JP5586060B2

JP5586060B2 - マイクロディスペンサ及びマイクロディスペンサへの薬液充填方法

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Publication number: JP5586060B2
Application number: JP2010238129A
Authority: JP
Inventors: 貴文平野
Original assignee: V Technology Co Ltd
Current assignee: V Technology Co Ltd
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2030-10-25
Also published as: JP2012091074A

Description

本発明は、本体内に充填された薬液を適量吐出するマイクロディスペンサに関し、特に本体内への薬液充填を簡便にすると共に薬液の一部が無駄に消費されるのを抑制しようとするマイクロディスペンサ及びマイクロディスペンサへの薬液充填方法に係るものである。

従来のマイクロディスペンサは、例えば加熱軟化させたガラスパイプを引き伸ばして針先を針本体部よりも細い形状に形成したものとなっていた（例えば、特許文献１参照）。

このようなマイクロディスペンサへの薬液充填は、例えば液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の製造時に発生する種々のパターン欠陥を修正する作業の直前に、例えば、両端部が開口し、先端部がテーパ状に細くなったニードル管の後端開口部を穴部に挿入させて保持するコネクタ部と、該コネクタ部の穴部に供給管によって接続され、ニードル管に充填するインクを貯留するインクタンクと、該インクタンクに圧縮空気を導入して、その空気圧によりインクタンク内のインクを、供給管を介してコネクタ部の穴部に所定量だけ送出する充填量調整部と、を備えた専用の薬液充填装置を使用して行われていた（例えば、特許文献２参照）。

したがって、このような専用の薬液充填装置を使用した薬液充填においては、例えばパターン欠陥の修正作業の直前に薬液をニードル管内に充填することができるので、薬液充填から薬液使用までの時間を短縮することができ、薬液材料が乾燥、凝集、反応といった経時的変性を起こし、薬液の塗布性能や修正部の各種性能が不安定になるという問題を解消することができるという利点があった。

特開２００６−０６８６２７号公報特開２００９−１８９９０２号公報

しかし、このような従来のマイクロディスペンサにおいては、上述したように、コネクタ部の穴部にニードル管の後端開口部側を挿入して保持し、インクを貯留するインクタンク内に圧縮空気を導入し、その空気圧によりインクタンク内のインクをコネクタ部の穴部に供給管を介して所定量だけ送出し、ニードル管の後端開口部からニードル管内にインクを充填するようになっているため、薬液充填のための手順が煩雑で充填に時間がかかること、及びコネクタの穴部内及び供給管内に残った薬液が無駄になってしまうなどの欠点があった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、ディスペンサ本体内への薬液充填を簡便にすると共に薬液の一部が無駄に消費されるのを抑制しようとするマイクロディスペンサ及びマイクロディスペンサへの薬液充填方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によるマイクロディスペンサは、本体内に充填された薬液を適量吐出するマイクロディスペンサであって、両端部が開口し、先端部がテーパ状に細くなったニードル管と、前記ニードル管内にその後端部の開口から挿入可能に形成され、両端部が開口し内部に前記薬液を吸引するキャピラリ管と、を備え、前記薬液を吸引した前記キャピラリ管を、その外周面と前記ニードル管の内周面との間の隙間が封止されるように前記ニードル管内に挿入した状態で、前記ニードル管及び前記キャピラリ管の後端部に一定圧のエアを同時に供給可能に形成されたものである。

このような構成により、両端部が開口し、先端部がテーパ状に細くなったニードル管の後端部の開口から両端部が開口し内部に薬液を吸引したキャピラリ管を、その外周面とニードル管の内周面との間の隙間が封止されるようにニードル管内に挿入し、その状態でニードル管及びキャピラリ管の後端部に一定圧のエアを同時に供給してニードル管の先端部から薬液を適量吐出する。

また、前記キャピラリ管の外周面と前記ニードル管の内周面との間の隙間の封止は、前記キャピラリ管を、その先端部側外周縁が前記ニードル管の内周面の内径の細くなった部分に突き当たるまで前記ニードル管内に挿入して行うものである。これにより、キャピラリ管の先端部側外周縁がニードル管の内周面の内径の細くなった部分に突き当たるまでニードル管内にキャピラリ管を挿入し、キャピラリ管の外周面とニードル管の内周面との間の隙間を封止する。

さらに、前記キャピラリ管の外周面と前記ニードル管の内周面との間の隙間の封止は、前記キャピラリ管を、その先端部が前記ニードル管の先端部側に予め吐出された前記薬液に浸かるまで前記ニードル管内に挿入して行うものである。これにより、キャピラリ管の先端部がニードル管の先端部側に予め吐出された薬液に浸かるまでニードル管内にキャピラリ管を挿入し、キャピラリ管の外周面とニードル管の内周面との間の隙間を封止する。

また、本発明によるマイクロディスペンサへの薬液充填方法は、両端部が開口し、先端部がテーパ状に細くなったニードル管と、該ニードル管内にその後端部の開口から挿入可能に形成され、両端部が開口したキャピラリ管と、を備えたマイクロディスペンサへの薬液充填方法であって、前記キャピラリ管内に前記薬液を吸引し、前記薬液を吸引した前記キャピラリ管を、その外周面と前記ニードル管の内周面との間の隙間が封止されるように前記ニードル管内に挿入するものである。

このような構成により、両端部が開口したキャピラリ管内に薬液を吸引し、両端部が開口し、先端部がテーパ状に細くなったニードル管の後端部の開口からキャピラリ管を、その外周面とニードル管の内周面との間の隙間が封止されるようにニードル管内に挿入する。

さらに、前記キャピラリ管の外周面と前記ニードル管の内周面との間の隙間の封止は、前記キャピラリ管を、その先端部側外周縁が前記ニードル管の内周面の内径の細くなった部分に突き当たるまで前記ニードル管内に挿入して行うものである。これにより、キャピラリ管の先端部側外周縁がニードル管の内周面の内径の細くなった部分に突き当たるまでニードル管内にキャピラリ管を挿入し、キャピラリ管の外周面とニードル管の内周面との間の隙間を封止する。

そして、前記キャピラリ管の外周面と前記ニードル管の内周面との間の隙間の封止は、前記キャピラリ管を、その先端部が前記ニードル管の先端部側に予め吐出された前記薬液に浸かるまで前記ニードル管内に挿入して行うものである。これにより、キャピラリ管の先端部がニードル管の先端部側に予め吐出された薬液に浸かるまでニードル管内にキャピラリ管を挿入し、キャピラリ管の外周面とニードル管の内周面との間の隙間を封止する。

また、前記ニードル管の先端部側に予め吐出された薬液は、前記薬液を充填した前記キャピラリ管を前記ニードル管内に挿入し、前記キャピラリ管の後端部に一定圧のエアを供給して前記薬液の一部を前記ニードル管の先端部側に吐出したものである。これにより、キャピラリ管の後端部に一定圧のエアを供給してキャピラリ管に充填された薬液の一部をニードル管の先端部側に予め吐出する。

さらに、前記キャピラリ管内には、前記薬液を毛細管現象により吸引又は陰圧吸引するものである。これにより、薬液を毛細管現象により吸引又は陰圧吸引してキャピラリ管内に薬液を充填する。

そして、前記ニードル管内への前記キャピラリ管の挿入は、前記ニードル管の後端部の外周面に外側から嵌合する穴部を形成し、該穴部の底面の中心部に前記穴部側から外方に向かってテーパ状に広がり、前記穴部側の内径が前記ニードル管の後端部の開口の内径と略等しい略逆円錐形の貫通孔を形成した治具を前記ニードル管の後端部側に装着し、前記治具の前記貫通孔の内壁に前記キャピラリ管の先端部側外周縁を沿わせて該キャピラリ管を前記ニードル管内に案内することによって行われるものである。これにより、ニードル管の後端部の外周面に外側から嵌合する穴部を形成し、該穴部の底面の中心部に穴部側から外方に向かってテーパ状に広がり、穴部側の内径がニードル管の後端部の開口の内径と略等しい略逆円錐形の貫通孔を形成した治具をニードル管の後端部側に装着し、治具の貫通孔の内壁にキャピラリ管の先端部側外周縁を沿わせてキャピラリ管をニードル管内に案内し、ニードル管内へキャピラリ管を挿入する。

請求項１又は４に係る発明によれば、薬液を貯留したボトルから直接吸引又は適量取り出した容器から吸引することによりキャピラリ管内に薬液を充填し、これをニードル管内に挿入するだけでよいので、従来技術のような専用の充填装置を使用することなく行なうことができ薬液充填が簡便になる。また、ニードル管内への薬液充填に必要な薬液総量を減らすことができ、薬液の一部が無駄に消費されるのを抑制することができる。したがって、ニードル管内への薬液の充填コストを低減することができる。

また、請求項２又は５に係る発明によれば、キャピラリ管を、その先端部側外周縁がニードル管の内周面の内径の細くなった部分に突き当たるまでニードル管内に挿入するだけで、キャピラリ管の外周面とニードル管の内周面との間の隙間を封止することができる。したがって、ニードル管及びキャピラリ管の後端部に一定圧のエアを同時に供給することによって、キャピラリ管内の薬液をニードル管の先端部から安定して吐出することができる。

さらに、請求項３又は６に係る発明によれば、キャピラリ管を、その先端部がニードル管の先端部側に予め吐出された薬液に浸かるまでニードル管内に挿入するだけで、キャピラリ管の外周面とニードル管の内周面との間の隙間を封止することができる。したがって、ニードル管及びキャピラリ管の後端部に一定圧のエアを同時に供給することによって、キャピラリ管内の薬液をニードル管の先端部から安定して吐出することができる。

また、請求項７に係る発明によれば、ニードル管の先端部側に予め吐出された薬液は、キャピラリ管をニードル管内に挿入する際に、キャピラリ管内に充填された薬液の一部を吐出すればよいので、ニードル管内への薬液の充填作業が単純化されて薬液充填を容易に行なうことができる。

さらに、請求項８に係る発明によれば、キャピラリ管内への薬液の吸引を容易に行なうことができる。

そして、請求項９に係る発明によれば、ニードル管内へのキャピラリ管の挿入を容易に行なうことができる。

本発明によるマイクロディスペンサの実施形態を示す中心線断面図である。本発明によるマイクロディスペンサの接続部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はニードル管とエア供給パイプの接続状態を示す説明図である。本発明によるマイクロディスペンサのキャピラリ管内への薬液の吸引手順を示す説明図である。本発明によるマイクロディスペンサへの薬液充填方法を示す説明図である。本発明によるマイクロディスペンサの薬液吐出を示す説明図であり、（ａ）はニードル管内へのキャピラリ管挿入状態の良い例で、（ｂ）は悪い例である。上記ニードル管内へのキャピラリ管挿入時に使用する治具の一構成例を示す中心線断面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明によるマイクロディスペンサの実施形態を示す中心線断面図である。このマイクロディスペンサは、本体内に充填された薬液を適量吐出するもので、ニードル管１と、キャピラリ管２と、接続部材３と、を備えて成る。

上記ニードル管１は、両端部が開口し、先端部１ａ側がテーパ状に細くなったものであり、例えば内径が０．７ｍｍ〜０．８ｍｍ程度のガラスパイプの一部を加熱軟化させて引き伸ばし、針先が本体部よりも細い形状、例えば内径が数μｍ〜数十μｍとなるように形成されている。また、先端部１ａから後端部１ｂまでの長さは、約５８ｍｍに形成されている。

上記ニードル管１内には、キャピラリ管２が設けられている。このキャピラリ管２は、先端部２ａの開口から薬液を毛細管現象により吸引又はスポイトを使用して陰圧吸引して内部に保持するものであり、上記ニードル管１内にその後端部１ｂの開口から挿入可能に、ニードル管１の内径よりも外径が小さく両端部が開口したガラスパイプにより形成されており、その外周面２ｄとニードル管１の内周面１ｄとの間の隙間１０が封止されるようにニードル管２内に挿入されている。また、キャピラリ管２は、内径が約０．２ｍｍ〜約０．３ｍｍで全長が約５０ｍｍに形成され、約６μｌ〜約７μｌの薬液を充填することができるようになっている。

上記ニードル管１の後端部１ｂ側には、接続部材３が設けられている。この接続部材３は、後述のエア供給パイプ６（図２参照）とニードル管１とを接続するもので、弾性を有する例えばシリコンゴムからなり、図２（ａ）に示すように、端面３ａから内部に向かって内径がテーパ状に小さくなった穴部４を形成し、該穴部４の底面部４ａに外部に連通する貫通孔５を形成し、同図（ｂ）に示すように、上記穴部４によってニードル管１の後端部１ｂ側の外周面１ｃに外側から密着状態に嵌合し、上記貫通孔５によってエア供給パイプ６の端部の外周面６ａに外側から密着状態に嵌合してニードル管１とエア供給パイプ６とを接続するようになっている。これにより、ニードル管１及びキャピラリ管２の後端部１ｂ，２ｂにエア供給管６を介して一定圧のエアを同時に供給し、キャピラリ管２内の薬液をニードル管１の先端部１ａ側に押出してニードル管１の先端部１ａから適量吐出することが可能となる。

次に、このように構成されたマイクロディスペンサへの薬液充填方法について説明する。
先ず、マイクロディスペンサを使用した、例えばパターン欠陥の修正作業の直前に、図３（ａ）に示すように、図示省略のボトルから一定の大きさの容器７に薬液８を適量だけ取り出す。

次に、図３（ｂ）に示すように、キャピラリ管２の先端部２ａ側を容器７内の薬液８に浸けて一定時間保持する。これにより、薬液８が毛細管現象により吸引されてキャピラリ管２内に充填される。又は、同図（ｃ）に示すように、キャピラリ管２の後端部２ｂ側にスポイト９を取り付けてこのスポイト９により薬液８を陰圧吸引してもよい。

薬液８を吸引したキャピラリ管２は、図４（ａ）に示すようにニードル管１の後端部１ｂの開口から同図において矢印方向にニードル管１内に挿入される。このとき、キャピラリ管２は、同図（ｂ）に拡大して示すように、その先端部２ａ側の外周縁２ｃがニードル管１の内周面１ｄの内径の細くなった部分に突き当たるまで挿入される。

又は、図４（ｃ）に示すように、キャピラリ管２は、その先端部２ａがニードル管１の先端部１ａ側に予め吐出された薬液８に浸かるまで挿入するようにしてもよい。この場合、ニードル管１の先端部１ａ側に予め吐出された薬液８は、薬液８を充填したキャピラリ管２の後端部２ｂに例えばスポイト９を取り付け、キャピラリ管２の先端部２ａ側をニードル管１内に挿入した状態で、スポイト９を押してキャピラリ管２の後端部２ｂに一定圧のエアを供給し、薬液８の一部をニードル管１の先端部１ａ側に吐出するとよい。

キャピラリ管２を上述のようにニードル管１内に挿入することにより、キャピラリ管２の外周面２ｄとニードル管１の内周面１ｄとの間の隙間１０が封止されてマイクロディスペンサへの薬液８の充填が完了する。

このような状態において、ニードル管１及びキャピラリ管２の後端部１ｂ，２ｂに一定圧のエアを同時に供給した場合、キャピラリ管２内の薬液８には、図５（ａ）に示すような矢印Ａ方向の圧力がかかり、薬液８はキャピラリ管２内からニードル管１の先端部１ａ側に押出され、さらにニードル管１の先端部１ａから適量吐出される。

一方、キャピラリ管２の外周面２ｄとニードル管１の内周面１ｄとの間の隙間１０が封止されていない場合には、ニードル管１及びキャピラリ管２の後端部１ｂ，２ｂに一定圧のエアを同時に供給しても、エア圧は、図５（ｂ）に示すように上記隙間１０を通してキャピラリ管２の先端部２ａ側にも後端部２ｂ側と同じように作用するため（矢印Ａ，Ｂ参照）、キャピラリ管２内の薬液８をニードル管１の先端部１ａ側に押出すことができない。

したがって、キャピラリ管２内の薬液８をニードル管１の先端部１ａ側に押出せるようにするには、本発明のようにキャピラリ管２を、その外周面２ｄとニードル管１の内周面１ｄとの間の隙間１０が封止されるようにニードル管１内に挿入することが必要である。

なお、容器７内に残った薬液８は、薬液８を貯留するボトルに戻すようにするとよい。又は、薬液８を小分けしたボトルからキャピラリ管２内に直接吸引してもよい。これにより、薬液８の一部が無駄に消費されるのを抑制することができる。

また、キャピラリ管２の外周面２ｄに紫外線の透過を遮断する膜を形成してもよい。これにより、薬液８が紫外線に感光するものである場合に、キャピラリ管２内の薬液８が紫外線に感光して変性するのを防止することができ、取り扱いが容易になる。

さらに、ニードル管１内にキャピラリ管２を挿入する際に、図６に示すような、ニードル管１の後端部１ｂ側の外周面１ｃに外側から嵌合する穴部１１を形成し、該穴部１１の底面１１ａの中心部に穴部１１側から外方に向かってテーパ状に広がり、穴部１１側の内径がニードル管１の後端部１ｂの開口の径と略等しい略逆円錐形の貫通孔１２を形成した治具１３をニードル管１の後端部１ｂ側に着脱可能に装着し、貫通孔１２の内壁１２ａにキャピラリ管２の先端部２ａ側の外周縁２ｃを沿わせてニードル管１内に案内するようにすればキャピラリ管２の挿入が容易になる。

１…ニードル管
１ａ…ニードル管の先端部
１ｂ…ニードル管の後端部
１ｃ…ニードル管の外周面
１ｄ…ニードル管の内周面
２…キャピラリ管
２ａ…キャピラリ管の先端部
２ｂ…キャピラリ管の後端部
２ｃ…キャピラリ管の先端部側外周縁
２ｄ…キャピラリ管の外周面
８…薬液
１０…隙間
１１…穴部
１１ａ…穴部の底面
１２…貫通孔
１２ａ…貫通孔の内壁
１３…治具

Claims

本体内に充填された薬液を適量吐出するマイクロディスペンサであって、
両端部が開口し、先端部がテーパ状に細くなったニードル管と、
前記ニードル管内にその後端部の開口から挿入可能に形成され、両端部が開口し内部に前記薬液を吸引するキャピラリ管と、を備え、
前記薬液を吸引した前記キャピラリ管を、その外周面と前記ニードル管の内周面との間の隙間が封止されるように前記ニードル管内に挿入した状態で、前記ニードル管及び前記キャピラリ管の後端部に一定圧のエアを同時に供給可能に形成されたことを特徴とするマイクロディスペンサ。
前記キャピラリ管の外周面と前記ニードル管の内周面との間の隙間の封止は、前記キャピラリ管を、その先端部側外周縁が前記ニードル管の内周面の内径の細くなった部分に突き当たるまで前記ニードル管内に挿入して行うことを特徴とする請求項１記載のマイクロディスペンサ。
前記キャピラリ管の外周面と前記ニードル管の内周面との間の隙間の封止は、前記キャピラリ管を、その先端部が前記ニードル管の先端部側に予め吐出された前記薬液に浸かるまで前記ニードル管内に挿入して行うことを特徴とする請求項１記載のマイクロディスペンサ。
両端部が開口し、先端部がテーパ状に細くなったニードル管と、該ニードル管内にその後端部の開口から挿入可能に形成され、両端部が開口したキャピラリ管と、を備えたマイクロディスペンサへの薬液充填方法であって、
前記キャピラリ管内に薬液を吸引し、
前記薬液を吸引した前記キャピラリ管を、その外周面と前記ニードル管の内周面との間の隙間が封止されるように前記ニードル管内に挿入する、
ことを特徴とするマイクロディスペンサへの薬液充填方法。
前記キャピラリ管の外周面と前記ニードル管の内周面との間の隙間の封止は、前記キャピラリ管を、その先端部側外周縁が前記ニードル管の内周面の内径の細くなった部分に突き当たるまで前記ニードル管内に挿入して行うことを特徴とする請求項４記載のマイクロディスペンサへの薬液充填方法。
前記キャピラリ管の外周面と前記ニードル管の内周面との間の隙間の封止は、前記キャピラリ管を、その先端部が前記ニードル管の先端部側に予め吐出された前記薬液に浸かるまで前記ニードル管内に挿入して行うことを特徴とする請求項４記載のマイクロディスペンサへの薬液充填方法。
前記ニードル管の先端部側に予め吐出された薬液は、前記薬液を充填した前記キャピラリ管を前記ニードル管内に挿入し、前記キャピラリ管の後端部に一定圧のエアを供給して前記薬液の一部を前記ニードル管の先端部側に吐出したものであることを特徴とする請求項６記載のマイクロディスペンサへの薬液充填方法。
前記キャピラリ管内には、前記薬液を毛細管現象により吸引又は陰圧吸引することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載のマイクロディスペンサへの薬液充填方法。
前記ニードル管内への前記キャピラリ管の挿入は、前記ニードル管の後端部の外周面に外側から嵌合する穴部を形成し、該穴部の底面の中心部に前記穴部側から外方に向かってテーパ状に広がり、前記穴部側の内径が前記ニードル管の後端部の開口の内径と略等しい略逆円錐形の貫通孔を形成した治具を前記ニードル管の後端部側に装着し、前記治具の前記貫通孔の内壁に前記キャピラリ管の先端部側外周縁を沿わせて前記ニードル管内に案内することによって行われることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載のマイクロディスペンサへの薬液充填方法。