ペースト塗布ヘッド，ペースト塗布装置及びペースト塗布方法
【課題】大型ガラス基板へ高精細なパターンでシール材を高精度に塗布できるようにする。
【解決手段】ペースト塗布ヘッドでは、大容量の親ペースト収納筒２３と小容量の子ペースト収納筒２４とが設けられており、この親ペースト収納筒２３には、多量のペーストが収納されている。子ペースト収納筒２４では、ガラス基板へのペーストパターンの描画時、そこに収納されているペーストがノズル２２から吐出される。子ペースト収納筒２４内でのペーストの収納量が少なくなると、仕切り弁３０が開放されて親ペースト収納筒２３と子ペースト収納筒２４とがペースト終点流路２７を介して連通し、親ペースト収納筒２３内のペーストが子ペースト収納筒２４に補充される。
【解決手段】ペースト塗布ヘッドでは、大容量の親ペースト収納筒２３と小容量の子ペースト収納筒２４とが設けられており、この親ペースト収納筒２３には、多量のペーストが収納されている。子ペースト収納筒２４では、ガラス基板へのペーストパターンの描画時、そこに収納されているペーストがノズル２２から吐出される。子ペースト収納筒２４内でのペーストの収納量が少なくなると、仕切り弁３０が開放されて親ペースト収納筒２３と子ペースト収納筒２４とがペースト終点流路２７を介して連通し、親ペースト収納筒２３内のペーストが子ペースト収納筒２４に補充される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にペーストを定量で塗布する装置及び方法に係り、特に、液晶表示パネルなどの製造過程で用いられるシール材としてのペーストをガラス基板に精度良く塗布するためのペースト塗布ヘッド，ペースト塗布装置及びペースト塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルの製造では、製造コストの低減を図かるために、サイズが大きいガラス基板が用いられ、そのガラス基板の基板面を複数の領域に区分して夫々の領域で同じ形状のペーストパターンを描画し、夫々の領域に分割して分割した領域毎に液晶表示パネルが形成できるようにしている。このように、使用されるガラス基板のサイズが大きくなり、面取り数も多くなって１枚のガラス基板から複数個の液晶表示パネルが得られるようにしている。
【０００３】
そして、このための工夫として、塗布されるペーストであるシール材の寿命も改善されていることから、ガラス基板上に吐出するシール材を収納しておくためのペースト収納筒を容量の大きなものに換える提案がなされている。これにより、ペースト収納筒でのシール材の充填量を多くすることができる。しかしながら、ペースト収納筒に収納されているシール材を、ガラス基板上への所定パターンの描画のために、ノズルからこのガラス基板上に吐出させるためには、ペースト収納筒内にエア圧（空気圧）が加えられるものであるが、ペースト収納筒の容量を大きくすると、シール材がペースト収納筒から吐出されるにつれてペースト収納筒の空き容量（空気が存在する空間）が大きくなり、エア圧を変化させてペースト収納筒内のシール材に加わる圧量を調整しようとしても、この空き容量内の空気を介して圧力がシール材の表面に伝達されることになるので、シール材への加圧力の調整に時間的遅れが生じることになる。このため、微細なペーストパターンを精度良く描画するためには、描画条件、特に、ペースト収納筒内のシール材への加減圧の調整を頻繁に行なうことが必要となり、制御が対応しにくいものとなる。
【０００４】
また、ペースト塗布量を微少化するのに伴い、液晶表示パネルのガラス板の外周部に相当するガラス基板の位置に枠状のパターンでシール材を塗布する場合、シール材の塗布量を少なくする傾向にあり、高精度に安定したシール材の塗布が求められる。このため、ガラス基板の大型化対応とシール材への細かな加減圧調整とを互いに両立させることが難しくなってきている。
【０００５】
これに対して、シール材の吐出量を微調整することができるようにしたものとして、スクリュー式のペースト塗布装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この特許文献１に記載のペースト塗布装置は、加担部にノズルが形成されているシリンダの内部の筒状の空間内に螺旋状の凸状部が２個以上設けられた棒状のスクリューが設けられた構成をなし、このスクリューをサーボモータで回転させ、かつ貯溜容器内に貯溜されているシール材をパイプを介してこのシリンダの内部空間内に供給するようにすることにより、この供給されたシール材は回転するスクリューの凸状部によってノズルから押し出されるものである。ここで、この技術では、スクリューの回転角度に応じて吐出量を制御することができ、これにより、シール材の吐出量のばらつきを少なくできるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１３６３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、スクリュー式のペースト塗布装置では、スクリュー自体やその駆動源となるモータ，モータの制御回路，制御ソフトなど付随する構成部が増加していく。さらに、ペースト収納筒内に充填した後にシール材と接触する構成部品は定期的に洗浄する必要があり、スクリュー部分の分解，組立て時のスクリューの外周とシリンダの内部容器の内壁面とのギャップ管理などの取り扱いが煩雑になり、多大な時間を要すことになる。
【０００９】
また、外部から異物が混入した場合には、構成部品が複雑であるため、分解したときに異物を確実に除去できるかとの懸念があり、洗浄時の保守性を良くできないという問題がある。また、スクリューを回転させるので、駆動部の箇所で磨耗による異物発生も発生しやすくなる。
【００１０】
以上のことから、洗浄時間を要することによるタクト、また、異物の混入リスクの面から問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、かかる問題を解決し、大型ガラス基板へ高精細なシール材の塗布を実現するペースト塗布ヘッド，ペースト塗布装置及びペースト塗布方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明によるペースト塗布ヘッドは、塗布材を収納する塗布材収納筒が充填した塗布材を収納しておく親ペースト収納筒と塗布材を一時的に保存する子ペースト収納筒からなり、親ペースト収納筒と子ペースト収納筒には、エア圧を印加するエア圧印加手段を備え、親ペースト収納筒から塗布材を取り出す取り出し口からの塗布材の流路は仕切り弁に繋がり、仕切り弁からの塗布材の流路は子ペースト収納筒に繋がり、子ペースト収納筒からの塗布材の流路は、塗布材を基板に吐出するノズルに繋がっており、さらに、子ペースト収納筒の上部に塗布材の保存量を検出する塗布材保存量検出手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明によるペースト塗布ヘッドは、親ペースト収納筒のエア圧印加手段が、親ペースト収納筒から子ペースト収納筒に前記塗布材を補給するとき、仕切り弁が開くとともに、親ペースト収納筒内にエア圧を印加し、子ペースト収納筒のエア圧印加手段は、ノズルから塗布材を吐出するとき、仕切り弁が閉じるとともに、子ペースト収納筒内にエア圧を印加することを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、本発明によるペースト塗布ヘッドは、子ペースト収納筒の塗布材保存量検出手段が、塗布材の液面での光学的反射光を受光して塗布材の保存量を検出するセンサであることを特徴とするものである。
【００１５】
さらにまた、本発明によるペースト塗布ヘッドは、子ペースト収納筒の容積が、親ペースト収納筒の容積に比べて十分小さいことを特徴とするものである。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明によるペースト塗布装置は、塗布材を充填した塗布材収納筒と塗布材収納筒からの塗布材料を吐出するノズル吐出口とを備えた１または複数の塗布ヘッドを移動可能に設けられたガントリが１または複数台架台上に設置され、架台上に設置された基板載置テーブルに搭載された基板に対してガントリが移動し、ガントリに対して塗布ヘッドが移動することにより、基板に対して塗布ヘッドが移動し、ノズル吐出口から基板上に塗布材を吐出させるものであって、塗布ヘッドの塗布材を収納する塗布材収納筒は、充填した塗布材を収納しておく親ペースト収納筒と塗布材を一時的に保存する子ペースト収納筒とからなり、親ペースト収納筒と子ペースト収納筒は、エア圧を印加する手段を備え、親ペースト収納筒から塗布材を取り出す取り出し口からの塗布材の流路は仕切り弁に繋がり、仕切り弁からの塗布材の流路は子ペースト収納筒に繋がり、子ペースト収納筒からの塗布材の流路は、塗布材を基板に吐出するノズルに繋がっており、さらに、子ペースト収納筒の上部に塗布材の保存量を検出する塗布材保存量検出手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明によるペースト塗布装置は、親ペースト収納筒のエア圧印加手段が、親ペースト収納筒から子ペースト収納筒に塗布材を補給するとき、仕切り弁が開くとともに、親ペースト収納筒内にエア圧を印加し、子ペースト収納筒のエア圧印加手段は、ノズルから塗布材を吐出するとき、仕切り弁が閉じるとともに、子ペースト収納筒内にエア圧を印加することを特徴とするものである。
【００１８】
さらに、本発明によるペースト塗布装置は、子ペースト収納筒の塗布材保存量検出手段が、塗布材の液面での光学的反射光を受光して塗布材の保存量を検出するセンサであることを特徴とするものである。
【００１９】
さらにまた、本発明によるペースト塗布装置は、子ペースト収納筒の容積が、親ペースト収納筒の容積に比べて十分小さいことを特徴とするものである。
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明によるペースト塗布方法は、塗布材を充填した塗布材収納筒と塗布材収納筒からの塗布材料を吐出するノズル吐出口とを備えた１または複数の塗布ヘッドを移動可能に設けられたガントリが１または複数台架台上に設置され、架台上に設置された基板載置テーブルに搭載された基板に対してガントリが移動し、ガントリに対して塗布ヘッドが移動することにより、基板に対して塗布ヘッドが移動し、ノズル吐出口から基板上に塗布材を吐出させるものであって、塗布ヘッドの塗布材を収納する塗布材収納筒は、充填した塗布材を収納しておく親ペースト収納筒と塗布材を一時的に保存する子ペースト収納筒とからなり、親ペースト収納筒と子ペースト収納筒は、エア圧を印加可能とし、親ペースト収納筒から塗布材を取り出す取り出し口からの塗布材の流路は仕切り弁に繋がり、仕切り弁からの塗布材の流路は子ペースト収納筒に繋がり、子ペースト収納筒からの塗布材の流路は、塗布材を基板に吐出するノズルに繋がっており、さらに、子ペースト収納筒の上部に塗布材の保存量を検出して、子ペースト収納筒内の塗布材の減少に応じて親ペースト収納筒から塗布材を定期的に補充しながら基板上に塗布材を塗布することを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明によるペースト塗布方法は、親ペースト収納筒から子ペースト収納筒に塗布材を補給するとき、仕切り弁が開くとともに、親ペースト収納筒内にエア圧を印加し、ノズルから塗布材を吐出するとき、仕切り弁が閉じるとともに、子ペースト収納筒内にエア圧を印加することを特徴とするものである。
【００２２】
さらに、本発明によるペースト塗布方法は、子ペースト収納筒内の塗布材保存量が、子ペースト収納筒内での塗布材の液面での光学的反射光を受光して検出することを特徴とするものである。
【００２３】
さらにまた、本発明によるペースト塗布方法は、子ペースト収納筒の容積が、親ペースト収納筒の容積に比べて十分小さいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
ペーストの収納容量の大きい親ペースト収納筒と収納容量が小さい子ペースト収納筒を用い、子ペースト収納筒のペーストをノズルから吐出し、親ペースト収納筒から子ペースト収納筒にペーストを補給を行なうものであるから、子ペースト収納筒でのペーストへの加減圧調整が精度良く行なうことができ、ペーストの塗布料を少なくできて微細な塗布ペーストパターンを高精度に形成することができるし、子ペースト収納筒へのペーストの補強を簡単に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明によるペースト塗布装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１における塗布ヘッドの一実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示す塗布ヘッドのペースト収納／吐出部２０の一具体例を示す外観斜視図である。
【図４】図３での各部をより詳細に示す図である。
【図５】図３，図４における流路ブロック内の構成の一具体例を示す透視図である。
【図６】図１に示す実施形態でガラス基板上に塗布するペーストパターンの一具体例を示す図である。
【図７】図１に示す実施形態の図５に示すペーストパターンの塗布描画動作の一具体例を示すフローチャートである。
【図８】本発明による塗布ヘッドの他の実施形態を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【００２７】
図１は本発明によるペースト塗布装置の一実施形態を示す斜視図であって、１は架台、２Ａ，２Ｂはフレーム、３Ａ，３Ｂは固定部、４Ａ〜４Ｄは可動部、５Ａ〜５Ｄは塗布ヘッド、６は基板保持盤、７はθ軸回転テーブル、８はガラス基板、９は主制御部、１０は副制御部、１１はモニタ、１２はキーボードである。
【００２８】
同図において、架台１上には、この架台１のＸ軸方向の２つの辺部に沿って夫々固定部３Ａ，３Ｂが設けられ、一方の固定部３Ａに２つの可動部４Ａ，４Ｃが、他方の固定部３Ｂに２つの可動部４Ｂ，４Ｄが夫々設けられて居る。そして、対向して配置される可動部４Ａ，４Ｂの一方から他方にわたってＹ軸方向に沿ってフレーム２Ａが設けられ、対向して配置される可動部４Ｃ，４Ｄの一方から他方にわたってＹ軸方向に沿ってフレーム２Ｂが設けられている。これら固定部３Ａ，３Ｂと可動部４Ａ〜４Ｄとフレーム２Ａ，２Ｂとが、塗布ヘッド５Ａ〜５ＤのＸ軸駆動機構をなしている。
【００２９】
フレーム２Ａには、２つの塗布ヘッド５Ａ，５Ｂがこのフレーム２Ａの長手方向（即ち、Ｙ方向）に移動可能に設けられており、また、フレーム２Ｂには、２つの塗布ヘッド５Ｃ，５Ｄがこのフレーム２Ｂの長手方向（即ち、Ｙ方向）に移動可能に設けられている。かかる移動のための駆動機構はフレーム２Ａ，２Ｂと塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄに設けられており、以下では、かかる駆動機構をＹ軸駆動機構と称する場合もある。
【００３０】
架台１上のＸ軸駆動機構の固定部３Ａ，３Ｂ間には、基板保持盤６が設けられているが、かつこの基板保持盤６をθ軸方向に回転可能とするために、θ軸回転テーブル７が設けられてこのθ軸回転テーブル７上に基板保持盤６が設けられている。この基板保持盤６上にガラス基板８が吸着保持される。また、架台１には、モニタ１１やキーボード１２を設けており、主制御部９や副制御部１０などを内蔵している。
【００３１】
図２は図１における塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの一実施形態の概略構成を示す斜視図であって、１３は基台、１４は検出部、１５はＺ軸サーボモータ、１６はＺ軸ガイド、１７はＺ軸テーブル、１８は画像認識カメラ、１９は光学式距離計、２０はペースト収納／吐出部、２１はノズル支持具、２２はノズルである。
【００３２】
なお、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの構成，動作は同じであるので、これらを総称して、塗布ヘッド５ということになる。
【００３３】
同図において、塗布ヘッド５の基台１３はフレーム２Ａ，２ＢにＹ軸方向に移動可能に取り付けられているものであって、この架台１３に設けられている検出部１４により、塗布ヘッド５のフレーム２Ａ，２Ｂ上の位置、即ち、基板保持盤６（図１）でのＹ軸方向の位置が検出される。
【００３４】
この基台１３には、Ｚ軸サーボモータ１５が設けられてＺ軸ガイド１６が取り付けられており、このＺ軸ガイド１６にＺ軸テーブル１７が、Ｚ軸ガイド１６に対してＺ軸方向（上下方向）に移動可能に、取り付けられている。さらに、このＺ軸テーブル１７に光学式距離計１９と画像認識カメラ１８とが設けられ、この光学式距離計１９にペースト収納／吐出部２０が設けられている。
【００３５】
Ｚ軸サーボモータ１５は、Ｚ軸テーブル１７上に設置された光学式距離計１９の検出結果に基づく副制御部１０（図１）の制御により、Ｚ軸ガイド１６に沿ってペースト収納／吐出部２０や光学式距離計１９，画像認識カメラ１８をＺ軸方向に駆動する。
【００３６】
ペースト収納／吐出部２０の下端には、ノズル支持具２１が設けられており、その先端部には、ガラス基板８（図１）に向けてペースト吐出口が開いているノズル２２が取り付けられている。ペースト収納／吐出部２０とノズル２２とは、ノズル支持具２１を介して連通しており、ノズル２２のペースト吐出口の位置は、ガラス基板８の上面において、光学式光学式距離計１９の距離計測光の反射点からずれているが、極めて接近している。そのずれ量は、ガラス基板８の表面の凹凸によって影響されない程度に設定されているので、光学式距離計１９の計測結果に基いてＺ軸サーボモータ１５を制御することにより、ガラス基板８の表面のうねり（凹凸）に合わせてノズル２２の先端部を上下させることにより、ガラス基板８の表面（上面）までの垂直距離（間隔）を常に一定に維持することができる。
【００３７】
図３は図２に示す塗布ヘッド５のペースト収納／吐出部２０の一具体例を示す外観斜視図であって、２３は親ペースト収納筒（親シリンジ）、２４は子ペースト収納筒（子シリンジ）、２５は仕切り弁用シリンダ、２６は流路ブロックであり、図２に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００３８】
同図において、ペースト収納／吐出部２０はペーストの貯蔵と吐出との２つの機能を有しており、ペーストの貯蔵機能を実行するための親ペースト収納筒２３とペースト吐出機能を実行するための子ペースト収納筒２４とから構成される点が大きな特徴となっている。親ペースト収納筒２３は、補充された塗布材（ここでは、シール材としてのペーストとする）を収納しておく機能を持つペースト収納筒であり、子ペースト収納筒２４は、ほぼ一定の塗布圧でペーストをノズル２２から吐出して描画を行なう機能を持つペースト収納筒である。
【００３９】
この実施形態では、親ペースト収納筒２３として、従来の容量１２０ｃｃの標準シリンジを用いており、ペーストの充填は、専用の治具を使用しながら親ペースト収納筒２３の上部からペーストを投入することによって行なわれる。この親ペースト収納筒２３としては、市販の充填済みペースト収納筒を使用することも可能であり、そのときには、ネジ式ルアーテーパー仕様に変更することで対応すればよい。また、ペースト塗布用の加圧は行なわないため、プラスチック製シリンジを使用することもできる。
【００４０】
子ペースト収納筒２４には、描画のためにノズル２２から吐出されるペーストが収納されており、この子ペースト収納筒には、親ペースト収納筒２３に貯蔵されているペーストが充填される。子ペースト収納筒２４の容積は約０．５ｃｃであり、親ペースト収納筒２３の容積（１２０ｃｃ）の約１／２５０倍の割合にしているが、通常は１／数１０倍から１／数１００倍程度の割合の容積のペースト収納筒を用いてよい。
【００４１】
流量ブロック２６には、子ペースト収納筒２４からノイズ支持具２１に至るペースト吐出流路と、親ペースト収納筒２３から子ペースト収納筒にペーストを充填するためのペースト充填流路とが設けられている。仕切り弁用シリンダ２５は、親ペースト収納筒２３から子ペースト収納筒２４までのこのペースト充填流路を開閉する仕切り弁を動作させるためのものである。
【００４２】
図４は図３での各部をより詳細に示す図であって、２７は親ペースト収納筒２３側のペースト充填流路、２８はペースト吐出流路、２９は弁室、３０は仕切り弁、３１は塗布圧付加用チューブ、３２はファイバセンサ、３３はエア配管チューブであり、図３に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００４３】
同図において、親ペースト収納筒２３には、その下端部にペースト充填流路２７の一方の端部が接続されており、このペースト充填流路２７の他方の端部は仕切り弁３０が収納されている弁室２９に接続されている。これを親ペースト収納筒２３側のペースト充填流路２７という。また、図示しないが、この弁室２９からペースト吐出流路２８に連結したペースト充填流路、即ち、子ペースト収納筒２４側のペースト充填流路が接続されている。
【００４４】
通常、仕切り弁３０は、仕切り弁用シリンダ２５が動作することによってロッド（図示せず）が押されていることにより、親ペースト収納筒２３側のペースト充填流路２７を閉じており、これにより、ペースト充填流路全体が仕切り弁３０によって閉状態に維持されているが、親ペースト収納筒２３に貯蔵されているペーストを子ペースト収納筒２４に充填するときには、仕切り弁用シリンダ２５が作動してロッドが仕切り弁３０を引く。このとき、親ペースト収納筒２３側のペースト充填流路２７内には、親ペースト収納筒２３からのペーストが充填されているが、ロッドによって仕切り弁３０が引かれると、親ペースト収納筒２３側のペースト充填流路２７が開放される。これにより、ペースト充填流路全体が開状態となる。また、このときには、親ペースト収納筒２３内にエア圧を印加する手段としてのエア配管チューブ３３からエア圧が印加され、これにより、親ペースト収納筒２３からペースト充填流路２７を介して子ペースト収納筒２４にペーストが圧送され、この子ペースト収納筒２４に充填される。
【００４５】
ここで、ペースト充填流路２７を介してペーストを圧送するときに発生するペーストの圧力は子ペースト収納筒２４からのペースト吐出流路２８を介してノズル２２側にも加わるが、ノズル２２の孔径に比べ、子ペースト収納筒２４の内径がはるかに大きいので、ペーストのほとんど全てが子ペースト収納筒２４側に圧送される。また、ペーストの物性によっては、ノズル２２からペーストが漏れ出す恐れもあるが、その場合には、ノズル２２の清掃動作における捨て描画（本来の描画位置とは異なる位置でペーストを吐出する処理）を行なうことによって、ノズル２２に無駄に付着したペーストを取り除くようにする。
【００４６】
子ペースト収納筒２４では、その上部側に設置されたファイバセンサ３２が子ペースト収納筒２４内のペーストの液面位置を検出することにより、子ペースト収納筒２４内でのペーストの収納量が常時監視されており、親ペースト収納筒２３からペースト充填流路２７を通って子ペースト収納筒２４に充填されるペーストの充填量が予め決められた第１の閾値に達すると、その充填が完了したものとして、仕切り弁用シリンダ２５が動作してロッドを押し込み、仕切り弁３０がペースト充填流路２７を閉じるようにする。また、これとともに、親ペースト収納筒２３へのエア配管チューブ３３からのエア圧の印加が終了する。なお、このときの第１の閾値としては、例えば、上記の０．５ｃｃ程度とするが、これに限るものではない。
【００４７】
なお、ここでは、親ペースト収納筒２３から子ペースト収納筒２４にペーストが充填されるときのみ、親ペースト収納筒２３内にエア配管チューブ３３からエア圧が印加されるものとしたが、ロッドの押し付けによって仕切り弁３０がペースト充填流路２７を閉じることができれば、親ペースト収納筒２３内に常時エア配管チューブ３３からエア圧が印加されていてもよい。
【００４８】
一方、子ペースト収納筒２４では、描画動作によって収納されているペーストが少なくなって、例えば、セットされたガラス基板８でのペーストパターンを描画しきれない量の第２の閾値まで収納量が減少した場合、ファイバセンサ３２はこれを検出してＯＦＦする。また、子ペースト収納筒２４での親ペースト収納筒２３からのペーストの充填による収納量が上記の第１の閾値以上となると、ファイバセンサ３２はこれを検出してＯＮする。
【００４９】
自動運転では、ペーストパターンの描画によって子ペースト収納筒２４内のペーストの収納量が上記の第２の閾値以下となったときには、このときのガラス基板の描画動作が終了すると、ファイバセンサ３２がＯＦＦする。そして、ガラス基板８の搬入出動作が行なわれるが、その動作の時間帯（描画動作でない時間帯）に親ペースト収納筒２３から子ペースト収納筒２４への上記のペースト充填動作が自動的に開始される。そして、子ペースト収納筒２４でのペーストの収納量が上記の第１の閾値以上となると、ファイバセンサ３２がＯＮするとともに、子ペースト収納筒２４への充填動作を終了する。これにより、新たに装着された次のガラス基板８に対して、ペーストパターンの描画動作が行なわれることになる。
【００５０】
ペーストパターンの描画動作の際には、仕切り弁３０が閉じた状態にあって、子ペースト収納筒２４にエア圧をする印加手段としての塗布圧付加用チューブ３１から塗布圧（エア圧）が加えられても、親ペースト収納筒２４側へペーストが逆流することを防止することができる。かかる逆流防止状態で、子ペースト収納筒２４内には、電空レギュレ一夕（図示せず）から塗布圧付加用チューブ３１を介して僅かなエア圧が印加され、ノズル２２から加圧されたペーストが吐出されてガラス基板８（図１）に塗布される。
【００５１】
このため、子ペースト収納筒２４内には、ファイバセンサ３２のＯＮ−ＯＦＦの閥値となる位置でペーストの量がほぼ一定状態で安定し、子ペースト収納筒２４の空き容量の変動を少なくすることができる。ファイバーセンサ３１のＯＮ，ＯＦＦによって子ペースト収納筒２４での充填動作と塗布動作を頻繁に繰り返すことにより、子ペースト収納筒２４内が空になることはないし、また、塗布圧の変動も抑制することができる。
【００５２】
一方、従来のように、親ペースト収納筒２３などのような容積が大きいペースト収納筒のみで管理した場合には、ペーストの消耗に従って空き容積が多くなり、空気が圧縮性流体であるため、圧力を加減調整しても、まず、この圧力の変化が空気に伝達し、しかる後、ペーストに伝達することになるから、ペーストへの圧力調整に時間的な遅れが発生し、その分だけノズルからのペーストの吐出動作に変動が生じて描画処理が不安定となってしまう。その点、本発明では、親ペースト収納筒２３に対して小容積の子ペースト収納筒２４も備えたものであって、この子ペースト収納筒から描画のためのペーストの吐出をするものであるから、この子ペースト収納筒でも、親ペースト収納筒２３と同様に、エア圧を印加しているものの、もともとその容積が小さい上に、ファイバーセンサ３１による監視で空き容積の変動も小さくできることから、印加する圧力を調整する手段都市手の図示しない電空レギュレ一夕の制御への追従性が向上し、吐出量が安定化にする。つまり、このような短時間の周期で子ペースト収納筒２４にシール材２７を補給することにより、子ペースト収納筒２４内のペーストの容量をほぼ一定な状態に保ち、安定した描画処理を行なうことができるようになる。
【００５３】
この実施形態では、子ペースト収納筒２４の容積は約０．５ｃｃであり、親ペースト収納筒２３の容積の約１／２５０倍の割合としているが、通常は１／数１０倍〜１／数１００倍の割合の容積のペースト収納筒を用いてもよい。
【００５４】
また、かつては、ペーストを塗布した後の線幅安定性の問題から、始端と終端、また、コーナ部において、塗布圧を微妙に管理する必要がしばしば生じることもあったが、この実施形態によると、ペーストへの時間遅れのない塗布圧の管理が可能となるので、パターンの末端やユーナ部の描画も安定化するようになった。
【００５５】
ここで、親ペースト収納筒２３では、子ペースト収納筒２４にペーストを圧送するときのみエア配管チューブ３３からエア圧を印加し、子ペースト収納筒２４では、ペーストをガラス基板８に描画するのみ塗布圧付加用チューブ３１からエア圧を印加する。エア圧印加時以外では、親ペースト収納筒２３，子ペースト収納筒２４共に、大気圧に開放した状態としている。
【００５６】
この実施形態と従来のスクリュー式のペースト収納筒を用いたメカシリンジ方式とを保守性の面から比較してみると、先に説明したように、メカシリンジ方式では、複雑な構成の手段からなり、隙間調整が困難であって、洗浄時の保守性が良くない。一方、この実施形態による子ペースト収納筒を用いた方式における洗浄では、親ペースト収納筒２３，子ペースト収納筒２４，仕切り弁３０やペースト充填流路２７を含む流路ブロック２６，ノズル２２，流路ブロック２６に付随するプラグやガスケット類に限られる。仕切り弁３０の駆動源である仕切り弁用シリンダ２５は、ペーストに接することがないので、装置本体側に固定されたままとすることができ、洗浄対象とはならい。従って、上記従来のスクリュー式の塗布ヘッドでの回転翼やその周辺部品の洗浄に比べて、洗浄対象の点数も少なく、複雑な形状もなく、また、分解や再組立に要する時間も大幅に短縮できる。また、組立後の精度調整時間も短縮でき、保守性が格段に向上する。
【００５７】
図５は図３，図４における流路ブロック２６内の構成の一具体例を示す透視図であって、２３ａ，２４ａはペースト収納筒取付部、２７ａはペースト充填流路、２９ａは前壁面、３４は吸入口、３５は排出口であり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００５８】
同図において、弁室２９の前壁面２９ａには、吸入口３４と排出口３５とが設けられており、これら吸入口３４，排出口３５を開閉するように、弁３０（図４）がこの前壁面２９ａに当接したり、それから離れたりする。
【００５９】
親ペースト収納筒２３側のペースト充填流路２７は取付部２３ａに取り付けられている親ペースト収納筒２３をこの弁室２９の吸入口３４に連結するものであり、また、弁室２９の排出口３５は、子ペースト収納筒２４側のペースト充填流路２７ａにより、取付部２４ａに取り付けられている子ペースト収納筒２４からのペースト吐出流路２８に連結されている。
【００６０】
ガラス基板８（図１）にペーストを塗布するときには、弁室２９内では、仕切り弁用シリンダ２５（図４）の作用により、仕切り弁３０によって吸入口３４と排出口３５とが塞がれており、ペースト充填経路２７は遮断状態にある。これにより、子ペースト収納筒２３内のペーストがペースト吐出流路２８を介してノズル２２に送り込まれる。また、子ペースト収納筒２３にペーストを充填するときには、弁室２９内では、仕切り弁用シリンダ２５の作用により、仕切り弁３０が弁室２９の前壁面２９ａから離れて吸入口３４と排出口３５とが開放状態となり、親ペースト収納筒２３と子ペースト収納筒２４とがペースト充填流路２７，２７ａを介して連通した状態となる。これにより、上記のように、親ペースト収納筒２３から子ペースト収納筒２４へペーストが充填される。
【００６１】
図６はこの実施形態でガラス基板８上に塗布するペーストパターンの一具体例を示す図であって、ＰＴａ〜ＰＴｄはペーストパターン、Ｓａ〜ＳｄはペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄの塗布開始位置である。
【００６２】
同図において、この具体例では、図１に示す４個の塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄにより、基板８上に４個のペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄを塗布するものである。これらペーストバターンＰＴａ〜ＰＴｄは、同一形状であって、塗布開始位置Ｓａ〜Ｓｄから終了位置までの２次元経路データが設定されている。
【００６３】
ここで、ペーストパターンＰＴａの塗布開始位置Ｓａは、ガラス基板８の中心０を原点として、座標（Ｘ１，Ｙｌ）に、ペーストパターンＰＴｂの塗布開始位置Ｓｂは、同じく座標（Ｘ２，Ｙ２）に、ペーストパターンＰＴｃの塗布開始位置Ｓｃは、同じく座標（Ｘ３，Ｙ３）にペーストパターンＰＴｄの塗布開始位置Ｓｄは、同じく座標（Ｘ４，Ｙ４）に夫々位置設定されるものとする。
【００６４】
図７は以上の実施形態の図６に示すペーストパターンの塗布描画動作の一具体例を示すフローチャートである。
【００６５】
同図において、まず、電源を投入し（ステップ１００）、装置の初期設定をするステップ（２００）。
【００６６】
この初期設定では、図１において、サーボモータを駆動してθ軸回転テーブル７を回転させることにより、基板保持盤６をθ軸方向に移動させて所定の基準角度に位置決めし、可動部４Ａ，４Ｂと塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのリニアモータを駆動することにより、これら塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄを移動させてそれらのノズル先端のペースト吐出ロを予め決められた所定の原点位置に設定するとともに、ペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄの塗布開始位置から終了位置までの２次元経路データや位置決め用マークデータ，ペースト塗布高さ（各塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄについてのガラス基板８の表面からノズル２２の先端のペースト吐出口までの距離）などの設定を行なう。
【００６７】
これらデータの入力はキーボード１２（図１）から行ない、各入力データは主制御部９（図１）の構成要素であるマイクロコンピュータや副制御部１０（図１）の構成要素であるマイクロコンピュータに内蔵されたＲＡＭに格納するとともに、それら制御部９，１０の外部記億装置として含まれるハードディスクなどの記憶媒体に記憶保管しておく。
【００６８】
以上の初期設定（ステップ２００）の処理が終了すると、次に、ガラス基板８を基板保持盤６上に載置して保持させる（ステップ３００）。
【００６９】
続いて、ガラス基板８の位置決めを行なう（ステップ４００）。この処理では、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの画像認識カメラ１８（図３）のうちのステップ２００で初期設定した任意の画像認識カメラ１８を基板保持盤６に載置したガラス基板８の位置決め用マークを撮影できる位置に位置決めして、この位置決め用マークを撮影する。撮影した位置決め用マークの重心位置の検出結果に基づいてサーボモータでθ軸回転テーブル７を駆動することにより、ガラス基板８のθ軸方向の傾きを補正する。
【００７０】
ステップ４００のガラス基板８の位置決めが終了すると、次に、ペーストの塗布動作が行なわれる（ステップ５００）。塗布動作の詳細を説明する。
【００７１】
まず、ガラス基板８上に未塗布パターンがあるかどうか、即ち、塗布しなければならないが、未だ塗布描画されていないパターンがあるかどうかを確認する。塗布開始時点では、塗布すべき全てのパターンが未塗布であるから、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄを次の塗布開始点へ移動させる。
【００７２】
描画対象とするパターン（ここでは、４個のパターン）が同一形状であることを確認し、同一パターンであれば、同時に塗布可能なバターンであることを確認する。
【００７３】
次に、塗布開始位置に夫々のノズル２２が互いに干渉範囲にあるかどうかの確認を行ない、塗布開始点への移動する処理を行なう。干渉する場合には、停止して待つ待機動作を行なうようにしている。
【００７４】
塗布開始点への移動が終了すると、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのノズル２２のギャップ設定処理を行なう。このギャップとは、ガラス基板８のペースト塗布面からのノズル２２の先端の高さであって、この工程は、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄにおいて、そのＺ軸サーボモータ１５（図２）を駆動してＺ軸テーブル１７（図２）をＺ軸方向に移動させ、夫々のノズル２２の先端のペースト吐出口の位置（ガラス基板８の上面からの距離）を塗布するペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄ（図６）の塗布高さに設定するものである。
【００７５】
このために、まず、各塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄについて、予め設定されているこれらのノズル２２についての初期移動距離データに基いて、これらノズル２２をこの初期移動距離分下降させ、ガラス基板８の表面からの高さを夫々に設けられている距離計（即ち、光学式距離計１９（図３））で計測する。次に、各ノズル２２の先端がペーストパターンを描画する高さに設定されているか否かを塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄ毎に確認し、各々のノズル２２の先端がペーストバターンを描画する高さに設定されている場合には、このギャップ設定の工程が終了となる。
【００７６】
なお、ノズル２２の先端がペーストパターンを描画する高さに設定されていない場合には、このノズルを微小距離下降させ、ガラス基板８のペースト塗布面までの距離を光学式距離計１９で計測し、かかる距離計測とノズル２２の微小距離下降とを繰り返し行なうようにし、全てのノズル２２の先端がペーストパターンを描画する高さに設定されるまでこの処理を繰り返す。
【００７７】
以上のギャップ設定の処理が終了すると、次に、ペースト塗布移動処理を行なう。各塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのノズル２２の先端のペースト吐出口がガラス基板８に対向した状態で、このぺ−ストパターンデータに応じて、塗布ヘッド５Ａ〜５ＤをＸ，Ｙ軸方向に移動させるとともに、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの子ペースト収納筒２４（図３，図４）に僅かなエア圧を印加して、各ノズル２２の先端のペースト吐出口からペーストの吐出を開始させる。これで、ペースト塗布工程（ステップ５００）が行なわれる。
【００７８】
ペースト塗布工程（ステップ５００）が終了すると、次に、基板保持盤６（図１）からペースト塗布が完了したガラス基板６を解除し、このガラス基板８を装置外に排出する（ステップ６００）。複数枚のガラス基板６に同じパターンでペーストパターンを形成する場合には（ステップ７００の“Ｎｏ”）、新たにペーストパターンを塗布描画する基板６について、ステップ３００からの上記の動作が再実行され、その後、全てのガラス基板６についてかかる一連のペーストパターン描画処理が終了すると（ステップ７００の“Ｙｅｓ”）、作業終了となる（ステップ８００）。
【００７９】
以上のように、この実施形態では、子ペースト収納筒２４（図３，図４）を設けることにより、この子ペースト収納筒２４内のペーストに対する塗布圧が終始安定することから、塗布したペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄの塗布開始位置Ｓａ〜Ｓｄや各終了端、また、コーナー部においても、直線部と同様に安定した塗布量とすることができた。
【００８０】
ここで、複数枚のガラス基板６に同じパターンでペーストパターンを形成する（ステップ３００〜７００の繰り返し）処理では、ガラス基板６でのペーストパターンの描画動作が終了する毎に、ガラス基板６の搬出入動作が行なわれるが、この塗布動作を行なわない時間帯を活用して、必要に応じて前述の親ペースト収納筒２４側から子ペースト収納筒２４へのペーストの充填処理や捨て描画処理を行なうようにしている。このようにすることにより、子ペースト収納筒２４へのペーストの補充（充填）は、ガラス基板８の１枚搬入・搬出の度に実行できる。
【００８１】
図８は本発明による塗布ヘッドの他の実施形態を示す構成図であって、３６は超音波センサであり、図４に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００８２】
同図において、この実施形態は、塗布ヘッド５での子ペースト収納筒２４内のペーストの液面レベルを検知する手段として、図４でのファイバセンサ３２に代えて、超音波センサ３６を用いるものである。ペースト液面までの距離を超音波を送信してから受信するまでの時間を検知する点のみが図４に示す構成の塗布ヘッド５と異なるだけで、他の構成及び動作は図４に示す塗布ヘッド５と同じである。
【００８３】
この液面レベルの検知手段としては、子ペースト収納筒２４内のペーストの量を検出することを目的とするものであり、このため、このように超音波を用いる以外でも、子ペースト収納筒２４の外壁面に光学式透過センサを設置する手法や質量計と使って監視する手法などに置き換えても全く問題ない。
【００８４】
以上のように、この実施形態では、親ペースト収納筒２３内のペーストの残存容量の影響を受けなくなったことで、当初の条件設定による塗布圧の設定値のまま、終始安定した描画が可能になった。
【００８５】
また、処理タクトを大きく低減することなく、洗浄などの保守が可能であり、異物の混入リスクを低減できるようにもなった。
【００８６】
さらにまた、通常の塗布ばかりでなく、サックバックによる塗布圧管理時間も低減できることから、始点や終点での端部におけるの描画が安定化する。
【符号の説明】
【００８７】
１ 架台
２Ａ，２Ｂ フレーム
３Ａ，３Ｂ 固定部
４Ａ〜４Ｄ 可動部
５Ａ〜５Ｄ 塗布ヘッド
６ 基板保持盤
７ θ軸回転テーブル
８ ガラス基板
１３ 基台
１４ 検出部
１５ Ｚ軸サーボモータ
１６ Ｚ軸ガイド
１７ Ｚ軸テーブル
１８ 画像認識カメラ
１９ 光学式距離計
２０ ペースト収納／吐出部
２１ ノズル支持具
２２ ノズル
２３ 親ペースト収納筒（親シリンジ）
２４ 子ペースト収納筒（子シリンジ）
２３ａ，２４ａ ペースト収納筒取付部
２５ 仕切り弁用シリンダ
２６ 流路ブロック
２７，２７ａ ペースト充填流路
２８ ペースト吐出流路
２９ 弁室
２９ａ 前壁面
３０ 仕切り弁
３１ 塗布圧付加用チューブ
３２ ファイバセンサ
３３ エア配管チューブ
３４ 吸入口
３５ 排出口
３６ 超音波センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にペーストを定量で塗布する装置及び方法に係り、特に、液晶表示パネルなどの製造過程で用いられるシール材としてのペーストをガラス基板に精度良く塗布するためのペースト塗布ヘッド，ペースト塗布装置及びペースト塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルの製造では、製造コストの低減を図かるために、サイズが大きいガラス基板が用いられ、そのガラス基板の基板面を複数の領域に区分して夫々の領域で同じ形状のペーストパターンを描画し、夫々の領域に分割して分割した領域毎に液晶表示パネルが形成できるようにしている。このように、使用されるガラス基板のサイズが大きくなり、面取り数も多くなって１枚のガラス基板から複数個の液晶表示パネルが得られるようにしている。
【０００３】
そして、このための工夫として、塗布されるペーストであるシール材の寿命も改善されていることから、ガラス基板上に吐出するシール材を収納しておくためのペースト収納筒を容量の大きなものに換える提案がなされている。これにより、ペースト収納筒でのシール材の充填量を多くすることができる。しかしながら、ペースト収納筒に収納されているシール材を、ガラス基板上への所定パターンの描画のために、ノズルからこのガラス基板上に吐出させるためには、ペースト収納筒内にエア圧（空気圧）が加えられるものであるが、ペースト収納筒の容量を大きくすると、シール材がペースト収納筒から吐出されるにつれてペースト収納筒の空き容量（空気が存在する空間）が大きくなり、エア圧を変化させてペースト収納筒内のシール材に加わる圧量を調整しようとしても、この空き容量内の空気を介して圧力がシール材の表面に伝達されることになるので、シール材への加圧力の調整に時間的遅れが生じることになる。このため、微細なペーストパターンを精度良く描画するためには、描画条件、特に、ペースト収納筒内のシール材への加減圧の調整を頻繁に行なうことが必要となり、制御が対応しにくいものとなる。
【０００４】
また、ペースト塗布量を微少化するのに伴い、液晶表示パネルのガラス板の外周部に相当するガラス基板の位置に枠状のパターンでシール材を塗布する場合、シール材の塗布量を少なくする傾向にあり、高精度に安定したシール材の塗布が求められる。このため、ガラス基板の大型化対応とシール材への細かな加減圧調整とを互いに両立させることが難しくなってきている。
【０００５】
これに対して、シール材の吐出量を微調整することができるようにしたものとして、スクリュー式のペースト塗布装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この特許文献１に記載のペースト塗布装置は、加担部にノズルが形成されているシリンダの内部の筒状の空間内に螺旋状の凸状部が２個以上設けられた棒状のスクリューが設けられた構成をなし、このスクリューをサーボモータで回転させ、かつ貯溜容器内に貯溜されているシール材をパイプを介してこのシリンダの内部空間内に供給するようにすることにより、この供給されたシール材は回転するスクリューの凸状部によってノズルから押し出されるものである。ここで、この技術では、スクリューの回転角度に応じて吐出量を制御することができ、これにより、シール材の吐出量のばらつきを少なくできるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１３６３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、スクリュー式のペースト塗布装置では、スクリュー自体やその駆動源となるモータ，モータの制御回路，制御ソフトなど付随する構成部が増加していく。さらに、ペースト収納筒内に充填した後にシール材と接触する構成部品は定期的に洗浄する必要があり、スクリュー部分の分解，組立て時のスクリューの外周とシリンダの内部容器の内壁面とのギャップ管理などの取り扱いが煩雑になり、多大な時間を要すことになる。
【０００９】
また、外部から異物が混入した場合には、構成部品が複雑であるため、分解したときに異物を確実に除去できるかとの懸念があり、洗浄時の保守性を良くできないという問題がある。また、スクリューを回転させるので、駆動部の箇所で磨耗による異物発生も発生しやすくなる。
【００１０】
以上のことから、洗浄時間を要することによるタクト、また、異物の混入リスクの面から問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、かかる問題を解決し、大型ガラス基板へ高精細なシール材の塗布を実現するペースト塗布ヘッド，ペースト塗布装置及びペースト塗布方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明によるペースト塗布ヘッドは、塗布材を収納する塗布材収納筒が充填した塗布材を収納しておく親ペースト収納筒と塗布材を一時的に保存する子ペースト収納筒からなり、親ペースト収納筒と子ペースト収納筒には、エア圧を印加するエア圧印加手段を備え、親ペースト収納筒から塗布材を取り出す取り出し口からの塗布材の流路は仕切り弁に繋がり、仕切り弁からの塗布材の流路は子ペースト収納筒に繋がり、子ペースト収納筒からの塗布材の流路は、塗布材を基板に吐出するノズルに繋がっており、さらに、子ペースト収納筒の上部に塗布材の保存量を検出する塗布材保存量検出手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明によるペースト塗布ヘッドは、親ペースト収納筒のエア圧印加手段が、親ペースト収納筒から子ペースト収納筒に前記塗布材を補給するとき、仕切り弁が開くとともに、親ペースト収納筒内にエア圧を印加し、子ペースト収納筒のエア圧印加手段は、ノズルから塗布材を吐出するとき、仕切り弁が閉じるとともに、子ペースト収納筒内にエア圧を印加することを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、本発明によるペースト塗布ヘッドは、子ペースト収納筒の塗布材保存量検出手段が、塗布材の液面での光学的反射光を受光して塗布材の保存量を検出するセンサであることを特徴とするものである。
【００１５】
さらにまた、本発明によるペースト塗布ヘッドは、子ペースト収納筒の容積が、親ペースト収納筒の容積に比べて十分小さいことを特徴とするものである。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明によるペースト塗布装置は、塗布材を充填した塗布材収納筒と塗布材収納筒からの塗布材料を吐出するノズル吐出口とを備えた１または複数の塗布ヘッドを移動可能に設けられたガントリが１または複数台架台上に設置され、架台上に設置された基板載置テーブルに搭載された基板に対してガントリが移動し、ガントリに対して塗布ヘッドが移動することにより、基板に対して塗布ヘッドが移動し、ノズル吐出口から基板上に塗布材を吐出させるものであって、塗布ヘッドの塗布材を収納する塗布材収納筒は、充填した塗布材を収納しておく親ペースト収納筒と塗布材を一時的に保存する子ペースト収納筒とからなり、親ペースト収納筒と子ペースト収納筒は、エア圧を印加する手段を備え、親ペースト収納筒から塗布材を取り出す取り出し口からの塗布材の流路は仕切り弁に繋がり、仕切り弁からの塗布材の流路は子ペースト収納筒に繋がり、子ペースト収納筒からの塗布材の流路は、塗布材を基板に吐出するノズルに繋がっており、さらに、子ペースト収納筒の上部に塗布材の保存量を検出する塗布材保存量検出手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明によるペースト塗布装置は、親ペースト収納筒のエア圧印加手段が、親ペースト収納筒から子ペースト収納筒に塗布材を補給するとき、仕切り弁が開くとともに、親ペースト収納筒内にエア圧を印加し、子ペースト収納筒のエア圧印加手段は、ノズルから塗布材を吐出するとき、仕切り弁が閉じるとともに、子ペースト収納筒内にエア圧を印加することを特徴とするものである。
【００１８】
さらに、本発明によるペースト塗布装置は、子ペースト収納筒の塗布材保存量検出手段が、塗布材の液面での光学的反射光を受光して塗布材の保存量を検出するセンサであることを特徴とするものである。
【００１９】
さらにまた、本発明によるペースト塗布装置は、子ペースト収納筒の容積が、親ペースト収納筒の容積に比べて十分小さいことを特徴とするものである。
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明によるペースト塗布方法は、塗布材を充填した塗布材収納筒と塗布材収納筒からの塗布材料を吐出するノズル吐出口とを備えた１または複数の塗布ヘッドを移動可能に設けられたガントリが１または複数台架台上に設置され、架台上に設置された基板載置テーブルに搭載された基板に対してガントリが移動し、ガントリに対して塗布ヘッドが移動することにより、基板に対して塗布ヘッドが移動し、ノズル吐出口から基板上に塗布材を吐出させるものであって、塗布ヘッドの塗布材を収納する塗布材収納筒は、充填した塗布材を収納しておく親ペースト収納筒と塗布材を一時的に保存する子ペースト収納筒とからなり、親ペースト収納筒と子ペースト収納筒は、エア圧を印加可能とし、親ペースト収納筒から塗布材を取り出す取り出し口からの塗布材の流路は仕切り弁に繋がり、仕切り弁からの塗布材の流路は子ペースト収納筒に繋がり、子ペースト収納筒からの塗布材の流路は、塗布材を基板に吐出するノズルに繋がっており、さらに、子ペースト収納筒の上部に塗布材の保存量を検出して、子ペースト収納筒内の塗布材の減少に応じて親ペースト収納筒から塗布材を定期的に補充しながら基板上に塗布材を塗布することを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明によるペースト塗布方法は、親ペースト収納筒から子ペースト収納筒に塗布材を補給するとき、仕切り弁が開くとともに、親ペースト収納筒内にエア圧を印加し、ノズルから塗布材を吐出するとき、仕切り弁が閉じるとともに、子ペースト収納筒内にエア圧を印加することを特徴とするものである。
【００２２】
さらに、本発明によるペースト塗布方法は、子ペースト収納筒内の塗布材保存量が、子ペースト収納筒内での塗布材の液面での光学的反射光を受光して検出することを特徴とするものである。
【００２３】
さらにまた、本発明によるペースト塗布方法は、子ペースト収納筒の容積が、親ペースト収納筒の容積に比べて十分小さいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
ペーストの収納容量の大きい親ペースト収納筒と収納容量が小さい子ペースト収納筒を用い、子ペースト収納筒のペーストをノズルから吐出し、親ペースト収納筒から子ペースト収納筒にペーストを補給を行なうものであるから、子ペースト収納筒でのペーストへの加減圧調整が精度良く行なうことができ、ペーストの塗布料を少なくできて微細な塗布ペーストパターンを高精度に形成することができるし、子ペースト収納筒へのペーストの補強を簡単に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明によるペースト塗布装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１における塗布ヘッドの一実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示す塗布ヘッドのペースト収納／吐出部２０の一具体例を示す外観斜視図である。
【図４】図３での各部をより詳細に示す図である。
【図５】図３，図４における流路ブロック内の構成の一具体例を示す透視図である。
【図６】図１に示す実施形態でガラス基板上に塗布するペーストパターンの一具体例を示す図である。
【図７】図１に示す実施形態の図５に示すペーストパターンの塗布描画動作の一具体例を示すフローチャートである。
【図８】本発明による塗布ヘッドの他の実施形態を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【００２７】
図１は本発明によるペースト塗布装置の一実施形態を示す斜視図であって、１は架台、２Ａ，２Ｂはフレーム、３Ａ，３Ｂは固定部、４Ａ〜４Ｄは可動部、５Ａ〜５Ｄは塗布ヘッド、６は基板保持盤、７はθ軸回転テーブル、８はガラス基板、９は主制御部、１０は副制御部、１１はモニタ、１２はキーボードである。
【００２８】
同図において、架台１上には、この架台１のＸ軸方向の２つの辺部に沿って夫々固定部３Ａ，３Ｂが設けられ、一方の固定部３Ａに２つの可動部４Ａ，４Ｃが、他方の固定部３Ｂに２つの可動部４Ｂ，４Ｄが夫々設けられて居る。そして、対向して配置される可動部４Ａ，４Ｂの一方から他方にわたってＹ軸方向に沿ってフレーム２Ａが設けられ、対向して配置される可動部４Ｃ，４Ｄの一方から他方にわたってＹ軸方向に沿ってフレーム２Ｂが設けられている。これら固定部３Ａ，３Ｂと可動部４Ａ〜４Ｄとフレーム２Ａ，２Ｂとが、塗布ヘッド５Ａ〜５ＤのＸ軸駆動機構をなしている。
【００２９】
フレーム２Ａには、２つの塗布ヘッド５Ａ，５Ｂがこのフレーム２Ａの長手方向（即ち、Ｙ方向）に移動可能に設けられており、また、フレーム２Ｂには、２つの塗布ヘッド５Ｃ，５Ｄがこのフレーム２Ｂの長手方向（即ち、Ｙ方向）に移動可能に設けられている。かかる移動のための駆動機構はフレーム２Ａ，２Ｂと塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄに設けられており、以下では、かかる駆動機構をＹ軸駆動機構と称する場合もある。
【００３０】
架台１上のＸ軸駆動機構の固定部３Ａ，３Ｂ間には、基板保持盤６が設けられているが、かつこの基板保持盤６をθ軸方向に回転可能とするために、θ軸回転テーブル７が設けられてこのθ軸回転テーブル７上に基板保持盤６が設けられている。この基板保持盤６上にガラス基板８が吸着保持される。また、架台１には、モニタ１１やキーボード１２を設けており、主制御部９や副制御部１０などを内蔵している。
【００３１】
図２は図１における塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの一実施形態の概略構成を示す斜視図であって、１３は基台、１４は検出部、１５はＺ軸サーボモータ、１６はＺ軸ガイド、１７はＺ軸テーブル、１８は画像認識カメラ、１９は光学式距離計、２０はペースト収納／吐出部、２１はノズル支持具、２２はノズルである。
【００３２】
なお、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの構成，動作は同じであるので、これらを総称して、塗布ヘッド５ということになる。
【００３３】
同図において、塗布ヘッド５の基台１３はフレーム２Ａ，２ＢにＹ軸方向に移動可能に取り付けられているものであって、この架台１３に設けられている検出部１４により、塗布ヘッド５のフレーム２Ａ，２Ｂ上の位置、即ち、基板保持盤６（図１）でのＹ軸方向の位置が検出される。
【００３４】
この基台１３には、Ｚ軸サーボモータ１５が設けられてＺ軸ガイド１６が取り付けられており、このＺ軸ガイド１６にＺ軸テーブル１７が、Ｚ軸ガイド１６に対してＺ軸方向（上下方向）に移動可能に、取り付けられている。さらに、このＺ軸テーブル１７に光学式距離計１９と画像認識カメラ１８とが設けられ、この光学式距離計１９にペースト収納／吐出部２０が設けられている。
【００３５】
Ｚ軸サーボモータ１５は、Ｚ軸テーブル１７上に設置された光学式距離計１９の検出結果に基づく副制御部１０（図１）の制御により、Ｚ軸ガイド１６に沿ってペースト収納／吐出部２０や光学式距離計１９，画像認識カメラ１８をＺ軸方向に駆動する。
【００３６】
ペースト収納／吐出部２０の下端には、ノズル支持具２１が設けられており、その先端部には、ガラス基板８（図１）に向けてペースト吐出口が開いているノズル２２が取り付けられている。ペースト収納／吐出部２０とノズル２２とは、ノズル支持具２１を介して連通しており、ノズル２２のペースト吐出口の位置は、ガラス基板８の上面において、光学式光学式距離計１９の距離計測光の反射点からずれているが、極めて接近している。そのずれ量は、ガラス基板８の表面の凹凸によって影響されない程度に設定されているので、光学式距離計１９の計測結果に基いてＺ軸サーボモータ１５を制御することにより、ガラス基板８の表面のうねり（凹凸）に合わせてノズル２２の先端部を上下させることにより、ガラス基板８の表面（上面）までの垂直距離（間隔）を常に一定に維持することができる。
【００３７】
図３は図２に示す塗布ヘッド５のペースト収納／吐出部２０の一具体例を示す外観斜視図であって、２３は親ペースト収納筒（親シリンジ）、２４は子ペースト収納筒（子シリンジ）、２５は仕切り弁用シリンダ、２６は流路ブロックであり、図２に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００３８】
同図において、ペースト収納／吐出部２０はペーストの貯蔵と吐出との２つの機能を有しており、ペーストの貯蔵機能を実行するための親ペースト収納筒２３とペースト吐出機能を実行するための子ペースト収納筒２４とから構成される点が大きな特徴となっている。親ペースト収納筒２３は、補充された塗布材（ここでは、シール材としてのペーストとする）を収納しておく機能を持つペースト収納筒であり、子ペースト収納筒２４は、ほぼ一定の塗布圧でペーストをノズル２２から吐出して描画を行なう機能を持つペースト収納筒である。
【００３９】
この実施形態では、親ペースト収納筒２３として、従来の容量１２０ｃｃの標準シリンジを用いており、ペーストの充填は、専用の治具を使用しながら親ペースト収納筒２３の上部からペーストを投入することによって行なわれる。この親ペースト収納筒２３としては、市販の充填済みペースト収納筒を使用することも可能であり、そのときには、ネジ式ルアーテーパー仕様に変更することで対応すればよい。また、ペースト塗布用の加圧は行なわないため、プラスチック製シリンジを使用することもできる。
【００４０】
子ペースト収納筒２４には、描画のためにノズル２２から吐出されるペーストが収納されており、この子ペースト収納筒には、親ペースト収納筒２３に貯蔵されているペーストが充填される。子ペースト収納筒２４の容積は約０．５ｃｃであり、親ペースト収納筒２３の容積（１２０ｃｃ）の約１／２５０倍の割合にしているが、通常は１／数１０倍から１／数１００倍程度の割合の容積のペースト収納筒を用いてよい。
【００４１】
流量ブロック２６には、子ペースト収納筒２４からノイズ支持具２１に至るペースト吐出流路と、親ペースト収納筒２３から子ペースト収納筒にペーストを充填するためのペースト充填流路とが設けられている。仕切り弁用シリンダ２５は、親ペースト収納筒２３から子ペースト収納筒２４までのこのペースト充填流路を開閉する仕切り弁を動作させるためのものである。
【００４２】
図４は図３での各部をより詳細に示す図であって、２７は親ペースト収納筒２３側のペースト充填流路、２８はペースト吐出流路、２９は弁室、３０は仕切り弁、３１は塗布圧付加用チューブ、３２はファイバセンサ、３３はエア配管チューブであり、図３に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００４３】
同図において、親ペースト収納筒２３には、その下端部にペースト充填流路２７の一方の端部が接続されており、このペースト充填流路２７の他方の端部は仕切り弁３０が収納されている弁室２９に接続されている。これを親ペースト収納筒２３側のペースト充填流路２７という。また、図示しないが、この弁室２９からペースト吐出流路２８に連結したペースト充填流路、即ち、子ペースト収納筒２４側のペースト充填流路が接続されている。
【００４４】
通常、仕切り弁３０は、仕切り弁用シリンダ２５が動作することによってロッド（図示せず）が押されていることにより、親ペースト収納筒２３側のペースト充填流路２７を閉じており、これにより、ペースト充填流路全体が仕切り弁３０によって閉状態に維持されているが、親ペースト収納筒２３に貯蔵されているペーストを子ペースト収納筒２４に充填するときには、仕切り弁用シリンダ２５が作動してロッドが仕切り弁３０を引く。このとき、親ペースト収納筒２３側のペースト充填流路２７内には、親ペースト収納筒２３からのペーストが充填されているが、ロッドによって仕切り弁３０が引かれると、親ペースト収納筒２３側のペースト充填流路２７が開放される。これにより、ペースト充填流路全体が開状態となる。また、このときには、親ペースト収納筒２３内にエア圧を印加する手段としてのエア配管チューブ３３からエア圧が印加され、これにより、親ペースト収納筒２３からペースト充填流路２７を介して子ペースト収納筒２４にペーストが圧送され、この子ペースト収納筒２４に充填される。
【００４５】
ここで、ペースト充填流路２７を介してペーストを圧送するときに発生するペーストの圧力は子ペースト収納筒２４からのペースト吐出流路２８を介してノズル２２側にも加わるが、ノズル２２の孔径に比べ、子ペースト収納筒２４の内径がはるかに大きいので、ペーストのほとんど全てが子ペースト収納筒２４側に圧送される。また、ペーストの物性によっては、ノズル２２からペーストが漏れ出す恐れもあるが、その場合には、ノズル２２の清掃動作における捨て描画（本来の描画位置とは異なる位置でペーストを吐出する処理）を行なうことによって、ノズル２２に無駄に付着したペーストを取り除くようにする。
【００４６】
子ペースト収納筒２４では、その上部側に設置されたファイバセンサ３２が子ペースト収納筒２４内のペーストの液面位置を検出することにより、子ペースト収納筒２４内でのペーストの収納量が常時監視されており、親ペースト収納筒２３からペースト充填流路２７を通って子ペースト収納筒２４に充填されるペーストの充填量が予め決められた第１の閾値に達すると、その充填が完了したものとして、仕切り弁用シリンダ２５が動作してロッドを押し込み、仕切り弁３０がペースト充填流路２７を閉じるようにする。また、これとともに、親ペースト収納筒２３へのエア配管チューブ３３からのエア圧の印加が終了する。なお、このときの第１の閾値としては、例えば、上記の０．５ｃｃ程度とするが、これに限るものではない。
【００４７】
なお、ここでは、親ペースト収納筒２３から子ペースト収納筒２４にペーストが充填されるときのみ、親ペースト収納筒２３内にエア配管チューブ３３からエア圧が印加されるものとしたが、ロッドの押し付けによって仕切り弁３０がペースト充填流路２７を閉じることができれば、親ペースト収納筒２３内に常時エア配管チューブ３３からエア圧が印加されていてもよい。
【００４８】
一方、子ペースト収納筒２４では、描画動作によって収納されているペーストが少なくなって、例えば、セットされたガラス基板８でのペーストパターンを描画しきれない量の第２の閾値まで収納量が減少した場合、ファイバセンサ３２はこれを検出してＯＦＦする。また、子ペースト収納筒２４での親ペースト収納筒２３からのペーストの充填による収納量が上記の第１の閾値以上となると、ファイバセンサ３２はこれを検出してＯＮする。
【００４９】
自動運転では、ペーストパターンの描画によって子ペースト収納筒２４内のペーストの収納量が上記の第２の閾値以下となったときには、このときのガラス基板の描画動作が終了すると、ファイバセンサ３２がＯＦＦする。そして、ガラス基板８の搬入出動作が行なわれるが、その動作の時間帯（描画動作でない時間帯）に親ペースト収納筒２３から子ペースト収納筒２４への上記のペースト充填動作が自動的に開始される。そして、子ペースト収納筒２４でのペーストの収納量が上記の第１の閾値以上となると、ファイバセンサ３２がＯＮするとともに、子ペースト収納筒２４への充填動作を終了する。これにより、新たに装着された次のガラス基板８に対して、ペーストパターンの描画動作が行なわれることになる。
【００５０】
ペーストパターンの描画動作の際には、仕切り弁３０が閉じた状態にあって、子ペースト収納筒２４にエア圧をする印加手段としての塗布圧付加用チューブ３１から塗布圧（エア圧）が加えられても、親ペースト収納筒２４側へペーストが逆流することを防止することができる。かかる逆流防止状態で、子ペースト収納筒２４内には、電空レギュレ一夕（図示せず）から塗布圧付加用チューブ３１を介して僅かなエア圧が印加され、ノズル２２から加圧されたペーストが吐出されてガラス基板８（図１）に塗布される。
【００５１】
このため、子ペースト収納筒２４内には、ファイバセンサ３２のＯＮ−ＯＦＦの閥値となる位置でペーストの量がほぼ一定状態で安定し、子ペースト収納筒２４の空き容量の変動を少なくすることができる。ファイバーセンサ３１のＯＮ，ＯＦＦによって子ペースト収納筒２４での充填動作と塗布動作を頻繁に繰り返すことにより、子ペースト収納筒２４内が空になることはないし、また、塗布圧の変動も抑制することができる。
【００５２】
一方、従来のように、親ペースト収納筒２３などのような容積が大きいペースト収納筒のみで管理した場合には、ペーストの消耗に従って空き容積が多くなり、空気が圧縮性流体であるため、圧力を加減調整しても、まず、この圧力の変化が空気に伝達し、しかる後、ペーストに伝達することになるから、ペーストへの圧力調整に時間的な遅れが発生し、その分だけノズルからのペーストの吐出動作に変動が生じて描画処理が不安定となってしまう。その点、本発明では、親ペースト収納筒２３に対して小容積の子ペースト収納筒２４も備えたものであって、この子ペースト収納筒から描画のためのペーストの吐出をするものであるから、この子ペースト収納筒でも、親ペースト収納筒２３と同様に、エア圧を印加しているものの、もともとその容積が小さい上に、ファイバーセンサ３１による監視で空き容積の変動も小さくできることから、印加する圧力を調整する手段都市手の図示しない電空レギュレ一夕の制御への追従性が向上し、吐出量が安定化にする。つまり、このような短時間の周期で子ペースト収納筒２４にシール材２７を補給することにより、子ペースト収納筒２４内のペーストの容量をほぼ一定な状態に保ち、安定した描画処理を行なうことができるようになる。
【００５３】
この実施形態では、子ペースト収納筒２４の容積は約０．５ｃｃであり、親ペースト収納筒２３の容積の約１／２５０倍の割合としているが、通常は１／数１０倍〜１／数１００倍の割合の容積のペースト収納筒を用いてもよい。
【００５４】
また、かつては、ペーストを塗布した後の線幅安定性の問題から、始端と終端、また、コーナ部において、塗布圧を微妙に管理する必要がしばしば生じることもあったが、この実施形態によると、ペーストへの時間遅れのない塗布圧の管理が可能となるので、パターンの末端やユーナ部の描画も安定化するようになった。
【００５５】
ここで、親ペースト収納筒２３では、子ペースト収納筒２４にペーストを圧送するときのみエア配管チューブ３３からエア圧を印加し、子ペースト収納筒２４では、ペーストをガラス基板８に描画するのみ塗布圧付加用チューブ３１からエア圧を印加する。エア圧印加時以外では、親ペースト収納筒２３，子ペースト収納筒２４共に、大気圧に開放した状態としている。
【００５６】
この実施形態と従来のスクリュー式のペースト収納筒を用いたメカシリンジ方式とを保守性の面から比較してみると、先に説明したように、メカシリンジ方式では、複雑な構成の手段からなり、隙間調整が困難であって、洗浄時の保守性が良くない。一方、この実施形態による子ペースト収納筒を用いた方式における洗浄では、親ペースト収納筒２３，子ペースト収納筒２４，仕切り弁３０やペースト充填流路２７を含む流路ブロック２６，ノズル２２，流路ブロック２６に付随するプラグやガスケット類に限られる。仕切り弁３０の駆動源である仕切り弁用シリンダ２５は、ペーストに接することがないので、装置本体側に固定されたままとすることができ、洗浄対象とはならい。従って、上記従来のスクリュー式の塗布ヘッドでの回転翼やその周辺部品の洗浄に比べて、洗浄対象の点数も少なく、複雑な形状もなく、また、分解や再組立に要する時間も大幅に短縮できる。また、組立後の精度調整時間も短縮でき、保守性が格段に向上する。
【００５７】
図５は図３，図４における流路ブロック２６内の構成の一具体例を示す透視図であって、２３ａ，２４ａはペースト収納筒取付部、２７ａはペースト充填流路、２９ａは前壁面、３４は吸入口、３５は排出口であり、前出図面に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００５８】
同図において、弁室２９の前壁面２９ａには、吸入口３４と排出口３５とが設けられており、これら吸入口３４，排出口３５を開閉するように、弁３０（図４）がこの前壁面２９ａに当接したり、それから離れたりする。
【００５９】
親ペースト収納筒２３側のペースト充填流路２７は取付部２３ａに取り付けられている親ペースト収納筒２３をこの弁室２９の吸入口３４に連結するものであり、また、弁室２９の排出口３５は、子ペースト収納筒２４側のペースト充填流路２７ａにより、取付部２４ａに取り付けられている子ペースト収納筒２４からのペースト吐出流路２８に連結されている。
【００６０】
ガラス基板８（図１）にペーストを塗布するときには、弁室２９内では、仕切り弁用シリンダ２５（図４）の作用により、仕切り弁３０によって吸入口３４と排出口３５とが塞がれており、ペースト充填経路２７は遮断状態にある。これにより、子ペースト収納筒２３内のペーストがペースト吐出流路２８を介してノズル２２に送り込まれる。また、子ペースト収納筒２３にペーストを充填するときには、弁室２９内では、仕切り弁用シリンダ２５の作用により、仕切り弁３０が弁室２９の前壁面２９ａから離れて吸入口３４と排出口３５とが開放状態となり、親ペースト収納筒２３と子ペースト収納筒２４とがペースト充填流路２７，２７ａを介して連通した状態となる。これにより、上記のように、親ペースト収納筒２３から子ペースト収納筒２４へペーストが充填される。
【００６１】
図６はこの実施形態でガラス基板８上に塗布するペーストパターンの一具体例を示す図であって、ＰＴａ〜ＰＴｄはペーストパターン、Ｓａ〜ＳｄはペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄの塗布開始位置である。
【００６２】
同図において、この具体例では、図１に示す４個の塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄにより、基板８上に４個のペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄを塗布するものである。これらペーストバターンＰＴａ〜ＰＴｄは、同一形状であって、塗布開始位置Ｓａ〜Ｓｄから終了位置までの２次元経路データが設定されている。
【００６３】
ここで、ペーストパターンＰＴａの塗布開始位置Ｓａは、ガラス基板８の中心０を原点として、座標（Ｘ１，Ｙｌ）に、ペーストパターンＰＴｂの塗布開始位置Ｓｂは、同じく座標（Ｘ２，Ｙ２）に、ペーストパターンＰＴｃの塗布開始位置Ｓｃは、同じく座標（Ｘ３，Ｙ３）にペーストパターンＰＴｄの塗布開始位置Ｓｄは、同じく座標（Ｘ４，Ｙ４）に夫々位置設定されるものとする。
【００６４】
図７は以上の実施形態の図６に示すペーストパターンの塗布描画動作の一具体例を示すフローチャートである。
【００６５】
同図において、まず、電源を投入し（ステップ１００）、装置の初期設定をするステップ（２００）。
【００６６】
この初期設定では、図１において、サーボモータを駆動してθ軸回転テーブル７を回転させることにより、基板保持盤６をθ軸方向に移動させて所定の基準角度に位置決めし、可動部４Ａ，４Ｂと塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのリニアモータを駆動することにより、これら塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄを移動させてそれらのノズル先端のペースト吐出ロを予め決められた所定の原点位置に設定するとともに、ペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄの塗布開始位置から終了位置までの２次元経路データや位置決め用マークデータ，ペースト塗布高さ（各塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄについてのガラス基板８の表面からノズル２２の先端のペースト吐出口までの距離）などの設定を行なう。
【００６７】
これらデータの入力はキーボード１２（図１）から行ない、各入力データは主制御部９（図１）の構成要素であるマイクロコンピュータや副制御部１０（図１）の構成要素であるマイクロコンピュータに内蔵されたＲＡＭに格納するとともに、それら制御部９，１０の外部記億装置として含まれるハードディスクなどの記憶媒体に記憶保管しておく。
【００６８】
以上の初期設定（ステップ２００）の処理が終了すると、次に、ガラス基板８を基板保持盤６上に載置して保持させる（ステップ３００）。
【００６９】
続いて、ガラス基板８の位置決めを行なう（ステップ４００）。この処理では、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの画像認識カメラ１８（図３）のうちのステップ２００で初期設定した任意の画像認識カメラ１８を基板保持盤６に載置したガラス基板８の位置決め用マークを撮影できる位置に位置決めして、この位置決め用マークを撮影する。撮影した位置決め用マークの重心位置の検出結果に基づいてサーボモータでθ軸回転テーブル７を駆動することにより、ガラス基板８のθ軸方向の傾きを補正する。
【００７０】
ステップ４００のガラス基板８の位置決めが終了すると、次に、ペーストの塗布動作が行なわれる（ステップ５００）。塗布動作の詳細を説明する。
【００７１】
まず、ガラス基板８上に未塗布パターンがあるかどうか、即ち、塗布しなければならないが、未だ塗布描画されていないパターンがあるかどうかを確認する。塗布開始時点では、塗布すべき全てのパターンが未塗布であるから、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄを次の塗布開始点へ移動させる。
【００７２】
描画対象とするパターン（ここでは、４個のパターン）が同一形状であることを確認し、同一パターンであれば、同時に塗布可能なバターンであることを確認する。
【００７３】
次に、塗布開始位置に夫々のノズル２２が互いに干渉範囲にあるかどうかの確認を行ない、塗布開始点への移動する処理を行なう。干渉する場合には、停止して待つ待機動作を行なうようにしている。
【００７４】
塗布開始点への移動が終了すると、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのノズル２２のギャップ設定処理を行なう。このギャップとは、ガラス基板８のペースト塗布面からのノズル２２の先端の高さであって、この工程は、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄにおいて、そのＺ軸サーボモータ１５（図２）を駆動してＺ軸テーブル１７（図２）をＺ軸方向に移動させ、夫々のノズル２２の先端のペースト吐出口の位置（ガラス基板８の上面からの距離）を塗布するペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄ（図６）の塗布高さに設定するものである。
【００７５】
このために、まず、各塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄについて、予め設定されているこれらのノズル２２についての初期移動距離データに基いて、これらノズル２２をこの初期移動距離分下降させ、ガラス基板８の表面からの高さを夫々に設けられている距離計（即ち、光学式距離計１９（図３））で計測する。次に、各ノズル２２の先端がペーストパターンを描画する高さに設定されているか否かを塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄ毎に確認し、各々のノズル２２の先端がペーストバターンを描画する高さに設定されている場合には、このギャップ設定の工程が終了となる。
【００７６】
なお、ノズル２２の先端がペーストパターンを描画する高さに設定されていない場合には、このノズルを微小距離下降させ、ガラス基板８のペースト塗布面までの距離を光学式距離計１９で計測し、かかる距離計測とノズル２２の微小距離下降とを繰り返し行なうようにし、全てのノズル２２の先端がペーストパターンを描画する高さに設定されるまでこの処理を繰り返す。
【００７７】
以上のギャップ設定の処理が終了すると、次に、ペースト塗布移動処理を行なう。各塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄのノズル２２の先端のペースト吐出口がガラス基板８に対向した状態で、このぺ−ストパターンデータに応じて、塗布ヘッド５Ａ〜５ＤをＸ，Ｙ軸方向に移動させるとともに、塗布ヘッド５Ａ〜５Ｄの子ペースト収納筒２４（図３，図４）に僅かなエア圧を印加して、各ノズル２２の先端のペースト吐出口からペーストの吐出を開始させる。これで、ペースト塗布工程（ステップ５００）が行なわれる。
【００７８】
ペースト塗布工程（ステップ５００）が終了すると、次に、基板保持盤６（図１）からペースト塗布が完了したガラス基板６を解除し、このガラス基板８を装置外に排出する（ステップ６００）。複数枚のガラス基板６に同じパターンでペーストパターンを形成する場合には（ステップ７００の“Ｎｏ”）、新たにペーストパターンを塗布描画する基板６について、ステップ３００からの上記の動作が再実行され、その後、全てのガラス基板６についてかかる一連のペーストパターン描画処理が終了すると（ステップ７００の“Ｙｅｓ”）、作業終了となる（ステップ８００）。
【００７９】
以上のように、この実施形態では、子ペースト収納筒２４（図３，図４）を設けることにより、この子ペースト収納筒２４内のペーストに対する塗布圧が終始安定することから、塗布したペーストパターンＰＴａ〜ＰＴｄの塗布開始位置Ｓａ〜Ｓｄや各終了端、また、コーナー部においても、直線部と同様に安定した塗布量とすることができた。
【００８０】
ここで、複数枚のガラス基板６に同じパターンでペーストパターンを形成する（ステップ３００〜７００の繰り返し）処理では、ガラス基板６でのペーストパターンの描画動作が終了する毎に、ガラス基板６の搬出入動作が行なわれるが、この塗布動作を行なわない時間帯を活用して、必要に応じて前述の親ペースト収納筒２４側から子ペースト収納筒２４へのペーストの充填処理や捨て描画処理を行なうようにしている。このようにすることにより、子ペースト収納筒２４へのペーストの補充（充填）は、ガラス基板８の１枚搬入・搬出の度に実行できる。
【００８１】
図８は本発明による塗布ヘッドの他の実施形態を示す構成図であって、３６は超音波センサであり、図４に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００８２】
同図において、この実施形態は、塗布ヘッド５での子ペースト収納筒２４内のペーストの液面レベルを検知する手段として、図４でのファイバセンサ３２に代えて、超音波センサ３６を用いるものである。ペースト液面までの距離を超音波を送信してから受信するまでの時間を検知する点のみが図４に示す構成の塗布ヘッド５と異なるだけで、他の構成及び動作は図４に示す塗布ヘッド５と同じである。
【００８３】
この液面レベルの検知手段としては、子ペースト収納筒２４内のペーストの量を検出することを目的とするものであり、このため、このように超音波を用いる以外でも、子ペースト収納筒２４の外壁面に光学式透過センサを設置する手法や質量計と使って監視する手法などに置き換えても全く問題ない。
【００８４】
以上のように、この実施形態では、親ペースト収納筒２３内のペーストの残存容量の影響を受けなくなったことで、当初の条件設定による塗布圧の設定値のまま、終始安定した描画が可能になった。
【００８５】
また、処理タクトを大きく低減することなく、洗浄などの保守が可能であり、異物の混入リスクを低減できるようにもなった。
【００８６】
さらにまた、通常の塗布ばかりでなく、サックバックによる塗布圧管理時間も低減できることから、始点や終点での端部におけるの描画が安定化する。
【符号の説明】
【００８７】
１ 架台
２Ａ，２Ｂ フレーム
３Ａ，３Ｂ 固定部
４Ａ〜４Ｄ 可動部
５Ａ〜５Ｄ 塗布ヘッド
６ 基板保持盤
７ θ軸回転テーブル
８ ガラス基板
１３ 基台
１４ 検出部
１５ Ｚ軸サーボモータ
１６ Ｚ軸ガイド
１７ Ｚ軸テーブル
１８ 画像認識カメラ
１９ 光学式距離計
２０ ペースト収納／吐出部
２１ ノズル支持具
２２ ノズル
２３ 親ペースト収納筒（親シリンジ）
２４ 子ペースト収納筒（子シリンジ）
２３ａ，２４ａ ペースト収納筒取付部
２５ 仕切り弁用シリンダ
２６ 流路ブロック
２７，２７ａ ペースト充填流路
２８ ペースト吐出流路
２９ 弁室
２９ａ 前壁面
３０ 仕切り弁
３１ 塗布圧付加用チューブ
３２ ファイバセンサ
３３ エア配管チューブ
３４ 吸入口
３５ 排出口
３６ 超音波センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布材を収納する塗布材収納筒は充填した該塗布材を収納しておく親ペースト収納筒と該塗布材を一時的に保存する子ペースト収納筒から成り、
該親ペースト収納筒と該子ペースト収納筒には、エア圧を印加するエア圧印加手段を備え、
該親ペースト収納筒から該塗布材を取り出す取り出し口からの該塗布材の流路は仕切り弁に繋がり、該仕切り弁からの該塗布材の流路は該子ペースト収納筒に繋がり、
該子ペースト収納筒からの該塗布材の流路は、該塗布材を基板に吐出するノズルに繋がっており、
さらに、該子ペースト収納筒の上部に該塗布材の保存量を検出する塗布材保存量検出手段を備えたことを特徴とするペースト塗布ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、
前記親ペースト収納筒の前記エア圧印加手段は、前記親ペースト収納筒から前記子ペースト収納筒に前記塗布材を補給するとき、前記仕切り弁が開くとともに、前記親ペースト収納筒内にエア圧を印加し、
前記子ペースト収納筒の前記エア圧印加手段は、前記ノズルから前記塗布材を吐出するとき、前記仕切り弁が閉じるとともに、前記子ペースト収納筒内にエア圧を印加する
ことを特徴とするペースト塗布ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記子ペースト収納筒の前記塗布材保存量検出手段は、前記塗布材の液面での光学的反射光を受光して前記塗布材の保存量を検出するセンサであることを特徴とするペースト塗布ヘッド。
【請求項４】
請求項１，２または３において、
前記子ペースト収納筒の容積は、前記親ペースト収納筒の容積に比べて十分小さいことを特徴とするペースト塗布ヘッド。
【請求項５】
塗布材を充填した塗布材収納筒と該塗布材収納筒からの塗布材料を吐出するノズル吐出口とを備えた１または複数の塗布ヘッドを移動可能に設けられたガントリが１または複数台架台上に設置され、該架台上に設置された基板載置テーブルに搭載された基板に対して該ガントリが移動し、該ガントリに対して該塗布ヘッドが移動することにより、該基板に対して該塗布ヘッドが移動し、該ノズル吐出口から該基板上に該塗布材を吐出させる塗布装置において、
該塗布ヘッドの塗布材を収納する該塗布材収納筒は、充填した該塗布材を収納しておく親ペースト収納筒と該塗布材を一時的に保存する子ペースト収納筒とからなり、
該親ペースト収納筒と該子ペースト収納筒は、エア圧を印加する手段を備え、
該親ペースト収納筒から該塗布材を取り出す取り出し口からの該塗布材の流路は仕切り弁に繋がり、該仕切り弁からの該塗布材の流路は該子ペースト収納筒に繋がり、
該子ペースト収納筒からの該塗布材の流路は、該塗布材を基板に吐出するノズルに繋がっており、
さらに、該子ペースト収納筒の上部に該塗布材の保存量を検出する塗布材保存量検出手段を備えたことを特徴とするペースト塗布装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記親ペースト収納筒の前記エア圧印加手段は、前記親ペースト収納筒から前記子ペースト収納筒に前記塗布材を補給するとき、前記仕切り弁が開くとともに、前記親ペースト収納筒内にエア圧を印加し、
前記子ペースト収納筒の前記エア圧印加手段は、前記ノズルから前記塗布材を吐出するとき、前記仕切り弁が閉じるとともに、前記子ペースト収納筒内にエア圧を印加する
ことを特徴とするペースト塗布ヘッド。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記子ペースト収納筒の前記塗布材保存量検出手段は、前記塗布材の液面での光学的反射光を受光して前記塗布材の保存量を検出するセンサであることを特徴とするペースト塗布装置。
【請求項８】
請求項５，６または７において、
前記子ペースト収納筒の容積は、前記親ペースト収納筒の容積に比べて十分小さいことを特徴とするペースト塗布装置。
【請求項９】
塗布材を充填した塗布材収納筒と該塗布材収納筒からの塗布材料を吐出するノズル吐出口とを備えた１または複数の塗布ヘッドを移動可能に設けられたガントリが１または複数台架台上に設置され、該架台上に設置された基板載置テーブルに搭載された基板に対して該ガントリが移動し、該ガントリに対して該塗布ヘッドが移動することにより、該基板に対して該塗布ヘッドが移動し、該ノズル吐出口から該基板上に該塗布材を吐出させる塗布方法において、
該塗布ヘッドの塗布材を収納する該塗布材収納筒は、充填した該塗布材を収納しておく親ペースト収納筒と該塗布材を一時的に保存する子ペースト収納筒とからなり、
該親ペースト収納筒と該子ペースト収納筒は、エア圧を印加可能とし、
該親ペースト収納筒から該塗布材を取り出す取り出し口からの該塗布材の流路は仕切り弁に繋がり、該仕切り弁からの該塗布材の流路は該子ペースト収納筒に繋がり、
該子ペースト収納筒からの該塗布材の流路は、該塗布材を基板に吐出するノズルに繋がっており、
さらに、該子ペースト収納筒の上部に該塗布材の保存量を検出して、該子ペースト収納筒内の該塗布材の減少に応じて該親ペースト収納筒から該塗布材を定期的に補充しながら該基板上に該塗布材を塗布することを特徴とするペースト塗布方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記親ペースト収納筒から前記子ペースト収納筒に前記塗布材を補給するとき、前記仕切り弁が開くとともに、前記親ペースト収納筒内にエア圧を印加し、
前記ノズルから前記塗布材を吐出するとき、前記仕切り弁が閉じるとともに、前記子ペースト収納筒内にエア圧を印加する
ことを特徴とするペースト塗布方法。
【請求項１１】
請求項９または１０において、
前記子ペースト収納筒内の前記塗布材保存量は、前記子ペースト収納筒内での前記塗布材の液面での光学的反射光を受光して検出することを特徴とするペースト塗布方法。
【請求項１２】
請求項９，１０または１２において、
前記子ペースト収納筒の容積は、前記親ペースト収納筒の容積に比べて十分小さいことを特徴とするペースト塗布方法。
【請求項１】
塗布材を収納する塗布材収納筒は充填した該塗布材を収納しておく親ペースト収納筒と該塗布材を一時的に保存する子ペースト収納筒から成り、
該親ペースト収納筒と該子ペースト収納筒には、エア圧を印加するエア圧印加手段を備え、
該親ペースト収納筒から該塗布材を取り出す取り出し口からの該塗布材の流路は仕切り弁に繋がり、該仕切り弁からの該塗布材の流路は該子ペースト収納筒に繋がり、
該子ペースト収納筒からの該塗布材の流路は、該塗布材を基板に吐出するノズルに繋がっており、
さらに、該子ペースト収納筒の上部に該塗布材の保存量を検出する塗布材保存量検出手段を備えたことを特徴とするペースト塗布ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、
前記親ペースト収納筒の前記エア圧印加手段は、前記親ペースト収納筒から前記子ペースト収納筒に前記塗布材を補給するとき、前記仕切り弁が開くとともに、前記親ペースト収納筒内にエア圧を印加し、
前記子ペースト収納筒の前記エア圧印加手段は、前記ノズルから前記塗布材を吐出するとき、前記仕切り弁が閉じるとともに、前記子ペースト収納筒内にエア圧を印加する
ことを特徴とするペースト塗布ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記子ペースト収納筒の前記塗布材保存量検出手段は、前記塗布材の液面での光学的反射光を受光して前記塗布材の保存量を検出するセンサであることを特徴とするペースト塗布ヘッド。
【請求項４】
請求項１，２または３において、
前記子ペースト収納筒の容積は、前記親ペースト収納筒の容積に比べて十分小さいことを特徴とするペースト塗布ヘッド。
【請求項５】
塗布材を充填した塗布材収納筒と該塗布材収納筒からの塗布材料を吐出するノズル吐出口とを備えた１または複数の塗布ヘッドを移動可能に設けられたガントリが１または複数台架台上に設置され、該架台上に設置された基板載置テーブルに搭載された基板に対して該ガントリが移動し、該ガントリに対して該塗布ヘッドが移動することにより、該基板に対して該塗布ヘッドが移動し、該ノズル吐出口から該基板上に該塗布材を吐出させる塗布装置において、
該塗布ヘッドの塗布材を収納する該塗布材収納筒は、充填した該塗布材を収納しておく親ペースト収納筒と該塗布材を一時的に保存する子ペースト収納筒とからなり、
該親ペースト収納筒と該子ペースト収納筒は、エア圧を印加する手段を備え、
該親ペースト収納筒から該塗布材を取り出す取り出し口からの該塗布材の流路は仕切り弁に繋がり、該仕切り弁からの該塗布材の流路は該子ペースト収納筒に繋がり、
該子ペースト収納筒からの該塗布材の流路は、該塗布材を基板に吐出するノズルに繋がっており、
さらに、該子ペースト収納筒の上部に該塗布材の保存量を検出する塗布材保存量検出手段を備えたことを特徴とするペースト塗布装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記親ペースト収納筒の前記エア圧印加手段は、前記親ペースト収納筒から前記子ペースト収納筒に前記塗布材を補給するとき、前記仕切り弁が開くとともに、前記親ペースト収納筒内にエア圧を印加し、
前記子ペースト収納筒の前記エア圧印加手段は、前記ノズルから前記塗布材を吐出するとき、前記仕切り弁が閉じるとともに、前記子ペースト収納筒内にエア圧を印加する
ことを特徴とするペースト塗布ヘッド。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記子ペースト収納筒の前記塗布材保存量検出手段は、前記塗布材の液面での光学的反射光を受光して前記塗布材の保存量を検出するセンサであることを特徴とするペースト塗布装置。
【請求項８】
請求項５，６または７において、
前記子ペースト収納筒の容積は、前記親ペースト収納筒の容積に比べて十分小さいことを特徴とするペースト塗布装置。
【請求項９】
塗布材を充填した塗布材収納筒と該塗布材収納筒からの塗布材料を吐出するノズル吐出口とを備えた１または複数の塗布ヘッドを移動可能に設けられたガントリが１または複数台架台上に設置され、該架台上に設置された基板載置テーブルに搭載された基板に対して該ガントリが移動し、該ガントリに対して該塗布ヘッドが移動することにより、該基板に対して該塗布ヘッドが移動し、該ノズル吐出口から該基板上に該塗布材を吐出させる塗布方法において、
該塗布ヘッドの塗布材を収納する該塗布材収納筒は、充填した該塗布材を収納しておく親ペースト収納筒と該塗布材を一時的に保存する子ペースト収納筒とからなり、
該親ペースト収納筒と該子ペースト収納筒は、エア圧を印加可能とし、
該親ペースト収納筒から該塗布材を取り出す取り出し口からの該塗布材の流路は仕切り弁に繋がり、該仕切り弁からの該塗布材の流路は該子ペースト収納筒に繋がり、
該子ペースト収納筒からの該塗布材の流路は、該塗布材を基板に吐出するノズルに繋がっており、
さらに、該子ペースト収納筒の上部に該塗布材の保存量を検出して、該子ペースト収納筒内の該塗布材の減少に応じて該親ペースト収納筒から該塗布材を定期的に補充しながら該基板上に該塗布材を塗布することを特徴とするペースト塗布方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記親ペースト収納筒から前記子ペースト収納筒に前記塗布材を補給するとき、前記仕切り弁が開くとともに、前記親ペースト収納筒内にエア圧を印加し、
前記ノズルから前記塗布材を吐出するとき、前記仕切り弁が閉じるとともに、前記子ペースト収納筒内にエア圧を印加する
ことを特徴とするペースト塗布方法。
【請求項１１】
請求項９または１０において、
前記子ペースト収納筒内の前記塗布材保存量は、前記子ペースト収納筒内での前記塗布材の液面での光学的反射光を受光して検出することを特徴とするペースト塗布方法。
【請求項１２】
請求項９，１０または１２において、
前記子ペースト収納筒の容積は、前記親ペースト収納筒の容積に比べて十分小さいことを特徴とするペースト塗布方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１９６６００（Ｐ２０１２−１９６６００Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６０８０２（Ｐ２０１１−６０８０２）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]