JP3919340B2 - 微粉体の散布装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、散布ノズル管を傾けてガス体の気流とともに微粉体を放出し、微粉体を基板などの被散布体上に散布する微粉体の散布装置の技術分野に属する。
【０００２】
このような微粉体の散布装置としては、液晶表示装置等に使用される液晶表示板を構成する液晶基板の間、例えばガラス板とガラス板またはプラスチック系基板との間に、均一な粒子径の微粉体である液晶用スペーサ（スペーサビーズ）を単層で均一にかつ所定の量だけ散布する液晶用スペーサ散布装置が、代表的な例として知られている。
【０００３】
【従来の技術】
液晶表示装置等の液晶表示板では、液晶基板となるガラス板とガラス板との間、あるいはガラス板以外のプラスチック系（有機ガラス系など）の基板の間、もしくはこのプラスチック系基板とガラス基板との間（以下、ガラス基板を代表例として説明し、ガラス基板と称する）に液晶を注入する隙間を形成するために、粒子径が数ミクロン〜数十ミクロンの均一な径の粒子（スペーサビーズ）をスペーサとして、１ｍｍ² 当たり１０〜２０００個程度を出来るだけ均一に、単層となるように散布または塗布している。この液晶用スペーサとしては、各種プラスチック製の粒子やシリカ粒子が用いられている。
【０００４】
この液晶基板となるガラス板上に液晶用スペーサを単層で均一に所定量だけ塗布または散布する装置として、液晶用スペーサ散布装置が知られている。
このような液晶用スペーサ散布装置としては、液晶用スペーサをフロン等の液体にコロイド状に懸濁（乳濁）させ、液体状態でガラス板上に均一に散布し、フロン等の液体を気化することにより液晶用スペーサをガラス基板上に単層で均一にかつ所定量だけ散布するものが用いられていた。ところが、環境問題等によってフロン等の液体の使用が制限もしくは禁止されたため、このようなフロン等を使用する装置は使用することができなくなった。
【０００５】
このため、フロンの代替として、空気や窒素ガス等のガス状の気体を使用する液晶用スペーサ散布装置が提案されている。このような液晶用スペーサ散布装置は、微細な液晶用スペーサの粒子（スペーサビーズ）を空気や窒素ガス等のガス体の気流にのせて細いパイプ（輸送管）内を輸送し、揺動する散布ノズル管から気流とともに液晶用スペーサの粒子を放出することによってガラス基板上に散布するものである。しかし、この液晶用スペーサの粒子は、数ミクロン〜数十ミクロンの微細な粉体で浮遊しやすいものであり、また、液晶用スペーサの粒子は各種プラスチック製の粒子やシリカ粒子であるため帯電しやすく、ガラス基板上に一定の密度で再現性良く散布するのが難しいため、液晶用スペーサの粒子を帯電極性（静電気極性）に応じて帯電させるとともに、ガラス基板および基台（テーブル）を接地（アース）してガラス基板上に液晶用スペーサの粒子を確実に一定の密度で散布することを可能にしている。
【０００６】
この液晶用スペーサ散布装置において、ガス体の気流とともに液晶用スペーサの粒子を放出するための揺動する散布ノズル管は、従来、モータに連結されたクランクまたは偏心カムによってそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向に散布ノズル管を揺動し、このＸ軸方向およびＹ軸方向の散布ノズル管の傾斜を合成することによって、図８（ａ）に示すように、ガラス基板上に液晶用スペーサの粒子を散布している。
【０００７】
この従来の液晶用スペーサ散布装置では、ガラス基板上に散布される液晶用スペーサの散布経路の中心軌跡の１例を示す図８（ａ）から明らかなように、Ｘ軸方向に複数回（図示例では１２回、すなわち往復で６回）往復する間に、Ｙ軸方向には１回往復するものである。
また、散布ノズル管は、中央部を球面軸受で支持し、上部をクランクまたは偏心カムによって駆動することによって揺動するように構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年、液晶表示板が次第に大型化するとともに、１枚のガラス基板から多数個の液晶表示板を製造することも多くなり、液晶用スペーサをより広い範囲に散布することが求められるようになってきた。このため、液晶用スペーサを散布する散布ノズル管に要求される揺動角も増大する傾向となっている。
【０００９】
ここで、大型のガラス基板上に液晶用スペーサを散布するためには、ガラス基板の取付台（基台）を大型にし、チャンバー高を高くするか、または散布ノズル管の揺動角を大きくしなければならないが、揺動角を大きくする場合、前記したように、従来の液晶用スペーサ散布装置の散布ノズル管は、Ｙ軸方向に比較すると、Ｘ軸方向には非常に高速で揺動するものであり、Ｘ軸方向の速度によって散布ノズル管の揺動速度に限界が生じるとともに、耐久性においても、Ｘ軸方向とＹ軸方向とは明らかに相違するものであった。
【００１０】
また、大型のガラス基板に液晶用スペーサを散布するために、ガラス基板の取付台を大型にし、チャンバー高を高くすると、散布装置自体も大型となるが、液晶用スペーサの散布が行われるクリーンルームの天井高さには制限があるため、クリーンルームの天井高さを特別に設計して高くする必要があり、コスト上昇を招くという問題があった。特に、今後大型化が進み、１０００ｍｍ×１０００ｍｍ程度の基板が出現すると、従来の散布システムでは、現状のクリーンルームに入らなくなってしまうという問題がある。
【００１１】
また、クランクまたは偏心カムによって散布ノズル管が揺動するので、一定の速度で移動するものでなく、両端部で大幅に移動速度が変動し、そのために、図示のように、ガラス基板１６より十分に広い範囲に散布しなければならず、ガラス基板の周辺に無駄なスペースを要するものであった。
さらに、クランクまたは偏心カムによって散布ノズル管が揺動するので、ガラス基板上に散布される液晶用スペーサの散布経路の中心軌跡は、一定の移動経路、移動速度であって、部分的に変更することは困難であり、仮に、部分的に散布ムラが生じたとしても、これを補正することはできなかった。
【００１２】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、より大型のガラス基板などのより大型の被散布体上に液晶用スペーサなどの微粉体を散布するために、散布ノズル管の揺動角を大きくし、さらに、所定の方向、例えばＸ軸方向に高速で移動することを可能にするとともに、散布ノズル管を駆動する駆動源の負荷を均等にし、かつ、微粉体の散布経路の中心軌跡やその移動速度を変更可能にする散布ノズル管の駆動機構を提供することにより、より大型の被散布体であってもその周辺に無駄に微粉体を散布することのない微粉体の散布装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記目的に加え、より大型の被散布体に微粉体の散布を行う場合であっても、散布チャンバーの高さを抑え、既存の室内、例えばクリーンルーム内に配置することができ、天井高さを特別に設計して高くする必要がなく、従ってコストアップを招くことがなく、装置高さの低いより小型の微粉体の散布装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、被散布体と所定間隔離間して配置され、前記被散布体に対して所定の方向に傾けてガス体の気流とともに微粉体をその先端から放出する散布ノズル管と、
この散布ノズル管を所定の第１の方向およびこれと直交する第２の方向に傾斜可能に支持する前記散布ノズル管の支持部と、
前記散布ノズル管の上端部に設けられた第１のジョイント部と、
前記第２の方向に平行もしくは所定角度傾斜させて並設され、第２のジョイント部がそれぞれ設けられた２個の直動アクチュエータと、
これらの２個の直動アクチュエータに設けられた前記第２のジョイント部の各々と前記散布ノズル管に設けられた前記第１のジョイント部とをそれぞれ連結する２本のロッドとを具備し、
前記２個の直動アクチュエータの移動を合成して前記散布ノズル管を任意の方向に傾斜させて前記被散布体上に微粉体を散布することを特徴とする微粉体の散布装置を提供するものである。
ここで、前記支持部は、２つの自在継手を有し、これらの２つの自在継手は、前記散布ノズル管を前記第１の方向に傾斜可能に支持する自在継手および前記散布ノズル管を第２の方向に傾斜可能に支持する自在継手であるのが好ましい。
【００１４】
また、本発明の第２の態様は、基板を位置決め固定する基台と、この基台に所定間隔離間して配置された散布ノズル管とを具備し、所定の方向に前記散布ノズル管を傾けてガス体の気流とともに微粉体を放出することによって前記基板上の所定の位置に前記微粉体を散布する微粉体の散布装置であって、
第１の方向およびこれと直交する第２の方向のいずれにも傾けることが可能な前記散布ノズル管と、
この散布ノズル管の上端部に設けられた第１のジョイント部と、
前記第２の方向に平行または所定角度傾斜させて並設され、第２のジョイント部がそれぞれ設けられた２個の直動アクチュエータと、
前記散布ノズル管の前記第１のジョイント部と前記直動アクチュエータの前記第２のジョイント部をそれぞれ連結する２本のロッドとを具備し、
前記２個の直動アクチュエータの移動を合成して前記散布ノズル管を前記第１の方向および前記第２の方向に傾けて前記基板上に微粉体を散布することを特徴とする微粉体の散布装置を提供するものである。
ここで、前記散布ノズル管は、２つの自在継手によって前記第１および第２の方向に傾斜可能に支持され、前記２つの自在継手は、前記散布ノズル管を第１の方向に傾斜可能に支持する自在継手および前記散布ノズル管を第２の方向に傾斜可能に支持する自在継手であるのが好ましい。
【００１５】
上記各態様において、前記散布ノズル管の第１のジョイント部は、２つの自在継手を有し、これらの自在継手は、それぞれ前記２本のロッドに連結されるのが好ましい。
また、前記散布ノズル管は、前記２個の直動アクチュエータが逆方向に移動することによって前記第１の方向に移動し、前記２個の直動アクチュエータが同方向に移動することによって前記第２の方向に移動するのが好ましい。
また、前記直動アクチュエータはＮＣ制御されるものであって、相互に独立して移動可能であり、前記２個の直動アクチュエータの移動方向および移動速度を合成することによって、前記散布ノズル管を任意の方向に任意の速度で移動可能にするのが好ましい。
さらに、前記基板が液晶基板であり、微粉体が液晶用スペーサであるのが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、添付の図面に示す好適実施例に基づいて、本発明の微粉体の散布装置を詳細に説明する。
図１は、本発明の微粉体の散布装置の一実施例を示す断面図である。
図において、本発明の微粉体の散布装置である液晶用スペーサ散布装置１０は、密閉されたチャンバー１２内の下部に配置された基台１４上に被散布体であるガラス基板１６を載置して位置決め固定する。この基台１４は、接地（アース）され、上部に載置されたガラス基板１６をアースし、帯電した微粉体である液晶用スペーサ２０をアースされたガラス基板１６に確実に付着させるようにしている。
【００１７】
基台１４の上方には、散布ノズル管１８を有する液晶用スペーサ２０の散布機構２２が配置されている。この散布ノズル管１８は、フレキシブルチューブ２４から空気や窒素等のガス体の気流とともに搬送されてくる液晶用スペーサ２０を放出して、ガラス基板１６上に散布するものであって、所定の第１の方向およびこれと直交する第２の方向、例えばＸ軸方向およびＹ軸方向のいずれの方向にも揺動することが可能なもので、散布ノズル管１８を所定の方向に傾斜させてガス体の気流とともに液晶用スペーサ２０を放出することによって、ガラス基板１６上の所定の位置に液晶用スペーサ２０を散布する。
【００１８】
図２は、本発明の液晶用スペーサ散布装置１０における液晶用スペーサ２０の散布機構２２の一実施例の概略を示す斜視図である。
図において、散布機構２２は、取付台２６上に２個の直動アクチュエータ２８，３０がＹ軸方向に平行にかつ相互に並行して設けられ、それぞれの直動アクチュエータ２８，３０の内側には、自在継手（実施例では球面継手）からなる第２のジョイント部３２，３４がそれぞれ設けられている。そして、２個の直動アクチュエータ２８，３０の中央の奥側には、散布ノズル管１８がＸ軸方向およびＹ軸方向のいずれの方向にも揺動可能であって、任意の方向に傾斜することが可能に設けられている。直動アクチュエータ２８，３０は、それぞれスライダ（移動子）２８ａ，３０ａと、Ｙ軸方向に平行に設けられているガイド２８ｂ，３０ｂとを有し、スライダ２８ａ，３０ａは、それぞれガイド２８ｂ，３０ｂに沿ってＹ軸方向に往復動する。本発明に用いられる直動アクチュエータとしては、特に制限的ではなく、ＡＣサーボ駆動のリニアアクチュエータ、リニアステッピングモータ等を用いることができる。
【００１９】
この散布ノズル管１８の上端部には、第１のジョイント部３５が設けられている。この第１のジョイント部３５は、本実施例ではＸ軸方向の両側に突出して設けられた自在継手（実施例ではユニバーサルジョイント）３６，３８を採用しているが、後述するように、各種のジョイントを採用することができる。そして、直動アクチュエータ２８，３０の内側にそれぞれ設けられた第２のジョイント部（自在継手）３２，３４と、散布ノズル管１８の上端部に設けられた第１のジョイント部３５の自在継手３６，３８とが、それぞれ２本のロッド４０，４２によって連結されている。
【００２０】
図３は、散布ノズル管１８を揺動させる揺動機構の一実施例の詳細を示す図２のＡ−Ａ断面図、図４は、図３のＢ−Ｂ矢視図、図５は、図３のＣ−Ｃ矢視図である。
図３において、中央に設けられている散布ノズル管１８は、図１に示す散布ノズル管１８の詳細を示すものであって、中空の管からなっており、上端に図１に示すフレキシブルチューブ２４（図３には図示しない）が接続され、ガス体の気流とともに供給される微粉体（液晶用スペーサ）２０（図示しない）を下端の開口部から放出するものであって、その長手方向の中央付近に設けられた支持部（ユニバーサルジョイント部）５０を介して取付台２６に取り付けられ、図２に示すＸ軸方向およびＹ軸方向のいずれの方向にも揺動可能となっている。
【００２１】
散布ノズル管１８の支持部５０は、図３および図４に示すように、取付台２６に固定されたジョイントベース５２の中央の穴部に、Ｙ軸と平行に設けられた２個の支持ピン５４とこの支持ピン５４が挿入されたボールベアリング５６を介して、Ｙ軸を回転中心として回動自在に支持されたジョイントリング５８が配置され、さらに、このジョイントリング５８の中央の穴部に、Ｘ軸と平行に設けられた２個の支持ピン６０とこの支持ピン６０が挿入されたボールベアリング６２を介して、Ｘ軸を回転中心として回動自在に支持された散布ノズル管１８からなっており、散布ノズル管１８は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のいずれの方向にも揺動することが可能であり、かつ、散布ノズル管１８の中心線の回りには回転不能となっている。
【００２２】
散布ノズル管１８の上端部には、図２に示す直動アクチュエータ２８，３０の内側にそれぞれ設けられた第２のジョイント部３２，３４に、ロッド４０，４２によって散布ノズル管１８を連結する第１のジョイント部３５の自在継手３６，３８が設けられている。この自在継手（ユニバーサルジョイント）３６，３８は、図３および図５に示すように、散布ノズル管１８の上端部にＸ軸方向の両側に突出して設けられているもので、散布ノズル管１８の上端部にボールベアリング６６を介して水平方向に回転自在に取り付けられた２個の回転リング６８と、この回転リング６８にボールベアリング７０を介して取り付けられたジョイントアーム７２からなっている。なお、本実施例においては、散布ノズル管１８の傾斜角度をあまり大きくする必要がない場合には、第１のジョイント３５の自在継手３６および３８としてユニバーサルジョイントの代わりに、球面軸受を用いた球面継手を採用してもよい。
【００２３】
そして、ジョイントアーム７２にロッド４０（４２）が固定され、このロッド４０（４２）によって直動アクチュエータ２８（３０）の第２のジョイント部３２（３４）に連結され、直動アクチュエータ２８（３０）の移動が散布ノズル管１８に伝達される。
直動アクチュエータ２８および３０の第２のジョイント３２および３４の自在継手も、この自在継手３６（３８）と同様のものを用いてもよいし、あるいは、球面継手等の任意の自在継手を採用することもできる。
【００２４】
ジョイントベース５２は、取付けリング７４を介して取付台２６に固定されている。この取付けリング７４は、散布ノズル管１８の位置を調整するための調整機構７６を有している。
散布ノズル管１８の下端は、チャンバー１２を密閉するとともに散布ノズル管１８を揺動可能にするゴムカバー７８に嵌挿されており、ゴムカバー７８の外周部は、固定リング８０によって取付台２６に固定されている。
散布機構２２が駆動されるときに、散布ノズル管１８の支持部５０等から僅かではあるがゴミや塵の類が発生する可能性がある。このため、ゴムカバー７８は、液晶用スペーサ以外のゴミや塵等がチャンバー１２内へ侵入しないようにするために取り付けられているのである。
【００２５】
散布ノズル管１８の上端には、図１に示すように、フレキシブルチューブ２４が接続され、このフレキシブルチューブ２４によって空気や窒素等のガス体の気流とともに液晶用スペーサ２０が散布ノズル管１８に搬送され、散布ノズル管１８の下端からガス体の気流とともに液晶用スペーサ２０を放出して、ガラス基板１６上に散布する。
【００２６】
以上のように構成されている液晶用スペーサ２０の散布機構２２においては、直動アクチュエータ２８（３０）の移動、詳細にはそのスライダ２８ａ（３０ａ）のガイド２８ｂ（３０ｂ）に沿った移動によって、散布ノズル管１８が次のように揺動する。
図６は、直動アクチュエータ２８（３０）の（スライダ２８ａ（３０ａ）の）移動による散布ノズル管１８の揺動を説明する説明図であって、図６（ａ）は、散布ノズル管１８が移動範囲の中央（垂直位置）にある状態を示す図、図６（ｂ）は、Ｙ軸方向に最大移動範囲まで揺動した際の直動アクチュエータ２８，３０の位置、詳細にはそのスライダ２８ａ，３０Ａの位置を示す図、図６（ｃ）は、Ｘ軸方向に最大移動範囲まで揺動した際の直動アクチュエータ２８，３０の（スライダ２８ａ，３０ａの）位置を示す図、図６（ｄ）は、散布ノズル管１８が移動範囲の角部にある状態を示す図である。
【００２７】
図６（ａ）と図６（ｂ）および図６（ｃ）とを比較すれば明らかなように、散布ノズル管１８がＹ軸方向に揺動する際には、２個の直動アクチュエータ２８，３０が同時に同じ方向に移動し、散布ノズル管１８がＸ軸方向に揺動する際には、直動アクチュエータ２８，３０が同時に逆の方向に移動することによって達成される。
その他の角度に散布ノズル管１８を揺動するときには、この２個の直動アクチュエータ２８，３０の移動を合成することによって、散布ノズル管１８をＸ軸方向およびＹ軸方向の任意の角度に傾けることが可能であり、ガラス基板１６上の任意の位置に液晶用スペーサ２０を散布することができる。
【００２８】
そして、図６（ｂ）と図６（ｃ）とを比較すれば明らかなように、散布ノズル管１８が同じ距離だけ揺動する際の直動アクチュエータ２８，３０の移動距離は、散布ノズル管１８がＸ軸方向に揺動する場合よりもＹ軸方向に揺動する場合の方が大きい。このことは、直動アクチュエータ２８，３０の移動速度が正逆方向とも同じ場合には、散布ノズル管１８のＸ軸方向の揺動の方がＹ軸方向の揺動よりも高速で揺動することになる。
すなわち、従来技術と同様に、Ｘ軸方向に複数回（図８（ａ）の図示例では６回）往復する間に、Ｙ軸方向には１回往復するものとすれば、散布ノズル管１８のＸ軸方向の揺動を高速で行い、Ｙ軸方向の揺動を低速で行うこととなる。本発明では、同じ直動アクチュエータ２８，３０の移動速度に対して、Ｘ軸方向の揺動の方が高速で揺動するので、この点においても、より適した構成である。
【００２９】
なお、上述した例では、２個の直動アクチュエータ２８および３０は、散布ノズル管１８に対して両側にＹ軸方向に平行に配置されているが、本発明はこれに限定されず、Ｙ軸方向に所定角度傾斜させて配置してもよい。
図７は、直動アクチュエータ２８，３０の移動方向が、Ｙ軸方向に平行ではなく、ロッド４０，４２の連結される方向にほぼ一致するように直動アクチュエータ２８，３０を配置したものである。図からも明らかなように、この実施例では、直動アクチュエータ２８，３０の移動方向に対してロッド４０，４２が両側に所定角度傾くようにして散布ノズル管１８を揺動させる点を除いて、図６の実施例と実質的に同じであり、同様に達成できることは明らかである。
【００３０】
本実施例の直動アクチュエータ２８，３０は、ＮＣ制御によって駆動されるものであって、直動アクチュエータ２８，３０は相互に独立して移動可能である。従って、２個の直動アクチュエータ２８，３０の移動方向および移動速度を合成することによって、散布ノズル管１８を任意の方向に任意の速度で移動可能にすることができる。
【００３１】
また、直動アクチュエータ２８，３０は相互に独立して移動可能なので、散布ノズル管１８を任意の角度に揺動させて、散布される液晶用スペーサ２０の散布経路と移動速度を任意に定めることができ、例えば、図８（ｂ）のように液晶用スペーサ２０の散布経路を定めて、散布される液晶用スペーサ２０をより均一に散布することもできる。
もちろん、その他の移動経路も任意に選択することができ、ガラス基板１６が小さいときには、ガラス基板１６のみに液晶用スペーサ２０を散布するように、狭い範囲のみに液晶用スペーサ２０の散布経路を定めることができる。
【００３２】
上述した例では、２本のロッド４０および４２を連結するために、２個の自在継手３６および３８がそれぞれ取り付けられる第１のジョイント部３５は、散布ノズル管１８の上端部からＸ軸方向の両側に張り出した耳に設けられているが、本発明はこれに限定されず、自在継手３６および３８は、図９（ａ）に示すように、Ｘ軸方向に平行ではなく、所定角度、例えば４５°未満の角度に傾斜して突出した耳に設けてもよい。また、図９（ｂ）に示すように、両側の耳が異なった傾斜角度、例えば角度θおよび角度δ（θ≠δ）に張り出してもよいし、さらに、図９（ｃ）に示すように、両側の耳の高さが異なっていてもよい。さらにまた、散布ノズル管１８の第１のジョイント部３５は、散布ノズル管１８から張り出した耳に設けられるものに限定されず、散布ノズル管１８に直接設けてもよい。
【００３３】
また、上述した例では、散布ノズル管１８は、支持部５０を介してＸ軸方向およびＹ軸方向のいずれの方向にも揺動することが可能でかつ回転不能に取付台２６に設けられているが、本発明はこれに限定されず、回転可能に取り付けられるものであってもよい。例えば、図９（ｄ）に示すように、２本のロッド４０および４２にそれぞれ連結される２個の自在継手８２，８４を散布ノズル管１８に回転可能に取り付けて散布ノズル管１８の第１のジョイント部３５としてもよい。自在継手８２，８４は、それぞれ、散布ノズル管１８に回転可能に直接取り付けられる軸受などの支持手段、例えば玉軸受８２ａ，８４ａと玉軸受８２ａ，８４ａの外側にピンを介して回動可能に取り付けられるフォーク８２ｂ，８４ｂとから構成される。さらに、この場合には、散布ノズル管１８の支持部５０を回転可能にして散布ノズル管１８自体を回転可能としてもよい。
【００３４】
図１０〜図１２は、散布ノズル管１８を揺動させる揺動機構の第１のジョイント部３５の他の実施例を示すものであって、図１０は、本発明の散布装置１０の揺動機構の第２の実施例、図１１は第３の実施例、図１２は第４の実施例を示す。
図１０の第２の実施例において、図１０（ａ）は一部断面にした平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＤ−Ｄ線に沿って一部断面にした正面図である。
この実施例では、散布ノズル管１８の上端部に固定された固定ブロック１００に軸受１０４，１０４の軸となる２個のボルト１０２，１０２がＸ軸方向に突出してねじ込まれ、このボルト１０２，１０２に軸受１０４，１０４を介して中間アーム１０６が揺動可能に設けられており、この中間アーム１０６は軸１０６ａがＹ軸方向に伸びて、軸１０６ａを支承する軸受１０８，１０８を介して中間ブロック１１０が回動可能に設けられている。
【００３５】
この中間ブロック１１０は、ロッド４０，４２を揺動可能に支持するもので、ロッド４０，４２の先端に設けられたコの字状の金具１１２，１１４に設けられた軸受１１６，１１６および１１８，１１８を、散布ノズル管１８にほぼ平行に貫通して中間ブロック１１０にねじ込まれたボルト１２０，１２０が中心軸となって、ロッド４０，４２を揺動可能に支持している。
ここで、本実施例を示す図１０には図示されていないが、散布ノズル管１８の上端にフレキシブルチューブ２４（図１参照）が連結されており、中央部は支持部５０でＸ軸方向およびＹ軸方向の双方に揺動可能に支持されていることは、第１の実施例と同様である。
【００３６】
図１１の第３の実施例において、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＥ−Ｅ線に沿って一部断面にした正面図、図１１（ｃ）は図１１（ａ）のＦ−Ｆ線に沿って断面にした断面図である。
この実施例では、散布ノズル管１８の上端部に固定された固定ブロック１２２にピン１２４がＸ軸方向に突出して固定され、このピン１２４に軸受１２６，１２６を介して中間アーム１２８が揺動可能に設けられており、この中間アーム１２８は軸１２８ａがＹ軸方向に伸びて、その先端は軸受１３０，１３０を介して中間ブロック１３２が回動可能に設けられている。
【００３７】
この中間ブロック１３２は、ロッド４０，４２を揺動可能に支持するもので、ロッド４０，４２の先端に設けられたコの字状の金具１３４，１３４に固定されたピン１３６が軸受１３８で支承されて、散布ノズル管１８にほぼ平行に中間ブロック１３２を貫通して、ロッド４０，４２を揺動可能に支持している。
この実施例においても、図１１には図示されていないが、散布ノズル管１８の上端にフレキシブルチューブ２４（図１参照）が連結されており、中央部は支持部５０でＸ軸方向およびＹ軸方向の双方に揺動可能に支持されていることは、第１および第２の実施例と同様である。
【００３８】
図１２の第４の実施例において、図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＧ−Ｇ線に沿って一部断面にした正面図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）のＨ−Ｈ線に沿って断面にした断面図である。
この実施例は、第３の実施例の中間アーム１２８を短くし、中間ブロック１３２の軸受１３８をピン１２４の中心線上に配置して、第１のジョイント部３５の長さを短縮したものであって、散布ノズル管１８の上端部に固定された固定ブロック１４０の凹部にピン１４２がＸ軸方向に沿って固定され、この固定ブロック１４０の凹部のピン１４２に軸受１４４，１４４を介して中間アーム１４６が揺動可能に設けられており、この中間アーム１４６の軸１４６ａはＹ軸方向に伸びて、その先端は軸受１４８，１４８を介して中間ブロック１５０が回動可能に設けられている。
【００３９】
この中間ブロック１５０は、ロッド４０，４２を揺動可能に支持するもので、Ｕ字状に湾曲してピン１４２の中心線上に軸受１５２が設けられている。こうすることにより、位置を算出する方程式の数が減り、軌跡計算を短くする効果がある。この軸受１５２は、ロッド４０，４２の先端に設けられたコの字状の金具１５４，１５４に固定されたピン１５６を支承するものであって、散布ノズル管１８にほぼ平行に中間ブロック１５０を貫通して、ロッド４０，４２を揺動可能に支持している。
この実施例においても、図１２には図示されていないが、散布ノズル管１８の上端にフレキシブルチューブ２４（図１参照）が連結されており、中央部は支持部５０でＸ軸方向およびＹ軸方向の双方に揺動可能に支持されていることは、第１ないし第３の実施例と同様である。
【００４０】
図１３は、第２ないし第４の実施例における直動アクチュエータ２８（３０）の移動による散布ノズル管１８の揺動を説明する説明図であって、図１３（ａ）は第２の実施例、図１３（ｂ）は第３の実施例、図１３（ｃ）は第４の実施例を示し、いずれも、散布ノズル管１８が移動範囲の中央（垂直位置）にある状態を実線で描き、散布ノズル管１８が移動範囲の角部にある状態を想像線（２点鎖線）で描いている。
【００４１】
図から明らかなように、これらの実施例においても、図６に示す第１の実施例と全く同様に散布ノズル管１８を揺動させることができるものであって、全く同様の作用、効果を有するものである。
【００４２】
上述した散布装置１０は、図１４に示すシステム構成によって、その動作が制御されている。
同図に示すように、微粉体散布システム９０は、散布装置１０と、散布装置１０に、詳しくは散布機構２２の直動アクチュエータ２８および３０に電気的に接続され、これらを制御するアクチュエータドライバ９２と、ドライバ９２に電気的に接続されるシーケンサ９４と、シーケンサ９４に電気的に接続されるタッチパネル９６とを有する。
【００４３】
ここで、アクチュエータドライバ９２は、直動アクチュエータ２８および３０への動力供給および以下に説明する位置信号指示を行う。まず、被散布体上に均一散布するために必要な、散布ノズル管１８の先端の延長線が被散布体上に描く軌跡が決定される。ドライバ９２は、この被散布体上のＸＹ座標系に描きたい所望の軌跡から、散布ノズル管１８のＸＹ方向の傾斜角を演算し、さらに直動アクチュエータ２８および３０のスライダ２８ａおよび３０ａの位置への変換計算を行う。
また、シーケンサ９４は、タッチパネル９６のコントロールやタッチパネル９６とドライバ９２との橋渡しをするものである。
さらに、タッチパネル９６は、散布装置１０の動作、特に散布ノズル管１８の揺動に必要な指示や動作定数などの入力を行うものである。
【００４４】
このように構成されるシステム９０は、通常（動作）モードおよびメンテナンスモードとの２つの動作モードを持ち、これらの２つの動作モードの切り換えはタッチパネル９６によって行う。
ここで、通常モードにおいては、図１５に示されるように、まず、タッチパネル９６から動作定数が入力される。続いて、タッチパネル９６からシーケンサ９４を経由してドライバ９２に入力された動作定数を転送する。
次に、ドライバ９２は、散布ノズル管１８を配置すべきＸＹ座標（ガラス基板）上の位置を計算する。続いて、ドライバ９２は、その位置をＸＹ座標からアクチュエータ２８および３０のスライダ２８ａおよび３０ａの位置に変換する。
【００４５】
この後、ドライバ９２は、実際に散布装置１０を動作させ、散布ノズル管１８を揺動させて、目標散布時間で散布動作が終了するかどうか確認する。
ここで、散布動作時間が目標散布時間（所要許容範囲内）であれば、メインシーケンサに動作準備完了（ＲＥＡＤＹ）信号を出力し、メインシーケンサの指示に従って散布装置１０は基板１６に散布動作を行う。
もし、散布動作時間が目標散布時間の所要許容範囲外であれば、ずれ量（遅かった時間分また早かった時間分）だけ動作速度を変更して、もう１度、散布装置１０の実動作確認を行い、散布動作が目標散布時間に終了するまで繰り返す。なお、本例では、３回繰り返しても散布動作が目標散布時間に終了しなければ、エラーであるとして、通常モードを終了する。
【００４６】
次に、メンテナンスモードにおいては、図１６に示されるように、まず、ドライバ９２は、ＸＹ座標（ガラス基板）において散布対象のガラス基板１６のサイズと散布可能な最大サイズ等の情報をもとにメンテナンス上必要と思われるポイントを計算する。これらのポイントをＸＹ座標からアクチュエータ２８および３０のスライダ２８ａおよび３０ａの位置に変換する。
次いで、タッチパネル９６からこれらのポイントの位置を指示する。続いて、タッチパネル９６からシーケンサ９４を経由してドライバ９２に位置指示を転送する。次いで、ドライバ９２は、転送された位置の指示通りの座標にアクチュエータ２８および３０のスライダ２８ａおよび３０ａを移動させる。
【００４７】
本発明の液晶用スペーサ散布装置および散布システムは、以上に述べたように構成されているので、以下のように、従来の液晶用スペーサ散布装置とは異なった各種の機能を有している。これらの従来の液晶用スペーサ散布装置に優る本発明の液晶用スペーサ散布装置の機能は、上述した液晶用スペーサ散布装置と散布システムとの組み合わせによって発揮されることはもちろんである。
【００４８】
客先の仕様にあわせて製作されるチャンバー１２の大きさや形状の変化、チャンバー１２内の僅かな空気流の変化、チャンバー１２内外の金属や誘電体による電位分布の変化等によって、ガラス基板１６上に散布される液晶用スペーサ２０の分布に濃淡が生じることがある。
従来技術では、散布ノズル管１８の取付位置をずらす、液晶用スペーサ２０の散布軌跡を変える（散布軌跡となるリサージュ曲線のＸ、Ｙ方向の往復回数を変化する）等を行い、試行錯誤によって液晶用スペーサ２０の濃淡をなくしていたが、本発明の液晶用スペーサ散布装置１０では、散布システム９０において設定することにより、液晶用スペーサ２０の分布が濃い部分は散布ノズル管１８の移動速度を早くし、淡い部分は遅くすることによって、容易にかつ正確に液晶用スペーサ２０の濃淡をなくすことができる。
【００４９】
このようにして、散布ノズル管１８の移動速度を変更すると、液晶用スペーサ２０の散布に要する時間が変化する。また、液晶用スペーサ散布装置１０の機械的な特性によって、目標散布時間どおりに液晶用スペーサ２０の散布が終了しないことも生じる。このような場合には、散布システム９０のタッチパネル９６によってパラメータを変更することにより、散布ノズル管１８の移動速度全体を増減することによって散布時間の補償を行うことができる。
また、液晶用スペーサ２０の散布の中心位置を変更するときにも、加工プログラム内において被散布体座標上の軌跡を移動させるのみで、ソフトウエアのみで容易に変更することができる。また、同様にして、散布システム９０において座標軸を回転させて、ガラス基板１６に対する散布ノズル管１８の移動軌跡を回転させることもできる。
【００５０】
本発明の液晶用スペーサ散布装置１０は、液晶用スペーサ２０が空気や窒素ガス等による搬送中に、フレキシブルチューブ２４等の配管の内面等に衝突することによる自然帯電や、ガス体による解砕効果によって液晶用スペーサ２０を単粒子に分離し、この液晶用スペーサ２０の粒子がチャンバー１２の内壁に付着することによってチャンバー１２の内壁も液晶用スペーサ２０と同極性に帯電する。従来技術では、チャンバー１２の内壁を帯電させるために、ダミー散布と称して、液晶用スペーサ２０の基板２０〜５０枚に相当する空散布を行っている。
本発明の液晶用スペーサ散布装置１０では、散布ノズル管１８が任意の位置に液晶用スペーサ２０を散布するように移動できるので、チャンバー１２の内壁に向けて液晶用スペーサ２０を散布し、短い時間でチャンバー１２の内壁を帯電させることができる。
【００５１】
本発明の散布ノズル管１８は、中空の管となっているので、散布ノズル管１８の中空部にレーザポインタを挿入し、このレーザポインタによって基台１４上のガラス基板１６に散布ノズル管１８の移動軌跡を描くことができ、液晶用スペーサ２０を散布する軌跡が適当であるか否かを目視で確認することができる。特に、散布ノズル管１８の中心位置決めは、散布ノズル管１８を垂直に位置してレーザポインタ光点がガラス基板１６の中心にあることを確認すればよいので、極めて容易に行うことができる。
【００５２】
本発明の液晶用スペーサ散布装置１０では、アクチュエータの原点位置の確認は、直動アクチュエータ２８，３０のスライダ２８ａの３０ａを最後退させることによって行っている。この際、散布ノズル管１８とジョイントベース５２の干渉を防止するために、原点から遠い側の直動アクチュエータを先に移動させて、両者が並んだことをセンサで確認して、２個の直動アクチュエータを並行して移動し、原点に復帰する。センサによって原点から遠い側と判断された直動アクチュエータが原点に復帰し、所定の時間経過した後、他の側の直動アクチュエータが原点に復帰していない場合には、他の側の直動アクチュエータが原点に充分近く、干渉の恐れがないと判断して、他の側の直動アクチュエータを原点に復帰する。
【００５３】
上述した例では、基台に位置決めして水平に固定された液晶ガラス基板にその上方に配設された散布ノズル管を揺動させて液晶用スペーサを下方に落下させて均一に散布する液晶用スペーサの散布装置について説明したが、本発明はこれに限定されない。散布する微粉体は、均一に散布する必要があるものであれば何でもよく、例えば、液晶用スペーサの他、粉体塗料、トナー等を挙げることができるし、微粉体が散布される被散布体も、均一散布が必要とされるものであれば何でもよく、液晶ガラス基板の他、粉体塗料を塗布する塗装面などを挙げることができるし、また、これらの被散布体も上述したように基台に水平に配置されたものに限定されず、基台がなくてもよいし、垂直に立設された基板や塗装面や、傾斜して配置された基板や塗装面等であってもよいし、また、散布方向も、水平または傾斜配置された披散布体への鉛直下方や斜め方向であってもよいし、垂直に立設されたまたは傾斜配置された被散布体への水平方向や斜め方向であってもよいなど微粉体の散布ノズル管で散布が可能であれば、どのように配置された被散布体であっても、どのような散布方向であってもよい。
【００５４】
以上、本発明の微粉体の散布装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【００５５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の微粉体の散布装置は、より大型のガラス基板などのより大型の被散布体上に液晶用スペーサなどの微粉体を散布するために、散布ノズル管の揺動角を大きくし、Ｘ軸方向に高速で移動することを可能にし、散布ノズル管を駆動する駆動源の負荷を均等にし、かつ、液晶用スペーサなどの微粉体の散布経路の中心軌跡やその移動速度を変更可能にする散布ノズル管の駆動機構によって、より大型のガラス基板などの被散布体であっても液晶用スペーサなどの微粉体の均一な散布を可能とし、かつガラス基板などの被散布体の周辺に無駄に液晶用スペーサなどの微粉体を散布することがないなど、多大な効果を奏するものである。
【００５６】
また、本発明の微粉体の散布装置は、装置高さを低くできるので、被散布体が大型化しても、より小型の装置構成とすることができ、散布装置も含めた散布チャンバの高さを抑え、既存の室内、例えばクリーンルームに配置することができる。従って、本発明によれば、クリーンルームなどの天井高さを特別に設計して高くする必要がなく、コストアップを招くことがない。
特に、本発明の微粉体の散布機構は、Ｘ軸方向に散布ノズル管を揺動する際には、移動速度が大きいので、直動アクチュエータの移動距離が小さく、必要な移動速度も小さくできる。また、本発明の微粉体の散布機構は、２台の直動アクチュエータを同時に移動させることによって散布ノズル管を揺動させるので、２台の直動アクチュエータの分担が均等になって耐久性が増すという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の微粉体の散布装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】 図１に示す微粉体の散布装置に用いられる微粉体の散布機構の一実施例の概略斜視図である。
【図３】 図２に示す微粉体の散布機構に用いられる散布ノズル管を揺動させる揺動機構の詳細を示すＡ−Ａ線切断断面図である。
【図４】 図３に示す揺動機構のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図５】 図３に示す揺動機構のＣ−Ｃ線矢視図である。
【図６】 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ本発明の微粉体の散布装置おける直動アクチュエータの移動による散布ノズル管の揺動を説明する説明図である。
【図７】 本発明の微粉体の散布装置における異なる配置の直動アクチュエータの移動による散布ノズル管の揺動を説明する説明図である。
【図８】 （ａ）は、従来および本発明の散布装置の散布ノズルの軌跡を示す説明図であり、（ｂ）は、本発明の散布装置の散布ノズルの軌跡を示す説明図である。
【図９】 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ本発明の微粉体の散布装置の散布ノズル管の揺動機構の別の実施例を説明する説明図である。
【図１０】 本発明の散布装置の揺動機構の第２の実施例を示すものであって、（ａ）は一部断面にした平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿って一部断面にした正面図である。
【図１１】 本発明の散布装置の揺動機構の第３の実施例を示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線に沿って一部断面にした正面図、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ線に沿って断面にした断面図である。
【図１２】 本発明の散布装置の揺動機構の第４の実施例を示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ線に沿って一部断面にした正面図、（ｃ）は（ａ）のＨ−Ｈ線に沿って断面にした断面図である。
【図１３】 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ図１０、図１１および図１２に示す本発明の散布装置の揺動機構による散布ノズル管の揺動を説明する説明図である。
【図１４】 本発明の微粉体の散布装置を用いた微粉体の散布システムの一実施例のブロック図である。
【図１５】 図１４に示す微粉体の散布システムの動作モードの一例のフローチャートである。
【図１６】 図１４に示す微粉体の散布システムの動作モードの別の一例のフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 液晶用スペーサ散布装置
１２ チャンバー
１４ 基台
１６ ガラス基板
１８ 散布ノズル管
２０ 液晶用スペーサ
２２ 散布機構
２４ フレキシブルチューブ
２６ 取付台
２８，３０ 直動アクチュエータ
３２，３４ 第２のジョイント部
３５ 第１のジョイント部
３６，３８ 自在継手
４０，４２ ロッド
５０ 支持部
５２ ジョイントベース
５４，６０ 支持ピン
５６，６２，６６，７０ ボールベアリング
５８ ジョイントリング
６６ 回転リング
７２ ジョイントアーム
７４ 取付リング
７６ 調整機構
７８ ゴムカバー
８０ 固定リング
８２，８４ 自在継手
９０ 微粉体散布システム
９２ アクチュエータドライバ
９４ シーケンサ
９６ タッチパネル
１００，１２２，１４０ 固定ブロック
１０２，１２０ ボルト
１０４，１０８，１１６，１１８，１２６，１３０，１３８，１４４，１４８，１５２ 軸受
１０６，１２８，１４６ 中間アーム
１１０，１３２，１５０ 中間ブロック
１１２，１１４，１３４，１５４ （コの字状の）金具
１２４，１３６，１４２，１５６ ピン

Claims (8)

1. 被散布体と所定間隔離間して配置され、前記被散布体に対して所定の方向に傾けてガス体の気流とともに微粉体をその先端から放出する散布ノズル管と、
   この散布ノズル管を所定の第１の方向およびこれと直交する第２の方向に傾斜可能に支持する前記散布ノズル管の支持部と、
   前記散布ノズル管の上端部に設けられた第１のジョイント部と、
   前記第２の方向に平行もしくは所定角度傾斜させて並設され、第２のジョイント部がそれぞれ設けられた２個の直動アクチュエータと、
   これらの２個の直動アクチュエータに設けられた前記第２のジョイント部の各々と前記散布ノズル管に設けられた前記第１のジョイント部とをそれぞれ連結する２本のロッドとを具備し、
   前記２個の直動アクチュエータの移動を合成して前記散布ノズル管を任意の方向に傾斜させて前記被散布体上に微粉体を散布することを特徴とする微粉体の散布装置。
2. 前記支持部は、２つの自在継手を有し、これらの２つの自在継手は、前記散布ノズル管を前記第１の方向に傾斜可能に支持する自在継手および前記散布ノズル管を第２の方向に傾斜可能に支持する自在継手である請求項１に記載の微粉体の散布装置。
3. 基板を位置決め固定する基台と、この基台に所定間隔離間して配置された散布ノズル管とを具備し、所定の方向に前記散布ノズル管を傾けてガス体の気流とともに微粉体を放出することによって前記基板上の所定の位置に前記微粉体を散布する微粉体の散布装置であって、
   第１の方向およびこれと直交する第２の方向のいずれにも傾けることが可能な前記散布ノズル管と、
   この散布ノズル管の上端部に設けられた第１のジョイント部と、
   前記第２の方向に平行または所定角度傾斜させて並設され、第２のジョイント部がそれぞれ設けられた２個の直動アクチュエータと、
   前記散布ノズル管の前記第１のジョイント部と前記直動アクチュエータの前記第２のジョイント部をそれぞれ連結する２本のロッドとを具備し、
   前記２個の直動アクチュエータの移動を合成して前記散布ノズル管を前記第１の方向および前記第２の方向に傾けて前記基板上に微粉体を散布することを特徴とする微粉体の散布装置。
4. 前記散布ノズル管は、２つの自在継手によって前記第１および第２の方向に傾斜可能に支持され、前記２つの自在継手は、前記散布ノズル管を第１の方向に傾斜可能に支持する自在継手および前記散布ノズル管を第２の方向に傾斜可能に支持する自在継手である請求項３に記載の微粉体の散布装置。
5. 前記散布ノズル管の第１のジョイント部は、２つの自在継手を有し、これらの自在継手は、それぞれ前記２本のロッドに連結される請求項１〜４に記載の微粉体の散布装置。
6. 前記散布ノズル管は、前記２個の直動アクチュエータが逆方向に移動することによって前記第１の方向に移動し、前記２個の直動アクチュエータが同方向に移動することによって前記第２の方向に移動することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の微粉体の散布装置。
7. 前記直動アクチュエータはＮＣ制御されるものであって、相互に独立して移動可能であり、前記２個の直動アクチュエータの移動方向および移動速度を合成することによって、前記散布ノズル管を任意の方向に任意の速度で移動可能にすることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の微粉体の散布装置。
8. 前記基板が液晶基板であり、微粉体が液晶用スペーサであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の微粉体の散布装置。

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