JP2000189874A - Method and apparatus for controlling discharge of high viscosity substance - Google Patents

Method and apparatus for controlling discharge of high viscosity substance

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JP2000189874A
JP2000189874A JP10373964A JP37396498A JP2000189874A JP 2000189874 A JP2000189874 A JP 2000189874A JP 10373964 A JP10373964 A JP 10373964A JP 37396498 A JP37396498 A JP 37396498A JP 2000189874 A JP2000189874 A JP 2000189874A
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JP
Japan
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substance
viscosity
viscosity substance
orifice
meniscus
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JP10373964A
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Japanese (ja)
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Masahito Okabe
岡部将人
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make controllable the discharge of a high viscosity substance simply and surely. SOLUTION: In the method for discharging a high viscosity substance, electrodes are arranged in a part or the whole of a container which has a circular or polygonal orifice in the lower part and is filled with the high viscosity substance. With the meniscus of the substance protruded from the orifice, a high voltage pulse is applied between the electrodes to pull out the substance, and part of the substance is separated/cut to stick it on a catalyst. In this process, the amplitude of the pulse is controlled to control the discharge amount of the substance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は高粘度物質を電気信
号に応じてドット状に吐出する際に、高粘度物質の吐出
量を制御する方法および装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for controlling a discharge amount of a high-viscosity substance when a high-viscosity substance is discharged in a dot form according to an electric signal.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】液体を
背後から加圧して容器から押し出し、媒体上に形成する
ことはディスペンサーとしてよく知られている。従来提
案されているディスペンサーは、低粘度から高粘度の物
質を吐出し、媒体上に形成することができるが、圧力が
伝わるのに時間がかかり、十分なレスポンスが得られな
い。また、形成されるラインまたはドットは、ノズルの
外径で決まるため、高精細なパターニングには向かな
い。また、背後からの圧力に加えて、出口付近を振動さ
せることにより、液滴を形成し、これを吐出すること
で、媒体上に付着させる方法が知られているが、この方
法では、高粘度の物質を吐出することはできない。
BACKGROUND OF THE INVENTION It is well known as dispensers to press a liquid from behind and push it out of a container to form it on a medium. The conventionally proposed dispenser can discharge a substance having a low viscosity to a high viscosity and form it on a medium, but it takes time for pressure to be transmitted, and a sufficient response cannot be obtained. Also, the lines or dots to be formed are determined by the outer diameter of the nozzle, and thus are not suitable for high-definition patterning. In addition, a method is known in which a liquid droplet is formed by vibrating the vicinity of an outlet in addition to pressure from behind to form a liquid droplet and ejecting the liquid droplet to deposit the liquid droplet on a medium. Cannot be discharged.

【0003】一方、オリフィスからインクを吐出させて
媒体上に形成する方法は、インクジェット技術として広
く知られている。インクジェット技術としては、ノズル
の一部を加熱して、気泡を発生させることによりインク
を押し出す方法や、圧電セラミックを振動させることに
より、その圧力でインクを押し出す方法などが知られて
いるが、いずれの方法も、インクを押し出す力が非常に
弱く、高粘度の物質を吐出することはできない。また、
インクジェット法では、吐出されるインク滴の大きさ
は、オリフィス径の数倍の大きさになる。
On the other hand, a method of forming ink on a medium by discharging ink from an orifice is widely known as ink jet technology. As the ink-jet technology, a method of extruding ink by heating a part of a nozzle to generate air bubbles and a method of extruding ink with the pressure by vibrating a piezoelectric ceramic are known. In the above method, too, the force for pushing out the ink is very weak, and a high-viscosity substance cannot be ejected. Also,
In the inkjet method, the size of the ejected ink droplet is several times as large as the diameter of the orifice.

【0004】この点について図11を参照して説明する
と、図示するように、ノズル1内の高粘度物質2を静電
力による吸引または電気機械的に加圧して先端開口から
押し出し、押し出された膨出部3がある長さになると、
根元部分(ノズル開口部分)から切断され、その後表面
張力によって球状の滴4となり、これが媒体5上に付着
するものである。そのため、媒体5に付着するドットの
大きさはノズル開口径よりも5〜6倍程度と大きいもの
となってしまうことになる。
This point will be described with reference to FIG. 11. As shown in the drawing, the high viscosity substance 2 in the nozzle 1 is extruded from the tip opening by suction or electromechanical pressure by electrostatic force, and the extruded swelling. When the protrusion 3 reaches a certain length,
It is cut from the root (nozzle opening) and then becomes a spherical droplet 4 due to surface tension, which adheres to the medium 5. Therefore, the size of the dot adhering to the medium 5 is about 5 to 6 times larger than the nozzle opening diameter.

【0005】小さい液滴を形成しようとすると、オリフ
ィス径を小さくする必要があり、このため、大きな粒径
の粒子を含んだインクを吐出しようとすると、目詰まり
を起こし、また、粒子によりオリフィスが磨耗して吐出
装置の寿命が短くなる問題がある。また、静電吸引方式
のインクジェットでも、同様に高粘度物質を吐出するこ
とができない。
In order to form small droplets, it is necessary to reduce the diameter of the orifice. Therefore, when attempting to discharge ink containing particles having a large particle diameter, clogging occurs, and the orifice is caused by the particles. There is a problem that the life of the discharge device is shortened due to wear. Further, even in the case of the electrostatic suction type ink jet, a high viscosity substance cannot be discharged similarly.

【0006】また、従来のインクジェット方式における
ドットの付着形成量の制御は、インク滴を所定周波数で
吐出して荷電し、荷電したインク滴を偏向電極の間を通
して飛翔させ、偏向電極へ加える偏向電圧のオン/オフ
制御により行っており、そのため使用しないインク滴は
回収装置で回収する必要があり、装置が複雑かつ大がか
りになってしまっていた。また、静電吸引方式で高粘度
物質を吐出するものにおいては、吐出量の制御について
具体的な提案をしているものはない。
In the conventional ink jet system, the amount of dots formed is controlled by discharging ink droplets at a predetermined frequency, charging the ink droplets, causing the charged ink droplets to fly between deflection electrodes, and applying a deflection voltage applied to the deflection electrodes. Therefore, the ink droplets that are not used need to be collected by a collecting device, which makes the device complicated and large. In addition, there is no specific proposal for control of the discharge amount of a device that discharges a high-viscosity substance by an electrostatic suction method.

【0007】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、高粘度物質の吐出量を簡単かつ確実に制御できるよ
うにすることを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to make it possible to easily and reliably control the discharge amount of a high-viscosity substance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の制御方法は、下
部に円形または多角形のオリフィスを有する高粘度物質
が充填された容器の一部または全体に電極を配置し、前
記オリフィスから高粘度物質のメニスカスを張り出させ
て形成した状態で、前記電極に高電圧パルスを印加して
高粘度物質を引き出し、その一部を分離切断することに
より、媒体上に付着させる高粘度物質吐出方法であっ
て、前記高電圧パルスの振幅を制御して高粘度物質の吐
出量を制御することを特徴とする。また、本発明は、さ
らに、容器内の高粘度物質の背面への圧力を変えて吐出
量を制御することを特徴とする。また、本発明の制御装
置は、下部に円形または多角形のオリフィスを有する高
粘度物質が充填された容器の一部または全体に電極を配
置し、前記オリフィスから高粘度物質のメニスカスを張
り出させて形成した状態で、前記電極に高電圧パルスを
印加して高粘度物質を引き出し、その一部を分離切断す
ることにより、媒体上に付着させる高粘度物質吐出装置
であって、前記高電圧パルスの振幅を制御する制御手段
を備え、前記制御手段により高電圧パルスの振幅を制御
して高粘度物質の吐出量を制御することを特徴とする。
また、本発明は、さらに、容器内の高粘度物質の背面へ
の圧力を制御する圧力制御手段を備えたことを特徴とす
る。
According to a control method of the present invention, an electrode is arranged on a part or the whole of a container filled with a high-viscosity material having a circular or polygonal orifice at a lower portion, and a high viscosity material is supplied from the orifice. In a state in which the meniscus of the substance is extended and formed, a high-voltage substance is applied to the electrode, a high-viscosity substance is drawn out, and a part of the substance is separated and cut, so that a high-viscosity substance discharge method is applied to adhere to the medium. The discharge amount of the high-viscosity substance is controlled by controlling the amplitude of the high-voltage pulse. Further, the present invention is further characterized in that the discharge amount is controlled by changing the pressure of the high-viscosity substance in the container to the back surface. Further, the control device of the present invention arranges an electrode on a part or the whole of a container filled with a high-viscosity material having a circular or polygonal orifice at a lower portion, and protrudes a meniscus of the high-viscosity material from the orifice. A high-viscosity substance ejecting apparatus that applies a high-voltage pulse to the electrode to draw out a high-viscosity substance in the formed state, and separates and cuts a part of the high-viscosity substance to adhere to a medium; Control means for controlling the amplitude of the high-voltage substance by controlling the amplitude of the high-voltage pulse by the control means.
Further, the present invention is characterized in that it further comprises a pressure control means for controlling the pressure of the high-viscosity substance in the container on the back surface.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1は本発明で使用する高粘度物質吐出装
置の概略構成を示す図である。図1において、シリンジ
12内には、蛍光体等の粒子が分散された高粘度のイン
キ11が充填されている。シリンジ下部には、内径50
μm〜1mmのテフロン製またはポリプロピレン製のノ
ズル13が設けられている。内径は、物質の粘度や、吐
出速度、粒子径等の諸条件に合わせて選択される。ノズ
ル13には電極14が形成され、コントローラ30によ
って制御された電源15により1kV〜10kVのパル
ス状の電圧を印加することができる。ここでは、絶縁性
のノズルを用いているが、この場合、電極は必ずしもノ
ズルに形成されている必要はなく、シリンジ12のイン
キ面より低い位置に設けられていればよい。また、ノズ
ル13は必ずしも絶縁性である必要はなく、金属製であ
ってもよい。この場合には、新たに電極を設ける必要は
なく、ノズルが電極の役目を果たす。また、オリフィス
は、必ずしもノズル先端である必要はなく、シリンジ1
0の底面に、或いはインクを充填する容器に1つ又は複
数の孔を形成したものも使用できる。シリンジ上部から
は、必要に応じてコントローラ30により制御されて駆
動する図示しない加圧装置で所定の圧力を加えることが
できる。また、吐出する高粘度物質の性質によっては、
加熱装置により50℃〜150℃に加熱してもよい。媒
体16は必ずしも対向電極を構成する必要はなく、紙、
フィルム、ガラス等が使用できる。また、媒体は必ずし
も平面である必要はなく、曲面や凹凸のあるものでも構
わない。オリフィスと媒体との距離は0.1〜10mm
程度である。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a high-viscosity substance discharging apparatus used in the present invention. In FIG. 1, a syringe 12 is filled with a high-viscosity ink 11 in which particles such as phosphors are dispersed. At the bottom of the syringe, the inner diameter is 50
A Teflon or polypropylene nozzle 13 of μm to 1 mm is provided. The inner diameter is selected according to various conditions such as the viscosity of the substance, the discharge speed, and the particle diameter. An electrode 14 is formed on the nozzle 13, and a pulse voltage of 1 kV to 10 kV can be applied by a power supply 15 controlled by a controller 30. Here, an insulating nozzle is used, but in this case, the electrode does not necessarily need to be formed in the nozzle, and may be provided at a position lower than the ink surface of the syringe 12. Further, the nozzle 13 is not necessarily required to be insulative, but may be made of metal. In this case, it is not necessary to newly provide an electrode, and the nozzle functions as an electrode. Also, the orifice does not necessarily need to be at the tip of the nozzle.
One in which one or a plurality of holes are formed in the bottom surface of the ink or in a container filled with ink can also be used. From the upper part of the syringe, a predetermined pressure can be applied by a pressurizing device (not shown) driven by being controlled by the controller 30 as needed. Also, depending on the nature of the high-viscosity substance to be discharged,
You may heat to 50 degreeC-150 degreeC with a heating apparatus. The medium 16 does not necessarily need to constitute a counter electrode, but may be paper,
Film, glass and the like can be used. Further, the medium does not necessarily need to be flat, and may have a curved surface or irregularities. The distance between the orifice and the medium is 0.1 to 10 mm
It is about.

【0010】次に、図2〜図4を参照して本発明による
高粘度物質の吐出について詳細に説明する。図2は高粘
度物質が吐出される状態を説明する図、図3は印加され
るパルス電圧を示す図、図4はメニスカスを説明する図
である。シリンジ12に充填された高粘度物質(図1)
は、自重により次第に押し出されノズル先端(オリフィ
ス)にメニスカス17を形成する(図2(a))。オリ
フィス径や、高粘度物質の性質によって、自重ではメニ
スカスの形成に時間を要する場合や、全く形成しない場
合もあるため、このような場合には、図1で説明したよ
うに、加圧装置により上部から加圧することで、メニス
カスを強制的に形成する。必要によって加熱することに
より、メニスカスの形成を促すこともできる。このよう
な状態で、例えば図3に示すようなパルス状の電圧を印
加すると、メニスカス17の先端が引き出されて細長い
円錐状に変形し((図2(b)、図2(c)の伸長部1
8)、メニスカスが先端部分で分離し(図2(d))、
媒体に付着する(図2(e)のドット19)。
Next, the ejection of a high-viscosity substance according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a high-viscosity substance is discharged, FIG. 3 is a diagram illustrating an applied pulse voltage, and FIG. 4 is a diagram illustrating a meniscus. High viscosity material filled in syringe 12 (Fig. 1)
Is gradually extruded by its own weight to form a meniscus 17 at the nozzle tip (orifice) (FIG. 2A). Depending on the diameter of the orifice and the nature of the highly viscous substance, the meniscus may take time to form under its own weight or may not form at all. In such a case, as described in FIG. By applying pressure from above, a meniscus is forcibly formed. By heating as needed, the formation of a meniscus can be promoted. In such a state, for example, when a pulse-like voltage as shown in FIG. 3 is applied, the tip of the meniscus 17 is pulled out and deformed into an elongated conical shape ((stretch in FIGS. 2 (b) and 2 (c)). Part 1
8), the meniscus is separated at the tip (FIG. 2 (d)),
It adheres to the medium (dot 19 in FIG. 2 (e)).

【0011】パルス状の電圧は、例えば、図3(a)に
示すように0〜5kVまでの矩形の電圧で、周波数が1
0Hz〜100kHzのものが使用できるが、これに限
定されるものではなく、例えば図3(b)に示すような
−5kV〜0Vの矩形パルスでも同様に高粘度物質を吐
出することができる。さらに、図3(c)に示すよう
に、−2.5kV〜2.5kVの矩形の電圧パルスでも
よい。オフセット電圧は必ずしも0である必要はなく、
振幅が所定値以上あればどのように設定しても吐出可能
である。
The pulse-like voltage is, for example, a rectangular voltage from 0 to 5 kV as shown in FIG.
Although a frequency of 0 Hz to 100 kHz can be used, the present invention is not limited to this. For example, a rectangular pulse of −5 kV to 0 V as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 3C, a rectangular voltage pulse of -2.5 kV to 2.5 kV may be used. The offset voltage does not necessarily need to be 0,
As long as the amplitude is equal to or larger than a predetermined value, ejection is possible regardless of the setting.

【0012】円錐状に伸長したメニスカスの形状は、パ
ルス電圧の振幅や高粘度物質のレオロジー特性により変
化する。例えば、パルス電圧の振幅が大きいときには、
メニスカスの形状は図4(a)のように、オリフィスか
ら急激に細くなる。逆に振幅を小さくすると、図4
(b)のように、オリフィスから緩やかに細くなる。高
粘度物質吐出装置が、図1に示したように細いノズルを
有している場合、電圧パルスの電圧が高い(振幅が大き
い)場合には、メニスカスはオリフィス位置では、ノズ
ルの内径、すなわちオリフィス径に等しくなるが(図4
(a))、振幅が小さい場合には、ノズルの外径に等し
くなる(図4(b))。パルス電圧の振幅が大きすぎる
と、媒体から離れた位置で、メニスカスの先端が細くな
り、媒体が平面の場合には、ノズルから媒体に向かう電
気力線が広がっているため、中心からある範囲にわたっ
て媒体上に付着する。メニスカス先端と媒体との距離が
離れるほど、広い範囲に高粘度物質粒子が付着する。し
たがって、媒体上に微小なドット状に、あるいはオリフ
ィスと媒体を相対的に位置を変えながら細いライン状
に、高粘度物質を形成したい場合には、電圧パルスの振
幅を小さくするか、あるいはオリフィスと媒体の距離を
近づけるか、いずれかの方法で、メニスカス先端と媒体
の距離を小さくすれば良い。また、メニスカスが完全に
細くならないうちに、メニスカスが媒体に接した部分
で、高粘度物質の一部が、媒体に付着するため、電圧パ
ルの振幅を変化させることで、線幅を制御しながら、ラ
イン状に高粘度物質を形成することができる。形成され
る高粘度物質の線幅またはドット径はオリフィス径の1
/2以下である。
The shape of the meniscus extended in a conical shape changes depending on the amplitude of the pulse voltage and the rheological characteristics of the highly viscous substance. For example, when the amplitude of the pulse voltage is large,
The shape of the meniscus sharply narrows from the orifice as shown in FIG. Conversely, when the amplitude is reduced, FIG.
As shown in (b), it gradually narrows from the orifice. When the high-viscosity substance ejection apparatus has a thin nozzle as shown in FIG. 1, when the voltage of the voltage pulse is high (the amplitude is large), the meniscus is located at the orifice position at the nozzle inner diameter, that is, the orifice. It is equal to the diameter (Fig. 4
(A)) When the amplitude is small, it becomes equal to the outer diameter of the nozzle (FIG. 4 (b)). If the amplitude of the pulse voltage is too large, the tip of the meniscus becomes thinner at a position distant from the medium, and when the medium is flat, the line of electric force from the nozzle to the medium is widened, so that it extends over a certain range from the center. Attaches on media. As the distance between the tip of the meniscus and the medium increases, the high-viscosity substance particles adhere to a wider area. Therefore, when it is desired to form a high-viscosity substance in the form of fine dots on the medium or in the form of a thin line while changing the position of the orifice and the medium relatively, the amplitude of the voltage pulse should be reduced, or the orifice and the orifice should be reduced. The distance between the medium and the tip of the meniscus may be reduced by reducing the distance of the medium or using any method. Also, before the meniscus is completely thinned, a portion of the high-viscosity material adheres to the medium at the portion where the meniscus is in contact with the medium, so that the line width is controlled by changing the amplitude of the voltage pal. A high viscosity substance can be formed in a line shape. The line width or dot diameter of the formed high viscosity substance is 1
/ 2 or less.

【0013】なお、本発明は低粘度物質から極めて高い
粘度の物質まで適用可能であるが、1000cps以下
では媒体上に付着した物質の形状が維持できないため好
ましくなく、また100万cpsを超えると、高粘度物
質の吐出部への充填が困難であるので、1000cps
〜100万cpsの高粘度物質への適用が好ましい。ま
た、高粘度物質は、オリフィス径の1/10以下の粒径
の粒子を含むものであれば利用でき、平均粒径は1〜1
0μmが好ましい。
Although the present invention can be applied to a substance having a low viscosity to a substance having a very high viscosity, it is not preferable to use a material having a viscosity of 1000 cps or less because the shape of the material attached to the medium cannot be maintained. Since it is difficult to fill the discharge section with a high viscosity substance, 1000 cps
Application to high viscosity materials of ~ 1,000,000 cps is preferred. The high-viscosity substance can be used as long as it contains particles having a particle diameter of 1/10 or less of the orifice diameter.
0 μm is preferred.

【0014】また、本発明が適用可能な高粘度物質とし
ては、例えば瞬間接着材、塗料、インキ、高粘度一液エ
ポキシ、二液性RTVゴム、銀ペースト、クリームハン
ダ、工業用グリース、蛍光体等があり、この他にも、樹
脂にガラスビーズを混ぜて付着することにより、スペー
サを形成するなどへの適用も可能である。
The high-viscosity substances to which the present invention can be applied include, for example, instant adhesives, paints, inks, high-viscosity one-part epoxies, two-part RTV rubbers, silver pastes, cream solders, industrial greases, phosphors In addition to the above, application to formation of a spacer by mixing and attaching glass beads to a resin is also possible.

【0015】[0015]

【実施例】次に、本発明の一実施例について説明する。 <蛍光体ペーストの調整> ・蛍光体 緑 化成オプトニクス社製 P1-G1S (赤KX-5
04A,青KX-501A )65wt% ・アクリル樹脂MP-4009 (綜研化学)100wt% ・溶剤 ブチルカルビトールアセテート:ブチルカルビ
トール=1:1 25wt% を混練し、3本ロール処理を行い蛍光体ペーストとし
た。
Next, an embodiment of the present invention will be described. <Adjustment of phosphor paste> ・ Phosphor Green K1-P1G1S (Red KX-5
04A, Blue KX-501A) 65wt% ・ Acrylic resin MP-4009 (Soken Chemical) 100wt% ・ Solvent butyl carbitol acetate: butyl carbitol = 1: 1 And

【0016】得られたペーストの粘度を測定したとこ
ろ、70000cpsであった。
When the viscosity of the obtained paste was measured, it was 70000 cps.

【0017】<高粘度物質用吐出装置>図5は本発明の
高粘度物質用吐出装置の一実施例の概略装置構成を示す
図である。ここでは、絶縁性の吐出部を用いたタイプに
ついて説明する。図5において、シリンジ12 の下部
に、内径約270μmのテフロン製の吐出部(ノズル1
3)を有している。吐出部の吐出口近くに、高電圧を印
加するための電極14が形成されている。また、媒体2
0は、水平方向に移動可能なXYステージ(図示せず)
上に設置されており、シリンジの吐出部との水平方向の
相対位置を任意に変化させることができる。シリンジ内
の圧力は、窒素ボンベ40と圧力コントローラ41によ
って、任意に調節することができる。また、必要に応じ
て、加熱装置60により、シリンジおよびシリンジ内の
ペーストの温度を制御することができる。これら全ての
制御は、コントローラ30により行い、コントローラ3
0は、電源31、圧力コントローラ41、XYステージ
を制御し、シリンジ内の圧力の制御や、電圧パルスの振
幅やタイミングを制御し、吐出位置や吐出量を制御し、
媒体上にシリンジに充填した高粘度物質を付着形成する
ことができる。吐出の様子はCCDカメラ50で撮影し
てモニタ51で観察する。
<Ejecting Apparatus for High-Viscosity Substance> FIG. 5 is a view showing the schematic arrangement of an apparatus for ejecting a high-viscosity substance according to an embodiment of the present invention. Here, a type using an insulating ejection section will be described. In FIG. 5, a Teflon discharge part (nozzle 1) having an inner diameter of about 270 μm is provided below the syringe 12.
3). An electrode 14 for applying a high voltage is formed near the discharge port of the discharge unit. Medium 2
0 is an XY stage movable in the horizontal direction (not shown)
It is installed on the top, and the relative position in the horizontal direction with respect to the discharge part of the syringe can be arbitrarily changed. The pressure in the syringe can be arbitrarily adjusted by the nitrogen cylinder 40 and the pressure controller 41. In addition, if necessary, the temperature of the syringe and the paste in the syringe can be controlled by the heating device 60. All these controls are performed by the controller 30 and the controller 3
0 controls the power supply 31, the pressure controller 41, the XY stage, controls the pressure in the syringe, controls the amplitude and timing of the voltage pulse, controls the discharge position and the discharge amount,
A high-viscosity substance filled in a syringe can be attached to a medium. The state of ejection is photographed by the CCD camera 50 and observed on the monitor 51.

【0018】次に、図5の装置を用いて、高粘度物質の
吐出の様子を調べた結果について説明する。吐出条件は
次の通りである。 吐出部材質:テフロン 吐出部内径(オリフィス径):270μm 基材(媒体):ガラス オリフィス−基材間距離:0.75mm 圧力:3気圧 温度:室温(25℃) 電圧(振幅):2kV〜15kV オフセット:−2.5kV〜2.5kV(振幅5kV) 周波数:10Hz〜1kHz 波形:矩形波 上記吐出条件において、電圧パルスの振幅を2kV〜1
5kVまで変化させ(オフセット0V、周波数1kH
z)、CCDカメラにより、メニスカスの形状を観察し
たところ、振幅3kV以上でメニスカスが円錐状に引き
出され、ペーストの吐出が確認された。また、オリフィ
スから0.25mmの位置のメニスカスの径を測定した
ところ、図6に示すように、電圧パルスの振幅が大きい
ほど、メニスカス径(根元部から円錐先端までの長さの
1/3の位置における径)が小さくなる傾向が見られ
た。また、振幅10kV以上では、メニスカスの長さ
が、オリフィスと基材との距離より短くなり、基材から
離れた位置でペーストが分離し、吐出しているのが観察
された。
Next, a description will be given of the result of examining the state of ejection of a high-viscosity substance using the apparatus shown in FIG. The ejection conditions are as follows. Discharge member material: Teflon Discharge portion inner diameter (orifice diameter): 270 μm Substrate (medium): glass Orifice-substrate distance: 0.75 mm Pressure: 3 atm Temperature: room temperature (25 ° C.) Voltage (amplitude): 2 kV to 15 kV Offset: -2.5 kV to 2.5 kV (amplitude: 5 kV) Frequency: 10 Hz to 1 kHz Waveform: rectangular wave Under the above ejection conditions, the amplitude of the voltage pulse is 2 kV to 1
5 kV (offset 0 V, frequency 1 kHz)
z) When the shape of the meniscus was observed with a CCD camera, the meniscus was pulled out in a conical shape with an amplitude of 3 kV or more, and discharge of the paste was confirmed. Also, when the diameter of the meniscus at a position 0.25 mm from the orifice was measured, as shown in FIG. 6, the larger the amplitude of the voltage pulse, the smaller the meniscus diameter (one-third of the length from the root to the tip of the cone). (The diameter at the position) tended to be smaller. At an amplitude of 10 kV or more, it was observed that the length of the meniscus was shorter than the distance between the orifice and the substrate, and the paste was separated and discharged at a position away from the substrate.

【0019】次に、振幅を5kV、周波数1kHzに固
定して、オフセットを−2.5kV〜2.5kVの間で
変化させ、同様にCCDカメラで観察したところ、メニ
スカスの形状および吐出状態に差異は見られなかった。
Next, the amplitude was fixed at 5 kV and the frequency was fixed at 1 kHz, and the offset was changed between -2.5 kV and 2.5 kV. Observation with a CCD camera similarly revealed differences in the shape of the meniscus and the ejection state. Was not seen.

【0020】さらに、振幅5kV、オフセット0Vに固
定して、周波数を10Hz〜1kHzまで変化させて同
様に吐出状態を観察した。1kHzの高周波の場合に
は、電圧印加開始から速やかに図7(a)に示すような
形状のメニスカスが引き出され、ペーストの吐出が確認
されたが、周波数が小さくなるにつれて、反応が鈍くな
り、メニスカスの形状も図7(b)のように、膨らんだ
ような形状になり、吐出の安定性も悪くなった。
Further, while the amplitude was fixed at 5 kV and the offset was 0 V, the ejection state was observed in the same manner while changing the frequency from 10 Hz to 1 kHz. In the case of a high frequency of 1 kHz, a meniscus having a shape as shown in FIG. 7A was immediately drawn out from the start of voltage application, and discharge of the paste was confirmed. However, as the frequency became smaller, the reaction became slower. The shape of the meniscus also became a bulging shape as shown in FIG. 7 (b), and the ejection stability was poor.

【0021】次に、周波数1kHz、オフセット0Vの
条件で、振幅を2kVと5kVを交互に印加して吐出の
状態を観察した。図8に示すように、2kVと5kVの
電圧を2秒ずつ、交互に印加したところ、5kV印加時
には、ペーストの吐出が見られ、2kV印加時には吐出
が見られなかったが、2kV印加時にも、メニスカスの
形状は5kV印加時と同様の形状を維持していた。
Next, under the condition of a frequency of 1 kHz and an offset of 0 V, an amplitude of 2 kV and 5 kV were alternately applied, and the state of ejection was observed. As shown in FIG. 8, when a voltage of 2 kV and a voltage of 5 kV were alternately applied for 2 seconds, when 5 kV was applied, ejection of the paste was observed, and when 2 kV was applied, no ejection was observed. The shape of the meniscus maintained the same shape as when 5 kV was applied.

【0022】次に、高粘度物質の吐出量制御について説
明する。図9は電圧印加と吐出状態の例を示す図であ
る。図9に示す例では、パルス電圧の振幅が3kV以上
で、インクの吐出が見られる。図示するように、3−5
kVの範囲で、振幅を変化させて電圧印加を行ったとこ
ろ、振幅に応じて吐出量を制御することができた。
Next, control of the discharge amount of the high-viscosity substance will be described. FIG. 9 is a diagram showing an example of a voltage application and a discharge state. In the example shown in FIG. 9, ink ejection is observed when the amplitude of the pulse voltage is 3 kV or more. As shown, 3-5
When the voltage was applied while changing the amplitude in the range of kV, the ejection amount could be controlled in accordance with the amplitude.

【0023】図10は電圧印加の他の例を示す図であ
る。この例では−2.5kV−+2.5kVの範囲で振
幅を変化させることで、インクの吐出量を制御すること
ができた。この例においても、振幅が3kV以下の場合
には、インクの吐出は見られなかった。
FIG. 10 is a diagram showing another example of voltage application. In this example, by changing the amplitude in the range of −2.5 kV− + 2.5 kV, the ink ejection amount could be controlled. Also in this example, when the amplitude was 3 kV or less, no ink ejection was observed.

【0024】次に、一定の振幅のパルス状の電圧を印加
した状態で、図1、図5に示すコントローラ30で背面
からの圧力を0〜1気圧の間で変化させることで、吐出
量の変化が見られた。パルス毎に、インクの吐出量を調
整する必要がない場合には、このように背圧によるイン
クの吐出量の調整が有効である。なお、印加するパルス
電圧としては、矩形波に限らず三角波形の電圧を印加し
てもよい。
Next, while a pulse-like voltage having a constant amplitude is applied, the controller 30 shown in FIG. 1 and FIG. There was a change. When it is not necessary to adjust the ink discharge amount for each pulse, the adjustment of the ink discharge amount by the back pressure is effective. The pulse voltage to be applied is not limited to a rectangular wave, and a voltage having a triangular waveform may be applied.

【0025】本発明の高粘度物質吐出制御装置は、コン
トローラにより、印加電圧を制御して、インクの吐出量
を調整する機能と、また、インクの消費量等に応じて、
背面からの圧力を調整することで、吐出されるインクの
量を所望の量に調整する機能を有しており、インクの消
費量が多い時には、背圧を高くしてインクの供給量を増
やすことで、これに対応する機能を有している。
The high-viscosity substance discharge control device of the present invention has a function of controlling an applied voltage by a controller to adjust the amount of ink discharged, and a function of controlling the amount of ink consumed.
It has a function to adjust the amount of ink to be ejected to a desired amount by adjusting the pressure from the back, and when the amount of ink consumption is large, increase the back pressure to increase the amount of ink supply Thus, it has a function corresponding to this.

【0026】なお、上記に示した電圧印加条件は本発明
の1例を示すもので、本発明はこれに限定されるもので
はなく、また、高粘度物質が吐出される条件も、高粘度
物質の粘度や表面張力、オリフィス径等の条件により変
化するため、これに限定されるものではない。
The above-described voltage application condition is an example of the present invention, and the present invention is not limited to this. The condition under which a high-viscosity substance is discharged is not limited to the high-viscosity substance. However, it is not limited to this, because it changes depending on conditions such as viscosity, surface tension, and orifice diameter.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、パルス電
圧の振幅、背圧を変えるだけで高粘度物質の吐出量を簡
単、かつ正確に制御可能であり、このことを利用するこ
とにより所望のパターンの高粘度物質の塗布形成が極め
て容易に行うことができる。
As described above, according to the present invention, the discharge amount of a high-viscosity substance can be easily and accurately controlled only by changing the amplitude and the back pressure of the pulse voltage. Application of a high-viscosity substance having a desired pattern can be extremely easily performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明で使用する高粘度物質吐出装置の概略
構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a high-viscosity substance discharging apparatus used in the present invention.

【図2】 高粘度物質が吐出される状態を説明する図で
ある。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a high-viscosity substance is discharged.

【図3】 印加するパルス電圧を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a pulse voltage to be applied.

【図4】 メニスカスを説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a meniscus.

【図5】 本発明の高粘度物質吐出装置を説明する図で
ある。
FIG. 5 is a diagram illustrating a high-viscosity substance ejection device of the present invention.

【図6】 印加するパルス電圧の振幅とメニスカス径の
関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between the amplitude of a pulse voltage to be applied and a meniscus diameter.

【図7】 メニスカスを示す図である。FIG. 7 is a view showing a meniscus.

【図8】 印加するパルス電圧の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a pulse voltage to be applied.

【図9】 電圧印加と吐出状態の例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a voltage application and a discharge state.

【図10】 電圧印加の他の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another example of voltage application.

【図11】 従来の蛍光面形成方法を説明する図であ
る。
FIG. 11 is a diagram illustrating a conventional phosphor screen forming method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…高粘度物質、12…容器、13…ノズル、14…
電極、15…電源、16…媒体、17…メニスカス、1
8…伸長部、19…ドット、20…媒体、30…コント
ローラ、31…電源、40…ボンベ、41…圧力コント
ローラ、50…CCDカメラ、51…モニタ、60…加
熱装置。
11 high viscosity substance, 12 container, 13 nozzle, 14
Electrode, 15 power supply, 16 medium, 17 meniscus, 1
8. Extension unit, 19 dot, 20 medium, 30 controller, 31 power supply, 40 cylinder, 41 pressure controller, 50 CCD camera, 51 monitor, 60 heating device.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下部に円形または多角形のオリフィスを
有する高粘度物質が充填された容器の一部または全体に
電極を配置し、前記オリフィスから高粘度物質のメニス
カスを張り出させて形成した状態で、前記電極に高電圧
パルスを印加して高粘度物質を引き出し、その一部を分
離切断することにより、媒体上に付着させる高粘度物質
吐出方法であって、前記高電圧パルスの振幅を制御して
高粘度物質の吐出量を制御することを特徴とする高粘度
物質吐出量制御方法。
1. A state in which an electrode is arranged on a part or the whole of a container filled with a high-viscosity material having a circular or polygonal orifice at a lower portion, and a meniscus of the high-viscosity material is projected from the orifice. A high-viscosity substance is ejected by applying a high-voltage pulse to the electrode to extract a high-viscosity substance, and a part of the substance is separated and cut, whereby a high-viscosity substance is ejected onto a medium. Controlling the discharge amount of the high-viscosity substance by controlling the discharge amount of the high-viscosity substance.
【請求項2】 さらに、容器内の高粘度物質の背面への
圧力を変えて吐出量を制御することを特徴とする請求項
1記載の制御方法。
2. The control method according to claim 1, further comprising controlling a discharge amount by changing a pressure applied to a back surface of the high-viscosity substance in the container.
【請求項3】 下部に円形または多角形のオリフィスを
有する高粘度物質が充填された容器の一部または全体に
電極を配置し、前記オリフィスから高粘度物質のメニス
カスを張り出させて形成した状態で、前記電極に高電圧
パルスを印加して高粘度物質を引き出し、その一部を分
離切断することにより、媒体上に付着させる高粘度物質
吐出装置であって、前記高電圧パルスの振幅を制御する
制御手段を備え、前記制御手段により高電圧パルスの振
幅を制御して高粘度物質の吐出量を制御することを特徴
とする高粘度物質吐出量制御装置。
3. A state in which an electrode is arranged on a part or the whole of a container filled with a high-viscosity material having a circular or polygonal orifice at a lower portion, and a meniscus of the high-viscosity material is projected from the orifice. A high-viscosity substance ejection device that applies a high-voltage pulse to the electrode to draw out a high-viscosity substance, and separates and cuts a part of the high-viscosity substance to adhere on a medium, and controls an amplitude of the high-voltage pulse. A high-viscosity substance ejection amount control apparatus, comprising: a control unit for controlling the amplitude of a high-voltage pulse to control an ejection amount of a high-viscosity substance.
【請求項4】 さらに、容器内の高粘度物質の背面への
圧力を制御する圧力制御手段を備えたことを特徴とする
請求項3記載の制御装置。
4. The control device according to claim 3, further comprising pressure control means for controlling the pressure of the high-viscosity substance in the container on the back surface.
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