KR20190092479A - 도포 헤드 및 도포 장치 - Google Patents

Abstract

도포 헤드는 도포액이 충전되는 압력실의 일부를 형성하는 본체부와, 상기 압력실의 다른 일부를 형성하는 접액막과, 상기 접액막을 상기 압력실의 내부를 향해서 휘게 함으로써 상기 압력실에 연속하는 토출구로부터 상기 도포액을 토출시키는 가압부를 구비하고, 상기 본체부가 상기 접액막이 일정한 상태에 있어서의 상기 압력실의 용적을 변경 가능하게 하는 용적 변경부를 갖는다. 바람직하게는 상기 가압부가 상기 접액막을 휘게 하는 방향은 상기 접액막에 직교하는 일방향을 포함하고, 상기 용적 변경부가 상기 일방향에 있어서 상기 접액막에 대향하는 대향부를 갖는다.

Description

도포 헤드 및 도포 장치

본 발명은 도포 헤드 및 도포 장치에 관한 것이다.

종래, 대상물 상에 도포액을 도포할 때에 도포 장치가 이용된다. 도포 장치의 도포 헤드에서는 압력실에 도포액이 충전되고, 압전 소자를 포함하는 가압부가 접액막(接液膜)이 압력실의 내부를 향해서 휘게 함으로써, 상기 도포액에 압력이 부여된다. 이에 따라, 상기 압력실에 연속하는 토출구로부터 도포액이 토출된다.

또한, 일본 특허 공개 2016-392호 공보에서는 미량 액체 유출 방법이 개시되어 있다. 상기 방법에서는 액체 통로의 용량가변 통로 부분을 외측으로부터 가압해서 그 내용적이 감소하는 방향으로 수축시킴으로써 상기 용량가변 통로 부분 내의 액체가 하류측 통로 부분, 상류측 통로 부분의 쌍방에 압출된다. 이 때, 이들의 액체 통로 저항에 따라 하류측 통로 부분에는 미소량의 액체가 압출되기 때문에 미량 액체가 정밀도 좋게 적하된다.

일본 특허 공개 2016-392호 공보

그런데, 최근, 도포 장치에 있어서 이용되는 도포액의 종류는 다양화되고 있다. 한편, 도포액의 점도는 도포액의 종류에 따라 다르다. 도포액의 점도가 높아지면 압력 손실이 커지므로 도포액이 토출구로부터 적절하게 토출되지 않게 된다. 가압부가 접액막에 생기게 하는 휨량을 크게 하여 도포액에 부여하는 압력을 크게 하는 것도 고려되지만, 실제로는 휨량의 증대에는 어느 정도의 한계가 있다. 따라서, 광범위한 점도의 도포액을 적절하게 토출하는 것이 가능한 신규한 도포 헤드가 요구되고 있다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 광범위한 점도의 도포액을 적절하게 토출하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 예시적인 도포 헤드는 도포액이 충전되는 압력실의 일부를 형성하는 본체부와, 상기 압력실의 다른 일부를 형성하는 접액막과, 상기 접액막을 상기 압력실의 내부를 향해서 휘게 함으로써 상기 압력실에 연속하는 토출구로부터 상기 도포액을 토출시키는 가압부를 구비하고, 상기 본체부가, 상기 접액막이 일정한 상태에 있어서의 상기 압력실의 용적을 변경 가능하게 하는 용적 변경부를 갖는다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 광범위한 점도의 도포액을 적절하게 토출할 수 있다.

도 1은 제 1 실시형태에 의한 도포 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도포 헤드를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도포 헤드를 나타내는 단면도이다.
도 4는 배관 모델을 나타내는 도면이다.
도 5는 도포 헤드의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도포 헤드를 나타내는 단면도이다.
도 7은 제 2 실시형태에 의한 도포 헤드를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도포 헤드를 나타내는 단면도이다.
도 9는 도포 헤드의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 10은 도포 헤드를 나타내는 단면도이다.
도 11은 도포 헤드의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 12는 도포 헤드의 일부를 나타내는 저면도이다.
도 13은 도포 헤드의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 14는 도포 헤드의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 15는 도포 헤드의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

(제 1 실시형태) 도 1은 본 발명의 예시적인 제 1 실시형태에 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 등이여도 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)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 이동시킨다. 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.

도포액 공급부(4)는 도포 헤드(3)에 있어서의 후술하는 압력실(32)(도 2 참조)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 접속되고 타단은 도포 헤드(3)에 접속된다. 즉, 공급 유로(42)를 통해 도포액 탱크(41)의 내부와 도포 헤드(3)의 압력실(32)이 공간적으로 연속한다. 도포액 탱크(41)는 도포 헤드(3)보다 연직방향 상방에 배치된다. 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. 예컨대, 도포액 탱크(41) 내의 압력은 대기압보다 낮은 부압으로 조정된다.

도 2는 도포 헤드(3)를 나타내는 단면도이다. 도 2에서는 후술하는 토출구(321)의 중심선(C1)을 포함하는 면에 있어서의 도포 헤드(3)의 단면을 나타내고 있다. 도포 헤드(3)는 본체부(31)와, 접액막(34)과, 가압부(35)를 포함한다. 본체부(31)는 예컨대 금속 등에 의해 형성된다. 본체부(31)는 본체 환상부(311)와, 유지부(312)와, 용적 변경부(36)를 포함한다. 본체 환상부(311)는 중심선(C1)을 중심으로 하는 환상의 부재이다. 본체 환상부(311)의 내측면은 압력실(32)의 측면을 형성한다. 압력실(32)은 도포 헤드(3)의 내부 공간이며, 예컨대 중심선(C1)을 중심으로 하는 원기둥 형상이다. 압력실(32)에는 도포액이 충전된다. 압력실(32)의 측면에는 공급구(322)이 형성된다. 압력실(32)의 저면에는 토출구(321)가 형성된다. 공급구(322) 및 토출구(321)는 압력실(32)에 연속한다. 유지부(312) 및 용적 변경부(36)의 상세에 대해서는 후술한다.

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. 도포 헤드(3)에서는 본체부(31)에 의해 압력실(32)의 일부가 형성되고 접액막(34)에 의해 압력실(32)의 다른 일부가 형성된다. 접액막(34)의 압력실(32)측의 표면은 압력실(32) 내의 도포액과 접촉하는 접액면(接液面)이다. 접액막(34)의 외측 가장자리부는 본체부(31)의 본체 환상부(311)에 고정된다. 토출구(321) 및 공급구(322)를 제외하고 압력실(32)은 본체부(31) 및 접액막(34)에 의해 밀폐된다. 도포 헤드(3)에서는 압력실(32) 내의 도포액에 포함되는 기포를 제거하기 위한 배출구 등이 필요에 따라 형성되어도 좋다.

가압부(35)는 압전 소자(351)를 포함한다. 압전 소자(351)는 접액막(34)에 있어서의 접 액면과는 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)로부터 도포액이 토출된다. 도 1의 도포 헤드(3)에 있어서 가압부(35)가 접액막(34)을 휘게 하는 방향은 휘지 않고 있는 상태의 접액막(34)에 직교하는 방향을 포함한다. 이하의 설명에서는 접액막(34)에 직교하는 방향을 「막 법선 방향」이라고 한다. 도 2의 도포 헤드(3)에서는, 막 법선 방향은 토출구(321)의 중심선(C1)에 평행하다. 막 법선 방향은 도포액의 토출 방향에 일치한다.

유지부(312)는 본체 환상부(311)에 있어서 접액막(34)과는 반대측의 면에 부착된다. 유지부(312)에는 중심선(C1)을 중심으로 하는 구멍부(313)가 형성된다. 구멍부(313)의 직경은 압력실(32)의 직경보다 작다. 유지부(312)는 압력실(32)의 저면의 가장자리부를 형성한다. 유지부(312)는 예컨대 금속 등에 의해 형성된다.

용적 변경부(36)는 대향부(371)를 포함한다. 대향부(371)는 막 법선 방향에 있어서 접액막(34)에 대향한다. 대향부(371)는 막 법선 방향으로 이동 가능한 가동부(372)를 포함한다. 가동부(372)는 통형상 부재(373)와 토출판(374)을 포함한다. 통형상 부재(373) 및 토출판(374)은 예컨대 금속 등에 의해 형성된다. 통형상 부재(373)는 중심선(C1)을 중심으로 하는 원통 형상이며 막 법선 방향으로 연장된다. 막 법선 방향에 있어서의 통형상 부재(373)의 한쪽의 단부(375)는 압력실(32)의 내부측에 배치된다. 이하, 상기 단부(375)를 「내부측 단부(375)」라고 한다. 통형상 부재(373)의 다른쪽의 단부는 압력실(32)의 외부측에 배치된다. 이하, 상기 단부를 「외부측 단부」라고 한다. 통형상 부재(373)는 압력실(32)의 내부로부터 외부까지 연속하고 압력실(32)의 내부와 외부를 연결시키는 부재이다.

통형상 부재(373)는 유지부(312)에 의해 유지된다. 상세하게는 구멍부(313)의 측면의 전체, 또는 막 법선 방향에 있어서의 상기 측면의 일부의 범위에는 암나사가 형성된다. 통형상 부재(373)의 외측면에는 수나사가 형성된다. 수나사는 예컨대 내부측 단부(375)로부터 외부측 단부의 근방까지 형성된다. 상기 수나사는 상기 암나사에 대해서 나사 작용에 의해 감합된다. 따라서, 통형상 부재(373)를 중심선(C1)을 중심으로 하는 하나의 회전 방향으로 회전시킴으로써 통형상 부재(373)가 막 법선 방향에 있어서의 접액막(34)측으로 이동한다(후술하는 도 3 참조). 통형상 부재(373)가 다른 회전 방향으로 회전함으로써 통형상 부재(373)가 막 법선 방향에 있어서의 접액막(34)과는 반대측으로 이동한다. 통형상 부재(373)는 막 법선 방향으로 이동 가능한 상태에서 유지부(312)에 의해 유지된다. 도 2의 도포 헤드(3)에서는 예컨대, 시일 테이프를 통형상 부재(373)의 외측면의 수나사에 감은 상태에서 상기 수나사가 암나사에 감합된다. 통형상 부재(373)의 외측면과 구멍부(313)의 측면 사이의 시일 테이프의 부위에 의해 시일 부재(33)가 구성된다.

토출판(374)은 이미 서술한 토출구(321)가 형성되는 판형상의 부재이다. 토출구(321)의 직경은 임의로 결정되어도 좋다. 토출판(374)은 중심선(C1)에 수직이다. 토출판(374)은 내부측 단부(375)에 부착되고 압력실(32)의 내부에 배치된다. 토출구(321)로부터 토출되는 도포액은 통형상 부재(373) 내를 통과해서 대상물(9)을 향한다. 압력실(32)의 외부에 있어서 토출구(321)의 주위가 통형상 부재(373)에 의해 둘러싸여짐으로써 도포액의 토출시에 주위의 바람의 영향을 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 통형상 부재(373)의 내경은 충분히 크기 때문에 원칙으로서 통형상 부재(373) 내를 통과하는 도포액이 통형상 부재(373)의 내측면에 부착될 일은 없다. 통형상 부재(373)의 내측면은 통형상의 면이면 원통면 이외이여도 좋다. 또한, 내부측 단부(375)로부터 외부측 단부를 향해서 내측면의 직경이 점차 증대해도 좋다.

통형상 부재(373)는 플랜지부(376)를 포함한다. 플랜지부(376)는 외부측 단부에 설치되어 압력실(32)의 외부에 배치된다. 외부측 단부에 있어서 플랜지부(376)를 포함하는 부위는 나사 머리로 파악하는 것이 가능하다. 도 2의 하측으로부터 중심선(C1)을 따라 플랜지부(376)를 보았을 경우에 플랜지부(376)의 끝면에는 예컨대, 중심선(C1)을 중심으로 하는 십자 형상의 홈이 형성된다. 이에 따라, 상기 십자 형상의 홈을 이용해서 통형상 부재(373)를 용이하게 회전하는 것이 가능하다. 플랜지부(376)의 외형이 육각형 등의 다각형으로 되어도 좋다. 이 경우도, 통형상 부재(373)를 용이하게 회전하는 것이 가능하다.

도 1의 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 이동시킴으로써 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 행하는 것이 가능하다. 도포 장치(1)에서는 대상물(9)의 이동 및 도포액의 토출을 반복함으로써 대상물(9) 상의 모든 도포 대상의 위치에 도포액이 도포된다.

도포 헤드(3)에서는 대상물(9) 상에 도포하는 도포액의 점도에 맞추어 막 법선 방향에 있어서의 가동부(372)의 위치가 변경된다. 예컨대, 동일 양의 액적을 토출하는 경우에 점도가 비교적 낮은 도포액을 이용할 때에는 통형상 부재(373)가 막 법선 방향에 있어서 접액막(34)으로부터 떨어진 도 2에 나타내는 위치에 배치된다. 점도가 비교적 높은 도포액을 이용할 때에는 통형상 부재(373)가 막 법선 방향에 있어서 접액막(34)에 근접한 도 3에 나타내는 위치에 배치된다. 도 2 및 도 3에서는 접액막(34)과 토출판(374) 사이의 거리를 부호 L1, L2를 붙이는 화살표로 나타내고 있다.

압력실(32)의 저면의 중앙부는 토출판(374)이다. 전술한 바와 같이, 토출판(374)은 통형상 부재(373)와 함께 막 법선 방향으로 이동한다. 따라서, 접액막(34)이 일정한 상태인, 예컨대, 압전 소자(351)에 구동 전압을 공급하고 있지 않을 경우에 막 법선 방향에 있어서의 통형상 부재(373)의 위치에 따라 압력실(32)의 용적이 변화된다. 구체적으로는 통형상 부재(373)가 접액막(34)에 근접함에 따라 압력실(32)의 용적이 작아진다. 가압부(35)에 의해 생기는 접액막(34)의 휨량이 일정할 경우, 압력실(32)의 용적이 작을수록 가압부(35)에 의한 상기 용적의 변화율이 커지고 압력실(32) 내의 도포액에 부여되는 압력이 커진다. 따라서, 점도가 높은 도포액이여도 압력실(32)의 용적을 작게 함으로써 상기 도포액을 토출구(321)로부터 적절하게 토출하는 것이 가능하게 된다. 통형상 부재(373)의 가동 거리는 예컨대 수백㎛~수㎜이다. 도포 헤드(3)에서는 압력실(32)의 용적을, 예컨대 최대 용적의 10%까지 작게 하는 것이 가능하다.

도포 헤드(3)의 사용의 일례에서는 실험 등을 행함으로써, 도포액의 점도 및 액적의 양과, 막 법선 방향에 있어서의 통형상 부재(373)의 위치의 관계가 미리 취득된다. 실제로 이용하는 도포액의 점도 및 액적의 원하는 양으로부터 막 법선 방향에 있어서 통형상 부재(373)를 배치해야 할 위치가 특정된다. 그리고, 도포 헤드(3)에 있어서 통형상 부재(373)가 상기 위치에 배치되어 대상물(9) 상으로의 도포액의 도포가 행해진다.

여기서, 용적 변경부를 생략한, 즉, 압력실의 용적이 일정한 비교예의 도포 헤드를 상정한다. 비교예의 도포 헤드에서는 예컨대, 압력실의 용적을 비교적 작게 제작함으로써 점도가 높은 도포액이 토출 가능하게 된다. 한편, 점도가 낮은 도포액을 토출할 때에 압력실 내의 도포액에 부여되는 압력이 과도하게 높아져버려 상기 도포액의 액적을 적절하게 토출하는 것이 가능하지 않다. 또한, 압전 소자가 접액막에 생기게 할 수 있는 최대 휨량은 예컨대 수㎛~십수㎛이기 때문에 접액막의 휨량의 조정에 의해서만 점도가 높은 도포액 및 점도가 낮은 도포액 쌍방을 적절하게 토출하는 것은 곤란하다.

이에 대해서 도포 헤드(3)에서는 접액막(34)이 일정한 상태에 있어서의 압력실(32)의 용적이 용적 변경부(36)에 의해 변경 가능하다. 이에 따라, 광범위한 점도의 도포액을 적절하게 토출할 수 있다. 예컨대, 도포 헤드(3)에서는 100밀리파스칼 초(mPaㆍs) 이상 30만mPaㆍs 이하의 점도 범위의 도포액을 적절하게 토출하는 것이 가능하다.

그런데, 도 4에 나타내는 배관 모델을 고려했을 경우에 입구측의 압력(P1)과 출구측의 압력(P2)의 차, 즉, 압력 손실은 일반적으로 수 1에 의해 나타내어진다. 수 1에 있어서 μ은 점성 계수(점도)[Paㆍs], L은 관 길이[m], V는 유량[m3/s], D는 관내 지름[m]이다.

(수 1） P1-P2=128μLV/πD4

수 1로부터, 관내 지름(D)이 압력 손실에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 도 2의 도포 헤드(3)에서는 접액막(34) 및 토출구(321)가 도 4의 배관 모델에 있어서의 입구측 및 출구측에 각각 대응한다. 압력실(32)의 용적을 작게 할 경우에, 가령, 압력실(32)의 직경을 작게 할 때에는 압력 손실이 커져버린다. 따라서, 도포 헤드에 있어서의 도포액의 토출에 관한 에너지 효율이 낮아진다. 또한, 압력 손실이 클 경우, 압력실 내의 도포액에 부여되는 압력에 의해서는 도포액을 토출할 수 없을 우려가 있다.

이에 대해서 도포 헤드(3)에서는 압력실(32)의 용적을 작게 할 경우에 압력실(32)의 직경을 변경하는 일 없이 관 길이(L)에 상당하는 압력실(32)의 길이가 작아진다. 구체적으로는 토출구(321)가 형성된 가동부(372)를 막 법선 방향의 접액막(34)측으로 이동시켜 접액막(34)과 토출구(321) 사이의 거리가 작아진다. 그 결과, 접액막(34)과 토출구(321) 사이의 압력 손실을 저감할 수 있고, 도포액을 보다 확실하게 토출할 수 있다. 또한, 도포 헤드(3)에 있어서의 도포액의 토출에 관한 에너지 효율을 높게 하는 것이 가능하게 되고, 도포 헤드(3)에 있어서의 발열도 억제할 수 있다.

통형상 부재(373)를 이동시키는 도포 헤드(3)에서는 복잡한 구조를 채용하는 일 없이 압력실(32)의 용적의 대폭적인 변경을 용이하게 행할 수 있다. 그 결과, 토출 가능한 도포액의 점도의 범위를 크게 할 수 있다. 또한, 도포 헤드(3)의 구조를 간소화해서 도포 헤드(3)의 소형화를 용이하게 실현할 수 있다. 구멍부(313)의 측면 및 통형상 부재(373)의 외측면에 암나사 및 수나사를 형성함으로써 통형상 부재(373)를 막 법선 방향으로 용이하게 이동시킬 수 있다. 도포 헤드(3)의 설계에 따라서는, 상기 암나사 및 수나사가 생략되고, 통형상 부재(373)가 유지부(312)의 구멍부(313)에 압입되어도 좋다. 후술하는 도 5 및 도 6의 도포 헤드(3)에 있어서도 같다.

또한, 도포 헤드(3)에 있어서 압력실(32)의 용적을 변경할 때에는 압력실(32) 내에 도포액이 충전되어 있지 않은 상태에서 통형상 부재(373)를 막 법선 방향으로 이동시키는 것이 바람직하다. 이에 따라, 접액막(34)에 과도하게 큰 압력이 작용하여 접액막(34)이 손상되는 것 등이 방지된다. 도포액의 종류를 변경할 때에는, 바람직하게는 가동부(372)가 유지부(312)로부터 분리되고 도포 헤드(3)의 내부의 세정이 행해진다. 또한, 시일 부재(33)를 벗겨내고 새로운 시일 부재(33)가 되는 시일 테이프가 통형상 부재(373)에 다시 감겨진 후에 통형상 부재(373)가 유지부(312)에 끼워 넣어진다.

도포 헤드(3)에 있어서 유지부(312)의 두께가 통형상 부재(373)의 가동 거리보다 크게 되어도 좋다. 이에 따라, 가동부(372)를 유지부(312)로부터 분리하는 일 없이 압력실(32)의 용적을 변경할 때에 통형상 부재(373)의 외측면에 있어서 도포액이 부착된 부위가 외부에 노출되는 것이 방지된다. 주위의 온도에 의해 도포액의 점도가 약간 변동할 경우 등에는 가압부(35)가 접액막(34)에 생기게 하는 휨량을 약간 변경함으로써 도포액의 토출량이 조정되어도 좋다.

도 5 및 도 6은 도포 헤드(3)의 다른 예를 나타내는 단면도이며, 도 2 및 도 3에 각각 대응한다. 도 5 및 도 6의 도포 헤드(3)에서는 도 2 및 도 3의 도포 헤드(3)에 대해서 보조 부재(378)가 추가된다. 다른 구성은 도 2 및 도 3과 동일하며, 동일한 구성에 동일한 부호를 붙인다.

보조 부재(378)는 중심선(C1)을 중심으로 하는 환상의 부재이며, 대향부(371)에 포함된다. 보조 부재(378)의 내측면에는 예컨대, 암나사가 형성된다. 통형상 부재(373)는 보조 부재(378) 및 유지부(312)의 구멍부(313) 쌍방에 삽입된다. 통형상 부재(373)가 구멍부(313)에 대해 체결됨으로써 보조 부재(378)가 플랜지부(376)와 유지부(312) 사이에 있어서 양자에 접촉한다.

도포 헤드(3)에서는 통형상 부재(373)를 배치해야 할 위치에 따라 사용하는 보조 부재(378)의 길이가 변경된다. 상세하게는 통형상 부재(373)의 복수 종류의 위치에 맞추어 길이가 다른 복수의 보조 부재(378)가 미리 준비된다. 도포 장치(1)에 있어서 이용되는 도포액이 결정되면 상기 도포액의 점도 등에 따라 막 법선 방향에 있어서 통형상 부재(373)를 배치해야 할 위치가 특정된다. 상기 위치에 대응하는 1개의 보조 부재(378)가 선택되고, 상기 보조 부재(378)에 통형상 부재(373)가 삽입된다. 통형상 부재(373)는 유지부(312)의 구멍부(313)에 또한 삽입된다. 그리고, 보조 부재(378)가 플랜지부(376) 및 유지부(312) 쌍방에 접촉할 때까지 통형상 부재(373)가 체결된다. 이에 따라, 통형상 부재(373)의 단부에 부착된 토출판(374)과 접액막(34) 사이의 거리를 정밀도 좋게 관리하여 압력실(32)의 용적을 정밀도 좋게 조정할 수 있다. 보조 부재(378)의 내측면의 암나사는 필요에 따라 생략되어도 좋다.

(제 2 실시형태) 도 7 및 도 8은 본 발명의 예시적인 제 2 실시형태에 의한 도포 헤드(3a)를 나타내는 단면도이다. 도 7 및 도 8의 도포 헤드(3a)에서는 도 2 및 도 3의 대향부(371) 대신에 교환 가능한 대향부(381a,381b)가 설치된다. 또한, 유지부(312)가 생략되고, 시일 부재(33a)의 구조가 도 2 및 도 3의 시일 부재(33)와 다르다. 다른 구성은 도 2 및 도 3과 동일하며, 동일한 구성에 동일한 부호를 붙인다..

도 7 및 도 8에 나타내는 대향부(381a,381b)는 막 법선 방향에 있어서 접액막(34)에 대향한다. 도 7에 나타내는 대향부(381a) 및 도 8에 나타내는 대향부(381b) 각각은 판형상부(382)와 통형상 돌출부(383)를 포함한다. 판형상부(382)는 중심선(C1)을 중심으로 하는 원판 형상이며, 중심선(C1)에 대해서 수직하게 넓어진다. 판형상부(382)에는 토출구(321)가 형성된다. 통형상 돌출부(383)는 판형상부(382)에 있어서의 접액막(34)에 대향하는 주면에 형성된다. 통형상 돌출부(383)는 중심선(C1)을 중심으로 하는 통형상이다. 통형상 돌출부(383)는 본체 환상부(311)의 내측면에 압입되어 본체 환상부(311)에 대해서 고정된다. 본체 환상부(311)의 내측면에는 환상 오목부가 형성된다. 상기 환상 오목부에는 O링 등의 시일 부재(33a)가 설치된다.

대향부(381a,381b)에서는 막 법선 방향에 있어서의 통형상 돌출부(383)의 길이가 다르다. 통형상 돌출부(383)의 두께는 동일하다. 바람직하게는 도 7 및 도 8에 나타내는 대향부(381a,381b) 이외에, 통형상 돌출부(383)의 길이가 상이한 다른 대향부가 준비된다. 도포 장치(1)에서는 대상물(9) 상에 도포하는 도포액의 점도 등에 맞추어 복수의 대향부(381a,381b)로부터 1개의 대향부가 선택된다. 예컨대, 점도가 비교적 낮은 도포액을 이용할 때에는 통형상 돌출부(383)의 길이가 짧은 대향부, 예컨대, 도 7의 대향부(381a)가 선택된다. 점도가 비교적 높은 도포액을 이용할 때에는 통형상 돌출부(383)의 길이가 긴 대향부, 예컨대, 도 8의 대향부(381b)가 선택된다. 도 8의 대향부(381b)를 선택할 경우에 있어서의 압력실(32)의 용적은 도 7의 대향부(381a)를 선택하는 경우에 비해서 작아진다.

이상과 같이, 도포 헤드(3a)에서는 대향부가 다른 대향부와 교환 가능하고, 상기 대향부가 본체부(31)에 이용된 경우에 있어서의 압력실(32)의 용적이, 상기 다른 대향부가 본체부(31)에 이용된 경우에 있어서의 압력실(32)의 용적과 다르다. 즉, 도포 헤드(3a)의 용적 변경부(36)에서는 대향부의 교환에 의해 접액막(34)이 일정한 상태에 있어서의 압력실(32)의 용적이 변경 가능하다. 이에 따라, 광범위한 점도의 도포액을 적절하게 토출하는 것이 실현된다.

도 9 및 도 10은 도포 헤드(3a)의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 9 및 도 10에 나타내는 대향부(381c,381d)의 판형상부(382)에서는 도 7 및 도 8의 대향부(381a,381b)에 있어서의 토출구(321) 대신에 구멍부(384)가 형성된다. 구멍부(384)의 직경은 후술하는 토출판(385)에 형성되는 토출구(321)에 비해서 충분히 크다. 또한, 통형상 돌출부(383)의 내측면은 구멍부(384)의 내측면에 연속해서 중심선(C1)에 평행하게 연장된다. 통형상 돌출부(383)에 있어서의 접액막(34)측의 단부에는 토출판(385)이 부착된다. 토출판(385)은 중심선(C1)에 수직하고, 중앙에 토출구(321)가 형성된다. 토출판(385)은 압력실(32)의 내부에 배치된다.

복수의 대향부(381c,381d)에서는 막 법선 방향에 있어서의 통형상 돌출부(383)의 길이가 서로 다르다. 따라서, 하나의 대향부가 본체부(31)에 이용된 경우에 있어서의 압력실(32)의 용적이, 다른 대향부가 본체부(31)에 이용된 경우에 있어서의 압력실(32)의 용적과 다르다. 이에 따라, 광범위한 점도의 도포액을 적절하게 토출하는 것이 가능하게 된다.

또한, 하나의 대향부 및 다른 대향부 각각이 토출구(321)를 포함하고, 상기 하나의 대향부가 본체부(31)에 이용된 경우에 있어서의 접액막(34)과 토출구(321) 사이의 거리가, 상기 다른 대향부가 본체부(31)에 이용된 경우에 있어서의 상기 거리와 다르다. 상세하게는 하나의 대향부의 사용시에 있어서의 압력실(32)의 용적이 다른 대향부의 사용시보다 작아질 경우에 상기 하나의 대향부의 사용시에 있어서의 접액막(34)과 토출구(321) 사이의 거리도 상기 다른 대향부의 사용시보다 작아진다. 이에 따라, 대향부의 교환에 의해 압력실(32)의 용적을 작게 할 때에 접액막(34)과 토출구(321) 사이의 압력 손실도 저감할 수 있다.

상기 도포 헤드(3,3a) 및 도포 장치(1)에서는 여러가지 변형이 가능하다.

가동부(372)를 포함하는 도포 헤드(3)에 있어서 토출구(321)의 위치가 본체 환상부(311)에 대해서 고정되어도 좋다. 예컨대, 도 11에 나타내는 도포 헤드(3)에서는 본체 환상부(311)에 고정된 유지부(312)에 토출구(321)가 형성된다. 가동부(372)는 복수의 나사(379)를 포함한다. 도 11의 하측으로부터 유지부(312)를 본 형태를 나타내는 도 12와 같이, 유지부(312)에는 복수의 나사 구멍(314)이 형성되고, 복수의 나사(379)는 복수의 나사 구멍(314)에 각각 나사 작용에 의해 감합된다. 복수의 나사(379)의 단부는 압력실(32) 내에 배치된다. 도 11에 나타내는 도포 헤드(3)에서는 복수의 나사(379)가 막 법선 방향으로 이동 가능하다. 복수의 나사(379)에 있어서 압력실(32) 내에 배치되는 부위의 길이를 변경함으로써 압력실(32)의 용적을 용이하게 변경할 수 있다.

도 13에 나타내는 바와 같이, 토출판(374)이 통형상 부재(373)의 내측면 위, 즉, 통형상 부재(373)의 내측에 부착되어도 좋다. 이 경우도, 압력실(32)의 용적을 작게 할 경우에 접액막(34)과 토출판(374) 사이의 거리도 작게 하여 접액막(34)과 토출구(321) 사이의 압력 손실을 저감할 수 있다. 또한, 도포액의 토출에 있어서 주위의 바람의 영향을 억제할 수 있다.

도 2 및 도 3의 도포 헤드(3)에 있어서, 도 7 및 도 8의 시일 부재(33a)와 마찬가지의 시일 부재가 설치되어도 좋다. 예컨대, 도 14에 나타내는 도포 헤드(3)에서는 대향부(371)의 통형상 부재(373)와 본체 환상부(311) 사이에 O링 등의 시일 부재(33a)가 설치된다. 도 15에 나타내는 도포 헤드(3)에서는 통형상 부재(373)와 유지부(312) 사이에 시일 부재(33a)가 설치된다. 또한, 상술한 도 11의 도포 헤드(3)에서는 대향부(371)에 포함되는 나사(379)와, 나사 구멍(314)의 측면 사이에 시일 테이프에 의해 형성되는 시일 부재(33)가 설치된다. 전술한 바와 같이, 도 7~도 10의 도포 헤드(3a)에서는 대향부(381a~381d)와 본체 환상부(311) 사이에 시일 부재(33a)가 설치된다. 이상과 같이, 도포 헤드(3,3a)에서는 대향부(371, 381a~381d)와, 본체부(31)에 있어서의 대향부(371, 381a~381d) 이외의 부위 사이에 도포액의 통과를 방지하는 시일 부재(33,33a)가 설치된다. 이에 따라, 도포액의 누설을 억제할 수 있다.

도포 헤드(3,3a)의 설계에 따라서는, 용적 변경부(36)가 압력실(32)의 측면에 설치되어도 좋다. 예컨대, 압력실(32)의 측면으로부터 내부로 돌출하는 나사가 설치되고, 상기 나사에 있어서 압력실(32) 내에 배치되는 부위의 길이를 변경함으로써, 압력실(32)의 용적이 변경된다. 또한, 본체부(31)의 형상 등에 따라서는 압력실(32)의 저면 이외의 위치, 예컨대, 압력실(32)의 측면에 토출구(321)가 형성되어도 좋다.

도포 장치(1)에 있어서 스테이지(21)가 고정되고 도포 헤드(3)가 이동 기구에 의해 이동되어도 좋다. 즉, 이동 기구는 도포액이 도포되는 대상물(9)을 도포 헤드(3)에 대해서 상대적으로 이동시키면 좋다.

상기 실시형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합되어도 좋다.

(산업상 이용가능성)

본 발명에 의한 도포 헤드 및 도포 장치는 여러가지 용도에 이용할 수 있다.

1 : 도포 장치
2 : 이동 기구
3, 3a : 도포 헤드
4 : 도포액 공급부
9 : 대상물
31 : 본체부
32 : 압력실
33, 33a : 시일 부재
34 : 접액막
35 : 가압부
36 : 용적 변경부
312 : 유지부
313 : (유지부의)구멍부
321 : 토출구
371, 381a~381d : 대향부
372 : 가동부
373 : 통형상 부재
374 : 토출판
375 : 내부측 단부
376 : 플랜지부
378 : 보조 부재

Claims (11)

1. 도포액이 충전되는 압력실의 일부를 형성하는 본체부와, 상기 압력실의 다른 일부를 형성하는 접액막과, 상기 접액막을 상기 압력실의 내부를 향해서 휘게 함으로써 상기 압력실에 연속하는 토출구로부터 상기 도포액을 토출시키는 가압부를 구비하고,
   상기 본체부는 상기 접액막이 일정한 상태에 있어서의 상기 압력실의 용적을 변경 가능하게 하는 용적 변경부를 갖는 도포 헤드.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가압부가 상기 접액막을 휘게 하는 방향은 상기 접액막에 직교하는 일방향을 포함하고, 상기 용적 변경부가 상기 일방향에 있어서 상기 접액막에 대향하는 대향부를 갖는 도포 헤드.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 대향부가 상기 일방향으로 이동 가능한 가동부를 갖는 도포 헤드.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 토출구가 상기 가동부에 형성되는 도포 헤드.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 가동부는 상기 일방향으로 연장되어 상기 압력실의 내부와 외부를 연결시키는 통형상 부재와, 상기 토출구가 형성되는 판형상이며 상기 일방향에 있어서의 상기 통형상 부재의 내부측 단부 또는 상기 통형상 부재의 내측에 부착되는 토출판을 갖고, 상기 본체부는 구멍부가 형성된 유지부를 추가로 갖고, 상기 통형상 부재가 상기 유지부에 유지되는 도포 헤드.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 구멍부의 측면에 암나사가 형성되고, 상기 통형상 부재의 외측면에 수나사가 형성되는 도포 헤드.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
   상기 통형상 부재는 상기 압력실의 외부에 배치되는 플랜지부를 갖고, 상기 대향부는 상기 통형상 부재가 삽입되는 환상의 보조 부재를 추가로 갖고, 상기 보조 부재는 상기 플랜지부와 상기 유지부 사이에 있어서 양자에 접촉하는 도포 헤드.
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 대향부는 다른 대향부와 교환 가능하고, 상기 대향부가 상기 본체부에 이용된 경우에 있어서의 상기 압력실의 용적이 상기 다른 대향부가 상기 본체부에 이용된 경우에 있어서의 상기 압력실의 용적과 다른 도포 헤드.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 대향부 및 상기 다른 대향부 각각이 토출구를 포함하고, 상기 대향부가 상기 본체부에 이용된 경우에 있어서의 상기 접액막과 상기 토출구 사이의 거리가 상기 다른 대향부가 상기 본체부에 이용된 경우에 있어서의 상기 거리와 다른 도포 헤드.
10. 제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대향부와 상기 본체부의 다른 부위 사이에 상기 도포액의 통과를 방지하는 시일 부재가 설치되는 도포 헤드.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 도포 헤드와, 상기 도포 헤드의 상기 압력실에 상기 도포액을 공급하는 도포액 공급부와, 상기 도포액이 도포되는 대상물을 상기 도포 헤드에 대해서 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 구비하는 도포 장치.

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