JP4949115B2 - 液剤滴下装置 - Google Patents

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本発明は、液剤滴下装置に関するものである。
従来、液晶等の液剤が貯留されたバッファとシリンジとの間に設けられた吸引側バルブ及びシリンジとノズルとの間に設けられた吐出側バルブの開閉を制御してプランジャを操作することで、シリンジ内への液剤の供給及びシリンジ内に貯留された液剤の滴下を行う液剤滴下装置がある。例えば、特許文献1の液剤滴下装置は、バッファとシリンジとの間及びシリンジとノズルとの間の流路に可撓性を備えるチューブを用い、チューブを挟着若しくは挟着を解除することで流路の開閉を行うピンチバルブを吸引側バルブ及び吐出側バルブとして採用している。
特開2005−125186号公報
ところで、上記特許文献1の液剤滴下装置では、液剤を滴下する際に、プランジャの押圧操作により液剤滴下装置内の液剤に圧力が加わると、シリンジとノズルとの間のチューブが液剤によって径方向外側に押し広げられる。その結果、該チューブにおいて液剤に付加された圧力が分散してしまい、所望の滴下量の液剤がノズルから吐出されず、液剤の滴下精度が悪化するという問題があった。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、液剤の滴下精度の向上を図ることができる液剤滴下装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、液剤を貯留するシリンジと、前記シリンジへの前記液剤の供給を制御する吸引側バルブと、前記シリンジからノズルへの前記液剤の供給を制御する吐出側バルブと、前記シリンジ内の前記液剤を前記ノズルに向かって押圧するプランジャと、を備えた液剤滴下装置であって、前記吐出側バルブは、前記シリンジの液剤貯留空間と連通する流路を有するシリンジブロックと、前記ノズルの吐出口と連通する流路を有するノズルブロックと、前記シリンジブロックの流路と前記ノズルブロックの流路とを連通する貫通孔と、前記シリンジブロックの流路と前記ノズルブロックの流路とを不通にする閉塞部とを有し、前記シリンジブロックと前記ノズルブロックとの間で摺動可能に支持されたスライド部材とを備え、前記スライド部材には、前記シリンジブロック側の面に前記貫通孔及び前記閉塞部を囲繞して前記シリンジブロックと前記スライド部材との間をシールするリング状のシリンジブロック側シール部材が設けられるとともに、前記ノズルブロック側の面に前記貫通孔及び前記閉塞部を囲繞して前記スライド部材と前記ノズルブロックとの間をシールするリング状のノズルブロック側シール部材が設けられ、前記貫通孔により前記シリンジブロックの流路と前記ノズルブロックの流路とが連通する状態と、前記閉塞部により前記シリンジブロックの流路と前記ノズルブロックの流路とが不通の状態との間で前記スライド部材が摺動する際、前記シリンジブロック側シール部材は前記シリンジブロックの流路を乗り越えないように構成されるとともに、前記ノズルブロック側シール部材は前記ノズルブロックの流路を乗り越えないように構成された。
同構成によれば、シリンジからノズルへの液剤の供給を制御する吐出側バルブは、シリンジブロックの流路及びノズルブロックの流路との間にスライド部材の貫通孔又は閉塞部を切り換え配置することで開閉される。そのため、シリンジとノズルとの間の流路に可撓性を備えるチューブを用いた場合に比べ液剤に加わった圧力が分散され難く、液剤の滴下精度の向上が図られる。
また、シール部材が、貫通孔及び閉塞部を囲繞してシリンジブロックとスライド部材との間及びスライド部材とノズルブロックとの間をシールするため、液剤の滴下時に、シールされたシリンジブロックとスライド部材との間及びスライド部材とノズルブロックとの間から液剤が溢れ出すことが防止される。
請求項に記載の発明は、請求項1に記載の液剤滴下装置において、前記吐出側バルブは、前記シリンジブロックと前記ノズルブロックとの接合面と、前記シリンジブロック及び前記ノズルブロックと前記スライド部材との接触面とが同一平面上にならないように構成された。同構成によれば、シリンジブロック及びノズルブロックとスライド部材との接触面に漏れ出した液晶が吐出側バルブの外部まで漏れ出し難くなる。
請求項に記載の発明は、請求項1又は2に記載の液剤滴下装置において、前記スライド部材は、高剛性の部材により形成された。同構成によれば、スライド部材が高剛性の部材により形成されているため、液剤に圧力が加えられても貫通孔が押し広げられ難く、液剤に加わった圧力の分散が抑制される。
請求項に記載の発明は、請求項1〜のうちの何れか一項に記載の液剤滴下装置において、前記プランジャを往復動させる第1のアクチュエータと、前記シリンジと前記ノズルとの間で前記スライド部材を摺動させる第2のアクチュエータと、前記シリンジ内に液剤を供給する場合には、前記吸引側バルブを開き、前記吐出側バルブを閉じた状態で前記第1のアクチュエータを駆動して前記プランジャを引き上げ、前記ノズルから液剤を吐出する場合には、前記吸引側バルブを閉じ、前記吐出側バルブを開いた状態で前記第1のアクチュエータを駆動して前記プランジャを押し下げる制御装置とを備えた。同構成によれば、制御装置によって自動で液剤の供給及び滴下が行われる。
本発明によれば、液剤の滴下精度の向上を図ることが可能な液剤滴下装置を提供することができる。
以下、本発明を液晶滴下装置に具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図1は、液晶滴下装置の概略構成図である。液晶滴下装置は、液晶ディスプレイパネルの製造工程のうち、液晶ディスプレイパネルを構成する基板に液晶を滴下する工程において用いられる。
液晶滴下装置のバッファ10には図示しないタンクから液晶が供給されるとともに、バッファ10内に貯留された液晶がチューブ11を介してシリンジ20に供給される。チューブ11の両端部は、それぞれ継手部12a,12bを介してバッファ10及びシリンジ20に接続されている。そして、チューブ11には吸引側バルブ13が設けられており、シリンジ20への液晶の供給を制御する。尚、本実施形態では、チューブ11は、可撓性を備え、かつ液晶に対し耐食性を備えた合成ゴム、例えばシリコンゴム等で形成されている。吸引側バルブ13は、チューブ11を挟着、若しくは挟着を解除することで流路を開閉するピンチバルブによって構成されている。
シリンジ20は、中空略円筒状に形成されたシリンジ上部21を備え、そのシリンジ上部21の下端には、中空略円筒状に形成されたシリンジ下部22がシリンジ上部21と同軸上にて嵌合されている。シリンジ上部21及びシリンジ下部22に囲まれた空間が液晶を貯留する液剤貯留空間23を形成する。シリンジ20には、シリンジ上部21の上端に形成された開口21aを介して、円柱状に形成されたプランジャ30が軸方向に沿って往復動可能に挿入されている。プランジャ30の外径はシリンジ上部21及びシリンジ下部22の内径よりも小さく形成されている。シリンジ上部21とプランジャ30との間にはバリシール(登録商標)等のシール材24及びスペーサ25が介在され、シリンジ上部21から液晶が溢れ出すことが防止されている。また、シリンジ上部21の側面21bにはチューブ11が接続されており、チューブ11と液剤貯留空間23とが連通されている。また、シリンジ下部22の下端には、吐出側バルブ40を介してノズル60が接続されている。ノズル60は中空略円筒形状に形成されるとともに、該ノズル60の先端に液晶を吐出する吐出口61が形成されている。
液晶滴下装置は、吸引側バルブ13が開き、吐出側バルブ40が閉じた状態において、プランジャ30が上動(図1において上側に移動)することによりバッファ10に貯留された液晶がシリンジ20(液剤貯留空間23)内にチューブ11を介して吸入されるようになっている。また、吸引側バルブ13が閉じ、吐出側バルブ40が開いた状態において、プランジャ30が下動(図1において下側に移動)することによりシリンジ20内の液晶が吐出側バルブ40を介してノズル60に供給され、吐出口61から液晶が吐出されるようになっている。
液晶滴下装置は制御装置70を備え、制御装置70は吸引側バルブ13に接続されている。吸引側バルブ13は制御装置70からの信号により、吸引側バルブ13を開閉する。また、制御装置70は第1のアクチュエータ71及び第2のアクチュエータ72に接続されている。第1のアクチュエータ(例えば、モータ)71は吐出側バルブ40に接続されており、制御装置70からの信号によって吐出側バルブ40を開閉する。第2のアクチュエータ(例えば、モータ)72はプランジャ30に接続されており、制御装置70からの信号によってプランジャ30をシリンジ20の軸方向に沿って往復動させる。
次に、吐出側バルブ40について詳細に説明する。
吐出側バルブ40は、シリンジ下部22の下端が外嵌されるシリンジブロック41と、シリンジブロック41の下端に固定されるノズルブロック42と、シリンジブロック41とノズルブロック42との間に挿入されるスライド部材43とから構成される。吐出側バルブ40は、スライド部材43が長手方向(図1において左右方向)に沿って往復動することで開閉されるようになっている。また、スライド部材43は、高剛性の部材(例えば、ステンレス等)にて形成されている。
シリンジブロック41には、シリンジ20の液剤貯留空間23と連通する流路44が形成されるとともに、ノズルブロック42には、ノズル60の吐出口61と連通する流路45が形成されている。図2に示すように、シリンジブロック41のノズルブロック42との接合面46中央には、長手方向に沿った溝47が形成されている。ノズルブロック42のシリンジブロック41との接合面48中央には、短手方向(図2において左右方向)の長さが溝47と略同じ突条49が溝47と対向する位置に形成されている。シリンジブロック41の接合面46から溝47の底面50までの高さ(深さ)は、ノズルブロック42の接合面48から突条49の上面51までの高さよりも高く形成されている。
図3に示すように、スライド部材43は、略直方体状に形成されるとともに軸方向に沿った貫通孔52が形成されている。貫通孔52は、スライド部材43の短手方向における略中央に形成されており、シリンジブロック41の流路44とノズルブロック42の流路45とを連通する。貫通孔52は、シリンジブロック41の流路44及びノズルブロック42の流路45と略同径に形成されている。スライド部材43の底面50との接触面53及び上面51との接触面54には、それぞれ貫通孔52を囲繞して第1のシール部材としての第1のOリング55a,55bが設けられている。また、接触面53,54における貫通孔52から長手方向に沿ってずれた位置に閉塞部56が形成されており、閉塞部56を囲繞して第2のシール部材としての第2のOリング57a,57bが設けられている。
そして、シリンジブロック41及びノズルブロック42を互いに組み付けた状態で、溝47と突条49との間にスライド部材43が挿入される。従って、シリンジブロック41及びノズルブロック42の接合面46,48と、シリンジブロック41及びノズルブロック42とスライド部材43との接触面53,54とが同一平面上にならないように構成されている。
また、図1に示すように、スライド部材43には、取っ手部58が螺着されており、取っ手部58には第1のアクチュエータ71が接続されている。スライド部材43は、第1のアクチュエータ71が駆動することにより、長手方向に沿って往復動する。そして、吐出側バルブ40は、スライド部材43を長手方向に沿って移動し、貫通孔52がシリンジブロック41の流路44とノズルブロック42の流路45との間に位置した状態で開き、閉塞部56がシリンジブロック41の流路44とノズルブロック42の流路45との間に位置した状態で閉じる。
次に、液晶滴下装置が液晶を滴下する動作について説明する。
図4(a)に示すように、制御装置70は、第1のアクチュエータ71を駆動して閉塞部56を、シリンジブロック41の流路44とノズルブロック42の流路45との間に位置させて吐出側バルブ40を閉じ、吸引側バルブ13を開いた状態で、プランジャ30を引き上げる。プランジャ30が引き上げられることで液剤貯留空間23内が負圧となり、吸引側バルブ13が開き、吐出側バルブ40が閉じた状態であるため、バッファ10に貯留された液晶が液剤貯留空間23に供給される。この状態において、第2のOリング57a,57bが閉塞部56を囲繞してシリンジブロック41とスライド部材43との間及びスライド部材43とノズルブロック42との間をシールしているため、液剤貯留空間23が負圧になっても、ノズル60先端から貫通孔52に回り込んで液剤貯留空間23内に気泡が混入することが防止される。
次に、図4(b)に示すように、制御装置70は、第1のアクチュエータ71を駆動して貫通孔52を、シリンジブロック41の流路44とノズルブロック42の流路45との間に位置させて吐出側バルブ40を開き、吸引側バルブ13を閉じた状態で、プランジャ30を押し下げる。プランジャ30が押し下げられることで液剤貯留空間23内の液晶に圧力が加わり、ノズル60の吐出口61から液晶が吐出される。
このように吐出側バルブ40は、シリンジブロック41の流路44とノズルブロック42の流路45との間に貫通孔52又は閉塞部56が切り換え配置されることで開閉されるため、シリンジ20とノズル60との間の流路に可撓性を備えるチューブを用いた場合に比べ液晶に加わった圧力が分散され難く、液晶の滴下精度の向上が図られる。さらに、スライド部材43は、高剛性の部材にて形成されているため、液晶に圧力が加わった場合であっても貫通孔52が径方向外側に押し広げられ難く、液晶に加わった圧力の分散が抑制される。
また、第1のOリング55a,55bが貫通孔52を囲繞してシリンジブロック41とスライド部材43との間及びスライド部材43とノズルブロック42との間をシールしているため、液晶の滴下時に、シリンジブロック41とスライド部材43との間及びスライド部材43とノズルブロック42との間から液晶が漏れ出すことが防止される。
さらに、シリンジブロック41及びノズルブロック42の接合面46,48と、シリンジブロック41及びノズルブロック42とスライド部材43との接触面53,54とが同一平面上にならないように構成されている。そのため、仮に液晶が第1のOリング55a,55b又は第2のOリング57a,57bから漏れ出した場合であっても、吐出側バルブ40の外部まで漏れ出し難くなっている。
以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)吐出側バルブ40を、シリンジ下部22の下端が外嵌されるシリンジブロック41と、シリンジブロック41の下端に固定されるノズルブロック42と、シリンジブロック41とノズルブロック42との間に挿入されるスライド部材43とから構成した。スライド部材43に、シリンジブロック41の流路44とノズルブロック42の流路45とを連通する貫通孔52及び不通にする閉塞部56を形成した。そして、シリンジ20からノズル60への液剤の供給を制御する吐出側バルブ40を、シリンジブロック41の流路44とノズルブロック42の流路45との間に貫通孔52又は閉塞部56を切り換え配置することで開閉するようにした。そのため、シリンジ20とノズル60との間の流路に可撓性を備えるチューブを用いた場合に比べ液剤に加わった圧力が分散され難く、液剤の滴下精度の向上を図ることができる。
(2)第1のOリング55a,55bが貫通孔52を囲繞してシリンジブロック41とスライド部材43との間及びスライド部材43とノズルブロック42との間をシールしているため、液晶の滴下時に、シリンジブロック41とスライド部材43との間及びスライド部材43とノズルブロック42との間から液晶が漏れ出すことを防止される。そのため、液晶が漏れ出すことによる圧力の低下が抑制され、液剤の滴下精度の向上を図ることができる。
(3)第2のOリング57a,57bが閉塞部56を囲繞してシリンジブロック41とスライド部材43との間及びスライド部材43とノズルブロック42との間をシールしているため、液剤貯留空間23内が負圧になっても、吐出口61から貫通孔52に回り込んで液剤貯留空間23内に気泡が混入することを防止できる。
(4)シリンジブロック41及びノズルブロック42の接合面46,48と、シリンジブロック41及びノズルブロック42とスライド部材43との接触面53,54とが同一平面上にならないように構成されている。そのため、仮に液晶が第1のOリング55a,55b又は第2のOリング57a,57bから漏れ出した場合であっても、吐出側バルブ40の外部まで漏れ出し難くなっている。従って、液晶が吐出側バルブ40の外部に漏れ出すことによる圧力の低下が抑制され、液剤の滴下精度の向上を図ることができる。
(5)スライド部材43が高剛性の部材にて形成されているため、液晶に圧力が加わった場合であっても貫通孔52が径方向外側に押し広げられ難く、液晶に加わった圧力の分散が抑制され、液剤の滴下精度の向上を図ることができる。
尚、本実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・本実施形態では、スライド部材43の貫通孔52及び閉塞部56をそれぞれ、第1のOリング55a,55b及び第2のOリング57a,57bで囲繞して、シリンジブロック41とスライド部材43との間及びスライド部材43とノズルブロック42との間をシールしたが、これに限らない。例えば、シリンジブロック41とスライド部材43との間及びスライド部材43とノズルブロック42との間の隙間(クリアランス)が小さい場合には、図5に示すように、スライド部材43に貫通孔52及び閉塞部56を囲繞するシール部材としてのOリング80a,80bを設けてもよい。このようにすることで、図6(a)に示す吐出側バルブ40が閉じた状態と、図6(b)に示す吐出側バルブ40が開いた状態とを切り換える際に、Oリング80a,80bがシリンジブロック41の流路44及びノズルブロック42の流路45を乗り越えずに済むため、Oリング80a,80bの損傷を防ぐことができる。また、Oリングが1つで済むため、部品点数を削減することができる。さらに、シリンジブロック41とスライド部材43との間及びスライド部材43とノズルブロック42との間の隙間が十分小さい場合には、Oリングを設けなくともよい。
・本実施形態では、シリンジブロック41とスライド部材43との間及びスライド部材43とノズルブロック42との間にそれぞれ第1のOリング55a,55b及び第2のOリング57a,57bを設けたが、これに限らない。例えば、シリンジブロック41とスライド部材43との間に第1のOリング55aのみを設け、スライド部材43とノズルブロック42との間に第2のOリング57bのみを設けてもよい。このようにしても、シリンジブロック41とスライド部材43との間から液晶が漏れ出すことを防止でき、スライド部材43とノズルブロック42との間において吐出口61から貫通孔52に気泡が回り込んで混入することを防止できる。
また、シリンジブロック41とスライド部材43との間に第2のOリング57aを設け、スライド部材43とノズルブロック42との間に第1のOリング55bを設けてもよく、接触面53に第1のOリング55aのみを設けてもよい。さらに、シリンジブロック41とスライド部材43との間にOリング80aを設け、スライド部材43とノズルブロック42との間に第1のOリング55b及び第2のOリング57bを設けてもよい。その他どのような組み合わせで第1のOリング55a,55b,第2のOリング57a,57b,Oリング80a,80bを設けてもよく、これにより、液晶が漏れ出すこと及び気泡が混入することを防止できる。
・本実施形態では、シール部材としてOリングを用いたが、これに限らず、吐出側バルブ40を介して液晶が漏れ出すこと及び気泡が混入することを防止できれば、どのようなシール部材を用いてもよい。
・本実施形態では、吸引側バルブ13としてピンチバルブを用いたが、これに限らず、例えばロータリーバルブを用いてもよい。
・本実施形態では、スライド部材43をステンレスにて形成したが、これに限らず、その他高剛性の部材によって形成してもよい。
・本実施形態では、第1のアクチュエータ71及び第2のアクチュエータ72としてモータを用いたが、どのようなアクチュエータであってもよく、例えば油圧で作動するアクチュータであってもよい。
・本実施形態では、シリンジブロック41に溝47を形成しノズルブロック42に突条49を形成したが、これに限らず、シリンジブロック41に突条を形成しノズルブロック42に溝を形成してもよい。また、シリンジブロック41及びノズルブロック42に溝を形成してもよい。
・本実施形態では、シリンジブロック41の流路44と液剤貯留空間23とを直接連通したが、これに限らず、シリンジ20とシリンジブロック41との間に、高剛性の部材で形成されたパイプ等を介して間接的に連通するようにしてもよい。同様に、ノズルブロック42と吐出口61との間に高剛性の部材で形成されたパイプ等を介して、ノズルブロック42の流路45とノズル60とを間接的に連通してもよい。
・本実施形態では、シリンジブロック41とノズルブロック42とをそれぞれ別の部材から形成したが、これに限らず、シリンジブロック41とノズルブロック42とを1つの部材から一体形成してもよい。
・本実施形態では、液晶を滴下する液晶滴下装置に具現化したが、液晶以外の液剤を滴下してもよく、例えば接着剤やはんだペーストを滴下する装置に具現化してもよい。
液晶滴下装置の概略構成図。 液晶滴下装置の一部側面図。 スライド部材の断面斜視図。 (a),(b)液晶滴下装置の動作説明図。 別のスライド部材の断面斜視図。 (a),(b)別の液晶滴下装置の動作説明図。
符号の説明
13…吸引側バルブ、20…シリンジ、23…液剤貯留空間、30…プランジャ、40…吐出側バルブ、41…シリンジブロック、42…ノズルブロック、43…スライド部材、44,45…流路、46,48…接合面、52…貫通孔、53,54…接触面、56…閉塞部、60…ノズル、61…吐出口、70…制御装置、71…第1のアクチュエータ、72…第2のアクチュエータ。

Claims (4)

  1. 液剤を貯留するシリンジと、前記シリンジへの前記液剤の供給を制御する吸引側バルブと、前記シリンジからノズルへの前記液剤の供給を制御する吐出側バルブと、前記シリンジ内の前記液剤を前記ノズルに向かって押圧するプランジャと、を備えた液剤滴下装置であって、
    前記吐出側バルブは、
    前記シリンジの液剤貯留空間と連通する流路を有するシリンジブロックと、
    前記ノズルの吐出口と連通する流路を有するノズルブロックと、
    前記シリンジブロックの流路と前記ノズルブロックの流路とを連通する貫通孔と、前記シリンジブロックの流路と前記ノズルブロックの流路とを不通にする閉塞部とを有し、前記シリンジブロックと前記ノズルブロックとの間で摺動可能に支持されたスライド部材とを備え
    前記スライド部材には、前記シリンジブロック側の面に前記貫通孔及び前記閉塞部を囲繞して前記シリンジブロックと前記スライド部材との間をシールするリング状のシリンジブロック側シール部材が設けられるとともに、前記ノズルブロック側の面に前記貫通孔及び前記閉塞部を囲繞して前記スライド部材と前記ノズルブロックとの間をシールするリング状のノズルブロック側シール部材が設けられ、
    前記貫通孔により前記シリンジブロックの流路と前記ノズルブロックの流路とが連通する状態と、前記閉塞部により前記シリンジブロックの流路と前記ノズルブロックの流路とが不通の状態との間で前記スライド部材が摺動する際、前記シリンジブロック側シール部材は前記シリンジブロックの流路を乗り越えないように構成されるとともに、前記ノズルブロック側シール部材は前記ノズルブロックの流路を乗り越えないように構成されたことを特徴とする液剤滴下装置。
  2. 前記吐出側バルブは、前記シリンジブロックと前記ノズルブロックとの接合面と、前記シリンジブロック及び前記ノズルブロックと前記スライド部材との接触面とが同一平面上にならないように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の液剤滴下装置。
  3. 前記スライド部材は、高剛性の部材により形成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の液剤滴下装置。
  4. 前記プランジャを往復動させる第1のアクチュエータと、
    前記シリンジと前記ノズルとの間で前記スライド部材を摺動させる第2のアクチュエータと、
    前記シリンジ内に液剤を供給する場合には、前記吸引側バルブを開き、前記吐出側バルブを閉じた状態で前記第1のアクチュエータを駆動して前記プランジャを引き上げ、前記ノズルから液剤を吐出する場合には、前記吸引側バルブを閉じ、前記吐出側バルブを開いた状態で前記第1のアクチュエータを駆動して前記プランジャを押し下げる制御装置と
    を備えたことを特徴とする請求項1〜のうちの何れか一項に記載の液剤滴下装置。
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