TWI457181B

TWI457181B - A discharge device for a liquid material, a coating apparatus and a coating method therefor

Info

Publication number: TWI457181B
Application number: TW098105617A
Authority: TW
Inventors: Kazumasa Ikushima
Original assignee: Musashi Engineering Inc
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2014-10-21
Also published as: CN102006943B; TW200946243A; JP5340181B2; JPWO2009104421A1; CN102006943A; WO2009104421A1; KR101534118B1; KR20100116666A; HK1150996A1

Description

液體材料之排出裝置，暨其塗佈裝置及塗佈方法

本發明係關於一種精度佳地使液體材料微量滴下或飛滴而排出的裝置及方法，更具體而言，係關於一種在不降低排出精度下可使塗佈作業中之再抽吸動作達到最小極限的排出裝置及方法。

作為精度佳地使液體材料微量滴下或飛滴而排出的習知裝置，例如本案申請人所開發之專利文獻1至4所揭示的裝置。

上述習知排出裝置係藉由使抽吸於計量部中的液體材料，藉由水密不透水配置的柱塞進行間歇性複數次前進動作，在每次前進動作飛翔排出液滴的排出方式。

(專利文獻1)日本專利特開2003-190871號公報

(專利文獻2)日本專利特開2004-160314號公報

(專利文獻3)日本專利特開2004-160276號公報

(專利文獻4)日本專利特開2005-40770號公報

習知裝置之排出方式在抽吸於計量管的量受到限制，而有無法抽吸工件整體所需要量之液體材料的情況。在此情況下，必須在塗佈作業途中進行再抽吸動作，而有生產性降低的問題。

此處，當增大計量管之尺寸則會有如下問題：

亦即，當增大計量管之直徑而增加液體材料之吸入量，則柱塞之直徑亦必然變大，因而隨柱塞之稍微移動便會有大量液體材料滴下，結果會有難以進行微量排出的問題。

另一方面，當增長計量管之長度，除會導致裝置大型化之外，亦會有難以提高排出精度的問題。

本發明之目的在於提供一種不降低排出精度下即可使塗佈作業中之再抽吸動作達到最小極限的排出裝置及方法。

本發明的裝置為如下構成。亦即：

第1發明的液體材料之排出裝置，係具備有液體材料之儲存部、柱塞插通的複數計量部、柱塞驅動裝置、及與各計量部一對一對應的複數噴嘴；其將已充填至計量部的液體材料以複數次進行排出的液體材料之排出裝置；其特徵在於，上述柱塞驅動裝置為使全部柱塞同時進退移動的一柱塞驅動裝置。

第2發明係就第1發明中，上述計量部構成為全部相同容量。

第3發明係就第1或2發明中，分別對上述計量部設置有具有使計量部與噴嘴相連通的第一位置及使計量部與儲存部相連通的第二位置之切換閥，並設有可將各切換閥之位置同時進行切換的一閥驅動裝置。

第4發明係就第3發明中，上述柱塞驅動裝置及上述閥驅動裝置相對於上述複數計量部被配置在鉛直方向。

第5發明係就第3或4發明中，其設置配設有上述切換閥的塊體，在該塊體設有從上述儲存容器朝各切換閥分支流入液體材料的流路。

第6發明係就第5發明中，上述計量部由可裝接於上述塊體的計量管所構成，且為相互鄰接配置。

第7發明係就第5發明中，於上述塊體形成有計量部。

第8發明係就第7發明中，於上述塊體形成有儲存部。

第9發明的塗佈裝置，係具備有設有平台的架台、及在架台上延伸且可朝一方向移動的框體，在該框體設有第1至8中任一發明的排出裝置。

本發明的方法為如下構成。亦即：

第10發明的液體材料之排出方法，係從儲存部對插通柱塞的計量部內填充液體材料，藉由重複進行柱塞之進出移動與停止進出，而將上述計量部內之液體材料以複數次進行排出的液體材料之排出方法；其特徵在於，其設置有複數計量部及與各計量部一對一對應的複數噴嘴，並透過一柱塞驅動裝置使複數柱塞同時移動，藉此同時排出所有計量部內之液體材料。

第11發明係就第10發明中，分別對上述計量部設有具有使計量部與噴嘴相連通的第一位置及使計量部與儲存部相連通的第二位置之切換閥，一邊透過一驅動裝置同時切換各切換閥，一邊排出液體材料。

根據本發明，可精度佳地從複數噴嘴滴下微量之液體材料。

再者，藉由二驅動源可構成裝置，更藉由將其縱向配置，可細長地構成裝置。

再者，因為可使所供應之液體材料在裝置內分支而導入於複數計量部中，因而可減少儲存部內所殘留液體材料之量，可不浪費地使用液體材料。

本發明之最佳形態，例如為一種具備有相鄰接配置之複數計量部的液體材料之排出裝置，其中，上述計量部分別具備有柱塞與噴嘴，且具備有使複數柱塞同時進退移動的驅動裝置。

上述計量部為暫時儲存經由柱塞之進出移動而從噴嘴排出液體材料之空間，其體積大小構成為適於精度佳地排出微量液體材料。計量部設置為複數的理由在於不是使單一計量部之體積變大，而是使計量部整體之體積變大。作為上述計量部之構成例如可揭示出以下態樣：複數計量部為裝接於閥體的複數計量管，閥體具備有從儲存容器使液體材料分支流入各計量管中的流路。作為上述計量部之其他構成，可揭示出在計量塊體中設置複數計量孔與從儲存容器使液體材料分支流入於各計量孔中的流路之態樣。不管何種態樣，噴嘴前端之水平方向位置均對齊配置。

使計量部與噴嘴一對一對應構成之理由在於就從一個計量部分支滴入二個噴嘴的態樣中，因計量部內由柱塞加壓的液體材料之微妙流體均衡，會有液體不會均等地流動於雙方之噴嘴的情況。針對此點，若構成為各計量部分別具有噴嘴，則可使從各計量部至噴嘴排出口的流路達到全部相同之封閉形狀(但，亦可介設切換閥)，因此可精度佳地施行排出。

再者，當在液體材料充填時將柱塞前端與切換閥間的容量設為相等，則使在計量部內滑動的柱塞同時進出而施行排出，可使隨柱塞的進出所產生流路內之體積減少達到相同比例。亦可設為將所有計量部設為相同容量，從所有噴嘴同時排出同量之液體材料。

再者，若在柱塞之前端部設置較桿更寬的密封部(大徑突起部)，則滑動面積縮小，因而可使柱塞高速移動。此時，使計量部與噴嘴相連通的流路最好構成為實質直線。

再者，最好上述計量部分別具備有切換閥，並具備有將各切換閥同時進行切換的驅動裝置。切換閥可為滑動型、單向旋轉型、或往復作動旋轉型之任一種。

以下，利用實施例詳細說明本發明，惟本發明並不受該等實施例任何限制。

[實施例1] 《整體構成》

由圖1至圖4說明本實施例之裝置。另外，圖4中，在柱塞B31之背面設有柱塞A30，在噴嘴B56之背面設有噴嘴A55，在閥B58之背面設有閥A57，在閥插設孔B62之背面設有閥插設孔A61。

本實施例之排出裝置中，在基座10上安裝有板A11、板B12及板C13而構成框體，在上述框體配設[1]柱塞驅動部、[2]柱塞部、[3]液送部及[4]閥部。

[1]柱塞驅動部係由馬達A20、滑座21、及滑件22所構成。

柱塞驅動部係構成藉由固定在板B12的馬達A20之旋轉驅動，使滑件22可在固定於基座10的滑座21上朝滑座21之延伸方向移動自如。柱塞驅動部之各元件係相對於基座10之中心軸成線對稱配置。

[2]柱塞一部分係由柱塞A30、柱塞B31、計量管A32、及計量管B33所構成。

於柱塞部中，柱塞A30與柱塞B31分別經由螺絲A34與螺絲B35而各自固定於柱塞驅動部之滑件22。構成為柱塞A30可密接滑動地插入至計量管A32之內壁面，柱塞B31可密接滑動地插入至計量管B33之內壁面。

計量管A32及計量管B33係裝接固定至閥體50上面所穿設的孔中，藉由馬達A20之驅動，使柱塞A30及柱塞B31分別密接於計量管A32及計量管B33之內壁面而進行滑動。

此處，柱塞A30及柱塞B31各自之計量管側前端，為了確實地在計量管內密接，而可構成較柱塞軸本體部直徑更寬的直徑(亦即設置密封部)。

計量管A32與計量管B33係相對於基座10之中心軸成線對稱且相互接近保持配置。如此，於本實施例中不會使一個計量管增長或加寬，藉由設置複數而增加排出量，防止排出裝置之大型化。

本實施例之裝置構成為藉由馬達A20之旋轉動作而使柱塞A30與柱塞B31同時在計量管內進行前進移動或後退移動狀態。亦即，當柱塞A30在計量管A32內進行前進移動時，柱塞B31亦會同時在計量管B33內進行前進移動，而當柱塞A30在計量管A32內進行後退移動時，柱塞B31亦會同時在計量管B33內進行後退移動。

[3]液送部係由儲存容器40及液體輸送管41所構成。

更詳言之，液送部係由儲存液體材料的儲存容器40、及使上述儲存容器40與閥體50相連通的液體輸送管41所構成。

液體輸送管41係連通於朝儲存容器40之底部延伸的液體輸送管43，藉由從到達儲存容器40上端之壓力供應管42所供應之空壓作用，將儲存容器40內所儲存之液體材料壓送至閥體50。

儲存容器40係傾斜載置在板B12上，由板A11受支撐本體部而可裝卸地保持固定。

[4]閥部係由閥體50、馬達B51、齒輪組52、軸A53、軸B54、噴嘴A55、噴嘴B56、及旋轉檢測機構70所構成。

閥部構成為藉由受基座10所支撐之馬達B51的旋轉驅動，經由齒輪組52，使並列配置的二個軸(即軸A53與軸B54)進行旋轉，並使固定在板C13之閥體50的閥插設孔A61及閥插設孔B62內所配設的二個閥(即閥A57與閥B58)可旋轉自如。各閥係具備有使各計量管與各噴嘴相連通的貫通孔、及在與該貫通孔正交之周面朝閥之長度方向(水平方向)延伸的溝槽，該各溝槽與各閥插設孔之內壁面互相作用而構成使各計量管與儲存容器40相連通的流路。

旋轉檢測機構70係由感測器71與檢測板72所構成。檢測板72為具有缺口的圓盤，隨馬達B51之旋轉而進行旋轉。構成為檢測板72位於形成「」字狀之作為光感測器的感測器71之凹部。感測器71中，凹部上端為發光部，凹部下端則成為受光部，藉由檢測板72之缺口，可使由上述發光部所發出的光，對於上述受光部投光或遮光。藉此，根據來自發光部的光對感測器71之受光部開始遮光之位置、或開始投光之位置，而控制閥B58之旋轉位置。

在閥體50之底部可裝卸地配設噴嘴A55與噴嘴B56。

在閥體50上面穿設的孔中，裝接固定計量管A與B。另外，當然在閥體50上面所穿設的孔本本體部亦可構成為計量管。

閥體50中設置具有分支路徑的流路，該分支路徑用以將經與液體輸送管41相連通的液體材料供應口59所供應之液體材料，分別輸送至閥A57與閥B58。如此，因為構成為經所供應之閥體50分支而流入於計量管A與B，因此不需要設置複數儲存容器。

軸A53構成為可裝卸地連結於閥A57(另外，圖2及圖4中，軸A53係位於軸B54之背面)。閥A57藉由軸A53之旋轉動作，而可取得使計量管A32與液體輸送管41相連通的第一位置、及使計量管A32與噴嘴A55相連通的第二位置。

軸B54構成為可裝卸地連結於閥B58。閥B58藉由軸B54之旋轉動作，而可取得使計量管B33與液體輸送管41相連通的第一位置、及使計量管B33與噴嘴B56相連通的第二位置。

閥A57與閥B58構成為藉由馬達B51之旋轉動作，而可同時地在各自之第一位置與第二位置進行切換。

且言，馬達A20、馬達B51係連接於控制裝置60，根據上述控制裝置60之指令產生動作。

如此，本實施例之裝置係具備有二個馬達。而且，由其一馬達使複數柱塞同時進行移動，並由另一馬達使複數閥同時產生動作。於如此構成中，馬達A20與馬達B51經由滑件而上下配置。藉由如此配置，便可將裝置細長地形成。另外，馬達A20與馬達B51最好配置於基座10之中心或中心附近之同軸上。

當在沿XY方向移動的移動機器人搭載複數本滴下裝置時，此種細長構成可增加滴下裝置之搭載數量，因而較佳。

再者，因為藉由二個馬達可使所有柱塞與所有閥產生動作，因而可輕量地構成裝置，在搭載有上述滴下裝置的塗佈裝置中，於使滴下裝置朝X方向或Y方向進行移動之情況時均達便利。

《液材排出作業》

使馬達B51進行轉動動作，將閥A57與閥B58設置於第一位置處，並使計量管A32及計量管B33分別連通於液體輸送管41。

接著，使馬達A20產生旋轉動作，使柱塞A30與柱塞B31後退移動，在計量管A32及計量管B33中吸入必要量的液體材料。

接著，使馬達B51產生動作以使閥A57及閥B58位於第2位置處，使計量管與噴嘴相連通。亦即，使計量管A32與噴嘴A55相連通，並使計量管B33與噴嘴B56相連通。

為了排出所希望量之液體材料，使馬達A20產生旋轉動作，使柱塞A30及柱塞B31前進移動規定量，從噴嘴A55及噴嘴B56排出液體材料。

此時，柱塞A30及柱塞B31藉由急速前進後接續急遽停止，可精度佳地從噴嘴中滴下微少量之液體材料。藉由急速前進後接續急遽停止之動作，可連續地滴下液體材料。

為可使液體材料連續滴下，當然事先必須抽吸必要量。

此處，藉由柱塞之急遽前進後所接續之急遽停止，而精度佳地從噴嘴中滴下微少量之液體材料。例如藉由使密接於計量管之內壁面而進行滑動的柱塞之進出移動與停止進出，而調整從與上述計量管相連通的排出口所排出之液滴的排出量，如此液滴量之調整方法，為調整從上述進出移動的柱塞開始減速起至停止為止的移動速度以使從上述排出口所排出之液滴在每次排出時均保持一定量之液滴量之調整方法，此處，使上述柱塞後退移動而將液材從儲存容器中吸入於上述計量管內，藉由重複進行上述柱塞之進出移動與停止進出，而將上述計量管內之液體材料分開複數次進行排出。另外，關於該排出方法，本案申請人在專利文獻4已有所揭示。

在施行所希望次數之滴下動作後，再度使馬達B51進行轉動動作，將閥A57與閥B58設置於第一位置，並藉由重複上述所說明的動作，可連續施行排出作業。

搭載有複數本實施例滴下裝置1的塗佈裝置5，係如圖5所示。

塗佈裝置5係具備有架台7、可動框體A81、及可動框體B82，該架台7係具有載置工件的平台6，該可動框體A81係由架台1上所固設的一對支撐體支撐，並橫跨架台1之短邊方向(X方向)，該可動框體B82係同樣地橫跨架台1之X方向。在可動框體A81與可動框體B82之側面，經由可動件在X方向可移動自如地安裝有複數滴下裝置1。滴下裝置1由排出裝置與使排出裝置可朝上下方向(Z方向)移動自如的Z方向驅動裝置所構成。平台6藉由X導軌構成可朝X方向移動自如，又藉由配設有X導軌的Y滑件與Y導軌而構成可在Y方向移動自如。另外，亦可於平台6設置用以使工件朝θ軸方向移動而定位於既定角度的θ旋轉手段。作為X方向及Y方向之導軌，可例示出具備有線性馬達用磁鐵與線性滑軌之構成，惟不受限於此構成，例如亦可構成為在滑座具備有馬達與連動於馬達而進行旋轉的滾珠螺桿，在滑件具備有連動於滾珠螺桿的旋轉而進行直進移動的螺帽。

本實施例重要處在於非為從一計量管分支滴下於二噴嘴的態樣。亦即，噴嘴、計量管及柱塞構成為1個組合，排出裝置具備有複數此種組合。

在從一計量管分支滴下於二噴嘴的態樣中，因計量管內經柱塞加壓的液體材料之微妙流體均衡，會有流體無法均等地流動至雙方噴嘴的情況，但藉由本實施例的構成，可確實地滴下液體材料。

本實施例中，例示配置有二噴嘴的排出裝置構成，惟本實施例的技術思想當然亦涵蓋配置有二以上噴嘴的排出裝置態樣。

再者，因為噴嘴、計量管及柱塞為一個組合，因此當然亦需要與噴嘴數量相同數目的計量管與柱塞。

[實施例2] 《整體構成》

由圖6至圖8說明實施例2之裝置。另外，圖8中，在柱塞B31之背面具有柱塞A30，在噴嘴B56之背面具有噴嘴A55，在閥B58的背面具有閥A57，在閥插設孔B62之背面具有閥插設孔A61，在計量孔B65之背面具有計量孔A64。

本實施例之排出裝置就具備有閥插設孔A61與B62、儲存部63、及形成有計量孔A64與B65的計量塊體36之處係不同於實施例1之排出裝置。

計量塊體36係固定於板C13，上面設有供柱塞A31與B31插入的孔，側面設有與液體輸送管41相連通的液體材料供應口59。從液體材料供應口59所供應的液體材料，暫時儲存於在計量塊體36內部所形成的儲存部63中。儲存部63中所儲存的液體材料係經由在閥A57與閥B58各自周面所形成的溝槽而輸送至計量孔A64與計量孔B65。本排出裝置的液體抽吸步驟與實施例1相同，儲存部63與計量孔A64及計量孔B65保持相連通狀態，利用馬達A20使柱塞A30與柱塞B31同時後退移動而施行。

本排出裝置之液體排出步驟亦與實施例1相同。首先，藉由支撐於基座10的馬達B51之旋轉驅動，經由齒輪組52使並列配置的二軸(即軸A53與軸B54)進行旋轉，藉此使各計量孔與各噴嘴透過設於各閥的貫通孔相連通。然後，利用馬達A20使柱塞A30與柱塞B31同時急遽前進，接著急遽停止，藉此精度佳地從噴嘴滴下微少量之液體材料。此動作係重覆複數次而施行排出作業至經抽吸至計量孔A64與B65內的液體材料耗盡為止。

在本實施例之排出裝置中亦可將計量孔、柱塞及噴嘴配置二個以上。又，本實施例之排出裝置當然亦可搭載於實施例1之塗佈裝置5。

(產業上之可利用性)

本發明適用於平面顯示器製造步驟，例如液晶面板製造步驟中之液晶滴下步驟等領域。

1．．．滴下裝置

5．．．塗佈裝置

6．．．平台

7．．．架台

10．．．基座

11．．．板A

12．．．板B

13．．．板C

20．．．馬達A

21．．．滑座

22．．．滑件

30．．．柱塞A

31．．．柱塞B

32．．．計量管A

33．．．計量管B

34．．．螺絲A

35．．．螺絲B

36．．．計量塊體

40．．．儲存容器

41．．．液體輸送管

42．．．壓力供應管

43．．．液體輸送管

44．．．液體材料

50．．．閥體

51．．．馬達B

52．．．齒輪組

53．．．軸A

54．．．軸B

55．．．噴嘴A

56．．．噴嘴B

57．．．閥A

58．．．閥B

59．．．液體材料供應口

60．．．控制裝置

61．．．閥插設孔A

62．．．閥插設孔B

63．．．儲存部

64．．．計量孔A

65．．．計量孔B

70．．．旋轉檢測機構

71．．．感測器

72‧‧‧檢測板

81‧‧‧可動框體A

82‧‧‧可動框體B

圖1為實施例1滴下裝置之正面外觀圖。

圖2為圖1所示裝置之側面外觀圖。

圖3為圖2中虛線位置之正面剖視圖。

圖4為圖1中虛線位置之側面剖視圖。

圖5為搭載有圖1所示之滴下裝置的塗佈裝置之立體圖。

圖6為實施例2滴下裝置之正面外觀圖。

圖7為圖6所示裝置之側面外觀圖。

圖8為圖7虛線位置之正面剖視圖。

10‧‧‧基座

11‧‧‧板A

12‧‧‧板B

13‧‧‧板C

20‧‧‧馬達A

21‧‧‧滑座

22‧‧‧滑件

30‧‧‧柱塞A

31‧‧‧柱塞B

32‧‧‧計量管A

33‧‧‧計量管B

34‧‧‧螺絲A

35‧‧‧螺絲B

50‧‧‧閥體

51‧‧‧馬達B

55‧‧‧噴嘴A

56‧‧‧噴嘴B

57‧‧‧閥A

58‧‧‧閥B

Claims

一種液體材料之排出裝置，係具備有：液體材料之儲存部；插通有柱塞的複數個計量部；柱塞驅動裝置；與各計量部一對一對應的複數個噴嘴；具有連通計量部與噴嘴的第一位置和連通計量部與儲存部的第二位置，分別對各計量部設置的切換閥；及可同時切換各切換閥位置的一個閥驅動裝置；該排出裝置配設於在塗佈裝置之平台上延伸的框體；其特徵在於：使上述柱塞驅動裝置成為可使全部柱塞同時進退移動的一個柱塞驅動裝置，且藉由將上述柱塞驅動裝置及上述閥驅動裝置相對於上述複數個計量部沿鉛直方向配置，而使排出裝置構成為寬度較細。
如申請專利範圍第1項之液體材料之排出裝置，其中，使上述計量部全部構成為相同容量。
如申請專利範圍第1或2項之液體材料之排出裝置，其中，設置配設有上述切換閥的塊體，並在該塊體設置從上述儲存部使液體材料朝各切換閥分支流入的流路。
如申請專利範圍第3項之液體材料之排出裝置，其中，使上述計量部由可裝接於上述塊體的計量管所構成，且相互地鄰接而配置。
如申請專利範圍第3項之液體材料之排出裝置，其中，於上述塊體形成有計量部。
如申請專利範圍第5項之液體材料之排出裝置，其中於上述塊體形成有將來自上述儲存部的液體材料暫時儲存之第2儲存部。
如申請專利範圍第3項之液體材料之排出裝置，其中，使上述液體材料之儲存部相對於上述複數個計量部沿鉛直方向配置，並利用液體輸送管連接上述液體材料之儲存部與上述塊體。
一種塗佈裝置，其特徵在於，其具備有平台、及在平台上延伸的框體，在該框體設置有申請專利範圍第1或2項所記載之排出裝置。
如申請專利範圍第8項之塗佈裝置，其中，該塗佈裝置設置有複數個上述排出裝置。
一種液體材料之塗佈方法，其特徵在於：使用申請專利範圍第8項所記載之塗佈裝置，對載置於平台上之工件進行塗佈。
一種液體材料之塗佈方法，其特徵在於：使用申請專利範圍第9項所記載之塗佈裝置，對載置於平台上之工件進行塗佈。
如申請專利範圍第10項之液體材料之塗佈方法，其中，液體材料係為液晶。
如申請專利範圍第11項之液體材料之塗佈方法，其中，液體材料係為液晶。