(57)【要約】【課題】  ディスペンサのノズルの下端部の外周部の液状材料は吐出動作中には清掃できなかった。【解決手段】  各空気供給管１３はノズル１２’の凹部たとえばＶ溝１２１に対応して設けられ、空気供給管１３はノズル１２’の下端部の外周部に設けられた凹部たとえばＶ溝１２１に対して上から下へ空気を吹き付けるように構成されている。空気供給管１３は、毛細管現象によりノズル１２’の下端部の外周部に這い上がってＶ溝１２１に寄せ集められた蛍光体含有樹脂Ａ１をノズル１２’の下端部に押し下げるように機能する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状材料を貯蔵するためのシリンジと、
該シリンジの下端部に設けられたノズルと、
空気供給管と
を具備し、
前記ノズルの下端部の外周部に少なくとも１つの凹部が設けられ、
前記空気供給管は前記ノズルの凹部に対して上から下へ空気を吹き付けるように構成されたディスペンサ。
【請求項２】
前記凹部は前記ノズルの下端部に対して垂直である請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項３】
前記凹部はＶ溝形状をなしている請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項４】
前記凹部は小さい刻みが形成されたテーパ形状をなしている請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項５】
前記凹部はＶ溝が形成されたテーパ形状をなしている請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項６】
液状材料を貯蔵するためのシリンジと、
該シリンジの下端部に設けられたノズルと、
空気供給管と
を具備し、
前記ノズルの下端部の外周部に少なくとも１つの凹部が設けられ、
前記空気供給管は前記ノズルの凹部に対して上から下へ空気を吹き付けるように構成されたディスペンサの駆動方法であって、
大気圧より高い所定の正圧を前記シリンジに印加して前記シリンジ内の前記液状材料を前記ノズルを介して吐出する工程と、
大気圧より低い所定の負圧を前記シリンジに印加して前記シリンジ内の前記液状材料を前記ノズルを介す前記吐出を停止する工程と、
前記吐出の停止前より前記空気供給管より空気を前記ノズルの凹部に吹き付ける工程と
を具備するディスペンサの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被塗布体に液状材料を吐出あるいは塗布するためのディスペンサ及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を製造する際には、ＬＥＤパッケージに蛍光体含有樹脂たとえばシリコーン樹脂あるいはエポキシ樹脂を塗布する（ポッティングとも言う）。このポッティングのために、ディスペンサが用いられる。
【０００３】
図７は従来のディスペンサを示す図である。
【０００４】
図７に示すように、液状材料たとえば蛍光体含有樹脂Ａを被塗布体たとえばＬＥＤパッケージＢに塗布するためのディスペンサ１は、蛍光体含有樹脂Ａを貯蔵するシリンジ１１と、シリンジ１１の下端部に設けられたノズル１２とによって構成されている。この場合、シリンジ１１の下部１１ａは逆円錐状をなして径を小さくしてノズル１２に接続されている。従って、シリンジ１１内の蛍光体含有樹脂Ａはその下部１１ａにて圧力が強められてノズル１２より勢いよく吐出されてＬＥＤパッケージＢ上に滴下することになる。
【０００５】
ディスペンサ１の駆動方法は、大気圧より大きい所定の正圧をシリンジ１１に印加することにより蛍光体含有樹脂Ａを吐出させ、シリンジ１１への上記正圧の印加を止めると共に大気圧より低真空あるいは負圧をシリンジ１１に印加することにより蛍光体含有樹脂Ａの吐出を中止することによって行われる。この動作の繰返しによって蛍光体含有樹脂Ａの吐出及びその中止が行われる。その詳細を図８、図９を用いて説明する。
【０００６】
図８は図７のディスペンサ１の動作つまりディスペンサ１の駆動方法を説明するためのタイミング図である。尚、図８においては、（Ａ）はシリンジ１１に所定の負圧ＶＮを印加するための信号ＳＮ、（Ｂ）はシリンジ１１に所定の正圧ＶＰを印加するための信号ＳＰであって、いずれかの信号ＳＮ、ＳＰが選択される。また、（Ｃ）はノズル１２からの蛍光体含有樹脂Ａの吐出速度を示す。
【０００７】
始めに、時刻ｔ１以前では、図８の（Ａ）に示すごとく、信号ＳＮがオン状態とされてシリンジ１１内の圧力は負圧ＶＮに保持される。従って、図８の（Ｃ）に示すごとく、蛍光体含有樹脂Ａの吐出はなく、負圧ＶＮによってノズル１２の先端から垂れることはない。この状態は図９の（Ａ）に示される。尚、図９の（Ａ）において、ノズル１２の先端部に蛍光体含有樹脂Ａ０が少し存在するが、これは前回の吐出動作の残渣である。これについては、後述する。
【０００８】
次に、ＬＥＤパッケージＢが吐出位置に到着後、時刻ｔ１にて、図８の（Ａ）、（Ｂ）に示すごとく、信号ＳＮが信号ＳＰに切換り、シリンジ１１内の圧力が負圧ＶＮから正圧ＶＰに切換る。この結果、図８の（Ｃ）に示すごとく、ノズル１２の先端部から蛍光体含有樹脂Ａの吐出が開始し、時刻ｔ２にて蛍光体含有樹脂Ａの吐出速度は一定値に到達する。この状態は図９の（Ｂ）に示される。
【０００９】
次に、時刻ｔ３では、図８の（Ａ）、（Ｂ）に示すごとく、信号ＳPが信号ＳNに切換り、シリンジ１１内の圧力が正圧ＶＰから負圧ＶＮに切換る。この結果、図８の（Ｃ）に示すごとく、蛍光体含有樹脂Ａの吐出が蛍光体含有樹脂Ａの粘度に応じて減少し始める。その後、一定時間時間Ｔｄ後の時刻ｔ４において、図８の（Ｃ）に示すごとく、蛍光体含有樹脂Ａの吐出が完全に停止し、図９の（Ｃ）に示すごとく、蛍光体含有樹脂Ａは位置Ｐで引きちぎり始める。最後に、図９の（Ｄ）に示すごとく、引きちぎれる。そして、図９の（Ｅ）に示すごとく、ＬＥＤパッケージＢが吐出位置から離脱する。
【００１０】
その後、引きちぎられたノズル１２の先端部の蛍光体含有樹脂Ａは、図９の（Ｆ）に示すごとく、シリンジ１１内の負圧ＶＮによってシリンジ１１の方向に引き寄せられてノズル１２の中へ引込まれる。この結果、図９の（Ｇ）に示すごとく、蛍光体含有樹脂Ａは、ノズル１２の先端部に引込まれた部分Ａ０となると同時に、ノズル１２の先端部の蛍光体含有樹脂Ａはノズル１２の下端部の外周部の細かい凹凸のよる毛細管現象により這い上がりノズル１２の下端部の外周部の部分Ａ１となる。
【００１１】
最後に、図９の（Ｈ）に示す蛍光体含有樹脂の部分Ａ０、Ａ１のうち、ノズル１２の先端部に残存する一部Ａ０は、上述の図９の（Ａ）の蛍光体含有樹の残渣であり、次の吐出動作で再び用いられるので何ら問題ない。
【００１２】
しかし、ノズル１２の蛍光体含有樹脂の部分Ａ１は、図９の（Ｉ）に示すごとく、吐出動作を繰り返す毎に、蓄積して成長する。この結果、複数の吐出動作が繰返されて部分Ａ１が大きくなると、大きくなった部分Ａ１は吐出する本来の蛍光体含有樹脂Ａに引張られてもＬＥＤパッケージＢに滴下する。従って、塗布された蛍光体含有樹脂の量にばらつきが生じ、たとえば白色ＬＥＤ素子の色度がばらつくことになる。
【００１３】
上述のディスペンサのノズルの下端部の外周部に這い上がってきた蛍光体含有樹脂部分Ａつまり液状材料を洗浄化するものとして第１、第２の従来のディスペンサが公知である。
【００１４】
第１の従来のディスペンサ(液体塗布装置)は、液状材料(色素液)を被塗布体に塗布する色素液吐出管、洗浄液を吐出する洗浄液吐出管、及び洗浄液を乾燥する乾燥ブロー管の３つの管をねじ込み方式で同心状に一体に連結することによって構成されている（参照：特許文献１）。これにより、色素液吐出管の下端部の外周部に這い上がった色素液を洗浄液吐出管の洗浄液によって洗浄し、洗浄後の洗浄液を乾燥ブロー管の空気によって乾燥する。
【００１５】
第２の従来のディスペンサは被塗布体である基板を載置テーブルの横にノズル洗浄装置を設ける。このノズル洗浄装置は空気の供給口、排気口及びこれらを連通する流通路よりなる本体部、ノズルの差し込み用開口部を備えた蓋部とから構成されている(参照：特許文献２)。これにより、ノズルの下端部の外周部に這い上がった液状材料（ペースト）を圧縮空気で剥離している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００３−２２５５９０号公報
【特許文献２】特開２００５−５２７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上述の第１、第２の従来のディスペンサのいずれにおいても、ノズルの下端部の外周部に這い上がった液状材料の清掃は、這い上がった液状材料が被塗布体たとえばＬＥＤパッケージを汚染させないように、塗布位置あるいは塗布を行うテーブルと異なる待機場所あるいはノズル清掃装置において行われるので、タクトタイムが長くなり、この結果、被塗布体の製造コストが上昇するという課題がある。特に、ＬＥＤパッケージの場合は、５０〜数１００個を連続して蛍光体含有樹脂を塗布しなければならず、製造コストの上昇は重大な問題となる。また、第１の従来のディスペンサにおいては、洗浄液吐出機能をも有するので、構造が複雑となるという課題もある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述の課題を解決するために、本発明に係るディスペンサは、液状材料を貯蔵するためのシリンジと、シリンジの下端部に設けられたノズルと、空気供給管とを具備し、ノズルの下端部の外周部に少なくとも１つの凹部が設けられ、空気供給管はノズルの凹部に対して上から下へ空気を吹き付けるように構成されたものである。これにより、毛細管現象によってノズルの下端部の外周部の凹部に這い上がって凹部に寄せ集められた液状材料はノズルの下端部の方へ向うようになる。
【００１９】
また、本発明に係るディスペンサの駆動方法は、大気圧より高い所定の正圧をシリンジに印加してシリンジ内の液状材料をノズルを介して吐出する工程と、大気圧より低い所定の負圧をシリンジに印加してシリンジ内の液状材料をノズルを介す吐出を停止する工程と、吐出の停止前より空気供給管より空気をノズルの凹部に吹き付ける工程とを具備するものである。これにより、毛細管現象によってノズルの下端部の外周部に這い上がって凹部に寄せ集められた液状材料はノズルの下端部の下方へ向かい、ノズルの中に引き込まれる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ノズルの下端部の外周部に這い上がってきた液状材料を吐出動作中及びその後に再びノズルの中に引き込ますので、吐出（塗布）場所と異なる待機場所あるいは清掃装置で行う必要がなくなり、従って、タクトタイムを短くでき、この結果、被塗布体の製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るディスペンサの実施の形態を示す図である。
【図２】図１のノズルの例を示す斜視図である。
【図３】図１のノズルと空気供給管との関係を示す斜視図である。
【図４】図１のディスペンサの制御回路の動作を説明するためのタイミング図である。
【図５】図４の動作状態を示す図である。
【図６】図１のディスペンサの効果を説明する国際証明委員会（ＣＩＥ）色度図である。
【図７】従来のディスペンサを示す図である。
【図８】図７のディスペンサの動作を説明するタイミング図である。
【図９】図８の動作状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は本発明に係るディスペンサの実施の形態を示す図である。
【００２３】
図１において、ディスペンサ１’は、図７のノズル１２の代りに、下端部の外周部に凹部が設けられたノズル１２’を備え、さらに、ノズル１２’の下端部の外周部を上から下へ空気を吹き付けるための２つの空気供給管１３を備えている。ノズル１２’及び空気供給管１３については後述する。
【００２４】
シリンジ１１には、大気圧より小さい負圧ＶＮ及び大気圧より大きい正圧ＶＰの一方が電磁弁２、３によって選択されて供給される。また、空気供給管１３には、大気圧より大きい正圧ＶＰが電磁弁４によってオン、オフされて供給されている。この場合、正圧ＶＰ’は這い上がってきた蛍光体含有樹脂を押し下げるだけなので、正圧ＶＰより小さい。尚、負圧ＶＮ、正圧ＶＰ、ＶＰ’は、真空圧力源、空気圧力源（図示せず）からレギュレータ２ａ、３ａ、４ａを介して所定圧とされて供給される。
【００２５】
制御回路（マイクロコンピュータ）５は電磁弁２、３、４を制御するためのものである。
【００２６】
図２は図１のノズル１２’の詳細を示す斜視図である。ノズル１２’はたとえば0.4mm程度の外径、0.3mm程度の内径を有する。
【００２７】
図２の（Ａ）においては、ノズル１２’の先端部の外周部に先端部に対して垂直な凹部としての２つのＶ溝１２１を設けている。これら２つのＶ溝１２１はノズル１２’の中心に対して対称的に設けられている。Ｖ溝１２１はたとえば深さ20〜50μm程度、幅50〜100μm程度である。Ｖ溝１２１は毛細管現象を促進するので、毛細管現象によりノズル１２’の先端部の外周部に這い上がってきた蛍光体含有樹脂Ａ１をＶ溝１２１に寄せ集めることができる。
【００２８】
図２の（Ｂ）においては、ノズル１２’の先端部の外周部に先端部に対して垂直な凹部としての２つのテーパ１２２を設けている。これら２つのテーパ１２２はノズル１２’の中心に対して対称的に設けられている。さらに、テーパ１２２には小さな刻み１２２ａが設けられている。このテーパ１２２は毛細管現象を促進するので、毛細管現象によりノズル１２’の先端部の外周部に這い上がってきた蛍光体含有樹脂Ａ１をテーパ１２２に寄せ集めることができる。
【００２９】
図２の（Ｃ）においては、ノズル１２’の先端部の外周部に先端部に対して垂直な凹部としての２つのテーパ１２３を設けている。これら２つのテーパ１２３はノズル１２’の中心に対して対称的に設けられている。さらに、テーパ１２３の中心にはＶ溝１２３ａが設けられている。このテーパ１２３は毛細管現象を促進するので、毛細管現象によりノズル１２’の先端部の外周部に這い上がってきた蛍光体含有樹脂Ａ１をテーパ１２３に寄せ集めることができる。
【００３０】
図３は図１のノズル１２’と空気供給管１３との関係を示す斜視図である。
【００３１】
図３に示すように、各空気供給管１３は各ノズル１２’の凹部たとえばＶ溝１２１に対応して設けられ、空気供給管１３はノズル１２’の下端部の外周部に設けられた凹部たとえばＶ溝１２１に対して上から下へ空気を吹き付けるように構成されている。つまり、空気供給管１３は、毛細管現象によりノズル１２’の下端部の外周部に這い上がってＶ溝１２１に寄せ集められた蛍光体含有樹脂Ａ１をノズル１２’の下端部に押し下げるように機能する。
【００３２】
図４は図１のディスペンサ１’の制御回路７の動作つまりディスペンサ１’の駆動方法を説明するためのタイミング図である。尚、図４において、（Ａ）はシリンジ１１に所定の負圧ＶＮを印加するための電磁弁制御信号ＳＮ、（Ｂ）はシリンジ１１に所定の正圧ＶＰを印加するための電磁弁制御信号ＳＰ、（Ｃ）はノズル１２’からの蛍光体含有樹脂Ａの吐出速度、（Ｄ）は空気供給管１３に所定の正圧ＶＰ’を印加するための電磁弁制御信号ＳＰ’を示す。
【００３３】
始めに、時刻ｔ１以前では、図４の（Ａ）に示すごとく、電磁弁制御信号ＳＮがオン状態とされてシリンジ１１内の圧力は負圧ＶＮに保持される。従って、図４の（Ｃ）に示すごとく、蛍光体含有樹脂Ａの吐出はなく、負圧ＶＮによってノズル１２’の先端から垂れることはない。また、図４の（Ｄ）に示すごとく、電磁弁制御信号ＳＰ’がオン状態にあり、空気供給管１３に正圧ＶＰ’が印加され続き、従って、ノズル１２’の下端部の外周部の凹部には蛍光体含有樹脂の這い上がりはない。この状態は図５の（Ａ）に示される。尚、図５の（Ａ）において、ノズル１２’の先端部に蛍光体含有樹脂Ａ０が少し存在するが、これは前回の吐出動作の残渣であり、今回の吐出動作用いられるので問題ない。
【００３４】
次に、LEDパッケージＢが吐出位置に到着後、時刻ｔ１では、図４の（Ａ）、（Ｂ）に示すごとく、電磁弁制御信号ＳＮが電磁弁制御信号ＳＰに切換わり、シリンジ１１内の圧力が負圧ＶＮから正圧ＶＰに切換わる。この結果、図４の（Ｃ）に示すごとく、ノズル１２’の先端部から蛍光体含有樹脂Ａの吐出が開始し、時刻ｔ２にて蛍光体含有樹脂Ａの吐出速度は一定値に到着する。この段階で蛍光体含有樹脂Ａの吐出を安定化させるために、ｔ２’にて、図４の（Ｄ）に示すごとく、電磁弁制御信号ＳＮ’もオン状態からオフ状態に切換え、この結果、空気供給管１３への正圧ＶＰ’の印加は停止され、空気供給管１３からの空気の吹き付きは停止する。この状態は図５の（Ｂ）に示される。
【００３５】
次に、蛍光体含有樹脂Ａの吐出終了前の時刻ｔ３’において、電磁弁制御信号ＳＮ’がオフ状態からオン状態に切り換わり、空気供給管１３への正圧ＶＰ’の印加が開始し、空気供給管１３から空気をノズル１２’の下端部の外周部の上から下へ吹き付ける。この状態は図５の（Ｃ）に示される。
【００３６】
次に、時刻ｔ３にて、図４の（Ａ）、（Ｂ）に示すごとく、電磁弁制御信号ＳＰから電磁弁制御信号ＳＮに切換わり、シリンジ１１内の圧力が正圧ＶＰから負圧ＶＮに切換わる。この結果、図４の（Ｃ）に示すごとく、蛍光体含有樹脂Ａの吐出が蛍光体含有樹脂Ａの粘度に応じて減少し始める。その後、一定時間Ｔｄ後の時刻ｔ４において、図４の（Ｃ）に示すごとく、蛍光体含有樹脂Ａの吐出が完全に停止し、図５の（Ｄ）に示すごとく、蛍光体含有樹脂Ａはその位置Ｐで引きちぎり始め、最後に、図５の（Ｅ）に示すごとく、引きちぎれる。
【００３７】
その後、引きちぎられたノズル１２’の先端部の蛍光体含有樹脂Ａは、図５の（Ｆ）に示すごとく、ノズル１２’の先端部に引き込まれる部分Ａ０と、ノズル１２’の先端部の外周部へ毛細管現象によって這い上がろうとする部分Ａ１とに分かれる。しかし、後者の部分Ａ１はノズル１２’の先端部の外周部に設けられた凹部に寄せ集められ、空気供給管１３からの上から下への空気によってノズル１２’の下端部へ向い、やはり、部分Ａ０と共にノズル１２’の中に引き込まれていく。この状態は図５の（Ｇ）に示される。この結果、ノズル１２’の下端部の外周部には、蛍光体含有樹脂が蓄積しなくなる。
【００３８】
尚、図５の（Ｇ）に示す蛍光体含有樹脂の一部Ａ０はノズル１２’の先端部に残存するが、図５の（Ａ）の蛍光体含有樹脂Ａ０であり、次の吐出動作で再び用いられるので何ら問題ない。
【００３９】
このように、各吐出動作後には、ノズル１２’の下端部の外周部に蛍光体含有樹脂が蓄積することなく、従って、従来のごとき複数の吐出動作毎に塗布された蛍光体含有樹脂のばらつきはなくなり、この結果、白色LED素子の色度のばらつきが抑制される。
【００４０】
図６の（Ａ）は本発明に係るディスペンサによって得られたLED素子の色度のばらつきを示す国際照明委員会（CIE）色度図であり、（Ｂ）は比較例として図７のディスペンサによって得られたLED素子の色度のばらつきを示すCIE色度図である。図６の（Ａ）、（Ｂ）から、本発明によれば、LED素子の色度のばらつきが改良したことが分かる。
【００４１】
尚、上述の実施の形態においては、ノズルの先端部の外周部に２つのＶ溝、テーパ形状の凹部を設けているが、１つもしくは３つ以上のＶ溝、テーパ形状の凹部を設けてもよい。好ましくは、２〜４つの凹部を設ける。
【００４２】
また、本発明に係るディスペンサはLEDパッケージ以外の電子部品、たとえば光ディスク基板等にも適用できる。
【符号の説明】
【００４３】
１、１’：ディスペンサ
２、３、４：電磁弁
２ａ、３ａ、４ａ：レギュレータ
５：制御回路 
１１：シリンジ
１１ａ：シリンジ下部 
１２、１２’：ノズル
１３：空気供給管
１２１：Ｖ溝
１２２：テーパ
１２２ａ：刻み 
１２３：テーパ
１２３ａ：Ｖ溝
ＶＮ：負圧
ＶＰ、ＶＰ’：正圧
【図１】
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【図２】
2013193077.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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