(57)【要約】【課題】  ノズルプレートの先端面をワイピングブレードにより清掃した際に、ノズルの先端面に拭き残しが発生することを防止することのできる塗布ヘッドを備えた溶液塗布装置を提供すること。【解決手段】  溶液を吐出するノズル３１とこのノズル３１の周囲に設けられたねじ穴６０とを有するノズルプレート２２を、ねじ穴６０にねじ２１を挿入して本体部２０に固定した塗布ヘッド１６と、ノズル３１の先端面に付着した溶液を拭き取るワイピング部材３５とを備えた溶液塗布装置１０において、ノズルプレート２２は、ねじ穴６０の開口面２２Ｂをノズル３１の先端面２２Ａよりも溶液の吐出方向Ｄに関して後退した位置に形成してなるもの。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液を吐出するノズルとこのノズルの周囲に設けられたねじ穴とを有するノズルプレートを、ねじ穴にねじを挿入して本体部に固定した塗布ヘッドと、
ノズルの先端面に付着した溶液を拭き取るワイピング部材と、を備えた溶液塗布装置において、
前記ノズルプレートは、前記ねじ穴の開口面を前記ノズルの先端面よりも溶液の吐出方向に関して後退した位置に形成してなることを特徴とする溶液塗布装置。
【請求項２】
前記ねじ穴の開口面は、前記ノズルプレートを前記本体部に前記ねじで固定したとき、該ねじの頭部が前記ノズルの先端面よりも前記溶液の吐出方向に関して後退した位置となるように形成される請求項１に記載の溶液塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから溶液を噴射して基板に塗布する溶液塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のガラス基板や半導体ウエハ等の基板面には、配向膜やレジスト等の機能性薄膜が形成される。このような機能性薄膜を基板面に形成するために、インクジェット方式により基板面に溶液を噴射塗布する塗布ヘッドを備えた溶液塗布装置が用いられることがある。
【０００３】
特許文献１には、このような塗布ヘッドを備えた溶液塗布装置が開示されている。塗布ヘッドは、矩形筒状の本体部と本体部の下面のノズルプレートを有し、ノズルプレートには基板の搬送方向と直交する方向に沿って複数のノズルが千鳥状に穿設され、ノズルから溶液が基板面に噴射塗布される。
【０００４】
また、ブレード状のゴムなどの弾性材によって形成されたワイピング部材が設けられ、ワイピング部材が水平方向に往復動して、ヘッドの下面に付着残留した溶液を拭き取る技術が開示されている。
【特許文献１】特開2004-223394
【０００５】
このような溶液塗布装置の塗布ヘッドは、従来、図４（Ｂ）に示す如く、ノズルプレート１２２が本体部１２０にねじ１２１で固定されている。また、図４（Ａ）に示す如く、複数のノズル１３１が開口するノズルプレート１２２の先端面１２２Ａと同一平面上の周縁に、複数のねじ穴１６０が開口する開口面１２２Ｂが形成され、これらのねじ穴１６０にねじ１２１を挿入してノズルプレート１２２が本体部１２０に固定されている。ねじ穴１６０は座ぐり穴１６０Ｃを有する貫通孔からなり、この座ぐり穴１６０Ｃ内に十字穴を有するねじ１２１の頭部１２１Ａがねじ穴１６０の開口面１２２Ｂの高さより溶液の吐出方向に関し後退した位置となるように収容される。
【０００６】
しかしながら、上記のものでは、ノズル１３１が開口する先端面１２２Ａと同一平面上にねじ穴１６０の開口面１２２Ｂが形成されるために、ノズルの先端面１２２Ａをワイピング部材１３５により清掃を行なった際、ワイピング部材１３５により拭き取られた溶液の一部がねじ穴１６０の座ぐり穴１６０Ｃ内に侵入して残ってしまい、ノズルの先端面１２２Ａを清浄な状態に保つことが困難になるという問題がある。また、座ぐり穴１６０Ｃ内に溜まった溶液が溶液の塗布中に基板上に落下し、基板上に形成された機能性薄膜の品質を損ねるおそれがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、ノズルプレートの先端面をワイピングブレードにより清掃した際に、ノズルの先端面に拭き残しが発生することを防止して、塗布品質を向上させることのできる塗布ヘッドを備えた溶液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】
【０００８】
請求項１の発明は、溶液を吐出するノズルとこのノズルの周囲に設けられたねじ穴とを有するノズルプレートを、ねじ穴にねじを挿入して本体部に固定した塗布ヘッドと、ノズルの先端面に付着した溶液を拭き取るワイピング部材とを備えた溶液塗布装置において、ノズルプレートは、ねじ穴の開口面をノズルの先端面よりも溶液の吐出方向に関して後退した位置に形成してなるものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、ねじ穴の開口面は、ノズルプレートを本体部にねじで固定したとき、ねじの頭部がノズルの先端面よりも溶液の吐出方向に関して後退した位置となるように形成されるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ノズルプレートには、ねじ穴の開口面をノズルが開口する先端面よりも溶液の吐出方向に関して後退した位置に形成するので、ワイピング部材によってノズルの先端面を清掃したときに、ねじ穴内に溶液が侵入することを防止することができる。その結果、溶液の拭き残しがなくなってノズルの先端面を清浄な状態に保つことができるので、塗布品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は溶液塗布装置の側面を示す模式図、図２は塗布ヘッドを示し、（Ａ）は下面図、（Ｂ）は（Ａ）の長辺方向の要部の側面図、（Ｃ）は（Ａ）の短辺方向の要部の側面図、図３は他の実施例のノズルプレートの長辺方向の側面図である。
【００１２】
以下、図面を参照しながらこの発明の一実施例を説明する。
（実施例１）
図１に示す溶液の塗布装置１０は、ベース１１を有し、ベース１１の上面に、所定の間隔で離間した一対のレール１２がベース１１の長手方向（図示Ｘ軸方向）に沿って敷設される。レール１２上に搬送テーブル１３が移動可能に設けられ、不図示の駆動手段によって駆動される。搬送テーブル１３の上面に多数の支持ピン１４が設けられ、これら支持ピン１４上に、例えば液晶表示装置の製造に用いられるガラス製の基板１５が載置される。
【００１３】
搬送テーブル１３によって搬送される基板１５の搬送経路の上方には、基板１５面に配向膜等の機能性薄膜を形成するための溶液、例えばポリイミド溶液をインクジェット方式で噴射塗布する複数の塗布ヘッド１６（図１では１つの塗布ヘッド１６のみを示す）が、基板１５の移動方向Ｓと直交する方向（図示Ｙ軸方向）に沿って配設される。
【００１４】
塗布ヘッド１６は、図２に示すように、矩形状の本体部２０と本体部２０の下端面に複数のねじ２１で固定されたノズルプレート２２を有する。
【００１５】
ノズルプレート２２には、図２に示すように、基板１５の移動方向Ｓに直交する方向に沿って複数のノズル３１が等ピッチに形成され、複数のノズル３１は基板１５の移動方向Ｓに2列に互いに平行に形成される。前列のノズル３１Ａと後列のノズル３１Ｂは互いに等ピッチとなるように、後列のノズル３１Ｂは前列のノズル３１Ａの中間（前列のノズル３１Ａのピッチの半分の位置）に位置する。複数のノズル３１が開口するノズルプレート２２の先端面２２Ａは平坦面に形成され、塗布ヘッド１６は先端面２２Ａを下側にして、先端面２２Ａが基板１５に対して平行となる状態で配設される。
【００１６】
尚、インクジェット方式の塗布ヘッド１６は、公知であるので詳しい説明は省略するが、ノズル３１毎に液室が設けられており、液室毎に配置された圧電素子により液室内に容積変化を生じさせることで、液室内の溶液を液滴状にしてノズル３１から噴射塗布できるように構成される。
【００１７】
図１に示すように、溶液塗布装置１０は、搬送テーブル１３の一方の端面部に、以下に説明するように、塗布ヘッド１６の先端面２２Ａに付着した溶液を清掃するためのワイピング部材としての弾性ブレード３５と、弾性ブレード３５を塗布ヘッド１６の先端面２２Ａに沿って移動させる移動装置３６と、弾性ブレード３５に付着した溶液を洗浄するための洗浄装置４１とを備える清掃装置４０が設けられる。
【００１８】
清掃装置４０の弾性ブレード３５はゴム等の弾性材からなり、回転軸４２上に固定された取付ブロック４３に、図２(Ａ)に２点鎖線で示すように、ノズル３１の配列方向に対して所定の角度傾斜した状態で取付けられる。回転軸４２は、概略搬送テーブル１３のＹ軸方向の長さ相当の幅を有する箱形の洗浄槽４４にＹ軸方向に沿って回転自在に取付けられ、回転軸４２には、塗布ヘッド１６の数に対応する数の複数の取付ブロック４３が取付けられる。
【００１９】
一方、搬送テーブル１３の前面に取付けられたＬ字状のブラケット５０の水平部５０Ａ上に、洗浄槽４４及び洗浄槽４４に回転軸４２を介して支持された弾性ブレード３５を塗布ヘッド１６の先端面２２Ａに沿って移動させる清掃装置４０の移動装置３６が設けられる。移動装置３６は、洗浄槽４４を昇降動させる昇降シリンダ５１と、昇降シリンダ５１を基板１５の搬送方向Ｓに沿って移動させるスライド装置５２からなる。昇降シリンダ５１はシリンダとシリンダ５１Ａ内を昇降動するピストンロッド５１Ｂからなり、ピストンロッド５１Ｂの先端部に洗浄槽４４が固定される。
【００２０】
スライド装置５２は、Ｌ字状のブラケット５０の水平部５０Ａ上に基板１５の移動方向Ｓに沿って敷設されたガイドレール５３と、ガイドレール５３に沿って移動するスライドテーブル５４からなり、スライドテーブル５４はモータ５５によって駆動される。尚、ガイドレール５３とスライドテーブル５４の代わりに、搬送テーブル１３を移動させても良い。
【００２１】
弾性ブレード３５の洗浄装置４１は、洗浄槽４４と、洗浄槽４４内に貯留された溶剤５６と、取付ブロック４３に取付けられた弾性ブレード３５を上方の塗布ヘッド１６側の第１の位置と下方の洗浄槽４４側の第２の位置にそれぞれ回転停止させる不図示の間欠回転機構からなる。間欠回転機構は回転軸４２に連結され、回転軸４２を駆動するモータ等の駆動手段、減速ギア等からなる。間欠回転機構により回転軸４２を介して弾性ブレード３５を第１の位置から時計回り方向に180度反対側の第２の位置に回転停止させて、弾性ブレード３５を洗浄槽４４内の溶剤５６に浸漬させ、弾性ブレード３５に付着した溶液を洗浄する。
【００２２】
溶液の塗布装置１０は搬送テーブル１３の駆動手段、塗布ヘッド１６の圧電素子、清掃装置４０の移動装置３６、洗浄装置４１の間欠回転機構等を制御する不図示の制御装置を備える。
【００２３】
上記構成の塗布装置１０は、以下の如く、基板１５の上面に溶液を噴射塗布する。
搬送テーブル１３の駆動手段を駆動させて、搬送テーブル１３を図１の位置から基板１５の搬送方向Ｓに移動させる。この移動中、基板１５が塗布ヘッド１６の下方を通過するタイミングに合わせて、各塗布ヘッド１６の複数のノズル３１から液滴状の溶液を噴射吐出させ、基板１５面上に溶液を塗布する。基板１５上に塗布された溶液は、基板１５上で濡れ広がり、機能性薄膜を形成する。
【００２４】
上記構成の塗布装置１０は、各塗布ヘッド１６の複数のノズル３１から溶液を噴射吐出させて基板１５に溶液を塗布した後に、塗布ヘッド１６の先端面２２Ａの清掃を、以下の如く行なう。
【００２５】
搬送テーブル１３を、基板１５の塗布終了位置から移動方向Ｓとは反対方向に移動させて、図１に示すように、弾性ブレード３５を塗布ヘッド１６の手前の位置に位置付ける。
【００２６】
次いで、移動装置３６の昇降シリンダ５１を駆動させて、洗浄槽４４及び洗浄槽４４に支持された弾性ブレード３５を原位置から上昇させて、弾性ブレード３５の先端部３５Ａが塗布ヘッド１６の先端面２２Ａに接触することのできる高さ位置に位置付けた後、スライド装置５２のスライドテーブル５４を駆動して、洗浄槽４４及び弾性ブレード３５を基板１５の移動方向Ｓへ前進させる。これにより、弾性ブレード３５の先端部３５Ａが、塗布ヘッド１６の先端面２２Ａに付着した溶液を拭き取って、塗布ヘッド１６の先端面２２Ａを清掃する。
【００２７】
次いで、昇降シリンダ５１を駆動して洗浄槽４４及び弾性ブレード３５を下降させ、更に、スライド装置５２のスライドテーブル５４を駆動して、洗浄槽４４及び弾性ブレード３５を基板１５の移動方向Ｓと反対の方向へ後退させて、原位置に復帰させる。
【００２８】
次いで、洗浄装置４１の間欠回転機構を駆動して回転軸４２を回転させ、弾性ブレード３５を上方の塗布ヘッド１６側の第１の位置から時計回り方向に180度回転させて、下方の洗浄槽４４側の第２の位置に停止させ、弾性ブレード３５を溶剤５６に浸漬させる。洗浄槽４４内の溶剤５６が弾性ブレード３５に付着した溶液を溶解して洗浄する。
【００２９】
次いで、第１の位置から回転軸４２を時計回り方向に180度回転させて、弾性ブレード３５を第１の位置に復帰させる。
【００３０】
ところで、塗布ヘッド１６のノズルプレート２２は、溶液を噴射吐出する複数のノズル３１が開口する先端面２２Ａの周縁部が、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す如く、従来技術におけるノズルプレート１２２のねじ穴１６０が形成された領域を取り込み可能な幅でねじ穴１６０の座ぐり深さ分平坦に削られ、削られた矩形枠状の周縁部の各長辺側に沿ってそれぞれ複数（５つ）のねじ穴６０が等間隔に穿設される。即ち、ノズルプレート２２には、図２（Ｂ）に示す如く、ノズルプレート２２の先端面２２Ａより溶液の吐出方向Ｄに関してΔＨ1後退した位置にねじ穴６０の開口面２２Ｂが形成される。また、削られた周縁部の各短辺側には、ノズルプレート２２を本体部２０に対して位置決めするためのピン６３がそれぞれ挿入される。
【００３１】
ねじ穴６０は、図２（Ｂ）に示す如く、ノズルプレート２２に穿設された真直な貫通孔からなり、ねじ穴６０に対応するめねじ孔６１が本体部２０にそれぞれ形成される。ねじ２１は、頭部２１Ａと軸部２１Ｂとおねじ部２１Ｃからなり、頭部２１Ａの頂部には工具係合用の十字穴２１Ｄが形成される。ノズルプレート２２のねじ穴６０にねじ２１が挿入され、おねじ部２１Ｃが本体部２０のめねじ孔６１にねじ結合され、ノズルプレート２２がねじの頭部２１Ａとの間に挟持されて本体部２０に締結固定される。ねじ穴６０の開口面２２Ｂはねじの頭部２１Ａの座面を形成し、ノズルプレート２２を本体部２０にねじ２１で固定したとき、ねじ２１の頭部２１Ａはねじ穴６０の開口面２２Ｂ上に突出する。
【００３２】
また、ねじ穴６０の開口面２２Ｂは、ノズルプレート２２を本体部２０にねじ２１で固定したとき、図２（Ｂ）に示す如く、ねじ２１の頭部２１Ａがノズル３１の先端面２２Ａよりも溶液の吐出方向Ｄに関してΔＨ2後退した位置に形成される。
【００３３】
弾性ブレード３５（図２（Ａ）中、２点鎖線で示す）を塗布ヘッド１６の先端面２２Ａに沿って基板１５の搬送方向Ｓに移動させて、先端面２２Ａに付着した溶液を拭き取る。傾斜して取付けられた弾性ブレード３５は、塗布ヘッド１６の先端面２２Ａに付着した溶液に、弾性ブレード３５に沿う横後方への流れを発生させて溶液を拭き取り、拭き取った溶液を洗浄槽４４内に落下させる。尚、弾性ブレード３５の先端部３５Ａの切れや破損を防止するために、ノズルプレート２２の先端面２２Ａの四辺部と四隅部はＲ形状に面取りされる。
【００３４】
本実施例によれば、以下の作用効果を奏する。
(a)ノズルプレート２２には、ねじ穴６０の開口面２２Ｂをノズル３１が開口する先端面２２Ａよりも溶液の吐出方向Ｄに関して後退した位置に形成するので、弾性ブレード３５によってノズル３１の先端面２２Ａを清掃した時に、ねじ穴６０内に溶液が侵入することを防止することができる。その結果、溶液の拭き残しがなくなってノズル３１の先端面２２Ａを清浄な状態に保つことができ、先端面２２Ａに残った溶液が基板１５上に落下し、基板１５上に形成された機能性薄膜の品質を損ねることを防止できるので、塗布品質を向上させることができる。
【００３５】
(b)弾性ブレード３５が、十字穴２１Ｄが形成されたねじ２１の頭部２１Ａに接触すると、弾性ブレード３５で掻き取られて弾性ブレード３５に付着していた溶液がねじ２１の頭部２１Ａの十字穴２１Ｄに入り込んでしまう。これが重なるとねじ２１の頭部２１Ａの十字穴２１Ｄに溜まった溶液が自重で落下するおそれがある。落下した先が基板１５上の場合、基板１５上に形成される機能性薄膜が不良となる。
【００３６】
しかしながら、本実施例によれば、ねじ穴６０の開口面２２Ｂは、ノズルプレート２２を本体部にねじ２１で固定したとき、ねじ２１の頭部２１Ａがノズル３１の先端面２２Ａよりも溶液の吐出方向Ｄに関して後退した位置となる位置に形成されるので、弾性ブレード３５がねじ２１の頭部２１Ａに接触し難くなり、ねじ２１の頭部２１Ａの十字穴２１Ｄに溶液が溜まることが防げる。その結果、機能性薄膜の不良の発生を未然に阻止することができるので、塗布品質を向上させることができる。
【００３７】
(実施例２)
実施例１では、ねじ穴６０は、ねじ穴の開口面２２Ｂがねじ２１の頭部２１Ａの座面を形成し、ねじ２１の頭部２１Ａがねじ穴６０の開口面２２Ｂ上に突出したが、実施例2は、図３に示すように、実施例１のねじ穴６０の開口面２２Ｂに座ぐり穴６４Ａを有するねじ穴６４を穿設したものである。このようにすることによっても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本実施例では、塗布ヘッドはインクジェット方式によって溶液を噴射吐出するタイプのものであったが、塗布ヘッドはインクジェット方式以外のものであっても良い。
【００３９】
また、ワイピング部材として弾性ブレードを使用する例を示したが、ワイピング部材は、例えば、溶液を吸収するワイピングクロスであっても良い。
【００４０】
尚、ねじの頭部がノズルプレートの先端面よりも溶液の吐出方向に関して後退した位置にあることは必ずしも必要ではない。例えば、ねじの頭部における頂部がノズルの先端面と同一平面にあるものであっても良い。この場合、ねじは、上記実施例のように、頭部に十字穴が形成されたものよりも、六角ボルトのように頭部が平坦なものを用いた方が、ねじの頭部に弾性ブレードが接触したときにおいても弾性ブレードで掻き取られて弾性ブレードに付着していた溶液がねじの頭部に溜まりにくいので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】溶液塗布装置の側面を示す模式図である。
【図２】塗布ヘッドを示し、（Ａ）は下面図、（Ｂ）は（Ａ）の長辺方向の要部の側面図、（Ｃ）は（Ａ）の短辺方向の要部の側面図である。
【図３】他の実施例のノズルプレートの長辺方向の側面図である。
【図４】背景技術におけるノズルプレートを示し、（Ａ）は下面図、（Ｂ）は（Ａ）のA−A線の部分断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  溶液塗布装置
１６  塗布ヘッド
２０  本体部
２１  ねじ
２１Ａ  ねじの頭部
２２  ノズルプレート
２２Ａ  ノズルの先端面
２２Ｂ  ねじ穴の開口面
３１  ノズル
３５  弾性ブレード（ワイピング部材）
６０、６４  ねじ穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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