JP2005040770A - 液滴調整方法及び液滴吐出方法並びにその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 繰り返して吐出する液滴を、精度良い量の液滴として吐出するための吐出量の調整方法、吐出方法およびその装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 調整および吐出方法にあっては、管の内壁面に密着して摺動するプランジャーの進出移動および進出停止によって、前記管と連通する吐出口より吐出される液滴の吐出量を調整する液滴量の調整方法であって、前記吐出口から吐出される液滴が吐出毎に一定の量となるよう、前記進出移動するプランジャーが減速を開始してから停止するまでの移動速度を調整することを特徴とし、吐出装置は、管と、前記管の内壁面に密着して摺動するプランジャーと、前記管と連通し液材を飛滴するよう吐出する吐出口と、前記プランジャーの動作を制御する制御手段と、を具える液材の吐出装置であって、前記制御手段は、進出移動するプランジャーが減速を開始してから停止するまでの移動速度を制御することを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、繰り返して吐出する液滴を、（吐出毎に整った形状）、あるいは精度良い量の液滴として吐出するための調整方法、吐出方法および装置を開示するものである。

従来の管状部材の内面にプランジャーが密着摺動して液滴を飛滴させる技術は、先端面を液材に密接させた前記プランジャーを高速前進させ、次いでプランジャー駆動手段を急激停止させて、液材に慣性力を印加して液材を吐出させるものがある（例えば、特許文献１参照）。また、前記プランジャーを、液材吐出するノズルと液材を貯留する貯留部とを連通する液送路内に配設するものがある（例えば、特許文献２参照）。
特願２００２−３０１２３９号 特開２００３−１２６７５０号公報

上記従来技術は、液材をワーク等の被着体に付着させる前に、ノズルから液材を離間させるための技術であって、一の液材を飛滴させて吐出させるために有効な技術であるが、繰り返して液滴を吐出する際の吐出毎の量精度を向上させるための方法を開示するものではなかった。従来技術においては、一回のプランジャー吐出動作においてノズルから二以上の液滴が吐出されることや、液滴が吐出されないことなどがあり、さらなる吐出毎の吐出量精度向上が望まれていた。

そこで、本発明は、上記従来技術の有する欠点を解消し、繰り返して吐出する液滴を、精度良い量の液滴として吐出するための吐出量の調整方法、吐出方法およびその装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、管の内壁面に密着して摺動するプランジャーの進出移動および進出停止によって、前記管と連通する吐出口より吐出される液滴の吐出量を調整する液材の吐出量調整方法であって、前記吐出口から吐出される液滴が吐出毎に一定の量となるよう、前記進出移動するプランジャーが減速を開始してから停止するまでの移動速度を調整することを特徴とし、請求項２の発明は、前記請求項１の調整方法により調整された移動速度に、前記プランジャーの動作を制御することによって、液滴を吐出することを特徴とし、請求項３の発明は、前記請求項２の方法によって吐出された液滴を、ワーク上に塗布することを特徴とする。

また、請求項４の発明は、管の内壁面を密着して摺動するプランジャーの進出移動によってノズル先端から吐出される液材を液滴に形成する液滴の形成方法であって、前記進出移動するプランジャーが減速を開始してから停止するまでのプランジャーの速度を制御することによって、均一な液滴を形成することを特徴とする。

請求項５の発明は、管と、前記管の内壁面に密着して摺動するプランジャーと、前記管と連通し液材を飛滴するよう吐出する吐出口と、前記プランジャーの動作を制御する制御手段と、を具える液材の吐出装置であって、前記制御手段は、進出移動するプランジャーが減速を開始してから停止するまでの移動速度を制御することを特徴とし、請求項６の発明は、請求項５の液材吐出装置が、進出移動するプランジャーが減速を開始してから停止するまでの移動速度を、制御手段に指示する指示手段（入力手段）を有することを特徴とし、請求項７の発明は、請求項６の液材吐出装置における制御手段が、指示手段（入力手段）により指示された（入力された）進出移動するプランジャーが減速を開始してから停止するまでの移動速度に関するデータに基づいてプランジャーの動作を制御することを特徴とする。

前記進出移動するプランジャーが減速を開始してから停止するまでの移動速度を制御することによって、ノズルから吐出された液材を分断する力を制御することができるから、ノズル先端の吐出口から液滴を液切れ良く離間させることができ、ノズル先端から液滴が二以上の液滴に分断されて吐出されることなく、また、液滴が吐出されなくなるようなこともなく、均一な液滴が形成でき、かつ吐出毎の吐出量精度が向上する。

管内壁面に密着摺動して液材を押圧するプランジャーの進出移動する量によって、ノズル先端より吐出される液滴量が定まる。
このプランジャーが管内の液材を押圧してノズル先端より液滴を吐出するときのプランジャー移動プロセスにおいて、すなわち、停止するプランジャーが進出移動を開始して加速し一定速度を保った後に減速して停止することによりプランジャーが規定量移動するプロセスにおいて（図１中のａからｈ）、または、停止するプランジャーが進出移動を開始して加速し一定速度を保持せずに減速して停止することによりプランジャーが規定量移動するプロセスにおいて（図２中のａからｇ）、前記移動するプランジャーの減速度（図１中のｅからｈ、図２中のｄからｇ）を制御することによって、ノズル先端から吐出された液材が、ノズル側に残留する液材とノズルより飛滴される液滴とに分断されるときの液材に与える慣性力を制御することができ、前記分断を滑らかに行うことができる。
また、減速度を調整することによって滑らかに分断された液滴は、繰り返しの吐出においても、吐出毎の液滴形状に乱れが少なく、また、前記分断の位置も安定し、吐出量精度も良好である。

図面にもとづいて本発明の実施例を説明するが、本発明は、この実施例によって限定されるものではない。

図３に示すように、枠体、および、枠体に支持された吐出部および液材貯留容器、液材の吐出状態を制御する制御部で構成されており、枠体３１は、プランジャー支持体３４を上下方向に案内する案内ロッド３３と、枠体３１の上部に設けたモータ３により回転されプランジャー支持体３４を上下方向に移動させるネジ軸３２とを支持する枠体と、吐出バルブ４と液材供給バルブ１０および吐出バルブ４を介して計量部１を支持する下部枠体とで構成されている。

枠体３１に支持され管状部材で形成された計量部１内には、プランジャー支持体３４の上下動により、計量部１の内面に密接した状態で上下動するプランジャー２が配設されており、計量部１の先端には吐出バルブ４が配設され、吐出バルブ４の他端にはノズル７が配設されている。ここで、吐出バルブ４の弁体５に設けた流路６の内径を計量部１の内径とほぼ等しく、吐出バルブ４が開位置においては、液材が計量部１から吐出バルブ４へ円滑に流動するように構成する。

なお、この実施例では、吐出バルブ４は、計量部１とノズル７とを連通する開位置と閉止する閉位置との２位置を取るロータリーバルブを採用したが、流路の径が計量部１の内径と等しければ、スライドバルブ、ピンチバブルを用いてもよい。

計量部１の中央部外壁には計量部１に連通する管９が設けられ、管９の他端は貯留容器１１と連通しており、管９と貯留容器１１との間に液材供給バルブ１０が配設されている。ここで、液材供給バルブ１０は、計量部１と貯留容器１１とを連通する開位置、または閉止する閉位置、の２位置を取り、また、貯留容器１１は、液材供給バルブ１０と、貯留容器１１と、の間に設けられた貯留容器接続具１２により、装置から着脱可能である。

液材が充填された貯留容器１１を貯留容器接続具１２に接続し、液材供給バルブ１０を開位置にし、貯留容器１１と計量部１を連通させ、前記プランジャー２を後退移動させると、貯留容器１１内の液材は、液材供給バルブ１０を通じて計量部１内へ流入する。

液材の吐出は、液材供給バルブ１０を閉位置にし、吐出バルブ４を開位置にし、プランジャー２を所望する吐出量に応じて進出移動する。ここで、所望する吐出量と計量部１の内径とにより、プランジャー２の進出移動量を算出することが可能である。プランジャー２の進出動作は、急速に加速した後に、プランジャー２を弁座に当接させることなくプランジャー駆動手段を急激に停止させることにより、プランジャー２は急速にその移動が停止し、計量部１内の液材は、前記プランジャー２の急速移動および急激な停止により与えられた慣性力によって、ノズル７先端より吐出される。慣性力が大きくなると液材は飛滴する。ここで、計量部１内径と吐出バルブ４の内径とはほぼ等しいから、圧力損出が少なく、液材に与えられた力を効果的に液材の吐出に利用することが可能である。

プランジャー２が最下端まで移動した後には、吐出バルブ４を閉位置にし、液材供給バルブ１０を開位置にして、プランジャー２を後退移動して液材を供給する。このとき、貯留容器１１に加圧手段を接続して、貯留容器１１内の液材を加圧して計量部１への流入を促進することも可能である。

このように、適宜計量部１に液材を貯留容器１１から吸入し、計量部１内の液材をノズル７より吐出し、を繰り返して吐出作業を行う。ところで、計量部１内に貯留した液材は、計量部１内の液材が無くなるまで複数回にわたって吐出することができるから、吐出すべきワークの大きさ等の作業性を考慮して、計量部１内に貯留する液材の量を適宜決めることができる。

図３中、４１は制御装置であり、モータ３の回転動作、および、吐出バルブ４の動作を制御するものであり、４２は入力手段であり、プランジャー２の位置、移動距離、移動速度、加速度、減速度等のプランジャー２の動作、および吐出バルブ４の動作に関するパラメータを入力するものである。

上記制御部における液材の吐出状態の制御は、管内壁面に密着摺動して液材を押圧するプランジャーの進出移動する量によって、ノズル先端より吐出される液滴量が定まるので、この前記プランジャーが管内の液材を押圧してノズル先端より液滴を吐出するときのプランジャー移動プロセスにおいて、すなわち、停止するプランジャーが進出移動を開始して加速し一定速度を保った後に減速して停止することによりプランジャーが規定量移動するプロセスにおいて（図１中のａからｈ）、または、停止するプランジャーが進出移動を開始して加速し一定速度を保持せずに減速して停止することによりプランジャーが規定量移動するプロセスにおいて（図２中のａからｇ）、移動するプランジャーの減速度（図１中のｅからｈ、図２中のｄからｇ）を制御することによって、ノズル先端から吐出された液材が、ノズル側に残留する液材とノズルより飛滴される液滴とに分断されるときの液材に与える慣性力を制御することができ、前記分断を滑らかに行うことができる。
また、減速度を調整することによって滑らかに分断された液滴は、繰り返しの吐出においても、吐出毎の液滴形状に乱れが少なく、また、前記分断の位置も安定し、吐出量精度も良好である。

実施例１の液滴形成装置では、充填時に配管内に空気が残存し、残存した空気の圧縮性に伴って圧力応答が鈍くなるおそれがあるので、この実施例の液滴形成装置は、実施例１の液滴形成装置のプランジャー２に、図４に示す気泡抜き部を付加したものである。

プランジャー２は、管状部を有し、前記管状部は外壁面と連通する孔１３を有するプランジャーロッド２１と、プランジャーロッド２１の先端に装着され、中心にプランジャーロッド２１の管状部と連通する気泡抜き孔２３を有し、外壁に計量部内壁面と密着するシール部２４を有するプランジャーヘッド２２と、前記プランジャーロッド２１の管状部に挿入されるバルブロッド２５とで構成されている。

プランジャーロッド２１の上部は大径の筒部に形成され、さらに、上端部にはフランジ部が形成されており、該フランジ部によってプランジャーロッド２１はプランジャー支持体３４に固定される。
前記大径の筒部にはバルブロッド２５の上部の大径部が摺動可能に装着されており、プランジャー支持体３４に螺着した固定ネジ３５が当接しており、通常、バルブロッド２５は固定ネジ３５により一端が加圧されて、バルブロッド２５の他端がプランジャーヘッド２２と密着し、気泡抜き孔２３を閉じている。

固定ネジ３５を緩めると、バルブロッド２５は、バルブロッド２５の長さ方向に移動が可能なため、前記バルブロッド２５が前記固定ネジ３５と当接するとき、バルブロッド２５とプランジャーヘッド２２とが離間してプランジャーヘッド２２に設けた気泡抜き孔２３を解放し、プランジャーロッド２１とバルブロッド２５との間隙を介して、前記プランジャーロッド２１の気泡抜き孔２３とを連通して外界と連通する。
したがって、固定ネジ３５を緩めることで、プランジャーヘッド２２は、プランジャーロッド２１および気泡抜き孔２３を介して外部と連通可能であり、当該経路により、プランジャーヘッド２１から外部へ気泡を排出する。

上記構成の液滴形成装置の作動および制御は、基本的には実施例１の場合と同様であるが、液材充填開始時、計量部１と貯留容器１１の間の配管中に空気が残留する。
そこで、液材供給バルブ１０を閉位置にし、固定ネジ３５を緩めてバルブロッド２５の拘束を解いた状態でプランジャー２を進出移動させると、バルブロッド２５は計量部１内の空気に押されてプランジャーロッド２１内を後退移動し、バルブロッド２５はプランジャーヘッド２２から離れて、計量部１の内部は気泡抜き孔２３、プランジャーロッド２１とバルブロッド２５との間の間隙、プランジャーロッド２１に設けた孔１３を介して外部に連通する排気路を形成されるので、さらにプランジャー２を進出移動させると計量部１内の空気は前記排気路を経て外部に排出される。さらにプランジャーロッド２を進出移動させ残留空気の全量の排気が終了したら、固定ネジ３５を締めてバルブロッド２５の先端部をプランジャーヘッド２２に当接させて、気泡抜き孔２３を閉じて計量部１内と外部との連通を絶つことによって気泡抜きは終了する。

なお、上記説明は、作業開始時における気泡抜きであるが、吐出作業中であっても計量部１内に気泡混入が認められる場合には、速やかに固定ネジ３５を緩め、吐出バルブ４を閉めてプランジャー２を進出移動させて気泡抜き作業を行い、気泡抜きが終了したら固定ネジ３５を閉め吐出バルブ４を開き、吐出作業を継続することができる。

プランジャーの作動説明図であり、(a)は速度変化図、(b)は位置変化図である。 プランジャーの他の作動説明図であり、(a)は速度変化図、(b)は位置変化図である。 液材吐出装置の全体図であり、(a)は正面図、(b)は側面図である。 液材吐出装置の要部拡大図である。

符号の説明

１ 計量部
２ プランジャー
３ モータ
４ 吐出バルブ
５ 弁体
６ 流路
７ ノズル
８ 流路
９ 管
１０ 液材供給バルブ
１１ 貯留容器
１２ 貯留容器接続具
１３ 孔
２１ プランジャーロッド
２２ プランジャーヘッド
２３ 気泡抜き孔
２４ シール部
２５ バルブロッド
３１ 枠体
３２ ネジ軸
３３ 案内ロッド
３４ プランジャー支持体
３５ 固定ネジ
４１ 制御装置
４２ 入力手段

Claims (7)

1. 管の内壁面に密着して摺動するプランジャーの進出移動および進出停止によって、前記管と連通する吐出口より吐出される液滴の吐出量を調整する液滴量の調整方法であって、
   前記吐出口から吐出される液滴が吐出毎に一定の量となるよう、前記進出移動するプランジャーが減速を開始してから停止するまでの移動速度を調整することを特徴とする液滴量の調整方法。
2. 前記請求項１の調整方法により調整された移動速度に、前記プランジャーの動作を制御することによって、液滴を吐出することを特徴とする液滴の吐出方法。
3. 前記請求項２の方法によって吐出された液滴を、ワーク上に塗布する液滴の吐出方法。
4. 管の内壁面を密着して摺動するプランジャーの進出移動によってノズル先端から吐出される液材を液滴に形成する液滴の形成方法であって、
   前記進出移動するプランジャーが減速を開始してから停止するまでのプランジャーの速度を制御することによって、均一な液滴を形成することを特徴とする液滴の吐出方法。
5. 管と、前記管の内壁面に密着して摺動するプランジャーと、前記管と連通し液材を飛滴するよう吐出する吐出口と、前記プランジャーの動作を制御する制御手段と、を具える液材の吐出装置であって、
   前記制御手段は、進出移動するプランジャーが減速を開始してから停止するまでの移動速度を制御することを特徴とする液材の吐出装置。
6. 進出移動するプランジャーが減速を開始してから停止するまでの移動速度を、制御手段に指示する入力手段を有することを特徴とする請求項５の液材の吐出装置。
7. 前記制御手段は、入力手段により入力された進出移動するプランジャーが減速を開始してから停止するまでの移動速度に関するデータに基づいてプランジャーの動作を制御することを特徴とする請求項６の液材の吐出装置。
   

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