JP2016034638A - 微量液体流出方法および微量液体ディスペンサ - Google Patents

微量液体流出方法および微量液体ディスペンサ Download PDF

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Abstract

【課題】ナノリットルオーダー以下の微量液体を精度良く流出可能な微量液体ディスペンサを提供すること。【解決手段】微量液体ディスペンサ1では、容積形ポンプ8を駆動して、キャビティ24内において吐出口27に向けて一定の第1流量で連続して液体を送り出す動作を行わせる。この動作によって、液体分岐路10を通って一定の第2流量で連続して排出される液体分岐流6bが形成される。これにより、吐出口27から液体供給路7に一定の微量流量(第3流量)の液体6aが送り出されてノズル2に向けて供給される。ノズル2の液体流出口2bからは、微量液体が一定の第3流量で連続して流出する。【選択図】図2

Description

本発明は、例えば0.5mm以下の微小径のノズルを用いて、ナノリットルオーダー、さらにはピコリットルオーダーの微量液体の吐出、滴下等が可能な微量液体流出方法および、当該方法を用いて微量液体を流出する微量液体ディスペンサに関する。なお、ノズルからの液体の連続した吐出、断続的な吐出、連続した滴下、断続的な滴下などの各種の液体流出形態を纏めて「流出」と呼ぶものとする。
基板表面等に液体を滴下あるいは吐出する機構としては空圧式の液体ディスペンサが知られている。液体ディスペンサでは、ポンプ等の加圧子を用いて液体を加圧して、所定径のノズルから液体を滴下あるいは吐出して、対象の基板表面等に液体を塗布する。特許文献1〜3には、このような液体ディスペンサが記載されている。
一方、半導体製造工程等における微細パターニングは、空圧式の液体ディスペンサを用いて行うことは困難であり、静電吐出方式の液体吐出ヘッド等が用いられている。このような液体吐出ヘッドは、本発明者等によって特許文献4において提案されている。
特開平10−57866号公報 特許第3564361号公報 特開2005−797号公報 特開2010−64359号公報
静電吐出方式の液体吐出ヘッドの場合には、ヘッドと対象基板の間に生じる静電気力を利用している。したがって、吐出対象の素材が非導電性素材(誘電性あるいは誘電性の高い素材)に限定されるという制約がある。ピエゾ駆動式等の他の駆動形式の液体吐出ヘッドを用いることも可能であるが、これらは粘性の高い液体を吐出あるいは滴下することが困難である。例えば、UV硬化樹脂等の高粘度樹脂液材、Agペースト等の高粘度金属ペーストを、ナノリットルオーダーあるいはピコリットルオーダーで吐出、滴下することが困難である。
そこで、空圧式等の液体ディスペンサのノズル径を0.5mm以下、例えば、0.1mm以下の微小径とし、微小液滴を吐出すること、微細幅で線画を描くこと等が考えられる。しかしながら、このような微小径ノズルから液体を、一定の微小流量で吐出させること(断続して流出させること)、あるいは、一定の微小流量で連続して流出させることは困難である。
すなわち、微小径のノズルから微小量の液体を流出させるためには、ノズルから流出する微小量の液体に等しい液体を正確にノズルに向けて供給する必要がある。しかも、微小径のノズルから微小量の液体が正確に流出するように、精度良く管理された圧力で液体をノズルに供給する必要がある。
例えば、ノズルに供給される液体の加圧力が低い場合には、ノズルから液体を吐出、あるいは流出させることができない。液体の加圧力を高めると、一度に多量の液体がノズルから吐出あるいは流出し、その後はノズル内の液体圧力が一時的に下がるので、液体の吐出あるいは流出が不安定になる。これが繰り返されてしまい、連続して一定の微細幅で線画等を描くことができない。また、ノズルに対する塗れ上がりにより塗布量が不安定になってしまう。
ここで、静電吐出式の液体吐出ヘッド等とは異なり、液体ディスペンサにおける液体流量の制御精度、液体圧力の制御精度は、ナノリットルオーダーからピコリットルオーダーの微量液体をノズルから流出させることができる程には高くない。すなわち、液体を定量供給するために容積形ポンプが一般に使用されている。容積形ポンプを用いてナノリットルオーダー以下の微量の液体を精度良く吐出するためには、ポンプ室を小容量にし、ポンプ室から液体を吐出させるためのプランジャ、スクリューなどの摺動部材とポンプ室の内周面との間のシール性を高い精度で確保する必要がある。しかしながら、このような微量の液体吐出精度を備えたポンプを入手することは困難である。
本発明の課題は、このような点に鑑みて、例えば0.5mm以下の微小径のノズルを用いて、ナノリットルオーダー、さらにはピコリットルオーダーの微量液体を精度良く流出可能な微量液体流出方法、および、当該方法を用いて微量液体を流出する微量液体ディスペンサを提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明は、液体塗布対象の媒体表面に対して所定のギャップを開けて上側から対峙させたノズルの液体流出口から、ナノリットルオーダーからピコリットルオーダーまでの範囲の微量液体を流出させる微量液体流出方法であって、
容積形ポンプの吐出口から送り出される液体を前記ノズルに供給する液体供給路を形成し、
前記容積形ポンプのポンプ室内において前記吐出口に向けて送り出される前記液体の一部を、前記吐出口に向かう方向とは異なる方向に分岐させて、前記ポンプ室から外部に排出する液体分岐路を形成し、
前記容積形ポンプを駆動して、前記ポンプ室内において前記吐出口に向けて一定の第1流量で連続して液体を送り出す動作を行わせることによって、前記液体分岐路を通って、一定の第2流量で連続して排出される液体分岐流を形成すると共に、前記吐出口から前記液体供給路に、一定の第3流量で送り出される液体送出流を形成して、
前記ノズルの前記液体流出口から前記微量液体を一定の前記第3流量で連続して流出させることを特徴としている。
また、本発明は、液体塗布対象の媒体表面に対して所定のギャップを開けて上側から対峙させたノズルの液体流出口から、ナノリットルオーダーからピコリットルオーダーまでの範囲の微量液体を流出させる微量液体流出方法であって、
容積形ポンプの吐出口から送り出される液体を前記ノズルに供給する液体供給路を形成し、
前記容積形ポンプのポンプ室内において前記吐出口に向けて送り出される前記液体の一部を、前記吐出口に向かう方向とは異なる方向に分岐させて、前記ポンプ室から外部に排出する液体分岐路を形成し、
前記容積形ポンプを駆動して、前記ポンプ室内において前記吐出口に向けて一定の第1流量で断続して液体を送り出す動作を行わせることによって、断続して送り出される液体の断続送出に同期して、前記液体分岐路を通って、一定の第2流量で断続して排出される液体分岐流を形成すると共に、前記吐出口から前記液体供給路に、一定の第3流量で断続して送り出される液体送出流を形成して、
前記ノズルの前記液体流出口から前記微量液体を一定の前記第3流量で断続して流出させることを特徴としている。
本発明者等は、精度良く定量の微量液体を微小径のノズルから流出させるために、容積形ポンプを小型化し、各構成部分を高精度に製作するという従来の考え方、換言すると、液体漏れを完全に無くして高精度に微量液体を吐出できるようにするという考え方とは逆に、ポンプ室内において積極的に液体漏れを生じさせ、吐出口を介してノズル側に向かう液体量と、吐出口に至ることなくポンプ室外に排出される漏れ液体量との割合を調整することで、結果として、微量液体を精度良く吐出口から吐出させてノズルに供給でき、これによって、ノズルから微量液体を精度良く流出させることができるという着想を得た。
この着想に基づき、本発明では、容積形ポンプに、液体漏れを積極的に生じさせる液体分岐路を設けている。例えば、ポンプ吐出容量を100とすると、ポンプに設けた液体分岐路から分岐して排出される分岐流量(積極的な液体漏れ量)を99となるように設定すれば、実質的に、容量が1の微量液体を吐出口から送り出して、ノズルに向けて供給することができる。
詳しく説明すると、微小量の液体を送り出すためには、極めて小さなサイズのピストンポンプ、モーノポンプなどの容積形ポンプを製作し、それらのピストン、ねじの液体送り出し部材(摺動部材)を極微量で高精度に動作制御することが必要になる。しかしながら、そのような微小なサイズのポンプを精度良く製作すること、および、微小な分解能、精度で液体送り出し部材を駆動制御することは現状では極めて困難である。
これに対して、本発明では、上記のように積極的にポンプ内から吐出口を経由せずに、外部に漏れ出る液体分岐流を形成している。これにより、現在入手可能なサイズの容積形ポンプを用いて実現可能な分解能、精度で液体送り出し部材を駆動制御して、微量液体をノズルに向けて送り出すことができる。例えば、ポンプ吐出容量を100とすると、ポンプに設けた液体分岐路から分岐して排出される分岐流量(積極的な液体漏れ量)を99となるように設定すれば、実質的に、容量が1の微量液体をノズルに向けて送り出すことができる。
また、ポンプ室内周面と液体送り出し部材の間の液体漏れ量、液体送り出し部材の駆動機構の制御誤差、変動などに起因して生じる液体送り出し量の変動(誤差)も、吐出口から吐き出される吐出量が1/100であるので、1/100に低減される。よって、吐出容量100で液体を送り出す場合における制御誤差等に起因する吐出量変動率と実質的に同一の変動率で、吐出容量1で液体を送り出すことができる。すなわち、吐出容量100のポンプの誤差に起因する吐出量の変動率が1%であるとすると、本発明によれば、同一の吐出容量100のポンプを用いて吐出容量1で液体を送り出す場合の変動率も当該吐出容量1に対して実質的に1%になり、精度良く微量液体を送り出すことができる。
このため、現在入手可能な容積形ポンプの構成部品の精度、その制御機構の制御精度等を高めることなく、液体分岐流路を設けて分岐流量を適切に設定することにより、微量液体を液体供給路に送り出すことができる。換言すると、ポンプの微小容量化、高精度化を追求することなく、微量液体を送出可能な液体送出機構を構築でき、ノズルから微量液体を安定して流出させることが可能になる。
さらに詳しく説明すると、ノズルの液体流出口が0.5mm以下、例えば0.1mm以下と微小径の場合には、ノズル内の流路抵抗が大きく、液体の供給圧力を高めないと、微量液体をノズルから流出させることができない。液体の供給圧力が高くなり過ぎると、ノズルの液体流出口から一度に液体が多量に流出し、液体の流出状態が不安定になる。このため、液体が塗布される媒体の表面に、一定の微細幅の線画を安定して描くことができず、また、一定の微量の液滴ドットを安定して吐出できない。
本発明では、容積形ポンプのポンプ室内において吐出口に向けて送り出される液体流の一部を分岐させて、当該ポンプ室から外部に排出する。例えば、ポンプ室から吐出口を経由して液体供給路に向けて送り出される液体の流路抵抗を、ポンプ室から排出される液体分岐流が流れる液体分岐通路の流路抵抗に対して適切に設定して、容積形ポンプから液体供給路に送り出されてノズルの液体流出口に向かう液体流量と、容積形ポンプに設けた液体分岐路から外部に排出される液体分岐流の分岐流量との割合を調整する。
これにより、例えば、容積形ポンプのポンプ室内において吐出口に向けて送り出される液体のうちのごく一部のみを、吐出口を介して液体供給路に供給でき、それ以外を液体分岐流として、液体供給路に送り出すことなく、容積形ポンプから外部に排出することができる。
この結果、容積形ポンプから微小流量の液体を送出できなくても、換言すると、容積形ポンプから液体供給路に向けて送り出し可能な最小送り出し流量が、必要とされる微小流量に比べて大幅に多い場合であっても、ノズルの液体流出口から流出させる微量流量に等しい微小流量の液体を、吐出口から流出させて液体供給路を介してノズルに供給できる。よって、精度良く微量液体をノズルの液体流出口から流出させて、塗布対象の媒体表面に塗布することができる。
本発明者等によれば、従来においては不可能であった、0.1mm以下の微細径の液体流出口(ノズル口)から、一定の微量流量で液体を流出させることができ、例えば、0.1mm以下の線画あるいは微細パターンを、塗布対象の媒体表面に精度良く形成できることが確認された。
本発明において、前記液体分岐路は、
前記ポンプ室の内周面に開口している流路部分、
前記ポンプ室の前記内周面に沿って摺動して液体の送り出し動作を行う摺動部材に形成した流路部分、および、
前記ポンプ室の前記内周面と前記摺動部材の間に形成した流路部分
のうちのいずれか一つを備えた構成とすることができる。
また、前記ポンプ室内において前記吐出口に向かう液体流量と、当該ポンプ室内から前記液体分岐路を介して排出される分岐流量との割合を調整して、前記液体分岐流の前記第2流量を調整することができる。
通常は、前記液体分岐路に配置した流量調整弁によって、前記液体分岐流の前記第2流量を調整することが望ましい。液体供給路に流量調整弁を配置することも場合によっては可能である。
次に、本発明は、液体塗布対象の媒体表面に対して所定のギャップを開けて上側から対峙させたノズルの液体流出口から、ナノリットルオーダーからピコリットルオーダーまでの範囲の微量液体を流出させる微量液体ディスペンサであって、
内径が500μm以下のノズルと、
前記ノズルに液体を供給する液体供給路と、
所定の加圧状態の液体を、ポンプ室から吐出口を介して前記液体供給路に供給する容積形ポンプと、
前記容積形ポンプの内部に形成され、前記ポンプ室内において前記吐出口に向かう前記液体の一部を当該吐出口に向かう方向とは異なる方向に分岐させて前記ポンプ室から外部に排出する液体分岐路と、
前記容積形ポンプを駆動して、前記ポンプ室内において前記吐出口に向けて一定の第1流量で連続して液体を送り出す動作を行わせることによって、前記液体分岐路を通って、一定の第2流量で連続して排出される液体分岐流を形成すると共に、前記吐出口から前記液体供給路に、一定の第3流量で送り出される液体送出流を形成して、前記ノズルの前記液体流出口から前記微量液体を一定の前記第3流量で連続して流出させる動作制御を行う制御部と
を有していることを特徴としている。
また、本発明は、液体塗布対象の媒体表面に対して所定のギャップを開けて上側から対峙させたノズルの液体流出口から、ナノリットルオーダーからピコリットルオーダーまでの範囲の微量液体を流出させる微量液体ディスペンサであって、
内径が500μm以下のノズルと、
前記ノズルに液体を供給する液体供給路と、
所定の加圧状態の液体を、ポンプ室から吐出口を介して前記液体供給路に供給する容積形ポンプと、
前記容積形ポンプの内部に形成され、前記ポンプ室内において前記吐出口に向かう前記液体の一部を当該吐出口に向かう方向とは異なる方向に分岐させて前記ポンプ室から外部に排出する液体分岐路と、
前記容積形ポンプを駆動して、前記ポンプ室内において前記吐出口に向けて一定の第1流量で断続して液体を送り出す動作を行わせることによって、断続して送り出される液体の断続送出に同期して、前記液体分岐路を通って、一定の第2流量で断続して排出される液体分岐流を形成すると共に、前記吐出口から前記液体供給路に、一定の第3流量で断続して送り出される液体送出流を形成して、前記ノズルの前記液体流出口から前記微量液体を一定の前記第3流量で断続して流出させる動作制御を行う制御部と
を有していることを特徴としている。
ここで、前記液体分岐路に流量調整弁を配置して、前記流量調整弁によって、前記液体分岐流の前記第2流量を調整することができる。
また、前記液体分岐路は、
前記ポンプ室の内周面に開口している分岐路部分、
前記ポンプ室の前記内周面に沿って摺動して液体の送り出し動作を行う摺動部材に形成した分岐路部分、および、
前記ポンプ室の前記内周面と前記摺動部材の間に形成した分岐路部分
のうちのいずれか一つを備えていればよい。
本発明を適用した液体ディスペンサの全体構成図である。 図1の液体ディスペンサの一部を示す説明図である。 容積形ポンプおよび液体分岐路の別の例を示す説明図である。 容積形ポンプおよび液体分岐路の別の例を示す説明図である。
以下に、図面を参照して、本発明を適用した液体ディスペンサの実施の形態を説明する。
図1は、本発明を適用した実施の形態に係る液体ディスペンサの全体構成図である。液体ディスペンサ1は、液体ディスペンサ用微小径ノズル2(以下、単に「ノズル2」と呼ぶ場合もある。)と、このノズル2を3軸方向に移動させる移動機構3と、ノズル2に対向配置されたワークステージ4とを備えている。また、液体貯留タンク5および当該液体貯留タンク5の液体6を液体供給路7に送り出す容積形ポンプ8を備えている。
ノズル2は、ノズル内通路2aと、ノズル内通路2aの液体供給方向の下流端に開口し、ワークステージ4に載置されるワークWの表面Waに液体を流出させるノズル口2b(液体流出口)とを備えている。ノズル2は垂直に配置され、ノズル口2bは下側のワークステージ4に載置されるワークWの表面Waに対して上側から微小なギャップを開けて対峙可能である。
容積形ポンプ8としては、プランジャポンプ等の往復動ポンプ、モーノポンプ等の回転ポンプを用いることができる。本例ではモーノポンプを用いている。液体貯留タンク5の液体供給口5aから、容積形ポンプ8、液体供給路7、ノズル内通路2aを経由してノズル口2bに至る液体通路が形成されている。
容積形ポンプ8には、そのポンプ室内において吐出口に向けて送り出される液体の大部分を、吐出口に向かう方向とは異なる方向に分岐させてポンプ室外に排出させる液体分岐路10が設けられている。液体分岐路10は容積形ポンプ8の内部に形成されているポンプ内分岐路部分11と、ポンプ外に引き出されているポンプ外分岐路部分12とを備えている。
液体分岐路10のポンプ外分岐路部分12には、液体分岐路10を通って排出される液体の排出量(分岐流量)を調整可能な調整機構としての流量調整弁13が、必要に応じて配置される。液体分岐路10を経由して排出される液体は、液体回収部14に回収される。回収された液体を再利用することも可能である。
また、液体ディスペンサ1は、コンピュータを中心に構成されるコントローラー15を備えている。コントローラー15によって、移動機構3、容積形ポンプ8、流量調整弁13等の各部の駆動が制御され、ワークWの表面Waに沿ってノズル2を移動させて微細幅の線画を描く等の塗布動作が行われる。なお、図1においては、二重線により液体の経路を示し、単線によって制御信号の経路を示してある。
図2は、容積形ポンプ8および液体分岐路10を示す説明図である。容積形ポンプ8は、例えば、モーノポンプ(回転容量式一軸偏心ねじポンプ)であり、ポンプハウジング21の内部には、雄ねじが外周面に形成された偏心ねじ22が配置されている。偏心ねじ22と、ポンプハウジング21の内周面に形成した雌ねじ部23との間には、密閉されたキャビティ24が形成される。
液体貯留タンク5から、吸入口25に連通するキャビティ24(ポンプ室)に液体が供給される。偏心ねじ22がモータ26によって回転すると、キャビティ24が密閉状態を維持したまま軸線方向に移動する。偏心ねじ22の回転に伴って、吐出口27に至ったキャビティ24の部分から、定量の液体が吐出口27に向けて送り出され、吐出口27から液体供給路7の側に供給される。
ポンプハウジング21には、吐出口27の近傍位置に、キャビティ24に連通する液体排出口28が形成されている。液体排出口28には、ポンプハウジング21に形成したポンプ内分岐路部分11が繋がっている。ポンプ内分岐路部分11の他方の端は、ポンプハウジング21の外周面に開口しており、そこには、ポンプ外分岐路部分12が接続されている。
ポンプ外分岐路部分12は液体回収部14に繋がっている。必要に応じて、ポンプ外分岐路部分12には、液体分岐流量(液体排出流量)を調整可能な流量調整弁13が取り付けられる。ポンプ内分岐路部分11、ポンプ外分岐路部分12から構成される液体分岐路10を介して排出される液体は液体回収部14に回収可能である。
この構成の液体ディスペンサ1において、ノズル2のノズル内通路2aには、容積形ポンプ8から一定流量(第3流量)、一定圧力で塗布用の液体6が供給される。液体6は液体供給路7を経由して、ノズル内通路2aに供給されてノズル口2bに向けて流れる。
容積形ポンプ8の吐出口27から吐出される前に、キャビティ24内において吐出口27に向けて送り出される液体流6aの大部分が、ポンプハウジング21の内周面(ポンプ室内周面)に開口している液体分岐路10を介して外部に排出される液体分岐流6bとして分岐する。液体分岐路10から排出される液体は液体回収部14に回収される。
キャビティ24から吐出口27を介して液体供給路7に至る流路の流路抵抗と、キャビティ24から液体分岐路10を介して液体回収部14に向かう流路の流路抵抗との比によって、液体排出口28から排出される液体分岐流量(液体排出流量)が決まる。また、流量調整弁13を備えている場合には、当該流量調整弁13を制御することによって、液体排出口28から排出される液体分岐流量(液体排出流量)を調整できる。液体分岐流量(第2流量)を適切に調整することにより、容積形ポンプ8の吐出口27から液体供給路7に、ノズル2のノズル口2bから流出する微小流量の液体に等しい一定の微小流量(第3流量)の液体を連続して供給できる。
この結果、微小径のノズル口2bから、連続して一定の微小流量(第3流量)の液体を精度良く流出させることができる。例えば0.1mm以下の線幅でワーク表面に液体を塗布できる。
また、容積形ポンプ8の偏心ねじ22を断続して回転させ、キャビティ24から吐出口27に向けて一定流量(第1流量)で断続した液体の流れを形成すると、この液体の断続供給に同期して、液体排出口28から一定流量(第2流量)で断続して排出される液体分岐流が形成される。これにより、吐出口27から液体供給路7には、一定の微小流量(第3流量)で断続して液体が送り出されるので、液体供給路7を介してノズル2には一定の微小流量(第3流量)で断続して液体が供給される。この結果、ナノリットルオーダーからピコリットルオーダーの一定の微小量(第3流量)の液滴をノズル口2bから断続して吐出させることができる。
微量の液体を定量吐出させるための容積形ポンプ、例えば、ナノリットルオーダー以下の微量の液体を高い精度で定量吐出するポンプを製作することは一般に困難である。本例では、ナノリットルオーダーよりも多い定量吐出用の容積形ポンプ8を製作し、容積形ポンプ8を駆動して、第1流量で液体を吐出する動作を行わせる。これと同時に、流量調整弁13を備えている場合には、これを制御して、液体分岐路10から排出される排出量を調整する。
これにより、実際に、容積形ポンプ8の吐出口27から吐き出される液体吐出量は微小な第3流量(=第1流量−第2流量)となる。厳密には、第3流量は容積形ポンプ8の製造誤差、動作制御誤差に起因する誤差流量分だけ変動する。しかし、先に述べたように、この誤差流量は、第2流量と第3流量の比に応じて、それぞれの流量に影響する。第2流量に比べて第3流量が大幅に少ないので、第3流量に対する誤差流量の影響も僅かである。
例えば、液体の定量吐出容量(第1流量)が1000ナノリットルの場合に、液体分岐流量(第2流量)が900ナノリットルとなるように設定され、あるいは調整されるものとする。この場合には、定量吐出容量が1000ナノリットルの容積形ポンプ8を駆動して、その1/10の100ナノリットルの定量吐出を行うことのできるポンプが実質的に得られる。この結果、微小径のノズル2から一定の微小量(第3流量)の液体を精度良く、連続して、あるいは断続的に、流出させることが可能になる。
ここで、液体分岐路10を、ポンプハウジング21の中を密閉状態で摺動する摺動部材である偏心ねじ22に形成することができる。また、ポンプハウジング21の内周面と偏心ねじ22との間に形成することもできる。
図3は、容積形ポンプ8としてプランジャポンプを用いる場合の一例を示す説明図である。この図に示すように、プランジャポンプ30において、シリンダ31の内周面と、内周面を密閉状態で摺動するプランジャ32の外周面との間に、液体分岐路33が形成される。プランジャ32を一定のストロークだけ押し出す1回の動作によって減少するポンプ室の容積(定量吐出量)をΔV0とする。また、吐出口30aからノズル側に実際に送り出される液体吐出量をΔV1、液体分岐路33を介して排出される液体排出量をΔV2とする。この場合、液体排出量ΔV2を液体吐出量ΔV1に比べて大幅に多くなるように設定すれば、定量吐出量に比べて格段に少ない微量の液体をノズルに向けて供給できる。
なお、液体分岐路33は、プランジャ32に設けることもできる。この場合には、図4(a)に示すように、プランジャ32に、プランジャ32の押し込み方向に貫通して延びる、1本あるいは複数本の液体分岐路33A(図において2本の液体分岐路を形成した場合を示してある。)を形成しておけばよい。
また、図4(b)に示すように、プランジャ32のヘッド部分32aおよび中心シャフト部分32b内に液体分岐路33Bを形成してもよい。液体分岐路33Bは、ヘッド部分32aの前端面に開口してポンプ室35に連通している。また、液体分岐路33Bの後端は、ポンプ外液体分岐路部分36に連通している。ポンプ外液体分岐路部分36に流量調整弁37を配置することができる。
なお、モーノポンプの偏心ねじの送り速度(回転速度)、プランジャポンプにおけるプランジャの送り速度を制御し、これに応じて第2、第3流量を調整することにより、一定の相対速度で媒体表面に対して移動するノズルによって形成される線画の太さを調整できる。容積形ポンプの駆動速度が一定の場合には、媒体表面に対するノズルの相対速度を調整することにより、線画の太さを調整できる。
また、塗布対象の液体として、半田ペースト、フィラー入り樹脂、スラリー等の液体を用いることができる。特に、本発明は、粘性の高い液体を流出させるために適している。
1 液体ディスペンサ、2 ノズル、2a ノズル内通路、2b ノズル口、3 ノズル移動機構、4 ワークステージ、5 液体貯留タンク、6 液体、7 液体供給路、8 容積形ポンプ、10 液体分岐路、11 ポンプ内分岐路部分、12 ポンプ外分岐路部分、13 流量調整弁、14 液体回収部、20 コントローラー、21 ポンプハウジング、22 偏心ねじ、23 雌ねじ部、24 キャビティ、25 吸入口、26 モータ、27 吐出口、28 液体排出口、30 プランジャポンプ、31 シリンダ、32 プランジャ、32a ヘッド部分、23b 中心シャフト部分、33 液体分岐路、33A 液体分岐路、33B 液体分岐路、35 ポンプ室、36 ポンプ外液体分岐路部分、37 流量調整弁

Claims (6)

  1. 液体塗布対象の媒体表面に対して所定のギャップを開けて上側から対峙させたノズルの液体流出口から、ナノリットルオーダーからピコリットルオーダーまでの範囲の微量液体を流出させる微量液体流出方法であって、
    容積形ポンプの吐出口から送り出される液体を前記ノズルに供給する液体供給路を形成し、
    前記容積形ポンプのポンプ室内において前記吐出口に向けて送り出される前記液体の一部を、前記吐出口に向かう方向とは異なる方向に分岐させて、前記ポンプ室から外部に排出する液体分岐路を形成し、
    前記容積形ポンプを駆動して、前記ポンプ室内において前記吐出口に向けて一定の第1流量で連続して液体を送り出す動作を行わせることによって、前記液体分岐路を通って、一定の第2流量で連続して排出される液体分岐流を形成すると共に、前記吐出口から前記液体供給路に、一定の第3流量で送り出される液体送出流を形成して、
    前記ノズルの前記液体流出口から前記微量液体を一定の前記第3流量で連続して流出させることを特徴とする微量液体流出方法。
  2. 液体塗布対象の媒体表面に対して所定のギャップを開けて上側から対峙させたノズルの液体流出口から、ナノリットルオーダーからピコリットルオーダーまでの範囲の微量液体を流出させる微量液体流出方法であって、
    容積形ポンプの吐出口から送り出される液体を前記ノズルに供給する液体供給路を形成し、
    前記容積形ポンプのポンプ室内において前記吐出口に向けて送り出される前記液体の一部を、前記吐出口に向かう方向とは異なる方向に分岐させて、前記ポンプ室から外部に排出する液体分岐路を形成し、
    前記容積形ポンプを駆動して、前記ポンプ室内において前記吐出口に向けて一定の第1流量で断続して液体を送り出す動作を行わせることによって、断続して送り出される液体の断続送出に同期して、前記液体分岐路を通って、一定の第2流量で断続して排出される液体分岐流を形成すると共に、前記吐出口から前記液体供給路に、一定の第3流量で断続して送り出される液体送出流を形成して、
    前記ノズルの前記液体流出口から前記微量液体を一定の前記第3流量で断続して流出させることを特徴とする微量液体流出方法。
  3. 前記液体分岐路は、
    前記ポンプ室の内周面に開口している流路部分、
    前記ポンプ室の前記内周面に沿って摺動して液体の送り出し動作を行う摺動部材に形成した流路部分、および、
    前記ポンプ室の前記内周面と前記摺動部材の間に形成した流路部分
    のうちのいずれか一つを備えている請求項1または2に記載の微量液体流出方法。
  4. 液体塗布対象の媒体表面に対して所定のギャップを開けて上側から対峙させたノズルの液体流出口から、ナノリットルオーダーからピコリットルオーダーまでの範囲の微量液体を流出させる微量液体ディスペンサであって、
    内径が500μm以下のノズルと、
    前記ノズルに液体を供給する液体供給路と、
    所定の加圧状態の液体を、ポンプ室から吐出口を介して前記液体供給路に供給する容積形ポンプと、
    前記容積形ポンプの内部に形成され、前記ポンプ室内において前記吐出口に向かう前記液体の一部を当該吐出口に向かう方向とは異なる方向に分岐させて前記ポンプ室から外部に排出する液体分岐路と、
    前記容積形ポンプを駆動して、前記ポンプ室内において前記吐出口に向けて一定の第1流量で連続して液体を送り出す動作を行わせることによって、前記液体分岐路を通って、一定の第2流量で連続して排出される液体分岐流を形成すると共に、前記吐出口から前記液体供給路に、一定の第3流量で送り出される液体送出流を形成して、前記ノズルの前記液体流出口から前記微量液体を一定の前記第3流量で連続して流出させる動作制御を行う制御部と
    を有していることを特徴とする微量液体ディスペンサ。
  5. 液体塗布対象の媒体表面に対して所定のギャップを開けて上側から対峙させたノズルの液体流出口から、ナノリットルオーダーからピコリットルオーダーまでの範囲の微量液体を流出させる微量液体ディスペンサであって、
    内径が500μm以下のノズルと、
    前記ノズルに液体を供給する液体供給路と、
    所定の加圧状態の液体を、ポンプ室から吐出口を介して前記液体供給路に供給する容積形ポンプと、
    前記容積形ポンプの内部に形成され、前記ポンプ室内において前記吐出口に向かう前記液体の一部を当該吐出口に向かう方向とは異なる方向に分岐させて前記ポンプ室から外部に排出する液体分岐路と、
    前記容積形ポンプを駆動して、前記ポンプ室内において前記吐出口に向けて一定の第1流量で断続して液体を送り出す動作を行わせることによって、断続して送り出される液体の断続送出に同期して、前記液体分岐路を通って、一定の第2流量で断続して排出される液体分岐流を形成すると共に、前記吐出口から前記液体供給路に、一定の第3流量で断続して送り出される液体送出流を形成して、前記ノズルの前記液体流出口から前記微量液体を一定の前記第3流量で断続して流出させる動作制御を行う制御部と
    を有していることを特徴とする微量液体ディスペンサ。
  6. 前記液体分岐路は、
    前記ポンプ室の内周面に開口している分岐路部分、
    前記ポンプ室の前記内周面に沿って摺動して液体の送り出し動作を行う摺動部材に形成した分岐路部分、および、
    前記ポンプ室の前記内周面と前記摺動部材の間に形成した分岐路部分
    のうちのいずれか一つを備えている請求項4または5に記載の微量液体ディスペンサ。
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