CN101678391B - 液体材料吐出方法以及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液体材料吐出方法以及装置,可解决产生卫星液滴的问题与弹落位置的精度问题。本发明的液体材料的吐出方法,是对液体材料赋予惯性力,而将其从吐出口中以液滴状态吐出的液体材料吐出方法,其特征在于:当从吐出口中流出的液体材料离开吐出口时,测定从吐出口的下端到由吐出口中流出的液体材料的下端之间的距离A,并将吐出口的下端与工件表面之间的距离B,设定为与上述距离A大致相同的距离。本发明的解决手段也包括有实施该方法的装置。

Description

液体材料吐出方法以及装置
技术领域
本发明关于在使液体材料接触到工件之后,再从喷嘴切断并吐出的液体材料吐出方法以及装置,尤其关于对液体材料赋予惯性力而进行点状涂布的液体材料吐出方法以及装置。 
本说明书中所谓“液体材料”,指具有流动性的所有材料,当然例如通称填充剂而具有粒状微小物质的液体材料也涵盖在内。 
并且,所谓“液滴状态”,指从吐出口所吐出的液体材料,在未接触到吐出口与涂布对象物中任一个的情况下,在空间中移动的状态。 
背景技术
使液体材料在离开喷嘴后弹落于工件上的现有液滴吐出装置,例如:在连接喷嘴的出口附近设有阀座的流路内,将柱塞杆的侧面呈非接触配设,通过柱塞杆前端朝阀座移动并抵接于阀座,而从喷嘴中将液体材料以液滴状态吐出(专利文献1)。 
并且,使急速前进的柱塞在不抵接于阀座的情况下急遽停止而使液材飞散滴落的技术,例如有本案申请人所提出:使前端面密接于液体材料的液体材料吐出用柱塞高速前进,随即使柱塞驱动装置急遽停止,而对液体材料施加惯性力使液体材料吐出的液体材料的吐出方法以及装置(专利文献2、3)。 
喷墨打印机也为在液滴状态下吐出油墨的吐出装置。油墨液滴的吐出量,每年均朝微量化演进,近年已有提供吐出量达30微微升(picoliter)以下的喷墨打印机。此种吐出微量油墨液滴的喷墨打印机,其喷嘴至纸张间的距离(通称“纸间距离”)窄至1.0mm~1.5mm。此外,喷墨喷头以500mm~2000mm/sec的高速移动(专利文献4)。 
专利文献1:日本专利特表2001-500962号公报 
专利文献2:日本专利特开2003-190871号公报 
专利文献3:日本专利特开2005-296700号公报 
专利文献4:日本专利特开2006-192590号公报 
发明内容
(发明要解决的问题) 
对液体材料施加惯性力使其飞散滴落而吐出的方法,因液滴会形成小卫星液滴(小滴,satellite droplet),而有导致液体材料无法弹落至所需位置处的问题发生。因为卫星液滴会引发短路等问题,因此防止卫星液滴的形成便成为重要的课题。 
当使液体材料从吐出口飞散吐出时,会有飞散角度,在飞散角度不是垂直的情况,若吐出口与工件间的距离越大,弹落位置的偏移也越大。 
并且,若吐出口与工件间的距离变大,将有弹落时发生所谓反弹的问题。若出现反弹,便无法将液滴配置于所需的位置处,结果便发生位置偏移的问题。 
另一方面,如图4所示,也有在使液体材料接触到工件的状态(湿润状态)下吐出液体材料的方法。此方法中,若液体材料为焊锡膏等粘性材料,即使从喷嘴等的吐出口中流出的液体材料接触到基板等工件,液体材料仍呈与吐出口相连的状态。所以,必须使吐出口上升而切断其相连之处,但为使吐出口能上下移动,有造成吐出作业的生产性降低的问题。 
本发明的目的在于提供能解决上述问题的液体材料吐出方法以及装置。 
(解决技术问题的技术方案) 
本发明第1方面的液体材料的吐出方法,对液体材料赋予惯性力,而将其从吐出口中以液滴状态吐出,所述液体材料的吐出方法的特征在于,当从吐出口中流出的液体材料离开吐出口时,测定从吐出口的下端到由吐出口中流出的液体材料的下端之间的距离A;将吐出口的下端与工件表面之间的距离B,设定为与所述距离A大致相同的距离。 
本发明第2方面的液体材料的吐出方法,对液体材料赋予惯性力,而将其从吐出口中以液滴状态吐出,所述液体材料的吐出方法的特征在于,当从吐出口中流出的液体材料离开吐出口时,测定从吐出口的 下端到由吐出口中流出的液体材料的下端之间的距离A;将所述距离B设定为所述距离A的60~100%的距离。 
本发明第3方面的液体材料的吐出方法,使吐出口所连通的液室内产生压力,而将液体材料从吐出口吐出,所述液体材料的吐出方法的特征在于包括:当从吐出口中流出的液体材料离开吐出口时,测定从吐出口的下端到由吐出口中流出的液体材料的下端之间的距离A的第1步骤;将吐出口的下端与工件表面之间的距离B,设定为与所述距离A大致相同的距离的第2步骤;以及使液室内产生压力而吐出液体材料的第3步骤。 
本发明第4方面的液体材料的吐出方法的特征在于,在本发明第1、第2或第3方面中,从吐出口中流出的液体材料,在弹落于工件上之后才被切断。 
本发明第5方面的液体材料的吐出方法的特征在于,在本发明第1至第4方面的任一方面中,一边使工件与吐出口朝水平方向相对移动,一边吐出液体材料。 
本发明第6方面的液体材料的吐出方法的特征在于,在本发明第5方面中,设置测定所述距离B的距离测定装置,使所述吐出口上下移动而将所述距离B保持为一定。 
本发明第7方面的液体材料的吐出方法的特征在于,在本发明第1至第6方面的任一方面中,液体材料的吐出量在100mg以下。 
本发明第8方面的液体材料吐出装置,其具备有:具有吐出口的吐出部;将工件保持于与吐出口相对向的位置处的工件保持机构;能调整吐出口的下端与工件表面之间的距离的吐出距离调整机构;测定吐出口的下端与工件表面之间的距离的吐出距离测定装置;以及主控制部;所述液体材料吐出装置的特征在于,预先测定从吐出口中流出的液体材料在离开吐出口的、从吐出口的下端到由吐出口中流出的液体材料的下端之间的距离A,根据该预先测定的距离A,主控制部将吐出口的下端与工件表面之间的距离B调整为与所述距离A大致相同的距离。 
本发明第9方面的液体材料吐出装置的特征在于,在本发明第8方面中,设置使工件与吐出口朝水平方向相对移动的水平方向相对移 动机构;主控制部使所述吐出口上下移动,而将所述距离B保持为一定。 
本发明第10方面的液体材料吐出装置的特征在于,在本发明第8或第9方面中,所述液体材料吐出装置为喷墨式吐出装置。 
本发明第11方面的液体材料吐出装置的特征在于,在本发明第8或第9方面中,所述液体材料吐出装置为喷射式吐出装置。 
(发明的效果) 
根据本发明,可解决产生卫星液滴的问题、以及弹落位置精度的问题。 
并且,因为不必使吐出口上升并切断相连之处,因而可省略吐出口上下移动的动作时间,因此可提升吐出作业的生产性。 
附图说明
图1为实施例1的吐出装置在阀开口时(第一位置)的概略图。 
图2为实施例1的吐出装置在阀封闭时(第二位置)的概略图。 
图3为说明吐出口、工件以及液滴的位置关系的侧视图。 
图4为说明使现有吐出口进行上下移动的吐出方法的侧视图。 
图5为实施例2的吐出装置的外观图以及重要部分剖视图。 
图6为搭载着实施例4的吐出装置的涂布装置的外观立体示意图。 
图7为搭载着实施例3的吐出装置的涂布装置的外观立体示意图。 
图8为供说明本发明用的吐出口以及从其流出的液体材料的时间变化侧视图。 
图9为搭载着实施例2的吐出装置的涂布装置的外观立体示意图。 
图10为实施例3的吐出装置的外观侧视图。 
图11为实施例3的吐出装置中,阀体的第1位置的重要部分放大剖视图。 
图12为实施例3的吐出装置中,阀体的第2位置的重要部分放大剖视图。 
图13为实施例4的吐出头的外观立体示意图。 
符号说明 
1        阀本体 
2         隔壁 
3         贯通孔 
4         驱动部室 
5         液室 
6         液室出口 
7         活塞 
8         柱塞杆 
9         弹簧 
10        行程调整用螺杆 
11        喷嘴 
12、13    连接口 
14        空压源 
15        阀动作压控制装置 
16        流量控制阀 
17        切换阀 
18        液体加压装置 
19        液体储存容器 
20、21    管路 
30        工件 
41        弹簧室 
42        空气室 
51        弹簧 
52        活塞 
53        活塞室 
54        导件 
55        柱塞 
56        液室 
57        吐出口 
61        控制部 
62        空气供应装置 
63        注射器 
64          注射器安装构件 
71、371     X方向移动机构 
72          传感器装置 
73、373     Y方向移动机构 
74、374     工件 
75、375     平台 
91          平台 
92          边梁 
93          Y轴滑件 
94          涂布头 
95          X轴滑座 
96          X轴滑件 
200         液体材料涂布装置 
300、500    吐出装置 
301         桌上型机器人 
303         Z方向移动机构 
400         龙门型涂布装置 
501         底座 
502         支柱板 
503         板(顶板) 
504         中间板 
511         储存部 
512         计量部 
513         柱塞 
514         柱塞驱动用电动机 
516         圆筒部 
526         阀体 
28          阀驱动用电动机 
529         阀驱动用致动器 
531         喷嘴 
532         吐出口 
550        本体 
553        管 
554        液送管 
561        盖 
581        第1流路 
582        第2流路 
583        第3流路 
584        第4流路 
585        第5流路 
591        接头 
600        吐出头 
601        喷墨喷头 
602        喷头保持构件 
603        切换阀 
604        接触传感器 
605        底座 
606        流路块体 
611        第一供应管 
612        第二供应管 
614        阀驱动用电力线 
615        喷头供应用管 
616        信号线 
621、622   接头 
623、624   固定构件(螺丝) 
641        可动组件 
具体实施方式
以下,以使柱塞前进移动,随后急遽停止,对液体材料施加惯性力而吐出的柱塞喷射式吐出装置为例,说明本发明的较佳方式。 
所例示的柱塞喷射式吐出装置,由阀本体、柱塞杆、液体储存容器、液体加压装置、阀动作压控制装置、电磁切换阀、以及流量控制 阀所构成。该阀本体具有吐出口。该柱塞杆通过进退动作而吐出液体材料。该液体储存容器对阀本体供应液体材料。该液体加压装置将液体储存容器内的液体加压至所需压力。该阀动作压控制装置将阀动作用的空气控制为所需压力。该电磁切换阀能在将阀动作压控制装置与阀本体相连通的第一位置、以及将阀本体与大气相连通的第二位置间切换。该流量控制阀将阀动作压控制装置与阀本体相连通。 
阀本体的动作原理为,在阀封闭时通过作为驱动源的弹簧弹力、空气压力等,使柱塞杆就位于阀座上,而在阀开口时,则通过大于上述弹簧弹力或空气压力的压力,使柱塞杆离开阀座,柱塞杆的移动方向与移动速度,依据弹簧弹力、或空气压力与由空气(即,弹簧/空气)所产生的压力的差而决定。所以,当封闭开口的阀时,可通过降低由上述空气所产生的压力,使由上述空气所产生的压力小于上述弹簧弹力,而使柱塞杆就位于阀座上。 
在柱塞杆的前端面设有最大径等于上述吐出口内径的突起(密封部),而柱塞杆相对于阀座的就位与移动停止,通过使阀本体的柱塞杆抵接面与柱塞杆前端面相互面接触,便可确实实施。 
在使位于封闭位置的柱塞杆进行后退动作而移动至开口位置时,使切换阀从第二位置移动至第一位置。此外,在使位于开口位置的柱塞杆进行前进动作而移动至封闭位置时,使切换阀从第一位置移动至第二位置。 
通过急遽降低空气压力,对柱塞杆赋予较大的加速度,并且在柱塞杆就位于阀座的同时,停止柱塞杆的移动,通过该柱塞杆的动作对液体赋予惯性力,从而使液体从上述吐出口飞散滴落。 
在具备上述构造的现有吐出装置中,如图3(a)所示,如果以工件接触前连接于吐出口(喷嘴)状态的液体材料的高度为h0,则通常在进行吐出动作时吐出口与工件间的距离h1为h0的数倍以上。然而,在这种使从吐出口中流出的液体材料以液滴状态弹落而在工件表面上形成液滴的手法中,弹落位置的精度将出现问题。即,在一边使吐出口高速移动一边使由吐出口中流出的液体材料以液滴状态弹落于工件表面上的吐出装置中,因为惯性力作用而造成离开吐出口的液滴未弹落于吐出时的吐出口正下方的问题。例如,虽然存在有一边使吐出口 平行移动一边发射每秒数十发至数百发以上(例如200发以上)液滴的吐出装置,但是在此种使吐出口高速移动的吐出装置中,相关问题更加明显。 
并且,在液滴离开吐出口时,也有产生卫星液滴的问题。 
所以,发明者经过深入钻研,发现通过将吐出口与工件的位置设为最佳距离,便可解决相关问题。 
图8所示是从平行移动中的吐出口中流出的液体产生的位置变化。从吐出口中流出的液体在前端部形成较细的丝状部分而连接于吐出口,在此状态下,其水平位置的变化微小。但是,如果其丝状部分被切断,则因为急遽落下的速度增加,从而消除由丝状部分被切断的时刻起直到弹落于工件上的时间,因此可以避免因反弹所产生的卫星液滴。换而言之,通过将离开瞬间的液滴的最下端部与工件表面间的距离设为零,可以实现所谓对工件的软着陆(soft landing)。 
另外,图8中从左算起第4个,表示离开吐出口的瞬间的液滴。 
图3(b)所示是将吐出口与工件间的距离h2设定为在液滴连接于吐出口的状态下弹落于工件然后再切断的距离的状态。即,吐出口与工件间的距离h2设定为小于液滴的高度h0的距离,使液体材料软着陆。所以,从吐出口中流出的液体材料在接触到工件表面后,才离开吐出口而涂布于工件上。当将吐出口与工件间的距离设定为小于液滴高度h0的距离时,对液滴作用的惯性力将成为最小极限,因此可以将液滴的弹落位置设定在吐出口的大致正下方。此外,因为液体材料在接触到工件后才会被切断,因而可以抑制卫星液滴的发生。 
其中,到底将h2设为何种程度,属于配合液体材料的粘度、吐出口的直径等要素而决定的设计事项,必须设定为使液滴在弹落于工件上之后才被切断(良好地进行断液)的距离。即,即使不在吐出口上升后切断,形成液滴的距离的设定也很重要。所以,最好将h2设定为等于或略短于液滴刚要切离吐出口前的高度h0的距离(例如将h2设定为液滴高度h0的60~100%,优选为70~100%,更优选为80~100%,最优选为90%~100%)。从实验上的经验法则,可以揭示当将吐出口与工件间的距离h2设定为液滴高度h0的一半以下的情况,便无法从吐出口良好地切断液滴。 
从吐出口中流出的液体材料刚要分离前的高度(从吐出口的下端到从吐出口中流出的液体材料的下端的距离)h0,例如可以利用高速摄影机等拍摄装置测定。即,对配置为朝垂直向下方向射出液体材料的吐出口,在水平方向上设置高速度摄影机,便可利用高速摄影机记录液体材料从吐出口吐出时,液体材料的样态。然后,通过分析所记录的影像,便可测定液体材料刚要分离前的高度h0。 
h0的测定方法并不仅限于上述方法,例如也可以利用数码相机拍摄液体材料离开吐出口的瞬间影像而测定h0。 
在使用喷墨等粘度较低的液体材料的吐出装置中,从吐出口中流出的液体材料为滴垂状,在落下时大多因表面张力而略呈球形状,但是依照液体材料的粘度、液体材料从吐出口射出的射出速度等条件,并非一定伴随此种形状变化。但是,本发明并非仅以油墨等低粘度液体材料为对象,在此,特载明也可以焊锡膏、银膏、环氧剂等粘度较高的液体材料为对象。 
可适用本发明的液体材料,可例示有:银膏等导电性材料、环氧/丙烯等树脂材料/粘接剂、焊锡膏、液晶材料、润滑脂等润滑剂、油墨、着色材、涂料、被覆材、电极材、水溶液、油、有机溶剂等。 
本发明适用于将微量液体材料以高精度吐出的作业,最好适用于对例如半导体等电机零件、或机械零件制造中的对象物等的涂布作业。 
更详细地说,最好适用于例如:电机零件制造中的银膏等导电剂的微小涂布、对电动机等机械零件的滑动部的润滑脂涂布、为粘接构件而对微小粘接区域进行的环氧树脂等粘接剂涂布,以及在半导体制造中对芯片与基板间填充液体材料的填底胶、或以密封剂覆盖芯片上面的密封涂布等。 
适用本发明的液体材料的吐出量的范围并无限制,但是将本发明适用于微量液体材料吐出的情况特别出色,例如特别适用于吐出量在100mg以下的情况,1mg以下的情况更好,更以数ng~100μg的情况特别具有效果。 
在工件表面有凹凸的情况下,平行移动吐出口时,无法将工件表面与吐出口间的距离保持于上述图3(b)所示的范围内,此时最好上下移动吐出口,以使工件表面与吐出口间的距离保持在较佳范围内。 具体来说,可揭示在吐出口附近设置传感器等公知的距离测定装置,一边测定吐出口与工件表面间的距离一边进行吐出。 
公知的距离测定装置可例示如:接触工件表面而测量距工件表面间的距离的接触式测量装置,或将激光照射于工件而测量距工件表面间的距离的激光位移传感器等非接触式测量装置。 
并且,吐出口与工件表面间的距离(间隙),最好在上述范围内经常保持为一定,当然也可以利用上述距离测定装置将吐出口与工件表面间的距离经常保持为一定。该间隙可配合吐出装置的类型、吐出量等因素而设定为不同的值,例如喷墨式吐出装置的情况,优选将间隙设定在1mm以下,更优选在0.5mm以下,例如喷射式吐出装置的情况,优选将间隙设定在数mm以下,更优选在1mm以下。 
本发明在吐出口与工件相对水平移动的情况下,可以实现最明显的效果,但是此处补充说明,在吐出口与工件相互呈停止状态的吐出作业时,也可以实现有利的效果。其原因在于,从吐出口飞散吐出时,具有所谓飞散角度(相对于从静止状态且朝垂直向下方向的吐出口射出液滴时的垂直方向的角度),距离越大,弹落位置的偏移(预定弹落值与实际弹落位置间的位置偏移)也越大,而在吐出口与工件间的距离较小时,可以使弹落位置的偏移达到最小极限。 
并且,在接触到工件之后才将液滴切断的情况下,弹落时便不会发生所谓的反弹。并且,在如图4所示的现有的接触式吐出作业中,也可以有效地实现避免发生卫星液滴的效果。 
本发明能实施于吐出液体材料的各种装置中,可适用于例如:对在前端设有喷嘴的注射器中所储存液体材料,以所需时间施加调压过空气的空气式;具有平管(flat tubing)机构或螺旋管(rotary tubing)机构的管线式;使在前端设有喷嘴的储存容器内面密接滑动的柱塞,移动所需量而吐出的柱塞式;利用螺杆的旋转而将液体材料吐出的螺杆式;对施加了所需压力的液体材料利用阀的开闭而控制其吐出的阀式等。 
然而,本发明在对液体材料赋予惯性力而以“液滴状态”吐出的吐出装置中,可以实现特别有利的效果。此种吐出装置也包括在与喷嘴相连通的液室内,利用诸如可动阀体、静电型、压电型等致动器、 隔膜以及敲打锤、气泡产生用加热器等压力产生装置产生压力而吐出液滴的吐出装置。吐出装置的具体例,例如有:(i)阀体就位类型的喷射式(例如使阀体碰撞于阀座而吐出液体材料的喷射式);(ii)阀体非就位类型的喷射式(例如使柱塞前进移动,随即急遽停止,对液体材料施加惯性力而吐出的柱塞喷射式);(iii)连续喷射方式或随选方式的喷墨式等。 
以下,通过实施例说明本发明的详细内容,但是本发明并不仅局限于以下任一实施例。 
实施例1 
实施例1有关于就位阀体而以液滴状态进行吐出的阀体就位类型的喷射式吐出装置。 
图1所示是阀开口时(第一位置)各部位的状态的概略图,图2所示是阀封闭时(第二位置)各部位的状态的概略图。 
构成阀部的阀本体1在下面设有液滴吐出用的喷嘴11,并且通过具有供柱塞杆插通的贯通孔3的隔壁2,上下二分为驱动部室4与液室5。在上部的驱动部室4中,滑动自如地安装使柱塞杆8上下移动的活塞7,活塞7上方的驱动部室4形成弹簧室41,在活塞7上面与弹簧室41上部内壁面之间配设有弹簧9。此外,活塞7下方的驱动部室4形成空气室42,经由连接于在阀本体1侧壁上形成的连接口12的管路20以及空气供应部,连接于高压空压源14,而供应柱塞杆8后退用的高压空气。另外,图中组件符号10是螺合于驱动部室4上壁的行程调整用螺杆10,通过变更上下位置而调整柱塞杆8的移动上限,以调整液体的吐出量。 
在液室5中嵌装有通过上述活塞7而进退移动的柱塞杆8,在液室5的底壁形成有连通于设置在阀本体1下面的喷嘴11的液室出口6。此外,液室5经由连接于形成在阀本体1侧壁的连接口13的管路21,连接于液体储存容器19,供应液滴形成用液体。 
柱塞杆8的前端面在柱塞杆8前进时抵接于液室5的底壁而封闭上述液室出口6,所以,当阀封闭而柱塞杆8接触到液室5的底壁时,在上述活塞7下方具有足以形成空气室的长度。 
另外,柱塞杆8的前端面与吐出室的底壁形成为平面,在阀封闭 时,上述两面互相面接触而封闭上述液室出口6,构成为停止吐出液滴的状态,可以确实地分离阀封闭时应吐出的液滴与液室5内的液体。另外,在柱塞杆8的前端面设有突起,其最大径等于上述液室出口6的内径,在阀封闭时构成为卡合于液室出口6的状态,可以在阀封闭时良好地切断液滴。 
液体供应部由液体加压装置18、以及一体形成或通过以接头相连接的管路21而连通于阀本体1的液室5的液体储存容器19构成,液体储存容器19内的液体,利用经液体加压装置18调整为所需压力的空气压力,调整为时常定压状态。另外,在图示的实施例中,利用液体加压装置18将液体储存容器19内的压力维持于一定,由此将经过调压的液体供应给阀部,但是也可以在连接液体供应源(未图示)与阀部的管路中配置压力调整装置,并利用该压力调整装置调压后再供应给阀部。 
空气供应部由阀动作压控制装置15、流量控制阀16、以及切换阀17串联连接而构成,具体来说,在连通于阀本体1的电磁切换阀17、与控制柱塞杆8动作用空气为所需压力的阀动作压控制装置15之间,配设流量控制阀16而构成。 
上述切换阀17构成为可以在使连通于上述阀动作压控制装置15的流量控制阀16与上述阀本体1相连通而使柱塞杆位于开口位置处的第一位置处、以及使上述驱动部室4的空气室42与大气相连通而使柱塞杆8位于封闭位置的第二位置处之间相切换,以切换柱塞杆8的移动方向。 
利用上述构造,在使位于封闭位置处的柱塞杆8后退动作而移动至开口位置处的情况下,使切换阀17从第二位置切换至第一位置。在第一位置处,被控制为所需压力的柱塞杆8动作用空气,进一步由流量控制阀16控制其流量,在对阀本体1供应上述动作用空气之后,使柱塞杆8以所需速度开始后退移动。这样可以使柱塞杆8以所需速度移动,因而即使柱塞杆8的移动量变大,仍然可以防止从液室出口6前端吸入气泡。 
并且,在使位于开口位置处的柱塞杆8前进动作而移动至封闭位置处的情况下,使切换阀17从第一位置切换至第二位置。在第二位置 处,阀本体1与大气相连通,从而将使柱塞杆8后退移动的柱塞杆8动作用空气一口气释放出于大气中,上述柱塞杆动作用空气的压力便瞬间等于大气压。由此,已经压缩并蓄积能量的弹簧9便一口气地张开,而使柱塞杆前进移动。然后,柱塞杆在抵接于阀座而急速停止移动之后,便仅将液体从液室出口6以液滴状态吐出。 
在上述构成的装置中,通过将吐出口的下端与工件表面间的距离(间隙)设定为不同的条件,并确认吐出的精度,可以确认本实施例的间隙并未发生卫星液滴,在远大于本实施例的间隙时,则会发生卫星液滴。 
实施例2 
实施例2有关于就位阀体而以液滴状态进行吐出的阀体就位类型的喷射式吐出装置。 
《构造》 
图9所示是搭载本实施例的吐出装置的液体材料涂布装置的整体外观图。 
液体材料涂布装置200,在桌上型机器人301的吐出头上搭载有吐出装置300,一边使工件374与吐出装置300相对移动,一边在工件的所需位置处涂布所需量的液体材料。 
吐出装置300装卸自如地固定于桌上型机器人301的X方向移动机构371所具有的Z方向移动机构303上,并可在X方向上移动自如。工件374载置于配设在桌上型机器人301的Y方向移动机构373上的平台375上。吐出装置300在Z方向上移动自如,当吐出装置300进行吐出动作时,可以将吐出装置300与工件374表面间的距离(间隙)调整为所需量。 
图5中详细示出的本实施例的吐出装置300,构成为活塞52以从后方侧利用弹簧51赋予朝前方的弹力的方式固设在柱塞55的后端。通过在活塞室53内朝活塞52的前方侧供应空气,使活塞52与柱塞55一起后退,通过将活塞52前方侧的空气对大气开放,使柱塞55前进,从而将液室56内的液体材料的一部分从吐出口以液滴状态吐出。柱塞55抵接于液室56的柱塞前方的内壁而停止。 
在这样的装置中,因为柱塞55在其前端部的周面未接触于液室56 内的内壁的状态下前进,因而部分的液体材料在柱塞55与液室56之间朝后方移动,因而柱塞55前进时的阻力变少,可以使柱塞55顺畅地高速前进。 
《准备》 
使调整为可获得所需吐出量的吐出装置300动作,当液体材料离开吐出装置300的吐出口57时,测定从吐出口57到液体材料进出方向末端之间的高度(距离)h0。高度h0可以在将吐出装置300搭载于桌上型机器人301之前便预先测定,也可在搭载于桌上型机器人301的状态下,在下方设置受液用杯,再从吐出装置300朝上述受液用杯吐出液体材料而测定。测定高度h0时,重点在于吐出口57与受滴物间的距离的设定,应使液体材料在到弹落于滴物之前便离开吐出口57。 
此项测定作业,可利用高速度摄影机拍摄从吐出装置300的吐出口57吐出液体材料时的样态,再从所获得影像中选出离开吐出口时的影像,对其进行影像处理而获得,与前述相同。 
但是,本实施例中,虽然使用高速度摄影机,测定当液体材料离开吐出装置300的吐出口57时吐出口57距液体材料进出方向末端的高度h0,但是并不仅局限于此,当然也可以使用已知的测量装置测定上述距离。 
《涂布作业》 
依照以上的顺序,在获得离开吐出口57时的液体材料高度h0之后,便控制涂布装置200在涂布作业时的Z方向移动机构303而进行涂布作业,使涂布作业时,经涂布液体材料的工件与吐出装置300的吐出口57间的距离,小于高度h0的距离。 
本实施例的吐出装置300是可以吐出数十cps~十万cps的较宽范围粘度的液体材料的装置,也可以吐出较高粘度的液体材料。每1次吐出数μg~数10mg程度的量。 
在上述构造的装置中,吐出口的下端与工件表面之间的距离(间隙),其条件设定为可使液体材料弹落于工件后才离开喷嘴的吐出口,经确认是否有发生卫星液滴,结果在本实施例的间隙的情况下,并未发现有卫星液滴。另一方面,如果设定为远大于本实施例的间隙,确定会出现卫星液滴。 
吐出装置:喷射式吐出装置(阀体就位类型) 
喷嘴:内径75μm、外径200μm 
液体材料:热硬化型环氧树脂一液性树脂 
吐出量:10μg 
吐出口与工件表面之间的距离(间隙):1mm 
吐出口与工件的相对移动速度:50mm/s 
实施例3 
实施例3有关于使柱塞前进移动,随即通过急遽停止而对液体材料施加惯性力,并以液滴状态进行吐出的阀体非就位类型的喷射式吐出装置。 
本实施例的吐出装置500如图7所示,搭载于龙门型涂布装置400上。 
龙门型涂布装置400是例如在箱体内使吐出液体材料的喷嘴与对向于该喷嘴而载置工件的平台相对移动,并对该工件表面所需位置涂布液体材料的装置,其具备有:用于搬进搬出设于上述箱体侧面的工件的搬入出口;在上述平台上方使朝向上述搬入出口延设的边梁平行移动的边梁移动装置;以及控制这些动作的控制部。以下进行详细说明。 
本实施例的龙门型涂布装置400如图7所示,具备有:载置工件的平台91、包夹平台91并朝X轴方向平行延设的一对X轴滑座95、以及由X轴滑件96支撑并且朝Y方向延设的2支边梁92。 
平台91具备有使工件朝θ轴方向移动并定位于既定角度的θ旋转机构。平台91可以构成由设置在平台91下方的θ旋转机构直接支撑的构造,也可以构成为载置于在X轴方向或Y轴方向上移动的移动机构上,并辅助利用X轴滑件/Y轴滑件的相对移动动作的构造。 
在一对X轴滑座95上分别设置2个可朝X轴滑座的长度方向移动的X轴滑件96,X轴滑件96支撑2支边梁92的两端部,通过X轴滑件96在X轴滑座95上移动,边梁92可以在平台91的上方朝X方向移动自如。 
X轴滑座95构成足够的宽度,当边梁92位于端部时将不会造成妨碍。由此,可以防止边梁92与涂布头94在搬入工件时互相干涉。 
在一对边梁92的外边侧面分别设有2个Y轴滑件93,在Y轴滑件93上,将吐出液体材料的涂布头94配设为能在Z方向上移动。 
X轴与Y轴的滑座可例示具备有线性电动机用磁铁与直动滑轨,滑件则可例示具备线性电动机的构造。但是,滑座与滑件的组合,并不仅局限于此构造,也可以是例如在滑座上设置电动机以及连动于电动机而旋转的滚珠螺杆,并在滑件上具备有连动于滚珠螺杆的旋转而线性移动的螺帽的构造。 
《动作》 
在搬入工件时,主控制部可移动X轴滑件96,构成使右侧边梁92朝X轴滑座95的右端移动,使左侧边梁92朝X轴滑座95的左端移动,并且边梁92不会覆盖在平台91上的状态。完成边梁92的移动后,从搬入出口12利用工件搬送机17搬入工件。完成向平台91上载置工件后,主控制部21可移动X轴滑件96与上述Y轴滑件93,而将涂布头94配置于工件所需位置处,利用涂布头94所具有的Z轴移动机构使涂布头94下降,并对工件涂布液体材料。此时,适当移动X轴滑件96与Y轴滑件93,便可描绘出所需的形状。 
完成涂布作业后,主控制部21可移动X轴滑件96,而使右侧边梁92移动至X轴滑座95的右端,使左侧边梁92移动至X轴滑座95的左端,并构成边梁92不会覆盖在平台91上的状态。完成边梁92的移动后,利用工件搬送机17从搬入出口12搬出工件。 
另外,工件的搬进搬出,通过叉形搬送机实施,或利用气动式搬送机实施。 
吐出装置500具备有:液体材料供应部、吐出部、计量部、阀部、以及控制部。该液体材料供应部供应吐出的液体材料。该吐出部具有吐出液体材料的吐出口。该计量部由计量孔、以及在计量孔的内壁面上滑动并将液体材料吸收于计量孔内而吐出的柱塞构成。该阀部由本体、流路、以及阀体构成;该流路连通液体材料供应部与计量部;该阀体形成连通计量部与吐出部的流路,并在本体内所设置的空间内滑动。该控制部对这些部件进行控制。 
吐出装置500如图10至图12所示,构成为固定在底座501下面 的阀驱动用致动器529的进退动作,经由其所连接的接头591而传递于阀体526的构造。所以,通过阀驱动用致动器529的进退动作,使阀体526进行滑动动作。 
上述控制部在将液体材料吸入于计量孔内时,将上述阀体配置于第1位置处,而连通液体材料供应部与计量部,并且阻断计量部与吐出部,在吐出计量孔内的液体材料时,将上述阀体配置于第2位置处,而连通计量部与吐出部,并且阻断液体材料供应部与计量部。 
本实施例的吐出装置500,将数cps~数百cps的较低粘度液体材料,每1次吐出0.1mg~数mg程度的量。 
本实施例的吐出装置500也可利用于例如在液晶面板制造程序中,在液晶滴下程序中所使用的液晶滴下装置。 
上述构造的装置,将吐出口下端与工件表面间的距离(间隙)的条件,设定为液体材料弹落于工件之后才离开喷嘴吐出口,经确认是否有发生弹落位置偏移(包括因反弹所造成)以及产生卫星液滴情形,结果在本实施例的间隙的情况下并无发生卫星液滴的情形。另一方面,如果设定为远大于本实施例的间隙,结果则会发生卫星液滴。 
实施例4 
实施例4有关于喷墨式吐出装置。 
参照图6与图13说明本实施例的吐出装置。 
图6所示是一边使吐出头600与工件相对移动,一边进行涂布的液体材料涂布装置。吐出头600在Z方向上移动自如,可以利用接触传感器4所具有的可动组件641测定位移量,并且可以调整喷墨喷头1的吐出面与待施工的工件7间的间隙。 
本实施例的吐出头600如图13所示,具备有:具有使连通于喷嘴的液室内产生压力的压力发生装置的公知喷墨喷头601、可装卸地保持喷墨喷头601的喷头保持构件602、以及连接液体供应路与加压空气供应路的切换机构。上述切换机构是对喷墨喷头601选择性供应液体和加压空气中的任意一种的喷墨吐出头。 
通过松开螺丝623、624,可以使喷墨喷头601相对于喷头保持构件602装卸自如。由可挠性材料构成的各管也以接头连接,因而装卸容易,形成容易保养的构造。 
搭载于吐出头600的喷墨喷头601的喷嘴可以是多个、也可以是 单个。 
本实施例的吐出装置,将例如数cps~数十cps的低粘度液体材料,以每1次数ng程度的吐出量吐出。 
在上述构造的装置中,将吐出口下端与工件表面之间的距离(间隙)的条件,设定为液体材料弹落于工件之后才离开喷嘴吐出口,经确认是否有发生弹落位置偏移以及卫星液滴情形,结果在本实施例的间隙的情况下,并无发生弹落位置偏移以及卫星液滴的情形。另一方面,如果设定为远大于本实施例的间隙,则会发生卫星液滴。 

Claims (20)

1.一种液体材料的吐出方法,利用可以使工件与吐出口相对移动并且将液体材料从吐出口中以液滴状态吐出的吐出装置,所述液体材料的吐出方法的特征在于,
当从吐出口中流出的液体材料离开吐出口时,获取从吐出口的下端到由吐出口中流出的液体材料的下端之间的距离A;
将吐出口的下端与工件表面之间的距离B,保持在与所述距离A相同的距离而将液体材料吐出。
2.一种液体材料的吐出方法,利用可以使工件与吐出口相对移动并且将液体材料从吐出口中以液滴状态吐出的吐出装置,所述液体材料的吐出方法的特征在于,
当从吐出口中流出的液体材料离开吐出口时,获取从吐出口的下端到由吐出口中流出的液体材料的下端之间的距离A;
将吐出口的下端与工件表面之间的距离B,固定地保持在所述距离A的60~100%的距离范围而将液体材料吐出。
3.一种液体材料的吐出方法,利用可以使工件与吐出口相对移动并且将液体材料从吐出口中以液滴状态吐出的吐出装置,使吐出口所连通的液室内产生压力,而将液体材料从吐出口吐出,所述液体材料的吐出方法的特征在于包括:
当从吐出口中流出的液体材料离开吐出口时,获取从吐出口的下端到由吐出口中流出的液体材料的下端之间的距离A的第1步骤;
将吐出口的下端与工件表面之间的距离B,设定为与所述距离A相同的距离的第2步骤;以及
吐出液体材料的第3步骤。
4.一种液体材料的吐出方法,利用可以将工件与吐出口的距离保持在规定的距离范围的同时使其相对移动并且将液体材料从吐出口中以液滴状态吐出的吐出装置,所述液体材料的吐出方法的特征在于,
将离开吐出口瞬间的液滴的最下端部与工件表面之间的距离设定为零。
5.一种液体材料的吐出方法,利用将液体材料从吐出口中以液滴状态吐出的吐出装置,所述液体材料的吐出方法的特征在于,
将工件与吐出口的距离设定为,从吐出口中流出的液体材料在弹落于工件上之后被分开的距离,即不移动吐出口,液体材料离开吐出口的距离。
6.根据权利要求4或5所述的液体材料的吐出方法,其特征在于,在没有工件或者工件离开足够距离的情况下,将工件与吐出口的距离保持在从吐出口中流出的液体材料离开吐出口时的、从吐出口的下端到由吐出口中流出的液体材料的下端之间的距离的60~100%的距离范围。
7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的液体材料的吐出方法,其特征在于,一边使工件与吐出口朝水平方向相对移动,一边吐出液体材料。
8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的液体材料的吐出方法,其特征在于,设置获取工件与吐出口的距离的距离获取装置。
9.根据权利要求1、2、3、4或5所述的液体材料的吐出方法,其特征在于,液体材料的吐出量在100mg以下。
10.根据权利要求1、2、3、4或5所述的液体材料的吐出方法,其特征在于,所述吐出装置为喷墨式吐出装置。
11.根据权利要求1、2、3、4或5所述的液体材料的吐出方法,其特征在于,所述吐出装置为喷射式吐出装置。
12.一种液体材料吐出装置,将液体材料从吐出口中以液滴状态吐出,其具备有:具有吐出口的吐出部;将工件保持于与吐出口相对向的位置处的工件保持机构;可调整吐出口的下端与工件表面之间的距离的吐出距离调整机构;以及控制部;所述液体材料吐出装置的特征在于,
相对于预先获取的从吐出口中流出的液体材料在离开吐出口时的、从吐出口的下端到由吐出口中流出的液体材料的下端之间的距离A,控制部将吐出口的下端与工件表面之间的距离B保持在与所述距离A相同的距离而将液体材料吐出。
13.一种液体材料吐出装置,将液体材料从吐出口中以液滴状态吐出,其具备有:具有吐出口的吐出部;将工件保持于与吐出口相对向的位置处的工件保持机构;能调整吐出口的下端与工件表面之间的距离的吐出距离调整机构;以及控制部;所述液体材料吐出装置的特征在于,
相对于预先获取的从吐出口中流出的液体材料在离开吐出口时的、从吐出口的下端到由吐出口中流出的液体材料的下端之间的距离A,控制部将吐出口的下端与工件表面之间的距离B固定地保持在所述距离A的60~100%的距离范围而将液体材料吐出。
14.一种液体材料吐出装置,将液体材料从吐出口中以液滴状态吐出,其具备有:具有吐出口的吐出部;将工件保持于与吐出口相对向的位置处的工件保持机构;能调整吐出口的下端与工件表面之间的距离的吐出距离调整机构;以及控制部;所述液体材料吐出装置的特征在于,
控制部将液滴离开吐出口瞬间的最下端部与工件表面之间的距离保持为零而将液体材料吐出。
15.一种液体材料吐出装置,将液体材料从吐出口中以液滴状态吐出,其具备有:具有吐出口的吐出部;将工件保持于与吐出口相对向的位置处的工件保持机构;能调整吐出口的下端与工件表面之间的距离的吐出距离调整机构;以及控制部;所述液体材料吐出装置的特征在于,
将工件与吐出口的距离保持在,从吐出口中流出的液体材料在弹落于工件上之后被分开的距离,即不移动吐出口,液体材料离开吐出口的距离而将液体材料吐出。
16.根据权利要求12、13、14或15所述的液体材料吐出装置,其特征在于还包括:获取吐出口的下端与工件表面之间的距离的距离获取装置。
17.根据权利要求12、13、14或15所述的液体材料吐出装置,其特征在于,设置使工件与吐出口朝水平方向相对移动的水平方向相对移动机构;
控制部将工件与吐出口的距离保持为一定。
18.根据权利要求12、13、14或15所述的液体材料吐出装置,其特征在于还包括:获取从吐出口的下端到由吐出口中流出的液体材料的下端之间的距离的距离获取装置。
19.根据权利要求12、13、14或15所述的液体材料吐出装置,其特征在于,所述吐出部为喷墨式吐出机构。
20.根据权利要求12、13、14或15所述的液体材料吐出装置,其特征在于,所述吐出部为喷射式吐出机构。
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