JP2004105968A - Liquid discharging device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、フィラー入りの、もしくはフイラーの入らない接着剤、ペースト状材料などの粘性物質を含む液体を、所定の吐出位置に、予め定めた吐出量に従って吐出する液体吐出装置に関し、とくには、液体吐出の休止中に、貯留容器内の液体の残量、液体に固有の物性等のいかんにかかわらず、その貯留容器に、所期した通りの負圧を常に正確に作用させるものである。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus that ejects a liquid containing a viscous substance such as an adhesive or a paste-like material containing a filler or a filler into a predetermined ejection position according to a predetermined ejection amount, and in particular, During suspension of liquid ejection, the intended negative pressure is always applied accurately to the storage container regardless of the remaining amount of the liquid in the storage container or the physical properties inherent to the liquid.
貯留容器からの液体吐出の停止時を含むそれの休止中に、その貯留容器に負圧を作用させて、液体の切れを良くするとともに、不測の液だれを防止する従来技術としては、たとえば、出願人が先に特開平3−217271号として提案したものがある。
これは、高い負圧を発生するエア吸引源を、電空レギュレータよりなり制御部からの信号によって開度をコントロールされる負圧用減圧弁、アキュムレータ、吸引用電磁弁および吐出用電磁弁を順次に介して液体貯留容器としてのシリンジに接続したものであり、そこでは、実験その他によって求めた、シリンジ内液体残量と液体重量の相殺に必要な負圧度との相対関係に基づいて、制御部から負圧用減圧弁に入力される圧力設定信号に応じて、シリンジへ供給される負圧度を調節することで、シリンジ内の負圧度が高すぎることに起因する、シリンジ内液体の負圧系路内への吸い込みを防止し、この一方で、負圧度が低すぎることに起因する、シリンジ内液体の不測のたれ落ちを防止することとしている。
As a conventional technique for applying a negative pressure to the storage container to improve the cutoff of the liquid and to prevent unexpected dripping during the suspension of the liquid including stoppage of liquid discharge from the storage container, for example, There is one proposed by the applicant as Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-217271.
It consists of an air suction source that generates a high negative pressure, an electropneumatic regulator, a negative pressure reducing valve, an accumulator, a suction solenoid valve and a discharge solenoid valve whose opening is controlled by a signal from the control unit. Connected to a syringe as a liquid storage container through a control unit based on the relative relationship between the remaining amount of liquid in the syringe and the degree of negative pressure necessary to offset the liquid weight, obtained by experiments and the like. By adjusting the degree of negative pressure supplied to the syringe in accordance with the pressure setting signal input to the negative pressure reducing valve from, the negative pressure of the liquid in the syringe due to the negative pressure inside the syringe being too high It is intended to prevent suction into the system, while preventing accidental dripping of the liquid in the syringe due to too low a negative pressure.
しかるに、この従来技術では、負圧用減圧弁として、電空レギュレータを用いることとしており、多くの電空レギュレータは、ハウジング内に電磁式の方向切換弁およびばね力を有するダイアフラムを組み込むことによって構成されていることから、とくに大気圧に近い負圧域 (0〜−10mmHg付近) では、ダイアフラムのばね力との釣り合い状態の確保が難しく、負圧の安定度が低くなり、それ故に、液体の吐出量、塗布形状等の安定性もまた低くなるという問題があった他、停電等によって電磁式方向切換弁の作動が停止したときには、シリンジへの負圧の供給が停止され、または、エア吸引源の高い負圧が減圧されることなく直接的にシリンジへ供給されて、シリンジ内の液体の液だれもしくは吸い込みが発生するという問題があった。 However, in this prior art, an electropneumatic regulator is used as a negative pressure reducing valve, and many electropneumatic regulators are configured by incorporating an electromagnetic directional switching valve and a diaphragm having a spring force in a housing. Therefore, especially in a negative pressure range close to the atmospheric pressure (around 0 to -10 mmHg), it is difficult to ensure a state of balance with the spring force of the diaphragm, and the stability of the negative pressure becomes low. In addition to the problem that the stability of the amount, the shape of the coating, etc. is also lowered, when the operation of the electromagnetic directional control valve is stopped due to a power failure or the like, the supply of the negative pressure to the syringe is stopped, or the air suction source is stopped. However, there is a problem that the high negative pressure is directly supplied to the syringe without being reduced, and dripping or suction of the liquid in the syringe occurs.
しかも、電空レギュレータは、シリンジ内圧とダイアフラムのばね力との釣り合い状態が崩れたときに、エア吸引源からの負圧をシリンジ内へ供給する一方で、シリンジ内の負圧が所定値となって、それら両者が釣り合ったときに負圧の供給を停止するオン・オフ制御を行うものであるが故に、シリンジ内圧に脈動を生じ、これが、吐出量のばらつきを引き起こすことになるのである。 In addition, when the balance between the internal pressure of the syringe and the spring force of the diaphragm is broken, the electropneumatic regulator supplies the negative pressure from the air suction source into the syringe, while the negative pressure in the syringe reaches a predetermined value. Therefore, since the on / off control for stopping the supply of the negative pressure is performed when the two are balanced, pulsation occurs in the syringe internal pressure, which causes a variation in the discharge amount.
その上、この従来技術では、高い負圧を発生するエア吸引源の下流側に、負圧用減圧弁としての電空レギュレータを配設していることから、わずかなダイヤフラムの開きでも多量の空気が流れ込むようになるため、これが吐出量のばらつきを招くという問題点があった。 In addition, in this prior art, since the electropneumatic regulator as a negative pressure reducing valve is disposed downstream of the air suction source that generates a high negative pressure, a large amount of air can be generated even with a slight opening of the diaphragm. As a result, there is a problem that this causes variation in the discharge amount.
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点をことごとく解決することを課題として検討した結果なされたものであり、それの目的とするところは、負圧度の大小を問わず、液体の貯留容器に常に安定した負圧を作用させることができ、また、停電等による電力の供給停止に対しても、貯留容器に、その直前の負圧を継続的に作用させることができ、これらによって、貯留容器内の液体のたれ落ちおよび吸い込みを一層有効に阻止することができ、さらには、貯留容器および負圧系流路内への脈動の発生を防止することで、吐出量の安定制御を実現するものである。
加えて、負圧発生手段を可変絞り弁の下流側に配設することおよび、高い負圧を常時発生するエア吸引源の設置を不要ならしめることのそれぞれにより、いかなる場合であっても安定した吐出量をもたらすことができる液体吐出装置を提供することにある。
The present invention has been made as a result of studying to solve all such problems of the prior art, and the purpose of the invention is to store liquid regardless of the degree of negative pressure. A stable negative pressure can always be applied to the container, and even when the power supply is stopped due to a power outage or the like, the storage container can be continuously applied with the immediately preceding negative pressure. The dripping and suction of the liquid in the storage container can be more effectively prevented, and furthermore, the generation of pulsation in the storage container and the negative pressure system flow path is prevented, thereby realizing stable control of the discharge amount. Is what you do.
In addition, by disposing the negative pressure generating means on the downstream side of the variable throttle valve, and by eliminating the need for the installation of an air suction source that constantly generates a high negative pressure, stable operation is ensured in any case. It is an object of the present invention to provide a liquid discharge device capable of providing a discharge amount.
この発明の液体吐出装置は、貯留容器内の液体を、予め定めた所定量ずつ吐出するとともに、液体吐出の停止時を含むそれの休止中に貯留容器に負圧を作用させるものであり、貯留容器に負圧を作用させる負圧系を、弁体を機械的に、たとえば、ねじ、歯車、シリンダ等によってストロークさせる可変絞り弁と、可変絞り弁を通る加圧気体の流量に応じた負圧を発生する負圧発生手段と、可変絞り弁の開度を、貯留容器内の残液量その他に関連する予めの入力に基づいてコントロールする制御手段とで構成したものである。
なおここで、負圧発生手段の下流側に、レギュレータ、電磁弁等の弁手段を配設し得ることはもちろんである。
The liquid discharge device of the present invention discharges the liquid in the storage container by a predetermined amount at a time, and applies a negative pressure to the storage container during a suspension of the liquid discharge including a stop of the liquid discharge. A negative pressure system that applies a negative pressure to the container, a variable throttle valve that mechanically strokes the valve body with, for example, screws, gears, cylinders, and the like, and a negative pressure corresponding to the flow rate of the pressurized gas passing through the variable throttle valve. And a control means for controlling the opening degree of the variable throttle valve based on a previous input relating to the amount of liquid remaining in the storage container and the like.
Here, it goes without saying that valve means such as a regulator and a solenoid valve can be provided downstream of the negative pressure generating means.
この液体吐出装置では、制御手段からの信号に基づいて、可変絞り弁の弁体のストローク位置、ひいては可変絞り弁の開度をコントロールして、そこを通過する加圧流体の流量を調節することにより、負圧発生手段にて発生される負圧度を、それの大小を問わず、また、ばね力等との釣り合い状態を確保する必要なしに、優れた安定性の下で、常に正確に所期した通りの値とすることができる。従って、流体の吐出量、塗布形状等をもまた十分に安定させることができる。 In this liquid ejection device, the stroke position of the valve body of the variable throttle valve, and thus the opening of the variable throttle valve, is controlled based on the signal from the control means, and the flow rate of the pressurized fluid passing therethrough is adjusted. Therefore, the degree of negative pressure generated by the negative pressure generating means is always accurate with excellent stability, regardless of the magnitude of the negative pressure, and without having to secure a state of equilibrium with spring force and the like. It can be the expected value. Therefore, the discharge amount of the fluid, the application shape, and the like can also be sufficiently stabilized.
ところで、ここにおける可変絞り弁の、機械的にストロークされる弁体は、制御手段からの信号によって作動されるモータその他をもって進退変位されるので、たとえば停電等によって、モータ, 制御手段等の作動が停止しても、弁体それ自身は、停電の直前のストローク位置にホールドされ、可変絞り弁を通る加圧気体の流量もまた停電の直前状態に維持されることになり、これにより、負圧発生手段にて発生されて、貯留容器に供給される負圧の変動が有効に防止されることになる。かくしてここでは、停電等に起因して、貯留容器内に負圧が供給されなくなることも、エア吸引源等で発生された過大な負圧がそこへ直接的に供給されることもなく、貯留容器内の液体のたれ落ちおよび負圧系流路内への吸い込みのそれぞれを効果的に阻止することができる。 By the way, the mechanically stroked valve body of the variable throttle valve here is advanced and retracted by a motor or the like which is operated by a signal from the control means. Even when the valve stops, the valve body itself is held at the stroke position immediately before the power failure, and the flow rate of the pressurized gas passing through the variable throttle valve is also maintained at the state immediately before the power failure. The fluctuation of the negative pressure generated by the generating means and supplied to the storage container is effectively prevented. Thus, here, no negative pressure is supplied to the storage container due to a power failure or the like, and no excessive negative pressure generated by an air suction source or the like is directly supplied to the storage container. The dripping of the liquid in the container and the suction into the negative pressure system flow path can be effectively prevented.
ところで、この吐出装置においても、停電等の発生時には、加圧流体の発生源としてのたとえばコンプレッサ等の作動が停止することになるも、かかる場合には、蓄圧器に貯えた加圧気体の流出を継続させ、その蓄圧器内の加圧気体が流出し終えるより先に、液体の貯留容器を負圧系流路から切り離したりあるいは、その貯留容器を密閉したりすることで十分な対策を講じることができる。 By the way, also in this discharge device, when a power failure or the like occurs, the operation of, for example, a compressor or the like as a source of the pressurized fluid is stopped. Before the pressurized gas in the accumulator has finished flowing out, take sufficient measures by disconnecting the liquid storage container from the negative pressure system flow path or sealing the storage container. be able to.
さらにこの装置は、可変絞り弁を通る加圧気体の流量に応じた負圧度を貯留容器に連続的に作用させるものであるので、貯留容器および負圧系流路内でのオン・オフ制御を排除して、脈動の発生に起因する、吐出量のばらつきを確実かつ未然に除去することができる。 Further, since this device continuously applies a negative pressure degree to the storage container in accordance with the flow rate of the pressurized gas passing through the variable throttle valve, on / off control in the storage container and the negative pressure system flow path is performed. , And the variation in the discharge amount due to the generation of the pulsation can be reliably and obviated.
しかもここでは、可変絞り弁の下流側に配設した負圧発生手段をもって、所期した通りの負圧を発生させることにより、不要に高い負圧を常時発生させるエア吸引源を配設する場合に比して、装置の設備構成ならびに回路構成が簡素化, 小型化することに加え、トラブルの発生を最小に制御できるという効果を奏することになる。 In addition, here, in the case where an air suction source for constantly generating an unnecessarily high negative pressure is provided by generating a desired negative pressure by using a negative pressure generating means disposed downstream of the variable throttle valve. In addition to the above, the apparatus configuration and the circuit configuration of the apparatus are simplified and downsized, and the effect that troubles can be minimized can be achieved.
以上に述べたところから明らかなように、この発明によれば、液体の貯留容器内へ所期した通りの負圧を、それの大小を問わず、常に安定して供給することができ、また、停電等があっても貯留容器に負圧を継続的に作用させて、液体のたれ落ち、吸い込み等を有効に防止することができる。また、この発明によれば、貯留容器および負圧系流路内への脈動の発生を防止して、吐出量の安定を図ることができる。さらに、この発明については、高い負圧を常時発生するエア供給源の設置を不要ならしめて、安定した吐出量の確保と、装置の簡素化, 小型化, 低コスト化を得ることができる。 As is clear from the above description, according to the present invention, the intended negative pressure can be always stably supplied into the liquid storage container regardless of its magnitude, Even if there is a power failure or the like, a negative pressure can be continuously applied to the storage container to effectively prevent the liquid from dripping and sucking. Further, according to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of pulsation in the storage container and the negative pressure system flow path, and to stabilize the discharge amount. Further, according to the present invention, it is not necessary to provide an air supply source that constantly generates a high negative pressure, so that a stable discharge amount can be secured, and the apparatus can be simplified, downsized, and reduced in cost.
以下にこの発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。図1は、この発明の実施形態を示す回路図であり、図中実線は圧力回路を、そして破線は信号回路をそれぞれ示す。
ここでは、液体の貯留容器としてのシリンジ1と、加圧気体供給手段としてのエア供給源2とを切換弁3を介して接続するとともに、この切換弁3とエア供給源2との間に吐出圧設定用のレギュレータ4を介装し、併せて、その切換弁3に、負圧発生手段としてのエジェクタ5を接続する。
またここでは、このエジェクタ5とエア供給源2とを、たとえば、ねじもしくは歯車をもって、弁体を機械的にストロークさせる可変絞り弁6を介して接続するとともに、エジェクタ5と切換弁3との間に負圧計7を介装する。
そしてさらには、切換弁3に切換え信号を、レギュレータ4に設定圧力信号を、そして可変絞り弁6の弁体ストローク用のモータ8に設定負圧信号をそれぞれ出力するとともに、負圧計7から圧力信号を入力される制御手段9を設ける。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, in which a solid line indicates a pressure circuit, and a broken line indicates a signal circuit.
Here, a syringe 1 as a liquid storage container and an air supply source 2 as a pressurized gas supply means are connected via a
Here, the
Further, a switching signal is output to the
ここで、この制御手段9には、たとえば、シリンジ内の液体の定量吐出のための、切換弁3の切換え時期およびホールド時間、シリンジ内の液体量に応じた加圧力等を、液体の物性その他に関する経験則に則って予め入力することができる他、エア供給源2から供給される加圧空気の圧力等との関連の下で、シリンジ内の液体量に応じた負圧力の発生を担保し得る、可変絞り弁6の弁開度を予め入力することができ、さらには、負圧計7からの実測負圧値のフィードバック信号に基づく弁開度の修正条件等を入力することができる。
Here, the control means 9 includes, for example, a switching timing and a hold time of the
このように構成してなる装置による、シリンジ内の液体の定量吐出は、シリンジ1を、ワークに対する所要位置に位置決めした状態で、たとえば、制御手段9からの信号に基づくレギュレータ4の作用下で、エア供給源2からの加圧空気を所定の圧力に減圧しつつ、これもまた制御手段9からの信号によって、切換弁3を図示位置からシフトさせて、レギュレータ4を経た空気圧を、シリンジ内に所要の時間作用させることにより行われ、この結果として、シリンジ内の液体は、その自重および加圧力の作用下で、先端に設けたノズル1aから、予め定めた量だけ吐出されることになる。
The apparatus configured as described above discharges a fixed amount of liquid in the syringe in a state where the syringe 1 is positioned at a required position with respect to the work, for example, under the action of the regulator 4 based on a signal from the control means 9. While reducing the pressurized air from the air supply source 2 to a predetermined pressure, the
これに対し、液体の吐出の停止は、切換弁3を、制御手段9からの信号に基づいて図示の位置にシフトさせることによって行われ、切換弁3のこのシフトと同時に、エジェクタ5によって発生された負圧がシリンジ内へ供給されることになる。
On the other hand, the stop of the discharge of the liquid is performed by shifting the
ここで、エジェクタ5によって発生される負圧度は、シリンジ内の液体残量に応じて制御手段9から、可変絞り弁6のモータ8に出力される弁開度信号により特定され、液体残量が多い場合には、弁の開度を大きくして、可変絞り弁に多量の加圧空気を流通させることで大きな負圧が、そして、液体残量が少ない場合には、弁開度を小さくすることで小さな負圧がそれぞれ発生されることになる。そして、このようにして発生された負圧力の実測値は、負圧計7から制御手段9にフィードバックされ、その実測値と所期した負圧力との間に差異があるときには、制御手段9は、モータ8に、弁開度修正信号を再度出力して、それらの両者を高い精度で一致させる。
従って、切換弁3が、前述したように図示位置にシフトされた場合には、シリンジ内の加圧力が速やかに排出されることはもちろん、その内部が液体残量に見合った負圧とされるので、すぐれた液切れが実現されるとともに、液体の不測のたれ落ちが有効に防止されることになる。またここでは、シリンジ内の液体残量がわずかになることによって、シリンジ内へ供給する所要の負圧力もまた小さくなったときには、可変絞り弁6を通る加圧空気の流量を絞ることで、大気圧に近い負圧力をも安定して供給することができるので、液体残量の多少にかかわらず、液体の吐出量および塗布形状等を常に所期した通りのものとすることができる。
Here, the degree of negative pressure generated by the
Therefore, when the
ところで、この装置では、停電等によって制御手段9, モータ8等の作動が停止しても、可変絞り弁6の開度はそのままに維持されることから、エア供給源2からの加圧空気の供給が継続する限りにおいては、シリンジ1に負圧を作用させることができるので、液体のたれ落ち等を生じるに先立って、善後策を講じるに十分な時間を確保することができる。
しかも、ここにおける負圧力は、それの大小にかかわらず、可変絞り弁6への加圧空気の継続的な流動の下に発生され、シリンジ1および負圧系流路のいずれにも脈動が生じることがないので、吐出量のばらつきを効果的に抑制することができる。
その上、ここでは、所要の負圧力を発生するエジェクタ5を設けることで、常時高い負圧力を準備するエア供給源の設置が不要となるので、装置の構造, とくに回路構成が簡素化する上に小型化を図ることができ、メインテナンスフリー,コスト低減に対しても寄与する。
By the way, in this device, even if the operation of the control means 9, the
Moreover, the negative pressure here is generated under the continuous flow of the pressurized air to the
In addition, here, by providing the
以上この発明の実施形態を図面に示すところに基づいて説明したが、エジェクタ5より下流側、たとえば、エジェクタ5と切換弁3との間に、レギュレータ電磁弁等の弁手段を配設することもでき、これによれば、シリンジ内に負圧力をより迅速に供給したい場合その他に、エジェクタ5での発生負圧を予め大きめに設定しておき、切換弁3のシフトとタイミングを合わせて、その大きめの負圧力をシリンジ1に作用させることが可能となる。
Although the embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings, valve means such as a regulator solenoid valve may be provided downstream of the
なお、図に示すところからは明らかではないが、エジェクタ5とシリンジ1との間の管路長はできるだけ短くすることが、管路内の空気量を低減し、また、管路抵抗を低減する上で好ましく、その結果として、シリンジ内へ所期した負圧をより迅速に作用させることが可能となる。
Although it is not clear from the drawing, it is not clear that the length of the pipeline between the
1 シリンジ
1a ノズル
2 エア供給源
3 切換弁
4 レギュレータ
5 エジェクタ
6 可変絞り弁
7 負圧計
8 モータ
9 制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Syringe 1a Nozzle 2
Claims (1)
貯留容器に負圧を作用させる負圧系を、弁体を機械的にストロークさせる可変絞り弁と、可変絞り弁を通る加圧気体の流量に応じた負圧を発生する負圧発生手段と、可変絞り弁の開度を、予めの入力に基づいてコントロールする制御手段とで構成してなる液体吐出装置。 A liquid discharge device that discharges a predetermined amount of liquid in a storage container and applies a negative pressure to the storage container during suspension of liquid discharge,
A negative pressure system that applies a negative pressure to the storage container, a variable throttle valve that mechanically strokes the valve body, and a negative pressure generating unit that generates a negative pressure according to a flow rate of the pressurized gas passing through the variable throttle valve, A liquid discharging apparatus comprising: a control unit that controls an opening degree of a variable throttle valve based on a previous input.
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