特許 6333083 膜形成装置及び膜形成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6333083

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】膜形成装置及び膜形成方法

(51)【国際特許分類】

   B05C 5/00 20060101AFI20180521BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20180521BHJP

   B05D 1/26 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   B05C5/00 101

   B05C11/10

   B05D1/26 Z

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-128974(P2014-128974)

(22)【出願日】2014年6月24日

(65)【公開番号】特開2016-7565(P2016-7565A)

(43)【公開日】2016年1月18日

【審査請求日】2017年5月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105887

【弁理士】

【氏名又は名称】来山 幹雄

(72)【発明者】

【氏名】岡本 裕司

(72)【発明者】

【氏名】鎰廣 誠

【審査官】 高崎 久子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０３０８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０９１０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０７６１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−００６５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３５２４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０５Ｃ５／００−２１／００

Ｂ０５Ｄ

Ｂ４１Ｊ２／０１；２／１６５−２／２０；２／２１−２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物に向けて、膜材料を液滴化して吐出する複数のノズル孔を含む複数のノズルヘッドと、
前記ノズルヘッドに液状の前記膜材料を供給する供給系と、
前記供給系によって前記ノズルヘッドに供給される前記膜材料を加温する加温装置と、
複数の前記ノズル孔から前記ノズルヘッドに収容されている前記膜材料を吸引する吸引装置と、
前記供給系及び前記吸引装置を制御する制御装置と、
複数の前記ノズルヘッドの各々の温度を測定し、測定された温度を前記制御装置に入力する温度センサと
を有し、
前記供給系は、
前記膜材料を貯蔵するメインタンクと、
前記メインタンクから複数の前記ノズルヘッドに前記膜材料を供給する供給路と、
複数の前記ノズルヘッドから前記メインタンクに前記膜材料を回収する回収路と、
前記供給路にガスを導入するためのガス導入弁と
を有し、
前記制御装置は、
膜形成作業が終了した後、前記供給系から前記ノズルヘッドへの前記膜材料の供給を停止させ、前記吸引装置を制御して、複数の前記ノズルヘッドの各々に残留している前記膜材料を吸引する機能と、
前記ガス導入弁を制御し、前記ガス導入弁を開いた状態で、前記吸引装置により前記ノズルヘッドから前記膜材料を吸引する機能と、
前記メインタンクから複数の前記ノズルヘッドへの前記膜材料の供給を開始した後、前記温度センサで測定された前記ノズルヘッドの温度に基づいて、吸引すべき前記ノズルヘッドの有無を判定し、吸引すべき前記ノズルヘッドが有る場合には、前記吸引装置を制御して、吸引すべき前記ノズルヘッドに収容されている前記膜材料を吸引する機能と
を有する膜形成装置。

【請求項2】

前記供給路は、前記メインタンクから流出した前記膜材料を、複数の前記ノズルヘッドに分流させる分岐部を含む請求項１に記載の膜形成装置。

【請求項3】

前記供給系は、さらに、前記メインタンクと前記分岐部との間の前記供給路に挿入され、前記膜材料を、前記メインタンクから前記分岐部に向けて送り出す送出ポンプを含む請求項２に記載の膜形成装置。

【請求項4】

前記制御装置は、前記ノズルヘッドの温度の少なくとも１つが判定閾値未満の場合、吸引すべき前記ノズルヘッドが有ると判定し、前記判定閾値未満の温度の前記ノズルヘッドに収容されている前記膜材料を吸引する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の膜形成装置。

【請求項5】

対象物に向けて、膜材料を液滴化して吐出する複数のノズル孔を含む複数のノズルヘッドと、
前記ノズルヘッドに液状の前記膜材料を供給する供給系と、
前記供給系によって前記ノズルヘッドに供給される前記膜材料を加温する加温装置と、
複数の前記ノズル孔から前記ノズルヘッドに収容されている前記膜材料を吸引する吸引装置と、
前記供給系及び前記吸引装置を制御する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、複数の前記ノズルヘッドへの前記膜材料の供給を開始した後、前記ノズルヘッドの測定温度に基づいて、吸引すべき前記ノズルヘッドの有無を判定し、吸引すべき前記ノズルヘッドが有る場合には、前記吸引装置を制御して、吸引すべき前記ノズルヘッドに収容されている前記膜材料を吸引する膜形成装置。

【請求項6】

各々が複数のノズル孔を含む複数のノズルヘッドの各々に液状の膜材料が残留している状態で、加温された新たな前記膜材料を前記ノズルヘッドに供給する工程と、
前記膜材料を前記ノズルヘッドに供給しながら、前記ノズルヘッドの温度を測定する工程と、
前記ノズルヘッドの温度に基づいて、前記膜材料を吸引すべき前記ノズルヘッドの有無を判定し、吸引すべき前記ノズルヘッドを選定する工程と、
選定された前記ノズルヘッドに収容されている前記膜材料を、前記ノズル孔を通して吸引する工程と、
前記膜材料を吸引した後、複数の前記ノズルヘッドの前記ノズル孔から対象物に向けて、前記膜材料を液滴化して吐出させることにより、前記対象物に前記膜材料を塗布する工程と
を有する膜形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象物に向けて膜材料を液滴化して吐出し、膜を形成する膜形成装置、及び膜形成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ノズルヘッドから膜材料を液滴化して吐出することにより、基板の表面に、所定のパターンを有する膜を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１）。この膜形成技術は、例えばプリント基板のソルダーレジストの形成、厚銅基板用の絶縁膜の形成等に用いることができる。

【0003】

液状の膜材料は、循環装置から材料供給用の配管を通ってノズルヘッドに供給され、吐出されなかった膜材料が、材料回収用の配管を通って循環装置に回収される。ノズルヘッドから液滴を安定して吐出するために、ノズルヘッドに供給される膜材料を加温して、膜材料の粘度を低下させることが好ましい。

【0004】

インクジェットプリンタにおいて、安定的にインクを吐出するために、インクジェットヘッドのメンテナンスを行う必要がある（特許文献２、３参照）。特許文献２に開示されたインクジェットプリンタにおいては、記録ヘッド内のインクの温度を、通常の使用時よりも高温に加熱し、低粘性化されたインクをノズルから吸引する。特許文献３に開示されたインクジェットプリンタにおいては、キャップでインクジェットヘッドをキャップし、キャップ内を負圧にする。これにより、吐出口内のインクが排出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−１０４１０４号公報

【特許文献2】特開２００４−２３０５７９号公報

【特許文献3】特開２００６−２８９６２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

膜形成装置を停止させると、ノズルヘッド内の膜材料の温度が低下し、膜材料の粘度が高くなる。膜形成装置を起動すると、ノズルヘッド内に、加温された膜材料が供給されることにより、残留している膜材料が目標温度まで加温される。ノズルヘッド内の膜材料の温度が目標温度未満の状態では、膜材料の粘度が高いため、安定した吐出を行うことができない。安定した吐出を確保するために、ノズルヘッド内の膜材料の温度が目標温度に到達した後に、膜材料の吐出が行われる。

【0007】

複数のノズルヘッドを用いて膜形成を行う場合、膜材料の温度が目標温度に到達するまでの時間が、ノズルヘッドごとにばらつくことがわかった。膜形成を開始するには、目標温度に到達するまでの時間が最も長いノズルヘッドに収容されている膜材料が目標温度に到達するまで待たなければならない。

【0008】

本発明の目的は、膜材料の温度が目標温度に到達するまでの時間を短縮することができる膜形成装置を提供することである。本発明の他の目的は、膜材料の温度が目標温度に到達するまでの時間を短縮することができる膜形成方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一観点によると、
対象物に向けて、膜材料を液滴化して吐出する複数のノズル孔を含む複数のノズルヘッドと、
前記ノズルヘッドに液状の前記膜材料を供給する供給系と、
前記供給系によって前記ノズルヘッドに供給される前記膜材料を加温する加温装置と、
複数の前記ノズル孔から前記ノズルヘッドに収容されている前記膜材料を吸引する吸引装置と、
前記供給系及び前記吸引装置を制御する制御装置と、
複数の前記ノズルヘッドの各々の温度を測定し、測定された温度を前記制御装置に入力する温度センサと
を有し、
前記供給系は、
前記膜材料を貯蔵するメインタンクと、
前記メインタンクから複数の前記ノズルヘッドに前記膜材料を供給する供給路と、
複数の前記ノズルヘッドから前記メインタンクに前記膜材料を回収する回収路と、
前記供給路にガスを導入するためのガス導入弁と
を有し、
前記制御装置は、
膜形成作業が終了した後、前記供給系から前記ノズルヘッドへの前記膜材料の供給を停止させ、前記吸引装置を制御して、複数の前記ノズルヘッドの各々に残留している前記膜材料を吸引する機能と、
前記ガス導入弁を制御し、前記ガス導入弁を開いた状態で、前記吸引装置により前記ノズルヘッドから前記膜材料を吸引する機能と、
前記メインタンクから複数の前記ノズルヘッドへの前記膜材料の供給を開始した後、前記温度センサで測定された前記ノズルヘッドの温度に基づいて、吸引すべき前記ノズルヘッドの有無を判定し、吸引すべき前記ノズルヘッドが有る場合には、前記吸引装置を制御して、吸引すべき前記ノズルヘッドに収容されている前記膜材料を吸引する機能と
を有する膜形成装置が提供される。

【0010】

本発明の他の観点によると、
対象物に向けて、膜材料を液滴化して吐出する複数のノズル孔を含む複数のノズルヘッドと、
前記ノズルヘッドに液状の前記膜材料を供給する供給系と、
前記供給系によって前記ノズルヘッドに供給される前記膜材料を加温する加温装置と、
複数の前記ノズル孔から前記ノズルヘッドに収容されている前記膜材料を吸引する吸引装置と、
前記供給系及び前記吸引装置を制御する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、複数の前記ノズルヘッドへの前記膜材料の供給を開始した後、前記ノズルヘッドの測定温度に基づいて、吸引すべき前記ノズルヘッドの有無を判定し、吸引すべき前記ノズルヘッドが有る場合には、前記吸引装置を制御して、吸引すべき前記ノズルヘッドに収容されている前記膜材料を吸引する膜形成装置が提供される。

【0012】

本発明のさらに他の観点によると、
各々が複数のノズル孔を含む複数のノズルヘッドの各々に液状の膜材料が残留している状態で、加温された新たな前記膜材料を前記ノズルヘッドに供給する工程と、
前記膜材料を前記ノズルヘッドに供給しながら、前記ノズルヘッドの温度を測定する工程と、
前記ノズルヘッドの温度に基づいて、前記膜材料を吸引すべき前記ノズルヘッドの有無を判定し、吸引すべき前記ノズルヘッドを選定する工程と、
選定された前記ノズルヘッドに収容されている前記膜材料を、前記ノズル孔を通して吸引する工程と、
前記膜材料を吸引した後、複数の前記ノズルヘッドの前記ノズル孔から対象物に向けて、前記膜材料を液滴化して吐出させることにより、前記対象物に前記膜材料を塗布する工程と
を有する膜形成方法が提供される。

【発明の効果】

【0013】

膜形成作業が終了した後、ノズルヘッドに残留している膜材料を吸引することにより、次回の膜形成作業の開始時に、ノズルヘッドに高粘度の膜材料が残留することに起因する加温時間の長大化を抑制することができる。

【0014】

ノズルヘッドに高粘度の膜材料が残留している場合、ノズルヘッドに加温された膜材料を供給しても、ノズルヘッド内の膜材料の温度上昇が緩やかになる。温度上昇が不十分なノズルヘッド内の膜材料を吸引することにより、ノズルヘッド内の膜材料の温度が目標温度に到達するまでの時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、実施例による膜形成装置の概略図である。

【図2】図２は、支持プレート、ノズルヘッド、及び硬化用光源の平面図である。

【図3】図３は、支持プレートの１つの開口内に配置されたノズルヘッド及び硬化用光源の底面図である。

【図4】図４Ａは、１つのノズルヘッド、及び吸引装置の概略斜視図であり、図４Ｂは、吸引装置をノズルヘッドに接触させた状態の概略斜視図である。

【図5】図５は、実施例による膜形成装置の動作のフローチャートである。

【図6】図６Ａ〜図６Ｅは、実施例による膜形成装置の動作時におけるノズルヘッド及びノズルヘッド内に残留する膜材料の概略図である。

【図7】図７Ａ及び図７Ｂは、比較例による膜形成装置の動作時におけるノズルヘッド及びノズルヘッド内に残留する膜材料の概略図である。

【図8】図８Ａ〜図８Ｄは、比較例による膜形成装置の動作時におけるノズルヘッド及びノズルヘッド内に残留する膜材料の概略図である。

【図9】図９は、他の実施例による膜形成装置の動作のフローチャートである。

【図10】図１０Ａ〜図１０Ｅは、図９に示した実施例による膜形成装置の動作時におけるノズルヘッド及びノズルヘッド内に残留する膜材料の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１に、実施例による膜形成装置の概略図を示す。基台１０に、移動機構１１によってステージ１３が支持されている。ｘｙ面を水平面とし、鉛直上方をｚ軸の正の向きとするｘｙｚ直交座標系を定義する。ステージ１３は、ｘ方向及びｙ方向に移動可能である。ステージ１３の上に、膜を形成する対象物１５が保持される。対象物１５は、例えば回路パターンが形成されたプリント基板であり、ステージ１３に吸着される。形成される膜には、例えばソルダーレジストが用いられる。

【0017】

複数のノズルヘッド２０が、支持プレート３０によって、ステージ１３の上方に支持されている。ノズルヘッド２０の各々の底面に、複数のノズル孔が設けられている。ノズルヘッド２０は、ノズル孔から対象物１５に向けて、膜材料を液滴化して吐出する。膜材料には、例えば光硬化性の樹脂が用いられる。図１には示されていないが、支持プレート３０に、膜材料を硬化させるための硬化用光源が取り付けられている。膜材料に、紫外線硬化性の樹脂が用いられる場合は、硬化用光源は、対象物１５に向けて紫外光を放射する。

【0018】

次に、ノズルヘッド２０に膜材料を供給する供給系４０について説明する。メインタンク４１内に、液状の膜材料が貯蔵されている。加温装置４２が、メインタンク４１内の膜材料を加温し、その温度を目標温度に維持する。目標温度は、例えば７５℃〜９０℃である。加温装置４２には、例えば抵抗加熱ヒータが用いられる。

【0019】

メインタンク４１に貯蔵されている膜材料が、供給路４３を通って複数のノズルヘッド２０に供給される。ノズルヘッド２０から吐出されなかった膜材料が、回収路５３を通ってメインタンク４１に回収される。

【0020】

供給路４３は、メインタンク４１から流出した膜材料を複数のノズルヘッド２０に分流させる分岐部４５を含む。分岐部４５に、加温装置４６が配置されている。加温装置４６には、例えば抵抗加熱ヒータが用いられる。膜材料が分岐部４５に一時的に蓄積され、目標温度まで加温される。メインタンク４１から分岐部４５まで輸送される間に、膜材料の温度が低下した場合でも、分岐部４５内で膜材料が再び目標温度まで加温される。

【0021】

メインタンク４１と分岐部４５との間の供給路４３に、送出ポンプ４４が挿入されている。送出ポンプ４４は、メインタンク４１内の膜材料を分岐部４５に向けて送り出す。メインタンク４１と送出ポンプ４４との間の供給路４３に、ガス導入弁４７が挿入されている。ガス導入弁４７を開くと、供給路４３にガス、例えば空気が導入される。

【0022】

回収路５３は、複数のノズルヘッド２０から回収された膜材料を１本の管路に合流させる合流部５５を含む。合流部５５とメインタンク４１との間の回収路５３に、回収ポンプ５４が挿入されている。回収ポンプ５４は、合流部５５内の膜材料をメインタンク４１に向けて送り出す。

【0023】

合流部５５に加温装置を配置してもよい。合流部５５に加温装置を配置することにより、膜材料がノズルヘッド２０からメインタンク４１に回収されるときの温度低下を抑制することができる。回収路５３内で膜材料の温度が低下すると、膜材料の粘度が上昇して、管路内に膜材料が付着し易くなる。管路内に高粘度の膜材料が付着すると、膜材料の安定した循環が阻害される。合流部５５に加温装置を配置することにより、より安定して膜材料を循環させることができる。

【0024】

ノズルヘッド２０の各々に温度センサ２１が取付けられている。温度センサ２１は、ノズルヘッド２０の壁面を通して、ノズルヘッド２０内の膜材料の温度を測定する。なお、温度センサ２１を、ノズルヘッド２０に設けられた膜材料収容室の内部に配置してもよい。

【0025】

支持プレート３０の上に遮蔽板３１が取り付けられており、遮蔽板３１が、供給系４０及びノズルヘッド２０を覆う。支持プレート３０と遮蔽板３１とで囲まれた空間が、仕切板３２によって、供給系４０が配置された加温空間３３と、ノズルヘッド２０が配置された冷却空間３４とに仕切られる。

【0026】

冷却機構１４が、冷却空間３４内に空冷のための気流を発生させる。これにより、ノズルヘッド２０が冷却される。仕切板３２は、加温空間３３から冷却空間３４への熱の伝達を阻害する機能を有する。供給系４０の周囲の高温の空気が、遮蔽板３１と仕切板３２とで囲まれた加温空間３３内に閉じ込められることにより、移動機構１１及びステージ１３への熱の影響が軽減される。

【0027】

補充タンク５７内に、膜材料が貯蔵されている。メインタンク４１内の膜材料が減少すると、補充ポンプ５８を動作させて、補充タンク５７からメインタンク４１に膜材料を補充する。補充タンク５７は、遮蔽板３１と支持プレート３０とで囲まれた空間の外に配置されている。補充タンク５７内の膜材料の温度はほぼ室温である。補充用の膜材料を室温で保管することにより、熱による膜材料の劣化を防止することができる。

【0028】

ステージ１３の側方の退避位置に吸引装置６０が配置されている。吸引装置６０は、移
動機構６１により、退避位置からノズルヘッド２０の各々の直下まで移動することができる。昇降機構６２により吸引装置６０を上昇させると、吸引装置６０がノズルヘッド２０の底面の外周部に接触する。この状態で、ノズルヘッド２０内の膜材料を、ノズル孔を通して吸引することができる。

【0029】

遮蔽板３１、支持プレート３０、移動機構１１、ステージ１３、補充タンク５７、及び吸引装置６０は、エンクロージャ１２内に配置される。排気ポンプ１６がエンクロージャ１２内を排気する。エンクロージャ１２内を排気すると、エンクロージャ１２に取り付けられたフィルタ１７を通って外気がエンクロージャ１２内に流入する。これにより、エンクロージャ１２内を換気することができる。

【0030】

排気ポンプ３５が、加温空間３３内を排気する。加温空間３３内が排気されると、遮蔽板３１に設けられた流入口３６を通って加温空間３３内に外気が流入する。加温空間３３内が換気されることにより、加温空間３３の過度の温度上昇を防止することができる。

【0031】

制御装置１８が、移動機構１１、ノズルヘッド２０、送出ポンプ４４、加温装置４２、４６、回収ポンプ５４、補充ポンプ５８、吸引装置６０、移動機構６１、及び昇降機構６２を制御する。温度センサ２１で測定されたノズルヘッド２０の温度が、制御装置１８に入力される。

【0032】

図２に、支持プレート３０、ノズルヘッド２０、及び硬化用光源２５の平面図を示す。支持プレート３０に複数の開口３７が形成されている。例えば、合計１０個の開口３７が２列に並んでいる。２列の各々は、ｘ方向に等ピッチで並ぶ５個の開口３７で構成される。一方の列の開口３７は、他方の列の開口３７に対して、ｘ方向に半ピッチ分ずれている。

【0033】

開口３７の各々の内側に、２個のノズルヘッド２０がｙ方向に並んで配置されている。２個のノズルヘッド２０の間、及びノズルヘッド２０の各々の外側に、それぞれ硬化用光源２５が配置されている。ノズルヘッド２０及び硬化用光源２５にブラケット２８が取り付けられている。ノズルヘッド２０及び硬化用光源２５は、ブラケット２８を介して支持プレート３０に取り付けられている。

【0034】

図３に、支持プレート３０（図２）の１つの開口３７内に配置されたノズルヘッド２０及び硬化用光源２５の底面図を示す。２個のノズルヘッド２０がｙ方向に並んで配置されている。ノズルヘッド２０の間、及び各ノズルヘッド２０の外側に、それぞれ硬化用光源２５が配置されている。ノズルヘッド２０の各々に、２列に並んだノズル孔２２が形成されている。２個のノズルヘッド２０に設けられた合計４列のノズル孔２２は、全体として、ｘ方向に等ピッチで分布する。硬化用光源２５の各々は、ｘ方向に並ぶ複数の発光ダイオード２６を含む。

【0035】

図４Ａに、１つのノズルヘッド２０、及び吸引装置６０の概略斜視図を示す。ノズルヘッド２０に導入管２３と排出管２４とが取付けられている。導入管２３は供給路４３（図１）に接続され、排出管２４は回収路５３（図１）に接続されている。導入管２３からノズルヘッド２０内に膜材料が導入される。膜材料は、ノズルヘッド２０の収容室内を輸送されながら、ノズル孔２２から液滴化されて吐出される。吐出されなかった膜材料が、収容室から排出管２４を通って外部に排出される。吸引装置６０は、吸引キャップ６５、吸引ポンプ６６、及び廃液タンク６７を含む。

【0036】

ノズルヘッド２０内の膜材料を吸引する時には、移動機構６１を駆動して、吸引キャップ６５をノズルヘッド２０の直下に移動させる。その後、昇降機構６２を駆動して、吸引
キャップ６５を上昇させ、吸引キャップ６５の縁をノズルヘッド２０の底面の外周部に接触させる。

【0037】

図４Ｂに、ノズルヘッド２０の底面の外周部に吸引キャップ６５の縁が接触した状態の斜視図を示す。ノズルヘッド２０の底面と吸引キャップ６５との間に空洞が形成される。吸引ポンプ６６を動作させると、この空洞内が負圧になり、ノズルヘッド２０内の膜材料がノズル孔２２を通して吸い出される。吸い出された膜材料は、廃液タンク６７に蓄積される。

【0038】

図５及び図６Ａ〜図６Ｄを参照して、実施例による膜形成装置の動作について説明する。
図５に、実施例による膜形成装置の動作のフローチャートを示す。膜形成装置が始動されると、制御装置１８が加温装置４２、４６を動作させて、膜材料を目標温度まで加温する。膜材料の温度が目標温度まで到達すると、ステップＳ１において、制御装置１８（図１）が送出ポンプ４４及び回収ポンプ５４を動作させる。これにより、ノズルヘッド２０への膜材料の供給が開始される。

【0039】

ステップＳ２において、対象物１５をステージ１３（図１）に保持する。対象物１５は、例えば搬送装置により、保管場所からステージ１３の上まで搬送される。対象物１５がステージ１３に保持されたら、ｘｙ面内に関して、対象物１５の位置を検出する。例えば、対象物１５の表面に形成されているアライメントマークを撮像装置で撮像し、画像解析を行うことにより、対象物１５の位置を検出することができる。

【0040】

ステップＳ３において、対象物１５（図１）をｙ方向に移動させながら、ノズルヘッド２０の各ノズル孔２２（図３）から対象物１５（図１）に向けて膜材料を吐出する。対象物１５に塗布された膜材料に、硬化用光源２５（図３）から硬化用の光が照射されることにより、膜材料が硬化する。これにより、対象物１５の表面に膜が形成される。制御装置１８（図１）が、画像データに基づいて、ノズル孔２２からの吐出タイミングを制御することにより、所望のパターンを有する膜を形成することができる。

【0041】

ステップＳ４２において、膜形成作業の終了か否かを判定する。例えば、オペレータが制御装置１８に作業終了の指令を与えると、制御装置１８が作業終了と判定する。作業終了ではない場合、ステップＳ５において、膜が形成された対象物１５をステージ１３から搬出し、新たな対象物１５をステージ１３に保持させる。その後、ステップＳ３に戻り、膜の形成処理を実行する。

【0042】

ステップＳ４で作業終了と判定された場合には、ステップＳ６において、制御装置１８がノズルヘッド２０への膜材料の供給を停止する。具体的には、送出ポンプ４４及び回収ポンプ５４（図１）を停止させる。

【0043】

ステップＳ７において、制御装置１８が、ガス導入弁４７（図１）を開き、さらに吸引装置６０を動作させてノズルヘッド２０から膜材料を吸引する。図６Ａ〜図６Ｅを参照して、膜材料の吸引手順について説明する。

【0044】

図６Ａに、膜材料の供給を停止した直後におけるノズルヘッド２０、及びノズルヘッド２０内に残留する膜材料の概略図を示す。ノズルヘッド２０の底面にノズル孔２２が設けられている。ノズルヘッド２０ごとに、膜材料２７の残量が異なる。図６Ａでは、一例として、左から２番目のノズルヘッド２０内の膜材料の残量が、他のノズルヘッド２０内の膜材料の残量に比べて少ない例を示している。吸引装置６０（図１）の吸引キャップ６５は、退避位置に退避されている。

【0045】

図６Ｂに示すように、吸引キャップ６５を、最初に吸引するべきノズルヘッド２０の底面に接触させる。この状態で、吸引ポンプ６６（図４Ｂ）を動作させる。これにより、ノズルヘッド２０内に残留している膜材料が、ノズル孔２２を通して外部に吸い出される。供給路４３（図１）内には、ガス導入弁４７（図１）を通して空気が導入される。例えば、ノズルヘッド２０内に残留していた膜材料２７の全量が吸い出された時点で、吸引を中断する。なお、ノズルヘッド２０に設けられている膜材料収容室の壁面に付着していた膜材料の一部分は、壁面に付着ままノズルヘッド２０に残留する場合もある。

【0046】

図６Ｃに示すように、２番目に、吸引するべきノズルヘッド２０の底面に、吸引キャップ６５を接触させ、ノズルヘッド２０内の膜材料を吸引する。同様の吸引処理を繰り返すことにより、図６Ｄに示すように、全てのノズルヘッド２０内の膜材料の吸引が完了する。全てのノズルヘッド２０内の膜材料の吸引処理が完了した後、図６Ｅに示すように、吸引キャップ６５を退避位置まで戻す。

【0047】

図７Ａ及び図７Ｂを参照して、上記実施例において吸引処理を行うことの優れた効果について説明する。

【0048】

図７Ａに、膜材料の供給を停止した直後におけるノズルヘッド２０、及びノズルヘッド２０内に残留する膜材料の概略図を示す。この状態は、図６Ａに示した状態と同一である。左から２番目のノズルヘッド２０に残留している膜材料の量が、他のノズルヘッド２０に比べて少ない。このため、ノズルヘッド２０に、多くの空気が溜まっている。

【0049】

図７Ｂに示すように、ノズルヘッド２０に多くの空気が残留していると、ノズルヘッド２０に膜材料を保持することができず、ノズル孔２２から膜材料２７の一部が垂れてしまう場合がある。上記実施例では、ステップＳ７（図５）においてノズルヘッド２０に残留している膜材料を吸引するため、膜材料２７が垂れてしまうことを防止できる。

【0050】

図８Ａ〜図８Ｄを参照して、上記実施例において吸引処理を行うことの他の優れた効果について説明する。

【0051】

図８Ａに、膜材料の供給を停止した直後におけるノズルヘッド２０、及びノズルヘッド２０内に残留する膜材料２７の概略図を示す。この状態は、図６Ａに示した状態とほぼ同一である。左から２番目のノズルヘッド２０に残留している膜材料２７の量が、他のノズルヘッド２０に残留している膜材料２７の量より少ない。この状態で長時間放置すると、ノズルヘッド２０に残留している膜材料２７の温度が低下し、その粘度が上昇する。

【0052】

図８Ｂに、長時間放置した後のノズルヘッド２０、及びノズルヘッド２０に残留している膜材料２７の概略図を示す。温度が低下して粘度が上昇した膜材料２７に、図８Ａに示した粘度の低い膜材料２７に付したドットパターンよりも密なドットパターンを付している。

【0053】

膜形成装置が始動されると、図８Ｃに示すように、加温された新しい膜材料２７がノズルヘッド２０に供給される。加温された膜材料２７に、相対的に疎なドットパターンを付している。膜材料２７の供給と回収とが行われるにしたがって、ノズルヘッド２０に残留していた低温の膜材料２７が暖められる。

【0054】

図８Ｄに示すように、膜材料２７の残留の少なかった左から２番目のノズルヘッド２０に収容されている膜材料２７のほぼ全量が、目標温度に到達する。この時点で、膜材料２７の残量の多かった他のノズルヘッド２０に収容されている膜材料２７の一部は、目標温
度まで到達しない。粘度の下がった膜材料２７が、粘度の高い膜材料２７よりも流動しやすいため、左から２番目のノズルヘッド２０に、より多くの膜材料２７が供給される。このため、左から２番目のノズルヘッド２０に残留していた膜材料２７が、他のノズルヘッド２０に残留していた膜材料２７に比べて、より加温されやすい。左から２番目のノズルヘッド２０以外のノズルヘッド２０に残留していた膜材料２７は、左から２番目のノズルヘッド２０に残留していた膜材料２７に比べて、目標温度に到達するまでより長時間を要する。

【0055】

上記実施例では、膜形成作業の終了後に、ステップＳ７（図５）において、ノズルヘッド２０に残留している膜材料２７が排出される。このため、膜形成装置の始動時に、ノズルヘッド２０には、温度が低下して高粘度になった膜材料２７が残留していない。これにより、膜形成装置の始動後、短時間で膜形成作業を開始することができる。

【0056】

図９、図１０Ａ〜図１０Ｅを参照して、他の実施例について説明する。以下、図１〜図６Ｅに示した実施例との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。

【0057】

図１０Ａに、膜形成装置の始動前におけるノズルヘッド２０、及びノズルヘッド２０に残留している膜材料２７の概略図を示す。図１０Ａに示した例では、左から４番目のノズルヘッド２０の残量が、他のノズルヘッド２０の残量に比べて多い。ノズルヘッド２０に残留している膜材料２７は、温度が低下し、その粘度が高くなっている。ノズルヘッド２０の各々に、温度センサ２１が取り付けられている。

【0058】

図９に、実施例による膜形成装置の動作のフローチャートを示す。ステップＳＡ１において、ノズルヘッド２０（図１）への膜材料の供給を開始する。

【0059】

図１０Ｂに示すように、目標温度まで加温された膜材料２７が、ノズルヘッド２０の各々に供給される。目標温度まで加温され、粘度が低くなった膜材料２７に、粘度の高い膜材料よりも相対的に疎なドットパターンを付している。加温された膜材料２７がノズルヘッド２０に供給され、回収されることにより、残留していた膜材料２７が加温されて、その粘度が低下する。膜材料２７の残量が多かったノズルヘッド２０は、他のノズルヘッド２０に比べて熱容量が大きい。このため、左から４番目のノズルヘッド２０は、温度が上昇しにくい。

【0060】

図１０Ｃに示した例では、左から４番目のノズルヘッド２０以外のノズルヘッド２０においては、残留していた膜材料２７のほぼ全量が、目標温度に到達しているが、左から４番目のノズルヘッド２０には、目標温度に到達せず、粘度の高い膜材料２７が残存している。

【0061】

ステップＳＡ２（図９）において、ステージ１３に対象物１５を保持する。ステップＳＡ３において、ノズルヘッド２０の各々の温度を測定する。温度測定は、ノズルヘッド２０に取り付けられた温度センサ２１により行われる。温度センサ２１がノズルヘッド２０の外側の表面に取り付けられている場合、ノズルヘッド２０に収容されている膜材料２７の温度の平均値に近い温度が測定される。このため、ノズルヘッド２０の温度によって、ノズルヘッド２０に収容されている膜材料２７の平均温度の高低を推定することが可能である。なお、ノズル孔２２の近傍の膜材料２７の温度が優先的に測定されるように、温度センサ２１を、ノズル孔２２の近傍に取り付けることが好ましい。

【0062】

ステップＳＡ４（図９）において、制御装置１８（図１）が、吸引すべきノズルヘッド２０の有無を判定する。一例として、温度センサ２１で測定された少なくとも１つのノズルヘッド２０の温度Ｔが、判定閾値Ｔｔｈ未満である場合、吸引すべきノズルヘッド２０
が有ると判定される。図１０Ｃに示した例では、左から４番目のノズルヘッド２０の温度Ｔが、判定閾値Ｔｔｈ未満であり、他のノズルヘッド２０の温度Ｔが、判定閾値Ｔｔｈ以上である。従って、ステップＳＡ４（図９）において、吸引すべきノズルヘッド２０が有ると判定される。

【0063】

吸引すべきノズルヘッド２０が有ると判定された場合には、ステップＳＡ５（図９）において、ノズルヘッド２０の温度Ｔに基づいて、吸引すべきノズルヘッド２０を選定する。一例として、温度Ｔの最も低いノズルヘッド２０（図１０Ｃにおいて、左から４番目のノズルヘッド２０）が、吸引すべきノズルヘッド２０として選定される。ステップＳＡ６において、選定されたノズルヘッド２０に残留していた膜材料２７を吸引装置６０（図１）で吸引する。

【0064】

図１０Ｄに示すように、左から４番目のノズルヘッド２０に吸引キャップ６５を接触させ、ノズルヘッド２０に残留している粘度の高い膜材料２７を吸引し、ノズルヘッド２０の外に排出する。これにより、図１０Ｅに示すように、左から４番目のノズルヘッド２０に収容されている膜材料２７の全量が目標温度に到達し、その粘度が低下する。

【0065】

ステップＳＡ６（図９）で吸引が終了すると、ステップＳＡ３に戻り、ノズルヘッド２０の温度を再測定する。この時点で、図１０Ｅの左から４番目のノズルヘッド２０の温度が目標温度に到達している。左から４番目のノズルヘッド２０以外に判定閾値Ｔｔｈ未満の温度のノズルヘッド２０が無い場合には、ステップＳＡ４で、吸引すべきノズルヘッド２０が無いと判定される。

【0066】

ステップＳＡ４で吸引すべきノズルヘッド２０が無いと判定された場合には、ステップＳＡ７において、ノズルヘッド２０から対象物１５（図１）に向けて膜材料２７を液滴化して吐出し、膜の形成を行う。ステップＳＡ８において、作業終了か否かを判定する。作業終了でない場合には、ステップＳＡ９において、新たな対象物１５（図１）をステージ１３（図１）に保持し、ステップＳＡ７に戻る。

【0067】

ステップＳＡ８で作業終了と判定された場合には、ステップＳＡ１０において、ノズルヘッド２０への膜材料の供給を停止する。

【0068】

図９〜図１０Ｅに示した実施例においては、ステップＳＡ６（図９）において、ノズルヘッド２０に残留していた高粘度の膜材料２７が強制的に排出される。このため、ノズルヘッド２０の温度が目標温度に到達するまでの時間を短くすることができる。これにより、膜形成処理の開始までの時間を短縮することができる。

【0069】

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

【符号の説明】

【0070】

１０ 基台
１１ 移動機構
１２ エンクロージャ
１３ ステージ
１４ 冷却機構
１５ 対象物
１６ 排気ポンプ
１７ フィルタ
１８ 制御装置
２０ ノズルヘッド
２１ 温度センサ
２２ ノズル孔
２３ 導入管
２４ 排出管
２５ 硬化用光源
２６ 発光ダイオード
２７ 膜材料
２８ ブラケット
３０ 支持プレート
３１ 遮蔽板
３２ 仕切板
３３ 加温空間
３４ 冷却空間
３５ 排気ポンプ
３６ 流入口
３７ 開口
４０ 供給系
４１ メインタンク
４２ 加温装置
４３ 供給路
４４ 送出ポンプ
４５ 分岐部
４６ 加温装置
４７ ガス導入弁
５３ 回収路
５４ 回収ポンプ
５５ 合流部
５７ 補充タンク
５８ 補充ポンプ
６０ 吸引装置
６１ 移動機構
６２ 昇降機構
６５ 吸引キャップ
６６ 吸引ポンプ
６７ 廃液タンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】