WO2018135366A1 - 塗布装置および気泡除去方法 - Google Patents

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WO2018135366A1
WO2018135366A1 PCT/JP2018/000441 JP2018000441W WO2018135366A1 WO 2018135366 A1 WO2018135366 A1 WO 2018135366A1 JP 2018000441 W JP2018000441 W JP 2018000441W WO 2018135366 A1 WO2018135366 A1 WO 2018135366A1
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coating
coating liquid
liquid
discharge
unit
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PCT/JP2018/000441
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鵬摶 李
中谷　政次
賢司 前田
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日本電産株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor

Definitions

  • the present invention relates to a coating apparatus and a bubble removal method.
  • a coating apparatus is used when coating a coating liquid on an object.
  • the coating liquid is filled in the pressure chamber, and by applying pressure to the coating liquid, the coating liquid is discharged from a discharge port continuous to the pressure chamber.
  • the pressure applied to the pressure chamber is absorbed by the bubbles.
  • the application liquid is not properly discharged from the discharge port, and an application failure occurs such that the amount of the application liquid applied to each position is smaller than the set amount.
  • bubbles are present at the discharge port, external air is sucked into the pressure chamber through the discharge port, and the amount of bubbles in the pressure chamber may increase. In this case, it becomes difficult to discharge the coating liquid. Therefore, in the coating device, the bubbles in the pressure chamber are removed.
  • a discharged coating liquid smaller than the amount of coating liquid supplied from the coating liquid supply pump to the slit nozzle is discharged from the slit nozzle by the coating liquid discharge suction pump.
  • the coating liquid discharge suction pump discharges the air bubbles mixed in the reservoir of the slit nozzle together with the discharged coating liquid.
  • the coating liquid is also discharged from the discharge port of the slit nozzle.
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-21904 discloses an ink jet recording apparatus that caps a nozzle by bringing a cap member into close contact with the nozzle surface during non-printing.
  • bubbles in the recording head and thickened ink are removed by decompressing the inside of the cap member and sucking ink from the nozzles.
  • the pressure in the internal space of the coating head may be instantaneously reduced due to pump pulsation or the like, and air may enter the internal space from the discharge port.
  • the diameter of the discharge port is usually small, the bubbles are efficiently discharged through the discharge port. It is difficult to discharge. Therefore, there is a demand for a technique for efficiently removing bubbles in the internal space while suppressing the intrusion of air from the discharge port into the internal space in the coating head.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to efficiently remove bubbles in the internal space while suppressing air intrusion from the discharge port into the internal space.
  • An exemplary coating apparatus includes an inner space filled with a coating liquid, a coating head having a discharge port continuous with the inner space, and a coating that supplies the coating liquid to the inner space of the coating head.
  • a liquid supply section; a discharge flow path connected to the internal space; the application liquid discharge section for discharging the coating liquid in the internal space through the discharge flow path; and the coating liquid hanging from the discharge port A dripping detection unit for detecting the control and a control unit.
  • the control unit controls at least one of the coating liquid supply unit and the coating liquid discharge unit based on the output of the liquid dripping detection unit, thereby forming a liquid drooping state in which the coating liquid droops from the discharge port.
  • the exemplary bubble removal method of the present invention is performed in a coating apparatus.
  • the bubble of internal space can be removed efficiently, suppressing the penetration
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a coating apparatus.
  • FIG. 2A is a diagram illustrating the vicinity of the dripping detection unit.
  • FIG. 2B is a diagram illustrating the vicinity of the dripping detection unit.
  • FIG. 2C is a diagram illustrating the vicinity of the dripping detection unit.
  • FIG. 3 is a diagram showing the flow of the bubble removal process.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another example of the coating apparatus.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a coating apparatus 1 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the coating apparatus 1 is an apparatus that applies a predetermined coating liquid onto an object 9 that is a substrate such as a printed board or a semiconductor substrate.
  • the object 9 may be a machine part or the like.
  • the coating liquid include various adhesives (epoxy, UV curing, etc.), sealants, underfill agents, greases, and the like. *
  • the coating apparatus 1 includes a control unit 10, a moving mechanism 2, a coating head 3, a coating liquid supply unit 4, a coating liquid discharge unit 5, and a dripping detection unit 6.
  • the control unit 10 is responsible for overall control of the coating apparatus 1.
  • the moving mechanism 2 includes a stage 21 and a stage moving mechanism 22.
  • the stage 21 holds the object 9.
  • the stage moving mechanism 22 moves the stage 21 relative to the coating head 3.
  • the moving direction of the stage 21 by the stage moving mechanism 22 is, for example, two directions perpendicular to each other. Typically, these moving directions are perpendicular to the direction in which the coating liquid is discharged by the coating head 3.
  • the stage moving mechanism 22 may be capable of rotating the stage 21 around an axis parallel to the discharge direction.
  • a collection unit 23 that collects the coating liquid from the coating head 3 is provided. *
  • the coating head 3 includes a main body part 31, a liquid contact film 34, and a pressure part 35.
  • the main body 31 is made of, for example, metal.
  • the main body 31 forms the bottom and side surfaces of the pressure chamber 32 filled with the coating liquid.
  • the pressure chamber 32 is an internal space of the coating head 3 and has, for example, a cylindrical shape.
  • a supply port 322 and a discharge port 323 are provided on the side surface of the pressure chamber 32.
  • the supply port 322 and the discharge port 323 are disposed at positions facing each other.
  • the supply port 322 and the discharge port 323 are continuous with the pressure chamber 32.
  • a discharge port 321 is provided on the bottom surface of the pressure chamber 32.
  • the discharge port 321 is a through hole that extends straight from the pressure chamber 32.
  • the diameter of the discharge port 321 is, for example, 0.3 mm.
  • the discharge port 321 opens toward the outside on the surface 311 of the main body 31 that faces the stage 21.
  • the surface 311 is referred to as an “opposing surface 311”.
  • the facing surface 311 is parallel to the stage 21. As will be described later, the facing surface 311 may be inclined with respect to the stage 21. *
  • the liquid contact film 34 is a diaphragm formed of metal or the like. In the pressure chamber 32, the liquid contact film 34 faces the discharge port 321. The liquid contact film 34 forms a surface facing the bottom surface of the pressure chamber 32. The surface of the liquid contact film 34 on the pressure chamber 32 side is a liquid contact surface in contact with the coating liquid in the pressure chamber 32. The outer edge portion of the liquid contact film 34 is fixed to the main body portion 31. Except for the discharge port 321, the supply port 322, and the discharge port 323, the pressure chamber 32 is sealed with the main body 31 and the liquid contact film 34. *
  • the pressure unit 35 includes a piezoelectric element 351.
  • the piezoelectric element 351 is fixed to a surface different from the liquid contact surface in the liquid contact film 34.
  • a drive circuit (not shown) supplies a drive voltage to the piezoelectric element 351
  • the piezoelectric element 351 performs an expansion / contraction operation, and the amount of bending of the liquid contact film 34 changes.
  • the pressurizing unit 35 deflects the liquid contact film 34 toward the inside of the pressure chamber 32, whereby the coating liquid is discharged from the discharge port 321.
  • the coating liquid supply unit 4 supplies the coating liquid to the pressure chamber 32 of the coating head 3.
  • the coating liquid supply unit 4 includes a coating liquid tank 41, a supply flow path 42, and a pressure adjustment unit 43.
  • the coating liquid tank 41 stores the coating liquid.
  • the inside of the coating liquid tank 41 is sealed.
  • One end of the supply channel 42 is connected to the coating liquid tank 41.
  • the other end is connected to the pressure chamber 32 via the supply port 322. That is, the inside of the coating liquid tank 41 and the pressure chamber 32 of the coating head 3 are spatially continuous via the supply channel 42.
  • the coating liquid tank 41 is disposed above the pressure chamber 32 in the vertical direction.
  • the pressure adjusting unit 43 adjusts the pressure in the coating liquid tank 41.
  • the pressure adjustment unit 43 includes, for example, a pressure adjustment pump.
  • the pressure adjusting unit 43 adjusts the pressure in the coating liquid tank 41 to an arbitrary value within a pressure range including atmospheric pressure.
  • the lower limit value of the pressure range is lower than atmospheric pressure
  • the coating liquid discharge unit 5 includes a discharge channel 51, an opening / closing unit 52, a bubble detection unit 53, a liquid feed pump 54, and a drain tank 55.
  • One end of the discharge channel 51 is connected to the pressure chamber 32 via the discharge port 323.
  • the other end is connected to the drainage tank 55.
  • the diameter of the discharge channel 51 is larger than the diameter of the discharge port 321. That is, the cross-sectional area perpendicular to the direction in which the coating liquid flows in the discharge channel 51 is larger than the cross-sectional area of the discharge port 321.
  • an opening / closing unit 52 In the discharge channel 51, an opening / closing unit 52, a bubble detection unit 53, and a liquid feed pump 54 are sequentially provided from the coating head 3 toward the liquid discharge tank 55.
  • the opening / closing part 52 is, for example, an opening / closing valve, and opens / closes the discharge channel 51.
  • the opening / closing part 52 is disposed at a position close to the coating head 3.
  • the opening / closing part 52 is preferably provided closest to the coating head 3 in the configuration provided in the discharge channel 51.
  • the liquid feed pump 54 causes the coating liquid in the discharge channel 51 to flow from the coating head 3 side to the drainage tank 55 side.
  • the output that is, the liquid feed capacity is variable by changing the value of the drive parameter such as the supplied current or voltage.
  • the coating liquid in the pressure chamber 32 is discharged to the liquid discharge tank 55 through the discharge flow path 51.
  • the bubble detection unit 53 acquires the presence / absence of bubbles contained in the coating liquid flowing through the discharge channel 51. That is, the bubble detection unit 53 detects bubbles.
  • the bubble detection unit 53 is, for example, an ultrasonic or optical sensor. *
  • FIG. 2A to 2C are views showing the vicinity of the dripping detection unit 6.
  • 2A to 2C show a cross section of the main body 31 on a plane including the center line of the discharge port 321.
  • FIG. The dripping detection unit 6 includes an emitting unit 61 and a light receiving unit 62.
  • the emitting unit 61 and the light receiving unit 62 are attached to the facing surface 311 of the coating head 3.
  • the facing surface 311 is a surface through which the ejection port 321 opens in the coating head 3.
  • the emitting unit 61 and the light receiving unit 62 are respectively disposed at two positions on the facing surface 311 with the ejection port 321 interposed therebetween.
  • the emitting unit 61 emits detection light along the facing surface 311.
  • the detection light travels toward the light receiving unit 62.
  • the path K1 of the detection light from the emitting unit 61 toward the light receiving unit 62 is indicated by a one-dot chain line. *
  • the detection light is received by the light receiving unit 62 in a state where the liquid surface of the coating liquid is formed in the discharge port 321.
  • the detection light is blocked by the coating liquid and is not received by the light receiving unit 62.
  • the dripping detection unit 6 detects the coating liquid dripping from the discharge port 321.
  • a detection signal is output to the control unit 10. In the following description, the state in which the coating liquid intersects the detection light path K1 and the detection light is not received by the light receiving unit 62.
  • the coating liquid is dripping from the discharge port 321, that is, the liquid dripping has occurred.
  • the detection light path K1 is slightly separated from the facing surface 311 by, for example, about 1 mm. Therefore, as shown in FIG. 2C, the coating liquid that rises slightly from the discharge port 321 does not cross the detection light path K1 and is not treated as the occurrence of dripping.
  • the control unit 10 controls the moving mechanism 2 and the coating head 3 to apply the coating liquid onto the object 9. Specifically, when the moving mechanism 2 moves the stage 21, the position of the application target on the object 9 is arranged at a position facing the discharge port 321. Then, by supplying a driving voltage to the piezoelectric element 351, droplets of the coating liquid are discharged from the discharge port 321 toward the position. Since the piezoelectric element 351 has high responsiveness, it is possible to easily reduce and adjust the amount of droplets by controlling the driving voltage.
  • the application liquid is applied to all the application target positions on the object 9 by repeatedly moving the object 9 and discharging the application liquid.
  • the coating liquid may be discharged by a driving source other than the piezoelectric element 351. *
  • the pressure in the coating liquid tank 41 is adjusted to a predetermined normal pressure value by the pressure adjusting unit 43.
  • the normal pressure value is lower than atmospheric pressure, that is, negative pressure. Therefore, when the coating liquid is not discharged from the discharge port 321, a meniscus of the coating liquid is formed inside the discharge port 321, that is, closer to the pressure chamber 32 than the facing surface 311, as shown in FIG. 2A. Thereby, the coating liquid is prevented from dropping from the discharge port 321 without depending on the driving of the piezoelectric element 351. Further, in the normal operation, the state where the opening / closing part 52 closes the discharge flow path 51 is maintained. As a result, the coating liquid in the pressure chamber 32 is prevented from flowing into the discharge channel 51, and the coating liquid is appropriately discharged from the discharge port 321 by driving the pressurizing unit 35. *
  • FIG. 3 is a diagram showing the flow of the bubble removal process.
  • the recovery unit 23 on the stage 21 is arranged at a position facing the discharge port 321 of the coating head 3 by the moving mechanism 2 ( Step S11).
  • the coating liquid is not discharged from the discharge port 321, but even if a droplet of the coating liquid falls from the discharge port 321, the liquid droplet is received by the recovery unit 23.
  • the pressure adjusting unit 43 adjusts the pressure in the coating liquid tank 41 to a predetermined set pressure value higher than the normal pressure value (step S12).
  • the set pressure value is a positive pressure higher than the atmospheric pressure.
  • the pressure in the coating liquid tank 41 is always maintained at the set pressure value.
  • the coating liquid accumulates at the discharge port 321 on the facing surface 311 due to the positive pressure in the coating liquid tank 41.
  • the viscosity of the coating liquid used in the coating apparatus 1 is relatively high, for example, 100 millipascal second (mPa ⁇ s) or more and 300,000 mPa ⁇ s or less.
  • the coating liquid in the vicinity of the discharge port 321 gradually extends downward in the vertical direction from the discharge port 321 while being held by surface tension.
  • the coating liquid extends, for example, several mm from the discharge port 321. If the coating liquid can be stored in the discharge port 321 on the facing surface 311, the set pressure value may be equal to the atmospheric pressure.
  • the dripping detection unit 6 acquires the presence or absence of dripping (step S13). As shown in FIG. 2B, when the coating liquid intersects the detection light path K1, liquid dripping is detected by the liquid dripping detection unit 6, and a detection signal is output to the control unit 10 (step S14). At this time, as a rule, a liquid drooping state is formed in which the coating liquid has dripped from the discharge port 321. In the liquid drooping state, the coating liquid dripping from the discharge port 321 does not fall, and the coating liquid is not in a continuous state between the discharge port 321 and the recovery unit 23.
  • the coating liquid In the liquid dripping state, the coating liquid is held by surface tension in a state of hanging from the discharge port 321, and the entire discharge port 321 is covered with the coating liquid. In other words, the discharge port 321 is sealed with the coating liquid.
  • the acquisition of the presence or absence of dripping by the dripping detection unit 6 is repeated every minute time (steps S13 and S14), but at the present time, the process of step S18 in FIG. 3 is not performed.
  • step S15 When liquid dripping is detected, driving of the liquid feed pump 54 in FIG. 1 is started. As a result, the coating liquid in the pressure chamber 32 is sucked into the discharge channel 51 and discharged to the drain tank 55 (step S15). In the coating liquid discharge unit 5, the liquid feed pump 54 is driven with the value of the drive parameter described above being constant at a predetermined set input value. Further, as the coating liquid is discharged from the pressure chamber 32, the coating liquid in the coating liquid tank 41 flows into the pressure chamber 32 through the supply channel 42. In this way, in parallel with the formation of the drooping state, the coating liquid supply unit 4 supplies the coating liquid to the pressure chamber 32 and the coating liquid discharge unit 5 discharges the coating liquid from the pressure chamber 32. .
  • the bubbles in the pressure chamber 32 are discharged through the discharge flow path 51 together with the coating liquid.
  • the entire discharge port 321 is covered with the coating liquid in a drooping state, the surrounding air is prevented from entering the pressure chamber 32 through the discharge port 321.
  • emitted by the drainage tank 55 may be reused suitably, and, thereby, the running cost in the coating device 1 can be reduced.
  • step S16 the presence / absence of bubbles in the coating liquid flowing through the discharge channel 51 is acquired (step S16).
  • the control unit 10 when bubbles are detected by the bubble detection unit 53 during a predetermined time (step S ⁇ b> 17), it is determined that bubbles remain in the pressure chamber 32. Then, returning to step S13, the presence or absence of dripping is acquired by the dripping detection unit 6. *
  • Step S14 When liquid dripping is detected by the liquid dripping detector 6 (step S14), the pressure adjustment with the set pressure value in the coating liquid tank 41 and the drive with the set input value of the liquid feed pump 54 are maintained. (Step S15). In this way, it is determined that bubbles remain in the pressure chamber 32 (steps S16 and S17), and while the dripping of the coating liquid is occurring from the discharge port 321 (steps S13 and S14), the pressure chamber 32 is entered. The supply of the coating liquid and the discharge of the coating liquid from the pressure chamber 32 are continued (step S15). Actually, the operation related to detection of bubbles (steps S16 and S17) and the operation related to detection of dripping (steps S13 and S14) are performed in parallel with each other. In the bubble removal process, the pressure unit 35 is not driven. *
  • step S18 the value of the drive parameter in the liquid feed pump 54 is reduced from the set input value (step S18).
  • the value of the drive parameter is set to 0, and the liquid feed pump 54 is stopped.
  • the pressure in the coating liquid tank 41 is maintained at the set pressure value, and the length of the coating liquid that extends downward in the vertical direction from the discharge port 321 increases. Thereby, the dripping state of the coating liquid is formed again.
  • the control unit 10 controls the coating liquid discharge unit 5 based on the output of the liquid dripping detection unit 6, thereby forming a dripping state of the coating liquid.
  • step S13 and S14 When liquid dripping is detected by the liquid dripping detector 6 (steps S13 and S14), the value of the drive parameter in the liquid feed pump 54 is returned to the set input value (step S15). As a result, the discharge of the coating liquid from the pressure chamber 32 and the supply of the coating liquid into the pressure chamber 32 associated therewith are resumed. As described above, in the coating apparatus 1, the bubbles in the pressure chamber 32 are discharged together with the coating liquid through the discharge channel 51 during the period in which the liquid drooping state is formed. *
  • step S16 and S17 the control unit 10 causes the pressure chamber to be detected. It is determined that there are no bubbles remaining in 32. Then, when the liquid feed pump 54 is stopped, the discharge of the coating liquid in the pressure chamber 32 is completed. Further, the pressure in the coating liquid tank 41 is adjusted to a normal pressure value that is a negative pressure (step S19), and a liquid surface of the coating liquid is formed in the discharge port 321 as shown in FIG. 2A. In this way, the bubble removal process is completed. In the preferable coating apparatus 1, a wiping mechanism (not shown) is provided. In this case, after adjusting the pressure in the coating liquid tank 41 to the normal pressure value, unnecessary coating liquid and the like adhering to the facing surface 311 of the coating head 3 are wiped off. *
  • the control unit 10 controls the coating liquid discharge unit 5 based on the output of the liquid dripping detection unit 6, whereby the discharge port 321 continuous with the pressure chamber 32.
  • a drooping state in which the coating liquid hangs down is formed.
  • intrusion of ambient air from the discharge port 321 to the pressure chamber 32 can be suppressed.
  • the flow rate of the coating liquid can be increased compared with the case of discharging the coating liquid through the discharge port 321, and the pressure can be increased. Air bubbles in the chamber 32 can be removed more reliably and efficiently.
  • the bubble detection unit 53 detects bubbles contained in the coating liquid flowing through the discharge channel 51. Thereby, the end point of the removal of the bubbles in the pressure chamber 32 can be detected with high accuracy.
  • the liquid dripping detection unit 6 attached to the coating head 3 is used to apply a coating liquid and the like that adheres to the periphery of the discharge port 321 and hardens the foreign matter in the vicinity of the discharge port 321 and the discharge port 321.
  • Unintentional dripping can be detected. For example, when a detection signal is output from the dripping detection unit 6 when the piezoelectric element 351 is not driven in normal operation, the application of the coating liquid to the object 9 is interrupted. Then, after the vicinity of the discharge port 321 is wiped off, the application of the coating liquid is resumed. Thereby, it can prevent that the said foreign material adheres to the target object 9.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating another example of the coating apparatus 1.
  • the coating apparatus 1 in FIG. 4 is different from the coating apparatus 1 in FIG. 1 in that the dripping detection unit 6 is provided in the recovery unit 23.
  • Other configurations are the same as those of the coating apparatus 1 in FIG. 1, and the same components are denoted by the same reference numerals. *
  • the emission unit 61 and the light receiving unit 62 of the dripping detection unit 6 are provided at the upper end of the collection unit 23.
  • the recovery unit 23 is disposed at a position facing the discharge port 321 of the coating head 3 by the moving mechanism 2 (FIG. 3: step S11).
  • the emitting unit 61 and the light receiving unit 62 are close to the facing surface 311 of the coating head 3 with a minute gap.
  • the emitting part 61 and the light receiving part 62 are respectively arranged at two positions sandwiching the discharge port 321 therebetween.
  • the dripping detection unit 6 can detect the coating liquid dripping from the discharge port 321.
  • the processing in steps S12 to S19 is the same as that of the coating apparatus 1 in FIG. *
  • the dripping detection unit 6 is provided separately from the coating head 3.
  • the liquid dripping detection unit 6 is arranged at a position close to the discharge port 321 by the moving mechanism 2. Then, a dripping state is formed based on the output of the dripping detection unit 6. Thereby, bubbles in the pressure chamber 32 can be removed while suppressing the intrusion of air from the discharge port 321 to the pressure chamber 32.
  • the structure of the coating head 3 can be simplified and the coating head 3 can be easily downsized.
  • the dripping detection unit 6 only needs to move relative to the coating head 3. For example, by providing a moving mechanism that moves the coating head 3, the dripping detection unit 6 approaches the ejection port 321 in the bubble removal process. It may be arranged at the position.
  • the coating apparatus 1 can be variously modified. *
  • step S18 of FIG. 3 if the liquid drooping state is formed, the value of the driving parameter of the liquid feeding pump 54 may be adjusted to a value larger than 0 and smaller than the set input value. . Further, the liquid drooping state may be re-created by maintaining the value of the driving parameter of the liquid feeding pump 54 at the set input value and making the pressure in the coating liquid tank 41 larger than the set pressure value. Furthermore, the value of the drive parameter of the liquid feed pump 54 may be made smaller than the set input value, and the pressure in the coating liquid tank 41 may be made larger than the set pressure value. As described above, the control unit 10 controls at least one of the coating liquid supply unit 4 and the coating liquid discharge unit 5 based on the output of the liquid dripping detection unit 6, thereby dripping the coating liquid from the discharge port 321. A state is formed. *
  • the normal line of the facing surface 311 is parallel to the vertical direction. However, if the entire discharge port 321 is covered with the coating liquid in the liquid drooping state, the normal line is perpendicular to the vertical direction. May be inclined.
  • the angle formed by the normal line of the facing surface 311 with respect to the vertical direction is 45 degrees or less, preferably 30 degrees or less. Of course, the angle is 0 degree or more.
  • the liquid dripping detection unit 6 may detect a coating liquid dripping from the discharge port 321 using, for example, ultrasonic waves in addition to light. Moreover, the dripping detection unit 6 may include an imaging unit and an image analysis unit. In this case, an image near the discharge port 321 is acquired by the imaging unit, and the presence or absence of the coating liquid dripping from the discharge port 321 is acquired by the image analysis unit analyzing the image. *
  • the coating liquid may be supplied into the pressure chamber 32 by a liquid feed pump in the coating liquid supply unit 4. Further, in the coating liquid discharge unit 5, the coating liquid in the pressure chamber 32 may be discharged by manually operating a pump including a syringe.
  • the bubble detection unit 53 may be omitted.
  • the discharge channel 51 is formed of a transparent tube, and the operator confirms the presence or absence of bubbles in the coating liquid flowing through the discharge channel 51, whereby the end point of the removal of the bubbles in the pressure chamber 32 is determined. Detected.
  • the opening / closing part 52 may be omitted.
  • the flow path resistance of the discharge flow path 51 is made larger than that of the supply flow path 42 by making the cross-sectional area of the discharge flow path 51 perpendicular to the direction in which the coating liquid flows smaller than the supply flow path 42. Is preferred. Thereby, it is easily suppressed that the coating liquid flows into the discharge channel 51 during the normal operation.
  • the coating apparatus according to the present invention can be used for various applications.
  • the bubble removal method can be used in various coating apparatuses.

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  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

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。

Description

塗布装置および気泡除去方法
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 (11)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
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