KR20190059940A - 도포 장치 및 기포 제거 방법 - Google Patents

도포 장치 및 기포 제거 방법 Download PDF

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팽투안 리
마사지 나카타니
켄지 마에다
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니혼 덴산 가부시키가이샤
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Abstract

도포 장치는 도포액이 충전되는 내부 공간, 및 상기 내부 공간에 연속하는 토출구를 갖는 도포 헤드와, 상기 도포 헤드의 상기 내부 공간에 상기 도포액을 공급하는 도포액 공급부와, 상기 내부 공간에 접속되는 배출 유로를 갖고, 상기 내부 공간의 상기 도포액을 상기 배출 유로를 통해서 배출하는 도포액 배출부와, 상기 토출구로부터 처지는 상기 도포액을 검출하는 액 처짐 검출부와, 제어부를 구비하고, 상기 제어부가 상기 액 처짐 검출부의 출력에 의거해서 상기 도포액 공급부 및 상기 도포액 배출부 중 적어도 한쪽을 제어함으로써 상기 도포액이 상기 토출구로부터 아래로 처진 액 수하 상태를 형성한다.

Description

도포 장치 및 기포 제거 방법
본 발명은 도포 장치 및 기포 제거 방법에 관한 것이다.
종래, 대상물 상에 도포액을 도포할 때에 도포 장치가 이용된다. 도포 장치의 도포 헤드에서는 압력실에 도포액이 충전되어 상기 도포액에 압력을 부여함으로써 상기 압력실에 연속하는 토출구로부터 도포액이 토출된다. 이 경우에, 압력실 내에 기포가 혼입되어 있으면 압력실 내에 부여하는 압력이 기포에 의해 흡수되어버린다. 그 결과, 토출구로부터 도포액이 적절하게 토출되지 않게 되어 각 위치에 도포되는 도포액의 양이 설정량보다 적어지는 등의 도포 불량이 발생한다. 또한, 토출구에 기포가 존재하면 외부의 공기가 토출구를 통해서 압력실 내에 흡입되어 압력실 내의 기포의 양이 증대되는 일도 있다. 이 경우, 도포액의 토출이 곤란하게 된다. 따라서, 도포 장치에서는 압력실 내의 기포를 제거하는 것이 행해진다.
예컨대, 일본 특허 공개 2009-131788호 공보에서는 도포액 공급 펌프로부터 슬릿 노즐로의 공급 도포액량보다 적은 배출 도포액이 도포액 배출 흡인 펌프에 의해 슬릿 노즐로부터 배출된다. 이에 따라, 슬릿 노즐의 고임부에 혼입된 기포가 배출 도포액과 함께 배출된다. 본 방법에서는 슬릿 노즐의 토출구로부터도 도포액이 토출된다.
또한, 일본 특허 공개 2007-21904호 공보에서는 비인자시에 캡 부재를 노즐면에 밀착시켜서 노즐을 덮는 잉크젯 기록 장치가 개시되어 있다. 상기 잉크젯 기록 장치에서는 캡 부재 내를 감압해서 노즐로부터 잉크를 흡인함으로써 기록 헤드 내의 기포나 점도 증가된 잉크가 제거된다.
일본 특허 공개 2009-131788호 공보 일본 특허 공개 2007-21904호 공보
그런데, 일본 특허 공개 2009-131788호 공보의 방법에서는 펌프의 맥동 등에 의해 도포 헤드의 내부 공간의 압력이 순간적으로 낮아져 토출구로부터 내부 공간으로의 공기의 침입이 생길 가능성이 있다. 또한, 일본 특허 공개 2007-21904호 공보의 방법과 같이, 토출구로부터 도포액과 함께 기포를 배출시키는 것도 고려되지만, 통상, 토출구의 직경은 작기 때문에, 토출구를 통해서 기포를 효율 좋게 배출시키는 것은 곤란하다. 따라서, 도포 헤드에 있어서 토출구로부터 내부 공간으로의 공기의 침입을 억제하면서 내부 공간의 기포를 효율 좋게 제거하는 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 토출구로부터 내부 공간으로의 공기의 침입을 억제하면서 내부 공간의 기포를 효율 좋게 제거하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 예시적인 도포 장치는 도포액이 충전되는 내부 공간, 및 상기 내부 공간에 연속하는 토출구를 갖는 도포 헤드와, 상기 도포 헤드의 상기 내부 공간에 상기 도포액을 공급하는 도포액 공급부와, 상기 내부 공간에 접속되는 배출 유로를 갖고, 상기 내부 공간의 상기 도포액을 상기 배출 유로를 통해서 배출하는 도포액 배출부와, 상기 토출구로부터 처지는 상기 도포액을 검출하는 액 처짐 검출부와, 제어부를 구비한다. 상기 제어부가 상기 액 처짐 검출부의 출력에 의거해서 상기 도포액 공급부 및 상기 도포액 배출부 중 적어도 한쪽을 제어함으로써 상기 도포액이 상기 토출구로부터 아래로 처진 액 수하(垂下) 상태를 형성한다.
본 발명의 예시적인 기포 제거 방법은 도포 장치에 있어서 행해진다. 상기 도포 장치가 도포액이 충전되는 내부 공간, 및 상기 내부 공간에 연속하는 토출구를 갖는 도포 헤드와, 상기 도포 헤드의 상기 내부 공간에 상기 도포액을 공급하는 도포액 공급부와, 상기 내부 공간에 접속되는 배출 유로를 갖고, 상기 내부 공간의 상기 도포액을 상기 배출 유로를 통해서 배출하는 도포액 배출부와, 상기 토출구로부터 처지는 상기 도포액을 검출하는 액 처짐 검출부를 구비한다. 상기 기포 제거 방법이, a) 상기 액 처짐 검출부의 출력에 의거해서 상기 도포액 공급부 및 상기 도포액 배출부 중 적어도 한쪽을 제어함으로써 상기 도포액이 상기 토출구로부터 아래로 처진 액 수하 상태를 형성하는 공정과, b) 상기 a)공정에 병행해서 상기 도포액 공급부에 의한 상기 내부 공간으로의 상기 도포액의 공급, 및 상기 도포액 배출부에 의한 상기 내부 공간으로부터의 상기 도포액의 배출을 행하는 공정을 구비한다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 토출구로부터 내부 공간으로의 공기의 침입을 억제하면서 내부 공간의 기포를 효율 좋게 제거할 수 있다.
도 1은 도포 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2a는 액 처짐 검출부의 근방을 나타내는 도면이다.
도 2b는 액 처짐 검출부의 근방을 나타내는 도면이다.
도 2c는 액 처짐 검출부의 근방을 나타내는 도면이다.
도 3은 기포 제거 처리의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 4는 도포 장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일실시형태에 의한 도포 장치(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 도포 장치(1)는 프린트 기판, 반도체 기판 등의 각종 기판인 대상물(9) 상에 소정의 도포액을 도포하는 장치이다. 대상물(9)은 기계부품 등이어도 좋다. 도포액은 예컨대, 각종 접착제(에폭시, UV 경화 등), 시일제, 언더필제, 그리스 등이다.
도포 장치(1)는 제어부(10)와, 이동 기구(2)와, 도포 헤드(3)와, 도포액 공급부(4)와, 도포액 배출부(5)와, 액 처짐 검출부(6)를 포함한다. 제어부(10)는 도포 장치(1)의 전체 제어를 담당한다. 이동 기구(2)는 스테이지(21)와, 스테이지 이동 기구(22)를 포함한다. 스테이지(21)는 대상물(9)을 유지한다. 스테이지 이동 기구(22)는 도포 헤드(3)에 대해서 스테이지(21)를 이동한다. 스테이지 이동 기구(22)에 의한 스테이지(21)의 이동 방향은 예컨대, 서로 수직한 2방향이다. 전형적으로는 이들의 이동 방향은 도포 헤드(3)에 의한 도포액의 토출 방향에 수직하다. 스테이지 이동 기구(22)는 스테이지(21)를 토출 방향에 평행한 축을 중심으로 해서 회전 가능하여도 좋다. 스테이지(21) 상에는 도포 헤드(3)로부터의 도포액을 회수하는 회수부(23)가 설치된다.
도포 헤드(3)는 본체부(31)와, 접액막(接液膜)(34)과, 가압부(35)를 포함한다. 도 1에서는 후술하는 토출구(321)의 중심선을 포함하는 면에 있어서의 도포 헤드(3)의 단면을 나타내고 있다. 본체부(31)는 예컨대 금속 등에 의해 형성된다. 본체부(31)는 도포액이 충전되는 압력실(32)의 저면 및 측면을 형성한다. 압력실(32)은 도포 헤드(3)의 내부 공간이며, 예컨대 원기둥 형상이다. 압력실(32)의 측면에는 공급구(322) 및 배출구(323)가 형성된다. 공급구(322) 및 배출구(323)는 서로 대향하는 위치에 배치된다. 공급구(322) 및 배출구(323)는 압력실(32)에 연속한다. 압력실(32)의 저면에는 토출구(321)가 형성된다. 토출구(321)는 압력실(32)로부터 곧게 연장되는 관통 구멍이다. 토출구(321)의 직경은 예컨대 0.3㎜이다. 토출구(321)는 본체부(31)에 있어서의 스테이지(21)에 대향하는 면(311)에 있어서 외부를 향해서 개구한다. 이하, 상기 면(311)을 「대향면(311)」이라고 한다. 대향면(311)은 스테이지(21)에 평행하다. 후술하는 바와 같이, 대향면(311)은 스테이지(21)에 대해서 경사져도 좋다.
접액막(34)은 금속 등에 의해 형성되는 다이어프램이다. 압력실(32)에 있어서 접액막(34)은 토출구(321)에 대향한다. 접액막(34)은 압력실(32)에 있어서의 저면에 대향하는 면을 형성한다. 접액막(34)의 압력실(32)측의 표면은 압력실(32) 내의 도포액과 접촉하는 접액면(接液面)이다. 접액막(34)의 외측 가장자리부는 본체부(31)에 고정된다. 토출구(321), 공급구(322) 및 배출구(323)를 제외하고 압력실(32)은 본체부(31) 및 접액막(34)에 의해 밀폐된다.
가압부(35)는 압전 소자(351)를 포함한다. 압전 소자(351)는 접액막(34)에 있어서의 접액면과는 다른 면에 고정된다. 도시 생략된 구동 회로가 압전 소자(351)에 구동 전압을 공급함으로써 압전 소자(351)가 신축 동작을 행하여 접액막(34)의 휨량이 변화된다. 접액막(34)이 토출구(321)를 향해서 휠 때에 압력실(32) 내의 도포액에 압력이 부여되어 토출구(321)로부터 외부로 도포액이 토출된다. 이와 같이, 가압부(35)가 접액막(34)을 압력실(32)의 내부를 향해서 휘게 함으로써 토출구(321)로부터의 도포액의 토출이 행해진다.
도포액 공급부(4)는 도포 헤드(3)의 압력실(32)에 도포액을 공급한다. 도포액 공급부(4)는 도포액 탱크(41)와, 공급 유로(42)와, 압력 조정부(43)를 포함한다. 도포액 탱크(41)는 도포액을 저류한다. 도포액 탱크(41)의 내부는 밀폐되어 있다. 공급 유로(42)의 일단은 도포액 탱크(41)에 접속된다. 타단은 공급구(322)를 통해서 압력실(32)에 접속된다. 즉, 공급 유로(42)를 통해서 도포액 탱크(41)의 내부와 도포 헤드(3)의 압력실(32)이 공간적으로 연속한다. 도포액 탱크(41)는 압력실(32)보다 연직방향 상방에 배치된다. 압력 조정부(43)는 도포액 탱크(41) 내의 압력을 조정한다. 압력 조정부(43)는 예컨대 압력 조정 펌프를 포함한다. 압력 조정부(43)에 의해 도포액 탱크(41) 내의 압력이 대기압을 포함하는 압력 범위 내의 임의의 값으로 조정된다. 상기 압력 범위의 하한값은 대기압보다 낮고, 상기 압력 범위의 상한값은 대기압보다 높다.
도포액 배출부(5)는 배출 유로(51)와, 개폐부(52)와, 기포 검출부(53)와, 송액 펌프(54)와, 배액(排液) 탱크(55)를 포함한다. 배출 유로(51)의 일단은 배출구(323)를 통해서 압력실(32)에 접속된다. 타단은 배액 탱크(55)에 접속된다. 배출 유로(51)의 직경은 토출구(321)의 직경보다 크다. 즉, 배출 유로(51)에 있어서 도포액이 흐르는 방향에 수직한 단면적은 토출구(321)의 상기 단면적보다 크다.
배출 유로(51)에서는 도포 헤드(3)로부터 배액 탱크(55)를 향해서 개폐부(52), 기포 검출부(53) 및 송액 펌프(54)가 순차적으로 설치된다. 개폐부(52)는 예컨대 개폐 밸브이며, 배출 유로(51)를 개폐한다. 개폐부(52)는 도포 헤드(3)에 근접한 위치에 배치된다. 개폐부(52)는 배출 유로(51)에 설치되는 구성 중 가장 도포 헤드(3)에 근접해서 설치되는 것이 바람직하다. 송액 펌프(54)는 배출 유로(51) 내의 도포액을 도포 헤드(3)측으로부터 배액 탱크(55)측으로 흐르게 한다. 송액 펌프(54)에서는 공급되는 전류 또는 전압 등인 구동 파라미터의 값을 변경함으로써 그 출력, 즉, 송액 능력이 가변이다. 개폐부(52)가 개방된 상태에서 송액 펌프(54)를 구동함으로써 압력실(32) 내의 도포액이 배출 유로(51)를 통해서 배액 탱크(55)로 배출된다. 기포 검출부(53)는 배출 유로(51)를 흐르는 도포액에 포함되는 기포의 유무를 취득한다. 즉, 기포 검출부(53)는 기포를 검출한다. 기포 검출부(53)는 예컨대 초음파식 또는 광학식의 센서이다.
도 2a~도 2c는 액 처짐 검출부(6)의 근방을 나타내는 도면이다. 도 2a~도 2c에서는 토출구(321)의 중심선을 포함하는 면에 있어서의 본체부(31)의 단면을 나타내고 있다. 액 처짐 검출부(6)는 출사부(61)와, 수광부(62)를 포함한다. 출사부(61) 및 수광부(62)는 도포 헤드(3)의 대향면(311)에 부착된다. 이미 서술한 바와 같이, 대향면(311)은 도포 헤드(3)에 있어서 토출구(321)가 개구하는 면이다. 출사부(61) 및 수광부(62)는 대향면(311) 상에서 토출구(321)를 사이에 두는 2개의 위치에 각각 배치된다. 출사부(61)는 대향면(311)을 따라 검출 광을 출사한다. 상기 검출 광은 수광부(62)를 향한다. 도 2a~도 2c에서는 출사부(61)로부터 수광부(62)로 향하는 검출 광의 경로(K1)를 일점 쇄선으로 나타내고 있다.
도 2a에 나타내는 바와 같이, 토출구(321) 내에 도포액의 액면이 형성되는 상태에서는 검출 광은 수광부(62)에서 수광된다. 도 2b에 나타내는 바와 같이, 토출구(321)로부터 도포액이 처져서 검출 광의 경로(K1)와 교차하면, 검출 광이 도포액에 의해 차단되어 수광부(62)에서 수광되지 않는다. 이와 같이 하여, 액 처짐 검출부(6)에서는 토출구(321)로부터 처지는 도포액이 검출된다. 도포액의 검출시에는 검출 신호가 제어부(10)에 출력된다. 이하의 설명에서는 도포액이 검출 광의 경로(K1)와 교차하여 수광부(62)에 의해 검출 광이 수광되지 않는 상태가, 토출구(321)로부터 도포액이 처져 있다, 즉, 액 처짐이 발생하고 있는 상태인 것으로 한다. 검출 광의 경로(K1)는 대향면(311)으로부터 약간, 예컨대, 1㎜ 정도 벗어나 있다. 따라서, 도 2c에 나타내는 바와 같이, 토출구(321)로부터 약간 부풀어오르는 도포액은 검출 광의 경로(K1)와 교차하지 않아 액 처짐의 발생으로는 취급되지 않는다.
도포 장치(1)에 있어서의 통상 동작에서는 제어부(10)가 이동 기구(2) 및 도포 헤드(3)를 제어함으로써 대상물(9) 상에 도포액이 도포된다. 구체적으로는 이동 기구(2)가 스테이지(21)를 이동함으로써 대상물(9) 상의 도포 대상의 위치가 토출구(321)에 대향하는 위치에 배치된다. 그리고, 압전 소자(351)에 구동 전압을 공급함으로써 토출구(321)로부터 상기 위치를 향해서 도포액의 액적이 토출된다. 압전 소자(351)는 높은 응답성을 가지기 때문에 구동 전압의 제어에 의해 액적의 양의 미소화 및 조정을 용이하게 행할 수 있다. 도포 장치(1)에서는 대상물(9)의 이동 및 도포액의 토출을 반복함으로써 대상물(9) 상의 모든 도포 대상의 위치에 도포액이 도포된다. 도포 헤드(3)의 설계에 따라서는 압전 소자(351) 이외의 구동원에 의해 도포액의 토출이 행해져도 좋다.
상기 통상 동작에서는 도포액 탱크(41) 내의 압력이 압력 조정부(43)에 의해 소정의 통상 압력값으로 조정된다. 통상 압력값은 대기압보다 낮은, 즉 부압이다. 따라서, 토출구(321)로부터의 도포액의 비토출시에는, 도 2a와 같이, 토출구(321)의 내부, 즉 대향면(311)보다 압력실(32)측에 도포액의 메니스커스가 형성된다. 이에 따라, 도포액이 압전 소자(351)의 구동에 따르지 않고 토출구(321)로부터 낙하하는 것이 방지된다. 또한, 통상 동작에서는 개폐부(52)가 배출 유로(51)를 폐쇄한 상태가 유지된다. 이에 따라, 압력실(32) 내의 도포액이 배출 유로(51)로 흐르는 것이 방지되고, 가압부(35)의 구동에 의해 도포액이 토출구(321)로부터 적절하게 토출된다.
도포 장치(1)에서는 압력실(32) 내의 기포를 제거하는 기포 제거 처리가 소정 기간마다 행해진다. 기포 제거 처리는 작업자에 의한 임의의 타이밍에 행해져도 좋다. 도 3은 기포 제거 처리의 흐름을 나타내는 도면이다. 기포 제거 처리에서는 우선, 도 1 중에 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 스테이지(21) 상의 회수부(23)가 이동 기구(2)에 의해 도포 헤드(3)의 토출구(321)에 대향하는 위치에 배치된다(스텝 S11). 기포 제거 처리에서는 원칙으로서 토출구(321)로부터 도포액이 토출되지 않지만, 가령 토출구(321)로부터 도포액의 액적이 낙하한 경우에도 상기 액적은 회수부(23)에 의해 받아진다.
계속해서, 압력 조정부(43)에 의해 도포액 탱크(41) 내의 압력이 통상 압력값보다 높은 소정의 설정 압력값으로 조정된다(스텝 S12). 설정 압력값은 대기압보다 높은 정압이다. 본 처리예에 있어서의 기포 제거 처리에서는 도포액 탱크(41) 내의 압력은 항상 설정 압력값으로 유지된다. 도포 헤드(3)에서는 도포액 탱크(41) 내의 정압에 의해 대향면(311) 상에 있어서 도포액이 토출구(321)에 고인다. 도포 장치(1)에 있어서 이용되는 도포액의 점도는 비교적 높고, 예컨대 100밀리파스칼 초(mPaㆍs) 이상 30만mPaㆍs 이하이다. 토출구(321) 근방의 도포액은 표면 장력에 의해 유지된 상태에서 토출구(321)로부터 연직 방향 하방으로 점차로 연장된다. 도포액은 예컨대 토출구(321)로부터 수㎜ 연장된다. 대향면(311) 상에 있어서 도포액을 토출구(321)에 고이게 하는 것이 가능하면 설정 압력값이 대기압과 같아도 좋다.
액 처짐 검출부(6)에서는 액 처짐의 유무가 취득된다(스텝 S13). 도 2b에 나타내는 바와 같이, 도포액이 검출 광의 경로(K1)와 교차하면 액 처짐 검출부(6)에 의해 액 처짐이 검출되어 검출 신호가 제어부(10)에 출력된다(스텝 S14). 이 때, 원칙으로서, 도포액이 토출구(321)로부터 아래로 처진 액 수하 상태가 형성된다. 액 수하 상태에서는 토출구(321)로부터 처지는 도포액이 낙하하지 않고, 또한, 토출구(321)와 회수부(23) 사이에서 도포액이 연속하는 상태도 아니다. 액 수하 상태에서는 도포액이 토출구(321)로부터 매달린 상태에서 표면 장력에 의해 유지되어 토출구(321)의 전체가 도포액에 의해 덮여진다. 바꾸어 말하면, 도포액에 의해 토출구(321)가 밀폐된다. 실제로는 액 처짐 검출부(6)에 의한 액 처짐의 유무의 취득은 미소 시간마다 반복되지만(스텝 S13,S14), 현시점에서는 도 3 중의 스텝 S18의 처리는 행해지지 않는다.
액 처짐이 검출되면 도 1의 송액 펌프(54)의 구동이 개시된다. 이에 따라, 압력실(32) 내의 도포액이 배출 유로(51) 내에 흡인되어 배액 탱크(55)에 배출된다(스텝 S15). 도포액 배출부(5)에서는 이미 서술한 구동 파라미터의 값을 소정의 설정 입력값으로 일정하게 하여 송액 펌프(54)가 구동된다. 또한, 압력실(32)로부터의 도포액의 배출에 따라 도포액 탱크(41) 내의 도포액이 공급 유로(42)를 통해서 압력실(32)에 유입된다. 이와 같이, 액 수하 상태의 형성에 병행해서 도포액 공급부(4)에 의한 압력실(32)로의 도포액의 공급, 및 도포액 배출부(5)에 의한 압력실(32)로부터의 도포액의 배출이 행해진다. 이에 따라, 압력실(32) 내의 기포가 도포액과 함께 배출 유로(51)를 통해 배출된다. 이 때, 토출구(321)의 전체가 액 수하 상태의 도포액에 의해 덮어지기 때문에 토출구(321)를 통해 압력실(32) 내에 주위의 공기가 침입하는 것이 억제된다. 또한, 배액 탱크(55)에 배출되는 도포액은 적절히 재이용되어도 좋으며, 이에 따라, 도포 장치(1)에 있어서의 러닝 코스트를 삭감할 수 있다.
기포 검출부(53)에서는 배출 유로(51)를 흐르는 도포액에 있어서의 기포의 유무가 취득된다(스텝 S16). 제어부(10)에서는 소정 시간 동안에 기포 검출부(53)에 의해 기포가 검출될 경우에(스텝 S17) 압력실(32) 내에 기포가 잔존하고 있는 것으로 판정된다. 그리고, 스텝 S13으로 돌아가서 액 처짐 검출부(6)에 의해 액 처짐의 유무가 취득된다.
여기서, 도포액 배출부(5)에 의한 도포액의 배출 동작에 의해 압력실(32) 내의 도포액에는 부압이 부여된다. 따라서, 토출구(321)로부터 아래로 처지는 도포액의 길이가 송액 펌프(54)의 구동에 의해 작아진다. 실제로는 도포액 탱크(41)에 있어서의 설정 압력값에 대해서, 액 수하 상태의 도포액의 길이를 점차로 작게 하는 송액 펌프(54)의 설정 입력값이 미리 실험 등에 의해 취득된다.
액 처짐 검출부(6)에 의해 액 처짐이 검출되어 있을 때에는(스텝 S14), 도포액 탱크(41) 내의 설정 압력값에서의 압력 조정, 및 송액 펌프(54)의 설정 입력값에서의 구동이 유지된다(스텝 S15). 이와 같이, 압력실(32) 내에 기포가 잔존하는 것으로 판정되고(스텝 S16, S17), 또한, 토출구(321)로부터 도포액의 액 처짐이 발생하고 있는 사이(스텝 S13, S14), 압력실(32)로의 도포액의 공급, 및 압력실(32)로부터의 도포액의 배출이 계속된다(스텝 S15). 실제로는 기포의 검출에 관한 동작(스텝 S16, S17), 및 액 처짐의 검출에 관한 동작(스텝 S13, S14)은 서로 병행해서 행해진다. 기포 제거 처리에서는 가압부(35)는 구동되지 않는다.
액 처짐 검출부(6)에 의해 액 처짐이 검출되지 않게 되면(도 2c 참조)(스텝 S13, S14) 송액 펌프(54)에 있어서의 구동 파라미터의 값이 설정 입력값으로부터 작아진다(스텝 S18). 본 실시형태에서는 구동 파라미터의 값이 0으로 되고 송액 펌프(54)가 정지된다. 이 때, 도포액 탱크(41) 내의 압력은 설정 압력값으로 유지되어 있고, 토출구(321)로부터 연직 방향 하방으로 연장되는 도포액의 길이가 커진다. 이에 따라, 도포액의 액 수하 상태가 다시 형성된다. 이와 같이, 스텝 S13, S14, S18에서는 액 처짐 검출부(6)의 출력에 의거해서 제어부(10)가 도포액 배출부(5)를 제어함으로써 도포액의 액 수하 상태가 형성된다.
액 처짐 검출부(6)에 의해 액 처짐이 검출되면(스텝 S13, S14) 송액 펌프(54)에 있어서의 구동 파라미터의 값이 설정 입력값으로 되돌려진다(스텝 S15). 이에 따라, 압력실(32)로부터의 도포액의 배출, 및 이에 따른 압력실(32) 내로의 도포액의 공급이 재개된다. 이와 같이, 도포 장치(1)에서는 액 수하 상태가 형성되어 있는 기간에 압력실(32) 내의 기포가 배출 유로(51)를 통해 도포액과 함께 배출된다.
압력실(32) 내의 도포액을 배출 유로(51)를 통해서 배출하고 있는 기간에 있어서 소정 시간 동안 기포 검출부(53)에 의해 기포가 검출되지 않을 경우(스텝 S16, S17) 제어부(10)에 의해 압력실(32) 내에 기포가 잔존하고 있지 않은 것으로 판정된다. 그리고, 송액 펌프(54)가 정지됨으로써 압력실(32) 내의 도포액의 배출이 종료된다. 또한, 도포액 탱크(41) 내의 압력이 부압인 통상 압력값으로 조정되어(스텝 S19), 도 2a에 나타내는 바와 같이, 토출구(321)의 내부에 도포액의 액면이 형성된다. 이와 같이 하여, 기포 제거 처리가 완료된다. 바람직한 도포 장치(1)에서는 도시 생략의 와이프(wipe) 기구가 설치된다. 이 경우, 도포액 탱크(41) 내의 압력을 통상 압력값으로 조정한 후, 도포 헤드(3)의 대향면(311)에 부착된 불필요한 도포액 등이 닦아내진다.
이상에서 설명한 바와 같이 도포 장치(1)의 기포 제거 처리에서는 제어부(10)가 액 처짐 검출부(6)의 출력에 의거해서 도포액 배출부(5)를 제어함으로써 압력실(32)에 연속하는 토출구(321)로부터 도포액이 아래로 처진 액 수하 상태가 형성된다. 이에 따라, 토출구(321)로부터 압력실(32)로의 주위의 공기의 침입을 억제할 수 있다. 또한, 배출 유로(51)를 통해 압력실(32) 내의 도포액을 배출함으로써 토출구(321)를 통해 도포액을 배출하는 경우에 비해서 도포액의 유량을 크게 할 수 있고, 압력실(32) 내의 기포를 보다 확실하게 또한 효율 좋게 제거할 수 있다. 그 결과, 복잡한 구조 및 동작을 채용하는 일 없이 대상물(9) 상으로의 도포액의 도포에 있어서 도포 불량이 발생하는 것을 방지한다, 즉, 도포 장치(1)의 신뢰성을 향상할 수 있다. 또한, 기포 검출부(53)에 의해 배출 유로(51)를 흐르는 도포액에 포함되는 기포가 검출된다. 이에 따라, 압력실(32) 내의 기포의 제거의 종점을 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
도포 장치(1)에서는 도포 헤드(3)에 부착되는 액 처짐 검출부(6)를 이용하여 토출구(321)의 주위에 부착해서 경화된 도포액 등, 토출구(321) 근방에 있어서의 이물, 및 토출구(321)로부터의 의도하지 않는 액 처짐도 검출 가능하다. 예컨대, 통상 동작에 있어서의 압전 소자(351)의 비구동시에 액 처짐 검출부(6)에 의해 검출 신호가 출력될 경우에는 대상물(9)에 대한 도포액의 도포가 중단된다. 그리고, 토출구(321)의 근방이 닦아내진 후, 도포액의 도포가 재개된다. 이에 따라, 상기 이물 등이 대상물(9)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 도포 장치(1)의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 4의 도포 장치(1)에서는 액 처짐 검출부(6)가 회수부(23)에 설치되는 점에서 도 1의 도포 장치(1)와 서로 다르다. 다른 구성은 도 1의 도포 장치(1)와 마찬가지이고, 동일한 구성에 동일한 부호를 붙인다.
도 4의 도포 장치(1)에서는 액 처짐 검출부(6)의 출사부(61) 및 수광부(62)가 회수부(23)에 있어서의 상단부에 설치된다. 기포 제거 처리에서는, 도 4 중에 실선으로 나타내는 바와 같이, 회수부(23)가 이동 기구(2)에 의해 도포 헤드(3)의 토출구(321)에 대향하는 위치에 배치된다(도 3 : 스텝 S11). 이 때, 출사부(61) 및 수광부(62)는 도포 헤드(3)의 대향면(311)에 대해서 미소한 간극을 두고서 근접한다. 또한, 대향면(311)에 따르는 방향에 착안했을 경우에, 출사부(61) 및 수광부(62)가 토출구(321)를 사이에 끼는 2개의 위치에 각각 배치된다. 이에 따라, 액 처짐 검출부(6)가 토출구(321)로부터 처지는 도포액을 검출 가능하게 된다. 스텝 S12~S19의 처리는 도 1의 도포 장치(1)와 마찬가지이다.
이상과 같이, 도 4의 도포 장치(1)에서는 액 처짐 검출부(6)가 도포 헤드(3)와는 분리해서 설치된다. 기포 제거 처리에서는 이동 기구(2)에 의해 액 처짐 검출부(6)가 토출구(321)에 근접한 위치에 배치된다. 그리고, 액 처짐 검출부(6)의 출력에 의거해서 액 수하 상태가 형성된다. 이에 따라, 토출구(321)로부터 압력실(32)로의 공기의 침입을 억제하면서 압력실(32) 내의 기포를 제거할 수 있다. 도 4의 도포 장치(1)에서는 도포 헤드(3)의 구조를 간소화하여 도포 헤드(3)의 소형화 등을 용이하게 실현할 수 있다. 액 처짐 검출부(6)는 도포 헤드(3)에 대해서 상대적으로 이동하면 좋고, 예컨대, 도포 헤드(3)를 이동하는 이동 기구를 설치함으로써 기포 제거 처리에 있어서 액 처짐 검출부(6)가 토출구(321)에 근접한 위치에 배치되어도 좋다.
상기 도포 장치(1)에서는 여러가지 변형이 가능하다.
도 3의 스텝 S18에서는 액 수하 상태가 형성되는 것이면 송액 펌프(54)의 구동 파라미터의 값이 0보다 크고 또한 설정 입력값보다 작은 값으로 조정되어도 좋다. 또한, 송액 펌프(54)의 구동 파라미터의 값을 설정 입력값으로 유지하면서 도포액 탱크(41) 내의 압력을 설정 압력값보다 크게 함으로써 액 수하 상태가 재형성되어도 좋다. 또한, 송액 펌프(54)의 구동 파라미터의 값이 설정 입력값보다 작게 되고, 또한, 도포액 탱크(41) 내의 압력이 설정 압력값보다 크게 되어도 좋다. 이와 같이, 제어부(10)에서는 액 처짐 검출부(6)의 출력에 의거해서 도포액 공급부(4) 및 도포액 배출부(5) 중 적어도 한쪽을 제어함으로써 도포액이 토출구(321)로부터 아래로 처진 액 수하 상태가 형성된다.
상기 도포 장치(1)에서는 대향면(311)의 법선이 연직 방향에 평행하지만, 액 수하 상태에 있어서 도포액에 의해 토출구(321) 전체가 덮어지는 것이면, 상기 법선은 연직 방향에 대해서 경사져도 좋다. 예컨대, 연직 방향에 대해서 대향면(311)의 법선이 이루는 각도는 45도 이하이며, 바람직하게는 30도 이하이다. 상기 각도는 물론, 0도 이상이다.
액 처짐 검출부(6)에서는 광 이외에, 예컨대 초음파 등을 이용하여 토출구(321)로부터 처지는 도포액이 검출되어도 좋다. 또한, 액 처짐 검출부(6)가 촬상부와 화상 해석부를 포함해도 좋다. 이 경우, 촬상부에 의해 토출구(321) 근방의 화상이 취득되고 화상 해석부가 상기 화상을 해석함으로써 토출구(321)로부터 처지는 도포액의 유무가 취득된다.
도포액 공급부(4) 및 도포액 배출부(5)의 구성은 적절히 변경되어도 좋다. 예컨대, 도포액 공급부(4)에 있어서 송액 펌프에 의해 도포액이 압력실(32) 내에 공급되어도 좋다. 또한, 도포액 배출부(5)에 있어서 시린지를 포함하는 펌프를 수동으로 동작시킴으로써 압력실(32) 내의 도포액이 배출되어도 좋다.
도포액 배출부(5)에 있어서 기포 검출부(53)가 생략되어도 좋다. 이 경우, 예컨대, 배출 유로(51)가 투명한 튜브에 의해 형성되어 작업자가 배출 유로(51)를 흐르는 도포액 중의 기포의 유무를 확인함으로써 압력실(32) 내의 기포의 제거의 종점이 검출된다. 또한, 개폐부(52)가 생략되어도 좋다. 이 경우, 도포액이 흐르는 방향에 수직한 배출 유로(51)의 단면적을 공급 유로(42)보다 작게 하거나 해서 배출 유로(51)의 유로 저항을 공급 유로(42)보다 크게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 통상 동작시에 도포액이 배출 유로(51)에 흐르는 것이 용이하게 억제된다.
상기 실시형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합되어도 좋다.
(산업상 이용가능성)
본 발명에 의한 도포 장치는 여러가지 용도에 이용할 수 있다. 또한, 기포 제거 방법은 여러가지 도포 장치에 있어서 이용할 수 있다.
1 : 도포 장치
2 : 이동 기구
3 : 도포 헤드
4 : 도포액 공급부
5 : 도포액 배출부
6 : 액 처짐 검출부
10 : 제어부
32 : 압력실
41 : 도포액 탱크
42 : 공급 유로
43 : 압력 조정부
51 : 배출 유로
52 : 개폐부
53 : 기포 검출부
61 : 출사부
62 : 수광부
311 : 대향면
321 : 토출구
S11~S19 : 스텝

Claims (11)

  1. 도포액이 충전되는 내부 공간, 및 상기 내부 공간에 연속하는 토출구를 갖는 도포 헤드와, 상기 도포 헤드의 상기 내부 공간에 상기 도포액을 공급하는 도포액 공급부와, 상기 내부 공간에 접속되는 배출 유로를 가지며 상기 내부 공간의 상기 도포액을 상기 배출 유로를 통해 배출하는 도포액 배출부와, 상기 토출구로부터 처지는 상기 도포액을 검출하는 액 처짐 검출부와, 제어부를 구비하고,
    상기 제어부가 상기 액 처짐 검출부의 출력에 의거해서 상기 도포액 공급부 및 상기 도포액 배출부 중 적어도 한쪽을 제어함으로써 상기 도포액이 상기 토출구로부터 아래로 처진 액 수하 상태를 형성하는 도포 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 액 수하 상태에 있어서 상기 도포액 공급부에 의한 상기 내부 공간으로의 상기 도포액의 공급, 및 상기 도포액 배출부에 의한 상기 내부 공간으로부터의 상기 도포액의 배출을 행하는 도포 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 도포액 배출부가 상기 배출 유로를 흐르는 상기 도포액에 포함되는 기포를 검출하는 기포 검출부를 갖는 도포 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액 처짐 검출부가 상기 도포 헤드에 부착되는 도포 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액 처짐 검출부를 상기 도포 헤드에 대해서 상대적으로 이동함으로써 상기 액 처짐 검출부를 상기 토출구에 근접한 위치에 배치하는 이동 기구를 더 구비하는 도포 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액 처짐 검출부는 상기 도포 헤드에 있어서의 상기 토출구가 개구하는 면을 따라 검출 광을 출사하는 출사부와, 상기 검출 광을 수광하는 수광부를 갖고, 상기 도포액이 상기 토출구로부터 처져 있는 상태에서 상기 검출 광이 차단되는 도포 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도포액 배출부는 상기 도포 헤드에 근접한 위치에서 상기 배출 유로를 개폐하는 개폐부를 더 갖고, 상기 도포 헤드가 상기 토출구로부터 상기 도포액을 토출하는 통상 동작시에 상기 개폐부가 상기 배출 유로를 폐쇄한 상태를 유지하는 도포 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도포액 공급부는 상기 도포액을 저류하는 도포액 탱크와, 일단이 상기 도포액 탱크에 접속되고 타단이 상기 내부 공간에 접속되는 공급 유로와, 상기 도포액 탱크 내의 압력을 조정하는 압력 조정부를 갖고,
    상기 액 수하 상태가 형성될 때에 상기 압력 조정부가 상기 도포액 탱크 내의 압력을 상기 도포액이 상기 토출구로부터 토출되는 통상 동작시보다 높게 하는 도포 장치.
  9. 도포 장치에 있어서의 기포 제거 방법으로서,
    상기 도포 장치는 도포액이 충전되는 내부 공간 및 상기 내부 공간에 연속하는 토출구를 갖는 도포 헤드와, 상기 도포 헤드의 상기 내부 공간에 상기 도포액을 공급하는 도포액 공급부와, 상기 내부 공간에 접속되는 배출 유로를 가지며 상기 내부 공간의 상기 도포액을 상기 배출 유로를 통해 배출하는 도포액 배출부와, 상기 토출구로부터 처지는 상기 도포액을 검출하는 액 처짐 검출부를 구비하고,
    상기 기포 제거 방법은, a) 상기 액 처짐 검출부의 출력에 의거해서 상기 도포액 공급부 및 상기 도포액 배출부 중 적어도 한쪽을 제어함으로써 상기 도포액이 상기 토출구로부터 아래로 처진 액 수하 상태를 형성하는 공정과, b) 상기 a)공정에 병행해서 상기 도포액 공급부에 의한 상기 내부 공간으로의 상기 도포액의 공급, 및 상기 도포액 배출부에 의한 상기 내부 공간으로부터의 상기 도포액의 배출을 행하는 공정을 구비하는 기포 제거 방법
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 배출 유로를 흐르는 상기 도포액에 포함되는 기포를 검출하는 공정과,
    소정 시간 동안, 상기 기포가 검출되지 않을 경우에 상기 a) 및 b)공정을 종료하는 공정을 더 구비하는 기포 제거 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 도포액 공급부는 상기 도포액을 저류하는 도포액 탱크와, 일단이 상기 도포액 탱크에 접속되고 타단이 상기 내부 공간에 접속되는 공급 유로와, 상기 도포액 탱크 내의 압력을 조정하는 압력 조정부를 갖고,
    상기 a)공정에 있어서 상기 압력 조정부에 의해 상기 도포액 탱크 내의 압력이, 상기 도포액이 상기 토출구로부터 토출되는 통상 동작시보다 높게 되는 기포 제거 방법.
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