KR102466121B1 - 도포 장치 - Google Patents

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KR102466121B1
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펑퇀 리
마사지 나카타니
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헤이신 엘티디.
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Abstract

도포 헤드가, 도포액이 충전되는 도포액실과, 상기 도포액실로부터 연속하는 유로이며, 선단 개구가 토출구인 노즐실을 구비한다. 제어부가, 상기 도포 헤드에 있어서의 토출 동작에 병행하여 도포액 공급부로부터 상기 도포액실 내에 보급 가능한 상기 도포액의 단위 시간당 체적을 보급 유량으로서, 상기 보급 유량 및 상기 노즐실의 용적에 기초하여, 상기 도포 헤드로부터 상기 액적이 연속적으로 토출되는 연속 토출 기간에 있어서의 토출 파라미터를 결정하는 토출 파라미터 결정부를 구비한다. 상기 연속 토출 기간이, 상기 토출구로부터 토출되는 상기 도포액의 단위 시간당 체적이 상기 보급 유량보다도 큰 증량 토출 기간을 포함하며, 또한, 상기 연속 토출 기간에 있어서 상기 토출구로부터 토출되는 상기 도포액의 총 체적이, 상기 노즐실의 용적과, 상기 연속 토출 기간에 상기 도포액 공급부로부터 상기 도포액실 내에 보급되는 상기 도포액의 총 체적과의 합 이하이다.

Description

도포 장치
본 발명은, 도포 장치에 관한 것이다.
종래, 대상물 위에 도포액을 도포할 때, 도포 장치가 이용된다. 도포 장치의 도포 헤드에서는, 도포액실에 도포액이 충전되고, 도포액실 내의 도포액에 예를 들어 압전 소자(피에조 소자)를 사용하여 압력을 부여함으로써, 도포액실에 연속되는 토출구로부터 도포액의 액적이 토출된다. 또한, 도포액실에는, 도포액 탱크가 접속되어 있으며, 도포 헤드에 있어서의 토출 동작에 병행하여 도포액 탱크로부터 도포액실 내에 도포액이 보급된다.
또한, 일본 공개 공보 특허 공개 제2000-308843호 공보에서는, 용기 내의 재료에 대해서 공기압을 부여하여 니들로부터 재료를 적하시키는 디스펜서에 있어서, 니들의 토출구에 결락부 및 볼록부를 마련함으로써, 재료의 적하에 요하는 시간을 단축시키는 방법이 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2000-308843호 공보
그런데, 도포 장치에 있어서, 도포액을 고속으로 도포하는 경우, 토출구로부터 액적을 토출하는 토출 주파수를 높이는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 도포액 탱크로부터 도포액실 내에 대한 도포액의 보급 유량에는, 도포액의 점도 등에 의존하는 일정한 한계가 있기 때문에, 높은 토출 주파수에서의 액적의 토출에서는, 도포액실로부터 토출구에 이르는 노즐실에 있어서 도포액이 없어져 버린다. 이 경우, 도포액실 내에 공기가 침입하여, 도포액을 안정적으로 토출할 수 없게 된다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 도포액실 내에 대한 공기의 침입을 억제하면서, 도포액을 고속으로 도포하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 예시적인 도포 장치는, 토출구로부터 도포액의 액적을 토출하는 도포 헤드와, 상기 도포 헤드에 상기 도포액을 공급하는 도포액 공급부와, 상기 도포 헤드로부터의 상기 액적의 토출을 제어하는 제어부를 구비한다. 상기 도포 헤드가, 상기 도포액이 충전되는 도포액실과, 상기 도포액실로부터 연속되는 유로이며, 선단 개구가 상기 토출구인 노즐실과, 상기 토출구로부터 상기 액적을 토출시키는 토출 기구를 구비한다. 상기 제어부가, 상기 도포 헤드에 있어서의 토출 동작에 병행하여 상기 도포액 공급부로부터 상기 도포액실 내에 보급 가능한 상기 도포액의 단위 시간당 체적을 보급 유량으로서, 상기 보급 유량 및 상기 노즐실의 용적에 기초하여, 상기 도포 헤드로부터 상기 액적이 연속적으로 토출되는 연속 토출 기간에 있어서의 토출 파라미터를 결정하는 토출 파라미터 결정부를 구비한다. 상기 연속 토출 기간이, 상기 토출구로부터 토출되는 상기 도포액의 단위 시간당 체적이 상기 보급 유량보다도 큰 증량 토출 기간을 포함하며, 또한, 상기 연속 토출 기간에 있어서 상기 토출구로부터 토출되는 상기 도포액의 총 체적이, 상기 노즐실의 용적과, 상기 연속 토출 기간에 상기 도포액 공급부로부터 상기 도포액실 내에 보급되는 상기 도포액의 총 체적과의 합 이하이다.
본 발명에 따르면, 도포액실 내에 대한 공기의 침입을 억제하면서, 도포액을 고속으로 도포할 수 있다.
도 1은, 도포 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는, 도포 헤드를 나타내는 단면도이다.
도 3은, 도포 장치에 있어서의 도포 동작의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4는, 노즐부를 교환하기 전의 도포 헤드를 나타내는 도면이다.
도 5는, 연속 토출 기간에 있어서의 도포 헤드를 나타내는 도면이다.
도 6은, 다른 노즐부가 마련된 도포 헤드를 나타내는 도면이다.
도 7은, 다른 노즐부가 마련된 도포 헤드를 나타내는 도면이다.
도 1은, 본 발명의 예시적인 하나의 실시 형태에 따른 도포 장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 도포 장치(1)는, 프린트 기판, 반도체 기판 등의 각종 기판인 대상물(9) 위에 소정의 도포액을 도포하는 장치이다. 대상물(9)은, 기계 부품 등이어도 된다. 도포액은, 예를 들어 각종 접착제(에폭시, UV 경화 등), 땜납 페이스트, 밀봉제, 언더필제, 그리스 등이다.
도포 장치(1)는, 제어부(10)와, 이동 기구(2)와, 도포 헤드(3)와, 도포액 공급부(4)와, 노즐 식별 카메라(5)를 포함한다. 노즐 식별 카메라(5)는, 도포 헤드(3)의 소정 위치를 촬상한다. 제어부(10)는, 예를 들어 CPU 등의 프로세서를 포함하는 컴퓨터이며, 도포 장치(1)의 전체 제어를 담당한다. 또한, 제어부(10)는, 토출 파라미터 결정부(101)와, 기억부(102)를 구비한다. 토출 파라미터 결정부(101)는, 컴퓨터가 소정의 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 토출 파라미터 결정부(101)가, 전용의 전기 회로에 의해 구축되어도 되고, 부분적으로 전용의 전기 회로가 이용되어도 된다. 기억부(102)는, 제어부(10)에 마련되는 메모리 등에 의해 실현되고, 노즐실 정보 A와, 보급 유량 정보 B를 기억한다. 노즐 식별 카메라(5), 토출 파라미터 결정부(101), 노즐실 정보 A 및 보급 유량 정보 B의 상세에 대해서는 후술한다.
이동 기구(2)는, 스테이지(21)와, 스테이지 이동 기구(22)를 포함한다. 스테이지(21)는, 대상물(9)을 보유 지지한다. 스테이지 이동 기구(22)는, 도포 헤드(3)에 대하여 스테이지(21)를 이동한다. 스테이지 이동 기구(22)에 의한 스테이지(21)의 이동 방향은, 예를 들어 서로 수직인 2 방향이다. 전형적으로는, 이들의 이동 방향은, 도포 헤드(3)에 의한 도포액의 액적 토출 방향에 수직이다. 스테이지 이동 기구(22)는, 스테이지(21)를 토출 방향에 평행한 축을 중심으로 하여 회전 가능해도 된다.
도포액 공급부(4)는, 도포 헤드(3)에 있어서의 후술하는 도포액실(36)에 도포액을 공급한다. 도포액 공급부(4)는 도포액 탱크(41)와, 공급관(42)과, 압력 조정부(43)를 포함한다. 도포액 탱크(41)는 도포액을 저류한다. 도포액 탱크(41)의 내부는 밀폐되어 있다. 공급관(42)의 일단부는, 도포액 탱크(41)에 접속되고, 타단부는, 도포 헤드(3)에 접속된다. 즉, 공급관(42)을 통해 도포액 탱크(41)의 내부와 도포 헤드(3)의 도포액실(36)이 공간적으로 연속한다. 도포액 탱크(41)는, 도포 헤드(3)보다도 연직 방향 상방에 배치된다. 압력 조정부(43)는, 예를 들어 압력 조정 펌프를 포함한다. 압력 조정부(43)에 의해, 도포액 탱크(41) 내의 압력이, 대기압을 포함하는 압력 범위 내의 임의의 값으로 조정된다. 예를 들어, 도포액 탱크(41) 내의 압력은, 대기압보다도 낮은 부압으로 조정된다. 압력 조정부(43)를 포함하는 도포액 공급부(4)에서는, 도포액 탱크(41)의 위치는, 도포 헤드(3)보다도 상방에는 한정되지는 않고, 도포액 탱크(41)는, 원하는 위치에 배치 가능하다.
도 2는, 도포 헤드(3)를 나타내는 단면도이다. 도 2에서는, 후술하는 토출구(381)의 중심선 C1을 포함하는 면에 있어서의 도포 헤드(3)의 단면을 나타내고 있다. 도포 헤드(3)는, 본체부(31)와, 노즐부(35)를 구비한다. 본체부(31)는, 본체 환상부(32)와, 접액막(33)과, 가압부(34)를 포함한다. 본체 환상부(32)는, 예를 들어 금속 등으로 형성되고, 중심선 C1을 중심으로 하는 환상 부재이다. 접액막(33) 및 가압부(34)에 대해서는 후술한다. 노즐부(35)는, 예를 들어 금속 등으로 형성되고, 중심선 C1을 중심으로 하는 바닥이 있는 환상 부재이다. 본체 환상부(32)에 있어서, 중심선 C1에 수직인 하나의 면에, 노즐부(35)가 설치된다. 도 2의 예에서는, 노즐부(35)는, 복수의 볼트(39)에 의해 본체 환상부(32)에 고정된다. 후술하는 바와 같이, 도포 장치(1)에서는, 복수 종류의 노즐부(35)가 준비되어 있으며, 볼트(39)의 탈착에 의해, 노즐부(35)의 교환이 가능하다. 본체 환상부(32)와 노즐부(35)의 사이에는, 도포액실(36)을 둘러싸는 시일 부재(도시생략)가 마련되어 있고, 본체 환상부(32)와 노즐부(35)의 사이에서 도포액이 외부로 누출되는 것이 방지된다.
본체 환상부(32)의 내경은, 노즐부(35)의 내경과 거의 동일하다. 중심선 C1에 평행한 방향에 있어서, 본체 환상부(32)의 내주면은 노즐부(35)의 내주면과 대체로 연속되고, 본체 환상부(32)의 내주면 및 노즐부(35)의 내주면은, 도포액실(36)의 측면을 형성한다. 도포액실(36)은, 도포 헤드(3)의 내부 공간이며, 예를 들어 중심선 C1을 중심으로 하는 원주상 공간이다. 도포액실(36)에는, 도포액이 충전된다. 후술하는 바와 같이, 도포액실(36) 내의 도포액에는 가압부(34)에 의해 압력이 부여되기 때문에, 도포액실(36)은, 압력실이라고도 불린다. 도포액실(36)의 측면에는, 공급 유로(37)의 일단부가 마련된다. 공급 유로(37)의 타단부는, 예를 들어 본체 환상부(32)에 있어서 노즐부(35)과는 반대측을 향하는 면에 마련된다.
도포액실(36)의 저면에는, 노즐실(38)이 마련된다. 노즐실(38)은, 도포액실(36)로부터 연속되는 미세한 유로이다. 노즐실(38)은, 노즐부(35)에 형성된 도포액실(36)의 저부와 연통되어 있다. 노즐실(38)은, 중심선 C1을 중심으로 하는 대략 원주상 공간이다. 노즐실(38)에 있어서 도포액실(36)과는 반대측의 개구, 즉, 노즐실(38)의 선단 개구가 토출구(381)로 된다. 도 2의 노즐실(38)에서는, 도포액실(36) 측으로부터 토출구(381)를 향해서 유로의 직경이 점차 감소한다. 노즐실(38)은, 테이퍼 형상의 유로이다. 도 2의 예에서는, 노즐실(38)에 있어서 직경이 감소하는 비율, 즉, 노즐실(38)의 측면 경사각은 일정하다. 노즐실(38)에 있어서의 직경은, 어느 위치에 있어서도 도포액실(36)의 직경에 비하여 충분히 작다. 노즐실(38)에 있어서의 직경의 평균, 즉, 평균 직경은, 예를 들어 0.05㎜ 내지 0.5㎜의 범위 내에 포함된다. 도 2와 같이, 테이퍼 형상의 노즐실(38)의 경우, 평균 직경은, 예를 들어 도포액실(36)측의 개구 직경과, 상기 선단 개구의 직경과의 평균이다. 예를 들어, 중심선 C1에 수직인 노즐실(38)의 단면적의 최댓값은, 도포액실(36)의 단면적의 1/5배 이하이며, 바람직하게는 1/10배 이하이다.
노즐부(35)의 외면에 있어서의 소정 위치(이하, 「표시 위치」라고 함)에는, 노즐부(35)를 식별하기 위한 식별 정보가 형성된다. 예를 들어, 식별 정보는 요철 패턴이다. 식별 정보는, 요철 패턴 이외에, 표시 위치에 인쇄된 문자, 도형, 기호 등이어도 된다. 도포 장치(1)에서는, 노즐실(38)의 용적, 형상 등이 다른, 복수 종류의 노즐부(35)가 미리 준비되어 있으며, 복수 종류의 노즐부(35)에서는, 서로 다른 식별 정보가 표시 위치에 형성된다.
본체부(31)의 접액막(33)은, 금속 등으로 형성되는 다이어프램이다. 도포액실(36)에 있어서, 접액막(33)은 토출구(381)에 대향한다. 접액막(33)은, 도포액실(36)에 있어서의, 저면에 대향하는 면을 형성한다. 도포 헤드(3)에서는, 본체 환상부(32), 접액막(33) 및 노즐부(35)에 의해 도포액실(36)이 형성된다. 접액막(33)의 도포액실(36)측의 표면은, 도포액실(36) 내의 도포액과 접촉하는 접액면이다. 접액막(33)의 외연부는, 본체 환상부(32)에 고정된다. 노즐실(38) 및 공급 유로(37)를 제외하고, 도포액실(36)은, 본체부(31) 및 노즐부(35)에 의해 밀폐된다. 도포 헤드(3)에서는, 도포액실(36) 내의 도포액에 포함되는 기포를 제거하기 위한 배출구 등이, 필요에 따라서 마련되어도 된다.
가압부(34)는, 압전 소자(341)와, 구동 회로(342)(도 1 참조)를 포함한다. 압전 소자(341)는, 접액막(33)에 있어서의 접액면과는 다른 면을 가압한다. 또한 여기에서는, 압전 소자(341)가 직접, 접액막(33)을 가압하는 예를 들어 설명하였지만, 이에 한정되지는 않고, 압전 소자(341)가 별개의 부재를 통해 접액막(33)을 가압해도 된다. 압전 소자(341)에 있어서 접액막(33)과는 반대측의 면은, 도시를 생략한 지지 부재에 고정된다. 구동 회로(342)는, 압전 소자(341)에 전기적으로 접속된다. 구동 회로(342)가 압전 소자(341)에 구동 신호를 입력함으로써, 압전 소자(341)가 신축 동작을 행하고, 접액막(33)의 휨량이 변화된다. 접액막(33)이 토출구(381)를 향해서 휠 때, 도포액실(36) 내의 도포액에 압력이 부여되고, 토출구(381)로부터 외부로 도포액의 액적이 토출된다. 이와 같이, 가압부(34)는, 도포액실(36) 내의 도포액을 가압함으로써 토출구(381)로부터 액적을 토출시키는 토출 기구이다. 도 1의 도포 헤드(3)에 있어서 가압부(34)가 접액막(33)을 휘게 하는 방향은, 휘지 않은 상태의 접액막(33)에 직교하는 방향을 포함한다. 전형적으로는, 구동 신호는, 하나의 액적의 토출을 지시하는 신호이다. 구동 신호의 파형은, 임의로 결정되어도 된다. 이하의 설명에서는, 단위 시간당 압전 소자(341)에 입력하는 구동 신호의 개수를 토출 주파수라고 한다.
도 3은, 도포 장치(1)에 있어서의 도포 동작의 흐름을 나타내는 도면이다. 도포 동작에서는, 우선, 도 1의 토출 파라미터 결정부(101)에 있어서, 대상물(9)에 도포해야 할 도포액의 보급 유량이 취득된다(스텝 S10). 대상물(9)에 도포해야 할 도포액은, 도포액 탱크(41)에 저류되어 있거나, 또는 저류될 예정의 도포액이다.
여기서, 보급 유량을 설명하기 위해서, 도포 헤드(3)에 대한 도포액의 보급에 대하여 설명한다. 도포 장치(1)에서는, 도포액 탱크(41)로부터 도 2의 도포 헤드(3)의 도포액실(36)까지의 사이, 즉, 도포액 탱크(41), 공급관(42), 공급 유로(37) 및 도포액실(36)에 있어서, 도포액이 간극 없이 연속된다. 또한, 모세관 현상에 의해 노즐실(38) 내의 대략 전체에, 도포액이 충전된다. 도포 헤드(3)로부터의 액적의 토출이 행해지지 않은 대기 상태에서는, 토출구(381)에 있어서 도포액의 액면 M(메니스커스)이 형성된다. 엄밀하게는 가압부(34)가 도포액실(36) 내의 도포액을 가압하여 토출구(381)로부터 액적을 토출할 때에는, 토출구(381)에 있어서 액면 M은 존재하지 않기 때문에, 이하의 설명에서는, 도포액의 액면 M에 대하여 언급하는 경우에는, 도포액실(36) 내의 도포액 가압 시를 제외하고 있는 것으로 한다.
도포액 공급부(4)에서는, 노즐실(38) 근방에 있어서의 도포액의 압력이, 토출구(381)의 주위에 있어서의 대기압과 거의 동일하거나, 또는 약간 낮아지도록, 압력 조정부(43)에 의해 도포액 탱크(41) 내의 압력이 조정되어 있다. 액적의 토출 동작에 의해, 노즐실(38) 내의 도포액이 감소하면, 모세관 현상에 의해 도포액실(36)의 도포액이 노즐실(38) 내에 인입된다. 또한, 도포액 공급부(4)로부터 도포액실(36) 내에도 도포액이 공급되거나, 즉, 도포액실(36) 내에 도포액이 보급된다.
도포 헤드(3)에 있어서, 예를 들어 후술하는 최고 토출 주파수에서 액적을 연속적으로 토출하고 있는 사이에, 도포액 공급부(4)로부터 도포액실(36) 내에 보급되는 도포액의 단위 시간당 체적(유량)은, 토출구(381)로부터 토출되는 도포액의 단위 시간당 체적보다도 낮아진다. 이러한 경우에, 도포액 공급부(4)로부터 도포액실(36) 내에 보급되는 도포액의 단위 시간당 체적이, 보급 유량이다. 환언하면, 보급 유량은, 도포 헤드(3)에 있어서의 액적의 토출 동작에 병행하여 도포액 공급부(4)로부터 도포액실(36) 내에 보급 가능한 도포액의 단위 시간당 체적, 전형적으로는, 최대 체적이다.
보급 유량은, 도포액 탱크(41)에 저류하는 도포액의 점도에 크게 의존한다. 도포 장치(1)에서는, 복수 종류의 도포액에 있어서의 보급 유량을 나타내는 정보가, 보급 유량 정보 B로서 기억부(102)에 기억되어 있다. 복수 종류의 도포액에 있어서의 보급 유량은, 예를 들어 실험 또는 시뮬레이션 등에 의해 구해진다. 상기 스텝 S10에 있어서의 도포액의 보급 유량의 취득에서는, 대상물(9)에 도포해야 할 도포액의 종류의 입력이, 제어부(10)에 마련된 도시 생략의 입력부를 통해 조작자에 의해 행해진다. 토출 파라미터 결정부(101)에서는, 도포액의 종류를 나타내는 당해 입력이 접수되고, 당해 입력 및 보급 유량 정보 B에 기초하여, 당해 도포액의 보급 유량이 취득된다. 도포액의 보급 유량은, 토출 파라미터 결정부(101)에 있어서 기억된다.
계속해서, 대상물(9)에 도포해야 할 도포액에 맞춰서, 도포 헤드(3)에 있어서의 노즐부(35)가 교환된다(스텝 S11). 여기에서는, 도 4의 노즐부(35)가, 도 2의 노즐부(35)로 교환된 것으로 한다. 도 2의 교환 후의 노즐부(35)에서는, 도 4의 교환 전의 노즐부(35)와 비교하여, 노즐실(38)의 평균 직경 및 용적이 크다. 또한, 도 2 및 도 4의 노즐부(35)에서는, 노즐실(38)의 측면 경사각은 동일하다. 예를 들어, 점도가 높은 도포액을 사용하는 경우에, 노즐실(38)의 평균 직경이 큰 노즐부(35)가 선택된다. 후술하는 바와 같이, 노즐부(35)의 교환에 의해, 실제로 사용하는 당해 도포액을 대상물(9) 위에 적절하게 도포하는 것이 가능해진다.
노즐부(35)의 교환은, 예를 들어 도포 장치(1)의 설치 장소에 있어서 조작자에 의해 행해진다. 노즐부(35)의 교환이, 도포 장치(1)의 조정 작업으로서, 도포 장치(1)의 제조 공장 등에서 행해져도 된다. 또한, 노즐부(35)의 교환 전에는, 공급관(42)에 있어서의 도시가 생략된 밸브가 폐쇄된다. 노즐부(35)의 교환 후에 당해 밸브를 개방함으로써, 도포 헤드(3)의 도포액실(36)에, 도포액이 충전된다.
노즐 식별 카메라(5)에서는, 노즐부(35)의 표시 위치에 형성된 식별 정보가 촬상된다. 식별 정보의 화상은, 제어부(10)에 입력된다. 제어부(10)에서는, 식별 정보의 화상에 기초하여, 도포 헤드(3)에 마련되어 있는 노즐부(35)의 종류가 특정된다. 이와 같이, 도포 장치(1)에서는, 노즐 식별 카메라(5) 및 제어부(10)에 의해, 도포 헤드(3)에 있어서의 노즐부(35)의 종류를 식별하는 노즐 식별부가 실현된다. 노즐 식별부에 있어서의 식별 결과는, 도포 헤드(3)에 마련되는 노즐부(35)의 종류의 입력으로 하여, 토출 파라미터 결정부(101)에 있어서 접수된다.
한편, 기억부(102)에 기억되는 노즐실 정보 A는, 복수 종류의 노즐부(35)에 있어서의 노즐실(38)의 용적을 나타낸다. 예를 들어, 각 노즐부(35)의 설계 데이터를 사용하여 노즐실(38)의 용적을 산출함으로써, 또는 노즐실(38)의 용적을 실측함으로써, 노즐실 정보 A를 용이하게 준비하는 것이 가능하다. 토출 파라미터 결정부(101)에서는, 노즐부(35)의 종류를 나타내는 상기 입력 및 노즐실 정보 A에 기초하여, 도포 헤드(3)에 마련되는 노즐부(35)의 노즐실(38)의 용적이 취득된다(스텝 S12).
도포 헤드(3)에 있어서의 노즐실(38)의 용적이 취득되면, 노즐실(38)의 용적을, 토출구(381)로부터 토출되는 도포액의 액적 수로 환산한 값이, 노즐실 액적 수로서 구해진다(스텝 S13). 후술하는 바와 같이, 본 처리예에서는, 압전 소자(341)에 입력하는 구동 신호의 전압이 설정 전압에서 일정하다. 또한, 제어부(10)의 기억부(102)에서는, 복수 종류의 도포액과 복수 종류의 노즐부(35)의 각 조합에 대하여, 설정 전압의 구동 신호의 입력에 의해 토출구(381)로부터 토출되는 액적의 체적을 나타내는 테이블이 미리 기억되어 있다. 당해 테이블은, 예를 들어 시뮬레이션 또는 실험에 의해 작성된다. 토출 파라미터 결정부(101)에서는, 상술한 도포액의 종류의 입력, 및 노즐부(35)의 종류의 입력을 사용하여 상기 테이블을 참조함으로써, 도포 헤드(3)로부터 토출되는 액적의 체적이, 특정 체적으로서 특정된다. 그리고, 노즐실(38)의 용적을 특정 체적으로 나눔으로써, 노즐실 액적 수가 구해진다.
예를 들어, 특정 체적이 10nL(나노리터)이며, 노즐실(38)의 용적이 300nL인 경우, 300[nL]÷10[nL]로부터, 노즐실 액적 수는 30으로 된다. 이미 설명한 바와 같이, 노즐실(38)에는 도포액이 충전되어 있으며, 노즐실 액적 수는, 노즐실(38)에 충전되는 도포액만에 의해, 토출 가능한 특정 체적의 액적 개수이다. 노즐실 액적 수는, 토출 파라미터 결정부(101)에 있어서 기억된다. 도포 장치(1)에 있어서, 토출구(381)로부터 토출되는 액적의 체적(특정 체적)은, 예를 들어 2nL 이상, 50nL 이하이다. 또한, 노즐실 액적 수의 결정에서는, 노즐실 액적 수에 특정 체적을 곱해서 얻은 값이 노즐실(38)의 용적 이하이면 되며, 상기 값과 노즐실(38)의 용적과의 차가 특정 체적보다도 커도 된다.
상기 스텝 S10 내지 S13의 처리는, 도포 동작의 사전 준비이며, 필요에 따라서 행해진다. 예를 들어, 스텝 S10의 처리는, 도포액 탱크(41) 내의 도포액 교체에 의해, 또는 도포액 탱크(41)의 교환에 의해, 실제로 사용하는 도포액의 종류를 변경한 경우에 행해지고, 변경 후의 도포액의 보급 유량이 취득된다. 스텝 S12의 처리는, 스텝 S11에서 노즐부(35)를 교환한 경우에 행해지고, 교환 후의 노즐부(35)에 있어서의 노즐실(38)의 용적이 취득된다. 스텝 S13의 처리는, 스텝 S10의 처리 또는 스텝 S12의 처리가 행해진 경우, 즉, 도포액의 보급 유량, 또는 노즐실(38)의 용적이 변경된 경우에 행해지고, 노즐실 액적 수가 갱신된다.
대상물(9) 위의 하나의 도포 위치(이하, 「주목 위치」라고 함)에 대하여 도포액의 도포를 행할 때에는, 토출 파라미터 결정부(101)에 있어서 주목 위치에 대한 도포 명령이 접수된다(스텝 S14). 도포 명령은, 대상물(9) 위의 각 위치에 도포해야 할 도포액의 체적을 도포량으로서 나타내는 정보이다. 계속해서, 토출 파라미터 결정부(101)에서는, 도포 명령에 기초하여, 주목 위치에 대한 액적의 토출에 관한 토출 파라미터가 결정된다.
본 실시 형태에서는, 도포 헤드(3)로부터 토출되는 액적의 체적(특정 체적)은, 대상물(9) 위의 각 위치에 도포해야 할 도포량에 비하여 충분히 작기 때문에, 당해 각 위치에 대하여 다수의 액적이 연속적으로 토출된다. 따라서, 토출 파라미터 결정부(101)에서는, 주목 위치에 대하여 액적이 연속적으로 토출되는 연속 토출 기간에 있어서의 토출 파라미터가 결정된다. 후술하는 바와 같이, 연속 토출 기간은, 증량 토출 기간 및 정량 토출 기간으로 나뉘어 있으며, 토출 파라미터는, 연속 토출 기간에 있어서의 증량 토출 기간 및 정량 토출 기간의 길이, 그리고 증량 토출 기간 및 정량 토출 기간 각각에 있어서의 토출 주파수 및 구동 신호의 전압을 포함한다. 이미 설명한 바와 같이, 토출 주파수는, 구동 신호의 주파수이며, 토출구(381)로부터 토출되는 단위 시간당 액적의 개수를 나타낸다. 본 처리예에서는, 토출 파라미터에 있어서의 구동 신호의 전압이, 설정 전압에서 일정하기 때문에, 후술하는 액적의 토출에서는, 토출구(381)로부터 이미 설명한 특정 체적의 액적이 토출된다.
도포 명령에 기초하는 토출 파라미터의 결정에서는, 우선, 주목 위치에 도포해야 할 도포량을, 토출구(381)로부터 토출되는 도포액의 액적 수로 환산한 값이, 필요 액적 수로서 구해진다(스텝 S15). 필요 액적 수는, 당해 도포량을 특정 체적으로 나눔으로써 구해진다. 예를 들어, 주목 위치에 도포해야 할 도포액의 도포량이 500nL이며, 액적의 특정 체적이 10nL인 경우, 필요 액적 수는 50으로 된다.
계속해서, 토출 파라미터 결정부(101)에서는, 주목 위치의 필요 액적 수와 노즐실 액적 수가 비교된다. 필요 액적 수가 노즐실 액적 수보다도 큰 경우에는 (스텝 S16), 주목 위치에 대한 연속 토출 기간의 초기에 있어서, 노즐실 액적 수의 액적을 최고 토출 주파수에서 토출할 것을 지시하는 토출 파라미터가 결정된다. 여기서, 도포 장치(1)에서는, 압전 소자(341)의 사양이나, 구동 회로(342)의 제한 등에 의해, 최고 토출 주파수가 미리 설정되어 있다. 노즐실 액적 수의 액적을 최고 토출 주파수에서 토출하는 기간을 「증량 토출 기간」이라고 칭하면, 노즐실 액적 수와 최고 토출 주파수의 역수를 곱해서 얻은 값이, 증량 토출 기간의 길이로 된다. 따라서, 연속 토출 기간의 초기에 대한 상기 토출 파라미터의 결정은, 증량 토출 기간의 길이, 및 증량 토출 기간에 있어서의 토출 주파수(최고 토출 주파수)의 결정이라고 할 수 있다. 증량 토출 기간의 의미에 대해서는 후술한다.
토출 파라미터 결정부(101)에서는, 연속 토출 기간의 나머지 기간에 있어서, 필요 액적 수로부터 노즐실 액적 수를 감산해서 얻은 나머지의 액적 수의 액적을, 도포액의 보급 유량에 상당하는 토출 주파수(이하, 「평형 토출 주파수」라고 함)로부터 토출할 것을 지시하는 토출 파라미터가 결정된다. 이미 설명한 바와 같이, 보급 유량은, 도포액 공급부(4)로부터 도포액실(36) 내에 보급 가능한 도포액의 단위 시간당 체적이다. 평형 토출 주파수는, 보급 유량을 액적의 특정 체적으로 나눠서 얻어지는 수이며, 최고 토출 주파수보다도 충분히 낮다. 상기 나머지 액적 수의 액적을 일정한 평형 토출 주파수에서 토출하는 기간을 「정량 토출 기간」이라고 칭하면, 상기 나머지 액적 수와 평형 토출 주파수의 역수를 곱해서 얻은 값이, 정량 토출 기간의 길이로 된다. 따라서, 연속 토출 기간의 나머지 기간에 대한 상기 토출 파라미터의 결정은, 정량 토출 기간의 길이, 및 정량 토출 기간에 있어서의 토출 주파수의 결정이라고 할 수 있다. 이상과 같이 하여, 증량 토출 기간 및 정량 토출 기간을 포함하는 연속 토출 기간에 있어서의 토출 파라미터가 결정된다(스텝 S17).
예를 들어, 최고 토출 주파수가 1㎑(킬로헤르츠)이며, 노즐실 액적 수가 30인 경우, 증량 토출 기간의 길이는 30밀리초로 된다. 또한, 필요 액적 수가 50인 경우, 필요 액적 수로부터 노즐실 액적 수를 감산해서 얻은 나머지 액적 수는 20으로 된다. 이 경우에, 보급 유량이 매초 10nL이며, 액적의 특정 체적이 10nL일 때에는, 평형 토출 주파수는 1㎐로 되고, 정량 토출 기간의 길이는 20초로 된다. 필요 액적 수의 액적이 연속적으로 토출되는 기간인 연속 토출 기간의 길이는, 증량 토출 기간과 정량 토출 기간을 맞춘 길이이며, 20.03초로 된다.
도포 장치(1)에서는, 상기 토출 파라미터의 결정에 병행하여, 이동 기구(2)가 스테이지(21)를 이동함으로써, 대상물(9) 위의 주목 위치가, 도포 헤드(3)의 토출구(381)에 대향하는 위치에 배치된다. 그리고, 제어부(10)의 제어에 의해, 구동 회로(342)가 상기 토출 파라미터에 따라서 압전 소자(341)에 구동 신호를 입력함으로써, 주목 위치에 대하여 액적의 토출이 행해진다(스텝 S18). 상술한 예에서는, 최고 토출 주파수 1㎑에서, 노즐실 액적 수인 30개의 액적이 토출되고, 계속해서, 평형 토출 주파수 1㎐에서, 나머지 액적 수인 20개의 액적이 토출된다. 즉, 30밀리초의 증량 토출 기간에 있어서 최고 토출 주파수 1㎑에서의 액적의 토출이 행해지고, 당해 증량 토출 기간에 연속하는 20초의 정량 토출 기간에 있어서 평형 토출 주파수 1㎐에서의 액적의 토출이 행해진다. 이와 같이 하여, 제어부(10)에 의해 도포 헤드(3)로부터의 액적의 토출이 제어되고, 주목 위치에 대하여 도포 명령이 나타내는 도포량의 도포액이 도포된다.
이미 설명한 바와 같이, 최고 토출 주파수는, 평형 토출 주파수보다도 충분히 높기 때문에, 증량 토출 기간에서는, 토출구(381)로부터 토출되는 도포액의 단위 시간당 체적이 보급 유량보다도 크다. 즉, 증량 토출 기간에 있어서의 도포액의 단위 시간당 토출량은, 정량 토출 기간에 있어서의 도포액의 단위 시간당 토출량보다도 크고, 정량 토출 기간보다도 증량되어 있다. 증량 토출 기간에서는, 노즐실(38) 내에 있어서의 도포액의 액면 M의 위치가 점차 도포액실(36)에 가까워진다. 증량 토출 기간 종료 직전에는, 도 5에 도시한 바와 같이, 도포액의 액면 M은, 노즐실(38)에 있어서의 도포액실(36)측의 개구 근방에 위치한다. 증량 토출 기간에서는, 노즐실(38)의 용적을 액적 수로 환산한 노즐실 액적 수의 액적만이 토출된다. 즉, 증량 토출 기간에 있어서 토출되는 도포액의 양(체적)은, 노즐실(38)에 충전되는 도포액의 양 이하이다. 따라서, 도포액의 액면 M의 에지가, 노즐실(38)의 상기 개구를 넘어서 도포액실(36) 내에 들어가는 일은 없다.
정량 토출 기간에서는, 도포액의 보급 유량에 상당하는 평형 토출 주파수에서 액적이 토출되기 때문에, 도포액의 액면 M의 에지의 위치는, 노즐실(38)의 상기 개구 근방에서 유지된다. 연속 토출 기간의 전체에서는, 토출구(381)로부터 토출되는 도포액의 총 체적은, 노즐실(38)의 용적과, 연속 토출 기간에 도포액 공급부(4)로부터 도포액실(36) 내에 보급되는 도포액의 총 체적과의 합 이하로 된다. 이미 설명한 바와 같이, 상기 예에서는, 필요 액적 수는 노즐실 액적 수보다도 크고, 연속 토출 기간에 토출되는 도포액의 총 체적은, 노즐실(38)의 용적보다도 크다. 또한, 연속 토출 기간에 토출되는 도포액의 총 체적은, 도포액실(36) 내에 보급되는 도포액의 총 체적보다도 크며, 이미 설명한 바와 같이, 도포액의 액면 M의 에지가, 도포액실(36) 측으로 이동한다.
한편, 주목 위치에 대한 필요 액적 수와 노즐실 액적 수의 비교에 있어서, 필요 액적 수가 노즐실 액적 수 이하인 경우에는(스텝 S16), 주목 위치에 대하여, 연속 토출 기간의 전체에 있어서, 필요 액적 수의 액적을 최고 토출 주파수에서 토출할 것을 지시하는 토출 파라미터가 결정된다(스텝 S19). 이 경우, 연속 토출 기간의 길이는, 필요 액적 수와 최고 토출 주파수의 역수를 곱하여 얻은 값으로 된다. 상기 토출 파라미터의 결정은, 증량 토출 기간만을 포함하는 연속 토출 기간에 있어서의 토출 파라미터의 결정이다.
그리고, 대상물(9) 위의 주목 위치가, 도포 헤드(3)의 토출구(381)에 대향하는 위치에 배치된 상태에서, 구동 회로(342)가 상기 토출 파라미터에 따라서 압전 소자(341)에 구동 신호를 입력함으로써, 주목 위치에 대한 액적의 토출이 행해진다(스텝 S18). 이에 의해, 도포 명령이 나타내는 도포량의 도포액이, 보급 유량에 의존하지 않고 고속으로 주목 위치에 도포된다. 주목 위치에 대하여 토출되는 도포액의 양은, 노즐실(38)에 충전되는 도포액의 양 이하이다. 따라서, 도포액의 액면 M의 에지가, 노즐실(38)에 있어서의 도포액실(36)측의 개구를 넘어서 도포액실(36) 내에 들어가는 일은 없다.
실제 도포 장치(1)에서는, 주목 위치에 대한 도포액의 도포가 완료되면, 대상물(9) 위의 다음의 도포 위치가 주목 위치로 되고, 상기 스텝 S14 내지 S19가 반복된다. 이때, 도포 헤드(3)가 다음의 도포 위치에 대상물(9)에 대하여 상대적으로 이동하는 사이에, 노즐실(38) 내에 도포액이 보급된다. 노즐실(38) 내에 도포액을 충전하기 위한 대기 시간이, 필요에 따라서 설정되어도 된다. 각 도포 위치에 대한 토출 파라미터의 결정에 따른 스텝 S14 내지 S17, S19의 처리는, 당해 도포 위치에 대한 토출 동작(스텝 S18) 전에 행해지고 있으면 되며, 예를 들어 당해 도포 위치보다도 전에 도포액의 도포가 행해지는 도포 위치에 대한 토출 동작과 병행하여 행해져도 된다.
여기서, 각 도포 위치에 대하여, 항상, 최고 토출 주파수에서 필요 액적 수의 액적을 토출하는 제1 비교예의 도포 장치를 상정한다. 제1 비교예의 도포 장치에서는, 하나의 도포 위치에 대한 필요 액적 수가 노즐실 액적 수보다도 큰 경우, 당해 도포 위치에 대하여 토출되는 도포액의 양이, 노즐실(38)에 충전되는 도포액의 양을 초과한다. 따라서, 도포액의 액면 M의 에지가, 노즐실(38)의 도포액실(36)측의 개구를 넘어서 도포액실(36) 내에 들어가고, 도포액실(36) 내에 공기가 침입한다. 이 경우, 가압부(34)가 도포액실(36) 내에 부여하는 압력이 기포에 의해 흡수되고, 토출구(381)로부터 도포액이 안정적으로 토출되지 않게 된다.
또한, 각 도포 위치에 대하여, 항상, 평형 토출 주파수에서 필요 액적 수의 액적을 토출하는 제2 비교예의 도포 장치를 상정한다. 제2 비교예의 도포 장치에서는, 도포액의 보급 유량에 상당하는 평형 토출 주파수에서 액적이 토출되기 때문에, 도포액의 액면 M의 에지의 위치는 노즐실(38) 내에 유지된다. 그러나, 평형 토출 주파수는, 최고 토출 주파수에 비하여 크게 낮기 때문에, 도포 위치에 대한 도포액의 도포에 장시간을 요하게 된다. 예를 들어, 평형 토출 주파수가 1㎐이며, 필요 액적 수가 50인 경우에는, 도포액의 도포에 50초를 요한다.
이에 반하여, 도 1의 도포 장치(1)에서는, 토출 파라미터 결정부(101)에 있어서, 도포액의 보급 유량 및 노즐실(38)의 용적에 기초하여, 도포 헤드(3)로부터 액적이 연속적으로 토출되는 연속 토출 기간에 있어서의 토출 파라미터가 결정된다. 이에 의해, 토출구(381)로부터 토출되는 도포액의 단위 시간당 체적이 보급 유량보다도 큰 증량 토출 기간이, 연속 토출 기간에 포함되게 되어, 도포액을 고속으로 도포할 수 있다. 또한, 연속 토출 기간에 있어서 토출구(381)로부터 토출되는 도포액의 총 체적은, 노즐실(38)의 용적과, 연속 토출 기간에 도포액 공급부(4)로부터 도포액실(36) 내에 보급되는 도포액의 총 체적과의 합 이하로 된다. 그 결과, 연속 토출 기간에 있어서의, 도포액실(36) 내의 도포액 가압 시를 제외한 기간, 즉, 도포액의 액적 토출 시를 제외한 기간에 있어서, 도포액의 액면 M이 노즐실(38) 내에 형성된 상태를 유지할 수 있다. 이와 같이, 도포 장치(1)에서는, 도포액실(36) 내의 공기의 침입을 억제할 수 있어, 도포액을 안정적으로 도포하는 것이 실현된다.
이미 설명한 바와 같이, 필요 액적 수가 50이고, 노즐실 액적 수가 30이고, 최고 토출 주파수가 1㎑이며, 평형 토출 주파수가 1㎐인 경우에는, 도포액의 도포에 요하는 시간은 20.03초로 되고, 제2 비교예의 도포 장치의 경우에 비하여 크게 단축 가능하다. 환언하면, 대상물(9)에 도포하는 도포액의 단위 시간당 체적인 도포 속도를 향상시킬 수 있다.
또한, 도포액 탱크(41) 내를 양압으로 함과 함께 공급관(42)에 전자 밸브를 마련하고, 당해 전자 밸브의 개폐에 의해 토출구(381)로부터 액적을 토출하는, 제3 비교예의 도포 장치를 상정하면, 제3 비교예의 도포 장치에서는, 도포액 탱크(41) 내의 압력이 너무 높은 경우에, 토출구(381)로부터 도포액이 누출되어, 토출구(381)의 주위가 더러워져버린다. 한편, 압전 소자(341)의 신축 동작에 의해 액적을 토출하는 도 1의 도포 장치(1)에서는, 도포액 탱크(41) 내의 압력을 부압으로 하여, 토출구(381)로부터 도포액이 누출되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도 2의 도포 헤드(3)에서는, 노즐실(38)을 포함하는 노즐부(35)가, 다른 노즐부(35)로 교환 가능하다. 또한, 당해 다른 노즐부(35)에 있어서의 노즐실(38)의 용적이, 교환 전의 노즐부(35)에 있어서의 노즐실(38)의 용적과 상이하다. 따라서, 도포 헤드(3)에서는, 노즐부(35)의 교환에 의해, 점도가 다른 여러 종류의 도포액을 적절하게 토출하는 것이 가능해진다. 예를 들어, 100밀리파스칼초(mPa·s) 이상의 점도의 도포액을 적절하게 토출하는 것이 가능하다. 실제로는, 1000mPa·s 이상의 점도의 도포액도 적절하게 토출 가능하며, 8000mPa·s 이상의 점도의 도포액을 토출하는 것도 가능하다. 도포 헤드(3)에 있어서 토출 가능한 도포액의 점도의 상한값은, 노즐부(35)의 설계에 의존하지만, 예를 들어 30만mPa·s이다.
토출 파라미터 결정부(101)에서는, 대상물(9) 위의 각 도포 위치에 도포해야 할 도포액의 도포량을 나타내는 도포 명령이 접수된다. 그리고, 당해 도포 명령에 기초하여, 당해 도포 위치에 대한 연속 토출 기간에 있어서의 토출 파라미터가 결정된다. 이에 의해, 도포 장치(1)에서는, 바람직한 토출 파라미터를 자동적으로 결정할 수 있어, 고속 도포를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 복수의 도포 위치에 있어서의 도포량이 동일한 경우에는, 하나의 도포 위치에 대하여 결정된 토출 파라미터가, 다른 도포 위치에 대하여 그대로 사용되어도 된다.
제어부(10)에서는, 복수 종류의 노즐부(35)에 있어서의 노즐실(38)의 용적을 나타내는 노즐실 정보 A가 기억된다. 또한, 토출 파라미터 결정부(101)에서는, 도포 헤드(3)에 마련되는 노즐부(35)의 종류의 입력이 접수된다. 이에 의해, 당해 입력 및 노즐실 정보 A에 기초하여, 도포 헤드(3)에 있어서의 노즐실(38)의 용적을 용이하게 취득할 수 있다.
또한, 노즐 식별부에 의해, 도포 헤드(3)에 마련되는 노즐부(35)의 종류가 식별되고, 당해 노즐 식별부에 있어서의 식별 결과가, 상기 입력으로서 토출 파라미터 결정부(101)에 있어서 접수된다. 이에 의해, 도포 장치(1)에서는, 노즐실(38)의 용적을 자동으로 취득할 수 있다. 또한, 노즐 식별부에서는, 노즐 식별 카메라(5) 이외의 센서를 사용하여 노즐부(35)의 종류가 식별되어도 된다. 또한, 도포 장치(1)의 설계에 따라서는, 제어부(10)의 입력부를 통해 조작자에 의해, 도포 헤드(3)에 마련되는 노즐부(35)의 종류의 입력이 행해지고, 당해 입력이, 토출 파라미터 결정부(101)에 있어서 접수되어도 된다.
제어부(10)에서는, 복수 종류의 도포액에 있어서의 보급 유량을 나타내는 보급 유량 정보 B가 기억된다. 또한, 토출 파라미터 결정부(101)에서는, 도포액 공급부(4)로부터 도포 헤드(3)에 공급되는 도포액의 종류의 입력이 접수된다. 이에 의해, 당해 입력 및 보급 유량 정보 B에 기초하여, 도포액의 보급 유량을 용이하게 취득할 수 있다. 물론, 도포액의 보급 유량이, 제어부(10)의 입력부를 통해 조작자에 의해 입력되어도 된다.
상기 도포 장치(1)에서는 다양한 변형이 가능하다.
연속 토출 기간에 있어서의 토출 파라미터의 설정 방법은, 연속 토출 기간에 있어서 토출구(381)로부터 토출되는 도포액의 총 체적이, 노즐실(38)의 용적과, 연속 토출 기간에 도포액실(36) 내에 보급되는 도포액의 총 체적과의 합 이하로 되는 범위 내에서, 적절히 변경되어도 된다. 예를 들어, 연속 토출 기간의 전체가 증량 토출 기간으로 되어, 최고 토출 주파수보다도 낮고, 또한, 평형 토출 주파수보다도 높은 토출 주파수가 설정되어도 된다. 이 경우, 노즐실(38)의 용적에 상당하는 도포액의 체적을 연속 토출 기간에 있어서 균등하게 분배한 양만큼, 토출되는 도포액의 단위 시간당 체적이, 보급 유량보다도 크게 된다. 또한, 증량 토출 기간에 있어서의 토출 주파수가 변동해도 된다. 한편, 상기 처리예와 같이, 연속 토출 기간에 있어서의 초기가 증량 토출 기간이며, 나머지 기간이 정량 토출 기간인 경우에는, 고속 도포에 따른 제어를 간소화하는 것이 가능하다.
또한, 정량 토출 기간에서는, 토출되는 도포액의 단위 시간당 체적이, 보급 유량 미만의 일정량이어도 된다. 이 경우에, 연속 토출 기간에 있어서의 초기가 증량 토출 기간이며, 나머지 기간이 정량 토출 기간일 때에는, 당해 정량 토출 기간에 있어서, 토출되는 도포액의 단위 시간당 체적과 보급 유량의 차에 상당하는 체적의 도포액이, 단위 시간당 노즐실(38) 내에 보급된다. 이상과 같이, 정량 토출 기간에서는, 토출구(381)로부터 토출되는 도포액의 단위 시간당 체적이, 보급 유량 이하의 일정량이면 된다.
예를 들어, 증량 토출 기간 및 정량 토출 기간에 있어서 토출 주파수를 일정하게 하고, 증량 토출 기간에 있어서, 정량 토출 기간보다도 구동 신호의 전압을 높임으로써, 액적의 체적이 특정 체적보다도 크게 되어도 된다. 이 경우에도, 증량 토출 기간에 있어서 토출구(381)로부터 토출되는 도포액의 단위 시간당 체적을, 보급 유량보다도 크게 하는 것이 가능하다. 또한, 대상물(9) 위에 있어서 선형상의 도포액 패턴을 형성하는 경우 등에, 연속 토출 기간에 있어서, 대상물(9)의 이동이 행해져도 된다.
도포 장치(1)에 있어서 준비되는 복수 종류의 노즐부(35)에서는, 노즐실(38)의 평균 직경 이외에, 노즐실(38)의 길이나 형상이 다른 것이 포함되어도 된다. 예를 들어, 도 6의 노즐부(35)에서는, 직경이 일정하고, 또한, 똑바로 연장되는 원주상 공간의 노즐실(38)이 형성된다. 물론, 노즐실(38)의 측면 경사각이 다른 노즐부(35)가 준비되어도 된다. 도포 장치(1)에서는, 노즐실(38)의 용적이 큰 노즐부(35)로 교환함으로써, 도포액의 도포에 요하는 시간을 더 단축하는 것도 가능하다. 또한, 노즐부(35)가 도포액실(36)의 일부를 형성하는 경우에, 노즐부(35)의 교환에 의해, 노즐실(38)의 용적에 추가하여 도포액실(36)의 용적이 변화되어도 된다. 또한, 노즐부(35)는, 도포액실(36)의 공간 일부를 형성하지 않는 것이어도 된다. 도 7의 예에서는, 노즐부(35)가 판형상이며, 노즐부(35)의 상면이, 도포액실(36)의 저면으로 된다.
도포 헤드(3)에서는, 동일한 종류의 도포액을 사용하면서, 액적의 체적(특정 체적)을 변경하는 경우에, 노즐부(35)를 교환하는 것도 가능하다. 또한, 상기 도포 장치(1)에서는, 도포 헤드(3)의 일부인 노즐부(35)의 교환이 가능하지만, 도포 장치(1)의 설계에 따라서는, 도포 헤드(3)의 전체인 노즐부가 교환 가능해도 된다. 즉, 도포 장치(1)에서는, 도포 헤드(3)에 있어서, 적어도 노즐실(38)을 포함하는 노즐부가, 다른 노즐부로 교환 가능하면 된다.
토출구(381)로부터 액적을 토출시키는 토출 기구는, 압전 소자(341)를 포함하는 가압부(34) 이외여도 된다. 예를 들어, 토출 기구가, 도포액실(36) 내의 도포액을 가열함으로써, 토출구(381)로부터 액적을 토출시키는 가열부여도 된다. 이 경우에도, 토출 파라미터 결정부(101)에 있어서 결정되는 토출 파라미터에 따라서 토출 동작이 행해진다. 이에 의해, 연속 토출 기간에 있어서의, 도포액실(36) 내의 도포액 가열 시를 제외한 기간, 즉, 도포액의 액적 토출 시를 제외한 기간에 있어서, 도포액의 액면 M이 노즐실(38) 내에 형성된다. 이상과 같이, 본 발명을 적용 가능한 도포 장치의 예로서, 도포액을 가압 또는 가열함으로써 액적을 토출시키는 토출 기구를 갖는 도포 장치를 들 수 있다.
도포 장치(1)에 있어서, 스테이지(21)가 고정되고, 도포 헤드(3)가 이동 기구에 의해 이동되어도 된다. 즉, 이동 기구는, 도포액이 도포되는 대상물(9)을 도포 헤드(3)에 대하여 상대적으로 이동하면 된다.
상기 실시 형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합되어도 된다.
본 발명에 따른 도포 장치는, 다양한 용도로 이용할 수 있다.
1: 도포 장치
3: 도포 헤드
4: 도포액 공급부
5: 노즐 식별 카메라
9: 대상물
10: 제어부
34: 가압부
35: 노즐부
36: 도포액실
38: 노즐실
101: 토출 파라미터 결정부
381: 토출구
A: 노즐실 정보
B: 보급 유량 정보
M: (도포액의) 액면

Claims (9)

  1. 토출구로부터 도포액의 액적을 토출하는 도포 헤드와,
    상기 도포 헤드에 상기 도포액을 공급하는 도포액 공급부와,
    상기 도포 헤드로부터의 상기 액적의 토출을 제어하는 제어부를
    구비하고,
    상기 도포 헤드가, 상기 도포액이 충전되는 도포액실과,
    상기 도포액실로부터 연속하는 유로이며, 선단 개구가 상기 토출구인 노즐실과,
    상기 토출구로부터 상기 액적을 토출시키는 토출 기구를
    구비하며,
    상기 제어부가, 상기 도포 헤드에 있어서의 토출 동작에 병행하여 상기 도포액 공급부로부터 상기 도포액실 내에 보급 가능한 상기 도포액의 단위 시간당 체적을 보급 유량으로서, 상기 보급 유량 및 상기 노즐실의 용적에 기초하여, 상기 도포 헤드로부터 상기 액적이 연속적으로 토출되는 연속 토출 기간에 있어서의 토출 파라미터를 결정하는 토출 파라미터 결정부를 구비하고,
    상기 연속 토출 기간이, 상기 토출구로부터 토출되는 상기 도포액의 단위 시간당 체적이 상기 보급 유량보다도 큰 증량 토출 기간을 포함하며, 또한, 상기 연속 토출 기간에 있어서 상기 토출구로부터 토출되는 상기 도포액의 총 체적이, 상기 노즐실의 용적과, 상기 연속 토출 기간에 상기 도포액 공급부로부터 상기 도포액실 내에 보급되는 상기 도포액의 총 체적과의 합 이하인, 도포 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연속 토출 기간에 있어서의 상기 액적의 토출 시를 제외한 기간에 있어서, 상기 도포액의 액면이 상기 노즐실 내에 형성되는, 도포 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연속 토출 기간에 있어서, 상기 토출구로부터 토출되는 상기 도포액의 단위 시간당 체적이, 상기 보급 유량 이하의 일정량인 정량 토출 기간이 설정되어 있고, 상기 연속 토출 기간에 있어서의 초기가 상기 증량 토출 기간이며, 나머지 기간이 상기 정량 토출 기간인, 도포 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 토출 파라미터 결정부가, 대상물 위의 각 위치에 도포해야 할 상기 도포액의 도포량을 나타내는 도포 명령을 접수함과 함께, 상기 도포 명령에 기초하여, 상기 각 위치에 대한 상기 연속 토출 기간에 있어서의 상기 토출 파라미터를 결정하는, 도포 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 도포 헤드에 있어서, 적어도 상기 노즐실을 포함하는 노즐부가, 다른 노즐부로 교환 가능하며, 상기 다른 노즐부에 있어서의 상기 노즐실의 용적이, 상기 노즐부에 있어서의 노즐실의 용적과 상이한, 도포 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부에 있어서, 복수 종류의 노즐부에 있어서의 노즐실의 용적을 나타내는 노즐실 정보가 기억되고, 상기 토출 파라미터 결정부가, 상기 도포 헤드에 마련되는 노즐부의 종류의 입력을 접수함과 함께, 상기 입력 및 상기 노즐실 정보에 기초하여, 상기 도포 헤드에 있어서의 상기 노즐실의 용적을 취득하는, 도포 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 도포 헤드에 마련되는 상기 노즐부의 종류를 식별하는 노즐 식별부를 더 구비하고, 상기 노즐 식별부에 있어서의 식별 결과가, 상기 입력으로서 상기 토출 파라미터 결정부에 있어서 접수되는, 도포 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부에 있어서, 복수 종류의 도포액에 있어서의 보급 유량을 나타내는 보급 유량 정보가 기억되고, 상기 토출 파라미터 결정부가, 상기 도포액 공급부로부터 상기 도포 헤드에 공급되는 도포액의 종류의 입력을 접수함과 함께, 상기 입력 및 상기 보급 유량 정보에 기초하여, 상기 도포액의 상기 보급 유량을 취득하는, 도포 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 노즐실의 상기 유로의 직경이, 상기 도포액실 측으로부터 상기 토출구를 향해서 점차 감소하는, 도포 장치.
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