JP4439865B2 - Fluid discharge method - Google Patents
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Description
本発明は、情報・精密機器、工作機械、FAなどの分野、あるいは半導体、液晶、ディスプレイ、表面実装などの様々な生産工程で必要とされる微少流量の流体吐出方法に関するものである。 The present invention relates to an information-precision equipment, machine tools, areas such as FA, or a semiconductor, liquid crystal, display is relates to a fluid ejection how the minute flow rate required by the various production processes, such as surface mounting.
液体吐出装置(ディスペンサ)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型化・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供給制御する技術が要請される様になっている。例えば、プラズマディスプレイ、CRT,有機ELなどのディスプレイの分野では、従来のスクリーン印刷、フォトリソグラフィー等の工法に代わり、蛍光体・電極材をパネル面にマスクレスでダイレクトにパターンニングする要望が大きい。そのためのディスペンサの課題を要約すれば、
(i) 塗布量の微細化
(ii) 塗布量の高精度化
(iii) 塗布時間の短縮
である。
Liquid discharge devices (dispensers) have been used in various fields in the past, but with the recent needs for downsizing electronic components and increasing recording density, a small amount of fluid material can be supplied with high accuracy and stability. Control technology is required. For example, in the field of displays such as plasma displays, CRTs, and organic ELs, there is a great demand for patterning phosphors and electrode materials directly on the panel surface without a mask, instead of conventional methods such as screen printing and photolithography. To summarize the issues of dispensers for that,
(I) Finer application amount (ii) Higher accuracy of application amount (iii) Shortening application time.
さて、機械加工における加工精度はミクロンからサブミクロンのオーダーに入りつつある。半導体・電子部品の分野では、サブミクロン加工は普通であるが、メカトロニクスと共に進歩している機械加工の分野でも、超精密加工に対する需要が急増している。近年、超精密加工技術の導入と共に、超磁歪素子、圧電素子で代表される電磁歪素子がマイクロ・アクチュエータとして適用されるようになっている。この電磁歪素子を流体圧力の発生源として利用することにより、微少量の液滴を高速で噴射させる噴射装置が提案されている。 Now, machining accuracy in machining is entering the order of micron to submicron. Submicron machining is common in the semiconductor and electronic parts field, but the demand for ultra-precision machining is also increasing rapidly in the machining field, which is progressing with mechatronics. In recent years, with the introduction of ultra-precision machining technology, magnetostrictive elements represented by giant magnetostrictive elements and piezoelectric elements have been applied as microactuators. An ejecting apparatus that ejects a minute amount of liquid droplets at a high speed by using this electrostrictive element as a source of fluid pressure has been proposed.
たとえば、超磁歪素子を用いて、任意の1個の液滴を噴射する方法が、特開2000−167467号に開示されている。図24において、502はガラスパイプ、ステンレスパイプ等の非磁性材質からなるシリンダである。このシリンダ502の端部に液体の貯留部503と微細な噴射口を有した噴射ノズル504が形成されている。シリンダ502の内部には、棒状を成した超磁歪材料からなるアクチュエータ505が移動可能に収納されている。噴射ノズル504に向くアクチュエータ505の端部にピストン506が接離可能に設けられている。
For example, JP-A 2000-167467 discloses a method of ejecting any one droplet using a giant magnetostrictive element. In FIG. 24,
アクチュエータ505の他端部とシリンダ502の端部のストッパ507の間には、スプリング508を介在させてアクチュエータ505をスプリング508により前進するように付勢されている。また、シリンダ502の外周部のピストン506に近い位置に、コイル509が巻成されている。
Between the other end of the
上記構成からなる噴射装置において、該コイル509に電流を瞬間的に流すことにより、上記超磁歪材料に瞬間磁界を作用させて超磁歪材料の軸端部に弾性波による瞬時の過渡的変位を発生させる。その作用により、シリンダ502内に充填した液体を微少な1個の液滴としてノズル504から噴射できる、としている。
In the injection apparatus having the above-described configuration, an instantaneous magnetic field is applied to the super magnetostrictive material by instantaneously passing a current through the
従来、液体吐出装置として、図25に示す様なエアーパルス方式によるディスペンサ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。 Conventionally, as a liquid ejecting apparatus, an air pulse type dispenser as shown in FIG. 25 has been widely used. For example, the technology is introduced in “Automation Technology No. 93.25 No. 7”.
この方式によるディスペンサは、定圧源から供給される定量の空気を容器600(シリンダ)の内部601にパルス的に印加させ、シリンダ600内の圧力の上昇分に対応する一定量の液体をノズル602から吐出させるものである。
The dispenser according to this system applies a constant amount of air supplied from a constant pressure source to the interior 601 of the container 600 (cylinder) in a pulsed manner, and a certain amount of liquid corresponding to the increase in pressure in the
高速間欠塗布を目的として、図26に示すようなディスペンサ(以降便宜上「ジェット式」と呼ぶことにする)が実用化されている。550はマイクロメータ、551はスプリング、552はピストンのシール部材、553はピストン室、554はヒーター、555はニードル、556はシート部に向けて流動する塗布材料、557はディスペンサから飛翔するドット状の塗布材料である。図27A,図27Bは、図26の吐出部近傍558を示すモデル図であり、図27Aは吸入工程、図27Bは吐出工程を示す。559はニードル555の吐出側端部に形成された球面形状の凸部、560は吐出チップ部、561はこの吐出チップ部560に形成された球面形状の凹部、562は吐出ノズルである。563は球面形状の凸部559と凹部561によって形成されるポンプ室である。
For the purpose of high-speed intermittent application, a dispenser as shown in FIG. 26 (hereinafter referred to as “jet type” for convenience) has been put into practical use. 550 is a micrometer, 551 is a spring, 552 is a piston seal member, 553 is a piston chamber, 554 is a heater, 555 is a needle, 556 is a coating material that flows toward the sheet portion, 557 is a dot-like flying from a dispenser It is a coating material. 27A and 27B are model diagrams showing the vicinity of the
吸入工程である図27Aにおいて、ピストン室553の供給エアーパルスがONのとき、スプリング551に抗してニードル555が上昇する。このとき球面形状の凸部559と凹部561の間で形成される吸入部564が開放状態となり、塗布材料556はこの吸入部564からポンプ室563に充填される。吐出工程である図27Bにおいて、エアーパルスがOFFのとき、すなわち、ピストン室553にエアー圧が加わらないとき、ニードル555はスプリング551の力によって下降する。このとき、吸入部564は遮蔽状態となり、ポンプ室563内の流体は吐出ノズル562を除いた密閉空間で圧縮されるため、高圧が発生し流体は飛翔して流出する。
In FIG. 27A, which is the suction process, when the supply air pulse of the
民生用プリンタとして広く用いられてきたインクジェット方式を、産業用の塗布装置として適用する開発がなされている。図28は、インクジェット記録装置におけるヘッド部の従来例(特開平11−10866号)を示すもので、651は基台、652は振動板、653は積層型圧電素子、654はインク室、655は共通インク室、656はインク流路(絞り部)、657はノズルプレート、658は吐出ノズルである。圧力印加手段である圧電素子653に電圧を加えると、圧電素子653は振動板652を厚み方向に変形させ、インク室654の容積が減少する。その結果、流体が圧縮されてインク室654の圧力が上昇するため、流体の一部はインク流路656を通過して共通インク室655側に逆流するが、残り分はノズル658から大気に放出される。
Development has been made to apply an ink jet method, which has been widely used as a consumer printer, as an industrial coating apparatus. FIG. 28 shows a conventional example (Japanese Patent Laid-Open No. 11-10866) of a head portion in an ink jet recording apparatus. 651 is a base, 652 is a diaphragm, 653 is a laminated piezoelectric element, 654 is an ink chamber, 655 is A common ink chamber, 656 is an ink flow path (throttle portion), 657 is a nozzle plate, and 658 is a discharge nozzle. When a voltage is applied to the
近年益々高精度化、超微細化していく回路形成の分野、あるいはPDP,CRTなどの映像管の電極とリブ及び蛍光面の形成、液晶、光ディスク、有機ELなどの製造工程の分野において、微細塗布すべき流体材料の多くは高粘度の粉流体である。従来工法をディスペンサによるダイレクト・パターンニング工法に置き換えるためには、数ミクロンから数十ミクロンの平均外径を有する微粒子を含む微小量の高粘度粉流体、たとえば、蛍光体、導電性カプセル、半田、電極材料などを、高速・高精度で、流路の目詰まりなく、高い信頼性のもとで、対象の基板上にいかにして微細塗布できるかが最大の課題である。 In recent years, in the field of circuit formation, which is becoming more highly accurate and ultra-fine, or in the field of manufacturing process of liquid crystal, optical disk, organic EL, etc., the formation of electrodes and ribs and phosphor screens of picture tubes such as PDP and CRT. Many of the fluid materials to be used are high viscosity powder fluids. In order to replace the conventional method with a direct patterning method using a dispenser, a minute amount of high-viscosity powder fluid containing fine particles having an average outer diameter of several microns to several tens of microns, such as phosphors, conductive capsules, solders, The biggest issue is how to apply electrode materials and the like finely onto the target substrate with high reliability at high speed and high accuracy without clogging the flow path.
以下、プラズマディスプレイパネルの蛍光体層形成工程を例に上げて、下記従来技術の課題について述べる。 Hereinafter, taking the phosphor layer forming step of the plasma display panel as an example, the following problems of the prior art will be described.
[1] スクリーン印刷方式、フォトリソグラフィー方式の課題
[2] 従来ディスペンサ技術を用いて、蛍光体層をダイレクト・パターンニングする場合の課題
最初に、上記[1]について説明する。
[1] Problems of screen printing method and photolithography method [2] Problems in direct patterning of phosphor layer using conventional dispenser technology First, the above [1] will be described.
(1)プラズマディスプレイパネルの構造について
図29はプラズマディスプレイパネル(以下PDP)の構造の一例を示すものである。PDPは、大きく分けて前面板800と背面板801より構成される。前面板800を構成する透明基板である第一基板802に、複数組の線状透明電極803を形成する。また、背面板801を構成する第二基板804には、上記線状透明電極と直交する複数組の線状電極805を平行に設ける。上記2つの基板を蛍光体層が形成されたバイアスリブ806を介在して対向させ、そのバイアスリブ806内に放電性ガスを封入する。両基板の電極間に閾値以上の電圧を印加すると、電極が直交し合う位置で放電が起こって放電性ガスが発光し、その発光を透明な第一基板802を通して観察することができる。そして、放電位置(放電点)を制御することにより第一基板側に画像を表示することができる。PDPによりカラー表示を行うためには、各放電点において放電時に放射される紫外線により所望の色を発色する蛍光体を、各放電点に対応する位置(バリアリブの隔壁)に形成する。フルカラー表示を行うためには、RGBの各蛍光体を形成する。
(1) Structure of Plasma Display Panel FIG. 29 shows an example of the structure of a plasma display panel (hereinafter referred to as PDP). The PDP is roughly composed of a
前面板800と背面板801の構成について、もう少し詳しく説明する。
The configurations of the
前面板800は、ガラス基板等の透明基板からなる第一基板802の内面側に、2本で一組となる線状の透明電極803を平行に複数組、ITO等により形成する。この線状透明電極803の内面側表面にライン抵抗値を小さくするためのバス電極807が形成されている。これらの透明電極803及びバス電極807を被覆する誘電体層808を前面板800の内面全領域に形成し、保護層であるMgO層809を誘電体層808の表面全領域に形成した構造を有する。
The
一方、背面板801の第二基板804の内面側には、上記前面板800の線状透明電極803と直交する線状のアドレス電極805を平行に複数本、銀材料等により形成する。また、このアドレス電極805を被覆する誘電体層810を背面板801の内面全領域に形成する。誘電体層810の上に、各アドレス電極805を隔離すると共に、前面板800と背面板801のギャップ間隔を一定に維持するために所定高さのバリアリブ(隔壁)806を各アドレス電極805の間に突出して形成している。このバリアリブ806により、各アドレス電極805に沿ってセル811を形成し、その内面にRGB各色の蛍光体812を順次形成している。セル構造によるPDPは、図29で示すような放電点を一個ずつ独立セル内に有するものと、一列毎に隔壁により仕切ったセル構造(図示せず)のものがある。近年、上記「独立セル方式」がPDPの性能向上が図れる方式として注目されている。その理由は、セルを4方のバリアリブでワッフル状に囲うことにより、隣接するセル間の光漏れを防ぐことができると共に、発光体の面積を増加できるからである。その結果、発光効率と発光量(輝度)を高め、高コントラストの画像が実現できる、というのが「独立セル方式」の特徴とされる。セル壁面に形成される蛍光体層は、発色性をよくするために一般的に10〜40μm程度に厚盛りされる。上記RGB蛍光体層を形成するには、各セル内に蛍光体用塗工液を充填後、乾燥させることにより揮発分が除去されて、セル内面に肉厚の蛍光体が形成され、同時に放電性ガスを充填する空間が創成される。このような厚膜の蛍光体パターンを形成するために、蛍光体を含有する塗工材料は、溶剤の量を少なくした数千mPas〜数万mPasの高粘度ペースト状流動体(蛍光体用ペースト)に調製され、従来からスクリーン印刷又はフォトリソグラフィーにより基板に塗布される。
On the other hand, on the inner surface side of the
(2)従来スクリーン印刷方式の課題
従来スクリーン印刷方式を採用した場合、画面が大型化すると張力によるスクリーン版の延びが大きく、画面全体でスクリーン印刷板の精度の高い位置合わせをするのが困難となった。また、蛍光体材料を充填しようとすると隔壁の頂上部分にまで材料が載ってしまい、「独立セル方式」の場合、バリアリブ間のクロストークに繋がる問題となった。そのため、隔壁の頂上部分に附着した材料を除去するために研磨工程を導入するなどの方策が必要であった。また、スキージ圧力の違いによって、蛍光体材料の充填量が変化し、その圧力調整は極めて微妙であり作業者の熟練度に依存する部分が多い。そのため背面板全領域にわたって、全ての独立セルに一定の充填量を得るのは容易でない。
(2) Problems of conventional screen printing method When the conventional screen printing method is adopted, if the screen is enlarged, the stretch of the screen plate due to the tension is large, and it is difficult to align the screen printing plate with high accuracy over the entire screen. became. Further, when the phosphor material is filled, the material is placed on the top of the partition wall, and in the case of the “independent cell method”, there is a problem that leads to crosstalk between the barrier ribs. Therefore, it is necessary to take a measure such as introducing a polishing process in order to remove the material attached to the top portion of the partition wall. Moreover, the filling amount of the phosphor material changes due to the difference in the squeegee pressure, and the pressure adjustment is very delicate and often depends on the skill level of the operator. Therefore, it is not easy to obtain a constant filling amount in all the independent cells over the entire area of the back plate.
(3)従来フォトリソグラフィーの課題
従来フォトリソグラフィーの場合は次のような課題があった。この工法では、リブ間のセル内に感光性の蛍光体用ペーストを圧入後、露光及び現像工程により、所定のセル内に圧入された感光性組成物のみを残留させる。その後、焼成工程を経て、感光性組成物中の有機物を消失させ蛍光体層のパターンを形成する。この工法では、使用するペーストが蛍光体粉を含有しているため紫外線に対する感度が低く、蛍光体層の膜厚を10μm以上にすることが難しかった。そのため、十分な輝度が得られないという問題があった。
(3) Problems with conventional photolithography Conventional photolithography has the following problems. In this method, after the photosensitive phosphor paste is press-fitted into the cells between the ribs, only the photosensitive composition press-fitted into the predetermined cells is left by the exposure and development processes. Thereafter, through a firing step, organic substances in the photosensitive composition are eliminated to form a phosphor layer pattern. In this construction method, since the paste used contains phosphor powder, the sensitivity to ultraviolet rays is low, and it is difficult to make the thickness of the
また、フォトリソグラフィーを採用する場合、各色毎に露光及び現像工程が必須であるが、ペーストの塗工層に蛍光体が高濃度で含有されていることから現像除去による蛍光体の損失が大きく、蛍光体の有効利用率は30%弱に止まるため、コスト面で大きな課題があった。 In addition, when adopting photolithography, an exposure and development process is essential for each color, but since the phosphor is contained in a high concentration in the paste coating layer, the loss of the phosphor due to development removal is large, Since the effective utilization rate of the phosphor is limited to less than 30%, there is a significant problem in terms of cost.
[2] 従来ディスペンサ技術を用いて、蛍光体層をダイレクト・パターンニングする場合の課題
(1)エアーノズル式のディスペンサの課題
回路実装などの分野で、広く利用されているエアーノズル式のディスペンサ(図25)を用いて、映像管に塗布する試みが従来からなされている。エアーノズル式の場合、高粘度流体を高速で連続塗布させるのは困難なため、微粒子は低粘度の流体で希釈して塗布される。PDP,CRTなど映像管の蛍光体塗布の場合、微粒子の粒径はたとえば、3〜9μmであり、その比重は4〜5程度である。この場合、粒子単体が重いために、流体の流動が停止すると微粒子はたちまち流路内部で堆積してしまうという問題点があった。また、エアー方式のディスペンサは、応答性が悪いという欠点があった。この欠点は、シリンダに封じ込められた空気の圧縮性と、エアーを狭い隙間に通過させる際のノズル抵抗よるものである。すなわち、エアー方式の場合、シリンダの容積とノズル抵抗で決まる流体回路の時定数が大きく、入力パルスを印加後、流体が吐出開始して基板上に転写されるまで、0.07〜0.1秒程度の時間遅れを見込まねばならない。
[2] Problems in Direct Patterning of Phosphor Layer Using Conventional Dispenser Technology (1) Problems of Air Nozzle Dispenser Air Nozzle Dispenser (used widely in fields such as circuit mounting) Attempts have been made in the past to apply to video tubes using FIG. In the case of the air nozzle type, since it is difficult to continuously apply a high-viscosity fluid at a high speed, fine particles are applied after being diluted with a low-viscosity fluid. In the case of applying a phosphor for a picture tube such as PDP or CRT, the particle size of the fine particles is, for example, 3 to 9 μm, and the specific gravity is about 4 to 5. In this case, since the single particle is heavy, there is a problem that when the flow of the fluid is stopped, the fine particles are immediately deposited inside the flow path. Moreover, the air-type dispenser has a drawback of poor responsiveness. This drawback is due to the compressibility of the air confined in the cylinder and the nozzle resistance when the air passes through a narrow gap. That is, in the case of the air method, the time constant of the fluid circuit determined by the cylinder volume and the nozzle resistance is large, and after applying the input pulse, until the fluid starts to be discharged and transferred onto the substrate, 0.07 to 0.1 A time delay of about a second must be expected.
図24で前述した圧電材料、超磁歪材料を駆動源とする吐出装置の場合、粉体を含まない流体の塗布を対象とした提案であり、粉流体の塗布プロセスに係る前述した課題に応えることは困難と予想される。また、弾性波による瞬時の過渡的変位を利用して流体を塗布する場合、貯留部503は容積一定の状態で常に流体が隙間なく充填されていなければならない。刻々消費していく流体を補うために、液体の貯留部503にどのように流体を供給するか等についての記載はない。
In the case of the ejection device using the piezoelectric material or the giant magnetostrictive material described above with reference to FIG. 24, this is a proposal for applying a fluid that does not contain powder, and responds to the above-mentioned problems related to the powder fluid application process. Is expected to be difficult. In addition, when applying fluid using instantaneous transient displacement due to elastic waves, the
(2)ジェット式ディスペンサの課題
図26で示したディスペンサの場合、塗布スピードの点で従来ディスペンサであるエアー式、ねじ溝式等と比べて十分に早く、また、高粘度流体の対応も可能である。また、この方式は、ノズルと対向面の距離を十分に離した状態で、流体をノズルから飛翔させて間欠塗布することができる。このように流体をノズルから飛翔させる塗布方法は、急峻なパルス状の発生圧力が出せないエアー式、ねじ溝式では困難である。
(2) Issues with jet dispensers
In the case of the dispenser shown in FIG. 26, in terms of application speed, it is sufficiently faster than the conventional dispensers such as the air type and the thread groove type, and it is also possible to deal with high viscosity fluids. In this method, the fluid can be intermittently applied by flying from the nozzle in a state where the distance between the nozzle and the facing surface is sufficiently separated. Thus, the application method for causing the fluid to fly from the nozzle is difficult in the air method and the screw groove method in which a steep pulsed generated pressure cannot be generated.
この方式は、前述したように、ニードル555の端部に形成された球面形状の凸部と、吐出側に形成された球面形状の凹部を噛み合わせることにより、吐出ノズル562を除いた密閉空間563を創成し、この密閉空間を圧縮することにより、高圧を発生させて流体を飛翔して流出させる方法である。
In this method, as described above, the spherical convex portion formed on the end portion of the
この場合、圧縮工程において、相対移動する部材間(凸部と凹部)の吸入部564における隙間はゼロとなり、3〜9μmの平均粒径の蛍光体微粒子は機械的に圧搾作用を受け破壊される。その結果発生する様々な不具合、すなわち、流通路の目詰まり、部材の磨耗による吸入部564のシール性能の低下等により、蛍光体などの粉流体塗布への適用は困難な場合が多い。
In this case, in the compression process, there is no gap in the
上記方式のもうひとつの課題は、長時間連続使用を前提とした場合、1ドット当たりの塗布絶対量精度の確保である。前述したPDPの「独立セル」内に蛍光体を間欠塗布する場合を想定すると、量産時の生産タクトを考慮したとき、ヘッドの個数は数十本必要となる。上記ディスペンサでは、1ドット当たりの塗布量は密閉空間の容積、すなわち、ニードル555のストロークと、吸入部564のシール性能で決定される。しかし、数十本あるディスペンサの各ニードル555のストロークと絶対位置、及び磨耗を伴う吸入部564のシール性能を、ばらつきなく長時間にわたり一定状態に保つのは、実用上極めて困難であると予想される。
Another problem of the above method is ensuring the accuracy of the absolute amount of application per dot when presumed to be used continuously for a long time. Assuming the case where the phosphor is intermittently applied in the “independent cell” of the PDP described above, several tens of heads are required in consideration of production tact during mass production. In the dispenser, the application amount per dot is determined by the volume of the sealed space, that is, the stroke of the
(3)インクジェット方式の課題
図28で示したインクジェット方式の場合、駆動方法と構造上の制約から流体の粘度は10〜50mPa・sが限界であり、高粘度流体には対応できない。また、流体中に含有する粉体の粒径は、目詰まりの点から0.1μm程度が限界である。
(3) Problems of Inkjet System In the inkjet system shown in FIG. 28, the viscosity of the fluid is limited to 10 to 50 mPa · s due to the driving method and structural limitations, and cannot cope with a high viscosity fluid. The particle size of the powder contained in the fluid is limited to about 0.1 μm from the viewpoint of clogging.
インクジェット方式を用いて微細パターンを描くために、平均粒径が5nm程度の粒子を分散剤に覆われて独立分散させた低粘度ナノペーストが開発されている。このナノペーストを用いて、前述したPDPの「独立セル」のバリアリブ(隔壁)内壁に蛍光体層を形成する場合を想定する。しかし、各セル内に蛍光体用塗工液を充填後、乾燥させるプロセスにおいて、前述したように元来10〜40μm程度の蛍光体層を厚盛りするために、蛍光体を含有する塗工材料は溶剤の量を少なくした粘度の高いペースト状流動体を用いている。蛍光体含有量を希薄にしかできない低粘度ナノペーストでは、蛍光体の絶対量が不足するため所定の厚みの蛍光体層を形成できない。また、ディスプレイが高輝度を得るためには、通常数ミクロンオーダー粒径の蛍光体微粒子が最適とされるが、現段階では容易に蛍光体粒径を変えられないという点もインクジェット方式の大きな課題である。 In order to draw a fine pattern using an inkjet method, a low-viscosity nanopaste in which particles having an average particle size of about 5 nm are covered with a dispersant and independently dispersed has been developed. It is assumed that a phosphor layer is formed on the inner wall of the barrier rib (partition wall) of the “independent cell” of the above-described PDP using this nanopaste. However, in the process of filling the phosphor coating liquid in each cell and drying it, the coating material containing the phosphor is used to thicken the phosphor layer of about 10 to 40 μm as described above. Uses a paste-like fluid having a high viscosity and a reduced amount of solvent. A low-viscosity nanopaste that can only have a low phosphor content cannot form a phosphor layer having a predetermined thickness because the absolute amount of the phosphor is insufficient. Also, in order to obtain high brightness, it is usually best to use phosphor particles with a particle size on the order of several microns. However, the fact that the phosphor particle size cannot be easily changed at this stage is also a major problem with inkjet systems. It is.
以上の考察を要約すれば、スクリーン印刷方式、フォトリソグラフィー方式に代わり得る可能性を有する工法、例えば、PDPの独立セル蛍光体層形成を実現するダイレクト・パターニインング工法は、現段階では見出せない。 To summarize the above considerations, there is no method that can replace the screen printing method and photolithography method, for example, the direct patterning method that realizes the formation of an independent cell phosphor layer of PDP at this stage. .
以下、本発明者の間欠塗布ディスペンサに係る過去の提案について少し説明する。微少流量塗布に係る近年の様々な要求に応えるために、本発明者は、特願2000−188899号において、ピストンとシリンダの間に相対的な直線運動と回転運動を与えると共に、回転運動により流体の輸送装置を与え、直線運動を用いて固定側と回転側の相対的なギャップを変化させ、吐出量を制御する塗布方法を提案し、「流体供給装置及び流体供給方法」として出願中である。 Hereinafter, the past proposal concerning the intermittent application dispenser of the present inventor will be described a little. In order to meet various recent demands related to the application of a minute flow rate, the present inventor, in Japanese Patent Application No. 2000-188899, gives a relative linear motion and a rotational motion between a piston and a cylinder. Proposed a coating method that controls the discharge rate by changing the relative gap between the fixed side and the rotating side using linear motion, and is pending as a "fluid supply device and fluid supply method" .
上記提案は、ピストンの吐出側端面とその対向面の相対移動面にスラスト動圧シールを形成し、対向面間の隙間を狭くしたときの動圧シール効果により、流体を遮断制御するものである。 In the above proposal, a thrust dynamic pressure seal is formed on the relative movement surface of the discharge-side end surface of the piston and its opposing surface, and the fluid is controlled to be shut off by the dynamic pressure sealing effect when the gap between the opposing surfaces is narrowed. .
特願2000−208072号では、二つの独立した直線運動装置を用いて、ピストンとこのピストンを収納するシリンダをそれぞれ独立して駆動させて容積式ポンプを構成したディスペンサを提案している。 Japanese Patent Application No. 2000-208072 proposes a dispenser in which a positive displacement pump is configured by independently driving a piston and a cylinder storing the piston using two independent linear motion devices.
また、特願2000−188899号で開示されたディスペンサ構造を対象として理論解析を行ない、ピストン端面とその相対移動面間の隙間を急峻に変化させることにより発生するスクイーズ圧力を利用した間欠吐出方法及び装置を提案中(特願2001−110945号)である。このスクイーズ圧力は流体軸受の動圧効果として知られているものであるが、このスクイーズ圧力を利用するためには、ピストン端面とその対向面間の隙間を狭く、例えば、20〜30μm以下に設定する必要がある。 Further, a theoretical analysis is performed on the dispenser structure disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-188899, and an intermittent discharge method using a squeeze pressure generated by abruptly changing a gap between a piston end surface and a relative moving surface thereof, and A device is being proposed (Japanese Patent Application No. 2001-110945). This squeeze pressure is known as the hydrodynamic effect of the hydrodynamic bearing, but in order to use this squeeze pressure, the gap between the piston end face and its opposing face is narrow, for example, set to 20-30 μm or less. There is a need to.
本発明は上述した提案では開示されなかった、新たな発見に基づく塗布原理を提案するものである。すなわち、塗布流体を粘性流体と仮定して厳密な理論解析を進めた結果、流体供給源のポンプ特性とピストン位置を急峻に変化させることによる流量変動との相互作用により、ピストン端面とその対向面間の隙間が十分に広い場合でも、スクイーズ効果と同等以上の高い発生圧力(すなわち、第2次スクイーズ圧力)が得られることを見出したものである。 The present invention proposes a coating principle based on a new discovery that was not disclosed in the above-mentioned proposal. In other words, as a result of rigorous theoretical analysis assuming that the coating fluid is a viscous fluid, the piston end surface and its opposite surface are affected by the interaction between the pump characteristics of the fluid supply source and the flow rate fluctuation caused by abruptly changing the piston position. It has been found that even when the gap between them is sufficiently wide, a high generated pressure equivalent to or higher than the squeeze effect (that is, the secondary squeeze pressure) can be obtained.
従って、本発明ではこの第2次スクイーズ圧力を用いた流体吐出方法を提案する。この吐出原理を用いれば、ピストン端面とその対向面間の隙間の管理が簡素でよく、構造がシンプルであり、かつ1ドット当りの総吐出量を流体供給源ポンプのたとえば回転数で設定できる。そのため、実用上の取り扱いが容易で、1ドット当たりの流量精度が高く、かつ粉流体に対して高い信頼性を有する超高速・超微小量の間欠流体吐出が実現できる流体吐出方法を提供することが本発明の目的である。 Accordingly, the present invention proposes a fluid ejection how using the secondary squeeze pressure. If this discharge principle is used, the management of the gap between the piston end face and the opposed face may be simple, the structure is simple, and the total discharge amount per dot can be set by, for example, the rotational speed of the fluid supply pump. Therefore, practical handling ease, providing a high flow rate accuracy per dot, and a fluid ejection how the intermittent fluid delivery ultrafast and ultra small amount can be achieved with high reliability with respect to the liquid powders It is an object of the present invention.
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
本発明の第1態様によれば、2つの部材の2つの対向面間に形成された隙間の隙間方向に上記2つの部材を相対移動させながら、この隙間に流体補給装置から流体を供給させて、上記隙間を変化させることによる圧力変化を利用して上記流体を間欠吐出すると共に、1ドット当たりの上記流体の吐出量を上記流体補給装置の圧力及び流量特性により調節する流体吐出方法であって、
相対移動する上記2つの部材の上記2つの対向面の上記隙間を振幅h 1 で変動させながら間欠塗布する塗布工法において、上記振幅h 1 よりも大きな振幅h 2 で上記2つの部材の対向面の隙間を増大させて吐出を遮断後、遮断後の隙間の中心値が、遮断直前の隙間の中心値に徐々に等しくなるように、上記振幅h 1 で複数回間欠塗布することを特徴とする流体吐出方法を提供する。
According to the first aspect of the present invention, the fluid is supplied from the fluid supply device to the gap while the two members are relatively moved in the gap direction of the gap formed between the two opposing surfaces of the two members. And a fluid discharge method for intermittently discharging the fluid by utilizing a pressure change caused by changing the gap and adjusting a discharge amount of the fluid per dot by a pressure and a flow rate characteristic of the fluid supply device. ,
In the coating method of intermittently applying the gap between the two opposing surfaces of the two members that move relative to each other with an amplitude h 1 , the opposing surfaces of the two members with an amplitude h 2 that is larger than the amplitude h 1 . After the discharge is cut off by increasing the gap, the fluid is intermittently applied a plurality of times with the amplitude h 1 so that the central value of the gap after the interruption gradually becomes equal to the central value of the gap immediately before the interruption. Discharge method is provided.
本発明を用いた流体吐出方法により、次の効果が得られる。
More fluid ejection how using the present invention, the following effects can be obtained.
(1)数千〜数万mPa・s(cps)の高粘度流体に対応できる。 (1) Applicable to high viscosity fluid of several thousand to several tens of thousands mPa · s (cps).
(2)数μm以上の粉体径を含有する吐出材料でも、目詰まりが発生しない。 (2) No clogging occurs even with a discharge material containing a powder diameter of several μm or more.
(3)間欠流体吐出がmsecオーダーの短い周期、あるいはそれ以下で打てる。 (3) Intermittent fluid discharge can be performed with a short cycle of msec order or less.
(4)吐出すべき流体を、吐出ノズルから0.5〜1.0mm以上離して遠距離飛翔できる。 (4) The fluid to be ejected can fly at a distance of 0.5 to 1.0 mm or more from the ejection nozzle.
(5)1ドット当たりの流体吐出量が高い精度で確保できる。 (5) The amount of fluid discharged per dot can be ensured with high accuracy.
(6)マルチヘッド化が容易で、構造がシンプルである。
本発明を例えばPDP,CRTディスプレイの蛍光体塗布、電極形成、表面実装のディスペンサ、あるいはマイクロレンズ成型等に用いれば、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。
(6) Multi-heading is easy and the structure is simple.
For example, if the present invention is used for phosphor coating of PDP, CRT display, electrode formation, surface mount dispenser, microlens molding, etc., the advantages can be fully exhibited, and the effect is tremendous.
本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号又は同じ名称を付している。 Before continuing the description of the present invention, the same parts are denoted by the same reference numerals or the same names in the accompanying drawings.
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の第1実施形態を示すモデル図である。1はピストンであり、ハウジング2に対して軸方向に移動可能に収納されている。3はピストン1の外周部を収納するスリーブであり、固定側であるハウジング2に対して軸方向には移動せず、回転方向に移動可能に収納されている。
FIG. 1 is a model diagram showing a first embodiment of the present invention.
ピストン1は軸方向駆動装置(矢印4)により、また、スリーブ3は回転伝達装置(矢印5)により駆動される。6はスリーブ3とハウジング2の相対移動面に形成されたねじ溝(図1で黒く塗りつぶした部分)、7は流体の吸入口である。本実施形態では、流体補給装置にねじ溝ポンプを用いている。
The
8はピストン1の端面、9はその固定側対向面、10は固定側対向面9の中央部に形成された吐出ノズル、11は固定側対向面9に形成された吐出ノズル10の開口部である。ピストン端面8と固定側対向面9が隙間方向に相対移動する2つの面となる。
8 is an end face of the
12はスリーブ3とハウジング2の間に供給された塗布流体である。13はスリーブ3の下端部とハウジング2の間に形成された吐出室端部(ピストン外周部)であり、この吐出室端部13内には流体補給装置の一例であるねじ溝ポンプにより常時流体が供給される。
A
軸方向駆動装置4(具体構造は図示せず)は、ピストン1とハウジング2の間に設けられており、両部材1,2間の軸方向相対位置に変化を与える。この軸方向駆動装置4は、たとえば第1実施形態で後述するように、圧電アクチュエータ(図9の100)等で構成される。この軸方向駆動装置4によって、ピストン端面8とその対向面9間の隙間hを変化させることができる。
The axial drive device 4 (the specific structure is not shown) is provided between the
本実施形態では、前回の提案(特願2001−110945号)と比べて、構成条件が次のように異なっている。 In the present embodiment, the configuration conditions are different from the previous proposal (Japanese Patent Application No. 2001-110945) as follows.
(i)ピストン端面の隙間hの最小値をh=hminとしたとき、本実施形態ではhminは十分に大きく、たとえば、hmin=150μmである。 (I) When the minimum value of the clearance h on the piston end surface is h = h min , h min is sufficiently large in the present embodiment, for example, h min = 150 μm.
(ii)ねじ溝ポンプは定量ポンプに近い設計がなされており、その内部抵抗Rsは十分に大きい。 (Ii) The thread groove pump is designed to be close to the metering pump, and its internal resistance Rs is sufficiently large.
隙間hを高い周波数で変化させると、本提案で新たに見出された後述する第2次スクイーズ効果によって、ピストン端面8とその対向面9間の間隙部である吐出室14(ピストン端面部)に変動圧力が発生する。
When the gap h is changed at a high frequency, a discharge chamber 14 (piston end surface portion) which is a gap portion between the
また、ピストン端面8の中央部で、15に位置する部分を吐出ノズル10の上流側、ねじ溝とハウジング2で形成される間隙部をねじ溝室16と呼ぶことにする。吐出室14には、ねじ溝ポンプにより一定量の流体が連続的に供給される。
Further, a portion located at the center portion of the
本発明の上記適用例は、ポンプから供給される連続流(Analog)を、上記第2次スクイーズ効果を用いて間欠流(Digital)にA/D変換することにより、ピストン端面とその対向面間の隙間hを十分に大きく保ったままで、流体を高速で間欠塗布させることができるという着想に基づくものである。
[1] 理論解析
(1)基礎式の導出
さて、本発明の原理と効果を明らかにするために、スクイーズポンプ(仮称)の基礎式を導出する。
In the above application example of the present invention, the continuous flow (Analog) supplied from the pump is A / D converted into the intermittent flow (Digital) using the second-order squeezing effect, so that the piston end surface and the opposed surface are separated. This is based on the idea that the fluid can be intermittently applied at a high speed while keeping the gap h sufficiently large.
[1] Theoretical analysis (1) Derivation of basic equation In order to clarify the principle and effect of the present invention, a basic equation of a squeeze pump (tentative name) is derived.
対向して配置された平面間の狭い隙間に粘性流体が介在し、かつその隙間の間隔が時間と共に変化する場合の流体圧力は、スクイーズ作用(Squeeze action)の項を持つ次の極座標におけるReynolds方程式を解くことにより得られる。 When a viscous fluid is present in a narrow gap between opposing planes and the gap distance changes with time, the fluid pressure is the Reynolds equation in the following polar coordinate with a squeeze action term Is obtained by solving
流れの連続性からQi=Qnであり、吐出ノズル上流側圧力Pi(図1における箇所15の圧力)が次のように求まる。Ai、Biは(10)式におけるr=riのときのA,Bの値である。以降、吐出ノズル上流側圧力Piを吐出圧力Piと呼ぶ。
From the continuity of the flow, Q i = Q n , and the discharge nozzle upstream side pressure P i (pressure at the
第1次スクイーズ圧力Psqu1は、ピストン端面8とその相対移動面9間の隙間を急峻に変化させることにより、ピストン端面8とその対向面9間に発生する公知のスクイーズ効果によるもので、隙間hが狭い程、大きな圧力が発生する。
The primary squeeze pressure Psqu1 is due to a well-known squeeze effect generated between the
第2次スクイーズ圧力Psqu2を発生させる方法、及びこの作用をたとえば、超高速間欠塗布に適用する方法は本発明が見出したもので、その原理は次のようである。ピストン端面とその相対移動面間の隙間を急峻に変化させることにより、ピストンの端面と流体供給源の間に流量変動が発生する。この流量変動は上記隙間を変化させた場合の吐出室14(ピストン端面部)の容積変化に相当する。たとえば、容積が減少した場合、吐出ノズルの流体抵抗が大きければ、吐出側で逃げ場が無い流体はねじ溝ポンプ側に逆流する。その結果、ねじ溝ポンプの内部抵抗Rsに比例した圧力Psqu2が発生する。
(11)式、(12)式から、吐出ノズル上流側の圧力Piを整理すると
The present invention has found a method for generating the secondary squeeze pressure Pscu2 and a method for applying this action to, for example, ultra-high-speed intermittent coating, and the principle thereof is as follows. By rapidly changing the gap between the piston end surface and its relative movement surface, a flow rate fluctuation occurs between the end surface of the piston and the fluid supply source. This flow rate fluctuation corresponds to a change in the volume of the discharge chamber 14 (piston end surface portion) when the gap is changed. For example, when the volume is reduced, if the fluid resistance of the discharge nozzle is large, the fluid having no escape on the discharge side flows back to the thread groove pump side. As a result, a pressure Pscu2 proportional to the internal resistance Rs of the thread groove pump is generated.
From the equations (11) and (12), the pressure Pi upstream of the discharge nozzle is arranged.
(2)等価回路モデル
以上の解析結果を基に、圧力発生源と負荷抵抗の関係を等価電気回路モデルで表すと図3にようになる。
(2) Equivalent circuit model Based on the above analysis results, the relationship between the pressure source and the load resistance is represented by an equivalent electric circuit model as shown in FIG.
(3)ピストン端面とその対向面間の最小隙間hminが十分に大きな場合
表1の条件と図4のピストン入力波形を与えて、吐出ノズルの開口部の圧力Piを、(11)式を用いて求めた結果を図5に示す。0≦t≦2.0msecの区間が間欠吐出装置としての1周期に相当する。
(3) give the piston end face and the minimum gap hmin is sufficiently large. Table 1 Conditions and the piston input waveform of FIG. 4 between the opposing surfaces, the pressure P i of the opening of the discharge nozzle, the expression (11) The results obtained using this are shown in FIG. A section of 0 ≦ t ≦ 2.0 msec corresponds to one cycle as the intermittent ejection device.
なお、ピストン入力波形は、ピストン端面とその対向面間の最小隙間が一定(hmin=150μm)のままで、ストロークを3ケース(hst=10,20,30μm)変えて評価した。 The piston input waveform was evaluated by changing the stroke in three cases (hst = 10, 20, 30 μm) while the minimum gap between the piston end surface and the opposed surface remained constant (hmin = 150 μm).
図5において、いずれのストロークの場合も、圧力はPic=3.5MPaを中心に変動する波形となる。 5, in both cases of stroke, the pressure has a waveform that varies around the P ic = 3.5MPa.
図6に吐出ノズルを通過する流量Qiの解析結果を示す。吐出ノズル抵抗をRnとしたとき、流量:Qi=Pi/Rnである。流量:Qiは圧力波形と同様に、ストロークによって振幅は異なるが、Qic=49mm3/secを中心に変動する波形となる。 FIG. 6 shows the analysis result of the flow rate Q i passing through the discharge nozzle. When the discharge nozzle resistance is Rn, the flow rate is Q i = P i / Rn. Flow rate: Qi, like the pressure waveform, has a waveform that fluctuates around Qic = 49 mm 3 / sec, although the amplitude varies depending on the stroke.
すなわち、平均流量はピストンのストロークの大きさに依存せず、ねじ溝ポンプ特性と吐出ノズル抵抗で決まる動作点(図8のA)で決まることが分かる。
この理由は次のようである。(11)式において、h→∞とすると、第1次スクイーズ圧力Psqu1→0、Rp→0となるため次式が得られる。但し、Ps0≒Pmax、Rs=Pmax/Qmaxとする。
That is, it can be seen that the average flow rate does not depend on the size of the stroke of the piston, but is determined by the operating point (A in FIG. 8) determined by the thread groove pump characteristics and the discharge nozzle resistance.
The reason for this is as follows. In the equation (11), if h → ∞, the first squeeze pressure Psqu1 → 0 and Rp → 0, so the following equation is obtained. However, P s0 ≈P max and Rs = P max / Q max .
すなわち、第2次スクイーズ圧力Psqu2は、ねじ溝の連続流量(Analog)を間欠流量(Digital)に変えるA/Dコンバータとしての役割を担うのである。
That is, the secondary squeeze pressure Psqu2 plays a role as an A / D converter that changes the continuous flow rate (Analog) of the thread groove to the intermittent flow rate (Digital).
図8において、(I)は回転数N=460rpmのときのねじ溝ポンプの圧力と流量の関係(圧力・流量特性と呼ぶ)を示し、最大圧力:Pmax=10MPa(at Q=0)、最大流量Qmax=77.35mm3/sec(at P=0)である。(III)は吐出ノズルの流体抵抗であり、(I)と(III)の交点がねじ溝ポンプ動作点A(Pic=3.5MPa、Qic=49mm3/sec)となる。 In FIG. 8, (I) shows the relationship between the pressure and the flow rate of the thread groove pump when the rotational speed N = 460 rpm (referred to as pressure / flow rate characteristics), and the maximum pressure: Pmax = 10 MPa (at Q = 0), the maximum The flow rate is Qmax = 77.35 mm 3 / sec (at P = 0). (III) is the fluid resistance of the discharge nozzle, and the intersection of (I) and (III) is the thread groove pump operating point A (Pic = 3.5 MPa, Qic = 49 mm 3 / sec).
上記ポンプの特性が得られるねじ溝の仕様の一例を、表2に示す。 Table 2 shows an example of the specification of the thread groove that can obtain the characteristics of the pump.
図8のグラフにおけるX軸の圧力とは、吐出室端部13の圧力P2と吸入口7近傍圧力P1の差圧(=P2−P1)として定義する。ねじ溝ポンプが最も大きな流量を輸送できるのは、差圧が最小のとき、すなわち、ピストン1が上昇し、ねじ溝6の下端部(吐出室端部13)の圧力がP2=−0.1MPa(絶対真空)のときである。したがって、図8のグラフにおいて、ポンプの最大輸送量はP=−0.1MPaのときの流量:Q≒80mm3/secであるが、大きな誤差はないため、便宜上P=0MPa(大気圧)のときのQmax=77.35mm3/secを最大流量とする。
The X-axis pressure in the graph of FIG. 8 is defined as a differential pressure (= P 2 −P 1 ) between the pressure P 2 at the
(4)切れ味の改善
さて、吐出ヘッドと基板を相対的に移動させながら、基板上に流体塊を連打する場合、吐出圧力の波形は塗布開始の直前に負圧となり、その直後急峻なピークを持つ正圧が発生し、再び負圧となるのが好ましい。吐出後の負圧の発生により、吐出ノズル先端の流体は再びノズル内部へ吸引され、基板上の流体、あるいは飛翔中の流体と分離する。すなわち、「負圧→急峻な正圧→負圧」のサイクルにより、極めて切れ味のよい間欠塗布が実現できる。
(4) Improvement of sharpness Now, when a fluid mass is repeatedly hit on the substrate while moving the discharge head and the substrate relative to each other, the waveform of the discharge pressure becomes a negative pressure just before the start of coating, and a sharp peak immediately after that. It is preferable that a positive pressure is generated and a negative pressure is obtained again. Due to the generation of negative pressure after discharge, the fluid at the tip of the discharge nozzle is again sucked into the nozzle and separated from the fluid on the substrate or the fluid in flight. That is, an intermittent application that is extremely sharp can be realized by a cycle of “negative pressure → steep positive pressure → negative pressure”.
図5のいずれの圧力波形もPi>0であり、切れ味のよい間欠塗布ができる条件を満足していない。変位hの時間微分(ピストン速度)dh/dtの最大値をVmaxとしたとき、圧力波形が負圧Pi<0になる区間を有する条件は(17)式から、 None of the pressure waveforms in FIG. 5 satisfy P i > 0, which does not satisfy the conditions for sharp and intermittent application. When the maximum value of the time derivative (piston speed) dh / dt of the displacement h is Vmax, the condition that the pressure waveform has a section where the negative pressure P i <0 is obtained from the equation (17):
ストロークがhst=30μm、表1の条件下で、ねじ溝の回転数をN=460→300rpmに変えて、最大流量をQmax=77.35→50mm3/secに低下させた場合の吐出圧力の波形を、N=460rpmの場合と対比のもとで、図7に示す。回転数N=300rpmのときのねじ溝ポンプの圧力・流量特性を図8に示す。このときポンプの動作点はA→Bに移行する。図7において、N=300rpm(Qmax=50mm3/sec)の場合は、18式を満足しており、吐出圧力の波形は吐出開始の直前に負圧となり、急峻な正圧発生後再び負圧となっている。負圧が発生する理由は、前述したように、ピーク圧が発生する前後で、ピストン端面部の容積変化の大きさがねじ溝ポンプのが供給できる最大流量Qmaxを越えるからである。 When the stroke is hst = 30 μm and the rotational speed of the thread groove is changed from N = 460 → 300 rpm and the maximum flow rate is reduced to Qmax = 77.35 → 50 mm 3 / sec under the conditions shown in Table 1, the discharge pressure is The waveform is shown in FIG. 7 in comparison with the case of N = 460 rpm. FIG. 8 shows the pressure / flow rate characteristics of the thread groove pump when the rotation speed N is 300 rpm. At this time, the operating point of the pump shifts from A to B. In FIG. 7, when N = 300 rpm (Qmax = 50 mm 3 / sec), Formula 18 is satisfied, and the waveform of the discharge pressure becomes a negative pressure immediately before the start of discharge, and again after the steep positive pressure is generated, the negative pressure again It has become. The reason why the negative pressure is generated is that, as described above, before and after the peak pressure is generated, the volume change of the piston end surface exceeds the maximum flow rate Qmax that can be supplied by the thread groove pump.
吐出圧力の最小値はPi=−1.4MPaであるが、これは解析のモデルが非圧縮性を仮定しているからで、大気圧をPi=0.0MPa(ゲージ圧)としたとき、−0.1MPa以下の圧力は現実には存在しない。 The minimum value of the discharge pressure is P i = −1.4 MPa. This is because the analysis model assumes incompressibility, and when the atmospheric pressure is P i = 0.0 MPa (gauge pressure). , A pressure of −0.1 MPa or less does not actually exist.
負圧発生のレベルの設定は、適用するプロセスの条件、塗布材料の特性、たとえば曳糸性(spinnability …ノズルから流出した塗布線の切れにくさ)等から調節すればよい。 The level of the negative pressure generation may be adjusted from the conditions of the process to be applied and the characteristics of the coating material, for example, spinnability (hardness of the coating line flowing out from the nozzle).
以上説明した本発明の実施形態の適用例は、ピストン端面とその対向面間の隙間を充分に大きく設定することにより、第1次スクイーズ圧力の発生を極力押さえ、第2次スクイーズ圧力を利用して、流体供給源から供給される連続流を間欠流にA/D変換して間欠塗布するものであった。この場合、1ドット当たりの塗布量はピストンのストロークに依存せず、流体供給装置の一例であるポンプの圧力流量特性と吐出ノズル流体抵抗のみで決定される。
したがって、
(i)1ドット当たりの吐出量が一定
(ii)周期が一定
上記(i)と(ii)が同時に要求される塗布プロセスに対して、本塗布方法及び装置は極めて有力な手段(方法及び装置)を提供する。
The application example of the embodiment of the present invention described above uses the secondary squeeze pressure by suppressing the generation of the primary squeeze pressure as much as possible by setting the gap between the piston end face and the opposing face sufficiently large. Thus, the continuous flow supplied from the fluid supply source is A / D converted into an intermittent flow and applied intermittently. In this case, the application amount per dot does not depend on the stroke of the piston, and is determined only by the pressure flow characteristics of the pump, which is an example of the fluid supply device, and the discharge nozzle fluid resistance.
Therefore,
(I) The discharge amount per dot is constant. (Ii) The period is constant. With respect to the coating process that requires the above (i) and (ii) at the same time, the present coating method and apparatus are extremely effective means (method and apparatus). )I will provide a.
たとえば、カラー表示を行なうプラズマディスプレイパネル(PDP)の背面板の独立セル(ボックス型リブ)内に、R,G,Bの蛍光体を間欠塗布する場合などに有効である。PDPの場合、図15の実施形態で後述するように、碁盤の目状に独立セルが精度よく、幾何学的に対称にパネル上に配置されている。この場合、一定量の材料を、同一の時間間隔をおいて独立セル内に高速で打ち込むことのできる本ディスペンサは比類のない能力を発揮できる。
すなわち、本発明の上記実施形態の適用例は、塗布対象の「幾何学的な対称性」に着目し、この対称性を「時間の周期性」に置き換えて塗布することにより、0.002秒以下の超高速間欠塗布を実現したものである。
For example, this is effective when R, G, and B phosphors are intermittently applied in independent cells (box-type ribs) on the back plate of a plasma display panel (PDP) that performs color display. In the case of a PDP, as will be described later with reference to the embodiment of FIG. 15, the independent cells are arranged on the panel in a grid pattern with high accuracy and geometrically symmetrical. In this case, the present dispenser capable of driving a constant amount of material into the independent cell at the same time interval at high speed can exhibit an unparalleled ability.
That is, the application example of the above embodiment of the present invention pays attention to the “geometric symmetry” of the object to be applied, and replaces this symmetry with “periodicity of time”, thereby applying 0.002 seconds. The following ultra-high-speed intermittent application is realized.
ちなみに回路形成などで、たとえば回路基板に半田、接着材などを塗布する場合は、塗布の時間間隔は通常ランダムである。ちなみに従来のエアー式ディスペンサの場合、塗布のサイクルはせいぜい0.05〜0.1秒のオーダーである。 Incidentally, when applying solder, an adhesive, etc. to a circuit board, for example, in circuit formation, the application time interval is usually random. Incidentally, in the case of a conventional air-type dispenser, the coating cycle is at most on the order of 0.05 to 0.1 seconds.
[2] 具体的な実施形態
図9は、本発明を適用したディスペンサ構造の具体的な第1実施例を示し、中空の外周軸に貫通した中心軸(ピストン)に軸方向駆動装置を与えた場合の構成を示す。100は軸方向駆動装置の一例である第1のアクチェータであり、超磁歪素子、圧電素子、電磁ソレノイド等を用いる。第1実施例では、応答性に優れ、高いレスポンスと大きな発生荷重の得られる積層型の圧電アクチュエータを用いた。
[2] Specific Embodiment FIG. 9 shows a first specific example of a dispenser structure to which the present invention is applied, and an axial drive device is provided to a central shaft (piston) penetrating a hollow outer peripheral shaft. The structure of the case is shown.
101は第1のアクチェータである圧電アクチュエータ100によって軸方向に駆動されるピストンである。このピストン101の駆動により、ピストン101の吐出側端面(吐出室)に前述したスクイーズ圧力が発生する。上記第1のアクチェータ100は、上部シリンダ102の内部に配置されている。103は第2のアクチェータとしてのモータであり、ピストン101を収納するスリーブ104と中間シリンダ105の間に相対的な回転運動を与えるものである。106はモータ103のロータ、107はステータである。
A
108はスリーブ104の外表面に形成されかつ流体を吐出側に圧送する流体補給装置の一例であるねじ溝である。このスリーブ104と下部シリンダ109の間で、スリーブ104と下部シリンダ109の相対的な回転によってポンピング作用を得るためのねじ溝ポンプ室110を形成している。
また、下部シリンダ109には、ねじ溝ポンプ室110と連絡する吸入孔111が形成されている。112は下部シリンダ109の下端部に装着された吐出ノズルであり、中心部に吐出孔113が形成されている。114は上記スリーブ104の吐出側スラスト端面である。115、116はスリーブ104を支持する玉軸受である。
Further, a
また、117はピストン101の上部に設けられたフランジ部、118は圧電アクチュエータ100に設けられた円盤部、119はピストン101の軸方向位置を検知するための変位センサー、120はフランジ部117を軸方向に弾性変形させるために形成されたヒンジ部である。圧電アクチュエータ100には、ヒンジ部120の弾性変形によって、適度な予圧が加わるように、各部材の寸法が決められている。
In addition, 117 is a flange portion provided on the upper portion of the
本第1実施例ではピストン101(中心軸)をスリーブ内部に貫通する構成にして、ピストン101とスリーブ104は個別のアクチュエータで駆動した。すなわち、ピストン101は軸方向のみに駆動され、スリーブ104は回転方向のみに駆動する構造であった。
In the first embodiment, the piston 101 (central axis) is configured to penetrate the sleeve, and the
本発明者が、既に特願2000−188899号で提案しているように、超磁歪素子(あるいはムービングマグネット)を用いて、軸に直線運動を与えると共に、モータにより軸に回転運動を与える構造(2自由度アクチュエータ構造)にすれば、中心軸とスリーブを一体化したひとつの軸とすることができる。 As already proposed in Japanese Patent Application No. 2000-188899, the present inventor uses a magnetostrictive element (or moving magnet) to give a linear motion to the shaft and a rotational motion to the shaft by a motor ( If the actuator has a two-degree-of-freedom actuator structure, the central shaft and the sleeve can be integrated into one shaft.
図10は本発明の第2実施例を示し、流体補給装置の一例であるねじ溝ポンプと、ピストンを分離して構成した場合を示す。51は主軸であり、ハウジング52に対して回転方向に移動可能に収納されている。主軸51はモータのような回転伝達装置(矢印53)により回転駆動される。54は主軸51とハウジング52の相対移動面に形成されたねじ溝(図10で黒く塗りつぶした部分)、55は流体の吸入口である。
FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention, and shows a case where a thread groove pump which is an example of a fluid supply device and a piston are separated. A
56はピストン57を軸方向(矢印58)に移動させる軸方向駆動装置、59はピストン57の端面、60はその固定側対向面、61はハウジング52に装着された吐出ノズルである。ピストン端面59と固定側対向面60が隙間方向に相対移動する2面(吐出室)となる。62は主軸端部、63はピストン外周部、64は主軸端部62とピストン外周部63を結ぶ流通路である。ピストン外周部63には、流通路64を経て、流体補給装置の一例であるねじ溝ポンプ54により塗布流体65が常時供給される。68はピストン57の端面と固定側対向面60の間に形成された吐出室である。軸方向駆動装置56(具体構造は図示せず)は、ピストン57と固定側であるハウジング52の間に軸方向相対位置に変化を与える。この軸方向駆動装置56によって、ピストン端面59とその対向面60間の隙間hを変化させる点は、図1の第1実施形態と同様である。また、ねじ溝ポンプ54とピストン57の構成条件も同様に、
(i)ピストン端面とその対向面間の隙間hの最小値をh=hminとしたとき、hminは十分に大きく、たとえば、hmin>50μmである。
56 is an axial drive device for moving the
(I) When the minimum value of the gap h between the piston end surface and the opposed surface is h = h min , h min is sufficiently large, for example, h min > 50 μm.
(ii)ねじ溝は定量ポンプに近い設計がなされており、その内部抵抗Rsは十分に大きい。 (Ii) The thread groove is designed close to the metering pump, and its internal resistance Rs is sufficiently large.
第2実施例で示すごとく、流体補給装置の一例であるポンプ部66と、軸方向駆動装置によってピストンを駆動する部分(ピストン駆動部67)を分離して塗布装置を構成すれば、上記実施形態を適用する対象によっては装置全体を大幅に簡素化できる等のメリットが得られる。たとえば、軸方向駆動装置に圧電素子を用いてピストン駆動部を構成すれば、圧電素子アクチュエータの部分は充分にコンパクトにできる。
As shown in the second embodiment, if the application unit is configured by separating a
本発明の圧力発生原理について補足する。第2次スクイーズ圧力を利用しなくても、「隙間を変化させる手段(又は装置)を有するピストン」と「流体供給源」の間の流通路に「絞り」を形成すれば、圧力を発生できる。たとえば、従来インクジェット方式の場合、図28の656が絞りに相当する。従来インクジェット方式の圧縮・吐出工程では、この絞りが圧力発生に寄与する。しかし、吸入工程時において、この絞りは供給源からピストン部(吐出室)へ流体を供給する際の流体抵抗となる。この流体抵抗により、特に流動性の悪い高粘度流体を高速で間欠塗布する場合は、短い時間で流体をピストン部には充填できず、間欠塗布周期の限界となる。
It supplements about the pressure generation principle of this invention. Even if the secondary squeeze pressure is not used, pressure can be generated if a “throttle” is formed in the flow path between the “piston having means (or device) for changing the gap” and the “fluid supply source”. . For example, in the case of the conventional inkjet method,
本発明の第2実施例ではねじ溝ポンプを用いており、ねじ溝ポンプが最も大きな流量を輸送できるのは、差圧が最小のとき、すなわち、ピストンが上昇した吸入工程時である。ねじ溝の最大流量Qmaxはねじ溝の仕様、回転数などで、流体粘度に関わらず自由に選択できる。したがって本発明の上記実施例のディスペンサでは、吸入工程時の流体充填時間が間欠周期に与える制約は回避されるのである。 In the second embodiment of the present invention, a thread groove pump is used, and the thread groove pump can transport the largest flow rate when the differential pressure is minimum, that is, during the suction process in which the piston is raised. The maximum flow rate Qmax of the thread groove can be freely selected regardless of the fluid viscosity, depending on the thread groove specifications, rotation speed, and the like. Therefore, in the dispenser of the above embodiment of the present invention, the restriction that the fluid filling time during the suction process gives to the intermittent period is avoided.
本発明におけるねじ溝ポンプの役割は、流体を正方向(吐出側)に流し易いが、逆流は難しい「一方向ダイオード」であると考えてよい。 The role of the thread groove pump in the present invention may be considered to be a “one-way diode” in which fluid is likely to flow in the forward direction (discharge side), but backflow is difficult.
[3]マルチヘッドの場合
(1)マルチヘッド化の課題
以上説明したディスペンサの実施形態又は実施例は、いずれも流体補給装置の一例であるポンプ部とピストン駆動部が一対で構成されたシングルヘッドであった。
[3] In the case of a multi-head (1) Problems of making a multi-head The above-described dispenser embodiment or example is a single head in which a pump unit and a piston drive unit, each of which is an example of a fluid replenishing device, are configured in pairs. Met.
以下、本発明のヘッドをさらに生産タクトアップする方策について述べる。 Hereinafter, a measure for further improving the production tact of the head of the present invention will be described.
前述したように、PDPに蛍光体層を形成するための課題、すなわち、スクリーン印刷方式、フオトリソグラフィ方式に係る前述した課題を解決するために、ディスペンサを用いた直接描画方式(ダイレクトパターニング)を実現させて欲しいという要望が強い。しかし,ディスペンサを用いてパネル面に蛍光体層を形成する場合でも、スクリーン印刷方式と同等の生産タクトが要望される。
本発明を独立セル内に蛍光体を間欠塗布するプロセスに適用する場合、前述した塗布プロセスの条件、(i)1ドット当たりの吐出量が一定、(ii)周期が一定、(iii)超高速塗布、に加えて次の条件が必要となる。
As described above, a direct drawing method (direct patterning) using a dispenser is realized in order to solve the above-described problems related to the formation of the phosphor layer on the PDP, that is, the screen printing method and the photolithography method. There is a strong demand for it to be allowed. However, even when the phosphor layer is formed on the panel surface using a dispenser, a production tact equivalent to the screen printing method is desired.
When the present invention is applied to the process of intermittently applying a phosphor in an independent cell, the above-described conditions for the application process, (i) the discharge amount per dot is constant, (ii) the period is constant, (iii) ultra-high speed In addition to coating, the following conditions are required.
(iv)マルチヘッドであること
(v)各ヘッドの流量を補正できること
上記(v)の理由について以下説明する。第2実施例で示したように、流体補給装置の一例であるポンプと、ピストンを駆動する軸方向駆動装置を分離して塗布装置を構成すれば、1セットのポンプ部から複数個のピストン駆動部に流体を分枝して補給することにより、マルチノズルを有する塗布ヘッドが実現できる。
(Iv) Being a multi-head (v) Being able to correct the flow rate of each head The reason for the above (v) will be described below. As shown in the second embodiment, if a coating device is configured by separating a pump, which is an example of a fluid replenishing device, and an axial driving device for driving a piston, a plurality of piston drives from a set of pump units. An application head having a multi-nozzle can be realized by branching and replenishing fluid to the part.
図11の斜視図において、200は流体補給装置の一例であるポンプ部、201、202,203は圧電アクチュエータとピストンで構成されるピストン駆動部A,B,Cである。204は内部にポンプ部200と上記ピストン駆動部を繋ぐ流通路(図10の64に相当)が形成された筐体である。
In the perspective view of FIG. 11,
図12はマルチヘッドの場合の等価回路モデルを示す。 FIG. 12 shows an equivalent circuit model in the case of a multi-head.
Psqu11、Psqu12、Psqu13は各ピストン駆動部の第1次スクイーズ圧力、Rp1、Rp2、Rp3はピストン端面の半径方向の流体抵抗、Rn1、Rn2、Rn3は各ノズル抵抗である。Rp1〜Rp3の大きさは16式で示されるように、隙間hの3乗に逆比例する。Rp1〜Rp3は、塗布装置を解体することなく流量を調節できる「可変抵抗」である。 Pscu11, Pscu12, and Psqu13 are primary squeeze pressures of the piston drive units, Rp1, Rp2, and Rp3 are fluid resistances in the radial direction of the piston end surfaces, and Rn1, Rn2, and Rn3 are nozzle resistances. The magnitudes of Rp1 to Rp3 are inversely proportional to the cube of the gap h, as shown by equation (16). Rp1 to Rp3 are “variable resistors” that can adjust the flow rate without disassembling the coating apparatus.
前述した実施例では、ピストン端面とその対向面間の隙間hを充分に大きく設定して、第1次スクイーズ圧力の発生を極力押さえることにより、1ドット当たりの吐出量はポンプ部の条件設定(たとえば回転数)だけで決まる構成となっていた。1セットのポンプ部から複数個のピストン駆動部に流体を分枝して補給する場合、各ピストン駆動部の寸法精度、流路抵抗などが厳密に等しく構成できれば、ポンプ部から供給される流量は同一配分される。しかし、数%の塗布量の精度が要求されるディスプレイ等の塗布対象については、流量精度は微調整できる方が好ましい。 In the above-described embodiment, the gap h between the piston end surface and the opposing surface is set to be sufficiently large so as to suppress the generation of the primary squeeze pressure as much as possible. For example, the configuration is determined only by the number of revolutions). When fluid is branched and replenished from a set of pump units to a plurality of piston drive units, the flow rate supplied from the pump unit is as long as the dimensional accuracy and flow path resistance of each piston drive unit can be configured to be exactly the same. It is distributed equally. However, it is preferable that the flow rate accuracy can be finely adjusted for a coating target such as a display that requires accuracy of a coating amount of several percent.
(2)流量調整方法
ここで、再度本研究が導出した基礎式(11式)に立ち返ることにする。
(2) Flow rate adjustment method Here, we return to the basic equation (Equation 11) derived by this study again.
図13のグラフは、ねじ溝の回転数N=300rpmの条件下で、ピストンの最小隙間hmin=15μmとhmin=150μmの場合について、(11)式を用いて吐出圧力特性を求め、比較したものである。直感的な予想に反して、両者の比較からピストンの最小隙間hminが大きくなると、吐出圧力の振幅は増大するという驚くべき結果が得られる。1ドット当たりの吐出量はhmin=150μmの方が大きい。 The graph of FIG. 13 shows the comparison of the discharge pressure characteristics using the equation (11) for the case where the minimum clearance of the piston h min = 15 μm and h min = 150 μm under the condition of the rotational speed N of the thread groove = 300 rpm. It is a thing. Contrary to the intuitive expectation, the comparison between the two results in a surprising result that the amplitude of the discharge pressure increases as the minimum piston gap h min increases. The discharge amount per dot is larger when h min = 150 μm.
ピストンの最小隙間hminが増大すると、第1次スクイーズ圧力Psqu1→0となるが、同時にピストン端面とその対向面のスラスト流体抵抗Rp→0となるため、分圧比(=Rn/(Rs+Rp+Rn)が増大する。(13式参照)
本解析条件では、Psqu1→0となる影響よりも、上記分圧比が増大する影響の方が大きいために、hminの増加に伴い圧力Piの振幅は増大している。
When the minimum clearance h min of the piston increases, the primary squeeze pressure Psqu1 → 0, but at the same time, the thrust fluid resistance Rp → 0 between the piston end surface and the opposed surface thereof, so the partial pressure ratio (= Rn / (Rs + Rp + Rn) (See equation 13)
In this analysis conditions, Psqu1 → 0 become than impact, because towards the effect of the partial pressure ratio is increased larger, the amplitude of the pressure Pi with increasing h min is increasing.
図14Bのグラフは、図14Aにおいて、N=300rpmの条件下で、ピストンの最小隙間hminに対する1ドット当たりの吐出量を求めたものである。hmin=0.1mm近傍を超えると、1ドット当たりの吐出量Qsはhminに依存せず一定値Qs→Qseに収束していく。吐出量の収束値Qseは前述したように、ピストンのストローク、最小隙間などと無関係に、流体供給装置の一例であるポンプの圧力流量特性と、ポンプ負荷(吐出ノズル流体抵抗Rn)で決まる動作点により決定される。 The graph of FIG. 14B is obtained by calculating the discharge amount per dot with respect to the minimum piston gap h min under the condition of N = 300 rpm in FIG. 14A. When it exceeds h min = near 0.1 mm, the discharge amount Qs per dot converges to a constant value Qs → Qse without depending on h min . As described above, the discharge amount convergence value Qse is determined by the pressure flow characteristics of a pump, which is an example of a fluid supply device, and the pump load (discharge nozzle fluid resistance Rn) regardless of the stroke of the piston, the minimum gap, and the like. Determined by.
さて、以上の解析から得られた知見から、各ヘッドの流量調節は次のいずれかを選べばよい。 From the knowledge obtained from the above analysis, the flow rate adjustment of each head may be selected from the following.
(i)各ヘッド間の流量のバラツキが大きい場合は、第1次スクイーズ圧力の影響を強く受ける領域、すなわち、隙間に対する吐出量の傾きが急峻な0<hmin<hxの範囲で、ピストンの最小隙間hminを設定する。 (I) When the variation in the flow rate between the heads is large, the piston is within a region that is strongly influenced by the primary squeeze pressure, that is, in a range of 0 <h min <h x where the gradient of the discharge amount with respect to the gap is steep. The minimum gap h min is set.
(ii)1ドット当たりの塗布量を極めて高精度に確保したい場合は、隙間に対する吐出量の傾きが滑らかなhmin≒hx近傍に、ピストンの最小隙間hminを設定する。 (Ii) When it is desired to secure the coating amount per dot with extremely high accuracy, the minimum gap h min of the piston is set in the vicinity of h min ≈h x where the gradient of the discharge amount with respect to the gap is smooth.
上記hxは、0<hmin<hxの領域におけるhminに対するQs曲線の包絡線(I)と、Qs=Qseの直線(II)の交点の値とする。言い換えれば、上記hxは、1ドット当たりの総吐出量Qsのh0における接線と、1ドット当たりの総吐出量Qsが概略一定になる地点での接線との交点とする。 The h x is a value of the intersection of the envelope (I) of the Qs curve with respect to h min in the region of 0 <h min <h x and the straight line (II) of Qs = Qse. In other words, h x is the intersection of the tangent at h 0 of the total discharge amount Qs per dot and the tangent at the point where the total discharge amount Q s per dot is approximately constant.
ピストンの変位は、ピストンの絶対位置を検出する変位センサーを配設して閉ループ制御を施せば、任意の位置決め制御が可能である。但し、圧電素子、超磁歪素子などの電磁歪素子を用いた場合は、ストローク限界(0〜数十ミクロン)があるために、ピストンの最小隙間hminの調節は、機械的な方法と電子制御による方法を組み合わせて用いてもよい。 The displacement of the piston can be arbitrarily controlled by providing a displacement sensor for detecting the absolute position of the piston and performing closed loop control. However, when an electrostrictive element such as a piezoelectric element or a giant magnetostrictive element is used, there is a stroke limit (0 to several tens of microns). Therefore, adjustment of the minimum gap h min of the piston is performed by a mechanical method and electronic control. A combination of the methods described above may be used.
たとえば、最初にピストンの位置を機械的に粗く位置決めした後、流量測定のデータを基に、電子制御を用いて再度各ヘッドのピストン位置を補正すればよい。 For example, first, the position of the piston is mechanically coarsely positioned, and then the piston position of each head may be corrected again using electronic control based on the flow rate measurement data.
また、流量調節に上記(i)(ii)のいずれを用いる場合でも、供給源ポンプの出力流量の設定方法と併用すれば、ピストン端面とその対向面間の隙間が充分に大きなところで、流量調節できる。たとえば、流量が大きすぎて、ピストンの最小隙間hminを小さく設定せざるを得ない場合は、ねじ溝ポンプの回転数を低下させれば、hminは大きく設定できるようになる。この点は後述するように、粉流体を扱う場合に有利となる。 Regardless of which of the above (i) and (ii) is used for flow rate adjustment, if used together with the method for setting the output flow rate of the source pump, the flow rate adjustment is performed where the gap between the piston end surface and the opposed surface is sufficiently large. it can. For example, if the flow rate is too large and the minimum gap h min of the piston must be set small, h min can be set large by reducing the rotational speed of the thread groove pump. This point is advantageous when dealing with powdered fluid, as will be described later.
マルチヘッドのヘッド間の流量差補正に用いた上記方策は、シングルヘッドの場合も適用できる。シングルヘッドの場合、ピストンの最小隙間をhmin≒hx近傍、あるいは0<hmin<hxの範囲に設定しておき、ポンプのモータ回転数を変える代わりに、hminを調節すれば高速流量制御ができる。モータの回転数制御の応答性は、せいぜい0.01〜0.05秒レベルであり限界があるが、電磁歪素子で駆動されるピストンの制御応答性は0.001秒以下まで可能である。 The above-mentioned measures used for correcting the flow difference between the heads of the multi-head can be applied to the case of a single head. In the case of a single head, the minimum clearance of the piston is set in the vicinity of h min ≈ hx or in the range of 0 <h min <hx, and instead of changing the motor speed of the pump, adjusting h min allows high-speed flow rate control. Can do. The responsiveness of the rotational speed control of the motor is at most 0.01 to 0.05 second level, and there is a limit, but the control responsiveness of the piston driven by the electromagnetic strain element can be up to 0.001 second or less.
ピストンの最小隙間hminで流量を調節するのではなく、ピストン入力変位波形の平均値、あるいは中心値で流量を調節してもよい。 Instead of adjusting the flow rate with the minimum piston gap h min , the flow rate may be adjusted with the average value or the center value of the piston input displacement waveform.
ピストンの最小隙間をhmin≒hx近傍、あるいは0<hmin<hxの範囲に設定した場合、間欠塗布の切れ味を改善する場合は、13式において、上記隙間hの時間微分が最大値をもつときの第1次スクイーズ圧力Psqu1=Psqu10、第2次スクイーズ圧力Psqu2=Psqu20としたとき、Ps0+Psqu10+Psqu20<0となるように、モータの回転数、ピストン・ストローク、間欠周波数などを設定すれば良い。
When the minimum gap of the piston is set in the vicinity of h min ≈hx or in the range of 0 <h min <hx, in order to improve the sharpness of intermittent application, the time differential of the gap h has the maximum value in
(2)塗布装置と塗布方法について
図11の斜視図に一例を示したように、流体補給装置の一例である1セットのポンプ部に対して、ピストン駆動部を複数個配設する構成にすれば、装置全体を大幅に小型化できる。通常、流体補給装置の一例であるポンプ部の小型化は限界があるが、ピストン駆動部は小径の圧電アクチュエータ等の適用が可能であり、マルチヘッド構成にした場合、各ノズル間のピッチを充分小さくできる。
(2) Application device and application method As shown in the perspective view of FIG. 11, a plurality of piston drive units are provided for one set of pump units as an example of a fluid supply device. As a result, the entire apparatus can be greatly reduced in size. Normally, there is a limit to downsizing the pump unit, which is an example of a fluid replenishing device, but the piston drive unit can be applied with a small-diameter piezoelectric actuator. Can be small.
さらに、図11に示したマルチヘッドをサブユニットとして、このサブユニットを複数個組み合わせた塗布装置としてもよい。 Further, the multi-head shown in FIG. 11 may be a subunit, and a coating apparatus in which a plurality of subunits are combined may be used.
ここで図15に示すように、マルチノズルを有する本発明の上記実施形態又は実施例のディスペンサが基板上を相対的に移動しながら、PDPの独立セル内に蛍光体を打ち込んでいくプロセスを想定する。850は背面板を構成する第二基板、851はバリアリブより形成された独立セルである。独立セル851は、RGB各色の蛍光体が打ち込まれるセル851R、851G、851Bより構成される。また、蛍光体852は、R色(赤)の蛍光体852R、G色(緑)の蛍光体852G、B色(青)の蛍光体852Bが用いられる。図15では、ディスペンサのノズル部のみを記載しており、ディスペンサ本体の図は省略している。
Here, as shown in FIG. 15, a process is assumed in which the dispenser of the above-described embodiment or example of the present invention having a multi-nozzle moves a phosphor into an independent cell of a PDP while relatively moving on the substrate. To do.
ここで一つのノズル853だけに注目する。独立セル内に蛍光体をディスペンサから飛翔させて打ち込んでいく本工法では、図16の拡大図に示すように、吐出ノズル853の先端とバリアリブ頂点854間の距離Hを保つ必要がある。その理由は次ぎの通りである。PDP独立セルの容積はたとえば実施例の場合、V=0.65mm(縦)×0.25mm(横)×0.12mm(深さ)≒0.02mm3程度であり、この容器一杯に蛍光体ペーストを充填させる必要がある。なぜならば前述したように、蛍光体用塗工液の充填・乾燥工程を経て、揮発分が除去された後、セル内壁に肉厚の蛍光体層を形成する必要があるからである。
Here, attention is focused on only one
セル内に蛍光体ペーストを打ち込んでいる段階では、高粘度ペーストはその流動性の悪さゆえに、すみやかにはセル容器全体に充填されない。そのメニスカスはバリアリブ頂点854よりも盛り上がった形を保ちながら、上部からペーストが充填される形となる。したがって、対象とするセル内への塗布が終了した段階でも、メニスカスは平坦化していない。塗布途中の段階で、吐出ノズル853先端がこの盛りあがった蛍光体メニスカスに接触すると、ノズル先端に液が附着するため、ノズルから流出した流体がノズル先端の流体魂の影響を受けて様々なトラブルの要因となる。そのため、吐出ノズル853の先端とバリアリブ頂点854間の距離Hは十分な距離を保つ必要がある。
At the stage where the phosphor paste is driven into the cell, the high-viscosity paste is not quickly filled into the entire cell container due to its poor fluidity. The meniscus is filled with paste from the top while maintaining a shape that is raised above the
ノズル先端の液附着を防止するために、実施例では、H≧0.5mmは必要であった。さらに、H≧1.0mmにすれば液附着防止は十分であり、長時間にわたる信頼性の高い間欠塗布を達成することができた。 In order to prevent the liquid from adhering to the nozzle tip, H ≧ 0.5 mm was necessary in the examples. Furthermore, if H ≧ 1.0 mm, the liquid adhesion was sufficiently prevented, and a reliable intermittent application over a long time could be achieved.
吐出ノズル853の先端とその対向面のギャップHを十分に大きく保ち、かつ高粘度・粉流体を飛翔させながら、粉体粒径よりも十分に大きな流通路のギャップを維持した状態で、所定の「独立セル」内に高速で狙い撃ちする工法は、本発明の上記実施形態又は実施例のディスペンサによって可能としたものである。
In a state where the gap H between the tip of the
従来式の場合、「ジェット式ディスペンサ」(図26)、「インクジェット式」(図28)の場合は、いずれも塗布流体を飛翔させることができた。 In the case of the conventional type, the “jet type dispenser” (FIG. 26) and the “inkjet type” (FIG. 28) were able to fly the coating fluid.
しかし、前述したように、「ジェット式ディスペンサ」の場合、相対移動する部材間に機械的な隙間ゼロの摺動部があるために、蛍光体微粒子などを有する粉流体の長時間にわたる使用は難しい。また、「インクジェット式」は、その原理、構造面から100mPa・s以上の高粘度流体、及び粒子径が数ミクロンの粉流体の対応は困難である。したがって、本発明を用いた塗布装置の特徴を要約すれば、
(1)数千〜数万mPa・s(cps)オーダーの高粘度流体に対応できる。
(2)数μm以上の粉体径を含有する塗布材料でも、目詰まりが発生しない。
(3)間欠塗布がmsecオーダーの短い周期、あるいはそれ以下で打てる。
(4)塗布流体を、吐出ノズルから0.5〜1.0mm以上離して遠距離飛翔できる。
(5)1ドット当たりの塗布量が高い精度で確保できる。
(6)マルチヘッド化が容易で、構造がシンプルである。
上記(1)〜(6)は従来スクリーン印刷方式、フォトリソグラフィー方式に代わり、ディスペンサを用いて、独立セル方式の蛍光体層をダイレクト・パターンニングで達成するための必要条件でもある。以下、上記(1)〜(6)が必要条件とされる理由、及び、本ディスペンサが上記特徴を有する理由について少し補足する。
However, as described above, in the case of the “jet type dispenser”, since there is a sliding portion with zero mechanical gap between the relatively moving members, it is difficult to use the powder fluid containing the phosphor fine particles for a long time. . In addition, it is difficult for the “inkjet type” to cope with a high-viscosity fluid of 100 mPa · s or more and a powder fluid with a particle diameter of several microns in view of its principle and structure. Therefore, if the characteristics of the coating apparatus using the present invention are summarized,
(1) Applicable to high viscosity fluids on the order of thousands to tens of thousands mPa · s (cps).
(2) Clogging does not occur even with a coating material containing a powder diameter of several μm or more.
(3) Intermittent application can be performed with a short period of msec order or less.
(4) The coating fluid can fly at a distance of 0.5 to 1.0 mm or more from the discharge nozzle.
(5) The coating amount per dot can be ensured with high accuracy.
(6) Multi-heading is easy and the structure is simple.
The above (1) to (6) are also necessary conditions for achieving the independent cell type phosphor layer by direct patterning using a dispenser instead of the conventional screen printing method and photolithography method. Hereinafter, the reason why the above (1) to (6) are necessary conditions and the reason why this dispenser has the above characteristics will be supplemented a little.
蛍光体層を形成する上で上記(1)が必要とされる理由は、前述したように、塗布・乾燥後、10〜40μm程度の蛍光体層をリブ壁面に厚盛りするために、蛍光体を含有する塗工材料は溶剤の量を少なくした粘度の高いペースト状流動体を用いる必要があるからである。また、本発明が数千〜数万mPa・s(cps)オーダー、具体的には、5000〜100,000mPa・sオーダーの高粘度流体に対応できる理由のひとつは、本発明の実施例では、流体補給装置にねじ溝ポンプを用いており、高粘度流体をピストン側(吐出室)に圧送するポンピング圧力がこのねじ溝ポンプで容易に得られるからである。また、高粘度流体を用いた場合、スクイーズ圧力は粘度に比例するため、大きな吐出圧力が発生する。発生圧力をPi=10MPaとし、たとえば表1からピストン径Do=3mmとしたとき、ピストンに加わる軸方向荷重f=0.00152×π×10×106≒70Nである。本実施例では、ピストン側は上記荷重に耐え得る耐荷重の大きな電磁歪アクチュエータを用いている。 The reason why the above (1) is necessary for forming the phosphor layer is that, as described above, the phosphor layer of about 10 to 40 μm is thickened on the rib wall surface after coating and drying. This is because it is necessary to use a paste-like fluid having a high viscosity in which the amount of the solvent is reduced as the coating material containing the. In addition, one of the reasons why the present invention can cope with high-viscosity fluids in the order of thousands to tens of thousands mPa · s (cps), specifically 5000 to 100,000 mPa · s, This is because a thread groove pump is used in the fluid replenishing device, and a pumping pressure for pumping high-viscosity fluid to the piston side (discharge chamber) can be easily obtained with this thread groove pump. Further, when a high viscosity fluid is used, a large discharge pressure is generated because the squeeze pressure is proportional to the viscosity. When the generated pressure is P i = 10 MPa, for example, from Table 1, the piston diameter D o = 3 mm, the axial load applied to the piston f = 0.015 2 × π × 10 × 10 6 ≈70 N. In the present embodiment, an electromagnetic strain actuator having a large load resistance that can withstand the load is used on the piston side.
蛍光体層を形成する上で上記(2)が必要とされる理由は、前述したように、ディスプレイが高輝度を得るためには、通常数ミクロンオーダー粒径の蛍光体微粒子が最適とされるからである。また、本発明のディスペンサが流路内での目詰まりが発生しにくい理由は、第2次スクイーズ圧力を利用できるため、最も目詰まりし易いピストンとその対向面の隙間の最少値hminを、粉体粒径よりも十分に大きく、たとえば、hmin=50〜150μm、あるいはそれ以上に設定できるからである。 The reason why the above (2) is required for forming the phosphor layer is that, as described above, in order for the display to obtain high luminance, phosphor fine particles having a particle size on the order of several microns are usually optimal. Because. The reason why the dispenser of the present invention is less likely to be clogged in the flow path is that the secondary squeeze pressure can be used, so that the minimum value h min of the clearance between the piston that is most likely to clog and its opposing surface is This is because it can be set to be sufficiently larger than the particle diameter of the powder, for example, h min = 50 to 150 μm or more.
独立セル方式の蛍光体層をダイレクト・パターンニングで達成する上で上記(3)が必要とされる理由は次のようである。たとえば、42インチワイドPDPの場合、画素数は縦852RGB×横480とすれば、独立セル数=3×408960≒123万個である。蛍光体の塗布プロセスに許容される時間TP=30sec、100個のノズルを塗布装置に装着すると仮定すれば、1ショット当りの時間TS=30×100/1230000≒0.0024secである。この値は、従来エアー式、ねじ溝式ディスペンサの応答性の1/100以下である。したがって量産性を考慮したとき、従来式をはるかに凌駕する高速応答ディスペンサが必要である。 The reason why the above (3) is required for achieving the independent cell type phosphor layer by direct patterning is as follows. For example, in the case of a 42 inch wide PDP, if the number of pixels is vertical 852 RGB × horizontal 480, the number of independent cells = 3 × 408960≈1.33 million. Assuming that the time allowed for the phosphor coating process T P = 30 sec and 100 nozzles are mounted on the coating apparatus, the time per shot T S = 30 × 100 / 1230,000 = 0.0024 sec. This value is 1/100 or less of the responsiveness of the conventional air type and thread groove type dispenser. Therefore, when considering mass productivity, there is a need for a quick response dispenser that far exceeds the conventional type.
本発明のディスペンサが上記(3)を実現できる理由の一つは, ピストン端面とその対向面間の隙間hminを大きく、たとえば50〜150μm、あるいはそれ以上に設定できるため、流体の充填工程(ピストンが上昇した状態での吸入工程)において、供給源ポンプから吐出室(図1の14、図10の68)へ繋がる流路の流体抵抗を極力小さくできるからである。吐出ノズルに繋がる半径方向流路の流体抵抗が小さいため、流動性の悪い高粘度流体の場合でも充填時間を短くできる。 One of the reasons why the dispenser of the present invention can realize the above (3) is that the gap h min between the piston end surface and the opposed surface can be set large, for example, 50 to 150 μm or more, so that the fluid filling step ( This is because the fluid resistance of the flow path leading from the supply source pump to the discharge chamber (14 in FIG. 1 and 68 in FIG. 10) can be reduced as much as possible in the suction step with the piston raised. Since the fluid resistance of the radial flow path connected to the discharge nozzle is small, the filling time can be shortened even in the case of a highly viscous fluid having poor fluidity.
また、本ディスペンサでは、たとえば0.1msec以下の高い応答性を有する圧電素子、超磁歪素子等を用いた電磁歪アクチュエータを効果的に用いることができる。電磁歪アクチュエータのストロークは、実用レベルで30〜50μm程度が限界であるが、本ディスペンサでは第2次スクイーズ圧力を利用しているため、隙間hminが大きな状態でも、大きな圧力を発生できる。第2次スクイーズ圧力は、式12から分かるように、隙間hの絶対値には依存せず、隙間の微分dh/dt(速度)のみに依存する。したがって、大きな速度dh/dtの得られる電磁歪アクチュエータの長所を活かすことにより、鋭敏かつ短い周期で、5〜10MPaあるいはそれ以上の高いピークを持つ吐出圧力が容易に得られるのである。
Further, in the present dispenser, an electromagnetic strain actuator using a piezoelectric element, a giant magnetostrictive element or the like having a high response of 0.1 msec or less can be used effectively. The stroke of the electromagnetic strain actuator is limited to about 30 to 50 μm at a practical level. However, since this dispenser uses the secondary squeeze pressure, a large pressure can be generated even when the gap h min is large. As can be seen from
従来式である「ジェット式ディスペンサ」(図26)の場合、ニードル555を駆動するメカニズムを電磁歪アクチュエータに置きかえることは容易と思われる。しかしこの場合、図27Aの吸入工程において、球面形状の凸部559と凹部561の間で形成される吸入部564の隙間は、電磁歪アクチュエータのストロークでは、せいぜい数十μmしかとれない。その結果、主に高粘度流体の場合、ポンプ室553に流体が充填されるのに時間を要するため、高速応答性を有する電磁歪アクチュエータを用いた折角の効用が活かされないのである。
In the case of the conventional “jet dispenser” (FIG. 26), it seems easy to replace the mechanism for driving the
蛍光体層をダイレクト・パターンニングで形成する上で上記(4)が必要とされる理由は、前述したように、塗布途中段階で、バリアリブ頂点よりも盛り上がった蛍光体メニスカスと吐出ノズル先端の接触を防止する必要があるからである。また、上記(4)を実現できる理由は、前述したように、本ディスペンサは電磁歪アクチュエータの高速応答性を利用して、鋭敏で、5〜10MPaあるいはそれ以上の高いピークを持つ吐出圧力が容易に得ることができるからである。このノズル先端の表面張力に打ち勝つ高いピーク圧を利用して、高粘度流体の場合でも遠距離飛翔ができる。 The reason why the above (4) is necessary for forming the phosphor layer by direct patterning is that, as described above, the contact between the phosphor meniscus raised above the barrier rib apex and the tip of the discharge nozzle during the coating process This is because it is necessary to prevent this. In addition, as described above, the reason why the above (4) can be realized is that, as described above, the dispenser is sensitive to the high-speed response of the electromagnetic strain actuator, and can easily discharge pressure having a high peak of 5 to 10 MPa or more. It is because it can be obtained. Using a high peak pressure that overcomes the surface tension of the nozzle tip, it is possible to fly over a long distance even in the case of a high viscosity fluid.
上記(5)が必要とされる理由は、独立セル内の蛍光体充填量の精度は、たとえば、±5%程度必要とされるからである。上記(5)が実現できる理由は、本ディスペンサの間欠塗布における1ドット当りの塗布量が、基本的にピストンのストローク、絶対位置、塗布流体の粘度に依存せず、「供給源ポンプの圧力流量特性と吐出ノズル流体抵抗の動作点における流量」と、単位時間当りの塗布回数だけで決定されるからである。具体的には、供給源ポンプにねじ溝ポンプを用いた場合、間欠周波数とねじ溝軸の回転数を変えるだけで1ドット当りの所定の塗布量を設定できる。 The reason (5) is required is that the accuracy of the phosphor filling amount in the independent cell is required, for example, about ± 5%. The reason why the above (5) can be realized is that the application amount per dot in the intermittent application of this dispenser basically does not depend on the stroke of the piston, the absolute position, and the viscosity of the application fluid. This is because it is determined only by the flow rate at the operating point of the characteristics and the discharge nozzle fluid resistance and the number of times of application per unit time. Specifically, when a thread groove pump is used as the supply source pump, a predetermined application amount per dot can be set only by changing the intermittent frequency and the rotation speed of the thread groove shaft.
従来式ディスペンサの場合は、ピストンのストローク、絶対位置、塗布流体粘度は、いずれも吐出量に多大な影響を与えるため、厳密な管理が必要である。たとえば、エアー式ディスペンサの場合、吐出量は流体粘度に逆比例する。
ジェット式の場合は、吐出量はストロークに正比例する。本ディスペンサでは、
ねじ溝軸の回転数はDCサーボモータを用いて、一定回転数を維持するように制御すればよく、間欠塗布量精度を損なう要因は僅少である。
In the case of a conventional dispenser, the piston stroke, the absolute position, and the coating fluid viscosity all have a great influence on the discharge amount, and therefore must be strictly managed. For example, in the case of an air dispenser, the discharge amount is inversely proportional to the fluid viscosity.
In the case of the jet type, the discharge amount is directly proportional to the stroke. In this dispenser,
The rotational speed of the thread groove shaft may be controlled so as to maintain a constant rotational speed using a DC servo motor, and there are few factors that impair the accuracy of intermittent application amount.
上記(6)が必要とされる理由は、ダイレクト・パターンニングの場合、少なくとも数十個のヘッドを塗布装置に搭載する必要があるからである。従来工法に代わり得るためには、スクリーン印刷方式、フォトリソグラフィー方式と比べて遜色のないメンテナンス性が要求される。
上記(6)が実現できる理由は、本塗布装置では上記(5)同様に、間欠塗布における1ドット当りの塗布量が、ピストンのストローク、絶対位置に鈍感にできるため、ピストン駆動部(図10の67)の構成をシンプルにできるからである。つまり、ピストン駆動部における相対移動する部材(図10の57、52)の高精度加工、組み立て時の部材間の正確な位置合わせ、ピストン・ストロークの絶対精度の確保など、従来ディスペンサで要求されるこれらの工程管理が、本ディスペンサではそれ程要求されない。したがって、複数本のピストンを独立駆動するマルチヘッド全体もおおいに簡素化できる。
The reason why the above (6) is required is that in the case of direct patterning, it is necessary to mount at least several tens of heads on the coating apparatus. In order to be able to replace the conventional construction method, maintenance performance comparable to the screen printing method and the photolithography method is required.
The reason why the above (6) can be realized is that the application amount per dot in the intermittent application can be insensitive to the stroke and absolute position of the piston in the present application device, as in the above (5). This is because the configuration 67) can be simplified. That is, conventional dispensers are required for high-precision machining of the relatively moving members (57, 52 in FIG. 10) in the piston drive unit, accurate alignment between the members during assembly, and ensuring absolute accuracy of the piston stroke. These process controls are not so much required in this dispenser. Therefore, the entire multi-head that independently drives a plurality of pistons can be greatly simplified.
(3)ダイヤフラム式ヘッド構造について
図17A〜図17Dは本発明の第3実施形態を示すものである。吐出室(図1の14、図10の68相当)をダイヤフラムとその対向面で形成し、このダイヤフラムを直接圧電アクチュエータで駆動させて、ダイヤフラムとその対向面の隙間を可変させた場合を示す。流体補給装置の一例であるねじ溝ポンプと、スクイーズ圧力を発生させるピストンは、第2実施例同様に分離して構成している。
(3) Diaphragm type head structure FIGS. 17A to 17D show a third embodiment of the present invention. The discharge chamber (corresponding to 14 in FIG. 1 and 68 in FIG. 10) is formed by a diaphragm and its facing surface, and this diaphragm is directly driven by a piezoelectric actuator to vary the gap between the diaphragm and its facing surface. The thread groove pump, which is an example of the fluid supply device, and the piston for generating the squeeze pressure are configured separately as in the second embodiment.
図17Aは正面一部断面図、図17Bは側面図、図17Cは上面図、図17Dは上部底板と下部底板で形成される流通路を示す図、図17Eは上記ダイヤフラム部分の拡大一部断面図である。 17A is a partial front sectional view, FIG. 17B is a side view, FIG. 17C is a top view, FIG. 17D is a view showing a flow path formed by an upper bottom plate and a lower bottom plate, and FIG. 17E is an enlarged partial cross section of the diaphragm portion. FIG.
301は主軸であり、ハウジング302に対して回転方向に移動可能に収納されている。主軸301は回転伝達装置の一例であるモータ303により回転駆動される。324は主軸301を支持する軸受である。304は主軸301とハウジング302の相対移動面に形成されたねじ溝、305は流体の吸入口、306は塗布材料307を収納するシリンジ、308は補助エアー圧を供給するためのエアー配管である。309はモータの出力軸310と主軸301を連結する継手、311は上部底板に形成されたねじ溝ポンプ側の十分に大きな流路径(数ミリメーター程度)を有する吐出口である。
312はピストン、313はこのピストン312を軸方向に移動させる軸方向駆動装置の一例である圧電アクチュエータ、314は圧電アクチュエータ313の上端部を固定する圧電アクチュエータ用ハウジング、315はピストン312の端面である。316は上部底板、317は下部底板、318は中間シート、319は上部底板316と下部底板317の間に、中間シート318の厚みを利用して形成された流通路である。320は上部底板316の肉厚を薄くして形成されたダイヤフラム、321は下部底板317に装着された吐出ノズルである。下部底板317と吐出ノズル321に吐出口322が形成されている。
312 is a piston, 313 is a piezoelectric actuator that is an example of an axial drive device that moves the
ダイヤフラム320とその固定側対向面323が隙間方向に相対移動する2面となる。軸方向駆動装置の一例である圧電アクチュエータ313は、ダイヤフラム320と固定側対向面323の間に軸方向相対位置に変化を与える。この軸方向駆動装置によって、相対移動面の隙間h[図17E参照]を変化させる点は、図1、図10の実施例と同様である。
本実施例のヘッド構造により、ねじ溝ポンプの出口から吐出口に至る流通路を完全密封状態にできるため、ピストン部のシールが不要となった。 With the head structure of the present embodiment, the flow path from the outlet of the thread groove pump to the discharge port can be completely sealed, so that the piston portion need not be sealed.
また、電磁歪アクチュエータの出力端を、直接ダイヤフラムに押し当てた状態で駆動できるため、機械的稼動部の質量を軽くできる。すなわち、図10の構造におけるピストン57に相当する部分を小さくできるため、電磁歪アクチュエータの慣性負荷を小さくできる。その結果、より高い周波数での間欠塗布が可能となった。
In addition, since the output end of the electromagnetic strain actuator can be driven in a state where it is pressed directly against the diaphragm, the mass of the mechanical operating portion can be reduced. That is, since the portion corresponding to the
図17Aに、本塗布装置の制御ブロック図の一例を簡略化して示す。325は圧電アクチュエータ313の駆動方法を与える指令信号発生器、326は制御コントローラ、327は圧電アクチュエータ313の駆動電源であるドライバー、328はステージに設けられたリニアスケールからの位置情報を示す。予め決定されているピストンの立上り・立下り波形、間欠周期、振幅、最小隙間などの指令信号と、塗布装置と基板の相対速度と相対位置を検出するリニアスケールからの情報328を基に、制御コントローラ326を経て、圧電アクチュエータ313がドライバー327により駆動される。
FIG. 17A shows a simplified example of a control block diagram of the present coating apparatus. 325 is a command signal generator that gives a driving method of the
ピストン312の軸方向駆動装置として実施例では圧電アクチュエータ313を用いたが、電磁歪アクチュエータのひとつである超磁歪アクチュエータを用いてもよい。
In the embodiment, the
(4)流量調整の別方法について
図18A,図18Bは本発明の第4実施形態を示すもので、第1次スクイーズ圧力と第2次スクイーズ圧力を発生させるピストン(図17Aの312)の最少隙間hminの設定で各ヘッド間の流量のばらつきを補正するのではなく、ねじ溝ポンプから各ノズルに至る流通路の途中に別途流量補正機能(装置)を設けた場合を示す。図18Aは正面一部断面図、図18Bはねじ溝ポンプとダイヤフラムを繋ぐ流通路を示す図である。351は主軸、352はハウジング、353はモータ、354はねじ溝、355は吸入口、356は塗布材料357のシリンジ、358はエアー配管である。359は継手、360はねじ溝ポンプ側の十分に大きな流路径(数ミリメーター程度)を有する吐出口、361はメインピストン、362は軸方向駆動装置の一例である圧電アクチュエータ、363は圧電アクチュエータ用ハウジング、364は上部底板、365は下部底板、366は中間シート、367は上部底板364と下部底板365の間に形成された流通路である。368は上部底板364の肉厚を薄くして形成されたメインピストン用ダイヤフラム、369は吐出ノズルである。370は流量補正用圧電アクチュエータ、371は上部底板365の肉厚を薄くして形成された流量補正用ダイヤフラムである。メインピストン用ダイヤフラム368とその固定側対向面が隙間方向に相対移動する2面となるという点は第3実施例と同様である。但し、この場合はメインピストンの最少隙間hminは十分に大きく、たとえば、hmin>150μmに設定しておく。
(4) Another Method for Adjusting Flow Rate FIGS. 18A and 18B show a fourth embodiment of the present invention. The minimum number of pistons (312 in FIG. 17A) that generates a primary squeeze pressure and a secondary squeeze pressure is shown. A case where a flow rate correction function (apparatus) is separately provided in the middle of the flow path from the thread groove pump to each nozzle, instead of correcting the flow rate variation between the heads by setting the gap h min is shown. FIG. 18A is a partial front sectional view, and FIG. 18B is a view showing a flow path connecting the thread groove pump and the diaphragm. 351 is a main shaft, 352 is a housing, 353 is a motor, 354 is a thread groove, 355 is a suction port, 356 is a syringe of a
流量補正用圧電アクチュエータ370の出力軸(サブピストン)372の変位を可変させれば、流量補正用ダイヤフラム371とその対向面の隙間hSを調節できる。隙間hSが決定すれば、以降はこの隙間hSを保つように、流量補正用圧電アクチュエータ370に常に一定電圧を印加した状態にする。
By varying the displacement of the output shaft (sub-piston) 372 of the flow rate correcting
図12のマルチヘッドの等価回路モデルで説明すれば、Rp1〜Rp3の大きさは16式で示されるように、隙間hの3乗に逆比例する。メインピストン用のRp1〜Rp3は、hminが十分大きいためRp1〜Rp3→0となる。この代わりに流量補正用のR'p1〜R'p3(図示せず)が置き換わることになる。実施例では、この流量補正のためのhSを50μm以下に設定したが、実際に高速間欠塗布させた状態で、各ノズルからの流量を実測して、流量補正のためのhSを実験的に決めても良い。 To explain with the equivalent circuit model of the multi-head in FIG. 12, the magnitudes of Rp1 to Rp3 are inversely proportional to the cube of the gap h, as shown by equation (16). Rp1 to Rp3 for the main piston are Rp1 to Rp3 → 0 because h min is sufficiently large. Instead, R′p1 to R′p3 (not shown) for correcting the flow rate are replaced. In the embodiment, h S for correcting the flow rate is set to 50 μm or less. However, the flow rate from each nozzle is actually measured in a state where high-speed intermittent application is actually performed, and h S for correcting the flow rate is experimentally determined. You may decide.
実施例では、流量補正用アクチュエータ370に圧電式アクチュエータを用いたが、機械的な補正手段(又は装置)でもよい。たとえば、マイクロメータの出力軸をサブピストンとする手動式でもよい。
In the embodiment, a piezoelectric actuator is used as the flow
(5)始終端制御方法について
以下、本発明を用いてPDPの独立セルを間欠塗布する場合の始終端制御方法について述べる。ここで図15に立ち返り、マルチノズルを有するディスペンサが基板上を相対的に移動しながら、独立セル内に蛍光体を打ち込んでいくプロセスを想定する。ここで一つのノズル853だけに注目する。
(5) About start / end control method Hereinafter, the start / end control method in the case of intermittently applying independent cells of PDP using the present invention will be described. Returning to FIG. 15, a process is assumed in which a dispenser having a multi-nozzle relatively moves on a substrate and implants a phosphor into an independent cell. Here, attention is focused on only one
ここで、パネル面は蛍光体層を形成する「表示領域」855と、この表示領域854の外周部に蛍光体層を形成しない「非表示領域」856を有するものとする。「非表示領域」856の外周境界部を鎖線857で示す。
Here, the panel surface has a “display region” 855 in which a phosphor layer is formed and a “non-display region” 856 in which no phosphor layer is formed on the outer periphery of the
パネル面の表示領域855を、間欠塗布しながら矢印858の方向に高速走行したノズル853は、最後の間欠塗布が完了した時点で、ディスペンサの吐出を遮断すると同時に非表示領域856に入る。この非表示領域856において、矢印859のごとくUターン後、助走区間を経て、再度、表示領域855に入り、ディスペンサは間欠吐出を再開する。
The
図19Aのグラフはピストンの時間に対する変位曲線であり、同図中の950はピストン、951は吐出室(図1の14に相当)である。図19Bは時間tに対するモータの回転数Nを示す。ノズル853が表示領域855の端部のセルに塗布材料を打ちこんだ後、ピストン950は定常の変位パターンにより上昇する。この段階、すなわち時間t=T1において、ノズル853は非表示領域856に向けて走行開始すると同時に、ピストン950は再度緩やかな傾斜角952を描いて上昇を開始する。ピストン950が上昇することによる単位時間当りの吐出室951の体積増大量をQP、ねじ溝ポンプの最大流量をQmaxとしたとき、QP>Qmaxならば、吐出は遮断された状態を保つ(18式参照)。時間t=T1において、同時にねじ溝ポンプのモータの回転数N→0にする。このとき、補助エアー圧(図17Aの場合308)も遮断すればより好ましい。モータ制御とエアー圧制御の応答性は、電磁歪素子と比べて2桁程低く、立ち上がり・立ち下り時間はせいぜいT=0.05秒程度である。この時間Tの間、QP>Qmaxが成り立つと同時に、ピストン950が上昇続けられるようにピストンのストローク、ピストン径を設定しておく。
The graph of FIG. 19A is a displacement curve with respect to time of the piston, in which 950 is a piston and 951 is a discharge chamber (corresponding to 14 in FIG. 1). FIG. 19B shows the motor rotation speed N with respect to time t. After the
ノズル853がパネルの端面のUターン区間(非表示領域856)を走行するとき、ノズル853とパネル間の相対速度はゼロ及びその前後の極めて低速状態となる。もしこの区間でノズルから材料の流出が続けば、複数本のノズルからの吐出が重なるため、材料が基板上(但し非表示領域856)に堆積することになる。その結果、堆積した材料が吐出ノズルの先端に附着するなどのトラブルが発生するため、Uターン区間においては吐出は遮断された状態を保つ方が好ましい。時間t=T3において吐出を再開するが、このときモータの立ち上がりに要する時間Tmを考慮して、予めモータの回転を開始させておけばよい。吐出開始直後の塗布量が不安定の場合は、ノズルは非表示領域856の位置に置き、1〜2回の捨打ち後、独立セルへの塗布を開始すればよい。
When the
塗布状態から遮断状態に高速で移行する方法、たとえば、吐出ノズルが基板における「表示領域」から「非表示領域」に移り代わる際に、ピストンを上昇させて吐出を遮断する方法は連続線塗布の場合にも適用できる。また、ピストン上昇と同時にモータの回転数を低下、あるいはゼロにする方法も連続線塗布に適用できる。 The method of moving from the application state to the cut-off state at high speed, for example, the method of raising the piston to cut off the discharge when the discharge nozzle is changed from the “display area” to the “non-display area” on the substrate is a continuous line application method. It can also be applied to cases. Moreover, the method of decreasing or zeroing the rotational speed of the motor at the same time as raising the piston can also be applied to continuous line coating.
たとえば連続線塗布の場合、「表示領域」で連続線を描いた後、「非表示領域」で吐出遮断状態を保ちながらUターンし、再度吐出ノズルが「表示領域」に入ると同時に連続線塗布を開始するのである。この場合でも、本発明が見出した第2次スクイーズ圧力を利用できるため、上記[1]〜[3]で説明した塗布方法とディスペンサ構造を適用することができる。たとえば、ピストン端面の隙間hの最小値をh=hminとしたとき、hmin>hxとなるように十分に大きく、たとえばhmin=150μm程度に設定できる。そのため、部材の熱膨張で隙間hが数ミクロン変動しても、連続塗布流量の変動に与える影響は僅少である。また、hxを求める方法、マルチヘッドの流量を補正する方法等も、間欠流量を連続流量に置きかえればよく、前述した内容を利用できる。 For example, in the case of continuous line application, after drawing a continuous line in the “display area”, make a U-turn while maintaining the discharge cut-off state in the “non-display area” and apply the continuous line as soon as the discharge nozzle enters the “display area” again. Is started. Even in this case, since the secondary squeeze pressure found by the present invention can be used, the coating method and the dispenser structure described in the above [1] to [3] can be applied. For example, when the minimum value of the clearance h on the piston end surface is h = h min , it can be set sufficiently large so that h min > hx, for example, h min = 150 μm. Therefore, even if the gap h fluctuates several microns due to the thermal expansion of the member, the influence on the fluctuation of the continuous coating flow rate is small. In addition, the method for obtaining hx, the method for correcting the flow rate of the multihead, and the like may be used by replacing the intermittent flow rate with the continuous flow rate, and the above-described contents can be used.
[4]その他補足説明
[4−1] ピストン駆動部を軽量化する方法
図20の斜視図は本発明の第5実施形態を示し、流体補給装置の一例であるポンプ部とピストン駆動部をフレキシブルなパイプで連結する構成にして、ポンプ部を固定側に配置し、ピストン駆動部を高速走行するステージ側に配置したものである。この場合、ピストン駆動部は軽量でよいために、パネルに対する吐出ノズル先端の高速速度制御・位置決め制御に有利となる。
[4] Other supplementary explanation [4-1] Method for reducing the weight of the piston drive unit The perspective view of FIG. 20 shows a fifth embodiment of the present invention, and a pump unit and a piston drive unit, which are an example of a fluid supply device, are flexible. In this configuration, the pump part is arranged on the fixed side, and the piston driving part is arranged on the stage side that travels at high speed. In this case, since the piston drive unit may be light, it is advantageous for high-speed speed control / positioning control of the discharge nozzle tip with respect to the panel.
150はパネルであり、このパネルの両側を挟んで1対のY軸方向搬送装置151、152が設けられている。また、X軸方向搬送装置153が、Y−Y'方向に移動可能に、上記Y軸方向搬送装置151、152上に搭載されている。さらに、Z軸方向搬送装置154が、矢印X−X'方向に移動可能に、上記X軸方向搬送装置153上に搭載されている。Z軸方向搬送装置154には、圧電アクチュエータとピストンで構成されるピストン駆動部155が搭載されている。
156は流体補給装置の一例であるポンプ部であり、固定側に配置されている。157はこのポンプ部156(例えば図10の66に対応)とピストン駆動部155(例えば図10の67に対応)を繋ぐ流路であるフレキシブルパイプである。高速間欠塗布を図る上で、フレキシブルパイプの弾性による圧縮性が問題となる場合は、ピストンの最少隙間hminを十分に小さくした状態で本装置を構成すればよい。
[4−2] 塗布休止区間を設ける方法
図21A,図21Bは、間欠塗布に「塗布休止区間」を設ける場合の実施例を示す。具体的には、等量ドットを等時間間隔でn個打った後、1個分塗布を休止して、再度等量ドットを等時間間隔でn個打つ動作を繰り返す塗布工法である。たとえば、回路形成におけるチップ部品接着工法において、1個だけ別種の接着材による接着が必要なため、この部分だけ塗布休止が必要な場合に相当する。
A
[4-2] Method for Providing Application Pause Section FIGS. 21A and 21B show an example in which an “application pause section” is provided for intermittent application. Specifically, this is an application method in which after n equal-quantity dots are hit at equal time intervals, application is paused for one, and the operation of hitting n equal-dots again at equal time intervals is repeated. For example, in the chip component bonding method in circuit formation, since bonding with only one kind of adhesive is necessary, this corresponds to the case where only this part needs to be stopped.
図21Aのグラフはピストンの時間に対する変位曲線であり、同図中の750はピストン、751は吐出室(図1の14に相当)、752は吐出ノズルである。図21Bにおいて、753は基板、754は基板753上に塗布されたドットである。
21A is a displacement curve with respect to time of the piston, in which 750 is a piston, 751 is a discharge chamber (corresponding to 14 in FIG. 1), and 752 is a discharge nozzle. In FIG. 21B,
時間t=T1を開始点として、ピストン750は緩やかに下降する直線755上で、同一振幅の上昇と下降を繰り返しながら、n個分間欠塗布を行なう。時間t=T2において、ピストン750は定常時よりも大きく上昇する。間欠塗布の開始時点で直線756の始点の値は、t=T1における直線755の値に等しい。定常時のピストンの周期をΔTとすれば、大きく上昇し再度下降するまでの時間は2ΔTである。t=T3後、ピストン750は緩やかに下降する直線756上で、再び同一振幅の上昇と下降を繰り返しながら、間欠塗布を繰り返す。n個分の間欠塗布が終了した時点で直線756の終点の値は、t=T2における直線755の値に等しい。
Starting from time t = T 1 , the
時間t=T2から時間t=T3の間、時間幅2ΔTの区間で、2回分の塗布総流量がねじ溝ポンプから吐出室751に充填される。しかし、t=T3における間欠塗布では、ピストンは定常時の振幅分しか下降しないため、定常時の流量しか塗布されない。ピストンの最少隙間hminが大きいとき、吐出圧力は最少隙間hminの絶対値に依存しないという本発明の特徴がここで活かされるのである。
Between time t = T 2 of time t = T 3, a section of the time width 2.DELTA.T, 2 times of coating total flow is charged into the
吐出室751で1回分余計に蓄積された流体は、その後、n個分の間欠塗布で均等分配されながら吐出していく。したがって、本方法及び装置を用いれば、塗布休止部分を有する全区間で、1ドット当り同一の塗布量の間欠塗布ができる。
The fluid accumulated once more in the
上記方法及び装置は間欠塗布の時間間隔が一定値に設定されている場合、たとえば、ディスペンサが固定されていて、基板が搭載されたコンベアが一定速度で走行する場合のような塗布プロセスに有効である。 The above method and apparatus are effective for a coating process in which the intermittent coating time interval is set to a constant value, for example, when the dispenser is fixed and the conveyor on which the substrate is mounted runs at a constant speed. is there.
[4−3] あるスポットで間欠塗布量を変える方法
間欠塗布量をあるスポットだけ変える場合について述べる。
[4-3] Method of changing intermittent application amount at a certain spot A case where the intermittent application amount is changed only at a certain spot will be described.
たとえば塗布を開始してから、n回目の1ドット当りの塗布量を他と比べて2倍打つ場合は、次のようにする。n−2回目とn−1回目の時間間隔をΔTn−1、n−1回目とn回目の時間間隔をΔTn、さらに、n回目とn+1回目の時間間隔をΔTn+1とする。ここでΔTn=2×ΔTn−1、ΔTn−1=ΔTn+1と設定する。n−1回目でねじ溝ポンプから吐出室に充填される総流量はQn=ΔTn−1×Qmax、n回目でねじ溝ポンプから吐出室に充填される総流量はQn=ΔTn×Qmax=2×ΔTn−1×Qmaxである。したがって、Qn=2×Qn−1となる。吐出室にねじ溝ポンプから充填される総流量は、吐出ノズルから流出する1ドット当りの塗布量に比例するとすれば、n回目の塗布量は他と比べて2倍となる。但し、吐出終了後から吐出開始に至るまでの区間(上記ΔTn)では、吐出室は十分に負圧の状態を保てるように、ピストンのストロ−クは十分に大きく設定しておく。以上、n回目の塗布量だけ他と比べて2倍塗布量を打つ場合について述べたが、逆にn回目の塗布量だけ他と比べて1/2倍塗布量に減らす場合は、ΔTn=ΔTn−1/2、ΔTn−1=ΔTn+1と設定すればよい。このような考えのもとに、本ディスペンサでは各スポットで任意の塗布量を設定できる。 For example, when the application amount per dot for the nth time is doubled compared to the others after the start of application, the following is performed. The time interval between the (n−2) th time and the (n−1) th time is ΔT n−1 , the time interval between the n− 1th time and the nth time is ΔT n , and the time interval between the nth time and the (n + 1) th time is ΔT n + 1 . Here, ΔT n = 2 × ΔT n−1 and ΔT n−1 = ΔT n + 1 are set. The total flow rate that fills the discharge chamber from the thread groove pump at the (n-1) th time is Q n = ΔT n−1 × Q max , and the total flow rate that fills the discharge chamber from the thread groove pump at the nth time is Q n = ΔT n * Qmax = 2 * [Delta] Tn -1 * Qmax . Therefore, Q n = 2 × Q n−1 . Assuming that the total flow rate charged from the thread groove pump into the discharge chamber is proportional to the application amount per dot flowing out from the discharge nozzle, the n-th application amount is twice that of the other. However, in the section from the end of discharge to the start of discharge (ΔT n ), the stroke of the piston is set to be sufficiently large so that the discharge chamber can maintain a sufficiently negative pressure state. In the above, the case where the nth application amount is applied twice as much as the others has been described, but conversely, when the nth application amount is reduced to ½ times the other application amounts, ΔT n = What is necessary is just to set (DELTA) Tn -1 / 2 and (DELTA) Tn -1 = (DELTA) Tn + 1 . Based on this idea, the dispenser can set an arbitrary coating amount at each spot.
従来ディスペンサがピストンの機械的変位(ストローク)で1ドット当りの塗布量を制御するのに対して、本ディスペンサでは時間間隔を制御することにより、塗布量を制御できる。 The conventional dispenser controls the application amount per dot by the mechanical displacement (stroke) of the piston, whereas in this dispenser, the application amount can be controlled by controlling the time interval.
[4−4] 隙間hminに対する吐出量Qs曲線の変曲点hxを求める方法
前述したように、ピストン端面とその対向面間の隙間の最小値hminの値の設定は、本発明では極めて重要である。hmin>hxとして設定すれば、ピストン・ストロークとピストンの絶対位置の変動(ドリフト)に依存しない安定した間欠塗布が実現できる。
[4-4] Method for obtaining inflection point hx of discharge amount Qs curve with respect to gap h min As described above, the setting of the minimum value h min of the gap between the piston end face and the opposed face is extremely difficult in the present invention. is important. If h min > hx is set, stable intermittent application that does not depend on fluctuation (drift) of the piston stroke and the absolute position of the piston can be realized.
hmin≒hxとして設定すれば、マルチヘッド間の微妙な流量補正ができる。この変曲点hxを求める方法として、
(1)実験的方法
ピストン端面とその対向面間の隙間の最小値hminを設定し、間欠吐出をさせた状態で、1ドット当たりの総吐量Qsを求める。hminに対するQsの実測値をプロットして、変曲点hxを求める。
(2)理論的方法
(i) 厳密な方法
ピストン変位の入力波形h(t)を与えて、(14)式を用いて流量Qiを求める。吐出工程区間での流量Qiを時間tで積分し、1ドット当たりの総吐出量Qsを求める。hminに対するQsの理論値をプロットして、変曲点hxを求める。図14Bのグラフは上記方法で求めたものである。
If h min ≈hx is set, subtle flow rate correction between multiple heads can be performed. As a method of obtaining the inflection point hx,
(1) Experimental method The minimum value h min of the gap between the piston end face and the opposed face is set, and the total discharge amount Qs per dot is obtained in a state where intermittent discharge is performed. The inflection point hx is obtained by plotting the measured value of Qs against h min .
(2) Theoretical method (i) Strict method An input waveform h (t) of piston displacement is given, and the flow rate Q i is obtained using equation (14). The total flow rate Qs per dot is obtained by integrating the flow rate Q i in the discharge process section with time t. The inflection point hx is obtained by plotting the theoretical value of Qs against h min . The graph of FIG. 14B is obtained by the above method.
(ii) 簡易な方法
もう少し簡易に変曲点hxを求める方法について、以下説明する。
(Ii) Simple method A method for obtaining the inflection point hx in a slightly simpler manner will be described below.
前述したように、最小隙間hminが十分に大きな場合、流量:Qiはストロークhstの大きさによって振幅は異なるが、動作点Qicを中心に変動する波形となる。 As described above, when the minimum gap hmin is sufficiently large, the flow rate: Q i has a waveform that varies around the operating point Q ic , although the amplitude varies depending on the size of the stroke hst.
すなわち、平均流量はピストンのストロークの大きさに依存せず、ねじ溝ポンプ特性と吐出ノズル抵抗で決まる動作点(たとえば、図8のA)で決まる。すなわち、周期が一定の条件下で、1ドット当たりの総吐出量Qsの大きさを比較する場合は、ストロークhstがゼロの場合における連続流量の大きさを比較すればよい。 That is, the average flow rate does not depend on the size of the stroke of the piston, but is determined by the operating point (for example, A in FIG. 8) determined by the thread groove pump characteristics and the discharge nozzle resistance. That is, when comparing the magnitude of the total discharge amount Qs per dot under a constant period, the magnitude of the continuous flow rate when the stroke hst is zero may be compared.
(14)式において、hst=0とすれば、Psqu1→0、Psqu2→0である。PS0は隙間hには依存しないため、次の隙間hの関数φを用いて、hに対するφの値をプロットして変曲点hxを求めればよい。 In the equation (14), if hst = 0, Psqu1 → 0 and Pscu2 → 0. Since PS0 does not depend on the gap h, the inflection point hx may be obtained by plotting the value of φ with respect to h using the function φ of the next gap h.
流体補給装置にねじ溝ポンプを用いる場合は、内部抵抗はRs=Pmax/Qmaxである。ポンプの最大流量Qmax、最大圧力Pmaxは理論的に求められる場合が多いが、もしそれが困難な場合は、図8のグラフに相当する圧力・流量特性を次の方法で実験的に求めても良い。 When a thread groove pump is used for the fluid supply device, the internal resistance is Rs = Pmax / Qmax. In many cases, the maximum flow rate Qmax and the maximum pressure Pmax of the pump are theoretically obtained. If this is difficult, the pressure / flow rate characteristics corresponding to the graph of FIG. 8 can be obtained experimentally by the following method. good.
最大流量Qmaxは、吐出ノズルを離脱した状態で連続吐出させて、単位時間当たりの総流量を測定する。最大圧力Pmaxは、吐出ノズルの代わりに圧力センサーが装着された治具を装着し、流量ゼロの状態で圧力を測定すればよい。流体補給装置にねじ溝ポンプ以外のポンプを用いた場合、圧力・流量特性が線形関係ではない場合は、動作点を中心に線形化してその傾斜角から内部抵抗Rsを求めれば良い。 For the maximum flow rate Qmax, continuous discharge is performed with the discharge nozzle detached, and the total flow rate per unit time is measured. The maximum pressure Pmax may be measured by mounting a jig equipped with a pressure sensor instead of the discharge nozzle and in a state where the flow rate is zero. When a pump other than the thread groove pump is used as the fluid supply device, if the pressure / flow rate characteristics are not linear, the internal resistance Rs may be obtained from the inclination angle by linearizing around the operating point.
図18A,図18Bで示した流量調整の別方法(本発明の第4実施形態)のように、流体補給装置(たとえば、ねじ溝ポンプ)から各ノズルに至る流通路の途中に流量補正機能(装置)を設けた場合、あるいは、絞りがある場合はこの部分の流体抵抗Rxを上記Rsに加えて、みかけの流体補給装置の内部抵抗(Rs+Rx→Rs)とすればよい。 18A and 18B, as in another method of flow rate adjustment (fourth embodiment of the present invention), a flow rate correction function (in the middle of the flow path from the fluid supply device (for example, thread groove pump) to each nozzle ( When a device is provided, or when there is a restriction, the fluid resistance Rx of this portion may be added to the above Rs to obtain the internal resistance (Rs + Rx → Rs) of the apparent fluid supply device.
流体抵抗Rn、Rpは通常よく知られた理論式(例えば15式、16式)から求められるが、形状が複雑ならば数値解析を用いるか、あるいは実験的に求めても良い。内径に対して絞り部分の長さが短いオリフィスの場合は、線形抵抗の式(例えば15式)が成り立たなくなるが、この場合は動作点を中心に線形化して、見かけの流体抵抗とすればよい。
The fluid resistances Rn and Rp are usually obtained from well-known theoretical equations (for example,
以下、本発明を適用した塗布装置の特徴を追記する。
(i)吐出量Qsは塗布流体の粘度の影響を受けにくい。
Hereinafter, the features of the coating apparatus to which the present invention is applied will be added.
(I) The discharge amount Qs is hardly affected by the viscosity of the coating fluid.
14式において、流体抵抗Rn,Rp,Rsは粘度μに比例する。また、供給源圧力Ps0≒ねじ溝最大圧力Pmaxとすれば、Ps0は粘度μに比例する。
In
したがって、(14)式の分母・分子の粘度μはキャンセルされる。そのため、本ディスペンサの吐出量は粘度に依存しにくい。通常、流体の粘度は温度に対して対数的に大きく変化する。その温度変化に対して鈍感であるという点は、塗布システムを構成する上で極めて有利な特徴となる。
(ii)高い塗布精度が得られると共に、構造がシンプルである。
Accordingly, the denominator / numerator viscosity μ in the equation (14) is canceled. For this reason, the discharge amount of the dispenser is unlikely to depend on the viscosity. Usually, the viscosity of a fluid varies greatly logarithmically with temperature. The insensitivity to the temperature change is a very advantageous feature in configuring the coating system.
(Ii) High application accuracy can be obtained and the structure is simple.
本発明のディスペンサを、たとえばPDPの間欠塗布に適用した場合、前述したように、間欠塗布における1ドット当りの塗布量は、「供給源ポンプの圧力流量特性と吐出ノズル流体抵抗の動作点の流量」と「間欠周波数」で決定される。たとえば、供給源ポンプの一例としてねじ溝ポンプを用いる場合、吐出ノズルが装置に装着されていれば、1ドット当りの塗布量はねじ溝ポンプの回転数Nと間欠塗布の周波数fだけで決定される。 When the dispenser of the present invention is applied to, for example, intermittent application of PDP, as described above, the application amount per dot in intermittent application is “the flow rate characteristic of the supply pump and the flow rate at the operating point of the discharge nozzle fluid resistance” ”And“ intermittent frequency ”. For example, when a thread groove pump is used as an example of a supply source pump, if a discharge nozzle is mounted on the apparatus, the application amount per dot is determined only by the rotation speed N of the thread groove pump and the frequency f of intermittent application. The
塗布量は、ピストンのストローク、ピストンの絶対位置精度、塗布流体粘度に鈍感であるため、ピストン駆動部(例えば図10の67)の構成をシンプルにできる。 Since the coating amount is insensitive to the stroke of the piston, the absolute position accuracy of the piston, and the viscosity of the coating fluid, the configuration of the piston driving unit (for example, 67 in FIG. 10) can be simplified.
以下、従来ディスペンサの場合は、1ドット当りの塗布量がどのように決まるかという点について説明する。 Hereinafter, in the case of a conventional dispenser, how the coating amount per dot is determined will be described.
エアー方式によるディスペンサは、定圧源から供給される定量の空気を容器(図25の600内)にパルス的に印加させ、容器内の圧力の上昇分に対応する一定量の液体をノズル602から吐出させるものである。そのため、(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)液体の粘度変化よる吐出量変化、等がばらつきの要因となる。
The air-type dispenser applies a constant amount of air supplied from a constant pressure source to a container (inside 600 in FIG. 25) in a pulsed manner, and discharges a certain amount of liquid corresponding to the increase in pressure in the container from the
上記(2)は、シリンダ内の空隙部600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供給した場合、空隙部600内の圧力変化の度合が、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。
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。
In the above (2), since the volume of the
The above (3) occurs, for example, when the viscosity of a material containing a large amount of solvent changes with time. As countermeasures for this, measures such as adjusting the pulse width so as to correct the influence of the viscosity change by programming the tendency of the viscosity change with respect to the time axis in advance in a computer have been taken.
従来ねじ溝式ディスペンサ(具体構造は記載せず)で間欠塗布を行う場合は、(1)モータとねじ溝の間に電磁クラッチを介在させ、吐出のON、OFF時にこの電磁クラッチを連結あるいは開放する、(2)DCサーボモータを用いて、急速回転開始あるいは急速停止させる、方法を用いていた。しかし、上記いずれも機械的な系の時定数で応答性が決まるため、高速間欠動作には制約があった。また、ポンプ軸の過渡応答時(回転始動時と停止時)の回転特性に不確定要因が多いため、流量の厳密な制御は難しく、塗布精度にも限界があった。 When intermittent application is performed with a conventional thread groove type dispenser (specific structure is not described), (1) an electromagnetic clutch is interposed between the motor and the thread groove, and this electromagnetic clutch is connected or released when discharging is turned ON / OFF. (2) The method of using a DC servomotor to start or stop rapid rotation was used. However, since the response is determined by the time constant of the mechanical system in any of the above, there is a restriction on high-speed intermittent operation. In addition, since there are many uncertain factors in the rotational characteristics at the time of transient response of the pump shaft (at the time of starting and stopping the rotation), it is difficult to strictly control the flow rate and there is a limit to the coating accuracy.
ジェット式ディスペンサ(図26)の場合、前述したように、ニードル555の端部に形成された球面形状の凸部と、吐出側に形成された球面形状の凹部を高い精度で噛み合わせる必要がある。
In the case of the jet-type dispenser (FIG. 26), as described above, it is necessary to mesh the spherical convex portion formed at the end of the
インクジェット方式(図28)の場合、圧電素子653により振動板652を厚み方向に変形させてインク室654の容積を減少→圧力上昇により流体を吐出させるものである。
In the case of the ink jet method (FIG. 28), the
上述したいずれの塗布方式も、吐出ノズルに直結した空間の容積を何らかの手段(又は装置)で変化させ、「空間の容積変化分=1ドット当りの塗布量」という図式により、塗布量を制御する方法であった。本発明のディスペンサの場合、前述したように、ピストンによる空間の容積変化は塗布量を決めるのではなく、その役割は、供給源ポンプの連続流量(Analog)を間欠流量(Digital)に変えるA/Dコンバータである。したがって、本ディスペンサではピストン駆動部における相対移動する部材の高精度加工、組み立て時の部材間の正確な位置合わせ、ピストン・ストロークの絶対精度の確保など、従来ディスペンサで要求されるこれらの工程管理が大幅に簡素化される。 In any of the above-described coating methods, the volume of the space directly connected to the discharge nozzle is changed by some means (or device), and the coating amount is controlled according to the scheme of “volume change in space = coating amount per dot”. Was the way. In the case of the dispenser of the present invention, as described above, the volume change of the space by the piston does not determine the application amount, but its role is to change the continuous flow rate (Analog) of the supply source pump to the intermittent flow rate (Digital). D converter. Therefore, with this dispenser, these process controls required for conventional dispensers, such as high-precision machining of the relatively moving member in the piston drive unit, accurate alignment between the members during assembly, and ensuring absolute accuracy of the piston / stroke, etc. It is greatly simplified.
したがって、複数本のピストンを独立駆動するマルチヘッド全体もおおいに構造的に簡素化できる。
(iii)粉流体の流路内での詰まりに対する信頼性が高い
本発明を適用すれば、ポンプの吸入口から吐出ノズルに至る流路の開口面積を充分に大きくとれるため、粉流体に対する信頼性が高い。
Therefore, the entire multi-head that independently drives a plurality of pistons can be greatly simplified structurally.
(Iii) High reliability against clogging of powder fluid in the flow path If the present invention is applied, the opening area of the flow path from the suction port of the pump to the discharge nozzle can be made sufficiently large. Is expensive.
特に、吐出ノズルに繋がる流通路であるピストン端面とその対向面間の隙間hを充分に大きくとれるため、粉体(たとえば、蛍光体の場合は粒径7〜9μm)の詰まり防止に極めて有利となる。 In particular, since the gap h between the piston end surface, which is a flow passage leading to the discharge nozzle, and the opposing surface can be made sufficiently large, it is extremely advantageous for preventing clogging of powder (for example, in the case of a phosphor, the particle size is 7 to 9 μm). Become.
たとえば、マルチヘッド構成にして、各ヘッドの流量を微調節する場合、供給源ポンプの出力流量の設定方法(回転数で流量を調節)と併用することにより、隙間に対する吐出量の傾きが滑らかなhmin≒hx近傍に最小隙間(例えば図15ではhmin=50μm)を設定すればよい。この50μmという数値は、通常よく使用される粉体径(数ミクロン〜十数ミクロン)と比べて、十分に大きい。流量の微調節を第4実施形態(図18A,図18B)で行う場合、あるいは、各部品の部品精度が良好で各ヘッド間の流量ばらつきが無視できる場合は、最小隙間hminは150〜200μm、あるいはそれ以上に設定してもよい。 For example, in a multi-head configuration, when finely adjusting the flow rate of each head, the slope of the discharge rate with respect to the gap is smooth by using together with the output flow rate setting method (adjusting the flow rate with the rotation speed) of the supply pump. A minimum gap (for example, hmin = 50 μm in FIG. 15) may be set in the vicinity of hmin≈hx. This numerical value of 50 μm is sufficiently larger than the commonly used powder diameter (several microns to several tens of microns). When fine adjustment of the flow rate is performed in the fourth embodiment (FIGS. 18A and 18B), or when the component accuracy of each component is good and the flow rate variation between the heads can be ignored, the minimum gap hmin is 150 to 200 μm, Or you may set more.
吐出ノズルの流路に直結するピストン端面部(例えば図10の吐出室68)は、流路の方向が大きく変化する部分であり、粉流体を扱う場合、最も目詰まり等のトラブルが発生しやすい個所である。この部分で流路の隙間が大きく確保できるという点は、本発明の最も大きな特徴である。なお、微少粒子が含まれた蛍光体、接着材のような粉流体を塗布する場合は、流路の最小隙間δminは微少粒子径φdよりも大きく設定すればよい。
The piston end face portion (for example, the
δmin>φd … (20)
以上、本発明の実施形態及び実施例では流体補給装置にねじ溝式ポンプを用いた。本発明を実現するためには、ねじ溝式以外の型式のポンプでも適用できるが、ねじ溝式の場合、ねじ溝を構成する各種パラメータ(ラジアル隙間、ねじ溝角度、溝深さ、グルーブとリッジの比など)を変えることにより、最大圧力Pmax、最大流量Qmax、内部抵抗Rs(=Pmax/Qmax)を自由に選択できる点が有利である。
δmin> φd (20)
As described above, in the embodiments and examples of the present invention, the thread groove type pump is used for the fluid supply device. In order to realize the present invention, the pump can be applied to other types of pumps than the thread groove type, but in the case of the thread groove type, various parameters (radial gap, thread groove angle, groove depth, groove and ridge) constituting the thread groove. It is advantageous that the maximum pressure Pmax, the maximum flow rate Qmax, and the internal resistance Rs (= Pmax / Qmax) can be freely selected by changing the ratio of the above.
また、完全非接触で流路を構成できるため、粉流体を取り扱う場合に有利である。 In addition, since the flow path can be configured in a completely non-contact manner, it is advantageous when handling a powder fluid.
なお、本発明における流体補給装置としてのポンプの形態は、ねじ溝式に限らず他の方式のポンプも適用可能である。たとえば、スネイクポンプと呼ばれるモーノ式、ギヤ式、ツインスクリュウ式、シリンジ式ポンプなどが適用できる。あるいは、流体を高圧エアーで加圧するだけのポンプでもよい。 In addition, the form of the pump as the fluid supply device in the present invention is not limited to the thread groove type, and other types of pumps can be applied. For example, a Mono type, a gear type, a twin screw type, a syringe type pump or the like called a snake pump can be applied. Alternatively, a pump that simply pressurizes the fluid with high-pressure air may be used.
図22は、本発明に流体補給装置にギヤ式を用いた場合のモデル図であり、700はギヤポンプ、701は流通路、702a、702b、702cはたとえば圧電アクチュエータなどで構成される軸方向駆動装置、703a、703b、703cはピストンである。 FIG. 22 is a model diagram when the gear type is used for the fluid replenishing device according to the present invention, where 700 is a gear pump, 701 is a flow passage, 702a, 702b, and 702c are, for example, piezoelectric actuators or the like. , 703a, 703b, and 703c are pistons.
ピストン駆動部を構成するピストンとその対向面の形状は、円形でなくてもよい。ピストンは長方形の形状でもよい。この場合は等価な面積を持つ円の半径を平均半径とする。 The shape of the piston that constitutes the piston drive unit and its opposing surface may not be circular. The piston may be rectangular. In this case, the radius of a circle having an equivalent area is taken as the average radius.
上記実施形態及び実施例ではいずれも1ヘッドに対して1ノズルの構造であった。部品精度さえ確保できるならば、1ヘッドにn本のノズルを装備してもよい。この場合、たとえば、1ドット当たりの流量を求める前述した基礎式は、ノズルn本分として計算すればよい。たとえば同一仕様のノズルでは、Rn→Rn/nとして計算する。たとえば、独立セルの中に蛍光体を間欠塗布する場合、ノズル穴を長方形の独立リブの長手方向に複数個配置すれば、セル内部全域に塗布できるため、リブからの塗布流体のはみ出し防止に効果的である。実施例の場合は、PDP独立セルの形状は、0.65mm(縦)×0.25mm(横)であった。この場合、たとえば0.65mmを4分割して、中央部を含む左右2箇所(総計3箇所)にノズル穴を形成すればよい。また、ステージの走行方向に対して直角方向に、同色の蛍光体を塗布するノズル穴を形成して、複数の独立セル内に蛍光体を塗布するようにすれば、生産性は一層向上する。 In the above-described embodiment and examples, each nozzle has a structure of one nozzle. As long as component accuracy can be ensured, one head may be equipped with n nozzles. In this case, for example, the above-described basic expression for obtaining the flow rate per dot may be calculated as n nozzles. For example, for nozzles of the same specification, calculation is performed as Rn → Rn / n. For example, when intermittently applying phosphor in an independent cell, if multiple nozzle holes are arranged in the longitudinal direction of the rectangular independent rib, it can be applied to the entire interior of the cell, which is effective in preventing the coating fluid from protruding from the rib. Is. In the case of the example, the shape of the PDP independent cell was 0.65 mm (vertical) × 0.25 mm (horizontal). In this case, for example, 0.65 mm may be divided into four, and nozzle holes may be formed at two places on the left and right (total of three places) including the central portion. Further, if a nozzle hole for applying the same color phosphor is formed in a direction perpendicular to the traveling direction of the stage and the phosphor is applied in a plurality of independent cells, the productivity is further improved.
微少流量を扱う本実施形態及び実施例のポンプでは、ピストンのストロークは、大きくとも数十ミクロンのオーダーでよく、超磁歪素子、圧電素子などの電磁歪素子を用いても、ストロークの限界は問題とならない。 In the pumps of this embodiment and examples that handle minute flow rates, the stroke of the piston may be on the order of several tens of microns at most, and even if an electromagnetic strain element such as a giant magnetostrictive element or a piezoelectric element is used, the stroke limit is a problem. Not.
また、高粘度流体を吐出させる場合、スクイーズ作用によって大きな吐出圧の発生が予想される。この場合、ピストンを駆動する軸方向駆動装置には高い流体圧に抗する大きな推力が要求されるため、数百〜数千Nの力が容易に出せる電磁歪型アクチェータの適用が好ましい。電磁歪素子は、数MHz以上の周波数応答性を持っているため、ピストンを高い応答性で直線運動させることができる。そのため、高粘度流体の吐出量を高いレスポンスで高精度に制御できる。 In addition, when a high viscosity fluid is discharged, a large discharge pressure is expected to be generated due to the squeeze action. In this case, since an axial drive device that drives the piston requires a large thrust against high fluid pressure, an electromagnetic strain actuator that can easily generate a force of several hundred to several thousand N is preferably used. Since the magnetostrictive element has a frequency response of several MHz or more, the piston can be linearly moved with high response. Therefore, the discharge amount of the high-viscosity fluid can be controlled with high response and high accuracy.
応答性を犠牲にするならば、ピストンを駆動する軸方向駆動装置にムービングマグネット型、ムービングコイル型のリニアモータあるいは電磁ソレノイド等を用いてもよい。この場合、ストロークの制約は解消される。(図示せず)
スクイーズ効果による発生圧力と流量は、(11)式あるいは図4、図5のグラフからわかるように、ピストン端面とその対向面間隙間の変位入力波形に対して、位相がΔθ=π/2だけ進んだ波形となる。すなわち、ピストンが下降中(dh/dt<0)の区間で流体が吐出される。たとえば、塗布対象の基板をステージで移動させながら間欠塗布する場合、塗布個所に照準を合わせて高い位置精度で塗布するためには、ピストン隙間の変位入力信号Shに対して、位相がΔθ=π/2進んで塗布されることを考慮して、ステージと変位入力信号Shのタイミングを合わせればよい。たとえば、ピストンが上昇中にステージを移動させ、停止後、ピストンを下降させて対象の基板に塗布すればよい。(図示せず)
図23A,図23Bはプリンタなどで用いられているバイモレフ型圧電素子を用いた場合の本発明の適用例を示す。バイモレフ型の圧電素子を用いて、相対移動する2面を構成し、この2面間に形成される吐出室と、流体補給装置の一例であるねじ溝ポンプを連絡している。
If the responsiveness is sacrificed, a moving magnet type, moving coil type linear motor, electromagnetic solenoid, or the like may be used for the axial direction driving device for driving the piston. In this case, the stroke restriction is eliminated. (Not shown)
As can be seen from the equation (11) or the graphs of FIGS. 4 and 5, the generated pressure and flow rate due to the squeeze effect have a phase of Δθ = π / 2 with respect to the displacement input waveform between the piston end face and the opposed face gap. The waveform is advanced. That is, the fluid is discharged in a section where the piston is descending (dh / dt <0). For example, when intermittent application is performed while moving a substrate to be applied on a stage, in order to apply with high positional accuracy while aiming at the application location, the phase is Δθ = π with respect to the displacement input signal Sh of the piston gap. Considering that the coating is advanced by / 2, the timing of the stage and the displacement input signal Sh may be matched. For example, the stage may be moved while the piston is raised, and after the stop, the piston is lowered and applied to the target substrate. (Not shown)
FIG. 23A and FIG. 23B show application examples of the present invention in the case of using a bi-reflex type piezoelectric element used in a printer or the like. The bi-reflex type piezoelectric element is used to form two surfaces that move relative to each other, and a discharge chamber formed between the two surfaces communicates with a thread groove pump that is an example of a fluid supply device.
900は主軸であり、ハウジング901に対して回転方向に移動可能に収納されている。主軸900はモータ902により回転駆動される。903は主軸900とハウジング901の相対移動面に形成されたねじ溝である。本適用例では、流体補給装置としての供給源ポンプには、極小径の主軸900の表面あるいはこの主軸900を収納するハウジング901内面に溝903を形成したねじ溝ポンプを用いる。このマイクロねじ溝ポンプが、複数の吐出室へ流体を供給する共通の流体補給装置となる。904は流体の吸入口、905は薄板のダイヤフラム、906はダイヤフラム905を厚み方向に変形させるバイモレフ型圧電素子(隙間方向の駆動手段)、907はハウジング901に装着された吐出ノズルである。ダイヤフラム905の吐出側端面とその固定側対向面が隙間方向に相対移動する2面であり、この2面で形成される空間が吐出室908となる。909は主軸端部、910はこの主軸端部909と吐出室908を結ぶ流通路である。圧電アクチュエータの場合、圧電素子の変形の利用形態により幾つかの方式があるが、上記適用例は振動板と圧電体を積層させて、圧電体の面方向の伸長伸縮による振動板のたわみを利用する方法を用いている。この場合、高密度なノズル配列により、ひとつの塗布ユニットに多くのマルチヘッドを集積化できるため、生産性はおおいに向上する。また、本適用例では、流体補給装置と吐出室908を繋ぐ流通路910には、従来インクジェット方式の場合に必要な絞り(図28の656相当)が無い。高粘度流体を吐出室へ吸入するときの充填遅れをもたらす要因である絞りがないために、従来のインクジェットと比べて、高粘度流体が使える。たとえば、100mPa・s程度の粘度が限界だった従来のインクジェットと比べて、10倍以上の高粘度流体を取り扱うことができる。各ヘッド間の流量のばらつきを補正するために、第4実施形態で示したように、ねじ溝ポンプから各ノズルに至る流通路の途中に流量補正機能(装置)を設けても良い。但し、この場合でも流量補正に必要な絞りの流体抵抗は、高速間欠塗布に支障のないように十分に小さくできる。
本適用例の場合、吐出圧力の発生原理は、第1次、第2次スクイーズ圧力だけではなく、液体中に伝搬される弾性波による圧力が加わる。但し、この場合でもねじ溝ポンプの高い内部抵抗が逆流を防止して、流体を効率良く吐出ノズルから流出させる効果をもたらすという点は同様である。 In the case of this application example, the generation principle of the discharge pressure is not only the primary and secondary squeeze pressures but also pressure due to elastic waves propagated in the liquid. However, even in this case, the high internal resistance of the thread groove pump prevents back flow and brings about the effect of efficiently flowing out the fluid from the discharge nozzle.
ピストン、あるいはこのピストンに相当するダイヤフラムを高い周波数で駆動させる程、間欠塗布は限りなく連続塗布に近づいていく。この間欠塗布を擬似連続化して、連続線を描画してもよい。 As the piston or the diaphragm corresponding to the piston is driven at a higher frequency, the intermittent application becomes closer to continuous application. This intermittent application may be quasi-continuous to draw a continuous line.
この場合、連続線としての流量の調節は、1ドット当たりの塗布量の調節と同様な方法が適用できる。 In this case, the flow rate as a continuous line can be adjusted by the same method as the adjustment of the coating amount per dot.
また、吐出側に時間遅れ要素として、小径で長いパイプを装着し、その先端に吐出ノズルを設けるような構成にすれば、擬似連続化はさらに低い周波数でも可能である。(図示せず)
微小量の流体を、高速・高精度に間欠吐出させることのできる本発明は、塗布技術だけではなく、様々な用途に適用できる。たとえば、従来ガラス成型加工に代わり、DVD用光ピックアップ、カメラ、プリンタなどに用いられるマイクロレンズを製造する手段(方法又は装置)としても適用することができる。
Moreover, if a configuration is adopted in which a small pipe having a small diameter is mounted as a time delay element on the discharge side and a discharge nozzle is provided at the tip thereof, pseudo-continuation can be achieved even at a lower frequency. (Not shown)
The present invention capable of intermittently discharging a minute amount of fluid at high speed and with high accuracy can be applied not only to a coating technique but also to various uses. For example, it can be applied as means (method or apparatus) for producing microlenses used in DVD optical pickups, cameras, printers, etc., instead of conventional glass molding.
以上の説明は間欠塗布だけについて記述したが、[2]具体的な実施形態及び実施例、あるいは、[3]マルチヘッドの場合、で開示した塗布装置の構造は連続塗布の場合でも適用できる。この場合、ピストン端面とその対向面間の隙間を可変させて流量を調節してもよい。あるいは、ピストンの上昇、下降に伴うスクイーズ圧力の発生を利用して、塗布線の始終端を制御してもよい。(図示せず)
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
Although the above description has described only intermittent application, the structure of the coating apparatus disclosed in [2] Specific Embodiments and Examples or [3] Multi-Head is applicable even in the case of continuous application. In this case, the flow rate may be adjusted by varying the gap between the piston end surface and the opposing surface. Alternatively, the start and end of the coating line may be controlled using generation of a squeeze pressure accompanying the rising and lowering of the piston. (Not shown)
It is to be noted that, by appropriately combining arbitrary embodiments of the various embodiments described above, the respective effects can be achieved.
8,9 相対移動する2面
6 流体補給装置
7 吸入口
10 吐出口
8, 9 Two surfaces that move relative to each other 6
Claims (1)
相対移動する上記2つの部材の上記2つの対向面の上記隙間を振幅h 1 で変動させながら間欠塗布する塗布工法において、上記振幅h 1 よりも大きな振幅h 2 で上記2つの部材の対向面の隙間を増大させて吐出を遮断後、遮断後の隙間の中心値が、遮断直前の隙間の中心値に徐々に等しくなるように、上記振幅h 1 で複数回間欠塗布することを特徴とする流体吐出方法。 Pressure change caused by changing the gap by supplying fluid from the fluid supply device to the gap while moving the two members relative to each other in the gap direction of the gap formed between the two opposing surfaces of the two members. A fluid discharge method for intermittently discharging the fluid by using the fluid and adjusting the discharge amount of the fluid per dot by the pressure and flow rate characteristics of the fluid supply device ,
In the coating method of intermittently applying the gap between the two opposing surfaces of the two members that move relative to each other with an amplitude h 1 , the opposing surfaces of the two members with an amplitude h 2 that is larger than the amplitude h 1 . After the discharge is cut off by increasing the gap, the fluid is intermittently applied a plurality of times with the amplitude h 1 so that the central value of the gap after the interruption gradually becomes equal to the central value of the gap immediately before the interruption. Discharge method.
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