JP6830330B2

JP6830330B2 - Liquid coating unit, liquid coating device, and liquid coating method

Info

Publication number: JP6830330B2
Application number: JP2016166628A
Authority: JP
Inventors: 山中　昭浩; 昭浩山中
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-08-29
Filing date: 2016-08-29
Publication date: 2021-02-17
Anticipated expiration: 2036-08-29
Also published as: JP2018034074A

Description

本発明は、液体塗布ユニット、液体塗布装置および液体塗布方法に関し、特にその先端部に液状材料を付着させ、その先端を基板上の微細領域に接触させて液状材料を塗布する塗布針を備える液体塗布ユニット、および該液体塗布ユニットを備える液体塗布装置に関する。 The present invention relates to a liquid coating unit, a liquid coating apparatus, and a liquid coating method, and particularly comprises a liquid provided with a coating needle that adheres a liquid material to the tip thereof and brings the tip into contact with a fine region on a substrate to coat the liquid material. The present invention relates to a coating unit and a liquid coating device including the liquid coating unit.

ＲＦＩＤタグなどの微細な回路を印刷（塗布）方式で形成するプリンテッドエレクトロニクス技術が急速に発展してきている。プリンテッドエレクトロニクス技術としては、印刷方式、インクジェット方式、ディスペンサ方式などが一般的であるが、塗布針を用いた方式も、広範囲の粘度の材料を用いて微細な塗布が可能な点で、その選択肢の一つである。 Printed electronics technology for forming minute circuits such as RFID tags by printing (coating) is rapidly developing. As the printed electronics technology, a printing method, an inkjet method, a dispenser method, etc. are generally used, but a method using a coating needle is also an option in that fine coating can be performed using a material having a wide range of viscosities. one of.

塗布針を用いて微細な塗布を行う方法については、特開２００７−２６８３５３号公報（特許文献１）に記載のような塗布ユニットを用いて行う方法がある。該塗布ユニットは、塗布針を固定支持するアームがエアシリンダによって上下駆動される駆動板によって下方から支持されている。そのため、塗布針による塗布動作においては、エアシリンダによって駆動板が下降することにより、塗布針およびアームが自重で下降する。該塗布ユニットによる１回の塗布時間、すなわち塗布針の下降、塗布、および塗布針の上昇にかかる時間は、例えば数秒程度である。 As a method of performing fine coating using a coating needle, there is a method of performing fine coating using a coating unit as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-268353 (Patent Document 1). In the coating unit, an arm that fixedly supports the coating needle is supported from below by a drive plate that is vertically driven by an air cylinder. Therefore, in the coating operation by the coating needle, the driving plate is lowered by the air cylinder, so that the coating needle and the arm are lowered by their own weight. The time required for one coating by the coating unit, that is, the time required for lowering the coating needle, coating, and raising the coating needle is, for example, about several seconds.

特開２００７−２６８３５３号公報JP-A-2007-268353

特許文献１に記載の塗布ユニットは、塗布動作を高速化することが困難である。特に、塗布針の下降は、塗布針およびアームの自重により行われるため、仮に駆動板の下降が高速に行われたとしても駆動板の下降に追従できず、高速化が困難である。 With the coating unit described in Patent Document 1, it is difficult to speed up the coating operation. In particular, since the coating needle is lowered by the weight of the coating needle and the arm, even if the drive plate is lowered at a high speed, it cannot follow the lowering of the drive plate, and it is difficult to increase the speed.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、塗布針による塗布動作を高速で行える液体塗布ユニット、液体塗布装置および液体塗布方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems. A main object of the present invention is to provide a liquid coating unit, a liquid coating apparatus, and a liquid coating method capable of performing a coating operation with a coating needle at high speed.

本発明に係る液体塗布ユニットは、塗布針を用いて対象物の表面に液状材料を塗布するための液体塗布ユニットである。液体塗布ユニットは、塗布針を搭載しており、かつ直線移動する可動部と、可動部を案内する固定部とを含むリニアモータと、可動部に対し重力方向の上方に向かう力を付与する支持部を備える。可動部は、少なくとも、塗布針と対象物とが接触可能な状態にある第１の位置と、第１の位置よりも重力方向の上方にある第２の位置との間を移動可能に設けられている。 The liquid coating unit according to the present invention is a liquid coating unit for coating a liquid material on the surface of an object using a coating needle. The liquid coating unit is equipped with a coating needle, and has a linear motor including a movable portion that moves linearly and a fixed portion that guides the movable portion, and a support that applies an upward force in the direction of gravity to the movable portion. It has a part. The movable portion is provided so as to be movable at least between a first position in which the coating needle and the object are in contact with each other and a second position above the first position in the direction of gravity. ing.

上記液体塗布ユニットにおいて、好ましくは、支持部は、固定部に対して可動部を吊り下げて、可動部を第２の位置に保持可能に設けられている。 In the liquid coating unit, preferably, the support portion is provided so that the movable portion can be suspended from the fixed portion and the movable portion can be held at the second position.

上記液体塗布ユニットにおいて、好ましくは、支持部は、可動部の移動に伴い弾性変形する弾性部を含む。弾性部の一端は固定部に接続されており、弾性部の他端は可動部に接続されている。 In the liquid coating unit, the support portion preferably includes an elastic portion that elastically deforms with the movement of the movable portion. One end of the elastic portion is connected to the fixed portion, and the other end of the elastic portion is connected to the movable portion.

上記液体塗布ユニットにおいて、好ましくは、可動部の移動速度を制御する制御部をさらに備える。制御部は、第２の位置から第１の位置と第２の位置との間に位置する第３の位置までの領域における可動部の移動速度より、可動部が第３の位置から第１の位置までの領域における可動部の移動速度が遅くなるように、可動部の移動速度を制御可能に設けられている。 The liquid coating unit preferably further includes a control unit that controls the moving speed of the movable unit. In the control unit, the movable unit is first from the third position based on the moving speed of the movable unit in the region from the second position to the third position located between the first position and the second position. The moving speed of the movable part can be controlled so as to slow down the moving speed of the movable part in the area up to the position.

本実施の形態に係る液体塗布装置は、上記液体塗布ユニットと、液体塗布ユニットを少なくとも重力方向と交差する方向に移動可能に設けられている移動部とを備える。 The liquid coating device according to the present embodiment includes the liquid coating unit and a moving portion provided so that the liquid coating unit can be moved at least in a direction intersecting the direction of gravity.

本実施の形態に係る液体塗布方法は、上記液体塗布ユニットを用いて液体材料を塗布する液体塗布方法である。該液体塗布方法は、可動部を第２の位置から第３の位置まで移動させる第１工程と、可動部を第３の位置から第１の位置まで移動させる第２工程とを備える。第２工程における可動部の移動速度は、第１工程における可動部の移動速度よりも遅い。 The liquid coating method according to the present embodiment is a liquid coating method for coating a liquid material using the liquid coating unit. The liquid coating method includes a first step of moving the movable portion from the second position to the third position, and a second step of moving the movable portion from the third position to the first position. The moving speed of the movable part in the second step is slower than the moving speed of the moving part in the first step.

本発明によれば、塗布針による塗布動作を高速で行える液体塗布ユニット、液体塗布装置、および液体塗布方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid coating unit, a liquid coating apparatus, and a liquid coating method capable of performing a coating operation with a coating needle at high speed.

本実施の形態に係る液体塗布ユニットの可動部が第１の位置にあるときの液体塗布ユニットの全体構成を示す側面図である。It is a side view which shows the whole structure of the liquid coating unit when the movable part of the liquid coating unit which concerns on this embodiment is in a 1st position. 図１に示される液体塗布ユニットの正面図である。It is a front view of the liquid coating unit shown in FIG. 本実施の形態に係る液体塗布ユニットの可動部が第２の位置にあるときの液体塗布ユニットの全体構成を示す側面図である。It is a side view which shows the whole structure of the liquid coating unit when the movable part of the liquid coating unit which concerns on this embodiment is in a 2nd position. 図３に示される液体塗布ユニットの正面図である。It is a front view of the liquid coating unit shown in FIG. 本実施の形態に係る液体塗布ユニットの可動部が第１の位置にあるときの塗布針の構成を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the structure of the coating needle when the movable part of the liquid coating unit which concerns on this embodiment is in a 1st position. 本実施の形態に係る液体塗布ユニットの可動部が第２の位置にあるときの塗布針の構成を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the structure of the coating needle when the movable part of the liquid coating unit which concerns on this embodiment is in a 2nd position. 本実施の形態に係る液体塗布装置の全体構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the whole structure of the liquid coating apparatus which concerns on this embodiment.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
［液体塗布ユニットの構成］
図１〜図６を参照して、本実施の形態に係る液体塗布ユニット１００について説明する。液体塗布ユニット１００は、塗布針１と、リニアモータ２と、支持部３と、ベース部４と、液体材料容器５とを備える。図１、図２および図５は、塗布針１によって基板１４０（図５および図６参照）に対し液体材料を塗布可能な状態にある液体塗布ユニット１００を示す。図１および図２に示される可動部２１の重力方向における位置を、可動部２１の第１の位置とよぶ。図３、図４および図６は、可動部２１が第１の位置よりも鉛直方向の上方に配置された状態にある液体塗布ユニット１００を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings below, the same or corresponding parts will be given the same reference number, and the explanation will not be repeated.
[Construction of liquid coating unit]
The liquid coating unit 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6. The liquid coating unit 100 includes a coating needle 1, a linear motor 2, a support portion 3, a base portion 4, and a liquid material container 5. 1, FIG. 2 and FIG. 5 show a liquid coating unit 100 in a state in which a liquid material can be applied to a substrate 140 (see FIGS. 5 and 6) by a coating needle 1. The position of the movable portion 21 shown in FIGS. 1 and 2 in the direction of gravity is called the first position of the movable portion 21. 3, FIG. 4 and FIG. 6 show the liquid coating unit 100 in which the movable portion 21 is arranged vertically above the first position.

塗布針１は、一端と他端（図５および図６に示される針先１Ｅ）とを有している。塗布針１の針先１Ｅは、任意の形状を有していればよいが、例えば円錐形状を有している。塗布針１の一端を有する部分（図５および図６に示される部分１Ｂ）の外径は、塗布針１の他端を有する部分（図５および図６に示される部分１Ａ）の外径よりも大きい。塗布針１の一端は、塗布針ホルダ１１により保持されている。塗布針１の他端は、液体材料が塗布される被塗布部材に接触可能に設けられている。塗布針ホルダ１１は、塗布針ホルダ保持部１２に保持されている。塗布針ホルダ１１は、例えばネジ１３により塗布針ホルダ保持部１２に対して着脱可能に設けられている。なお、図１および図２において、塗布針１の他端は後述する液体材料容器５よりも下方に突出されている。図３および図４において、塗布針１の他端は後述する液体材料容器５内に収容されている。 The coating needle 1 has one end and the other end (needle tip 1E shown in FIGS. 5 and 6). The needle tip 1E of the coating needle 1 may have an arbitrary shape, but has, for example, a conical shape. The outer diameter of the portion having one end of the coating needle 1 (part 1B shown in FIGS. 5 and 6) is larger than the outer diameter of the portion having the other end of the coating needle 1 (part 1A shown in FIGS. 5 and 6). Is also big. One end of the coating needle 1 is held by the coating needle holder 11. The other end of the coating needle 1 is provided so as to be in contact with the member to be coated to which the liquid material is applied. The coating needle holder 11 is held by the coating needle holder holding portion 12. The coating needle holder 11 is detachably provided with respect to the coating needle holder holding portion 12 by, for example, a screw 13. In addition, in FIGS. 1 and 2, the other end of the coating needle 1 protrudes downward from the liquid material container 5 described later. In FIGS. 3 and 4, the other end of the coating needle 1 is housed in a liquid material container 5, which will be described later.

リニアモータ２は、可動部２１と固定部２２とを含む。可動部２１は、直線移動可能である。可動部２１は、塗布針１と、塗布針ホルダ１１と、塗布針ホルダ保持部１２とを有している。塗布針ホルダ保持部１２は、例えばネジ１４によりリニアモータ２の可動部２１に対して着脱可能に設けられている。このようにして、可動部２１には、塗布針１が搭載されている。塗布針１の軸方向と可動部２１の移動方向とは、例えば平行である。塗布針１の軸方向および可動部２１の移動方向は、例えば重力方向に沿うように設けられている。リニアモータ２は、任意の構成を有していればよく、例えばリニア直流モータまたはリニアステッピングモータなどである。 The linear motor 2 includes a movable portion 21 and a fixed portion 22. The movable portion 21 can move linearly. The movable portion 21 has a coating needle 1, a coating needle holder 11, and a coating needle holder holding portion 12. The coating needle holder holding portion 12 is detachably provided with respect to the movable portion 21 of the linear motor 2 by, for example, a screw 14. In this way, the coating needle 1 is mounted on the movable portion 21. The axial direction of the coating needle 1 and the moving direction of the movable portion 21 are, for example, parallel. The axial direction of the coating needle 1 and the moving direction of the movable portion 21 are provided so as to follow, for example, the direction of gravity. The linear motor 2 may have an arbitrary configuration, for example, a linear DC motor or a linear stepping motor.

可動部２１は、図１および図２に示される第１の位置と図３および図４に示される第２の位置との間を移動可能に設けられている。可動部２１が第１の位置にあるときに、塗布針１と塗布対象物である基板１４０とは接触可能に設けられている。第１の位置にある可動部２１は、第２の位置にある可動部２１よりも重力方向の下方に位置している。 The movable portion 21 is provided so as to be movable between the first position shown in FIGS. 1 and 2 and the second position shown in FIGS. 3 and 4. When the movable portion 21 is in the first position, the coating needle 1 and the substrate 140, which is the object to be coated, are provided so as to be in contact with each other. The movable portion 21 in the first position is located below the movable portion 21 in the second position in the direction of gravity.

固定部２２は、可動部２１の直線移動を案内する案内部２３を有している。固定部２２は、ベース部４に固定されている。 The fixed portion 22 has a guide portion 23 that guides the linear movement of the movable portion 21. The fixing portion 22 is fixed to the base portion 4.

支持部３は、第１部３１、第２部３２、および弾性部３３を含む。弾性部３３は、一端および他端を有している。弾性部３３の一端は第１部３１に固定されており、弾性部３３の他端は第２部３２に固定されている。第１部３１は可動部２１に固定されている。第２部３２は第１部３１よりも上方においてベース部４に固定されている。つまり、支持部３は、ベース部４から可動部２１を吊り下げている。 The support portion 3 includes a first portion 31, a second portion 32, and an elastic portion 33. The elastic portion 33 has one end and the other end. One end of the elastic portion 33 is fixed to the first portion 31, and the other end of the elastic portion 33 is fixed to the second portion 32. The first part 31 is fixed to the movable part 21. The second part 32 is fixed to the base part 4 above the first part 31. That is, the support portion 3 suspends the movable portion 21 from the base portion 4.

弾性部３３は、一端と他端との間で、弾性変形可能に設けられている。弾性部３３は、例えばバネ部材である。弾性部３３は、弾性変形によって、可動部２１が第１の位置にあるときの第１状態と、可動部２１が第２の位置にあるときに第２状態とを変更可能に設けられている。弾性部３３は、例えば第１状態および第２状態にあるときに、弾性変形している。 The elastic portion 33 is provided so as to be elastically deformable between one end and the other end. The elastic portion 33 is, for example, a spring member. The elastic portion 33 is provided so as to be able to change between a first state when the movable portion 21 is in the first position and a second state when the movable portion 21 is in the second position by elastic deformation. .. The elastic portion 33 is elastically deformed, for example, when it is in the first state and the second state.

弾性部３３が第２状態にあるときに、支持部３は第２の位置にある可動部２１を保持している。弾性部３３は、第２状態にあるときに、可動部２１の自重と同等であって重力方向の上方に向かう弾性力を、第１部３１を介して可動部２１に付与している。言い換えると、支持部３は可動部２１の自重を相殺する力を第２の位置にある可動部２１に付与し、第２の位置にある可動部２１を保持している。 When the elastic portion 33 is in the second state, the support portion 3 holds the movable portion 21 in the second position. When in the second state, the elastic portion 33 applies an elastic force equivalent to the own weight of the movable portion 21 and upward in the direction of gravity to the movable portion 21 via the first portion 31. In other words, the support portion 3 applies a force that cancels the own weight of the movable portion 21 to the movable portion 21 at the second position, and holds the movable portion 21 at the second position.

弾性部３３が第１状態にあるときの弾性部３３の一端は、弾性部３３が第２状態にあるときの弾性部３３の一端と比べて下方に位置している。異なる観点から言えば、弾性部３３が第１状態にあるときの第１部３１は、弾性部３３が第２状態にあるときの第１部３１と比べて下方に位置している。弾性部３３の他端、および第２部３２は、弾性部３３の状態に依らず、重力方向における位置がベース部４に対して固定されている。 One end of the elastic portion 33 when the elastic portion 33 is in the first state is located below the one end of the elastic portion 33 when the elastic portion 33 is in the second state. From a different point of view, the first portion 31 when the elastic portion 33 is in the first state is located lower than the first portion 31 when the elastic portion 33 is in the second state. The other end of the elastic portion 33 and the second portion 32 are fixed in position with respect to the base portion 4 in the direction of gravity regardless of the state of the elastic portion 33.

ベース部４は、固定部２２および液体材料容器５を保持している。図２、図５および図６に示されるように、液体材料容器５の内部には、液体材料Ｌ（図５および図６参照）を貯留するための空間５０が形成されている。液体材料容器５の底部には、当該空間５０と外部とを接続している孔５１が形成されている。液体材料容器５の上部には、当該空間５０と外部とを接続している孔５２が形成されている。孔５１の孔径は、塗布針１の部分１Ａの外径以上部分１Ｂの外径未満である。孔５２の孔径は、塗布針１の部分１Ｂの外径以上である。これにより、塗布針１の部分１Ａは孔５１に挿通され得る。塗布針１の部分１Ｂは、孔５２に挿通され得るが、孔５１に挿通され得ない。 The base portion 4 holds the fixing portion 22 and the liquid material container 5. As shown in FIGS. 2, 5 and 6, a space 50 for storing the liquid material L (see FIGS. 5 and 6) is formed inside the liquid material container 5. At the bottom of the liquid material container 5, a hole 51 connecting the space 50 and the outside is formed. A hole 52 connecting the space 50 and the outside is formed in the upper part of the liquid material container 5. The hole diameter of the hole 51 is equal to or larger than the outer diameter of the portion 1A of the coating needle 1 and less than the outer diameter of the portion 1B. The hole diameter of the hole 52 is equal to or larger than the outer diameter of the portion 1B of the coating needle 1. As a result, the portion 1A of the coating needle 1 can be inserted into the hole 51. Part 1B of the coating needle 1 can be inserted through the hole 52, but cannot be inserted through the hole 51.

図５に示されるように、液体材料容器５は、可動部２１が第１の位置にあるときに塗布針１の針先１Ｅを孔５１から突出可能に設けられている。このとき、塗布針１の針先１Ｅの表面の少なくとも一部上には、液体材料Ｌが付着している。図６に示されるように、液体材料容器５は、可動部２１が第２の位置にあるときに塗布針１の針先１Ｅを空間５０内に収容可能に設けられている。液体材料Ｌの粘度は、例えば数ｃＰ以上数万ｃＰ以下の範囲内から選択され得る。なお、図６に示される一例においては、使用される液体材料の粘度は数万ｃＰ程度であるものとする。 As shown in FIG. 5, the liquid material container 5 is provided so that the needle tip 1E of the coating needle 1 can protrude from the hole 51 when the movable portion 21 is in the first position. At this time, the liquid material L is attached to at least a part of the surface of the needle tip 1E of the coating needle 1. As shown in FIG. 6, the liquid material container 5 is provided so that the needle tip 1E of the coating needle 1 can be accommodated in the space 50 when the movable portion 21 is in the second position. The viscosity of the liquid material L can be selected from, for example, a range of several cP or more and tens of thousands of cP or less. In the example shown in FIG. 6, the viscosity of the liquid material used is assumed to be about tens of thousands of cP.

上述のように、液体塗布ユニット１００は、塗布針１を搭載しており、かつ直線移動する可動部２１と、可動部２１を案内する固定部２２とを含むリニアモータ２と、可動部２１に対し重力方向の上方に向かう力を付与する支持部３を備える。可動部２１は、少なくとも、塗布針１と基板１４０とが接触可能な状態にある第１の位置（図１、図２および図５参照）と、第１の位置よりも重力方向の上方にある第２の位置（図３、図４および図６参照）との間を移動可能に設けられている。 As described above, the liquid coating unit 100 is mounted on the coating needle 1, and has a linear motor 2 including a movable portion 21 that moves linearly, a fixed portion 22 that guides the movable portion 21, and a movable portion 21. A support portion 3 for applying an upward force in the direction of gravity is provided. The movable portion 21 is at least in the first position (see FIGS. 1, 2 and 5) in which the coating needle 1 and the substrate 140 are in contact with each other, and above the first position in the direction of gravity. It is movably provided between and from the second position (see FIGS. 3, 4 and 6).

このような液体塗布ユニット１００において、リニアモータ２によって塗布針１を搭載している可動部２１が第１の位置と第２の位置との間を重力方向に移動する。これにより、可動部２１が第２の位置から第１の位置まで移動する際の移動速度は、可動部が自重によって第２の位置から第１の位置まで下降する際の移動速度と比べて、速くされ得る。さらに、第１の位置と第２の位置との間を移動する可動部２１には支持部３によって重力方向の上方に向かう力が付与され、可動部２１は支持部３によって支持されている。そのため、可動部２１が第１の位置から第２の位置まで移動する際の可動部２１の移動速度は、重力方向の上方に向かう力が付与されていない可動部の移動速度と比べて、速くされ得る。その結果、液体塗布ユニット１００は、従来の液体塗布ユニットと比べて、塗布針１による塗布動作を高速で行えるため、１回の塗布に要する時間を短くすることができる。なお、可動部２１に対して支持部３が付与する重力方向の上方に向かう力が可動部２１の自重未満である場合、可動部２１は、例えばリニアモータ２において可動部２１と固定部２２との間に働く電磁力により、第２の位置に保持されていればよい。 In such a liquid coating unit 100, the movable portion 21 on which the coating needle 1 is mounted moves in the direction of gravity between the first position and the second position by the linear motor 2. As a result, the moving speed when the movable portion 21 moves from the second position to the first position is higher than the moving speed when the movable portion descends from the second position to the first position due to its own weight. Can be faster. Further, the movable portion 21 moving between the first position and the second position is subjected to an upward force in the direction of gravity by the support portion 3, and the movable portion 21 is supported by the support portion 3. Therefore, the moving speed of the moving part 21 when the moving part 21 moves from the first position to the second position is faster than the moving speed of the moving part to which no upward force in the direction of gravity is applied. Can be done. As a result, the liquid coating unit 100 can perform the coating operation by the coating needle 1 at a higher speed than the conventional liquid coating unit, so that the time required for one coating can be shortened. When the force applied by the support portion 3 upward in the gravity direction to the movable portion 21 is less than the own weight of the movable portion 21, the movable portion 21 may be, for example, the movable portion 21 and the fixed portion 22 in the linear motor 2. It suffices to be held in the second position by the electromagnetic force acting between the two.

上記液体塗布ユニット１００において、好ましくは、支持部３は、第２の位置にある可動部２１を吊り下げて保持している。この場合、第２の位置にある可動部２１は、可動部２１の自重に等しくかつ重力方向の上方に向かう力を支持部３から付与されることにより、自重が相殺された状態にある。そのため、リニアモータ２の電源がオフされた状態においても、可動部２は支持部３によって第２の位置に保持され得る。 In the liquid coating unit 100, preferably, the support portion 3 suspends and holds the movable portion 21 at the second position. In this case, the movable portion 21 at the second position is in a state in which its own weight is offset by applying a force equal to its own weight of the movable portion 21 and upward in the direction of gravity from the support portion 3. Therefore, even when the power of the linear motor 2 is turned off, the movable portion 2 can be held in the second position by the support portion 3.

上記液体塗布ユニット１００において、好ましくは、支持部３は、可動部２１の移動に伴い弾性変形する弾性部３３を含む。弾性部３３の一端は固定部２２に接続されており、弾性部３３の他端は可動部２１に接続されている。この場合、可動部２１に対し重力方向の上方に向かう力は、弾性部３３の弾性変形に伴う弾性力である。このような支持部３によれば、弾性部３３の構成を変更することで、可動部２１に対して付与される上方に向かう力の強さを容易に変更することができる。そのため、支持部３によれば、可動部２１に対し、可動部２１の自重を相殺する力を適切に付与させることができる。 In the liquid coating unit 100, preferably, the support portion 3 includes an elastic portion 33 that elastically deforms with the movement of the movable portion 21. One end of the elastic portion 33 is connected to the fixed portion 22, and the other end of the elastic portion 33 is connected to the movable portion 21. In this case, the force upward in the direction of gravity with respect to the movable portion 21 is the elastic force accompanying the elastic deformation of the elastic portion 33. According to such a support portion 3, the strength of the upward force applied to the movable portion 21 can be easily changed by changing the configuration of the elastic portion 33. Therefore, according to the support portion 3, the movable portion 21 can be appropriately provided with a force for canceling the own weight of the movable portion 21.

上記液体塗布ユニットにおいて、好ましくは、可動部の移動速度を制御する制御部をさらに備える。制御部は、可動部が第２の位置から第１の位置と第２の位置との間に位置する第３の位置に達するまでの可動部の移動速度と比べて、可動部が第３の位置から第１の位置に達するまでの可動部の移動速度が遅くなるように、可動部の移動速度を制御可能に設けられている。 The liquid coating unit preferably further includes a control unit that controls the moving speed of the movable unit. The control unit has a third movable part as compared with the moving speed of the movable part from the second position to the third position located between the first position and the second position. The moving speed of the movable portion can be controlled so as to slow down the moving speed of the movable portion from the position to the first position.

このようにすれば、可動部２１が第１の位置に達して塗布針１の針先１Ｅが基板１４０（図５〜図７参照）の上面と接触可能する際に、針先１Ｅによって基板１４０が受ける衝撃を十分に緩和することができる。 In this way, when the movable portion 21 reaches the first position and the needle tip 1E of the coating needle 1 comes into contact with the upper surface of the substrate 140 (see FIGS. 5 to 7), the needle tip 1E causes the substrate 140. Can sufficiently alleviate the impact that is received.

上述のような液体塗布ユニット１００は、ＲＦＩＤタグなどの微細な回路パターンの形成、液晶ディスプレイなどの欠陥の修正、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）への接着剤の塗布などを行う液体塗布装置に好適である。 The liquid coating unit 100 as described above is suitable for a liquid coating device that forms a fine circuit pattern such as an RFID tag, corrects defects in a liquid crystal display, and applies an adhesive to an LED (Light Emitting Diode). is there.

［液体塗布装置の全体構成］
図７は、本実施の形態に従った液体塗布装置２００の模式的な斜視図である。液体塗布装置２００は、上述した液体塗布ユニット１００を備えている。図２に示されるように、液体塗布装置２００は、液体塗布ユニット１００と、観察光学系１１０と、観察光学系１１０に接続されたＣＣＤカメラ１１１と、Ｚ軸テーブル１２０と、Ｘ軸テーブル１２１と、Ｙ軸テーブル１２２と、基台１２３と、制御部１３０とを含む。 [Overall configuration of liquid coating device]
FIG. 7 is a schematic perspective view of the liquid coating device 200 according to the present embodiment. The liquid coating device 200 includes the liquid coating unit 100 described above. As shown in FIG. 2, the liquid coating device 200 includes a liquid coating unit 100, an observation optical system 110, a CCD camera 111 connected to the observation optical system 110, a Z-axis table 120, and an X-axis table 121. , Y-axis table 122, base 123, and control unit 130.

観察光学系１１０は、塗布対象の基板１４０の塗布位置を観察するために設けられる。観察光学系１１０のＣＣＤカメラ１１１は、観察した画像を電気信号に変換する。液体塗布ユニット１００および観察光学系１１０は、Ｚ軸テーブル１２０の移動体に搭載されている。これにより、液体塗布ユニット１００および観察光学系１１０は、Ｚ軸テーブル１２０によって図７中のＺ軸方向に移動可能に支持されている。Ｚ軸テーブル１２０は、Ｘ軸テーブル１２１の移動体に搭載されている。これにより、Ｚ軸テーブル１２０は、Ｘ軸テーブル１２１によって図７中のＸ軸方向に移動可能に支持されている。基板１４０は、Ｙ軸テーブル１２２の移動体上に載置される。これにより、基板１４０は、Ｙ軸テーブル１２２によって図７中のＹ軸方向に移動可能に支持されている。Ｙ軸テーブル１２２は、基台１２３の上面に設置されている。Ｙ軸テーブル１２２は、Ｙ軸方向に移動可能に設けられている。なお、図７中のＺ軸方向は重力方向に沿う方向である。 The observation optical system 110 is provided for observing the coating position of the substrate 140 to be coated. The CCD camera 111 of the observation optical system 110 converts the observed image into an electric signal. The liquid coating unit 100 and the observation optical system 110 are mounted on a moving body of the Z-axis table 120. As a result, the liquid coating unit 100 and the observation optical system 110 are movably supported by the Z-axis table 120 in the Z-axis direction in FIG. The Z-axis table 120 is mounted on the moving body of the X-axis table 121. As a result, the Z-axis table 120 is movably supported by the X-axis table 121 in the X-axis direction in FIG. The substrate 140 is placed on the moving body of the Y-axis table 122. As a result, the substrate 140 is movably supported by the Y-axis table 122 in the Y-axis direction in FIG. The Y-axis table 122 is installed on the upper surface of the base 123. The Y-axis table 122 is provided so as to be movable in the Y-axis direction. The Z-axis direction in FIG. 7 is a direction along the direction of gravity.

制御部１３０は、操作パネル１３１、モニタ１３２、および制御用コンピュータ１３３を備える。制御部１３０は、液体塗布ユニット１００、観察光学系１１０、Ｚ軸テーブル１２０、Ｘ軸テーブル１２１、およびＹ軸テーブル１２２を制御する。操作パネル１３１は、制御用コンピュータ１３３への指令を入力するために用いられる。モニタ１３２は、観察光学系１１０のＣＣＤカメラ１１１で変換された画像データおよび、制御用コンピュータ１３３からの出力データを表示する。 The control unit 130 includes an operation panel 131, a monitor 132, and a control computer 133. The control unit 130 controls the liquid coating unit 100, the observation optical system 110, the Z-axis table 120, the X-axis table 121, and the Y-axis table 122. The operation panel 131 is used to input a command to the control computer 133. The monitor 132 displays the image data converted by the CCD camera 111 of the observation optical system 110 and the output data from the control computer 133.

制御部１３０は、可動部２１の移動速度を制御可能に設けられている。制御部１３０は、可動部２１の移動速度Ｖ１が、可動部が自重によって案内部に案内されながら下降する従来の液体塗布ユニットにおける可動部の移動速度と比べて高速となるように、可動部２１の移動速度を制御可能に設けられている。可動部２１の移動速度は、リニアモータ２に供給される直流電流値または入力パルス信号の周波数によって制御され得る。 The control unit 130 is provided so that the moving speed of the movable unit 21 can be controlled. The control unit 130 has a movable portion 21 so that the moving speed V1 of the movable portion 21 is higher than the moving speed of the movable portion in the conventional liquid coating unit in which the movable portion descends while being guided by the guide portion by its own weight. It is provided so that the moving speed of the can be controlled. The moving speed of the movable portion 21 can be controlled by the DC current value supplied to the linear motor 2 or the frequency of the input pulse signal.

制御部１３０は、好ましくは、可動部２１が上記第２の位置から第１の位置と第２の位置との間に位置する第３の位置に達するまでの可動部２１の移動速度Ｖ１と比べて、可動部２１が第３の位置から第１の位置に達するまでの可動部２１の移動速度Ｖ２が遅くなるように、可動部２１の移動速度を制御可能に設けられている。つまり、制御部１３０は、好ましくは、塗布針１の針先１Ｅが基板１４０の上面に接触する前に、可動部２１を減速可能に設けられている。なお、可動部２１が第３の位置にあるときに、塗布針１の針先１Ｅは、例えば液体材料容器５の孔５１よりも下方に位置している。 The control unit 130 preferably compares with the moving speed V1 of the movable unit 21 from the second position to the third position located between the first position and the second position. Therefore, the moving speed of the movable portion 21 can be controlled so that the moving speed V2 of the movable portion 21 from the third position to the first position is slowed down. That is, the control unit 130 is preferably provided so that the movable unit 21 can be decelerated before the needle tip 1E of the coating needle 1 comes into contact with the upper surface of the substrate 140. When the movable portion 21 is in the third position, the needle tip 1E of the coating needle 1 is located below, for example, the hole 51 of the liquid material container 5.

好ましくは、可動部２１の第３の位置は、可動部２１の第２の位置よりも可動部２１の第１の位置に近い。この場合、制御部１３０は、塗布針１の針先１Ｅが基板１４０の上面に接触する直前に、可動部２１を減速可能に設けられている。このような液体塗布装置２００によれば、塗布針１による塗布動作を高速で行うことができ、かつ、塗布針１の針先１Ｅが基板１４０の上面に接触する際に基板１４０が受ける衝撃を緩和することができる。 Preferably, the third position of the movable portion 21 is closer to the first position of the movable portion 21 than the second position of the movable portion 21. In this case, the control unit 130 is provided so that the movable unit 21 can be decelerated immediately before the needle tip 1E of the coating needle 1 comes into contact with the upper surface of the substrate 140. According to such a liquid coating device 200, the coating operation by the coating needle 1 can be performed at high speed, and the impact received by the substrate 140 when the needle tip 1E of the coating needle 1 comes into contact with the upper surface of the substrate 140 is received. It can be relaxed.

［液体塗布方法］
次に、液体塗布装置２００を用いた液体塗布方法について説明する。液体塗布方法では、まず塗布対象物である基板１４０の塗布位置が決定される。具体的には、基板１４０の塗布位置が観察光学系１１０の直下に位置するように、Ｘ軸テーブル１２１、Ｙ軸テーブル１２２およびＺ軸テーブル１２０が移動される。基板１４０の塗布位置は、観察光学系１１０により観察され、決定される。このようにして決定された塗布位置が液体塗布ユニット１００の直下に来るように、Ｘ軸テーブル１２１、Ｙ軸テーブル１２２およびＺ軸テーブル１２０によって基板１４０が移動される。そして、決定された塗布位置に、液体塗布ユニット１００によって液体材料が塗布される。その後、次の塗布位置が液体塗布ユニット１００の直下に来るように、Ｘ軸テーブル１２１、Ｙ軸テーブル１２２およびＺ軸テーブル１２０によって基板１４０が移動される。移動が完了した後、液体塗布ユニット１００によって液体材料が塗布される。これらの各工程は、連続して繰り返し実施され得る。その結果、本実施の形態に係る液体塗布方法により、基板１４０の上面上には所定の回路パターンが短時間に形成され得る。 [Liquid application method]
Next, a liquid coating method using the liquid coating device 200 will be described. In the liquid coating method, the coating position of the substrate 140, which is the object to be coated, is first determined. Specifically, the X-axis table 121, the Y-axis table 122, and the Z-axis table 120 are moved so that the coating position of the substrate 140 is located directly below the observation optical system 110. The coating position of the substrate 140 is observed and determined by the observation optical system 110. The substrate 140 is moved by the X-axis table 121, the Y-axis table 122, and the Z-axis table 120 so that the coating position determined in this way is directly below the liquid coating unit 100. Then, the liquid material is applied to the determined application position by the liquid application unit 100. After that, the substrate 140 is moved by the X-axis table 121, the Y-axis table 122, and the Z-axis table 120 so that the next coating position is directly below the liquid coating unit 100. After the movement is complete, the liquid coating unit 100 applies the liquid material. Each of these steps can be performed continuously and repeatedly. As a result, a predetermined circuit pattern can be formed on the upper surface of the substrate 140 in a short time by the liquid coating method according to the present embodiment.

本実施の形態に係る液体塗布方法は、好ましくは、可動部２１を第２の位置から第３の位置まで移動させる第１工程と、可動部２１を第３の位置から第１の位置まで移動させる第２工程とを備える。第２工程は、第１工程の後に、連続して実施される。第２工程における可動部２１の移動速度Ｖ２は、第１工程における可動部２１の移動速度Ｖ１よりも遅い。第１工程および第２工程における可動部２１の移動速度は、図７に示される制御部１３０によって制御される。つまり、制御部１３０は、塗布針１の針先１Ｅが基板１４０の上面に接触する前に、可動部２１を減速可能に設けられている。 The liquid coating method according to the present embodiment preferably has a first step of moving the movable portion 21 from the second position to the third position and moving the movable portion 21 from the third position to the first position. It is provided with a second step of causing the operation. The second step is carried out continuously after the first step. The moving speed V2 of the movable portion 21 in the second step is slower than the moving speed V1 of the movable portion 21 in the first step. The moving speed of the movable unit 21 in the first step and the second step is controlled by the control unit 130 shown in FIG. 7. That is, the control unit 130 is provided so that the movable portion 21 can be decelerated before the needle tip 1E of the coating needle 1 comes into contact with the upper surface of the substrate 140.

好ましくは、第２工程は、第１工程において可動部２１が第２の位置よりも第１の位置に十分に近づいた後に、実施される。つまり、可動部２１は、制御部１３０によって塗布針１の針先１Ｅが基板１４０の上面に接触する直前に減速されるのが好ましい。このようにすれば、リニアモータ２によって塗布針１を重力方向に沿って高速に移動することができ、かつ、塗布針１の針先１Ｅが基板１４０の上面に接触する際に基板１４０が受ける衝撃を緩和することができる。 Preferably, the second step is carried out after the movable portion 21 is sufficiently closer to the first position than the second position in the first step. That is, it is preferable that the movable portion 21 is decelerated by the control unit 130 immediately before the needle tip 1E of the coating needle 1 comes into contact with the upper surface of the substrate 140. In this way, the coating needle 1 can be moved at high speed along the direction of gravity by the linear motor 2, and the substrate 140 receives when the needle tip 1E of the coating needle 1 comes into contact with the upper surface of the substrate 140. The impact can be mitigated.

なお、液体塗布ユニット１００において、支持部３の第１部３１は第２部３２よりも重力方向の上方に配置されていてもよい。この場合、支持部３の弾性部３３は、可動部２１が第１の位置および第２の位置にあるときに、圧縮変形された状態にある。このような支持部３によっても、可動部２１の自重に等しく、かつ重力方向の上方へ向かう力が可動部２１に対して付与され得る。 In the liquid coating unit 100, the first portion 31 of the support portion 3 may be arranged above the second portion 32 in the direction of gravity. In this case, the elastic portion 33 of the support portion 3 is in a state of being compressed and deformed when the movable portion 21 is in the first position and the second position. Even with such a support portion 3, a force equal to the own weight of the movable portion 21 and upward in the direction of gravity can be applied to the movable portion 21.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１塗布針、１Ａ，１Ｂ部分、１Ｅ針先、２リニアモータ、３支持部、４ベース部、５液体材料容器、１１塗布針ホルダ、１２塗布針ホルダ保持部、１３，１４ネジ、２１可動部、２２固定部、２３案内部、３１第１部、３２第２部、３３弾性部、５０空間、５１，５２孔、１００液体塗布ユニット、１１０観察光学系、１１１カメラ、１２０Ｚ軸テーブル、１２１Ｘ軸テーブル、１２２Ｙ軸テーブル、１２３基台、１３０制御部、１３１操作パネル、１３２モニタ、１３３制御用コンピュータ、１４０基板、２００液体塗布装置。 1 coating needle, 1A, 1B part, 1E needle tip, 2 linear motor, 3 support part, 4 base part, 5 liquid material container, 11 coating needle holder, 12 coating needle holder holding part, 13, 14 screws, 21 moving parts , 22 Fixed part, 23 Guide part, 31 1st part, 32 2nd part, 33 Elastic part, 50 space, 51, 52 holes, 100 liquid coating unit, 110 observation optical system, 111 camera, 120 Z-axis table, 121 X-axis table, 122 Y-axis table, 123 base, 130 control unit, 131 operation panel, 132 monitor, 133 control computer, 140 substrate, 200 liquid coating device.

Claims

塗布針を用いて対象物の表面に液状材料を塗布するための液体塗布ユニットであって、
前記塗布針を搭載しており、かつ直線移動する可動部と、前記可動部を案内する固定部とを含むリニアモータと、
前記可動部に対し重力方向の上方に向かう力を付与し、前記可動部を支持している支持部を備え、
前記可動部は、少なくとも、前記塗布針と前記対象物とが接触可能な状態にある第１の位置と、前記第１の位置よりも重力方向の上方にある第２の位置との間を移動可能に設けられており、
前記支持部は、前記固定部に対して前記可動部を吊り下げて、前記可動部を前記第２の位置に保持可能に設けられており、
前記支持部は、前記可動部の移動に伴い弾性変形する弾性部を含み、
前記弾性部の一端は前記固定部に接続されており、前記弾性部の他端は前記可動部に接続されており、
前記可動部が前記リニアモータによって前記第２の位置から前記第１の位置まで移動する際の移動速度は、前記可動部が自重によって前記第２の位置から前記第１の位置まで下降する際の移動速度と比べて、速い、液体塗布ユニット。 A liquid coating unit for applying a liquid material to the surface of an object using a coating needle.
A linear motor on which the coating needle is mounted and including a movable portion that moves linearly and a fixed portion that guides the movable portion.
A support portion that applies an upward force in the direction of gravity to the movable portion and supports the movable portion is provided.
The movable portion moves at least between a first position in which the coating needle and the object are in contact with each other and a second position above the first position in the direction of gravity. It is provided as possible ,
The support portion is provided so that the movable portion can be suspended from the fixed portion and the movable portion can be held at the second position.
The support portion includes an elastic portion that elastically deforms with the movement of the movable portion.
One end of the elastic portion is connected to the fixed portion, and the other end of the elastic portion is connected to the movable portion .
The moving speed when the movable part is moved from the second position to the first position by the linear motor is when the movable part is lowered from the second position to the first position by its own weight. A liquid coating unit that is faster than the moving speed .

前記可動部の移動速度を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記第２の位置から前記第１の位置と前記第２の位置との間に位置する第３の位置までの領域における前記可動部の移動速度より、前記第３の位置から前記第１の位置までの領域における前記可動部の移動速度が遅くなるように、前記可動部の移動速度を制御可能に設けられている、請求項１に記載の液体塗布ユニット。 A control unit for controlling the moving speed of the movable unit is further provided.
The control unit starts from the third position based on the moving speed of the movable unit in the region from the second position to the third position located between the first position and the second position. wherein as the moving speed of the movable part becomes slow in the region up to the first position, it is provided to be controlled the movement speed of the movable part, the liquid coating unit according to claim 1.

請求項１または請求項２に記載の液体塗布ユニットと、
前記液体塗布ユニットを少なくとも重力方向と交差する方向に移動可能に設けられている移動部とを備える、液体塗布装置。 The liquid coating unit according to claim 1 or 2 ,
A liquid coating device including a moving portion provided so that the liquid coating unit can be moved at least in a direction intersecting the direction of gravity.

請求項２に記載の液体塗布ユニットを用いて液体材料を塗布する液体塗布方法であって、
前記可動部を前記第２の位置から前記第３の位置まで移動させる第１工程と、前記可動部を前記第３の位置から前記第１の位置まで移動させる第２工程とを備え、
前記第２工程における前記可動部の移動速度は、前記第１工程における前記可動部の移動速度よりも遅い、液体塗布方法。 A liquid coating method for coating a liquid material using the liquid coating unit according to claim 2 .
It includes a first step of moving the movable portion from the second position to the third position, and a second step of moving the movable portion from the third position to the first position.
A liquid coating method in which the moving speed of the movable portion in the second step is slower than the moving speed of the movable portion in the first step.