WO2020045469A1 - 塗布装置 - Google Patents

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WO2020045469A1
WO2020045469A1 PCT/JP2019/033632 JP2019033632W WO2020045469A1 WO 2020045469 A1 WO2020045469 A1 WO 2020045469A1 JP 2019033632 W JP2019033632 W JP 2019033632W WO 2020045469 A1 WO2020045469 A1 WO 2020045469A1
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WO
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coating liquid
coating
nozzle
chamber
discharge
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/033632
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English (en)
French (fr)
Inventor
鵬摶 李
中谷　政次
Original Assignee
日本電産株式会社
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Publication date
Application filed by 日本電産株式会社 filed Critical 日本電産株式会社
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Priority to CN201980056529.6A priority patent/CN112638544B/zh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads

Definitions

  • the present invention relates to a coating device.
  • an application device is used when applying an application liquid on an object.
  • the coating liquid chamber is filled with the coating liquid, and pressure is applied to the coating liquid in the coating liquid chamber by using, for example, a piezoelectric element (piezo element), so that the coating liquid is discharged from the discharge port continuous to the coating liquid chamber.
  • a droplet of the application liquid is discharged.
  • a coating liquid tank is connected to the coating liquid chamber, and the coating liquid is supplied from the coating liquid tank into the coating liquid chamber in parallel with the discharging operation of the coating head.
  • JP-A-2000-308843 in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2000-308843, in a dispenser that applies air pressure to a material in a container and drops the material from a needle, a cutout portion and a protrusion are provided at a discharge port of the needle. A technique for shortening the time required for dropping a material is disclosed. Japanese Unexamined Patent Publication: JP-A-2000-308843
  • the replenishment flow rate of the coating liquid from the coating liquid tank to the coating liquid chamber has a certain limit depending on the viscosity of the coating liquid and the like.
  • the coating liquid runs out in the nozzle chamber reaching the outlet. In this case, air enters the coating liquid chamber, and the coating liquid cannot be stably discharged.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to apply a coating liquid at a high speed while suppressing intrusion of air into a coating liquid chamber.
  • An exemplary coating apparatus of the present invention includes: a coating head that discharges droplets of a coating liquid from a discharge port; a coating liquid supply unit that supplies the coating liquid to the coating head; A control unit for controlling discharge.
  • the coating head is a coating liquid chamber filled with the coating liquid, a flow path continuous from the coating liquid chamber, a nozzle chamber having a discharge opening at a leading end opening, and discharging the droplet from the discharge port.
  • a discharge mechanism for performing the discharge The controller controls the replenishment flow rate and the nozzle chamber as a replenishment flow rate, wherein a volume per unit time of the coating liquid replenishable from the coating liquid supply unit into the coating liquid chamber in parallel with a discharge operation in the coating head is a replenishment flow rate.
  • a discharge parameter determining unit that determines discharge parameters in a continuous discharge period in which the liquid droplets are continuously discharged from the application head based on the volume of the discharge head.
  • the continuous discharge period includes an increased discharge period in which the volume per unit time of the application liquid discharged from the discharge port is larger than the replenishment flow rate, and the discharge is performed from the discharge port in the continuous discharge period.
  • the total volume of the coating liquid is equal to or less than the sum of the volume of the nozzle chamber and the total volume of the coating liquid supplied into the coating liquid chamber from the coating liquid supply unit during the continuous discharge period.
  • a coating liquid can be apply
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the coating apparatus.
  • FIG. 2 is a sectional view showing the coating head.
  • FIG. 3 is a diagram showing a flow of a coating operation in the coating apparatus.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the coating head before the nozzle unit is replaced.
  • FIG. 5 is a diagram showing the application head during the continuous ejection period.
  • FIG. 6 is a diagram showing a coating head provided with another nozzle unit.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a coating head provided with another nozzle unit.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a coating apparatus 1 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the coating device 1 is a device for coating a predetermined coating liquid on an object 9 which is various substrates such as a printed board and a semiconductor substrate.
  • the object 9 may be a mechanical part or the like.
  • the coating liquid is, for example, various adhesives (epoxy, UV curing, etc.), solder paste, sealing agent, underfill agent, grease, 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, and a nozzle identification camera 5.
  • the nozzle identification camera 5 images a predetermined position of the coating head 3.
  • the control unit 10 is a computer including a processor such as a CPU, for example, and performs overall control of the coating apparatus 1. Further, the control unit 10 includes an ejection parameter determination unit 101 and a storage unit 102.
  • the ejection parameter determination unit 101 is realized by a computer executing a predetermined program.
  • the ejection parameter determination unit 101 may be constructed by a dedicated electric circuit, or a dedicated electric circuit may be partially used.
  • the storage unit 102 is realized by a memory or the like provided in the control unit 10 and stores the nozzle chamber information A and the supply flow rate information B. Details of the nozzle identification camera 5, the ejection parameter determination unit 101, the nozzle chamber information A and the supply flow rate information B will be described later.
  • 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 with respect 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 head 3 discharges the droplets of the coating liquid.
  • the stage moving mechanism 22 may be capable of rotating the stage 21 about an axis parallel to the ejection direction.
  • the coating liquid supply unit 4 supplies a coating liquid to a coating liquid chamber 36 described later in the coating head 3.
  • the coating liquid supply unit 4 includes a coating liquid tank 41, a supply pipe 42, and a pressure adjusting 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 pipe 42 is connected to the coating liquid tank 41, and the other end is connected to the coating head 3. That is, the inside of the coating liquid tank 41 and the coating liquid chamber 36 of the coating head 3 are spatially continuous via the supply pipe 42.
  • the coating liquid tank 41 is disposed vertically above the coating head 3.
  • the pressure adjusting unit 43 includes, for example, a pressure adjusting pump.
  • the pressure in the application liquid tank 41 is adjusted by the pressure adjustment unit 43 to an arbitrary value within a pressure range including the atmospheric pressure.
  • the pressure in the coating liquid tank 41 is adjusted to a negative pressure lower than the atmospheric pressure.
  • the position of the application liquid tank 41 is not limited to a position above the application head 3, and the application liquid tank 41 can be arranged at a desired position.
  • FIG. 2 is a sectional view showing the coating head 3.
  • FIG. 2 shows a cross section of the coating head 3 on a plane including a center line C1 of a discharge port 381 described later.
  • the coating head 3 includes a main body 31 and a nozzle 35.
  • the main body part 31 includes a main body annular part 32, a liquid contact film 33, and a pressurizing part 34.
  • the main body annular portion 32 is an annular member formed of, for example, a metal or the like and centered on the center line C1.
  • the liquid contact film 33 and the pressurizing section 34 will be described later.
  • the nozzle portion 35 is an annular member with a bottom centered on the center line C1 formed of, for example, metal.
  • a nozzle portion 35 is attached to one surface perpendicular to the center line C1.
  • the nozzle portion 35 is fixed to the main body annular portion 32 by a plurality of bolts 39.
  • a plurality of types of nozzle portions 35 are prepared, and the nozzle portions 35 can be replaced by attaching and detaching bolts 39.
  • a seal member (not shown) surrounding the application liquid chamber 36 is provided between the main body annular portion 32 and the nozzle portion 35, and the application liquid leaks from the space between the main body annular portion 32 and the nozzle portion 35 to the outside. It is prevented from being issued.
  • the inner diameter of the main body annular portion 32 is substantially the same as the inner diameter of the nozzle portion 35. In the direction parallel to the center line C1, the inner peripheral surface of the main body annular portion 32 is approximately continuous with the inner peripheral surface of the nozzle portion 35, and the inner peripheral surface of the main body annular portion 32 and the inner peripheral surface of the nozzle portion 35
  • the side of the chamber 36 is formed.
  • the coating liquid chamber 36 is an internal space of the coating head 3 and is, for example, a columnar space centered on the center line C1.
  • the coating liquid chamber 36 is filled with a coating liquid. As will be described later, a pressure is applied to the coating liquid in the coating liquid chamber 36 by the pressurizing unit 34, and thus the coating liquid chamber 36 is also called a pressure chamber.
  • One end of a supply channel 37 is provided on a side surface of the coating liquid chamber 36. The other end of the supply channel 37 is provided, for example, on a surface of the main body annular portion 32 facing the side opposite to the nozzle portion 35.
  • a nozzle chamber 38 is provided on the bottom surface of the coating liquid chamber 36.
  • the nozzle chamber 38 is a fine flow path that is continuous from the application liquid chamber 36.
  • the nozzle chamber 38 communicates with the bottom of the coating liquid chamber 36 formed in the nozzle section 35.
  • the nozzle chamber 38 is a substantially columnar space centered on the center line C1.
  • the opening on the opposite side of the coating liquid chamber 36 in the nozzle chamber 38, that is, the opening at the tip of the nozzle chamber 38 becomes the discharge port 381.
  • the diameter of the flow path gradually decreases from the application liquid chamber 36 toward the discharge port 381.
  • the nozzle chamber 38 is a tapered flow path. In the example of FIG.
  • the rate at which the diameter of the nozzle chamber 38 decreases that is, the inclination angle of the side surface of the nozzle chamber 38 is constant.
  • the diameter of the nozzle chamber 38 is sufficiently smaller than the diameter of the coating liquid chamber 36 at any position.
  • the average diameter of the nozzle chamber 38 that is, the average diameter is, for example, included in a range of 0.05 mm to 0.5 mm.
  • the average diameter is, for example, the average of the diameter of the opening on the side of the coating liquid chamber 36 and the diameter of the above-mentioned tip opening.
  • the maximum value of the cross-sectional area of the nozzle chamber 38 perpendicular to the center line C1 is 1/5 or less, preferably 1/10 or less of the cross-sectional area of the coating liquid chamber 36.
  • Identification information for identifying the nozzle unit 35 is formed at a predetermined position on the outer surface of the nozzle unit 35 (hereinafter, referred to as “display position”).
  • the identification information is an uneven pattern.
  • the identification information may be characters, figures, symbols, and the like printed at the display position, in addition to the concave / convex pattern.
  • a plurality of types of nozzle sections 35 having different volumes, shapes, and the like of the nozzle chambers 38 are prepared in advance. In the plurality of types of nozzle sections 35, different identification information is formed at display positions.
  • the liquid contact film 33 of the main body 31 is a diaphragm formed of metal or the like.
  • the liquid contact film 33 faces the discharge port 381.
  • the liquid contact film 33 forms a surface of the coating liquid chamber 36 that faces the bottom surface.
  • a coating liquid chamber 36 is formed by the main body annular portion 32, the liquid contact film 33, and the nozzle portion 35.
  • the surface of the liquid contact film 33 on the side of the coating liquid chamber 36 is a liquid contact surface that comes into contact with the coating liquid in the coating liquid chamber 36.
  • the outer edge of the liquid contacting film 33 is fixed to the main body annular portion 32. Except for the nozzle chamber 38 and the supply channel 37, the coating liquid chamber 36 is sealed by the main body 31 and the nozzle 35.
  • a discharge port or the like for removing bubbles contained in the coating liquid in the coating liquid chamber 36 may be provided as necessary.
  • the pressing unit 34 includes a piezoelectric element 341 and a drive circuit 342 (see FIG. 1).
  • the piezoelectric element 341 presses a surface of the liquid contacting film 33 different from the liquid contacting surface.
  • the piezoelectric element 341 directly presses the liquid contact film 33 has been described here, the invention is not limited thereto, and the piezoelectric element 341 may press the liquid contact film 33 through another member.
  • the surface of the piezoelectric element 341 opposite to the liquid contact film 33 is fixed to a support member (not shown).
  • the drive circuit 342 is electrically connected to the piezoelectric element 341.
  • the piezoelectric element 341 expands and contracts, and the amount of bending of the liquid contact film 33 changes.
  • the liquid contact film 33 bends toward the discharge port 381
  • pressure is applied to the coating liquid in the coating liquid chamber 36, and a droplet of the coating liquid is discharged from the discharge port 381 to the outside.
  • the pressurizing unit 34 is a discharge mechanism that discharges liquid droplets from the discharge ports 381 by pressing the coating liquid in the coating liquid chamber 36.
  • the direction in which the pressing unit 34 bends the liquid contact film 33 includes a direction orthogonal to the liquid contact film 33 that is not bent.
  • the drive signal is a signal for instructing ejection of one droplet.
  • the waveform of the drive signal may be arbitrarily determined.
  • the number of drive signals input to the piezoelectric element 341 per unit time is referred to as the ejection frequency.
  • FIG. 3 is a diagram showing a flow of a coating operation in the coating device 1.
  • the replenishment flow rate of the application liquid to be applied to the target 9 is acquired by the ejection parameter determination unit 101 in FIG. 1 (Step S10).
  • the application liquid to be applied to the object 9 is an application liquid stored in or scheduled to be stored in the application liquid tank 41.
  • the coating liquid is supplied from the coating liquid tank 41 to the coating liquid chamber 36 of the coating head 3 in FIG. 2, that is, in the coating liquid tank 41, the supply pipe 42, the supply channel 37, and the coating liquid chamber 36.
  • the coating liquid is filled almost entirely in the nozzle chamber 38 by a capillary phenomenon.
  • a liquid surface M (meniscus) of the coating liquid is formed at the discharge port 381.
  • the pressurizing unit 34 pressurizes the coating liquid in the coating liquid chamber 36 and discharges droplets from the discharge port 381, the liquid surface M does not exist at the discharge port 381, and therefore, in the following description, When the liquid level M of the coating liquid is referred to, it is assumed that the coating liquid in the coating liquid chamber 36 is not pressurized.
  • the pressure adjustment unit 43 controls the pressure of the application liquid in the vicinity of the nozzle chamber 38 so as to be substantially the same as or slightly lower than the atmospheric pressure around the discharge port 381. The pressure has been adjusted.
  • the application liquid in the nozzle chamber 38 decreases due to the droplet discharge operation, the application liquid in the application liquid chamber 36 is drawn into the nozzle chamber 38 by capillary action.
  • the coating liquid is also supplied from the coating liquid supply unit 4 into the coating liquid chamber 36, that is, the coating liquid is supplied into the coating liquid chamber 36.
  • the volume per unit time of the coating liquid replenished from the coating liquid supply unit 4 into the coating liquid chamber 36 while continuously discharging droplets at the highest discharge frequency described later ( Flow rate) is lower than the volume of the application liquid discharged from the discharge port 381 per unit time.
  • the volume per unit time of the coating liquid supplied from the coating liquid supply unit 4 into the coating liquid chamber 36 is the supply flow rate.
  • the replenishment flow rate is the volume per unit time of the coating liquid that can be replenished from the coating liquid supply unit 4 into the coating liquid chamber 36 in parallel with the operation of discharging the liquid droplets in the coating head 3, typically, the maximum. Volume.
  • the supply flow rate largely depends on the viscosity of the coating liquid stored in the coating liquid tank 41.
  • information indicating the supply flow rates of a plurality of types of application liquids is stored in the storage unit 102 as supply flow rate information B.
  • the replenishment flow rates of the plurality of types of coating liquids are obtained by, for example, experiments or simulations.
  • the input of the type of the application liquid to be applied to the object 9 is performed by the operator via an input unit (not shown) provided in the control unit 10.
  • the discharge parameter determining unit 101 receives the input indicating the type of the application liquid, and acquires the supply flow rate of the application liquid based on the input and the supply flow rate information B.
  • the replenishment flow rate of the application liquid is stored in the ejection parameter determination unit 101.
  • the nozzle unit 35 of the application head 3 is replaced with the application liquid to be applied to the object 9 (Step S11).
  • the nozzle unit 35 in FIG. 4 has been replaced with the nozzle unit 35 in FIG.
  • the average diameter and the volume of the nozzle chamber 38 are larger than those in the nozzle portion 35 before replacement in FIG.
  • the side wall of the nozzle chamber 38 has the same inclination angle.
  • the nozzle section 35 having a large average diameter of the nozzle chamber 38 is selected.
  • by exchanging the nozzle unit 35 it becomes possible to appropriately apply the coating liquid to be actually used on the target object 9.
  • the replacement of the nozzle unit 35 is performed by an operator at the installation location of the coating apparatus 1, for example.
  • the replacement of the nozzle unit 35 may be performed in a manufacturing factory or the like of the coating apparatus 1 as an adjustment operation of the coating apparatus 1.
  • a valve (not shown) in the supply pipe 42 is closed. By opening the valve after replacing the nozzle unit 35, the coating liquid chamber 36 of the coating head 3 is filled with the coating liquid.
  • the identification information formed at the display position of the nozzle unit 35 is imaged.
  • the image of the identification information is input to the control unit 10.
  • the control unit 10 specifies the type of the nozzle unit 35 provided in the coating head 3 based on the image of the identification information.
  • the nozzle identification camera 5 and the control unit 10 implement a nozzle identification unit that identifies the type of the nozzle unit 35 in the application head 3.
  • the result of identification by the nozzle identification unit is received by the ejection parameter determination unit 101 as an input of the type of the nozzle unit 35 provided in the coating head 3.
  • the nozzle chamber information A stored in the storage unit 102 indicates the volumes of the nozzle chambers 38 in the plurality of types of nozzle units 35.
  • the nozzle chamber information A can be easily prepared by calculating the volume of the nozzle chamber 38 using the design data of each nozzle section 35 or by actually measuring the volume of the nozzle chamber 38.
  • the ejection parameter determination unit 101 acquires the volume of the nozzle chamber 38 of the nozzle unit 35 provided in the coating head 3 based on the input indicating the type of the nozzle unit 35 and the nozzle chamber information A (step S12).
  • Step S13 a value obtained by converting the volume of the nozzle chamber 38 into the number of droplets of the coating liquid discharged from the discharge port 381 is obtained as the number of droplets of the nozzle chamber ( Step S13).
  • the voltage of the drive signal input to the piezoelectric element 341 is constant at the set voltage.
  • the volume of the droplets discharged from the discharge port 381 by inputting the drive signal of the set voltage Is stored in advance is created by, for example, simulation or experiment.
  • the ejection parameter determination unit 101 determines the volume of the droplet ejected from the application head 3 by referring to the table using the above-described input of the type of the application liquid and the input of the type of the nozzle unit 35. Specified as volume. Then, the number of droplets in the nozzle chamber is obtained by dividing the volume of the nozzle chamber 38 by the specific volume.
  • the number of droplets in the nozzle chamber is 30 from 300 [nL] ⁇ 10 [nL].
  • the nozzle chamber 38 is filled with the application liquid, and the number of droplets in the nozzle chamber is the number of droplets of a specific volume that can be ejected only by the application liquid filled in the nozzle chamber 38. .
  • the number of droplets in the nozzle chamber is stored in the ejection parameter determination unit 101.
  • the volume (specific volume) of the droplet discharged from the discharge port 381 is, for example, 2 nL or more and 50 nL or less.
  • the value obtained by multiplying the number of droplets in the nozzle chamber by the specific volume may be equal to or less than the volume of the nozzle chamber 38, and the difference between the above value and the volume of the nozzle chamber 38 is determined. It may be larger than the volume.
  • steps S10 to S13 are preparations for the coating operation and are performed as necessary.
  • the processing in step S10 is performed when the type of the coating liquid actually used is changed by replacing the coating liquid in the coating liquid tank 41 or by replacing the coating liquid tank 41. Is obtained.
  • the process in step S12 is performed when the nozzle unit 35 is replaced in step S11, and the volume of the nozzle chamber 38 in the nozzle unit 35 after replacement is obtained.
  • the process of step S13 is performed when the process of step S10 or the process of step S12 is performed, that is, when the replenishment flow rate of the application liquid or the volume of the nozzle chamber 38 is changed, and the number of droplets in the nozzle chamber is changed. Is updated.
  • the ejection parameter determination unit 101 receives an application command for the attention position (step S14).
  • the application instruction is information indicating the volume of the application liquid to be applied to each position on the object 9 as an application amount. Subsequently, the ejection parameter determination unit 101 determines the ejection parameters related to the ejection of the droplet to the target position based on the application command.
  • the volume (specific volume) of the droplets discharged from the application head 3 is sufficiently smaller than the application amount to be applied to each position on the object 9, Droplets are continuously discharged. Therefore, the ejection parameter determination unit 101 determines an ejection parameter in a continuous ejection period in which a droplet is continuously ejected to a target position.
  • the continuous discharge period is divided into an increased discharge period and a fixed discharge period, and the discharge parameters are the length of the increased discharge period and the fixed discharge period in the continuous discharge period, and the increased discharge period and the fixed discharge period. It includes the ejection frequency and the voltage of the drive signal in each of the periods.
  • the ejection frequency is the frequency of the drive signal, and indicates the number of droplets ejected from the ejection port 381 per unit time.
  • the voltage of the drive signal in the ejection parameters is constant at the set voltage, in the ejection of droplets described below, the droplets of the above-described specific volume are ejected from the ejection port 381.
  • a value obtained by converting the amount of application to be applied to the target position into the number of droplets of the application liquid ejected from the ejection port 381 is obtained as the required number of droplets (step S15).
  • the required number of droplets is determined by dividing the application amount by a specific volume. For example, when the application amount of the application liquid to be applied to the target position is 500 nL and the specific volume of the droplet is 10 nL, the required number of droplets is 50.
  • the ejection parameter determination unit 101 compares the required number of droplets at the target position with the number of droplets in the nozzle chamber. If the required number of droplets is larger than the number of droplets in the nozzle chamber (step S16), it is instructed to discharge the number of droplets in the number of nozzle chambers at the highest discharge frequency at the beginning of the continuous discharge period for the target position. Discharge parameters are determined.
  • the maximum ejection frequency is set in advance due to the specifications of the piezoelectric element 341 and the limitation of the drive circuit 342. A period in which the droplets of the number of the nozzle chambers are ejected at the highest ejection frequency is referred to as an “increased ejection period”. Length.
  • the determination of the above-described ejection parameters with respect to the beginning of the continuous ejection period is the determination of the length of the increased ejection period and the ejection frequency (maximum ejection frequency) in the increased ejection period.
  • the meaning of the increased discharge period will be described later.
  • the discharge parameter determination unit 101 discharges the remaining number of droplets obtained by subtracting the number of nozzle chamber droplets from the required number of droplets in the remaining period of the continuous discharge period, and discharges the droplets corresponding to the supply flow rate of the application liquid.
  • An ejection parameter for instructing ejection at a frequency (hereinafter, referred to as “equilibrium ejection frequency”) is determined.
  • the supply flow rate is a volume per unit time of the coating liquid that can be supplied from the coating liquid supply unit 4 into the coating liquid chamber 36.
  • the equilibrium ejection frequency is a number obtained by dividing the replenishment flow rate by the specific volume of the droplet, and is sufficiently lower than the maximum ejection frequency.
  • a value obtained by multiplying the number of remaining droplets by the reciprocal of the equilibrium ejection frequency is: This is the length of the fixed-quantity ejection period. Therefore, it can be said that the determination of the ejection parameters for the remaining period of the continuous ejection period is the determination of the length of the constant-rate ejection period and the ejection frequency in the constant-rate ejection period.
  • the discharge parameters in the continuous discharge period including the increased discharge period and the fixed discharge period are determined (step S17).
  • the length of the increased ejection period is 30 milliseconds.
  • the required number of droplets is 50
  • the number of remaining droplets obtained by subtracting the number of droplets in the nozzle chamber from the required number of droplets is 20.
  • the replenishment flow rate is 10 nL / sec and the specific volume of the droplet is 10 nL
  • the equilibrium ejection frequency is 1 Hz
  • the length of the fixed-quantity ejection period is 20 seconds.
  • the length of the continuous discharge period in which the required number of droplets are continuously discharged is the total length of the increased discharge period and the fixed discharge period, and is 20.03 seconds.
  • the moving mechanism 2 moves the stage 21 in parallel with the determination of the discharge parameters, so that the target position on the object 9 is arranged at a position facing the discharge port 381 of the coating head 3.
  • the drive circuit 342 inputs a drive signal to the piezoelectric element 341 according to the above-described ejection parameters, so that the droplet is ejected to the target position (step S18).
  • 30 droplets which is the number of droplets in the nozzle chamber, are ejected at the maximum ejection frequency of 1 kHz, and subsequently, 20 droplets, which are the remaining number of droplets, are ejected at the equilibrium ejection frequency of 1 Hz. Is done.
  • droplets are ejected at the maximum ejection frequency of 1 kHz during the increased ejection period of 30 milliseconds, and droplets are ejected at the equilibrium ejection frequency of 1 Hz during the 20-second quantitative ejection period that follows the increased ejection period.
  • the control unit 10 controls the ejection of the liquid droplets from the application head 3, and applies the application amount of the application liquid indicated by the application instruction to the target position.
  • the volume of the application liquid discharged from the discharge port 381 per unit time is larger than the replenishment flow rate during the increased discharge period. That is, the discharge amount of the coating liquid per unit time in the increased discharge period is larger than the discharge amount of the coating liquid per unit time in the fixed discharge period, and is larger than that in the fixed discharge period.
  • the position of the liquid surface M of the coating liquid in the nozzle chamber 38 gradually approaches the coating liquid chamber 36.
  • the liquid surface M of the coating liquid is located near the opening of the nozzle chamber 38 on the side of the coating liquid chamber 36.
  • the amount (volume) of the application liquid discharged during the increased discharge period is equal to or less than the amount of the coating liquid filled in the nozzle chamber 38. Therefore, the edge of the liquid surface M of the coating liquid does not enter the coating liquid chamber 36 beyond the opening of the nozzle chamber 38.
  • the total volume of the coating liquid discharged from the discharge port 381 is equal to the volume of the nozzle chamber 38 and the amount of the coating liquid supplied from the coating liquid supply unit 4 into the coating liquid chamber 36 during the continuous discharge period. It is equal to or less than the sum of the total volume.
  • the required number of droplets is larger than the number of droplets in the nozzle chamber, and the total volume of the application liquid ejected during the continuous ejection period is larger than the volume of the nozzle chamber 38.
  • the total volume of the coating liquid discharged in the continuous discharging period is larger than the total volume of the coating liquid supplied into the coating liquid chamber 36, and as described above, the edge of the liquid surface M of the coating liquid is It moves to the coating liquid chamber 36 side.
  • the continuous ejection period In step S19, the ejection parameters for instructing the ejection of the required number of droplets at the highest ejection frequency are determined.
  • the length of the continuous ejection period is a value obtained by multiplying the required number of droplets by the reciprocal of the maximum ejection frequency.
  • the above-described determination of the ejection parameter is a determination of the ejection parameter in the continuous ejection period including only the increased ejection period.
  • the drive circuit 342 inputs a drive signal to the piezoelectric element 341 in accordance with the above-mentioned ejection parameters in a state where the attention position on the target object 9 is arranged at a position facing the ejection port 381 of the coating head 3, and The droplet is discharged to the position (step S18).
  • the application liquid of the application amount indicated by the application command is applied to the target position at high speed without depending on the supply flow rate.
  • the amount of the coating liquid discharged to the target position is equal to or less than the amount of the coating liquid filled in the nozzle chamber 38. Therefore, the edge of the liquid surface M of the coating liquid does not enter the coating liquid chamber 36 beyond the opening of the nozzle chamber 38 on the side of the coating liquid chamber 36.
  • steps S14 to S17 and S19 relating to the determination of the ejection parameter for each application position may be performed before the ejection operation (step S18) for the application position.
  • the application is performed before the application position. It may be performed in parallel with the ejection operation to the application position where the liquid is applied.
  • the coating apparatus of the first comparative example always discharges the required number of droplets at the highest discharge frequency to each coating position.
  • the amount of the application liquid discharged to the application position fills the nozzle chamber 38.
  • the pressure applied by the pressurizing section 34 to the inside of the coating liquid chamber 36 is absorbed by the bubbles, and the coating liquid is not stably discharged from the discharge port 381.
  • the coating apparatus of the second comparative example always discharges the required number of droplets at an equilibrium discharge frequency to each coating position.
  • the coating apparatus of the second comparative example since the droplets are discharged at an equilibrium discharge frequency corresponding to the supply flow rate of the coating liquid, the position of the edge of the liquid surface M of the coating liquid is maintained in the nozzle chamber 38.
  • the equilibrium ejection frequency is much lower than the maximum ejection frequency, it takes a long time to apply the application liquid to the application position. For example, when the equilibrium ejection frequency is 1 Hz and the required number of droplets is 50, it takes 50 seconds to apply the application liquid.
  • the discharge parameter determination unit 101 performs a continuous discharge period in which droplets are continuously discharged from the coating head 3 based on the supply flow rate of the coating liquid and the volume of the nozzle chamber 38. Is determined. Accordingly, the continuous discharge period includes the increased discharge period in which the volume per unit time of the coating liquid discharged from the discharge port 381 is larger than the replenishment flow rate, and the coating liquid can be applied at a high speed.
  • the total volume of the coating liquid discharged from the discharge port 381 during the continuous discharge period is determined by the total volume of the nozzle chamber 38 and the total amount of the coating liquid supplied from the coating liquid supply unit 4 into the coating liquid chamber 36 during the continuous discharge period. It is less than or equal to the sum of the volumes.
  • the liquid surface M of the coating liquid in the nozzle chamber 38 during the continuous discharging period except for the time when the coating liquid in the coating liquid chamber 36 is pressurized, that is, during the period except when discharging the liquid droplets of the coating liquid. Can be maintained.
  • the coating apparatus 1 it is possible to suppress the invasion of air into the coating liquid chamber 36, and to stably apply the coating liquid.
  • the application speed which is the volume of the application liquid applied to the object 9 per unit time, can be improved.
  • the nozzle section 35 including the nozzle chamber 38 can be replaced with another nozzle section 35.
  • the volume of the nozzle chamber 38 in the other nozzle section 35 is different from the volume of the nozzle chamber 38 in the nozzle section 35 before replacement. Therefore, in the application head 3, various kinds of application liquids having different viscosities can be appropriately discharged by replacing the nozzle portion 35. For example, a coating liquid having a viscosity of 100 millipascal seconds (mPa ⁇ s) or more can be appropriately discharged.
  • a coating liquid having a viscosity of 1000 mPa ⁇ s or more can be suitably discharged, and a coating liquid having a viscosity of 8000 mPa ⁇ s or more can be discharged.
  • the upper limit of the viscosity of the coating liquid that can be ejected from the coating head 3 is, for example, 300,000 mPa ⁇ s, depending on the design of the nozzle unit 35.
  • the ejection parameter determination unit 101 receives an application command indicating the application amount of the application liquid to be applied to each application position on the object 9. Then, based on the application command, the ejection parameters for the application position in the continuous ejection period are determined.
  • the coating apparatus 1 can automatically determine a preferable ejection parameter, and can easily perform high-speed coating.
  • the ejection parameters determined for one application position may be used as they are for the other application positions.
  • the control section 10 stores nozzle chamber information A indicating the volume of the nozzle chamber 38 in the plurality of types of nozzle sections 35. Further, the ejection parameter determination unit 101 receives an input of the type of the nozzle unit 35 provided in the coating head 3. Thus, the volume of the nozzle chamber 38 in the coating head 3 can be easily acquired based on the input and the nozzle chamber information A.
  • the type of the nozzle unit 35 provided in the coating head 3 is identified by the nozzle identification unit, and the identification result of the nozzle identification unit is received by the ejection parameter determination unit 101 as the input.
  • the nozzle identification unit may identify the type of the nozzle unit 35 using a sensor other than the nozzle identification camera 5.
  • the operator inputs the type of the nozzle unit 35 provided on the coating head 3 via the input unit of the control unit 10, and the input is performed by the ejection parameter determination unit 101. May be accepted.
  • the control unit 10 stores replenishment flow rate information B indicating replenishment flow rates of a plurality of types of application liquids.
  • the ejection parameter determining unit 101 receives an input of the type of the coating liquid supplied from the coating liquid supply unit 4 to the coating head 3.
  • the supply flow rate of the application liquid can be easily acquired based on the input and the supply flow rate information B.
  • the replenishment flow rate of the application liquid may be input by the operator via the input unit of the control unit 10.
  • the setting method of the discharge parameter in the continuous discharge period is such that the total volume of the coating liquid discharged from the discharge port 381 in the continuous discharge period is the same as the volume of the nozzle chamber 38 and the coating liquid supplied to the coating liquid chamber 36 in the continuous discharge period. It may be appropriately changed within a range not more than the sum of the total volume of the liquid. For example, the entire continuous discharge period may be set as the increased discharge period, and a discharge frequency lower than the maximum discharge frequency and higher than the equilibrium discharge frequency may be set. In this case, the volume per unit time of the applied coating liquid per unit time is made larger than the replenishment flow rate by the amount that the volume of the coating liquid corresponding to the volume of the nozzle chamber 38 is evenly distributed in the continuous discharge period.
  • the ejection frequency during the increased ejection period may fluctuate.
  • control relating to high-speed coating can be simplified.
  • the volume per unit time of the application liquid to be discharged may be a fixed amount less than the supply flow rate.
  • the difference between the volume per unit time of the application liquid to be discharged and the replenishment flow rate during the fixed discharge period Is supplied into the nozzle chamber 38 per unit time.
  • the volume of the application liquid discharged from the discharge port 381 per unit time may be a fixed amount equal to or less than the supply flow rate.
  • the volume of the droplet may be made larger than the specific volume by making the ejection frequency constant during the increased ejection period and the fixed-quantity ejection period and making the drive signal voltage higher than the fixed-quantity ejection period during the increased ejection period.
  • the volume per unit time of the application liquid discharged from the discharge port 381 during the increased discharge period can be larger than the supply flow rate.
  • the target object 9 may be moved during the continuous ejection period.
  • the plurality of types of nozzle sections 35 prepared in the coating apparatus 1 may include those having different lengths and shapes of the nozzle chambers 38 in addition to the average diameter of the nozzle chambers 38.
  • a nozzle chamber 38 of a cylindrical space having a constant diameter and extending straight is formed in the nozzle section 35 of FIG. 6, a nozzle chamber 38 of a cylindrical space having a constant diameter and extending straight is formed in the nozzle section 35 of FIG. 6, a nozzle chamber 38 of a cylindrical space having a constant diameter and extending straight is formed. Needless to say, the nozzle portion 35 having a different inclination angle of the side surface of the nozzle chamber 38 may be prepared. In the coating apparatus 1, the time required for coating the coating liquid can be further reduced by replacing the nozzle chamber 35 with the nozzle section 35 having a large volume.
  • the volume of the coating liquid chamber 36 may be changed in addition to the volume of the nozzle chamber 38 by replacing the nozzle 35. Further, the nozzle portion 35 may not form a part of the space of the application liquid chamber 36. In the example of FIG. 7, the nozzle portion 35 has a plate shape, and the upper surface of the nozzle portion 35 is the bottom surface of the application liquid chamber 36.
  • the nozzle part 35 which is a part of the coating head 3 can be replaced.
  • the nozzle portion which is the entire coating head 3 can be replaced. Is also good. That is, in the coating apparatus 1, in the coating head 3, at least the nozzle section including the nozzle chamber 38 can be replaced with another nozzle section.
  • the ejection mechanism that ejects the droplet from the ejection port 381 may be other than the pressurizing unit 34 including the piezoelectric element 341.
  • the discharge mechanism may be a heating unit that discharges droplets from the discharge port 381 by heating the coating liquid in the coating liquid chamber 36.
  • the ejection operation is performed according to the ejection parameters determined by the ejection parameter determination unit 101. Accordingly, during the continuous discharge period, during the period except when the coating liquid in the coating liquid chamber 36 is heated, that is, during the period except when discharging the droplet of the coating liquid, the liquid level M of the coating liquid stays in the nozzle chamber 38. It is formed.
  • a coating apparatus having a discharge mechanism for discharging liquid droplets by pressurizing or heating a coating liquid.
  • the stage 21 may be fixed, and the coating head 3 may be moved by a moving mechanism. That is, the moving mechanism may move the object 9 to which the application liquid is applied relative to the application head 3.
  • the coating device according to the present invention can be used for various applications.

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Abstract

塗布ヘッドが、塗布液が充填される塗布液室と、前記塗布液室から連続する流路であり、先端開口が吐出口であるノズル室と、を備える。制御部が、前記塗布ヘッドにおける吐出動作に並行して塗布液供給部から前記塗布液室内に補給可能な前記塗布液の単位時間当たりの体積を補給流量として、前記補給流量および前記ノズル室の容積に基づいて、前記塗布ヘッドから前記液滴が連続的に吐出される連続吐出期間における吐出パラメータを決定する吐出パラメータ決定部を備える。前記連続吐出期間が、前記吐出口から吐出される前記塗布液の単位時間当たりの体積が前記補給流量よりも大きい増量吐出期間を含み、かつ、前記連続吐出期間において前記吐出口から吐出される前記塗布液の総体積が、前記ノズル室の容積と、前記連続吐出期間に前記塗布液供給部から前記塗布液室内に補給される前記塗布液の総体積との和以下である。

Description

塗布装置
本発明は、塗布装置に関する。
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、塗布液室に塗布液が充填され、塗布液室内の塗布液に例えば圧電素子（ピエゾ素子）を用いて圧力を付与することにより、塗布液室に連続する吐出口から塗布液の液滴が吐出される。また、塗布液室には、塗布液タンクが接続されており、塗布ヘッドにおける吐出動作に並行して塗布液タンクから塗布液室内に塗布液が補給される。　
なお、日本国公開公報特開２０００－３０８８４３号公報では、容器内の材料に対して空気圧を付与してニードルから材料を滴下させるディスペンサにおいて、ニードルの吐出口に欠落部および凸部を設けることにより、材料の滴下に要する時間を短くする手法が開示されている。　　
日本国公開公報：特開２０００－３０８８４３号公報
ところで、塗布装置において、塗布液を高速に塗布する場合、吐出口から液滴を吐出する吐出周波数を高くすることが考えられる。しかしながら、塗布液タンクから塗布液室内への塗布液の補給流量には、塗布液の粘度等に依存する一定の限界があるため、高い吐出周波数での液滴の吐出では、塗布液室から吐出口に至るノズル室において塗布液が無くなってしまう。この場合、塗布液室内に空気が侵入し、塗布液を安定して吐出することができなくなる。　
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、塗布液室内への空気の侵入を抑制しつつ、塗布液を高速に塗布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、吐出口から塗布液の液滴を吐出する塗布ヘッドと、前記塗布ヘッドに前記塗布液を供給する塗布液供給部と、前記塗布ヘッドからの前記液滴の吐出を制御する制御部と、を備える。前記塗布ヘッドが、前記塗布液が充填される塗布液室と、前記塗布液室から連続する流路であり、先端開口が前記吐出口であるノズル室と、前記吐出口から前記液滴を吐出させる吐出機構と、を備える。前記制御部が、前記塗布ヘッドにおける吐出動作に並行して前記塗布液供給部から前記塗布液室内に補給可能な前記塗布液の単位時間当たりの体積を補給流量として、前記補給流量および前記ノズル室の容積に基づいて、前記塗布ヘッドから前記液滴が連続的に吐出される連続吐出期間における吐出パラメータを決定する吐出パラメータ決定部を備える。前記連続吐出期間が、前記吐出口から吐出される前記塗布液の単位時間当たりの体積が前記補給流量よりも大きい増量吐出期間を含み、かつ、前記連続吐出期間において前記吐出口から吐出される前記塗布液の総体積が、前記ノズル室の容積と、前記連続吐出期間に前記塗布液供給部から前記塗布液室内に補給される前記塗布液の総体積との和以下である。
本発明によれば、塗布液室内への空気の侵入を抑制しつつ、塗布液を高速に塗布することができる。
図１は、塗布装置の構成を示す図である。 図２は、塗布ヘッドを示す断面図である。 図３は、塗布装置における塗布動作の流れを示す図である。 図４は、ノズル部を交換する前の塗布ヘッドを示す図である。 図５は、連続吐出期間における塗布ヘッドを示す図である。 図６は、他のノズル部が設けられた塗布ヘッドを示す図である。 図７は、他のノズル部が設けられた塗布ヘッドを示す図である。
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）、ハンダペースト、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、ノズル識別カメラ５とを含む。ノズル識別カメラ５は、塗布ヘッド３の所定位置を撮像する。制御部１０は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサを含むコンピュータであり、塗布装置１の全体制御を担う。また、制御部１０は、吐出パラメータ決定部１０１と、記憶部１０２とを備える。吐出パラメータ決定部１０１は、コンピュータが所定のプログラムを実行することにより実現される。吐出パラメータ決定部１０１が、専用の電気回路により構築されてもよく、部分的に専用の電気回路が利用されてもよい。記憶部１０２は、制御部１０に設けられるメモリ等により実現され、ノズル室情報Ａと、補給流量情報Ｂとを記憶する。ノズル識別カメラ５、吐出パラメータ決定部１０１、ノズル室情報Ａおよび補給流量情報Ｂの詳細については後述する。
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による塗布液の液滴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。　
塗布液供給部４は、塗布ヘッド３における後述の塗布液室３６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、供給管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。供給管４２の一端は、塗布液タンク４１に接続され、他端は、塗布ヘッド３に接続される。すなわち、供給管４２を介して、塗布液タンク４１の内部と塗布ヘッド３の塗布液室３６とが空間的に連続する。塗布液タンク４１は、塗布ヘッド３よりも鉛直方向上方に配置される。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。例えば、塗布液タンク４１内の圧力は、大気圧よりも低い負圧に調整される。圧力調整部４３を含む塗布液供給部４では、塗布液タンク４１の位置は、塗布ヘッド３よりも上方には限定されず、塗布液タンク４１は、所望の位置に配置可能である。　
図２は、塗布ヘッド３を示す断面図である。図２では、後述の吐出口３８１の中心線Ｃ１を含む面における塗布ヘッド３の断面を示している。塗布ヘッド３は、本体部３１と、ノズル部３５とを備える。本体部３１は、本体環状部３２と、接液膜３３と、加圧部３４と、を含む。本体環状部３２は、例えば金属等により形成され、中心線Ｃ１を中心とする環状部材である。接液膜３３および加圧部３４については後述する。ノズル部３５は、例えば金属等により形成され、中心線Ｃ１を中心とする有底の環状部材である。本体環状部３２において、中心線Ｃ１に垂直な一の面に、ノズル部３５が取り付けられる。図２の例では、ノズル部３５は、複数のボルト３９により本体環状部３２に固定される。後述するように、塗布装置１では、複数種類のノズル部３５が準備されており、ボルト３９の脱着により、ノズル部３５の交換が可能である。本体環状部３２とノズル部３５との間には、塗布液室３６を囲むシール部材（図示省略）が設けられており、本体環状部３２とノズル部３５との間から塗布液が外部に漏れ出すことが防止される。　
本体環状部３２の内径は、ノズル部３５の内径とほぼ同じである。中心線Ｃ１に平行な方向において、本体環状部３２の内周面はノズル部３５の内周面とおよそ連続し、本体環状部３２の内周面およびノズル部３５の内周面は、塗布液室３６の側面を形成する。塗布液室３６は、塗布ヘッド３の内部空間であり、例えば中心線Ｃ１を中心とする円柱状空間である。塗布液室３６には、塗布液が充填される。後述するように、塗布液室３６内の塗布液には加圧部３４により圧力が付与されるため、塗布液室３６は、圧力室とも呼ばれる。塗布液室３６の側面には、供給流路３７の一端が設けられる。供給流路３７の他端は、例えば、本体環状部３２においてノズル部３５とは反対側を向く面に設けられる。　
塗布液室３６の底面には、ノズル室３８が設けられる。ノズル室３８は、塗布液室３６から連続する微細な流路である。ノズル室３８は、ノズル部３５に形成された塗布液室３６の底部と連通している。ノズル室３８は、中心線Ｃ１を中心とする略円柱状空間である。ノズル室３８において塗布液室３６とは反対側の開口、すなわち、ノズル室３８の先端開口が、吐出口３８１となる。図２のノズル室３８では、塗布液室３６側から吐出口３８１に向かって流路の直径が漸次減少する。ノズル室３８は、テーパ状の流路である。図２の例では、ノズル室３８において直径が減少する割合、すなわち、ノズル室３８の側面の傾斜角は一定である。ノズル室３８における直径は、いずれの位置においても塗布液室３６の直径に比べて十分に小さい。ノズル室３８における直径の平均、すなわち、平均径は、例えば、０．０５ｍｍ～０．５ｍｍの範囲内に含まれる。図２のように、テーパ状のノズル室３８の場合、平均径は、例えば、塗布液室３６側の開口の直径と、上記先端開口の直径との平均である。例えば、中心線Ｃ１に垂直なノズル室３８の断面積の最大値は、塗布液室３６の断面積の１／５倍以下であり、好ましくは、１／１０倍以下である。　
ノズル部３５の外面における所定位置（以下、「表示位置」という。）には、ノズル部３５を識別するための識別情報が形成される。例えば、識別情報は、凹凸パターンである。識別情報は、凹凸パターン以外に、表示位置に印刷された文字、図形、記号等であってもよい。塗布装置１では、ノズル室３８の容積、形状等が異なる、複数種類のノズル部３５が予め準備されており、複数種類のノズル部３５では、互いに異なる識別情報が表示位置に形成される。　
本体部３１の接液膜３３は、金属等により形成されるダイアフラムである。塗布液室３６において、接液膜３３は吐出口３８１に対向する。接液膜３３は、塗布液室３６における、底面に対向する面を形成する。塗布ヘッド３では、本体環状部３２、接液膜３３およびノズル部３５により塗布液室３６が形成される。接液膜３３の塗布液室３６側の表面は、塗布液室３６内の塗布液と接触する接液面である。接液膜３３の外縁部は、本体環状部３２に固定される。ノズル室３８および供給流路３７を除き、塗布液室３６は、本体部３１およびノズル部３５により密閉される。塗布ヘッド３では、塗布液室３６内の塗布液に含まれる気泡を除去するための排出口等が、必要に応じて設けられてもよい。　
加圧部３４は、圧電素子３４１と、駆動回路３４２（図１参照）とを含む。圧電素子３４１は、接液膜３３における接液面とは異なる面を加圧する。なおここでは、圧電素子３４１が直接、接液膜３３を加圧する例を挙げて説明したが、これに限らず、圧電素子３４１が別部材を介して接液膜３３を加圧してもよい。圧電素子３４１において接液膜３３とは反対側の面は、図示省略の支持部材に固定される。駆動回路３４２は、圧電素子３４１に電気的に接続される。駆動回路３４２が圧電素子３４１に駆動信号を入力することにより、圧電素子３４１が伸縮動作を行い、接液膜３３の撓み量が変化する。接液膜３３が吐出口３８１に向かって撓む際に、塗布液室３６内の塗布液に圧力が付与され、吐出口３８１から外部に塗布液の液滴が吐出される。このように、加圧部３４は、塗布液室３６内の塗布液を加圧することにより吐出口３８１から液滴を吐出させる吐出機構である。図１の塗布ヘッド３において加圧部３４が接液膜３３を撓ませる方向は、撓んでいない状態の接液膜３３に直交する方向を含む。典型的には、駆動信号は、１つの液滴の吐出を指示する信号である。駆動信号の波形は、任意に決定されてよい。以下の説明では、単位時間当たりに圧電素子３４１に入力する駆動信号の個数を吐出周波数という。
図３は、塗布装置１における塗布動作の流れを示す図である。塗布動作では、まず、図１の吐出パラメータ決定部１０１において、対象物９に塗布すべき塗布液の補給流量が取得される（ステップＳ１０）。対象物９に塗布すべき塗布液は、塗布液タンク４１に貯溜されている、または、貯溜される予定の塗布液である。　
ここで、補給流量を説明するために、塗布ヘッド３に対する塗布液の補給について説明する。塗布装置１では、塗布液タンク４１から図２の塗布ヘッド３の塗布液室３６までの間、すなわち、塗布液タンク４１、供給管４２、供給流路３７および塗布液室３６において、塗布液が隙間なく連続する。また、毛細管現象によりノズル室３８内のおよそ全体に、塗布液が充填される。塗布ヘッド３からの液滴の吐出が行われていない待機状態では、吐出口３８１において塗布液の液面Ｍ（メニスカス）が形成される。厳密には、加圧部３４が塗布液室３６内の塗布液を加圧して吐出口３８１から液滴を吐出する際には、吐出口３８１において液面Ｍは存在しないため、以下の説明では、塗布液の液面Ｍについて言及する場合は、塗布液室３６内の塗布液の加圧時を除いているものとする。　
塗布液供給部４では、ノズル室３８近傍における塗布液の圧力が、吐出口３８１の周囲における大気圧とほぼ同じ、または、僅かに低くなるように、圧力調整部４３により塗布液タンク４１内の圧力が調整されている。液滴の吐出動作により、ノズル室３８内の塗布液が減少すると、毛細管現象により塗布液室３６の塗布液がノズル室３８内に引き込まれる。また、塗布液供給部４から塗布液室３６内にも塗布液が供給される、すなわち、塗布液室３６内に塗布液が補給される。　
塗布ヘッド３において、例えば、後述の最高吐出周波数で液滴を連続的に吐出している間に、塗布液供給部４から塗布液室３６内に補給される塗布液の単位時間当たりの体積（流量）は、吐出口３８１から吐出される塗布液の単位時間当たりの体積よりも低くなる。このような場合に、塗布液供給部４から塗布液室３６内に補給される塗布液の単位時間当たりの体積が、補給流量である。換言すると、補給流量は、塗布ヘッド３における液滴の吐出動作に並行して塗布液供給部４から塗布液室３６内に補給可能な塗布液の単位時間当たりの体積、典型的には、最大体積である。　
補給流量は、塗布液タンク４１に貯溜する塗布液の粘度に大きく依存する。塗布装置１では、複数種類の塗布液における補給流量を示す情報が、補給流量情報Ｂとして記憶部１０２に記憶されている。複数種類の塗布液における補給流量は、例えば、実験またはシミュレーション等により求められる。上記ステップＳ１０における塗布液の補給流量の取得では、対象物９に塗布すべき塗布液の種類の入力が、制御部１０に設けられた図示省略の入力部を介して、操作者により行われる。吐出パラメータ決定部１０１では、塗布液の種類を示す当該入力が受け付けられ、当該入力および補給流量情報Ｂに基づいて、当該塗布液の補給流量が取得される。塗布液の補給流量は、吐出パラメータ決定部１０１において記憶される。　
続いて、対象物９に塗布すべき塗布液に合わせて、塗布ヘッド３におけるノズル部３５が交換される（ステップＳ１１）。ここでは、図４のノズル部３５が、図２のノズル部３５に交換されたものとする。図２の交換後のノズル部３５では、図４の交換前のノズル部３５と比較して、ノズル室３８の平均径および容積が大きい。なお、図２および図４のノズル部３５では、ノズル室３８の側面の傾斜角は同じである。例えば、粘度が高い塗布液を用いる場合に、ノズル室３８の平均径が大きいノズル部３５が選択される。後述するように、ノズル部３５の交換により、実際に使用する当該塗布液を対象物９上に適切に塗布することが可能となる。　
ノズル部３５の交換は、例えば、塗布装置１の設置場所において操作者により行われる。ノズル部３５の交換が、塗布装置１の調整作業として、塗布装置１の製造工場等で行われてもよい。なお、ノズル部３５の交換前には、供給管４２における図示省略のバルブが閉じられる。ノズル部３５の交換後に当該バルブを開くことにより、塗布ヘッド３の塗布液室３６に、塗布液が充填される。　
ノズル識別カメラ５では、ノズル部３５の表示位置に形成された識別情報が撮像される。識別情報の画像は、制御部１０に入力される。制御部１０では、識別情報の画像に基づいて、塗布ヘッド３に設けられているノズル部３５の種類が特定される。このように、塗布装置１では、ノズル識別カメラ５および制御部１０により、塗布ヘッド３におけるノズル部３５の種類を識別するノズル識別部が実現される。ノズル識別部における識別結果は、塗布ヘッド３に設けられるノズル部３５の種類の入力として、吐出パラメータ決定部１０１において受け付けられる。　
一方、記憶部１０２に記憶されるノズル室情報Ａは、複数種類のノズル部３５におけるノズル室３８の容積を示す。例えば、各ノズル部３５の設計データを用いてノズル室３８の容積を算出することにより、または、ノズル室３８の容積を実測することにより、ノズル室情報Ａを容易に準備することが可能である。吐出パラメータ決定部１０１では、ノズル部３５の種類を示す上記入力およびノズル室情報Ａに基づいて、塗布ヘッド３に設けられるノズル部３５のノズル室３８の容積が取得される（ステップＳ１２）。　
塗布ヘッド３におけるノズル室３８の容積が取得されると、ノズル室３８の容積を、吐出口３８１から吐出される塗布液の液滴数に換算した値が、ノズル室液滴数として求められる（ステップＳ１３）。後述するように、本処理例では、圧電素子３４１に入力する駆動信号の電圧が設定電圧にて一定である。また、制御部１０の記憶部１０２では、複数種類の塗布液と複数種類のノズル部３５との各組合せに対して、設定電圧の駆動信号の入力により吐出口３８１から吐出される液滴の体積を示すテーブルが予め記憶されている。当該テーブルは、例えばシミュレーションまたは実験により作成される。吐出パラメータ決定部１０１では、上述の塗布液の種類の入力、および、ノズル部３５の種類の入力を用いて上記テーブルを参照することにより、塗布ヘッド３から吐出される液滴の体積が、特定体積として特定される。そして、ノズル室３８の容積を特定体積で除することにより、ノズル室液滴数が求められる。　
例えば、特定体積が１０ｎＬ（ナノリットル）であり、ノズル室３８の容積が３００ｎＬである場合、３００［ｎＬ］÷１０［ｎＬ］より、ノズル室液滴数は３０となる。既述のように、ノズル室３８には塗布液が充填されており、ノズル室液滴数は、ノズル室３８に充填される塗布液のみにより、吐出可能な特定体積の液滴の個数である。ノズル室液滴数は、吐出パラメータ決定部１０１において記憶される。塗布装置１において、吐出口３８１から吐出される液滴の体積（特定体積）は、例えば２ｎＬ以上、５０ｎＬ以下である。なお、ノズル室液滴数の決定では、ノズル室液滴数に特定体積を乗じて得た値がノズル室３８の容積以下となればよく、上記値とノズル室３８の容積との差が特定体積よりも大きくてもよい。　
上記ステップＳ１０～Ｓ１３の処理は、塗布動作の事前準備であり、必要に応じて行われる。例えば、ステップＳ１０の処理は、塗布液タンク４１内の塗布液の入れ換えにより、または、塗布液タンク４１の交換により、実際に用いる塗布液の種類を変更した場合に行われ、変更後の塗布液の補給流量が取得される。ステップＳ１２の処理は、ステップＳ１１にてノズル部３５を交換した場合に行われ、交換後のノズル部３５におけるノズル室３８の容積が取得される。ステップＳ１３の処理は、ステップＳ１０の処理またはステップＳ１２の処理が行われた場合、すなわち、塗布液の補給流量、または、ノズル室３８の容積が変更された場合に行われ、ノズル室液滴数が更新される。　
対象物９上の一の塗布位置（以下、「注目位置」という。）に対して塗布液の塗布を行う際には、吐出パラメータ決定部１０１において注目位置に対する塗布指令が受け付けられる（ステップＳ１４）。塗布指令は、対象物９上の各位置に塗布すべき塗布液の体積を塗布量として示す情報である。続いて、吐出パラメータ決定部１０１では、塗布指令に基づいて、注目位置に対する液滴の吐出に係る吐出パラメータが決定される。　
本実施形態では、塗布ヘッド３から吐出される液滴の体積（特定体積）は、対象物９上の各位置に塗布すべき塗布量に比べて十分に小さいため、当該各位置に対して多数の液滴が連続的に吐出される。したがって、吐出パラメータ決定部１０１では、注目位置に対して液滴が連続的に吐出される連続吐出期間における吐出パラメータが決定される。後述するように、連続吐出期間は、増量吐出期間および定量吐出期間に分けられており、吐出パラメータは、連続吐出期間における増量吐出期間および定量吐出期間の長さ、並びに、増量吐出期間および定量吐出期間のそれぞれにおける吐出周波数および駆動信号の電圧を含む。既述のように、吐出周波数は、駆動信号の周波数であり、吐出口３８１から吐出される単位時間当たりの液滴の個数を示す。本処理例では、吐出パラメータにおける駆動信号の電圧が、設定電圧にて一定であるため、後述の液滴の吐出では、吐出口３８１から既述の特定体積の液滴が吐出される。　
塗布指令に基づく吐出パラメータの決定では、まず、注目位置に塗布すべき塗布量を、吐出口３８１から吐出される塗布液の液滴数に換算した値が、必要液滴数として求められる（ステップＳ１５）。必要液滴数は、当該塗布量を特定体積で除することにより求められる。例えば、注目位置に塗布すべき塗布液の塗布量が５００ｎＬであり、液滴の特定体積が１０ｎＬである場合、必要液滴数は５０となる。　
続いて、吐出パラメータ決定部１０１では、注目位置の必要液滴数とノズル室液滴数とが比較される。必要液滴数がノズル室液滴数よりも大きい場合には（ステップＳ１６）、注目位置に対する連続吐出期間の初期において、ノズル室液滴数の液滴を最高吐出周波数で吐出することを指示する吐出パラメータが決定される。ここで、塗布装置１では、圧電素子３４１の仕様や、駆動回路３４２の制限等により、最高吐出周波数が予め設定されている。ノズル室液滴数の液滴を最高吐出周波数で吐出する期間を「増量吐出期間」と呼ぶと、ノズル室液滴数と最高吐出周波数の逆数とを乗じて得た値が、増量吐出期間の長さとなる。したがって、連続吐出期間の初期に対する上記吐出パラメータの決定は、増量吐出期間の長さ、および、増量吐出期間における吐出周波数（最高吐出周波数）の決定であるといえる。増量吐出期間の意味については後述する。　
吐出パラメータ決定部１０１では、連続吐出期間の残りの期間において、必要液滴数からノズル室液滴数を減じて得た残りの液滴数の液滴を、塗布液の補給流量に相当する吐出周波数（以下、「平衡吐出周波数」という。）で吐出することを指示する吐出パラメータが決定される。既述のように、補給流量は、塗布液供給部４から塗布液室３６内に補給可能な塗布液の単位時間当たりの体積である。平衡吐出周波数は、補給流量を液滴の特定体積で除して得られる数であり、最高吐出周波数よりも十分に低い。上記残りの液滴数の液滴を一定の平衡吐出周波数で吐出する期間を「定量吐出期間」と呼ぶと、上記残りの液滴数と平衡吐出周波数の逆数とを乗じて得た値が、定量吐出期間の長さとなる。したがって、連続吐出期間の残りの期間に対する上記吐出パラメータの決定は、定量吐出期間の長さ、および、定量吐出期間における吐出周波数の決定であるといえる。以上のようにして、増量吐出期間および定量吐出期間を含む連続吐出期間における吐出パラメータが決定される（ステップＳ１７）。　
例えば、最高吐出周波数が１ｋＨｚ（キロヘルツ）であり、ノズル室液滴数が３０である場合、増量吐出期間の長さは、３０ミリ秒となる。また、必要液滴数が５０である場合、必要液滴数からノズル室液滴数を減じて得た残りの液滴数は、２０となる。この場合に、補給流量が毎秒１０ｎＬであり、液滴の特定体積が１０ｎＬであるときには、平衡吐出周波数は１Ｈｚとなり、定量吐出期間の長さは、２０秒となる。必要液滴数の液滴が連続的に吐出される期間である連続吐出期間の長さは、増量吐出期間と定量吐出期間とを合わせた長さであり、２０．０３秒となる。
塗布装置１では、上記吐出パラメータの決定に並行して、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上の注目位置が、塗布ヘッド３の吐出口３８１に対向する位置に配置される。そして、制御部１０の制御により、駆動回路３４２が上記吐出パラメータに従って圧電素子３４１に駆動信号を入力することにより、注目位置に対して液滴の吐出が行われる（ステップＳ１８）。上述の例では、最高吐出周波数１ｋＨｚで、ノズル室液滴数である３０個の液滴が吐出され、続いて、平衡吐出周波数１Ｈｚで、残りの液滴数である２０個の液滴が吐出される。すなわち、３０ミリ秒の増量吐出期間において最高吐出周波数１ｋＨｚでの液滴の吐出が行われ、当該増量吐出期間に連続する２０秒の定量吐出期間において平衡吐出周波数１Ｈｚでの液滴の吐出が行われる。このようにして、制御部１０により塗布ヘッド３からの液滴の吐出が制御され、注目位置に対して塗布指令が示す塗布量の塗布液が塗布される。　
既述のように、最高吐出周波数は、平衡吐出周波数よりも十分に高いため、増量吐出期間では、吐出口３８１から吐出される塗布液の単位時間当たりの体積が補給流量よりも大きい。すなわち、増量吐出期間における塗布液の単位時間当たりの吐出量は、定量吐出期間における塗布液の単位時間当たりの吐出量よりも大きく、定量吐出期間よりも増量されている。増量吐出期間では、ノズル室３８内における塗布液の液面Ｍの位置が次第に塗布液室３６へと近づく。増量吐出期間の終了直前には、図５に示すように、塗布液の液面Ｍは、ノズル室３８における塗布液室３６側の開口近傍に位置する。増量吐出期間では、ノズル室３８の容積を液滴数に換算したノズル室液滴数の液滴のみが吐出される。すなわち、増量吐出期間において吐出される塗布液の量（体積）は、ノズル室３８に充填される塗布液の量以下である。したがって、塗布液の液面Ｍの縁が、ノズル室３８の上記開口を超えて塗布液室３６内に入り込むことはない。　
定量吐出期間では、塗布液の補給流量に相当する平衡吐出周波数で液滴が吐出されるため、塗布液の液面Ｍの縁の位置は、ノズル室３８の上記開口近傍で維持される。連続吐出期間の全体では、吐出口３８１から吐出される塗布液の総体積は、ノズル室３８の容積と、連続吐出期間に塗布液供給部４から塗布液室３６内に補給される塗布液の総体積との和以下となる。既述のように、上記の例では、必要液滴数はノズル室液滴数よりも大きく、連続吐出期間に吐出される塗布液の総体積は、ノズル室３８の容積よりも大きい。また、連続吐出期間に吐出される塗布液の総体積は、塗布液室３６内に補給される塗布液の総体積よりも大きく、既述のように、塗布液の液面Ｍの縁が、塗布液室３６側に移動する。　
一方、注目位置に対する必要液滴数とノズル室液滴数との比較において、必要液滴数がノズル室液滴数以下である場合には（ステップＳ１６）、注目位置に対して、連続吐出期間の全体において、必要液滴数の液滴を最高吐出周波数で吐出することを指示する吐出パラメータが決定される（ステップＳ１９）。この場合、連続吐出期間の長さは、必要液滴数と最高吐出周波数の逆数とを乗じて得た値となる。上記吐出パラメータの決定は、増量吐出期間のみを含む連続吐出期間における吐出パラメータの決定である。　
そして、対象物９上の注目位置が、塗布ヘッド３の吐出口３８１に対向する位置に配置された状態で、駆動回路３４２が上記吐出パラメータに従って圧電素子３４１に駆動信号を入力することにより、注目位置に対する液滴の吐出が行われる（ステップＳ１８）。これにより、塗布指令が示す塗布量の塗布液が、補給流量に依存することなく高速で注目位置に塗布される。注目位置に対して吐出される塗布液の量は、ノズル室３８に充填される塗布液の量以下である。したがって、塗布液の液面Ｍの縁が、ノズル室３８における塗布液室３６側の開口を超えて塗布液室３６内に入り込むことはない。　
実際の塗布装置１では、注目位置に対する塗布液の塗布が完了すると、対象物９上の次の塗布位置が注目位置とされ、上記ステップＳ１４～Ｓ１９が繰り返される。このとき、塗布ヘッド３が次の塗布位置へと対象物９に対して相対的に移動する間に、ノズル室３８内に塗布液が補給される。ノズル室３８内に塗布液を充填するための待ち時間が、必要に応じて設定されてもよい。各塗布位置に対する吐出パラメータの決定に係るステップＳ１４～Ｓ１７，Ｓ１９の処理は、当該塗布位置に対する吐出動作（ステップＳ１８）の前に行われていればよく、例えば、当該塗布位置よりも前に塗布液の塗布が行われる塗布位置に対する吐出動作と並行して行われてもよい。　
ここで、各塗布位置に対して、常に、最高吐出周波数で必要液滴数の液滴を吐出する第１の比較例の塗布装置を想定する。第１の比較例の塗布装置では、一の塗布位置に対する必要液滴数がノズル室液滴数よりも大きい場合、当該塗布位置に対して吐出される塗布液の量が、ノズル室３８に充填される塗布液の量を超える。したがって、塗布液の液面Ｍの縁が、ノズル室３８の塗布液室３６側の開口を超えて塗布液室３６内に入り込み、塗布液室３６内に空気が侵入する。この場合、加圧部３４が塗布液室３６内に付与する圧力が気泡により吸収され、吐出口３８１から塗布液が安定して吐出されなくなる。　
また、各塗布位置に対して、常に、平衡吐出周波数で必要液滴数の液滴を吐出する第２の比較例の塗布装置を想定する。第２の比較例の塗布装置では、塗布液の補給流量に相当する平衡吐出周波数で液滴が吐出されるため、塗布液の液面Ｍの縁の位置はノズル室３８内に維持される。しかしながら、平衡吐出周波数は、最高吐出周波数に比べて大幅に低いため、塗布位置に対する塗布液の塗布に長時間を要してしまう。例えば、平衡吐出周波数が１Ｈｚであり、必要液滴数が５０である場合には、塗布液の塗布に５０秒を要する。
これに対し、図１の塗布装置１では、吐出パラメータ決定部１０１において、塗布液の補給流量およびノズル室３８の容積に基づいて、塗布ヘッド３から液滴が連続的に吐出される連続吐出期間における吐出パラメータが決定される。これにより、吐出口３８１から吐出される塗布液の単位時間当たりの体積が補給流量よりも大きい増量吐出期間が、連続吐出期間に含まれることとなり、塗布液を高速に塗布することができる。また、連続吐出期間において吐出口３８１から吐出される塗布液の総体積は、ノズル室３８の容積と、連続吐出期間に塗布液供給部４から塗布液室３６内に補給される塗布液の総体積との和以下となる。その結果、連続吐出期間における、塗布液室３６内の塗布液の加圧時を除く期間、すなわち、塗布液の液滴の吐出時を除く期間において、塗布液の液面Ｍがノズル室３８内に形成された状態を維持することができる。このように、塗布装置１では、塗布液室３６内への空気の侵入を抑制することができ、塗布液を安定して塗布することが実現される。　
既述のように、必要液滴数が５０であり、ノズル室液滴数が３０であり、最高吐出周波数が１ｋＨｚであり、平衡吐出周波数が１Ｈｚである場合には、塗布液の塗布に要する時間は２０．０３秒となり、第２の比較例の塗布装置の場合に比べて大幅に短縮可能である。換言すると、対象物９に塗布する塗布液の単位時間当たりの体積である塗布速度を向上することができる。　
なお、塗布液タンク４１内を陽圧にするとともに供給管４２に電磁弁を設け、当該電磁弁の開閉により吐出口３８１から液滴を吐出する、第３の比較例の塗布装置を想定すると、第３の比較例の塗布装置では、塗布液タンク４１内の圧力が高すぎる場合に、吐出口３８１から塗布液が漏れ出し、吐出口３８１の周囲が汚れてしまう。一方、圧電素子３４１の伸縮動作により液滴を吐出する図１の塗布装置１では、塗布液タンク４１内の圧力を負圧にして、吐出口３８１から塗布液が漏れ出すことを抑制することができる。　
また、図２の塗布ヘッド３では、ノズル室３８を含むノズル部３５が、他のノズル部３５に交換可能である。また、当該他のノズル部３５におけるノズル室３８の容積が、交換前のノズル部３５におけるノズル室３８の容積と相違する。したがって、塗布ヘッド３では、ノズル部３５の交換により、粘度が異なる様々な種類の塗布液を適切に吐出することが可能となる。例えば、１００ミリパスカル秒（ｍＰａ・ｓ）以上の粘度の塗布液を適切に吐出することが可能である。実際には、１０００ｍＰａ・ｓ以上の粘度の塗布液も好適に吐出可能であり、８０００ｍＰａ・ｓ以上の粘度の塗布液を吐出することも可能である。塗布ヘッド３において吐出可能な塗布液の粘度の上限値は、ノズル部３５の設計に依存するが、例えば３０万ｍＰａ・ｓである。　
吐出パラメータ決定部１０１では、対象物９上の各塗布位置に塗布すべき塗布液の塗布量を示す塗布指令が受け付けられる。そして、当該塗布指令に基づいて、当該塗布位置に対する連続吐出期間における吐出パラメータが決定される。これにより、塗布装置１では、好ましい吐出パラメータを自動的に決定することができ、高速塗布を容易に行うことができる。なお、複数の塗布位置における塗布量が同じである場合には、一の塗布位置に対して決定された吐出パラメータが、他の塗布位置に対してそのまま用いられてもよい。
制御部１０では、複数種類のノズル部３５におけるノズル室３８の容積を示すノズル室情報Ａが記憶される。また、吐出パラメータ決定部１０１では、塗布ヘッド３に設けられるノズル部３５の種類の入力が受け付けられる。これにより、当該入力およびノズル室情報Ａに基づいて、塗布ヘッド３におけるノズル室３８の容積を容易に取得することができる。　
また、ノズル識別部により、塗布ヘッド３に設けられるノズル部３５の種類が識別され、当該ノズル識別部における識別結果が、上記入力として吐出パラメータ決定部１０１において受け付けられる。これにより、塗布装置１では、ノズル室３８の容積を自動で取得することができる。なお、ノズル識別部では、ノズル識別カメラ５以外のセンサを用いてノズル部３５の種類が識別されてもよい。また、塗布装置１の設計によっては、制御部１０の入力部を介して、操作者により、塗布ヘッド３に設けられるノズル部３５の種類の入力が行われ、当該入力が、吐出パラメータ決定部１０１において受け付けられてもよい。　
制御部１０では、複数種類の塗布液における補給流量を示す補給流量情報Ｂが記憶される。また、吐出パラメータ決定部１０１では、塗布液供給部４から塗布ヘッド３に供給される塗布液の種類の入力が受け付けられる。これにより、当該入力および補給流量情報Ｂに基づいて、塗布液の補給流量を容易に取得することができる。もちろん、塗布液の補給流量が、制御部１０の入力部を介して、操作者により入力されてもよい。　
上記塗布装置１では様々な変形が可能である。　
連続吐出期間における吐出パラメータの設定手法は、連続吐出期間において吐出口３８１から吐出される塗布液の総体積が、ノズル室３８の容積と、連続吐出期間に塗布液室３６内に補給される塗布液の総体積との和以下となる範囲内で、適宜変更されてよい。例えば、連続吐出期間の全体が増量吐出期間とされ、最高吐出周波数よりも低く、かつ、平衡吐出周波数よりも高い吐出周波数が設定されてもよい。この場合、ノズル室３８の容積に相当する塗布液の体積を連続吐出期間において均等に分配した分だけ、吐出される塗布液の単位時間当たりの体積が、補給流量よりも大きくされる。また、増量吐出期間における吐出周波数が変動してもよい。一方、上記処理例のように、連続吐出期間における初期が増量吐出期間であり、残りの期間が定量吐出期間である場合には、高速塗布に係る制御を簡素化することが可能である。
また、定量吐出期間では、吐出される塗布液の単位時間当たりの体積が、補給流量未満の一定量であってもよい。この場合に、連続吐出期間における初期が増量吐出期間であり、残りの期間が定量吐出期間であるときには、当該定量吐出期間において、吐出される塗布液の単位時間当たりの体積と補給流量との差に相当する体積の塗布液が、単位時間当たりにノズル室３８内に補給される。以上のように、定量吐出期間では、吐出口３８１から吐出される塗布液の単位時間当たりの体積が、補給流量以下の一定量であればよい。　
例えば、増量吐出期間および定量吐出期間において吐出周波数を一定とし、増量吐出期間において、定量吐出期間よりも駆動信号の電圧を高くすることにより、液滴の体積が特定体積よりも大きくされてもよい。この場合も、増量吐出期間において吐出口３８１から吐出される塗布液の単位時間当たりの体積を、補給流量よりも大きくすることが可能である。また、対象物９上において線状の塗布液パターンを形成する場合等に、連続吐出期間において、対象物９の移動が行われてもよい。　
塗布装置１において準備される複数種類のノズル部３５では、ノズル室３８の平均径以外に、ノズル室３８の長さや形状が異なるものが含まれてもよい。例えば、図６のノズル部３５では、直径が一定、かつ、真っ直ぐに延びる円柱状空間のノズル室３８が形成される。もちろん、ノズル室３８の側面の傾斜角が異なるノズル部３５が準備されてもよい。塗布装置１では、ノズル室３８の容積が大きいノズル部３５に交換することにより、塗布液の塗布に要する時間をさらに短縮することも可能である。また、ノズル部３５が塗布液室３６の一部を形成する場合に、ノズル部３５の交換により、ノズル室３８の容積に加えて塗布液室３６の容積が変化してもよい。さらに、ノズル部３５は、塗布液室３６の空間の一部を形成しないものであってもよい。図７の例では、ノズル部３５が板状であり、ノズル部３５の上面が、塗布液室３６の底面となる。　
塗布ヘッド３では、同じ種類の塗布液を用いつつ、液滴の体積（特定体積）を変更する場合に、ノズル部３５を交換することも可能である。また、上記塗布装置１では、塗布ヘッド３の一部であるノズル部３５の交換が可能であるが、塗布装置１の設計によっては、塗布ヘッド３の全体であるノズル部が交換可能であってもよい。すなわち、塗布装置１では、塗布ヘッド３において、少なくともノズル室３８を含むノズル部が、他のノズル部に交換可能であればよい。　
吐出口３８１から液滴を吐出させる吐出機構は、圧電素子３４１を含む加圧部３４以外であってもよい。例えば、吐出機構が、塗布液室３６内の塗布液を加熱することにより、吐出口３８１から液滴を吐出させる加熱部であってもよい。この場合も、吐出パラメータ決定部１０１において決定される吐出パラメータに従って吐出動作が行われる。これにより、連続吐出期間における、塗布液室３６内の塗布液の加熱時を除く期間、すなわち、塗布液の液滴の吐出時を除く期間において、塗布液の液面Ｍがノズル室３８内に形成される。以上のように、本発明を適用可能な塗布装置の例として、塗布液を加圧または加熱することにより液滴を吐出させる吐出機構を有する塗布装置が挙げられる。　
塗布装置１において、ステージ２１が固定され、塗布ヘッド３が移動機構により移動されてもよい。すなわち、移動機構は、塗布液が塗布される対象物９を塗布ヘッド３に対して相対的に移動すればよい。　
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。
１　　塗布装置　３　　塗布ヘッド　４　　塗布液供給部　５　　ノズル識別カメラ　９　　対象物　１０　　制御部　３４　　加圧部　３５　　ノズル部　３６　　塗布液室　３８　　ノズル室　１０１　　吐出パラメータ決定部　３８１　　吐出口　Ａ　　ノズル室情報　Ｂ　　補給流量情報　Ｍ　　（塗布液の）液面

Claims (9)

  1. 吐出口から塗布液の液滴を吐出する塗布ヘッドと、　前記塗布ヘッドに前記塗布液を供給する塗布液供給部と、　前記塗布ヘッドからの前記液滴の吐出を制御する制御部と、を備え、　前記塗布ヘッドが、　前記塗布液が充填される塗布液室と、　前記塗布液室から連続する流路であり、先端開口が前記吐出口であるノズル室と、　前記吐出口から前記液滴を吐出させる吐出機構と、を備え、　前記制御部が、前記塗布ヘッドにおける吐出動作に並行して前記塗布液供給部から前記塗布液室内に補給可能な前記塗布液の単位時間当たりの体積を補給流量として、前記補給流量および前記ノズル室の容積に基づいて、前記塗布ヘッドから前記液滴が連続的に吐出される連続吐出期間における吐出パラメータを決定する吐出パラメータ決定部を備え、　前記連続吐出期間が、前記吐出口から吐出される前記塗布液の単位時間当たりの体積が前記補給流量よりも大きい増量吐出期間を含み、かつ、前記連続吐出期間において前記吐出口から吐出される前記塗布液の総体積が、前記ノズル室の容積と、前記連続吐出期間に前記塗布液供給部から前記塗布液室内に補給される前記塗布液の総体積との和以下である、塗布装置。
  2. 前記連続吐出期間における前記液滴の吐出時を除く期間において、前記塗布液の液面が前記ノズル室内に形成される、請求項１に記載の塗布装置。
  3. 前記連続吐出期間において、前記吐出口から吐出される前記塗布液の単位時間当たりの体積が、前記補給流量以下の一定量である定量吐出期間が設定されており、前記連続吐出期間における初期が前記増量吐出期間であり、残りの期間が前記定量吐出期間である、請求項１または２に記載の塗布装置。
  4. 前記吐出パラメータ決定部が、対象物上の各位置に塗布すべき前記塗布液の塗布量を示す塗布指令を受け付けるとともに、前記塗布指令に基づいて、前記各位置に対する前記連続吐出期間における前記吐出パラメータを決定する、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の塗布装置。
  5. 前記塗布ヘッドにおいて、少なくとも前記ノズル室を含むノズル部が、他のノズル部に交換可能であり、　前記他のノズル部における前記ノズル室の容積が、前記ノズル部におけるノズル室の容積と相違する、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の塗布装置。
  6. 前記制御部において、複数種類のノズル部におけるノズル室の容積を示すノズル室情報が記憶され、　前記吐出パラメータ決定部が、前記塗布ヘッドに設けられるノズル部の種類の入力を受け付けるとともに、前記入力および前記ノズル室情報に基づいて、前記塗布ヘッドにおける前記ノズル室の容積を取得する、請求項５に記載の塗布装置。
  7. 前記塗布ヘッドに設けられる前記ノズル部の種類を識別するノズル識別部をさらに備え、　前記ノズル識別部における識別結果が、前記入力として前記吐出パラメータ決定部において受け付けられる、請求項６に記載の塗布装置。
  8. 前記制御部において、複数種類の塗布液における補給流量を示す補給流量情報が記憶され、　前記吐出パラメータ決定部が、前記塗布液供給部から前記塗布ヘッドに供給される塗布液の種類の入力を受け付けるとともに、前記入力および前記補給流量情報に基づいて、前記塗布液の前記補給流量を取得する、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の塗布装置。
  9. 前記ノズル室の前記流路の直径が、前記塗布液室側から前記吐出口に向かって漸次減少する、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の塗布装置。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003311943A (ja) * 2002-04-23 2003-11-06 Brother Ind Ltd インクジェット装置、有機ｅｌディスプレイパネル製造方法、パラメータ決定方法およびパラメータ決定プログラム
JP2006061806A (ja) * 2004-08-26 2006-03-09 Seiko Epson Corp 液滴吐出ヘッドの駆動方法、液滴吐出装置、デバイスの製造方法、及びデバイス
JP2006204964A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Dainippon Printing Co Ltd パターン形成装置及び方法
JP2010217391A (ja) * 2009-03-16 2010-09-30 Toppan Printing Co Ltd インクジェットパターン形成装置及びカラーフィルタの製造方法及び有機機能性素子の製造方法
JP2014093476A (ja) * 2012-11-06 2014-05-19 Sokudo Co Ltd 基板処理装置
JP2016198738A (ja) * 2015-04-13 2016-12-01 セイコーエプソン株式会社 液滴吐出方法、液滴吐出装置、プログラム
JP2017109341A (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 株式会社東京機械製作所 インクジェットヘッド液滴観察方法及び装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000308843A (ja) 1999-04-26 2000-11-07 Sanyo Electric Co Ltd ディスペンサーに用いるニードル
JP2010131979A (ja) * 2008-10-27 2010-06-17 Seiko Epson Corp 液体噴射装置、及び、液体噴射装置の制御方法
JP2011245795A (ja) 2010-05-28 2011-12-08 Panasonic Corp インクジェットヘッドおよびそれを具備するインクジェット装置
JP2014019091A (ja) 2012-07-20 2014-02-03 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
JP2017001374A (ja) * 2015-06-16 2017-01-05 東芝テック株式会社 液滴吐出装置、および液体循環装置
EP3330329B1 (en) * 2016-12-02 2022-06-08 Ricoh Company, Ltd. Inkjet recording apparatus, printer, and method for manufacturing cured product
KR102621740B1 (ko) * 2016-12-20 2024-01-05 주식회사 탑 엔지니어링 잉크젯 방식 액체토출모듈 및 그 탈포 방법
CN110267746B (zh) * 2017-01-17 2021-05-04 日本电产株式会社 涂敷装置和气泡去除方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003311943A (ja) * 2002-04-23 2003-11-06 Brother Ind Ltd インクジェット装置、有機ｅｌディスプレイパネル製造方法、パラメータ決定方法およびパラメータ決定プログラム
JP2006061806A (ja) * 2004-08-26 2006-03-09 Seiko Epson Corp 液滴吐出ヘッドの駆動方法、液滴吐出装置、デバイスの製造方法、及びデバイス
JP2006204964A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Dainippon Printing Co Ltd パターン形成装置及び方法
JP2010217391A (ja) * 2009-03-16 2010-09-30 Toppan Printing Co Ltd インクジェットパターン形成装置及びカラーフィルタの製造方法及び有機機能性素子の製造方法
JP2014093476A (ja) * 2012-11-06 2014-05-19 Sokudo Co Ltd 基板処理装置
JP2016198738A (ja) * 2015-04-13 2016-12-01 セイコーエプソン株式会社 液滴吐出方法、液滴吐出装置、プログラム
JP2017109341A (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 株式会社東京機械製作所 インクジェットヘッド液滴観察方法及び装置

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