液体自動供給機構およびこれを備える塗布装置
【課題】液体材料貯留部と吐出装置を物理的に接続する必要がなく、パーティクルの発生および混入を効果的に防止することができる液体自動供給機構およびこれを備える塗布装置の提供。
【解決手段】液体材料を貯留する液体貯留部と、液体貯留部に貯留された液体材料を供給する供給口を有する供給部と、供給部から排出される液体材料を受ける受給口および気泡除去機構を有する受給部と、受給部を移動させる受給部駆動装置とを備え、受給部が受給口が供給口の直下に位置する受給位置に移動して供給口から液体材料の滴下供給を受け、気泡除去機構により気泡が除去された液体材料を吐出装置に供給することを特徴とする液体自動供給機構およびこれを備える塗布装置。
【解決手段】液体材料を貯留する液体貯留部と、液体貯留部に貯留された液体材料を供給する供給口を有する供給部と、供給部から排出される液体材料を受ける受給口および気泡除去機構を有する受給部と、受給部を移動させる受給部駆動装置とを備え、受給部が受給口が供給口の直下に位置する受給位置に移動して供給口から液体材料の滴下供給を受け、気泡除去機構により気泡が除去された液体材料を吐出装置に供給することを特徴とする液体自動供給機構およびこれを備える塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
液体中に気泡やパーティクルが混入することを防止することができる液体自動供給機構およびこれを備える塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイを製造する工程の中に、二枚の対向する基板を貼り合わせてその間に液晶層を形成するパネル工程（セル工程ともいう）がある。特に、大型のパネルを製造するに際して、貼り合わせる前の一方の基板に液晶を滴下してから貼り合わせる滴下注入法が行われている。
滴下注入法では、液晶を基板に滴下するのに、液晶を貯留する容器を有し、この容器に設けられたノズルから気体圧力または機械的圧力の作用により所定量ずつ吐出を行うディスペンサという装置が用いられている。
【０００３】
近年、液晶ディスプレイが大型化するのに伴い、その元となる基板も大型化している。基板が大型化すると、液晶の使用量も増加するため、従来からディスペンサで用いられているような小さな貯留容器（シリンジ）では対応が難しくなってきている。なぜならば、小さな貯留容器ではすぐに液晶が無くなってしまい、容器等の交換が頻繁になるために、生産性、作業性の面で効率が低下してしまうためである。また、貯留容器を交換する際には、気泡や異物（以下、パーティクルという）が混入するおそれもある。
これに対し、装置外に大型のタンクを設置し、そこから液体材料を供給することで、これらの問題を解決しようとする試みが種々なされている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、装置本体と、ワークを載置可能な載置部と、ワークに対して液滴を吐出する複数の液滴吐出ヘッドを有するヘッドユニットと、ヘッドユニットを支持するヘッドユニット支持体と、ワーク載置部とヘッドユニット支持体とを相対的に移動させる移動機構と、各液滴吐出ヘッドから吐出する吐出液を貯留し、交換および／または吐出液の補充が可能な少なくとも１つの一次タンクを有する一次タンク系と、ヘッドユニット支持体に対し固定的に設置され、一次タンクから吐出液が流入する二次タンクと、一次タンク系と二次タンクとを接続し、一次タンク系から二次タンクに吐出液を供給する一次流路と、二次タンクとヘッドユニットとを接続し、二次タンクから各液滴吐出ヘッドにそれぞれ吐出液を供給する複数本の二次流路とを備え、一次流路の本数が二次流路の本数より少ないことを特徴とする液滴吐出装置、が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では、基板が位置されるステージと、基板に液晶を滴下または塗布できるようにシリンジ及びノズルが備えられたディスペンサーヘッドと、ステージの周辺に備わってディスペンサーヘッドを支持するヘッド支持部材と、ディスペンサーヘッドのシリンジに基板に滴下または塗布する液晶を供給する供給ラインと、ディスペンサーヘッドのシリンジに連結される需給ラインと、供給ラインと需給ラインとの接続部で何れか一方側に備わって、それらラインが互いに連結または分離される時に異質物が流入することを防止する異質物防止キャップと、を含んで、ヘッド支持部材及びディスペンサーヘッドがステージの上部から離れて供給ラインが位置する側に移動することによって、需給ラインが供給ラインに連結されて液晶供給器からシリンジに液晶を充填できるように構成されたことを特徴とする液晶滴下装置、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１６７４３０号公報
【特許文献２】特開２００９−１７２５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、文献１の装置では、液体供給流路（チューブ）がタンクからヘッドまでつながっているので、液体中に気泡やパーティクルは混入しにくい反面、ヘッドが相対移動する際にチューブも一緒に動くので、移動範囲を見越してチューブを長くし、余裕を持たせて配設してやらなければならなかった。また、ヘッドが相対移動する際にチューブも一緒に動くことは、チューブの劣化が早まる原因にもなっていた。
【０００８】
また、文献２の装置では、配管の途中で分離・連結できるように構成されているので、液体供給流路（チューブ）に関する上記の問題がない反面、連結部で接触する機構となっているために、この部分で擦れてパーティクル発生の原因となるという課題があった。加えて、異質物防止キャップを構成しているヒンジやカムなどの部品自体が動作部分で擦れることもパーティクル発生の原因となっていた。
さらに、文献２の装置では、連結部において、液体を上から直接シリンジに注入する機構となっているので、上から注がれる液体が下にたまっている液体の液面を叩き、このとき気泡が混入してしまうという課題があった。
【０００９】
そこで本発明は、上記課題を解決する液体自動供給機構およびこれを備える塗布装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者は、液体材料貯留部と吐出装置を一時的または常時物理的に接続することよる弊害を解消すべく、液体材料貯留部と吐出装置を常時分離させる構成を採用した。さらに、液体材料貯留部と吐出装置を常時分離させることにより生じる気泡の弊害を解消する気泡除去機構を設けることにより、吐出装置へ気泡が流入することがない液体自動供給機構およびこれを備える塗布装置を提供することを可能とした。
【００１１】
すなわち、第１の発明は、液体材料を貯留する液体貯留部と、液体貯留部に貯留された液体材料を供給する供給口を有する供給部と、供給部から排出される液体材料を受ける受給口および気泡除去機構を有する受給部と、受給部を移動させる受給部駆動装置とを備え、受給部が受給口が供給口の直下に位置する受給位置に移動して供給口から液体材料の滴下供給を受け、気泡除去機構により気泡が除去された液体材料を吐出装置に供給することを特徴とする液体自動供給機構に関する。
第２の発明は、第１の発明において、気泡除去機構が、液体材料を貯留する気泡除去用容器と、一端が気泡除去用容器に貯留された液体内に浸漬され、他端が受給口と連通される流入管と、一端が気泡除去用容器に貯留された液体内に浸漬され、他端が吐出装置と連通される流出管とを備えてなることを特徴とする。
第３の発明は、第２の発明において、気泡除去機構が、気泡除去用容器を減圧するポンプ装置と、一端がポンプ装置に接続され、他端が気泡除去用容器内の空間に配置される作動気体供給管とを備えてなることを特徴とする。
第４の発明は、第２または３の発明において、液体貯留部および／または気泡除去用容器内の液体材料の量を検知する検知装置を備えることを特徴とする。
第５の発明は、第１ないし４のいずれかの発明において、受給口が、拡径された開口を有し、一定量の液体材料を一時的に貯留できる形状であることを特徴とする。
第６の発明は、第１ないし５のいずれかの発明において、供給口の直下である第１の位置と、第１の位置と異なる第２の位置を進退動する液体材料受け部材を備えることを特徴とする。
第７の発明は、第１ないし６のいずれかの発明において、液体貯留部から供給部への液体材料の供給量を制御するピンチバルブおよび／または受給部から吐出装置への液体材料の供給量を制御するピンチバルブを備えることを特徴とする。
【００１２】
第８の発明は、ワークを保持するテーブルが配設された架台と、液体材料を吐出するノズルを有する吐出装置と、吐出装置とテーブルとを相対移動させる駆動装置と、第１ないし７のいずれかの発明に係る液体自動供給機構とを備える塗布装置に関する。
第９の発明は、第８の発明において、複数の吐出装置が配設されるビームと、各吐出装置をビームの延設方向に沿って移動自在とする吐出部駆動装置とを備え、前記受給部が、吐出装置と同数設けられることを特徴とする。
第１０の発明は、第９の発明において、前記供給部が、複数配設されることを特徴とする。
第１１の発明は、第８ないし１０のいずれかの発明において、テーブルおよび吐出装置を覆うカバーを備えることを特徴とする。
第１２の発明は、第１１の発明において、前記液体貯留部が、前記カバーの外側に配設されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、液体材料貯留部と吐出装置を物理的に接続する必要がなく、吐出装置の移動に伴い形状可変となる液体供給流路（チューブ）が配設されないので、液体供給流路を配設する際のスペースの問題や液体供給流路の劣化の問題を解消することができる。
また、液体材料貯留部側と吐出装置側とを接触させることなく液体材料を供給するので、パーティクルの発生および混入を効果的に防止することができる。
さらに、気泡除去機構を設けているので、吐出装置へ気泡が流入することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る液体自動供給機構を説明する模式図である。
【図２】実施例に係る液体自動供給機構を備える塗布装置の概略斜視図である。
【図３】実施例に係る液体自動供給機構の主要部分を拡大した拡大図である。
【図４】実施例に係る気泡除去機構の他の態様を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明を実施するための一形態を説明する。
図１に本発明に係る液体自動供給機構を説明する模式図を示す。同図中、黒塗りの矢印は液体の流れ、白抜きの矢印は気体の流れを表す。
【００１６】
液体自動供給機構１は、液体材料２６を貯留する容量の大きいタンク（液体材料貯留部）４と、タンク４から送出される液体材料２６を排出する供給口１２を備える供給部２と、吐出装置２４上部に吐出装置２４と一体に設けられ、供給部２から排出される液体材料２６を受ける受給部３と、受給部３を移動させる受給部駆動装置とを主要な構成要素とする。これらのうち、タンク４から供給部２までは配管８Ａでつながれ、受給部３から吐出装置２４までは配管８Ｂ、８Ｃでつながれている。供給部２と受給部３との間は、シャッター１５が自由に通過できる程度に離間している。また、タンク４と供給部２との途中の配管８Ａには供給部２への流れを制御するバルブＡ９が供給部２近くに設けられ、タンク４にはタンク４内の液体材料２６の残量を検知するための検知装置７が設けられる。検知装置７を設けることで、液体材料２６が所定量を下回ったときに検知装置７からの信号に基づき警報を発することができる。ここで、検知装置７としては、例えば、重さで検知を行うロードセルなどを用いることができる。これ以外にも、超音波で液面を検知する超音波センサ、光量の違いで液体の有無を検知する光センサなどを用いることもできる。
【００１７】
供給部２には、タンク４から送られてきた液体材料２６を排出する供給口１２を備えた供給管１３が設置されている。供給管１３は、排出側端で下向きに曲げられ、受給部３へと液体材料２６を垂らして供給（滴下供給）する。供給部２と受給部３は配管でつながれておらず、供給部２が下降したり、受給部３が上昇したりすることもない。すなわち、供給口１２を受給口１６を接続することなく、離れた位置から非接触状態で液体材料を供給することで、パーティクルの発生自体を防止し、パーティクルが液体材料２６に混入することを防いでいる。また、供給管１３下方には、供給口１２から余分な液体材料２６が垂れてきたときにこれを受けるためのシャッター１５を備えている。シャッター１５は上面が開口した貯留用凹部を有しており、水平方向にスライド動作をして、供給時以外は供給口１２の真下に位置するようになっている。また、シャッター１５は供給口１２および受給口１６には接触しないようになっている。これも前述と同様、パーティクルを発生させないためである。
【００１８】
受給部３は、供給部２から供給される液体材料２６を受ける受給口１６を有する漏斗１７、供給された液体材料２６を一時的に溜め込み、気泡除去を行う気泡除去用ボトル１８、液体の流れを制御するバルブＢ１０およびバルブＣ１１が配設され、それぞれ配管８でつながれている。バルブＡ〜Ｃには、メンテナンス性を考慮に入れて、配管を挟み込むことにより配管を弾性変形させて流路の開閉を行うピンチバルブを用いるのが好ましい。ピンチバルブは、バルブ自体が液体に触れないので、配管の交換などを行うときは作業が容易になる。また、バルブ動作で発生することがあるパーティクルが混入することもない。ここでは、バルブＢ１０がボトル１８への流入、バルブＣ１１がボトル１８からの流出を制御する。漏斗１７からボトル１８への液体材料２６の流入は流入管１９を経て行い、ボトル１８から吐出装置２４への液体材料２６の送出は流出管２０を経て行われる。また、漏斗１７をボトル１８より高い位置に配設しているので、液体材料２６は圧力等の助けを借りずとも自然に流下し、タンク４よりも容量の小さいボトル（気泡除去用容器）１８に溜め込むことができる。
【００１９】
気泡除去用のボトル１８は、作動気体供給管２１に接続された加減圧ポンプ（図示せず）とともに気泡除去機構４１を構成する。加減圧ポンプは、ボトル１８から吐出装置２４へと液体材料２６を送出する際に作用する圧縮気体、およびボトル１８内の液体材料２６の気泡を除去する際に作用する真空を供給する。加減圧ポンプは、テーブル上にワークを吸着するための真空源として併用することも可能である。また、吐出装置側の吸引手段（例えば、プランジャ）によりボトル１８内の液体材料を吸引することができる場合には、加減圧ポンプに代えて減圧ポンプを用いてもよい。ボトル１８は、ガラスや硬質の樹脂等の透明な材質により作製されており、内部に満たされた液材材料の液面位置の確認や気泡混入状況を確認することができる。また、ボトル１８の外側面近傍には、ボトル１８内の液面を検知するセンサが上限位置（符号２２）および下限位置（符号２３）に設けられている。ここで、センサとしては、光量の違いで液体の有無を検知する光センサなどを用いることができる。後述するように、ボトル１８に接続されている各種の管の関係上、液面の位置が正確に捉えられるものであることが好ましい。
【００２０】
受給部３は、受給部駆動装置により水平方向に移動することができ、供給口１２の直下に受給口１６の中央が位置する供給位置をとることができる。受給部３の下方には、吐出装置２４が配設され、受給部３と配管８Ｃでつながれている。吐出装置２４は、受給部３にて気泡が除去された液体材料２６を供給され、ノズル３８より液体材料２６の吐出を行う。
【００２１】
続いて、上述までの液体自動供給機構１がどのように動作するのかについて説明する。
まず、タンク４に液体材料２６を充填し、圧縮気体供給管５および液体送出管６を接続する（ＳＴＥＰ１）。タンク４へ液体材料２６を直接充填するのではなく、液体材料２６を充填済みのタンク４を設置することでもよい。ついで、タンク４に圧縮気体を供給して加圧する（ＳＴＥＰ２）。このとき、バルブＡ９は閉じておく。そして、受給部３および吐出装置２４を供給部２の下の供給位置へ移動させる（ＳＴＥＰ３）。移動後、シャッター１５を後退させ、バルブＡ９を開く（ＳＴＥＰ４）。すると、供給口１２から液体材料２６が排出され、受給部３の受給口１６を経て漏斗１７へ注がれる（ＳＴＥＰ５）。このとき、バルブＢ１０およびバルブＣ１１は開いておく。その後、液体材料２６はバルブＢ１０を通り、流入管１９からボトル１８へ流入する（ＳＴＥＰ６）。ここで、前述のように、液体材料２６は自然に流下するが、バルブＣ１１を閉じておき、ボトル１８内を真空引きすると供給スピードを速めることができる。次に、ボトル１８内の液体材料２６が上限センサ２２位置まで達したら、バルブＡ９、バルブＢ１０およびバルブＣ１１を閉じ、シャッター１５を進出させ、タンク４への加圧をオフにする（ＳＴＥＰ７）。そして、作動気体供給管２１より真空引きを行い、ボトル１８内の液体材料２６の気泡除去を行う（ＳＴＥＰ８）。気泡除去終了後、今度は作動気体供給管２１より圧縮気体を供給して加圧する（ＳＴＥＰ９）。ついで、バルブＣ１１を開き、流出管２０からボトル１８内の液体材料２６を吐出装置２４へ送出する（ＳＴＥＰ１０）。吐出装置２４での液体材料２６の充填が完了したら、バルブＣ１１を閉じ、ボトル１８への加圧をオフにする（ＳＴＥＰ１１）。そして、吐出装置２４にて吐出実行をする（ＳＴＥＰ１２）。このとき、ボトル１８内の液体材料２６が下限センサ２３位置に達するまでは、吐出装置２４内の液体材料２６が少なくなる度に上記ＳＴＥＰ９からＳＴＥＰ１１を繰り返し、吐出装置２４へ液体材料２６を充填する。また、ボトル１８内の液体材料２６が下限センサ２３位置に達したら、上記ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ８を再び実行し、液体材料２６を受給部３へ供給する（ＳＴＥＰ１３）。タンク４内の液体残量の管理は検知装置７で行う。タンク４の液体材料２６の補充は、供給動作時以外であれば可能である。
【００２２】
以上のように、配管８をつなぐことなく、上から垂らすように供給していたとしても、一旦、受給部３のボトル１８にて気泡除去を行ってから吐出装置２４へ供給するようにしているので、吐出装置２４に気泡が流入することはない。また、配管８をつなぐことなく、上から垂らすように供給することで、供給する際に接触や擦れ等がなくなり、パーティクルが発生することがない。これにより、気泡やパーティクルが混入していない液体を用いることができるので、精密な量の吐出や正確な位置への塗布が行える。
【００２３】
本発明は、液晶、インク、有機ＥＬ材料、溶剤（アルコール、アセトンなど）、紫外線硬化樹脂などの粘度が１００００ｃｐｓ以下の液体材料に適用することができ、特に粘度が１０００ｃｐｓ以下の液体材料に好適である。気泡除去機構においては、液体材料の種類に応じて、約５０〜９０ｋＰａの負圧を約１〜５分印加する。
【００２４】
以下では、本発明の詳細を実施例により説明するが、本発明は何ら実施例により限定されるものではない。
【実施例】
【００２５】
実施例は、吐出装置とワークを保持するテーブルとを相対移動しながら液晶をワークに塗布する塗布装置であって、テーブル上をビームが移動するいわゆるガントリ型と呼ばれる塗布装置に関する。
図２に実施例に係る液体自動供給機構を備える塗布装置の概略斜視図、図３に実施例に係る自動供給機構の主要部分を拡大した図を示す。以下では、図２を説明する際に、タンク４が設けられている側を「左」その反対側（符号９側）を「右」、吐出装置２４が設けられている側を「前」、その反対側を「後」ということがある。また、左右方向を「Ｘ方向」、前後方向を「Ｙ方向」とする。
【００２６】
塗布装置２５は、図２に示すように、液体材料２６を塗布する塗布対象物２７（以下、ワークという）を載置するテーブル２８を架台２９上に備え、液体材料２６を吐出する吐出装置２４をテーブル２８に対して相対移動させるビーム駆動装置（Ｙ駆動装置）４４および受給部駆動装置（Ｘ駆動装置）４３を備える。Ｙ駆動装置４４は、ビーム３０を支持するスライダーと架台２９上に配設されたスライドベースを有し、テーブル２８上でビーム３０を前後方向（符号３１）に移動可能とする。吐出装置２４は、ビーム３０に設置されたＸ駆動装置４３によりビーム３０上を左右方向（符号３２）に移動可能とされる。吐出装置２４は同じものを複数備えており、全ての吐出装置がビームに沿って移動可能とされる。なお、吐出装置２４の数は、ワーク２７への塗布の仕方により決まるものであり、図２に示す数に限定されるものではない。
【００２７】
さらに塗布装置２５は、これら各装置の外周を覆うカバー３３を備える。点線で図示したカバー３３には、作業者が内部に進入するための扉（図示せず）が前面側に設けられており、吐出装置２４などのメンテナンス作業を行う際に用いられる。また、カバー３３の天井部分に設置され、パーティクルを除去した空気をカバー３３内へ供給する空気清浄装置３４とを備える。ここで、空気清浄装置３４としては、例えば、ファンフィルタユニット、すなわちＨＥＰＡ、ＵＬＰＡフィルタなどを備える小型送風機などを用いることができる。これにより、カバー３３内、特に、テーブル２８より上の空間は、クリーン度が保たれる。ただし、塗布装置２５がクリーンルーム内に設置されるような場合、あるいはそれと同等に清浄な空間に設置されるような場合には、空気清浄装置３４を設けずに天井を大きく開口あるいは撤去し、クリーン度の保たれた空気を取り入れることでもよい。なお、カバー３３と架台２９とを一体的に構成し、架台２９上の各要素を覆うようにしてもよい。
【００２８】
液体自動供給機構１は、前述の図１の構成を有するものであり、液体材料２６を収納するタンク４と、タンク４から送出される液体材料２６を排出する供給口１２を備える供給部２と、吐出装置２４上部に吐出装置２４と一体に設けられ、供給部２から排出される液体材料２６を受ける受給部３と、受給部３および吐出装置２４を相対移動させるＸ駆動装置４３およびＹ駆動装置４４とを主要な構成要素とする。液体自動供給機構１のうち、液体材料２６を収納するタンク４がカバー３３の外側に取り外し可能に固設され、液体材料２６を排出する供給口１２を備える供給部２がカバー３３の内側に固設される。また、図３に示すように、吐出装置２４の上方には、供給部２から排出される液体材料２６を受ける受給部３が吐出装置２４と一体に設けられ、Ｘ駆動装置４３により一体に移動される。Ｙ駆動装置４４によりビーム３０が受給部３の近くまで移動され、Ｘ駆動装置４３により吐出装置２４と一体になった受給部３が供給部２の下方まで移動される供給位置において、受給部３は供給部２から液体材料２６の供給を受ける。図２のように吐出装置２４が複数設けられている場合は、吐出装置２４毎に受給部３を設ける。
【００２９】
タンク４から供給部２までは配管８Ａでつながれ、受給部３から吐出装置２４までは配管８Ｂ、８Ｃでつながれており、供給部２と受給部３との間は離間している。タンク４と供給部２との間には、供給部２への流れを制御するバルブＡ９がカバー３３内側の対応する供給部２近くに固設される。タンク４の下にはタンク４内の液体材料２６の残量を検知するための検知装置７が設けられる。タンク４から供給部２へ向かう配管８は、タンク４のすぐ近くでカバー３３を貫通し、カバー３３内へ入る。すなわち、タンク４及び検知装置７のみがカバー３３の外に設置されることになる。たびたび充填或いは交換などの作業が行われるタンク４をカバー３３の外に設置することで、カバー３３内へパーティクルを持ち込むことを極力減らすことができる。加えて、塗布装置２５が塗布動作中でもタンク４への作業が可能となる。
【００３０】
液体自動供給機構１における供給口１２の数は、吐出装置２４の数に応じて変更することが好ましい。なぜならば、複数の吐出装置２４をビーム３０の一方の側につめて並べたときの合計幅が、左右方向のストローク長さの半分を超えるときは、ビーム上の１カ所に供給口１２を設けたとしても、すべての吐出装置２４をこの供給口１２に移動できないためである。この場合は、供給口１２を２カ所以上設けて、複数の吐出装置２４が何れかの供給口１２に移動できるようにする。
【００３１】
以上のように、実施例の塗布装置２５では、供給部２と受給部３との間が離間しているので、配管８が吐出装置２４や吐出部駆動装置と一緒に動くことがない。したがって、円滑な駆動のため配管を長めに配設したり、配管が動くことにより劣化が早まったりするといった問題が生じない。
【００３２】
次に、図３を参照しながら、液体自動供給機構１の詳細について説明する。同図中、黒塗りの矢印は液体の流れ、白抜きの矢印は気体の流れを表す。
供給部２には、タンク４から送られてきた液体材料２６を排出する供給口１２を備えた供給管１３が設置されている。供給管１３は、途中で支持部材１４に支えられ、供給口１２近傍で下向きに曲げられる。ここで供給口１２から支持部材１４までの部分は、金属などの形状を保てる材料で作られている。供給管１４の下方には、供給口１２から余分な液体材料２６が垂れてきたときに受けるためのシャッター１５を備えている。シャッター１５は上面が開口した柄杓状（柄がついた器状）をしており、スライド動作をして、供給時以外は供給口１２の真下に位置するようになっている。
【００３３】
受給部３は、３つの箇所から構成されており、一番高い位置に、供給部３から供給される液体材料２６を受ける受給口１６を有する漏斗１７、一番低い位置には供給された液体材料２６を一時的に溜め込み、気泡除去を行うボトル１８が配設されている。そして、漏斗１７とボトル１８の中間の位置に液体の流れを制御するバルブＢ１０およびバルブＣ１１が並んで配設されている。漏斗１７は上端が受給口１６となるよう開口しており、液体材料２６が供給口１２から滴下供給される。ここで、カバー３３内はクリーン度が保たれているので、受給口１６が上部に向かって開口していてもパーティクルが混入するおそれはない。
【００３４】
気泡除去用のボトル１８は、作動気体供給管２１に接続された加減圧ポンプ（図示せず）とともに気泡除去機構４１を構成する。加減圧ポンプは、ボトル１８から吐出装置２４へと液体材料２６を送出する際に作用する圧縮気体、およびボトル１８内の液体材料２６の気泡を除去する際に作用する真空を供給する。
また、ボトル１８の外側面近傍には、ボトル１８内の液面を検知するセンサが上限位置（符号２２）および下限位置（符号２３）に設けられている。上限センサ２２は、作動気体供給管２１の出口より下の位置に、下限センサ２３は、流出管２０の入口より上の位置に配置する。そうすることで、作動気体供給管２１から液体材料２６を吸い込んだり、流出管２０から気体を吸い込んだりすることを防ぐことができる。
【００３５】
受給部３は、供給部２より低い位置で、かつ、供給部２が受給部３の下方に移動してきたときに供給部２と接触しない位置に設けられる。受給部３の下方には、吐出装置２４が一体的に配設されている。吐出装置２４には、受給部３にて気泡を除去された液体材料２６が供給され、ワーク２７への吐出を行う。本実施例では、吐出装置２４としてプランジャ式の吐出装置を図示しているが、プランジャ式吐出装置以外の吐出装置を用いることができるのは言うまでもない。適用可能な吐出装置としては、先端にノズルを有するシリンジ内の液体材料に調圧されたエアを所望時間だけ印加するエア式、フラットチュービング機構またはロータリーチュービング機構を有するチュービング式、スクリューの回転により液体材料を吐出するスクリュー式、所望圧力が印加された液体材料をバルブの開閉により吐出制御するバルブ式などが例示される。
【００３６】
本実施例のプランジャ式吐出装置２４は、管形状の計量部３６と、計量部３６に内接するプランジャ３５と、吐出口３９を備えるノズル３８と、計量部３６とノズル３８及び計量部３６と流入口４０の連通を切り換える切換弁３７とを備える。そして、計量部３６内を密接して進退移動するプランジャ３５を高速に進出移動させて液体材料２６を吐出口３９より飛翔吐出させる。
【００３７】
気泡除去機構４１を複数設けることにより確実に気泡の混入を防止するようにしてもよい。
また、本実施例の気泡除去機構４１に代えて或いは併用して、図４に示す加減圧ポンプを有しない簡易の気泡除去機構を備えるようにしてもよい。流出管２０の入口を気泡除去用容器１８の底面から離間した上方に設けることにより、底面に堆積したり底面付近を浮揚するパーティクル４２が吸入されることを防ぐことができる。かかる簡易の気泡除去機構は、受給部３の小型化をはかる必要がある場合に効果的である。
【符号の説明】
【００３８】
１：液体自動供給機構、２：供給部、３：受給部、４：タンク（液体材料貯留部）、５：圧縮気体供給管、６：液体送出管、７：検知装置、８：配管、９：バルブＡ、１０：バルブＢ、１１：バルブＣ、１２：供給口、１３：供給管、１４：支持部材、１５：シャッター、１６：受給口、１７：漏斗、１８：ボトル（気泡除去用容器）、１９：流入管、２０：流出管、２１：作動気体供給管、２２：上限センサ、２３：下限センサ、２４：吐出装置、２５：塗布装置、２６：液体材料、２７：塗布対象物（ワーク）、２８：テーブル、２９：架台、３０：ビーム、３１：ビーム移動方向、３２：吐出装置移動方向、３３：カバー、３４：空気清浄装置、３５：プランジャ、３６：計量部、３７：切換弁、３８：ノズル、３９：吐出口、４０：流入口、４１：気泡除去機構、４２：パーティクル、４３：受給部駆動装置（Ｘ駆動装置）、４４：ビーム駆動装置（Ｙ駆動装置）
【技術分野】
【０００１】
液体中に気泡やパーティクルが混入することを防止することができる液体自動供給機構およびこれを備える塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイを製造する工程の中に、二枚の対向する基板を貼り合わせてその間に液晶層を形成するパネル工程（セル工程ともいう）がある。特に、大型のパネルを製造するに際して、貼り合わせる前の一方の基板に液晶を滴下してから貼り合わせる滴下注入法が行われている。
滴下注入法では、液晶を基板に滴下するのに、液晶を貯留する容器を有し、この容器に設けられたノズルから気体圧力または機械的圧力の作用により所定量ずつ吐出を行うディスペンサという装置が用いられている。
【０００３】
近年、液晶ディスプレイが大型化するのに伴い、その元となる基板も大型化している。基板が大型化すると、液晶の使用量も増加するため、従来からディスペンサで用いられているような小さな貯留容器（シリンジ）では対応が難しくなってきている。なぜならば、小さな貯留容器ではすぐに液晶が無くなってしまい、容器等の交換が頻繁になるために、生産性、作業性の面で効率が低下してしまうためである。また、貯留容器を交換する際には、気泡や異物（以下、パーティクルという）が混入するおそれもある。
これに対し、装置外に大型のタンクを設置し、そこから液体材料を供給することで、これらの問題を解決しようとする試みが種々なされている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、装置本体と、ワークを載置可能な載置部と、ワークに対して液滴を吐出する複数の液滴吐出ヘッドを有するヘッドユニットと、ヘッドユニットを支持するヘッドユニット支持体と、ワーク載置部とヘッドユニット支持体とを相対的に移動させる移動機構と、各液滴吐出ヘッドから吐出する吐出液を貯留し、交換および／または吐出液の補充が可能な少なくとも１つの一次タンクを有する一次タンク系と、ヘッドユニット支持体に対し固定的に設置され、一次タンクから吐出液が流入する二次タンクと、一次タンク系と二次タンクとを接続し、一次タンク系から二次タンクに吐出液を供給する一次流路と、二次タンクとヘッドユニットとを接続し、二次タンクから各液滴吐出ヘッドにそれぞれ吐出液を供給する複数本の二次流路とを備え、一次流路の本数が二次流路の本数より少ないことを特徴とする液滴吐出装置、が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では、基板が位置されるステージと、基板に液晶を滴下または塗布できるようにシリンジ及びノズルが備えられたディスペンサーヘッドと、ステージの周辺に備わってディスペンサーヘッドを支持するヘッド支持部材と、ディスペンサーヘッドのシリンジに基板に滴下または塗布する液晶を供給する供給ラインと、ディスペンサーヘッドのシリンジに連結される需給ラインと、供給ラインと需給ラインとの接続部で何れか一方側に備わって、それらラインが互いに連結または分離される時に異質物が流入することを防止する異質物防止キャップと、を含んで、ヘッド支持部材及びディスペンサーヘッドがステージの上部から離れて供給ラインが位置する側に移動することによって、需給ラインが供給ラインに連結されて液晶供給器からシリンジに液晶を充填できるように構成されたことを特徴とする液晶滴下装置、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１６７４３０号公報
【特許文献２】特開２００９−１７２５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、文献１の装置では、液体供給流路（チューブ）がタンクからヘッドまでつながっているので、液体中に気泡やパーティクルは混入しにくい反面、ヘッドが相対移動する際にチューブも一緒に動くので、移動範囲を見越してチューブを長くし、余裕を持たせて配設してやらなければならなかった。また、ヘッドが相対移動する際にチューブも一緒に動くことは、チューブの劣化が早まる原因にもなっていた。
【０００８】
また、文献２の装置では、配管の途中で分離・連結できるように構成されているので、液体供給流路（チューブ）に関する上記の問題がない反面、連結部で接触する機構となっているために、この部分で擦れてパーティクル発生の原因となるという課題があった。加えて、異質物防止キャップを構成しているヒンジやカムなどの部品自体が動作部分で擦れることもパーティクル発生の原因となっていた。
さらに、文献２の装置では、連結部において、液体を上から直接シリンジに注入する機構となっているので、上から注がれる液体が下にたまっている液体の液面を叩き、このとき気泡が混入してしまうという課題があった。
【０００９】
そこで本発明は、上記課題を解決する液体自動供給機構およびこれを備える塗布装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者は、液体材料貯留部と吐出装置を一時的または常時物理的に接続することよる弊害を解消すべく、液体材料貯留部と吐出装置を常時分離させる構成を採用した。さらに、液体材料貯留部と吐出装置を常時分離させることにより生じる気泡の弊害を解消する気泡除去機構を設けることにより、吐出装置へ気泡が流入することがない液体自動供給機構およびこれを備える塗布装置を提供することを可能とした。
【００１１】
すなわち、第１の発明は、液体材料を貯留する液体貯留部と、液体貯留部に貯留された液体材料を供給する供給口を有する供給部と、供給部から排出される液体材料を受ける受給口および気泡除去機構を有する受給部と、受給部を移動させる受給部駆動装置とを備え、受給部が受給口が供給口の直下に位置する受給位置に移動して供給口から液体材料の滴下供給を受け、気泡除去機構により気泡が除去された液体材料を吐出装置に供給することを特徴とする液体自動供給機構に関する。
第２の発明は、第１の発明において、気泡除去機構が、液体材料を貯留する気泡除去用容器と、一端が気泡除去用容器に貯留された液体内に浸漬され、他端が受給口と連通される流入管と、一端が気泡除去用容器に貯留された液体内に浸漬され、他端が吐出装置と連通される流出管とを備えてなることを特徴とする。
第３の発明は、第２の発明において、気泡除去機構が、気泡除去用容器を減圧するポンプ装置と、一端がポンプ装置に接続され、他端が気泡除去用容器内の空間に配置される作動気体供給管とを備えてなることを特徴とする。
第４の発明は、第２または３の発明において、液体貯留部および／または気泡除去用容器内の液体材料の量を検知する検知装置を備えることを特徴とする。
第５の発明は、第１ないし４のいずれかの発明において、受給口が、拡径された開口を有し、一定量の液体材料を一時的に貯留できる形状であることを特徴とする。
第６の発明は、第１ないし５のいずれかの発明において、供給口の直下である第１の位置と、第１の位置と異なる第２の位置を進退動する液体材料受け部材を備えることを特徴とする。
第７の発明は、第１ないし６のいずれかの発明において、液体貯留部から供給部への液体材料の供給量を制御するピンチバルブおよび／または受給部から吐出装置への液体材料の供給量を制御するピンチバルブを備えることを特徴とする。
【００１２】
第８の発明は、ワークを保持するテーブルが配設された架台と、液体材料を吐出するノズルを有する吐出装置と、吐出装置とテーブルとを相対移動させる駆動装置と、第１ないし７のいずれかの発明に係る液体自動供給機構とを備える塗布装置に関する。
第９の発明は、第８の発明において、複数の吐出装置が配設されるビームと、各吐出装置をビームの延設方向に沿って移動自在とする吐出部駆動装置とを備え、前記受給部が、吐出装置と同数設けられることを特徴とする。
第１０の発明は、第９の発明において、前記供給部が、複数配設されることを特徴とする。
第１１の発明は、第８ないし１０のいずれかの発明において、テーブルおよび吐出装置を覆うカバーを備えることを特徴とする。
第１２の発明は、第１１の発明において、前記液体貯留部が、前記カバーの外側に配設されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、液体材料貯留部と吐出装置を物理的に接続する必要がなく、吐出装置の移動に伴い形状可変となる液体供給流路（チューブ）が配設されないので、液体供給流路を配設する際のスペースの問題や液体供給流路の劣化の問題を解消することができる。
また、液体材料貯留部側と吐出装置側とを接触させることなく液体材料を供給するので、パーティクルの発生および混入を効果的に防止することができる。
さらに、気泡除去機構を設けているので、吐出装置へ気泡が流入することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る液体自動供給機構を説明する模式図である。
【図２】実施例に係る液体自動供給機構を備える塗布装置の概略斜視図である。
【図３】実施例に係る液体自動供給機構の主要部分を拡大した拡大図である。
【図４】実施例に係る気泡除去機構の他の態様を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明を実施するための一形態を説明する。
図１に本発明に係る液体自動供給機構を説明する模式図を示す。同図中、黒塗りの矢印は液体の流れ、白抜きの矢印は気体の流れを表す。
【００１６】
液体自動供給機構１は、液体材料２６を貯留する容量の大きいタンク（液体材料貯留部）４と、タンク４から送出される液体材料２６を排出する供給口１２を備える供給部２と、吐出装置２４上部に吐出装置２４と一体に設けられ、供給部２から排出される液体材料２６を受ける受給部３と、受給部３を移動させる受給部駆動装置とを主要な構成要素とする。これらのうち、タンク４から供給部２までは配管８Ａでつながれ、受給部３から吐出装置２４までは配管８Ｂ、８Ｃでつながれている。供給部２と受給部３との間は、シャッター１５が自由に通過できる程度に離間している。また、タンク４と供給部２との途中の配管８Ａには供給部２への流れを制御するバルブＡ９が供給部２近くに設けられ、タンク４にはタンク４内の液体材料２６の残量を検知するための検知装置７が設けられる。検知装置７を設けることで、液体材料２６が所定量を下回ったときに検知装置７からの信号に基づき警報を発することができる。ここで、検知装置７としては、例えば、重さで検知を行うロードセルなどを用いることができる。これ以外にも、超音波で液面を検知する超音波センサ、光量の違いで液体の有無を検知する光センサなどを用いることもできる。
【００１７】
供給部２には、タンク４から送られてきた液体材料２６を排出する供給口１２を備えた供給管１３が設置されている。供給管１３は、排出側端で下向きに曲げられ、受給部３へと液体材料２６を垂らして供給（滴下供給）する。供給部２と受給部３は配管でつながれておらず、供給部２が下降したり、受給部３が上昇したりすることもない。すなわち、供給口１２を受給口１６を接続することなく、離れた位置から非接触状態で液体材料を供給することで、パーティクルの発生自体を防止し、パーティクルが液体材料２６に混入することを防いでいる。また、供給管１３下方には、供給口１２から余分な液体材料２６が垂れてきたときにこれを受けるためのシャッター１５を備えている。シャッター１５は上面が開口した貯留用凹部を有しており、水平方向にスライド動作をして、供給時以外は供給口１２の真下に位置するようになっている。また、シャッター１５は供給口１２および受給口１６には接触しないようになっている。これも前述と同様、パーティクルを発生させないためである。
【００１８】
受給部３は、供給部２から供給される液体材料２６を受ける受給口１６を有する漏斗１７、供給された液体材料２６を一時的に溜め込み、気泡除去を行う気泡除去用ボトル１８、液体の流れを制御するバルブＢ１０およびバルブＣ１１が配設され、それぞれ配管８でつながれている。バルブＡ〜Ｃには、メンテナンス性を考慮に入れて、配管を挟み込むことにより配管を弾性変形させて流路の開閉を行うピンチバルブを用いるのが好ましい。ピンチバルブは、バルブ自体が液体に触れないので、配管の交換などを行うときは作業が容易になる。また、バルブ動作で発生することがあるパーティクルが混入することもない。ここでは、バルブＢ１０がボトル１８への流入、バルブＣ１１がボトル１８からの流出を制御する。漏斗１７からボトル１８への液体材料２６の流入は流入管１９を経て行い、ボトル１８から吐出装置２４への液体材料２６の送出は流出管２０を経て行われる。また、漏斗１７をボトル１８より高い位置に配設しているので、液体材料２６は圧力等の助けを借りずとも自然に流下し、タンク４よりも容量の小さいボトル（気泡除去用容器）１８に溜め込むことができる。
【００１９】
気泡除去用のボトル１８は、作動気体供給管２１に接続された加減圧ポンプ（図示せず）とともに気泡除去機構４１を構成する。加減圧ポンプは、ボトル１８から吐出装置２４へと液体材料２６を送出する際に作用する圧縮気体、およびボトル１８内の液体材料２６の気泡を除去する際に作用する真空を供給する。加減圧ポンプは、テーブル上にワークを吸着するための真空源として併用することも可能である。また、吐出装置側の吸引手段（例えば、プランジャ）によりボトル１８内の液体材料を吸引することができる場合には、加減圧ポンプに代えて減圧ポンプを用いてもよい。ボトル１８は、ガラスや硬質の樹脂等の透明な材質により作製されており、内部に満たされた液材材料の液面位置の確認や気泡混入状況を確認することができる。また、ボトル１８の外側面近傍には、ボトル１８内の液面を検知するセンサが上限位置（符号２２）および下限位置（符号２３）に設けられている。ここで、センサとしては、光量の違いで液体の有無を検知する光センサなどを用いることができる。後述するように、ボトル１８に接続されている各種の管の関係上、液面の位置が正確に捉えられるものであることが好ましい。
【００２０】
受給部３は、受給部駆動装置により水平方向に移動することができ、供給口１２の直下に受給口１６の中央が位置する供給位置をとることができる。受給部３の下方には、吐出装置２４が配設され、受給部３と配管８Ｃでつながれている。吐出装置２４は、受給部３にて気泡が除去された液体材料２６を供給され、ノズル３８より液体材料２６の吐出を行う。
【００２１】
続いて、上述までの液体自動供給機構１がどのように動作するのかについて説明する。
まず、タンク４に液体材料２６を充填し、圧縮気体供給管５および液体送出管６を接続する（ＳＴＥＰ１）。タンク４へ液体材料２６を直接充填するのではなく、液体材料２６を充填済みのタンク４を設置することでもよい。ついで、タンク４に圧縮気体を供給して加圧する（ＳＴＥＰ２）。このとき、バルブＡ９は閉じておく。そして、受給部３および吐出装置２４を供給部２の下の供給位置へ移動させる（ＳＴＥＰ３）。移動後、シャッター１５を後退させ、バルブＡ９を開く（ＳＴＥＰ４）。すると、供給口１２から液体材料２６が排出され、受給部３の受給口１６を経て漏斗１７へ注がれる（ＳＴＥＰ５）。このとき、バルブＢ１０およびバルブＣ１１は開いておく。その後、液体材料２６はバルブＢ１０を通り、流入管１９からボトル１８へ流入する（ＳＴＥＰ６）。ここで、前述のように、液体材料２６は自然に流下するが、バルブＣ１１を閉じておき、ボトル１８内を真空引きすると供給スピードを速めることができる。次に、ボトル１８内の液体材料２６が上限センサ２２位置まで達したら、バルブＡ９、バルブＢ１０およびバルブＣ１１を閉じ、シャッター１５を進出させ、タンク４への加圧をオフにする（ＳＴＥＰ７）。そして、作動気体供給管２１より真空引きを行い、ボトル１８内の液体材料２６の気泡除去を行う（ＳＴＥＰ８）。気泡除去終了後、今度は作動気体供給管２１より圧縮気体を供給して加圧する（ＳＴＥＰ９）。ついで、バルブＣ１１を開き、流出管２０からボトル１８内の液体材料２６を吐出装置２４へ送出する（ＳＴＥＰ１０）。吐出装置２４での液体材料２６の充填が完了したら、バルブＣ１１を閉じ、ボトル１８への加圧をオフにする（ＳＴＥＰ１１）。そして、吐出装置２４にて吐出実行をする（ＳＴＥＰ１２）。このとき、ボトル１８内の液体材料２６が下限センサ２３位置に達するまでは、吐出装置２４内の液体材料２６が少なくなる度に上記ＳＴＥＰ９からＳＴＥＰ１１を繰り返し、吐出装置２４へ液体材料２６を充填する。また、ボトル１８内の液体材料２６が下限センサ２３位置に達したら、上記ＳＴＥＰ２からＳＴＥＰ８を再び実行し、液体材料２６を受給部３へ供給する（ＳＴＥＰ１３）。タンク４内の液体残量の管理は検知装置７で行う。タンク４の液体材料２６の補充は、供給動作時以外であれば可能である。
【００２２】
以上のように、配管８をつなぐことなく、上から垂らすように供給していたとしても、一旦、受給部３のボトル１８にて気泡除去を行ってから吐出装置２４へ供給するようにしているので、吐出装置２４に気泡が流入することはない。また、配管８をつなぐことなく、上から垂らすように供給することで、供給する際に接触や擦れ等がなくなり、パーティクルが発生することがない。これにより、気泡やパーティクルが混入していない液体を用いることができるので、精密な量の吐出や正確な位置への塗布が行える。
【００２３】
本発明は、液晶、インク、有機ＥＬ材料、溶剤（アルコール、アセトンなど）、紫外線硬化樹脂などの粘度が１００００ｃｐｓ以下の液体材料に適用することができ、特に粘度が１０００ｃｐｓ以下の液体材料に好適である。気泡除去機構においては、液体材料の種類に応じて、約５０〜９０ｋＰａの負圧を約１〜５分印加する。
【００２４】
以下では、本発明の詳細を実施例により説明するが、本発明は何ら実施例により限定されるものではない。
【実施例】
【００２５】
実施例は、吐出装置とワークを保持するテーブルとを相対移動しながら液晶をワークに塗布する塗布装置であって、テーブル上をビームが移動するいわゆるガントリ型と呼ばれる塗布装置に関する。
図２に実施例に係る液体自動供給機構を備える塗布装置の概略斜視図、図３に実施例に係る自動供給機構の主要部分を拡大した図を示す。以下では、図２を説明する際に、タンク４が設けられている側を「左」その反対側（符号９側）を「右」、吐出装置２４が設けられている側を「前」、その反対側を「後」ということがある。また、左右方向を「Ｘ方向」、前後方向を「Ｙ方向」とする。
【００２６】
塗布装置２５は、図２に示すように、液体材料２６を塗布する塗布対象物２７（以下、ワークという）を載置するテーブル２８を架台２９上に備え、液体材料２６を吐出する吐出装置２４をテーブル２８に対して相対移動させるビーム駆動装置（Ｙ駆動装置）４４および受給部駆動装置（Ｘ駆動装置）４３を備える。Ｙ駆動装置４４は、ビーム３０を支持するスライダーと架台２９上に配設されたスライドベースを有し、テーブル２８上でビーム３０を前後方向（符号３１）に移動可能とする。吐出装置２４は、ビーム３０に設置されたＸ駆動装置４３によりビーム３０上を左右方向（符号３２）に移動可能とされる。吐出装置２４は同じものを複数備えており、全ての吐出装置がビームに沿って移動可能とされる。なお、吐出装置２４の数は、ワーク２７への塗布の仕方により決まるものであり、図２に示す数に限定されるものではない。
【００２７】
さらに塗布装置２５は、これら各装置の外周を覆うカバー３３を備える。点線で図示したカバー３３には、作業者が内部に進入するための扉（図示せず）が前面側に設けられており、吐出装置２４などのメンテナンス作業を行う際に用いられる。また、カバー３３の天井部分に設置され、パーティクルを除去した空気をカバー３３内へ供給する空気清浄装置３４とを備える。ここで、空気清浄装置３４としては、例えば、ファンフィルタユニット、すなわちＨＥＰＡ、ＵＬＰＡフィルタなどを備える小型送風機などを用いることができる。これにより、カバー３３内、特に、テーブル２８より上の空間は、クリーン度が保たれる。ただし、塗布装置２５がクリーンルーム内に設置されるような場合、あるいはそれと同等に清浄な空間に設置されるような場合には、空気清浄装置３４を設けずに天井を大きく開口あるいは撤去し、クリーン度の保たれた空気を取り入れることでもよい。なお、カバー３３と架台２９とを一体的に構成し、架台２９上の各要素を覆うようにしてもよい。
【００２８】
液体自動供給機構１は、前述の図１の構成を有するものであり、液体材料２６を収納するタンク４と、タンク４から送出される液体材料２６を排出する供給口１２を備える供給部２と、吐出装置２４上部に吐出装置２４と一体に設けられ、供給部２から排出される液体材料２６を受ける受給部３と、受給部３および吐出装置２４を相対移動させるＸ駆動装置４３およびＹ駆動装置４４とを主要な構成要素とする。液体自動供給機構１のうち、液体材料２６を収納するタンク４がカバー３３の外側に取り外し可能に固設され、液体材料２６を排出する供給口１２を備える供給部２がカバー３３の内側に固設される。また、図３に示すように、吐出装置２４の上方には、供給部２から排出される液体材料２６を受ける受給部３が吐出装置２４と一体に設けられ、Ｘ駆動装置４３により一体に移動される。Ｙ駆動装置４４によりビーム３０が受給部３の近くまで移動され、Ｘ駆動装置４３により吐出装置２４と一体になった受給部３が供給部２の下方まで移動される供給位置において、受給部３は供給部２から液体材料２６の供給を受ける。図２のように吐出装置２４が複数設けられている場合は、吐出装置２４毎に受給部３を設ける。
【００２９】
タンク４から供給部２までは配管８Ａでつながれ、受給部３から吐出装置２４までは配管８Ｂ、８Ｃでつながれており、供給部２と受給部３との間は離間している。タンク４と供給部２との間には、供給部２への流れを制御するバルブＡ９がカバー３３内側の対応する供給部２近くに固設される。タンク４の下にはタンク４内の液体材料２６の残量を検知するための検知装置７が設けられる。タンク４から供給部２へ向かう配管８は、タンク４のすぐ近くでカバー３３を貫通し、カバー３３内へ入る。すなわち、タンク４及び検知装置７のみがカバー３３の外に設置されることになる。たびたび充填或いは交換などの作業が行われるタンク４をカバー３３の外に設置することで、カバー３３内へパーティクルを持ち込むことを極力減らすことができる。加えて、塗布装置２５が塗布動作中でもタンク４への作業が可能となる。
【００３０】
液体自動供給機構１における供給口１２の数は、吐出装置２４の数に応じて変更することが好ましい。なぜならば、複数の吐出装置２４をビーム３０の一方の側につめて並べたときの合計幅が、左右方向のストローク長さの半分を超えるときは、ビーム上の１カ所に供給口１２を設けたとしても、すべての吐出装置２４をこの供給口１２に移動できないためである。この場合は、供給口１２を２カ所以上設けて、複数の吐出装置２４が何れかの供給口１２に移動できるようにする。
【００３１】
以上のように、実施例の塗布装置２５では、供給部２と受給部３との間が離間しているので、配管８が吐出装置２４や吐出部駆動装置と一緒に動くことがない。したがって、円滑な駆動のため配管を長めに配設したり、配管が動くことにより劣化が早まったりするといった問題が生じない。
【００３２】
次に、図３を参照しながら、液体自動供給機構１の詳細について説明する。同図中、黒塗りの矢印は液体の流れ、白抜きの矢印は気体の流れを表す。
供給部２には、タンク４から送られてきた液体材料２６を排出する供給口１２を備えた供給管１３が設置されている。供給管１３は、途中で支持部材１４に支えられ、供給口１２近傍で下向きに曲げられる。ここで供給口１２から支持部材１４までの部分は、金属などの形状を保てる材料で作られている。供給管１４の下方には、供給口１２から余分な液体材料２６が垂れてきたときに受けるためのシャッター１５を備えている。シャッター１５は上面が開口した柄杓状（柄がついた器状）をしており、スライド動作をして、供給時以外は供給口１２の真下に位置するようになっている。
【００３３】
受給部３は、３つの箇所から構成されており、一番高い位置に、供給部３から供給される液体材料２６を受ける受給口１６を有する漏斗１７、一番低い位置には供給された液体材料２６を一時的に溜め込み、気泡除去を行うボトル１８が配設されている。そして、漏斗１７とボトル１８の中間の位置に液体の流れを制御するバルブＢ１０およびバルブＣ１１が並んで配設されている。漏斗１７は上端が受給口１６となるよう開口しており、液体材料２６が供給口１２から滴下供給される。ここで、カバー３３内はクリーン度が保たれているので、受給口１６が上部に向かって開口していてもパーティクルが混入するおそれはない。
【００３４】
気泡除去用のボトル１８は、作動気体供給管２１に接続された加減圧ポンプ（図示せず）とともに気泡除去機構４１を構成する。加減圧ポンプは、ボトル１８から吐出装置２４へと液体材料２６を送出する際に作用する圧縮気体、およびボトル１８内の液体材料２６の気泡を除去する際に作用する真空を供給する。
また、ボトル１８の外側面近傍には、ボトル１８内の液面を検知するセンサが上限位置（符号２２）および下限位置（符号２３）に設けられている。上限センサ２２は、作動気体供給管２１の出口より下の位置に、下限センサ２３は、流出管２０の入口より上の位置に配置する。そうすることで、作動気体供給管２１から液体材料２６を吸い込んだり、流出管２０から気体を吸い込んだりすることを防ぐことができる。
【００３５】
受給部３は、供給部２より低い位置で、かつ、供給部２が受給部３の下方に移動してきたときに供給部２と接触しない位置に設けられる。受給部３の下方には、吐出装置２４が一体的に配設されている。吐出装置２４には、受給部３にて気泡を除去された液体材料２６が供給され、ワーク２７への吐出を行う。本実施例では、吐出装置２４としてプランジャ式の吐出装置を図示しているが、プランジャ式吐出装置以外の吐出装置を用いることができるのは言うまでもない。適用可能な吐出装置としては、先端にノズルを有するシリンジ内の液体材料に調圧されたエアを所望時間だけ印加するエア式、フラットチュービング機構またはロータリーチュービング機構を有するチュービング式、スクリューの回転により液体材料を吐出するスクリュー式、所望圧力が印加された液体材料をバルブの開閉により吐出制御するバルブ式などが例示される。
【００３６】
本実施例のプランジャ式吐出装置２４は、管形状の計量部３６と、計量部３６に内接するプランジャ３５と、吐出口３９を備えるノズル３８と、計量部３６とノズル３８及び計量部３６と流入口４０の連通を切り換える切換弁３７とを備える。そして、計量部３６内を密接して進退移動するプランジャ３５を高速に進出移動させて液体材料２６を吐出口３９より飛翔吐出させる。
【００３７】
気泡除去機構４１を複数設けることにより確実に気泡の混入を防止するようにしてもよい。
また、本実施例の気泡除去機構４１に代えて或いは併用して、図４に示す加減圧ポンプを有しない簡易の気泡除去機構を備えるようにしてもよい。流出管２０の入口を気泡除去用容器１８の底面から離間した上方に設けることにより、底面に堆積したり底面付近を浮揚するパーティクル４２が吸入されることを防ぐことができる。かかる簡易の気泡除去機構は、受給部３の小型化をはかる必要がある場合に効果的である。
【符号の説明】
【００３８】
１：液体自動供給機構、２：供給部、３：受給部、４：タンク（液体材料貯留部）、５：圧縮気体供給管、６：液体送出管、７：検知装置、８：配管、９：バルブＡ、１０：バルブＢ、１１：バルブＣ、１２：供給口、１３：供給管、１４：支持部材、１５：シャッター、１６：受給口、１７：漏斗、１８：ボトル（気泡除去用容器）、１９：流入管、２０：流出管、２１：作動気体供給管、２２：上限センサ、２３：下限センサ、２４：吐出装置、２５：塗布装置、２６：液体材料、２７：塗布対象物（ワーク）、２８：テーブル、２９：架台、３０：ビーム、３１：ビーム移動方向、３２：吐出装置移動方向、３３：カバー、３４：空気清浄装置、３５：プランジャ、３６：計量部、３７：切換弁、３８：ノズル、３９：吐出口、４０：流入口、４１：気泡除去機構、４２：パーティクル、４３：受給部駆動装置（Ｘ駆動装置）、４４：ビーム駆動装置（Ｙ駆動装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体材料を貯留する液体貯留部と、
液体貯留部に貯留された液体材料を供給する供給口を有する供給部と、
供給部から排出される液体材料を受ける受給口および気泡除去機構を有する受給部と、
受給部を移動させる受給部駆動装置とを備え、
受給部が受給口が供給口の直下に位置する受給位置に移動して供給口から液体材料の滴下供給を受け、気泡除去機構により気泡が除去された液体材料を吐出装置に供給することを特徴とする液体自動供給機構。
【請求項２】
気泡除去機構が、液体材料を貯留する気泡除去用容器と、一端が気泡除去用容器に貯留された液体内に浸漬され、他端が受給口と連通される流入管と、一端が気泡除去用容器に貯留された液体内に浸漬され、他端が吐出装置と連通される流出管とを備えてなることを特徴とする請求項１に記載の液体自動供給機構。
【請求項３】
気泡除去機構が、気泡除去用容器を減圧するポンプ装置と、一端がポンプ装置に接続され、他端が気泡除去用容器内の空間に配置される作動気体供給管とを備えてなることを特徴とする請求項２に記載の液体自動供給機構。
【請求項４】
液体貯留部および／または気泡除去用容器内の液体材料の量を検知する検知装置を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の液体自動供給機構。
【請求項５】
受給口が、拡径された開口を有し、一定量の液体材料を一時的に貯留できる形状であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体自動供給機構。
【請求項６】
供給口の直下である第１の位置と、第１の位置と異なる第２の位置を進退動する液体材料受け部材を備えることを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載の液体自動供給機構。
【請求項７】
液体貯留部から供給部への液体材料の供給量を制御するピンチバルブおよび／または受給部から吐出装置への液体材料の供給量を制御するピンチバルブを備えることを特徴とする請求項１ないし６いずれかに記載の液体自動供給機構。
【請求項８】
ワークを保持するテーブルが配設された架台と、
液体材料を吐出するノズルを有する吐出装置と、
吐出装置とテーブルとを相対移動させる駆動装置と、
請求項１ないし７のいずれかに記載の液体自動供給機構とを備える塗布装置。
【請求項９】
複数の吐出装置が配設されるビームと、
各吐出装置をビームの延設方向に沿って移動自在とする吐出部駆動装置とを備え、
前記受給部が、吐出装置と同数設けられることを特徴とする請求項８の塗布装置。
【請求項１０】
前記供給部が、複数配設されることを特徴とする請求項９の塗布装置。
【請求項１１】
テーブルおよび吐出装置を覆うカバーを備えることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかの塗布装置。
【請求項１２】
前記液体貯留部が、前記カバーの外側に配設されることを特徴とする請求項１１に記載の塗布装置。
【請求項１】
液体材料を貯留する液体貯留部と、
液体貯留部に貯留された液体材料を供給する供給口を有する供給部と、
供給部から排出される液体材料を受ける受給口および気泡除去機構を有する受給部と、
受給部を移動させる受給部駆動装置とを備え、
受給部が受給口が供給口の直下に位置する受給位置に移動して供給口から液体材料の滴下供給を受け、気泡除去機構により気泡が除去された液体材料を吐出装置に供給することを特徴とする液体自動供給機構。
【請求項２】
気泡除去機構が、液体材料を貯留する気泡除去用容器と、一端が気泡除去用容器に貯留された液体内に浸漬され、他端が受給口と連通される流入管と、一端が気泡除去用容器に貯留された液体内に浸漬され、他端が吐出装置と連通される流出管とを備えてなることを特徴とする請求項１に記載の液体自動供給機構。
【請求項３】
気泡除去機構が、気泡除去用容器を減圧するポンプ装置と、一端がポンプ装置に接続され、他端が気泡除去用容器内の空間に配置される作動気体供給管とを備えてなることを特徴とする請求項２に記載の液体自動供給機構。
【請求項４】
液体貯留部および／または気泡除去用容器内の液体材料の量を検知する検知装置を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の液体自動供給機構。
【請求項５】
受給口が、拡径された開口を有し、一定量の液体材料を一時的に貯留できる形状であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体自動供給機構。
【請求項６】
供給口の直下である第１の位置と、第１の位置と異なる第２の位置を進退動する液体材料受け部材を備えることを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載の液体自動供給機構。
【請求項７】
液体貯留部から供給部への液体材料の供給量を制御するピンチバルブおよび／または受給部から吐出装置への液体材料の供給量を制御するピンチバルブを備えることを特徴とする請求項１ないし６いずれかに記載の液体自動供給機構。
【請求項８】
ワークを保持するテーブルが配設された架台と、
液体材料を吐出するノズルを有する吐出装置と、
吐出装置とテーブルとを相対移動させる駆動装置と、
請求項１ないし７のいずれかに記載の液体自動供給機構とを備える塗布装置。
【請求項９】
複数の吐出装置が配設されるビームと、
各吐出装置をビームの延設方向に沿って移動自在とする吐出部駆動装置とを備え、
前記受給部が、吐出装置と同数設けられることを特徴とする請求項８の塗布装置。
【請求項１０】
前記供給部が、複数配設されることを特徴とする請求項９の塗布装置。
【請求項１１】
テーブルおよび吐出装置を覆うカバーを備えることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかの塗布装置。
【請求項１２】
前記液体貯留部が、前記カバーの外側に配設されることを特徴とする請求項１１に記載の塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−６１４２４（Ｐ２０１２−６１４２４Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０７７７５（Ｐ２０１０−２０７７７５）
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（３９００２６３８７）武蔵エンジニアリング株式会社 (56)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（３９００２６３８７）武蔵エンジニアリング株式会社 (56)
【Ｆターム（参考）】
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