JP2001300404A

JP2001300404A - 電動式粘性液体排出装置および方法

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Publication number: JP2001300404A
Application number: JP2001085315A
Authority: JP
Inventors: Peter W Estelle; ダブリュ．エステルピーター; Scott R Miller; アール．ミラースコット; Laurence B Saidman; ビー．セッドマンローレンス; Schmidt Paul; シュミットポール
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2001-10-30
Also published as: US20010023876A1; US6520382B2; US6318599B2; US6401976B1; US20020100775A1; US20010023880A1; EP1147817A2; US20020079327A1; US6380861B2; US6460731B2

Abstract

(57)【要約】【課題】粘性の高い液体を排出するための電動式装置
を提供すること。【解決手段】動作モード中に、粘性液体のパターンを
基板上に排出するための電動式液体ディスペンサであ
る。スタンバイオペレーションモードでは、ディスペン
サはオフにされ、粘性液体を排出しない。ディスペンサ
は、出口から液体を流出させる開位置と、出口から液体
が流出することを防ぐ閉位置の間で移動するためのディ
スペンサ本体を備えている。コイルが電機子付近に取付
けられ、該開位置と、該閉位置との間で電機子を移動す
るための電磁場を選択的に生成する。制御装置は、動作
モード中のみ、または動作およびスタンバイの両方のモ
ード中に、一定の温度を維持するために、ディスペンシ
ングバルブ上に熱伝達装置を提供すると同様に、コイル
をヒータとして使用するための異なる装置と方法を設け
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粘性液体を排出
（分配）する装置に関し、特に、ホットメルト接着剤の
ような粘性液体を排出するための電動式装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】粘性液体の正確な配置を要する、外用薬
を排出するための空気動式または電動式粘性液体ディス
ペンサが開発されてきた。空気動式ディスペンサは、デ
ィスペンシングバルブを動作する空気動式ソレノイドを
非常に強力に製造することがきるため、ディスペンシン
グバルブの動作が、排出中の液体の粘性と関係なくなる
という顕著な利点を備えている。しかし、空気動式ディ
スペンサは、一般に電動式液体ディスペンサよりも寿命
が短く、空気動式ソレノイドの動作は、電動式液体ディ
スペンサの電動ソレノイドよりも制御の正確性が低下し
てしまう。そのため、いくつかの用途では、空気動式粘
性液体ディスペンサよりも電動式粘性液体ディスペンサ
が好ましい場合がある。一般に、電動式ディスペンサは
電磁コイルを備えており、電磁コイルは、磁極に関連し
て電磁場を生じるように付勢される電機子を包囲する。
電磁場は、電機子と接続したバルブステムを移動するこ
とによりディスペンシングバルブを開閉するべく選択的
に制御される。より詳細には、電機子と磁極との間の磁
気引力が電機子とバルブを極へと移動させることでディ
スペンシングバルブが開く。ディスペンシングサイクル
の最後に、電磁石の電源が断たれ、戻りバネが電機子と
バルブステムを元の位置に戻し、これによりディスペン
シングバルブが閉鎖する。

【０００３】電動式粘性液体ディスペンシングガンの動
作において、コイルと電機子間の結合は有効でなく、そ
のため、最高の起動速度を達成するために、一般に、電
機子の動作を可能な限り迅速に開始するべく、初期のタ
ーンオン期間中に電流パルスまたはスパイクがコイルに
供給される。しかし、コイルに供給するこのようなレベ
ルの電流を維持することにより、コイル温度が急速かつ
相当に上昇してしまう。さらに、このような高レベルの
電流を維持すると、コイルのインダクタンスに保存され
たエネルギーが散逸するのに必要な時間が増加し、その
結果、ターンオフ時間と液体ディスペンサを閉鎖するた
めに必要な時間が増加してしまう。そのため、初期電流
スパイクの後、コイルを流れる電流は通常、戻りバネの
対向力を克服することで、電機子をその開位置に保持す
るのに必要な最小値にまで減じられる。このような段形
電流波形はコイル内にロードされた電流により誘導され
た熱を低下するために有用であり、これにより、コイル
を、段形波形を使用しない場合よりも低温で動作できる
ようになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以下で説明す
るように、液体排出工程中のコイルと電機子の動作によ
り、液体排出工程の質に影響を与えるその他の熱に関連
した問題を作ってしまう。粘性液体電動式ディスペンサ
を継続的に開発し使用してきた結果、パフォーマンスス
ペシフィケーションの要求がさらに多くなり、ディスペ
ンサ内の熱がパフォーマンスにどのように潜在的に影響
するかについての理解がより深まった。例えば、電動式
ディスペンシングバルブの電気コイルは、通常、空気動
式ソレノイドと同じ力を提供することができず、そのた
め、排出されている液体の粘性を変えることで生じる可
能性のあるバルブステム動作への抵抗がさらに変化する
ことになる。従って、排出されている液体の粘性が変化
すれば、電磁コイルにかかる負荷が変わり、ディスペン
シングバルブを開閉するために要する時間も変わってく
る。ディスペンシングバルブの開閉の時間におけるこの
ような変化により、基板上に排出する接着剤の位置も変
わる。

【０００５】上述に加えて、新しい用途ほどより要求の
多いパフォーマンススペシフィケーションであり、果て
しなく増加するガン速度、すなわち、より短いディスペ
ンシングバルブの開閉時間が必要となる。バルブを動作
する電気コイルに付加する電力を増すことで、ディスペ
ンシングバルブの動作速度を増すことができる。通常、
コイルに供給されている電流を増すことで電力を増加す
ることができ、また同時にコイルに熱を加え、これによ
りコイルの温度が上昇する。より熱いまたは高いコイル
温度は、粘性液体排出の濃度にいくつかの形で影響を与
える。まず、コイルからの熱が電機子と、バルブシート
に近接して、粘性液体に包囲されているバルブステムと
を介して伝搬される。電機子の温度が変化した、例え
ば、上昇した場合、排出される液体の粘性も同様に変化
し、この例では低下し、これにより、ディスペンサから
の粘性液体の流れが変化する。

【０００６】第２に、電機子が開位置と閉位置間で移動
する速度は、コイル内の電流の変更の割合の関数であ
り、これが、コイルの電気時間定数によって制御され
る。電気時間定数はコイル抵抗の関数であり、つまり、
温度の関数である。ここで説明する粘性液体ディスペン
サに使用されるコイルは、動作温度の通常範囲にかかる
抵抗における約５０％の変化を経験する。抵抗における
このような変化は、コイルの電気時間定数に実質的に影
響し、これにより、コイルがバルブを開閉できる速度に
も同様に影響する。コイルの熱時間定数は、コイル質量
と、ガン本体のような包囲材料と周囲温度との熱接続と
の関数である。コイルと包囲熱システムとの熱時間定数
は、安定した状態に達するために、熱システムに必要な
時間に影響を及ぼす。ディスペンシングシステムが一定
速度で運転しており、安定した状態が達成された場合、
熱時間定数は、ディスペンシングコイルの動作における
変化の源を呈することはない。しかし、いくつかの理由
から、安定した状態を変更することができる。この理由
とは、例えば、製造ライン速度が上昇または低下し、ま
たはディスペンシングガンが停止しており、スタンバイ
モードにある、というものである。こうした状況のいず
れも、コイル温度の変化の原因となり、熱時間定数は粘
性液体ディスペンサの動作における変化の源を呈する。

【０００７】さらに問題なのは、コイルワイヤ絶縁体の
最大温度の割合（定格）である。通常の動作条件下で、
ワイヤ絶縁体の温度割合（温度定格）はワイヤ温度を超
える。しかし、より悪い状況では、ワイヤの温度がワイ
ヤ絶縁体の温度割合を超えると、コイルワイヤ絶縁体の
完全性が妥協されてもよく、これにより、コイル巻線を
共に短絡させる。共に短絡するあらゆるコイル巻線は、
コイルの抵抗を変え、ディスペンサの液体排出動作の粘
性に潜在的かつ反対に影響する。従って、段形の電流波
形を用いることにより、従来の電動式液体ディスペンサ
がコイルの温度を下げようと試みる。さらに、マニホル
ド内を循環している液体の温度を制御するために、液体
ディスペンサが取付けられたマニホルドや液体ディスペ
ンサにヒータを使用することが知られており、これによ
り、ディスペンサ自体の温度を間接的に制御する。しか
し、電動式液体ディスペンサを一定の温度に維持するた
めに、液体ディスペンサの温度を自己収納装置で直接に
制御する試みはなされなかった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、かなり向上し
た、より濃度の高い粘性液体の排出を提供するために、
ディスペンサの熱状態を直接管理する粘性液体用の向上
した電動式ディスペンサを提供する。本発明の電動式デ
ィスペンサは、ディスペンサの動作速度における変化と
は別の、ディスペンシングバルブのより安定した起動を
提供する。本発明の電動式液体ディスペンサは、生産ラ
インの速度の変化と、液体ディスペンサの動作周波数の
変化の結果起こる不安定な温度の範囲を小さくする。さ
らに、本発明の電動式液体ディスペンサは、ガン動作の
速度とは別に、一定のコイル温度を維持する。ディスペ
ンサ内の液体の粘性を一定に保つ補助となる、温度変化
の範囲を小さくする自己収容温度制御を備えた液体ディ
スペンサが得られる。電動式粘性液体ディスペンサ内の
温度をより良く制御することにより、さらに安定した、
高速で信頼性の高い動作サイクルが得られる。従って、
本発明の電動式ディスペンサは、これまでのものより
も、粘性液体をより正確かつ精密で、より高品質に排出
する利点を備えている。

【０００９】本発明の原理と記載の実施形態によれば、
１実施形態において本発明は、動作モード中に粘性液体
を基板上に排出するための電動式液体ディスペンサを提
供する。ディスペンサは、液体を出口から流出させる開
位置と、液体の出口からの流出を防ぐ閉位置の間で移動
するために、ディスペンサ本体内に配置された出口と電
機子を備えている。電機子付近にはコイルが取付けら
れ、開位置と閉位置の間で電機子を移動するための電磁
場を選択的に生成する。制御装置がコイルに接続してお
り、液体ディスペンサを駆動するため、また同時に、動
作モード中にコイルをほぼ一定の温度に保持するため
に、液体ディスペンサ内の電機子に関連して配置された
コイルを、駆動電流で付勢するための出力信号を供給す
る。

【００１０】１実施形態の１局面では、制御装置は、コ
イルに駆動電流信号を供給する電源スイッチと、電源ス
イッチに電流波形信号を供給する熱制御装置とを備えて
いる。電流波形信号、温度制御ループに反応して電源ス
イッチを動作して、コイルを一定の温度に維持させる。
１実施形態の別の局面では、熱伝達装置がディスペンサ
本体との熱伝達関係において取付けられており、制御装
置は熱伝達装置と接続して、熱伝達装置に、動作および
スタンバイモード中に、熱伝達装置とディスペンサ本体
の間で選択的に熱を伝達させ、これにより、動作および
スタンバイモード中に、ディスペンサ本体を一定の温度
に維持する。本発明の第２実施形態では、スタンバイオ
ペレーションモード中にはディスペンサは停止され、粘
性液体を排出せず、また、制御装置はさらに、スタンバ
イモード中にコイルをほぼ一定の温度に保つべく、電流
でコイルを付勢するために出力信号を供給する。本発明
の別の実施形態では、コイルは、電機子付近に配置され
た第１、第２巻きを備えており、制御装置がコイルの第
１、第２巻きに対して選択的に出力信号を供給して、動
作およびスタンバイモード中に、コイル巻き内を電流が
流れるようにする。制御装置はさらに、動作モード中
に、開位置と閉位置の間で電機子を移動するために、第
１、第２巻きを付加的関係において、また、スタンバイ
モード中に、電機子を閉位置に不動に維持するために、
第１、第２巻きを対向する関係において選択的に配置す
る切替え装置を備えている。

【００１１】１実施形態の１局面では、制御装置は、駆
動電流信号をコイルに供給する電源スイッチと、電流波
形信号を電源スイッチに供給する熱制御装置とを設けて
いる。電流波形信号は、コイルを一定の温度に維持する
ために電源スイッチを動作する。熱制御装置は、電力、
電流、温度変数のいずれかの、これら変数の所望の値そ
れぞれに対する変化に反応して電流波形信号を生成す
る。この別の実施形態の別の局面では、制御装置は、高
周波数電源と、電源スイッチ、コイル、高周波数電源の
間を接続している切替え装置とを備えている。切替え装
置は、動作モード中にコイルを電源スイッチと接続し、
スタンバイモード中にコイルを高周波電源と接続する。
この別の実施形態のさらなる局面では、制御装置は、各
コイル巻き内を流れる電流を独立して制御するようにデ
ューティレシオを許容するために、コイル巻きどうし
を、電源を横切り平行して接続するための電源スイッチ
を備えており、これにより、コイル巻きによって供給さ
れた起動電力からコイルの電力加熱を離し、独立して制
御する。

【００１２】本発明のさらなる実施形態では、動作モー
ド中に、コイルを加熱することにより、ディスペンシン
グガン内で電機子に対して配置されたコイルをほぼ一定
の温度に維持するべく、電動式粘性液体ディスペンサを
動作する方法が提供される。さらなる実施形態では、上
述の方法は、スタンバイモード中にコイルを過熱するこ
とにより、スタンバイモード中の粘性液体が分配されて
いない間に、コイルをほぼ一定の温度に維持する。本発
明の別の局面では、コイルを流れる電流によって、ま
た、個別に加熱および冷却する熱伝達装置によって、動
作およびスタンバイモード中にコイルが加熱される。本
発明のさらなる局面では、コイルの加熱は、コイル内の
電流のＲＭＳ値によって制御される。液体ディスペンサ
温度制御装置の上述の実施形態は、液体ディスペンサ内
の温度変化の範囲を小さくし、通常、液体ディスペンサ
の温度をほぼ一定に維持する利点を備えている。従っ
て、液体ディスペンサ温度制御装置は、最良の電流波形
パラメータを制御できるユーザに依存するのではなく、
一定のコイル温度を維持するために適応性があり、自己
調整できるようになっている。動的な温度制御は、過剰
な温度が発生しないようにユーザが電流波形を調整する
場合にコイルを過熱から保護する。一定のコイル温度
で、ディスペンシングガン内の液体の粘性はより一定に
保たれ、これにより、排出工程の安定性が向上する。さ
らに、ディスペンシングガンの動作周波数の全体にかけ
て一定の温度を維持することで、コイル温度制御装置
は、より高い質と、より安定した粘性液体の排出動作を
提供するさらなる利点を備える。さらに、このような温
度制御は、ディスペンシングガンをガンの理論的な最高
温度限度と同速度でなくとも非常に近い速度で、過熱す
ることなく安定して動作できる。

【００１３】本発明のさらなる実施形態では、電動式の
液体ディスペンサは、ヒータを備えた本体と、本体の第
１、第２側部を横切る液体通路と、液体通路と液通した
排出出口を設けている。ディスペンサは、供給板の端部
を横断する液体通路を備えた供給部材を設けている。供
給部材の１端は、本体の第１側部に取付けられており、
この際、供給部材内の液体通路の１端が本体内の液体通
路の１端と液通している。ディスペンサはさらに、本体
の第２側部上の液体通路を終端するための、本体の第２
側部に取付けられたキャップを設けてる。このさらなる
実施形態の１局面では、ディスペンサは、ヒータを具備
した本体を備えた第２ディスペンサと、この第２本体の
第１、第２側部を横断する液体通路と、液体通路と液通
している排出出口とを設けている。第２本体の第１側部
は、第１本体の第２側部に取付けられており、この際、
第２ディスペンサ本体内の液体通路の１端が、第１ディ
スペンサ本体内の液体通路の対向する１端と流体接続し
ている。このさらなる実施形態の別の局面では、ディス
ペンサは、第１、第２本体の間に配置されたスペーサ板
を備えており、ヒータは、本体内部の電機子に対して取
付けられたコイル、または加熱・冷却熱伝達装置を備え
ている。

【００１４】本発明の、コイルヒータを使用したこのさ
らなる実施形態は、ディスペンシングガンが通常取付け
られる液体分配マニホルド板を個別に設ける必要なく、
通路内の粘性液体を所望の温度に維持する利点を備えて
いる。この構造のディスペンシングガンは、従来のマニ
ホルド板デザインよりも実質的にさらにコンパクトであ
るというさらなる利点を備えている。さらに、ディスペ
ンシングガンの構造は、実質的に安価である。そして、
単純な構造であるのでディスペンシングガンを関連する
装置に取付ける際にかなり優れた柔軟性が得られる。本
発明のさらに別の実施形態では、電動式液体ディスペン
サの温度を監視するための温度モニタは、ディスペンサ
内の電機子付近に取付けられたコイルを設け、このコイ
ルが、電機子を開位置と閉位置の間で移動させるための
電磁場を選択的に生成する。温度モニタは、コイル内の
電流を測定するための電流測定装置と、測定した電流値
を所望の電流値と比較するためのコンパレータとを備え
ている。インジケータは、測定した電流値と所望の電流
値の間の関係を示す表示を提供する。

【００１５】この実施形態の別の局面では、温度モニタ
が、コイル内の電流のＲＭＳ値を測定し、所望の電流値
に関連して測定電流の異なる値を示す異なる表示を提供
するための異なるインジケータを備えている。熱モニタ
は、ユーザが行った電流波形の調整が、最大コイル温度
よりも低い、これと近い、またはこれを超えるコイル温
度を提供するかについてのリアルタイムの表示をユーザ
に提供するという利点を有する。さらに、熱モニタは、
使用されるディスペンシングガンと、実施されている排
出用途に適した温度制限を選択する上でユーザを補助す
るというさらなる利点を備える。当業者には、添付の図
面を参照しながら以下に述べる現在の好ましい実施形態
の詳細な説明を考慮すれば、本発明の様々な利点、目
的、特徴が容易に明白になるであろう。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に図面を参照しながら本発明の
好ましい実施形態を説明する。まず図１を参照すると、
電動式粘性液体ディスペンサまたはディスペンシングガ
ン１０は、液体分配マニホルド板４５上に従来方法で取
付けられたディスペンシングモジュールまたはバルブ３
３を1つまたはそれ以上備えている。ディスペンシング
バルブ３３は、ディスペンサ本体１２と液体ディスペン
シングノズル本体１４を具備している。ディスペンサ１
０は、ホットメルト接着剤のような粘性の高い液体を排
出（分配）するために設けられているが、その他の液体
の排出にも本発明を使用することができる。このような
液体には、はんだ付け剤、熱グリス、熱伝達構成要素、
はんだペーストが含まれる。さらに、ディスペンサ１０
は、少量の液体を排出するために、ディスペンシング装
置またはシステム（図示せず）の内部に従来の方法で取
付けられている。この少量の液体とは、好ましくは小滴
または小点状だが、連続した滴であってもかまわない。
図１に示すように、液体ディスペンシングノズルボディ
１４と共に使用したディスペンサ本体１２は、粘性液体
の小滴１８を基板１９上に排出するように特別に構成さ
れている。基板１９とディスペンサ１０の間では従来方
法により相対動作が行われる。

【００１７】ディスペンサ本体１２の内部２０にはバル
ブステム２６が取付けられており、バルブステムは内部
２０を通るシャフト２８を設けている。図１中でノズル
本体１４内に配置されたバルブシート３２と密閉係合し
ているシャフト２８の低端部２８ａには、ボール３０が
取付けられている。これにより、バルブステム２６とボ
ールがバルブシート３２に対応して開閉位置間で往復運
動を行い、ディスペンシングバルブ３３として機能す
る。ボール３０とバルブシート３２が密閉係合している
ため、エポキシ樹脂のような粘性の高い液体はバルブシ
ート３２の出口３４を通って流れることができない。ノ
ズルチップ３６を別のノズルチップと交換して、異なる
大きさや、場合によっては異なる形状の小滴を簡単に作
ることができる。液体流入通路４６が内部２０を横断
し、通常は加圧されたホットメルト接着剤の源４７と流
体的に接続したマニホルド４５内の液体通路４９と結合
している。矢印５０は、液体入口通路４６を通って内部
２０を流れる液体の流路を示している。

【００１８】電機子６０が内部２０に配置されており、
シャフト２８と共軸整列され、また、好ましくはシャフ
ト２８に一体形成されている。電機子６０周囲には電磁
コイル７０が周設されている。あらゆる適切な電磁コイ
ルを使用できるが、一般に環状形の電磁コイル７０を使
用する。コイル７０はハウジング７２内に格納され、電
源（図示せず）と接続している。コイル70は、電流の供
給を受けると、以下に説明するようにバルブステム２６
を開位置に移動する電磁場を生じる。

【００１９】電機子６０内には、戻りバネ８２を格納す
るための内径８０がのびている。バルブシー３２を閉位
置に密閉係合するために、戻りバネ８２がバルブステム
２６を、さらに詳細にはボール３０を付勢している。一
般に戻りバネ８２は圧縮バネであり、電磁極８４との係
合を介して内径８０内で圧縮されている。開位置にする
ためには、電機子６０と極８４を引き合わせるように、
電磁コイル７０が電機子６０と極８４の間に十分な電磁
場を生じさせる必要がある。極８４は固定されているた
め、電機子６０がバネ８２の力に対抗して、極８４にあ
たるまで移動する。ストローク長は、図1に示すように
電機子６０と極８４の間の距離である。調整ナット８６
は、ストローク長を初期設定する手段を提供する。より
詳細には、ブレージング８８が極８４と管状部材９０を
接続している。管状部材９０は、内部がねじ切りされた
低ハウジング部分９４内に受容される低ねじ切り部分９
２を備えている。スクリュードライバのような工具を使
用して、まず極８４を回転させることにより、Ｏリング
９６が低ハウジング部９４の内面に対して滑動し、管状
部材９０が回転する。この調整により、極８４の低端部
と電機子６０の上端部の間の距離を変更することがで
き、すなわち、バルブステム２６のストローク長を変更
することができる。管状部材９０の周りには低ドーナツ
９８が周設されており、低ドーナツ９８は低ハウジング
部分９４の上側部にもたれた状態で配置されており、一
方で、上ドーナツ１１０がナット８６と止め座金１０２
によってコイルハウジング７２に固定されている。この
ようなディスペンサ１０は、１９９９年３月２日に提出
され、本願明細書中でも全体的に援用している共通出願
の米国特許第５，８７５，９２２号“ＡＰＰＡＲＡＴＵ
ＳＦＯＲＤＩＳＰＥＮＳＩＮＧＡＮＡＤＨＥＳ
ＩＶＥ”でさらに詳細に説明されている。

【００２０】上述したように、製造オペレーション中に
制御できるその正確性から電気ガンが適している。しか
し、電気ガンには、ガン内部の温度変化がガンの性能に
直接影響を与えてしまうという欠点がある。さらに、従
来の電気液体ディスペンサは、初期スパイクを備え、次
に、戻りバネ８２の抵抗力を克服することにより、バル
ブステム２８を開位置に保つのに十分な度合いにまで電
圧を下げるコイルに段形の電流波形を付加する。こうし
た一連の電流波形信号の略図を図２Ａに示す。ガンをオ
ン状態にし、ディスペンシングバルブ３３を開くには、
トリガパルスに反応して、初期電流の大きさＩ_pkを持続
時間または時間Ｔ_pkの間付加する。その後、オン時間Ｔ
_onの残り時間中、電流がより低い保持レベルＩ_hにまで
減じられる。次に、電流波形時間Ｔ_pの残り時間にオフ
時間Ｔ_offの間、ゼロ電流値が保持される。図２Ａ〜２
Ｄに示す波形は説明を目的としてものであり、実際の波
形は、レベル間の電流を転移する指数関数から成る。多
くの要素Ｉ_pk、Ｉ_h、Ｔ_pk、Ｔ_on、Ｔ_p、Ｌ_coil、Ｒ_coil
等によって、実時間オン時間波の形状は図２Ａ〜２Ｄの
理想的な波形とは基本的に異なって見える。Ｔ_onとＴ_p
は、特定の製品に必要な接着剤パターンに関連してい
る。コイルのインダクタンスと抵抗はガン自体の関数で
あり、Ｉ_pkは通常、ディスペンシングガン１０の磁気飽
和の制限によって拘束される。

【００２１】反対に、電流波形時間Ｔ_pは周波数に関連
している。従って、トリガパルスの周波数が増加するに
従い、電流波形の時間Ｔ_pが減少する。そのため、コイ
ルの加熱は、時間の経過に従い、ディスペンシングガン
１０の動作の周波数、ピーク電流の大きさＩ_pk、ピーク
電流Ｔ_pkの遅延、保持電流の大きさＩ_h、電流波形オン
時間Ｔ_onの関数となる。ピークおよび保持電流の大きさ
の初期値はコイルの仕様に基づくが、ピーク電流の大き
さＩ_pk、保持電流Ｉ_hの大きさ、ピーク電流Ｔ_p _kの遅延
は全てユーザが調整することができる。ユーザは、ディ
スペンシング動作をそのピークパフォーマンスに一致さ
せるために、電流波形とディスペンシングライン比率を
頻繁に調整する。しかし、ユーザには、上述した排出工
程の質に悪影響を与えるようなコイル温度の調整の効果
に関したリアルタイムのフィードバックがない。そのた
め、こうしたシステム同調はその他の絶えず変化する状
況によっても影響され、それにより、これらの調整は繰
返し不能になり、多少技術形態になる。

【００２２】本発明は、ディスペンシングガン１０のオ
ペレーション実質上全範囲にかけて電流波形パラメータ
を動的に制御するため、コイル温度が最大コイル温度よ
りも低い一定の値に維持される。異なるトリガ周波数に
ついてコイル温度が一定に維持されれば、コイル温度の
変化の悪い効果が排除されるので、より安定した正確な
粘性液体排出オペレーションが得られる。

【００２３】コイル温度規制（調整）の１実施形態を図
３に示す。コイル７０はバイファイラコイル、つまり、
２つの独立したコイル巻き１１０、１１２を持ったコイ
ルである。コイル巻き１１０、１１２は、切替えリレー
またはＭＯＳＦＥＴ、ＩＢＧＴ、ＢＪＴ等の半導体スイ
ッチを用いて実現することができる切替え装置１１４に
よって接続している。図３では、切替え装置１１４は、
切替え接触子１１６と切替えソレノイド１１８を備えた
切替えリレーとして図示されている。液体が排出されて
いる作動モードの最中に、切替え装置１１４がコイル巻
き１１０、１１２を接触子Ａを介して接続するため、第
1コイル巻き１１０が第２コイル巻き１１２と直列し、
この間を、電流がコイル巻き１１０、１１２の両コイル
極性に対して共通の方向に向かって流れる。スタンバイ
モードではディスペンシングガン１０は停止し、これに
より、スタンバイ信号に反応して、切替え装置１１４が
コイル巻き１１２をＢ接触子に切替え、コイル巻き１１
０、１１２を対立して接続する。そのため、スタンバイ
モード中に、電流はコイル巻き１１０をそのコイル極性
に対して１方向に流れるが、巻き１１２では、電流はそ
のコイルの極性に対して反対方向に流れる。巻き１１
０、１１２により作成された磁束磁界が相互に対向およ
び相殺し合う。正味磁束ゼロでは、コイル７０を流れる
電流は、戻りバネ８２の力を克服することができない。
その結果、スタンバイモード中に、コイル７０を流れる
電流があれば電機子は不動に維持され、また、ディスペ
ンシングバルブ３３は閉位置に保たれる。これにより、
実質的に一定の電流が、ディスペンシングバルブ３３の
排出動作とは常に独立してコイル７０に流れ、コイル７
０内の温度が実質的に一定に保たれる。

【００２４】次に図３を参照する。コイル７０はガン制
御装置１２０と接続しており、制御装置は電源１２２、
コイル電流変調器１２４、熱制御装置１２６、電流セン
サ１２８を備えている。電流センサ１２８は、単式の抵
抗器、ホール効果装置、電流変成器等を含む多くの電流
測定方法の内の１つを実現することができる。ガン制御
装置１２０はさらに、装置またはシステム制御１３０と
接続しており、ガン制御装置１２０内またはその他の装
置、例えばシステム制御１３０の１部内に組み込むこと
ができる警告、障害インジケータ１３２に対して出力信
号を発生する。システム制御１３０は、ディスペンシン
グシステムの動作に必要である従来のディスペンシング
システムまたは装置制御の全てを具備している。システ
ム制御１３０はさらに、従来方法でユーザとの通信リン
クを提供するキーパッドやプッシュボタン等の入力装
置、ディスプレイ、インジケータライト等の出力装置を
備えている。熱制御装置１２６は、アナログまたはデジ
タル回路構成要素を用いて実現することができるが、熱
制御装置は通常、制御装置１２６への信号入力と、記憶
されたプログラム指示に反応して動作するプログラム可
能なマイクロコンピュータ制御で実現される。

【００２５】本発明の実施形態では、コイル７０の温度
を一定に維持するために、コイルに供給されている電力
も一定にしなければならない。理論上、コイルへの電力
は、最高速度で作動している製造ラインのコイルに供給
されている電力よりも低くすることができる。この電力
値を求めるために、ガン制御装置１２０がオペレーショ
ンの学習モードを実行する。一般に学習モードでは、ユ
ーザがシステム制御装置１３０のスイッチをオンにし、
出力１３１上の学習信号をガン制御装置１２０へ伝送す
る。図４は、熱制御装置１２６の１部分の実施形態を示
す機能ブロック略図である。熱制御装置１２６は電力制
御１３７を備えており、この電力制御は、制御１３７内
に示された装置を実行する指示がプログラムされたプロ
グラム可能なマイクロプロセッサ制御と共に実現され
る。図４の熱制御装置によって実行された学習モード工
程をフローチャートで図５に示す。学習モード工程の第
１段階５０２では、ディスペンシングガン１０を最高速
度で動作する。通常、システム制御１３０は製造ライン
を最高速度、換言すると、ディスペンシングガン１０を
最高速度で動作させる最高速度で動作するために使用さ
れる。

【００２６】ディスペンシングガン１０は、システム制
御１３０から出力１３１に供給されたトリガパルスに反
応して動作される。各トリガパルスで、図２Ａに示すよ
うに波形発生器１４８によって波形信号が供給される。
電力波形等の波形信号が、コイル電流変成器１２４より
供給された駆動電流のような出力信号の波形を決定す
る。排出されている液体の粘性の関数には、一般にＩ_pk
とＴ_pkの値が選択される。さらに、保持電流の値Ｉ
_hが、バルブを開位置に維持するために必要とされる最
小電流、つまり、圧縮されたバネ８２（図１）の付勢力
を克服するための最小電流値に等しい公称値に設定され
る。この電流波形がＤ/Ａ変換器１４９を通過し、出力
１５１上の熱制御装置１２６から出る。次に、電流波形
はコイル電流変圧器１２４の電源スイッチ１５４を駆動
し、電源１２２からコイル７０に所望の電流または電力
を供給する。そのため、ディスペンシングバルブ３３
は、電流の使用において予測される最大周波数で動作さ
れる。あるいは、システム制御１３０を使用し、製造ラ
インとは別にディスペンシングバルブ３３を動作するこ
とも可能である。次に、５０３において、トリガパルス
が最大周波数で生成される際の速度がシステム制御１３
０に記憶される。この工程段階は、オペレーションのス
タンバイモードにおいてコイルに電流がどのように付加
されるかによって任意で設けられることが理解されるで
あろう。

【００２７】学習モードで動作する際に、ディスペンシ
ングガン１０の動作つまり排出モード中にガンを制御す
る電力ターゲットまたは設定値を確立するために、ディ
スペンシングガン１０が消費する最大電流または電力が
識別されなければならない。そのため、学習モードの次
の段階５０４では、最高速度でのガンの動作中にコイル
７０を流れる電流を測定する。本発明の１形態によれ
ば、電流は電流センサ１２８によって測定され、出力１
２９上で測定された電流値が、図４のＡ/Ｄ変換器１３
６により制御装置１２６へ供給される。次に、Ａ/Ｄ変
換器１３６からのデジタル電流値がサンプリング、平均
化されて記憶される。コイルにおける電流または電圧の
ＲＭＳ値は、コイル内の過熱電力の測定値である。従っ
て通常、コイル温度を顕著に表す値である、電流のＲＭ
Ｓ値が算出される。電流のＲＭＳ値の算出は制御１３７
内のリソースを著しく消費する。そのため、代わりに、
電流センサ１２８出力を集積回路チップに入力すること
もできる。集積回路チップは電流を感知し、感知した電
流のＲＭＳ値に比例する大きさの値を持つＤＣ電圧出力
を供給する。このような集積回路チップを図１１中のチ
ップ１８０で示しており、チップ１８０からの出力１８
８がＡ/Ｄ変換器１３６への入力となる。

【００２８】次に、学習モード５０６では、最大ガン動
作速度におけるコイルの電力を計算する必要がある。コ
イルの電力は、電流-電力変換器１３８によって制御装
置１２６内で決定される。理解されるとおり、電力を算
出するために、電流、電圧、コイル抵抗、電力の間のあ
らゆる既知の関係を用いることができるが、電力は通
常、公式Ｐ＝ＩＩ² _coil×Ｒ_coilを使って計算される。
そのため、電力の計算にはコイルの抵抗が必要である。
コイルの抵抗はいくつかある方法の内の１つで求めるこ
とができる。まず、事前に計算され記憶されたコイル抵
抗値をプロセッサ１２６内の記憶装置（図示せず）から
読み出して、電流-電力変換に使用することができる。
しかし、上述したように、コイルの抵抗はコイル温度の
関数である。そのため、あるいは、コイル温度とコイル
抵抗値を相関させるテーブルを制御装置１２６内に記憶
させ、コイル７０と熱伝達関係において取付けられてい
る、図３にファントム画法で示した温度センサ１３９
を、コイルの温度の検出に使用することもできる。本発
明のこの形態では、温度センサ１３９は制御装置１２６
によって読み出され、また、比較可能なコイル抵抗がテ
ーブルから読み出される。

【００２９】あるいは、コイルの抵抗を、次式に従い、
センサ１３９からの温度測定に基づいてリアルタイムに
計算することもできる。Ｒ_h＝Ｒ_c（１＋α（Ｔ_h-
Ｔ_c））。ここで、Ｒ_hとＲ_cはそれぞれコイルのホット
抵抗とコールド抵抗であり、Ｔ_hとＴｃはそれぞれコイ
ルのホット温度とコールド温度であり、αは銅の熱抵抗
の係数、つまり−１７．７７７℃（.００２１８/゜Ｆ）
である。コイルＲ_cの製造準備段階（preproduction）の
コールド抵抗は、Ｔ_cにおいて、コイルに最小電力を付
加し、測定した電流と付加された電圧の比率としてＲｃ
を計算することにより求められる。値Ｔｃ，Ｒ_c、αの
値は記憶され、動作モード中に、コイルの温度Ｔ_hがセ
ンサ１３９によって決まった回数だけ測定され、コイル
の抵抗Ｒ_hを計算するために、記憶された値が上述の公
式と共に使用される。

【００３０】さらに別の形態では、コイルの抵抗を他の
方法でリアルタイムに測定することができる。例えば、
図２Ｂを参照すると、電流波形のオフ時間Ｔ_off中に、
制御回路がコイル７０にサンプル電流パルスを供給し、
コイルの電流と電圧が従来方法で測定される。次に、オ
ームの法則にしたがって、電圧と電流のサンプルからコ
イルの抵抗値が計算される。図２Ｃに示す別の方法で
は、電流波形のオフ時間Ｔ_off中に小さな、しかしゼロ
ではない、実質的に一定の大きさの電流波形がコイル７
０に付加される。同様の方法で、コイル７０の抵抗を計
算するために、コイルの電流と電圧が測定され、使用さ
れる。図２Ｂ、２Ｃに示した小さな、ゼロでない大きさ
は、保持電流の大きさよりも小さいため、コイルが電気
的にオンになっても、バネの力がコイル７０を機械的に
オフに維持することができる。

【００３１】コイル抵抗は、図２Ｄに示すさらに別の形
態を用いても測定することができる。この形態では、電
流波形のオフ時間Ｔ_off中に、コイル７０に正弦波が付
加される。正弦波は、保持電流の大きさよりも小さなピ
ークツーピーク値であるため、コイル７０は電気的にオ
ンであるが、機械的にはオフである。さらに、正弦波は
通常、約６７Ｈｔｚの周波数を持つが、しかし、その他
の周波数も使用できることが理解されるであろう。コイ
ル７０はインダクタンスと抵抗の組み合わせである。純
粋なインダクタンスであれば、電圧波形が電流波形を９
０°リードする。しかし、コイル７０の抵抗構成要素は
これに対応して、電圧波形が電流波形をリードする量を
減じる。このリード時間は、コイル７０に付加された、
電源スイッチ１５４（図３）の出力１２３上の電圧波形
のゼロ交差を検出することで求められる。このゼロ交差
は、熱制御装置１２６のタイマまたはカウンタ（図示せ
ず）を開始するために用いられ、その後、電流センサ１
２８の出力１２９上で検出された際の電流波形の次のゼ
ロ交差が、カウンタを停止するべく用いられる。コイル
７０の電流抵抗を決定するために、この測定された時間
シフトを、時間シフトとコイル抵抗値を相関させるテー
ブルと共に使用することができる。時間シフト対コイル
抵抗値のテーブルを実験しよって作成する。コイル７０
を使用した製造準備段階テストでは、コイル７０の抵抗
と温度を、コイルを異なる電力レベル、そして異なる温
度で動作することに応じて、器具を使用して測定するこ
とができる。時間シフトは上述の方法で測定および記憶
され、時間シフト対コイル抵抗と温度のテーブルが作成
され、記憶される。

【００３２】最大の排出速度におけるコイルの力が計算
されると、図５の学習工程５０８において、制御１３７
に、算出したコイルの電力の値に等しい電力設定値また
はターゲットを設定させる。従って、最大排出速度はコ
イル７０の所望の最大温度を生じ、電力またはターゲッ
ト設定値がその最大温度と相関され、その最大温度を提
示する。その結果、コイル内に電力設定値と等しい電力
を維持することで、コイル７０が、所望の最大温度と等
しい一定の温度に保たれる。学習工程はさらに、５１０
において、電力設定値が所定の、および記憶された最大
値よりも大きいかどうかを決定し、そうである場合に
は、５１２において警告インジケータ１３２が起動され
る。学習モードで電力設定値が決定した後には、ガン制
御装置１２０は２つの動作モード、つまり、動作モード
またはスタンバイモードの内の１つで動作を開始する準
備ができる。通常、これらのモードの１つは、ユーザの
入力または選択に反応して、システム制御１３０からの
出力ライン１４０上の信号によって選択される。動作モ
ードにおいて、熱制御装置１２６が、切替え装置１１４
にコイル巻き１１２を接触子Ａと接続させ、これによ
り、コイル巻き１１０、１１２が直列に接続する。この
接続において、コイル巻き１１０、１１２を流れる電流
により生成された磁束が同一方向になり、ディスペンシ
ングバルブ３３の電機子６０を動作できるようになる。
スタンバイモードにおいて、切替え装置１１４がコイル
巻き１１２をＢ接触子への接続に切替え、これにより、
コイル巻き１１０、１１２を対向位置に配置する。コイ
ル巻き１１０、１１２を通る電流により生成された磁束
は、対向し、相殺し合う関係になる。従って、正味磁束
がほとんどないまたはゼロの場合には、コイル巻き１１
０、１１２を流れる電流は粘性液体ディスペンサ１０の
電機子を移動することはできない。

【００３３】ディスペンサ１０が動作モードで動作して
いると仮定した場合、電流センサ１２８からの測定した
電流信号が、熱制御装置１２６のＡ/Ｄ変換器１３６に
供給される。電流-電力変換器１３８内の電力値を求め
るために、上述した方法で、コイル抵抗と共に電流の値
が使用される。次に、コンパレータまたは合計ジャンク
ション１４１において、学習モード中に求められた電力
設定値で、電力値が比較または代数的に合計される。変
換器１３８からの最新の測定電力値と電力設定値の間の
差は、コンパレータ１４１からの出力１４２上のエラー
信号として得られる。測定した電力が電力設定値よりも
大きい場合には、警告インジケータ１３２が起動され、
選択した電流波形パラメータが、選択した最大コイル温
度を超えるコイル温度を発生しているとユーザに示す。
そのため、次にユーザは電流波形パラメータを、警告イ
ンジケータが停止するまで修正することができ、電流波
形が最大温度よりも低いコイル温度を発生している旨を
ユーザに保証する。通常は従来方法の比例・積分・微分
（“ＰＩＤ”）を用いて実現されるフィードバック制御
装置１４４に、出力１４２上のエラー信号が入力され
る。しかし、その他の制御スキームも使用できることが
理解されるであろう。フィードバック制御装置１４４か
らの出力信号は電力-電流変換器１４６へ供給される。
電流-電力変換器１３８の動作に関連して説明される従
来の関係を用いて、電力値が電流値へと変換される。つ
まり、フィードバック制御装置１４４からの電力値とコ
イル抵抗値とがわかれば、電流値を容易に求めることが
できる。

【００３４】次に、電流値が波形発生器１４８に供給さ
れ、次いで波形発生器がシステム制御１３０の出力１３
１上のトリガパルスによって開始される。トリガパルス
が、電流波形がコイル７０に供給される時点を画定する
ことにより、ディスペンシングバルブ３３が開く。通
常、トリガパルスはシステム制御１３０内で、従来のパ
ターン制御装置またはプログラム可能な制限スイッチ
（図示せず）によって生成される。パターン制御装置
は、所望のディスペンシング動作を提供するために、様
々なディスペンシングガンの動作を示す値の行列を記憶
する。ディスペンシングガンの動作を開始するためのト
リガパルスの生成が、ディスペンシングガン１０に対す
る、基板１９の検出可能な特徴または部分の相対位置に
よって決定される。この相対位置は、パターン制御装置
またはプログラム可能な制限スイッチを用いて、従来方
法で決定および追跡することができる。これにより、Ｄ
/Ａ変換器１４９の動作を、図２に示す段形の波形を提
供する方法で制御するために、波形発生器１４８が各ト
リガパルスに反応して出力を供給する。

【００３５】図２Ａ〜図２Ｄの段形波形の生成におい
て、通常、波形生成器１４８が、排出されている液体の
粘性の関数として値Ｉ_pkと値Ｔ_pkを選択する。いくつか
の用途では、液体の粘性が一定に保持され、これによ
り、値Ｉ_pkとＴ_pkが選択されて、排出サイクル全体を通
して不変であると仮定することが適当である。その他の
制御システムでは、粘性の変化を示す信号を供給するも
のが知られている。異なる粘性値に関連した値Ｉ_pkとＴ
_pkのテーブルを確立することができ、また、適切な値Ｉ
_pkとＴ_pkが一番新しく決定された粘性値の関数として選
択される。排出オン時間Ｔ_onは、ディスペンシングガン
１０が内部で動作するディスペンシングシステムの動作
速度の関数として変化する。さらに、保持電流Ｉ_hの値
が、通常バルブを開位置に保つのに必要な最小電流と等
しい値、つまり、圧縮されたバネ８２（図１）の付勢す
る力を克服するための電流の最小値に公称的に設定され
る。

【００３６】ディスペンシングシステムが最大値で動作
する場合、電流センサ１２８によって検出されている電
流のために電力設定値と実質的に等しい電力値が得ら
れ、これにより、合計ジャンクション１４１からの出力
１４２上にゼロ差信号が存在することになる。従って、
この状況では、論理的にはコイル７０を駆動する電流波
形の修正は必要ない。しかし、ディスペンシングシステ
ムは頻繁に、最高動作速度よりも低い速度で運転される
ことが理解されるであろう。これらの状況において、電
流センサ１２８で測定された電流のために、変換器１３
８からの電力値が電力設定値よりも小さくなる。コイル
がこのようなより低い電流値で動作される場合、コイル
の温度が、最高速度での動作中に達成された温度から低
下する。より低い温度によりコイル７０の抵抗が変化
し、さらに、コイルの温度が低下する結果となる。この
ような温度変化の欠点については既に説明した。従っ
て、本発明の原理に従い、合計ジャンクション１４１に
供給されるＲＭＳ電流値が減った場合、続いて、コイル
７０に供給されるＲＭＳ電流値を増加して、コイル７０
が消費する電力が実質的に一定に、また、電力設定値と
等しく保たれるようにすることが望ましい。従って、コ
イル７０（図１）に駆動電流を供給する電流波形は、ま
ず、ディスペンシングバルブ３３を開いて粘性液体を排
出するためにバルブステム２８を移動し、次に、これと
同時に、実質的に一定の温度を保つためにコイル７０内
の電流を変更する。

【００３７】Ｄ/Ａ変換器１４９の出力１５１上のアナ
ログ電流値がコイル電流変調器１２４に供給される（図
３）。変調器１２４は、Ｄ/Ａ変換器１４９の出力１５
１と、電流センサ１２８の出力１２９とに反応する入力
を備えたコンパレータまたは合計ジャンクション１５０
を設けている。合計ジャンクション１５０は、２つの電
流値間の差を示すエラー信号である出力１５２を供給す
る。このエラー信号は、従来の方法で電源スイッチ１５
４のパルス幅変調を供給するために使用される。電源ス
イッチ１５４はコイル７０に所望の駆動電流信号を供給
するべく動作するが、この場合、波形発生器１４８によ
り決定された形状に対応した一般的な形状の電流波形を
用いる。通常、コイルスイッチは、例えばＭＯＳＦＥＴ
スイッチやバイポーラトランジスタのような、従来のＨ
ブリッジまたはその他の切替え回路の形状であるような
半導体スイッチである。

【００３８】ディスペンシングシステムが最高速度より
も低い速度で運転している場合には、いくつかの異なる
方法の内の１つによりコイル７０に熱が加えられる。ま
ず、波形発生器１４８が、フィードバック制御装置１４
４からの出力に反応して保持電流Ｉ_hの値を増加する。
保持電流が増加すると電流センサ１２８が電流値の上昇
を検出し、これにより、電力変換器１３８からの値が上
昇する。この工程は、電力変換器１３８からの電力値が
電力設定値と等しくなり、合計ジャンクション１４１の
出力１４２上のエラー信号が約ゼロの値を得るまで繰り
返される。あるいは、波形発生器１４８はピーク電流Ｉ
_pkの時間幅Ｔ_pkを増加することができる。第３の別形態
として、波形発生器１４８は、合計ジャンクション１４
１の出力１４２にあるエラー信号に反応して、ピーク電
流Ｉ_pkの大きさを大きくすることもできる。ピーク電流
を変更できる範囲は、磁気回路を飽和するのに必要な電
流の関数であってよい。波形発生器１４８は、コイル７
０に供給されている電流を制御するために、上述した所
望のパターン内の変数の１つまたはそれ以上を修正でき
ることが理解されるであろう。

【００３９】そのため上述の説明に従い、ガン制御装置
１２０は、動作モード中のディスペンシングガン１０の
動作周波数とは別に、コイル７０の電力したがって温度
を実質的に一定に維持するのに有効である。従って、適
切な駆動電流をコイル７０（図１）に供給するべく機能
する電流波形はまず、ディスペンシングバルブ３３を開
いて粘性液体を排出するべくバルブステム２８を開き、
次に、これと同時に、実質的に一定な温度を保つべくコ
イル７０内の電流を変更する。これにより、図３に示す
ガン制御装置１２０は、液体ディスペンシングガンを駆
動するために適切な電流波形を供給するだけでなく、さ
もなければ液体ディスペンサが被ってしまうであろう温
度変化の範囲を縮小するために、制御された方法でコイ
ル内に熱を導入する。続く時間に、ユーザはシステムを
動作モードからスタンバイモードに切替える。システム
制御の出力１４０上の信号の状態が変更し、熱制御装置
が切替えソレノイド１１８の動作状態を変更することに
より、接触子１１６がＢ接触子に切り替わり、コイルが
対向位置に配置される。これと同時に、コイル電流変調
器が、電源スイッチ１５４をスタンバイモードの持続時
間の間所定の度合いでオンに切替え、これにより、コイ
ル巻き１１０、１１２に流れる連続した電流を供給す
る。電流の所定の度合いは、通常、動作モード中にコイ
ルに供給された電流の平均値によって決定される。従っ
て、スタンバイモード中には、電流は、動作モードに関
連した上述の方法でコイル７０に供給される。コイル巻
き１１０、１１２の対向関係は電機子が動くことを防止
するため、ディスペンシングバルブが閉じた状態に保た
れる。しかし、コイルに供給されている電力は電力設定
値と等しいまま保たれ、スタンバイモードにあるコイル
の温度は実質的に一定に留まる。スタンバイモード中に
一定電流の度合いを付加する代わりに、システム制御１
３０内のパターン制御装置が、トリガパルスの出力を、
学習モード中に記憶されたトリガパルスの最大周波数と
等しい周波数において供給して、それによりコイル巻き
１１０、１１２に連続した電流を供給できることが理解
されるであろう。

【００４０】マイクロプロセッサ制御１３７の別形態を
図６に示す。図４の電力制御１３７は、変換器１３８、
１４６内に２つの電流/電力変換を必要とすることが理
解されるであろう。これらの電流/電力変換器は、リア
ルタイムで実行され、有益なプロセッサ時間を利用する
必要がある。図６の電流制御１１０内の装置は電流のみ
を利用するので、変換器１３８、１４６の必要性を除去
することができる。上述したものと同様の方法で、学習
モード中に、電流制御１６０がマイクロプロセッサ制御
装置で実現され、ディスペンシングシステムが最高速度
で動作する際に電流センサ１２８によって測定された電
流設定値Ｉ_spを記憶する。そのため、最大排出速度では
コイル７０の所望の最大温度が生じ、電流設定値と等し
い電流をコイル内に維持することにより、コイル７０
が、所望の最大温度と等しい一定の温度に維持される。
その後、動作モードとスタンバイモードの最中に、Ａ/
Ｄ変換器１３６が、動作およびスタンバイモード中に測
定した電流値と電流設定値を代数的に合計するかまたは
比較するコンパレータまたは合計ジャンクション１４１
にデジタル信号を供給する。測定した電流値が電流設定
値よりも大きい場合、警告インジケータ、またはその他
の診断を起動することができる。これら電流値間の差
は、合計ジャンクション１４１の出力１４２上のエラー
信号として供給される。フィードバック制御装置１６２
は、波形発生器１６４に信号を供給するために、ＰＩＤ
制御のような制御ループを利用する。波形発生器１６４
は、Ｄ/Ａ変換器１４９に駆動信号を供給するために、
保持電流、スパイク遅延、ピーク電流を、個別にまたは
組合わせて変えるべく、上述の方法で動作する。Ｄ/Ａ
変換器１４９は出力１５１上の信号を電流変調器１２４
に供給し、コイル７０に供給された電流が設定値値に維
持される。これによりコイル７０の温度が一定に維持さ
れ、コイル温度が排出中の液体の粘性の変化に影響を及
ぼすことはない。

【００４１】熱制御装置１２６のさらなる実施形態を図
７Ａに示す。この熱制御装置１２６は、電流制御ループ
とは対照的な温度制御ループを使用するものである。温
度設定値Ｔ_spは一般にコイル絶縁システムであり、また
例えば、２１８．３℃（４２５°Ｆ）であってよい。温
度設定値は、ユーザが、システム制御１３０に関連した
入力装置を用いて選択することができる。あるいは、学
習モードにおいて、ディスペンシングシステムがその最
高速度で動作している際に、温度センサ１３９の値を読
み出すことにより温度設定値を自動的に確立することが
できる。温度センサ１３９は従来のあらゆる温度感知装
置、例えば、抵抗温度装置、熱電対、サーミスタ、固体
センサ等で実現することができる。その後、動作モード
とスタンバイモード中に、測定した温度信号が合計ジャ
ンクション１４２に入力として供給される。合計ジャン
クション１４１は、測定した温度値を温度設定値と代数
的に合計するか、または比較する。測定した温度値が電
流設定値よりも大きい場合、警告インジケータまたはそ
の他の診断を起動することができる。これらの温度値の
間の差は、合計ジャンクション１４１の出力１４２上の
エラー信号として供給される。Ｄ/Ａ変換器１４９に駆
動制御信号を供給するために、フィードバック制御装置
１６２と波形発生器１６４が、保持電流、スパイク遅
延、ピーク電流を個別に、または組合わせて変形するべ
く上述の方法で動作する。Ｄ/Ａ変換器１４９が、出力
１５１上の比較可能なアナログ信号を電流変調器１２４
に供給することにより、コイル７０に供給された電流
が、コイル７０温度設定値に維持するべく規制される。
そのため、一定のコイル温度が、排出中の液体の粘性を
一定に保つ。

【００４２】熱制御装置１２６の別の実施形態を図７Ｂ
に示す。この熱制御装置１２６は温度制御ループを備え
ている。Ａ/Ｄ変換器１３３は、電源スイッチ１５４の
出力１２３と接続した入力を備えており、また、Ａ/Ｄ
変換器１３５は、電流センサ１２８の出力１２９に接続
した入力を備えている。温度計算機１４５は、それぞれ
のＡ/Ｄ変換器１３３、１３５からの電圧および電流信
号に反応して、その出力１６１上にコイル７０の電流、
測定温度を示す信号を供給する。この実施形態は、図２
Ｂ〜２Ｃに示したオフ時間電流波形のいずれかを用い
て、温度設定値Ｔ _spを決定する。学習モードでは、最高
速度で動作するディスペンシングシステムを用いて、温
度計算１４５がＡ/Ｄ変換器１３３、１３５から電圧と
電流信号をサンプリングした後に、オームの法則に従っ
てコイルの抵抗を計算することができる。次に、上述の
通り実験により事前に決定したコイル抵抗とコイル温度
を相関するテーブルから最大温度または温度設定値が読
み出される。

【００４３】最大温度または温度設定値は、図２Ｄの正
弦波形を用いて上述したオフ時間波形を使って求めるこ
ともできる。図２Ｄの正弦波形は、オン時間の終了後に
短い持続時間を経てから開始されることに留意すべきで
ある。この遅延は、電磁場を散逸するために崩壊するこ
とで誘導された電流のための時間を提供する。正弦波形
の適用中に、温度計算機１４５が、コイル７０に付加さ
れた電源スイッチ１５４（図１）の出力１２３上にある
電圧波形のゼロ交差を検出する。ゼロ交差は、温度計算
機１４５内のタイマまたはカウンタ（図示せず）を開始
するために使用され、その後、温度計算機１４５は、電
流センサ１２８の出力１２９上に検出された電流波形の
次のゼロ交差を検出する。電流波形のゼロ交差はカウン
タを停止するために使用され、その後、温度計算機１４
５内のカウンタが測定した値が、コイル７０に付加した
電圧と電流信号間で測定した時間シフトを提示する。温
度計算機１４５は、上述の通りに作成した時間シフトと
温度を相関させたテーブルと共にこの測定した時間シフ
トを使用し、また、温度計算機１４５がその出力１６１
上に、コイル７０の電流温度を示す信号を供給する。デ
ィスペンサが動作モードで動作している場合、図７Ｂの
実施形態は、温度計算機１４５の出力１６１上に測定し
た温度信号を連続して供給するために、図２Ｂ〜２Ｄに
示したあらゆる電流波形を使用することができる。コイ
ル７０の温度を所望の温度設定値値に維持するために、
コンパレータ１４１からエラー信号を生成し、図７Ａに
関連して説明した電流波形を変形するべく、この測定し
た温度信号がコンパレータ１４１に供給される。

【００４４】次に図８を参照すると、一定のコイル温度
を維持するための本発明の別の実施形態を示している。
この実施形態では、標準コイル７１を使用し、これを電
流センサ１２８と接続している。例えば切替えリレーの
ような切替え装置１７０は、切替え接触子１７２と接続
した切替えソレノイド１７１を備えている。図３で既に
説明しているように、熱制御装置１２６は、システム制
御１３０が動作/スタンバイ信号を受信すると、出力１
２７上に動作/スタンバイ信号を供給する。動作/スタン
バイ信号は、熱制御装置１２６の出力１２７を介して切
替えソレノイド１７１に供給される。動作モードにおい
て、切替えソレノイド１７１は切替え接触子１７２を図
中のＡ位置へと移動し、これにより、コイル７１を電源
スイッチ１５４と接続させる。動作モードにおいて、ガ
ン制御装置１２０は、図３〜６に関連して説明したもの
と実質的に同一の方法で動作する。使用している電流、
電力または温度設定値から抽出した駆動電流信号がコイ
ル７１に供給される。

【００４５】熱制御装置１２６が、動作モードがスタン
バイモードに切替わったことを検出すると、出力１２７
上の信号の状態が変更され、これにより、切替えソレノ
イド１７７に接触子１７２をＢ接触子に切替えさせる。
この位置にて、コイル７１は高周波数電源１７３と接続
する。コイルの応答時間よりも高い、つまり、コイル７
１が電機子６０を移動できないほど十分に高い周波数値
を得るために、高周波数電源１７３の出力周波数が選択
される。高周波数信号が平均値の上下で均等に揺れる場
合、ガンは低域フィルタのように動作する。平均値がゼ
ロの場合にはガンは起動されない。さらに、選択する周
波数は、コイル７１に電機子６０とディスペンシングバ
ルブ３３を、ディスペンシングガン１０の端部に熱を生
成する動作を乱さない範囲で、または、毎分、液体がデ
ィスペンシングバルブ３３を通過する量を許容する範囲
で乱さないようにするものであるべきである。従って、
このような周波数は１０ＫＨｚまたはそれ未満、あるい
は１ＭＨｚまたはそれ以上であってよいが、通常は１０
０ＫＨｚ前後である。高周波数電源１７３は、電源１７
３の出力１７４に付加された高周波数信号の度合いを変
えるために、電源スイッチ１７４に関連して既に説明し
たものと同様の方法で合計ジャンクション１５０の出力
に応答する。正味結果は、電流センサ１２８と熱制御装
置１２６によって検出された通りの平均またはＲＭＳ電
流が、動作のスタンバイモード中にそれぞれ電流、電力
または温度設定値と等しい値に維持されることで、コイ
ル７１の温度が一定に保たれ、ディスペンシングガン１
０内の液体の粘性がより均一に保たれる。

【００４６】図９を参照すると、コイル７１の温度を制
御するための装置のさらなる実施形態を示している。コ
イル７１はディスペンシング本体１２内の電機子６０付
近に取付けられている。ディスペンシング本体１２の外
部には、１つまたはそれ以上のペルチエ要素１７６が取
付けられている。ペルチエ要素１７６の上には熱シンク
１７７が設置されている。ペルチエ要素は、ペルチエ要
素を通る電流の方向を逆にすることで加熱または冷却を
行える２端子の両方向装置である。ペルチエ要素は、ニ
ュージャージー州トレントンにあるＭｉｌｃｏｒ社製の
ものが市販されている。

【００４７】ある動作モードでは、ガン制御装置１２０
がシステム制御１３０から動作/スタンバイ信号を受信
し、波形発生器１６５が図２Ａに関連して説明したもの
と似た波形を作成する。波形に関連した変数が従来の方
法で決定される。この従来方法では、ピーク電流の大き
さＩ_pkとピーク電流遅延Ｔ_pkが、排出中の液体の粘性の
関数として求められる。さらに、保持電流Ｉ_hが、ディ
スペンシングバルブ３３を開いた状態に維持するのに必
要な最小電流として求められる。上述したものと似た方
法で、波形発生器１６５からの出力と電流センサ１２８
からのフィードバックに従い、この波形がコイル電流変
調器１２４に供給され、駆動電流信号がコイル７１に供
給される。この実施形態では、温度設定値Ｔ_spが合計ジ
ャンクション１７９に供給される。温度設定値は、ガン
制御装置１２０内に永久的に記憶されるか、または、図
２Ｂ〜２Ｄの電流波形の利用を含んだ図７Ｂに関連して
説明した上述の方法の内いずれかの方法で供給される。
合計ジャンクション１７９は、温度設定値と温度フィー
ドバック信号と比較し、入力間の差を示す信号をペルチ
エ加熱/冷却制御１８１へ供給する。例えば、温度フィ
ードバック信号は、コイル７１との熱伝達関係において
取付けられている温度感知装置１７５（ファントム画法
で示す）であってよい。温度感知装置１７５はいくつか
ある従来の装置、例えば温度抵抗装置、熱結合またはそ
の他の温度感知装置のどれを用いてもよい。さらに、個
別の温度感知装置１７５を使用する代わりに、ペルチエ
要素１７６を用いて温度を感知してもよい。ペルチエ要
素１７６が温度と比例した出力電圧を供給する短い時間
だけ、ペルチエ要素１７６加熱/冷却サイクルを妨害す
ることができる。あるいは、上述したように、図２Ｂ〜
２Ｄの電流波形のいずれかを用いて温度フィードバック
信号を供給してもよい。ペルチエ制御は公知の加熱制御
であり、ペルチエ要素１７６を動作するために、比例、
比例積分、ＰＩＤ制御を用いて実現することができる。

【００４８】温度設定値は、システムが最高速度で動作
している際に予想されるコイル７１の温度である。ペル
チエ加熱/冷却制御１８１は、温度設定値よりの低いま
たは高い温度をそれぞれ検出する温度感知装置１７５に
反応して、ペルチエ要素１７６にディスペンサ本体１２
を選択的に加熱または冷却するべく動作可能である。そ
のため、例えば、ディスペンサ本体１２の適切な冷却を
許容しない環境においてシステムが最高速度で動作して
いる場合、ディスペンサ本体は所望の温度設定値を上回
る温度に達することがある。このような状況においてペ
ルチエ加熱/冷却制御１８１は、ディスペンサ本体１２
を温度設定値にまで冷却するべくペルチエ要素１７６を
動作させる。あるいは、ガン制御装置が動作モードか
ら、コイル７１に電流が供給されていないスタンバイモ
ードに切替えられると、ディスペンサ本体が温度設定値
よりも低い温度にまで冷却する。このより低い温度は温
度センサ１７５により検出されると、ペルチエ加熱/冷
却制御１８１に、ペルチエ要素１７６をディスペンサ本
体を加熱して温度設定値に戻させるよう動作させる。

【００４９】ペルチエ要素１７６の使用にはさらに、コ
イルを電力範囲、つまりその指定の速度を超える速度で
動作させることができるという利点がある。例えば、コ
イル７１が、コイルに付加されている９ワットの電力と
等しい速度で動作するように指定され、ペルチエ要素は
コイルから３ワットの電力を冷却することが可能である
場合、コイル電流変調器１２４を、１２ワットの電力と
等しい速度でコイルを駆動するために使用することがで
き、これにより、ディスペンシングバルブ３３の動作の
周波数が実質的に増加する。コイルに１２ワットの電力
が供給されたとしても、ペルチエ要素は３ワットの熱を
除去することができるため、コイル７１の正味電力熱を
９ワットで、指定範囲内に維持される。

【００５０】図９に、ペルチエ加熱/冷却制御１８１
を、温度センサ１７５を利用した閉温度制御ループの１
部として示すが、温度センサ１７５は省略してもよく、
また、ペルチエ加熱/冷却制御は温度設定値にのみ反応
する、開ループモードで動作されてもよいことが理解さ
れるであろう。図９の温度制御はさらなる不定性を持っ
ている。つまり、温度設定値は固定されており、異なる
サイズのコイルを格納するためにユーザが選択すること
ができ、時間にかけて一定の値、または他のパラメータ
の関数として変化する値であってもよいことが理解され
るであろう。上述した一定のコイル温度を維持するため
のコイル温度制御の実施形態には多くの利点がある。ま
ず、ガン制御装置は、最良の電流波形パラメータを選択
することができるユーザに依存するのではなく、適応性
があり、一定のコイル温度を維持するために自己調整す
ることができる。一定のコイル温度で、ディスペンシン
グガン内の液体の粘性がさらに安定して保たれることに
より、ディスペンシング工程の一貫性が向上する。さら
に、ディスペンシングガンの動作周波数の全範囲にかけ
て一定の温度を維持することで、液体ディスペンシング
オペレーションの質がさらに向上し、また安定する。さ
らに、このような温度制御により、ディスペンシングガ
ンを、ガンの理論上の最大制限温度でなくても、これに
非常に近い速度で、過熱することなく安定して動作する
ことができる。温度制御は、ユーザが電流波形を調整す
る場合に、過剰な温度が発生しないようにコイルを過熱
から保護する。

【００５１】さらに、測定されたフィードバック電流ま
たは温度が設定値を超える際に過熱インジケータを起動
することにより、選択した電流波形パラメータの悪影響
に関した価値のあるフィードバックがユーザに提供され
るため、ユーザは適切な行動をとることができる。モジ
ュールに熱を加えるためにディスペンシングバルブコイ
ルを利用することで、新しく違ったデザインのディスペ
ンシングガンを得る機会ができる。図１を参照すると、
ディスペンシングガンは、マニホルド４５に取付けられ
た１つまたはそれ以上のバルブディスペンシングモジュ
ール３３を備えている。通常、マニホルド４５は、粘性
液体を所望の温度に維持するためのヒータと温度フィー
ドバック装置（図示せず）を備えている。過去には、マ
ニホルド４５とディスペンシングバルブ３３を通る過熱
した液体の循環が適切な熱管理方法であると証明され
た。しかし、この説明の初めで述べたように、電気ガン
のコイルの熱は新しく重大な熱管理問題を導入してしま
う。本発明の原理によれば、コイルの熱を制御すること
により、ディスペンシングモジュールまたはバルブの熱
を制御することができる。そのため、ここで初めて、デ
ィスペンシングモジュールの熱管理が、例えばマニホル
ド板４５のようなその他の要素とは独立してモジュール
内に自己収納される。この新規のモジュール機能は、デ
ィスペンシングガンの異なる構造の機会を新しく提供す
る。

【００５２】次に図１０を参照すると、ディスペンシン
グガン１９２は、従来の液体ディスペンサ構造で必要と
される液体分配マニホルド４５（図１）を要さず、ディ
スペンシングバルブまたはモジュール１９３、２０３を
連続的に接続して構造されている。モジュール１９３、
２０３は、相互に極近接して取付けられるか、またはモ
ジュール１９３、２０３のノズル１９５の間に所望のス
ペーシングを設けるために、スペーサ板１９４で分離さ
れている。図１のデザインでは、モジュール３３の所望
の間隔は、モジュール３３をマニホルド板４５上に所望
の間隔で取付けることで得られる。

【００５３】従来の液体ディスペンサとの第２の違い
は、粘性液体が、ディスペンシングガン１９２の１端か
らディスペンシングモジュール１９３、２０３を通って
連続して供給される点である。これと反対に図１では、
各ディスペンシングモジュール３３は、マニフォルド板
４５から、マニフォルド板４５内の専用の供給路４９に
よって直接供給される。図１０のディスペンシングガン
１９２は、ディスペンシングガンの１端と結合している
供給部材または端部板１９６から粘性液体を受容する。
供給部材１９６は、部材１９６の１側部２１０を横断す
る液体入口１９７を備えており、液体入口は加圧された
粘性液体４７の源と液体的に接続している（図１）。液
体入口１９７は、供給部材１９６の対向側部２１１を横
断する第1液体通路部１９９ａと液体的に接続してい
る。ディスペンシングガン１９２の反対の端部はキャッ
プまたは端部板１９８で終端しており、その唯一の機能
は、入口１９７からのび、供給部材１９６、ディスペン
シングバルブ１９３、スペーサいた１９４、ディスペン
シングバルブ２０３を通って連続液体通路１９９を終端
させることである。ディスペンシングモジュール１９３
内の第２液体通路部分１９９ｂは２つの側部、例えばデ
ィスペンシングモジュール１９３の対向する側部２１
２、２１３を横断している。第３液体通路部分１９９ｃ
は２つの側部、例えばスペーサ板１９４の対向する側部
２１４、２１５を横断し、第４液体通路部分１９９ｄは
２つの側部、例えばディスペンシングモジュール２０３
の対向する側部２１６、２１７を横断している。上述の
構造により、用途の必要性によって、１本のディスペン
シングモジュールのみ、または任意の数のディスペンシ
ングモジュールを使用できることが理解されるであろ
う。スペーサブロック１９４の幅は所望の幅であってよ
く、また、ディスペンシングモジュール１９３、２０３
は、スペーサブロック１９４の仲介なしで相互に取付け
ることができる。さらに、キャップ１９８は、側部２１
７で通路１９９ｄ内にねじ切りされた板またはプラグに
よって実現することができる。同様に、供給部材１９６
は板、側部２１０で通路１９９ａ内にねじ切りされたニ
ップルまたはその他の部品で実現される。さらに、内部
液体通路１９９ｂ、１９９ｄはＬ字型またはＴ字型であ
るために、通路１９９ｂ、１９９ｄはモジュール１９
３、２０３の他の側部を横断し、これにより、特定の用
途に使用するディスペンシングガンの設計にさらなる柔
軟性が与えられる。

【００５４】コイルをヒータとして使用するか、または
図７Ａに関連して説明したその他のヒータを採用するか
のいずれかでディスペンシングモジュール１９３、２０
３にヒータを採用することにより、ディスペンシングモ
ジュール１９３、２０３は、個別のマニホルドを必要と
せずに、通路１９９内に粘性液体を所望の温度で維持す
るのに十分な熱を供給できるようになる。ディスペンシ
ングガン１９２の構造は、図１の従来のデザインよりも
実質的によりコンパクトであるという利点を有する。さ
らに、さらに、マニホルド４５と、これに関連するヒー
タと熱制御装置を排除することにより、図１０のディス
ペンシングガン１９２の構造は実質的に安価であり、そ
のより単純な構造は、ディスペンシングガン１９２を関
連する装置と共に取付ける上で実質的により高い柔軟性
を提供する。

【００５５】ここまで説明した図２〜９の実施形態は、
液体排出工程中に、コイル温度の変更による悪影響を低
減させるために、コイル温度の自動制御を提供すること
に向けられている。あらゆる用途において、ユーザに、
過剰温度と潜在的に過剰な温度に関するデータまたはイ
ンジケータを提供することも重要であることが理解され
るであろう。多くのディスペンシングシステムにおい
て、ユーザはピーク電流の大きさＩ_pk、ピーク電流遅延
Ｔ_pk、保持電流の大きさＩ_hを手動で調整することがで
きる。さらに、ディスペンシング工程は、ディスペンシ
ングパターン、液体粘性、製造率、基板材料等のような
用途依存である変数を数多く含んでいる。ディスペンシ
ング工程を最良化する努力において、ユーザはコイルに
供給されている電流波形の形状を頻繁に変更する。さら
に、ユーザには、いつこのような調整が電力スペシフィ
ケーションまたはコイルの最大温度限度に近くなるか、
あるいはこれを超えるかについての知識がない。さら
に、一般のユーザは該して、コイルに供給されている電
流を監視することができるオシロスコープや電流プロー
ブといった器具を持っていない。そのため、選択した電
流波形が過剰なコイル温度を発生させているかどうかを
ユーザに対して表示するシステムは明らかに有益であろ
う。従って、コイルに供給されている電流の波形を調整
する際に、ユーザは、このような調整がコイルの最大温
度限度に接近しているか、またはこれを超えているかに
ついてのリアルタイムのフィードバックを受ける。

【００５６】図１１はこのような熱モニタと診断回路の
１実施形態である。コイル内の過熱電力の測定は、コイ
ルに付加された電流または電圧のＲＭＳ値の測定によっ
て最良に示される。このようなＲＭＳ値はコイル加熱と
直接関連し、適切な温度表示を提供する。上述したよう
に、ＲＭＳ電流値の測定とその直流値への変換は、コン
ピュータまたは専用の集積回路チップを使用して実行で
きる。このような集積回路チップの１つに、Ａｎａｌｏ
ｇＤｅｖｉｃｅｓ社から市販されているＭｏｄｅｌ
Ｎｏ．ＡＤ７３７がある。その他のチップにはＭｏｄｅ
ｌＮｏ．ＡＤ７３７、ＡＤ６３７があり、また、他社
製の同種のチップを使用することもできる。図１１を参
照すると、このような集積回路チップ１８０は入力１８
１上のコイル電流に反応し、赤、黄、緑色ＬＥＤ１８
２、１８３、１８４の各々に出力を供給し、コイル温度
の質的表示を提供する。入力１８１上のコイル電流が、
利得調整電位差計１８６を含む入力回路１８５を介して
チップ１８０に供給される。チップ１８０は電源回路１
８７によって電力供給され、チップ１８０は、入力１８
１に供給されたコイル電流のＲＭＳ値と比例する出力１
８８にＤＣ信号を供給する。コンパレータ回路１８９
は、出力１８８のＤＣ電圧の大きさと、電位差計１９
０、１９１を介して選択可能な参照電圧を比較する。

【００５７】図１１のモニタ回路は、異なる電気液体デ
ィスペンサの各々の温度特性について設定する必要があ
る。温度特性は、液体ディスペンサの温度対電力または
電流関係を記憶することにより実験的に決定することが
できる。こうした関係は、異なる大きさの電流をディス
ペンサに付加し、その結果の温度を測定することで決定
することができる。液体ディスペンサの最大温度は、通
常、その液体ディスペンサの製造業者のスペシフィケー
ションの関数として求められる。記憶した電流-温度関
係を用い、最高ディスペンサ温度に基づいて第１電流値
が求められる。この第１電流値が入力１８１に付加さ
れ、赤色インジケータライト１８２がオンになるまで電
位差計１９０が調整される。同様に、最大温度に近いよ
り低い温度、例えば、最大温度の９０％または９５％で
ある温度が選択される。記憶してある温度-電流関係を
用いて、対応する電流が決定され、モニタ回路の入力１
８１に付加される。次に、黄色注意ＬＥＤ１８３が点灯
するまで電位差計１９１が調整される。従って、黄色注
意ＬＥＤ１８３は、コイル内の電流が、より低い温度と
最大温度の間の温度を示す時を表示する。入力１８１上
のコイル電流が、黄色ＬＥＤ１８３を点灯するのに必要
なコンパレータ経路１８９のしきい値未満である場合に
は緑色ＬＥＤ１８４が点灯し、これにより、ユーザによ
り選択されている電流波形が低い温度よりも低く、過剰
なコイル温度を発生しない旨をユーザに通知する。図１
１はコイル温度モニタの１例を示すが、図３〜９の全て
の実施形態は、インジケータ１３２として個別に識別さ
れるか、機械制御１３０内に一体形成されるかの内のい
ずれかのコイル温度モニタ特徴を提供する機能を持って
いることに留意すべきである。さらに、図２Ｂ〜２Ｄに
示すように、電流波形のオフ時間中の電流サンプリング
を使用して温度モニタを提供することもできる。

【００５８】図１１の熱モニタ回路は、ユーザが行った
電流波形の調整が、最大コイル温度よりも低い、これに
近い、あるいはこれを超えるコイル温度を発生させるか
どうかリアルタイム表示をユーザに対して行うという利
点を備えている。さらに、製造ラインの速度は、様々な
調整がなされるに従って増大的に加速し、また、速度が
加速することで質に悪影響を及ぼすことはない。ライン
速度が加速するにつれ、平均コイル電流が増加し、図１
１のモニタ回路がコイル電流を連続して感知し、ＬＥＤ
１８２、１８３を介して、コイル電流が過剰温度を生じ
る値に近いまたはこれを超える旨をユーザに警告する。
さらに、熱モニタによってユーザは、使用中のディスペ
ンシングガンと実行中のディスペンシング用途に適した
温度限度を選択することができる。これ以外の温度の漸
次的な変化を例えば棒グラフによって示すことができ、
また、その他の形式の知覚可能インジケータ、例えば音
声インジケータを使用してもよい。

【００５９】本発明を様々な好ましい実施形態の説明に
よって例証し、また、本発明を実施する最良モードにつ
いて述べるためにこれらの実施形態をかなり詳細に説明
してきたが、付属の請求項の範囲をこの説明に規制また
は、いかなる形においても限定することは出願者の意思
に反するものである。本発明の精神と範囲内におけるさ
らなる利点と変更が可能なことが当業者には明白であろ
う。例えば、動作/スタンバイ信号は、ユーザが選択で
きるものであり、システム制御１３０から熱制御装置１
２６へ供給されるものとして説明した。あるいは、シス
テム制御１３０を、切替えソレノイド１７１や、熱制御
装置１２６の代わりに動作/スタンバイ信号を備えたそ
の他の構成要素を直接駆動するために使用することがで
きることが明白であろう。さらに、動作/スタンバイ信
号を供給するその他の方法も容易に引出すことができ
る。これ以外の設定値のような信号は、適宜、ガン制御
装置１２０または機械制御１３０から開始したり、また
はこれらに記憶されることができる。さらに、ガン制御
装置はユーザ入力、出力装置を適宜設けることができ、
またこれは一般にデザインの選択の問題である。

【００６０】図３〜９に関連して説明した実施形態で
は、電力、電流、温度設定値はそれぞれ、最高排出速度
で動作しているシステムでコイルの温度を表すものとし
て設定された。さらに、測定された、電力、電流、温度
設定値を超える電力、電流、温度に反応して警告インジ
ケータが起動される。熱制御装置１２６内の制御ループ
で使用される設定値の温度は何度でもかまわないことが
理解されるであろう。さらに熱制御装置１２６は、他の
警告インジケータを提供するために、測定された電力、
電流または温度を、電力電流または温度の参照値のいく
つかと比較する。例えば、測定された電力、電流、温度
値を、上述のように波形発生器を制御するために選択し
た動作周波数または速度におけるコイル温度を表す、そ
れぞれ対応した電力、電流、温度設定値と比較すること
ができる。さらに、測定した電力、電流、温度値を、最
高コイル温度を表すそれぞれ対応する電力、電流、温度
参照値と比較することもでき、また、最高コイル温度を
超えた場合には警告インジケータが起動される。

【００６１】学習信号を、ユーザが選択したシステム制
御１３０への入力として説明したが、他の方法を用いて
学習工程を実施できることが明白であろう。例えば、ガ
ン制御装置は、システムの動作中に、最高トリガ周波数
と、関連する測定電力、電流、または温度を監視するこ
とができる。続いて、関連する電力、電流、温度が設定
値として定義される。あるいは、ガンが許容できる最高
電力、電流、温度でコイルを動作することで、学習信号
を全て回避することが可能である。言い換えれば、電
力、電流、温度設定値は、アプリケーションや設備特性
ごとに設定されるのではなく、装置に対して最大である
と推測される。

【００６２】図３の切替え装置１１４は、コイル巻き１
１０に対するコイル巻き１１２の固定切替えを提供す
る。さらに、動作モード、スタンバイモードの両方で、
コイル７０に同様の駆動電流を供給するために電源スイ
ッチ１５４が有効である。従って、電流が動作モードで
コイル７０を流れた結果得られる加熱電力と作動力の間
の関係は、コイル巻き１１０、１１２を流れる電流の合
計と等しい。しかし、動作モード、スタンバイモードの
両方でコイル７０を流れる電流により供給される加熱電
力は、コイル巻き１１０、１１２を流れる電流の２乗の
和に等しい。図３に示す切替え構成では、コイル巻き１
１０、１１２は切替え装置１１４によって連続的に接続
しており、これにより、電源切替え１５４によって供給
されるあらゆる駆動電流について、駆動力と加熱電力が
不変の関係を有する。コイル巻き１１０、１１２が連続
的に接続していないが、電源１２２と平行して接続して
いる場合には、コイル巻き１１０を流れる電流が独立し
て制御され、コイル巻き１１２を流れる電流とは異な
る。

【００６３】図１２に、このような切替え構成を、コイ
ル電流変調器１２４の別の実施形態として示す。電源ス
イッチＰＳ１〜ＰＳ４は、コイル巻き１１０、１１２の
各端部を電源＋Ｖ_DCの１側部と接続する。さらに、電源
スイッチＰＳ５〜ＰＳ８は、コイル巻き１１０、１１２
の各端部を共通の電源と接続する。電源スイッチＰＳ１
〜ＰＳ８はの各々は、切替え制御装置２０４の各々の出
力１−８と接続した制御入力２０２を備えている。切替
え制御装置は、コイル巻き１１０、１１２を、付加的な
関係または対向のいずれかにおいて接続するための、シ
ステム制御１３０（図１）の出力１４０からの動作/ス
タンバイ信号に反応する論理プロセッサである。例え
ば、動作モードにおいて、切替え制御装置２０４は閉電
力スイッチＰＳ１、ＰＳ６、ＰＳ３、ＰＳ８に出力を供
給し、これにより、付加的関係においてコイル巻き１１
０、１１２に電流が流れるようにする。スタンバイモー
ドが起動している場合には、切替え制御装置２０４は開
電力スイッチＰＳ３、ＰＳ８と閉電力スイッチＰＳ４と
ＰＳ７に出力を供給することにより、コイル巻き１１２
に対して流れる電流を逆転させ、コイル巻き１１０、１
１２を対向して配置する。

【００６４】切替え制御装置２０４は、例えばパルス幅
変調工程を利用することにより、電源スイッチＰＳ１〜
ＰＳ８の動作のデューティレシオを変更する機能をさら
に備えている。従って、例えば、電源スイッチＰＳ１と
ＰＳ６が１００％の時間で閉位置にある場合、３ａｍｐ
の電流量がコイル巻き１１０を通過する。しかし、切替
え制御装置２０４のパルス幅同調機能を使用すると、電
源スイッチＰＳ１とＰＳ６のデューティレシオは５０％
に減少し、コイル巻き１１０を流れる電流は１．５ａｍ
ｐに低下する。この機能を用いて、コイル巻き１１０、
１１２によって供給された加熱電力が実質的に変化し、
一方で、ディスペンシングバルブを開く一定の起動力を
維持する様子を表した数例を以下に示す。第１例では、
動作モード中に、切替え制御装置２０４が電源スイッチ
を３３％のデューティレシオで動作すると仮定する。前
の文章の数量例を引き続き用いて、閉位置にある電源ス
イッチＰＳ１、ＰＳ６、ＰＳ３ＰＳ８に反応して、３３
％のデューティレシオの結果、１ａｍｐの電流がコイル
巻き１１０、１１２に流れた。起動力がコイル巻き１１
０、１１２を流れる電流の合計によって求められ、この
場合は２ａｍｐである。さらに、電力加熱機能は、コイ
ル巻き１１０、１１２を流れる電流の２乗の合計と等し
く、この場合も２ａｍｐである。電源スイッチＰＳ３と
ＰＳ８が開位置にあり、電力スイッチＰＳ４、ＰＳ７が
閉位置にある際に、スタンバイモードにおいても同様の
結果が得られた。

【００６５】第２例では、動作モードにおいて、２ａｍ
ｐの電流がコイル巻き１１０を流れるようにするため
に、電源スイッチＰＳ１とＰＳ６が６７％のデューティ
レシオで動作され、一方で、電源スイッチＰＳ３とＰＳ
８がゼロデューティレシオで動作されることで、コイル
巻き１１２に流れる電流がなくなる、と仮定する。ここ
でも、電流量の合計から得られる起動力は２ａｍｐであ
る。しかし、電流量の２乗の合計の結果である加熱電力
は４ａｍｐと等しい。スタンバイモードでは、電源切り
替えＰＳ１、ＰＳ６、ＰＳ４、ＰＳ７は４７％のデュー
ティレシオで動作され、コイル巻き１１０、１１２に約
１．４ａｍｐの電流が供給される。２つのコイル巻きは
対向位置に配置されているため、電流量はゼロであり、
起動力も同様にゼロである。しかし、電流量の２乗の合
計は約４ａｐｍであり、これは動作モード中に供給され
る加熱電力と同じである。

【００６６】第３例では、動作モード中に、電源スイッ
チＰＳ１とＰＳ６が１００％のデューティレシオで動作
され、コイル巻き１１０に３ａｍｐの電流が流れる。さ
らに、電源スイッチＰＳ４、ＰＳ７は３３％のデューテ
ィレシオで動作され、コイル巻き１１２を１ａｍｐの電
流が流れる。コイル巻き１１０、１１２は対向位置に接
続されているため、コイル巻き１１０を流れる３ａｍｐ
からコイル巻き１１２に流れる１ａｍｐを引くと、正味
合計２ａｐｍの起動力が得られる。しかし、電流の２乗
の合計である電力加熱機能は約１０ａｍｐである。スタ
ンバイモードでは、電源スイッチＰＳ１、ＰＳ６、ＰＳ
４、ＰＳ７は７５％のデューティレシオで動作し、コイ
ル巻き１１０、１１２に流れる対向する２．２５ａｍｐ
の電流量が得られた。対向した等しい電流量の合計はゼ
ロ電流量およびゼロ機動力となるが、電流量の２乗の合
計は約１０ａｍｐである。

【００６７】電源スイッチＰＳ１〜ＰＳ８は、いくつか
を本明細書において既に説明した市販の半導体スイッチ
を用いて実現される。それぞれのデューディレシオを変
更するための電源スイッチＰＳ１〜ＰＳ８の動作の変調
は、合計ジャンクション１５０の出力１５２に供給され
た電流波形の最大予測周波数よりも、例えば１００倍と
いった相当大きな周波数にて発生する。これ以外の電源
スイッチの形態も実現可能であり、例えば、電源スイッ
チＰＳ２とＰＳ５を回路から排除できることが理解され
るであろう。図１２の電源スイッチ回路は、著しいデザ
インの柔軟性およびガンコイルの温度制御の正確性と同
様に、相当の範囲の温度制御を提供する。さらに、動作
モードとスタンバイモード中にガンコイルの温度を操作
する機能も実質的にさらに柔軟性を増している。コイル
を動作するのに必要な起動力からコイルの加熱機能を外
すことにより、相当に広い範囲の熱制御が可能になる。

【００６８】図３〜９と図１２に関連して説明した実施
形態では、オペレーションの動作モードとスタンバイモ
ード中、つまり、一方でディスペンシングガンが液体を
排出し、また、他方でディスペンシングガンが停止状態
で液体を排出しないという両方のモードの最中に一定の
温度を維持することによって温度制御が得られる。オペ
レーションの全モード中に一定のコイル温度を一定に維
持することにより、理論上、最良の結果が得られ、排出
オペレーションの質に与える影響が最も少なくなるが、
追加される構成要素と、排出制御システムの複雑性のた
めに、高価になってしまう。例えば、既述の実施形態に
おいて、このような構成要素はバイファイラコイルおよ
び関連した切替え回路、あるいは、高周波数電源および
関連した切替え回路等を設けることができる。

【００６９】図１３に示した別の実施形態で、オペレー
ション動作モード中のみに一定の温度を維持することで
温度制御が行われる。図１３の実施形態は、バイファイ
ラコイルとコイル切替え回路を備えていない点を除い
て、図３の実施形態と同一であり、そのため、図１３の
装置の動作は、オペレーションスタンバイモードに関す
る点を除いて、図３の装置の動作と同一である。図１３
の実施形態は、オペレーションスタンバイモード中はコ
イル７０を加熱しない。この実施形態は、電力、電流、
または温度設定値を求めるべく、ディスペンシングガン
が消費する最大電流または電力を決定するために、学習
モードで動作される。動作オペレーションモードでは、
熱制御装置１２６に電流フィードバックが供給され、上
述の波形発生器１４８が段形電流波形をコイル電流変調
器１２４に供給する。コイル内の電流または電力を各自
の電流または電力設定値と実質的に等しく維持するため
に、コイル電流変調器１２４が駆動電流をコイル７０に
供給する。そのため、コイル７０は、まず液体を排出す
るためにディスペンシングバルブ３３（図１）を駆動す
るべく動作可能であり、同時に、コイルの温度をほぼ一
定に維持するために、動作モードにてヒータとしても使
用される。上述したように、コイル７０に供給されてい
る電流のＲＭＳ値を変更するために、ピーク電流Ｉ_pk、
保持電流Ｉ_h、時間幅Ｔ_pkの値、また、その他の電流波
形変数を調整することができる。また、図２Ｂ〜２Ｄに
関連して図示および説明した電流波形のオフ時間中の電
流サンプリングの使用を含む、図４、６、７、９に関連
して例証および説明した熱制御装置１２６の異なる実施
形態の全ては、図１３の実施形態に同等に適用すること
ができることが理解されるであろう。そのため、図１３
の熱制御装置１２６は、図４に関連して説明した電力制
御ループ、図６に関連して説明した電流制御ループ、ま
たは図７Ａ、７Ｂに示す温度制御ループで実現すること
ができる。あるいは、ペルチエ装置１８１（図９）を、
動作モードのみで使用してコイルを一定温度に保つこと
ができる。

【００７０】従って、図１３の実施形態は、オペレーシ
ョン動作モード中にコイル７０を所望の温度に保ち、動
作モード中に、一定温度を持ったディスペンシングガン
の全ての利点が、図１３の実施形態を用いて実現され
る。図１３の実施形態で、コイル７０とディスペンシン
グガン１０の温度は、スタンバイモード中に最も低下す
るようである。動作モードが再度起動されると、コイル
７０とディスペンシングガン１０の温度が、所望の値に
達するまで上昇する。従って、図１３の実施形態によ
り、いくらかの温度変化と、これに伴う欠点を許容す
る。しかし、図１３の実施形態は、動作モード最中のみ
に温度制御を提供する上で、上述した従来の装置にかか
る利点の多くを提供する。さらに、図３〜７、図１３に
関連した実施形態は、デジタルプロセッサおよび/また
は制御装置を使用して実現されていると記載したが、当
業者には、これら実施形態のいくつかの部分または全体
をアナログ装置を使って実現してもよいことが明白であ
ろう。

【００７１】従って、本発明は、その最も広い局面にお
いて、図示および記述した特定の詳細に限定されるもの
ではない。そのため、請求項の精神と範囲を逸脱しない
範囲内において、ここで説明した詳細からの逸脱が可能
である。

【００７２】

【発明の効果】ガン動作速度とは別に、一定のコイル温
度を維持でき、ディスペンサ内の液体の粘性が一定に保
たれ、粘性液体をより正確、精密に排出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造された電動式の液体ディス
ペンサを示す軸断面図である。

【図２Ａ】図１のディスペンシングバルブのコイルに
駆動電流信号を供給するのに使用される電流波形信号の
略図である。

【図２Ｂ】図１のディスペンシングバルブのコイルに
駆動電流信号を供給するのに使用される電流波形信号の
略図である。

【図２Ｃ】図１のディスペンシングバルブのコイルに
駆動電流信号を供給するのに使用される電流波形信号の
略図である。

【図２Ｄ】図１のディスペンシングバルブのコイルに
駆動電流信号を供給するのに使用される電流波形信号の
略図である。

【図３】本発明の原理によるディスペンシングバルブ
コイルの温度を制御するための熱制御装置を備えたガン
制御装置の略ブロック図である。

【図４】図３の熱制御装置の実施形態を示す略ブロッ
ク図である。

【図５】ガン制御装置の学習モードに関連した工程段
階を示すフローチャートである。

【図６】電流設定値を使用した、図３の熱制御装置の
別の実施形態の略ブロック図である。

【図７Ａ】温度制御ループを利用した、図３の熱制御
装置のさらに別の実施形態を示す略ブロック図である。

【図７Ｂ】温度制御ループを利用した、図３の熱制御
装置のさらに別の実施形態を示す略ブロック図である。

【図８】本発明の原理に従い、ディスペンシングバル
ブコイルの温度を制御するためのガン制御装置の第２の
実施形態を示す略ブロック図である。

【図９】本発明の原理によりディスペンシングバルブ
の温度を制御するためのガン制御装置のさらなる実施形
態の略ブロック図である。

【図１０】本発明のコイル加熱機能を利用したディス
ペンシングガンの部分分解図である。

【図１１】ディスペンシングバルブコイル内の温度変
化を検出するために集積回路チップを利用した実施形態
の略図である。

【図１２】バイファイラコイルのコイル巻きを相互接
続させるための別の実施形態を示す略図である。

【図１３】本発明の原理によりディスペンシングバル
ブコイルの温度を制御するための熱制御装置を備えたガ
ン制御装置の別の実施形態の略ブロック図である。

【符号の説明】

１０ディスペンサ１２ディスペンサ本体１４液体ディスペンシングノズル本体１８ディスペンス小滴１９基板２０内部２６バルブステム２８シャフト２８ａ低端部３０ボール３２バルブシート３３ディスペンシングバルブ３４出口３６ノズルチップ４５液体分配マニホルド板４６液体流入通路４７ホットメルト接着剤の源４９液体通路５０矢印６０電機子７０電磁コイル７２コイルハウジング８０内径８２戻りバネ８４電磁極８６調整ナット８８ブレージング９０管状部材９２低部ねじ切り部分９４低ハウジング部分９６Ｏリング９８低部ドーナツ１０２止め座金１１０、１１２コイル巻き１１４、１７０切替え装置１１６、１７２切替え接触子１１８、１７１，１７７切替えソレノイド１２０ガン制御装置１２２電源１２３、１２９，１３１，１４１，１５１，１５２，１
７４，１８８出力１２４コイル電流変調器１２６熱制御装置１２８電流センサ１３０システム制御１３２警告障害インジケータ１３６Ａ/Ｄ変換器１３７、１６０電力制御１３９温度センサ１４０出力ライン１４５温度計算機１４９Ｄ/Ａ変換器１５４電源スイッチ１６２フィードバック装置１６４波形発生器１７３高周波電源１７５温度感知装置１７６ペルチエ要素１７９合計ジャンクション１８０チップ１８１ペルチエ加熱/冷却制御１８２赤色ＬＥＤ１８３黄色ＬＥＤ１８４緑色ＬＥＤ１８５入力回路１８６利得調整電位差計１８７電源回路１８９コンパレータ回路１９０、１９１電位差計１９２ディスペンシングガン１９３、２０３モジュール１９４スペーサ板１９５ノズル１９６、１９８端部板１９７液体入口１９９連続液体通路１９９ａ第１液体通路部分１９９ｂ第２内部液体通路部分１９９ｃ第３液体通路部分１９９ｄ第４液体通路部分２１０〜２１７側部５０２第１段階５０３第２段階５０４第３段階５０６第４段階５０８第５段階５１０第６段階５１２第７段階

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０５Ｄ 3/14 Ｂ０５Ｄ 3/14 (72)発明者スコットアール．ミラーアメリカ合衆国 30075 ジョージア，ロスウェル，シャグバークトレイル 10845 (72)発明者ローレンスビー．セッドマンアメリカ合衆国 30096 ジョージア，ダルース，ブリッジウッドドライヴ 3845 (72)発明者ポールシュミットアメリカ合衆国 30518 ジョージア，シュガーヒル，スウィートファーンレーン 511

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動作モード中に粘性液体を基板上に排出
し、スタンバイモード中には前記粘性液体を排出しない
電動式液体ディスペンサであり、出口を備えた本体と、前記本体内に配置された電機子であって、前記出口から
液体が流出することを許容する開位置と、前記出口から
該液体が流出することを防止する閉位置との間で移動可
能な該電機子と、前記電機子付近に取付けられており、該電機子を前記開
および閉位置の間で移動させることができる磁気磁場を
生成するコイルと、該コイルと接続しており、かつ、前記動作モード中に、
前記粘性液体を前記基板上に排出し、同時に、前記動作
モード中に前記コイルを所望の温度に維持するために前
記コイルを付勢する熱制御装置を含む制御装置と、を備
える電動式液体ディスペンサ。
【請求項２】前記熱制御装置は、前記コイルを付勢
し、かつ前記動作モード中に前記液体ディスペンサから
前記粘性液体を排出するために、保持電流が後続する初
期ピーク電流を持った段形波形信号を供給する請求項１
に記載の液体ディスペンサ。
【請求項３】前記段形波形信号は、可変持続時間を備
えた初期ピーク電流、可変度数を備えた初期ピーク電
流、可変度数を備えた保持電流のうちの１つを有する請
求項２に記載の液体ディスペンサ。
【請求項４】前記熱制御装置はさらに、前記コイル内の電流を表すフィードバック信号を供給す
る電流センサと、前記コイルの所望の温度と相関した設定値と前記フィー
ドバック信号との差を表すエラー信号を供給するコンパ
レータと、前記コイルに段形波形信号を供給する波形発生器であっ
て、前記コンパレータの前記エラー信号にゼロ値を持た
せるように該波形信号を変更し、これにより、前記コイ
ルを所望の温度に維持する該波形発生器とを有する請求
項２に記載の液体ディスペンサ。
【請求項５】前記熱制御装置は、オン時間中に前記段
形波形信号を供給し、前記電流センサは、該オン時間中
に前記コイル内の電流を表す前記フィードバック信号を
供給する請求項４に記載の液体ディスペンサ。
【請求項６】前記熱制御装置は、オン時間中に前記段
形波形信号を、および、該オン時間を分離するオフ時間
中に非ゼロ波形信号を供給し、前記電流センサは、該オ
フ時間中に前記コイル内の電流を表すフィードバック信
号を供給する請求項４に記載の液体ディスペンサ。
【請求項７】前記非ゼロ波形信号の各々はパルス波
形、連続非ゼロ波形、または実質的な正弦波形のうちの
1つであることを特徴とする請求項６に記載の液体ディ
スペンサ。
【請求項８】動作モード中に、基板上に粘性液体を排
出するための電動式粘性液体ディスペンサの動作方法で
あり、前記液体ディスペンサ内で電機子に対して配置されたコ
イルを、駆動電流に反応して、前記粘性液体を前記基板
上に排出するために前記液体ディスペンサを起動するべ
く該駆動電流で付勢するステップと、前記動作モード中に前記コイルを実質的に一定の温度に
維持するために、同時に前記駆動電流を変更するステッ
プとを含む電動式粘性液体ディスペンサの動作方法。
【請求項９】前記駆動電流はオン時間中に電流パルス
を有し、各電流パルスは保持電流が後続する初期ピーク
電流を有し、該方法は、前記駆動電流の保持電流の度合
い、前記駆動電流の該ピーク電流の持続時間、または前
記駆動電流の該ピーク電流の度合いのうちの1つを変更
するステップをさらに含む請求項８に記載の電動式粘性
液体ディスペンサの動作方法。
【請求項１０】前記動作モード中に前記コイルを実質
的に一定の温度に維持するために、前記駆動電流のＲＭ
Ｓ値を変更するステップをさらに含む請求項８に記載の
電動式粘性液体ディスペンサの動作方法。
【請求項１１】前記コイル内の電流を表すフィードバ
ック信号を生成するステップと、前記コイルの所望の温度と相関した設定値と前記フィー
ドバック信号との間の差を表すエラー信号を生成するス
テップと、前記エラー信号にゼロ値を持たせ、これにより前記コイ
ルを所望の温度に維持するために、前記コイルを、段形
波形を有する駆動電流で付勢するステップとをさらに含
む請求項８に記載の電動式粘性液体ディスペンサの動作
方法。
【請求項１２】前記駆動電流のオン時間中に、前記コ
イルを段形波形で付勢するステップと、前記オン時間中に、前記コイル内の電流を表すフィード
バック信号を生成するステップとをさらに含む請求項１
１に記載の電動式粘性液体ディスペンサの動作方法。
【請求項１３】前記コイルを、前記駆動電流のオン時
間中に段形波形で、また、該オン時間を分離するオフ時
間中に非ゼロ波形で付勢するステップと、該オフ時間中に、前記コイル内の電流を表すフィードバ
ック信号を生成するステップとをさらに含む請求項１１
に記載の電動式粘性液体ディスペンサの動作方法。
【請求項１４】前記非ゼロ波形が、前記オフ時間中
に、非ゼロパルス波形、実質的に一定の度合い波形、ま
たは実質的な正弦波形のうちの１つを有する請求項１３
に記載の電動式粘性液体ディスペンサの動作方法。
【請求項１５】前記コイルを実質的に一定の温度に維
持するために、前記粘性液体がスタンバイモードで排出
されていない間に、前記コイルを第２電流で付勢するス
テップをさらに含む請求項８に記載の電動式粘性液体デ
ィスペンサの動作方法。
【請求項１６】前記動作およびスタンバイモード中
に、前記コイルを実質的に一定の温度に維持するため
に、前記駆動電流および前記第２電流のＲＭＳ値を変更
するステップをさらに含む請求項１５に記載の電動式粘
性液体ディスペンサの動作方法。
【請求項１７】動作モード中に粘性液体を基板上に排
出し、スタンバイモード中には前記粘性液体を排出しな
い電動式液体ディスペンサであり、出口を備えた本体と、前記本体内に配置された電機子であって、前記出口から
液体が流出することを許容する開位置と、前記出口から
該液体が流出することを防止する閉位置との間で移動可
能な該電機子と、前記電機子付近に取付けられており、該電機子を開およ
び閉位置の間で移動させることができる磁気磁場を生成
するコイルと、該コイルと接続しており、前記動作およびスタンバイモ
ード中に、前記コイル内に電流の流れを生じるべく出力
信号を供給する制御装置とをさらに有する電動式液体デ
ィスペンサ。
【請求項１８】前記制御装置は、駆動電流信号を前記
コイルに供給するための電源スイッチと、電流波形信号
を該電源スイッチに供給するための熱制御装置と、前記
コイルを一定の温度に維持するために前記電源スイッチ
を動作する前記電流波形信号とを有する請求項１７に記
載の液体ディスペンサ。
【請求項１９】前記熱制御装置は、前記コイルにおい
て測定した電力値と電力設定値との間の差に応じて前記
電流波形信号を供給する電力制御を有する請求項１８に
記載の液体ディスペンサ。
【請求項２０】前記熱制御装置は、前記コイルにおい
て測定した電流値と電流設定値との間の差の関数として
電流波形信号を供給する電流制御を有する請求項１８に
記載の液体ディスペンサ。
【請求項２１】前記熱制御装置は、前記コイルにおい
て測定した温度値と温度設定値との間の差の関数として
電流波形信号を供給する温度制御を有する請求項１８に
記載の液体ディスペンサ。
【請求項２２】前記制御装置は、駆動電流を前記コイルに供給するための電源スイッチ
と、高周波数電源と、前記電源スイッチ間、前記コイルおよび前記高周波数電
源の間で接続した切替え装置であって、前記動作モード
中に前記コイルを前記電源スイッチと接続し、前記スタ
ンバイモード中に前記コイルを前記高周波数電源と接続
する該切替え装置とを有する請求項１７に記載の液体デ
ィスペンサ。
【請求項２３】動作モード中に粘性液体を基板上に排
出し、スタンバイモード中には前記粘性液体を排出しな
い電動式液体ディスペンサであり、出口を備えた本体と、前記本体内に配置された電機子であって、前記出口から
液体が流出することを許容する開位置と、前記出口から
該液体が流出することを防止する閉位置との間で移動可
能な該電機子と、前記電機子付近に配置された第1および第２巻線を有す
るコイルと、前記動作およびスタンバイモード中に、該コイル巻線内
に電流の流れを生じさせるために、前記コイルの前記第
1および第２巻線に出力信号を供給する制御装置とを有
し、前記制御装置は、前記第１および第２巻線を、前記動作モード中に、開位置と閉位置の間で前記電機子
を移動するために付加的関係にて配置し、前記スタンバイモード中に、閉位置において不動の前記
電機子を維持するために対向関係にて配置する切替え装
置を有する電動式液体ディスペンサ。
【請求項２４】前記制御装置はさらに、電源と、前記電源と接続しており、駆動電流信号を前記コイルに
供給する電源スイッチと、電流波形信号を前記電源スイッチに供給する熱制御装置
であって、前記電流波形信号は、前記コイルを一定の温
度に維持するために前記電源スイッチを動作する該熱制
御装置と、前記第１および第２巻線を、前記動作モード中に、付加的関係にて、前記スタンバイモード中に、対向関係にて選択的に配置
する切替え装置とをさらに有する請求項２３に記載の電
動式液体ディスペンサ。
【請求項２５】前記切替え装置は前記第１および第２
巻線を連続して接続する請求項２４に記載の電動式液体
ディスペンサ。
【請求項２６】電源と、前記第１および第２コイル巻線と該電源の間で接続して
いる電源スイッチと、前記電源スイッチと接続しており、前記第１および第２
コイル巻線に流れる電流を独立して制御するために、前
記第１および第２巻線を平行して前記電源と選択的に接
続する切替え制御装置とをさらに有する請求項２４に記
載の電動式液体ディスペンサ。
【請求項２７】ＤＣ出力と共通出力を備えた電源と、前記第１コイル巻線の前記一端と該電源の前記ＤＣ出力
との間で接続した第１電源スイッチと、前記第１コイル巻線の対向する端部と、前記電源の前記
共通出力との間で接続した第２電源スイッチと、前記第２コイル巻線の一端と、各々前記電源の前記ＤＣ
および前記共通出力との間で接続した第３および第４電
源スイッチと、前記第２コイル巻線の対向する端部と、各々前記電源の
前記ＤＣおよび共通出力の間で接続した第５および第６
電源スイッチと、前記電源スイッチと接続しており、前記第１および第２
巻線を、前記電源の前記ＤＣおよび共通出力に平行して
選択的に接続する切替え制御装置とをさらに有する請求
項２３に記載の電動式液体ディスペンサ。
【請求項２８】前記電源スイッチの各々は制御入力を
有し、前記切替え制御装置は、対応する電源スイッチを
選択的に開閉するために、前記切替え制御装置の各々と
接続する出力を有する請求項２７に記載の電動式液体デ
ィスペンサ。
【請求項２９】前記電源スイッチの各々は制御入力を
有し、前記切替え制御装置は、対応する電源スイッチを
選択可能なデューティサイクルにかけて選択的に開閉す
るために前記切替え制御装置の各々と接続した出力を有
する請求項２７に記載の電動式液体ディスペンサ。
【請求項３０】前記電源スイッチの各々は制御入力を
有し、前記切替え制御装置は、前記第１および第２電源
スイッチを第１デューティサイクルにかけて選択的に開
閉するために前記第1および第２電源スイッチと接続し
た第１出力を有する請求項２７に記載の電動式液体ディ
スペンサ。
【請求項３１】前記切替え制御装置は、前記第３およ
び第６電源スイッチを、前記第１デューティサイクルと
は別に第２デューティーサイクルにかけて選択的に開閉
するために前記第３および第６電源スイッチと接続した
第２出力を有する請求項３０に記載の電動式液体ディス
ペンサ。
【請求項３２】前記切替え制御装置は、前記第４およ
び第５電源スイッチを、前記第１デューティレシオとは
別の第３デューティサイクルにかけて選択的に開閉する
ために前記第４および第５電源スイッチと接続した第３
出力を有する請求項３１に記載の電動式液体ディスペン
サ。
【請求項３３】前記制御装置はさらに、前記電源スイ
ッチに電流波形信号を供給する熱制御装置を有する請求
項３２に記載の電動式液体ディスペンサ。
【請求項３４】動作モード中に粘性液体を基板上に排
出し、スタンバイモード中には前記粘性液体を排出しな
い電動式液体ディスペンサであり、出口を備えた本体と、前記本体内に配置された電機子であって、前記出口から
液体が流出することを許容する開位置と、前記出口から
該液体が流出することを防止する閉位置との間で移動可
能な該電機子と、前記電機子に近接して配置された第１および第２巻線を
備えたコイルと、該コイルとの熱伝達関係において取付けられた加熱およ
び冷却熱伝達装置と、該コイルを一定の温度に保つために、前記動作およびス
タンバイモード中に、前記熱伝達装置は、前記コイルに
選択的に熱を加えさせ、また、選択的に熱を除去するた
めに前記熱伝達装置と接続した制御装置とをさらに有す
る電動式液体ディスペンサ。
【請求項３５】前記制御装置は、温度設定値を供給す
る第１入力と、前記コイルの温度を示す第２入力を受信
する第２入力とを備えたコンパレータを有する請求項３
４に記載の電動式液体ディスペンサ。
【請求項３６】前記コイルとの熱伝達関係において取
付けられ、前記コンパレータの前記第２入力と電気的に
通信する出力を有する温度センサをさらに有する請求項
３５に記載の電動式液体ディスペンサ。
【請求項３７】前記制御装置は、オン時間中に段形波
形信号を前記コイルに供給し、オン時間を分離する各オ
フ時間中に非ゼロ波形信号を供給し、前記コンパレータ
の前記第２入力は、該オフ時間中に前記コイル内の電流
を示すフィードバック信号に反応する請求項３５に記載
の電動式液体ディスペンサ。
【請求項３８】前記非ゼロ波形信号は、波形パルス、
実質的に一定の度数または実質的に制限波形を持った連
続非ゼロ波形、のうちの１つである請求項３７に記載の
電動式液体ディスペンサ。
【請求項３９】電機子付近に取付けられたコイルを備
えた電動粘性液体ディスペンサの動作方法であり、該コ
イルは、該電機子を開位置と閉位置の間で移動するため
の電磁場を生成するために第１および第２コイル巻線を
有し、該方法は、前記電機子を前記開位置へ移動し、かつ動作モード中
に、粘性液体を基板上に排出するために、第１電流を、
前記コイルの第１および第２コイル巻線の各々に、前記
コイル巻線のコイル極性に対して１方向に向かって供給
するステップと、第２電流を、前記第１コイル巻線の前記コイル極性に対
して１方向に向かって前記第１コイル巻線に、かつ、前
記電機子を閉位置に保持し、スタンバイモード中に前記
粘性液体を排出しないために、前記第２コイル巻線の前
記コイル極性に対して対向する方向に向かって該第２コ
イル巻線に供給し、これにより、前記動作モードと前記
スタンバイモード中に、前記コイルを実質的に一定の温
度に維持するステップとを含む電動粘性液体ディスペン
サの動作方法。
【請求項４０】前記動作モード中に前記コイルを所望
の温度にするために、前記第１電流を変化させるステッ
プと、前記動作およびスタンバイモード中に前記コイルを実質
的に一定の温度に維持すべく、前記スタンバイモード中
に該コイルをほぼ所望の温度にするために、前記第２電
流を変化させるステップとをさらに含む請求項３９に記
載の電動粘性液体ディスペンサの動作方法。
【請求項４１】前記第１および第２コイル巻線を、直
列回路において電源と接続するステップであって、これ
により、前記動作モード中に前記コイル極性が付加的関
係になる該ステップと、前記第１および第２コイル巻線を直列回路において前記
電源と接続するステップであって、これにより、前記動
作およびスタンバイモード中に前記コイルを実質的に一
定の温度に維持するために、該スタンバイモード中に前
記コイル極性が対向した関係になる該ステップとをさら
に含む請求項３９に記載の電動粘性液体ディスペンサの
動作方法。
【請求項４２】前記動作モードおよび前記スタンバイ
モード中に、前記第１コイル巻線を平行して電源と接続
するステップであって、これにより、電流が、前記第１
コイル巻線の前記コイル極性に対して１方向に流れる該
ステップと、前記動作およびスタンバイモード中に、前記第２コイル
巻線を前記電源と平行して接続するステップであって、
これにより、前記動作およびスタンバイモード中に、前
記コイルを実質的に一定な温度に維持するために、電流
が、前記第２コイルの前記コイル極性に対して、選択し
た１つのまたは対向する方向に向かって流れる該ステッ
プとをさらに含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】前記動作およびスタンバイモード中
に、前記コイル内の所望の電流を示す電流設定値を確立
するステップと、前記動作およびスタンバイモード中に、該コイル内の電
流を測定し、前記動作およびスタンバイモード中に前記コイルを実質
的に一定の温度に維持するために、前記動作およびスタ
ンバイモード中に、測定した電流と前記電流設定値との
間の差の関数として電流波形信号を生成するステップと
をさらに含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４４】前記動作およびスタンバイモード中
に、前記コイル内の所望の電力を示す電力設定値を確立
するステップと、前記動作およびスタンバイモード中に、該コイル内の電
力を測定し、前記動作およびスタンバイモード中に前記コイルを実質
的に一定の温度に維持するために、前記動作およびスタ
ンバイモード中に、測定した電力と前記電力設定値との
間の差の関数として電流波形信号を生成するステップと
をさらに含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４５】前記動作およびスタンバイモード中
に、前記コイル内の所望の温度を示す温度設定値を確立
するステップと、前記動作およびスタンバイモード中に、前記コイル内の
温度を測定するステップと、前記動作およびスタンバイモード中に前記コイルを実質
的に一定の温度に維持するために、前記動作およびスタ
ンバイモード中に、測定した温度と前記温度設定値との
間の差の関数として電流波形信号を生成するステップと
をさらに含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４６】前記動作およびスタンバイモード中
に、測定した変数と、その変数の所望の値の間の差の関
数としての電流波形信号を生成するステップと、前記動作およびスタンバイモード中に、保持部分が後続
する初期スパイク部分を有する電流波形信号に反応し
て、第１および第２コイル巻線に電流を供給するステッ
プとをさらに含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４７】測定した変数と、この変数の所望の値
との間の差に反応して、前記電流波形信号の前記初期ス
パイク部分の度合い、該電流波形信号の前記初期スパイ
ク部分の持続時間、または、該電流波形信号の前記保持
部分の度合いのうちの１つを変更するステップをさらに
含む請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】電機子付近にコイルが取付けられた電
動式液体ディスペンサの温度を監視するための温度モニ
タであり、該コイルは、開位置と閉位置との間で前記電
機子を移動させるための電磁場を選択的に生成し、該温
度モニタは、前記コイル内の電流を測定するための電流測定回路と、測定した電流を所望の電流と比較するためのコンパレー
タであって、前記測定した電流および所望の電流は、測
定した温度および所望の温度をそれぞれ示す該コンパレ
ータと、該測定した温度と該所望の温度との間の関係を示す表示
を提供するインジケータ装置とを有する温度モニタ。
【請求項４９】前記電流測定回路は、前記コイル内の
前記電流の平均値を測定する電流測定装置を有する請求
項４８に記載の温度モニタ。
【請求項５０】前記電流測定回路は、前記コイル内の
前記電流のＲＭＳ値を測定するための電流測定装置を有
する請求項４８に記載の温度モニタ。
【請求項５１】前記電流測定回路は、前記コイル内の
前記電流のＲＭＳ値を測定するための集積回路チップを
有する請求項４８に記載の温度モニタ。
【請求項５２】前記コンパレータは、前記測定した電
流を、複数の基準電流値と比較するための回路を有する
請求項４８に記載の温度モニタ。
【請求項５３】前記インジケータ装置は、前記温度の
所望の値を超える該温度の測定した値、該温度の所望の
値に近いがこれを超えない該温度の測定した値、該温度
の所望の値よりも低い前記温度の測定した値のうちの１
つを表す表示を有する請求項４８に記載の温度モニタ。
【請求項５４】電機子付近にコイルが取付けられた電
動式液体ディスペンサの温度を監視する方法であり、該
コイルは、開位置と閉位置との間で前記電機子を移動さ
せる電磁場を生成し、該方法は、前記コイル内の電流を測定するステップと、測定した電流値を所望の電流値と比較するステップであ
って、前記測定した電流値および所望の電流値は、測定
した温度および所望の温度の各々を表す該ステップと、該測定した温度と該所望の温度との間の関係を表す表示
を提供するステップ徒を含む方法。
【請求項５５】前記電流のＲＭＳ値を測定するステッ
プをさらに含む請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】前記所望の温度を超える測定した温
度、該所望の温度に近いがこれを超えない測定した温
度、または、該所望の温度よりも低い測定した温度のう
ちの１つを表す表示を提供するステップをさらに含む請
求項５４に記載の方法。
【請求項５７】電動式液体ディスペンサであり、第１本体の第１および第２側部を横断する液体通路と、
該液体通路と液通した出口とを備えた該第１本体と、前記第１本体内に配置され、前記出口から液体を流出さ
せる開位置と、前記出口からの該液体の流出を防ぐ閉位
置との間で可動である第１電機子と、前記第１電機子付近に取付けられており、前記開位置と
前記閉位置との間で前記第１電機子を移動させることが
できる電磁場を選択的に生成する第１コイルと、前記第１コイルを実質的に一定の温度に維持するための
第１ヒータとをさらに有する電動式液体ディスペンサ。
【請求項５８】供給部材の第１および第２端部を横断
する液体通路を備えた供給部材であって、該供給部材の
前記第１端部は、該供給部材内の前記液体通路の一端
が、前記本体内の該液体通路の１端部と流体的に接続し
ている該本体の前記第１側部に取り付けられている該供
給部材と、前記本体の前記第２側部に取付けられ、前記本体の該第
２側部上に設けられた前記液体通路を終端させるキャッ
プとをさらに有する請求項５７に記載の電動式液体ディ
スペンサ。
【請求項５９】第２本体の２側部を横断する液体通路
と、前記液体通路と液通している出口とを備えた該第２
本体であって、該第２本体の前記第１側部は前記第１本
体の前記第２側部に対して取付けられており、該第２本
体内の前記液体通路の一端は、前記第１本体内の前記液
体通路の対抗する端部と流体的に接続しており、前記キ
ャップは前記第２本体の前記第２側部に取付けられてい
る該第２本体と、前記出口から液体を流出させる開位置と、該出口からの
該液体の流出を防ぐ閉位置との間での移動のために前記
第２本体内に配置された第２電機子と、前記第２電機子付近に取付けられ、前記開位置と前記閉
位置との間で該第２電機子を移動させる電磁場を選択的
に生成する第２コイルと、前記第２コイルを実質的に一定の温度に維持するための
第２ヒータとをさらに有す請求項５８に記載の電動式液
体ディスペンサ。
【請求項６０】スペーサ板の第１および第２側部を横
断している液体通路を有する該スペーサ板をさらに備
え、該スペーサ板の前記第１側部は前記第１本体の前記
第２側部に取付けられており、該スペーサ板内にある前
記液体通路の一端が、前記第１本体内に設けられた前記
液体通路の対向端部と流体的に接続しており、前記スペ
ーサ板の前記第２側部は、前記第２本体の前記第１側部
に取付けられており、該第２本体内に設けられた前記液
体通路の一端が、該スペーサ板の前記液体通路の対向端
部と流体的に接続している請求項５９に記載の電動式液
体ディスペンサ。
【請求項６１】前記第１ヒータは、前記コイル内の電
流により付勢されている前記第１コイルを有する請求項
５７に記載の電動式液体ディスペンサ。
【請求項６２】前記第１ヒータは、熱伝達関係におい
て前記第１コイルに取付けられた加熱および冷却熱伝達
装置を有する請求項５７に記載の電動式液体ディスペン
サ。
【請求項６３】前記第１および第２ヒータは、前記各
第１および第２コイル内の電流で付勢されている該第１
および第２コイルをそれぞれ有する請求項５９に記載の
電動式液体ディスペンサ。
【請求項６４】前記第１および第２ヒータは、熱伝達
関係において、前記第１および第２コイルにそれぞれ取
付けられた第１および第２加熱および冷却熱伝達装置を
有する請求項５９に記載の電動式液体ディスペンサ。