JP3858585B2 - 流体供給方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子部品、家電製品などの分野における生産工程において、接着剤、クリームハンダ、蛍光体、グリース、ペイント、ホットメルト、薬品、食品などの各種液体を定量に吐出・吐出するための、あるいは、ＣＲＴ、ＰＤＰなどのディスプレイ面の蛍光体を均一に塗布するための流体吐出装置および吐出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体吐出装置（ディスペンサー）は従来から様々な分野で用いられているが、近年の電子部品の小形化・高記録密度化のニーズにともない、微少量の流体材料を高精度でかつ安定して吐出制御する技術が要請される様になっている。
【０００３】
また、ＣＲＴ、ＰＤＰなどのディスプレイ面の蛍光体を均一に塗布するための流体吐出方法の要望も大きい。
【０００４】
たとえば表面実装（ＳＭＴ）の分野を例にとれば、実装の高速化、微小化、高密度化、高品位化、無人化のトレンドの中で、ディスペンサーの課題を要約すれば、
▲１▼ 塗布量の高精度化
▲２▼ 吐出時間の短縮
▲３▼ １回の塗布量の微小化
である。従来、液体吐出装置として、図６に示す様なエアパルス方式によるディスペンサーが広く用いられており、例えば「自動化技術′９３．２５巻７号」等にその技術が紹介されている。この方式によるディスペンサーは、定圧源から供給される定量の空気を容器１５０（シリンダ）内にパルス的に印加させ、シリンダ１５０内の圧力の上昇分に対応する一定量の液体をノズル１５１から吐出させるものである。
【０００５】
また、微少流量の流体を吐出することを目的として、圧電素子を利用したマイクロポンプが開発されている。例えば「超音波ＴＥＣＨＮＯ，６月号，′５９」には次の様な内容が紹介されている。図６は原理図、図７はその具体構造を示している。積層圧電アクチュエータ２００に電圧を印加すると機械的伸びが発生し、この伸びは変位拡大機構２０１の働きで拡大される。更に突き上げ棒２０２を介してダイヤフラム２０３は図中上方に押し上げられ、ポンプ室２０４の容積は減少する。この時吸入口２０５の逆止弁２０６は閉じ、吐出口２０７の逆止弁２０８が開き、ポンプ室２０４内流体は吐出される。次に印加電圧を減少させると、電圧の減少と共に機械的伸びは縮少する。ダイヤフラム２０３はコイルバネ２０９（戻し作用）により下方に引き戻され、ポンプ室２０４内容積が増大し、ポンプ室２０４内圧力は負圧になる。この負圧により吸入口逆止弁２０６が開き、流体がポンプ室２０４内に満たされる。この時吐出口逆止弁２０８は閉ざされている。なおコイルバネ２０９はダイヤフラム２０３を引き戻す作用の他に、変位拡大機構２０１を介して積層圧電アクチュエータ２００に機械的予圧を加えるという重要な役割を果たしている。以下この繰り返し動作となる。
【０００６】
上記圧電アクチュエータを用いた構成により、小型で流量精度の優れた微少流量のポンプが実現可能と思われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来先行例のうち、エアーパルスの方式のディスペンサーは次の問題点があった。
【０００８】
（１） 吐出圧脈動による吐出量のばらつき
（２） 水頭差による吐出量のばらつき
（３） 液体の粘度変化による吐出量変化
上記（１）の現象は、タクトが短く吐出時間が短い程顕著に表れる。そのため、エアーパルスの高さを均一化するための安定化回路を施すなどの工夫がなされている。
【０００９】
上記（２）は、シリンダ内の空隙部１５２の容積が液体残量Ｈによって異なるため、一定量の高圧エアーを吐出した場合、空隙部１５２内の圧力変化の度合上記Ｈによって大きく変化してしまうというのがその理由である。液体残量が低下すれば、塗布量が例えば最大値と比べて５０〜６０％程度減少してしまうという問題点があった。そのために、吐出毎に液体残量Ｈを検知し、吐出量が均一になる様にパルスの時間幅を調整する等の方策がなされている。
【００１０】
上記（３）は、例えば多量の溶剤を含んだ材料が時間とともに粘度が変化した場合に発生する。そのための対策として、時間軸に対する粘度変化の傾向をあらかじめコンピュータにプログラミングしておき、粘度変化の影響を補正する様に例えばパルス幅を調節する等の方策がなされていた。
【００１１】
上記課題に対するいずれの方策も、コンピュータを含む制御系が繁雑化し、また不規則な環境条件（温度等）の変化に対する対応は困難であり、抜本的な解決案にはならなかった。
【００１２】
また、前述した図７、８に示す積層圧電アクチュエータを用いたピエゾポンプを表面実装等の分野で用いられる高粘度流体の高速間欠塗布に用いようとした場合、次の様な問題点が予想される。
【００１３】
表面実装の分野では、近年例えば０．１ｍｇ以下の接着剤（粘度１０万〜１００万ＣＰＳ）を０．１秒以下で瞬時に塗布するディスペンサーが要望されている。そのため、ポンプ室２０４内は、高い流体圧を発生させる必要があり、またこのポンプ室２０４と連絡する吸入弁２０６と吐出弁２０８には高い応答性が必要であることが予想される。しかし、受動的な吐出弁、吸入弁を伴う上記ポンプでは、極めて流動性の悪い高粘度のレオロジー流体を、高い流量精度でかつ高速で間欠吐出させることは極めて困難である。
【００１４】
上述したエアーパルス方式あるいは積層圧電アクチュエータを用いたピエゾ方式等の欠点を解消するために、本発明者によって、以下に示す微少流量ポンプが既に提案（特開平１０−１２８２１７号）されている。
【００１５】
これは、ピストンとシリンダの間に相対的な直線と回転運動をそれぞれ独立したアクチュエータにより与えると共に、各アクチュエータの運転を電気的に同期制御することにより、ポンプの吸入作用あるいは吐出作用を得るものである。
【００１６】
図９において、３０１は積層型の圧電素子により構成される第１のアクチュエータである。３０２は第１のアクチュエータ１によって駆動されるピストンであり、ポンプの直動部分に相当する。このピストン３０２と下部ハウジング３０３の間で、ピストン３０２の軸方向の移動によって容量が変化するポンプ室３０４を形成している。また下部ハウジング３０３には、ポンプ室３０４と連絡する吸入孔３０５と吐出孔３０６ａ，３０６ｂが形成されている。
【００１７】
３０７は第２のアクチュエータであり、ピストン３０２と下部ハウジング３０３の間に相対的な回転・揺動を与えるもので、パルスモータ、ＤＣサーボモータなどから構成される。３０８は前記第２のアクチュエータ３０７を構成するモータロータ、３０９はステータである。
【００１８】
回転部材３１０は、ピストン３０２と円盤形状の板バネ３１１を介して連結されている。また第１のアクチュエータ３０１である圧電素子の軸方向の伸縮を、ピストン３０２に伝えるため、板バネ３１１は軸方向に弾性変形しやすい形状になっている。回転部材３１０の回転は板バネ３１１を介してピストン３０２に伝達される。この構成により、ポンプのピストン３０２は回転運動と直線運動を同時に、かつ独立して行うことができる。
【００１９】
３１２は回転運動をする第１のアクチュエータ３０１に、外部から電力を吐出するためのカップリング・ジョイントである。
【００２０】
下部ハウジング３０３の下端部には、先端に吐出ノズル３１３を有する吐出用スリーブ３１４が装着されている。この吐出用スリーブ３１４の内面に、吐出孔３０６ａ，３０６ｂと吐出ノズル３１３を連絡する流通路３１５が形成されている。下部ハウジング３０３とピストン３０２の相対移動面には、この２つの部材の相対的な回転運動により、ポンプ室３０４と吸入孔３０５及びポンプ室３０４と吐出孔３０６ａ，３０６ｂが交互に繋がるような流通溝３１６ｂ，３１７ｂが形成されている。これらの流通溝は、通常のポンプの吸入弁・吐出弁の役割を担っている。
【００２１】
３１８は変位センサー、３１９はピストン３０２に固定された回転円盤である。この変位センサー３１８、回転円盤３１９によりピストン３０２の軸方向位置を検出する。
【００２２】
前述した図９に示すディスペンサーの場合、直動運動には圧電型アクチュエータ、回転運動には、モータが用いられる。
【００２３】
この場合、回転運動する圧電素子の電極には、伝導ブラシ（カップリングジョイント）を介在して電気・機械エネルギ変換のための電力を与える必要がある。圧電素子の駆動には、通常数百〜千ボルトの高い電圧を必要とするため、大径のカップリングジョイントが必要であり、部品点数も多く、装置が煩雑化する問題点があった。また伝導ブラシは機械的摺動を伴うため、回転数アップの大きな制約となる。
【００２４】
上記ディスペンサーの特許明細文の中で、伝導ブラシを省略するために、圧電素子を固定側に配置し、ピストン側のみを回転させ、圧電素子の軸方向変位をピボット軸受を介在してピストン側に伝達する方法が提案されている。
【００２５】
しかしこの場合、ピボット部の磨耗による軸方向位置の経年変化が大きな課題となる。
【００２６】
さて本発明者は既に、微少流量ディスペンサーに係る従来実施例及び考案例の欠点を大幅に改良する、流体吐出装置を提案し出願中（特願2000-061471号）である。
【００２７】
上記提案は、ピストンとシリンダの間に相対的な直線運動と回転あるいは揺動運動をそれぞれ独立したアクチュエータにより与えると共に、非接触の電気・機械変換手段を用いて、固定側から運動側に電力を吐出することにより、ポンプの吸入作用あるいは吐出作用を得るものである。
【００２８】
上記発明により、例えば流動性の悪い超微少量の高粘度流体を、極めて高い信頼性のもとで、高精度かつ高速に、かつ必要ならば間欠的に吐出・塗布できる小径・コンパクトな流体吐出装置を得ることができる。
【００２９】
本発明は上記提案をさらに改良するもので、直線運動と回転運動の組み合わせから構成される容積式ポンプにおいて、吐出行程時に形成される密閉空間だけを圧縮するようにポンプ部を構成することにより、吐出量の高精度化を図るものである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明の流体供給方法は、溝が形成されたピストンを収納し、かつ吸入孔，吐出孔，吸入溝及び吐出溝が形成されたシリンダを備え、前記ピストンを貫通し、かつ前記吐出孔の近傍に配置された溝を有する軸に回転駆動のみを行わせ、前記ピストン，前記シリンダ及び前記軸とで形成される空間の流体を吐出する流体供給方法であって、前記ピストンは、前記軸の外側に配置された第１のアクチュエータによって上下駆動され、前記ピストン及び前記軸は、前記軸の外側に配置されかつ前記第１のアクチュエータと直列に設けられた第２のアクチュエータによって前記シリンダとの間で相対的な回転運動が与えられ、前記ピストン及び前記軸と、前記シリンダとを相対的に回転させ、（ア）前記ピストンに形成された溝とシリンダに形成された吸入溝とを連通にすると共に、前記軸に形成された溝と前記シリンダに形成された吐出溝とを非連通にし、前記吸入孔から前記空間に流体を流入させ、（イ）前記ピストンに形成された溝とシリンダに形成された吸入溝とを非連通にすると共に、前記軸に形成された溝と前記シリンダに形成された吐出溝とを連通させた後、前記ピストンを下降させ、前記空間の流体を吐出することを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【００３３】
図１は、本発明を電子部品の表面実装用ディスペンサーに適用した実施形態を示し、図１において１は第１のアクチュエータであり、超磁歪素子等による電磁歪型のアクチュエータ、静電型アクチュエータあるいは電磁ソレノイド等より構成される。
【００３４】
実施例では、高粘度流体を高速で間欠的に微少量かつ高精度に吐出するために、高い位置決め精度が得られ、高い応答性を持つと共に大きな発生荷重が得られる超磁歪素子を用いた。
【００３５】
２は第１のアクチュエータ１によって駆動されるピストンであり、レシプロ式（直動式）のポンプの直動部分に相当する。前記第１のアクチュエータは、ハウジング３に収納されており、このハウジングの下端部に、ピストン２を収納するシリンダ４が装着されている。このピストン２とシリンダ４の間で、ピストン２の軸方向の移動によって容量が変化するポンプ室５を形成している。またシリンダ４には、ポンプ室５と連絡する吸入孔６と吐出孔７が形成されている。８はシリンダの下端部に装着された吐出ノズルである。
【００３６】
９は第２のアクチュエータであり、ピストン２とシリンダ４の間に相対的な回転運動を与えるもので、パルスモータ、ＤＣサーボモータ、あるいはレゾナントスキャナなどから構成される。
【００３７】
実施例では、第２のアクチュエータは揺動型モータを用いており、この揺動運動の応答性を高めるために、図２（図１のＡＡ断面図）に示すような扁平形状の永久磁石を有する慣性モーメントの小さなロータ１０と、固定側電磁石１１から構成される公知のスキャニングモータを用いた。
【００３８】
なお本明細文では、回転運動とは一方向の回転、回転の方向が変化する揺動運動のいずれも含むことにする。
【００３９】
ロータ１０は揺動軸１２に固着され、またステータ１１はハウジング１３に収納されている。この揺動軸１２は上部スリーブ２９に固定され、この上部スリーブ２９は玉軸受１４に回転自在に支持されている。また、この玉軸受１４の外輪側はハウジング１５に収納されている。
【００４０】
１６は超磁歪素子から構成される超磁歪ロッド、１７は超磁歪ロッド１６の長手方向に磁界を与えるための磁界コイル、１８a,１８ｂはバイアス磁界を与えるための永久磁石であり、上下で超磁歪ロッド１６を矜持する形で配置されている。
【００４１】
この永久磁石１８a,１８ｂは、超磁歪ロッド１６に予めに磁界をかけて磁界の動作点を高めるもので、この磁気バイアスにより磁界の強さに対する超磁歪の線形性が改善できる。１９は円筒形状のヨーク材、２０は薄いスラスト円盤２１を有する下部ヨークであり、ピストン２と一体化した構造になっている。
【００４２】
１６→１８a→２４→１９→２０→１８b→１６により、超磁歪ロッド１６の伸縮を制御する閉ループ磁気回路を形成している。
【００４３】
すなわち、部材１６〜２４により、磁界コイルに与える電流で超磁歪ロッドの軸方向の伸縮を制御できる超磁歪アクチュエータ１を構成している。
【００４４】
超磁歪材料は希土類元素と鉄の合金であり、たとえば、ＴｂＦｅ2，ＤｙＦｅ2，ＳｍＦｅ2などが知られおり、近年急速に実用化が進められている。
【００４５】
２２は超磁歪ロッド１６、ピストン２を貫通して設けられた中心軸であり、２３はこの中心軸の細径部である。この中心軸２２は上端で上部ヨーク２４と固定され、この上部ヨーク２４は上部スリーブ２９とボルト（図示せず）で締結されている。
【００４６】
超磁歪ロッド１６の内面と中心軸２２の外周部は十分な大きさの隙間が設けられている。超磁歪ロッド１６は伸縮と共に回転するが、中心軸２２は回転運動だけなので、この隙間により両者の摺動を防止する。
【００４７】
この中心軸２２は、吐出側でピストン２よりも下方に伸びており、後述するように吐出弁の役割を担っている。
【００４８】
２５は玉軸受２６の内輪側に圧入されたスリーブである。ピストン２はスリーブ２５に相対的に回転自在、かつ軸方向に移動可能に支持されている。このスリーブ２５はまた玉軸受２６に回転自在に支持され、この玉軸受２６の外輪側はハウジング３に収納されている。
【００４９】
２７はスリーブ２６と下部ヨーク２０の間に装着されたバイアスバネである。
【００５０】
このバイアスバネ２７によって、超磁歪ロッド１６には常に軸方向（図１の上部方向）に圧縮応力が加わるため、繰り返し応力が発生した場合に、引っ張り応力に弱い超磁歪素子の欠点が解消される。
【００５１】
モータ９によって与えられた回転動力は、揺動軸１２から中心軸２２を経て、連結部３０を介してピストン２に伝達される。
【００５２】
図３はその連結部の断面形状を示し、中心軸２２とピストン２の間は相対的に軸方向移動は可能だが、回転運動は伝達できる構造になっている。
【００５３】
上記構成により、本発明の流体回転装置では、ポンプのピストン２は回転運動と微少変位の直線運動の制御を同時に、かつ独立して行うことができる。
【００５４】
またピストン２を貫通して設けられた中心軸２２は、回転運動はするが軸方向には移動しない構成となっている。
【００５５】
また実施例では、第１のアクチュエータに超磁歪素子を用いたために、超磁
歪ロッド１６（及びピストン２）を直線運動させるための動力を、外部から非接触で与えることができる。
【００５６】
３１はハウジング３に装着された変位センサーであり、この変位センサー３１と下部ヨーク２０に設けられたスラスト円盤２１により、ピストン２の軸方向の絶対位置を検出する。３２は揺動軸１２の上を部に配置された、軸の回転角度を検出するエンコーダである。
【００５７】
超磁歪素子を第１のアクチュエータ１とした場合、素子の入力電圧と変位は比例するため、変位センサーなしのオープンループ制御でも前記ピストン２のストローク制御（流量制御）は可能である。しかし本実施例のような位置検出手段を設けてフィードバック制御をすれば、より高い精度の流量制御ができる。
【００５８】
また、微少流量を扱うポンプでは、ピストンの軸方向変位は数μｍ〜数１０μｍの微少変位でよい。この微量変位で良いことを利用すれば、超磁歪素子のストロークの限界は問題とならない。
【００５９】
また、高粘度流体を高速で吐出させる場合、第１のアクチュエータ１には高い流体圧に抗する大きな推力が要求される。この場合、数百〜数千Ｎの力が容易に出せる電磁歪型アクチュエータが好ましい。
【００６０】
さて流体を吸入し、定量吐出するためのポンプ作用を理想的に行うためには、▲１▼吸入時には吐出通路を遮断する、▲２▼吐出時には吸入通路を遮断する、の２つの操作ができることが望ましい。
【００６１】
図４及び図５は、本発明の第１の実施形態の図１のポンプ部の詳細図であり、またディスペンサーとしての吸入行程（図４）、吐出行程（図５）を示すものである。３３ａ，３３ｂはピストン２に形成された上部流通溝、３４ａ，３４ｂはシリンダ４側に形成された上部流通溝、３５ａ，３５ｂは中心軸細径部２３の下端面に形成された下部流通溝、３６ａ，３６ｂはシリンダ４側に形成された下部流通溝である。また、３７は流体が流動するポンプ室５の上流側間隙部、３８は吐出ノズル８の開口部、３９はシール部材である。
【００６２】
図４の吸入行程において、ピストン２とシリンダ４の相対的な角度を一定に保ちながら、ピストン２を矢印（図４（ａ））の方向に上昇させる。ポンプ室５に着目すると、図４（ｃ）に示すごとくポンプ室５の出口側は密閉状態となり、入口側は図４（ｂ）に示すごとく開放状態となるため、流体は図４（ａ）の矢印の様にポンプ室５に流入する。
【００６３】
吸入行程が終了した状態で、ピストン２を回転すると、吐出行程開始直後の状態となる。なを上述したピストン２の回転位置と軸方向位置及び両位置のタイミングは、エンコーダ３２と変位センサー３１からの出力をもとに、外部制御装（図示せず）により制御される。
【００６４】
図５の吐出行程において、ピストンを図５（ａ）のごとく下降させる。
【００６５】
ポンプ室５の入口側は図５（ｂ）で示すように遮断されており、逆に出口側は開放［図５（ｃ）］されている。したがって、ポンプ室５に封じ込められていた流体は、ピストン２の下降量に比例した分だけ、吐出ノズル８側へ流出する。
【００６６】
さて本発明の流体回転装置では、回転運動と直線運動の制御が独立してなされるピストン２と、回転運動はするが軸方向には移動しない中心軸２２の二つの動作の組み合わせにより、次のような効果が得られる。
【００６７】
▲１▼吸入行程時、ポンプ室からみて吸入側は開放されるが、吐出側は遮断される。その結果、吸入行程時のポンプ室５の容積増大によりポンプ室５の圧力が大気圧以下に低下しても、吐出ノズルを経由して流体がポンプ室５に逆流することはない。
【００６８】
▲２▼吐出行程時、ポンプ室５からみて吸入側は遮断され、吐出側は開放される。このときピストン２のみが下降し、ポンプ室５の容積は減少する。ピストン２の変位をΔL、ピストン２の断面積をSとすれば、ポンプ室５の容積の減少量：ΔV＝S×ΔLである。したがって吐出量をΔQとすれば、本実施例の構成では、ピストン２が下降することによるポンプ室の容積の減少量ΔVだけ、流体は確実に吐出するため、ΔV＝ΔQとなる。
【００６９】
もし、ピストン２が本発明のような2重構造ではなく、ピストン２と中心軸２２が一体で作られている場合を考える。
吐出行程時、ピストン２が下降することによってポンプ室の容積がΔVだけ減少する点は変わりがないが、中心軸も同様に下降するために、吐出ノズル８内部の流体も大気側に押し出されることになる。したがって、この場合はΔV＜ΔQとなる。
本発明ではピストン２のストロークさえ制御すれば、所定の吐出量が確実に得られるのに対して、本発明を適用しない場合は、吐出量に誤差要因を含むことになる。
【００７０】
さて、以上の実施例では、第１のアクチュエータ（直線運動）と第２のアクチュエータ（回転運動）は同時に動作させるのではなく、直線運動→回転運動→直線運動のように、各アクチュエータを順次切り換えて作動させる場合について説明した。しかし、吐出スピードアップを図るために、第２のアクチュエータ（モータ）を常に回転させながら、第１のアクチュエータの直線運動を行うことも可能である。この場合、回転運動は実施例で示したような揺動運動でもいいが、一方向回転でもよい。そのためには、ピストン、中心軸、シリンダに形成する流通溝は円周方向に長めに形成すればよい（図示せず）。
【００７１】
またモータの回転速度は一定速でなくてもよく、プロセスの条件に合わせて回転速度を任意に可変してもよい。
【００７２】
ピストン２とシリンダ４内面の相対移動面の吸入口６上部に、浅いねじ溝を形成しておけば、流体を輸送する効果と、外部への流体の漏洩防止の効果の両方を兼ねることができる（図示せず）。
【００７３】
また、たとえば、吐出行程が終了した段階で、ピストンを若干量上昇させれば、負圧発生の効果により、液ダレ防止もできる（図示せず）。
【００７４】
また吐出開始直前の状態で吐出流通路を密閉状態のままピストンを若干量下降させ、流体を圧縮させた状態で吐出通路を開放すれば、吐出流体を大きく飛翔させることができる（図示せず）。
【００７５】
実施例では、第１のアクチュエータ（超電磁歪素子）の上部に第２のアクチュエータ（モータ）を配置したが、この逆の配置の構成でもよい。あるいは、第２のアクチュエータの内側に第１のアクチュエータが収納されるような構成でもよい。
【００７６】
ポンプの形態は容積型に限るものではなく、たとえばピストンとシリンダ間の相対的な回転を利用してねじ溝ポンプ（粘性ポンプ）を構成し、ピストンの上下運動により、吸入弁と吐出弁の作用を得る構成でもよい。この場合、第１と第２アクチュエータの役割は実施例とは逆になる（図示せず）。
【００７７】
本発明を用いれば、従来提案（特願０８−２８９５４３）と比べて、稼動部の慣性モーメントを極力小さくできる。本発明を微少流量ポンプとして適用すれば、ピストンを小径にできるため、ピストンがポンプ側から受ける軸方向と回転方向の負荷抵抗も小さくできる。また伝導ブラシも省略できることから、モータ（第２のアクチュエータ）の負荷が軽減でき、回転のためのレスポンスを充分高めることができる。電磁歪素子は、数ＭＨｚ以上の充分に高い応答性を持っているため、直線運動、回転運動共に高い応答性を持つことになる。その結果、従来いかなる手段でも不可能だった、高粘度流体を高速で間欠吐出できる高精度ディスペンサーが実現できる。
【００７８】
モータはポリゴンミラーなどに用いられるスキャニングモータを用いれば、モータロータの慣性モーメントをさらに小さくできる。スキャニングモータとして、たとえば、ムービングコイル型を適用すれば、慣性モーメントは一層小さくできるため、モータの回転負荷を軽減できる（図示せず）。
【００７９】
本発明からなる複数本のディスペンサーを並列配置すれば、たとえば平板上に蛍光体材料等を塗布させるプロセスにも適用できる。この場合、塗布材料の吸入側吐出通路は共通でよいが、吐出流量（及びＯＮ，ＯＦＦ）は各ディスペンサーを個別に制御できるため、自由度の高い平板面の塗布が可能となる。
【００８０】
あるいは、共通のハウジングに複数本のディスペンサーの中身を収納するように構成すれば、よりシンプルな構成のマルチノズルを有する塗布装置（図示せず）ができる。
【００８１】
さらに、本発明の原理を適用し、一定容積に対して発生荷重の大きな静電アクチュエータを第１と第２のアクチュエータ双方あるいはいずれかに用いれば、本体を大幅に小型化できる。すなわち、マイクロマシーン、ミニマシーンの領域で初めて容積型のマイクロポンプが実現可能である。
【００８２】
【発明の効果】
本発明を用いた流体回転装置により、次の効果が得られる。
１．極めて小径・小型の微少量・定量・高精度ディスペンサーが実現できる。
２．摺動磨耗等による性能劣化がなく、高い信頼性を持つ。
３．超高速の間欠塗布ができる。稼動部の慣性モーメントを小さくできるためにポンプ部の機械的レスポンスを高くできる。例えば１Ｄｏｔあたり０．１秒程度が限界だった従来エアーパルス方式と比較し、その一桁から二桁以下（０．０１〜０．００１秒オーダー）の間欠塗布ができる。
４．さらに以下示す特徴を、本発明のポンプは合わせ持つことができる。
【００８３】
▲１▼高粘度流体の高速塗布ができる。
【００８４】
▲２▼ストローク制御により吐出量が可変である。また液ダレ防止等も容易にできる。
【００８５】
▲３▼容量制御式のため、環境温度の変化（粘度の変化）、あるいはノズルと吐布面間のギャップに吐出量が依存しない。
【００８６】
▲４▼ピストン部分は非接触なため、微少な微粒子が混合した粉粒体にも対応できる。
【００８７】
本発明を例えば表面実装のディスペンサー、ＰＤＰ，ＣＲＴディスプレイの蛍光体塗布等に用いれば、その長所をいかんなく発揮でき、効果は絶大なものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるディスペンサーを示す正面断面図
【図２】上記実施例のモータ部のＡＡ断面図
【図３】上記実施例のピストンの締結部を示す図
【図４】上記実施例のポンプ部の吸入行程を示す図
【図５】上記実施例のポンプ部の吐出行程を示す図
【図６】従来のエアーパルス方式のディスペンサーを示す図
【図７】従来のピエゾポンプの原理図
【図８】図６の従来ピエゾポンプの正面断面図
【図９】従来の微少流量ポンプの断面図
【符号の説明】
１ 第１のアクチュエータ
２ ピストン
４ シリンダ
６ 吸入孔
７ 吐出孔
９ 第２のアクチュエータ

Claims (1)

1. 溝が形成されたピストンを収納し、かつ吸入孔，吐出孔，吸入溝及び吐出溝が形成されたシリンダを備え、前記ピストンを貫通し、かつ前記吐出孔の近傍に配置された溝を有する軸に回転駆動のみを行わせ、前記ピストン，前記シリンダ及び前記軸とで形成される空間の流体を吐出する流体供給方法であって、
   前記ピストンは、前記軸の外側に配置された第１のアクチュエータによって上下駆動され、前記ピストン及び前記軸は、前記軸の外側に配置されかつ前記第１のアクチュエータと直列に設けられた第２のアクチュエータによって前記シリンダとの間で相対的な回転運動が与えられ、
   前記ピストン及び前記軸と、前記シリンダとを相対的に回転させ、
   （ア）前記ピストンに形成された溝とシリンダに形成された吸入溝とを連通にすると共に、前記軸に形成された溝と前記シリンダに形成された吐出溝とを非連通にし、前記吸入孔から前記空間に流体を流入させ、
   （イ）前記ピストンに形成された溝とシリンダに形成された吸入溝とを非連通にすると共に、前記軸に形成された溝と前記シリンダに形成された吐出溝とを連通させた後、前記ピストンを下降させ、前記空間の流体を吐出すること
   を特徴とする流体供給方法。

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