JP2014018695A - Device and method for discharging trace of liquid - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method for discharging trace of liquid that allow a discharging amount of viscous liquid to be controlled with high precision, and that allow the constant amount of the viscous liquid to be discharged stably.SOLUTION: The device for discharging trace of liquid includes: a pump which has a discharge part provided with high pressure gas jetting means, and a pump portion for transferring a constant volume of viscous liquid to an outlet of the discharge part, and which is constituted to freely switch between discharge operation and suction operation. In the device for discharging trace of liquid, the pump portion is driven so as to continuously perform the discharge operation and the suction operation which is set to such a condition that a conveyance amount of the viscous liquid is smaller than in the discharge operation, so that the coating-shape viscous liquid is supplied to the outlet of the discharging part.

Description

本発明は、例えば、一定の微少量の粘性液体を間欠的に吐出するために好適に用いられる微量液体吐出装置および微量液体吐出方法に関する。   The present invention relates to a micro liquid ejecting apparatus and a micro liquid ejecting method that are preferably used for intermittently ejecting a small amount of a viscous liquid, for example.

昨今の自然環境保全の観点から、ＬＥＤ電球への需要は爆発的な成長を遂げると期待されている。
ＬＥＤの製造工程においては、例えばシリコーン樹脂よりなる液状の主剤と液状の硬化剤とを適切に配分し、そこに蛍光体材料の粉末を混入させて混練した後にＬＥＤチップに充填するという工程が存在する。このとき、各液体材料および粉末材料の配分率は、厳密な精度を要求され、例えばｍｇレベルでの各材料の計量が必要となっている。例えば、上記の工程においては、各々例えば０．１ｇから２０ｇの量の材料を、例えばおよそ０．３ｍｇ以下の精度で定量することが必要とされている。 From the viewpoint of conservation of the natural environment in recent years, demand for LED bulbs is expected to achieve explosive growth.
In the LED manufacturing process, for example, there is a process in which a liquid main agent made of, for example, a silicone resin and a liquid curing agent are appropriately distributed, mixed with a phosphor material powder, kneaded, and then filled into an LED chip. To do. At this time, the distribution ratio of each liquid material and powder material is required to be precise, and for example, each material must be measured at the mg level. For example, in the above-described steps, it is necessary to quantify a material in an amount of, for example, 0.1 g to 20 g, for example, with an accuracy of approximately 0.3 mg or less.

しかしながら、上記のシリコーン樹脂等の粘性を有する液体材料の計量の作業は、非常に精密な作業であるにもかかわらず、人の手によって実施されているのが現状である。そのため、計量のミスや手抜きによる事故などが繰り返されており、その自動化が強く期待されている。   However, at present, the work of measuring the liquid material having viscosity such as the silicone resin is carried out by a human hand even though it is a very precise work. Therefore, accidents due to measurement mistakes and omissions are repeated, and automation is strongly expected.

例えば特許文献１には、一定量の液体を確実に輸送する機能を有する容積型マイクロポンプ（例えばモーノポンプ）の吐出ノズルの先端に、流線方向に沿って流れる様に高圧気体を供給し、この時同時にマイクロポンプを駆動し、微少量の液体を吐出ノズルから流出させる構成の流体供給装置が記載されている。   For example, in Patent Document 1, a high-pressure gas is supplied to the tip of a discharge nozzle of a positive displacement micropump (for example, a Mono pump) having a function of reliably transporting a certain amount of liquid so as to flow along the streamline direction. A fluid supply device is described that is configured to drive a micropump at the same time to allow a small amount of liquid to flow out of a discharge nozzle.

特開平０８−１７３８８５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-173858

しかしながら、特許文献１に記載の流体供給装置では、上流側ノズルの吐出口と下流側ノズルの吐出口とが近接しており、吐出すべき下流側ノズルに残留する粘性液体はポンプ内の粘性液体と連続していることから、単に高圧気体を噴射するだけでは粘性液体を必要な量のみ吐出することが困難であり、粘性液体を高い精度で定量することができない、という問題がある。   However, in the fluid supply device described in Patent Document 1, the discharge port of the upstream nozzle and the discharge port of the downstream nozzle are close to each other, and the viscous liquid remaining in the downstream nozzle to be discharged is the viscous liquid in the pump. Therefore, there is a problem that it is difficult to discharge only a necessary amount of viscous liquid by simply injecting high-pressure gas, and the viscous liquid cannot be quantified with high accuracy.

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、粘性液体について吐出量の制御を高い精度で行うことができ、一定量の粘性液体を安定して吐出することのできる微量液体吐出装置および微量液体吐出方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made based on the circumstances as described above, and can control the discharge amount of viscous liquid with high accuracy and can stably discharge a certain amount of viscous liquid. It is an object of the present invention to provide a liquid ejection device and a trace liquid ejection method.

本発明の微量液体吐出装置は、吐出動作および吸引動作が切替自在に構成されたポンプを具えてなり、
当該ポンプは、吐出口を有する吐出部と、当該吐出部の吐出口に一定量の粘性液体を移送するポンプ部とを有し、当該吐出部は、前記粘性液体に対して高圧気体を噴射して前記吐出口より当該粘性液体を放出させる高圧気体噴射手段を具えており、
前記ポンプ部が、吐出動作および当該吐出動作より粘性液体の搬送量が少ない条件に設定された吸引動作が連続して行われるよう、駆動されることにより、前記吐出部の吐出口に皮膜状の粘性液体が供給されることを特徴とする。 The trace liquid discharge device of the present invention comprises a pump configured to be switchable between a discharge operation and a suction operation,
The pump includes a discharge unit having a discharge port and a pump unit that transfers a certain amount of viscous liquid to the discharge port of the discharge unit, and the discharge unit injects high-pressure gas to the viscous liquid. High pressure gas injection means for discharging the viscous liquid from the discharge port,
The pump unit is driven so that a discharge operation and a suction operation set to a condition in which the amount of viscous liquid transported is smaller than that of the discharge operation are continuously performed. A viscous liquid is supplied.

本発明の微量液体吐出装置においては、前記ポンプとして容積回転式一軸偏心ねじポンプが用いられた構成とされていることが好ましい。   In the trace liquid discharge apparatus of the present invention, it is preferable that a positive displacement single-shaft eccentric screw pump is used as the pump.

また、本発明の微量液体吐出装置においては、前記ポンプ部を駆動する駆動源としてステッピングモータを具えており、前記吸引動作時においては、当該ステッピングモータが吐出動作時より少ないステップパルス数で動作される構成とされていることが好ましい。   Further, in the trace liquid ejection device of the present invention, a stepping motor is provided as a drive source for driving the pump unit, and during the suction operation, the stepping motor is operated with a smaller number of step pulses than during the ejection operation. It is preferable to have a configuration.

さらにまた、本発明の微量液体吐出装置においては、前記高圧気体噴射手段は、前記吐出部において先端が前記吐出部の吐出口の開口端縁より外方に突出して配置された高圧気体噴射用ノズルにより構成されており、当該高圧気体噴射用ノズルの、吐出口の開口端縁より突出する部分の長さが２ｍｍ以下となる構成とされていることが好ましい。   Furthermore, in the micro liquid ejection device of the present invention, the high-pressure gas ejection means includes a high-pressure gas ejection nozzle in which the tip of the ejection unit is arranged to protrude outward from the opening edge of the ejection port of the ejection unit. It is preferable that the length of the portion of the high-pressure gas jet nozzle protruding from the opening edge of the discharge port is 2 mm or less.

本発明の微量液体吐出方法は、高圧気体噴射手段を具えた吐出部および当該吐出部に一定量の粘性液体を移送するポンプ部を有する、吐出動作および吸引動作が切替自在に構成されたポンプを用い、前記ポンプ部より前記吐出部に移送された粘性液体に対して前記高圧気体噴射手段によって高圧気体を噴射することにより当該粘性液体を放出させる微量液体吐出方法であって、
前記ポンプ部を、吐出動作および当該吐出動作より粘性液体の搬送量が少ない条件に設定された吸引動作が連続して行われるよう、駆動させることによって、前記吐出部における吐出口に皮膜状の粘性液体を供給することを特徴とする。 The trace liquid discharge method of the present invention comprises a pump configured to be capable of switching between a discharge operation and a suction operation, having a discharge portion having a high-pressure gas injection means and a pump portion for transferring a certain amount of viscous liquid to the discharge portion. Using a micro liquid discharge method for discharging the viscous liquid by injecting the high pressure gas from the high pressure gas injection means to the viscous liquid transferred from the pump section to the discharge section,
By driving the pump unit so that the discharge operation and the suction operation set to a condition that the amount of viscous liquid transported is smaller than that of the discharge operation are continuously performed, the film-like viscosity is applied to the discharge port of the discharge unit. It is characterized by supplying a liquid.

本発明の微量液体吐出方法においては、前記ポンプとして、容積回転式一軸偏心ねじポンプが用いられることが好ましい。   In the trace liquid discharging method of the present invention, it is preferable that a positive displacement single-shaft eccentric screw pump is used as the pump.

また、本発明の微量液体吐出方法においては、前記ポンプを駆動させる駆動源としてステッピングモータが用いられ、
前記吸引動作時においては、当該ステッピングモータを吐出動作時より少ないステップパルス数で動作させることが好ましい。 Further, in the trace liquid discharge method of the present invention, a stepping motor is used as a drive source for driving the pump,
In the suction operation, the stepping motor is preferably operated with a smaller number of step pulses than in the discharge operation.

さらにまた、本発明の微量液体吐出方法においては、前記高圧気体噴射手段として高圧気体噴射用ノズルが用いられ、
当該高圧気体噴射用ノズルを、先端が前記吐出部における吐出口の開口端縁より外方に突出する状態で、配置し、
高圧気体の、前記皮膜状の粘性液体に対する噴射を、当該高圧気体噴射用ノズルの、吐出口の開口端縁より突出する部分の長さが２ｍｍ以下となる状態において、行うことが好ましい。 Furthermore, in the trace liquid discharge method of the present invention, a high-pressure gas injection nozzle is used as the high-pressure gas injection means,
The high-pressure gas injection nozzle is arranged in a state where the tip protrudes outward from the opening edge of the discharge port in the discharge unit,
It is preferable that the high-pressure gas is injected into the film-like viscous liquid in a state where the length of the portion protruding from the opening edge of the discharge port of the high-pressure gas injection nozzle is 2 mm or less.

本発明によれば、吐出動作および当該吐出動作より粘性液体の移送量が少ない条件に設定された吸引動作が連続して行われるようポンプが駆動されることによって粘性液体の量が定量されるので、吐出すべき粘性液体の吐出量が微少量であっても、粘性液体の量を正確に定量することができる。そして、適正な量に制御された粘性液体は表面張力の作用によって吐出ヘッドの吐出口に皮膜を形成するよう残留されることとなり、当該皮膜状の粘性液体に対して高圧気体が噴射されることにより粘性液体を確実に放出することができるので、高い精度で制御された一定量の粘性液体を安定して吐出することができる。   According to the present invention, the amount of viscous liquid is quantified by driving the pump so that the discharge operation and the suction operation set to a condition where the amount of viscous liquid transferred is smaller than that of the discharge operation are continuously performed. Even if the discharge amount of the viscous liquid to be discharged is very small, the amount of the viscous liquid can be accurately quantified. Then, the viscous liquid controlled to an appropriate amount remains so as to form a film at the discharge port of the discharge head due to the action of surface tension, and high-pressure gas is ejected to the film-like viscous liquid. Thus, the viscous liquid can be reliably discharged, so that a certain amount of the viscous liquid controlled with high accuracy can be stably discharged.

本発明の微量液体吐出装置におけるポンプの一構成例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the example of 1 structure of the pump in the trace liquid discharge apparatus of this invention. 図１に示すポンプの要部を概略的に示す、（ａ）（ｂ）におけるＡ−Ａ線端面図、（ｂ）ステータの中心軸に沿った断面図である。FIG. 2 is an end view taken along line AA in (a) and (b), schematically showing a main part of the pump shown in FIG. 粘性液体の吐出動作を説明するための図であって、（ａ）ポンプ吐出動作後の吐出ヘッドの状態、（ｂ）吸引動作後の吐出ヘッドの状態、（ｃ）高圧気体噴射後の吐出ヘッドの状態を示す観念図である。It is a figure for demonstrating discharge operation of a viscous liquid, Comprising: (a) The state of the discharge head after pump discharge operation, (b) The state of the discharge head after suction operation, (c) The discharge head after high pressure gas injection It is an idea figure which shows the state of.

本発明の微量液体吐出装置は、動粘度が例えば０．１〜１００Ｐａ・ｓの範囲内にある高粘性液体を、例えば１ｍｇ以下の微少量の吐出量で、吐出するに際して好適に用いられるものである。   The trace liquid discharge device of the present invention is suitably used for discharging a highly viscous liquid having a kinematic viscosity in the range of, for example, 0.1 to 100 Pa · s with a discharge amount of, for example, 1 mg or less. is there.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の微量液体吐出装置におけるポンプの一構成例を概略的に示す図、図２は、図１に示すポンプの要部を概略的に示す、（ａ）（ｂ）におけるＡ−Ａ線端面図、（ｂ）ステータの中心軸に沿った断面図である。
この微量液体吐出装置は、吐出動作および吸引動作が切替自在に構成されたポンプ１０を具えている。ポンプ１０は、例えば容積回転式一軸偏心ねじポンプにより構成されており、円柱状のポンプ部２０と、このポンプ部２０の一端に連続する吸込部３０と、この吸込部３０の一端に連続する駆動部４０と、ポンプ部２０の他端に連続する吐出部５０とを有する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration example of a pump in a trace liquid discharge apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing the main part of the pump shown in FIG. -A line end view, (b) A sectional view along the central axis of the stator.
This micro liquid discharge device includes a pump 10 that is configured to be capable of switching between a discharge operation and a suction operation. The pump 10 is composed of, for example, a positive displacement single-shaft eccentric screw pump, and has a cylindrical pump part 20, a suction part 30 continuous with one end of the pump part 20, and a drive continuous with one end of the suction part 30. Part 40 and a discharge part 50 continuous with the other end of pump part 20.

ポンプ部２０は、金属よりなる円筒状のケーシング２１の内周面に一体にモールドされた、例えば弾性体よりなるステータ２２を具えている。
ステータ２２には、開口断面が長円形の雌ねじ孔２３がケーシング２１の長手方向に連続して形成されている。
そして、ステータ２２の雌ねじ孔２３内には、円形断面で雌ねじ孔２３の１／２のピッチを有する雄ねじ状の金属よりなるロータ２５が、回動自在に嵌挿されており、これにより、ステータ２２の雌ねじ孔２３の内周面と、ロータ２５との外周面との間にキャビティＣが形成されている。 The pump unit 20 includes a stator 22 made of, for example, an elastic body, which is integrally molded on the inner peripheral surface of a cylindrical casing 21 made of metal.
In the stator 22, a female screw hole 23 having an oval opening cross section is formed continuously in the longitudinal direction of the casing 21.
In the female screw hole 23 of the stator 22, a rotor 25 made of a male screw-like metal having a circular cross section and having a pitch 1/2 that of the female screw hole 23 is rotatably fitted. A cavity C is formed between the inner peripheral surface of the 22 female screw holes 23 and the outer peripheral surface of the rotor 25.

吸込部３０は、ポンプ部２０を構成するケーシング２１と同軸上に配置された円筒状のケーシング３１を具えており、このケーシング３１の周面には、粘性液体導入部３２が設けられている。粘性液体導入部３２は、適宜のチューブを介して粘性液体供給源（図示せず）に連結されている。
そして、ケーシング３１内には、ユニバーサルジョイントよりなる連結器３５が、その連結軸（図示せず）がケーシング３１の中心軸線に沿って延びるよう配置されている。連結器３５の連結軸の一端は、駆動部４０を構成する駆動源の駆動軸に連結されており、連結軸の他端は、ロータ２５の一端に連結されている。 The suction unit 30 includes a cylindrical casing 31 that is arranged coaxially with the casing 21 that constitutes the pump unit 20, and a viscous liquid introduction unit 32 is provided on the peripheral surface of the casing 31. The viscous liquid introducing section 32 is connected to a viscous liquid supply source (not shown) through an appropriate tube.
And in the casing 31, the coupler 35 which consists of a universal joint is arrange | positioned so that the connection axis | shaft (not shown) may extend along the center axis line of the casing 31. FIG. One end of the connection shaft of the coupler 35 is connected to a drive shaft of a drive source constituting the drive unit 40, and the other end of the connection shaft is connected to one end of the rotor 25.

駆動部４０は、例えばステッピングモータ４１よりなる駆動源を具えており、このステッピングモータ４１に供給されるステップパルス数を適宜に制御することにより、吐出動作時における粘性液体の移送量および吸引動作時における粘性液体の移送量が調整される。   The drive unit 40 includes a drive source composed of, for example, a stepping motor 41. By appropriately controlling the number of step pulses supplied to the stepping motor 41, the amount of viscous liquid transferred during the discharge operation and the suction operation are increased. The amount of viscous liquid transferred in is adjusted.

吐出部５０は、先端に吐出口５１Ａが開口する吐出ヘッド５１と、吐出ヘッド５１に設けられた高圧気体噴射手段とにより構成されている。
吐出ヘッド５１は、一端（基端）がポンプ部２０に連続して軸方向に延びる円筒状の軸部５２と、当該軸部５２の他端（先端）に連続する、先端に向かうに従って小径となるテーパ部５３とを有し、軸部５２の周面に高圧気体導入部５４が設けられている。
高圧気体噴射手段は、吐出ヘッド５１の内部に配置された高圧気体噴射用ノズル５５を具えている。この例における高圧気体噴射用ノズル５５は、例えば先端が吐出ヘッド５１の吐出口５１Ａの開口端縁より軸方向外方に突出する状態で吐出ヘッド５１の中心軸に沿って延び、基端部が径方向に屈曲されて吐出ヘッド５１の軸部５２を気密に貫通して高圧気体導入部５４に接続された状態で、設けられている。高圧気体噴射用ノズル５５は、適宜のチューブを介して高圧気体供給源（図示せず）に連結されている。
この例のように、高圧気体噴射用ノズル５５の先端が吐出ヘッド５１の吐出口５１Ａの開口端縁より突出した状態で配置される場合には、高圧気体噴射用ノズル５５の、吐出ヘッド５１の吐出口５１Ａの開口端縁より突出する部分の長さは、例えば２ｍｍ以下とされることが好ましい。高圧気体噴射用ノズル５５は、その先端が吐出ヘッド５１の吐出口５１Ａの開口端縁より突出した状態で配置される必要はなく、その先端面の位置が吐出ヘッド５１の吐出口５１Ａの開口端縁の位置に対して−０．５〜２ｍｍの範囲内に位置された構成とされていればよい。これにより、後述するように、微少量の粘性液体を吐出するに際して、ポンプ部２０より供給される皮膜状の粘性液体を確実に吐出することができる。 The discharge unit 50 includes a discharge head 51 having a discharge port 51 </ b> A at the tip, and a high-pressure gas injection unit provided in the discharge head 51.
The discharge head 51 has a cylindrical shaft portion 52 whose one end (base end) extends in the axial direction continuously to the pump portion 20, and has a smaller diameter toward the tip, continuing to the other end (tip) of the shaft portion 52. The high-pressure gas introduction part 54 is provided on the peripheral surface of the shaft part 52.
The high-pressure gas injection means includes a high-pressure gas injection nozzle 55 disposed inside the discharge head 51. The nozzle 55 for high-pressure gas injection in this example extends along the central axis of the discharge head 51 with the tip protruding outward in the axial direction from the opening edge of the discharge port 51A of the discharge head 51, for example, and the base end is It is provided in a state where it is bent in the radial direction and airtightly penetrates the shaft portion 52 of the discharge head 51 and is connected to the high-pressure gas introduction portion 54. The high-pressure gas injection nozzle 55 is connected to a high-pressure gas supply source (not shown) through an appropriate tube.
As in this example, when the tip of the high pressure gas injection nozzle 55 is arranged in a state protruding from the opening edge of the discharge port 51A of the discharge head 51, the high pressure gas injection nozzle 55 of the discharge head 51 The length of the portion protruding from the opening edge of the discharge port 51A is preferably 2 mm or less, for example. The high-pressure gas injection nozzle 55 does not have to be arranged with its tip protruding from the opening edge of the discharge port 51A of the discharge head 51, and the position of the tip surface is the opening end of the discharge port 51A of the discharge head 51. What is necessary is just to be set as the structure located in the range of -0.5-2 mm with respect to the position of an edge. Accordingly, as described later, when a very small amount of viscous liquid is discharged, the film-like viscous liquid supplied from the pump unit 20 can be reliably discharged.

以下、上記の微量液体吐出装置の動作について説明する。
この微量液体吐出装置は、例えばポンプ１０が吐出部５０が下方に位置される状態で鉛直方向に延びる姿勢で用いられる。
ポンプ１０におけるロータ２５をステータ２２内で所定方向に回転させると、ステータ２２の軸方向の各断面において、ロータ２５はその中心Ｍｒのまわりを回転しながら、ステータ２２の長円形の雌ねじ孔２３内を往復運動し、これにより、粘性液体が連続して定量的に移送されることとなる。
然るに、上記の微量液体吐出装置においては、例えば微少量の粘性液体の吐出にあっては、吐出動作および当該吐出動作より粘性液体の移送量が少ない条件に設定された吸引動作が連続して行われるようポンプ部２０が駆動されることにより、吐出ヘッド５１における吐出口５１Ａに皮膜状の粘性液体が供給される。
すなわち、先ず、ロータ２５を正転方向にステップパルス数ａで回転駆動させることにより、図３（ａ）に示すように、粘性液体Ｖｆが吸込部３０から吐出ヘッド５１に移送され（吐出動作）、ポンプ部２０の出口より液滴として吐出ヘッド５１に供給される。次いで、ロータ２５を逆転方向にステップパルス数ｂ（＜ａ）で回転駆動させることにより、粘性液体Ｖｆが吐出ヘッド５１から吸込部３０に向かって移送され（吸引動作）、これにより、図３（ｂ）に示すように、ステップパルス数の差（ａ−ｂ）に応じた所定量の粘性液体Ｖｆが、高圧気体噴射用ノズル５５の先端開口を含む、吐出ヘッド５１の吐出口５１Ａに、皮膜を形成するよう残留する。このとき、粘性液体Ｖｆは、表面張力の作用によって、吐出ヘッド５１の吐出口５１Ａより放出されることはなく、また、空隙Ｓの存在によって、吐出ヘッド５１の空間内およびポンプ内の粘性液体と非連続な状態とされる。 Hereinafter, the operation of the above-described trace liquid ejecting apparatus will be described.
For example, the trace liquid discharge device is used in a posture in which the pump 10 extends in the vertical direction in a state where the discharge unit 50 is positioned below.
When the rotor 25 of the pump 10 is rotated in a predetermined direction within the stator 22, the rotor 25 rotates around its center Mr in each axial section of the stator 22, and the inside of the oval female screw hole 23 of the stator 22. Thus, the viscous liquid is continuously and quantitatively transferred.
However, in the above-described micro liquid ejection device, for example, in the ejection of a very small amount of viscous liquid, the ejection operation and the suction operation set to a condition in which the amount of viscous liquid transferred is smaller than that of the ejection operation are continuously performed. When the pump unit 20 is driven, a film-like viscous liquid is supplied to the discharge port 51A of the discharge head 51.
That is, first, by rotating the rotor 25 in the forward rotation direction with the step pulse number a, the viscous liquid Vf is transferred from the suction portion 30 to the discharge head 51 as shown in FIG. 3A (discharge operation). From the outlet of the pump unit 20, the droplets are supplied to the ejection head 51 as droplets. Next, by rotating the rotor 25 in the reverse direction at a step pulse number b (<a), the viscous liquid Vf is transferred from the discharge head 51 toward the suction unit 30 (suction operation), and thereby, FIG. As shown in b), a predetermined amount of viscous liquid Vf corresponding to the difference in the number of step pulses (ab) is applied to the discharge port 51A of the discharge head 51 including the tip opening of the high-pressure gas injection nozzle 55. Remains to form. At this time, the viscous liquid Vf is not discharged from the discharge port 51A of the discharge head 51 due to the action of the surface tension, and the viscous liquid in the space of the discharge head 51 and in the pump due to the presence of the gap S. A discontinuous state is assumed.

その後、高圧気体噴射用ノズル５５より皮膜状の粘性液体に対して例えば高圧空気が噴射されることにより、図３（ｃ）に示すように、適正な量の粘性液体が吐出ヘッド５１の吐出口５１Ａから放出される。ここに、高圧気体の噴射は、ポンプ部２０の吐出動作および吸引動作を関連付けられて間欠的に（パルス状に）行われる。
高圧気体の噴射条件は、例えば、高圧気体噴射用ノズル５５の外径を例えば１〜２ｍｍ、穴径（内径）を例えば０．５〜１ｍｍ、吐出ヘッド５１の吐出口５１Ａの内径を例えば２〜５ｍｍとすると、噴射される気体（高圧空気）の圧力が例えば０．１〜０．５ＭＰａ程度であり、噴射時間が例えば０．１秒〜５秒間である。 Thereafter, for example, high-pressure air is jetted from the high-pressure gas jet nozzle 55 to the film-like viscous liquid, so that an appropriate amount of the viscous liquid is discharged from the discharge port of the discharge head 51 as shown in FIG. Released from 51A. Here, the injection of the high-pressure gas is performed intermittently (in a pulse form) in association with the discharge operation and the suction operation of the pump unit 20.
The injection conditions of the high pressure gas include, for example, an outer diameter of the high pressure gas injection nozzle 55 of 1 to 2 mm, a hole diameter (inner diameter) of 0.5 to 1 mm, and an inner diameter of the discharge port 51A of the discharge head 51 of 2 to 2 for example. If it is 5 mm, the pressure of the injected gas (high-pressure air) is, for example, about 0.1 to 0.5 MPa, and the injection time is, for example, 0.1 seconds to 5 seconds.

一例を示すと、例えばロータ２５の直径Ｄを２．５ｍｍ、ステータ２２のピッチＨｓを２０ｍｍ、偏心量ｅ（ステータ中心Ｍｓとロータ中心Ｍｒの間を等分）を１．６ｍｍ、ステッピングモータ４１の１回転のステップパルス数を１６００パルス、粘性液体の比重を１とすると、ロータ２５の１回転当たりの流量（移送量）が３２０ｍｍ3 、１パルス当たりの移送量が０．２ｍｇとなるので、例えば０．２ｍｇの粘性液体を吐出する場合には、吐出動作時におけるステッピングモータ４１のステップパルス数を例えば５０パルスとすると、吸引動作時におけるステッピングモータ４１のステップパルス数は４９パルスとすればよい。 As an example, for example, the diameter D of the rotor 25 is 2.5 mm, the pitch Hs of the stator 22 is 20 mm, the eccentricity e (equally divided between the stator center Ms and the rotor center Mr) is 1.6 mm, and the stepping motor 41 If the number of step pulses per rotation is 1600 pulses and the specific gravity of the viscous liquid is 1, the flow rate (transfer amount) per rotation of the rotor 25 is 320 mm 3 and the transfer amount per pulse is 0.2 mg. In the case of discharging 0.2 mg of viscous liquid, if the number of step pulses of the stepping motor 41 during the discharge operation is 50 pulses, for example, the number of step pulses of the stepping motor 41 during the suction operation may be 49 pulses.

上記の動作が繰り返し行われることにより一定量の粘性液体が間欠的に吐出される。
なお、この微量液体吐出装置においては、高圧気体噴射手段を作動させることなく、通常のポンプ動作、すなわち、制御された回転数でのロータ２５の正転駆動により、例えばグラムレベルの多量の粘性液体を吐出することもできる。 By repeating the above operation, a certain amount of viscous liquid is intermittently discharged.
In this trace liquid discharge device, a large amount of viscous liquid, for example, in the gram level is obtained by normal pump operation, that is, normal rotation driving of the rotor 25 at a controlled rotational speed without operating the high-pressure gas injection means. Can also be discharged.

而して、上記の微量液体吐出装置および当該微量液体吐出装置において実行される微量液体吐出方法によれば、吐出動作および当該吐出動作より粘性液体の移送量が少ない条件に設定された吸引動作が連続して行われるようポンプ１０が駆動されることにより、粘性液体の量が定量されるので、吐出すべき粘性液体の吐出量が微少量であっても、粘性液体の量を正確に定量することができる。そして、適正な量に制御された粘性液体は表面張力の作用によって吐出ヘッド５１の吐出口５１Ａに皮膜を形成するよう残留されることとなり、当該皮膜状の粘性液体に対して高圧気体が噴射されることにより粘性液体を確実に放出することができるので、高い精度で制御された一定量の粘性液体を安定して吐出することができる。
また、微少量の吐出に際してポンプ自体を小型・小容量のものとする必要がないので、例えばグラムレベルの多量の吐出は、通常のポンプ動作により行うことができ、従って、装置を複雑化、大型化することなく、微少量の吐出から多量の吐出まで対応することができる。 Thus, according to the above-described trace liquid ejection device and the trace liquid ejection method executed in the trace liquid ejection apparatus, the ejection operation and the suction operation set under the condition that the amount of viscous liquid transferred is smaller than that of the ejection operation. Since the amount of the viscous liquid is quantified by driving the pump 10 to be continuously performed, the amount of the viscous liquid is accurately quantified even if the amount of the viscous liquid to be ejected is very small. be able to. Then, the viscous liquid controlled to an appropriate amount remains so as to form a film at the discharge port 51A of the discharge head 51 by the action of the surface tension, and a high-pressure gas is jetted onto the film-like viscous liquid. Thus, the viscous liquid can be reliably discharged, and thus a certain amount of the viscous liquid controlled with high accuracy can be stably discharged.
Also, since it is not necessary to make the pump itself small and small in volume when dispensing a very small amount, for example, a large amount of gram-level discharge can be performed by normal pump operation. Therefore, it is possible to cope from a very small amount of discharge to a large amount of discharge.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various change can be added.

本発明は、上述したように、微少量の高粘性液体を高い精度で定量し、安定して間欠的に吐出することができるものであるので、例えば電子産業、バイオ産業、化学工業等にも貢献し得るものであると考えられるが、特にＬＥＤ電球産業に有益であると考えられる。   As described above, the present invention is capable of quantifying a small amount of high-viscosity liquid with high accuracy and stably discharging intermittently. For example, the present invention is also applicable to the electronics industry, bio industry, chemical industry, etc. Although it is thought to be able to contribute, it is considered particularly beneficial to the LED bulb industry.

１０ ポンプ
２０ ポンプ部
２１ ケーシング
２２ ステータ
２３ 雌ねじ孔
２５ ロータ
３０ 吸込部
３１ ケーシング
３２ 粘性液体導入部
３５ 連結器
４０ 駆動部
４１ ステッピングモータ
５０ 吐出部
５１ 吐出ヘッド
５１Ａ 吐出口
５２ 軸部
５３ テーパ部
５４ 高圧気体導入部
５５ 高圧気体噴射用ノズル
Ｃ キャビティ
Ｍｒ ロータの断面中心
Ｍｒｈ ロータの回転中心（偏心中心）
Ｍｓ ステータの中心
ｅ 偏心量
Ｖｆ 粘性液体
Ｓ 空隙 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pump 20 Pump part 21 Casing 22 Stator 23 Female screw hole 25 Rotor 30 Suction part 31 Casing 32 Viscous liquid introduction part 35 Connector 40 Drive part 41 Stepping motor 50 Discharge part 51 Discharge head 51A Discharge port 52 Shaft part 53 Taper part 54 High pressure Gas introduction part 55 Nozzle for high-pressure gas injection C Cavity Mr Cross section center of rotor Mrh Rotation center (eccentric center) of rotor
Ms Stator center e Eccentricity Vf Viscous liquid S Air gap

Claims (8)

吐出動作および吸引動作が切替自在に構成されたポンプを具えてなり、
当該ポンプは、吐出口を有する吐出部と、当該吐出部の吐出口に一定量の粘性液体を移送するポンプ部とを有し、当該吐出部は、前記粘性液体に対して高圧気体を噴射して前記吐出口より当該粘性液体を放出させる高圧気体噴射手段を具えており、
前記ポンプ部が、吐出動作および当該吐出動作より粘性液体の移送量が少ない条件に設定された吸引動作が連続して行われるよう、駆動されることにより、前記吐出部の吐出口に皮膜状の粘性液体が供給されることを特徴とする微量液体吐出装置。 Comprising a pump that can be switched between discharge and suction.
The pump includes a discharge unit having a discharge port and a pump unit that transfers a certain amount of viscous liquid to the discharge port of the discharge unit, and the discharge unit injects high-pressure gas to the viscous liquid. High pressure gas injection means for discharging the viscous liquid from the discharge port,
The pump unit is driven so that a discharge operation and a suction operation set to a condition in which the amount of viscous liquid transferred is smaller than that of the discharge operation are continuously performed. Viscous liquid is supplied. 前記ポンプが、容積回転式一軸偏心ねじポンプよりなることを特徴とする請求項１に記載の微量液体吐出装置。   The trace liquid discharge device according to claim 1, wherein the pump is a positive displacement single-shaft eccentric screw pump. 前記ポンプ部を駆動する駆動源としてステッピングモータを具えており、前記吸引動作時においては、当該ステッピングモータが吐出動作時より少ないステップパルス数で動作されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の微量液体吐出装置。   The stepping motor is provided as a drive source for driving the pump unit, and the stepping motor is operated with a smaller number of step pulses than during the discharge operation during the suction operation. 2. The trace liquid discharge apparatus according to 2. 前記高圧気体噴射手段は、前記吐出部において先端が前記吐出部の吐出口の開口端縁より外方に突出して配置された高圧気体噴射用ノズルにより構成されており、当該高圧気体噴射用ノズルの、前記吐出部の吐出口の開口端縁より突出する部分の長さが２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の微量液体吐出装置。   The high-pressure gas injection means is configured by a high-pressure gas injection nozzle that is disposed so that the tip of the discharge unit protrudes outward from the opening edge of the discharge port of the discharge unit. The length of the part which protrudes from the opening edge of the discharge outlet of the said discharge part is 2 mm or less, The trace amount liquid discharge device in any one of the Claims 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. 高圧気体噴射手段を具えた吐出部および当該吐出部に一定量の粘性液体を移送するポンプ部を有する、吐出動作および吸引動作が切替自在に構成されたポンプを用い、前記ポンプ部より前記吐出部に移送された粘性液体に対して前記高圧気体噴射手段によって高圧気体を噴射することにより当該粘性液体を放出させる微量液体吐出方法であって、
前記ポンプ部を、吐出動作および当該吐出動作より粘性液体の搬送量が少ない条件に設定された吸引動作が連続して行われるよう、駆動させることによって、前記吐出部における吐出口に皮膜状の粘性液体を供給することを特徴とする微量液体吐出方法。 Using a pump having a discharge part having a high-pressure gas injection means and a pump part for transferring a certain amount of viscous liquid to the discharge part, the discharge operation and the suction operation being switchable, and the discharge part from the pump part A method for discharging a viscous liquid by injecting the high-pressure gas by the high-pressure gas injection means to the viscous liquid transferred to the liquid,
By driving the pump unit so that the discharge operation and the suction operation set to a condition that the amount of viscous liquid transported is smaller than that of the discharge operation are continuously performed, the film-like viscosity is applied to the discharge port of the discharge unit. A method for discharging a small amount of liquid, characterized by supplying a liquid. 前記ポンプとして、容積回転式一軸偏心ねじポンプが用いられることを特徴とする請求項５に記載の微量液体吐出方法。   6. The method for discharging a trace amount liquid according to claim 5, wherein a positive displacement single-shaft eccentric screw pump is used as the pump. 前記ポンプを駆動させる駆動源としてステッピングモータが用いられ、
前記吸引動作時においては、当該ステッピングモータを吐出動作時より少ないステップパルス数で動作させることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の微量液体吐出方法。 A stepping motor is used as a drive source for driving the pump,
The method for discharging a trace amount liquid according to claim 5 or 6, wherein the stepping motor is operated with a smaller number of step pulses than that during the discharge operation during the suction operation. 前記高圧気体噴射手段として高圧気体噴射用ノズルが用いられ、
当該高圧気体噴射用ノズルを、先端が前記吐出部の吐出口の開口端縁より外方に突出する状態で、配置し、
高圧気体の、前記皮膜状の粘性液体に対する噴射を、当該高圧気体噴射用ノズルの、前記吐出部の吐出口の開口端縁より突出する部分の長さが２ｍｍ以下となる状態において、行うことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の微量液体吐出方法。 A nozzle for high pressure gas injection is used as the high pressure gas injection means,
The high-pressure gas injection nozzle is arranged in a state where the tip protrudes outward from the opening edge of the discharge port of the discharge unit,
Injecting the high-pressure gas to the film-like viscous liquid in a state where the length of the portion of the high-pressure gas injection nozzle protruding from the opening edge of the discharge port of the discharge unit is 2 mm or less. The method of discharging a trace amount liquid according to any one of claims 5 to 7,
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