JPH10137655A - 液体塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】対象物に反りが生じていても、高速度で、かつ
連続形状で液体を塗布することができる液体塗布装置を
提供すること。 【解決手段】液状のシール材Ｓをガラス基板Ｗに塗布す
るシール材塗布装置２０において、その吐出口４２ａか
らシール材Ｓを吐出するノズル４２と、吐出口４２ａに
対しガラス基板Ｗの一方の面を対向させて支持するＸＹ
テーブル３０と、ノズル４２とＸＹテーブル３０とをガ
ラス基板Ｗの面に沿って相対移動させるＸＹテーブル３
０と、ノズル４２の吐出口４２ａからシール材Ｓを連続
的に吐出するようにシール材Ｓをノズル４２に供給する
シール材供給部５０とを備えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示パネル等
の基板に液状のシール材を塗布するためのシール材塗布
装置等の液体塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２０は、ガラス基板Ｗに液状のシール
材Ｓを塗布するための従来のシール材塗布装置１０を示
す図である。なお、図２０中矢印ＸＹＺは互いに直交す
る三方向を示しており、特に矢印Ｚは鉛直方向を示して
いる。

【０００３】シール材塗布装置１０は、ガラス基板Ｗを
支持するとともに、矢印ＸＹ方向に沿って位置決めする
ＸＹテーブル１１と、このＸＹテーブル１１に対向配置
され、ガラス基板Ｗ上面にエポキシ樹脂又はシリコン樹
脂等のシール材Ｓを塗布するディスペンサ１２と、この
ディスペンサ１２とガラス基板Ｗとの間隔を測定する間
隔センサ１３と、この間隔センサ１３からの測定信号に
基づいてディスペンサ１２とガラス基板Ｗとの間隔を一
定値に保つようにディスペンサ１２を矢印Ｚ方向に沿っ
て位置決めするリニアアクチュエータ１４とを備えてい
る。なお、ディスペンサ１２は液状のシール材Ｓを吐出
するためのノズル１５を備えている。

【０００４】このように構成されたシール材塗布装置１
０においては、ＸＹテーブル１１を移動させるととも
に、ディスペンサ１２のノズル１５からシール材Ｓを吐
出することで、ガラス基板Ｗ上の予め定められた位置に
シール材Ｓを塗布するようにしていた。

【０００５】図２１の（ａ）〜（ｃ）は、液状のシール
材Ｓがディスペンサ１２のノズル１５先端から吐出する
挙動を示したものである。すなわち、図２１の（ａ）に
示すように、供給されたシール材Ｓが表面張力により凝
集し、液滴Ｓ′が形成される。次に図２１の（ｂ）に示
すように、液滴Ｓ′は次第に成長して大きくなる。最後
に、図２１の（ｃ）に示すように液滴Ｓ′の重力が表面
張力にうちかった時点で、落下する。以下、このような
シール材Ｓの挙動を現象Ａと称することとする。

【０００６】一方、このような現象Ａのような挙動を示
すシール材Ｓを基板に塗布する場合には、リニアアクチ
ュエータ１４による制御が必要となる。すなわち、図２
２の（ａ）に示すように、ノズル１５先端とガラス基板
Ｗとの間隔Ｇが大きいと、ノズル１５先端からガラス基
板Ｗにシール材Ｓが移行する過程において、ノズル１５
先端でのシール材Ｓの液滴化、液滴化したシール材Ｓの
成長、液滴化したシール材Ｓのガラス基板Ｗへの移行が
連続的に行われる。これに対し、ＸＹテーブル１１の移
動は一定速度で行われるため、塗布形状が不連続、いわ
ゆるぽた落ち現象が発生する。

【０００７】このようなぽた落ち現象を防止するには、
図２２の（ｂ）に示すように、ノズル１５先端とガラス
基板Ｗとの間隔を、非常に小さな値に保持すれば連続形
状となることが実験的にわかっている。また、間隔Ｇ′
は一般のシール材Ｓであれば、０．０５ｍｍ程度であ
り、±０．０ｌｍｍの精度で保持すれば連続状態を保つ
ことができる。

【０００８】一方、前工程の熱処理などによりガラス基
板Ｗにはある程度のそりによる凹凸が生じている。この
ため、ＸＹテーブル１１の平面度が許容値の範囲で確保
されていても、ディスペンサ１２のノズル１５先端とガ
ラス基板Ｗとの間隔は一定とはならない。したがって、
図２３に示すように間隔センサ１３によりノズル１５先
端とガラス基板Ｗとの間隔ｈ１を常に測定しながら、間
隔センサ１３の測定値に基づいてリニアアクチュエータ
１４を作動させ、間隔を一定値ｈ２に保持している。な
お、図２３中矢印Ｖはディスペンサ１２の移動方向を示
している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のシール
材塗布装置１０にあっては、次のような問題があった。
すなわち、ガラス基板Ｗは一般に透明であるため、間隔
センサ１３として光学式のものを使用することができ
ず、超音波式等のものを使用している。しかしながら、
光学式以外の間隔センサは、一般に分解能が低く、応答
速度が遅い。このため、間隔センサの出力が安定するま
で待ってから、リニアアクチュエータ１４でディスペン
サ１２を上下に動かし、そして、ＸＹテーブル１１を動
作させることになる。このような事情からＸＹテーブル
１１の移動速度をあまり速くできなかった。

【００１０】一方、複数のディスペンサ１２を用いて塗
布能率を向上させることも考えられるが、すべてのディ
スペンサ１２とガラス基板Ｗとの間隔を制御しなければ
ならないため、装置の構造が非常に複雑になり、かえっ
て動作の遅いものとなる虞があった。

【００１１】そこで本発明は、基板に反りが生じていて
も、高速度で、かつ、連続形状でシール材を塗布するこ
とができるシール材塗布装置を提供することを目的とし
ている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載された発明は、液体を
対象物に塗布する液体塗布装置において、その吐出口か
ら上記液体を吐出するノズルと、上記吐出口に対し上記
対象物の液体塗布面を対向させて支持する対象物支持部
と、上記ノズルと上記対象物支持部とを上記対象物の液
体塗布面に沿って相対移動させる駆動部と、上記ノズル
の吐出口から上記液体を連続的に吐出するように上記液
体を上記ノズルに供給する供給部とを備えるようにし
た。

【００１３】請求項２に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、上記ノズルの吐出口における
吐出速度をＶｍｅａｎ［ｍ／ｓ］、上記液体の表面張力
をγ［Ｎ／ｍ］、比質量をρ［ｋｇ／ｍ³ ］、上記ノズ
ルの吐出口の直径をｄｉ［ｍ］としたとき、 Ｖｍｅａｎ≧２√（γ／ρ・ｄｉ） を満たしている。

【００１４】請求項３に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、上記ノズルの吐出口と上記対
象物との間隔を上記対象物の液体塗布面のうねり量の最
大値及び上記駆動部の駆動により上記対象物の液体塗布
面に与えるうねり量の最大値の合計値より大きく設定し
た。

【００１５】請求項４に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、上記供給部は、シリンジと、
このシリンジ内を往復動自在に嵌合するピストンと、こ
のピストンの先端に取り付けられた圧電素子と、上記ピ
ストンを駆動するピストン駆動部と、上記圧電素子に高
周波電圧を印加する印加部とを備えた。

【００１６】請求項５に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、上記ノズルの吐出口には、上
記液体の流路を開閉するバルブが設けられており、上記
ノズルは、テーパ状の溝が形成された面を有する第１部
材と、この第１部材の上記面に対向配置された第２部材
と、上記第１部材と上記第２部材とに挟持され上記溝を
液密に保持するパッキン部材とを備え、上記バルブは、
上記第２部材側に設けられ、上記パッキン部材を挟んで
上記溝に対向して設けられた押圧部材と、この押圧部材
を上記第１部材側へ押圧することで上記溝を閉塞するア
クチュエータとを備えた。

【００１７】請求項６に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、上記ノズルの吐出口には、上
記液体の流路を開閉するバルブが設けられており、上記
ノズルは、上記吐出口が設けられた平面状の部位を備
え、上記バルブは、上記部位に摺動自在に配置された蓋
体と、その弾性力で上記吐出口を上記蓋体で液密に蓋す
る弾性部材と、この弾性部材による弾性力に抗して上記
蓋体を上記吐出口から離間させる駆動機構とを備えた。

【００１８】請求項７に記載された発明は、請求項６に
記載された発明において、上記ノズルは磁性体で形成
し、上記蓋体は磁石にて形成した。

【００１９】請求項８に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、上記ノズルの吐出口には、上
記液体の流路を開閉するバルブが設けられており、上記
ノズルは、所定の間隙をもって相対向して配置された第
１部材及び第２部材と、上記第１部材と上記第２部材と
に挟持され上記間隙を液密に保持する弾性部材製の環状
のパッキン部材と、上記第１部材に設けられ、上記間隙
内に上記液体を供給する液体供給孔と、このパッキン部
材の一部を切り欠いて形成された吐出口とを備え、上記
バルブは、上記吐出口近傍に設けられ、上記吐出口を開
閉する開閉機構とを備えた。

【００２０】上記手段を講じた結果、次のような作用が
生じる。すなわち、請求項１に記載された発明では、供
給部によりノズルの吐出口から液体を連続的に吐出する
ようにしているので、吐出口と対象物の液体塗布面との
間隔にかかわらず対象物上に連続形状で液体を塗布する
ことができる。

【００２１】請求項２に記載された発明では、ノズルの
吐出口における吐出速度をＶｍｅａｎ［ｍ／ｓ］、液体
の表面張力をγ［Ｎ／ｍ］、比質量をρ［ｋｇ／
ｍ³ ］、ノズルの吐出口の直径をｄｉ［ｍ］としたと
き、 Ｖｍｅａｎ≧２√（γ／ρ・ｄｉ） を満たすように制御することで、液体を連続的に吐出す
ることができる。

【００２２】請求項３に記載された発明では、ノズルの
吐出口と対象物との間隔が対象物の液体塗布面のうねり
量の最大値及び上記駆動部の駆動により対象物の液体塗
布面に与えるうねり量の最大値の合計値より大きく設定
したので、間隔を制御しなくてもノズルと対象物とが接
触することはない。

【００２３】請求項４に記載された発明では、供給部に
おいて、シリンジ内を往復動自在に嵌合するピストンの
先端に高周波電圧が印加される圧電素子が取り付けられ
ているため、シリンジ内の液体に振動を与えることがで
きる。このため、液体は高周波状の圧力変化が発生し、
吐出口における液体の吐出速度も高周波状に変化する。
このことは、液体が本来もっている運動エネルギに加
え、振動による運動エネルギが付加されたことになる。
この振動による運動エネルギは液体の自由表面を増加さ
せるために使用される。したがって、連続的に吐出でき
る条件の境界付近であっても安定して連続的な吐出を継
続することができる。

【００２４】請求項５に記載された発明では、ノズルの
吐出口に液体の流路を開閉するバルブを設け、ノズル
は、テーパ状の溝が形成された面を有する第１部材と、
この第１部材の面に対向配置された第２部材と、第１部
材と第２部材とに挟持され溝を液密に保持するパッキン
部材とを備え、バルブは、第２部材側に設けられ、パッ
キン部材を挟んで溝に対向して設けられた押圧部材と、
この押圧部材を第１部材側へ押圧することで溝を閉塞す
るアクチュエータとを備えたので、アクチュエータを動
作させることによりパッキン部材を変形・復元されるこ
とができる。すなわち、パッキン部材が復元した状態で
は第１部材の溝が開口部になって液体が吐出され、パッ
キン部材が変形している状態ではパッキン部材が溝に充
填されるように変形し、開口部が閉塞されて吐出を止め
ることができる。

【００２５】請求項６に記載された発明では、ノズルの
吐出口に液体の流路を開閉するバルブを設け、ノズル
は、吐出口が設けられた平面状の部位を備え、バルブ
は、部位に摺動自在に配置された蓋体と、その弾性力で
吐出口を蓋体で液密に蓋する弾性部材と、この弾性部材
による弾性力に抗して蓋体を吐出口から離間させる駆動
機構とを備えたので、吐出口は蓋体により閉塞され、吐
出を止めることができる。一方、駆動機構により蓋体を
吐出口から離間することにより開口し、吐出を行うこと
ができる。

【００２６】請求項７に記載された発明では、ノズルは
磁性体で形成し、蓋体は磁石にて形成したので、蓋体に
より吐出口をさらに確実に閉塞させることができる。

【００２７】請求項８に記載された発明では、ノズルの
吐出口に液体の流路を開閉するバルブを設け、ノズル
は、所定の間隙をもって相対向して配置された第１部材
及び第２部材と、第１部材と第２部材とに挟持され間隙
を液密に保持する弾性部材製の環状のパッキン部材と、
第１部材に設けられ、間隙内に液体を供給する液体供給
孔と、このパッキン部材の一部を切り欠いて形成された
吐出口とを備え、バルブは、吐出口近傍に設けられ、吐
出口を開閉する開閉機構を備えたので、開閉機構を動作
させることによりパッキン部材を変形・復元させること
ができる。すなわち、パッキン部材が復元した状態では
吐出口が開口して液体が吐出され、パッキン部材が変形
している状態では吐出口が閉じて吐出を止めることがで
きる。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係るシール材塗布装置２０（液体塗布装置）を示す斜
視図である。図１において、図２０と同一機能部分には
同一符号を付している。

【００２９】シール材塗布装置２０は、ガラス基板Ｗを
支持するとともに、矢印ＸＹ方向に沿ってガラス基板を
載置して移動するＸＹテーブル３０と、このＸＹテーブ
ル３０に対向配置され、ガラス基板Ｗ上面にシール材Ｓ
（液体）を塗布するディスペンサ４０と、このディスペ
ンサ４０にシール材Ｓを供給するシール材供給部５０と
を備えている。

【００３０】ディスペンサ４０は、図２に示すように、
円筒状のシリンジ４１と、このシリンジ４１の図２中下
端部のねじ部４１ａに螺合されて取り付けられたノズル
４２と、シリンジ４１に往復動自在に嵌合されたピスト
ン４３と、このピストン４３を駆動する駆動部４４とを
備えている。

【００３１】図３はノズル４２の先端部近傍を拡大して
示す断面図である。図３中４２ａは吐出口、４２ｂは流
路を示している。流路４２ｂの内壁面は図２中上方のシ
リンジ（供給口）４１側から吐出口４２ａにかけて内径
が小となる円錐状に形成されている。

【００３２】ノズル４２とガラス基板Ｗとの間隔Ｈは、
ガラス基板Ｗのシール材Ｓ塗布面に現れるうねり量の最
大値及びＸＹテーブル３０のうねり量（ＸＹ方向移動に
伴うガラス基板Ｗのシール材塗布面に与えるうねり量）
の最大値の合計値より大きくなるように予め設定されて
いる駆動部４４は、ノズル４２から吐出されるシール材
Ｓが、図４の（ａ）に示すように連続的に吐出されるよ
うにピストン４３を駆動するように構成されている。な
お、このようなシール材Ｓの挙動を現象Ｂと称する。現
象Ｂにおいては、図４の（ｂ）に示すようにノズル４２
とガラス基板Ｗとの間隔Ｈの大きさにかかわらず連続形
状でシール材Ｓを塗布することができる。すなわち、現
象Ｂは、シール材Ｓの勢いが表面張力による凝集力にう
ち勝った状態で実現されるものである。現象Ｂは、シー
ル材Ｓの表面張力、比質量、ノズル径、吐出速度等によ
って決定される。

【００３３】ここで、一般的にノズルから吐出される液
体が現象Ｂのような挙動を示すための条件について説明
する。なお、図５は解析モデルであり、図６は図５のＡ
−Ａ断面における液体の流速分布を示すものである。

【００３４】吐出口の直径は小さい値であるため、ノズ
ルの流路内の液体の流れのレイノルズ数は２０００以下
となり、流れの形態は層流となる。よって、Ａ−Ａ断面
の液体の流速分布は以下のようなものとなる。すなわ
ち、 Ｖ（ｒ）＝２・Ｖｍｅａｎ・（１−（ｒ／Ｒ）² ） …（１） ここで、ｒは半径座標［ｍ］、Ｖｍｅａｎはノズルを通
過する液体の平均吐出速度［ｍ／ｓ］、Ｒはノズル半径
を示している。

【００３５】一般に、表面張力をもつ液体の自由表面を
増加させるのにはエネルギが必要で、液体の表面積を単
位面積だけ増加させるのに必要なエネルギ［Ｊ］はその
液体の表面張力［Ｎ／ｍ］と同じ値である。

【００３６】現象Ｂが継続される条件として、液体のも
つ運動エネルギが液体の表面積を増やす仕事に使われる
と仮定する。非常に短い時間Δｔの間に液体の自由表面
を増加させるのに必要なエネルギは次式で表される。す
なわち、 ΔＥｓ＝γ・π・ｄｉ・Ｖｍｅａｎ・Δｔ …（２） ここで、γは液体の表面張力［Ｎ／ｍ］、πは円周率、
ｄｉはノズル内径［ｍ］Ｖｍｅａｎはノズルを通過する
液体の平均吐出速度［ｍ／ｓ］を示している。また、Δ
ｔの間にノズルから吐出される液体がもつ運動エネルギ
は次式で表される。すなわち、

【数１】

【００３７】ここで、ρは液体の比質量［ｋｇ／
ｍ³ ］、ｒは半径座標［ｍ］、Ｖ（ｒ）はｒの位置にお
ける液体の吐出速度［ｍ／ｓ］を示している。

【００３８】この式（３）に式（１）で求めたＶ（ｒ）
を代入し、積分を計算すると次式となる。すなわち、 ΔＥｋ＝（１／４）・ρ・π・Δｔ・Ｖｍｅａｎ³ ・ｄｉ² …（４） 液体のもつ運動エネルギΔＥｋが液体の自由表面の増加
の仕事ΔＥｓに使われると考えると、ΔＥｋが少しでも
ΔＥｓより大きければ、現象Ｂが継続されると考えられ
るため現象Ｂが継続される条件として次式が成立する。
すなわち、 ΔＥｓ≦ΔＥｋ …（５） したがって、Ｖｍｅａｎの条件は次式となる。すなわ
ち、 Ｖｍｅａｎ≧２√（γ／ρｄｉ） …（６） 次に、式（６）を検証する。すなわち、吐出口の内径が
０．６ｍｍ，０．２５ｍｍ，０．２ｍｍのノズルを用
い、液体として水を用いて行った実験値と式（６）よっ
て求めた理論値の比較を行う。この結果が表１である。

【００３９】

【表１】

【００４０】この結果からわかるように、実験値と理論
値とが比較的よく一致し、式（６）で示す条件式が有効
であることがわかる。

【００４１】したがって、シール材Ｓの表面張力γ、比
質量ρ、ノズル４２の吐出口４２ａの内径ｄｉが与えら
れれば、式（６）から現象Ｂを継続させるために必要な
ノズル４２の吐出口４２ａにおける吐出速度Ｖｍｅａｎ
を求めることができる。

【００４２】代表的なシール材Ｓとして、表面張力γ＝
０．０４５［Ｎ／ｍ］、比質量ρ＝１２８０［ｋｇ／ｍ
³ ］のものを用いた場合には、ノズル４２の吐出口４２
ａの内径ｄｉがそれぞれの値により、図７に示すように
吐出速度Ｖｍｅａｎが求められる。例えば、吐出口４２
ａの内径ｄｉを０．０４ｍｍとすると、吐出速度Ｖｍｅ
ａｎが約１．８７５ｍ／ｓとなる。さらに、内径ｄｉと
吐出速度Ｖｍｅａｎとから流量ｊ［ｃｃ／ｓ］が求めら
れ、この流量ｊからＸＹテーブル３０の移動速度Σが求
められる。

【００４３】一方、ＸＹテーブル３０は通常１００〜５
００ｍｍ／ｓで動作するため、この条件から直径は０．
０４〜０．１ｍｍ、吐出速度が１．８〜１．２ｍ／ｓ、
ノズル４２とガラス基板Ｗとの相対速度が０．１〜０．
５ｍ／ｓと設計される。なお、上述した数値は一般的な
シール材塗布装置２０に適用される一例であり、上記式
（１）の条件を満たすものであれば、上記数値は適宜変
更可能なのは勿論である。

【００４４】このように構成されたシール材塗布装置２
０では、駆動部４４によりピストン４３を駆動し、吐出
口４２ａからの吐出速度を上記条件を満たすＶｍｅａｎ
とすることで、現象Ｂによるシール材Ｓの吐出を行うこ
とができる。

【００４５】一方、ノズル４２とガラス基板Ｗとの間隔
を、ガラス基板Ｗのうねり量の最大値やＸＹテーブル３
０のうねり量の最大値の合計値より大きくしているの
で、ノズル４２とガラス基板Ｗが接触することはない。

【００４６】また、ノズル４２の流路４２ｂはシール材
Ｓの供給口側から吐出口４２ａ側にかけて内径が小とな
る円錐状に形成されているため、吐出されたシール材Ｓ
の断面積が小さくなる。このため、シール材Ｓは吐出口
４２ａ外部で縮流を起こし、吐出速度が大きくなる。し
たがって、吐出速度が連続的な吐出を維持できる速度の
境界付近であっても安定して連続的な吐出を継続するこ
とができる。

【００４７】上記したように本第１の実施の形態によれ
ば、現象Ｂによるシール材Ｓの連続的な塗布が可能とな
り、かつ、ノズル４２とガラス基板Ｗとの接触を防止し
てあるため、間隔の制御が不要となる。したがって、Ｘ
Ｙテーブル３０の移動速度を速くすることができ、高速
にシール材Ｓの塗布を行うことができる。また、間隔セ
ンサ及びリニアアクチュエータが不要となり、構造を簡
単にすることができるため、低コストで装置を製造する
ことができる。

【００４８】図９は、上述した第１の実施の形態のシー
ル材塗布装置の第１変形例を示す図である。本第１変形
例においては、上述したノズル４２の代わりにノズル４
５を用いている。すなわち、ノズル４５は、流路４５ｂ
から吐出口４５ａに亘っての流路端部の内壁面４５ｃが
半径εの曲面状に形成されている。

【００４９】このように構成されていると、シール材Ｓ
は縮流は起こすことはないが、吐出口４５ａにおけるシ
ール材Ｓの流れが整流され、圧力損失を小さくすること
ができる。したがって、吐出速度が連続的な吐出を維持
できる速度の境界付近であっても安定して連続的な吐出
を継続することができる。

【００５０】図１０は、上述した第１の実施の形態のシ
ール材塗布装置の第２変形例を示す図である。本第２変
形例においては、ピストン４３の先端に圧電素子４６が
設けられている。なお、図１０中４７は圧電素子４６に
高周波状の電圧を印加し、図１０中上下方向に伸縮させ
る高周波電源部を示している。

【００５１】このように構成されていると、ピストン４
３を下降させて、シール材Ｓを吐出する際に、高周波電
源部４７により圧電素子４６に高周波状の電圧を印加す
ると、シール材Ｓは高周波状の圧力変化が発生し、吐出
口４５ａにおけるシール材Ｓの吐出速度も高周波状に変
化する。このことは、シール材Ｓが本来もっている運動
エネルギに加え、振動による運動エネルギが付加された
ことになる。この振動による運動エネルギはシール材Ｓ
の自由表面を増加させるために使用される。したがっ
て、吐出速度が連続的な吐出を維持できる速度の境界付
近であっても安定して連続的な吐出を継続することがで
きる。

【００５２】図１１は本発明の第２の実施の形態に係る
シール材塗布装置２０Ａに組込まれたディスペンサ６０
の構成を示す図である。なお、本第２の実施の形態に係
るシール材塗布装置２０Ａの全体的な構成は上述した第
１の実施の形態と同様であるので省略する。

【００５３】ディスペンサ６０は、シール材Ｓを吐出す
るためのノズル６１と、シール材Ｓの吐出開始・停止を
制御するバルブ６２と、バルブ６２を介してノズル６１
に加圧されたシール材Ｓを供給するポンプ６３とから構
成されている。なお、ポンプ６３はシール材供給部５０
に接続されており、ノズル６１から現象Ｂでシール材Ｓ
が吐出可能となるように駆動制御されている。バルブ６
２はノズル６１と一体に設けられており、ノズル６１と
バルブ６２との間にはシール材Ｓが滞留する空間がほと
んどない。

【００５４】このように構成されたディスペンサ６０が
組み込まれたシール材塗布装置２０Ａでは、次のように
してシール材Ｓの塗布を行う。すなわち、ポンプ６３で
加圧されたシール材Ｓがバルブ６２手前で保持されてい
る。この状態でバルブ６２を開けると、シール材Ｓはノ
ズル６１から上述した第１の実施の形態の場合と同様に
現象Ｂを維持できる吐出速度Ｖｍｅａｎで吐出される。

【００５５】図１２の（ａ）は、吐出速度の時間変化を
示すグラフである。このグラフから明らかなようにバル
ブ６２を開けてから比較的短時間で所定の吐出速度Ｖｍ
ｅａｎに達している。このため、図１２の（ｂ）に示す
ように塗布開始当初から連続的なシール材Ｓの塗布を行
うことができ、ガラス基板Ｗ上に連続状態でシール材Ｓ
を塗布することができる。

【００５６】図１３の（ａ）〜（ｃ）は、ノズル７１と
バルブ７２が分離した構造を有するディスペンサ７０を
用いた場合について示している。なお、このディスペン
サ７０は本第２実施の形態に係るディスペンサ６０の機
能をより詳細に説明し、比較するために想定したもので
ある。また、ポンプ７３は、上述したポンプ６３と同様
にシール材供給部５０に接続され、ノズル６１から現象
Ｂでシール材Ｓが吐出可能となるように駆動制御されて
いる。

【００５７】すなわち、ディスペンサ７０のようにノズ
ル７１とバルブ７２とが分離して場合には、バルブ７２
を閉じていても流路７１ａにシール材Ｓが滞留すること
になる。このような状態では、バルブ７２を開いて加圧
されたシール材Ｓが流路７１ａ内に流れ込んだとして
も、流路７１ａ内のシール材Ｓの慣性により、吐出開始
から短時間で所定の吐出速度Ｖｍｅａｎに達することは
できない。

【００５８】図１３の（ｂ）は、ディスペンサ７０を用
いた場合の吐出速度の時間変化を示すグラフである。こ
のグラフから明らかなようにバルブ７２を開けてから所
定の吐出速度Ｖｍｅａｎに達するまでにある程度の時間
ｔｅがかかる。所定の吐出速度Ｖｍｅａｎに達するまで
の間は、シール材Ｓは上述した現象Ａの挙動を示す。こ
のため、図１３の（ｃ）に示すように塗布開始直後は不
連続な塗布になる虞がある。なお、時間ｔｅが経過し、
所定の吐出速度Ｖｍｅａｎに達すると、シール材Ｓの塗
布状態は連続的となる。

【００５９】上述したように本第２の実施の形態に係る
シール材塗布装置２０Ａでは、ノズル６１とバルブ６２
とを一体的に設ける（例えば、同一の部品で形成する）
ことにより、ノズル６１内に滞留するシール材Ｓを最小
限に抑えることにより、シール材Ｓの塗布開始直後から
連続状態で塗布を行うことができる。

【００６０】図１４及び図１５は、上述した第２の実施
の形態の第１変形例を示す図である。本第１変形例にお
けるディスペンサ８０においては、ノズル８１は、テー
パ状の溝８２ａが形成された面を有する第１部材８２
と、この第１部材８２の面８２ｂに対向配置された第２
部材８３と、第１部材８２と第２部材８３とに挟持され
溝８２ａを液密に保持するゴム製のパッキン部材８４と
を備えている。なお、溝８２ｂの図中下端部には吐出口
８２ｃが形成されている。また、バルブ８６は、第２部
材８３側に設けられ、パッキン部材８４を挟んで溝８２
ａに対向して設けられた押圧部材８７と、押圧部材８７
を第１部材８２側へ押圧するアクチュエータ８８とを備
えている。

【００６１】このように構成されたディスペンサ８０で
は、図１５の（ａ）に示すように、吐出時にはアクチュ
エータ８８を図１５中α１方向に作動させて、押圧部材
８７によるパッキン部材８４への押圧を解除して吐出を
行う。一方、吐出を停止する場合には、アクチュエータ
８８を図１５中α２方向に作動させて、パッキン部材８
４を溝８２ａ内に充填することで閉塞する。したがっ
て、シール材Ｓの滞留できる部分は吐出口８２ｃと押圧
部材８７がパッキン部材８４に押圧する位置との僅かな
部分のみとなる。したがって、本第１変形例に係るディ
スペンサ８０においても、上述した第２の実施の形態と
同様の効果が得られる。

【００６２】なお、吐出口８２ｃの断面積は０．０００
３〜０．０１ｍｍ² 程度であるため、パッキン部材８４
の変形量は非常に小さくてよく、アクチュエータ８８の
力で十分に液密性を確保することができる。

【００６３】図１６は、上述した第２の実施の形態の第
２変形例を示す図である。本第２変形例におけるディス
ペンサ９０においては、ノズル９１は、円錐台状に形成
されたノズル本体９２を備えている。なお、図１６中９
２ａはノズル本体９２の平坦に形成された下面部（平面
状の部位）を示しており、水平に対し傾斜して形成され
ている。図１６中９２ｂはノズル本体９２内に形成され
た流路を示しており、下面部９２ａにおいて吐出口９２
ｃが形成されている。

【００６４】バルブ９３は、下面部９２ａに対し図１６
中矢印β方向に沿って摺動自在に配置された蓋体９４
と、蓋体９４の端部に結合されたロッド９５と、このロ
ッド９５を矢印β方向に沿って往復動させるアクチュエ
ータ（駆動機構）９６と、ロッド９５とノズル本体９２
とを結合する板バネ９７とを備えている。なお、板バネ
９７はその弾性力でロッド９５を矢印β１方向に付勢す
ることで吐出口９２ｃを蓋体９４で蓋している。

【００６５】なお、流路９２ｂ内のシール材Ｓから蓋体
９４に作用する力は、（シール材の圧力）×（吐出口の
断面積）で決定されるため、例えばシール材Ｓの圧力を
１００［ＭＰａ］程度とし、吐出口９２ｃの断面積は
０．０１［ｍｍ² ］であるため、蓋体９４に作用する力
は１［Ｎ］程度となる。したがって、板バネ９７の弾性
力により十分に蓋体９４により液密状態で吐出口９２ｃ
を閉塞することができる。

【００６６】このように構成されたディスペンサ９０で
は、吐出時にはアクチュエータ９６を図１６中矢印β２
方向に作動させて、蓋体９４を板バネ９７の弾性力に抗
して移動させる。これにより、シール材Ｓの吐出を行
う。一方、吐出を停止する場合には、アクチュエータ９
６を作動を停止すると、板バネ９７の弾性力により蓋体
９４が吐出口９２ｃを閉塞する。したがって、シール材
Ｓの滞留できる部分を全く排除することができる。した
がって、本第２変形例に係るディスペンサ９０において
も、上述した第２の実施の形態と同様の効果が得られ
る。

【００６７】図１７は、上述した第２の実施の形態の第
３変形例を示す図である。本第３変形例におけるディス
ペンサ１００においては、ノズル１０１は、磁性体製で
円錐台状に形成されたノズル本体１０２を備えている。
なお、図１７中１０２ａはノズル本体１０２の平坦に形
成された下面部（平面状の部位）を示しており、水平に
対し傾斜して形成されている。図１７中１０２ｂはノズ
ル本体１０２内に形成された流路を示しており、下面部
１０２ａにおいて吐出口１０２ｃが形成されている。

【００６８】バルブ１０３は、下面部１０２ａに対し図
１７中矢印κ方向に沿って摺動自在に配置された磁石材
製の蓋体１０４と、蓋体１０４の端部に結合されたロッ
ド１０５と、このロッド１０５を矢印κ方向に沿って往
復動させるアクチュエータ（駆動機構）１０６とを備え
ている。なお、蓋体１０４はその磁力による吸着力で吐
出口１０２ｃを液密に蓋している。なお、磁力による吸
着力を用いているため蓋体１０４と下面部１０２ａとの
密着性は確保されている。

【００６９】このように構成されたディスペンサ１００
では、吐出時にはアクチュエータ１０６を図１７中矢印
κ１方向に作動させて、蓋体１０４を磁力による吸着力
に抗して移動させる。これにより、シール材Ｓの吐出を
行う。一方、吐出を停止する場合には、アクチュエータ
１０６の作動を停止すると、蓋体１０４の磁力による吸
着力により蓋体１０４が吐出口１０２ｃを閉塞する。し
たがって、シール材Ｓの滞留できる部分を全く排除する
ことができる。したがって、本第２変形例に係るディス
ペンサ１００においても、上述した第２の実施の形態と
同様の効果が得られる。

【００７０】図１８は、上述した第２の実施の形態の第
４変形例を示す図である。本第４変形例におけるディス
ペンサ１１０においては、ノズル１１１は、所定の間隙
１１４をもって相対向して配置された第１部材１１２及
び第２部材１１３と、第１部材１１２と第２部材１１３
とに挟持され間隙を液密に保持する弾性部材製の環状の
パッキン部材１１５とから構成されている。なお、第１
部材１１２，第２部材１１３及びパッキン部材１１５
は、これらに設けられたネジ孔１１６ａ及びネジ孔１１
６ａに螺合するネジ１１６ｂにより固着されている。

【００７１】第１部材１１２には、間隙１１４内にシー
ル材Ｓを供給するシール材供給孔１１２ａが設けられて
いる。また、パッキン部材１１５の一部は切り欠かれて
吐出口１１５ａが形成されている。

【００７２】バルブは、吐出口１１５ａ近傍のパッキン
部材１１５を図１８中τ方向に沿って変形させることが
できる開閉機構１１７から構成されている。

【００７３】このように構成されたディスペンサ１１０
では、吐出時には開閉機構１１７によりパッキン部材１
１５を図１８中矢印τ１方向に作動させて、パッキン部
材１１５の弾性力により吐出口１１５ａを開ける。これ
により、シール材Ｓの吐出を行う。一方、吐出を停止す
る場合には、開閉機構１１７によりパッキン部材１１５
の弾性力に抗して図１８中τ２方向に作動させ、吐出口
１１５ａを閉塞する。したがって、シール材Ｓの滞留で
きる部分を全く排除することができる。したがって、本
第４変形例に係るディスペンサ１１０においても、上述
した第２の実施の形態と同様の効果が得られる。

【００７４】図１９は、上述した第１及び第２の実施の
形態に係るシール材塗布装置２０，２０Ａに組み込まれ
たポンプの変形例を示す図である。

【００７５】ポンプ１２０は、第１シリンダ１２１と、
この第１シリンダ１２１に対して動作するピストン１２
２と、このピストン１２２の図１９中下端側が嵌合し、
ノズル部１２３ａが形成された第２シリンダ１２３と、
第１シリンダ１２１内に圧縮空気を導入する空圧機器１
２４とを備えている。なお、空圧機器１２４はノズル１
２３ａから現象Ｂでシール材Ｓが吐出可能となるように
駆動制御されている。このように構成されたポンプ１２
０では、空圧機器１２４を作動させることにより第１シ
リンダ１２１内に圧縮空気を導入し、ピストン１２２を
下降させる。これに伴い、第２シリンダ１２３のシール
材Ｓが加圧され、ノズル１２３ａから現象Ｂで吐出され
る。

【００７６】なお、空圧機器１２４の代わりに油圧機器
を用いることで圧縮空気の代りに油圧を用いてもよい。

【００７７】なお、本発明は上述した各実施の形態に限
定されるものではない。すなわち上記実施の形態では、
ポンプはシリンダ内に圧縮空気や油圧を導入するものを
用いているが、リニアアクチュエータと組合わされたシ
リンダや歯車ポンプを用いるようにしもよい。また、ア
クチユエータは、予圧バネと組合わされた圧電素子、予
圧バネと組合わされたソレノイドコイル、空圧シリン
ダ、油圧シリンダ、モータと組合わされたボールネジ等
を用いてもよい。さらに、パッキン部材としてゴム材を
用いたが、液密を維持できる弾性体であればゴム材に限
られない。このほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々変形実施可能であるのは勿論である。

【００７８】

【発明の効果】請求項１に記載された発明によれば、供
給部によりノズルの吐出口から液体を連続的に吐出する
ようにしているので、吐出口と対象物の液体塗布面との
間隔にかかわらず対象物上に連続形状で液体を塗布する
ことができる。したがって、ノズルと対象物の液体塗布
面との距離を間隔を制御する必要がなくなるため、ノズ
ルと基板との相対移動の速度を早めることができ、処理
能力を高めることができる。また、間隔の制御のための
機構が不要となり構造が簡単となる。

【００７９】請求項２に記載された発明によれば、ノズ
ルの吐出口における吐出速度をＶｍｅａｎ［ｍ／ｓ］、
液体の表面張力をγ［Ｎ／ｍ］、比質量をρ［ｋｇ／ｍ
³ ］、ノズルの吐出口の直径をｄｉ［ｍ］としたとき、 Ｖｍｅａｎ≧２√（γ／ρ・ｄｉ） を満たすように制御することで、液体を連続的に吐出す
ることができる。

【００８０】請求項３に記載された発明によれば、ノズ
ルの吐出口と対象物との間隔が対象物の液体塗布面のう
ねり量の最大値及び上記駆動部の駆動により対象物の液
体塗布面に与えるうねり量の最大値の合計値より大きく
設定したので、間隔を制御しなくてもノズルと対象物と
が接触することはない。

【００８１】請求項４に記載された発明によれば、供給
部において、シリンジ内を往復動自在に嵌合するピスト
ンの先端に高周波電圧が印加される圧電素子が取り付け
られているため、シリンジ内の液体に振動を与えること
ができる。このため、液体は高周波状の圧力変化が発生
し、吐出口における液体の吐出速度も高周波状に変化す
る。このことは、液体が本来もっている運動エネルギに
加え、振動による運動エネルギが付加されたことにな
る。この振動による運動エネルギは液体の自由表面を増
加させるために使用される。したがって、連続的に吐出
できる条件の境界付近であっても安定して連続的な吐出
を継続することができる。

【００８２】請求項５に記載された発明によれば、ノズ
ルの吐出口に液体の流路を開閉するバルブを設け、ノズ
ルは、テーパ状の溝が形成された面を有する第１部材
と、この第１部材の面に対向配置された第２部材と、第
１部材と第２部材とに挟持され溝を液密に保持するパッ
キン部材とを備え、バルブは、第２部材側に設けられ、
パッキン部材を挟んで溝に対向して設けられた押圧部材
と、この押圧部材を第１部材側へ押圧することで溝を閉
塞するアクチュエータとを備えたので、アクチュエータ
を動作させることによりパッキン部材を変形・復元され
ることができる。すなわち、パッキン部材が復元した状
態では第１部材の溝が開口部になって液体が吐出され、
パッキン部材が変形している状態ではパッキン部材が溝
に充填されるように変形し、開口部が閉塞されて吐出を
止めることができる。

【００８３】請求項６に記載された発明によれば、ノズ
ルの吐出口に液体の流路を開閉するバルブを設け、ノズ
ルは、吐出口が設けられた平面状の部位を備え、バルブ
は、部位に摺動自在に配置された蓋体と、その弾性力で
吐出口を蓋体で液密に蓋する弾性部材と、この弾性部材
による弾性力に抗して蓋体を吐出口から離間させる駆動
機構とを備えたので、吐出口は蓋体により閉塞され、吐
出を止めることができる。一方、駆動機構により蓋体を
吐出口から離間することにより開口し、吐出を行うこと
ができる。

【００８４】請求項７に記載された発明によれば、ノズ
ルは磁性体で形成し、蓋体は磁石にて形成したので、蓋
体により吐出口をさらに確実に閉塞させることができ
る。

【００８５】請求項８に記載された発明によれば、ノズ
ルの吐出口に液体の流路を開閉するバルブを設け、ノズ
ルは、所定の間隙をもって相対向して配置された第１部
材及び第２部材と、第１部材と第２部材とに挟持され間
隙を液密に保持する弾性部材製の環状のパッキン部材
と、第１部材に設けられ、間隙内に液体を供給する液体
供給孔と、このパッキン部材の一部を切り欠いて形成さ
れた吐出口とを備え、バルブは、吐出口近傍に設けら
れ、吐出口を開閉する開閉機構を備えたので、開閉機構
を動作させることによりパッキン部材を変形・復元させ
ることができる。すなわち、パッキン部材が復元した状
態では吐出口が開口して液体が吐出され、パッキン部材
が変形している状態では吐出口が閉じて吐出を止めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシール材塗布
装置を示す斜視図。

【図２】同シール材塗布装置に組込まれたディスペンサ
の要部を示す縦断面図。

【図３】同ディスペンサに組み込まれたノズル先端部を
拡大して示す縦断面図。

【図４】同シール材塗布装置において現象Ｂによる塗布
状態を示す説明図。

【図５】吐出速度を求めるための解析モデルを示す図。

【図６】同解析モデルにおける各位置における流速を示
す図。

【図７】同解析モデルによって求めた各計算値を示すグ
ラフ。

【図８】同シール材塗布装置による塗布状態を拡大して
示す図。

【図９】同シール材塗布装置の第１変形例を示す断面
図。

【図１０】同シール材塗布装置の第２変形例を示す断面
図。

【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るシール材塗
布装置に組み込まれたディスペンサを示す側面図。

【図１２】同シール材塗布装置における塗布状態を示す
図。

【図１３】同シール材塗布装置に組み込まれたディスペ
ンサと比較するためのディスペンサ及びその塗布状態を
示す図。

【図１４】同シール材塗布装置の第１変形例を示す斜視
図。

【図１５】同第１変形例の動作状態を示す断面図。

【図１６】同シール材塗布装置の第２変形例を示す側面
図。

【図１７】同シール材塗布装置の第３変形例を示す側面
図。

【図１８】同シール材塗布装置の第４変形例を示す分解
斜視図。

【図１９】第１及び第２の実施の形態に係るシール材塗
布装置に組み込まれたポンプの変形例を示す断面図。

【図２０】従来のシール材塗布装置を示す斜視図。

【図２１】同シール材塗布装置において現象Ａによる塗
布状態を示す説明図。

【図２２】同シール材塗布装置による塗布状態を示す
図。

【図２３】同シール材塗布装置による間隔調整方法を示
す断面図。

【符号の説明】

２０，２０Ａ…シール材塗布装置 ３０…ＸＹテーブル ４０，６０，８０，９０，１００，１１０…ディスペン
サ ４１…シリンジ ４２，６１，８１，９１，１０１，１１１…ノズル ４３…ピストン ４４…駆動部 ５０…シール材供給部 ６２，８６，９３，１０３…バルブ ８４，１１５…パッキン部材 ９４，１０４…蓋体 ９７…板バネ １１７…開閉機構 Ｗ…ガラス基板 Ｓ…シール材

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体を対象物に塗布する液体塗布装置にお
   いて、 その吐出口から上記液体を吐出するノズルと、 上記吐出口に対し上記対象物の液体塗布面を対向させて
   支持する対象物支持部と、 上記ノズルと上記対象物支持部とを上記対象物の液体塗
   布面に沿って相対移動させる駆動部と、 上記ノズルの吐出口から上記液体を連続的に吐出するよ
   うに上記液体を上記ノズルに供給する供給部とを備えて
   いることを特徴とする液体塗布装置。
2. 【請求項２】上記ノズルの吐出口における吐出速度をＶ
   ｍｅａｎ［ｍ／ｓ］、上記液体の表面張力をγ［Ｎ／
   ｍ］、比質量をρ［ｋｇ／ｍ³ ］、上記ノズルの吐出口
   の直径をｄｉ［ｍ］としたとき、 Ｖｍｅａｎ≧２√（γ／ρ・ｄｉ） を満たすことを特徴とする請求項１に記載の液体塗布装
   置。
3. 【請求項３】上記ノズルの吐出口と上記対象物との間隔
   が上記対象物の液体塗布面のうねり量の最大値及び上記
   駆動部の駆動により上記対象物の液体塗布面に与えるう
   ねり量の最大値の合計値より大きく設定されていること
   を特徴とする請求項１に記載の液体塗布装置。
4. 【請求項４】上記供給部は、シリンジと、このシリンジ
   内を往復動自在に嵌合するピストンと、このピストンの
   先端に取り付けられた圧電素子と、上記ピストンを駆動
   するピストン駆動部と、上記圧電素子に高周波電圧を印
   加する印加部とを備えていることを特徴とする請求項１
   に記載の液体塗布装置。
5. 【請求項５】上記ノズルの吐出口には、上記液体の流路
   を開閉するバルブが設けられており、 上記ノズルは、テーパ状の溝が形成された面を有する第
   １部材と、この第１部材の上記面に対向配置された第２
   部材と、上記第１部材と上記第２部材とに挟持され上記
   溝を液密に保持するパッキン部材とを備え、 上記バルブは、上記第２部材側に設けられ、上記パッキ
   ン部材を挟んで上記溝に対向して設けられた押圧部材
   と、この押圧部材を上記第１部材側へ押圧することで上
   記溝を閉塞するアクチュエータとを備えていることを特
   徴とする請求項１に記載の液体塗布装置。
6. 【請求項６】上記ノズルの吐出口には、上記液体の流路
   を開閉するバルブが設けられており、 上記ノズルは、上記吐出口が設けられた平面状の部位を
   備え、 上記バルブは、上記部位に摺動自在に配置された蓋体
   と、その弾性力で上記吐出口を上記蓋体で液密に蓋する
   弾性部材と、この弾性部材による弾性力に抗して上記蓋
   体を上記吐出口から離間させる駆動機構とを備えている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体塗布装置。
7. 【請求項７】上記ノズルは磁性体で形成され、 上記蓋体は磁石にて形成されていることを特徴とする請
   求項６に記載の液体塗布装置。
8. 【請求項８】上記ノズルの吐出口には、上記液体の流路
   を開閉するバルブが設けられており、 上記ノズルは、所定の間隙をもって相対向して配置され
   た第１部材及び第２部材と、上記第１部材と上記第２部
   材とに挟持され上記間隙を液密に保持する弾性部材製の
   環状のパッキン部材と、上記第１部材に設けられ、上記
   間隙内に上記液体を供給する液体供給孔と、このパッキ
   ン部材の一部を切り欠いて形成された吐出口とを備え、 上記バルブは、上記吐出口近傍に設けられ、上記吐出口
   を開閉する開閉機構とを備えていることを特徴とする請
   求項１に記載の液体塗布装置。