(57)【要約】【課題】　電子部品、家電製品、ディスプレイなどの分野における生産工程において、接着剤、クリーンハンダ、蛍光体、電極材料、グリース、ペイント、ホットメルト、薬品、食品などの各種液体を、高速かつ高精度に間欠定量吐出・供給する。【解決手段】　隙間方向に相対移動する２面に流体を供給する流体補給装置を配置し、上記相対移動面の隙間の変動による圧力変化を利用して流体補給装置から補給される連続流を間欠流に変換すると共に、１ドット当たりの間欠吐出量は上記流体補給装置の回転数により調節する。【選択図】図１
2004141866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　２つの部材の２つの対向面間に形成された隙間の隙間方向に上記２つの部材を相対移動させながら、この隙間に流体補給装置から流体を供給させて、上記隙間を変化させることによる圧力変化を利用して上記流体を間欠吐出すると共に、１ドット当たりの上記流体の吐出量を上記流体補給装置の圧力及び流量特性により調節することを特徴とする流体吐出方法。
【請求項２】
　上記流体補給装置の圧力・流量特性は、上記流体補給装置の回転数を変えて設定することを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項３】
　上記隙間の最小値或いは平均値をｈ０として、１ドット当たりの上記流体の間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略比例関係にある上記隙間ｈ０の設定範囲を０＜ｈ０＜ｈｘとし、間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略一定となる上記隙間ｈ０の設定範囲をｈ０＞ｈｘとし、かつ、ｈｘは、０＜ｈ０＜ｈｘの領域におけるｈ０に対する上記１ドット当たりの間欠吐出量の包絡線と、ｈ０＞ｈｘの領域で上記１ドット当たりの間欠吐出量がｈ０に依存しないで概略一定となる部分の値の交点とするとき、上記隙間をｈ０＞ｈｘの範囲に設定して間欠吐出することを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項４】
　上記２つの部材の２つの対向面間に形成された上記隙間の大きさに逆比例し、かつ上記隙間の時間微分に比例して発生する流体圧力を第１次スクイーズ圧力とし、上記隙間の時間微分に比例し、かつ上記流体補給装置の内部抵抗に比例して発生する流体圧力を第２次スクイーズ圧力とし、上記隙間の最小値或いは平均値をｈ０として、１ドット当たりの流体の間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略比例関係にある上記隙間ｈ０の設定範囲を０＜ｈ０＜ｈｘとし、上記間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略一定となる上記隙間ｈ０の設定範囲をｈ０＞ｈｘとし、かつ、ｈｘは、０＜ｈ０＜ｈｘの領域におけるｈ０に対する上記１ドット当たりの間欠吐出量の包絡線と、ｈ０＞ｈｘの領域で上記１ドット当たりの間欠吐出量がｈ０に依存しないで概略一定となる部分の値の交点とするとき、上記隙間をｈ０＞ｈｘの範囲に設定して上記第２次スクイーズ圧力の作用により間欠吐出することを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項５】
　上記２つの部材の２つの対向面間の上記隙間の大きさに逆比例し、かつ上記隙間の時間微分に比例して発生する流体圧力を第１次スクイーズ圧力とし、上記隙間の時間微分に比例し、かつ上記流体補給装置の内部抵抗に比例して発生する流体圧力を第２次スクイーズ圧力とし、上記隙間の最小値或いは平均値をｈ０として、１ドット当たりの間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略比例関係にある上記隙間ｈ０の設定範囲を０＜ｈ０＜ｈｘ、間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略一定となる上記隙間ｈ０の設定範囲をｈ０＞ｈｘとし、かつ、ｈｘは、０＜ｈ０＜ｈｘの領域におけるｈ０に対する上記１ドット当たりの間欠吐出量の包絡線と、ｈ０＞ｈｘの領域で上記１ドット当たりの間欠吐出量がｈ０に依存しないで概略一定となる部分の値の交点とするとき、上記隙間ｈ０をｈ０≒ｈｘ或いは、０＜ｈ０＜ｈｘの範囲に設定して吐出量を調節することを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項６】
　ｈｘは、０＜ｈ０＜ｈｘの領域におけるｈ０に対する１ドット当たりの間欠吐出量の曲線の包絡線と、ｈ０＞ｈｘの領域で上記曲線がｈ０に対して概略一定となる部分の値の交点であることを特徴とする請求項３に記載の流体吐出方法。
【請求項７】
　上記流体補給装置の流体内部抵抗をＲｓ（kgsec/mm5）、２つの部材間の対向面の隙間ｈ０に依存して決まる上記２つの部材間の対向面の半径方向の流体抵抗をＲｐ（kgsec/mm5）、上記吐出口の流体抵抗をＲｎ（kgsec/mm5）とするとき、
【数１】
2004141866.tif 000027
として、関数φを定義するとき、ｈｘは、０＜ｈ＜ｈｘの領域におけるｈに対する曲線φの包絡線と、ｈ０＞ｈｘの領域で曲線φがｈ０に依存しないで概略一定となる部分の値の交点であることを特徴とする請求項３に記載の流体吐出方法。
【請求項８】
　上記隙間の時間微分の最大値をＶｍａｘ、上記２つの部材間の対向面の外周部の平均半径をｒ０（ｍｍ）、上記吐出口開口部の平均半径をｒｉ（mm）、流体補給装置の最大流量をＱｍａｘとするとき、
【数２】
2004141866.tif 000028
であることを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項９】
　独立した軸方向駆動装置によって隙間方向に相対移動する上記２つの部材が複数セット配置されており、１セットの流体補給装置がこれらの２つの部材間に流体を分技して供給することを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項１０】
　上記各２つの部材の対向面間の隙間をそれぞれｈ０≒ｈｘ近傍或いは、０＜ｈ０＜ｈｘの範囲に設定して各吐出量を調節することを特徴とする請求項９に記載の流体吐出方法。
【請求項１１】
　基板の塗布対象面が幾何学的対称であることを利用して、吐出ノズルと基板を相対的に走行させながら、１ドット当りの同一吐出量を同一時間間隔を経て周期的に塗布するように間欠吐出することを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項１２】
　上記塗布対象面はディスプレイパネルであることを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項１３】
　流体補給装置により隙間方向に相対移動する２つの部材の対向面に流体を供給し、上記対向する２つの対向面間の隙間をｈ（ｍｍ）、このｈの時間微分をｄｈ／ｄｔ、上記２つの部材間の対向面の外周部の平均半径をｒ０（ｍｍ）、上記隙間と外部とを連通する吐出口開口部の平均半径をｒｉ（ｍｍ）、流体の粘性係数をμ（kgsec/mm2）、上記流体補給装置の流体内部抵抗をＲｓ（kgsec/mm5）、上記２つの部材間の対向面の半径方向の流体抵抗をＲｐ（kgsec/mm5）、上記吐出口の流体抵抗をＲｎ（kgsec/mm5）、上記流体補給装置の最大圧力と補給圧力の和をＰｓ０、間欠吐出の周波数をｆ（１／sec）として、第１次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ１、第２次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ２を
【数３】
2004141866.tif 000029
として定義し、上記隙間ｈの時間微分ｄｈ／ｄｔが最大値をもつときの第１次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ１＝Ｐｓｑｕ１０、第２次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ２＝Ｐｓｑｕ２０とするとき、Ｐｓ０＋Ｐｓｑｕ１０＋Ｐｓｑｕ２０＜０とすることを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項１４】
　塗布対象面と、上記隙間に連通する吐出ノズルとを相対的に移動させながら上記吐出として塗布する塗布プロセスにおいて、２つの対向面間の隙間を与える変位入力信号Ｓｈに対して、位相が概略Δθ＝π／２進んで塗布されることを考慮して、塗布対象面と吐出ノズルの相対位置と上記変位入力信号Ｓｈのタイミングを合わせたことを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項１５】
　電磁歪素子により、上記２つの部材を相対移動させることを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項１６】
　隙間方向に相対移動する２つの部材の塗布停止直前の振幅は、定常間欠塗布時の振幅よりも大であることを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項１７】
　バリアリブによって周囲を囲まれた独立リブが幾何学的対称に形成された基板に対して、隙間を通して流体を吐出するディスペンサを相対的に移動させながら、蛍光体ペーストを間欠吐出させることにより、上記独立セル内部に順次上記蛍光体ペーストを塗布して蛍光体層を形成するプラズマディスプレイパネルの蛍光体層形成方法であることを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項１８】
　上記バリアリブの頂点と吐出ノズル先端の距離Ｈを０．５ｍｍ以上離した状態で、上記吐出ノズルから上記蛍光体ペーストを飛翔させて塗布することを特徴とする請求項１７に記載の流体吐出方法。
【請求項１９】
　上記Ｈは１．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１８に記載の流体吐出方法。
【請求項２０】
　独立した軸方向駆動装置によって隙間方向に相対移動する２つの部材の２つの対向面が複数セット配置されており、１セットの流体補給装置がこれらの２つの部材の２つの対向面間に流体を分技して供給すると共に、上記流体補給装置と上記相対移動する２つの部材の２つの対向面を繋ぐ流路の途中に流体通路抵抗を可変できる流量補正装置を設けることにより各吐出量を調節することを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項２１】
　相対移動する２つの部材の２つの対向面の隙間を振幅ｈ１で変動させながら間欠塗布する塗布工法において、上記振幅ｈ１よりも大きな振幅ｈ２で２つの部材の対向面の隙間を増大させて吐出を遮断後、遮断後の隙間の中心値が、遮断直前の隙間の中心値に徐々に等しくなるように、上記振幅ｈ１で複数回間欠塗布することを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項２２】
　塗布開始からｎ−１回目の塗布終了時の時間をＴｎ−１、ｎ回目の塗布開始時の時間をＴｎ、時間間隔ΔＴ＝Ｔｎ−Ｔｎ−１とするとき、上記ΔＴの値を設定することによりｎ回目の１ドット当たりの塗布量を調節することを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項２３】
　隙間方向に相対移動する２つの部材と、
　この２つの部材で形成される吐出室と、
　上記吐出室に流体を供給する流体補給装置と、
　上記流体補給装置の上流側に設けられた吸入口と、
　上記吐出室と外部を連絡する吐出口で構成される流体吐出装置であって、
　上記２つの部材で形成される隙間の変動による圧力変化を利用して吐出口から流体を間欠吐出すると共に、１ドット当たりの吐出量を上記流体補給装置の圧力及び流量特性の設定により調節することを特徴とする流体吐出装置。
【請求項２４】
　２つの部材の２つの対向面の隙間の大きさに逆比例し、かつ上記隙間の時間微分に比例して発生する流体圧力を第１次スクイーズ圧力、上記隙間の時間微分に比例し、かつ流体補給装置の内部抵抗に比例して発生する流体圧力を第２次スクイーズ圧力とするとき、上記隙間の最小値或いは平均値をｈ０として、１ドット当たりの間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略比例関係にある上記隙間ｈ０の設定範囲を０＜ｈ０＜ｈｘ、間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略一定となる上記隙間ｈ０の設定範囲をｈ０＞ｈｘとし、かつ、ｈｘは、０＜ｈ０＜ｈｘの領域におけるｈ０に対する上記１ドット当たりの間欠吐出量の包絡線と、ｈ０＞ｈｘの領域で上記１ドット当たりの間欠吐出量がｈ０に依存しないで概略一定となる部分の値の交点とするとき、上記隙間をｈ０＞ｈｘの範囲に設定して上記第２次スクイーズ圧力の作用により間欠吐出することを特徴とする請求項２３に記載の流体吐出装置。
【請求項２５】
　２つの部材間の対向面間の隙間の大きさに逆比例し、かつ上記隙間の時間微分に比例して発生する流体圧力を第１次スクイーズ圧力とし、上記隙間の時間微分に比例し、かつ流体補給装置の内部抵抗に比例して発生する流体圧力を第２次スクイーズ圧力とするとき、上記隙間の最小値或いは平均値ｈ０の設定範囲を０＜ｈ０＜ｈｘとし、上記隙間ｈ０に対して概略一定となる上記隙間ｈ０の設定範囲をｈ０＞ｈｘとし、かつ、ｈｘは、０＜ｈ０＜ｈｘの領域におけるｈ０に対する上記１ドット当たりの間欠吐出量の包絡線と、ｈ０＞ｈｘの領域で上記１ドット当たりの間欠吐出量がｈ０に依存しないで概略一定となる部分の値の交点とするときには、上記隙間をｈ０≒ｈｘ或いは、０＜ｈ０＜ｈｘの範囲に設定して吐出量を調節することを特徴とする請求項２３に記載の流体吐出装置。
【請求項２６】
　独立した軸方向駆動装置によって隙間方向に相対移動する上記２つの部材が複数セット配置されており、１セットの流体補給装置がこれらの２つの部材の対向面間に流体を分技して供給することを特徴とする請求項２３に記載の流体吐出装置。
【請求項２７】
　独立した軸方向駆動装置によって隙間方向に相対移動する上記２つの部材が複数セット配置されており、１セットの流体補給装置がこれらの２つの部材に流体を分技して供給すると共に、上記各２つの部材の対向面間の隙間の最小値あるいは平均値をそれぞれｈ０≒ｈｘ近傍あるいは、０＜ｈ０＜ｈｘの範囲に設定して各吐出量を調節することを特徴とする請求項２５に記載の流体吐出装置。
【請求項２８】
　上記流体補給装置は、回転数によって流量が可変できるポンプであることを特徴とする請求項２３に記載の流体吐出装置。
【請求項２９】
　上記流体補給装置は、ねじ溝ポンプから構成されることを特徴とする請求項２８に記載の流体吐出装置。
【請求項３０】
　上記２つの部材の対向面間の上記隙間の最小値あるいは平均値をｈ０とするとき、ｈ０＞０．０５mmであることを特徴とする請求項２３に記載の流体吐出装置。
【請求項３１】
　軸を収納するスリーブと、
　上記軸及び上記スリーブを収納するハウジングと、
　上記スリーブを上記ハウジングに対して相対的に回転させる装置と、
　上記軸を上記ハウジングに対して軸方向相対変位を与える軸方向駆動装置と、
　上記軸の吐出側端面と上記ハウジングで形成される吐出室と、
　上記スリーブと上記ハウジングの相対的な回転を利用して上記吐出室に流体を供給する流体補給装置と、
　この吐出室と外部を連絡する流体の吸入口及び吐出口と、
　上記吐出室内に流入された上記流体を上記軸方向駆動装置によって上記吐出口側へ圧送する装置とより構成される流体吐出装置において、
　上記吐出室の上記隙間の変動による圧力変化を利用して、上記流体補給装置から補給される連続流を間欠流に変換すると共に、１ドット当たりの間欠吐出量を回転数の設定により調節することを特徴とする流体吐出装置。
【請求項３２】
　上記軸と上記スリーブは一体化された構造であることを特徴とする請求項３１に記載の流体吐出装置。
【請求項３３】
　軸とハウジング間に軸方向相対変位を与える軸方向駆動装置と、
　上記軸の端面と上記ハウジングで形成される吐出室と、
　この吐出室に流体を供給する流体補給装置と、
　この吐出室と上記流体補給装置を連絡する流通路と、
　この流体補給装置に設けられた吸入口と、
　上記吐出室と外部を連絡する吐出口とより構成される流体吐出装置において、
　上記吐出室の上記隙間の変動による圧力変化を利用して、上記流体補給装置から補給される連続流を間欠流に変換すると共に、１ドット当たりの間欠吐出量を回転数、あるいは上記流通路から上記吐出口に繋がる区間の上記隙間の設定により調節することを特徴とする流体吐出装置。
【請求項３４】
　１セットの上記流体補給装置から分技した流通路を経て複数セットの上記吐出室に流体を供給する構成であることを特徴とする請求項３３に記載の流体吐出装置。
【請求項３５】
　上記流通路は変形容易なフレキシブルパイプであることを特徴とする請求項３３に記載の流体吐出装置。
【請求項３６】
　上記２つの部材を相対移動させる装置は電磁歪素子であることを特徴とする請求項２３に記載の流体吐出装置。
【請求項３７】
　隙間方向に２つの部材を相対移動させながら、この隙間に流体補給装置から流体を供給させて、上記隙間を変化させることによる圧力変化を利用して吐出の遮断と開放を制御すると共に、上記隙間の最小値或いは平均値をｈ０として、定常時の吐出量Ｑが上記隙間ｈ０に対して概略比例関係にある上記隙間ｈ０の設定範囲を０＜ｈ０＜ｈｘ、吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略一定となる上記隙間ｈ０の設定範囲をｈ０＞ｈｘとするとき、上記隙間をｈ０＞ｈｘの範囲に設定して吐出することを特徴とする流体吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、情報・精密機器、工作機械、ＦＡなどの分野、あるいは半導体、液晶、ディスプレイ、表面実装などの様々な生産工程で必要とされる微少流量の流体吐出方法及び流体吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　液体吐出装置（ディスペンサ）は従来から様々な分野で用いられているが、近年の電子部品の小型化・高記録密度化のニーズにともない、微少量の流体材料を高精度でかつ安定して供給制御する技術が要請される様になっている。例えば、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ，有機ＥＬなどのディスプレイの分野では、従来のスクリーン印刷、フォトリソグラフィー等の工法に代わり、蛍光体・電極材をパネル面にマスクレスでダイレクトにパターンニングする要望が大きい。そのためのディスペンサの課題を要約すれば、
　　（i）　塗布量の微細化
　　（ii）　塗布量の高精度化
　　（iii）　塗布時間の短縮
である。
【０００３】
　さて、機械加工における加工精度はミクロンからサブミクロンのオーダーに入りつつある。半導体・電子部品の分野では、サブミクロン加工は普通であるが、メカトロニクスと共に進歩している機械加工の分野でも、超精密加工に対する需要が急増している。近年、超精密加工技術の導入と共に、超磁歪素子、圧電素子で代表される電磁歪素子がマイクロ・アクチュエータとして適用されるようになっている。この電磁歪素子を流体圧力の発生源として利用することにより、微少量の液滴を高速で噴射させる噴射装置が提案されている。
【０００４】
　たとえば、超磁歪素子を用いて、任意の１個の液滴を噴射する方法が、特開２０００−１６７４６７号に開示されている。図２４において、５０２はガラスパイプ、ステンレスパイプ等の非磁性材質からなるシリンダである。このシリンダ５０２の端部に液体の貯留部５０３と微細な噴射口を有した噴射ノズル５０４が形成されている。シリンダ５０２の内部には、棒状を成した超磁歪材料からなるアクチュエータ５０５が移動可能に収納されている。噴射ノズル５０４に向くアクチュエータ５０５の端部にピストン５０６が接離可能に設けられている。
【０００５】
　アクチュエータ５０５の他端部とシリンダ５０２の端部のストッパ５０７の間には、スプリング５０８を介在させてアクチュエータ５０５をスプリング５０８により前進するように付勢されている。また、シリンダ５０２の外周部のピストン５０６に近い位置に、コイル５０９が巻成されている。
【０００６】
　上記構成からなる噴射装置において、該コイル５０９に電流を瞬間的に流すことにより、上記超磁歪材料に瞬間磁界を作用させて超磁歪材料の軸端部に弾性波による瞬時の過渡的変位を発生させる。その作用により、シリンダ５０２内に充填した液体を微少な１個の液滴としてノズル５０４から噴射できる、としている。
【０００７】
　従来、液体吐出装置として、図２５に示す様なエアーパルス方式によるディスペンサが広く用いられており、例えば「自動化技術′９３．２５巻７号」等にその技術が紹介されている。
【０００８】
　この方式によるディスペンサは、定圧源から供給される定量の空気を容器６００（シリンダ）の内部６０１にパルス的に印加させ、シリンダ６００内の圧力の上昇分に対応する一定量の液体をノズル６０２から吐出させるものである。
【０００９】
　高速間欠塗布を目的として、図２６に示すようなディスペンサ（以降便宜上「ジェット式」と呼ぶことにする）が実用化されている。５５０はマイクロメータ、５５１はスプリング、５５２はピストンのシール部材、５５３はピストン室、５５４はヒーター、５５５はニードル、５５６はシート部に向けて流動する塗布材料、５５７はディスペンサから飛翔するドット状の塗布材料である。図２７Ａ，図２７Ｂは、図２６の吐出部近傍５５８を示すモデル図であり、図２７Ａは吸入工程、図２７Ｂは吐出工程を示す。５５９はニードル５５５の吐出側端部に形成された球面形状の凸部、５６０は吐出チップ部、５６１はこの吐出チップ部５６０に形成された球面形状の凹部、５６２は吐出ノズルである。５６３は球面形状の凸部５５９と凹部５６１によって形成されるポンプ室である。
【００１０】
　吸入工程である図２７Ａにおいて、ピストン室５５３の供給エアーパルスがＯＮのとき、スプリング５５１に抗してニードル５５５が上昇する。このとき球面形状の凸部５５９と凹部５６１の間で形成される吸入部５６４が開放状態となり、塗布材料５５６はこの吸入部５６４からポンプ室５６３に充填される。吐出工程である図２７Ｂにおいて、エアーパルスがＯＦＦのとき、すなわち、ピストン室５５３にエアー圧が加わらないとき、ニードル５５５はスプリング５５１の力によって下降する。このとき、吸入部５６４は遮蔽状態となり、ポンプ室５６３内の流体は吐出ノズル５６２を除いた密閉空間で圧縮されるため、高圧が発生し流体は飛翔して流出する。
【００１１】
　民生用プリンタとして広く用いられてきたインクジェット方式を、産業用の塗布装置として適用する開発がなされている。図２８は、インクジェット記録装置におけるヘッド部の従来例（特開平１１−１０８６６号）を示すもので、６５１は基台、６５２は振動板、６５３は積層型圧電素子、６５４はインク室、６５５は共通インク室、６５６はインク流路（絞り部）、６５７はノズルプレート、６５８は吐出ノズルである。圧力印加手段である圧電素子６５３に電圧を加えると、圧電素子６５３は振動板６５２を厚み方向に変形させ、インク室６５４の容積が減少する。その結果、流体が圧縮されてインク室６５４の圧力が上昇するため、流体の一部はインク流路６５６を通過して共通インク室６５５側に逆流するが、残り分はノズル６５８から大気に放出される。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−１０８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
　近年益々高精度化、超微細化していく回路形成の分野、あるいはＰＤＰ，ＣＲＴなどの映像管の電極とリブ及び蛍光面の形成、液晶、光ディスク、有機ＥＬなどの製造工程の分野において、微細塗布すべき流体材料の多くは高粘度の粉流体である。従来工法をディスペンサによるダイレクト・パターンニング工法に置き換えるためには、数ミクロンから数十ミクロンの平均外径を有する微粒子を含む微小量の高粘度粉流体、たとえば、蛍光体、導電性カプセル、半田、電極材料などを、高速・高精度で、流路の目詰まりなく、高い信頼性のもとで、対象の基板上にいかにして微細塗布できるかが最大の課題である。
【００１４】
　以下、プラズマディスプレイパネルの蛍光体層形成工程を例に上げて、下記従来技術の課題について述べる。
【００１５】
　［１］　スクリーン印刷方式、フォトリソグラフィー方式の課題
　［２］　従来ディスペンサ技術を用いて、蛍光体層をダイレクト・パターンニングする場合の課題
　最初に、上記［１］について説明する。
【００１６】
　（１）プラズマディスプレイパネルの構造について
　図２９はプラズマディスプレイパネル（以下ＰＤＰ）の構造の一例を示すものである。ＰＤＰは、大きく分けて前面板８００と背面板８０１より構成される。前面板８００を構成する透明基板である第一基板８０２に、複数組の線状透明電極８０３を形成する。また、背面板８０１を構成する第二基板８０４には、上記線状透明電極と直交する複数組の線状電極８０５を平行に設ける。上記２つの基板を蛍光体層が形成されたバイアスリブ８０６を介在して対向させ、そのバイアスリブ８０６内に放電性ガスを封入する。両基板の電極間に閾値以上の電圧を印加すると、電極が直交し合う位置で放電が起こって放電性ガスが発光し、その発光を透明な第一基板８０２を通して観察することができる。そして、放電位置（放電点）を制御することにより第一基板側に画像を表示することができる。ＰＤＰによりカラー表示を行うためには、各放電点において放電時に放射される紫外線により所望の色を発色する蛍光体を、各放電点に対応する位置（バリアリブの隔壁）に形成する。フルカラー表示を行うためには、ＲＧＢの各蛍光体を形成する。
【００１７】
　前面板８００と背面板８０１の構成について、もう少し詳しく説明する。
【００１８】
　前面板８００は、ガラス基板等の透明基板からなる第一基板８０２の内面側に、２本で一組となる線状の透明電極８０３を平行に複数組、ＩＴＯ等により形成する。この線状透明電極８０３の内面側表面にライン抵抗値を小さくするためのバス電極８０７が形成されている。これらの透明電極８０３及びバス電極８０７を被覆する誘電体層８０８を前面板８００の内面全領域に形成し、保護層であるＭｇＯ層８０９を誘電体層８０８の表面全領域に形成した構造を有する。
【００１９】
　一方、背面板８０１の第二基板８０４の内面側には、上記前面板８００の線状透明電極８０３と直交する線状のアドレス電極８０５を平行に複数本、銀材料等により形成する。また、このアドレス電極８０５を被覆する誘電体層８１０を背面板８０１の内面全領域に形成する。誘電体層８１０の上に、各アドレス電極８０５を隔離すると共に、前面板８００と背面板８０１のギャップ間隔を一定に維持するために所定高さのバリアリブ（隔壁）８０６を各アドレス電極８０５の間に突出して形成している。このバリアリブ８０６により、各アドレス電極８０５に沿ってセル８１１を形成し、その内面にＲＧＢ各色の蛍光体８１２を順次形成している。セル構造によるＰＤＰは、図２９で示すような放電点を一個ずつ独立セル内に有するものと、一列毎に隔壁により仕切ったセル構造（図示せず）のものがある。近年、上記「独立セル方式」がＰＤＰの性能向上が図れる方式として注目されている。その理由は、セルを４方のバリアリブでワッフル状に囲うことにより、隣接するセル間の光漏れを防ぐことができると共に、発光体の面積を増加できるからである。その結果、発光効率と発光量（輝度）を高め、高コントラストの画像が実現できる、というのが「独立セル方式」の特徴とされる。セル壁面に形成される蛍光体層は、発色性をよくするために一般的に１０〜４０μｍ程度に厚盛りされる。上記ＲＧＢ蛍光体層を形成するには、各セル内に蛍光体用塗工液を充填後、乾燥させることにより揮発分が除去されて、セル内面に肉厚の蛍光体が形成され、同時に放電性ガスを充填する空間が創成される。このような厚膜の蛍光体パターンを形成するために、蛍光体を含有する塗工材料は、溶剤の量を少なくした数千ｍＰａｓ〜数万ｍＰａｓの高粘度ペースト状流動体（蛍光体用ペースト）に調製され、従来からスクリーン印刷又はフォトリソグラフィーにより基板に塗布される。
【００２０】
　（２）従来スクリーン印刷方式の課題
　従来スクリーン印刷方式を採用した場合、画面が大型化すると張力によるスクリーン版の延びが大きく、画面全体でスクリーン印刷板の精度の高い位置合わせをするのが困難となった。また、蛍光体材料を充填しようとすると隔壁の頂上部分にまで材料が載ってしまい、「独立セル方式」の場合、バリアリブ間のクロストークに繋がる問題となった。そのため、隔壁の頂上部分に附着した材料を除去するために研磨工程を導入するなどの方策が必要であった。また、スキージ圧力の違いによって、蛍光体材料の充填量が変化し、その圧力調整は極めて微妙であり作業者の熟練度に依存する部分が多い。そのため背面板全領域にわたって、全ての独立セルに一定の充填量を得るのは容易でない。
【００２１】
　（３）従来フォトリソグラフィーの課題
　従来フォトリソグラフィーの場合は次のような課題があった。この工法では、リブ間のセル内に感光性の蛍光体用ペーストを圧入後、露光及び現像工程により、所定のセル内に圧入された感光性組成物のみを残留させる。その後、焼成工程を経て、感光性組成物中の有機物を消失させ蛍光体層のパターンを形成する。この工法では、使用するペーストが蛍光体粉を含有しているため紫外線に対する感度が低く、蛍光体層の膜厚を１０μｍ以上にすることが難しかった。そのため、十分な輝度が得られないという問題があった。
【００２２】
　また、フォトリソグラフィーを採用する場合、各色毎に露光及び現像工程が必須であるが、ペーストの塗工層に蛍光体が高濃度で含有されていることから現像除去による蛍光体の損失が大きく、蛍光体の有効利用率は３０％弱に止まるため、コスト面で大きな課題があった。
【００２３】
　［２］　従来ディスペンサ技術を用いて、蛍光体層をダイレクト・パターンニングする場合の課題
　（１）エアーノズル式のディスペンサの課題
　回路実装などの分野で、広く利用されているエアーノズル式のディスペンサ（図２５）を用いて、映像管に塗布する試みが従来からなされている。エアーノズル式の場合、高粘度流体を高速で連続塗布させるのは困難なため、微粒子は低粘度の流体で希釈して塗布される。ＰＤＰ，ＣＲＴなど映像管の蛍光体塗布の場合、微粒子の粒径はたとえば、３〜９μｍであり、その比重は４〜５程度である。この場合、粒子単体が重いために、流体の流動が停止すると微粒子はたちまち流路内部で堆積してしまうという問題点があった。また、エアー方式のディスペンサは、応答性が悪いという欠点があった。この欠点は、シリンダに封じ込められた空気の圧縮性と、エアーを狭い隙間に通過させる際のノズル抵抗よるものである。すなわち、エアー方式の場合、シリンダの容積とノズル抵抗で決まる流体回路の時定数が大きく、入力パルスを印加後、流体が吐出開始して基板上に転写されるまで、０．０７〜０．１秒程度の時間遅れを見込まねばならない。
【００２４】
　図２４で前述した圧電材料、超磁歪材料を駆動源とする吐出装置の場合、粉体を含まない流体の塗布を対象とした提案であり、粉流体の塗布プロセスに係る前述した課題に応えることは困難と予想される。また、弾性波による瞬時の過渡的変位を利用して流体を塗布する場合、貯留部５０３は容積一定の状態で常に流体が隙間なく充填されていなければならない。刻々消費していく流体を補うために、液体の貯留部５０３にどのように流体を供給するか等についての記載はない。
【００２５】
　（２）ジェット式ディスペンサの課題　
　図２６で示したディスペンサの場合、塗布スピードの点で従来ディスペンサであるエアー式、ねじ溝式等と比べて十分に早く、また、高粘度流体の対応も可能である。また、この方式は、ノズルと対向面の距離を十分に離した状態で、流体をノズルから飛翔させて間欠塗布することができる。このように流体をノズルから飛翔させる塗布方法は、急峻なパルス状の発生圧力が出せないエアー式、ねじ溝式では困難である。
【００２６】
　この方式は、前述したように、ニードル５５５の端部に形成された球面形状の凸部と、吐出側に形成された球面形状の凹部を噛み合わせることにより、吐出ノズル５６２を除いた密閉空間５６３を創成し、この密閉空間を圧縮することにより、高圧を発生させて流体を飛翔して流出させる方法である。
【００２７】
　この場合、圧縮工程において、相対移動する部材間（凸部と凹部）の吸入部５６４における隙間はゼロとなり、３〜９μｍの平均粒径の蛍光体微粒子は機械的に圧搾作用を受け破壊される。その結果発生する様々な不具合、すなわち、流通路の目詰まり、部材の磨耗による吸入部５６４のシール性能の低下等により、蛍光体などの粉流体塗布への適用は困難な場合が多い。
【００２８】
　上記方式のもうひとつの課題は、長時間連続使用を前提とした場合、１ドット当たりの塗布絶対量精度の確保である。前述したＰＤＰの「独立セル」内に蛍光体を間欠塗布する場合を想定すると、量産時の生産タクトを考慮したとき、ヘッドの個数は数十本必要となる。上記ディスペンサでは、１ドット当たりの塗布量は密閉空間の容積、すなわち、ニードル５５５のストロークと、吸入部５６４のシール性能で決定される。しかし、数十本あるディスペンサの各ニードル５５５のストロークと絶対位置、及び磨耗を伴う吸入部５６４のシール性能を、ばらつきなく長時間にわたり一定状態に保つのは、実用上極めて困難であると予想される。
【００２９】
　（３）インクジェット方式の課題
　図２８で示したインクジェット方式の場合、駆動方法と構造上の制約から流体の粘度は１０〜５０ｍＰａ・ｓが限界であり、高粘度流体には対応できない。また、流体中に含有する粉体の粒径は、目詰まりの点から０．１μｍ程度が限界である。
【００３０】
　インクジェット方式を用いて微細パターンを描くために、平均粒径が５ｎｍ程度の粒子を分散剤に覆われて独立分散させた低粘度ナノペーストが開発されている。このナノペーストを用いて、前述したＰＤＰの「独立セル」のバリアリブ（隔壁）内壁に蛍光体層を形成する場合を想定する。しかし、各セル内に蛍光体用塗工液を充填後、乾燥させるプロセスにおいて、前述したように元来１０〜４０μｍ程度の蛍光体層を厚盛りするために、蛍光体を含有する塗工材料は溶剤の量を少なくした粘度の高いペースト状流動体を用いている。蛍光体含有量を希薄にしかできない低粘度ナノペーストでは、蛍光体の絶対量が不足するため所定の厚みの蛍光体層を形成できない。また、ディスプレイが高輝度を得るためには、通常数ミクロンオーダー粒径の蛍光体微粒子が最適とされるが、現段階では容易に蛍光体粒径を変えられないという点もインクジェット方式の大きな課題である。
【００３１】
　以上の考察を要約すれば、スクリーン印刷方式、フォトリソグラフィー方式に代わり得る可能性を有する工法、例えば、ＰＤＰの独立セル蛍光体層形成を実現するダイレクト・パターニインング工法は、現段階では見出せない。
【００３２】
　以下、本発明者の間欠塗布ディスペンサに係る過去の提案について少し説明する。微少流量塗布に係る近年の様々な要求に応えるために、本発明者は、特願２０００−１８８８９９号において、ピストンとシリンダの間に相対的な直線運動と回転運動を与えると共に、回転運動により流体の輸送装置を与え、直線運動を用いて固定側と回転側の相対的なギャップを変化させ、吐出量を制御する塗布方法を提案し、「流体供給装置及び流体供給方法」として出願中である。
【００３３】
　上記提案は、ピストンの吐出側端面とその対向面の相対移動面にスラスト動圧シールを形成し、対向面間の隙間を狭くしたときの動圧シール効果により、流体を遮断制御するものである。
【００３４】
　特願２０００−２０８０７２号では、二つの独立した直線運動装置を用いて、ピストンとこのピストンを収納するシリンダをそれぞれ独立して駆動させて容積式ポンプを構成したディスペンサを提案している。
【００３５】
　また、特願２０００−１８８８９９号で開示されたディスペンサ構造を対象として理論解析を行ない、ピストン端面とその相対移動面間の隙間を急峻に変化させることにより発生するスクイーズ圧力を利用した間欠吐出方法及び装置を提案中（特願２００１−１１０９４５号）である。このスクイーズ圧力は流体軸受の動圧効果として知られているものであるが、このスクイーズ圧力を利用するためには、ピストン端面とその対向面間の隙間を狭く、例えば、２０〜３０μｍ以下に設定する必要がある。
【００３６】
　本発明は上述した提案では開示されなかった、新たな発見に基づく塗布原理を提案するものである。すなわち、塗布流体を粘性流体と仮定して厳密な理論解析を進めた結果、流体供給源のポンプ特性とピストン位置を急峻に変化させることによる流量変動との相互作用により、ピストン端面とその対向面間の隙間が十分に広い場合でも、スクイーズ効果と同等以上の高い発生圧力（すなわち、第２次スクイーズ圧力）が得られることを見出したものである。
【００３７】
　従って、本発明ではこの第２次スクイーズ圧力を用いた流体吐出方法及び流体吐出装置を提案する。この吐出原理を用いれば、ピストン端面とその対向面間の隙間の管理が簡素でよく、構造がシンプルであり、かつ１ドット当りの総吐出量を流体供給源ポンプのたとえば回転数で設定できる。そのため、実用上の取り扱いが容易で、１ドット当たりの流量精度が高く、かつ粉流体に対して高い信頼性を有する超高速・超微小量の間欠流体吐出が実現できる流体吐出方法及び流体吐出装置を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
　上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００３９】
　本発明の第１態様によれば、２つの部材の２つの対向面間に形成された隙間の隙間方向に上記２つの部材を相対移動させながら、この隙間に流体補給装置から流体を供給させて、上記隙間を変化させることによる圧力変化を利用して上記流体を間欠吐出すると共に、１ドット当たりの上記流体の吐出量を上記流体補給装置の圧力及び流量特性により調節することを特徴とする流体吐出方法を提供する。
【００４０】
　本発明の第２態様によれば、上記流体補給装置の圧力・流量特性は、上記流体補給装置の回転数を変えて設定することを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００４１】
　本発明の第３態様によれば、上記隙間の最小値或いは平均値をｈ０として、１ドット当たりの上記流体の間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略比例関係にある上記隙間ｈ０の設定範囲を０＜ｈ０＜ｈｘとし、間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略一定となる上記隙間ｈ０の設定範囲をｈ０＞ｈｘとし、かつ、ｈｘは、０＜ｈ０＜ｈｘの領域におけるｈ０に対する上記１ドット当たりの間欠吐出量の包絡線と、ｈ０＞ｈｘの領域で上記１ドット当たりの間欠吐出量がｈ０に依存しないで概略一定となる部分の値の交点とするとき、上記隙間をｈ０＞ｈｘの範囲に設定して間欠吐出することを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００４２】
　本発明の第４態様によれば、上記２つの部材の２つの対向面間に形成された上記隙間の大きさに逆比例し、かつ上記隙間の時間微分に比例して発生する流体圧力を第１次スクイーズ圧力とし、上記隙間の時間微分に比例し、かつ上記流体補給装置の内部抵抗に比例して発生する流体圧力を第２次スクイーズ圧力とし、上記隙間の最小値或いは平均値をｈ０として、１ドット当たりの流体の間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略比例関係にある上記隙間ｈ０の設定範囲を０＜ｈ０＜ｈｘとし、上記間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略一定となる上記隙間ｈ０の設定範囲をｈ０＞ｈｘとし、かつ、ｈｘは、０＜ｈ０＜ｈｘの領域におけるｈ０に対する上記１ドット当たりの間欠吐出量の包絡線と、ｈ０＞ｈｘの領域で上記１ドット当たりの間欠吐出量がｈ０に依存しないで概略一定となる部分の値の交点とするとき、上記隙間をｈ０＞ｈｘの範囲に設定して上記第２次スクイーズ圧力の作用により間欠吐出することを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００４３】
　本発明の第５態様によれば、上記２つの部材の２つの対向面間の上記隙間の大きさに逆比例し、かつ上記隙間の時間微分に比例して発生する流体圧力を第１次スクイーズ圧力とし、上記隙間の時間微分に比例し、かつ上記流体補給装置の内部抵抗に比例して発生する流体圧力を第２次スクイーズ圧力とし、上記隙間の最小値或いは平均値をｈ０として、１ドット当たりの間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略比例関係にある上記隙間ｈ０の設定範囲を０＜ｈ０＜ｈｘ、間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略一定となる上記隙間ｈ０の設定範囲をｈ０＞ｈｘとし、かつ、ｈｘは、０＜ｈ０＜ｈｘの領域におけるｈ０に対する上記１ドット当たりの間欠吐出量の包絡線と、ｈ０＞ｈｘの領域で上記１ドット当たりの間欠吐出量がｈ０に依存しないで概略一定となる部分の値の交点とするとき、上記隙間ｈ０をｈ０≒ｈｘ或いは、０＜ｈ０＜ｈｘの範囲に設定して吐出量を調節することを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００４４】
　本発明の第６態様によれば、ｈｘは、０＜ｈ０＜ｈｘの領域におけるｈ０に対する１ドット当たりの間欠吐出量の曲線の包絡線と、ｈ０＞ｈｘの領域で上記曲線がｈ０に対して概略一定となる部分の値の交点であることを特徴とする第３の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００４５】
　本発明の第７態様によれば、上記流体補給装置の流体内部抵抗をＲｓ（kgsec/mm5）、２つの部材間の対向面の隙間ｈ０に依存して決まる上記２つの部材間の対向面の半径方向の流体抵抗をＲｐ（kgsec/mm5）、上記吐出口の流体抵抗をＲｎ（kgsec/mm5）とするとき、
【００４６】
【数１】
2004141866.tif 000003
として、関数φを定義するとき、ｈｘは、０＜ｈ＜ｈｘの領域におけるｈに対する曲線φの包絡線と、ｈ０＞ｈｘの領域で曲線φがｈ０に依存しないで概略一定となる部分の値の交点であることを特徴とする第３の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００４７】
　本発明の第８態様によれば、上記隙間の時間微分の最大値をＶｍａｘ、上記２つの部材間の対向面の外周部の平均半径をｒ０（ｍｍ）、上記吐出口開口部の平均半径をｒｉ（ｍｍ）、流体補給装置の最大流量をＱｍａｘとするとき、
【００４８】
【数２】
2004141866.tif 000004
であることを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００４９】
　本発明の第９態様によれば、独立した軸方向駆動装置によって隙間方向に相対移動する上記２つの部材が複数セット配置されており、１セットの流体補給装置がこれらの２つの部材間に流体を分技して供給することを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００５０】
　本発明の第１０態様によれば、上記各２つの部材の対向面間の隙間をそれぞれｈ０≒ｈｘ近傍或いは、０＜ｈ０＜ｈｘの範囲に設定して各吐出量を調節することを特徴とする第９の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００５１】
　本発明の第１１態様によれば、基板の塗布対象面が幾何学的対称であることを利用して、吐出ノズルと基板を相対的に走行させながら、１ドット当りの同一吐出量を同一時間間隔を経て周期的に塗布するように間欠吐出することを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００５２】
　本発明の第１２態様によれば、上記塗布対象面はディスプレイパネルであることを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００５３】
　本発明の第１３態様によれば、流体補給装置により隙間方向に相対移動する２つの部材の対向面に流体を供給し、上記対向する２つの対向面間の隙間をｈ（ｍｍ）、このｈの時間微分をｄｈ／ｄｔ、上記２つの部材間の対向面の外周部の平均半径をｒ０（ｍｍ）、上記隙間と外部とを連通する吐出口開口部の平均半径をｒｉ（ｍｍ）、流体の粘性係数をμ（kgsec/mm2）、上記流体補給装置の流体内部抵抗をＲｓ（kgsec/mm5）、上記２つの部材間の対向面の半径方向の流体抵抗をＲｐ（kgsec/mm5）、上記吐出口の流体抵抗をＲｎ（kgsec/mm5）、上記流体補給装置の最大圧力と補給圧力の和をＰｓ０、間欠吐出の周波数をｆ（１／sec）として、第１次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ１、第２次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ２を
【００５４】
【数３】
2004141866.tif 000005
として定義し、上記隙間ｈの時間微分ｄｈ／ｄｔが最大値をもつときの第１次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ１＝Ｐｓｑｕ１０、第２次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ２＝Ｐｓｑｕ２０とするとき、Ｐｓ０＋Ｐｓｑｕ１０＋Ｐｓｑｕ２０＜０とすることを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００５５】
　本発明の第１４態様によれば、塗布対象面と、上記隙間に連通する吐出ノズルとを相対的に移動させながら上記吐出として塗布する塗布プロセスにおいて、２つの対向面間の隙間を与える変位入力信号Ｓｈに対して、位相が概略Δθ＝π／２進んで塗布されることを考慮して、塗布対象面と吐出ノズルの相対位置と上記変位入力信号Ｓｈのタイミングを合わせたことを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００５６】
　本発明の第１５態様によれば、電磁歪素子により、上記２つの部材を相対移動させることを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００５７】
　本発明の第１６態様によれば、隙間方向に相対移動する２つの部材の塗布停止直前の振幅は、定常間欠塗布時の振幅よりも大であることを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００５８】
　本発明の第１７態様によれば、バリアリブによって周囲を囲まれた独立リブが幾何学的対称に形成された基板に対して、隙間を通して流体を吐出するディスペンサを相対的に移動させながら、蛍光体ペーストを間欠吐出させることにより、上記独立セル内部に順次上記蛍光体ペーストを塗布して蛍光体層を形成するプラズマディスプレイパネルの蛍光体層形成方法であることを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００５９】
　本発明の第１８態様によれば、上記バリアリブの頂点と吐出ノズル先端の距離Ｈを０．５ｍｍ以上離した状態で、上記吐出ノズルから上記蛍光体ペーストを飛翔させて塗布することを特徴とする第１７の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００６０】
　本発明の第１９態様によれば、上記Ｈは１．０ｍｍ以上であることを特徴とする第１８の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００６１】
　本発明の第２０態様によれば、独立した軸方向駆動装置によって隙間方向に相対移動する２つの部材の２つの対向面が複数セット配置されており、１セットの流体補給装置がこれらの２つの部材の２つの対向面間に流体を分技して供給すると共に、上記流体補給装置と上記相対移動する２つの部材の２つの対向面を繋ぐ流路の途中に流体通路抵抗を可変できる流量補正装置を設けることにより各吐出量を調節することを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００６２】
　本発明の第２１態様によれば、相対移動する２つの部材の２つの対向面の隙間を振幅ｈ１で変動させながら間欠塗布する塗布工法において、上記振幅ｈ１よりも大きな振幅ｈ２で２つの部材の対向面の隙間を増大させて吐出を遮断後、遮断後の隙間の中心値が、遮断直前の隙間の中心値に徐々に等しくなるように、上記振幅ｈ１で複数回間欠塗布することを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００６３】
　本発明の第２２態様によれば、塗布開始からｎ−１回目の塗布終了時の時間をＴｎ−１、ｎ回目の塗布開始時の時間をＴｎ、時間間隔ΔＴ＝Ｔｎ−Ｔｎ−１とするとき、上記ΔＴの値を設定することによりｎ回目の１ドット当たりの塗布量を調節することを特徴とする第１の態様に記載の流体吐出方法を提供する。
【００６４】
　本発明の第２３態様によれば、隙間方向に相対移動する２つの部材と、
　この２つの部材で形成される吐出室と、
　上記吐出室に流体を供給する流体補給装置と、
　上記流体補給装置の上流側に設けられた吸入口と、
　上記吐出室と外部を連絡する吐出口で構成される流体吐出装置であって、
　上記２つの部材で形成される隙間の変動による圧力変化を利用して吐出口から流体を間欠吐出すると共に、１ドット当たりの吐出量を上記流体補給装置の圧力及び流量特性の設定により調節することを特徴とする流体吐出装置を提供する。
【００６５】
　本発明の第２４態様によれば、２つの部材の２つの対向面の隙間の大きさに逆比例し、かつ上記隙間の時間微分に比例して発生する流体圧力を第１次スクイーズ圧力、上記隙間の時間微分に比例し、かつ流体補給装置の内部抵抗に比例して発生する流体圧力を第２次スクイーズ圧力とするとき、上記隙間の最小値或いは平均値をｈ０として、１ドット当たりの間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略比例関係にある上記隙間ｈ０の設定範囲を０＜ｈ０＜ｈｘ、間欠吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略一定となる上記隙間ｈ０の設定範囲をｈ０＞ｈｘとし、かつ、ｈｘは、０＜ｈ０＜ｈｘの領域におけるｈ０に対する上記１ドット当たりの間欠吐出量の包絡線と、ｈ０＞ｈｘの領域で上記１ドット当たりの間欠吐出量がｈ０に依存しないで概略一定となる部分の値の交点とするとき、上記隙間をｈ０＞ｈｘの範囲に設定して上記第２次スクイーズ圧力の作用により間欠吐出することを特徴とする第２３の態様に記載の流体吐出装置を提供する。
【００６６】
　本発明の第２５態様によれば、２つの部材間の対向面間の隙間の大きさに逆比例し、かつ上記隙間の時間微分に比例して発生する流体圧力を第１次スクイーズ圧力とし、上記隙間の時間微分に比例し、かつ流体補給装置の内部抵抗に比例して発生する流体圧力を第２次スクイーズ圧力とするとき、上記隙間の最小値或いは平均値ｈ０の設定範囲を０＜ｈ０＜ｈｘとし、上記隙間ｈ０に対して概略一定となる上記隙間ｈ０の設定範囲をｈ０＞ｈｘとし、かつ、ｈｘは、０＜ｈ０＜ｈｘの領域におけるｈ０に対する上記１ドット当たりの間欠吐出量の包絡線と、ｈ０＞ｈｘの領域で上記１ドット当たりの間欠吐出量がｈ０に依存しないで概略一定となる部分の値の交点とするときには、上記隙間をｈ０≒ｈｘ或いは、０＜ｈ０＜ｈｘの範囲に設定して吐出量を調節することを特徴とする第２３の態様に記載の流体吐出装置を提供する。
【００６７】
　本発明の第２６態様によれば、独立した軸方向駆動装置によって隙間方向に相対移動する上記２つの部材が複数セット配置されており、１セットの流体補給装置がこれらの２つの部材の対向面間に流体を分技して供給することを特徴とする第２３の態様に記載の流体吐出装置を提供する。
【００６８】
　本発明の第２７態様によれば、独立した軸方向駆動装置によって隙間方向に相対移動する上記２つの部材が複数セット配置されており、１セットの流体補給装置がこれらの２つの部材に流体を分技して供給すると共に、上記各２つの部材の対向面間の隙間の最小値あるいは平均値をそれぞれｈ０≒ｈｘ近傍あるいは、０＜ｈ０＜ｈｘの範囲に設定して各吐出量を調節することを特徴とする第２５の態様に記載の流体吐出装置を提供する。
【００６９】
　本発明の第２８態様によれば、上記流体補給装置は、回転数によって流量が可変できるポンプであることを特徴とする第２３の態様に記載の流体吐出装置を提供する。
【００７０】
　本発明の第２９態様によれば、上記流体補給装置は、ねじ溝ポンプから構成されることを特徴とする第２８の態様に記載の流体吐出装置を提供する。
【００７１】
　本発明の第３０態様によれば、上記２つの部材の対向面間の上記隙間の最小値あるいは平均値をｈ０とするとき、ｈ０＞０．０５ｍｍであることを特徴とする第２３の態様に記載の流体吐出装置を提供する。
【００７２】
　本発明の第３１態様によれば、軸を収納するスリーブと、
　上記軸及び上記スリーブを収納するハウジングと、
　上記スリーブを上記ハウジングに対して相対的に回転させる装置と、
　上記軸を上記ハウジングに対して軸方向相対変位を与える軸方向駆動装置と、
　上記軸の吐出側端面と上記ハウジングで形成される吐出室と、
　上記スリーブと上記ハウジングの相対的な回転を利用して上記吐出室に流体を供給する流体補給装置と、
　この吐出室と外部を連絡する流体の吸入口及び吐出口と、
　上記吐出室内に流入された上記流体を上記軸方向駆動装置によって上記吐出口側へ圧送する装置とより構成される流体吐出装置において、
　上記吐出室の上記隙間の変動による圧力変化を利用して、上記流体補給装置から補給される連続流を間欠流に変換すると共に、１ドット当たりの間欠吐出量を回転数の設定により調節することを特徴とする流体吐出装置を提供する。
【００７３】
　本発明の第３２態様によれば、上記軸と上記スリーブは一体化された構造であることを特徴とする第３１の態様に記載の流体吐出装置を提供する。
【００７４】
　本発明の第３３態様によれば、軸とハウジング間に軸方向相対変位を与える軸方向駆動装置と、
　上記軸の端面と上記ハウジングで形成される吐出室と、
　この吐出室に流体を供給する流体補給装置と、
　この吐出室と上記流体補給装置を連絡する流通路と、
　この流体補給装置に設けられた吸入口と、
　上記吐出室と外部を連絡する吐出口とより構成される流体吐出装置において、
　上記吐出室の上記隙間の変動による圧力変化を利用して、上記流体補給装置から補給される連続流を間欠流に変換すると共に、１ドット当たりの間欠吐出量を回転数、あるいは上記流通路から上記吐出口に繋がる区間の上記隙間の設定により調節することを特徴とする流体吐出装置を提供する。
【００７５】
　本発明の第３４態様によれば、１セットの上記流体補給装置から分技した流通路を経て複数セットの上記吐出室に流体を供給する構成であることを特徴とする第３３の態様に記載の流体吐出装置を提供する。
【００７６】
　本発明の第３５態様によれば、上記流通路は変形容易なフレキシブルパイプであることを特徴とする第３３の態様に記載の流体吐出装置を提供する。
【００７７】
　本発明の第３６態様によれば、上記２つの部材を相対移動させる装置は電磁歪素子であることを特徴とする第２３の態様に記載の流体吐出装置を提供する。
【００７８】
　本発明の第３７態様によれば、隙間方向に２つの部材を相対移動させながら、この隙間に流体補給装置から流体を供給させて、上記隙間を変化させることによる圧力変化を利用して吐出の遮断と開放を制御すると共に、上記隙間の最小値或いは平均値をｈ０として、定常時の吐出量Ｑが上記隙間ｈ０に対して概略比例関係にある上記隙間ｈ０の設定範囲を０＜ｈ０＜ｈｘ、吐出量が上記隙間ｈ０に対して概略一定となる上記隙間ｈ０の設定範囲をｈ０＞ｈｘとするとき、上記隙間をｈ０＞ｈｘの範囲に設定して吐出することを特徴とする流体吐出方法を提供する。
【発明の効果】
【００７９】
　本発明を用いた流体吐出方法及び流体吐出装置により、次の効果が得られる。
【００８０】
　　　（１）数千〜数万ｍＰａ・ｓ（ｃｐｓ）の高粘度流体に対応できる。
【００８１】
　　　（２）数μｍ以上の粉体径を含有する吐出材料でも、目詰まりが発生しない。
【００８２】
　　　（３）間欠流体吐出がｍｓｅｃオーダーの短い周期、あるいはそれ以下で打てる。
【００８３】
　　　（４）吐出すべき流体を、吐出ノズルから０．５〜１．０ｍｍ以上離して遠距離飛翔できる。
【００８４】
　　　（５）１ドット当たりの流体吐出量が高い精度で確保できる。
【００８５】
　　　（６）マルチヘッド化が容易で、構造がシンプルである。
本発明を例えばＰＤＰ，ＣＲＴディスプレイの蛍光体塗布、電極形成、表面実装のディスペンサ、あるいはマイクロレンズ成型等に用いれば、その長所をいかんなく発揮でき、効果は絶大なものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８６】
　本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号又は同じ名称を付している。
【００８７】
　以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００８８】
　図１は本発明の第１実施形態を示すモデル図である。１はピストンであり、ハウジング２に対して軸方向に移動可能に収納されている。３はピストン１の外周部を収納するスリーブであり、固定側であるハウジング２に対して軸方向には移動せず、回転方向に移動可能に収納されている。
【００８９】
　ピストン１は軸方向駆動装置（矢印４）により、また、スリーブ３は回転伝達装置（矢印５）により駆動される。６はスリーブ３とハウジング２の相対移動面に形成されたねじ溝（図１で黒く塗りつぶした部分）、７は流体の吸入口である。本実施形態では、流体補給装置にねじ溝ポンプを用いている。
【００９０】
　８はピストン１の端面、９はその固定側対向面、１０は固定側対向面９の中央部に形成された吐出ノズル、１１は固定側対向面９に形成された吐出ノズル１０の開口部である。ピストン端面８と固定側対向面９が隙間方向に相対移動する２つの面となる。
【００９１】
　１２はスリーブ３とハウジング２の間に供給された塗布流体である。１３はスリーブ３の下端部とハウジング２の間に形成された吐出室端部（ピストン外周部）であり、この吐出室端部１３内には流体補給装置の一例であるねじ溝ポンプにより常時流体が供給される。
【００９２】
　軸方向駆動装置４（具体構造は図示せず）は、ピストン１とハウジング２の間に設けられており、両部材１，２間の軸方向相対位置に変化を与える。この軸方向駆動装置４は、たとえば第１実施形態で後述するように、圧電アクチュエータ（図９の１００）等で構成される。この軸方向駆動装置４によって、ピストン端面８とその対向面９間の隙間ｈを変化させることができる。
【００９３】
　本実施形態では、前回の提案（特願２００１−１１０９４５号）と比べて、構成条件が次のように異なっている。
【００９４】
　　（ｉ）ピストン端面の隙間ｈの最小値をｈ＝ｈｍｉｎとしたとき、本実施形態ではｈｍｉｎは十分に大きく、たとえば、ｈｍｉｎ＝１５０μｍである。
【００９５】
　　（ｉｉ）ねじ溝ポンプは定量ポンプに近い設計がなされており、その内部抵抗Ｒｓは十分に大きい。
【００９６】
　隙間ｈを高い周波数で変化させると、本提案で新たに見出された後述する第２次スクイーズ効果によって、ピストン端面８とその対向面９間の間隙部である吐出室１４（ピストン端面部）に変動圧力が発生する。
【００９７】
　また、ピストン端面８の中央部で、１５に位置する部分を吐出ノズル１０の上流側、ねじ溝とハウジング２で形成される間隙部をねじ溝室１６と呼ぶことにする。吐出室１４には、ねじ溝ポンプにより一定量の流体が連続的に供給される。
【００９８】
　本発明の上記適用例は、ポンプから供給される連続流（Analog）を、上記第２次スクイーズ効果を用いて間欠流（Digital）にＡ／Ｄ変換することにより、ピストン端面とその対向面間の隙間ｈを十分に大きく保ったままで、流体を高速で間欠塗布させることができるという着想に基づくものである。
［１］　理論解析
　（１）基礎式の導出
　さて、本発明の原理と効果を明らかにするために、スクイーズポンプ（仮称）の基礎式を導出する。
【００９９】
　対向して配置された平面間の狭い隙間に粘性流体が介在し、かつその隙間の間隔が時間と共に変化する場合の流体圧力は、スクイーズ作用（Squeeze action）の項を持つ次の極座標におけるReynolds方程式を解くことにより得られる。
【０１００】
【数４】
2004141866.tif 000006
（１）式において、Ｐは圧力、μは流体の粘性係数、ｈは対向面間の隙間、ｒは半径方向位置、ｔは時間である。また、右辺が、隙間が変化するときに発生するスクイーズアクション効果をもたらす項である。図２に、スクイーズポンプ部の寸法関係を示す。なお、各記号における添字ｉは、図１における吐出ノズルの開口部１１の位置における値、添字０は吐出室端部１３（ピストン外周部）における値であることを示す。
【０１０１】
【数５】
2004141866.tif 000007
として、（１）式の両辺を積分する。
【０１０２】
【数６】
2004141866.tif 000008
以下、未定定数ｃ１，ｃ２を求める。圧力勾配と流量の関係は
【０１０３】
【数７】
2004141866.tif 000009
ｒ＝ｒｉ（図２参照）における流量Ｑ＝Ｑｉとして、（２）式と（４）式からｃ１を求めると
【０１０４】
【数８】
2004141866.tif 000010
さて、吐出室端部１３と、流体吸入口７間の流体抵抗Ｒｓが無視できない場合、吐出室端部１３（図２におけるｒ＝ｒ０の位置）における圧力Ｐ＝Ｐ０は
【０１０５】
【数９】
2004141866.tif 000011
流体補給装置にねじ溝ポンプを用いた場合、流体抵抗Ｒｓはねじ溝ポンプの内部抵抗に等しい。また、上式においてＰＳ０は供給源圧力であり、ねじ溝ポンプの最大発生圧力Ｐｍａｘと、材料をねじ溝に供給するためのエアーによる補給圧力Ｐｓｕｐの和（ＰＳ０＝Ｐｓｕｐ＋Ｐｍａｘ）に相当する。Ｑ０はｒ＝ｒ０における流量であり、（４）式から、
【０１０６】
【数１０】
2004141866.tif 000012
（３）式、（５）〜（７）式から未定定数ｃ２が求まる。
【０１０７】
【数１１】
2004141866.tif 000013
ここで、任意の位置ｒにおける圧力Ｐを次のようにおく。
【０１０８】
【数１２】
2004141866.tif 000014
但し、
【０１０９】
【数１３】
2004141866.tif 000015
吐出ノズルの開口部：ｒ＝ｒｉ（図１の１１）において、Ｐｉ＝Ａ＋ＢＱｉとする。吐出ノズルの流体抵抗をＲｎすれば、吐出ノズルを通過する流量はＱｎ＝Ｐｉ／Ｒｎである。
【０１１０】
　流れの連続性からＱｉ＝Ｑｎであり、吐出ノズル上流側圧力Ｐｉ（図１における箇所１５の圧力）が次のように求まる。Ａｉ、Ｂｉは（１０）式におけるｒ＝ｒｉのときのＡ，Ｂの値である。以降、吐出ノズル上流側圧力Ｐｉを吐出圧力Ｐｉと呼ぶ。
【０１１１】
【数１４】
2004141866.tif 000016
ここで、第１次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ１、第２次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ２を次のように定義する。
【０１１２】
【数１５】
2004141866.tif 000017
【０１１３】
　第１次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ１は、ピストン端面８とその相対移動面９間の隙間を急峻に変化させることにより、ピストン端面８とその対向面９間に発生する公知のスクイーズ効果によるもので、隙間ｈが狭い程、大きな圧力が発生する。
【０１１４】
　第２次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ２を発生させる方法、及びこの作用をたとえば、超高速間欠塗布に適用する方法は本発明が見出したもので、その原理は次のようである。ピストン端面とその相対移動面間の隙間を急峻に変化させることにより、ピストンの端面と流体供給源の間に流量変動が発生する。この流量変動は上記隙間を変化させた場合の吐出室１４（ピストン端面部）の容積変化に相当する。たとえば、容積が減少した場合、吐出ノズルの流体抵抗が大きければ、吐出側で逃げ場が無い流体はねじ溝ポンプ側に逆流する。その結果、ねじ溝ポンプの内部抵抗Ｒｓに比例した圧力Ｐｓｑｕ２が発生する。
（１１）式、（１２）式から、吐出ノズル上流側の圧力Ｐｉを整理すると
【０１１５】
【数１６】
2004141866.tif 000018
吐出ノズルを通過する流量Ｑｉは
【０１１６】
【数１７】
2004141866.tif 000019
吐出ノズルのノズル半径をｒｎ、ノズル長さをｌｎとおくと、吐出ノズル抵抗は
【０１１７】
【数１８】
2004141866.tif 000020
また、Ｒｐは吐出ノズルの開口部（図１の１１）とピストン外周部（図１の吐出室端部１３）の間の流体抵抗である。
【０１１８】
【数１９】
2004141866.tif 000021
Ｒｓは、前述したように、ピストン外周部（図１の吐出室端部１３）と供給源側（吸入口７）の流路間の流体抵抗（ねじ溝ポンプの場合は内部抵抗）である。
【０１１９】
（２）等価回路モデル
　以上の解析結果を基に、圧力発生源と負荷抵抗の関係を等価電気回路モデルで表すと図３にようになる。
【０１２０】
（３）ピストン端面とその対向面間の最小隙間ｈｍｉｎが十分に大きな場合
　表１の条件と図４のピストン入力波形を与えて、吐出ノズルの開口部の圧力Ｐｉを、（１１）式を用いて求めた結果を図５に示す。０≦ｔ≦２．０ｍｓｅｃの区間が間欠吐出装置としての１周期に相当する。
【０１２１】
　なお、ピストン入力波形は、ピストン端面とその対向面間の最小隙間が一定（ｈｍｉｎ＝１５０μｍ）のままで、ストロークを３ケース（ｈｓｔ＝１０，２０，３０μｍ）変えて評価した。
【０１２２】
　図５において、いずれのストロークの場合も、圧力はＰｉｃ＝３．５ＭＰａを中心に変動する波形となる。
【０１２３】
　図６に吐出ノズルを通過する流量Ｑｉの解析結果を示す。吐出ノズル抵抗をＲｎとしたとき、流量：Ｑｉ＝Ｐｉ／Ｒｎである。流量：Ｑｉは圧力波形と同様に、ストロークによって振幅は異なるが、Ｑｉｃ＝４９ｍｍ３／ｓｅｃを中心に変動する波形となる。
【０１２４】
　すなわち、平均流量はピストンのストロークの大きさに依存せず、ねじ溝ポンプ特性と吐出ノズル抵抗で決まる動作点（図８のＡ）で決まることが分かる。
この理由は次のようである。（１１）式において、ｈ→∞とすると、第１次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ１→０、Ｒｐ→０となるため次式が得られる。但し、Ｐｓ０≒Ｐｍａｘ、Ｒｓ＝Ｐｍａｘ／Ｑｍａｘとする。
【０１２５】
【数２０】
2004141866.tif 000022
（１７）式の第２項は、ピストン端面８とその対向面９で形成されるピストン端面部１４の幾何学的な容積変化分に相当する。変位ｈの時間微分ｄｈ／ｄｔは正と負を交互に持つ周期関数であり、１周期における時間積分値は０である。
すなわち、第２次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ２は、ねじ溝の連続流量（Analog）を間欠流量（Digital）に変えるＡ／Ｄコンバータとしての役割を担うのである。
【０１２６】
【表１】
2004141866.tif 000023
【０１２７】
　図８において、（Ｉ）は回転数Ｎ＝４６０ｒｐｍのときのねじ溝ポンプの圧力と流量の関係（圧力・流量特性と呼ぶ）を示し、最大圧力：Ｐｍａｘ＝１０ＭＰａ（ａｔ　Ｑ＝０）、最大流量Ｑｍａｘ＝７７．３５ｍｍ３／ｓｅｃ（ａｔ　Ｐ＝０）である。（ＩＩＩ）は吐出ノズルの流体抵抗であり、（Ｉ）と（ＩＩＩ）の交点がねじ溝ポンプ動作点Ａ（Ｐｉｃ＝３．５ＭＰａ、Ｑｉｃ＝４９ｍｍ３／ｓｅｃ）となる。
【０１２８】
　上記ポンプの特性が得られるねじ溝の仕様の一例を、表２に示す。
【０１２９】
　図８のグラフにおけるＸ軸の圧力とは、吐出室端部１３の圧力Ｐ２と吸入口７近傍圧力Ｐ１の差圧（＝Ｐ２−Ｐ１）として定義する。ねじ溝ポンプが最も大きな流量を輸送できるのは、差圧が最小のとき、すなわち、ピストン１が上昇し、ねじ溝６の下端部（吐出室端部１３）の圧力がＰ２＝−０．１ＭＰａ（絶対真空）のときである。したがって、図８のグラフにおいて、ポンプの最大輸送量はＰ＝−０．１ＭＰａのときの流量：Ｑ≒８０ｍｍ３／ｓｅｃであるが、大きな誤差はないため、便宜上Ｐ＝０ＭＰａ（大気圧）のときのＱｍａｘ＝７７．３５ｍｍ３／ｓｅｃを最大流量とする。
【０１３０】
（４）切れ味の改善
　さて、吐出ヘッドと基板を相対的に移動させながら、基板上に流体塊を連打する場合、吐出圧力の波形は塗布開始の直前に負圧となり、その直後急峻なピークを持つ正圧が発生し、再び負圧となるのが好ましい。吐出後の負圧の発生により、吐出ノズル先端の流体は再びノズル内部へ吸引され、基板上の流体、あるいは飛翔中の流体と分離する。すなわち、「負圧→急峻な正圧→負圧」のサイクルにより、極めて切れ味のよい間欠塗布が実現できる。
【０１３１】
　図５のいずれの圧力波形もＰｉ＞０であり、切れ味のよい間欠塗布ができる条件を満足していない。変位ｈの時間微分（ピストン速度）ｄｈ／ｄｔの最大値をＶｍａｘとしたとき、圧力波形が負圧Ｐｉ＜０になる区間を有する条件は（１７）式から、
【０１３２】
【数２１】
2004141866.tif 000024
（１８）式を満足させるＱｍａｘを得るには、流体補給装置にたとえばねじ溝ポンプを用いる場合には回転数を変えればよい。Ｑｍａｘを小さくする程、スクイーズポンプ部の容積増加に供給量が追従できず、負圧が発生する時間は長くなる。
【０１３３】
　ストロークがｈｓｔ＝３０μｍ、表１の条件下で、ねじ溝の回転数をＮ＝４６０→３００ｒｐｍに変えて、最大流量をＱｍａｘ＝７７．３５→５０ｍｍ３／ｓｅｃに低下させた場合の吐出圧力の波形を、Ｎ＝４６０ｒｐｍの場合と対比のもとで、図７に示す。回転数Ｎ＝３００ｒｐｍのときのねじ溝ポンプの圧力・流量特性を図８に示す。このときポンプの動作点はＡ→Ｂに移行する。図７において、Ｎ＝３００ｒｐｍ（Ｑｍａｘ＝５０ｍｍ３／ｓｅｃ）の場合は、１８式を満足しており、吐出圧力の波形は吐出開始の直前に負圧となり、急峻な正圧発生後再び負圧となっている。負圧が発生する理由は、前述したように、ピーク圧が発生する前後で、ピストン端面部の容積変化の大きさがねじ溝ポンプのが供給できる最大流量Ｑｍａｘを越えるからである。
【０１３４】
　吐出圧力の最小値はＰｉ＝−１．４ＭＰａであるが、これは解析のモデルが非圧縮性を仮定しているからで、大気圧をＰｉ＝０．０ＭＰａ（ゲージ圧）としたとき、−０．１ＭＰａ以下の圧力は現実には存在しない。
【０１３５】
　負圧発生のレベルの設定は、適用するプロセスの条件、塗布材料の特性、たとえば曳糸性（spinnability　…ノズルから流出した塗布線の切れにくさ）等から調節すればよい。
【０１３６】
【表２】
2004141866.tif 000025
【０１３７】
　以上説明した本発明の実施形態の適用例は、ピストン端面とその対向面間の隙間を充分に大きく設定することにより、第１次スクイーズ圧力の発生を極力押さえ、第２次スクイーズ圧力を利用して、流体供給源から供給される連続流を間欠流にＡ／Ｄ変換して間欠塗布するものであった。この場合、１ドット当たりの塗布量はピストンのストロークに依存せず、流体供給装置の一例であるポンプの圧力流量特性と吐出ノズル流体抵抗のみで決定される。
したがって、
　　　（i）１ドット当たりの吐出量が一定
　　　（ii）周期が一定
上記（i）と（ii）が同時に要求される塗布プロセスに対して、本塗布方法及び装置は極めて有力な手段（方法及び装置）を提供する。
【０１３８】
　たとえば、カラー表示を行なうプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の背面板の独立セル（ボックス型リブ）内に、Ｒ，Ｇ，Ｂの蛍光体を間欠塗布する場合などに有効である。ＰＤＰの場合、図１５の実施形態で後述するように、碁盤の目状に独立セルが精度よく、幾何学的に対称にパネル上に配置されている。この場合、一定量の材料を、同一の時間間隔をおいて独立セル内に高速で打ち込むことのできる本ディスペンサは比類のない能力を発揮できる。
すなわち、本発明の上記実施形態の適用例は、塗布対象の「幾何学的な対称性」に着目し、この対称性を「時間の周期性」に置き換えて塗布することにより、０．００２秒以下の超高速間欠塗布を実現したものである。
【０１３９】
　ちなみに回路形成などで、たとえば回路基板に半田、接着材などを塗布する場合は、塗布の時間間隔は通常ランダムである。ちなみに従来のエアー式ディスペンサの場合、塗布のサイクルはせいぜい０．０５〜０．１秒のオーダーである。
【０１４０】
［２］　具体的な実施形態
　図９は、本発明を適用したディスペンサ構造の具体的な第１実施例を示し、中空の外周軸に貫通した中心軸（ピストン）に軸方向駆動装置を与えた場合の構成を示す。１００は軸方向駆動装置の一例である第１のアクチェータであり、超磁歪素子、圧電素子、電磁ソレノイド等を用いる。第１実施例では、応答性に優れ、高いレスポンスと大きな発生荷重の得られる積層型の圧電アクチュエータを用いた。
【０１４１】
　１０１は第１のアクチェータである圧電アクチュエータ１００によって軸方向に駆動されるピストンである。このピストン１０１の駆動により、ピストン１０１の吐出側端面（吐出室）に前述したスクイーズ圧力が発生する。上記第１のアクチェータ１００は、上部シリンダ１０２の内部に配置されている。１０３は第２のアクチェータとしてのモータであり、ピストン１０１を収納するスリーブ１０４と中間シリンダ１０５の間に相対的な回転運動を与えるものである。１０６はモータ１０３のロータ、１０７はステータである。
【０１４２】
　１０８はスリーブ１０４の外表面に形成されかつ流体を吐出側に圧送する流体補給装置の一例であるねじ溝である。このスリーブ１０４と下部シリンダ１０９の間で、スリーブ１０４と下部シリンダ１０９の相対的な回転によってポンピング作用を得るためのねじ溝ポンプ室１１０を形成している。
【０１４３】
　また、下部シリンダ１０９には、ねじ溝ポンプ室１１０と連絡する吸入孔１１１が形成されている。１１２は下部シリンダ１０９の下端部に装着された吐出ノズルであり、中心部に吐出孔１１３が形成されている。１１４は上記スリーブ１０４の吐出側スラスト端面である。１１５、１１６はスリーブ１０４を支持する玉軸受である。
【０１４４】
　また、１１７はピストン１０１の上部に設けられたフランジ部、１１８は圧電アクチュエータ１００に設けられた円盤部、１１９はピストン１０１の軸方向位置を検知するための変位センサー、１２０はフランジ部１１７を軸方向に弾性変形させるために形成されたヒンジ部である。圧電アクチュエータ１００には、ヒンジ部１２０の弾性変形によって、適度な予圧が加わるように、各部材の寸法が決められている。
【０１４５】
　本第１実施例ではピストン１０１（中心軸）をスリーブ内部に貫通する構成にして、ピストン１０１とスリーブ１０４は個別のアクチュエータで駆動した。すなわち、ピストン１０１は軸方向のみに駆動され、スリーブ１０４は回転方向のみに駆動する構造であった。
【０１４６】
　本発明者が、既に特願２０００−１８８８９９号で提案しているように、超磁歪素子（あるいはムービングマグネット）を用いて、軸に直線運動を与えると共に、モータにより軸に回転運動を与える構造（２自由度アクチュエータ構造）にすれば、中心軸とスリーブを一体化したひとつの軸とすることができる。
【０１４７】
　図１０は本発明の第２実施例を示し、流体補給装置の一例であるねじ溝ポンプと、ピストンを分離して構成した場合を示す。５１は主軸であり、ハウジング５２に対して回転方向に移動可能に収納されている。主軸５１はモータのような回転伝達装置（矢印５３）により回転駆動される。５４は主軸５１とハウジング５２の相対移動面に形成されたねじ溝（図１０で黒く塗りつぶした部分）、５５は流体の吸入口である。
【０１４８】
　５６はピストン５７を軸方向（矢印５８）に移動させる軸方向駆動装置、５９はピストン５７の端面、６０はその固定側対向面、６１はハウジング５２に装着された吐出ノズルである。ピストン端面５９と固定側対向面６０が隙間方向に相対移動する２面（吐出室）となる。６２は主軸端部、６３はピストン外周部、６４は主軸端部６２とピストン外周部６３を結ぶ流通路である。ピストン外周部６３には、流通路６４を経て、流体補給装置の一例であるねじ溝ポンプ５４により塗布流体６５が常時供給される。６８はピストン５７の端面と固定側対向面６０の間に形成された吐出室である。軸方向駆動装置５６（具体構造は図示せず）は、ピストン５７と固定側であるハウジング５２の間に軸方向相対位置に変化を与える。この軸方向駆動装置５６によって、ピストン端面５９とその対向面６０間の隙間ｈを変化させる点は、図１の第１実施形態と同様である。また、ねじ溝ポンプ５４とピストン５７の構成条件も同様に、
　　　（i）ピストン端面とその対向面間の隙間ｈの最小値をｈ＝ｈｍｉｎとしたとき、ｈｍｉｎは十分に大きく、たとえば、ｈｍｉｎ＞５０μｍである。
【０１４９】
　　　（ii）ねじ溝は定量ポンプに近い設計がなされており、その内部抵抗Ｒｓは十分に大きい。
【０１５０】
　第２実施例で示すごとく、流体補給装置の一例であるポンプ部６６と、軸方向駆動装置によってピストンを駆動する部分（ピストン駆動部６７）を分離して塗布装置を構成すれば、上記実施形態を適用する対象によっては装置全体を大幅に簡素化できる等のメリットが得られる。たとえば、軸方向駆動装置に圧電素子を用いてピストン駆動部を構成すれば、圧電素子アクチュエータの部分は充分にコンパクトにできる。
【０１５１】
　本発明の圧力発生原理について補足する。第２次スクイーズ圧力を利用しなくても、「隙間を変化させる手段（又は装置）を有するピストン」と「流体供給源」の間の流通路に「絞り」を形成すれば、圧力を発生できる。たとえば、従来インクジェット方式の場合、図２８の６５６が絞りに相当する。従来インクジェット方式の圧縮・吐出工程では、この絞りが圧力発生に寄与する。しかし、吸入工程時において、この絞りは供給源からピストン部（吐出室）へ流体を供給する際の流体抵抗となる。この流体抵抗により、特に流動性の悪い高粘度流体を高速で間欠塗布する場合は、短い時間で流体をピストン部には充填できず、間欠塗布周期の限界となる。
【０１５２】
　本発明の第２実施例ではねじ溝ポンプを用いており、ねじ溝ポンプが最も大きな流量を輸送できるのは、差圧が最小のとき、すなわち、ピストンが上昇した吸入工程時である。ねじ溝の最大流量Ｑｍａｘはねじ溝の仕様、回転数などで、流体粘度に関わらず自由に選択できる。したがって本発明の上記実施例のディスペンサでは、吸入工程時の流体充填時間が間欠周期に与える制約は回避されるのである。
【０１５３】
　本発明におけるねじ溝ポンプの役割は、流体を正方向（吐出側）に流し易いが、逆流は難しい「一方向ダイオード」であると考えてよい。
【０１５４】
［３］マルチヘッドの場合
（１）マルチヘッド化の課題
　以上説明したディスペンサの実施形態又は実施例は、いずれも流体補給装置の一例であるポンプ部とピストン駆動部が一対で構成されたシングルヘッドであった。
【０１５５】
　以下、本発明のヘッドをさらに生産タクトアップする方策について述べる。
【０１５６】
　前述したように、ＰＤＰに蛍光体層を形成するための課題、すなわち、スクリーン印刷方式、フオトリソグラフィ方式に係る前述した課題を解決するために、ディスペンサを用いた直接描画方式（ダイレクトパターニング）を実現させて欲しいという要望が強い。しかし，ディスペンサを用いてパネル面に蛍光体層を形成する場合でも、スクリーン印刷方式と同等の生産タクトが要望される。
本発明を独立セル内に蛍光体を間欠塗布するプロセスに適用する場合、前述した塗布プロセスの条件、（i）１ドット当たりの吐出量が一定、（ii）周期が一定、（iii）超高速塗布、に加えて次の条件が必要となる。
【０１５７】
　　　（iv）マルチヘッドであること
　　　（v）各ヘッドの流量を補正できること
上記（v）の理由について以下説明する。第２実施例で示したように、流体補給装置の一例であるポンプと、ピストンを駆動する軸方向駆動装置を分離して塗布装置を構成すれば、１セットのポンプ部から複数個のピストン駆動部に流体を分枝して補給することにより、マルチノズルを有する塗布ヘッドが実現できる。
【０１５８】
　図１１の斜視図において、２００は流体補給装置の一例であるポンプ部、２０１、２０２，２０３は圧電アクチュエータとピストンで構成されるピストン駆動部Ａ，Ｂ，Ｃである。２０４は内部にポンプ部２００と上記ピストン駆動部を繋ぐ流通路（図１０の６４に相当）が形成された筐体である。
【０１５９】
　図１２はマルチヘッドの場合の等価回路モデルを示す。
【０１６０】
　Ｐｓｑｕ１１、Ｐｓｑｕ１２、Ｐｓｑｕ１３は各ピストン駆動部の第１次スクイーズ圧力、Ｒｐ１、Ｒｐ２、Ｒｐ３はピストン端面の半径方向の流体抵抗、Ｒｎ１、Ｒｎ２、Ｒｎ３は各ノズル抵抗である。Ｒｐ１〜Ｒｐ３の大きさは１６式で示されるように、隙間ｈの３乗に逆比例する。Ｒｐ１〜Ｒｐ３は、塗布装置を解体することなく流量を調節できる「可変抵抗」である。
【０１６１】
　前述した実施例では、ピストン端面とその対向面間の隙間ｈを充分に大きく設定して、第１次スクイーズ圧力の発生を極力押さえることにより、１ドット当たりの吐出量はポンプ部の条件設定（たとえば回転数）だけで決まる構成となっていた。１セットのポンプ部から複数個のピストン駆動部に流体を分枝して補給する場合、各ピストン駆動部の寸法精度、流路抵抗などが厳密に等しく構成できれば、ポンプ部から供給される流量は同一配分される。しかし、数％の塗布量の精度が要求されるディスプレイ等の塗布対象については、流量精度は微調整できる方が好ましい。
【０１６２】
（２）流量調整方法
　ここで、再度本研究が導出した基礎式（１１式）に立ち返ることにする。
【０１６３】
　図１３のグラフは、ねじ溝の回転数Ｎ＝３００ｒｐｍの条件下で、ピストンの最小隙間ｈｍｉｎ＝１５μｍとｈｍｉｎ＝１５０μｍの場合について、（１１）式を用いて吐出圧力特性を求め、比較したものである。直感的な予想に反して、両者の比較からピストンの最小隙間ｈｍｉｎが大きくなると、吐出圧力の振幅は増大するという驚くべき結果が得られる。１ドット当たりの吐出量はｈｍｉｎ＝１５０μｍの方が大きい。
【０１６４】
　ピストンの最小隙間ｈｍｉｎが増大すると、第１次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ１→０となるが、同時にピストン端面とその対向面のスラスト流体抵抗Ｒｐ→０となるため、分圧比（＝Ｒｎ／（Ｒｓ＋Ｒｐ＋Ｒｎ）が増大する。（１３式参照）
　本解析条件では、Ｐｓｑｕ１→０となる影響よりも、上記分圧比が増大する影響の方が大きいために、ｈｍｉｎの増加に伴い圧力Ｐｉの振幅は増大している。
【０１６５】
　図１４Ｂのグラフは、図１４Ａにおいて、Ｎ＝３００ｒｐｍの条件下で、ピストンの最小隙間ｈｍｉｎに対する１ドット当たりの吐出量を求めたものである。ｈｍｉｎ＝０．１ｍｍ近傍を超えると、１ドット当たりの吐出量Ｑｓはｈｍｉｎに依存せず一定値Ｑｓ→Ｑｓｅに収束していく。吐出量の収束値Ｑｓｅは前述したように、ピストンのストローク、最小隙間などと無関係に、流体供給装置の一例であるポンプの圧力流量特性と、ポンプ負荷（吐出ノズル流体抵抗Ｒｎ）で決まる動作点により決定される。
【０１６６】
　さて、以上の解析から得られた知見から、各ヘッドの流量調節は次のいずれかを選べばよい。
【０１６７】
　　　（i）各ヘッド間の流量のバラツキが大きい場合は、第１次スクイーズ圧力の影響を強く受ける領域、すなわち、隙間に対する吐出量の傾きが急峻な０＜ｈｍｉｎ＜ｈｘの範囲で、ピストンの最小隙間ｈｍｉｎを設定する。
【０１６８】
　　　（ii）１ドット当たりの塗布量を極めて高精度に確保したい場合は、隙間に対する吐出量の傾きが滑らかなｈｍｉｎ≒ｈｘ近傍に、ピストンの最小隙間ｈｍｉｎを設定する。
【０１６９】
　上記ｈｘは、０＜ｈｍｉｎ＜ｈｘの領域におけるｈｍｉｎに対するＱｓ曲線の包絡線（Ｉ）と、Ｑｓ＝Ｑｓｅの直線（ＩＩ）の交点の値とする。言い換えれば、上記ｈｘは、１ドット当たりの総吐出量Ｑｓのh0における接線と、１ドット当たりの総吐出量Ｑｓが概略一定になる地点での接線との交点とする。
【０１７０】
　ピストンの変位は、ピストンの絶対位置を検出する変位センサーを配設して閉ループ制御を施せば、任意の位置決め制御が可能である。但し、圧電素子、超磁歪素子などの電磁歪素子を用いた場合は、ストローク限界（０〜数十ミクロン）があるために、ピストンの最小隙間ｈｍｉｎの調節は、機械的な方法と電子制御による方法を組み合わせて用いてもよい。
【０１７１】
　たとえば、最初にピストンの位置を機械的に粗く位置決めした後、流量測定のデータを基に、電子制御を用いて再度各ヘッドのピストン位置を補正すればよい。
【０１７２】
　また、流量調節に上記（i）（ii）のいずれを用いる場合でも、供給源ポンプの出力流量の設定方法と併用すれば、ピストン端面とその対向面間の隙間が充分に大きなところで、流量調節できる。たとえば、流量が大きすぎて、ピストンの最小隙間ｈｍｉｎを小さく設定せざるを得ない場合は、ねじ溝ポンプの回転数を低下させれば、ｈｍｉｎは大きく設定できるようになる。この点は後述するように、粉流体を扱う場合に有利となる。
【０１７３】
　マルチヘッドのヘッド間の流量差補正に用いた上記方策は、シングルヘッドの場合も適用できる。シングルヘッドの場合、ピストンの最小隙間をｈｍｉｎ≒ｈｘ近傍、あるいは０＜ｈｍｉｎ＜ｈｘの範囲に設定しておき、ポンプのモータ回転数を変える代わりに、ｈｍｉｎを調節すれば高速流量制御ができる。モータの回転数制御の応答性は、せいぜい０．０１〜０．０５秒レベルであり限界があるが、電磁歪素子で駆動されるピストンの制御応答性は０．００１秒以下まで可能である。
【０１７４】
　ピストンの最小隙間ｈｍｉｎで流量を調節するのではなく、ピストン入力変位波形の平均値、あるいは中心値で流量を調節してもよい。
【０１７５】
　ピストンの最小隙間をｈｍｉｎ≒ｈｘ近傍、あるいは０＜ｈｍｉｎ＜ｈｘの範囲に設定した場合、間欠塗布の切れ味を改善する場合は、１３式において、上記隙間ｈの時間微分が最大値をもつときの第１次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ１＝Ｐｓｑｕ１０、第２次スクイーズ圧力Ｐｓｑｕ２＝Ｐｓｑｕ２０としたとき、Ｐｓ０＋Ｐｓｑｕ１０＋Ｐｓｑｕ２０＜０となるように、モータの回転数、ピストン・ストローク、間欠周波数などを設定すれば良い。
【０１７６】
　（２）塗布装置と塗布方法について
　図１１の斜視図に一例を示したように、流体補給装置の一例である１セットのポンプ部に対して、ピストン駆動部を複数個配設する構成にすれば、装置全体を大幅に小型化できる。通常、流体補給装置の一例であるポンプ部の小型化は限界があるが、ピストン駆動部は小径の圧電アクチュエータ等の適用が可能であり、マルチヘッド構成にした場合、各ノズル間のピッチを充分小さくできる。
【０１７７】
　さらに、図１１に示したマルチヘッドをサブユニットとして、このサブユニットを複数個組み合わせた塗布装置としてもよい。
【０１７８】
　ここで図１５に示すように、マルチノズルを有する本発明の上記実施形態又は実施例のディスペンサが基板上を相対的に移動しながら、ＰＤＰの独立セル内に蛍光体を打ち込んでいくプロセスを想定する。８５０は背面板を構成する第二基板、８５１はバリアリブより形成された独立セルである。独立セル８５１は、ＲＧＢ各色の蛍光体が打ち込まれるセル８５１Ｒ、８５１Ｇ、８５１Ｂより構成される。また、蛍光体８５２は、Ｒ色（赤）の蛍光体８５２Ｒ、Ｇ色（緑）の蛍光体８５２Ｇ、Ｂ色（青）の蛍光体８５２Ｂが用いられる。図１５では、ディスペンサのノズル部のみを記載しており、ディスペンサ本体の図は省略している。
【０１７９】
　ここで一つのノズル８５３だけに注目する。独立セル内に蛍光体をディスペンサから飛翔させて打ち込んでいく本工法では、図１６の拡大図に示すように、吐出ノズル８５３の先端とバリアリブ頂点８５４間の距離Ｈを保つ必要がある。その理由は次ぎの通りである。ＰＤＰ独立セルの容積はたとえば実施例の場合、Ｖ＝０．６５ｍｍ（縦）×０．２５ｍｍ（横）×０．１２ｍｍ（深さ）≒０．０２ｍｍ３程度であり、この容器一杯に蛍光体ペーストを充填させる必要がある。なぜならば前述したように、蛍光体用塗工液の充填・乾燥工程を経て、揮発分が除去された後、セル内壁に肉厚の蛍光体層を形成する必要があるからである。
【０１８０】
　セル内に蛍光体ペーストを打ち込んでいる段階では、高粘度ペーストはその流動性の悪さゆえに、すみやかにはセル容器全体に充填されない。そのメニスカスはバリアリブ頂点８５４よりも盛り上がった形を保ちながら、上部からペーストが充填される形となる。したがって、対象とするセル内への塗布が終了した段階でも、メニスカスは平坦化していない。塗布途中の段階で、吐出ノズル８５３先端がこの盛りあがった蛍光体メニスカスに接触すると、ノズル先端に液が附着するため、ノズルから流出した流体がノズル先端の流体魂の影響を受けて様々なトラブルの要因となる。そのため、吐出ノズル８５３の先端とバリアリブ頂点８５４間の距離Ｈは十分な距離を保つ必要がある。
【０１８１】
　ノズル先端の液附着を防止するために、実施例では、Ｈ≧０．５ｍｍは必要であった。さらに、Ｈ≧１．０ｍｍにすれば液附着防止は十分であり、長時間にわたる信頼性の高い間欠塗布を達成することができた。
【０１８２】
　吐出ノズル８５３の先端とその対向面のギャップＨを十分に大きく保ち、かつ高粘度・粉流体を飛翔させながら、粉体粒径よりも十分に大きな流通路のギャップを維持した状態で、所定の「独立セル」内に高速で狙い撃ちする工法は、本発明の上記実施形態又は実施例のディスペンサによって可能としたものである。
【０１８３】
　従来式の場合、「ジェット式ディスペンサ」（図２６）、「インクジェット式」（図２８）の場合は、いずれも塗布流体を飛翔させることができた。
【０１８４】
　しかし、前述したように、「ジェット式ディスペンサ」の場合、相対移動する部材間に機械的な隙間ゼロの摺動部があるために、蛍光体微粒子などを有する粉流体の長時間にわたる使用は難しい。また、「インクジェット式」は、その原理、構造面から１００ｍＰａ・ｓ以上の高粘度流体、及び粒子径が数ミクロンの粉流体の対応は困難である。したがって、本発明を用いた塗布装置の特徴を要約すれば、
　　　（１）数千〜数万ｍＰａ・ｓ（ｃｐｓ）オーダーの高粘度流体に対応できる。
　　　（２）数μｍ以上の粉体径を含有する塗布材料でも、目詰まりが発生しない。
　　　（３）間欠塗布がｍｓｅｃオーダーの短い周期、あるいはそれ以下で打てる。
　　　（４）塗布流体を、吐出ノズルから０．５〜１．０ｍｍ以上離して遠距離飛翔できる。
　　　（５）１ドット当たりの塗布量が高い精度で確保できる。
　　　（６）マルチヘッド化が容易で、構造がシンプルである。
上記（１）〜（６）は従来スクリーン印刷方式、フォトリソグラフィー方式に代わり、ディスペンサを用いて、独立セル方式の蛍光体層をダイレクト・パターンニングで達成するための必要条件でもある。以下、上記（１）〜（６）が必要条件とされる理由、及び、本ディスペンサが上記特徴を有する理由について少し補足する。
【０１８５】
　蛍光体層を形成する上で上記（１）が必要とされる理由は、前述したように、塗布・乾燥後、１０〜４０μｍ程度の蛍光体層をリブ壁面に厚盛りするために、蛍光体を含有する塗工材料は溶剤の量を少なくした粘度の高いペースト状流動体を用いる必要があるからである。また、本発明が数千〜数万ｍＰａ・ｓ（ｃｐｓ）オーダー、具体的には、５０００〜１００，０００ｍＰａ・ｓオーダーの高粘度流体に対応できる理由のひとつは、本発明の実施例では、流体補給装置にねじ溝ポンプを用いており、高粘度流体をピストン側（吐出室）に圧送するポンピング圧力がこのねじ溝ポンプで容易に得られるからである。また、高粘度流体を用いた場合、スクイーズ圧力は粘度に比例するため、大きな吐出圧力が発生する。発生圧力をＰｉ＝１０ＭＰａとし、たとえば表１からピストン径Ｄｏ＝３ｍｍとしたとき、ピストンに加わる軸方向荷重ｆ＝０．００１５２×π×１０×１０６≒７０Ｎである。本実施例では、ピストン側は上記荷重に耐え得る耐荷重の大きな電磁歪アクチュエータを用いている。
【０１８６】
　蛍光体層を形成する上で上記（２）が必要とされる理由は、前述したように、ディスプレイが高輝度を得るためには、通常数ミクロンオーダー粒径の蛍光体微粒子が最適とされるからである。また、本発明のディスペンサが流路内での目詰まりが発生しにくい理由は、第２次スクイーズ圧力を利用できるため、最も目詰まりし易いピストンとその対向面の隙間の最少値ｈｍｉｎを、粉体粒径よりも十分に大きく、たとえば、ｈｍｉｎ＝５０〜１５０μｍ、あるいはそれ以上に設定できるからである。
【０１８７】
　独立セル方式の蛍光体層をダイレクト・パターンニングで達成する上で上記（３）が必要とされる理由は次のようである。たとえば、４２インチワイドＰＤＰの場合、画素数は縦８５２ＲＧＢ×横４８０とすれば、独立セル数＝３×４０８９６０≒１２３万個である。蛍光体の塗布プロセスに許容される時間ＴＰ＝３０ｓｅｃ、１００個のノズルを塗布装置に装着すると仮定すれば、１ショット当りの時間ＴＳ＝３０×１００／１２３００００≒０．００２４ｓｅｃである。この値は、従来エアー式、ねじ溝式ディスペンサの応答性の１／１００以下である。したがって量産性を考慮したとき、従来式をはるかに凌駕する高速応答ディスペンサが必要である。
【０１８８】
　本発明のディスペンサが上記（３）を実現できる理由の一つは，　ピストン端面とその対向面間の隙間ｈｍｉｎを大きく、たとえば５０〜１５０μｍ、あるいはそれ以上に設定できるため、流体の充填工程（ピストンが上昇した状態での吸入工程）において、供給源ポンプから吐出室（図１の１４、図１０の６８）へ繋がる流路の流体抵抗を極力小さくできるからである。吐出ノズルに繋がる半径方向流路の流体抵抗が小さいため、流動性の悪い高粘度流体の場合でも充填時間を短くできる。
【０１８９】
　また、本ディスペンサでは、たとえば０．１msec以下の高い応答性を有する圧電素子、超磁歪素子等を用いた電磁歪アクチュエータを効果的に用いることができる。電磁歪アクチュエータのストロークは、実用レベルで３０〜５０μｍ程度が限界であるが、本ディスペンサでは第２次スクイーズ圧力を利用しているため、隙間ｈｍｉｎが大きな状態でも、大きな圧力を発生できる。第２次スクイーズ圧力は、式１２から分かるように、隙間ｈの絶対値には依存せず、隙間の微分ｄｈ／ｄｔ（速度）のみに依存する。したがって、大きな速度ｄｈ／ｄｔの得られる電磁歪アクチュエータの長所を活かすことにより、鋭敏かつ短い周期で、５〜１０ＭＰａあるいはそれ以上の高いピークを持つ吐出圧力が容易に得られるのである。
【０１９０】
　従来式である「ジェット式ディスペンサ」（図２６）の場合、ニードル５５５を駆動するメカニズムを電磁歪アクチュエータに置きかえることは容易と思われる。しかしこの場合、図２７Ａの吸入工程において、球面形状の凸部５５９と凹部５６１の間で形成される吸入部５６４の隙間は、電磁歪アクチュエータのストロークでは、せいぜい数十μｍしかとれない。その結果、主に高粘度流体の場合、ポンプ室５５３に流体が充填されるのに時間を要するため、高速応答性を有する電磁歪アクチュエータを用いた折角の効用が活かされないのである。
【０１９１】
　蛍光体層をダイレクト・パターンニングで形成する上で上記（４）が必要とされる理由は、前述したように、塗布途中段階で、バリアリブ頂点よりも盛り上がった蛍光体メニスカスと吐出ノズル先端の接触を防止する必要があるからである。また、上記（４）を実現できる理由は、前述したように、本ディスペンサは電磁歪アクチュエータの高速応答性を利用して、鋭敏で、５〜１０ＭＰａあるいはそれ以上の高いピークを持つ吐出圧力が容易に得ることができるからである。このノズル先端の表面張力に打ち勝つ高いピーク圧を利用して、高粘度流体の場合でも遠距離飛翔ができる。
【０１９２】
　上記（５）が必要とされる理由は、独立セル内の蛍光体充填量の精度は、たとえば、±５％程度必要とされるからである。上記（５）が実現できる理由は、本ディスペンサの間欠塗布における１ドット当りの塗布量が、基本的にピストンのストローク、絶対位置、塗布流体の粘度に依存せず、「供給源ポンプの圧力流量特性と吐出ノズル流体抵抗の動作点における流量」と、単位時間当りの塗布回数だけで決定されるからである。具体的には、供給源ポンプにねじ溝ポンプを用いた場合、間欠周波数とねじ溝軸の回転数を変えるだけで１ドット当りの所定の塗布量を設定できる。
【０１９３】
　従来式ディスペンサの場合は、ピストンのストローク、絶対位置、塗布流体粘度は、いずれも吐出量に多大な影響を与えるため、厳密な管理が必要である。たとえば、エアー式ディスペンサの場合、吐出量は流体粘度に逆比例する。
ジェット式の場合は、吐出量はストロークに正比例する。本ディスペンサでは、
ねじ溝軸の回転数はＤＣサーボモータを用いて、一定回転数を維持するように制御すればよく、間欠塗布量精度を損なう要因は僅少である。
【０１９４】
　上記（６）が必要とされる理由は、ダイレクト・パターンニングの場合、少なくとも数十個のヘッドを塗布装置に搭載する必要があるからである。従来工法に代わり得るためには、スクリーン印刷方式、フォトリソグラフィー方式と比べて遜色のないメンテナンス性が要求される。
上記（６）が実現できる理由は、本塗布装置では上記（５）同様に、間欠塗布における１ドット当りの塗布量が、ピストンのストローク、絶対位置に鈍感にできるため、ピストン駆動部（図１０の６７）の構成をシンプルにできるからである。つまり、ピストン駆動部における相対移動する部材（図１０の５７、５２）の高精度加工、組み立て時の部材間の正確な位置合わせ、ピストン・ストロークの絶対精度の確保など、従来ディスペンサで要求されるこれらの工程管理が、本ディスペンサではそれ程要求されない。したがって、複数本のピストンを独立駆動するマルチヘッド全体もおおいに簡素化できる。
【０１９５】
（３）ダイヤフラム式ヘッド構造について
　図１７Ａ〜図１７Ｄは本発明の第３実施形態を示すものである。吐出室（図１の１４、図１０の６８相当）をダイヤフラムとその対向面で形成し、このダイヤフラムを直接圧電アクチュエータで駆動させて、ダイヤフラムとその対向面の隙間を可変させた場合を示す。流体補給装置の一例であるねじ溝ポンプと、スクイーズ圧力を発生させるピストンは、第２実施例同様に分離して構成している。
【０１９６】
　図１７Ａは正面一部断面図、図１７Ｂは側面図、図１７Ｃは上面図、図１７Ｄは上部底板と下部底板で形成される流通路を示す図、図１７Ｅは上記ダイヤフラム部分の拡大一部断面図である。
【０１９７】
　３０１は主軸であり、ハウジング３０２に対して回転方向に移動可能に収納されている。主軸３０１は回転伝達装置の一例であるモータ３０３により回転駆動される。３２４は主軸３０１を支持する軸受である。３０４は主軸３０１とハウジング３０２の相対移動面に形成されたねじ溝、３０５は流体の吸入口、３０６は塗布材料３０７を収納するシリンジ、３０８は補助エアー圧を供給するためのエアー配管である。３０９はモータの出力軸３１０と主軸３０１を連結する継手、３１１は上部底板に形成されたねじ溝ポンプ側の十分に大きな流路径（数ミリメーター程度）を有する吐出口である。
【０１９８】
　３１２はピストン、３１３はこのピストン３１２を軸方向に移動させる軸方向駆動装置の一例である圧電アクチュエータ、３１４は圧電アクチュエータ３１３の上端部を固定する圧電アクチュエータ用ハウジング、３１５はピストン３１２の端面である。３１６は上部底板、３１７は下部底板、３１８は中間シート、３１９は上部底板３１６と下部底板３１７の間に、中間シート３１８の厚みを利用して形成された流通路である。３２０は上部底板３１６の肉厚を薄くして形成されたダイヤフラム、３２１は下部底板３１７に装着された吐出ノズルである。下部底板３１７と吐出ノズル３２１に吐出口３２２が形成されている。
【０１９９】
　ダイヤフラム３２０とその固定側対向面３２３が隙間方向に相対移動する２面となる。軸方向駆動装置の一例である圧電アクチュエータ３１３は、ダイヤフラム３２０と固定側対向面３２３の間に軸方向相対位置に変化を与える。この軸方向駆動装置によって、相対移動面の隙間ｈ［図１７Ｅ参照］を変化させる点は、図１、図１０の実施例と同様である。
【０２００】
　本実施例のヘッド構造により、ねじ溝ポンプの出口から吐出口に至る流通路を完全密封状態にできるため、ピストン部のシールが不要となった。
【０２０１】
　また、電磁歪アクチュエータの出力端を、直接ダイヤフラムに押し当てた状態で駆動できるため、機械的稼動部の質量を軽くできる。すなわち、図１０の構造におけるピストン５７に相当する部分を小さくできるため、電磁歪アクチュエータの慣性負荷を小さくできる。その結果、より高い周波数での間欠塗布が可能となった。
【０２０２】
　図１７Ａに、本塗布装置の制御ブロック図の一例を簡略化して示す。３２５は圧電アクチュエータ３１３の駆動方法を与える指令信号発生器、３２６は制御コントローラ、３２７は圧電アクチュエータ３１３の駆動電源であるドライバー、３２８はステージに設けられたリニアスケールからの位置情報を示す。予め決定されているピストンの立上り・立下り波形、間欠周期、振幅、最小隙間などの指令信号と、塗布装置と基板の相対速度と相対位置を検出するリニアスケールからの情報３２８を基に、制御コントローラ３２６を経て、圧電アクチュエータ３１３がドライバー３２７により駆動される。
【０２０３】
　ピストン３１２の軸方向駆動装置として実施例では圧電アクチュエータ３１３を用いたが、電磁歪アクチュエータのひとつである超磁歪アクチュエータを用いてもよい。
【０２０４】
（４）流量調整の別方法について
　図１８Ａ，図１８Ｂは本発明の第４実施形態を示すもので、第１次スクイーズ圧力と第２次スクイーズ圧力を発生させるピストン（図１７Ａの３１２）の最少隙間ｈｍｉｎの設定で各ヘッド間の流量のばらつきを補正するのではなく、ねじ溝ポンプから各ノズルに至る流通路の途中に別途流量補正機能（装置）を設けた場合を示す。図１８Ａは正面一部断面図、図１８Ｂはねじ溝ポンプとダイヤフラムを繋ぐ流通路を示す図である。３５１は主軸、３５２はハウジング、３５３はモータ、３５４はねじ溝、３５５は吸入口、３５６は塗布材料３５７のシリンジ、３５８はエアー配管である。３５９は継手、３６０はねじ溝ポンプ側の十分に大きな流路径（数ミリメーター程度）を有する吐出口、３６１はメインピストン、３６２は軸方向駆動装置の一例である圧電アクチュエータ、３６３は圧電アクチュエータ用ハウジング、３６４は上部底板、３６５は下部底板、３６６は中間シート、３６７は上部底板３６４と下部底板３６５の間に形成された流通路である。３６８は上部底板３６４の肉厚を薄くして形成されたメインピストン用ダイヤフラム、３６９は吐出ノズルである。３７０は流量補正用圧電アクチュエータ、３７１は上部底板３６５の肉厚を薄くして形成された流量補正用ダイヤフラムである。メインピストン用ダイヤフラム３６８とその固定側対向面が隙間方向に相対移動する２面となるという点は第３実施例と同様である。但し、この場合はメインピストンの最少隙間ｈｍｉｎは十分に大きく、たとえば、ｈｍｉｎ＞１５０μｍに設定しておく。
【０２０５】
　流量補正用圧電アクチュエータ３７０の出力軸（サブピストン）３７２の変位を可変させれば、流量補正用ダイヤフラム３７１とその対向面の隙間ｈＳを調節できる。隙間ｈＳが決定すれば、以降はこの隙間ｈＳを保つように、流量補正用圧電アクチュエータ３７０に常に一定電圧を印加した状態にする。
【０２０６】
　図１２のマルチヘッドの等価回路モデルで説明すれば、Ｒｐ１〜Ｒｐ３の大きさは１６式で示されるように、隙間ｈの３乗に逆比例する。メインピストン用のＲｐ１〜Ｒｐ３は、ｈｍｉｎが十分大きいためＲｐ１〜Ｒｐ３→０となる。この代わりに流量補正用のＲ'ｐ１〜Ｒ'ｐ３（図示せず）が置き換わることになる。実施例では、この流量補正のためのｈＳを５０μｍ以下に設定したが、実際に高速間欠塗布させた状態で、各ノズルからの流量を実測して、流量補正のためのｈＳを実験的に決めても良い。
【０２０７】
　実施例では、流量補正用アクチュエータ３７０に圧電式アクチュエータを用いたが、機械的な補正手段(又は装置)でもよい。たとえば、マイクロメータの出力軸をサブピストンとする手動式でもよい。
【０２０８】
（５）始終端制御方法について
　以下、本発明を用いてＰＤＰの独立セルを間欠塗布する場合の始終端制御方法について述べる。ここで図１５に立ち返り、マルチノズルを有するディスペンサが基板上を相対的に移動しながら、独立セル内に蛍光体を打ち込んでいくプロセスを想定する。ここで一つのノズル８５３だけに注目する。
【０２０９】
　ここで、パネル面は蛍光体層を形成する「表示領域」８５５と、この表示領域８５４の外周部に蛍光体層を形成しない「非表示領域」８５６を有するものとする。「非表示領域」８５６の外周境界部を鎖線８５７で示す。
【０２１０】
　パネル面の表示領域８５５を、間欠塗布しながら矢印８５８の方向に高速走行したノズル８５３は、最後の間欠塗布が完了した時点で、ディスペンサの吐出を遮断すると同時に非表示領域８５６に入る。この非表示領域８５６において、矢印８５９のごとくＵターン後、助走区間を経て、再度、表示領域８５５に入り、ディスペンサは間欠吐出を再開する。
【０２１１】
　図１９Ａのグラフはピストンの時間に対する変位曲線であり、同図中の９５０はピストン、９５１は吐出室（図１の１４に相当）である。図１９Ｂは時間ｔに対するモータの回転数Ｎを示す。ノズル８５３が表示領域８５５の端部のセルに塗布材料を打ちこんだ後、ピストン９５０は定常の変位パターンにより上昇する。この段階、すなわち時間ｔ＝Ｔ１において、ノズル８５３は非表示領域８５６に向けて走行開始すると同時に、ピストン９５０は再度緩やかな傾斜角９５２を描いて上昇を開始する。ピストン９５０が上昇することによる単位時間当りの吐出室９５１の体積増大量をＱＰ、ねじ溝ポンプの最大流量をＱｍａｘとしたとき、ＱＰ＞Ｑｍａｘならば、吐出は遮断された状態を保つ（１８式参照）。時間ｔ＝Ｔ１において、同時にねじ溝ポンプのモータの回転数Ｎ→０にする。このとき、補助エアー圧（図１７Ａの場合３０８）も遮断すればより好ましい。モータ制御とエアー圧制御の応答性は、電磁歪素子と比べて２桁程低く、立ち上がり・立ち下り時間はせいぜいＴ＝０．０５秒程度である。この時間Ｔの間、ＱＰ＞Ｑｍａｘが成り立つと同時に、ピストン９５０が上昇続けられるようにピストンのストローク、ピストン径を設定しておく。
【０２１２】
　ノズル８５３がパネルの端面のＵターン区間（非表示領域８５６）を走行するとき、ノズル８５３とパネル間の相対速度はゼロ及びその前後の極めて低速状態となる。もしこの区間でノズルから材料の流出が続けば、複数本のノズルからの吐出が重なるため、材料が基板上（但し非表示領域８５６）に堆積することになる。その結果、堆積した材料が吐出ノズルの先端に附着するなどのトラブルが発生するため、Ｕターン区間においては吐出は遮断された状態を保つ方が好ましい。時間ｔ＝Ｔ３において吐出を再開するが、このときモータの立ち上がりに要する時間Ｔｍを考慮して、予めモータの回転を開始させておけばよい。吐出開始直後の塗布量が不安定の場合は、ノズルは非表示領域８５６の位置に置き、１〜２回の捨打ち後、独立セルへの塗布を開始すればよい。
【０２１３】
　塗布状態から遮断状態に高速で移行する方法、たとえば、吐出ノズルが基板における「表示領域」から「非表示領域」に移り代わる際に、ピストンを上昇させて吐出を遮断する方法は連続線塗布の場合にも適用できる。また、ピストン上昇と同時にモータの回転数を低下、あるいはゼロにする方法も連続線塗布に適用できる。
【０２１４】
　たとえば連続線塗布の場合、「表示領域」で連続線を描いた後、「非表示領域」で吐出遮断状態を保ちながらＵターンし、再度吐出ノズルが「表示領域」に入ると同時に連続線塗布を開始するのである。この場合でも、本発明が見出した第２次スクイーズ圧力を利用できるため、上記［１］〜［３］で説明した塗布方法とディスペンサ構造を適用することができる。たとえば、ピストン端面の隙間ｈの最小値をｈ＝ｈｍｉｎとしたとき、ｈｍｉｎ＞ｈｘとなるように十分に大きく、たとえばｈｍｉｎ＝１５０μｍ程度に設定できる。そのため、部材の熱膨張で隙間ｈが数ミクロン変動しても、連続塗布流量の変動に与える影響は僅少である。また、ｈｘを求める方法、マルチヘッドの流量を補正する方法等も、間欠流量を連続流量に置きかえればよく、前述した内容を利用できる。
【０２１５】
［４］その他補足説明
［４−１］　ピストン駆動部を軽量化する方法
　図２０の斜視図は本発明の第５実施形態を示し、流体補給装置の一例であるポンプ部とピストン駆動部をフレキシブルなパイプで連結する構成にして、ポンプ部を固定側に配置し、ピストン駆動部を高速走行するステージ側に配置したものである。この場合、ピストン駆動部は軽量でよいために、パネルに対する吐出ノズル先端の高速速度制御・位置決め制御に有利となる。
【０２１６】
　１５０はパネルであり、このパネルの両側を挟んで１対のＹ軸方向搬送装置１５１、１５２が設けられている。また、Ｘ軸方向搬送装置１５３が、Ｙ−Ｙ'方向に移動可能に、上記Ｙ軸方向搬送装置１５１、１５２上に搭載されている。さらに、Ｚ軸方向搬送装置１５４が、矢印Ｘ−Ｘ'方向に移動可能に、上記Ｘ軸方向搬送装置１５３上に搭載されている。Ｚ軸方向搬送装置１５４には、圧電アクチュエータとピストンで構成されるピストン駆動部１５５が搭載されている。
【０２１７】
　１５６は流体補給装置の一例であるポンプ部であり、固定側に配置されている。１５７はこのポンプ部１５６（例えば図１０の６６に対応）とピストン駆動部１５５（例えば図１０の６７に対応）を繋ぐ流路であるフレキシブルパイプである。高速間欠塗布を図る上で、フレキシブルパイプの弾性による圧縮性が問題となる場合は、ピストンの最少隙間ｈｍｉｎを十分に小さくした状態で本装置を構成すればよい。
［４−２］　塗布休止区間を設ける方法
　図２１Ａ，図２１Ｂは、間欠塗布に「塗布休止区間」を設ける場合の実施例を示す。具体的には、等量ドットを等時間間隔でｎ個打った後、１個分塗布を休止して、再度等量ドットを等時間間隔でｎ個打つ動作を繰り返す塗布工法である。たとえば、回路形成におけるチップ部品接着工法において、１個だけ別種の接着材による接着が必要なため、この部分だけ塗布休止が必要な場合に相当する。
【０２１８】
　図２１Ａのグラフはピストンの時間に対する変位曲線であり、同図中の７５０はピストン、７５１は吐出室（図１の１４に相当）、７５２は吐出ノズルである。図２１Ｂにおいて、７５３は基板、７５４は基板７５３上に塗布されたドットである。
【０２１９】
　時間ｔ＝Ｔ１を開始点として、ピストン７５０は緩やかに下降する直線７５５上で、同一振幅の上昇と下降を繰り返しながら、ｎ個分間欠塗布を行なう。時間ｔ＝Ｔ２において、ピストン７５０は定常時よりも大きく上昇する。間欠塗布の開始時点で直線７５６の始点の値は、ｔ＝Ｔ１における直線７５５の値に等しい。定常時のピストンの周期をΔＴとすれば、大きく上昇し再度下降するまでの時間は２ΔＴである。ｔ＝Ｔ３後、ピストン７５０は緩やかに下降する直線７５６上で、再び同一振幅の上昇と下降を繰り返しながら、間欠塗布を繰り返す。ｎ個分の間欠塗布が終了した時点で直線７５６の終点の値は、ｔ＝Ｔ２における直線７５５の値に等しい。
【０２２０】
　時間ｔ＝Ｔ２から時間ｔ＝Ｔ３の間、時間幅２ΔＴの区間で、２回分の塗布総流量がねじ溝ポンプから吐出室７５１に充填される。しかし、ｔ＝Ｔ３における間欠塗布では、ピストンは定常時の振幅分しか下降しないため、定常時の流量しか塗布されない。ピストンの最少隙間ｈｍｉｎが大きいとき、吐出圧力は最少隙間ｈｍｉｎの絶対値に依存しないという本発明の特徴がここで活かされるのである。
【０２２１】
　吐出室７５１で１回分余計に蓄積された流体は、その後、ｎ個分の間欠塗布で均等分配されながら吐出していく。したがって、本方法及び装置を用いれば、塗布休止部分を有する全区間で、１ドット当り同一の塗布量の間欠塗布ができる。
【０２２２】
　上記方法及び装置は間欠塗布の時間間隔が一定値に設定されている場合、たとえば、ディスペンサが固定されていて、基板が搭載されたコンベアが一定速度で走行する場合のような塗布プロセスに有効である。
【０２２３】
［４−３］　あるスポットで間欠塗布量を変える方法
　間欠塗布量をあるスポットだけ変える場合について述べる。
【０２２４】
　たとえば塗布を開始してから、ｎ回目の１ドット当りの塗布量を他と比べて２倍打つ場合は、次のようにする。ｎ−２回目とｎ−１回目の時間間隔をΔＴｎ−１、ｎ−１回目とｎ回目の時間間隔をΔＴｎ、さらに、ｎ回目とｎ＋１回目の時間間隔をΔＴｎ＋１とする。ここでΔＴｎ＝２×ΔＴｎ−１、ΔＴｎ−１＝ΔＴｎ＋１と設定する。ｎ−１回目でねじ溝ポンプから吐出室に充填される総流量はＱｎ＝ΔＴｎ−１×Ｑｍａｘ、ｎ回目でねじ溝ポンプから吐出室に充填される総流量はＱｎ＝ΔＴｎ×Ｑｍａｘ＝２×ΔＴｎ−１×Ｑｍａｘである。したがって、Ｑｎ＝２×Ｑｎ−１となる。吐出室にねじ溝ポンプから充填される総流量は、吐出ノズルから流出する１ドット当りの塗布量に比例するとすれば、ｎ回目の塗布量は他と比べて２倍となる。但し、吐出終了後から吐出開始に至るまでの区間（上記ΔＴｎ）では、吐出室は十分に負圧の状態を保てるように、ピストンのストロ−クは十分に大きく設定しておく。以上、ｎ回目の塗布量だけ他と比べて２倍塗布量を打つ場合について述べたが、逆にｎ回目の塗布量だけ他と比べて１／２倍塗布量に減らす場合は、ΔＴｎ＝ΔＴｎ−１／２、ΔＴｎ−１＝ΔＴｎ＋１と設定すればよい。このような考えのもとに、本ディスペンサでは各スポットで任意の塗布量を設定できる。
【０２２５】
　従来ディスペンサがピストンの機械的変位（ストローク）で１ドット当りの塗布量を制御するのに対して、本ディスペンサでは時間間隔を制御することにより、塗布量を制御できる。
【０２２６】
［４−４］　隙間ｈｍｉｎに対する吐出量Ｑｓ曲線の変曲点ｈｘを求める方法
　前述したように、ピストン端面とその対向面間の隙間の最小値ｈｍｉｎの値の設定は、本発明では極めて重要である。ｈｍｉｎ＞ｈｘとして設定すれば、ピストン・ストロークとピストンの絶対位置の変動（ドリフト）に依存しない安定した間欠塗布が実現できる。
【０２２７】
　ｈｍｉｎ≒ｈｘとして設定すれば、マルチヘッド間の微妙な流量補正ができる。この変曲点ｈｘを求める方法として、
（１）実験的方法
　　ピストン端面とその対向面間の隙間の最小値ｈｍｉｎを設定し、間欠吐出をさせた状態で、１ドット当たりの総吐量Ｑｓを求める。ｈｍｉｎに対するＱｓの実測値をプロットして、変曲点ｈｘを求める。
（２）理論的方法
　　（i）　厳密な方法
　ピストン変位の入力波形ｈ（ｔ）を与えて、（１４）式を用いて流量Ｑｉを求める。吐出工程区間での流量Ｑｉを時間ｔで積分し、１ドット当たりの総吐出量Ｑｓを求める。ｈｍｉｎに対するＱｓの理論値をプロットして、変曲点ｈｘを求める。図１４Ｂのグラフは上記方法で求めたものである。
【０２２８】
　　（ii）　簡易な方法
　もう少し簡易に変曲点ｈｘを求める方法について、以下説明する。
【０２２９】
　前述したように、最小隙間ｈｍｉｎが十分に大きな場合、流量：Ｑｉはストロークｈｓｔの大きさによって振幅は異なるが、動作点Ｑｉｃを中心に変動する波形となる。
【０２３０】
　すなわち、平均流量はピストンのストロークの大きさに依存せず、ねじ溝ポンプ特性と吐出ノズル抵抗で決まる動作点（たとえば、図８のＡ）で決まる。すなわち、周期が一定の条件下で、１ドット当たりの総吐出量Ｑｓの大きさを比較する場合は、ストロークｈｓｔがゼロの場合における連続流量の大きさを比較すればよい。
【０２３１】
　（１４）式において、ｈｓｔ＝０とすれば、Ｐｓｑｕ１→０、Ｐｓｑｕ２→０である。ＰＳ０は隙間ｈには依存しないため、次の隙間ｈの関数φを用いて、ｈに対するφの値をプロットして変曲点ｈｘを求めればよい。
【０２３２】
【数２２】
2004141866.tif 000026
【０２３３】
　流体補給装置にねじ溝ポンプを用いる場合は、内部抵抗はＲｓ＝Ｐｍａｘ／Ｑｍａｘである。ポンプの最大流量Ｑｍａｘ、最大圧力Ｐｍａｘは理論的に求められる場合が多いが、もしそれが困難な場合は、図８のグラフに相当する圧力・流量特性を次の方法で実験的に求めても良い。
【０２３４】
　最大流量Ｑｍａｘは、吐出ノズルを離脱した状態で連続吐出させて、単位時間当たりの総流量を測定する。最大圧力Ｐｍａｘは、吐出ノズルの代わりに圧力センサーが装着された治具を装着し、流量ゼロの状態で圧力を測定すればよい。流体補給装置にねじ溝ポンプ以外のポンプを用いた場合、圧力・流量特性が線形関係ではない場合は、動作点を中心に線形化してその傾斜角から内部抵抗Ｒｓを求めれば良い。
【０２３５】
　図１８Ａ，図１８Ｂで示した流量調整の別方法（本発明の第４実施形態）のように、流体補給装置（たとえば、ねじ溝ポンプ）から各ノズルに至る流通路の途中に流量補正機能（装置）を設けた場合、あるいは、絞りがある場合はこの部分の流体抵抗Ｒｘを上記Ｒｓに加えて、みかけの流体補給装置の内部抵抗（Ｒｓ＋Ｒｘ→Ｒｓ）とすればよい。
【０２３６】
　流体抵抗Ｒｎ、Ｒｐは通常よく知られた理論式（例えば１５式、１６式）から求められるが、形状が複雑ならば数値解析を用いるか、あるいは実験的に求めても良い。内径に対して絞り部分の長さが短いオリフィスの場合は、線形抵抗の式（例えば１５式）が成り立たなくなるが、この場合は動作点を中心に線形化して、見かけの流体抵抗とすればよい。
【０２３７】
　以下、本発明を適用した塗布装置の特徴を追記する。
（i）吐出量Ｑｓは塗布流体の粘度の影響を受けにくい。
【０２３８】
　１４式において、流体抵抗Ｒｎ，Ｒｐ，Ｒｓは粘度μに比例する。また、供給源圧力Ｐｓ０≒ねじ溝最大圧力Ｐｍａｘとすれば、Ｐｓ０は粘度μに比例する。
【０２３９】
　したがって、（１４）式の分母・分子の粘度μはキャンセルされる。そのため、本ディスペンサの吐出量は粘度に依存しにくい。通常、流体の粘度は温度に対して対数的に大きく変化する。その温度変化に対して鈍感であるという点は、塗布システムを構成する上で極めて有利な特徴となる。
（ii）高い塗布精度が得られると共に、構造がシンプルである。
【０２４０】
　本発明のディスペンサを、たとえばＰＤＰの間欠塗布に適用した場合、前述したように、間欠塗布における１ドット当りの塗布量は、「供給源ポンプの圧力流量特性と吐出ノズル流体抵抗の動作点の流量」と「間欠周波数」で決定される。たとえば、供給源ポンプの一例としてねじ溝ポンプを用いる場合、吐出ノズルが装置に装着されていれば、１ドット当りの塗布量はねじ溝ポンプの回転数Ｎと間欠塗布の周波数ｆだけで決定される。
【０２４１】
　塗布量は、ピストンのストローク、ピストンの絶対位置精度、塗布流体粘度に鈍感であるため、ピストン駆動部（例えば図１０の６７）の構成をシンプルにできる。
【０２４２】
　以下、従来ディスペンサの場合は、１ドット当りの塗布量がどのように決まるかという点について説明する。
【０２４３】
　エアー方式によるディスペンサは、定圧源から供給される定量の空気を容器（図２５の６００内）にパルス的に印加させ、容器内の圧力の上昇分に対応する一定量の液体をノズル６０２から吐出させるものである。そのため、（１）吐出圧脈動による吐出量のばらつき、（２）水頭差による吐出量のばらつき、（３）液体の粘度変化よる吐出量変化、等がばらつきの要因となる。
【０２４４】
　上記（２）は、シリンダ内の空隙部６００の容積が液体残量Ｈによって異なるため、一定量の高圧エアーを供給した場合、空隙部６００内の圧力変化の度合が、上記Ｈによって大きく変化してしまうというのがその理由である。液体残量が低下すれば、塗布量が例えば最大値と比べて５０〜６０％程度減少してしまうという問題点があった。そのために、吐出毎に液体残量Ｈを検知し、吐出量が均一になる様にパルスの時間幅を調整する等の方策がなされている。
上記（３）は、例えば多量の溶剤を含んだ材料が時間とともに粘度が変化した場合に発生する。そのための対策として、時間軸に対する粘度変化の傾向をあらかじめコンピュータにプログラミングしておき、粘度変化の影響を補正する様に例えばパルス幅を調節する等の方策がなされていた。
【０２４５】
　従来ねじ溝式ディスペンサ（具体構造は記載せず）で間欠塗布を行う場合は、（１）モータとねじ溝の間に電磁クラッチを介在させ、吐出のＯＮ、ＯＦＦ時にこの電磁クラッチを連結あるいは開放する、（２）ＤＣサーボモータを用いて、急速回転開始あるいは急速停止させる、方法を用いていた。しかし、上記いずれも機械的な系の時定数で応答性が決まるため、高速間欠動作には制約があった。また、ポンプ軸の過渡応答時（回転始動時と停止時）の回転特性に不確定要因が多いため、流量の厳密な制御は難しく、塗布精度にも限界があった。
【０２４６】
　ジェット式ディスペンサ（図２６）の場合、前述したように、ニードル５５５の端部に形成された球面形状の凸部と、吐出側に形成された球面形状の凹部を高い精度で噛み合わせる必要がある。
【０２４７】
　インクジェット方式（図２８）の場合、圧電素子６５３により振動板６５２を厚み方向に変形させてインク室６５４の容積を減少→圧力上昇により流体を吐出させるものである。
【０２４８】
　上述したいずれの塗布方式も、吐出ノズルに直結した空間の容積を何らかの手段（又は装置）で変化させ、「空間の容積変化分＝１ドット当りの塗布量」という図式により、塗布量を制御する方法であった。本発明のディスペンサの場合、前述したように、ピストンによる空間の容積変化は塗布量を決めるのではなく、その役割は、供給源ポンプの連続流量（Analog）を間欠流量（Digital）に変えるＡ／Ｄコンバータである。したがって、本ディスペンサではピストン駆動部における相対移動する部材の高精度加工、組み立て時の部材間の正確な位置合わせ、ピストン・ストロークの絶対精度の確保など、従来ディスペンサで要求されるこれらの工程管理が大幅に簡素化される。
【０２４９】
　したがって、複数本のピストンを独立駆動するマルチヘッド全体もおおいに構造的に簡素化できる。
（iii）粉流体の流路内での詰まりに対する信頼性が高い
　本発明を適用すれば、ポンプの吸入口から吐出ノズルに至る流路の開口面積を充分に大きくとれるため、粉流体に対する信頼性が高い。
【０２５０】
　特に、吐出ノズルに繋がる流通路であるピストン端面とその対向面間の隙間ｈを充分に大きくとれるため、粉体（たとえば、蛍光体の場合は粒径７〜９μｍ）の詰まり防止に極めて有利となる。
【０２５１】
　たとえば、マルチヘッド構成にして、各ヘッドの流量を微調節する場合、供給源ポンプの出力流量の設定方法（回転数で流量を調節）と併用することにより、隙間に対する吐出量の傾きが滑らかなｈｍｉｎ≒ｈｘ近傍に最小隙間（例えば図１５ではｈｍｉｎ＝５０μｍ）を設定すればよい。この５０μｍという数値は、通常よく使用される粉体径（数ミクロン〜十数ミクロン）と比べて、十分に大きい。流量の微調節を第４実施形態（図１８Ａ，図１８Ｂ）で行う場合、あるいは、各部品の部品精度が良好で各ヘッド間の流量ばらつきが無視できる場合は、最小隙間ｈｍｉｎは１５０〜２００μｍ、あるいはそれ以上に設定してもよい。
【０２５２】
　吐出ノズルの流路に直結するピストン端面部（例えば図１０の吐出室６８）は、流路の方向が大きく変化する部分であり、粉流体を扱う場合、最も目詰まり等のトラブルが発生しやすい個所である。この部分で流路の隙間が大きく確保できるという点は、本発明の最も大きな特徴である。なお、微少粒子が含まれた蛍光体、接着材のような粉流体を塗布する場合は、流路の最小隙間δｍｉｎは微少粒子径φｄよりも大きく設定すればよい。
【０２５３】
　　　　　　　　δｍｉｎ＞φｄ　　　　　　　…　　　　　（２０）
　以上、本発明の実施形態及び実施例では流体補給装置にねじ溝式ポンプを用いた。本発明を実現するためには、ねじ溝式以外の型式のポンプでも適用できるが、ねじ溝式の場合、ねじ溝を構成する各種パラメータ（ラジアル隙間、ねじ溝角度、溝深さ、グルーブとリッジの比など）を変えることにより、最大圧力Ｐｍａｘ、最大流量Ｑｍａｘ、内部抵抗Ｒｓ（＝Ｐｍａｘ／Ｑｍａｘ）を自由に選択できる点が有利である。
【０２５４】
　また、完全非接触で流路を構成できるため、粉流体を取り扱う場合に有利である。
【０２５５】
　なお、本発明における流体補給装置としてのポンプの形態は、ねじ溝式に限らず他の方式のポンプも適用可能である。たとえば、スネイクポンプと呼ばれるモーノ式、ギヤ式、ツインスクリュウ式、シリンジ式ポンプなどが適用できる。あるいは、流体を高圧エアーで加圧するだけのポンプでもよい。
【０２５６】
　図２２は、本発明に流体補給装置にギヤ式を用いた場合のモデル図であり、７００はギヤポンプ、７０１は流通路、７０２ａ、７０２ｂ、７０２ｃはたとえば圧電アクチュエータなどで構成される軸方向駆動装置、７０３ａ、７０３ｂ、７０３ｃはピストンである。
【０２５７】
　ピストン駆動部を構成するピストンとその対向面の形状は、円形でなくてもよい。ピストンは長方形の形状でもよい。この場合は等価な面積を持つ円の半径を平均半径とする。
【０２５８】
　上記実施形態及び実施例ではいずれも１ヘッドに対して１ノズルの構造であった。部品精度さえ確保できるならば、１ヘッドにｎ本のノズルを装備してもよい。この場合、たとえば、１ドット当たりの流量を求める前述した基礎式は、ノズルｎ本分として計算すればよい。たとえば同一仕様のノズルでは、Ｒｎ→Ｒｎ／ｎとして計算する。たとえば、独立セルの中に蛍光体を間欠塗布する場合、ノズル穴を長方形の独立リブの長手方向に複数個配置すれば、セル内部全域に塗布できるため、リブからの塗布流体のはみ出し防止に効果的である。実施例の場合は、ＰＤＰ独立セルの形状は、０．６５ｍｍ（縦）×０．２５ｍｍ（横）であった。この場合、たとえば０．６５ｍｍを４分割して、中央部を含む左右２箇所（総計３箇所）にノズル穴を形成すればよい。また、ステージの走行方向に対して直角方向に、同色の蛍光体を塗布するノズル穴を形成して、複数の独立セル内に蛍光体を塗布するようにすれば、生産性は一層向上する。
【０２５９】
　微少流量を扱う本実施形態及び実施例のポンプでは、ピストンのストロークは、大きくとも数十ミクロンのオーダーでよく、超磁歪素子、圧電素子などの電磁歪素子を用いても、ストロークの限界は問題とならない。
【０２６０】
　また、高粘度流体を吐出させる場合、スクイーズ作用によって大きな吐出圧の発生が予想される。この場合、ピストンを駆動する軸方向駆動装置には高い流体圧に抗する大きな推力が要求されるため、数百〜数千Ｎの力が容易に出せる電磁歪型アクチェータの適用が好ましい。電磁歪素子は、数ＭＨｚ以上の周波数応答性を持っているため、ピストンを高い応答性で直線運動させることができる。そのため、高粘度流体の吐出量を高いレスポンスで高精度に制御できる。
【０２６１】
　応答性を犠牲にするならば、ピストンを駆動する軸方向駆動装置にムービングマグネット型、ムービングコイル型のリニアモータあるいは電磁ソレノイド等を用いてもよい。この場合、ストロークの制約は解消される。（図示せず）
　スクイーズ効果による発生圧力と流量は、（１１）式あるいは図４、図５のグラフからわかるように、ピストン端面とその対向面間隙間の変位入力波形に対して、位相がΔθ＝π／２だけ進んだ波形となる。すなわち、ピストンが下降中（ｄｈ／ｄｔ＜０）の区間で流体が吐出される。たとえば、塗布対象の基板をステージで移動させながら間欠塗布する場合、塗布個所に照準を合わせて高い位置精度で塗布するためには、ピストン隙間の変位入力信号Ｓｈに対して、位相がΔθ＝π／２進んで塗布されることを考慮して、ステージと変位入力信号Ｓｈのタイミングを合わせればよい。たとえば、ピストンが上昇中にステージを移動させ、停止後、ピストンを下降させて対象の基板に塗布すればよい。（図示せず）
　図２３Ａ，図２３Ｂはプリンタなどで用いられているバイモレフ型圧電素子を用いた場合の本発明の適用例を示す。バイモレフ型の圧電素子を用いて、相対移動する２面を構成し、この２面間に形成される吐出室と、流体補給装置の一例であるねじ溝ポンプを連絡している。
【０２６２】
　９００は主軸であり、ハウジング９０１に対して回転方向に移動可能に収納されている。主軸９００はモータ９０２により回転駆動される。９０３は主軸９００とハウジング９０１の相対移動面に形成されたねじ溝である。本適用例では、流体補給装置としての供給源ポンプには、極小径の主軸９００の表面あるいはこの主軸９００を収納するハウジング９０１内面に溝９０３を形成したねじ溝ポンプを用いる。このマイクロねじ溝ポンプが、複数の吐出室へ流体を供給する共通の流体補給装置となる。９０４は流体の吸入口、９０５は薄板のダイヤフラム、９０６はダイヤフラム９０５を厚み方向に変形させるバイモレフ型圧電素子（隙間方向の駆動手段）、９０７はハウジング９０１に装着された吐出ノズルである。ダイヤフラム９０５の吐出側端面とその固定側対向面が隙間方向に相対移動する２面であり、この２面で形成される空間が吐出室９０８となる。９０９は主軸端部、９１０はこの主軸端部９０９と吐出室９０８を結ぶ流通路である。圧電アクチュエータの場合、圧電素子の変形の利用形態により幾つかの方式があるが、上記適用例は振動板と圧電体を積層させて、圧電体の面方向の伸長伸縮による振動板のたわみを利用する方法を用いている。この場合、高密度なノズル配列により、ひとつの塗布ユニットに多くのマルチヘッドを集積化できるため、生産性はおおいに向上する。また、本適用例では、流体補給装置と吐出室９０８を繋ぐ流通路９１０には、従来インクジェット方式の場合に必要な絞り（図２８の６５６相当）が無い。高粘度流体を吐出室へ吸入するときの充填遅れをもたらす要因である絞りがないために、従来のインクジェットと比べて、高粘度流体が使える。たとえば、１００ｍＰａ・ｓ程度の粘度が限界だった従来のインクジェットと比べて、１０倍以上の高粘度流体を取り扱うことができる。各ヘッド間の流量のばらつきを補正するために、第４実施形態で示したように、ねじ溝ポンプから各ノズルに至る流通路の途中に流量補正機能（装置）を設けても良い。但し、この場合でも流量補正に必要な絞りの流体抵抗は、高速間欠塗布に支障のないように十分に小さくできる。
【０２６３】
　本適用例の場合、吐出圧力の発生原理は、第１次、第２次スクイーズ圧力だけではなく、液体中に伝搬される弾性波による圧力が加わる。但し、この場合でもねじ溝ポンプの高い内部抵抗が逆流を防止して、流体を効率良く吐出ノズルから流出させる効果をもたらすという点は同様である。
【０２６４】
　ピストン、あるいはこのピストンに相当するダイヤフラムを高い周波数で駆動させる程、間欠塗布は限りなく連続塗布に近づいていく。この間欠塗布を擬似連続化して、連続線を描画してもよい。
【０２６５】
　この場合、連続線としての流量の調節は、１ドット当たりの塗布量の調節と同様な方法が適用できる。
【０２６６】
　また、吐出側に時間遅れ要素として、小径で長いパイプを装着し、その先端に吐出ノズルを設けるような構成にすれば、擬似連続化はさらに低い周波数でも可能である。（図示せず）
　微小量の流体を、高速・高精度に間欠吐出させることのできる本発明は、塗布技術だけではなく、様々な用途に適用できる。たとえば、従来ガラス成型加工に代わり、ＤＶＤ用光ピックアップ、カメラ、プリンタなどに用いられるマイクロレンズを製造する手段（方法又は装置）としても適用することができる。
【０２６７】
　以上の説明は間欠塗布だけについて記述したが、［２］具体的な実施形態及び実施例、あるいは、［３］マルチヘッドの場合、で開示した塗布装置の構造は連続塗布の場合でも適用できる。この場合、ピストン端面とその対向面間の隙間を可変させて流量を調節してもよい。あるいは、ピストンの上昇、下降に伴うスクイーズ圧力の発生を利用して、塗布線の始終端を制御してもよい。（図示せず）
　なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２６８】
【図１】本発明の適用例のモデルの一例の一部断面図である。
【図２】各構成部材の寸法関係を示す一部断面図である。
【図３】本発明の適用例の等価電気回路モデルの図である。
【図４】ピストンの変位曲線の一例を示すグラフである。
【図５】本発明の吐出圧力特性の解析結果のグラフである。
【図６】本発明の吐出流量特性の解析結果のグラフである。
【図７】回転数を変えて吐出圧力特性を比較した解析結果のグラフである。
【図８】ねじ溝ポンプの流量と圧力の関係を示す図である。
【図９】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２実施例で、ねじ溝ポンプとピストンを分離して構成した場合を示すモデルの一部断面図である。
【図１１】本発明の第３実施例であるマルチヘッドを示す斜視図である。
【図１２】マルチヘッドの場合の等価電気回路モデルを示す図である。
【図１３】ピストン最小隙間を変えて吐出圧力特性を比較した解析結果のグラフである。
【図１４Ａ】ピストン周辺のモデルの一部断面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａにおいて本発明の１ドット当りの総吐出量とピストン最小隙間の関係を示すグラフである。
【図１５】本発明のディスペンサがＰＤＰの独立セル内に蛍光体を打ち込んでいく状態を示す斜視図である。
【図１６】図１５の拡大斜視図である。
【図１７Ａ】本発明の第３実施形態を示す正面一部断面図である。
【図１７Ｂ】上記第３実施形態の側面図である。
【図１７Ｃ】上記第３実施形態の上面図である。
【図１７Ｄ】上記第３実施形態の上部底板と下部底板で形成される流通路のみを示す図である。
【図１７Ｅ】図１７Ａのダイヤフラム部分の拡大一部断面図である。
【図１８Ａ】本発明の第４実施形態を示す正面一部断面図である。
【図１８Ｂ】ねじ溝ポンプとダイヤフラムを繋ぐ流通路を示すモデルの図である。
【図１９Ａ】ピストンの時間ｔに対する変位曲線ｈを示す図である。
【図１９Ｂ】時間ｔに対するモータの回転数Ｎを示す図である。
【図２０】本発明の第５実施形態を示す斜視図である。
【図２１Ａ】間欠塗布に「塗布休止区間」を設ける場合のピストンの変位波形を示す図である。
【図２１Ｂ】基板上に塗布されたドットを示す図である。
【図２２】本発明の流体補給装置にギヤポンプを用いた場合のモデルの一部断面図である。
【図２３Ａ】バイモレフ型圧電素子を用いた場合の本発明の適用例を示す上面図である。
【図２３Ｂ】上記適用例の正面一部断面図である。
【図２４】超磁歪素子を用いた噴射装置の従来考案例を示す一部断面図である。
【図２５】従来のエアーパルス方式ディスペンサを示す一部断面図である。
【図２６】従来のジェット式ディスペンサを示す一部断面図である。
【図２７Ａ】従来ジェット式ディスペンサの吸入工程を示すモデルの一部断面図である。
【図２７Ｂ】従来ジェット式ディスペンサのの吐出工程を示すモデルの一部断面図である。
【図２８】従来のインクジェットを示す一部断面図である。
【図２９】プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０２６９】
　８，９　相対移動する２面
　６　流体補給装置
　７　吸入口
　１０　吐出口
【図１】
2004141866.tif 000030
【図２】
2004141866.tif 000031
【図３】
2004141866.tif 000032
【図４】
2004141866.tif 000033
【図５】
2004141866.tif 000034
【図６】
2004141866.tif 000035
【図７】
2004141866.tif 000036
【図８】
2004141866.tif 000037
【図９】
2004141866.tif 000038
【図１０】
2004141866.tif 000039
【図１１】
2004141866.tif 000040
【図１２】
2004141866.tif 000041
【図１３】
2004141866.tif 000042
【図１４Ａ】
2004141866.tif 000043
【図１４Ｂ】
2004141866.tif 000044
【図１５】
2004141866.tif 000045
【図１６】
2004141866.tif 000046
【図１７Ａ】
2004141866.tif 000047
【図１７Ｂ】
2004141866.tif 000048
【図１７Ｃ】
2004141866.tif 000049
【図１７Ｄ】
2004141866.tif 000050
【図１７Ｅ】
2004141866.tif 000051
【図１８Ａ】
2004141866.tif 000052
【図１８Ｂ】
2004141866.tif 000053
【図１９Ａ】
2004141866.tif 000054
【図１９Ｂ】
2004141866.tif 000055
【図２０】
2004141866.tif 000056
【図２１Ａ】
2004141866.tif 000057
【図２１Ｂ】
2004141866.tif 000058
【図２２】
2004141866.tif 000059
【図２３Ａ】
2004141866.tif 000060
【図２３Ｂ】
2004141866.tif 000061
【図２４】
2004141866.tif 000062
【図２５】
2004141866.tif 000063
【図２６】
2004141866.tif 000064
【図２７Ａ】
2004141866.tif 000065
【図２７Ｂ】
2004141866.tif 000066
【図２８】
2004141866.tif 000067
【図２９】
2004141866.tif 000068