JP3717983B2 - Liquid discharge method and apparatus - Google Patents
Liquid discharge method and apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP3717983B2 JP3717983B2 JP28824995A JP28824995A JP3717983B2 JP 3717983 B2 JP3717983 B2 JP 3717983B2 JP 28824995 A JP28824995 A JP 28824995A JP 28824995 A JP28824995 A JP 28824995A JP 3717983 B2 JP3717983 B2 JP 3717983B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid
- oil
- discharge
- nozzle
- liquid chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液体吐出方法、更に詳しくは高粘度液体の微少定量を吐出させるのに好適な液体吐出方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の液体を定量吐出する方法としては、シリンジに貯めた液体を空気圧で一定時間圧縮し、注射針先端から滴下あるいは押し出す方式の所謂ディスペンサによる方法、またシリンダに一定量吸い込んだ液体をピストンで押し出す所謂注射器型の吐出器を用いる方法、あるいはその際に液滴を自由落下させる方法等がある。これらの液体吐出方法は、いずれも最少の供給量がある程度多くなることやその量の精度がラフであるという点において、例えば時計ムーブメントに給油する場合のような液体を微少量吐出させる場合には適さないものである。
【0003】
一方、従来の時計ムーブメントへの給油方法には、油タンクから給油針で一定量の油を拾い上げて給油箇所に接触して転写する転写式給油方法や、油タンクから給油針を内蔵した給油パイプで一定量の油を吸い上げ給油箇所に近接又は接触させてから給油針を出して給油するベルジョン式給油方法等があった。
【0004】
以下、図面により従来の時計給油方法の一つを説明する。図13はベルジョン式給油方法の動作を示す説明図である。図13において、81は給油器の先端部であるノズル、82はノズル81内を出没可能に摺動する給油針である。83は油タンクに補給された時計用の油で、84は時計部品上の被給油箇所である。この給油方法においては、まず(a)のように給油器のノズル81を油83面から所定深さに入るように保持して、給油針82を油83内に没入させた後、(b)に示すように給油針82を所定量後退させてから、(c)に示すように給油器を油83面から引き離し、(d)に示すように被給油箇所84にノズル81先端を移動、接近させた後、(e)に示すように給油針82を突出させて被給油箇所84に突き当て油83を押し出してから、(f)に示すように給油針82を出したままノズル81を引き上げるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の給油方法の場合、ノズル81先端が油タンクの油83内に入る時の深さや、油83面から離れる時の速度等の影響を受けて、図13(c)の段階でのノズル81に保持される油83の量が変化してしまう。また、(e)のようにノズル81先端と被給油箇所84とが油83を介して一旦繋がった段階から、(f)のようにノズル81が被給油箇所84から引き離される段階に移行するときには、ノズル81の方にも僅かに油83が残るのだが、その残り量はノズル81の引き離し速度の影響でやはり一定しない。更に被給油箇所の面状態の影響も受けて、結果的に給油量を高精度に制御するのが困難であった。また、微小なノズルや針先が被給油箇所に接触することがあるので給油器の耐久性の点でも難があり、また被給油箇所の材質によっては被給油箇所を傷つけてしまうことがあった。更に、この方法を自動組立ラインに適用した場合には、給油時点での給油ミスの検出が困難で後工程での油有無検査が欠かせなかった。
【0006】
そこで本発明の目的は、かかる従来の液体吐出方法の問題点を解決して高粘度液体の微少量吐出に好適な液体吐出方法及びその装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明の液体吐出方法及び液体吐出装置は以下に記載の手段を採用する。
【0008】
本発明の液体吐出方法は、液体を供給する供給タンクと、液体を満たした液室と、該液室からの液体を吐出するノズルと、前記液室の一部を構成する弾性板と、該弾性板に一端が当接するように配設した圧電素子と、該圧電素子を駆動する駆動回路とを有し、前記液室に液体を供給する工程と、前記駆動回路からの駆動信号により前記圧電素子を駆動することにより前記液室に満たした液体を前記ノズル先端から液滴にして吐出する工程とを有し、前記液体は時計油であり、該時計油を前記ノズル先端から液滴にして吐出する工程が時計組立の給油工程であることを特徴とする。
【0009】
本発明の液体吐出装置は、液体を貯蔵し本体に設ける液室と、該液体を該液室に供給する供給タンクと、前記液体を液滴として吐出するノズルと、前記液室の一部を構成する弾性板と、該弾性板に一端が当接するように配設する圧電素子と、該圧電素子を駆動する駆動回路を有する液体吐出装置において、前記液体は時計油であることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を用いて詳述する。図1は本発明を時計組立ラインに適用した場合の給油工程を示す説明図、図2は図1の給油装置の構成を示す説明図、図3は図2の給油装置の主要部を示す断面図である。
【0011】
まず、時計組立ラインの給油工程の構成から説明する。図1において、1は時計組立ラインに連結されたコンベア脚の一つであり、2はこのコンベア脚1を制御する脚コントローラ、3は脚コントローラ2を操作する脚操作盤であり、脚操作盤3にはエラー表示ランプ3a、エラー解除スイッチ3bが設けられている。4は時計モジュールであり、5は時計モジュール4を載せたキャリアで、コンベア脚1のベルト上を搬送される。コンベア脚1上の作業ステーションにはキャリア5をベルト上から突き上げるための図示しない作業ユニットが設置されている。10はこの作業ステーションの一つに対応して設置された給油装置であり、時計モジュール4に時計用の油を給油するためのものである。11は給油装置10の本体で、16は本体11に油を供給するための供給タンク、22は本体11から油を回収するための回収タンクである。30は液体の温度を調整するための温度調整器で、40は給油装置10を駆動するための駆動回路であるコントローラである。
【0012】
次に、給油装置10の本体回りを更に説明する。図2、図3において、本体11には、その上部中央に開口する円筒状の液体を貯める液室11aが形成され、液室11aの下からは後述のノズルへ通じる吐出管路11bと、本体11側面に開口した2箇所の供給口11cに通じる供給管路11dとが形成されている。各供給管路11dは、液室11a外周の点対称の位置から液室11aに通じており、液体が供給されるときに液室11a内に気泡が生じないように配慮されたものである。12は本体11上面に液室11aを液密に覆うように貼着された弾性板である薄板であり、13は薄板12を挟んで本体11に結合されている筐体である。14は先端が薄板12に当接するようにして後端を筐体13に固定した積層型圧電素子である。15は液体を吐出するためのノズルであり、本体11の下部に脱着可能に結合されており、適宜交換使用されるものである。ノズル15中心には本体11の吐出管路11bと連通する貫通穴15aが形成されており、下面の開口部は液体の吐出口15bとなっている。
【0013】
17は比較的高粘度の液体である時計用の油である。18は供給タンク16から本体11に油17を送る供給チューブであり、その一端は供給タンク16の油17中に没しており、他端は途中から分岐して液室11aへ通じる2箇所の供給口11cに接続されている。19は供給タンク16内の空間から図示しないコンプレッサに通じるチューブであり、31はチューブ19の途中に接続された管路断続用の電磁弁1である。20は同じく供給タンク16内の空間から図示しない真空ポンプへ通じるチューブであり、32はチューブ20の途中に接続された管路断続用の電磁弁2である。
【0014】
21はノズル15を覆うように本体11に対して液密に取り付けられた液体回収用の回収キャップであり、吐出口15b下方の液体吐出方向には開口21aが、側面には回収口21bが形成されている。ノズル15と回収キャップ21との間には僅かな空間21cを有している。23は回収キャップ21から回収タンク22へ通じる液体回収用の回収チューブである。24は回収タンク22内の空間から図示しない真空ポンプへ通じるチューブであり、33はチューブ24の途中に接続された管路断続用の電磁弁3である。これら回収キャップ21、回収チューブ23、チューブ24、電磁弁3,33と、回収タンク22とで液体の回収手段を構成している。
【0015】
25はノズル15から吐出した油17の液滴であり、34は液滴25を検出するために、回収キャップ21の開口21a近傍に液体の吐出方向に向けて設置された反射型の吐出検出センサーである。35は油17を加熱するためのヒーター、36は油17の温度を検出するための温度センサーであり、いずれも本体11の液室11a近傍に設置されている。ヒーター35及び温度センサー36と温度調整器30とはそれぞれ電気的に接続されていて、温度センサー36で検出した出力に応じてヒーター35の電源をオンオフする。コントローラ40は、脚コントローラ2、吐出検出センサー34、電磁弁1〜3,31〜33、圧電素子14及び後述の給油操作盤とそれぞれ電気的に接続されている。
【0016】
図3に示したノズル15下面から供給タンク16の油面までの距離hを水頭差と呼ぶ。この給油装置10では供給タンク16の油面がノズル15下面より下にあるように設置されており、即ちマイナスの水頭差を有している。このためにノズル15の吐出口15bにおける油面は安定しており、長時間作業を中止しても吐出口15b付近に油溜まりを生じることがない。例えば液体の粘度が30〜270cpの場合には、液面は−20mm<h<−30mmの範囲にあるように供給タンク16を設置するとよい。なおこの範囲外では以下の点から不都合が生ずる。すなわち、0mm<hの場合には静的な状態でも油17が吐出口15b面に垂れてきてしまう。また、−20mm<h<0mmの場合には、吐出時に油17が吐出口15bから溢れ出て油17が吐出口15b面に残る可能性がある。そしてh<−30mmの場合には、油17の表面張力と水頭差とによる負圧のバランスが崩れて液面が貫通穴15a内に引き込まれて気泡が侵入することになる。
【0017】
次に、給油装置10の駆動回路の構成を説明する。図4は駆動回路の構成を示す回路ブロック図、図5は駆動信号の波形を示す信号波形図である。図4において、制御回路はCPU、ROMそしてI/Oユニット等からなる。42は給油装置10を操作するための給油操作盤であり、43は吐出センサー34の出力信号をA/D変換して制御回路に検出信号S4を出力するアンプユニットである。アンプユニット43は脚コントローラ2、給油操作盤42、電磁弁1〜3,31〜33、と共に制御回路内のI/Oユニットに接続されている。
【0018】
44は制御回路から出力される給油信号S2を入力してパルス波形の信号である駆動信号S3を発生させる波形発生回路である。45は波形発生回路44からの出力である駆動信号S3を増幅するための増幅回路であり、46は増幅回路45に供給されている可変直流電源であり、駆動信号S3の強さを調整する。47は増幅された駆動信号S3のパルス波形を整形するための、抵抗と容量とから成り時定数を有した波形制御回路であり、波形制御回路47からは圧電素子14まで配線されている。48は外部交流電源であり、49は外部交流電源48から変圧整流された直流の制御用電源で、制御回路及び波形発生回路44に供給されている。以上の制御回路、アンプユニット43、波形発生回路44、増幅回路45、可変交流電源46、波形制御回路47、制御用電源49でコントローラ40を構成している。
【0019】
次にこの駆動回路の動作を説明する。以上のような構成で制御回路のCPUは給油操作盤42の状態、脚コントローラ2からの後述するキャリア位置決め完了信号S1、アンプ43から出力される吐出センサー34の検出信号S4の状態を見ており、これらの状態に応じながらROMに記憶したプログラムに従って電磁弁1〜3、31〜33の動作を制御し、給油指令である給油信号S2を発する。給油信号S2を入力した波形発生回路44からはパルス波形の駆動信号S3が発生し、増幅回路45で増幅された駆動信号S3は波形制御回路47で波形整形された後に圧電素子14を駆動する。
【0020】
ここで駆動信号S3について説明する。図5において、Vは駆動電圧の最大値であり、駆動信号S3の強さを表わす。駆動電圧Vは、使用する液体の粘度に応じて設定する必要があり、コントローラ40の可変直流電源46に設置されている図示しないボリュームを調整して設定する。また、T1は液室11aの後述する圧力上昇を十分余裕を持って行なうために設定する必要のある時間である。液体吐出が終了して液室11aの容積が初期状態に戻るときに、吐出分の油17を供給タンク16側とノズル15側とから液室11aに補充しなければならないが、油17の粘度が高い場合には供給タンク16からの油17の供給が緩やかで不十分になるため、ノズル15の吐出口15bから気泡が侵入し易い。T2はこの気泡の侵入を防ぐために必要になる時間であり、この時間T2を設定することでパルス波形の立ち下がりを緩やかにしている。これらの設定値は、例えばV=30v、T1=10ms、T2=40msである。圧電素子14は、このように立ち下がりの緩やかなパルス波形を有する駆動信号S3によって駆動されるので、駆動信号S3出力の都度、駆動波形に応じてその長さを急激に伸張し、また緩やかに元に復する動作を繰り返す。
【0021】
次に圧電素子14の動作に伴なって生ずる液室11aの油17の動作を、図面により説明する。図6は液室11aの油17の動作ステップを表わすフローチャートであり、図7は同じく動作ステップを表わす概念図である。圧電素子14にかかる駆動信号S3の駆動電圧Vによって、圧電素子14が急速に伸張する(図6ステップn1)のに伴ない、液室11aの薄板12が撓むので(ステップn2)、液室11a内の油17が急速に圧縮されて圧力が高まり(ステップn3)、供給管路11d、吐出管路11b内部の油17が、供給タンク16側とノズル15側との両端部方向へと加速され(ステップn4、図7(a))、吐出口15bでは油面(メニスカス)が外側へ膨らむ(ステップn5、図7(b))。
【0022】
吐出管路11b内部の油17には慣性があるため、油17のノズル15方向の運動は、液室11a内部の圧力を負とするように働き(ステップn6)、吐出管路11b内部の油17は減速してゆく(ステップn7、図7(c))。その後、吐出管路11b内部の油17が液室11a内部の負圧力により液室11a方向へ加速され、吐出口15bの外側へ膨らんだ部分の油17が切り離されて、液滴25となって吐出する(ステップn8、図7(d))。その後圧電素子14にかかっていた駆動電圧が下がると、圧電素子14が元の長さに戻り、それに伴なって薄板12の撓みも元に戻る(ステップn9)。そして吐出した液滴25の体積と同量の油17がノズル15側と供給タンク16側とから、吐出管路11bと供給管路11dとを通って液室11aに補充される(ステップn10)。
【0023】
この時、液滴25吐出後の吐出口15bの油面は、前述の信号波形の効果により、貫通穴15a内へ空気を巻き込んで気泡を発生させるのを防止できるので、安定した液滴25の吐出が可能である。そして液滴25の1発当たりの体積は吐出口15bの口径の大きさによって変化し、およそ0.001〜0.01mm3の範囲で選択できるが、液滴25が小さいと検出の信頼性が低下し、また液滴25が大きすぎると被給油場所の最少給油量を超過してしまうことになり、必要給油量に応じて適当な範囲で設定する必要がある。本給油装置10の場合、液滴1発当たりの最適な吐出量は0.006〜0.008mm3 程度である。また、被給油箇所毎に給油量が異なる場合には、給油量を液滴25の吐出回数によって設定できる。因みに、液滴25の体積のバラツキは±20%程度である。
【0024】
次に、動作フローチャートに従って本発明による給油装置の制御動作を説明する。図8は時計組立ラインのコンベア脚の制御動作フローチャート、図9は初期給油動作フローチャート、図10は給油装置の状態を示す一覧表、図11は給油装置の制御動作フローチャート、図12は気泡排除制御動作フローチャートである。
【0025】
まず、組立ラインのコンベア脚1の動作を図1、図8により説明する。コンベア脚1側の初期状態は、脚コントローラ2の電源がオン状態で、内部プログラムが正常に立ち上がり、コンベア脚1上を時計モジュール4が乗ったキャリア5が流れてくるのを待っている状態である(ステップn21)。キャリア5が給油工程の作業ステーションに流れてくると、脚コントローラ2の指令により図示しない作業ユニットにより突き上げられ、時計モジュール4が基準位置にセットされる(ステップn22)。すると脚コントローラ2からキャリア位置決め完了信号S1が給油装置10に対して発せられ(ステップn23)、給油装置10からの給油完了信号S5を待つ(ステップn24)。給油完了信号S5が入ってないときには、更に給油装置10からのエラー信号S6が入るのを待つ(ステップn25)。
【0026】
エラー信号S6が入らなければステップn24に戻り、エラー信号S6が入ってくればエラー処理をする(ステップn26)。エラー処理ではエラーランプ3aが点灯し、作業ユニットはキャリア5を保持したまま動作を中断して作業者を待つようになる。そこで作業者がエラー状態を確認し、原因を取り除いてエラー解除スイッチ3bを押す。すると作業ユニットはキャリア5の突き上げを解除(ステップn27)してベルト上に戻すから、作業者は排出されたキャリア5をベルトから取り除く。その間に脚コントローラ2は初期状態(ステップn21)に戻る。ステップ24において給油装置10から給油完了信号S5が入力されると、作業ユニットの突き上げが解除され(ステップ27)て初期状態へ戻る(ステップn21)。その間に給油済み時計モジュール4を載せたキャリア5はベルト上を次工程へ搬送される。
【0027】
次に給油装置10の動作を説明する。給油装置10側の初期状態は以下のようである。まず、本体11の液室11a、供給管路11d、吐出管路11bに油17が充填され、気泡が混入していない。そして、吐出口15b面は清浄でゴミ等が付着していない。更に、給油タンク16には油17が供給され、タンク油面と吐出口15b面との水頭差hが前述のように適性に調整されている状態である。また、温度調整器30は電源がオン状態で、液室11aが適性温度に保持されている。給油装置10のコントローラ40は、電源がオン状態で、内部プログラムが正常に立ち上がり、脚コントローラ2からのキャリア位置決め完了信号S1がくるのを待っている状態である。そして給油装置コントローラ40の制御回路のメモリーには、吐出エラーの場合のリトライ回数n1、1給油当たりの吐出回数n2、連続吐出の周波数、設定時間t1〜t3が予め適性に登録されている状態。また、駆動信号S3の設定値である波形制御回路47のパルス幅T1,T2、及び可変直流電源46の電圧Vが適性に調整されている状態。そして吐出センサー34の感度及び取付位置が適性に調整されている状態である。
【0028】
このような初期状態をつくるのに、給油作業開始に先だって行なうのが初期化作業である。そのうちの初期油供給作業について図9、図10により説明する。まず、給油操作盤42の図示しない作業開始ボタンをONにする(ステップn31)と、供給タンク16側の電磁弁1,31がコンプレッサに接続、電磁弁2,32は不接続(ステップn32)となり、次に回収タンク22側の電磁弁3,33が真空ポンプに接続(ステップn33)となって給油装置10は図10のNo.3の状態となり、油17が供給タンク16から液室11aへ供給チューブ18を通じて送られる。この状態は所定の設定時間t1の間継続する(ステップn34)。この間に液室11aに十分油17が満たされて吐出口15bから溢れるようになり、溢れた油17は回収キャップ21から回収チューブ23を通って回収タンク22に戻される。経過時間tが設定時間t1を越えると電磁弁1,31は大気圧へ接続、電磁弁2,32は不接続(ステップn35、図10のNo.4)となり、吐出口15b面の余分な油17が除かれて油面が安定し初期化が行なわれる。この状態で所定の設定時間t2が経過(ステップn36)すると、電磁弁3,33が不接続(ステップn37)となって吐出可能状態(図10のNo.1)となり、初期化作業を終了する。
【0029】
上記のようにして自動初期化作業が済むと、給油作業状態に入る。この段階の吐出動作を図11によって説明する。前述の初期化状態を確認する初期化作業がステップn41である。給油装置10はこの初期状態で脚コントローラ2からのキャリア位置決め完了信号S1を待っている(ステップn42)。信号S1を受けると吐出センサー34の検出信号S4の有無をチェックし(ステップn43)、この時点で吐出センサー34が既に検出信号を出力しているのは、吐出センサー34のセット異常と考えられるので、センサー調整つまりプログラムを中断して吐出センサー34を点検調整(ステップn44)し、プログラムを再開する。
【0030】
吐出センサー34の異常がなければ、制御回路は給油信号S2を出力し、給油信号S2が入力された波形発生回路44からは駆動信号S3が出力され(ステップn45)、その後増幅、整形された駆動信号S3によって圧電素子14が駆動され、上述の液室11aの動作によってノズル15の吐出口15bから液滴25が吐出される。吐出センサー34は駆動信号S3が発せられてからの経過時間tが設定時間t3になる(ステップn47)まで、ノズル15の先を検出(ステップn46)しており、その間に液滴25を検出しない場合には吐出ミスと判断して、その検出ミス回数をカウントし、ステップn43に戻って再度駆動信号S3が出力される。所定の回数n1(例えば3回)連続して吐出ミスを検出した場合(ステップn48)には、検出回数をリセットして脚コントローラ2にエラー信号S6を発し(ステップn51)、エラー処理(ステップn52)に移行する。
【0031】
吐出センサー34が検出を行なうと、正常に吐出がされたと判定して吐出回数をカウントし、1回の給油で行なう所定の吐出回数n2(例えば2回)分の吐出動作(ステップn43〜n49)を行なうと吐出回数をリセットして1回の給油動作が完了し、給油完了信号S5を脚コントローラ2に出力(ステップn50)して初期状態(ステップn42)に戻る。なお、1回の給油動作中にステップn45では駆動信号S3が設定吐出回数n2(例えば2回)に応じた必要回数発せられるから、その都度ステップn46で吐出の有無をチェックしている。従って吐出回数が不足した場合には追加吐出されるので1給油当たりの給油量の安定化が図られる。
【0032】
ここで、ステップn52のエラー処理の内容を説明する。何等かの原因で、ノズル15の貫通穴15a内に気泡が生ずると、駆動信号S3を発しているのに液滴25が吐出されず、従って吐出センサー34が液滴25を検出しないことが起きる。このような場合には気泡の排除を行なう必要がある。この気泡排除動作を図12により説明する。吐出動作を繰り返しても、所定回数n1(例えば3回)連続して吐出がない場合には気泡の発生と判断し、吐出動作を中断(ステップn61)し、供給タンク16の電磁弁1,31が不接続、電磁弁2,32が真空に接続と変わってステップn62、図10のNo.2の状態となり、給油タンク16へ液室11a側の油17を全て吸引して戻すことになる。所定の設定時間t3(ステップn63)後には、初期給油モードのステップn32〜n37と同じステップn64〜n69に入って、吐出作業を再開(ステップ70)する。
【0033】
次に、液体の粘度について考察する。油17の粘度は一般に室温に反比例して大きく変化する。例えば時計用の油17であるVルーベの粘度は20℃で240cpであるのが、25℃では170cpとなる。液体が高粘度になる程強いパルスで圧電素子14を駆動させる必要がある。従って、前述のように駆動電圧Vを粘度に応じて設定することが必要になる。
【0034】
液体の粘度に応じた駆動電圧Vを設定するために、温度センサー36の出力に応じて駆動電圧Vを補正する温度補償回路をコントローラ40に組み込むことも可能である。液体の粘度が前述の範囲にないような液体を扱うには、粘度を最適範囲に維持するために液体の温度制御を行なうとよい。そうすれば常温で比較的高粘度の液体を加熱して粘度を下げ、安定して吐出させることが可能となる。なお、粘度を一定に保持するためには温度を一定に保った恒温室内の作業が望ましいが、更には液体の温度を温度調整器30を用いて制御するのが一層よい。本発明の液体吐出方法では、ほぼ30〜300cpの粘度範囲の液体に対して問題なく適用できるが、最適範囲は100〜150cpである。なお、連続吐出させる場合の周波数は液体の粘度によって変わるのだが、およそ5〜数10Hzの範囲で可能である。
【0035】
以上の実施の形態においては、液体の吐出方法をもっぱら時計モジュールへの給油を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、接着剤、薬剤等の各種液体に対しても広く適用し得ることは言うまでもない。
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、液体を液滴にして吐出するようにしたので吐出量が安定するようになった。更に微少量吐出が可能となった。そして駆動回路の波形制御回路に時定数を持たせて駆動波形の立ち下がりを緩やかにさせたので、ノズル内に気泡を生ぜず安定吐出が可能となった。また、供給タンク液面をノズル先端より低く設定したので、吐出口の液面が安定した。また、吐出量を吐出回数(液滴の個数)で制御するので、吐出量の微調整が容易となった。また、液温を調節して粘度を制御することで、あるいは液温に応じて駆動電圧を調節することで比較的高粘度の液体の安定吐出が可能となった。更に吐出有無検出機能を付与することで、吐出ミスをその時点で補償でき、後工程での検査が不要となった。自動初期化機能を有するので初期状態をつくる時や、作業途中のメンテナンスに手間がかからなくなった。また、給油装置が被吐出箇所に対して非接触であり、被吐出箇所を傷付けることが全くなく、ノズルの高さ方向の位置設定も容易であり、狭い穴のそこや段差や突起等で従来吐出不可能であった場所にも吐出可能である。以上の如く、本発明によれば比較的高粘度の液体を微細な箇所へ適量安定吐出するのに好適な液体吐出方法及びその装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態である時計組立ラインの給油工程を示す説明図である。
【図2】 図1の給油装置の全体構成を示す説明図である。
【図3】 図2の給油装置の要部断面図である。
【図4】 図2の給油装置の駆動回路のブロック図である。
【図5】 図2の給油装置の駆動信号の波形図である。
【図6】 液室の動作のフローチャートである。
【図7】 液室の動作の概念図である。
【図8】 コンベア脚の動作フローチャートである。
【図9】 液面初期化の動作フローチャートである。
【図10】 図2の給油装置の状態を示す状態図である。
【図11】 図2の給油装置の動作フローチャートである。
【図12】 気泡除去の動作フローチャートである。
【図13】 従来の時計給油方法を示す説明図である。
【符号の説明】
11a 液室
12 薄板
14 圧電素子
15 ノズル
15b 吐出口
16 供給タンク
17 油
18 供給管
21 回収キャップ
22 回収タンク
25 液滴
34 吐出有無検出センサー
40 コントローラ
41 制御回路
44 波形発生回路
47 波形制御回路
S3 駆動信号
V 駆動電圧[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid discharge method, and more particularly to a liquid discharge method and apparatus suitable for discharging a minute amount of a highly viscous liquid.
[0002]
[Prior art]
As a conventional method for quantitatively discharging a liquid, a method using a so-called dispenser in which a liquid stored in a syringe is compressed with air pressure for a certain period of time and dropped or pushed out from the tip of an injection needle, or a liquid sucked into a cylinder is pushed out by a piston. There are a method using a so-called syringe-type discharge device, a method of freely dropping a droplet at that time, and the like. Each of these liquid ejection methods has a minimum supply amount to some extent and the accuracy of the amount is rough, for example, when discharging a small amount of liquid, such as when refueling a watch movement. It is not suitable.
[0003]
On the other hand, conventional oil supply methods for watch movements include a transfer-type oil supply method in which a fixed amount of oil is picked up from an oil tank with an oil supply needle and transferred in contact with the oil supply location, or an oil supply pipe with a built-in oil supply needle from an oil tank. There was a bell John type oil supply method in which a certain amount of oil was sucked up and brought close to or in contact with the oil supply location, and then the oil supply needle was taken out and supplied.
[0004]
Hereinafter, one of the conventional clock refueling methods will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is an explanatory view showing the operation of the bell John type oil supply method. In FIG. 13, reference numeral 81 denotes a nozzle that is the tip of the fueling device, and
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of such a conventional oil supply method, it is affected by the depth when the tip of the nozzle 81 enters the
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid discharge method and apparatus suitable for discharging a very small amount of a high-viscosity liquid by solving the problems of the conventional liquid discharge method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above-mentioned object, the present invention Liquid discharge method and liquid discharge device The following means are adopted.
[0008]
Of the present invention A liquid discharge method includes: a supply tank that supplies liquid; a liquid chamber filled with liquid; a nozzle that discharges liquid from the liquid chamber; an elastic plate that forms part of the liquid chamber; and the elastic plate A piezoelectric element disposed so that one end of the piezoelectric element is in contact; and a drive circuit for driving the piezoelectric element; supplying the liquid to the liquid chamber; and driving the piezoelectric element by a drive signal from the drive circuit And a step of discharging the liquid filled in the liquid chamber as droplets from the nozzle tip, wherein the liquid is watch oil, and discharging the watch oil as droplets from the nozzle tip Is the watch assembly oiling process It is characterized by that.
[0009]
Of the present invention The liquid ejection device includes a liquid chamber that stores liquid and is provided in a main body, a supply tank that supplies the liquid to the liquid chamber, a nozzle that ejects the liquid as droplets, and an elastic that forms part of the liquid chamber. In a liquid discharge apparatus having a plate, a piezoelectric element disposed so that one end thereof is in contact with the elastic plate, and a drive circuit for driving the piezoelectric element, the liquid is clock oil It is characterized by that.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing an oil supply process when the present invention is applied to a timepiece assembly line, FIG. 2 is an explanatory view showing a configuration of the oil supply device of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of the oil supply device of FIG. FIG.
[0011]
First, the structure of the oil supply process of the timepiece assembly line will be described. In FIG. 1, 1 is one of the conveyor legs connected to the watch assembly line, 2 is a leg controller for controlling the
[0012]
Next, the periphery of the main body of the
[0013]
[0014]
[0015]
[0016]
The distance h from the lower surface of the nozzle 15 shown in FIG. 3 to the oil level of the
[0017]
Next, the structure of the drive circuit of the fueling
[0018]
44 is the
[0019]
Next, the operation of this drive circuit will be described. Control cycle with the above configuration Road The CPU looks at the state of the
[0020]
Here, the drive signal S3 will be described. In FIG. 5, V is the maximum value of the drive voltage and represents the strength of the drive signal S3. The drive voltage V needs to be set according to the viscosity of the liquid to be used, and is set by adjusting a volume (not shown) installed in the variable
[0021]
Next, the operation of the
[0022]
Since the
[0023]
At this time, the oil level of the
[0024]
Next, the control operation of the fueling device according to the present invention will be described according to the operation flowchart. FIG. 8 is a flowchart of the control operation of the conveyor leg of the timepiece assembly line, FIG. 9 is a flowchart of the initial oil supply operation, FIG. 10 is a list showing the state of the oil supply device, FIG. 11 is a control operation flowchart of the oil supply device, and FIG. It is an operation | movement flowchart.
[0025]
First, the operation of the
[0026]
If the error signal S6 is not received, the process returns to step n24, and if the error signal S6 is received, error processing is performed (step n26). Error lamp in error handling 3 a lights up, and the work unit stops the operation while holding the
[0027]
Next, operation | movement of the
[0028]
In order to create such an initial state, the initialization work is performed prior to the start of the refueling work. The initial oil supply operation will be described with reference to FIGS. First, when a work start button (not shown) of the
[0029]
When the automatic initialization operation is completed as described above, the refueling operation state is entered. The discharge operation at this stage will be described with reference to FIG. The initialization operation for confirming the initialization state described above is step n41. The
[0030]
If the
[0031]
When the
[0032]
Here, the contents of the error processing in step n52 will be described. For some reason, when bubbles are generated in the through
[0033]
Next, the viscosity of the liquid will be considered. The viscosity of the
[0034]
In order to set the driving voltage V according to the viscosity of the liquid, a temperature compensation circuit that corrects the driving voltage V according to the output of the temperature sensor 36 may be incorporated in the
[0035]
In the above embodiment, the liquid discharging method has been described by taking the oil supply to the timepiece module as an example, but the present invention is not limited to this, and is also applicable to various liquids such as adhesives and drugs. Needless to say, it can be widely applied.
[0036]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the liquid is discharged as droplets, the discharge amount is stabilized. Furthermore, a small amount can be discharged. Since the waveform control circuit of the drive circuit has a time constant so that the fall of the drive waveform is gradual, stable discharge can be performed without generating bubbles in the nozzle. Moreover, since the liquid level of the supply tank was set lower than the tip of the nozzle, the liquid level at the discharge port was stabilized. Further, since the discharge amount is controlled by the number of discharges (number of droplets), fine adjustment of the discharge amount is facilitated. In addition, by controlling the viscosity by adjusting the liquid temperature, or by adjusting the driving voltage according to the liquid temperature, it has become possible to stably discharge a liquid having a relatively high viscosity. Furthermore, by adding a discharge presence / absence detection function, a discharge error can be compensated at that time, and an inspection in a later process becomes unnecessary. Since it has an automatic initialization function, it does not take time to create an initial state or to perform maintenance during work. In addition, the lubrication device is non-contact with the discharge location, the discharge location is not damaged at all, and the position of the nozzle in the height direction is easy to set. It is possible to discharge even where it was impossible to discharge. As described above, according to the present invention, it is possible to provide a liquid discharge method and apparatus suitable for stably discharging an appropriate amount of a relatively high-viscosity liquid to a fine location.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an oil supply process of a timepiece assembly line according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an overall configuration of the oil supply device of FIG. 1;
3 is a cross-sectional view of a main part of the oil supply device of FIG. 2;
4 is a block diagram of a drive circuit of the oil supply device of FIG. 2;
FIG. 5 is a waveform diagram of a drive signal of the fueling device of FIG.
FIG. 6 is a flowchart of the operation of the liquid chamber.
FIG. 7 is a conceptual diagram of the operation of the liquid chamber.
FIG. 8 is an operation flowchart of the conveyor leg.
FIG. 9 is an operation flowchart of liquid level initialization.
10 is a state diagram showing a state of the fueling device of FIG. 2; FIG.
FIG. 11 is an operation flowchart of the fueling device of FIG. 2;
FIG. 12 is an operation flowchart of bubble removal.
FIG. 13 is an explanatory view showing a conventional clock refueling method.
[Explanation of symbols]
11a Liquid chamber
12 Thin plate
14 Piezoelectric elements
15 nozzles
15b Discharge port
16 Supply tank
17 oil
18 Supply pipe
21 Collection cap
22 Collection tank
25 Droplet
34 Discharge presence / absence detection sensor
40 controller
41 Control circuit
44 Waveform generator
47 Waveform Control Circuit
S3 Drive signal
V drive voltage
Claims (2)
前記液室に液体を供給する工程と、
前記駆動回路からの駆動信号により前記圧電素子を駆動することにより前記液室に満たした液体を前記ノズル先端から液滴にして吐出する工程とを有し、
前記液体は時計油であり、
該時計油を前記ノズル先端から液滴にして吐出する工程が時計組立の給油工程である
ことを特徴とする液体吐出方法。A supply tank that supplies liquid, a liquid chamber filled with liquid, a nozzle that discharges liquid from the liquid chamber, an elastic plate that forms part of the liquid chamber, and one end of the elastic plate that comes into contact with the elastic plate And a drive circuit for driving the piezoelectric element,
Supplying a liquid to the liquid chamber;
A step of driving the piezoelectric element by a drive signal from the drive circuit to discharge the liquid filled in the liquid chamber as droplets from the tip of the nozzle;
The liquid is watch oil;
A liquid discharging method, wherein the step of discharging the timepiece oil in droplets from the nozzle tip is a timepiece assembly oil supply step.
前記液体は時計油である
ことを特徴とする液体吐出装置。A liquid chamber that stores liquid and is provided in the main body, a supply tank that supplies the liquid to the liquid chamber, a nozzle that discharges the liquid as droplets, an elastic plate that forms part of the liquid chamber, and the elasticity In a liquid ejecting apparatus having a piezoelectric element disposed so that one end abuts against a plate, and a drive circuit for driving the piezoelectric element,
The liquid ejecting apparatus, wherein the liquid is watch oil.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28824995A JP3717983B2 (en) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | Liquid discharge method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28824995A JP3717983B2 (en) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | Liquid discharge method and apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09126136A JPH09126136A (en) | 1997-05-13 |
JP3717983B2 true JP3717983B2 (en) | 2005-11-16 |
Family
ID=17727767
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28824995A Expired - Fee Related JP3717983B2 (en) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | Liquid discharge method and apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3717983B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000060238A1 (en) * | 1999-03-31 | 2000-10-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Droplet spay device driving method and drive circuit |
NZ571322A (en) * | 2006-02-21 | 2011-08-26 | Universal Biosensors Pty Ltd | Fluid Transfer using capillary action between chambers where the transfer is initiated by a pressure pulse |
EP2031247A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-04 | Pfizer Inc. | Liquid Pump |
JP6686473B2 (en) * | 2016-01-29 | 2020-04-22 | 株式会社ジェイテクト | Bearing device and method of supplying lubricating oil to bearing |
CN107013440B (en) * | 2017-05-23 | 2020-06-26 | 中国科学技术大学 | Micro-droplet active preparation device and method embedded with piezoelectric stack disturbance |
CN107100831A (en) * | 2017-05-23 | 2017-08-29 | 中国科学技术大学 | The microlayer model active preparation facilities and method disturbed based on piezoelectric circular |
CN112092505B (en) * | 2020-08-20 | 2021-04-30 | 江苏集萃微纳自动化系统与装备技术研究所有限公司 | Continuous ink supply control system for ink-jet printing |
-
1995
- 1995-11-07 JP JP28824995A patent/JP3717983B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09126136A (en) | 1997-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3717983B2 (en) | Liquid discharge method and apparatus | |
US7699455B2 (en) | Inkjet recording apparatus | |
EP0480473A1 (en) | Ink jet type printing apparatus | |
CN101181706B (en) | Substrate processing apparatus | |
US10933642B2 (en) | Ink jet recording apparatus | |
US20100043792A1 (en) | Inhaler and method of controlling the same | |
US20160031031A1 (en) | Coating apparatus and cleaning method | |
US11298943B2 (en) | Ink jet recording system | |
US11618261B2 (en) | Ink jet recording apparatus | |
EP2772243A1 (en) | Liquid agent supply device | |
JPH0845816A (en) | Liquid supply device | |
JP2008036543A (en) | Nozzle apparatus | |
US20040263588A1 (en) | Apparatus and method for refurbishing used cartridges for ink jet type imaging devices | |
JP3779649B2 (en) | Dispensing device | |
JP3263667B2 (en) | Dispenser head device | |
JP4077256B2 (en) | Discharge device and injection device | |
US6920903B2 (en) | Apparatus and method for refurbishing used cartridges for ink jet type imaging devices | |
JP7370238B2 (en) | inkjet recording device | |
JP2021091181A (en) | Inkjet recording system | |
JP7321072B2 (en) | Inkjet recording device | |
JPS61197067A (en) | Constant amount discharger of viscous liquid agent | |
US11110713B2 (en) | Transfer device configured to transfer liquid from container with bag portion | |
JPS63295266A (en) | Ink jet recorder | |
JP7312097B2 (en) | Inkjet recording device | |
CN209902255U (en) | Printing equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050301 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050315 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050511 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050614 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050708 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050721 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050830 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050901 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100909 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |