(57)【要約】      （修正有）【課題】洗浄液を供給する供給装置を準備することなく、小さな残渣を除去することが可能な液滴吐出装置を提供する。【解決手段】ノズルヘッド２２のノズル面２５に、液滴を吐出する複数のノズル孔２６が第１の方向に配列している。ノズル面２５から間隔を隔てた状態で、ノズル面２５に沿って第１の方向に移動可能にワイパー５０が支持される。移動機構が、ワイパー５０をノズル面２５に沿って第１の方向に移動させる。制御装置が、ノズルヘッド２２及び移動機構を制御する。制御装置は、ワイパー５０を第１の方向に移動させるとともに、ワイパー５０の移動に同期して、第１の方向に向かって順番にノズル孔２６から液滴を吐出させる。【選択図】図４−３
2016010855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズル孔が第１の方向に配列したノズル面を有するノズルヘッドと、
前記ノズル面から間隔を隔てた状態で、前記ノズル面に沿って前記第１の方向に移動可能に支持されるワイパーと、
前記ワイパーを、前記ノズル面に沿って前記第１の方向に移動させる移動機構と、
前記ノズルヘッド及び前記移動機構を制御する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、前記ワイパーを前記第１の方向に移動させるとともに、前記ワイパーの移動に同期して、前記第１の方向に向かって順番に前記ノズル孔から前記液滴を吐出させる液滴吐出装置。
【請求項２】
前記ワイパーを前記第１の方向に移動させるときの、前記ノズル面から前記ワイパーまでの間隔が、前記ノズル孔から吐出した前記液滴が前記ノズル面から前記ワイパーまで連続するように調整されている請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記ワイパーは、前記ワイパーの上端から前記ワイパーを伝って下方に移動した前記液滴を貯留する貯留部を含む請求項１または２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
液滴を吐出する複数のノズル孔が第１の方向に配列したノズル面を有するノズルヘッドの前記ノズル面から間隔を隔てて、ワイパーを配置する工程と、
前記ワイパーを前記第１の方向に移動させながら、前記ワイパーの移動に同期して、前記第１の方向に向かって順番に前記ノズル孔から前記液滴を吐出させ、吐出された前記液滴を、前記ノズル面と前記ワイパーとの間に一時的に保持して、前記第１の方向に移動させる工程と
を有するノズルヘッドクリーニング方法。
【請求項５】
前記ワイパーの上端から前記ワイパーを伝って下方に移動した前記液滴を、前記ワイパーに設けられた貯留部に一時的に貯留する工程を、さらに含む請求項４に記載のノズルヘッドクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルヘッドから対象物に向けて膜材料を液滴化して吐出する液滴吐出装置、及び液滴吐出装置に用いられているノズルヘッドのクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズルヘッドから膜材料を液滴化して吐出し、対象物の表面に膜を形成する技術が知られている。膜を形成する対象物は、例えばプリント基板であり、プリント基板に形成される膜は、例えばソルダーレジスト膜である。ノズルヘッドのノズル孔が設けられている面（以下、「ノズル面」という。）に、ノズル孔から吐出された液滴の一部が残渣として残る場合がある。ノズル面に液状の残渣が残っていると、液滴の正常な吐出が行えない場合がある。
【０００３】
特許文献１〜３に、クリーニング部材をノズル面に接触させることなくノズル面を洗浄する技術が開示されている。特許文献１に開示された方法では、ふき取り部材をノズル面から離れた状態で掃引する。ノズル面に残っている液状の残渣にふき取り部材が接触することにより、残渣を除去することができる。特許文献２、３に開示された方法では、ノズル面とクリーニング部材との間に、洗浄液の液だまりを形成する。洗浄液の液だまりが形成されている状態でクリーニング部材を掃引することにより、ノズル面がクリーニングされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−６９３０９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１８９６４７号公報
【特許文献３】特開２０１３−３１９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ふき取り部材をノズル面から離した状態で掃引する方法では、ノズル面とふき取り部材との間隔よりも小さな残渣をふき取ることができない。洗浄液の液だまりを形成する方法では、ノズル面とクリーニング部材との間に洗浄液を供給するための供給装置を準備しなければならない。
【０００６】
本発明の目的は、洗浄液を供給する供給装置を準備することなく、小さな残渣を除去することが可能な液滴吐出装置を提供することである。本発明の他の目的は、洗浄液を供給する供給装置を用いることなく、小さな残渣を除去することが可能なノズルヘッドクリーニング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点によると、
液滴を吐出する複数のノズル孔が第１の方向に配列したノズル面を有するノズルヘッドと、
前記ノズル面から間隔を隔てた状態で、前記ノズル面に沿って前記第１の方向に移動可能に支持されるワイパーと、
前記ワイパーを、前記ノズル面に沿って前記第１の方向に移動させる移動機構と、
前記ノズルヘッド及び前記移動機構を制御する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、前記ワイパーを前記第１の方向に移動させるとともに、前記ワイパーの移動に同期して、前記第１の方向に向かって順番に前記ノズル孔から前記液滴を吐出させる液滴吐出装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の観点によると、
液滴を吐出する複数のノズル孔が第１の方向に配列したノズル面を有するノズルヘッドの前記ノズル面から間隔を隔てて、ワイパーを配置する工程と、
前記ワイパーを前記第１の方向に移動させながら、前記ワイパーの移動に同期して、前記第１の方向に向かって順番に前記ノズル孔から前記液滴を吐出させ、吐出された前記液滴を、前記ノズル面と前記ワイパーとの間に一時的に保持して、前記第１の方向に移動させる工程と
を有するノズルヘッドクリーニング方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
ワイパーの移動に同期して液滴を吐出させると、吐出した液滴がノズル面とワイパーとの間に一時的に保持される。一時的に保持された液滴が、ワイパーと共に移動することにより、小さな残渣が液滴に吸収されて除去される。このため、洗浄液供給装置を準備することなく、小さな残渣を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例による液滴吐出装置の概略図である。
【図２】図２は、ノズルユニットの底面図である。
【図３】図３は、ノズルヘッド、ワイパー、及び移動機構の正面図である。
【図４−１】図４Ａ〜図４Ｄは、ワイパーの上端、及びその近傍のノズル面の断面図である。
【図４−２】図４Ｅ〜図４Ｇは、ワイパーの上端、及びその近傍のノズル面の断面図である。
【図４−３】図４Ｈ〜図４Ｋは、ワイパー及びノズルヘッドの断面図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、比較例によるノズルヘッド及びクリーニング部材の概略図である。
【図６】図６Ａは、他の実施例による液滴吐出装置のワイパーの上端及びノズルヘッドの一部分の断面図であり、図６Ｂは、ワイパー、移動機構、及びノズルヘッドの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に、実施例による液滴吐出装置の概略図を示す。定盤１０の上に、移動機構１１によりステージ１２が支持されている。ステージ１２の上面（保持面）に、プリント配線板等の対象物１５が保持される。水平面内で相互に直交する２方向をｘ方向及びｙ方向とし、鉛直方向をｚ方向とするｘｙｚ直交座標系を定義する。移動機構１１は、ステージ１２をｘ方向及びｙ方向に移動させる。
【００１２】
ステージ１２の上方に、ノズルユニット２０及び撮像装置１４が、支持部材１３よって支持されている。ノズルユニット２０は、ノズルユニット支持機構２１を介して支持部材１３に昇降可能に支持されている。ノズルユニット２０及び撮像装置１４は、ステージ１２に保持された対象物１５に対向する。撮像装置１４は、対象物１５の表面に形成されているアライメントマーク等を撮像する。撮像されて得られた画像データが、制御装置１７に入力される。ノズルユニット２０は、複数のノズル孔から対象物１５に向けて、光硬化性（例えば紫外線硬化性）の膜材料を液滴化して吐出する。吐出された膜材料が、対象物１５の表面に塗布される。
【００１３】
ワイパー５０が、ステージ１２の側方の退避位置に配置されている。ステージ１２がノズルユニット２０の直下から外れた位置までｙ方向に移動した状態で、移動機構５１が、ワイパー５０をノズルユニット２０の直下まで移動させることができる。移動機構５１は、さらにワイパー５０を昇降させることができる。ノズルユニット２０から膜材料を液滴化して吐出している期間は、ワイパー５０は退避位置に退避される。
【００１４】
制御装置１７が、移動機構１１、５１、ノズルユニット２０、ノズルユニット支持機構２１、撮像装置１４を制御する。制御装置１７には、対象物１５に形成すべき膜の形状を定義する画像データ等が記憶されている。制御装置１７が画像データに基づいて、移動機構１１及びノズルユニット２０を制御することにより、対象物１５の表面に所望の平面形状を有する膜を形成することができる。
【００１５】
図２に、ノズルユニット２０の底面図を示す。支持プレート３０に複数の開口３１が形成されている。例えば、合計１０個の開口３１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３１で構成される。一方の列の開口３１は、他方の列の開口３１に対して、ｘ方向に半ピッチ分ずれている。
【００１６】
開口３１の各々の内側に、２個のノズルヘッド２２がｙ方向に並んで配置されている。２個のノズルヘッド２２の間、及びノズルヘッド２２の各々の外側に、それぞれ硬化用光源２３が配置されている。ノズルヘッド２２及び硬化用光源２３は、ブラケット２４を介して支持プレート３０に取り付けられている。
【００１７】
ノズルヘッド２２のノズル面２５に、複数のノズル孔２６が設けられている。ノズルヘッド２２の各々は２本のノズル列を含み、ノズル列の各々は、ｘ方向に周期Ｐで配列した複数のノズル孔２６で構成される。一方のノズル列のノズル孔２６は、他方のノズル列のノズル孔２６に対してｘ方向に（１／２）Ｐだけずれている。１つの開口３１内に配置されている２つのノズルヘッド２２の一方は、他方に対して（１／４）Ｐだけｘ方向にずれている。このため、１つの開口３１内の２つのノズルヘッド２２に設けられたノズル孔２６は、全体として、ｘ方向に（１／４）Ｐの周期で分布する。さらに、１枚の支持プレート３０に取り付けられた２０個のノズルヘッド２２に設けられたノズル孔２６は、全体として、ｘ方向に（１／４）Ｐの周期で分布する。
【００１８】
ステージ１２（図１）及び対象物１５（図１）をｙ方向に移動させながら、ノズルヘッド２２から膜材料を液滴化して吐出することにより、対象物１５に膜材料を塗布することができる。対象物１５に塗布された膜材料に、硬化用光源２３から放射された硬化用の光が照射されることにより、対象物１５に塗布された膜材料が硬化する。
【００１９】
図３に、ノズルヘッド２２、ワイパー５０、及び移動機構５１の正面図を示す。ワイパー５０がノズル面２５から間隔Ｄを隔てた状態で、ノズル面２５に沿ってｘ方向に移動可能に支持されている。ノズル面２５には撥液処理がされている。ワイパー５０の表面は、ノズル面２５よりも高い親液性を有する。
【００２０】
ワイパー５０の上端は、ナイフエッジ状に加工されている。ナイフエッジ状に加工されたワイパー５０の上端の稜線は、ｙ方向と平行である。ワイパー５０は、その上端から下がった位置に、貯留部５２を有する。上端からワイパー５０を伝って下方に移動した液滴が、貯留部５２に貯留される。
【００２１】
ノズル面２５に、ｘ方向に配列した複数のノズル孔２６が設けられている。制御装置１７が、ノズルヘッド２２及び移動機構５１を制御する。ノズルヘッド２２をクリーニングする時には、移動機構５１が、ワイパー５０をｘ軸の正の方向に移動させる。
【００２２】
図４Ａ〜図４Ｌを参照して、ノズルヘッド２２のクリーニング方法について説明する。図４Ａ〜図４Ｇは、ワイパー５０の上端、及びノズル面２５の一部分の断面図を示し、図４Ｈ〜図４Ｌは、ノズルヘッド２２及びワイパー５０の断面図を示す。
【００２３】
図４Ａに示すように、ノズル面２５に膜材料の残渣４０が付着している。残渣４０の高さ方向の寸法は、ノズル面２５とワイパー５０との間隔Ｄよりも小さい。ノズルヘッド２２のクリーニングを行う際には、ワイパー５０をｘ方向に移動させるとともに、ワイパー５０の移動に同期して、ｘ方向に向かって順番に、ノズル孔２６から液滴を吐出させる。ワイパー５０の移動と、ノズル孔２６からの液滴の吐出は、制御装置１７（図４）により制御される。
【００２４】
図４Ｂに示すように、ワイパー５０の上端が１つのノズル孔２６の直下まで移動した時点で、ワイパー５０の直上のノズル孔２６から液滴４１ａを吐出させる。液滴４１ａの表面張力により、図４Ｃに示すように、吐出された液滴４１ａが、ノズル面２５からワイパー５０まで連続し、ノズル面２５とワイパー５０との間に一時的に保持される。ノズル面２５とワイパー５０との間隔Ｄは、ノズル孔２６から吐出された液滴４１ａが、ノズル面２５からワイパー５０まで連続し、両者の間に一時的に保持されるように調整されている。
【００２５】
図４Ｄに示すように、ワイパー５０の上端が、次のノズル孔２６の直下まで移動した時点で、ワイパー５０の直上のノズル孔２６から液滴４１ｂを吐出させる。図４Ｅに示すように、ノズル面２５とワイパー５０との間に保持されていた液滴４１ａ（図４Ｄ）と、新たに吐出された液滴４１ｂ（図４Ｄ）とが合体して、より大きな液滴４１が形成される。
【００２６】
図４Ｆに示すように、ワイパー５０がさらに移動して、液滴４１が、残渣４０に接触すると、残渣４０が液滴４１に合体される。図４Ｇに示すように、ワイパー５０をさらに移動させると、残渣４０を吸収した液滴４１も、ワイパー５０の移動に伴ってｘ方向に移動する。このため、残渣４０が残っていた位置から残渣４０が取り除かれる。
【００２７】
図４Ｈに示すように、ワイパー５０を移動させるに従って、ノズル面２５とワイパー５０との間に一時的に保持されている液滴４１が徐々に大きくなる。図４Ｉに示すように、ノズル面２５とワイパー５０との間に一時的に保持されている液滴４１がある大きさを超えると、重力の影響を受けて、液滴４１の一部または全部がワイパー５０の表面を伝って下方に移動する。図４Ｊに示すように、下方に移動した液滴４１は、貯留部５２に溜まる。ワイパー５０が移動すると、ワイパー５０の移動に同期して、次のノズル孔２６から液滴４１が吐出される。このため、ノズル面２５とワイパー５０との間に一時的に保持されていた液滴４１（図４Ｈ）の全部が下方に移動した場合でも、図４Ｊに示すように新たな液滴４１がノズル面２５とワイパー５０との間に保持される。
【００２８】
図４Ｋに、ワイパー５０がノズルヘッド２２の全てのノズル孔２６を掃引した直後の状態を示す。さらにワイパー５０を移動させると、図４Ｌに示すように、ワイパー５０がノズル面２５からｘ方向に離れる。ワイパー５０とノズル面２５との間隔が広がると、ノズル面２５とワイパー５０との間に保持されていた液滴４１がワイパー５０の表面を伝って下方に移動し、貯留部５２に溜まる。ノズル面２５が撥液性であり、ワイパー５０の表面がノズル面２５より高い親液性を有するため、液滴４１がノズル面２５に残ることなく、液滴４１の全体がワイパー５０の表面を伝って下方に移動し、貯留部５２に溜まる。
【００２９】
上記実施例の効果について説明する前に、比較例について説明する。
図５Ａに、比較例によるノズルヘッド及びクリーニング部材の概略図を示す。この比較
例においては、ノズル面２５から間隔を隔ててクリーニング部材５５が配置される。クリーニング部材５５をノズル面２５に沿ってｘ方向に移動させることにより、ノズル面２５のクリーニングが行われる。ノズル面２５に、ノズル面２５とクリーニング部材５５との間隔よりも小さな残渣４０が残っている。上記実施例とは異なり、クリーニング部材５５を掃引するときに、ノズル孔２６から液滴を吐出させない。
【００３０】
図５Ｂに示すように、クリーニング部材５５が残渣４０の位置を通過するとき、クリーニング部材５５が残渣４０に接触しない。このため、残渣４０を除去することができない。
【００３１】
上記実施例においては、図４Ｆに示したように、残渣４０が、ノズル面２５とワイパー５０との間に一時的に保持されている液滴４１に吸収されることにより、残渣４０が除去される。このように、ノズル面２５とワイパー５０との間隔Ｄ（図３）より小さな残渣４０を除去することができる。また、上記実施例では、ノズル面２５とワイパー５０との間に保持する液滴４１として、ノズル孔２６から吐出された液滴が利用される。このため、洗浄液等を供給するための供給装置を新たに準備することなく、小さな残渣４０を除去することができる。
【００３２】
図６Ａ及び図６Ｂを参照して、他の実施例について説明する。以下、上記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。
【００３３】
図６Ａに、ワイパー５０の上端、及びノズルヘッド２２の一部分の断面図を示す。上記実施例では、図４Ａに示したように、ワイパー５０の上端がナイフエッジ状に加工されていた。図６Ａに示した実施例では、ワイパー５０の上端が、ノズル面２５に対してほぼ平行な上面を有する。このため、ノズル面２５とワイパー５０との間に、より多くの液滴を一時的に保持することができる。
【００３４】
図６Ｂに、ワイパー５０、移動機構５１、及びノズルヘッド２２の概略図を示す。ワイパー５０の移動方向（ｘ方向）に関して、ワイパー５０の上端の両側に貯留部５２が配置されている。このため、ワイパー５０の上端から、移動方向の前方側の表面及び後方側の表面のいずれを伝って落下する液滴も、貯留部５２に溜めることができる。
【００３５】
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】
【００３６】
１０  定盤
１１  移動機構
１２  ステージ
１３  支持部材
１４  撮像装置
１５  対象物
１７  制御装置
２０  ノズルユニット
２１  ノズルユニット支持機構
２２  ノズルヘッド
２３  硬化用光源
２４  ブラケット
２５  ノズル面
２６  ノズル孔
３０  支持プレート
３１  開口
４０  残渣
４１、４１ａ、４１ｂ  液滴
５０  ワイパー
５１  移動機構
５２  貯留部
５５  クリーニング部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図５】
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【図６】
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