(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するための吐出口を有するノズル部と、
前記ノズル部の外周面に接する気泡溜め部と、
を備え、
前記ノズル部の、前記気泡溜め部と接する面には、前記ノズル部の内部と前記気泡溜め部とを連通させるための第１の貫通孔と、前記ノズル部の内部と前記気泡溜め部とを連通させるための第２の貫通孔と、がそれぞれ１つ以上形成され、
前記第２の貫通孔と前記ノズル部の吐出口が形成されている側の端部との間の距離は、前記第１の貫通孔と前記端部との間の距離よりも大きい、
ことを特徴とする吐出ノズル。
【請求項２】
前記第２の貫通孔は、その前記ノズル部の内部側の開口部と前記端部との間の距離が、その前記気泡溜め部側の開口部と前記端部との間の距離よりも小さくなるよう形成されている、
ことを特徴とする、請求項１に記載の吐出ノズル。
【請求項３】
前記ノズル部は、
吐出口を有するノズルプレートと、
その一の端部において前記ノズルプレートと密接し、前記ノズルプレートに液体を導くノズルシリンダと、
を備える、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の吐出ノズル。
【請求項４】
前記ノズルプレートの、前記ノズルシリンダに密接している側の表面には、
前記吐出口を取り囲むように配置され、その前記ノズルシリンダの内径未満の直径を有し、前記液体に対する撥液性を付与するための撥液処理が施されていない第１の領域と、
前記第１の領域を取り囲むように配置され、少なくとも前記第１の貫通孔に近接する部分には前記撥液処理が施されている第２の領域と、
が形成されている、
ことを特徴とする、請求項３に記載の吐出ノズル。
【請求項５】
さらに、前記第１の貫通孔の内部の表面に、前記撥液処理が施されている、
ことを特徴とする、請求項４に記載の吐出ノズル。
【請求項６】
さらに、前記ノズルシリンダの内壁の表面のうち、少なくとも前記第１の貫通孔の開口部を取り囲む領域には、前記撥液処理が施されている、
ことを特徴とする、請求項５に記載の吐出ノズル。
【請求項７】
前記気泡溜め部の内壁の表面に、前記液体に対する撥液性を付与するための撥液処理が施されている、
ことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の吐出ノズル。
【請求項８】
前記気泡溜め部から気泡を排出するための気泡排出手段を備える、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の吐出ノズル。
【請求項９】
前記気泡排出手段は、前記気泡溜め部に連通するチューブと、
前記チューブに接続されているバルブと、
を備える、請求項８に記載の吐出ノズル。
【請求項１０】
液体を吐出するための吐出口を有するノズル部と、
前記ノズル部の外周面に接する気泡溜め部と、
を備え、
前記ノズル部の、前記気泡溜め部と接する面には、前記ノズル部の内部と前記気泡溜め部とを連通させるための第１の貫通孔が１つ以上形成され、
前記気泡溜め部の内壁の表面に、前記液体に対する撥液性を付与するための撥液処理が施されている、
ことを特徴とする吐出ノズル。
【請求項１１】
液体を吐出するための吐出口を有するノズル部と、
前記ノズル部の外周面に接する気泡溜め部と、
を備え、
前記ノズル部の、前記気泡溜め部と接する面には、前記ノズル部の内部と前記気泡溜め部とを連通させるための第１の貫通孔が１つ以上形成され、
前記ノズル部は、吐出口を有するノズルプレートと、その一の端部において前記ノズルプレートと密接し、前記ノズルプレートに液体を導くノズルシリンダと、を備え、
前記ノズルプレートの、前記ノズルシリンダに密接している側の表面には、
前記吐出口を取り囲むように配置され、その前記ノズルシリンダの内径未満の直径を有し、前記液体に対する撥液性を付与するための撥液処理が施されていない第１の領域と、
前記第１の領域を取り囲むように配置され、少なくとも前記第１の貫通孔に近接する部分には前記撥液処理が施されている第２の領域と、
が形成されている、
ことを特徴とする吐出ノズル。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の吐出ノズルと、
液体を加圧することにより前記液体を前記吐出ノズルに供給する液体供給手段と、
を備える、吐出装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の吐出ノズルと、
インクを加圧することにより前記インクを前記吐出ノズルに供給するインク供給手段と、
を備える、塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出ノズル、吐出装置及び塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、有機ＥＬ材料を塗布すべき所定のパターン形状に応じた溝を基板上に形成しておき、この溝にノズルを沿わせるように基板とノズルとを相対的に移動させて、前記ノズルからの有機ＥＬ材料を前記溝内に流し込んで塗布する過程を備えたことを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７５６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の方法では、吐出ノズルが有機ＥＬ材料（インクの一例）を連続して吐出している最中に、種々の原因で吐出ノズル内に気泡が溜まってしまう場合があった。吐出ノズルに気泡が溜まると、吐出ノズルから吐出される有機ＥＬ材料の吐出量が意図せずに変化してしまう（つまり、有機ＥＬ材料の吐出量が不安定になる）ことがある。なお、吐出ノズルに気泡が溜まってしまうという現象は、インクを吐出ノズルから連続して吐出する場合に一般的に言えることである。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吐出ノズルに気泡が溜まることを防止又は軽減することが可能な、吐出ノズル、吐出装置及び塗布装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観点に係る吐出ノズルは、
液体を吐出するための吐出口を有するノズル部と、
前記ノズル部の外周面に接する気泡溜め部と、
を備え、
前記ノズル部の、前記気泡溜め部と接する面には、前記ノズル部の内部と前記気泡溜め部とを連通させるための第１の貫通孔と、前記ノズル部の内部と前記気泡溜め部とを連通させるための第２の貫通孔と、がそれぞれ１つ以上形成され、
前記第２の貫通孔と前記ノズル部の吐出口が形成されている側の端部との間の距離は、前記第１の貫通孔と前記端部との間の距離よりも大きい。
【０００８】
さらに好ましくは、前記第２の貫通孔は、その前記ノズル部の内部側の開口部と前記端部との間の距離が、その前記気泡溜め部側の開口部と前記端部との間の距離よりも小さくなるよう形成されている。
【０００９】
前記ノズル部は、
吐出口を有するノズルプレートと、
その一の端部において前記ノズルプレートと密接し、前記ノズルプレートに液体を導くノズルシリンダと、
を備える、としてもよい。
【００１０】
好ましくは、前記ノズルプレートの、前記ノズルシリンダに密接している側の表面には、
前記吐出口を取り囲むように配置され、前記ノズルシリンダの内径未満の直径を有し、前記液体に対する撥液性を付与するための撥液処理が施されていない第１の領域と、
前記第１の領域を取り囲むように配置され、少なくとも前記第１の貫通孔に近接する部分には前記撥液処理が施されている第２の領域と、
が形成されている。
【００１１】
好ましくは、さらに、前記第１の貫通孔の内部の表面に、前記撥液処理が施されている。
【００１２】
さらに好ましくは、前記ノズルシリンダの内壁の表面のうち、少なくとも前記第１の貫通孔の開口部を取り囲む領域には、前記撥液処理が施されている。
【００１３】
特に好ましくは、前記気泡溜め部の内壁の表面に、前記液体に対する撥液性を付与するための撥液処理が施されている。
【００１４】
吐出ノズルは、前記気泡溜め部から気泡を排出するための気泡排出手段を備えていてもよい。
【００１５】
前記気泡排出手段は、前記気泡溜め部に連通するチューブと、
前記チューブに接続されているバルブと、
を備えることが好ましい。
本発明の第２の観点に係る吐出ノズルは、
液体を吐出するための吐出口を有するノズル部と、
前記ノズル部の外周面に接する気泡溜め部と、
を備え、
前記ノズル部の、前記気泡溜め部と接する面には、前記ノズル部の内部と前記気泡溜め部とを連通させるための第１の貫通孔が１つ以上形成され、
前記気泡溜め部の内壁の表面に、前記液体に対する撥液性を付与するための撥液処理が施されている。
本発明の第３の観点に係る吐出ノズルは、
液体を吐出するための吐出口を有するノズル部と、
前記ノズル部の外周面に接する気泡溜め部と、
を備え、
前記ノズル部の、前記気泡溜め部と接する面には、前記ノズル部の内部と前記気泡溜め部とを連通させるための第１の貫通孔が１つ以上形成され、
前記ノズル部は、吐出口を有するノズルプレートと、その一の端部において前記ノズルプレートと密接し、前記ノズルプレートに液体を導くノズルシリンダと、を備え、
前記ノズルプレートの、前記ノズルシリンダに密接している側の表面には、
前記吐出口を取り囲むように配置され、その前記ノズルシリンダの内径未満の直径を有し、前記液体に対する撥液性を付与するための撥液処理が施されていない第１の領域と、
前記第１の領域を取り囲むように配置され、少なくとも前記第１の貫通孔に近接する部分には前記撥液処理が施されている第２の領域と、
が形成されている。
【００１６】
本発明の第４の観点に係る吐出装置は、
本発明の第１の観点乃至第３の観点に係る吐出ノズルと、
液体を加圧することにより前記液体を前記吐出ノズルに供給する液体供給手段と、
を備える。
【００１７】
本発明の第５の観点に係る塗布装置は、
本発明の第１の観点乃至第３の観点に係る吐出ノズルと、
インクを加圧することにより前記インクを前記吐出ノズルに供給するインク供給手段と、
を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の吐出ノズル、吐出装置及び塗布装置によれば、吐出ノズルに気泡が溜まることを防止し、又は軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る吐出ノズルの内部構成図である。
【図２】図１に示した吐出ノズルのＡ−Ａ’線断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態に係る吐出ノズルの一の変形例を示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態に係る吐出ノズルの他の変形例を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る吐出ノズルの内部構成図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る吐出ノズルの変形例を示す内部構成図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る吐出ノズルの内部構成図である。
【図７Ａ】本発明の第３実施形態に係る吐出ノズルに備えられたプレートの平面図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示したプレートをシリンダに組み付けた状態を示す上面図である。
【図８Ａ】図７Ａに示したプレートの変形例を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示したプレートをシリンダに組み付けた状態を示す上面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る吐出ノズルに用いられるシリンダの変形例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る吐出装置の構成図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る塗布装置の構成図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に係る塗布装置を用いた塗布方法を説明するための模式図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係る塗布装置において、ノズルを２つ備える場合の塗布方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態に係る吐出ノズル、吐出装置、塗布装置及び塗布方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
まず本発明の第１実施形態に係る吐出ノズルについて、図１及び図２を参照しながら説明する。図１に示すように、吐出ノズル１は、プレート１００と、シリンダ２００と、気泡溜め部３００と、バルブ４００と、を備える。
【００２４】
プレート１００は、例えば直径約２０ｍｍの円板である。プレート１００の中央部には、図２に示すように、円形のノズル（吐出口）１１０が形成されている。ノズル１１０の直径は、例えば１０〜２０μｍである。プレート１００は、シリンダ２００の下端部に密接している。
【００２５】
シリンダ２００は、例えば外径約２０ｍｍの円筒である。シリンダ２００の下端には、図１及び図２に示すように、４つの気泡抜きパス（第１の貫通孔）２１０が形成されている。気泡抜きパス２１０は、シリンダ２００の下端の例えば４カ所を半円形に切り欠くことにより形成されている。気泡抜きパス２１０の内径は、例えば約２ｍｍである。シリンダ２００は、気泡抜きパス２１０によって、気泡溜め部３００と連通されている。
【００２６】
気泡溜め部３００は、図２に示すように、シリンダ２００の外周面に接して備えられている。気泡溜め部３００の上部には、図１に示すように、チューブ４１０が連通して備えられている。チューブ４１０には、バルブ４００が接続されている。
【００２７】
吐出ノズル１の動作について説明する。シリンダ２００は、液体供給手段によって加圧されて供給された液体をプレート１００に導く。シリンダ２００を通じて供給された液体は、ノズル１１０を通じて吐出され、液柱を形成する。正常動作時においては、吐出される液体はほぼ一定の流量とほぼ一定の液柱形状を維持している。
【００２８】
液体の供給経路に存在していた気体、又は液体に溶存していた気体が吐出ノズル１内において気泡を形成することがある。気泡は液体の流れによってプレート１００方向へ移動し、プレート１００の付近に滞留する。この気泡がノズル１１０を塞ぐと、液体の吐出が阻害されて液体の流量や液柱の形状が乱れるおそれがある。また、気泡が大きくなると、気泡が圧縮されることによって圧力損失が生じる。この結果、やはり液体の流量や液柱の形状が乱れるおそれがある。
【００２９】
ここで、シリンダ２００には、気泡抜きパス２１０が形成されている。プレート１００の付近に滞留した気泡は、一部が気泡抜きパス２１０を通じて気泡溜め部３００内へ移動する。この結果、気泡がノズル１１０を閉塞する可能性を小さくできる。
【００３０】
気泡溜め部３００内に移動した気泡は、気泡溜め部３００の上部へ移動し、滞留する。気泡溜め部３００の上部には、チューブ４１０が連通して備えられている。チューブ４１０には、バルブ４００が接続されている。バルブ４００は必要に応じて開かれる。バルブ４００が開かれると、気泡溜め部３００の上部に滞留している気泡が排出される。このようにして、吐出ノズル１から気泡が排出され、圧力損失が防がれる。
【００３１】
なお、本実施形態では、気泡抜きパス２１０はシリンダ２００の下端を切り欠くことにより形成されているが、プレート１００の近傍であればよく、その位置は限定されない。例えば、気泡抜きパス２１０は、シリンダ２００の下端部に円形の孔を開けることにより形成されていてもよい。また、気泡抜きパス２１０の数や内径も限定されない。気泡抜きパス２１０の数や内径は、気泡が吐出ノズル１内に入り込む頻度、液体の粘性、液体の吐出量などに応じて適切な値が選択される。
【００３２】
また、気泡抜きパス２１０は、図３Ａに示すように、テーパー状に形成されていてもよい。または、図３Ｂに示すように、座ぐり状に形成されていてもよい。これらの変形例では、シリンダ２００の内側の開口部の直径が、気泡溜め部３００側の開口部の直径よりも小さくなるよう形成されていることが好ましい。このようにすることで、気泡溜め部３００に移動した気泡が、気泡抜きパス２１０を通じてシリンダ２００内に戻ることを抑制することができる。
【００３３】
また、シリンダ２００内には、液体中の異物を取り除くためのフィルタが備えられていてもよい。フィルタを備えることにより、液体に異物が混入した場合でも、異物によってノズル１１０を閉塞されることを防ぐことができる。フィルタは、気泡抜きパス２１０の開口部を塞がないよう配置されることが好ましい。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る吐出ノズル２について、図４を参照しながら説明する。図４に示すように、吐出ノズル２は、プレート１００と、シリンダ２００と、気泡溜め部３００と、バルブ４００と、を備える。これらの構成は、第１実施形態に係る吐出ノズル１と同じである。
【００３５】
第１実施形態との違いは、シリンダ２００に、さらに４つの循環パス（第２の貫通孔）２２０が形成されている点である。循環パス２２０の内径は、例えば約２ｍｍである。循環パス２２０は、気泡抜きパス２１０よりも例えば約２０ｍｍ上方に形成されている。気泡抜きパス２１０と、循環パス２２０との間の距離は限定されるものではなく、吐出ノズル２の大きさ、液体の吐出量などに応じて選択される。
【００３６】
シリンダ２００内を液体が流れると、気泡溜め部３００からシリンダ２００内へと液体を引き寄せる力が働く。この力により、気泡溜め部３００内から、循環パス２２０を通じてシリンダ２００内へと液体が吸い寄せられる。
【００３７】
一方、気泡抜きパス２１０では循環パス２２０と逆の流れが生じる。すなわち、気泡溜め部３００内から失われた分の液体は、気泡抜きパス２１０を通じて、シリンダ２００内から気泡溜め部３００内へ流れ込む。この結果、吐出ノズル２の内部には、順番に、シリンダ２００、気泡抜きパス２１０、気泡溜め部３００、循環パス２２０、そして再びシリンダ２００へと進む循環流が生じる。
【００３８】
プレート１００付近に滞留している気泡は、この循環流によって気泡溜め部３００へと導かれる。このように、本実施形態においては、シリンダ２００内の気泡は第１実施形態よりもより効率的に気泡溜め部３００へと導かれる。気泡溜め部３００内に導かれた気泡は軽いため、循環流から分かれて気泡溜め部３００の上部に滞留する。この気泡は、先に述べた吐出ノズル１の場合と同様にして、チューブ４１０を通じて吐出ノズル２の外へと排出される。
【００３９】
次に、第２実施形態の変形例について説明する。本変形例に係る吐出ノズル３と第２実施形態に係る吐出ノズル２との違いは、図５に示すように、循環パス２２０が、気泡溜め部３００側からシリンダ２００内に向けて、プレート１００方向へと傾斜をつけて形成されている点である。循環パス２２０がこのように傾斜していることにより、気泡溜め部３００内に移動した気泡が、循環パス２２０を通じてシリンダ２００内に戻ることを防ぐことができる。このようにして、さらに効率よく、シリンダ２００内の気泡が排出される。なお、循環パス２２０は、先に述べた気泡抜きパス２１０と同様、テーパー状又は座ぐり状に形成されていてもよい。
【００４０】
第２実施形態及びその変形例において、シリンダ２００内には、液体中の異物を取り除くためのフィルタが備えられていてもよい。この場合、フィルタは、気泡抜きパス２１０及び循環パス２２０の開口部を塞がないよう配置されることが好ましい。
【００４１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る吐出ノズル４について、図６、図７Ａ及び図７Ｂを参照しながら説明する。吐出ノズル４の形状は、第２実施形態の変形例に係る吐出ノズル３と同じである。
【００４２】
吐出ノズル３との違いは、図６に示すように、気泡溜め部３００の内壁の表面と、気泡抜きパス２１０の内壁の表面と、プレート１００の表面の一部と、チューブ４１０の内壁の表面の一部とに、撥液処理が施されている点である。撥液処理とは、ある物体の表面に対し、液体供給手段から供給される液体に対する撥液性を付与するための処理を言う。撥液処理には、例えば、フッ素樹脂コーティングなどが用いられる。以下、撥液処理が施されている表面を撥液領域、それ以外の領域を親液領域と呼称する。図６においては、撥液領域は網掛け領域として示されている。
【００４３】
ここで、ある物体の表面がある液体に対して撥液性を有するとは、該表面に対する該液体の接触角が９０°以上であることが１つの目安となるが、必ずしもこれに限定されるものではない。ある液体と撥液領域との接触角が、該液体と親液領域との接触角よりも相対的に大きければ、本発明の目的を達成することができる。
【００４４】
図６に示すように、吐出ノズル４では、気泡溜め部３００の内壁の表面と、気泡抜きパス２１０の内壁の表面とには撥液処理が施され、撥液領域が形成されている。一方、循環パス２２０の内壁の表面と、シリンダ２００の内壁の表面とには、撥液処理は施されていない。すなわち、循環パス２２０の内壁の表面と、シリンダ２００の内壁の表面とは親液領域である。
【００４５】
撥液領域は、親液領域に比べて、液体供給手段から供給される液体に対する親和性が低い。このため、吐出ノズル４内の気泡は、親液領域よりも撥液領域に付着しやすい。ここで、吐出ノズル４では、気泡溜め部３００の内壁に撥液領域が形成されている。一方、循環パス２２０の内壁表面は、親液領域である。このため、気泡溜め部３００からシリンダ２００内へと向かう循環流が生じても、気泡溜め部３００に入り込んだ気泡は、ノズルシリンダ２００内に戻りにくい。この結果、シリンダ２００内の気泡は、より効率よく気泡溜め部３００内に集められ、先の実施形態と同様に、吐出ノズル４の外部へと排出される。
【００４６】
次に、吐出ノズル４に備えられたプレート１００について図７Ａ及び図７Ｂを参照しながら説明する。図７Ａに示すように、プレート１００の表面には、外周部の４カ所に撥液処理が施され、撥液領域１２０が形成されている。図７Ｂに示すように、各撥液領域１２０は、プレート１００がシリンダ２００に組み付けられたときに、４つの気泡抜きパス２１０にそれぞれ近接するよう配置されている。一方、ノズル１１０を取り囲む領域には撥液処理が施されておらず、親液領域１３０となっている。
【００４７】
シリンダ２００内の気泡は、液体の流れによってプレート１００方向へ導かれ、プレート１００付近に滞留する。ここで、プレート１００には撥液領域１２０が形成されている。先に述べたように、気泡は親液領域１３０よりも、撥液領域１２０に付着しやすい。撥液領域１２０に付着した気泡は、親液領域１３０に囲まれたノズル１１０へは近づきにくい。この結果、気泡がノズル１１０を閉塞する可能性を小さくできる。
【００４８】
一方、プレート１００上の撥液領域１２０は、図７Ｂに示すように、気泡抜きパス２１０に近接して形成されている。このため、撥液領域１２０に付着した気泡は、シリンダ２００内から気泡抜きパス２１０を経由して気泡溜め部３００へ向かう循環流によって、気泡溜め部３００へと運ばれる。このようにして、シリンダ２００内に滞留している気泡は、より効率よく気泡溜め部３００内に集められる。
【００４９】
なお、吐出ノズル４においては、撥液領域１２０はプレート１００上の外周部の４カ所に形成されているが、撥液領域１２０の位置はこれに限定されない。例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、プレート１００の外周部全体に撥液領域１２０が形成されていてもよい。このようにすることで、プレート１００をシリンダ２００に組み付ける際、気泡抜きパス２１０と撥液領域１２０の位置を合わせる必要がなく、有利である。
【００５０】
さらに、図９に示すように、シリンダ２００の内壁に、気泡抜きパス２１０の開口部を取り囲むように撥液領域１２０が形成されていてもよい。このようにすることで、シリンダ２００内の気泡は、気泡抜きパス２１０の付近に付着し、さらに効率よく気泡溜め部３００内に集められる。
【００５１】
次に、本発明の第４実施形態に係る吐出装置６００について、図１０を参照しながら説明する。図１０に示すように、吐出装置６００は、加圧部６１０と、液体タンク６２０と、流量検知部６３０と、制御部６４０と、ヘッド部６６０と、を備える。ヘッド部６６０には、本発明の第１〜第３実施形態に係る吐出ノズル１〜４が備えられている。
【００５２】
吐出装置６００の動作について説明する。加圧部６１０は、制御部６４０に制御され、液体タンク６２０内の液体を加圧する。加圧された液体は、ヘッド部６６０から連続的に吐出される。
【００５３】
ここで、ヘッド部６６０には、吐出ノズル１〜４が備えられている。先に述べたように、吐出ノズル４は、気泡が気泡溜め部３００内に集まるよう構成されている。このため、吐出ノズル４のノズル１１０は、気泡により閉塞される可能性が小さい。この結果、吐出装置６００は、加圧された液体を、所定の流量で連続的に吐出することができる。
【００５４】
さらに、吐出ノズル１〜４は、先に述べたように、気泡溜め部３００に連通して設けられたチューブ４１０と、チューブ４１０に接続されたバルブ４００とを備えている。気泡溜め部３００の上部に滞留している気泡は、バルブ４００を開くことにより、液体の圧力によって吐出ノズル４の外部へ排出される。このようにして、成長した気泡が圧縮されることによる圧力損失を防ぐことができる。
【００５５】
なお、吐出装置６００は、チューブ４１０を介して気泡溜め部３００の気泡を吸引するためのポンプを備えていてもよい。例えば、バルブ４００が閉じられた状態で、ポンプによりチューブ４１０内部を減圧しておく。吐出ノズル４内に気泡が溜まった場合、バルブ４００を開くことで、ポンプによって吸引された気泡は速やかに吐出ノズル１〜４の外部へと排出される。
【００５６】
また、吐出装置６００は、気泡を検出するためのセンサを備えていてもよい。この場合、センサは、例えば吐出ノズル１〜４に組み付けられる。吐出ノズル１〜４内に所定量以上の気泡が検出された場合、バルブ４００を開くことで、吐出ノズル４内の気泡が排出され、ノズル１１０の閉塞が防がれる。気泡を検出するためのセンサとしては、超音波センサ、静電容量センサなどを用いることができる。
【００５７】
さらに、センサにより所定量以上の気泡が検出された場合、自動的に制御部６４０がバルブ４００を開くよう設定されていてもよい。このようにすることで、吐出ノズル１〜４内の気泡は自動的に排出され、吐出装置６００は、加圧された液体を、所定の流量で連続的に吐出することができる。
【００５８】
次に、本発明の第５の実施形態に係る塗布装置７００及びこれを用いた本発明の実施形態に係る塗布方法について、図面を参照しながら説明する。図１１に示すように、塗布装置７００は、加圧部６１０と、液体タンク６２０と、流量検知部６３０と、制御部６４０と、リニア駆動部６５０と、ヘッド部６６０と、ステージ６８０と、を備える。ヘッド部６６０には、本発明の第１〜第３実施形態に係る吐出ノズル１〜４が備えられている。リニア駆動部６５０及びステージ６８０を除く構成要素は、第４実施形態に係る吐出装置６００と同じである。
【００５９】
リニア駆動部６５０は、制御部６４０に制御されて、ヘッド部６６０を所定の直線に沿って動かす。例えば、図１２に示すように、ヘッド部６６０は矢印Ａの方向に沿って往復運動を繰り返す。
【００６０】
ステージ６８０の上面には、塗布の対象物である基板６７０が置かれている。ステージ６８０は、制御部６４０に制御されて、基板６７０を所定の直線に沿って動かす。例えば、図１２に示すように、基板６７０は矢印Ｂの方向に沿って動かされる。図１２においては、矢印Ａと、矢印Ｂとは直交している。
【００６１】
塗布装置７００の動作について説明する。塗布装置７００において、液体タンク６２０内には、基板６７０に塗布されるべきインクが蓄えられている。インクは加圧部６１０によって加圧され、ヘッド部６６０から吐出される。吐出されたインクは、液柱Ｌｃを形成する。塗布装置７００が正常に作動している場合、液柱Ｌｃは所定の流量と、所定の形状とを維持している。液柱Ｌｃと基板６７０とが接触することで、インクが基板６７０各列に塗布される。
【００６２】
図１２に示すように、ヘッド部６６０は基準位置Ｈｐと折り返し点Ｔｐとの間を、矢印Ａの方向に沿って、所定の速度で往復している。一方、基板６７０は、ステージ６８０によって、矢印Ｂの方向に沿って断続的に動かされる（理解を容易にするため、図１２においては、ステージ６８０は省略されている）。詳しくは、ヘッド部６６０が基板６７０上にある間は、基板６７０は停止しており、ヘッド部６６０が基板６７０上にない間に、基板６７０は矢印Ｂの方向に沿って所定の距離だけ動かされる。これを繰り返すことで、図１２に示すように、基板６７０の各列にインクが塗布される。なお、図１２においてはヘッド部６６０を１個だけ有する構成としたが、これに限るものではなく、ヘッド部６６０を２個以上の複数個有して、複数列を同時に塗布するものであってもよい。図１３はヘッド部６６０を２個有する場合の構成を示す。
【００６３】
ここで、塗布装置７００には、吐出装置６００と同様、吐出ノズル４が備えられている。このため、塗布装置７００は、加圧されたインクを、所定の流量で連続的に吐出することができる。このようにして液柱Ｌｃの流量と形状は所定の値に維持され、基板６７０の表面には、常に均一な線が形成される。また、気泡がノズル１１０を閉塞する可能性が小さいため、トラブルやメンテナンスにより塗布が中断する頻度が小さく、生産性の向上が達成される。
【００６４】
塗布装置７００においても、吐出装置６００と同様、バルブ４００を開くことによって、吐出ノズル４内の気泡を排出することができる。バルブ４００を開くタイミングは限定されるものではないが、ヘッド部６６０が基板６７０上にある間にバルブ４００が開閉されると、インクに与えられている圧力が変動し、液柱Ｌｃの流量や形状が乱れる場合がある。この結果、基板６７０の表面に形成される線の均一性が損なわれるおそれがある。バルブ４００は、ヘッド部６６０が基板６７０上にない間に開閉されることが好ましい。具体的には、例えば、ヘッド部６６０が図１２に示す基準位置Ｈｐにある場合や、折り返し点Ｈｐにある場合に、バルブ４００が開閉されることが好ましい。特に、複数の基板６７０に対して塗布が行われる場合、基板６７０が入れ替えられる間に、バルブ４００が開閉されることが好ましい。
【００６５】
吐出装置６００と同様、塗布装置７００は、チューブ４１０を介して気泡溜め部３００の気泡を吸引するためのポンプを備えていてもよく、気泡を検出するためのセンサを備えていてもよい。センサは、吐出ノズル４に組み付けられてもよく、又はヘッド部６６０が基準位置Ｈｐにあるときに、吐出ノズル１〜４と密接する位置に配置されてもよい。後者の場合、センサは移動しないため、装置の構成を簡略化することができる。
【００６６】
センサが、ヘッド部６６０が基準位置Ｈｐにあるときに吐出ノズル１〜４と密接する位置に配置されている場合の動作について詳しく述べる。例えば、センサはヘッド部６６０が基準位置Ｈｐに戻るたびに、吐出ノズル４内の気泡を検出するための動作を行う。制御部６４０はセンサからの信号を解析して、吐出ノズル１〜４内の気泡の有無を判断する。吐出ノズル４内に気泡が検出された場合、制御部６４０は、例えばリニア駆動部６５０に対し、ヘッド部６６０の移動を停止するよう指示を出す。ヘッド部６６０は基準位置Ｈｐにおいて移動を停止する。ヘッド部６６０の移動が停止されている間に、制御部６４０は、バルブ４００を開くよう指示を出す。吐出ノズル１〜４内の気泡は排出され、ノズル１１０の閉塞が防がれる。
【００６７】
バルブ４００が開閉されることで、吐出ノズル１〜４内のインクの圧力が変動し、液柱Ｌｃの流量及び形状が乱れるおそれがある。しかし、この方法ではヘッド部６６０が基板６７０上にある間に、バルブ４００が開閉されることはない。このため、仮に液柱Ｌｃの流量及び形状が乱れても、その乱れは基板６７０の表面に形成される直線の形状には影響を与えない。このようにして、基板６７０の表面に形成される直線の形状は、一定に保たれる。
【００６８】
バルブ４００が開かれるとき、インクの吐出は停止されていてもよいが、バルブ４００の開閉は、インクが吐出されている間に行われることが好ましい。インクが吐出されている間にバルブ４００が開かれることで、吐出ノズル１〜４内の気泡は、加圧部６１０がインクに与えている圧力によって押し出され、吐出ノズル４の外部へと速やかに排出される。また、シリンダ２００内から気泡溜め部３００へとインクが押し出されることにより、シリンダ２００内の気泡は気泡溜め部３００内へと導かれる。このようにして、ノズル１１０の閉塞が防がれ、かつ、気泡が圧縮されることにより生じる圧力損失を防ぐことができる。さらに、インクの加圧を中断することによる液柱の乱れを最小限に留めることができる。
【００６９】
以上、本発明に係る吐出ノズル、吐出装置、塗布装置及び塗布方法の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明したが、本発明の技術的範囲はこれらの実施形態に限定されるものではない。上述の実施形態においてはインクの塗布装置を中心に説明したが、本発明は、液体を連続して吐出するための装置又はこれに用いるプロセスに広く応用が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１、２、３、４…吐出ノズル、１００…プレート、１１０…ノズル、１２０…撥液領域、１３０…親液領域、２００…シリンダ、２１０…気泡抜きパス、２２０…循環パス、３００…気泡溜め部、４００…バルブ、４１０…チューブ、６００…吐出装置、６１０…加圧部、６２０…液体タンク、６３０…流量検知部、６４０…制御部、６５０…リニア駆動部、６６０…ヘッド部、６７０…基板、６８０…ステージ、７００…塗布装置、Ｌｃ…液柱、Ｈｐ…基準位置、Ｔｐ…折り返し点
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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