JP2008290039A - 液体吐出方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液体吐出方法および装置において、被吐出液体の粘度が変化しても一定量を安定して吐出させることができるようにする。
【解決手段】予備吐出工程と、本吐出工程とを順次行う液体吐出方法であって、予備吐出工程では、押し出し速度u1によって、第1の押し出し体積だけ押し出しを行って、ノズル先端1aに引き戻り空間14が形成されるように接着剤2の一部を吐出し、本吐出工程では、押し出し速度u2によって、第2の押し出し体積だけ押し出しを行って、引き戻り空間14の空気と接着剤2の残存分の一部とを吐出するようにし、押し出し速度、押し出し体積は、接着剤2一定の粘度範囲内において、引き戻り空間14の容積が、第2の押し出し体積による吐出体積の吐出体積目標値に対する誤差量を、略相殺できるように設定する。
【選択図】図4
【解決手段】予備吐出工程と、本吐出工程とを順次行う液体吐出方法であって、予備吐出工程では、押し出し速度u1によって、第1の押し出し体積だけ押し出しを行って、ノズル先端1aに引き戻り空間14が形成されるように接着剤2の一部を吐出し、本吐出工程では、押し出し速度u2によって、第2の押し出し体積だけ押し出しを行って、引き戻り空間14の空気と接着剤2の残存分の一部とを吐出するようにし、押し出し速度、押し出し体積は、接着剤2一定の粘度範囲内において、引き戻り空間14の容積が、第2の押し出し体積による吐出体積の吐出体積目標値に対する誤差量を、略相殺できるように設定する。
【選択図】図4
Description
本発明は、液体吐出方法および装置に関する。例えば、工作機械、情報・精密機器、FA、半導体、液晶、ディスプレイ、表面実装、生化学などの様々な分野で必要とされる微量の液体を一定量安定して吐出させることのできる液体吐出方法および装置に関する。
従来、液体吐出方法および装置として、例えば、ピペッティングおよびそれを用いた接着剤塗布装置などの装置が知られている。
ピペッティングにおける液体吐出機構は、例えば、ピストン、シリンジ、およびフッ素樹脂チューブでシリンジに連結された吸引、吐出用のノズルを備えてなる。また、シリンジには駆動機構が設けられ、この駆動機構に接続された制御機構によって、ピストンを吸引方向または吐出方向に移動させるとともに、ピストン移動速度及び移動量を制御できるように構成されている。
このような液体吐出装置として、例えば、特許文献1には、吐出量の微量化や精度の向上を目的として、駆動機構によってピストンを移動させて接着剤の吐出を行う接着剤吐出装置が記載されている。この接着剤吐出装置では、接着剤の粘度変化による吐出量の変動を防止するため、冷却部を設けてノズル部近傍の温度制御を行うようにしている。
特開2002−192044号公報
ピペッティングにおける液体吐出機構は、例えば、ピストン、シリンジ、およびフッ素樹脂チューブでシリンジに連結された吸引、吐出用のノズルを備えてなる。また、シリンジには駆動機構が設けられ、この駆動機構に接続された制御機構によって、ピストンを吸引方向または吐出方向に移動させるとともに、ピストン移動速度及び移動量を制御できるように構成されている。
このような液体吐出装置として、例えば、特許文献1には、吐出量の微量化や精度の向上を目的として、駆動機構によってピストンを移動させて接着剤の吐出を行う接着剤吐出装置が記載されている。この接着剤吐出装置では、接着剤の粘度変化による吐出量の変動を防止するため、冷却部を設けてノズル部近傍の温度制御を行うようにしている。
しかしながら、上記のような従来の液体吐出方法および装置には、以下のような問題があった。
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、種々の微少量の液体を高精度でかつ安定して供給制御する技術が求められているが、一般にピペッティングによって、粘度の異なる被吐出液体を一定量吐出させることは困難であった。
例えば、接着剤を被吐出液体とする場合、接着剤の粘度は、1mPas〜10mPas程度の範囲にわたっている。また同一材質の接着剤であっても、吐出時の温度条件によってさらに粘度が変化する。
液体は、低粘度なほど流動性が増して吐出ノズルの先端部から離脱しやすくなるので、吐出量が大きくなり、反対に高粘度では、吐出量が小さくなる。その結果、粘度にバラツキがある液体では、吐出量にバラツキが生じることになる。
例えば、特許文献1に記載の技術では、冷却部により接着剤の粘度を安定させるので、ピストンによる接着剤の押し出し量を高精度に制御し、接着剤の吐出量を安定させることができるものの、粘度の異なる接着剤に切り替えた場合には、吐出量が変化してしまうという問題がある。
また、温度制御を行うため何らかの発熱体、吸熱体をノズル近傍に配置すると、その排吸熱は近傍にも伝達されるので、吐出先の環境温度に影響を及ぼしてしまう。したがって、液体吐出装置の用途によっては、吐出ノズル近傍の温度制御が困難となり、その結果、吐出量がばらついてしまうという問題がある。
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、種々の微少量の液体を高精度でかつ安定して供給制御する技術が求められているが、一般にピペッティングによって、粘度の異なる被吐出液体を一定量吐出させることは困難であった。
例えば、接着剤を被吐出液体とする場合、接着剤の粘度は、1mPas〜10mPas程度の範囲にわたっている。また同一材質の接着剤であっても、吐出時の温度条件によってさらに粘度が変化する。
液体は、低粘度なほど流動性が増して吐出ノズルの先端部から離脱しやすくなるので、吐出量が大きくなり、反対に高粘度では、吐出量が小さくなる。その結果、粘度にバラツキがある液体では、吐出量にバラツキが生じることになる。
例えば、特許文献1に記載の技術では、冷却部により接着剤の粘度を安定させるので、ピストンによる接着剤の押し出し量を高精度に制御し、接着剤の吐出量を安定させることができるものの、粘度の異なる接着剤に切り替えた場合には、吐出量が変化してしまうという問題がある。
また、温度制御を行うため何らかの発熱体、吸熱体をノズル近傍に配置すると、その排吸熱は近傍にも伝達されるので、吐出先の環境温度に影響を及ぼしてしまう。したがって、液体吐出装置の用途によっては、吐出ノズル近傍の温度制御が困難となり、その結果、吐出量がばらついてしまうという問題がある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、被吐出液体の粘度が変化しても一定量を安定して吐出させることができる液体吐出方法および装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、吐出ノズルに吸引された被吐出液体を、気体層を介して押し出すことで、前記吐出ノズルの先端から吐出させる予備吐出工程と、該予備吐出工程が終了した状態から前記吐出ノズル内に残存した前記被吐出液体を、前記気体層を介してさらに押し出して吐出する本吐出工程とを順次行う液体吐出方法であって、前記予備吐出工程では、第1の押し出し速度によって、第1の押し出し体積だけ押し出しを行って、前記吐出ノズル先端に引き戻り空間が形成されるように前記被吐出液体の一部を吐出し、前記本吐出工程では、第2の押し出し速度によって、第2の押し出し体積だけ押し出しを行って、前記引き戻り空間の空気と前記被吐出液体の残存分の一部とを吐出するようにし、前記第1および第2の押し出し速度、前記第1および第2の押し出し体積は、前記被吐出液体の一定の粘度範囲内において、前記予備吐出工程で形成される前記引き戻り空間の容積が、前記本吐出工程での前記第2の押し出し体積による吐出体積の吐出体積目標値に対する誤差量を、略相殺できるように設定する方法とする。
この発明によれば、予備吐出工程において、第1の押し出し速度によって、第1の押し出し体積だけ、気体層を介して被吐出液体を押し出す。吐出ノズル先端から吐出される被吐出液体は、その粘度に応じて、一般的には第1の押し出し体積と異なる吐出体積が吐出される。そして、吐出後に、吐出ノズル先端から外部の空気が引き戻るため、吐出ノズル先端に引き戻り空間が形成される。被吐出液体は粘度が低いほど吐出されやすいので、引き戻り空間の容積は粘度に対応して変化する。
次に、本吐出工程では、第2の押し出し速度によって、第2の押し出し体積だけ、被吐出液体を押し出す。このとき、被吐出液体が予備吐出工程と同様に第2の押し出し体積と異なる吐出体積が吐出される。ただし、この場合、吐出体積には、引き戻り空間内の空気も含まれており、被吐出液体の正味の吐出体積は、引き戻り空間がない場合に、第2の押し出し速度、第2の押し出し体積で押し出した場合に比べて減少している。また、この本吐出工程における吐出体積は、第2の押し出し体積、第2の押し出し速度および被吐出液体の粘度、ノズル形状に応じて決まる。
一方、引き戻り空間の容積は、第1の押し出し体積、第1の押し出し速度および被吐出液体の粘度、ノズル形状に応じて決まる。
このため、ノズル形状と、吐出時の粘度が一定の場合、第1および第2の押し出し速度、第1および第2の押し出し体積を適宜設定し、被吐出液体の一定の粘度範囲内において、本吐出工程での吐出体積の吐出体積目標値に対する誤差量を略相殺できるように設定することで、本吐出工程における被吐出液体の正味の吐出体積を、粘度によらず安定させることができる。
なお、略相殺できるとは、吐出体積目標値の許容誤差範囲内となるように相殺できることを意味する。
この発明によれば、予備吐出工程において、第1の押し出し速度によって、第1の押し出し体積だけ、気体層を介して被吐出液体を押し出す。吐出ノズル先端から吐出される被吐出液体は、その粘度に応じて、一般的には第1の押し出し体積と異なる吐出体積が吐出される。そして、吐出後に、吐出ノズル先端から外部の空気が引き戻るため、吐出ノズル先端に引き戻り空間が形成される。被吐出液体は粘度が低いほど吐出されやすいので、引き戻り空間の容積は粘度に対応して変化する。
次に、本吐出工程では、第2の押し出し速度によって、第2の押し出し体積だけ、被吐出液体を押し出す。このとき、被吐出液体が予備吐出工程と同様に第2の押し出し体積と異なる吐出体積が吐出される。ただし、この場合、吐出体積には、引き戻り空間内の空気も含まれており、被吐出液体の正味の吐出体積は、引き戻り空間がない場合に、第2の押し出し速度、第2の押し出し体積で押し出した場合に比べて減少している。また、この本吐出工程における吐出体積は、第2の押し出し体積、第2の押し出し速度および被吐出液体の粘度、ノズル形状に応じて決まる。
一方、引き戻り空間の容積は、第1の押し出し体積、第1の押し出し速度および被吐出液体の粘度、ノズル形状に応じて決まる。
このため、ノズル形状と、吐出時の粘度が一定の場合、第1および第2の押し出し速度、第1および第2の押し出し体積を適宜設定し、被吐出液体の一定の粘度範囲内において、本吐出工程での吐出体積の吐出体積目標値に対する誤差量を略相殺できるように設定することで、本吐出工程における被吐出液体の正味の吐出体積を、粘度によらず安定させることができる。
なお、略相殺できるとは、吐出体積目標値の許容誤差範囲内となるように相殺できることを意味する。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の液体吐出方法において、前記第1および第2の押し出し速度、前記第1および第2の押し出し体積は、前記第1および第2の押し出し体積を設定し、それらに基づいて前記第1および第2の押し出し速度を選定することにより設定するようにした方法とする。
この発明によれば、第1および第2の押し出し体積を設定してから、第1および第2の押し出し速度を選定するので、吐出体積目標値に合わせて条件を決めやすいため、吐出体積目標値を種々変更する必要がある場合に対応しやすく、容易かつ確実な液体吐出作業を行うことができる。
この発明によれば、第1および第2の押し出し体積を設定してから、第1および第2の押し出し速度を選定するので、吐出体積目標値に合わせて条件を決めやすいため、吐出体積目標値を種々変更する必要がある場合に対応しやすく、容易かつ確実な液体吐出作業を行うことができる。
請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の液体吐出方法において、前記第1および第2の押し出し速度が、互いに等しい方法とする。
この発明によれば、第1および第2の押し出し速度が互いに等しいので、押し出し速度の条件設定が容易となり、液体吐出作業も効率的に行うことができる。
この発明によれば、第1および第2の押し出し速度が互いに等しいので、押し出し速度の条件設定が容易となり、液体吐出作業も効率的に行うことができる。
請求項4に記載の発明では、吐出ノズルに吸引された被吐出液体を、気体層を介して押し出すことで、前記吐出ノズルの先端部から吐出させる予備吐出工程と、該予備吐出工程が終了した状態から前記吐出ノズル内に残存した前記被吐出液体を、前記気体層を介してさらに押し出して吐出する本吐出工程とを順次行う液体吐出装置であって、被吐出液体を吸引、吐出する吐出ノズルと、該吐出ノズルに吸引された前記被吐出液体を、気体層を介して押し出す吐出機構と、該吐出機構の押し出し速度、押し出し体積を制御する吐出機構制御部と、該吐出機構制御部に対して、前記押し出し速度、前記押し出し体積の条件を、前記被吐出液体の前記本吐出工程における吐出体積目標値に応じて設定する条件設定部とを備え、該条件設定部は、前記予備吐出工程では、第1の押し出し速度によって、第1の押し出し体積だけ押し出し、この押し出し後に前記吐出ノズル先端に引き戻り空間が形成される設定とし、前記本吐出工程では、第2の押し出し速度によって、第2の押し出し体積だけ押し出す設定とし、前記第1および第2の押し出し速度、前記第1および第2の押し出し体積は、前記被吐出液体の一定の粘度範囲内において、前記予備吐出工程で形成される前記引き戻り空間の容積が、前記本吐出工程での前記第2の押し出し体積による吐出体積の吐出体積目標値に対する誤差量を、略相殺できるように設定された構成とする。
この発明によれば、請求項1に記載の液体吐出方法を行うことができる液体吐出装置となっているので、請求項1に記載の発明と同様の作用効果を有する。
この発明によれば、請求項1に記載の液体吐出方法を行うことができる液体吐出装置となっているので、請求項1に記載の発明と同様の作用効果を有する。
本発明の液体吐出方法および装置によれば、予備吐出工程において引き戻り空間を形成し、その容積が、本吐出工程における吐出体積の吐出体積目標値に対する誤差量を、一定の粘度範囲内で略相殺されるように吐出条件を設定するので、被吐出液体の粘度が変化しても一定量を安定して吐出させることができるという効果を奏する。
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施形態に係る液体吐出方法に用いる液体吐出装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る液体吐出装置の概略構成を示す模式説明図である。図2は、本発明の実施形態に係る液体吐出装置の吐出ノズルの模式的な軸方向断面図である。図3は、本発明の実施形態に係る液体吐出装置の制御ユニットの構成を示す機能ブロック図である。
まず、本発明の実施形態に係る液体吐出方法に用いる液体吐出装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る液体吐出装置の概略構成を示す模式説明図である。図2は、本発明の実施形態に係る液体吐出装置の吐出ノズルの模式的な軸方向断面図である。図3は、本発明の実施形態に係る液体吐出装置の制御ユニットの構成を示す機能ブロック図である。
本実施形態の液体吐出装置100は、被吐出液体の一例として、所定量の接着剤を接着対象に向けて吐出する接着剤吐出装置である。
液体吐出装置100の概略構成は、図1に示すように、ノズル1(吐出ノズル)、電磁弁6、吐出機構21、洗浄機構22、および制御ユニット20からなる。
液体吐出装置100の概略構成は、図1に示すように、ノズル1(吐出ノズル)、電磁弁6、吐出機構21、洗浄機構22、および制御ユニット20からなる。
ノズル1は、ノズル先端1aから、接着剤2(被吐出液体)を吸引および吐出するためのもので、制御ユニット20により制御されるノズル移動機構23(図3参照)によって、接着対象に対して上下移動および回転移動可能に保持されている。
ノズル1の形状は、被吐出液体の種類や吐出量などによって適宜の形状を採用することができるが、本実施形態では、図2に示すように、基端部側が内径φD2の円筒管の先端側の距離dの範囲にテーパ角θのテーパ部1bが形成された形状を採用している。ノズル先端1aの内径は、φD1(ただし、D1<D2)とされている。
ノズル1の形状は、被吐出液体の種類や吐出量などによって適宜の形状を採用することができるが、本実施形態では、図2に示すように、基端部側が内径φD2の円筒管の先端側の距離dの範囲にテーパ角θのテーパ部1bが形成された形状を採用している。ノズル先端1aの内径は、φD1(ただし、D1<D2)とされている。
また、図1に示すように、ノズル1の基端部(図示上側)には、脱気水4で満たされたフッ素樹脂製のチューブ5Aが接続され、接着剤2のノズル先端1aからの吸引時には、図2に示すように、脱気水4は、ノズル1の基端部側に浸入しており、例えば厚さhの空気層3を隔てて、接着剤2の被押圧液面2bと対向されている。また、チューブ5Aの他端は、電磁弁6に接続されている。
空気層3は、脱気水4の押圧液面4aを通して、非接触状態で接着剤2の被押圧液面2bを押圧するとともに、接着剤2と脱気水4とが混じらないようにするために設けられた気体層である。なお、このような気体層は空気層に限定されるものではなく、被吐出液体の種類に応じて適宜の気体を採用することができる。
空気層3の厚さhは、押圧液面4aに対向する接着剤2の被押圧液面2bに対して必要な吐出圧力を伝達できれば、適宜の厚さに設定することができるが、被押圧液面2bのノズル先端1aからの高さHは、後述する予備吐出工程および本吐出工程のいずれでも、H>dを保つように設定される。
空気層3は、脱気水4の押圧液面4aを通して、非接触状態で接着剤2の被押圧液面2bを押圧するとともに、接着剤2と脱気水4とが混じらないようにするために設けられた気体層である。なお、このような気体層は空気層に限定されるものではなく、被吐出液体の種類に応じて適宜の気体を採用することができる。
空気層3の厚さhは、押圧液面4aに対向する接着剤2の被押圧液面2bに対して必要な吐出圧力を伝達できれば、適宜の厚さに設定することができるが、被押圧液面2bのノズル先端1aからの高さHは、後述する予備吐出工程および本吐出工程のいずれでも、H>dを保つように設定される。
電磁弁6は、チューブ5A、5B、5Cがそれぞれ接続されており、制御ユニット20からの制御信号により、チューブ5Aに通ずる流路を、一端が吐出機構21に接続されたチューブ5Bと一端が洗浄機構22に接続されたチューブ5Cとの間で選択的に切り替えて連通させるものである。
チューブ5B、5Cは、本実施形態では、チューブ5Aと同様のフッ素樹脂チューブを採用している。
チューブ5B、5Cは、本実施形態では、チューブ5Aと同様のフッ素樹脂チューブを採用している。
吐出機構21は、チューブ5Bの他端に接続されたシリンジ7、およびシリンジ7内のピストン7aを不図示の伝動機構により駆動するステッピングモータ9からなる。そして、電磁弁6によって、チューブ5Bの流路がチューブ5Aの流路に連通されたとき、ピストン7aを往復駆動することにより、チューブ5A、5B内の脱気水4をノズル1側に押し出したり、シリンジ7側に吸引したりすることができるようになっている。
洗浄機構22は、チューブ5Cの他端に送水口が接続され、吸水口にチューブ5Dが接続された洗浄水ポンプ10と、洗浄水として脱気水4を貯留しチューブ5Dを介して洗浄水ポンプ10に供給できるようにした洗浄水槽11とからなる。
洗浄水ポンプ10は、本実施形態では、制御ユニット20によって常時送水状態に駆動されている。したがって、電磁弁6が切り替えられて、チューブ5Cの流路がチューブ5Aの流路に連通された場合のみ、洗浄水槽11内の脱気水4が、チューブ5C、5Aを介して、ノズル1内に送水され、これによりノズル1内部を洗浄できるようになっている。
洗浄水ポンプ10は、本実施形態では、制御ユニット20によって常時送水状態に駆動されている。したがって、電磁弁6が切り替えられて、チューブ5Cの流路がチューブ5Aの流路に連通された場合のみ、洗浄水槽11内の脱気水4が、チューブ5C、5Aを介して、ノズル1内に送水され、これによりノズル1内部を洗浄できるようになっている。
制御ユニット20は、図3に示すように、電磁弁6、洗浄水ポンプ10、ノズル移動機構23にそれぞれ電気的に接続されており、液体吐出装置100の動作を制御する装置制御部43と、ステッピングモータ9に電気的に接続され装置制御部43からの制御信号に基づいてステッピングモータ9を駆動する吐出機構制御部40と、吐出条件設定部41と、データ記憶部42とからなる。
吐出条件設定部41は、本吐出工程における接着剤2の吐出体積目標値に応じて、吐出機構制御部40に対して、接着剤の押し出し速度、押し出し体積の条件を設定するものである。
データ記憶部42は、吐出条件設定部41が条件を設定する際に参照する設定条件のデータ群を記憶するものである。
このような制御ユニット20の装置構成は、CPU、メモリ、入出力インタフェース、外部記憶装置などを備えるコンピュータや適宜のハードウェアなどからなる。
また、装置制御部43には、操作者が、液体吐出装置100の動作設定を行うため、適宜の入力手段、例えば操作パネル、キーボードやマウスなどからなる操作部24が接続されている。
吐出条件設定部41は、本吐出工程における接着剤2の吐出体積目標値に応じて、吐出機構制御部40に対して、接着剤の押し出し速度、押し出し体積の条件を設定するものである。
データ記憶部42は、吐出条件設定部41が条件を設定する際に参照する設定条件のデータ群を記憶するものである。
このような制御ユニット20の装置構成は、CPU、メモリ、入出力インタフェース、外部記憶装置などを備えるコンピュータや適宜のハードウェアなどからなる。
また、装置制御部43には、操作者が、液体吐出装置100の動作設定を行うため、適宜の入力手段、例えば操作パネル、キーボードやマウスなどからなる操作部24が接続されている。
次に、液体吐出装置100の動作について説明する。
図4(a)、(b)、(c)は、本発明の実施形態に係る液体吐出装置における吸引工程、予備吐出工程、本吐出工程の動作をそれぞれ説明する模式的な動作説明図である。図5(a)、(b)は、被吐出液体の粘度が異なる場合の予備吐出工程の吐出の様子を示す模式説明図である。図6(a)、(b)は、被吐出液体の粘度が異なる場合の本吐出工程の吐出の様子を示す模式説明図である。
図4(a)、(b)、(c)は、本発明の実施形態に係る液体吐出装置における吸引工程、予備吐出工程、本吐出工程の動作をそれぞれ説明する模式的な動作説明図である。図5(a)、(b)は、被吐出液体の粘度が異なる場合の予備吐出工程の吐出の様子を示す模式説明図である。図6(a)、(b)は、被吐出液体の粘度が異なる場合の本吐出工程の吐出の様子を示す模式説明図である。
液体吐出装置100は、吸引工程、予備吐出工程、本吐出工程を順次行うことによって、本吐出工程において所定量の接着剤を吐出する。
本吐出工程での吐出体積目標値Vは、操作部24を通して装置制御部43に入力されているものとして説明する。
本吐出工程での吐出体積目標値Vは、操作部24を通して装置制御部43に入力されているものとして説明する。
まず、吸引工程では、装置制御部43により、ノズル移動機構23を駆動して、ノズル1を、排水可能な位置に移動する。そして、この位置で、電磁弁6を切り替えて、チューブ5A、5Cの流路を連通させる。これにより、常時駆動される洗浄水ポンプ10によって、チューブ5Cを通して洗浄水槽11から脱気水4がチューブ5A側に供給される。
適宜量の脱気水4が供給され、チューブ5A、ノズル1の全体に脱気水4が充填された後、装置制御部43により電磁弁6を切り替えて、チューブ5A、5Bの流路を連通させる。これにより、チューブ5Cを介した脱気水4の供給が停止される。
次に、装置制御部43により、ノズル移動機構23を駆動して、ノズル1を接着剤2が満たされた接着剤容器13上方に移動させて待機させる。そして、装置制御部43は吐出機構制御部40に所定体積の空気層3をノズル1内に形成するための吸引動作を行う制御信号を送出する。
吐出機構制御部40は、ステッピングモータ9を吸引方向に回転させ、ピストン7aを後退させてシリンジ7内に体積Vaの脱気水4を吸引する。この吸引操作によって、ノズル先端1aから空気が入る。本実施形態では、例えば、Va=h・π・D1 2/4としている。体積Vaの値としては、例えば、5μLが好適である。
適宜量の脱気水4が供給され、チューブ5A、ノズル1の全体に脱気水4が充填された後、装置制御部43により電磁弁6を切り替えて、チューブ5A、5Bの流路を連通させる。これにより、チューブ5Cを介した脱気水4の供給が停止される。
次に、装置制御部43により、ノズル移動機構23を駆動して、ノズル1を接着剤2が満たされた接着剤容器13上方に移動させて待機させる。そして、装置制御部43は吐出機構制御部40に所定体積の空気層3をノズル1内に形成するための吸引動作を行う制御信号を送出する。
吐出機構制御部40は、ステッピングモータ9を吸引方向に回転させ、ピストン7aを後退させてシリンジ7内に体積Vaの脱気水4を吸引する。この吸引操作によって、ノズル先端1aから空気が入る。本実施形態では、例えば、Va=h・π・D1 2/4としている。体積Vaの値としては、例えば、5μLが好適である。
次に、図4(a)に示すように、ノズル移動機構23を待機状態から駆動して、ノズル1のノズル先端1aを接着剤2が満たされた接着剤容器13内に移動し、その状態で、ノズル先端1aから、接着剤2を体積V0だけ吸引し、接着剤2をノズル先端1aから高さHまで充填する。このとき、接着剤2の先端液面2aは、ノズル先端1aと整列した状態とする。
この状態では、吸引された接着剤2の上面である被押圧液面2bは、ノズル先端1aの先端から高さW0=h+Hに位置し、体積Va、厚さhの空気層3を介して、脱気水4の押圧液面4aと対向されている。このため、接着剤2と脱気水4とは、互いに非接触状態を保っている。
以上で、吸引工程を終了する。
この状態では、吸引された接着剤2の上面である被押圧液面2bは、ノズル先端1aの先端から高さW0=h+Hに位置し、体積Va、厚さhの空気層3を介して、脱気水4の押圧液面4aと対向されている。このため、接着剤2と脱気水4とは、互いに非接触状態を保っている。
以上で、吸引工程を終了する。
次に、予備吐出工程では、吐出体積目標値Vに応じて吐出条件設定部41によって設定された条件に基づいて接着剤2の予備吐出を行う。
この予備吐出の条件は、押圧液面4aの押し出し速度が、吐出速度u1(第1の押し出し速度)、押圧液面4aの押し出し体積(第1の押し出し体積)が、体積V1=ΔW1・π・D1 2/4となるように設定する。なお、ΔW1は、押圧液面4aの押し出される高さである。
そして、吐出機構制御部40からステッピングモータ9に制御信号を送出し、この予備吐出条件に基づいて接着剤2の吐出動作を行う。これにより、押圧液面4aは、ノズル先端1aから高さW1=W0−ΔW1の位置に押し出される(図4(b)参照)。
この予備吐出の条件は、押圧液面4aの押し出し速度が、吐出速度u1(第1の押し出し速度)、押圧液面4aの押し出し体積(第1の押し出し体積)が、体積V1=ΔW1・π・D1 2/4となるように設定する。なお、ΔW1は、押圧液面4aの押し出される高さである。
そして、吐出機構制御部40からステッピングモータ9に制御信号を送出し、この予備吐出条件に基づいて接着剤2の吐出動作を行う。これにより、押圧液面4aは、ノズル先端1aから高さW1=W0−ΔW1の位置に押し出される(図4(b)参照)。
この結果、予備吐出接着剤15が、ノズル先端1aから接着剤容器13内に吐出される。このとき、吐出された予備吐出接着剤15の体積Vpreは、空気層3を介して押し出されるので、接着剤2の粘度、吐出速度u1、ノズル1のノズル形状に応じて決まり、一般には押し出し体積V1と異なる値を有する。粘度が低いほど、また吐出速度u1が大きいほど、またノズル形状による抵抗が少ないほど吐出体積Vpreは増大して行く。
このため、予備吐出後の先端液面2aは、ノズル1の内部側に後退し、ノズル1の先端部に空気が引き込まれた容積Vb1の引き戻り空間14が形成される。
以上で予備吐出工程が終了する。
このため、予備吐出後の先端液面2aは、ノズル1の内部側に後退し、ノズル1の先端部に空気が引き込まれた容積Vb1の引き戻り空間14が形成される。
以上で予備吐出工程が終了する。
次に、本吐出工程では、ノズル移動機構23を駆動し、予備吐出工程終了時の押圧液面4aの高さW1を保持した状態でノズル1を接着対象の上方に移動する。
そして、吐出体積目標値Vに応じて吐出条件設定部41によって設定された条件に基づいて本吐出を行う。
この本吐出の条件は、押圧液面4aの押し出し速度が、吐出速度u2(第2の押し出し速度)、押圧液面4aの押し出し体積(第2の押し出し体積)が、体積V2=ΔW2・π・D1 2/4となるように設定する。なお、ΔW2は、押圧液面4aの押し出される高さである。
そして、吐出機構制御部40からステッピングモータ9に制御信号を送出し、この本吐出条件に基づいて接着剤2の吐出動作を行う。これにより、押圧液面4aは、ノズル先端1aから高さW2=W0−(ΔW1+ΔW2)に押し出される(図4(c)参照)。
そして、吐出体積目標値Vに応じて吐出条件設定部41によって設定された条件に基づいて本吐出を行う。
この本吐出の条件は、押圧液面4aの押し出し速度が、吐出速度u2(第2の押し出し速度)、押圧液面4aの押し出し体積(第2の押し出し体積)が、体積V2=ΔW2・π・D1 2/4となるように設定する。なお、ΔW2は、押圧液面4aの押し出される高さである。
そして、吐出機構制御部40からステッピングモータ9に制御信号を送出し、この本吐出条件に基づいて接着剤2の吐出動作を行う。これにより、押圧液面4aは、ノズル先端1aから高さW2=W0−(ΔW1+ΔW2)に押し出される(図4(c)参照)。
この押圧液面4aがΔW2だけ押し出される過程では、押し出し開始時から、押し出し体積がVb1となる間は、引き戻り空間14の空気が押し出され、ノズル先端1aから空気が吐出される。そして、引き戻り空間14の空気がすべて吐出された後に、接着剤2の正味の吐出体積Voutの本吐出接着剤17が、不図示の接着対象に向けて吐出され、ノズル先端1aからの合計の吐出体積Vt(第2の押し出し体積による吐出体積)は、Vt=Vout+Vb1となる。
ここで、予備吐出工程と同様に本吐出後、接着剤2の粘度に応じて、ノズル1内に引き戻り空間16が形成されるため、合計の吐出体積Vtは、一般には、押し出し体積V2と異なる値をとる。
本実施形態では、予め、押し出し速度u1、u2、押し出し体積V1、V2を、接着剤2の吐出体積目標値V、ノズル形状に応じて、合計の吐出体積Vtの吐出体積目標値Vに対する誤差量が、引き戻り空間14の容積Vb1と略相殺されるように設定されているため、正味の吐出体積Voutが吐出体積目標値Vと略一致するようになっている。
以上で、本吐出工程が終了する。
そして、さらに吐出を行う場合には、上記を繰り返す。このとき、接着剤2の種類を切り替える場合などは、必要に応じてノズル1内の接着剤2を脱気水4により排出し、洗浄機構22によってノズル1内の洗浄を行う。
ここで、予備吐出工程と同様に本吐出後、接着剤2の粘度に応じて、ノズル1内に引き戻り空間16が形成されるため、合計の吐出体積Vtは、一般には、押し出し体積V2と異なる値をとる。
本実施形態では、予め、押し出し速度u1、u2、押し出し体積V1、V2を、接着剤2の吐出体積目標値V、ノズル形状に応じて、合計の吐出体積Vtの吐出体積目標値Vに対する誤差量が、引き戻り空間14の容積Vb1と略相殺されるように設定されているため、正味の吐出体積Voutが吐出体積目標値Vと略一致するようになっている。
以上で、本吐出工程が終了する。
そして、さらに吐出を行う場合には、上記を繰り返す。このとき、接着剤2の種類を切り替える場合などは、必要に応じてノズル1内の接着剤2を脱気水4により排出し、洗浄機構22によってノズル1内の洗浄を行う。
ここで、接着剤2の粘度が異なる場合に本実施形態の液体吐出装置100を適用した場合について説明する。
図5(a)、(b)は、それぞれ接着剤2として、相対的に低粘度の接着剤2Lと、相対的に高粘度の接着剤2Hとを用いて上記の予備吐出工程を行った場合の様子を模式的に示している。
すなわち、接着剤2L、2Hによる予備吐出接着剤15L、15Hの体積はそれぞれの粘度に応じて、VLpre、VHpre、また引き戻り空間14L、14Hの容積Vb1は、VLb1、VHb1となる。これらは、次式の関係にある。
VLpre>VHpre ・・・(1)
VLb1>VHb1 ・・・(2)
図5(a)、(b)は、それぞれ接着剤2として、相対的に低粘度の接着剤2Lと、相対的に高粘度の接着剤2Hとを用いて上記の予備吐出工程を行った場合の様子を模式的に示している。
すなわち、接着剤2L、2Hによる予備吐出接着剤15L、15Hの体積はそれぞれの粘度に応じて、VLpre、VHpre、また引き戻り空間14L、14Hの容積Vb1は、VLb1、VHb1となる。これらは、次式の関係にある。
VLpre>VHpre ・・・(1)
VLb1>VHb1 ・・・(2)
また、図6(a)、(b)は、それぞれ図5(a)、(b)の状態から上記の本吐出工程を行った場合の様子を模式的に示している。
この本吐出工程において、押し出し体積V2に対して、図5(a)、(b)の状態から、体積VLout、VHoutの本吐出接着剤17L、17Hが、引き戻り空間14L、14Hとともに押し出される。ここで、本吐出工程における接着剤2L、2Hによるそれぞれの合計の吐出体積Vtを、それぞれVLt、VHtと表すと、次式の関係がある。
VLout=VLt−VLb1 ・・・(3)
VHout=VHt−VHb1 ・・・(4)
VLt>VHt ・・・(5)
この本吐出工程において、押し出し体積V2に対して、図5(a)、(b)の状態から、体積VLout、VHoutの本吐出接着剤17L、17Hが、引き戻り空間14L、14Hとともに押し出される。ここで、本吐出工程における接着剤2L、2Hによるそれぞれの合計の吐出体積Vtを、それぞれVLt、VHtと表すと、次式の関係がある。
VLout=VLt−VLb1 ・・・(3)
VHout=VHt−VHb1 ・・・(4)
VLt>VHt ・・・(5)
発明者は、式(1)、(2)、(5)の関係が、いずれも、接着剤2L、2Hの粘度の大小関係に依存していることに着眼し、VLt、VHtとの差が粘度によらず一定であれば、粘度により異なるVtのバラツキを、粘度に応じて変化するVb1で相殺することにより、正味の吐出体積Voutを一定値に設定することができ、VLout=VHout=Vというように、粘度によらず吐出体積目標値が吐出できることに想到し、本発明に至った。
以下では、このような吐出条件の設定が可能であることを、具体的な実験例に基づいて説明する。
図7は、予備吐出工程の吐出速度u1を変えた場合の、被吐出液体の粘度と予備吐出工程の吐出量との関係を示す実験結果のグラフである。図8は、本吐出工程の吐出速度u2を変えた場合の、被吐出液体の粘度と本吐出工程の吐出量との関係を示す実験結果のグラフである。いずれも、横軸は粘度(mPas)、縦軸は吐出量(μL)を示し、図中の直線は近似直線を示す。
以下では、このような吐出条件の設定が可能であることを、具体的な実験例に基づいて説明する。
図7は、予備吐出工程の吐出速度u1を変えた場合の、被吐出液体の粘度と予備吐出工程の吐出量との関係を示す実験結果のグラフである。図8は、本吐出工程の吐出速度u2を変えた場合の、被吐出液体の粘度と本吐出工程の吐出量との関係を示す実験結果のグラフである。いずれも、横軸は粘度(mPas)、縦軸は吐出量(μL)を示し、図中の直線は近似直線を示す。
[実験例1]
実験例1として、液体吐出装置100を用いて、サンプル粘度が、2mPas、4mPas、6mPas、8mPasに調整された接着剤2の吐出実験を行った。吐出条件は、押し出し体積を、V1=5μL、V2=1.5μLに固定し、吐出速度u1、u2を、u1=u2=0.1m/s、0.3m/sの2通りに設定し、それぞれ予備吐出量として上記のVpre、本吐出量として上記のVoutの体積測定を行った。
ここで、ノズル形状は、図2に示すノズル1において、φD1=0.3mm、φD2=1.0mm、θ=10°とした(実施例1)。
この実験結果を表1に示す。ここで、表1の本吐出量の誤差は、本吐出実測値の押し出し体積V2に対する誤差を算出したものである。
また、これらの実験結果をプロットしたグラフを図7、8に示す。
実験例1として、液体吐出装置100を用いて、サンプル粘度が、2mPas、4mPas、6mPas、8mPasに調整された接着剤2の吐出実験を行った。吐出条件は、押し出し体積を、V1=5μL、V2=1.5μLに固定し、吐出速度u1、u2を、u1=u2=0.1m/s、0.3m/sの2通りに設定し、それぞれ予備吐出量として上記のVpre、本吐出量として上記のVoutの体積測定を行った。
ここで、ノズル形状は、図2に示すノズル1において、φD1=0.3mm、φD2=1.0mm、θ=10°とした(実施例1)。
この実験結果を表1に示す。ここで、表1の本吐出量の誤差は、本吐出実測値の押し出し体積V2に対する誤差を算出したものである。
また、これらの実験結果をプロットしたグラフを図7、8に示す。
表1で予備吐出実測値を見ると、いずれも粘度によって吐出量が変化し、押し出し体積V1=5μLからの偏差が生じていることが分かる。図7のような近似直線200、201が引けることから分かるようにいずれの吐出速度でも、吐出量は粘度が高くなるにつれて略直線的に低下する。これは、吐出速度の増大とともに粘性抵抗が増大するためと考えられる。
また、粘度に対する近似直線の傾きは、吐出速度が大きい方が大きくなっている。これは、吐出速度が大きい方が大きな吐出力が作用し、流動性が大きい低粘度の方が、吐出力の影響がより顕著に現れるためと考えられる。
また、粘度に対する近似直線の傾きは、吐出速度が大きい方が大きくなっている。これは、吐出速度が大きい方が大きな吐出力が作用し、流動性が大きい低粘度の方が、吐出力の影響がより顕著に現れるためと考えられる。
一方、表1で本吐出実測値を見ると、吐出速度が小さい方が、粘度による吐出量の変化が大きく、吐出速度が大きい方が粘度による吐出量の変化が小さくなっている。すなわち、予備吐出工程の場合と傾向が逆転している。
予備吐出工程、本吐出工程を行う間、各接着剤の粘度は変化しないため、粘度と吐出速度との関係は略同様と考えられるから、このような傾向の逆転は、各粘度に応じて予備吐出工程の引き戻り空間の容積が変化している事実を間接的に示している。
また、図8の近似直線203に示すように、吐出速度0.3m/sでは、近似直線の傾きが略0となっており、表1の本吐出量の誤差のバラツキは、−0.7%〜2.0%と、きわめて小さくなっている。
すなわち、実験例1の吐出条件では、u1=u2=0.3m/s、V1=5μL、V2=1.5μLのように設定することで、少なくとも粘度が2mPas〜8mPasの範囲では、本吐出工程において、粘度に略よらず一定の吐出体積1.5μLが実現されている。
予備吐出工程、本吐出工程を行う間、各接着剤の粘度は変化しないため、粘度と吐出速度との関係は略同様と考えられるから、このような傾向の逆転は、各粘度に応じて予備吐出工程の引き戻り空間の容積が変化している事実を間接的に示している。
また、図8の近似直線203に示すように、吐出速度0.3m/sでは、近似直線の傾きが略0となっており、表1の本吐出量の誤差のバラツキは、−0.7%〜2.0%と、きわめて小さくなっている。
すなわち、実験例1の吐出条件では、u1=u2=0.3m/s、V1=5μL、V2=1.5μLのように設定することで、少なくとも粘度が2mPas〜8mPasの範囲では、本吐出工程において、粘度に略よらず一定の吐出体積1.5μLが実現されている。
したがって、吐出体積目標値Vから、押し出し体積V2の設定をし、押し出し体積V1を固定して、吐出速度u1=u2の条件を変えて、所定範囲の粘度に調整された接着剤2を用いて、予備吐出、本吐出の実験を行うことで、正味の吐出体積Voutが所定範囲の粘度によらず一定となる条件を設定することができる。
[実験例2]
実験例2では、吐出体積目標値Vを変えたときに、実験例1のように、条件設定ができるかどうか、実験を行った。すなわち、吐出体積目標値Vを1.5μL、10μL、20μL、50μLと変化させた時に、それぞれ対して上記実験例1のような実験を行い、上記の粘度範囲において、略一定の正味の本吐出体積Voutが得られる吐出速度u1を求めた。この結果を、表2に示す。
ここで、吐出速度u2、押し出し体積V2は、それぞれ、表2の吐出速度、吐出体積目標値と等しい。また、押し出し体積V1は、5μLである。
実験例2では、吐出体積目標値Vを変えたときに、実験例1のように、条件設定ができるかどうか、実験を行った。すなわち、吐出体積目標値Vを1.5μL、10μL、20μL、50μLと変化させた時に、それぞれ対して上記実験例1のような実験を行い、上記の粘度範囲において、略一定の正味の本吐出体積Voutが得られる吐出速度u1を求めた。この結果を、表2に示す。
ここで、吐出速度u2、押し出し体積V2は、それぞれ、表2の吐出速度、吐出体積目標値と等しい。また、押し出し体積V1は、5μLである。
表2の結果より、吐出体積目標値が、1.5μL〜50μLに変化しても、条件設定が可能となっていることが分かる。
液体吐出装置100では、データ記憶部42に、例えば、表2のような表データを記憶しておき、吐出条件設定部41が、操作部24から操作者が入力した吐出体積目標値Vに応じて、条件設定を行うことで、所定の粘度範囲では粘度によらない吐出動作を行うことができる。
液体吐出装置100では、データ記憶部42に、例えば、表2のような表データを記憶しておき、吐出条件設定部41が、操作部24から操作者が入力した吐出体積目標値Vに応じて、条件設定を行うことで、所定の粘度範囲では粘度によらない吐出動作を行うことができる。
[実験例3]
実験例3では、ノズル形状を変えた場合にも実験例1と同様の条件設定が可能かどうか検証した。
図9は、本発明の実施形態に係る液体吐出装置に用いることができる吐出ノズルの他の例の模式的な軸方向断面図である。
ノズル形状は、図2に示すノズル1を実施例1のノズルとして用い、他のノズルとして図9に示すノズル30を実施例2のノズル30として用いた。
ノズル30の形状は、図9に示すように、ノズル基端部から、内径φE2=1.0mmの円筒管が延ばされ、ノズル先端30aから距離dの位置からは、先端側に向けてテーパ角φ=30°で縮径されて、内径φE1=0.25mmとされ、その位置からノズル先端30aまでφE1の円筒管が延ばされている。ここで、距離dは、実施例1と同じ寸法である。
実験例1の結果から、粘度と吐出量との関係は直線的となるため、サンプル粘度は、2mPas、6mPasの2通りとし、V1=5μL、V2=1.5μLに固定し、吐出速度u1(=u2)を0.1m/s、0.2m/s、0.3m/sに変化させて、予備吐出工程、本吐出工程を行い、吐出量の実測値を、予備吐出実測値、本吐出実測値として測定した。その結果を表3に示す。
表3の「本吐出量の誤差偏差」は、サンプル粘度2mPas、6mPasにおける本吐出実測値の吐出体積目標値1.5μLに対する誤差量を求め、それらの差を算出したものである。この誤差偏差が0%に近いほど、粘度依存した吐出量の誤差が少ないことを意味する。
実験例3では、ノズル形状を変えた場合にも実験例1と同様の条件設定が可能かどうか検証した。
図9は、本発明の実施形態に係る液体吐出装置に用いることができる吐出ノズルの他の例の模式的な軸方向断面図である。
ノズル形状は、図2に示すノズル1を実施例1のノズルとして用い、他のノズルとして図9に示すノズル30を実施例2のノズル30として用いた。
ノズル30の形状は、図9に示すように、ノズル基端部から、内径φE2=1.0mmの円筒管が延ばされ、ノズル先端30aから距離dの位置からは、先端側に向けてテーパ角φ=30°で縮径されて、内径φE1=0.25mmとされ、その位置からノズル先端30aまでφE1の円筒管が延ばされている。ここで、距離dは、実施例1と同じ寸法である。
実験例1の結果から、粘度と吐出量との関係は直線的となるため、サンプル粘度は、2mPas、6mPasの2通りとし、V1=5μL、V2=1.5μLに固定し、吐出速度u1(=u2)を0.1m/s、0.2m/s、0.3m/sに変化させて、予備吐出工程、本吐出工程を行い、吐出量の実測値を、予備吐出実測値、本吐出実測値として測定した。その結果を表3に示す。
表3の「本吐出量の誤差偏差」は、サンプル粘度2mPas、6mPasにおける本吐出実測値の吐出体積目標値1.5μLに対する誤差量を求め、それらの差を算出したものである。この誤差偏差が0%に近いほど、粘度依存した吐出量の誤差が少ないことを意味する。
表3の結果から分かるように、実施例1のノズル形状では、吐出速度0.3m/sで本吐出量の誤差偏差が最小値0.7%となり、実施例2のノズル形状では、吐出速度0.2m/sで本吐出量の誤差偏差が最小値0.7%となっている。したがって、吐出速度を変えることで、ノズル形状が変わっても、同程度に粘度に依存しない吐出条件を設定することができることが分かる。
液体吐出装置100では、データ記憶部42に、ノズル形状の種類ごとに、好適な吐出条件を記憶しておき、吐出条件設定部41が、ノズル形状の切り替えに応じて、条件設定を行うことで、ノズル形状によらず、所定の粘度範囲で粘度によらない吐出動作を行うことができる。
液体吐出装置100では、データ記憶部42に、ノズル形状の種類ごとに、好適な吐出条件を記憶しておき、吐出条件設定部41が、ノズル形状の切り替えに応じて、条件設定を行うことで、ノズル形状によらず、所定の粘度範囲で粘度によらない吐出動作を行うことができる。
なお、上記の説明では、吐出条件の設定を吐出体積目標値から、第1および第2の押し出し体積を設定し、それに応じて、第1および第2の吐出速度を設定した場合の例で説明した。このようにすれば、例えば、条件設定部に、押し出し体積と吐出速度との関係を実験式で表し、その係数データなどを記憶させることで、吐出体積目標値に応じて、効率的に、条件設定を行うこともできる。
ただし、条件設定値の求め方は、このような方法に限定されるものではなく、予め多数の実験条件を組み合わせて測定を行い、それらの結果から最適値を算出しておいてもよい。
ただし、条件設定値の求め方は、このような方法に限定されるものではなく、予め多数の実験条件を組み合わせて測定を行い、それらの結果から最適値を算出しておいてもよい。
また、上記の説明の実験例1〜3では、いずれも第1および第2の押し出し速度が等しい場合の例で説明したが、これは一例であって、第1および第2の押し出し速度は異なる値を採用してもよい。
また、上記の説明では、第2の押し出し体積が吐出体積目標値に等しい場合の例で説明したが、第2の押し出し体積は、吐出体積目標値と異なっていてもよい。
例えば、本吐出量が粘度によらず一定となるものの、吐出体積目標値からわずかにずれるような場合には、第2の押し出し体積を吐出目標値からずらして調整してもよい。
例えば、本吐出量が粘度によらず一定となるものの、吐出体積目標値からわずかにずれるような場合には、第2の押し出し体積を吐出目標値からずらして調整してもよい。
また、上記の説明では、液体吐出装置として、接着剤を被吐出液体とする接着剤吐出装置の場合の例で説明したが、これに限定されものではない。例えば、粘度の異なる液体を被吐出液体として扱う、例えば情報・精密機器、FA、半導体、液晶、ディスプレイ、表面実装、生化学分析装置などの技術分野に用いられる製造装置、試験装置などの他の液体吐出装置であってもよい。
1、30 ノズル(吐出ノズル)
1a ノズル先端
2 接着剤
2a 先端液面
2b 被押圧液面
3 空気層(気体層)
4 脱気水
4a 押圧液面
7 シリンジ
9 ステッピングモータ
14、16 引き戻り空間
15 予備吐出接着剤
17 本吐出接着剤
20 制御ユニット
21 吐出機構
40 吐出機構制御部
41 吐出条件設定部(条件設定部)
42 データ記憶部
100 液体吐出装置
V 吐出体積目標値
u1 吐出速度(第1の押し出し速度)
u2 吐出速度(第2の押し出し速度)
V1 押し出し体積(第1の押し出し体積)
V2 押し出し体積(第2の押し出し体積)
Vb1、VLb1、VHb1 引き戻り空間の容積
Vout、VLout、VHout 正味の吐出体積(被吐出液体の正味の吐出体積)
Vt、VLt、VHt 合計の吐出体積(第2の押し出し体積による吐出体積)
1a ノズル先端
2 接着剤
2a 先端液面
2b 被押圧液面
3 空気層(気体層)
4 脱気水
4a 押圧液面
7 シリンジ
9 ステッピングモータ
14、16 引き戻り空間
15 予備吐出接着剤
17 本吐出接着剤
20 制御ユニット
21 吐出機構
40 吐出機構制御部
41 吐出条件設定部(条件設定部)
42 データ記憶部
100 液体吐出装置
V 吐出体積目標値
u1 吐出速度(第1の押し出し速度)
u2 吐出速度(第2の押し出し速度)
V1 押し出し体積(第1の押し出し体積)
V2 押し出し体積(第2の押し出し体積)
Vb1、VLb1、VHb1 引き戻り空間の容積
Vout、VLout、VHout 正味の吐出体積(被吐出液体の正味の吐出体積)
Vt、VLt、VHt 合計の吐出体積(第2の押し出し体積による吐出体積)
Claims (4)
- 吐出ノズルに吸引された被吐出液体を、気体層を介して押し出すことで、前記吐出ノズルの先端から吐出させる予備吐出工程と、該予備吐出工程が終了した状態から前記吐出ノズル内に残存した前記被吐出液体を、前記気体層を介してさらに押し出して吐出する本吐出工程とを順次行う液体吐出方法であって、
前記予備吐出工程では、第1の押し出し速度によって、第1の押し出し体積だけ押し出しを行って、前記吐出ノズル先端に引き戻り空間が形成されるように前記被吐出液体の一部を吐出し、
前記本吐出工程では、第2の押し出し速度によって、第2の押し出し体積だけ押し出しを行って、前記引き戻り空間の空気と前記被吐出液体の残存分の一部とを吐出するようにし、
前記第1および第2の押し出し速度、前記第1および第2の押し出し体積は、前記被吐出液体の一定の粘度範囲内において、
前記予備吐出工程で形成される前記引き戻り空間の容積が、前記本吐出工程での前記第2の押し出し体積による吐出体積の吐出体積目標値に対する誤差量を、略相殺できるように設定することを特徴とする液体吐出方法。 - 前記第1および第2の押し出し速度、前記第1および第2の押し出し体積は、
前記第1および第2の押し出し体積を設定し、それらに基づいて前記第1および第2の押し出し速度を選定することにより設定するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出方法。 - 前記第1および第2の押し出し速度は、互いに等しいことを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出方法。
- 吐出ノズルに吸引された被吐出液体を、気体層を介して押し出すことで、前記吐出ノズルの先端部から吐出させる予備吐出工程と、該予備吐出工程が終了した状態から前記吐出ノズル内に残存した前記被吐出液体を、前記気体層を介してさらに押し出して吐出する本吐出工程とを順次行う液体吐出装置であって、
被吐出液体を吸引、吐出する吐出ノズルと、
該吐出ノズルに吸引された前記被吐出液体を、気体層を介して押し出す吐出機構と、
該吐出機構の押し出し速度、押し出し体積を制御する吐出機構制御部と、
該吐出機構制御部に対して、前記押し出し速度、前記押し出し体積の条件を、前記被吐出液体の前記本吐出工程における吐出体積目標値に応じて設定する条件設定部とを備え、
該条件設定部は、
前記予備吐出工程では、第1の押し出し速度によって、第1の押し出し体積だけ押し出し、この押し出し後に前記吐出ノズル先端に引き戻り空間が形成される設定とし、
前記本吐出工程では、第2の押し出し速度によって、第2の押し出し体積だけ押し出す設定とし、
前記第1および第2の押し出し速度、前記第1および第2の押し出し体積は、前記被吐出液体の一定の粘度範囲内において、
前記予備吐出工程で形成される前記引き戻り空間の容積が、前記本吐出工程での前記第2の押し出し体積による吐出体積の吐出体積目標値に対する誤差量を、略相殺できるように設定されたことを特徴とする液体吐出装置。
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JP2007140283A JP2008290039A (ja) | 2007-05-28 | 2007-05-28 | 液体吐出方法および装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007140283A JP2008290039A (ja) | 2007-05-28 | 2007-05-28 | 液体吐出方法および装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2008290039A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013526122A (ja) * | 2010-03-31 | 2013-06-20 | フィッシュマン コーポレーション | 遠隔操作流体分注器 |
-
2007
- 2007-05-28 JP JP2007140283A patent/JP2008290039A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013526122A (ja) * | 2010-03-31 | 2013-06-20 | フィッシュマン コーポレーション | 遠隔操作流体分注器 |
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