JP2017213487A - 液体材料吐出装置、その塗布装置および塗布方法 - Google Patents
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Abstract
Description
これら気泡の悪影響を取り除くための方法として、液体材料を真空環境下に置いて脱気を行うという方法がある。脱気を行う最も一般的な方法は、作業を行う前に、液体材料が貯留された実際の作業に用いる容器(シリンジ)をそのまま別の密閉容器の中に入れ、密閉容器内を真空に引くことで液体材料の脱気を行うという方法である。また他の方法として、塗布が行われる空間自体を密閉空間として、内部を真空に引くことで液体材料の脱気を行う塗布装置が提案されている。
また、本発明は、バルブロッド先端またはバルブシートの摩耗によりバルブロッド先端による閉鎖が不十分となり生じる液体材料の漏れの課題を解決する液体材料吐出装置および方法を提供することを目的とする。
上記液体材料吐出装置において、前記吐出制御装置が、前記アクチュエータによるバルブロッドの上昇時の目標速度V1を0.2〜30[mm/s]の範囲で制御することを特徴としてもよい。
上記液体材料吐出装置において、前記吐出制御装置が、前記アクチュエータによるバルブロッドの下降時の加速時間Adを2〜300[ms」の範囲で制御することを特徴としてもよく、この場合、前記吐出制御装置が、前記アクチュエータによるバルブロッドの上昇時の加速時間Auおよび下降時の加速時間Adを同一に設定することを特徴としてもよい。
上記液体材料吐出装置において、前記アクチュエータが、前記吐出制御装置により前記バルブロッドの進出位置を制御可能なモータを駆動源とすることを特徴としてもよく、この場合、前記アクチュエータが、ステッピングモータ、サーボモータおよびリニアモータから選択された一のモータを駆動源とすることを特徴としてもよく、さらに、前記バルブロッドの先端が前記バルブシートを閉鎖する位置にあることを検知する位置検知機構を備えることを特徴としてもよい。
上記第2の観点の液体材料吐出装置において、前記アクチュエータが、前記吐出制御装置により前記バルブロッドの進出位置を制御可能なモータを駆動源とすることを特徴としてもよく、この場合、前記アクチュエータが、ステッピングモータ、サーボモータおよびリニアモータから選択された一のモータを駆動源とすることを特徴としてもよい。
上記ロッド連動部材を備える液体材料吐出装置において、前記ロッド連動部材が、前記スライダに接続されており、前記弾性部材が、前記ロッド連動部材と前記スライド部材とを連結する引っ張りコイルバネであることを特徴としてもよく、この場合、前記弾性部材が、前記バルブロッドと前記バルブシートとが非当接時に、前記ロッド連動部材と前記スライド部材とを移動させることができる力と同等の初張力Piを有することを特徴としてもよい。
上記ロッド連動部材を備える液体材料吐出装置において、前記スライド部材が、前記バルブロッドが挿通される第1の貫通孔を有する天面と、前記バルブロッドが挿通される第2の貫通孔を有する底面とを備え、前記ロッド連動部材および前記弾性部材が、前記スライド部材の天面および底面の間に配置されること、前記弾性部材が、前記ロッド連動部材を前記スライド部材の天面または底面に離間可能に当接させることを特徴としてもよく、この場合、さらに、前記バルブロッドが挿通され、前記ロッド連動部材を固定する固定部材を備え、前記弾性部材が、前記バルブロッドが挿通される圧縮コイルバネであることを特徴としてもよく、さらに、前記弾性部材が、前記バルブロッド、前記ロッド連動部材および前記固定部材を移動させるのに必要な力と同等の反発力Piiを有することを特徴としてもよい。
上記塗布装置において、前記減圧装置が、真空ポンプであることを特徴としてもよい。
上記塗布方法において、前記カバー内が実質的に真空であることを特徴としてもよい。
また、圧縮気体で液体材料を圧送し、バルブロッドで開閉する構成を備えるので、応答性がよく、高速(高流量)で安定した吐出を行うことができる。
さらに、位置検知機構を備える本発明においては、バルブロッド先端またはバルブシートに摩耗が生じても、バルブロッド先端による閉鎖を確実に行うことが可能となる。
<<第一実施形態>>
本発明の第一実施形態に係る吐出装置1は、バルブシート6の連通孔7をバルブロッド21の上昇動作により開くことで液体材料を吐出し、バルブロッド21の下降動作により閉じることで吐出停止するタイプの吐出装置であり、負圧空間内で塗布装置101に搭載されて使用される。この吐出装置1は、吐出制御装置33により電動のアクチュエータ28の動作を制御することでバルブロッド21の速度や加速度を調整することで気泡の発生を防ぐことが可能である。また、バルブロッド21とバルブシート6の当接する位置を検知する位置検知機構34を備えており、バルブロッド21またはバルブシート6に摩耗が生じた場合でも、バルブシート6の連通孔7を確実に閉鎖することを可能としている。
以下では、まず吐出装置1の構成を説明し、次いでその動作を説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る吐出装置1の部分断面図である。また、図2は、図1におけるA−A矢視図、図3は、図1におけるB−B矢視図である。なお、以下の説明では、アクチュエータ28側を「上」、ノズル3側を「下」ということがある。また、図1の視点を「正面視」、図2および図3の視点を「側面視」ということがある。
第一実施形態で使用される貯留容器2は、上端部に鍔部9を有し、下端部に内筒8を有する一般的な樹脂製シリンジである。貯留容器2にはバルブロッド21が挿通され、内筒8の内部空間がロッド先端部挿通孔を構成する。内筒8には、ノズル取付部材5、バルブシート6およびノズル3が取り付けられる。
ノズル3は管状の部材であり、内部空間が吐出流路4を構成する。ノズル取付部材5がシリンジ2の下端に螺合されることでシリンジ2とノズル3の吐出流路4とがバルブシート6を介して連通される。
ノズル取付部材5は、円筒状の部材であり、底面にノズル3が嵌挿される貫通孔が設けられている。
バルブシート6は、ノズル取付部材5の凹部に装着され、ノズル取付部材5とシリンジ2の下端にある内筒8との間に挟まれるようにして固定される。バルブシート6は、シリンジ2の端部に位置し、シリンジ2とノズル3の吐出流路4とを連通する連通孔7を有する。
バルブロッド21は、上方部分でロッド保持部材(23、24)を介してアクチュエータ28に接続され、アクチュエータ28の作用により直線的に往復移動される。
バルブロッド21は、二つのロッド保持部材(22、23)で挟んだ状態で、固定具24を締め込んで挟着することにより固定する。本実施形態では、固定具24に一般的なネジを用いているが、他の締結部品でもよい。このように構成することで、バルブロッド21を容易に着脱可能にし、メンテナンス作業をし易くすることができる。
本体下部部材10から上の構成部品は、ヘッドカバー47で覆っている。可動部へ作業者が接触するのを防ぎ、また、可動部からの塵埃の放出や可動部への塵埃の侵入を防ぐためである。
(上昇動作)
本発明の実施形態に係る吐出装置1の動作について図4、図5および図6を参照しながら説明する。
始めに、図4を参照しながら、バルブロッド21の下端がバルブシート6に接触した位置から上昇する動作について説明する。アクチュエータ28を動作させ、アクチュエータロッド31が縮むと(符号48)、駆動伝達部材26とともに下スライドブロック38が上昇する(符号49)。下スライドブロック38の上面は、上スライドブロック37の下面と接しており、そのまま、上スライドブロック37を押し上げる(符号50)。これにより、上スライドブロック37に連結された連結部材25およびその下端に連結されたロッド保持部材(22、23)が上昇し、ロッド保持部材(22、23)に保持されているバルブロッド21を上昇させる(符号51)。バルブロッド21が上昇すると、図4に示すように、バルブロッド21の下端がバルブシート6から離れ、吐出流路4を通過した液体材料が吐出口から流出する。
次いで、図5を参照しながら、バルブロッド21の下端がバルブシート6に接触するまでの下降動作について説明する。アクチュエータ28を動作させ、アクチュエータロッド31が下方に伸びると(符号52)、駆動伝達部材26とともに下スライドブロック38が下降する(符号53)。下スライドブロック38は、上スライドブロック37とバネ42で連結されているので、バネ42の作用により上スライドブロック37を引き下げる(符号54)。ここで、バネ42の強さ(Pi)を、上スライドブロック37とその付属品(連結部材25、バルブロッド21、センサ43等)をスライドレール36の上で移動させることのできる力と同等としているので、バネ42が実質的に伸びることなく、上スライドブロック37は下スライドブロック38と接したまま移動する。上スライドブロック37の下降とともに、連結部材25およびその下端に接続されたロッド保持部材(22、23)も下降し、ロッド保持部材(22、23)に保持されているバルブロッド21を下降させる(符号55)。これにより、図5に示すように、バルブロッド21の下端がバルブシート6に接触し、吐出流路4と貯留容器2との連通が遮断され、吐出口からの液体材料の流出が停止する。通常の吐出作業は、上昇動作と第1の下降動作とを繰り返すことにより行われる。
次いで、図6を参照しながら、バルブロッド21の位置を安全閉鎖位置とするための下降動作について説明する。バルブロッド21の下端がバルブシート6に接触した後も、アクチュエータ28の伸長動作によりアクチュエータロッド31が下方に伸び続ける(符号56)。駆動伝達部材26の下降に伴い下スライドブロック38は下降するが(符号57)、上スライドブロック37の下降は、バルブシート6と接触したバルブロッド21により制限される。そのため、下スライドブロック38が下降すると、下スライドブロック38と連結されている検知板の折曲部45aも下降してセンサ43から外れる。これを、センサ43が検知すると、検知信号を吐出制御装置33に送信する。吐出制御装置33は、この検知板の折曲部45aがセンサ43から外れる位置を初期検知位置(または当接位置)として記憶する。
本実施形態では、アクチュエータ28によるバルブロッド21の上昇動作において、上昇速度および加速度(本実施形態では、加減速時間)を制御することで、バルブロッド21の下端付近で起きる液体圧力の低下とそれに伴う気泡の発生を抑えている。
図17は、バルブロッド上昇時の加減速時間を説明するグラフ(概略図)であり、縦軸Vは速度、横軸tは時間を表している。バルブロッド21は、tがゼロのとき初期検知位置(当接位置)にあり、上方移動速度Vはゼロである。同図中、Aが加速時間であり、Bが減速時間となる。目標速度V1に到達するための上昇時加速時間Auが一定の値より小さいと、気泡発生の問題が生じる。アンダーフィル材を用いた吐出実験で確認したところ、目標速度V1として、例えば0.2〜30[mm/s](好ましくは0.5〜20[mm/s])、上昇時加速時間Auとして、例えば2〜300[ms](好ましくは5〜200[ms])という条件で吐出を行うと、気泡を発生させることなく吐出を行うことができた。なお、従来装置では、目標速度V1が上記数値の約10倍大きい、加速時間Aが上記数値の約1/10小さい、という条件で吐出を行っていた。
バルブロッド21の下降動作における下降時加速時間Adおよび下降時減速時間Bdは、上昇時加速時間Auおよび上昇時減速時間Buと同じ数値を設定するか、加速時間として許容される範囲(例えば2〜300[ms])の数値を設定する。従来装置のように、下降動作を急激にすることは、制御不能な吐出量の増加を招く原因となり、好ましく無い。
上述の上昇動作および下降動作を含む、液体材料の吐出動作は次のとおりである。
まず、圧縮気体源から圧縮気体供給管20を介して気体供給ジョイント19に圧縮気体が供給され、圧縮気体流路18および貫通孔13を介してシリンジ2の中に貯留されている液体材料を加圧する。そして、吐出制御装置33から吐出開始の信号をアクチュエータ28が受け取ると、制御された速度と加減速時間でバルブロッド21を上昇させることにより、吐出口から液体材料が吐出される。所望とする吐出量に対応した時間が経過した後、吐出制御装置33から吐出終了の信号をアクチュエータ28が受け取り、バルブロッド21を下降させ、バルブロッド21の下端でバルブシート6の連通孔7を閉鎖する(第1の下降動作)。以上が、基本的な1回分の吐出動作となる。供給する圧縮気体の圧力、バルブロッド21の上昇距離、バルブ開放時間等は、用いる液体材料の物性や状態(粘度、温度等)により適宜設定するものである。また、ノズル3の径や長さ、バルブシート6の連通孔7の径なども条件に応じて変更することができる。
また、既存のシリンジを利用し、バルブロッド21を簡単に着脱できる構造であるため、洗浄や組立などのメンテナンスが容易である。
さらに、位置検知機構34を備えることにより、バルブロッド21の下端によるバルブシート6の連通孔7の閉鎖を確実に行うことが可能となる。バルブロッド21またはバルブシート6が摩耗した場合、連通孔7をしっかりと閉止することができず、液体材料の漏れが生じる危険性がある。他方で、バルブロッド21を過剰にバルブシート6に押しつけると、破損が生じる危険性がある。この点、第一実施形態では、位置検知機構34でバルブロッド21の下端とバルブシート6の当接位置を正確に検出することにより、長時間の使用後も、液体材料の漏れが生じる危険性を解消している。
図7に、第一実施形態に係る吐出装置1を搭載した塗布装置101の概略斜視図を示す。
第一実施形態にかかる塗布装置101は、架台102の上に、塗布対象物であるワーク103を載置するテーブル104と、上述の吐出装置1をワーク103に対して相対的に移動させるX駆動装置105、Y駆動装置106、Z駆動装置107を備える。XYZ駆動装置(105、106、107)は、それぞれ符号108、109、110の方向へ移動することができる。架台102の内部には、上述の吐出装置1の動作を制御する吐出制御装置33と、上述の各駆動装置(105、106、107)の動作を制御する駆動制御装置111をと備える。架台102から上は、点線で示したカバー112に囲まれ、図示しない真空ポンプ等を用いることにより、内部を負圧環境とすることができる。カバー112には、内部へアクセスするための扉を設けてもよい。なお、本実施形態では、内部を負圧環境としているが、大気圧として塗布作業をすることも可能である。
図8に示す第二実施形態の液体材料吐出装置1は、貯留容器2がバルブロッド21が挿通されるシリンジではなく、延設部材60を介して接続されるシリンジにより構成される点で主に第一実施形態と相違する。以下では、第一実施形態との相違点を中心に説明し、共通する要素については説明を割愛する場合がある。
第二実施形態の本体下部部材10は、下方に延出される延出部58と連続する点で第一実施形態と相違する。ここで、本体下部部材10と延出部58は一体的に構成してもよいし、異なる部材を結合して構成してもよい。
本体下部部材10および延出部58は、鉛直方向に延びる貫通孔13を備えている。貫通孔13の下端は延出部58に設けられた貫通孔13より幅広の液室59と流体的に接続されている。貫通孔13には、液体材料の漏出を防止する、環状のシール部材C64とシール部材D65とが配置される。
液室59の大径空間の側面には、側方流路59aの一端が連通している。側方流路59aの他端は、延出部58の側面に配置された延設部材60の液体供給口62と連通している。
延設部材60は、一端が液体供給口62を構成する液体供給流路61を有したブロック状部材である。液体供給流路61の他端には、液体供給ジョイント63が配置されている。液体供給ジョイント63は、貯留容器(シリンジ)2と流体的に接続されており、図示しない圧縮気体供給源により加圧された液体材料が供給される。シリンジ2は、液送チューブを介して液体供給ジョイント63に接続してもよいし、液体供給ジョイント63に直結してもよい。第二実施形態では、シリンジ2にバルブロッド21が挿通されないため、シリンジ2の交換は容易である。
第二実施形態の吐出装置1も、アクチュエータ28によるバルブロッド21の上昇速度および加速度(本実施形態では、加減速時間)を制御することで、バルブロッド21の下端で起きる液体圧力の低下とそれに伴う気泡の発生を抑えることが可能である。
吐出動作は、第一実施形態と同様であるので、説明を割愛する。第二実施形態の吐出装置1も、第一実施形態同様、塗布装置101に搭載され、負圧環境で使用される。
また、既存のシリンジ2を延設部材60を介して接続するのでメンテナンスが容易である。
さらに、シリンジ2内にバルブロッド21が挿通されないため、バルブロッド21の長さを短くすることができ、ひいてはバルブロッド21の下端のブレを小さくすることが可能である。
図9および図10に示す第三実施形態の液体材料吐出装置1は、外フレーム201と、内フレーム218と、センサ43と、内フレームに取り付けられた検知板45とを備え、内フレームが上下動することによりセンサ43が閉鎖を検知する構成を備える点で、第一実施形態と主に相違する。以下では、第一実施形態と共通する要素については同一の符号付し、説明を割愛する場合がある。
図9に第三実施形態に係る吐出装置の部分断面正面図を示す。図10に図9におけるC−C矢視図を示す。なお、図10におけるアクチュエータ側を「背面」、中心軸線を挟んでその反対側を「正面」、背面と正面の間に位置する左右の面を「側面」ということがある。
第1ブッシュ208および第2ブッシュ209は、バルブロッド21の外周に摺接して支持する筒状の部材であり、バルブロッド21のブレを防止するガイド部材として機能する。すなわち、第1ブッシュ208および第2ブッシュ209のガイドによりバルブロッド21の直進性を良好とし、バルブロッド21の下端とバルブシート6との接触位置のズレの発生を防止している。これにより、バルブロッド21の先端とバルブシート6の連通孔7との位置がぴったり合うため液漏れが生じない。
第三実施形態の吐出装置1が備える本体下部部材10より下の構成(貯留容器2、ノズル3、バルブシート6など)については、第一実施形態の吐出装置1と同様である。
第2ブッシュ挿通孔213は、本体下部部材10の中心において、突出部207の上面から下端の挿入部12の下面まで貫通して設けられている。第2ブッシュ挿通孔213の径は、第2ブッシュ209と実質同径であるが、下端側の一部が第2ブッシュ209よりも小径(かつ、バルブロッド21の径よりは大径)となっていて、ここにできた段差部分で第2ブッシュ209を支承している。第2ブッシュ挿通孔213の上端側には、第2ブッシュ209を固定するための第2ブッシュ押さえ211が設けられている。
外フレーム201の下部には、嵌入孔202が設けられており、本体下部部材10上面の突出部207が嵌め込んで固定される。
外フレーム201の上部には、バルブロッド21を直線移動可能に支持する第1ブッシュ208を配設するための延長部204が設けられており、延長部204の内側には外フレーム201の内部空間と連通する第1ブッシュ挿通孔212が設けられている。この第1ブッシュ挿通孔212も上述の第2ブッシュ挿通孔213と同様に、大径部分と小径部分とからなり、段差部分で第1ブッシュ208を支承している。第1ブッシュ挿通孔212の上端部には、第1ブッシュ208を固定するための第1ブッシュ押さえ210が設けられている。外フレーム201の上部の延長部204の背面側には、アクチュエータロッド31およびアクチュエータ支持部材215を挿通するための開口部206が設けられている。
外フレーム201の背面部205は、本体下部部材10より背面側に張り出して設けられている(図10参照)。背面部205の正面側(内側)には、板状のアクチュエータ支持部材215が設けられている。アクチュエータ支持部材215は、スライダ216の下端付近から延長部204の上方まで延びており、外フレーム201の上方でアクチュエータ28を支持している。本実施形態では、アクチュエータ28をレゾルバ付きステッピングモータで構成し、バルブロッドの動作の速度および加速度を制御しているが、第一実施形態同様、他のモータにより構成してもよい。
アクチュエータ支持部材215には、正面側にスライドレール217の上を移動可能なスライダ216が配設されている。スライダ216は、アクチュエータロッド31および内フレーム218と連結されている。
内フレーム218の正面側は、外フレーム201と同様、ほぼ全ての部分が開口している。
内フレーム218の上部には、第1貫通孔219が設けられ、内フレーム218の下部には、第2貫通孔220が設けられており、各貫通孔(219、220)内をバルブロッド21が延在している。第1貫通孔219の径は、バルブロッド21が非接触で上下移動できるようバルブロッド21の径より大径となっている。第2貫通孔220には、第2貫通孔220より小径の第2固定部材223が挿通されている。
ロッド連動部材221のバルブロッド21への固定は、第1固定部材222および第2固定部材223がロッド連動部材221を上下から挟み込むことにより行われている。より詳細には、バルブロッド21の各固定部材(222、223)が取り付けられる部分の外周面には、ネジが形成されており、各固定部材(222、223)の内周面に形成されたネジと螺合することができる。そのため、各固定部材(222、223)の位置を調整することで、ロッド連動部材221を所望の位置に固定することができる。ロッド連動部材221の位置は、バルブロッド21の下端がバルブシート6に接触するとき(上述の当接位置)、ロッド連動部材221の底面が内フレーム218の内底面(下部上面)に接触するように位置に調整すると良い(図9または図10の状態)。
なお、ロッド連動部材221の固定方法はこれに限定されず、第一実施形態のように、ロッド連動部材221を二つの部品に分け、前後から挟み込んで固定するようにしてもよい。
また、第1ブッシュ208から第2ブッシュ209間の距離と、第2ブッシュ209からバルブ閉鎖点(バルブロッド21端部とバルブシート6との接触点)間の距離とをほぼ同距離とすることによっても、バルブロッド21の下端のブレをより抑制することができる場合がある。
第三実施形態に係る吐出装置1の動作について図11、図12および図13を参照しながら説明する。
(上昇動作)
始めに、図11を参照しながら、バルブロッド21の下端がバルブシート6に接触した位置から上昇する動作について説明する。アクチュエータ28を動作させ、アクチュエータロッド31が縮むと、接続されているスライダ216が上昇する(符号226)。スライダ216が上昇すると、スライダ216に固定された内フレーム218が一体となって上昇する(符号227)。内フレーム218が上昇すると、内フレーム218の内底面がロッド連動部材221を上昇させ(符号228)、これによりロッド連動部材221が保持しているバルブロッド21が上昇する(符号229)。バルブロッド21の下端がバルブシート6より離れると、吐出流路4を通過した液体材料が吐出口より流出する。
次いで、図12を参照しながら、バルブロッド21の下端がバルブシート6に接触するまでの下降動作について説明する。アクチュエータ28を動作させ、アクチュエータロッド31が下方に伸びると、スライダ216が下降する(符号230)。スライダ216が下降すると、スライダ216に固定された内フレーム218が一体となって下降し(符号231)、弾性部材224を介してロッド連動部材221を下降させる(符号232)。このとき、弾性部材224である圧縮バネの強さPiiをバルブロッド21、ロッド連動部材221、第1固定部材222および第2固定部材223を移動させるのに必要な力と同等としているので、バネ224は実質的に縮むことはない(従って、第1の下降動作の間、ロッド連動部材221の底面は内フレーム218の内底面と当接状態にある。)。
ロッド連動部材221が下降すると、バルブロッド21も下降し(符号233)、バルブロッド21の下端がバルブシート6に接触する。これにより、吐出流路4と貯留容器2との連通が遮断され、吐出口からの液体材料の流出が停止する。
次いで、図13を参照しながら、バルブロッド21の位置を安全閉鎖位置とするための下降動作について説明する。バルブロッド21の下端がバルブシート6に接触した後も、アクチュエータロッド31が下方に伸び続けると、スライダ216はさらに下降し(符号234)、スライダ216に固定されている内フレーム218も一体となって下降する(符号235)。内フレーム218が下降すると、内フレーム218に設置されている検知板45がセンサ43から外れる。これを、センサ43が検知すると、検知信号を吐出制御装置33に送信する。吐出制御装置33は、この検知板45がセンサ43から外れる位置を初期検知位置(または当接位置)として記憶する。
以上に説明した第三実施形態の吐出装置1によっても、第一実施形態と同様に、バルブロッド21の下端付近で起きる液体圧力の低下とそれに伴う気泡の発生を抑えることが可能である。
図14に示す第四実施形態の液体材料吐出装置1は、外フレーム201と、内フレーム218と、センサ43と、内フレームに取り付けられた検知板45とを備え、内フレームが上下動することによりセンサ43が閉鎖を検知する構成を備える点で、第三実施形態と一致するが、第二実施形態と同様の延設部材60を備える点で第三実施形態と主に相違する。以下では、第三実施形態と共通する要素については同一の符号付し、説明を割愛する場合がある。
吐出動作は、第三実施形態と同様であるので、説明を割愛する。第四実施形態の吐出装置1も、第一ないし第三実施形態同様、塗布装置101に搭載され、負圧環境で使用される。
以上に説明した第四実施形態の吐出装置1によっても、第一ないし第三実施形態と同様に、バルブロッド21の上昇の速度および加速度を制御して気泡の発生を抑えることが可能である。
また、既存のシリンジ2を延設部材60を介して接続するのでメンテナンスが容易である。
第五実施形態は、バルブロッドの小径部を支持するロッド支持機構238を備える吐出装置1に関する。
図15に第五実施形態に係る吐出装置の部分断面図を示す。ここで、(a)は正面図、(b)は(a)におけるD−D矢視図である。なお、図15(a)では、バルブロッドの下端付近を拡大して描いている。
図15(b)に示すように、4つのロッド支持摺動部239と4つの連通溝240は、それぞれ等間隔に環状に配置されており、ロッド支持摺動部239および連通溝240の各内周面が内筒8の内周面を構成している。
本実施形態では、シリンジ2の内筒8にロッド支持機構238を一体成形したが、ロッド支持機構238を別部品により構成し、既存のシリンジ2に後付けするようにしてもよい。
本実施形態のロッド支持機構238は、上述の第一ないし第四実施形態のいずれにも適用可能であるが、第三または第四実施形態に適用すると、バルブロッド21の長さ方向に配設された第1ブッシュ208、第2ブッシュ209およびロッド支持機構238の3箇所でガイドすることで、バルブロッド21の直進性を著しく高めることが可能である。
第六実施形態は、バルブロッドの大径部を支持するロッド支持機構238を備える吐出装置1に関する。
図16に第六実施形態に係る吐出装置の部分断面図を示す。ここで、(a)は正面図、(b)は(a)におけるE−E矢視図である。なお、図16(a)では、バルブロッドの下端付近を拡大して描いている。
第3ブッシュ241は、バルブロッド21の外周に摺接して支持する筒状の部材であり、バルブロッド21のブレを防止するガイド部材として機能する。
仕切部材242は、中心に配置された第3ブッシュ挿通孔243と、第3ブッシュ挿通孔243を囲むように等間隔に配置された8つの液体連通孔244とを備えた板状体である。
第3ブッシュ241は、第3ブッシュ挿通孔243に嵌着され、第3ブッシュ押さえ235により固定されている。シリンジ2の大径部は、仕切部材242により上方空間と下方空間に仕切られるが、液体連通孔244を介して上方空間から下方空間に液体材料が供給される。
本実施形態では、シリンジ2の大径部にロッド支持機構238を一体成形したが、ロッド支持機構238を別部品により構成し、既存のシリンジ2に後付けするようにしてもよい。
本実施形態のロッド支持機構238は、上述の第一ないし第四実施形態のいずれにも適用可能であるが、第三または第四実施形態に適用すると、バルブロッド21の長さ方向に配設された3つのブッシュでガイドすることで、バルブロッド21の直進性を著しく高めることが可能である。
Claims (22)
- 液体材料を貯留する貯留容器と、
貯留容器を加圧する圧縮気体供給源と、
吐出流路を有するノズルと、
往復動作するバルブロッドと、
バルブロッドを駆動するアクチュエータと、
吐出流路と連通する連通孔を有するバルブシートと、
アクチュエータを制御してバルブロッドの先端で連通孔を開閉する吐出制御装置と、
を備え、負圧空間内で使用される液体材料吐出装置であって、
前記吐出制御装置が、前記アクチュエータによるバルブロッドの上昇時の加速時間Auを2〜300[ms」の範囲で制御することにより、バルブロッドの上昇に伴う気泡の発生を防止することを特徴とする液体材料吐出装置。 - 前記吐出制御装置が、前記アクチュエータによるバルブロッドの上昇時の目標速度V1を0.2〜30[mm/s]の範囲で制御することを特徴とする請求項1に記載の液体材料吐出装置。
- 前記吐出制御装置が、前記アクチュエータによるバルブロッドの下降時の加速時間Adを2〜300[ms」の範囲で制御することを特徴とする請求項1または2に記載の液体材料吐出装置。
- 前記吐出制御装置が、前記アクチュエータによるバルブロッドの上昇時の加速時間Auおよび下降時の加速時間Adを同一に設定することを特徴とする請求項3に記載の液体材料吐出装置。
- 前記アクチュエータが、前記吐出制御装置により前記バルブロッドの進出位置を制御可能なモータを駆動源とすることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の液体材料吐出装置。
- 前記アクチュエータが、ステッピングモータ、サーボモータおよびリニアモータから選択された一のモータを駆動源とすることを特徴とする請求項5に記載の液体材料吐出装置。
- さらに、前記バルブロッドの先端が前記バルブシートを閉鎖する位置にあることを検知する位置検知機構を備えることを特徴とする請求項6に記載の液体材料吐出装置。
- 液体材料を貯留する貯留容器と、
貯留容器を加圧する圧縮気体供給源と、
吐出流路を有するノズルと、
往復動作するバルブロッドと、
バルブロッドを駆動するアクチュエータと、
吐出流路と連通する連通孔を有するバルブシートと、
アクチュエータを制御してバルブロッドの先端で連通孔を開閉する吐出制御装置と、
を備える液体材料吐出装置であって、
前記バルブロッドの先端が前記バルブシートを閉鎖する位置にあることを検知する位置検知機構を備えることを特徴とする液体材料吐出装置。 - 前記アクチュエータが、前記吐出制御装置により前記バルブロッドの進出位置を制御可能なモータを駆動源とすることを特徴とする請求項8に記載の液体材料吐出装置。
- 前記アクチュエータが、ステッピングモータ、サーボモータおよびリニアモータから選択された一のモータを駆動源とすることを特徴とする請求項9に記載の液体材料吐出装置。
- 前記位置検知機構が、
前記アクチュエータと接続されるスライド部材と、
スライド部材と接続されるスライダと、
スライド部材が所定の位置にあることを検出するセンサ機構と、
前記バルブロッドと接続され、スライド部材に離間可能に当接して配置されるロッド連動部材と、
ロッド連動部材とスライド部材とを離間可能に当接させる付勢力を与える弾性部材と、を備えて構成され、
前記バルブロッドが前記バルブシートに当接した後、前記アクチュエータにより前記バルブロッドをさらに進出させる力を作用させると前記スライド部材が前記ロッド連動部材と離間して下方に移動し、当該スライド部材の移動をセンサ機構が検知することにより前記バルブロッドの先端が前記バルブシートを閉鎖する位置にあることを検知することを特徴とする請求項7ないし10のいずれかに記載の液体材料吐出装置。 - 前記ロッド連動部材が、前記スライダに接続されており、
前記弾性部材が、前記ロッド連動部材と前記スライド部材とを連結する引っ張りコイルバネであることを特徴とする請求項11の液体材料吐出装置。 - 前記弾性部材が、前記バルブロッドと前記バルブシートとが非当接時に、前記ロッド連動部材と前記スライド部材とを移動させることができる力と同等の初張力Piを有することを特徴とする請求項12の液体材料吐出装置。
- 前記スライド部材が、前記バルブロッドが挿通される第1の貫通孔を有する天面と、前記バルブロッドが挿通される第2の貫通孔を有する底面とを備え、
前記ロッド連動部材および前記弾性部材が、前記スライド部材の天面および底面の間に配置されること、
前記弾性部材が、前記ロッド連動部材を前記スライド部材の天面または底面に離間可能に当接させることを特徴とする請求項11の液体材料吐出装置。 - さらに、前記バルブロッドが挿通され、前記ロッド連動部材を固定する固定部材を備え、
前記弾性部材が、前記バルブロッドが挿通される圧縮コイルバネであることを特徴とする請求項14の液体材料吐出装置。 - 前記弾性部材が、前記バルブロッド、前記ロッド連動部材および前記固定部材を移動させるのに必要な力と同等の反発力Piiを有することを特徴とする請求項15の液体材料吐出装置。
- 前記バルブロッドが挿通され、前記バルブロッドの直進運動をガイドする第1のガイド部材と、
前記バルブロッドが挿通され、第1のガイド部材より下方で前記バルブロッドの直進運動をガイドする第2のガイド部材とを備えることを特徴とする請求項1ないし16のいずれかに記載の液体材料吐出装置。 - 前記バルブロッドが挿通され、第2のガイド部材より下方で前記バルブロッドの直進運動をガイドする第3のガイド部材を備えることを特徴とする請求項17の液体材料吐出装置。
- 請求項1ないし18のいずれかに記載の液体材料吐出装置と、
ワークが設置されるワークテーブルと、
前記吐出装置と前記ワークテーブルとを相対的に移動するXYZ駆動装置と、
前記吐出装置、前記ワークテーブルと、前記XYZ駆動装置とが配置される負圧空間を構成するカバーと、
前記カバー内を負圧にする減圧装置と、
XYZ駆動装置を制御する駆動制御装置と、を備える塗布装置。 - 前記減圧装置が、真空ポンプであることを特徴とする請求項19に記載の塗布装置。
- 請求項19または20に記載の塗布装置を用いた塗布方法であって、前記減圧装置により前記カバー内を負圧とした状態で前記ワークと前記吐出装置とを相対移動しながら、ワーク上に液体材料を塗布する塗布方法。
- 前記カバー内が実質的に真空であることを特徴とする請求項21に記載の塗布方法。
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