JP6445974B2 - 液体材料充填装置および方法 - Google Patents

液体材料充填装置および方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6445974B2
JP6445974B2 JP2015540569A JP2015540569A JP6445974B2 JP 6445974 B2 JP6445974 B2 JP 6445974B2 JP 2015540569 A JP2015540569 A JP 2015540569A JP 2015540569 A JP2015540569 A JP 2015540569A JP 6445974 B2 JP6445974 B2 JP 6445974B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
storage container
liquid material
discharge device
liquid
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.)
Active
Application number
JP2015540569A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2015050244A1 (ja
Inventor
生島 和正
和正 生島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Musashi Engineering Inc
Original Assignee
Musashi Engineering Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Musashi Engineering Inc filed Critical Musashi Engineering Inc
Publication of JPWO2015050244A1 publication Critical patent/JPWO2015050244A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6445974B2 publication Critical patent/JP6445974B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503Ink cartridges
    • B41J2/17506Refilling of the cartridge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503Ink cartridges
    • B41J2/17513Inner structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503Ink cartridges
    • B41J2/17556Means for regulating the pressure in the cartridge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503Ink cartridges
    • B41J2/17559Cartridge manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/19Ink jet characterised by ink handling for removing air bubbles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J29/00Details of, or accessories for, typewriters or selective printing mechanisms not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J29/00Details of, or accessories for, typewriters or selective printing mechanisms not otherwise provided for
    • B41J29/38Drives, motors, controls or automatic cut-off devices for the entire printing mechanism
    • B41J29/393Devices for controlling or analysing the entire machine ; Controlling or analysing mechanical parameters involving printing of test patterns

Description

本発明は、液体材料吐出装置に液体材料を充填する液体材料充填装置および方法に関する。特に、液体材料吐出装置を使用開始するにあたり、液体材料が充填されていない流路に気泡を残留させることなく液体材料を充填する液体材料充填装置および方法に関する。
液体材料を吐出する装置としては、液体材料が供給される供給口から液体材料が吐出される吐出口に至る流路内に、回転移動または進退移動する軸体を配設し、軸体の動作により吐出口より液体材料を吐出するものが知られている(例えば、特許文献1)。
特許文献1の図1に開示される装置は、シリンジに貯留される液体材料が、穴を介して分配装置ハウジングに形成された流路に導入され、シャフトの進出移動によりノズルから液体材料が吐出されるものである。ここで、シャフトは、流動穴に挿入されており、流路は流動穴に挿入されたシャフトの間隙で形成される。また、シャフトは、シールリングでシャフトの駆動源である制御機構に向かって漏出しないように構成されており、従って、シリンジ内に貯留された液体材料はノズルの吐出口に至る分配装置内の流路がすべて液体材料で満たされるよう構成される。
このような構成の吐出装置は、流路内に気泡が存在すると、装置が吐出する液体材料の量にばらつきを引き起こすことが知られている。また、使用開始時に気泡を混入してしまうとこれを排除するのが難しく、精度良い吐出が阻害される要因となっていた。具体的には、吐出中に気泡が吐き出されて液体材料が吐出されなかったり、液体材料が吐出されても液滴を形成しないなどの吐出不良が生じたりしていた。そのため、従来は液体材料が充填された貯留容器(シリンジ)に遠心脱泡や真空脱泡の処理を行ってから、吐出装置本体に取り付けることが行われていた。
インクジェット式の吐出装置においても、気泡の混入は問題となっている。すなわち、気泡の混入があるとインク吐出エネルギーとなる発熱による気泡の圧力やインク押し出しのための駆動体の圧力がうまくノズルまで伝わらずに、ヘッドのノズルからインクが吐出されない不具合が発生し易い。そこで、例えば、特許文献2では、気密構造のチャンバー内にワークを載置し、チャンバー内を真空に近く減圧し、チャンバー内の真空圧と液体を貯蔵した供給タンク内の大気圧との差圧により、一定量の液体を前記ワーク内に充填する液体充填方法が提案されている。
特開2004−322099号公報 特開2006−248083号公報
貯留容器(シリンジ)内の液体材料から気泡を除去することができても、貯留容器から吐出装置本体内の流路に液体材料を導入する際に、流路内に存在していた気体が屈曲部や段差部に残留し、これを原因とした新たな気泡発生の問題があった。
特許文献2に開示される充填方法は、インク貯蔵部内の気泡を脱気することを可能とするものであるが、インク貯蔵部とキャップ部とを連通する流路内で新たな気泡の混入が生じる可能性がある。具体的には、インク貯蔵部とキャップ部との間にある三方弁や流量調整弁に屈曲部や段差部があるため、そこに気泡が残留する可能性がある。さらには、三方弁の切り替え時に生じるエアーバイパスへのインクの吸い込み時に気泡が生じる可能性があり(同文献段落[0039]参照)、インクパンへのインク排出後も気泡を含んだインクが流路内に残留する可能性がある。
そこで、本発明は、液体材料の貯留部から吐出口に至るまでの流路の全長にわたり気泡の残留を無くすことができる液体材料充填装置および方法を提供することを目的とする。
本発明の液体材料充填装置は、気密構造のチャンバーと、チャンバー内の圧力を調節する圧力調節部と、制御装置と、を備え、吐出口を有する吐出装置の内部流路に液体材料を充填する液体材料充填装置において、前記吐出装置が、吐出口と連通された出口およびコネクタを有する液体貯留容器を含み、前記チャンバー外にある塗布装置に搭載されて使用される吐出装置であり、前記圧力調節部が、負圧供給源と、チャンバーと連通するチャンバー連通管と、前記液体貯留容器のコネクタと連通される吐出装置連通管と、チャンバー連通管とチャンバーにガスを供給するガス供給口とを連通または遮断する開閉弁Aと、チャンバー連通管と吐出装置連通管とを連通または遮断する開閉弁Bと、吐出装置連通管と液体貯留容器にガスを供給するガス供給口とを連通または遮断する開閉弁Cと、圧力計と、を有し、前記制御装置が、負圧供給源とチャンバー連通管および吐出装置連通管を連通してチャンバー内および貯留容器内の上方にある空間を真空または真空に近い低圧力に減圧する減圧手段、チャンバー内および貯留容器内の上方にある空間を一定時間低圧力の状態に維持して液体材料内の気泡を脱気する脱気手段、前記吐出装置の吐出口をチャンバー内空間に開放した状態で貯留容器内の上方にある空間を液体貯留容器にガスを供給するガス供給口と連通してガスを流入することでチャンバー内よりも高圧として貯留容器内の液体材料を吐出装置に充填する充填手段、貯留容器内の上方にある空間をチャンバー内と連通して圧力平衡状態とする充填停止手段、並びに、チャンバー内および貯留容器内の上方にある空間をチャンバーにガスを供給するガス供給口または液体貯留容器にガスを供給するガス供給口と連通する圧力開放手段を備え、前記チャンバーが、前記吐出装置を出し入れ可能とする扉を備えることを特徴とする。
上記液体材料充填装置において、好ましくは、さらに、チャンバー連通管と負圧供給源とを連通する第1の位置およびチャンバー連通管とチャンバーにガスを供給するガス供給口とを連通する第2の位置を切り換える切換弁とを備え、前記制御装置が、前記減圧手段において切換弁を第1の位置とすること、並びに、前記圧力開放手段において切換弁を第2の位置とすることを特徴とし、より好ましくは、さらに、チャンバー連通管とチャンバーにガスを供給するガス供給口とを連通する流路に設けられた第1の流量制御弁と、吐出装置連通管と液体貯留容器にガスを供給するガス供給口とを連通する流路に設けられた第2の流量制御弁とを備えることを特徴とし、さらに好ましくは第1の流量制御弁の最大流量が、第2の流量制御弁の最大流量の3倍以上に設定されることを特徴とする。
上記液体材料充填装置において、さらに、前記吐出装置の吐出口から吐出された液体材料を検出し、前記制御装置に液体検出信号を送信するセンサを備えることを特徴としてもよい。
本発明の液体材料充填方法は、チャンバーに設置された吐出口を有する吐出装置の内部流路に液体材料を充填する方法において、前記吐出装置が、吐出口と連通された出口および負圧が供給される管が接続されたコネクタを有する液体貯留容器を含み、前記チャンバー外にある塗布装置に搭載されて使用される吐出装置であり、前記チャンバーが、前記吐出装置を出し入れ可能とする扉を備え、チャンバー内および貯留容器内の上方にある空間を真空または真空に近い低圧力に減圧する減圧工程、チャンバー内および貯留容器内の上方にある空間を一定時間低圧力の状態に維持して液体材料内の気泡を脱気する脱気工程、前記吐出装置の吐出口をチャンバー内空間に開放した状態で貯留容器内の上方にある空間を液体貯留容器にガスを供給するガス供給口と連通してガスを流入することでチャンバー内よりも高圧とし、貯留容器内の液体材料を吐出装置に充填する充填工程、吐出口から液滴が流出するのを検出後、速やかに貯留容器内の上方にある空間をチャンバー内と連通して圧力平衡状態とし、液体材料の充填を停止する充填停止工程、並びに、チャンバー内および貯留容器内の上方にある空間をチャンバーにガスを供給するガス供給口または液体貯留容器にガスを供給するガス供給口と連通してガスを流入する圧力開放工程を有することを特徴とする。
上記液体材料充填方法において、前記減圧工程において、流量制御弁を経時的に調節して、チャンバーおよび貯留容器内のエアを緩やかに排出することを特徴としてもよい。
上記液体材料充填方法において、前記充填工程において、流量制御弁を経時的に調節しながら貯留容器内の上方にある空間へ緩やかにガスを流入すること、並びに、前記圧力開放工程において、流量制御弁を経時的に調節しながら貯留容器内の上方にある空間へ緩やかにガスを流入することを特徴としてもよく、ここで好ましくは、前記圧力開放工程において、前記流量制御弁の最大流量が、前記充填工程における流量制御弁の最大流量の3倍以上に設定されることを特徴とする。
上記液体材料充填方法において、前記吐出装置が、吐出口と連通する液室内でロッドが動作する吐出装置であることを特徴としてもよい。
本発明によれば、液体材料の貯留部から吐出口に至るまでの流路の全長にわたり気泡の残留を無くすことができる液体材料充填装置および方法を提供することが可能となる。
本発明の液体材料充填装置の構成図である。 本発明の液体材料充填装置内に吐出装置を設置した状態を示す斜視図である。 制御装置の構成を示すブロック図である。 吐出装置の構成を示す要部断面側面図である。
以下では、本発明を実施するための形態の一例を図面を参照しながら説明する。
<構成>
本発明の液体材料充填装置1は、図1に示すように、チャンバー10と、圧力調節部70と、制御装置100とを主要な構成要素とする。気密構造のチャンバー10の中に吐出装置50が設置され、充填工程が実施される。圧力調節部70は、チャンバー10および吐出装置50の貯留容器51の圧力を調節するものであり、制御装置100により動作が制御される。
図2に示すように、チャンバー10は、ヒンジで固定された扉11と、把手12と、係止具13〜14と、気密部材15を備えている。
扉11の開閉は把手12を掴んで行われる。扉11を閉めて額縁状に設けられた気密部材15を押圧した状態で、係止具A13および係止具B14により扉11を固定することでチャンバー内を気密にできる。チャンバー10の上部の直方体状の筐体内には、制御装置100および圧力調節部70が設置されている。この筐体の正面には、負圧計A87および負圧計B88が配置されており、正面から視認することができる。
圧力調節部70は、負圧供給源71と、流量制御弁80〜82と、開閉弁83〜85と、切換弁86と、負圧計87〜88を備えている。
負圧供給源71は、所定の負圧を供給するもので、例えば真空ポンプに減圧弁を組み合わせて構成することができる。
切換弁86は、負圧供給源71と開閉弁A83とを連通する第1位置と、開閉弁A83とガス供給口92とを流量制御弁C82を介して連通する第2位置とを切り換える。
チャンバー10に挿通される管A90の一端は、チャンバー内空間に開放されている。チャンバー10に挿通される管B91の一端は、貯留容器51の下端出口と連通している。管A90および管B91は、図1に示す如く、流量制御弁80〜82、開閉弁83〜85および切換弁86を介してガス供給口92,93および負圧源71と連通している。なお、本実施形態例では、ガス供給口を大気と連通させ大気ガスを供給しているが、ガス供給口を不活性ガス供給源と連通させ不活性ガスを供給するようにしてもよい。
制御装置100は、図3に示すように、液滴検知センサ61および圧力調節部70の各要素と電気的に接続されている。制御装置100は、演算装置および記憶装置を備え、後述する充填工程において、液滴検知センサ61および負圧計87〜88からの信号に基づき切換弁86および開閉弁83〜85の動作を自動で制御する。なお、圧力調節部70の各要素の動作の制御を時間により行う場合には、制御装置100にハードウェアまたはソフトウェアで実現されるタイマーを設けてもよい。
液滴検知センサ61は、吐出装置50の吐出口53から吐出された液滴(または糸状の液)を検出し、検出信号を制御装置100へ送信する。受け皿62に液滴を計量する計量装置を設け、受け皿62の重量変化により液滴の吐出を検出するようにしてもよい。
図4は、吐出装置50の構成を示す要部断面側面図である。
貯留容器51と吐出装置本体52は、内部に流路が設けられた液送部材56を介して連結されている。吐出装置本体52の一方の側面には、電磁弁57が固設されている。
吐出口53と連通する液室54内には、鉛直方向に延伸するロッド55の先端が配置されている。ロッド55は、例えばピエゾ素子からなるロッド駆動源により、液室54内を往復移動する。
貯留容器51は、下端に出口を有し、上端に開口を有している。貯留容器51の開口を覆う蓋部材(コネクタ)にはエアチューブが接続され、エア圧力供給58のエア供給口と連通される。コントローラ59は、電磁弁57およびエア圧力供給58の動作を制御する。
吐出装置50をチャンバー10内に設置する際は、エア圧力供給58およびコントローラ59との接続は外される。この際、ロッド55は上昇位置で固定し、ロッド55が液室54と吐出口53とを連通する流路を塞がないようにする。すなわち、チャンバー10内には、吐出口53と液体貯留容器51の出口とが連通する状態の吐出装置50を設置する。
吐出装置50は、塗布対象物を載置するワークテーブルと、液体定量吐出装置とワークテーブルとを相対的に移動させるXYZ方向移動装置と、XYZ方向移動装置の動作を制御する制御部とを備える塗布装置に搭載されて使用される。
図4に示した吐出装置50は一例に過ぎず、吐出口と連通する液室内でロッドが動作するあらゆる吐出装置に本発明は適用可能である。例えば、ノズルに連通する流路の端部に設けられた弁座に弁体を衝突させてまたは弁体を弁座に衝突する寸前に停止させて液体材料をノズル先端より飛翔吐出させるジェット式の吐出装置、先端にノズルを有する貯留容器の内面に密着摺動するプランジャーを所望量移動して吐出するプランジャー式、スクリューの回転により液体材料を吐出するスクリュー式の吐出装置にも本発明は適用可能である。
<充填工程>
(準備工程:吐出装置の取り付け等)
作業者は、準備工程として次の作業を行う。
(1)チャンバー10内にあるホルダー60に吐出装置50を取り付ける。
(2)液体材料を貯留する貯留容器51の開口を覆う蓋部材に管B91を接続し、貯留容器51内の上方に閉空間を作る。
(3)吐出装置50の吐出口53の下に受け皿62を設置する。
(4)吐出装置50の吐出口53から下方に延びる垂直線と、液滴検知センサ61の検知範囲が重なるようにする。
(第1の工程:チャンバーおよび貯留容器の減圧)
制御装置100が、切換弁86を負圧供給源71と開閉弁A83とを連通する第1位置とし、開閉弁A83および開閉弁B84を開き、開閉弁C85を閉じた状態とする。この状態では、負圧供給源71は管A90を介してチャンバー10と連通し、管B91を介して貯留容器51と連通している。そのため、負圧供給源71からの負圧によりチャンバー10内の圧力および貯留容器51内の上方に存在する気体の圧力は減少する。
吐出装置50の吐出口53はチャンバー内空間に開放されているので、吐出口53と連通する装置本体52の内部流路は、チャンバー10の圧力減少に伴い減圧される。この際、制御装置100により流量制御弁A80を経時的に調節して、チャンバー10および貯留容器51内の空気が急激に排気されないようコントロールすることが好ましい。吐出装置50内の流路および貯留容器51内に急激な圧力変化が生じると気泡混入のおそれがあり、特に貯留容器51内の液体材料が暴れてしまうと気泡を混入するおそれが相当程度高まるからである。
(第2の工程:気泡の除去)
制御装置100は、負圧計A87と負圧計B88が所望の圧力(すなわち、真空または真空に近い低圧力)に到達したら、開閉弁A83を閉じる。これにより、負圧供給源71からチャンバー10および貯留容器51への負圧の供給が停止し、チャンバー10内の圧力と貯留容器51内の圧力および装置本体52の内部流路の圧力が等しい状態となる。この状態においては、装置本体52の内部流路は実質的に真空となり、チャンバー10内に存在する全ての液体材料から気泡が除去される。気泡を除去する工程は、予め設定した一定時間継続して行われる。
(第3の工程:液体材料の充填開始)
制御装置100は、一定時間経過後開閉弁B84を閉じ、管A90と管B91の連通を遮断する。これにより、チャンバー10と貯留容器51の上方の空間との連通が遮断される。続いて、制御装置100は、流量制御弁B81を閉じてから、開閉弁C85を開く。この際、流量制御弁B81は閉じているので、負圧計B88の指示値は変化しない。
続いて、制御装置100は、流量制御弁B81を徐々に開く。これにより、ガス供給口93から開閉弁C85を介して貯留容器51の上方の空間内に大気ガスが流入する。この際、貯留容器50内の液体材料が急激に装置本体52の内部流路に流れ込まないように、制御装置100により流量制御弁B81の開放度合いを調節することが好ましい。
貯留容器51内への大気ガス流入量が増加するに連れ貯留容器51内の圧力も上昇し、負圧計B88の指示値も増加する。貯留容器51内への大気ガス流入(圧力上昇)は、負圧計B88が所望の圧力値を指示するまで行う。流路B91と流路A90との連通は、貯留容器51内の液体材料により遮断されているため、負圧計A87の指示値は増加しない。負圧計A87の指示値と負圧計B88の指示値との差が、貯留容器51と装置本体52の内部流路との差圧となる。この差圧が、貯留容器51内の液体材料を吐出装置の内部流路に送り込むための推進圧となる。チャンバー10内の負圧は、例えば−60〜−100kPaであり、負圧計Aと負圧計Bの差圧は、例えば数10kPa〜数100kPaである。
なお、上記では、制御装置100により開閉弁C85を開いた後に流量制御弁B81を開く方法を説明したが、制御装置100により予め流量制御弁B81の開き度合いを設定してから開閉弁C85を開いても良い。
(第4の工程:液体材料の充填停止)
負圧計B88の指示値が所望値に到達したら、制御装置100は開閉弁C85を閉じる。負圧計B88の指示値に代わり、一定時間経過後に開閉弁C85を閉じるのでもよい。この際、開閉弁B84を閉じたままとすることにより、負圧計A87と負圧計B88の差圧が維持される。従って、液体材料は貯留容器から51から装置本体52の内部流路へ緩やかに流れ続ける。液滴検知センサ61からの検出信号により貯留容器51から流入した液体材料が吐出口53まで到達したことが確認されたら、制御装置100は開閉弁B84を開き、管A90と管B91を連通する。これにより、貯留容器51内の圧力とチャンバー10との圧力差がなくなり、貯留容器51から装置本体52の内部流路への液体材料の流入が停止する。このとき、負圧計A87と負圧計B88の指示値は等しくなっている(圧力平衡状態)。
(第5工程:チャンバー内負圧の開放)
制御装置100は切換弁86を第2位置に設定し、開閉弁A83と流量制御弁C82とを連通させる。この際、開閉弁A83および流量制御弁C82は閉じた状態にあり、開閉弁B84は開いた状態にある。続いて、制御装置100は開閉弁A83を開き、流量制御弁C82を徐々に開く。これにより、ガス供給口92から大気ガスが、管A90を介してチャンバー10に流入し、管B91を介して貯留容器51の上方空間内に流入する。チャンバー10および貯留容器51の圧力が上昇し、大気圧と等しくなる。
なお、上記では、制御装置100により開閉弁A83を開いた後に流量制御弁C82を開く方法を説明したが、制御装置100により流量制御弁C82の開き度合いを設定してから開閉弁A83を開いても良い。
さらには、本工程において、ガス供給口93からチャンバー10および貯留容器51の上方空間内に大気ガスを流入してもよい。すなわち、制御装置100は開閉弁A83、開閉弁C85および流量制御弁B81は閉じた状態、開閉弁B84は開いた状態とし、続いて開閉弁C85を開き、流量制御弁B81を徐々に開くようにしてもよい。ここでも、制御装置100により予め流量制御弁B81の開き度合いを設定してから開閉弁C85を開いても良い。ガス供給口93経由でチャンバー内の負圧を開放する場合には切換弁86は不要となり、流量制御弁A80と開閉弁A83を直結することが可能となる。
但し、第3の工程における貯留容器51への大気ガスの流入と第5の工程における大気ガスの流入を比べると、後者の方が著しく流入量が多いため、大気ガスの流入口を分けた方が良い場合がある。すなわち、切換弁86を設けた構成の方が、ガス供給口92からは大流量の弁を介して大気ガスを流入させ、ガス供給口93からは小流量の弁を介して大気ガスを流入させることができるので、第5の工程において速やかにチャンバー内の負圧を開放することが可能となる。例えば、流量制御弁C82の最大流量を流量制御弁B81の3倍以上(好ましくは5倍以上、より好ましくは10倍以上)とすることも可能である。
(事後工程:吐出装置の取り出し)
作業者は、負圧計A87および負圧計B88の指示値が大気圧に戻ったことを目視確認し、チャンバー10から吐出装置50(貯留容器51および装置本体52)を取り出す。
以上に説明した第1〜5の工程は自動で行われるのが原則であるが、その一部または全部を人手により行うことも当然に可能である。
以上に説明した液体材料充填装置1によれば、大気が残らない真空の状態または実質的に真空の状態において液体材料の充填を行うので、貯留容器から吐出口に至る流路の隅々まで残留気泡の無い液体材料が行き渡る。また、吐出装置そのものがチャンバー内で真空状態にあるから、吐出口から吐出装置の内部流路に気体が流入するおそれもない。
本発明によれば、貯留容器から吐出口に至る流路内に気泡が残留しないので、吐出量が安定し、吐出不良が生じないという有利な効果が奏される。また、残留気泡を原因とする吐出口からの液だれ、後だれがなくなるので、クリーンに吐出できる。さらには、吐出口から液滴の状態で吐出を行う吐出装置においては、着弾位置の精度が上がる。本発明は、特に吐出口と連通する液室内に作業軸(ロッド)の先端部分が配置されるメカ式吐出装置に大変有効である。
1:液体材料充填装置
10:チャンバー
11:扉
12:把手
13:係止具A
14:係止具B
15:シール部材
50:吐出装置
51:貯留容器(シリンジ)
52:装置本体
53:吐出口
54:液室
55:ロッド
56:液送部材
57:電磁弁
58:エア圧力供給
59:コントローラ
60:ホルダー
61:液滴検知センサ
62:受け皿
70:圧力調節部
71:負圧供給源
80:流量制御弁A
81:流量制御弁B
82:流量制御弁C
83:開閉弁A
84:開閉弁B
85:開閉弁C
86:切換弁
87:負圧計A(圧力計A)
88:負圧計B(圧力計B)
90:管A(チャンバー連通管)
91:管B(吐出装置連通管)
92:(チャンバーにガスを供給する)ガス供給口
93:(液体貯留容器にガスを供給する)ガス供給口
100:制御装置

Claims (12)

  1. 気密構造のチャンバーと、チャンバー内の圧力を調節する圧力調節部と、制御装置と、を備え、吐出口を有する吐出装置の内部流路に液体材料を充填する液体材料充填装置において、
    前記吐出装置が、吐出口と連通された出口およびコネクタを有する液体貯留容器を含み、前記チャンバー外にある塗布装置に搭載されて使用される吐出装置であり、
    前記圧力調節部が、負圧供給源と、チャンバーと連通するチャンバー連通管と、前記液体貯留容器のコネクタと連通される吐出装置連通管と、チャンバー連通管とチャンバーにガスを供給するガス供給口とを連通または遮断する開閉弁Aと、チャンバー連通管と吐出装置連通管とを連通または遮断する開閉弁Bと、吐出装置連通管と液体貯留容器にガスを供給するガス供給口とを連通または遮断する開閉弁Cと、圧力計と、を有し、
    前記制御装置が、負圧供給源とチャンバー連通管および吐出装置連通管を連通してチャンバー内および貯留容器内の上方にある空間を真空または真空に近い低圧力に減圧する減圧手段、
    チャンバー内および貯留容器内の上方にある空間を一定時間低圧力の状態に維持して液体材料内の気泡を脱気する脱気手段、
    前記吐出装置の吐出口をチャンバー内空間に開放した状態で貯留容器内の上方にある空間を液体貯留容器にガスを供給するガス供給口と連通してガスを流入することでチャンバー内よりも高圧として貯留容器内の液体材料を吐出装置に充填する充填手段、
    貯留容器内の上方にある空間をチャンバー内と連通して圧力平衡状態とする充填停止手段、並びに、
    チャンバー内および貯留容器内の上方にある空間をチャンバーにガスを供給するガス供給口または液体貯留容器にガスを供給するガス供給口と連通する圧力開放手段を備え、
    前記チャンバーが、前記吐出装置を出し入れ可能とする扉を備えることを特徴とする液体材料充填装置。
  2. さらに、チャンバー連通管と負圧供給源とを連通する第1の位置およびチャンバー連通管とチャンバーにガスを供給するガス供給口とを連通する第2の位置を切り換える切換弁とを備え、
    前記制御装置が、前記減圧手段において切換弁を第1の位置とすること、並びに、前記圧力開放手段において切換弁を第2の位置とすることを特徴とする請求項1に記載の液体材料充填装置。
  3. さらに、チャンバー連通管とチャンバーにガスを供給するガス供給口とを連通する流路に設けられた第1の流量制御弁と、吐出装置連通管と液体貯留容器にガスを供給するガス供給口とを連通する流路に設けられた第2の流量制御弁とを備えることを特徴とする請求項2に記載の液体材料充填装置。
  4. 第1の流量制御弁の最大流量が、第2の流量制御弁の最大流量の3倍以上に設定されることを特徴とする請求項3に記載の液体材料充填装置。
  5. さらに、前記吐出装置の吐出口から吐出された液体材料を検出し、前記制御装置に液体検出信号を送信するセンサを備え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充填装置。
  6. チャンバーに設置された吐出口を有する吐出装置の内部流路に液体材料を充填する方法において、
    前記吐出装置が、吐出口と連通された出口および負圧が供給される管が接続されたコネクタを有する液体貯留容器を含み、前記チャンバー外にある塗布装置に搭載されて使用される吐出装置であり、
    前記チャンバーが、前記吐出装置を出し入れ可能とする扉を備え、
    チャンバー内および貯留容器内の上方にある空間を真空または真空に近い低圧力に減圧する減圧工程、
    チャンバー内および貯留容器内の上方にある空間を一定時間低圧力の状態に維持して液体材料内の気泡を脱気する脱気工程、
    前記吐出装置の吐出口をチャンバー内空間に開放した状態で貯留容器内の上方にある空間を液体貯留容器にガスを供給するガス供給口と連通してガスを流入することでチャンバー内よりも高圧とし、貯留容器内の液体材料を吐出装置に充填する充填工程、
    吐出口から液滴が流出するのを検出後、速やかに貯留容器内の上方にある空間をチャンバー内と連通して圧力平衡状態とし、液体材料の充填を停止する充填停止工程、並びに、
    チャンバー内および貯留容器内の上方にある空間をチャンバーにガスを供給するガス供給口または液体貯留容器にガスを供給するガス供給口と連通してガスを流入する圧力開放工程を有する液体材料充填方法。
  7. 前記減圧工程において、流量制御弁を経時的に調節して、チャンバーおよび貯留容器内のエアを緩やかに排出することを特徴とする請求項6に記載の液体材料充填方法。
  8. 前記充填工程において、流量制御弁を経時的に調節しながら貯留容器内の上方にある空間へ緩やかにガスを流入すること、並びに、
    前記圧力開放工程において、流量制御弁を経時的に調節しながら貯留容器内の上方にある空間へ緩やかにガスを流入することを特徴とする請求項6または7に記載の液体材料充填方法。
  9. 前記圧力開放工程において、前記流量制御弁の最大流量が、前記充填工程における流量制御弁の最大流量の3倍以上に設定されることを特徴とする請求項8に記載の液体材料充填方法。
  10. 前記吐出装置が、吐出口と連通する液室内でロッドが動作する吐出装置であることを特徴とする請求項6または7に記載の液体材料充填方法。
  11. 前記吐出装置が、吐出口と連通する液室内でロッドが動作する吐出装置であることを特徴とする請求項8に記載の液体材料充填方法。
  12. 前記吐出装置が、吐出口と連通する液室内でロッドが動作する吐出装置であることを特徴とする請求項9に記載の液体材料充填方法。
JP2015540569A 2013-10-05 2014-10-03 液体材料充填装置および方法 Active JP6445974B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013209742 2013-10-05
JP2013209742 2013-10-05
PCT/JP2014/076544 WO2015050244A1 (ja) 2013-10-05 2014-10-03 液体材料充填装置および方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2015050244A1 JPWO2015050244A1 (ja) 2017-03-09
JP6445974B2 true JP6445974B2 (ja) 2019-01-09

Family

ID=52778827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015540569A Active JP6445974B2 (ja) 2013-10-05 2014-10-03 液体材料充填装置および方法

Country Status (9)

Country Link
US (2) US10569555B2 (ja)
EP (1) EP3053660B1 (ja)
JP (1) JP6445974B2 (ja)
KR (1) KR102288108B1 (ja)
CN (1) CN105592937B (ja)
HK (1) HK1221434A1 (ja)
PL (1) PL3053660T3 (ja)
TW (1) TWI644808B (ja)
WO (1) WO2015050244A1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101694278B1 (ko) * 2016-06-27 2017-01-09 주식회사 고산테크 잉크젯 압력 제어장치
JP6778426B2 (ja) * 2016-09-20 2020-11-04 武蔵エンジニアリング株式会社 液体材料吐出装置
CN108319116A (zh) * 2018-02-07 2018-07-24 武汉华星光电技术有限公司 显影液回收装置
US20210237912A1 (en) * 2018-06-04 2021-08-05 Pathway, Llc Vacuum-controlled liquid delivery systems and methods for drawing a liquid into a syringe
CN109501470B (zh) * 2019-01-11 2020-03-10 京东方科技集团股份有限公司 一种供墨系统及其控制方法、喷墨打印装置
KR102175876B1 (ko) * 2019-06-10 2020-11-06 한국원자력연구원 원자로 수조문의 압축공기 주입장치 및 압축공기 주입 조립체
KR102227983B1 (ko) * 2019-11-28 2021-03-15 주식회사 바이오티엔에스 센서를 구비한 진공 기반의 미세액적 생성 툴 및 이를 이용한 미세액적 생성 방법
KR102434148B1 (ko) * 2019-11-28 2022-08-19 주식회사 바이오티엔에스 센서를 구비한 주입 방식의 미세액적 생성 툴 및 이를 이용한 미세액적 생성 방법
CN113289846B (zh) * 2021-04-27 2022-12-16 格拉夫(嘉兴)仪器仪表有限公司 一种ntx填充技术系统及其全自动工艺
CN116493195B (zh) * 2023-05-23 2023-11-28 苏州锐智航智能科技有限公司 一种在线式真空灌胶机及其控制方法

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5061302A (en) * 1990-07-10 1991-10-29 Infilco Degremont Inc. Dissolved gas stripping apparatus
DE4427013A1 (de) * 1994-07-29 1996-02-01 Loctite Europa Eeig Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Gasblasen aus einer auszugebenden viskosen Flüssigkeit
US6267266B1 (en) 1995-11-16 2001-07-31 Nordson Corporation Non-contact liquid material dispenser having a bellows valve assembly and method for ejecting liquid material onto a substrate
US5747102A (en) 1995-11-16 1998-05-05 Nordson Corporation Method and apparatus for dispensing small amounts of liquid material
US6253957B1 (en) 1995-11-16 2001-07-03 Nordson Corporation Method and apparatus for dispensing small amounts of liquid material
EP1655094A1 (en) * 1995-11-16 2006-05-10 Nordson Corporation Method and apparatus for dispensing small amounts of liquid material
JP4108901B2 (ja) * 1999-05-17 2008-06-25 株式会社リコー 粉体充填方法と粉体充填装置及び管状体
US20040011977A1 (en) * 2001-08-31 2004-01-22 Hower Robert W Micro-fluidic valves
JP3800211B2 (ja) 2002-10-17 2006-07-26 セイコーエプソン株式会社 液状体の吐出装置と液状体の吐出方法、電気光学装置とその製造方法、及び電子機器
CN1267279C (zh) * 2002-10-17 2006-08-02 精工爱普生株式会社 液状体喷出装置及其喷出方法、电光学装置及其制造方法
US6877838B2 (en) * 2002-12-20 2005-04-12 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Detection of in-flight positions of ink droplets
US6846360B2 (en) * 2003-01-13 2005-01-25 Aptos Corporation Apparatus and method for bubble-free application of a resin to a substrate
DE112004001671B4 (de) * 2003-09-11 2012-10-31 Thinky Corporation Rühr-/Entlüftungsvorrichtung
US6971418B2 (en) * 2004-01-05 2005-12-06 De Costa John D Vacuum operable container for storing food
US7097274B2 (en) * 2004-01-30 2006-08-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Removing gas from a printhead
US7344230B2 (en) * 2004-09-07 2008-03-18 Fujifilm Dimatix, Inc. Fluid drop ejection system capable of removing dissolved gas from fluid
JP4669307B2 (ja) 2005-03-11 2011-04-13 株式会社リコー 液体充填方法及び液体充填装置
WO2006120048A2 (en) * 2005-05-13 2006-11-16 David Gethings Air bubble removal from ink jet cartridges
US7910074B2 (en) * 2005-10-13 2011-03-22 Beckman Coulter, Inc. System and method for continuously transferring and processing liquids
CN101384374B (zh) 2006-02-21 2011-11-09 武藏工业株式会社 具备脱泡机构的液材吐出装置
US7597434B2 (en) * 2006-04-27 2009-10-06 Toshiba Tec Kabushiki Kaisha Ink-jet apparatus and method of the same
JP2010022881A (ja) * 2007-03-30 2010-02-04 Musashi Eng Co Ltd 液材吐出装置および液材吐出方法
US8167530B2 (en) * 2007-07-25 2012-05-01 Pearson Packaging Systems Robotic pallet-emptying and magazine-loading apparatus
JP2009028676A (ja) * 2007-07-30 2009-02-12 Sat:Kk インク充填装置
JP2009285603A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Bridgestone Corp シール剤配置方法およびそれに用いる減圧容器
DK2258333T3 (da) * 2009-06-02 2012-12-10 Hoffmann La Roche Apparat til fyldning af en fleksibel beholder
JP5419616B2 (ja) * 2009-09-25 2014-02-19 武蔵エンジニアリング株式会社 気泡混入防止機構および該機構を備える液体材料吐出装置並びに液体材料吐出方法
TW201138976A (en) * 2010-01-08 2011-11-16 Mtek Smart Corp Coating method and device
JP5646196B2 (ja) * 2010-03-30 2014-12-24 武蔵エンジニアリング株式会社 吐出装置および液体分注装置並びに液体分注方法
JP5585174B2 (ja) * 2010-04-07 2014-09-10 日産自動車株式会社 電解液注液方法および電解液注液装置
CN202224307U (zh) * 2011-08-30 2012-05-23 景晖精密企业有限公司 狭缝式涂布头的可间歇性供墨系统
JP5861504B2 (ja) * 2012-03-07 2016-02-16 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置、液体攪拌方法、及び、液体充填方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102288108B1 (ko) 2021-08-09
HK1221434A1 (zh) 2017-06-02
JPWO2015050244A1 (ja) 2017-03-09
TWI644808B (zh) 2018-12-21
KR20160067088A (ko) 2016-06-13
EP3053660A1 (en) 2016-08-10
PL3053660T3 (pl) 2020-01-31
CN105592937A (zh) 2016-05-18
US10569555B2 (en) 2020-02-25
US20160243839A1 (en) 2016-08-25
CN105592937B (zh) 2019-07-09
EP3053660B1 (en) 2019-07-24
US20200147971A1 (en) 2020-05-14
WO2015050244A1 (ja) 2015-04-09
TW201529352A (zh) 2015-08-01
EP3053660A4 (en) 2018-01-24
US10913279B2 (en) 2021-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6445974B2 (ja) 液体材料充填装置および方法
TWI650186B (zh) 液體材料吐出裝置,其之塗佈裝置及塗佈方法
TWI704964B (zh) 液體材料吐出裝置及具備有其之塗佈裝置
US8453886B2 (en) Device and method for discharging constant amount of high-viscosity material
KR101065265B1 (ko) 잉크 공급 및 압력조절 통합장치
JP2002282740A (ja) 液滴の形成方法および液滴定量吐出装置
EP2521208B1 (en) Apparatus for supplying electrolytic solution
JP5742429B2 (ja) 塗布装置
US20210078336A1 (en) Droplet ejection device and droplet ejection method
JP2008201094A (ja) 流体噴射装置におけるクリーニング装置、流体噴射装置及びクリーニング方法
KR101418529B1 (ko) 액체공급방법 및 장치
KR101187153B1 (ko) 액적조정방법, 액적토출방법 및 액적토출장치
KR20110063641A (ko) 자동화 진공 이용 밸브 프라이밍 시스템 및 사용 방법
JP2018140520A5 (ja)
JP4669307B2 (ja) 液体充填方法及び液体充填装置
JP2003145261A (ja) ダイカストマシンの吸引給湯方法及び同方法を用いた吸引給湯装置
JP2011098302A (ja) インクジェットユニット
JP2010171335A (ja) ディスペンス装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170922

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: 20181105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181130

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6445974

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250