각 가이드 레일(4)이 설치되어 있다. 이들 가이드 레일(4)의 윗면측에는, 대략 사각판 형상의 반송 테이블(5)이, 그 아랫면 양측에 각각 평행하게 설치된 슬라이드 부재(6)에 의해서, 슬라이드 가능하게 지지되어 있다.
상기 반송 테이블(5)에는 도시하지 않은 구동장치가 접속되어 있으며, 이 구동장치를 작동하는 것에 의해서, 상기 반송 테이블(5)이 상기 가이드 레일(4)을 따라서 이동할 수 있도록 되어 있다.
상기 반송 테이블(5)의 윗면에는 정전(靜電)척이나 흡인척 등의 유지수단에 의해서 유리 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 기판(W)이 붙이고 떼기 가능하도록 유지된다. 즉, 기판(W)은 상기 반송 테이블(5)의 윗면에 유지됨으로써, 상기 베이스(1)의 길이 방향을 따라서 반송되도록 되어 있다.
상기 베이스(1)의 길이 방향 중도에는 상기 한 쌍의 가이드 레일(4)을 가로지드록 문형상의 지지체(7)가 세워 설치되어 있다. 이 지지체(7)의 아래쪽에는 각 기둥으로 이루어지는 부착부재(8)가 수평으로 가설되어 있으며, 이 부착부재(8)의 앞면에는 복수개, 이 실시예에서는 6개의 잉크젯 방식의 헤드(9)가 상기 기판(W)의 반송 방향과 직교하는 폭방향으로 나란히 설치되어 있다. 이들 복수의 헤드(9)가 이루는 길이 치수는, 기판(W)의 폭치수와 거의 같거나 혹은 약간 길게 설정되어 있으며, 반송되는 기판(W)의 전체가 상기 헤드(9)의 아래쪽을 통과하도록 되어 있다.
여기서, 도 3과 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 각 헤드(9)는 헤드 본체(51)를 구비하고 있다. 헤드 본체(51)는 윗면쪽으로부터 아랫면쪽으로 연이어 통하는 개구부(52)를 가지고 있으며, 그 아랫면 개구는 가요판(可撓板:53)에 의해서 폐쇄되어 있다. 상기 가요판(53)은 노즐 플레이트(54)에 의해서 덮여 있으며, 그에 의하여, 상기 헤드 본체(51)의 아랫면쪽에는 가요판(53)과 노즐 플레이트(54)의 사이에 복수의 액체실(55)이 형성되어 있다.
액체실(55)은, 노즐 플레이트(54)내에 형성된 메인관(54A)에 각각 도시하지 않은 분기관을 거쳐서 연이어 통하며, 메인관(54A)으로부터 분기관을 통하여 용액이 공급된다. 메인관(54A)은, 한 끝단이 후술하는 공급구멍(57)에 접속되고, 다른 끝단이 후술하는 회수구멍(59)에 접속된다.
상기 헤드 본체(51)의 길이 방향 한 끝단부에는 상기 액체실(55)로 연이어 통하는 공급구멍(57)이 형성되어 있다.
이 공급구멍(57)으로부터는, 상기 액체실(55)로 예를 들면 배향막이나 레지 스트 등의 기능성 박막을 형성하는 용액이 공급된다. 그에 따라, 상기 액체실(55)내에는 용액으로 채워지도록 되어 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 노즐 플레이트(54)에는, 헤드 본체(51)의 길이 방향과 직교하는 폭방향의 거의 중심부, 즉 기판(W)의 반송 방향과 직교하는 방향을 따라서 복수의 노즐(56)이 지그재그 형상으로 뚫려 형성되고, 노즐 플레이트(54)의 아랫면은 평탄한 형상을 이루며, 복수의 노즐(56)이 개구된 노즐면(20)을 형성하고 있다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 가요판(53)의 윗면에는, 상기 각 노즐(56)에 대향 위치하여 압전소자(58)가 각각 고정부착되어 있다.
또한, 액체실(55)도, 각 노즐(56)에 각각 1대 1로 대응하여 설치된다.
각 압전소자(58)에는 상기 개구부(52)내에 설치된 구동부(60)를 통하여 구동 전압이 공급된다. 그에 따라, 구동된 압전소자(58)와 대응하는 노즐(56)로부터 용액을 토출시켜, 반송되는 기판(W)의 윗면에 용액을 분사도포할 수 있도록 되어 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 헤드 본체(51)의 길이 방향의 다른 끝단부에는 상기 액체실(55)로 연이어 통하는 회수구멍(59)이 형성되어 있다. 이 회수구멍(59)으로부터는 상기 액체실(55)에 공급된 용액이 회수된다. 즉, 상기 각 헤드(9)는 상기 액체실(55)에 공급된 용액을 각 노즐(56)로부터 분사시킬 뿐만 아니라, 상기 액체실(55)내를 순환시켜 상기 회수구멍(59)으로부터 회수할 수 있도록 되어 있다.
잉크젯 도포장치(10)는, 도 5, 도 6에 나타낸 바와 같이, 잉크젯 헤드의 노즐면 클리닝 장치(19)를 가진다. 노즐면 클리닝 장치(19)는, 이하에 설명하는 바와 같이, 상기 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)에 부착한 용액을 닦아내는 띠형상의 와이핑 크로스(청소체)(12)를 반송하는 반송기구(13)와, 와이핑 크로스(12)를 헤드(9)의 노즐면(20)에 밀어붙이는 누름기구(41)를 가진다.
[반송기구(13)]
띠모양의 와이핑 크로스(청소체)(12)의 반송기구(13)는, 와이핑 크로스(12)를 풀어보내는 공급 릴(14)과, 와이핑 크로스(12)를 권취하는 권취 릴(15)과, 공급 릴(14)과 권취 릴(15)의 사이에 걸쳐진 와이핑 크로스(12)를 상기 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)의 대향 위치로 풀어보내는 풀어내기기구(16)를 구비하여 이루어진다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 지지체(7)의 부착부재(8)상의 앞면에는, 상기 복수(본 실시예에서는 6개)의 잉크젯 헤드(9)가 기판(W)과 직교하는 폭방향으로 나란히 설치되며, 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)의 높이는 동일하고, 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)은 동일한 수평면상에 위치한다.
도 5, 도 6에 나타낸 바와 같이, 복수의 헤드(9)의 폭방향의 한쪽(도면중 좌측)에는, 한 쌍의 릴(14, 15)이 상하 방향으로 간격을 두고 설치된다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 릴(14, 15)은 상기 문형상의 지지체(7)의 한쪽의 칼럼(7A)의 앞면에 부착된 지지판(11)위에 설치되고, 한 쌍의 릴(14, 15)의 회전의 중심축은 기판(W)의 반송 방향으로 평행하게 배치되어 있다. 아래쪽부의 릴[공급 릴 (14)]에는 로울형상의 와이핑 크로스(12)의 시작 끝단부가 고정장착되고, 위쪽의 릴[권취 릴(15)]에는 상기 로울형상의 와이핑 크로스(12)의 마침 끝단부가 고정장착된다. 와이핑 크로스(12)는 먼지발생율이 낮고 흡수성을 가진 띠모양의 부재, 예를 들면, 폴리에스테르 섬유로 이루어진다.
아래쪽의 공급 릴(14)과 위쪽의 권취 릴(15)은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 각각 구동 모터(17, 18)을 가지며, 공급 릴(14)과 구동 모터(17)의 사이 및 권취 릴(15)과 구동 모터(18)의 사이에는, 각각 히스테리시스 클러치(22, 23)가 끼워져 장착되고, 구동 모터(17, 18)의 토크가 히스테리시스 클러치(22, 23)를 통하여 전달된다. 공급 릴(14)과 권취 릴(15)은 상기 헤드(9)의 전방쪽(도 5의 지면 위쪽)에서 보아, 각각 반시계방향으로 회전하고, 이 회전에 의해 공급 릴(14)은 와이핑 크로스(12)를 풀어내고, 권취 릴(15)은 와이핑 크로스(12)를 권취한다.
한편, 공급 릴(14)을 2개 지지체(11)에 부착하여, 한쪽의 공급 릴(14)의 와이핑 크로스(12)를 전부 사용했을 때에 사용하지 않은 다른쪽의 공급 릴(14)로 자동적으로 전환하는 것도 가능하다. 마찬가지로, 권취 릴(15)을 2개 지지체(11)에 부착하여, 한쪽의 권취 릴(15)의 와이핑 크로스(12)가 가득 찼을 때에 비어 있는 다른쪽의 권취 릴(15)로 자동적으로 전환하는 것도 가능하다.
이렇게 구성하면, 교환후의 새로운 공급 릴(14)로부터 와이핑 크로스(12)의 공급을 시작한 후에, 와이핑 크로스(12)를 전부 사용한 공급 릴(14) 및 와이핑 크로스(12)가 가득찬 권취 릴(15)을 사용하지 않은 공급 릴(14) 및 비어 있는 권취 릴(15)로 교환할 수 있으므로, 와이핑 크로스(12)에 의한 헤드(9)의 청소를 중단하 지 않고 공급 릴(14) 및 권취 릴(15)의 교환을 실시할 수 있다.
공급 릴(14)로부터 권취 릴(15)에 이르는 와이핑 크로스(12)의 반송 경로에는, 풀어내기 로울러(24), 후술하는 가이드 로울러(36) 및 안내 로울러(40)가 설치되고, 와이핑 크로스(12)는 이들 로울러(24, 36, 40)에 걸려 돌려져 공급 릴(14)로부터 권취 릴(15)로 반송된다.
풀어내기 로울러(24)에는, 핀치 로울러(25)가 함께 설치되고, 풀어내기 로울러(24)와 핀치 로울러(25)의 사이에 와이핑 크로스(12)가 끼워진다. 풀어내기 로울러(24)는 구동 모터(도시하지 않음)를 가지며, 공급 릴(14)로부터 와이핑 크로스(12)를 풀어내고, 핀치 로울러(25)는 구동 슬립을 방지한다. 다만, 이 풀어내기 로울러(24)와 핀치 로울러(25) 대신에, 구동 모터를 구비하지 않은 단순한 안내 로울러를 설치하기만 해도 좋다.
상기의 복수의 헤드(9)의 위쪽에는, 상기 와이핑 크로스(12)를 상기 공급 릴(14)로부터 상기 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)과 대향하는 앞면으로 계속 풀어내는 상기 풀어내기 기구(16)가 설치되어 있다.
풀어내기 기구(16)는, 캐리지(35)와, 이 캐리지(35)를 기판(W)의 반송 방향과 직교하는 폭방향으로 전진 후퇴시키는 구동수단(26)을 가진다.
구동수단(26)은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 부착부재(8)의 앞면에 나란히 설치된 헤드(9)의 위쪽에 폭방향으로 이격하여 고정된 2개의 풀리(30, 31)와, 2개의 풀리(30, 31)의 사이에 감겨 돌려진 타이밍 벨트(32)와, 우측 풀리(30)의 구동 모터(33)를 가지며 이루어진다. 구동 모터(33)는 정회전(반시계방향)과 역회전 (시계 방향)의 전환이 가능하다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 부착부재(8)에 부착된 상기 헤드(9)의 위쪽 위치에, 기초대(37)가 부착되어 있다. 이 기초대(37) 위에는, 상술의 2개의 풀리(30, 31) 및 구동 모터(33)가 부착된다. 또한, 기초대(37)의 앞면에는, 한 개의 레일로 이루어진 직선 가이드(34)가, 상기 타이밍 벨트(32)의 아래쪽에 상기 타이밍 벨트(32)와 평행하게 설치된다. 상기 직선 가이드(34) 위에는, 캐리지(35)가 부착되어 있다. 캐리지(35)는, 직선 가이드(34) 위에 부착되는 슬라이드부(35A)와, 슬라이드부(35A)의 하부에 부착되어 아래쪽으로 이어지는 가이드부(35B)로 이루어지며, 가이드부(35B)의 하단부에는, 가이드 로울러(36)가 회전이 자유롭도록 축지지되고 있다. 가이드부(35B)는 복수의 헤드(9)의 전방측(도 5의 지면의 위쪽)에 위치하고, 가이드 로울러(36)는 헤드(9)의 노즐면(20)과 대향한다. 가이드 로울러(36)는, 와이핑 크로스(12)의 표면쪽[헤드(9)와 대향하는 쪽]과 반대의 뒷쪽면을 지지하고 있다. 가이드 로울러(36)의 바깥둘레 상단부와 상기 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)을 연결하는 수평면의 사이에는, 틈새가 형성되어 있다.
상기 캐리지(35)의 슬라이드부(35A)의 상부는 고정구(35C)를 이용하여 타이밍 벨트(32)에 고정되고, 도 5(A)에 나타내는 상태에서, 구동 모터(33)가 역회전(반시계 회전 방향으로 회전)하면 캐리지(35)가 직선 가이드(34) 위를 오른쪽방향으로 이동(전진)한다. 또한, 도 5(B)에 나타내는 상태에서, 구동 모터(33)가 정회전(시계회전 방향으로 회전)하면 캐리지(35)가 직선 가이드(34) 위를 왼쪽방향으로 이동(후퇴)한다.
또한, 도 5(A)는, 캐리지(35)가 대기 위치에 위치한 상태를 나타낸다. 대기 위치는, 반송 테이블(5)의 이동 및 헤드(9)에 의한 반송 테이블(5)에 의해서 반송되는 기판(W)상에의 용액의 분사 도포에 지장이 없는 위치이다.
캐리지(35)는, 이 대기 위치로부터 후술하는 닦아내는 공정을 위해서 도 5(B)에 나타내는 우단(右端)의 닦아내는 행정끝단을 향해서 전진된다.
상기 가이드 로울러(36)와 상기 권취 릴(15)의 사이에는, 와이핑 크로스(12)의 표면쪽을 지지하는 안내 로울러(40)가 회전이 자유롭도록 설치된다. 안내 로울러(40)의 바깥둘레 하단부는 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)을 연결하는 수평면으로부터 약간 아래쪽으로 돌출하는 위치에 설치되어 있다.
상기 구동수단(26)은 상기 캐리지(35)의 가이드부(35B)를 상기 직선 가이드(34)를 따라서 도 5(A)에 나타내는 대기 위치로부터 도 5(B)에 나타내는 닦아내는 행정끝단을 향해서 상기 기판(W)의 반송 방향과 직교하는 폭방향(도 5내에서, 좌우방향)으로 전진시킨다. 캐리지(35)의 전진시에는, 상기 권취 릴(15)은 정지하고, 가이드부(35B)의 전진에 연동하여 상기 풀어내기 로울러(24)와 공급 릴(14)이 회전하여 와이핑 크로스(12)를 계속 풀어낸다. 캐리지(35)는, 그 전진에 의해 가이드 로울러(36)와 안내 로울러(40)의 사이에, 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)과 대향하는 앞면(아랫면) 위치에 와이핑 크로스(12)를 평행하게 풀어낸다. 한편, 이 가이드부(35B)의 전진시에는, 후술하는 누름기구(41)의 밀어붙임 로울러(43)가 위쪽으로 요동하여, 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)에 와이핑 크로스(12)를 누르면서, 노즐면(20)을 따라서 이동한다.
상기 캐리지(35)가, 도 5(B)에 나타내는 닦아내는 행정끝단에 도달한 후, 상기의 구동수단(26)은 캐리지(35)를 직선 가이드(34)를 따라서 도 5(B)에 나타내는 닦아내는 행정끝단으로부터 도 5(A)에 나타내는 대기 위치를 향해서 상기 폭방향으로 후퇴시킨다. 캐리지(35)의 후퇴에 연동하여 상기 권취 릴(15)이 회전하여 와이핑 크로스(12)를 권취한다. 한편, 이 가이드부(35B)의 후퇴시에는, 후술하는 누름기구(41)의 밀어붙임 로울러(43)가 아래쪽으로 요동하여, 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)으로부터 떨어지고, 와이핑 크로스(12)는 노즐면(20)의 사이에 틈새를 유지한 상태로 후퇴한다.
구동수단(26)으로서는, 상술한 구동 모터와 타이밍 벨트로 이루어진 것에 대신하여, 왕복동식의 에어 실린더를 사용하여, 상기의 캐리지(35)를 폭방향으로 전진후퇴시켜도 좋다. 또한, 상기 공급 릴(14)과 권취 릴(15)의 사이에 걸쳐진 와이핑 크로스(12)의 도 5(A)의 왼쪽에, 에어 실린더를 설치하고, 에어 실린더의 피스톤 로드의 선단부에 상기의 가이드부(35B)를 부착하여, 와이핑 크로스(12)를 상기 헤드(9)의 노즐면(20)으로 계속 투입하도록 해도 좋다.
[누름기구(41)]
잉크젯 도포장치(10)는, 와이핑 크로스(12)를 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)에 압착하는 누름기구(41)를 가진다.
도 5, 도 6에 나타낸 바와 같이, 누름기구(41)는, 아암(42), 밀어붙임 로울러(43), 에어 실린더(44)를 가진다. 상기 캐리지(35)의 가이드부(35B)의 하단부에는, 상기 가이드 로울러(36)와 같은 축에 아암(42)이 상하 요동 가능하도록 축지지 되고, 아암(42)의 선단부에는 상기 가이드 로울러(36)보다 작은 지름의 밀어붙임 로울러(43)가 회전축지지된다. 아암(42)은 에어 실린더(44)의 구동에 의해 상하로 요동된다. 도 5(A)의 캐리지(35)의 대기 위치에서는, 밀어붙임 로울러(43)를 회전축지지하는 아암(42)은 상기 안내 로울러(40)와 캐리지(35)의 가이드 로울러(36)의 사이에 걸쳐진 와이핑 크로스(12)의 이면쪽에 대략 수평 위치로 유지된다.
상기 캐리지(35)의 가이드 로울러(36)가, 도 5(A)에 나타내는 대기 위치로부터 전진할 때에는, 상기 에어 실린더(44)의 피스톤 로드(44A)를 신장시켜 상기 아암(42)을 상기 수평 위치로부터 위쪽으로 요동시킨다. 도 5(B)에 나타낸 바와 같이, 아암(42)이 위쪽으로 요동한 밀어붙임 위치에서는, 아암(42)의 선단부의 밀어붙임 로울러(43)가, 상기 안내 로울러(40)와 캐리지(35)의 가이드 로울러(36)의 사이에 걸쳐진 와이핑 크로스(12)를 상기 헤드(9)의 노즐면(20)에 밀어누른다.
도 6의 2점 쇄선은, 아암(42)이 위쪽으로 요동하여 밀어붙임 로울러(43)가 헤드(9)의 노즐면(20)에 밀어붙여져 있는 밀어붙임 위치의 상태를 나타낸다.
상기 캐리지(35)의 전진에 뒤따라, 밀어붙임 로울러(43)는 와이핑 크로스(12)를 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)에 누르면서 노즐면(20)을 따라서 이동한다.
상기 캐리지(35)가, 도 5(B)의 닦아내는 행정끝단의 위치로부터 도면내에서 왼쪽으로 후퇴할 때에는, 상기 에어 실린더(44)의 피스톤 로드(44A)가 수축하여, 아암(42)을 압착 위치로부터 아래쪽으로 요동시켜 상기 수평 위치로 복귀시킨다. 아암(42)이 수평 위치로 복귀하면, 밀어붙임 로울러(43)는 상기 헤드(9)의 노즐면(20)으로부터 떨어져, 상기 안내 로울러(40)와 캐리지의 가이드 로울러(36)의 사이 의 와이핑 크로스(12)는 상기 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)과의 사이에 틈새를 유지한 평행 상태로 되돌아오고, 이 평행 상태에서 캐리지(35)가 후퇴한다.
잉크젯 도포장치(10)는, 도시하지 않은 제어장치를 구비하고, 제어장치는 와이핑 크로스 풀어내기 기구(16)의 상기 구동수단(26)을 구성하는 우측 풀리(30)의 구동 모터(33), 풀어내기 로울러(24)의 구동 모터 및 구동 모터(17, 18)의 구동을 제어함과 동시에, 공급 릴(14)과 권취 릴(15)의 사이에 끼워져 장착된 히스테리시스 클러치(22, 23)의 여자(勵磁) 전류를 제어하여 각 구동 모터(17, 18)의 전달 토크를 제어한다. 또한, 제어장치는 에어 실린더(44)의 구동을 제어하여 아암(42)을 수평 위치와 밀어붙임 위치의 2 위치로 전환한다.
이어서, 상기 구성의 잉크젯 도포장치(10)의 작용에 대해서, 도 5(A)와 도 5(B)를 참조하면서 설명한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 기판(W)의 반입/반출 위치에 있어서, 반송 테이블(5)의 윗면으로 기판(W)이 공급된다. 윗면에 기판(W)을 유지한 반송 테이블(5)은, 베이스(1)의 길이 방향을 따라서 헤드(9)의 아래쪽으로 소정의 속도로 이동한다. 이렇게 이동할 때에는, 캐리지(35)는 상기 반송 테이블(5)의 이동을 방해하지 않도록, 도 5(A)에 나타내는 대기 위치로 후퇴하여 피하고 있다.
기판(W)을 유지한 반송 테이블(5)이 헤드(9)의 아래쪽에 도달하면, 반송 테이블(5)을 소정의 이송을 시키면서, 압전소자(58)를 구동하여 각 헤드(9)의 액체실내에 채워진, 예를 들면 배향막이나 레지스트 등의 기능성 박막을 형성하는 용액을 노즐(56)로부터 분사시킨다. 그에 따라, 반송되는 기판(W)의 윗면에 용액이 도포 된다. 한 장의 기판(W)에 대한 용액의 분사가 종료되면, 반송 테이블(5)이 반입/반출 위치로 이동한다. 이 위치에서, 용액이 도포된 기판(W)의 다음 공정에의 반출, 및 용액을 도포해야 할 다음의 기판(W)의 반입과 같은 기판(W)의 반입/반출 동작이 이루어진다.
[풀어내기 기구(16)의 캐리지(35)의 전진시]
잉크젯 도포장치(10)는 한 장의 기판(W)에 대한 분사가 종료하면, 풀어내기 기구(16)의 구동수단(26)을 구성하는 우측 풀리(30)의 구동 모터(33)를 역회전(반시계방향)시켜, 타이밍 벨트(32)에 고정된 캐리지(35)를 도 5(A)에 나타내는 대기 위치로부터 복수의 헤드(9)의 앞면(아랫면)을 따라서 도 5(B)에 나타내는 닦아내는 행정끝단의 위치까지 약 100~200mm/sec의 속도로 전진시킨다. 한편, 이 동작은, 상술한 기판(W)의 반입/반출 동작과 병행하여 실시하도록 해도 좋다.
상기 캐리지(35)의 전진시에는, 권취 릴(15)의 회전을 정지시킴과 동시에 공급 릴(14)의 구동 모터(17) 및 풀어내기 로울러(24)의 구동 모터를 구동시킨다. 풀어내기 로울러(24)는 캐리지(35)[가이드 로울러(36)]의 전진에 맞추어 와이핑 크로스(12)에 느슨해짐이 발생하지 않도록 계속 풀어낸다. 캐리지(35)의 전진에 연동하여, 공급 릴(14)의 구동 모터(17)와 풀어내기 로울러(24)의 구동 모터가 회전하여, 복수의 헤드(9)의 폭방향의 길이에 상당하는 만큼의 와이핑 크로스(12)를 풀어낸다. 와이핑 크로스(12)는 가이드 로울러(36)와 상기 안내 로울러(40)의 사이에, 상기 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)에 대향하는 앞면 위치에 평행하게 풀어내진다.
제어장치는 와이핑 크로스(12)에 느슨해짐이 발생하지 않도록, 공급 릴(14)과 구동 모터(17)의 사이에 끼워져 장착된 히스테리시스 클러치(22)의 여자 전류를 제어하여, 구동 모터(17)의 전달 토크를 제어한다.
상기 캐리지(35)의 전진시에는, 상술한 바와 같이, 누름기구(41)의 에어 실린더(44)가 구동되어, 피스톤 로드(44A)가 신장하고, 아암(42)이 위쪽의 밀어붙임 위치로 요동하여, 밀어붙임 로울러(43)가 헤드(9)의 노즐면(20)을 향해서 힘을 가한다. 이에 따라, 밀어붙임 로울러(43)는 와이핑 크로스(12)를 헤드(9)의 노즐면(20)에 밀어붙인 상태에서, 차례로 각 헤드(9)의 노즐면(20)을 따라서 이동한다. 와이핑 크로스(12)는, 흡수성을 가진 재료로 이루어지므로, 헤드(9)의 노즐면(20)에 부착한 용액을 흡착하여 닦아낸다.
상기 캐리지(35)의 전진시에는, 권취 릴(15)의 회전이 정지한 상태에서, 공급 릴(14)이 회전하여, 와이핑 크로스(12)를 풀어낸다. 권취 릴(15)의 회전이 정지하고 있으므로, 안내 로울러(40)의 회전도 정지상태를 유지한다. 그 결과, 헤드(9)의 노즐면(20)과 대향하는 와이핑 크로스(12)는 헤드(9)에 대해서 상대 이동하지 않고 동일한 와이핑 크로스(12)면이 대향하게 된다. 따라서, 와이핑 크로스(12)가 헤드(9)의 노즐면(20)을 문지르지 않기 때문에, 청소체로서의 와이핑 크로스(12)로부터 마찰에 기인한 티끌이 발생하는 경우가 없고, 이 티끌이 용액에 혼입하여 용액과 함께 기판(W)에 도포되는 것을 방지할 수 있는 동시에, 청소체 자체나 노즐면(20)에 부착한 용액이나 먼지를 노즐내로 밀어 넣어 버리거나 하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상술한 캐리지(35)의 전진시에 있어서, 캐리지(35)의 이동 속도를 헤드(9)가 분사하는 용액의 점도에 맞추어 증감시키도록 해도 좋다.
예를 들면, 같은 품종의 와이핑 크로스(12)라면, 용액의 점도가 높을수록 스며드는데 시간이 필요하다고 생각되므로, 용액의 점도가 높을 때에는, 점도가 낮은 용액을 닦아낼 때보다 캐리지(35)의 이동 속도를 느리게 설정한다고 하는 상태이다.
이렇게 함으로써, 와이핑 크로스(12)를 헤드(9)의 노즐면(20)에 밀어붙이는 시간을 용액이 와이핑 크로스(12)에 스며드는 속도에 맞추어 바꿀 수 있으므로, 노즐면(20)에 부착한 용액을 보다 확실하게 제거할 수 있다.
여기서, 캐리지(35)의 이동 속도의 증감은, 제어장치에 의해 구동 모터(33)의 회전 속도를 증감함으로써 행할 수 있다.
[풀어내기 기구(16)의 캐리지(35)의 후퇴시]
캐리지(35)가, 도 5(B)에 나타내는 닦아내는 행정끝단에 도달하면, 누름기구(41)의 에어 실린더(44)가 작동하여 피스톤 로드(44A)를 수축시키고, 아암(42)을 아래쪽으로 요동시켜 상기 수평 위치로 복귀시킨다. 캐리지(35)는, 아암(42)이 수평 위치인 상태에서, 직선 가이드(34)를 따라서 도면중의 왼쪽의 대기 위치로 후퇴한다.
도 5(B)에 나타내는 닦아내는 행정끝단으로부터 도 5(A)에 나타내는 대기 위치로 캐리지(35)가 후퇴할 때에는, 캐리지(35)의 후퇴에 맞추어 권취 릴(15)이 회전되어 용액을 흡착한 와이핑 크로스(12)를 권취한다. 이때, 공급 릴(14)과 풀어 내기 로울러(24)는 그 회전이 정지된다. 또한, 제어장치는, 권취 릴(15)과 구동 모터(18)의 사이에 끼워 장착된 히스테리시스 클러치(23)의 여자 전류를 제어하여 구동 모터(18)의 전달 토크를 제어하고, 권취되는 와이핑 크로스(12)에 소정의 장력을 부여한다.
한편, 상술한 바와 같이, 캐리지(35)의 후퇴에 맞추어 와이핑 크로스(12)를 권취 릴(15)로 권취하면, 캐리지(35)가 닦아내는 행정끝단에 위치하고 있을 때에, 풀어내기 로울러(24)와 가이드 로울러(36)의 사이에 위치하고 있던 사용하지 않은 와이핑 크로스(12)도 권취 릴(15)로 권취하게 된다.
따라서, 캐리지(35)의 후퇴중에, 먼저, 권취 릴(15)로 헤드(9)의 폭방향 길이[6개의 헤드(9)를 맞춘 폭방향이 길이]만큼의 와이핑 크로스(12)를 권취한다. 그 후, 권취 릴(15)의 회전을 정지시킴과 동시에, 공급 릴(14) 및 풀어내기 로울러(24)를 와이핑 크로스(12)의 풀어냄 때와는 반대 방향으로 회전시킨다. 그리고, 풀어내기 로울러(24)와 가이드 로울러(36)의 사이에 위치하고 있던 사용하지 않은 와이핑 크로스(12)를 공급 릴(14)쪽에 되감는다.
이렇게 하면, 권취 릴(15)에는, 헤드(9)의 노즐면(20)을 닦아내는 데에 제공된 만큼의 와이핑 크로스(12)만이 권취되고, 사용하지 않은 와이핑 크로스(12)는 공급 릴(14)쪽에 되감겨지므로, 와이핑 크로스(12)를 낭비없이 사용할 수 있다.
이상으로 잉크젯 도포장치(10)의 헤드(9)의 클리닝 작용의 1사이클이 종료하지만, 1사이클 이상을 반복할 수도 있다.
한편, 이상에 있어서, 반송기구(13)는, 와이핑 크로스(12)를 간헐적으로 반 송한다. 즉, 캐리지(35)의 전진시에는, 권취 릴(15)이 정지한 상태에서 공급 릴(14)로부터 헤드(9)의 폭방향의 길이에 상당하는 양의 와이핑 크로스(12)를 풀어낸다.
캐리지(35)의 후퇴시에는, 권취 릴(15)이 회전하여, 용액이 부착한 와이핑 크로스(12)를 권취하고, 공급 릴(14)은 정지한 상태로 한다.
그 결과, 캐리지(35)의 전진 후퇴에 연동하여, 권취 릴(15)은 정지 회전을 간헐적으로 반복하고, 공급 릴(14)은 회전과 정지를 간헐적으로 반복한다.
또한, 캐리지(35)를 전진 후퇴시키는 구동 수단의 우측 풀리(30)의 구동 모터(33)도 역회전 정회전을 간헐적으로 반복한다. 이상과 같이, 반송기구(13)는, 간헐적으로 와이핑 크로스(12)를 반송한다.
본 실시예에 의하면 이하의 작용 효과를 발휘한다.
(a) 본 잉크젯 도포장치(10)는, 흡수성의 와이핑 크로스(12)를 헤드(9)의 노즐면(20)에 밀어붙이는 누름기구(41)를 가진다. 따라서, 종래 기술의 탄성체 블레이드에 의해 긁어닦는 것과는 달리, 흡수성을 가진 와이핑 크로스(12)를 헤드(9)의 노즐면(20)에 밀어붙여 잉여의 도포 용액을 흡착하여 닦아내는 것이기 때문에, 헤드(9)의 노즐면(20)에 잉여의 도포 용액이 남는 것을 방지할 수 있고, 닦아낸 후의 헤드(9)의 노즐면(20)으로부터의 용액의 토출이 안정된다.
(b) 와이핑 크로스(12)는 띠모양이며, 와이핑 크로스(12)를 간헐적으로 반송하는 반송기구(13)를 갖고 있으므로, 반송기구(13)에 의해 용액이 부착하고 있지 않은 새로운 와이핑 크로스(12) 부분을 간헐적으로 차례로 계속 투입하여, 헤드(9)의 노즐면(20)을 청소할 수 있다.
종래 기술의 탄성체 블레이드에서는, 탄성체 블레이드 자체는 바뀌지 않기 때문에, 긁어낸 용액이 항상 탄성 블레이드에 부착하고 있다. 이에 비해서, 와이핑 크로스(12)에서는, 와이핑 크로스(12)에 있어서의 용액이 부착한 부분은 권취 릴(15)에 감기고, 다음의 청소시에는 와이핑 크로스(12)에 있어서의 새로운 부분에서 청소하므로, 앞서의 청소에 의해서 닦아낸 용액이 헤드(9)의 노즐면(20)에 부착할 우려가 없고, 닦아내는 성능이 향상하여, 헤드(9)의 노즐면(20)을 항상 청정하게 유지할 수 있다.
(c) 반송기구(13)는 와이핑 크로스(12)의 공급 릴(14)과 공급 릴(14)로부터 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)의 앞면에 와이핑 크로스(12)를 풀러애는 풀어내기 기구(16)와, 와이핑 크로스(12)의 권취 릴(15)을 가진다.
공급 릴(14)은 로울형상의 새로운 와이핑 크로스(12)를 비축하고, 풀어내기 기구(16)는 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)의 길이에 대략 상당하는 만큼의 와이핑 크로스(12)를, 공급 릴(14)로부터 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)의 앞면으로 풀어내고, 권취 릴(15)은 용액을 흡착한 와이핑 크로스(12) 부분을 권취한다. 그 결과, 띠모양의 와이핑 크로스(12)라 하더라도 용이하게 취급할 수 있으며, 와이핑 크로스(12)의 교환 작업이 용이해지고, 또한, 와이핑 크로스(12)의 관리도 용이해진다.
(d) 누름기구(41)는, 풀어내기 기구(16)로 복수의 헤드(9)의 노즐면(20)의 앞면으로 풀어낸 와이핑 크로스(12)를 헤드(9)의 노즐면(20)에 누르는 밀어붙임 로 울러(43)를 가지며, 밀어붙임 로울러(43)를 노즐면(20)에 누르면서 헤드(9)의 노즐면(20)을 따라서 이동시키는 것이다. 따라서, 밀어붙임 로울러를 헤드(9)의 노즐면(20)에 누르면서 노즐면(20)을 따라서 이동시키므로, 노즐면(20)의 청소 작업이 신속하게 되어, 기판(W)의 청소 시간을 단축할 수 있고 비용 삭감을 도모할 수 있다.
(e) 풀어내기 기구(16)는 와이핑 크로스(12)를 헤드(9)의 노즐면(20)을 따라서 이동시키는 구동수단(26)을 가지며, 용액의 점도에 맞추어 구동 모터(33)의 회전 속도를 조절하는 제어장치를 가진 것이다.
그 결과, 용액의 점도에 맞추어 캐리지(35)의 이동 속도를 조절하는 것이 가능해진다. 따라서, 와이핑 크로스(12)가 밀어붙이는 시간을 컨트롤하여 닦아내는 성능을 향상시킬 수 있다.
(f) 잉크젯 헤드(9)의 클리닝 방법은, 흡수성의 와이핑 크로스(12)를 헤드(9)의 노즐면(20)에 밀어붙임으로써, 헤드(9)의 노즐면(20)을 청소하므로, 종래 기술과 같이 탄성체 블레이드에 의해 긁어닦는 방법과 달리, 흡수성을 가진 와이핑 크로스(12)를 헤드(9)의 노즐면(20)에 밀어붙여 잉여의 도포 용액을 흡착하여 닦아내는 방법이기 때문에, 헤드(9)의 노즐면(20)에 잉여의 도포 용액이 남는 것을 방지할 수 있고, 닦아낸 후의 헤드(9)의 노즐면(20)으로부터의 용액의 토출이 안정적이다.
(g) 와이핑 크로스(12)가 띠모양의 와이핑 크로스(12)로 이루어지고, 와이핑 크로스(12)를 헤드(9)의 노즐면(20)에 대향하는 위치로 간헐적으로 반송하므로, 반 송기구(13)에 의해 용액이 부착하고 있지 않은 새로운 와이핑 크로스(12) 부분을 간헐적으로 차례로 계속 투입하여, 헤드(9)의 노즐면(20)을 청소할 수 있다. 종래 기술의 탄성체 블레이드에서는, 탄성체 블레이드 자체는 바뀌지 않기 때문에, 긁어낸 용액이 항상 탄성 블레이드에 부착하고 있다. 이에 비해서, 와이핑 크로스(12)에서는, 와이핑 크로스(12)에 있어서의 용액이 부착한 부분은 권취 릴(15)에 감겨 빼내지고, 다음에 청소할 때에는 와이핑 크로스(12)에 있어서의 새로운 부분에서 청소하므로, 앞서의 청소에 의해서 닦아낸 용액이 헤드(9)의 노즐면(20)에 부착할 우려가 없고, 닦아내는 성능이 향상하여, 헤드(9)의 노즐면(20)을 항상 청정하게 유지할 수 있다.
(h) 헤드(9)의 노즐면(20)에 대향하는 위치에 반송된 와이핑 크로스(12)를 노즐면(20)에 누르는 밀어붙임 로울러(43)를 가지며, 밀어붙임 로울러(43)로 와이핑 크로스(12)를 노즐면(20)에 누르면서, 로울러(43)를 노즐면(20)을 따라서 이동시킴으로써, 노즐면(20)에 와이핑 크로스(12)를 차례로 접촉시키는 것이다. 따라서, 로울러(43)를 헤드(9)의 노즐면(20)에 누르면서 헤드(9)의 노즐면(20)을 따라서 이동시키므로, 노즐면(20)의 청소 작업이 신속하게 되어, 기판(W)의 청소 시간을 단축할 수 있고, 비용 삭감을 도모할 수 있다.
(i) 한 장의 기판(W)에 대한 용액의 도포가 완료할 때마다, 헤드(9)의 청소를 실시하므로, 용액을 가급적 건조되어 고체화하기 전의 상태에서 노즐면(20)으로부터 없앨 수 있어, 비교적 용이하게 용액을 제거할 수 있다. 따라서, 헤드(9)의 노즐면(20)을 항상 청정하게 유지할 수 있다. 그 결과, 헤드(9)로부터의 용액의 토출 불균일의 발생을 억제할 수 있어, 용액의 토출이 안정되며, 기판(W)에 형성하는 기능성 박막의 품질을 향상시킬 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예를 도면에 의해 상술하였지만, 본 발명의 구체적인 구성은 이 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계의 변경 등이 있어도 본 발명에 포함된다. 예를 들면, 상기 실시예에 있어서, 캐리지(35)의 전진시에 와이핑 크로스(12)를 헤드(9)의 노즐면(20)에 밀어붙이는 예로 설명했지만, 캐리지(35)의 후퇴시에 밀어붙이도록 해도 좋다.
이 때에는, 공급 릴(14)과 권취 릴(15)을 도 5에 나타낸 배치와 바꿔 넣어 배치하여, 밀어붙임 로울러(43)를 도 5에 나타낸 아암(42)에 대해서 지지축의 오른쪽, 즉, 도 5에 나타낸 상태와 좌우 반전된 위치 관계로 부착하도록 하면 좋다.
또한, 청소체로서 와이핑 크로스를 이용한 예로 설명했지만, 요약하면 흡수성을 가진 부재라면 되고, 다른 부재라 하더라도 상관없다.

Claims (9)

  1. 기판에 용액을 잉크젯 방식에 의해서 분사 도포하는 복수의 노즐을 가진 헤드를 구비한 잉크젯 도포장치에 있어서,
    띠모양의 흡수성을 가지는 청소체와,
    상기 청소체의 공급 릴과,
    이 공급 릴로부터 상기 청소체를 상기 헤드의 노즐면의 앞면으로 풀어내는 풀어내기 기구와,
    상기 청소체를 상기 헤드의 노즐면에 밀어붙이는 누름기구와,
    상기 청소체의 권취 릴을 가진 것을 특징으로 하는 잉크젯 도포장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 누름 기구는 상기 헤드의 노즐면의 앞면에 풀려져 나온 상기 청소체를 상기 헤드의 노즐면에 밀어붙이는 로울러를 가지는 잉크젯 도포장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 풀어내기 기구는 상기 로울러를 상기 헤드의 노즐면을 따라서 이동시키는 구동 수단을 가지며,
    상기 용액의 점도에 맞추어 상기 구동수단에 의한 상기 로울러의 이동속도를 조절하는 제어장치를 가진 것인 잉크젯 도포장치.
  4. 기판에 용액을 잉크젯 방식에 의해서 분사 도포하는 복수의 노즐을 가진 헤드를 청소하는 잉크젯 헤드의 클리닝 방법에 있어서,
    띠상의 흡수성을 가지는 청소체를 공급 릴로부터 상기 헤드의 노즐면의 앞면으로 풀어내고, 풀어낸 상기 청소체를 상기 헤드의 노즐면에 눌러붙임으로써, 상기 헤드의 노즐면을 청소하고, 상기 청소체에서 청소에 이용된 부분을 권취릴에 권취하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 클리닝 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 헤드의 노즐면의 앞면에 풀어져 나온 상기 청소체를 로울러에서 상기 노즐면에 밀어붙이면서 상기 로울러를 상기 노즐면의 한쪽 끝단으로부터 다른 쪽 끝단으로 이동시킴으로써, 상기 풀어져 나온 청소체를 상기 노즐면에 접촉시키는 것인 잉크젯 헤드의 클리닝 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 한 장의 기판에 대한 상기 용액의 도포가 완료할 때마다, 상기 헤드의 청소를 실시하는 것인 잉크젯 헤드의 클리닝 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
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