JP2012250158A - 吐出装置、及び液状体供給システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】吐出装置は、液状体を吐出する吐出手段と、シリンダーと、シリンダーの内壁に、内壁との間を気体又は液体が通過することを略阻止するとともに、摺動自在に勘合したピストンと、シリンダーとピストンとで形成された液溜室と、吐出手段と、を連通させる液状体流路と、錘によってピストンを液溜室側に付勢する錘付勢手段と、を備える。
【選択図】図5
Description
なお、以下の説明において参照する図面では、図示の便宜上、部材又は部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。
最初に、液滴吐出ヘッド20(図2参照)を備える液滴吐出装置1の構成の全般について、図1を参照して説明する。図1は、液滴吐出装置の概略構成を示す外観斜視図である。液滴吐出ヘッド20が、吐出手段に相当する。液滴吐出装置1が、吐出装置に相当する。
移動枠22を、Y軸走査機構によってY軸方向に移動させることで、液滴吐出ヘッド20をY軸方向に自在に移動させる。また、移動した位置に保持する。
ワーク機構部3は、ワーク載置台33と、X軸走査機構とを備えている。ワーク機構部3は、ワーク載置台33を、X軸走査機構によって、X軸方向に移動させることで、ワーク載置台33に載置されたワークWをX軸方向に自在に移動させる。また、移動した位置に保持する。
液滴吐出ヘッド20の検査や保守を実施する際には、ヘッドユニット21(液滴吐出ヘッド20)が、Y軸走査機構を用いて保守装置部5に臨む位置に移動させられる。また、実施する検査又は保守に対応する検査装置又は保守装置が、保守装置走査機構によって、ヘッドユニット21(液滴吐出ヘッド20)に臨む位置に移動させられる。
次に、液滴吐出ヘッド20について、図2を参照して説明する。図2は、液滴吐出ヘッドの概略構成を示す図である。図2(a)は、液滴吐出ヘッドの概略構成を示す外観斜視図であり、図2(b)は、液滴吐出ヘッドの構造を示す斜視断面図であり、図2(c)は、液滴吐出ヘッドの吐出ノズルの部分の構造を示す断面図である。図2に示したY軸方向、及びZ軸方向は、液滴吐出ヘッド20が液滴吐出装置1に装着された状態において、図1に示したY軸方向、及びZ軸方向と一致している。
圧力室プレート51には、液滴吐出ヘッド20に供給される機能液71が常に充填される液たまり55が形成されている。液たまり55は、振動板52と、ノズル基板25と、圧力室プレート51の壁とに囲まれた空間である。機能液71は、機能液供給部4から液滴吐出ヘッド20に供給され、振動板52の液供給孔53を経由して液たまり55に供給される。また、圧力室プレート51には、複数のヘッド隔壁57によって区切られた圧力室58が形成されている。振動板52と、ノズル基板25と、2個のヘッド隔壁57とによって囲まれた空間が圧力室58である。
圧電素子59は、電極層と圧電材料とを積層した活性部を有している。圧電素子59は、電極層に駆動電圧を印加することで、活性部が長手方向(図2(b)又は(c)における振動板52の厚さ方向)に縮む。電極層に印加されていた駆動電圧が解除されることで、活性部が元の長さに戻る。
次に、ヘッド機構部2が備えるヘッドユニット21の概略構成について、図3を参照して説明する。図3は、ヘッドユニットの概略構成を示す平面図である。図3に示したX軸方向及びY軸方向は、ヘッドユニット21が液滴吐出装置1に取り付けられた状態において、図1に示したX軸方向及びY軸方向と一致している。
次に、吐出装置に相当する液滴吐出装置1における液状体供給システムに相当する機能液供給部4の構成について、図4を参照して説明する。図4は、機能液供給部の構成を示す説明図である。
図4に示すように、機能液供給部4は、供給部枠40と、タンクユニット41Aと、シリンダーユニット42Aと、給液管48とを備えている。
給液ピストン43は、円柱形状を有し、円筒形状の給液シリンダー42の内側に、摺動自在に嵌合している。給液ピストン43は、給液シリンダー42の円筒の軸方向に摺動可能である。したがって、略鉛直方向に摺動可能である。給液ピストン43は、給液シリンダー42の開口側から給液シリンダー42に挿入され、給液ピストン43と給液シリンダー42とで液室42aを形成している。液室42aには、機能液71が充填されている。
給液シリンダー42が、シリンダーに相当する。給液ピストン43が、ピストンに相当する。液室42aが、液溜室に相当する。
給液管46のもう一端は、給液管バルブ63を介して、給液管48と接続されている。管流路46aと給液管48の管流路とは、給液管バルブ63を開閉することによって、連通状態又は封止状態にすることができる。
給液管48は、図示省略した配管接続部材を介して液滴吐出ヘッド20に接続されている。給液管48の管流路は、液滴吐出ヘッド20の液たまり55に連通している。液室42aと、管流路46aと、給液管48の管流路と、液たまり55と、供給口56と、圧力室58とは、連通しており、機能液71で満たされている。管流路46aと、給液管バルブ63の流路と、給液管48の管流路とが、液状体流路に相当する。
機能液タンク41は、タンク室41aを有し、図示省略した供給口から注入された機能液71をタンク室41aに貯留している。機能液タンク41は、鉛直方向において、シリンダーユニット42Aやヘッドユニット21より高い位置で、図示省略した取り付け部材を介して、供給部枠40に固定されている。
機能液タンク41の底面には、給液管47の一端が接続されている。給液管47は管流路47aが形成された管形状を有し、管流路47aが、タンク室41aと連通している。
給液管47のもう一端は、給液管46と接続されており、管流路47aが管流路46aと連通している。
タンクバルブ61は、給液管47の途中に配設されている。タンクバルブ61を開閉することによって、管流路47aを開閉することができる。管流路47aを開閉することで、タンク室41aと管流路46aなどとを連通状態又は封止状態にすることができる。
逆流防止弁62は、給液管47の途中の、タンクバルブ61と給液管46との接続部との間に配設されている。逆流防止弁62によって、機能液71が管流路46aからタンク室41aに戻ることを防止している。
タンクバルブ61と、給液管バルブ63とは、吐出装置制御部7と電気的に接続されている。タンクバルブ61及び給液管バルブ63は、吐出装置制御部7によって制御されて開閉させられる。
次に、機能液供給部4からヘッドユニット21の液滴吐出ヘッド20に機能液71を供給する過程について説明する。
最初に、タンク室41aに機能液71を供給する。このとき、タンクバルブ61は閉じた状態にしておく。次に、給液管バルブ63を閉じて、タンクバルブ61を開く。タンクバルブ61を開くことで、タンク室41a内の機能液71が、管流路46aを経由して、シリンダーユニット42Aの液室42aに供給される。機能液タンク41は、鉛直方向において、シリンダーユニット42Aやヘッドユニット21より高い位置で固定されているため、タンク室41a内の機能液71は、水頭差によってシリンダーユニット42Aの液室42aに供給される。給液管バルブ63が閉じられているため、機能液71が液滴吐出ヘッド20の方に流出することは、実質的にない。
このとき、液室42a内の大気を抜いて、液室42a内が機能液71で満たされた状態にすることが好ましい。液室42a内の大気は、例えば、給液シリンダー42又は給液ピストン43に、気体抜き用の孔などを設けることによって抜くことができる。
給液錘44の重量を適切に選択して、給液ピストン43の重量に給液錘44の重量を加えた重量を適切に選択することで、吐出ノズル24の開口に臨む機能液71の圧力が適切な値に維持される。タンクバルブ61を閉じていることで、タンク室41aに貯留されている機能液71が当該圧力に影響を与えることは、実質的にない。液滴吐出ヘッド20から機能液71が吐出されると、吐出された量と同じ量の機能液71が、給液ピストン43の重量と、給液錘44の重量とによって液室42a内の機能液71に加えられている圧力によって、液室42aから液滴吐出ヘッド20に送出される。
次に、機能液供給部4とは異なる構成を備える機能液供給部104の構成について、図5を参照して説明する。図5は、機能液供給部の構成を示す説明図である。機能液供給部104が、液状体供給システムに相当する。
図5に示すように、機能液供給部104は、供給部枠140と、タンクユニット41Aと、シリンダーユニット142Aと、給液管48とを備えている。
給液シリンダー142は、円筒形状を有し、一端が開口し、もう一端が閉じられている。給液シリンダー142は、円筒の軸方向が略水平方向になる姿勢で、図示省略した取り付け部材を介して、供給部枠140に固定されている。
給液ピストン143は、円柱形状を有し、円筒形状の給液シリンダー142の内側に、摺動自在に嵌合している。給液ピストン143は、給液シリンダー142の円筒の軸方向に摺動可能である。したがって、略水平方向に摺動可能である。給液ピストン143は、給液シリンダー142の開口側から給液シリンダー142に挿入され、給液ピストン143と給液シリンダー142とで液室142aを形成している。液室142aには、機能液71が充填されている。
給液シリンダー142が、シリンダーに相当する。給液ピストン143が、ピストンに相当する。液室142aが、液溜室に相当する。
給液管バルブ63は、機能液供給部4を構成する給液管バルブ63と同等のものである。給液管48も、機能液供給部4を構成する給液管48と同等のものである。上述した機能液供給部4と同様に、給液管46のもう一端は、給液管バルブ63を介して、給液管48と接続されている。管流路46aと給液管48の管流路とは、給液管バルブ63を開閉することによって、連通状態又は封止状態にすることができる。
給液管48は、図示省略した配管接続部材を介して液滴吐出ヘッド20に接続されている。給液管48の管流路は、液滴吐出ヘッド20の液たまり55に連通している。液室142aと、管流路46aと、給液管48の管流路と、液たまり55と、供給口56と、圧力室58とは、連通しており、機能液71で満たされている。管流路46aと、給液管バルブ63の流路と、給液管48の管流路とが、液状体流路に相当する。
ピストン歯車体153には、ラックが形成されている。ピストン歯車体153は、給液ピストン143における液室142aを構成する面の反対側の面に、立設されている。ピストン歯車体153は、ラックの歯の並び方向が給液ピストン143の軸方向と略平行となる方向で、立設されている。ピストン歯車体153のラックの歯の並び方向は、略水平方向である。ピストン歯車体153の給液ピストン143に固定された端と反対側の端は、ラックの歯の並び方向、すなわち水平方向に摺動自在に、図示省略した支持部材を介して、供給部枠140に支持されている。
錘支持枠154は、錘支持体156と錘歯車体157とを備えている。錘支持体156は図示省略した固定部材を備え、載置された給液錘144を支持している。錘歯車体157には、ラックが形成されている。錘歯車体157は、錘支持体156における給液錘144の支持面と反対側に立設されている。錘歯車体157は、ラックの歯の並び方向が略鉛直方向となる方向で、当該略鉛直方向に摺動自在に、図示省略した支持部材を介して、供給部枠140に支持されている。錘支持枠154は、錘歯車体157が供給部枠140に支持されていることによって、供給部枠140に支持されている。
中継歯車155は、錘側歯車155aとピストン側歯車155bとを有する段歯車である。錘側歯車155aとピストン側歯車155bとは、ピッチ円の軸が共通である。中継歯車155は、当該軸まわりに回動自在に、図示省略した支持部材を介して、供給部枠140に支持されている。錘側歯車155aは、錘歯車体157のラックと噛合っている。ピストン側歯車155bは、ピストン歯車体153のラックと噛合っている。
錘支持枠154と、錘歯車体157と、給液錘144とが、錘に相当する。錘装置151が、錘付勢手段に相当する。
機能液供給部4と同様にタンクバルブ61と、給液管バルブ63とは、吐出装置制御部7と電気的に接続されている。タンクバルブ61及び給液管バルブ63は、吐出装置制御部7によって制御されて開閉させられる。
次に、機能液供給部104からヘッドユニット21の液滴吐出ヘッド20に機能液71を供給する過程について説明する。
機能液供給部104から液滴吐出ヘッド20への機能液71の供給は、機能液供給部4の場合と同様にして液室142aに機能液71を充填して実施することができる。液室142a内の機能液71は、給液管46の管流路46a、及び給液管48の管流路を経由して、ヘッドユニット21の液滴吐出ヘッド20に供給される。液室142a内の機能液71は、錘支持枠154及び給液錘144の重量によって給液ピストン143が液室142a側に付勢されることで、液室142a内の機能液71に加えられている圧力によって、液室142aから液滴吐出ヘッド20に送出される。
次に、機能液供給部4及び機能液供給部104とは異なる構成を備える機能液供給部204の構成について、図6を参照して説明する。図6は、機能液供給部の構成を示す説明図である。機能液供給部204が、液状体供給システムに相当する。
図6に示すように、機能液供給部204は、供給部枠240と、タンクユニット41Aと、シリンダーユニット242Aと、給液管48と、を備えている。
給液シリンダー242は、円筒形状を有し、両端が、液滴吐出ヘッド20又は錘装置251に連通する孔が形成された壁によって閉じられている。給液シリンダー242は、円筒の軸方向が略水平方向になる姿勢で、図示省略した取り付け部材を介して、供給部枠240に固定されている。
給液ピストン243は、円柱形状を有し、円筒形状の給液シリンダー242の内側に、摺動自在に嵌合している。給液ピストン243は、給液シリンダー242の円筒の軸方向に摺動可能である。したがって、略水平方向に摺動可能である。給液ピストン243は、給液シリンダー242の内部を分割して、液室242aと加圧液室242bとを形成している。液室242aには、機能液71が充填されている。加圧液室242bには、加圧液73が充填されている。
給液シリンダー242が、シリンダーに相当する。給液ピストン243が、ピストンに相当する。液室242aが、液溜室に相当する。
給液管バルブ63は、機能液供給部4を構成する給液管バルブ63と同等のものである。給液管48も、機能液供給部4を構成する給液管48と同等のものである。上述した機能液供給部4と同様に、給液管46のもう一端は、給液管バルブ63を介して、給液管48と接続されている。管流路46aと給液管48の管流路とは、給液管バルブ63を開閉することによって、連通状態又は封止状態にすることができる。
給液管48は、図示省略した配管接続部材を介して液滴吐出ヘッド20に接続されている。給液管48の管流路は、液滴吐出ヘッド20の液たまり55に連通している。液室242aと、管流路46aと、給液管48の管流路と、液たまり55と、供給口56と、圧力室58とは、連通しており、機能液71で満たされている。管流路46aと、給液管バルブ63の流路と、給液管48の管流路とが、液状体流路に相当する。
錘ピストン263は、円柱形状を有し、円筒形状の錘シリンダー262の内側に、摺動自在に嵌合している。錘ピストン263は、錘シリンダー262の円筒の軸方向に摺動可能である。したがって、略鉛直方向に摺動可能である。錘ピストン263は、錘シリンダー262の開口側から錘シリンダー262に挿入され、錘ピストン263と錘シリンダー262とで加圧液室262aを形成している。加圧液室262aには、加圧液73が充填されている。
錘シリンダー262に形成された加圧液室262aと、給液シリンダー242の加圧液室242bとは、加圧液管256の加圧管流路256aを介して連通している。加圧液室262aと、加圧液室242bと、加圧管流路256aとは、加圧液73が充填されている。
給液錘244は、錘ピストン263に着脱可能であり、固定する給液錘244の重量を選択可能である。給液錘244の重量を調整することで、錘ピストン263の重量と、給液錘244の重量とによって加圧液室262a内の加圧液73に加えられている圧力を調整することができる。すなわち、液室242aに充填された機能液71に、給液ピストン243を介して加えられている圧力を調整することができる。液室242a内の機能液71の液圧を調整することで、液室242aに連通する圧力室58の機能液71の液圧を調整することができる。すなわち、圧力室58を構成するノズル基板25に開口する吐出ノズル24に臨む機能液71の液圧を調整することができる。
錘ピストン263と、給液錘244とが、錘に相当する。錘装置251が、錘付勢手段に相当する。
機能液供給部4と同様にタンクバルブ61と、給液管バルブ63とは、吐出装置制御部7と電気的に接続されている。タンクバルブ61及び給液管バルブ63は、吐出装置制御部7によって制御されて開閉させられる。
次に、機能液供給部204からヘッドユニット21の液滴吐出ヘッド20に機能液71を供給する過程について説明する。
機能液供給部204から液滴吐出ヘッド20への機能液71の供給は、機能液供給部4又は機能液供給部104の場合と同様にして液室242aに機能液71を充填して実施することができる。液室242a内の機能液71は、給液管46の管流路46a、及び給液管48の管流路を経由して、ヘッドユニット21の液滴吐出ヘッド20に供給される。液室242a内の機能液71は、錘ピストン263の重量及び給液錘244の重量によって給液ピストン243が液室242a側に付勢されることで液室242a内の機能液71に加えられている圧力によって、液室242aから液滴吐出ヘッド20に送出される。
(1)機能液供給部4においては、給液ピストン43の重量と、給液錘44の重量とによって、液室42a内の機能液71に圧力が加えられる。給液ピストン43の重量と、給液錘44の重量とは、時間的に変動する要因がなく、常に一定の値である。これにより、液室42a内の機能液71に加えられる圧力を一定の値にすることができる。
Claims (4)
- 液状体を吐出する吐出手段と、
シリンダーと、
前記シリンダーの内壁に、前記内壁との間を気体又は液体が通過することを略阻止するとともに、摺動自在に勘合したピストンと、
前記シリンダーと前記ピストンとで形成された液溜室と、前記吐出手段と、を連通させる液状体流路と、
錘によって前記ピストンを前記液溜室側に付勢する錘付勢手段と、を備えることを特徴とする吐出装置。 - 前記ピストンの摺動方向が、略水平方向であることを特徴とする、請求項1に記載の吐出装置。
- 液状体を吐出する吐出手段に前記液状体を供給する液状体供給システムであって、
シリンダーと、
前記シリンダーの内壁に、前記内壁との間を気体又は液体が通過することを略阻止するとともに、摺動自在に勘合したピストンと、
前記シリンダーと前記ピストンとで形成された液溜室と、前記吐出手段と、を連通させる液状体流路と、
錘によって前記ピストンを前記液溜室側に付勢する錘付勢手段と、を備えることを特徴とする液状体供給システム。 - 前記ピストンの摺動方向が、略水平方向であることを特徴とする、請求項3に記載の液状体供給システム。
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