JP2006142620A - Ink jet application apparatus and ink jet application system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクの液滴を噴射させて塗布対象に塗布するインクジェット塗布装置及びインクジェット塗布システムに関する。 The present invention relates to an ink jet coating apparatus and an ink jet coating system for spraying ink droplets to coat a coating target.
パーソナルコンピュータ等においては、その表示装置として液晶ディスプレイが用いられている。この液晶ディスプレイの製造工程においては、ノズルから微小な液滴を噴射するようになされたいわゆるインクジェット塗布装置(特許文献1参照)を用いて、透明基板上にR(赤)、G(緑)、B(青)の各色のインクを順次塗布することにより、これら各色のドットが順次配列されてなるカラーフィルタを作成するようになされている。 In personal computers and the like, a liquid crystal display is used as the display device. In the manufacturing process of this liquid crystal display, R (red), G (green), R (red), G (green) on a transparent substrate using a so-called inkjet coating device (see Patent Document 1) designed to eject fine droplets from nozzles. By applying B (blue) inks in sequence, a color filter in which dots of these colors are arranged in sequence is created.
カラーフィルタの周囲には、バックライトからの光を遮光するための遮光領域が設けられている。このような遮光領域においては、例えば黒色のインクを領域内の全面に塗布することにより、表示領域の周囲においてバックライトからの不要な光を遮光するようになされている。 A light shielding region for shielding light from the backlight is provided around the color filter. In such a light shielding region, for example, black ink is applied to the entire surface of the region to shield unnecessary light from the backlight around the display region.
カラーフィルタに各色のドットを塗布する場合やカラーフィルタの遮光領域に黒色のインクを塗布する場合には、インクジェット塗布装置が用いられている。インクジェット塗布装置においては、インクを噴射するためのノズルが複数設けられたインクジェットヘッドと塗布対象である基板とを相対的に移動させながらインクの塗布位置においてインクを噴射させるようになされている。
インクジェット塗布装置においては、塗布部においてインクが塗布されたカラーフィルタ等の基板を排出経路を介してカセットステーションと呼ばれる基板収納部に収納した後、乾燥工程に係る乾燥装置に搬送するようになされている。 In an ink jet coating apparatus, a substrate such as a color filter coated with ink in a coating section is stored in a substrate storage section called a cassette station via a discharge path, and then transported to a drying apparatus related to a drying process. Yes.
このようにインクジェット塗布装置においては、塗布部から乾燥装置に至る移動経路上に基板収納部が配置されており、この基板収納部に塗布済みの基板を一時保管するようになされていることにより、塗布部においてインクが塗布された後、乾燥工程に至るまでの時間が長くなる。 As described above, in the ink jet coating apparatus, the substrate storage unit is arranged on the movement path from the coating unit to the drying device, and the coated substrate is temporarily stored in the substrate storage unit. After ink is applied in the application section, the time until the drying process is extended.
塗布部においてインクが塗布された基板は、乾燥工程に至るまでの間においては外気に触れた状態となっており、この間にインクの自然乾燥が徐々に進み、乾燥装置によるインク乾燥処理の管理を難しくしていた。 The substrate on which the ink is applied in the application unit is in a state where it is in contact with the outside air until the drying process, and during this time, the natural drying of the ink gradually proceeds, and the ink drying process is managed by the drying device. It was difficult.
本発明は、このような技術的課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、インクの乾燥を容易に管理し得るインクジェット塗布装置及びインクジェット塗布システムを提供することである。 The present invention has been made to solve such technical problems, and an object of the present invention is to provide an ink jet coating apparatus and an ink jet coating system capable of easily managing the drying of ink.
本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット塗布装置において、液滴を噴射するためのノズルが設けられたインクジェットヘッドのノズルから液滴を噴射させて塗布対象に液滴を塗布する塗布部と、液滴が塗布された塗布対象を塗布部から排出する排出経路の少なくとも一部に設けられ、塗布対象上に塗布された液滴を乾燥させる乾燥部とを備えることである。 A feature according to an embodiment of the present invention is that, in an inkjet coating apparatus, a coating unit that sprays droplets from a nozzle of an inkjet head provided with a nozzle for ejecting droplets to apply the droplets to a coating target; And a drying unit that is provided in at least a part of a discharge path for discharging the application target on which the droplet is applied from the application unit, and dries the droplet applied on the application target.
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット塗布システムにおいて、液滴を噴射するためのノズルが設けられたインクジェットヘッドのノズルから液滴を噴射させて塗布対象に液滴を塗布する塗布装置と、液滴が塗布された塗布対象を塗布装置から排出する排出経路の少なくとも一部に設けられ、塗布対象上に塗布された液滴を乾燥させる乾燥室と、液滴が塗布された塗布対象を塗布装置から乾燥室に搬送する搬送ロボットとを備えることである。 In addition, according to the embodiment of the present invention, in the inkjet coating system, a coating apparatus that sprays droplets from a nozzle of an inkjet head provided with a nozzle for ejecting droplets to apply the droplets to a coating target. A drying chamber that is provided in at least a part of a discharge path for discharging the application target coated with the droplets from the coating apparatus, and dries the droplets coated on the coating target, and the coating target coated with the droplets And a transport robot for transporting the liquid from the coating device to the drying chamber.
本発明によれば、インクジェット塗布装置及びインクジェット塗布システムにおいてインクの乾燥を容易に管理することを可能とする。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to manage the drying of an ink easily in an inkjet coating device and an inkjet coating system.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態に係るインクジェット塗布装置1は、ノズルからインクの液滴を噴射するインクジェットヘッド42を用いて塗布対象である基板30にインクを塗布する塗布部3と、塗布部3に対して基板30を導入すると共に、塗布済みの基板30を排出する導入排出部4と、導入排出部4と基板30を一時保管する基板収納部5との間の基板30の排出経路に配置され、インク液滴を塗布した基板30を乾燥させる乾燥部(乾燥室)6とを備えている。またインクジェット塗布システムは、インクジェット塗布装置1と、液滴が塗布された基板30をインクジェット塗布装置1から排出する排出経路の少なくとも一部に設けられ、基板30上に塗布された液滴を乾燥させる乾燥室(乾燥部6)と、液滴が塗布された基板30をインクジェット塗布装置1から乾燥室に搬送する搬送ロボット8とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
基板収納部5は、複数の基板30を収納する収納棚を有し、各収納棚にインク塗布前の基板30を収納した状態でインク塗布の前工程に係る装置からインクジェット塗布装置1に対する基板30の搬入搬出部であるカセットステーション7に搬送される。またインク塗布及び乾燥後の基板30を収納した状態でインク塗布及び乾燥後の後工程に係る装置に搬送される。
The
搬送ロボット8は、基板収納部5と乾燥装置5との間に配置され、ロボット本体10に回動可能に支持されたリンク12と、このリンク12の先端部に回動可能に支持されたリンク13と、このリンク13の先端に回動可能に支持された搬送アーム11とを有し、リンク12、13及びアーム11を回動させることによって搬送アーム11を種々の方向に向けて移動させることができると共に、リンク12は、ロボット本体10に上下動可能に支持されていることにより、リンク13を介して搬送アーム11を上下動させることができる。
The
搬送ロボット8は、搬送アーム11を回動させると共に上下動させることにより、基板収納部5からインク塗布前の基板30を取り出して乾燥部6に導入し、また乾燥部6からインク塗布及び乾燥後の基板30を取り出して基板収納部5に収納する。
The
乾燥部6は、搬送ロボット8側の側面と導入排出部4側の側面とにそれぞれゲート機構15、16が設けられており、ゲート機構16を開くことにより、搬送ロボット8によってインク塗布前の基板30をゲート機構16を介して乾燥部6の内部に導入することができ、また乾燥部6の内部からインク塗布及び乾燥後の基板30を搬送ロボット8によって取り出すことができる。
The
また乾燥部6は、ゲート機構15を開くことにより、導入排出部4に対してインク塗布前の基板30を送り出すことができ、また導入排出部4からインク塗布及び乾燥後の基板30を受け入れることができる。
Further, the
乾燥部6においては、インク塗布前の基板30に対しては乾燥処理を施すことなく搬送機構70(図3)によりインクジェット塗布装置1の導入排出部4に送り出し、インク塗布後の基板30に対しては乾燥処理を施した後、搬送ロボット8によって基板収納部5に排出するようになされている。
In the
図2に示すように、乾燥部6は、内部を外気から遮蔽する真空チャンバー51と、この真空チャンバー51の内部を真空状態にする真空ポンプ52と、この真空チャンバー51の対向する2つの側面において、基板30の出し入れ口15A、16Aのゲート15B、16Bを開閉するゲート機構15、16とを備える。真空チャンバー51の内部の底面には搬入された基板30を下方から支持しながら持ち上げるリフトアップ機構53が設けられている。このリフトアップ機構53においては、モータ等を駆動源として上下動する複数の支持ピン54が設けられ、真空チャンバー51内に導入された基板30を下方から支持するようになされている。
As shown in FIG. 2, the
ゲート機構15、16、リフトアップ機構53及び真空ポンプ52は、制御部2により制御され、搬送ロボット8の搬送アーム11によってインク塗布前の基板30が真空チャンバー51内に導入される際にゲート16Aを開く。搬送ロボット8は、ゲート16Bが開いた出し入れ口16Aを介して搬送アーム11により基板30を真空チャンバー51内に導入する。このときリフトアップ機構53は、各支持ピン54を上方に移動させて基板30を下方から支持する。基板30が支持ピン54上に載置されると、搬送アーム11は出し入れ口16Aから真空チャンバー51の外部に退避する。
The
インクジェット塗布装置1においては、乾燥部6と導入排出部4との間で基板30を受け渡す搬送機構70が設けられている。この搬送機構70においては、上方から柱形状の吊り下げ部材72によって搬送アーム71が支持されており、制御部2の制御によって駆動制御される駆動機構(図示せず)により、吊り下げ部材72を矢印X方向に進退移動させると共に矢印Z方向に上下動させることができる。
In the
この搬送機構70の搬送アーム71によって乾燥装置6と導入排出部4との間で基板30を受け渡すことができる。すなわち、真空チャンバー51内において支持ピン54によりインク塗布前の基板30が支持されると、制御部2によってゲート15Bが開かれ、このゲート15Bが開いた出し入れ口15Aを介して搬送アーム71が真空チャンバー51内に挿入される。この搬送アーム71によって基板30を下方から持ち上げて出し入れ口15Aから取り出す。搬送機構70は、搬送アーム71にインク塗布前の基板30を載せた状態で搬送アーム71を降下させることにより、基板30を導入排出部4に移動させる。
The
導入排出部4は、乾燥部6から搬送機構70により送り出された基板30を塗布部3に導入すると共に、塗布部30においてインク液滴が塗布された基板30を搬送機構70を介して乾燥部6に排出するものであり、この導入排出部4においては、架台2上に設けられたガイドテーブル22が設けられており、このガイドテーブル22上にX方向にガイドレール(図示せず)が延設されている。ガイドレールにはX方向移動テーブル23の下側面に設けられたガイド突起部(図示せず)が係合されており、これによりX方向移動テーブル23は、ガイドテーブル22上をガイドレールにガイドされてX方向に移動可能に支持されている。
The introduction / discharge unit 4 introduces the
X方向移動テーブル23上には、Y方向に移動可能に支持されたY方向移動テーブル(図示せず)を介して基板保持テーブル24が支持されており、この基板保持テーブル24は、例えば真空吸着により基板を保持するようになされている。また基板保持テーブル24の上面部には、基板保持テーブル24に載置された基板30を下方から支持しながら持ち上げるリフトアップ機構75が設けられている。このリフトアップ機構75においては、モータ等を駆動源として上下動する複数の支持ピン76が設けられ、基板保持テーブル24上の基板30を下方から支持するようになされている。
A substrate holding table 24 is supported on the X direction moving table 23 via a Y direction moving table (not shown) supported so as to be movable in the Y direction. To hold the substrate. In addition, a lift-
X方向移動テーブル23及びY方向移動テーブルは、モータ等を駆動源とした駆動機構によって制御部2の制御により移動する。
The X-direction moving table 23 and the Y-direction moving table are moved under the control of the
導入排出部4のX方向移動テーブル23は、図3に示すように、搬送機構70によって基板保持テーブル24上に載置されて基板保持テーブル24に吸着されたインク塗布前の基板30を、乾燥部6側からインクジェットヘッド42の下方に移動させることができ、またインクジェットヘッド42によってインク液滴が塗布された基板30を、インクジェットヘッド42の下方(図1)から乾燥部6側に移動させることができる。
As shown in FIG. 3, the X-direction moving table 23 of the introduction / discharge unit 4 dries the
図3に示すように、X方向移動テーブル23が乾燥部6側に移動した状態において、搬送機構70(図2)により乾燥部6からインク塗布前の基板30が基板保持テーブル24上に載置されると、制御部2は、X方向移動テーブル23を塗布部3に移動させることにより、図1に示すように、基板保持テーブル24上に保持された基板30を、インクジェットヘッド42の下方に移動させることができる。
As shown in FIG. 3, the
基板30がインクジェットヘッド42の下方に移動した状態において、制御部2は、予め設定されている塗布位置を表すデータに基づいてインクジェットヘッド42と基板30との相対位置を移動制御しながら、インクジェットヘッド42からインク液滴を噴射させる。これにより基板30には、インク液滴が塗布される。
In a state where the
インク液滴の塗布が終了すると、制御部2は、X方向移動テーブル23を乾燥部6側に移動させ、リフトアップ機構75により基板30を持ち上げた後、搬送機構70により基板30を下方から保持させて乾燥部6の真空チャンバー51内に送り込む。この際、ゲート機構15のゲート15Bを開くと共に、真空チャンバー51内のリフトアップ機構53の支持ピン54を上昇させる。
When the application of ink droplets is completed, the
真空チャンバー51内の支持ピン54にインク塗布済みの基板30が載置されると、制御部2は、支持ピン54を降下させて真空チャンバー51内の底面部に基板30を載置する。この状態において、制御部2は、ゲート15B、16Bを閉じることにより、真空チャンバー51内を外気から遮蔽し、真空ポンプを動作させることにより、真空チャンバー51内を真空状態とする。これにより基板30に塗布されたインク液滴の乾燥が促進される。
When the ink-coated
制御部2は、真空チャンバー51内を予め設定された一定時間真空状態とした後、支持ピン54を上昇させると共にゲート16Bを開いて、出し入れ口16Aから搬送ロボット8の搬送アーム11を真空チャンバー51内に挿入し、基板30を下方から保持する。基板30を保持した搬送アーム11は、基板30を真空チャンバー51から取り出して基板収納部5に排出する。
The
次に、インクジェット塗布装置1の塗布部3及び導入排出部4を外気から遮蔽する遮蔽カバーについて説明する。図1に示すように、インクジェット塗布装置1においては、塗布部3及び導入排出部4が遮蔽カバー18によって覆われており、外気から遮蔽されている。遮蔽カバー18の内部には、送気管19を介してインクの溶媒ガスが供給されており、これにより遮蔽カバー18の内部の塗布部3及び導入排出部4は、溶媒雰囲気に保たれている。
Next, a shielding cover that shields the
遮蔽カバー18の乾燥部6側の側面には、乾燥部6のゲート15の出し入れ口15Aに連通する導入排出口(図示せず)が形成されており、この導入排出口を介して乾燥部6と導入排出部4との間で基板30を搬送するようになされている。
An inlet / outlet port (not shown) communicating with the inlet /
遮蔽カバー18によって塗布部3及び導入排出部4が遮蔽されたインクジェット塗布装置1においては、塗布部3においてインク液滴が塗布された基板30は、この塗布部3から導入排出部4に移動されて乾燥部6に排出されるまでの間、インク液滴の溶媒雰囲気内に置かれることになり、基板30に塗布されたインク液滴の乾燥を抑制することができる。塗布されたインク液滴の乾燥が抑制された基板30は、導入排出部4に隣接する乾燥部6に送られて乾燥処理される。これにより基板30に塗布されたインク液滴は、乾燥が抑制された状態から、乾燥部6によって乾燥処理される。
In the
以上説明したインクジェット塗布装置1において、制御部2は、図4に示す処理手順に従って基板30に対するインク液滴の塗布を実行する。すなわち、インク塗布前の基板30が収納された基板収納部5がカセットステージ7に搬入されると、制御部2は、ステップS11において、搬送ロボット8によって基板収納部5からインク塗布前の基板30を取り出して(図5)、乾燥装置6に導入し(図6)、搬送機構70によって乾燥部6からインク塗布前の基板30を導入排出部4の基板保持テーブル24上に移動させる(図7)。そして制御部2は、基板保持テーブル24によってインク塗布前の基板30を吸着保持した後、X方向移動テーブル23を塗布部3に移動する(図8)。これにより、インクジェットヘッド42によって基板30にインク液滴を塗布し得る状態となる。
In the
制御部2は、ステップS12に移って、基板保持テーブル24をX方向及びY方向に移動させながら、インクジェットヘッド42からインク液滴を噴射させることにより、基板30上にインク液滴を塗布する。
The
基板30に対するインク液滴の塗布が完了すると、制御部2は、ステップS13に移って、X方向移動テーブル23を乾燥部6側に移動させた後、搬送機構70によってインク塗布後の基板30を乾燥部6に受け渡す(図9)。
When the application of the ink droplets to the
そして制御部2は、ステップS14に移って、乾燥部6によりインク塗布後の基板30を乾燥させる。乾燥部6による基板30の乾燥処理が完了すると、制御部2は、ステップS15に移って、搬送ロボット8によって乾燥部6から乾燥済みの基板30を取り出して(図10)、基板収納部5に排出する(図11)。
Then, the
制御部2は、ステップS16に移って、基板収納部5に収納されているすべての基板30に対するインク液滴の塗布が完了したか否かを判断する。このインクジェット塗布装置1においては、制御部2は、塗布が完了した基板30の数をカウントすると共に、このカウント数が基板収納部5に収納されている基板30の数と一致したとき、すべての基板30に対するインク液滴の塗布が完了したと判断する。すべての基板30に対する塗布が完了していないとき、制御部2は、ステップS16において否定結果を得ることにより、上述のステップS11に戻って、基板収納部5に収納されているインク塗布前の基板30に対して、同様の処理を実行する。これに対してすべての基板30に対する塗布処理が完了したとき、制御部2は、ステップS16において肯定結果を得ることにより、この処理手順を終了する。
The
このようにして、本実施の形態に係るインクジェット塗布装置1においては、インク塗布後の基板30の排出経路上に乾燥部6を設けていることにより、インク液滴の塗布が完了した基板30は、基板収納部5に収納される前に、塗布部3から導入排出部4を介して乾燥部6に受け渡される。すなわちインク液滴の塗布が完了した基板30は、塗布されたインクの乾燥が進む前に直ちに乾燥部6に排出されることになる。これにより自然乾燥による不確定な乾燥を抑制しつつ乾燥部6による管理された乾燥処理を施すことができ、その分、塗布されたインクの乾燥を乾燥部6の乾燥処理により容易に管理することが可能となる。
Thus, in the
また塗布部3及び導入排出部4が遮蔽カバー18によって遮蔽されていることにより、塗布部3においてインク液滴が塗布された基板30は、この塗布部3から導入排出部4に移動されて乾燥部6に排出されるまでの間、インク液滴の溶媒雰囲気内に置かれることになる。これにより、基板30に塗布されたインク液滴の乾燥が抑制される。このように乾燥部6に排出されるまでの間、基板30に塗布されたインク液滴の乾燥が抑制されることにより、自然乾燥による不確定な乾燥を抑制しつつ乾燥部6による管理された乾燥処理を施すことができ、その分、塗布されたインクの乾燥を乾燥部6の乾燥処理により容易に管理することが可能となる。
Further, since the
また導入排出部4に隣接した位置において、導入排出部4から基板30を直線状に排出する経路上に乾燥部6を配置したことにより、インク塗布後の基板30を直ちに乾燥部6に排出することができる。
Further, the drying
上述の実施形態においては、乾燥部6と導入排出部4との間の基板30の搬送手段として搬送アーム71を用いた場合について述べたが、これに代えて、例えばベルト上に基板30を載せて搬送する機構等、種々の搬送機構を用いることができる。
In the above-described embodiment, the case where the
またインクジェット塗布装置1の塗布部3及び導入排出部4を遮蔽カバー18によって遮蔽するようにしたが、少なくとも導入排出部4が遮蔽カバー18によって覆われていればよく、例えば導入排出部4のみを覆う遮蔽カバーを設ける構成、又はインクジェット塗布装置1が設置される環境全体を溶媒雰囲気に保つ構成を適用することができる。
In addition, the
またインク塗布前の基板30を基板収納部5から導入する導入経路と、インク塗布後の基板30を乾燥部6を介して基板収納部5に排出する経路とを同一経路としたが、導入経路と排出経路とを異なる経路とするようにしてもよい。
Also, the introduction path for introducing the
1…インクジェット塗布装置、2…制御部、3…塗布部、4…導入排出部、5…基板収納部、6…乾燥部、7…カセットステーション、8…搬送ロボット、18…遮蔽カバー、21…架台、22…ガイドステージ、23…X方向移動ステージ、24…基板保持テーブル、42…インクジェットヘッド。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記液滴が塗布された塗布対象を前記塗布部から排出する排出経路の少なくとも一部に設けられ、前記塗布対象上に塗布された液滴を乾燥させる乾燥部と、
を備えることを特徴とするインクジェット塗布装置。 A coating unit that sprays the droplets from the nozzles of an inkjet head provided with nozzles for ejecting the droplets to apply the droplets to a coating target;
A drying unit that is provided in at least a part of a discharge path for discharging the application target to which the droplet is applied from the application unit, and dries the droplet applied on the application target;
An inkjet coating apparatus comprising:
前記液滴が塗布された塗布対象を前記塗布装置から排出する排出経路の少なくとも一部に設けられ、前記塗布対象上に塗布された液滴を乾燥させる乾燥室と、
前記液滴が塗布された塗布対象を前記塗布装置から前記乾燥室に搬送する搬送ロボットと、
を備えることを特徴とするインクジェット塗布システム。
A coating apparatus that sprays the droplets from the nozzles of an inkjet head provided with nozzles for ejecting the droplets to apply the droplets to a coating target;
A drying chamber provided in at least a part of a discharge path for discharging the application target coated with the droplets from the coating apparatus, and drying the droplets coated on the application target;
A transport robot for transporting the coating target coated with the droplets from the coating apparatus to the drying chamber;
An inkjet coating system comprising:
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