TW201724562A - 含有固體粒子之液體材料之吐出裝置及吐出方法暨塗佈裝置 - Google Patents

含有固體粒子之液體材料之吐出裝置及吐出方法暨塗佈裝置 Download PDF

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Abstract

本發明之課題，在於提供用以使固體粒子擴散之附加構成為最小限度，且用以在固體粒子擴散之狀態下吐出含有固體粒子之液體的裝置及方法。本發明係一種吐出裝置及其塗佈裝置，其具備有：儲留容器，其儲留含有固體粒子之液體材料；計量部，其具有計量孔；柱塞，其在計量孔內進退移動；噴嘴；切換閥，其具有連通儲留容器與計量部之第一位置及連通計量部與噴嘴之第二位置；柱塞驅動裝置；切換閥驅動裝置；以及吐出控制裝置，其具備儲存有吐出控制程式之儲存裝置；且吐出控制程式具備有：填充步驟，其將切換閥設為第一位置，並將液體材料填充於計量孔內；排出步驟，其將切換閥設為第二位置，並將計量孔內之液體材料自吐出口吐出；流入步驟，其將切換閥設為第一位置，並使計量孔內之液體材料流入於儲留容器內；吐出步驟，其連續執行填充步驟及排出步驟；以及攪拌步驟，其連續執行填充步驟及流入步驟。

Description

含有固體粒子之液體材料之吐出裝置及吐出方法暨塗佈裝置
本發明係關於用以在固體粒子擴散之狀態下塗佈含有固體粒子之液體材料的裝置及方法。
作為每次以既定量分配各種液體材料之裝置，已知有一種名為「分配器」之裝置，其具有儲留液體材料之容器，並藉由來自與該容器連接之噴嘴之氣體壓力或機械性壓力的作用每次以既定量自噴嘴進行吐出。作為申請人所提出之分配器，例如存在有一種專利文獻1所揭示之分配器，其將藉由使滑接於計量孔內壁之柱塞後退而吐出之液體材料填充於計量孔內，再藉由使柱塞前進而自噴嘴吐出液體材料。
於利用分配器進行吐出之各種液體材料之中，尤其在欲吐出混合有比重較液體大之固體粒子之液體的情形時，會產生隨著時間經過，固體粒子會朝容器之底部或流路之凹陷沉降等之問題。又，若固體粒子之擴散不充分，則會發生噴嘴堵塞而變得無法吐出等之不良情形。為了防止該等情形，必須以保持固體粒子在液體內擴散之狀態之方式進行攪拌。近年來，為了吐出混合有固體粒子之液體，雖然經常使用具有專利文獻1所揭示之構造的分配器，但由於專利文獻1之分配器不具有用以攪拌液體之手段，因此需要用以進行攪拌之手段。
液體之攪拌，一般係於容器設置攪拌裝置而加以實施。然而，即便於容器設置攪拌裝置，仍經常會在連接容器與吐出機構之配管的中途發生固體粒子之沉降等，而無法在固體粒子擴散之狀態下進行吐出。為了解決該問題，至今已提出有如下之方法及裝置。
專利文獻2係一種液體吐出方法，其特徵在於，其包含有：調整步驟，其對被填充於兩個以上之容器中之至少一個容器內之含有固形粒子之液體施加0.001MPa至10MPa的壓力，另一方面，一邊藉由將剩餘之至少一個容器內之液體的壓力設為較上述容器內之液體的壓力更小，而在上述兩個以上之容器間使上述液體通過流通路而流動，一邊藉由流量調整手段對上述流通路內之上述液體之流量進行調整；以及吐出步驟，其藉由閥將來自上述流通路之上述液體吐出。
專利文獻3係一種有加入填料(filler)之液體材料的吐出裝置，其稱成為於有加入填料之液體材料之收容容器的下端，設置到吐出口為止具有大致均勻之內徑的吐出通路，於該吐出通路之上述吐出口的附近位置，配設具有設置有貫通通路之旋轉閥體之閥，並且在較該閥更上游側，於上述吐出通路連接往復泵。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4774407號公報
[專利文獻2]日本專利特開2003-300000號公報
[專利文獻3]日本專利特開平8-80464號公報
期望一種技術手段，其用以藉由簡單之機器構成，將含有固體粒子之液體材料加以攪拌，並在固體粒子擴散之狀態下加以吐出。
專利文獻2所記載之裝置設置兩個容器，而必須調整兩個容器間之流量等，機器構成複雜。專利文獻3所記載之裝置必須將攪拌用之泵連接於吐出流路，機器構成複雜。若於供液體材料通過之流路設置擴散用分支流路，在分支部分流動便會停滯，而亦成為粒子沉澱之原因。
因此，本發明之目的，在於提供用以使固體粒子擴散之附加構成為最小限度，且用以在固體粒子擴散之狀態下吐出含有固體粒子之液體的裝置及方法。
本發明之含有固體粒子之液體材料之吐出裝置，其特徵在於具備有：儲留容器，其儲留含有固體粒子之液體材料；計量部，其具有填充有上述液體材料之計量孔；柱塞，其在上述計量孔內進退移動；噴嘴，其具有吐出上述液體材料之吐出口；切換閥，其具有連通上述儲留容器與上述計量部之第一位置及連通上述計量部與上述噴嘴之第二位置；柱塞驅動裝置，其使柱塞進退移動；切換閥驅動裝置，其對切換閥之第一位置及第二位置進行切換；以及吐出控制裝置，其具備有處理器及儲存有吐出控制程式之儲存裝置；且上述吐出控制程式具備有：填充步驟，其將上述切換閥設為第一位置，藉由使上述柱塞後退移動而將上述液體材料填充於上述 計量孔內；排出步驟，其將上述切換閥設為第二位置，藉由使上述柱塞前進移動而將上述計量孔內之上述液體材料自上述吐出口吐出；流入步驟，其將上述切換閥設為第一位置，藉由使上述柱塞前進移動而使上述計量孔內之上述液體材料流入上述儲留容器內；吐出步驟，其連續執行上述填充步驟及上述排出步驟；以及攪拌步驟，其連續執行上述填充步驟及上述流入步驟。於前述之吐出裝置中，上述吐出控制程式亦可具備有連續執行上述攪拌步驟之連續攪拌步驟為特徵。於前述之吐出裝置中，亦可進一步具備有具有連通上述儲留容器與上述計量部之連接流路，上述連接流路與上述儲留容器之連接部的截面積為上述儲留容器之截面積的1/4以下，而於該情形時，較佳為上述連接流路與上述儲留容器之連接部的截面積為上述儲留容器之截面積的1/10以下，且更佳為上述連接流路係由自一端至另一端實質上為相同直徑之直線形狀之流路所構成。
本發明之塗佈裝置，其特徵在於具備有：前述之含有固體粒子之液體材料之吐出裝置；工作台，其固定工件；XYZ驅動機構，其使上述工作台與上述吐出裝置相對移動；以及塗佈控制裝置，其具備有處理器及儲存有塗佈控制程式之儲存裝置；上述塗佈控制程式係具備有：塗佈步驟，其根據塗佈圖案而藉由上述XYZ驅動機構使上述工作台與上述吐出裝置相對移動，且使上述吐出裝置執行上述吐出步驟及上述攪拌步驟。於前述之塗佈裝置中，亦可進一步具備有：搬送機構，其將自搬入部所承接之工件搬送至上述工作台，並將上述工件自上述工作台搬送至搬出部；上述塗佈控制程式具備有：搬送時攪拌步驟，其在藉由上述搬送機構搬送上述工件之期間，使上述吐出控制裝置執行一次以上之上述攪拌步驟。於 前述之塗佈裝置中，上述塗佈控制裝置亦可具備有：計時器，其偵測自最後之攪拌動作或吐出動作起已經過一定時間；上述塗佈控制程式具備有：定時攪拌步驟，其在上述計時器偵測到已經過上述一定時間且於下一吐出步驟之執行前仍有執行上述攪拌步驟之時間之情形時，使上述吐出控制裝置執行一次以上之上述攪拌步驟。於前述之塗佈裝置中，上述塗佈控制程式亦可具備有：周期攪拌步驟，其以一定之周期，檢測在下一吐出步驟之執行前有執行上述攪拌步驟之時間的時序，並於該時序使上述吐出控制裝置執行一次以上之上述攪拌步驟。
本發明之塗佈方法係使用前述之塗佈裝置之塗佈方法，其特徵在於，上述塗佈控制裝置藉由執行上述塗佈控制程式而於工件上形成塗佈圖案。於前述之塗佈方法中，上述固體粒子亦可包含比重較上述液體材料大之固體粒子，而於該情形時，上述固體粒子亦可為LED用螢光體。
根據本發明，可一邊使用以攪拌之附加構成成為最小限度，一邊在固體粒子擴散之狀態下吐出含有固體粒子之液體材料。又，由於使同一流路內之液體材料的流動逆轉而進行攪拌，因此可使流路內之固體粒子的沉澱成為最小限度。
1‧‧‧吐出裝置
2‧‧‧儲留容器(注射器)
3‧‧‧計量部
4‧‧‧柱塞
5‧‧‧噴嘴
6‧‧‧切換閥
7‧‧‧柱塞驅動裝置
8‧‧‧切換閥驅動裝置
9‧‧‧壓縮氣體源
10‧‧‧吐出控制裝置
11‧‧‧配管
12‧‧‧控制配線
13‧‧‧連接構件
14‧‧‧液體材料
15‧‧‧基底板
16‧‧‧固定構件
17‧‧‧連結部
18‧‧‧滑軌
19‧‧‧閥塊
20‧‧‧第一流路
21‧‧‧第二流路
22‧‧‧第三流路
23‧‧‧閥體
24‧‧‧凹槽
25‧‧‧貫通孔
31‧‧‧計量孔
51‧‧‧塗佈裝置
52‧‧‧XYZ驅動機構
53‧‧‧搬送機構
54‧‧‧軌道狀構件
55‧‧‧工作台
56‧‧‧工件
57‧‧‧塗佈控制裝置
58‧‧‧架台
59‧‧‧罩蓋
60‧‧‧X移動方向
61‧‧‧Y移動方向
62‧‧‧Z移動方向
63‧‧‧搬入方向
64‧‧‧搬出方向
131‧‧‧連接流路
132‧‧‧連接部
圖1係實施形態之吐出裝置之概略圖。
圖2係說明在實施形態之吐出裝置所進行之填充動作之說明圖。
圖3係說明在實施形態之吐出裝置所進行之流入動作之說明圖。
圖4係說明在實施形態之吐出裝置所進行之排出動作之說明圖。
圖5係實施例之吐出裝置之主要部分剖面側視圖。此處，圖5(a)係顯示儲留容器與計量部連通之情形，圖5(b)係顯示計量部與噴嘴連通之情形。
圖6係實施例之塗佈裝置之概略立體圖。
圖7係例示實施例之吐出程式及塗佈控制程式所具有之各模組之構成圖。
以下，對用以實施本發明之形態例進行說明。再者，除有刻意說明外，本說明書中所使用之「液體材料」係指含有固體粒子之液體材料。
(1)構成
如圖1所示，本發明之實施形態例之吐出裝置1係構成為具備有：儲留容器2，其儲留液體材料14；計量部3，其填充有液體材料14；柱塞4，其在計量部3內進退移動；噴嘴5，其具有吐出液體材料14之吐出口；切換閥6，其對儲留容器2與計量部3之連通或計量部3與噴嘴5之連通進行切換；柱塞驅動裝置7，其使柱塞4進退移動；切換閥驅動裝置8，其改變切換閥6之朝向；及吐出控制裝置10。
儲留容器2係經由切換閥6而與計量部3相連通，且 儲留有對計量部3進行供給之液體材料。較佳形態之吐出裝置1連接供給壓縮氣體之壓縮氣體源9，並經由配管11將藉由吐出控制裝置10所調壓之壓縮氣體朝向儲留容器2供給。計量部3係具有作為供用以自噴嘴5吐出之液體材料暫時儲留之空間之計量孔31的圓筒狀構件。計量孔31係圓柱狀之空間，且供與計量部3之內周面滑接之柱塞4插入。計量部3係固定設置於構成切換閥6之切換塊。柱塞4係桿狀之構件，且至少前端部之外周面與計量孔31之內周面滑接。柱塞4係藉由柱塞驅動裝置7往復移動。
噴嘴5具有在內部所形成之吐出流路與吐出口，且被固定設置於切換閥6之下方。吐出口、吐出流路及計量孔31之中心係配置於同一直線上。切換閥6具有連通儲留容器2及計量部3之第一位置(參照圖2)、及連通計量部3及噴嘴5之第二位置(參照圖4)。第一位置及第二位置係由接到來自吐出控制裝置10之指令的切換閥驅動裝置8進行切換。切換閥6係經由於內部具有連接流路131之連接構件13而與儲留容器2相連接。
在實施形態例中，藉由大幅度地將連接流路131設為直徑較儲留容器2之直徑更小，而提高後述之流入動作時之攪拌作用。亦即，構成為使垂直於連通儲留容器2與切換閥6之連接流路131之流動方向之面的截面積大幅度地小於垂直於儲留容器2之流動方向之面的截面積。藉由將連接流路131之截面積設為較小，而於流入動作時，當使液體材料14朝向儲留容器2流入，沉降之固體粒子便會容易於容器內擴散，而可成為於液體中更加擴散之狀態。連接流路131既可由從一端至另一端實質上相同直徑之流路所構成，亦可為於連接部132設置縮徑部(例如孔口)之構成。然而， 就防止粒子沉澱之觀點而言，較佳為從一端至另一端由相同直徑之流路所構成。
連接切換閥6與儲留容器2之連接流路131(至少連接部132之截面積)，例如設為儲留容器2之截面積之1/4以下，較佳為1/10以下，更佳為1/25以下，而最佳為1/64以下。連接流路131之形狀既可為直線形狀(I字形)，亦可為具有如L字形之彎曲部的形狀。連接構件13之形狀並不限定為圖示之管狀，亦可由內部穿通有連接流路131而形成之塊狀的構件所構成。
吐出控制裝置10具備有處理器、及儲存有吐出控制程式之儲存裝置而構成，若執行吐出控制程式，便會控制上述各驅動裝置(7、8)之動作而自動執行後述之本發明的吐出動作及攪拌動作。吐出控制裝置10與上述各驅動裝置(7、8)之間，係以控制配線12所連接，而進行用來控制之訊號的收發。較佳形態之吐出控制裝置10，具有對自壓縮氣體源9所供給之壓縮氣體進行調壓並將其供給至儲留容器2之調壓機構。
(2)吐出動作 (2-1)填充動作
於前述構成之吐出裝置1中，在進行液體材料自噴嘴5之吐出時，係藉由吐出控制程式而實施下述之動作。首先，如圖2所示，驅動切換閥驅動裝置8，而將切換閥6切換至儲留容器2與計量部3相連通之第一位置。然後，若使柱塞4上升，液體材料14便藉由其作用，而如圖2中之黑箭頭所示般，自儲留容器2通過連接構件13、切換閥6，而從計量部3之下端被填充至計量孔31內。在本說 明書中，將該圖2之動作稱為「填充動作」。此時，亦可將藉由吐出控制裝置10所調壓之壓縮氣體供給至儲留容器2而對其施加壓力，如此一來，便可更快地且平順地進行填充動作。
(2-2)排出動作
若填充動作結束，便驅動切換閥驅動裝置8，而如圖4所示將切換閥6切換至計量部3與噴嘴5相連通之第二位置。接著，由於驅動柱塞驅動裝置7使柱塞4下降，計量孔31之容積便會減少，因此計量孔31內之液體材料14係如圖4中之黑箭頭所示般，自計量部3通過切換閥6，到達噴嘴5而被排出。在本說明書中，將該圖4之動作稱為「排出動作」。
排出動作主要係以兩個動作模式來執行。一動作模式係使柱塞4間歇性地下降複數次，藉此連續地吐出複數個液滴之態樣。另外一動作模式係一邊使柱塞4連續地下降，一邊使噴嘴與工件相對移動，藉此呈線狀地朝工件上進行吐出之態樣。藉由使柱塞4下降至計量孔31之下端或下端附近而可吐出之液體材料之量，係由透過填充動作而填充至計量孔31之液體材料14之量所決定。換言之，預測所期望之吐出量，來設定填充量(柱塞4之上升量)。
在本說明書中，將以上所說明之填充動作(圖2)及排出動作(圖4)之組合稱為「吐出動作」。再者，將最初進行填充動作，接著進行排出動作的組合，設為基本之吐出動作。
(3)攪拌動作
於前述構成之吐出裝置1中，在進行液體材料之攪拌時，藉由 吐出控制程式實施以下之動作。此處，將結束基本之吐出動作的狀態、即結束排出動作的狀態(柱塞下降的狀態)，設為初始狀態。
(3-1)填充動作
首先，進行前述(2-1)之填充動作。剛進行填充動作後之計量孔31內，液體材料中之固體粒子係藉由填充動作時所產生之流動，而成為被攪拌之狀態。
(3-2)流入動作
如圖3所示，切換閥6之位置來進行切換，而維持在儲留容器2與計量部3相連通之第一位置的狀態。然後，由於使柱塞4下降計量孔31之容積便會減少，因此計量孔31內之液體材料14係如圖3中之黑箭頭所示般，自計量孔31通過切換閥6、連接構件13，而從儲留容器2之下端流入儲留容器2內。在本說明書中，將該圖3之動作稱為「流入動作」。於流入動作之執行時，由於不對儲留容器2供給壓縮氣體可使液體材料14變得更容易流入，因而較佳。於儲留容器2中，由於藉由流入動作而產生從下往上之流動，因此可藉此使在儲留容器2內沉降之固體粒子捲起，而對液體材料14進行攪拌。為了使更多液體材料14逆流至儲留容器2內，柱塞4之下降動作較佳為進行至計量孔31之下端或下端附近。
在本說明書中，將以上所說明之填充動作(圖2)及流入動作(圖3)之組合稱為「攪拌動作」。再者，需注意前述之攪拌動作與吐出動作，使柱塞4下降時之切換閥6的位置並不相同。亦即，攪拌動作之填充動作及流入動作，切換閥6雖然皆位於第一位置，但吐出動作，在填充動作時為第一位置，而於排出動作時為第二位 置，兩者並不相同。
(4)吐出控制程式
吐出控制程式係以在預先所設定之時序(例如，排出動作之前，或吐出動作與吐出動作之間隙)實施前述之攪拌動作的方式而被程式化。尤其，較佳係程式化為在排出動作前實施至少1次之攪拌動作。既可在連續進行攪拌動作且實施複數次之後再進行排出動作，藉此提高攪拌作用，亦可程式化為在不吐出之期間反覆執行攪拌動作。更詳細而言，亦可於吐出控制裝置10設置偵測一定時間(例如，藉由先前之測量而設定之產生粒子沉降問題之時間)以上未接收到動作指令之情形之計時器，並程式化為在計時器偵測到已經過一定時間之情形時執行一次或複數次之攪拌動作(該計時器可藉由硬體或軟體來實現)。亦可程式化為不根據吐出等之時序，而以一定之周期來檢測在下一吐出動作之執行前有執行攪拌動作之時間的時序，並於該時序進行一次或複數次之攪拌動作。
亦可程式化為自攪拌動作至吐出動作可連續地執行動作。例如，因為若於填充動作之後執行排出動作便成為吐出動作，而於填充動作之後執行流入動作便成為攪拌動作，因此，揭示有以如下之方式程式化：於接收到吐出指令時執行吐出動作，而於未接收到吐出指令時則執行攪拌動作。該等攪拌動作係藉由執行被儲存於吐出控制裝置10之儲存裝置之吐出控制程式而自動執行。
以上所說明之吐出裝置1，係藉由對一個切換閥6之位置進行切換而可對進行吐出動作及進行攪拌動作加以切換者，裝置構成簡易。亦即，即使不設置複數個閥、複數個容器、泵、流量 調整閥等，仍可以簡易之裝置構成實現攪拌動作。又，在填充動作與流入動作中，流動於連接流路131之液體材料的流向相反。由於連接流路131內之流動並非僅為一方向，因此可發揮於連接流路131內不易產生固體粒子之沉澱的功效。
以下，雖藉由實施例對本發明之詳細內容進行說明，但本發明並非由任一實施例所限定者。
[實施例] [A]吐出裝置 (A1)構成
圖5顯示實施例之吐出裝置1之主要部分剖面側視圖。此處，圖5(a)係顯示切換閥6位於儲留容器2與計量部3連通之第一位置之情形，圖5(b)係顯示切換閥6位於計量部3與噴嘴5連通之第二位置之情形。再者，於圖5中，賦予陰影之部分係表示剖面。本發明之實施例之吐出裝置1係與前述之實施形態例相同地，由如下構件所構成：儲留容器2，其儲留液體材料14；計量部3，其填充有液體材料14；柱塞4，其在計量部3內進退移動；噴嘴5，其具有吐出液體材料14之吐出口；切換閥6，其對儲留容器2與計量部3之連通或計量部3與噴嘴5之連通進行切換；柱塞驅動裝置7，其使柱塞4進退移動；切換閥驅動裝置8，其改變切換閥6之朝向；壓縮氣體源9，其朝向儲留容器2供給壓縮氣體；以及吐出控制裝置10，其對上述各驅動裝置(7、8)之動作或所供給之壓縮氣體的壓力進行控制。
在本實施例中，作為儲留容器2，使用儲留液體材料 14之容器即注射器。儲留容器2之上端係經由配管11及後述之吐出控制裝置10被連接於壓縮氣體源9，下端係通過連接構件13被連接於閥塊19。儲留容器2本身係藉由自基底板15延伸之固定構件16，使其下端與中央附近的兩部位被固定。在本實施例中，雖將儲留液體材料14之容器設為注射器，但不限定於此。例如，亦可以於吐出裝置1附近另外放置之如槽般者，來構成儲留容器2。又，雖將儲留容器2與閥塊19之間以管狀之連接構件13連接，但並不限定為管狀，亦可以於內部具有連接流路131之塊狀的構件而構成。
計量部3係由填充有吐出之液體材料14之筒狀的構件所構成，柱塞4可在被於計量部3之內部之計量孔31內朝上下方向移動。柱塞4係經由連結部17被連接於柱塞驅動裝置7，並藉由驅動柱塞驅動裝置7而可上下移動。由於連結部17被固定於滑軌18，因此柱塞4可不會傾斜或搖動而平順地進行往復動作。在本實施例中，作為柱塞驅動裝置7，例如使用線性致動器。計量部3下端係連接於閥塊19，而計量孔31連通於後述之第二流路21。閥塊19係於其內部形成有：第一流路20，其連通於儲留容器2；第二流路21，其連通於計量孔31；以及第三流路22，其連通於噴嘴5；且設置有對第一流路20與第二流路21之連通、及第二流路21與第三流路22之連通進行切換之切換閥6。
切換閥6於內部具有圓柱狀之構件即閥體23。於閥體23之表面，沿著與中心軸平行之方向凹陷設置有用以連通第一流路20與第二流路21之凹槽24，並且貫穿設置有與中心軸呈直角且自側面通過中心軸而朝向相反側面貫穿之貫通孔25。藉由利用切換閥驅動裝置8使該閥體23旋轉，而對第一位置及第二位置進行 切換。此處，切換閥6之閥體23並非限定於圓柱狀之構件者，亦可為使與凹槽24及貫通孔25一併設置之板狀構件滑動之方式。
作為切換閥驅動裝置8，例如使用旋轉致動器或馬達等。在本實施例中，切換閥驅動裝置8與切換閥6係藉由未圖示之動力傳遞機構所連接，切換閥驅動裝置8係可於與切換閥6分離的地方，與柱塞驅動裝置7等相連而設置。動力傳遞機構此處雖未圖示，但可於基底板15凹陷設置槽而將其設置於該溝槽內。作為動力傳遞機構，使用鏈(chain)或皮帶(belt)等。(使用動力傳遞機構且將切換閥驅動裝置與柱塞驅動裝置相連設置之構成的詳細內容，可參照申請人所擁有專利之專利文獻1)。此處，切換閥驅動裝置8之設置部位並非限定於本實施例者，亦可不使用動力傳遞機構，而於切換閥6附近設置切換閥驅動裝置8以進行直接驅動。
進行前述各機器之動作之控制的吐出控制裝置10、係藉由控制配線12而與上述各驅動裝置(7、8)相連接。吐出控制裝置10具備有處理器與儲存有吐出控制程式之儲存裝置，而對自壓縮氣體源9所供給之壓力的大小或施加時間、柱塞4之移動距離或移動速度、切換閥6之切換等進行控制。
(A2)動作
藉由執行前述之吐出控制程式，使實施形態例所說明之吐出動作及攪拌動作自動執行。實施例之吐出裝置1可自動進行與前述之實施形態例所說明之相同之吐出動作與攪拌動作。
(A3)用途
本實施例之吐出裝置及方法係使用於含有比重較液體材料大 之固體粒子之液體材料的塗佈步驟，例如將混合有螢光體(此相當於固體粒子)之液體材料塗佈於LED元件上的步驟。在對LED元件進行之塗佈步驟所使用之液體材料，例如為環氧系樹脂、矽氧系樹脂、丙烯酸系樹脂，而螢光體包含有氮化物系、氮氧化合物系、氧化物系、硫化物系之螢光體。作為螢光體之具體例，可列舉：在由釔、鋁之複合氧化物所構成之石榴石構造之結晶混合其他元素而成之黃色螢光體、即YAG系螢光體(化學式Y3Al5O12：Ce)；以化學式Lu3Al5O12：Ce所表示之綠色螢光體、即LuAG系螢光體；以化學式(Sr、Ca)AlSiN3：Eu所表示之紅色螢光體、即SCASN系螢光體；以化學式CaAlSiN3：Eu所表示之紅色螢光體、即CASN系螢光體；以化學式La3Si6N11：Ce所表示之黃色螢光體、即LSN系螢光體；以化學式CaSc2O4：Ce所表示之綠色螢光體、即鈧氧化物螢光體；以及以化學式SiAlON：Eu所表示之綠色螢光體、即矽鋁氮氧化物(sialon)系螢光體。
[B]塗佈裝置
吐出裝置1係搭載於塗佈裝置51，而於工件56上進行塗佈作業。圖6顯示實施例之塗佈裝置51之概略立體圖。
(B1)構成
本發明之實施例之塗佈裝置51主要由如下構件所構成：前述之吐出裝置1；XYZ驅動機構52，其使作為吐出液體材料14之對象之工件56與前述之吐出裝置1相對移動；搬送機構53，其將工件56自塗佈裝置51外搬入，使其朝向塗佈作業位置移動，並朝向塗佈裝置51外搬出；工作台55，其在塗佈作業時支撐固定工件56； 及塗佈控制裝置57，其對前述之各機器之動作進行控制。
吐出裝置1係設置於XYZ驅動機構52上，可相對於工件56而朝向以各符號所表示之方向(X移動方向60、Y移動方向61、Z移動方向62)移動。在本實施例中，雖設為可使吐出裝置1朝向XYZ方向移動之構成，但並不限定於此，只要為可使吐出裝置1與工件56相對移動之構成即可。例如，亦可構成為吐出裝置1僅進行Z方向之移動，而使工作台55可朝XY方向移動。XYZ驅動機構52例如可採用伺服馬達或步進馬達與滾珠螺桿之組合、線性馬達等。
本實施例之塗佈裝置51，具備有用以與未圖示之前後步驟之裝置或裝載機/卸載機交接工件之搬送機構53。搬送機構53係將與搬送之工件56之寬度大致同寬之2根軌道狀構件54平行地設置之構造，並於軌道狀構件54之上方設置有藉由未圖示之滾輪進行旋轉之皮帶。利用馬達等使滾輪旋轉，藉此使皮帶旋轉，而使被載置於皮帶上之工件56朝向以符號(搬入方向63、搬出方向64)所示之方向被搬送。亦即，軌道狀構件54之與搬入方向63相反方向側之端部構成搬入部，而與搬入方向63相同方向側之端部則構成搬出部。作為搬送機構53，亦可取代前述之藉由皮帶所進行之搬送，而使用具有機械臂之機器人等來進行基板之交接。
工作台55係設置於搬送機構53之2根軌道狀構件54之間，且具有：上升位置，其係以自下方將在作業位置停止之工件56抬起之方式支撐並加以固定；及下降位置，其在搬送工件56時，以不與工件56接觸之方式與工件56分開。作為用以使工作台55升降之裝置，例如，可使用馬達與滾珠螺桿之組合或汽缸等。為 了將工件56固定於工作台55，可採用如下之方法等：開設自工作台55內部朝向上表面連通之複數個孔，藉由自該孔吸入空氣而將工件56吸附固定之方法；藉由固定用構件夾住工件56，並以螺釘等固定手段將該構件固定於工作台55，藉此將工件56固定之方法；以及於工作台55上升位置，將工件56以藉由搬送機構53所具有之未圖示的壓抵構件與工作台55夾住之方式加以固定之方法等。
前述之XYZ驅動機構52、搬送機構53、工作台55係設置於架台58上，藉由以虛線所表示之罩蓋59覆蓋其周圍。藉由以罩蓋59覆蓋，可防止來自外部之塵埃的侵入，而且，可確保作業人員之安全。然而，於搬送機構53之相對於搬入側與搬出側之位置，雖未圖示，但設置有用以將工件56搬入搬出之開口。再者，在圖6中雖未圖示，但亦可將吐出控制裝置10設置於架台58內部。
控制前述之各機器之動作的塗佈控制裝置57，具備有處理器、及儲存塗佈控制程式之儲存裝置，且如虛線所示被設置於架台58內部。為了進行塗佈作業所需要之塗佈圖案資料，係儲存於塗佈控制裝置57之儲存裝置。塗佈控制裝置57係與吐出控制裝置10聯繫，而於既定之時序實施前述之攪拌作業。塗佈控制裝置57與吐出控制裝置10之聯繫，係以如下方式進行：吐出控制裝置10控制吐出作業及攪拌作業時吐出裝置1之動作所需要之機器的動作，而塗佈控制裝置57對吐出控制裝置10指示執行吐出作業及攪拌作業之時序等。
圖7係例示實施例之吐出程式及塗佈控制程式所具 有之各模組之構成圖。塗佈控制程式例如在如下之時序，將攪拌動作指令發送至吐出控制程式。
(a)工件搬入、搬出之開始時
(b)未伴隨吐出之吐出裝置的XYZ移動時(例如，自待機位置朝向塗佈開始位置之移動時)
(c)自最後之吐出動作指令或攪拌動作指令經過一定時間(例如，藉由事前之測量所設定之產生粒子沉降問題之時間)，且未發出吐出動作指令及攪拌動作指令時
為了實現前述(c)，亦可於塗佈控制裝置57設置偵測一定時間之經過之計時器，並在計時器偵測到已經過一定時間之情形時以執行一次或複數次攪拌動作之方式程式化(該計時器可藉由硬體或軟體來實現)。
(B2)動作
前述之塗佈裝置51可藉由塗佈控制程式實施如下之塗佈動作。若塗佈控制程式，工件56便藉由將工件56朝第一方向搬送之搬送機構53朝向塗佈裝置51之罩蓋59內被搬入。朝向罩蓋59內被搬入之工件56直接朝向第一方向被搬送，並在被搬運至設置有工作台55之位置(作業位置)便停止。若工件56停止，工作台55便上升而將工件56支撐固定。於工件56被支撐固定於工作台55後，一邊藉由XYZ驅動機構52使吐出裝置1相對於工件56相對移動，一邊根據預先設定之塗佈圖案而將液體材料14連續地朝工件56上吐出，藉此進行所期望之塗佈作業。此處所謂之塗佈模式，亦包含例如在將吐出口移動至既定位置並使其停止之狀態下，將液 體材料填充於壩內之情形。
若吐出裝置1朝向工件56之塗佈作業結束，工件56之固定便被解除，工件56係藉由搬送機構53朝向搬出側移動，而朝塗佈裝置51之罩蓋59外被搬出。以上，為對一個工件56之基本塗佈作業的流程。在對複數個工件56進行作業之情形時，程式化為反覆地進行前述之一連串之作業(工件搬入、塗佈、工件搬出)。
在本實施例之塗佈裝置51中，於搬入工件56時或搬出工件56時，存在有不進行吐出動作(亦可說是無法進行)之時序。因此，塗佈控制程式係程式化為利用該不進行(無法進行)吐出動作之時序來進行攪拌動作。例如，由於搬入工件56時為即將進行塗佈動作(吐出動作)之前，因此若程式化為在搬入工件56時進行攪拌動作，便可以固體粒子在液體中擴散之狀態進行吐出，其效果最大。又，即使於僅對一個工件56進行作業之情形時，只要程式化為在搬入工件56時進行攪拌動作，便不會錯失進行攪拌動作之時序。於對複數個工件56進行作業之情形時，亦可程式化為在搬出工件56時進行攪拌動作。此外，亦可於自一個工件56之搬出至下一個工件56之搬入為止的期間，進行攪拌動作。又，亦可程式化為在未進行工件56搬入之如待機狀態之情形時亦進行攪拌動作。如此，藉由塗佈控制程式在搬入工件56時或搬出工件56時將攪拌動作之指令發送至吐出控制裝置10，藉此可以固體粒子隨時在液體中擴散之狀態進行塗佈作業。
1‧‧‧吐出裝置
2‧‧‧儲留容器(注射器)
3‧‧‧計量部
4‧‧‧柱塞
5‧‧‧噴嘴
6‧‧‧切換閥
7‧‧‧柱塞驅動裝置
8‧‧‧切換閥驅動裝置
9‧‧‧壓縮氣體源
10‧‧‧吐出控制裝置
13‧‧‧連接構件
14‧‧‧液體材料
131‧‧‧連接流路
132‧‧‧連接部

Claims (12)

  1. 一種含有固體粒子之液體材料之吐出裝置，其特徵在於，其具備有：儲留容器，其儲留含有固體粒子之液體材料；計量部，其具有填充有上述液體材料之計量孔；柱塞，其在上述計量孔內進退移動；噴嘴，其具有吐出上述液體材料之吐出口；切換閥，其具有連通上述儲留容器與上述計量部之第一位置及連通上述計量部與上述噴嘴之第二位置；柱塞驅動裝置，其使柱塞進退移動；切換閥驅動裝置，其對切換閥之第一位置及第二位置進行切換；以及吐出控制裝置，其具備有處理器及儲存有吐出控制程式之儲存裝置；上述吐出控制程式具備有：填充步驟，其將上述切換閥設為第一位置，藉由使上述柱塞後退移動而將上述液體材料填充於上述計量孔內；排出步驟，其將上述切換閥設為第二位置，藉由使上述柱塞前進移動而將上述計量孔內之上述液體材料自上述吐出口吐出；流入步驟，其將上述切換閥設為第一位置，藉由使上述柱塞前進移動而使上述計量孔內之上述液體材料流入上述儲留容器內；吐出步驟，其連續執行上述填充步驟及上述排出步驟；以及攪拌步驟，其連續執行上述填充步驟及上述流入步驟。
  2. 如請求項1之含有固體粒子之液體材料之吐出裝置，其中，上 述吐出控制程式具備有：連續攪拌步驟，其連續執行上述攪拌步驟。
  3. 如請求項1之含有固體粒子之液體材料之吐出裝置，其中，進一步具備有：連接構件，其具有連通上述儲留容器與上述計量部之連接流路；上述連接流路與上述儲留容器之連接部的截面積，為上述儲留容器之截面積的1/4以下。
  4. 如請求項3之含有固體粒子之液體材料之吐出裝置，其中，上述連接流路與上述儲留容器之連接部的截面積為上述儲留容器之截面積的1/10以下。
  5. 如請求項3或4之含有固體粒子之液體材料之吐出裝置，其中，上述連接流路係由自一端至另一端實質上為相同直徑之直線形狀之流路所構成。
  6. 一種塗佈裝置，其特徵在於，其具備有：請求項1至4中任一項所記載之含有固體粒子之液體材料之吐出裝置；工作台，其固定工件；XYZ驅動機構，其使上述工作台與上述吐出裝置相對移動；以及塗佈控制裝置，其具備有處理器及儲存有塗佈控制程式之儲存裝置；上述塗佈控制程式係具備有：塗佈步驟，其根據塗佈圖案而藉由上述XYZ驅動機構使上述工作台與上述吐出裝置相對移動，且使上述吐出裝置執行上述吐出步驟及上述攪拌步驟。
  7. 如請求項6之塗佈裝置，其中，進一步具備有：搬送機構，其將自搬入部所承接之工件搬送至上述工作台，並將上述工件自上述 工作台搬送至搬出部；上述塗佈控制程式具備有：搬送時攪拌步驟，其在藉由上述搬送機構搬送上述工件之期間，使上述吐出控制裝置執行一次以上之上述攪拌步驟。
  8. 如請求項6之塗佈裝置，其中，上述塗佈控制裝置具備有：計時器，其偵測自最後之攪拌動作或吐出動作起已經過一定時間；上述塗佈控制程式具備有：定時攪拌步驟，其在上述計時器偵測到已經過上述一定時間且於下一吐出步驟之執行前仍有執行上述攪拌步驟之時間之情形時，使上述吐出控制裝置執行一次以上之上述攪拌步驟。
  9. 如請求項6之塗佈裝置，其中，上述塗佈控制程式具備有：周期攪拌步驟，其以一定之周期，檢測在下一吐出步驟之執行前有執行上述攪拌步驟之時間的時序，並於該時序使上述吐出控制裝置執行一次以上之上述攪拌步驟。
  10. 一種塗佈方法，係使用請求項6所記載之塗佈裝置者，其特徵在於，上述塗佈控制裝置藉由執行上述塗佈控制程式而於工件上形成塗佈圖案。
  11. 如請求項10之塗佈方法，其中，上述固體粒子包含比重較上述液體材料大之固體粒子。
  12. 如請求項11之塗佈方法，其中，上述固體粒子係LED用螢光體。
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