JP6763197B2 - Liquid discharger and liquid discharge method - Google Patents

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本発明は、液体吐出器及び液体吐出方法に関する。 The present invention relates to a liquid discharger and a liquid discharge method.

従来、電子装置等の組み立てには、接着剤やはんだフラックス等の液体を塗布する工程が含まれている。このような液体の塗布を行う装置が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, assembling an electronic device or the like includes a step of applying a liquid such as an adhesive or a solder flux. Various devices for applying such a liquid have been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2001−25698号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-25698

ところで、昨今の電子機器、例えば、光通信機器の小型化、高密度実装化が進み、部品の実装、組み立て工程において扱われる部品も微小化や、部品配置間隔の狭小化が進んでいる。これに伴い、例えば、部品固定に用いられているUV(Ultra Violet)硬化樹脂の塗布においても、UV硬化樹脂を微小量に制御することが求められるようになってきている。従来、液体を塗布するいわゆるディスペンサは、ノズルの先端部において液滴となった液体を所望の位置に塗布する。ここで、微小量の塗布を行うために、液滴の径を小さくするためには、実際に生成したい液滴径よりもさらに細い外形寸法を有するノズルを準備しなければならない。しかしながら、外形寸法の細いノズルは高価であり、コスト面で不利となる。特許文献1も液滴径の微小化に対応するものとはなっていない。 By the way, in recent years, electronic devices such as optical communication devices have been miniaturized and mounted at high density, and the parts handled in the component mounting and assembling processes have also been miniaturized and the component arrangement intervals have been narrowed. Along with this, for example, even in the application of UV (Ultra Violet) curable resin used for fixing parts, it is required to control the UV curable resin to a very small amount. Conventionally, a so-called dispenser for applying a liquid applies a liquid as a droplet at a desired position at the tip of a nozzle. Here, in order to reduce the diameter of the droplet in order to apply a minute amount, it is necessary to prepare a nozzle having an outer dimension smaller than the diameter of the droplet actually desired to be generated. However, a nozzle having a small external dimension is expensive and is disadvantageous in terms of cost. Patent Document 1 also does not correspond to the miniaturization of the droplet diameter.

1つの側面では、本明細書開示の液体吐出器及び液体吐出方法は、径の小さい液滴を吐出し、塗布することを課題とする。 On one side, the liquid ejector and liquid ejection method disclosed herein are subject to ejecting and coating small diameter droplets.

本明細書開示の液体吐出器は、外筒部と、当該外筒部の底部に形成され、第1面と当該第1面の裏面となる第2面とを有する板状の部分であり、液滴の吐出口が設けられている液滴吐出部と、前記外筒部の内側に配置され、先端面が前記第1面と対向させて設けられ、前記先端面が前記第1面に接触した状態で、前記先端面内に形成されている先端開口から前記吐出口に前記液滴を形成する液体を供給する供給管と、前記第1面と、前記先端面とを分離する分離機構と、前記先端開口を通じて前記吐出口に供給された前記液体が前記吐出口において液滴を形成した状態であり、かつ、前記液滴吐出部の前記第1面と前記供給管の前記先端面とが分離した状態において、前記外筒部の内周壁面と前記供給管の外周壁面とによって囲まれている空気導入部にのみ空気を供給し、当該空気を前記第1面と前記先端面との間に形成される空間に送り込む送風機構と、を備え、前記吐出口の口径は、前記供給管の内周径以下である。 The liquid discharger disclosed in the present specification is a plate-shaped portion formed on an outer cylinder portion and a bottom portion of the outer cylinder portion and having a first surface and a second surface which is a back surface of the first surface. A liquid drop ejection portion provided with a droplet ejection port and an outer cylinder portion are arranged inside the outer cylinder portion, and the tip surface is provided so as to face the first surface, and the tip surface contacts the first surface. In this state, a supply pipe that supplies a liquid that forms the droplets to the discharge port from the tip opening formed in the tip surface, and a separation mechanism that separates the first surface and the tip surface. The liquid supplied to the discharge port through the tip opening is in a state of forming droplets at the discharge port, and the first surface of the droplet discharge portion and the tip surface of the supply pipe are in contact with each other. In the separated state, air is supplied only to the air introduction portion surrounded by the inner peripheral wall surface of the outer cylinder portion and the outer peripheral wall surface of the supply pipe, and the air is supplied between the first surface and the tip surface. A blower mechanism for feeding into the space formed in the water is provided, and the diameter of the discharge port is equal to or smaller than the inner peripheral diameter of the supply pipe.

本明細書開示の液体吐出方法は、第1面と当該第1面の裏面となる第2面とを有する板状の部分であり、口径が供給管の内周径以下であり、液滴が吐出される吐出口が設けられている液滴吐出部の前記第1面と、先端面内に先端開口が形成されている前記供給管の前記先端面とを接触させた状態で、前記供給管に前記液滴を形成する液体を供給する工程と、前記供給管への前記液体の供給を継続しつつ、前記吐出口から吐出された前記液体による液滴を所定の液滴径となるまで成長させる工程と、前記液滴が所定の径に成長した後、前記第1面と前記先端面とを分離する工程と、を含む。 The liquid discharge method disclosed in the present specification is a plate-shaped portion having a first surface and a second surface as the back surface of the first surface, the diameter of which is equal to or less than the inner peripheral diameter of the supply pipe, and the droplets are formed. discharge port and the first surface of the droplet discharge unit provided ejected, in a state in which said contacting a tip surface of the feed tube distal end opening in the distal end surface is formed, the supply pipe While continuing the step of supplying the liquid forming the droplets and the supply of the liquid to the supply pipe, the droplets of the liquid discharged from the discharge port grow to a predetermined droplet diameter. It includes a step of causing the droplet to grow to a predetermined diameter, and then a step of separating the first surface and the tip surface .

本明細書開示の液体吐出器及び液体吐出方法によれば、径の小さい液滴を吐出し、塗布することができる。 According to the liquid discharger and the liquid discharge method disclosed in the present specification, droplets having a small diameter can be discharged and applied.

図1は実施形態の液体吐出器の概略構成を模式的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a schematic configuration of a liquid discharger according to an embodiment. 図2(A)は液滴吐出部と供給管の先端面とが接触している状態を示す説明図であり、図2(B)は液滴吐出部と供給管の先端面とが分離した状態を示す説明図である。FIG. 2A is an explanatory view showing a state in which the liquid drop ejection portion and the tip surface of the supply pipe are in contact with each other, and FIG. 2B is a diagram in which the liquid drop ejection portion and the tip surface of the supply pipe are separated. It is explanatory drawing which shows the state. 図3は液体吐出器の制御の一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an example of control of the liquid discharger. 図4(A)、図4(B)及び図4(C)は液体吐出器から液滴が滴下される様子も示す説明図である。4 (A), 4 (B), and 4 (C) are explanatory views showing how droplets are dropped from the liquid ejector. 図5は空気通路に空気が流れる様子を模式的に示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing how air flows through the air passage. 図6は他の実施形態の液滴吐出部と供給管とを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a liquid drop ejection unit and a supply pipe of another embodiment. 図7はさらに他の実施形態の液滴吐出部と供給管とを示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing a liquid drop ejection unit and a supply pipe according to still another embodiment. 図8は他の実施形態の液体吐出器の概略構成を模式的に示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing a schematic configuration of a liquid discharger according to another embodiment.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては、説明の都合上、実際には存在する構成要素が省略されていたり、寸法が実際よりも誇張されて描かれていたりする場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, in the drawings, the dimensions, ratios, etc. of each part may not be shown so as to completely match the actual ones. In addition, depending on the drawing, for convenience of explanation, components that actually exist may be omitted, or the dimensions may be exaggerated than they actually are.

(実施形態)
まず、図1及び図2を参照しつつ、実施形態の液体吐出器1の概略構成について説明する。図1は実施形態の液体吐出器の概略構成を模式的に示す説明図である。図2(A)は液滴吐出部と供給管の先端面とが接触している状態を示す説明図であり、図2(B)は液滴吐出部と供給管の先端面とが分離した状態を示す説明図である。
(Embodiment)
First, a schematic configuration of the liquid discharger 1 of the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a schematic configuration of a liquid discharger according to an embodiment. FIG. 2A is an explanatory view showing a state in which the liquid drop ejection portion and the tip surface of the supply pipe are in contact with each other, and FIG. 2B is a diagram in which the liquid drop ejection portion and the tip surface of the supply pipe are separated. It is explanatory drawing which shows the state.

本実施形態の液体吐出器1は、液体であるUV硬化樹脂を吐出する。UV硬化樹脂は、光通信機器の部品を基板等に固定するために用いられる。このような液体吐出器1の用途は、UV硬化樹脂の塗布に限定されず、他の液体の塗布にも用いることができる。液体吐出器1は、外筒部2と供給管3を備える。外筒部2は、供給管3の周囲に配置されている。外筒部2の底部には、板状の液滴吐出部2aが形成されている。液滴吐出部2aには、吐出口2a1が設けられている。吐出口2a1の内周壁面2a11は親水面とされている。液滴吐出部2aは、板状の部分であり、第1面2a2と、この第1面2a2の裏面となる第2面2a3を有する。第1面2a2は、外筒部2の内側に位置しており、第2面2a3は、外筒部2の外側に位置している。第1面2a2及び第2面2a3は、撥水面とされている。 The liquid discharger 1 of the present embodiment discharges a liquid UV curable resin. The UV curable resin is used for fixing parts of optical communication equipment to a substrate or the like. The application of such a liquid discharger 1 is not limited to the coating of a UV curable resin, and can also be used for the coating of other liquids. The liquid discharger 1 includes an outer cylinder portion 2 and a supply pipe 3. The outer cylinder portion 2 is arranged around the supply pipe 3. A plate-shaped droplet ejection portion 2a is formed on the bottom of the outer cylinder portion 2. The droplet ejection portion 2a is provided with a ejection port 2a1. The inner peripheral wall surface 2a11 of the discharge port 2a1 is a hydrophilic surface. The liquid drop ejection portion 2a is a plate-shaped portion, and has a first surface 2a2 and a second surface 2a3 which is a back surface of the first surface 2a2. The first surface 2a2 is located inside the outer cylinder portion 2, and the second surface 2a3 is located outside the outer cylinder portion 2. The first surface 2a2 and the second surface 2a3 are water-repellent surfaces.

供給管3の内部は、樹脂供給経路となっており、UV硬化樹脂4を流通させる。供給管3の上方には、UV硬化樹脂を貯留している液体貯留部5が設けられている。供給管3の基端部は、液体貯留部5の下部に接続されている。供給管3の内周壁面3aは、親水面とされている。供給管3の先端部に位置する先端面3b内には、先端開口3cが形成されている。供給管3の先端面3bは、液滴吐出部2aの第1面2a2と対向しており、この第1面2a2と接触できるようになっている。先端面3bは、撥水面とされている。供給管3と通じて供給されるUV硬化樹脂4は、先端面3bが液滴吐出部2aの第1面2a2に接触した状態で、先端開口3cから吐出口2a1に供給される。 The inside of the supply pipe 3 serves as a resin supply path, and the UV curable resin 4 is circulated. A liquid storage unit 5 for storing the UV curable resin is provided above the supply pipe 3. The base end portion of the supply pipe 3 is connected to the lower portion of the liquid storage portion 5. The inner peripheral wall surface 3a of the supply pipe 3 is a hydrophilic surface. A tip opening 3c is formed in the tip surface 3b located at the tip of the supply pipe 3. The tip surface 3b of the supply pipe 3 faces the first surface 2a2 of the liquid drop ejection portion 2a, and is in contact with the first surface 2a2. The tip surface 3b is a water-repellent surface. The UV curable resin 4 supplied through the supply pipe 3 is supplied to the discharge port 2a1 from the tip opening 3c in a state where the tip surface 3b is in contact with the first surface 2a2 of the liquid drop ejection portion 2a.

ここで、親水面と撥水面について整理する。本実施形態において、液滴吐出部2aの第1面2a2、第2面2a3、及び、供給管3の先端面3bを撥水面としている。これらの面に施される撥水処理は、従来公知の手法を採用することができる。一方、吐出口2a1の内周壁面2a11と、供給管3の内周壁面3aは、親水面とされている。これらの面に施される親水処理は、従来公知の手法を採用することができる。このように、撥水面を設けたり、親水面を設けたりするのは、UV硬化樹脂を液滴吐出部2aの第1面2a2、第2面2a3、及び、供給管3の先端面3bに濡れ広がることを抑制し、球形の微小な液滴径を維持するためである。なお、説明を分かりやすくするため、図2等において、撥水面と親水面は、それぞれ異なるハッチングにより示されている。 Here, the hydrophilic surface and the water-repellent surface are organized. In the present embodiment, the first surface 2a2 and the second surface 2a3 of the liquid drop ejection portion 2a and the tip surface 3b of the supply pipe 3 are water-repellent surfaces. For the water repellent treatment applied to these surfaces, a conventionally known method can be adopted. On the other hand, the inner peripheral wall surface 2a11 of the discharge port 2a1 and the inner peripheral wall surface 3a of the supply pipe 3 are hydrophilic surfaces. For the hydrophilic treatment applied to these surfaces, a conventionally known method can be adopted. In this way, the water-repellent surface and the hydrophilic surface are provided so that the UV curable resin is wetted with the first surface 2a2 and the second surface 2a3 of the liquid drop ejection portion 2a and the tip surface 3b of the supply pipe 3. This is to suppress the spread and maintain a spherical minute droplet diameter. In addition, in order to make the explanation easy to understand, the water-repellent surface and the hydrophilic surface are shown by different hatching in FIG. 2 and the like.

液体吐出器1は、昇降部6を備える。昇降部6は、昇降可能な保持部6aを備える。保持部6aは、外筒部2を保持している。これにより、外筒部2、ひいては、液滴吐出部2aは、昇降可能とされている。昇降部6は、分離機構の一例である。すなわち、液滴吐出部2aを降下させることで、液滴吐出部2aと供給管3の先端面3bと分離することができる。 The liquid discharger 1 includes an elevating part 6. The elevating portion 6 includes a holding portion 6a that can be elevated and lowered. The holding portion 6a holds the outer cylinder portion 2. As a result, the outer cylinder portion 2 and, by extension, the liquid drop ejection portion 2a can be raised and lowered. The elevating part 6 is an example of a separation mechanism. That is, by lowering the liquid drop ejection portion 2a, the droplet ejection portion 2a and the tip surface 3b of the supply pipe 3 can be separated.

液体吐出器1は、空気導入部7を備える。本実施形態において、外筒部2の内周壁面と供給管3の外周壁面とによって囲まれている領域が空気導入部7となる。液滴吐出部2aが降下した状態であるときに、液滴吐出部2aの第1面2a2と供給管3の先端面3bとの間に形成される隙間は、空気導入部7と連通する空気通路7aを形成する。 The liquid discharger 1 includes an air introduction unit 7. In the present embodiment, the region surrounded by the inner peripheral wall surface of the outer cylinder portion 2 and the outer peripheral wall surface of the supply pipe 3 is the air introduction portion 7. When the droplet ejection portion 2a is in the lowered state, the gap formed between the first surface 2a2 of the droplet ejection portion 2a and the tip surface 3b of the supply pipe 3 is the air communicating with the air introduction portion 7. The passage 7a is formed.

液体吐出器1は、土台8に立設されている支柱9を備える。支柱9には、昇降部6が装着されている。また、支柱9には、支持部10が装着されている。支持部10は、液体貯留部5を支持している。液体貯留部5には、供給管3が接続されている。このため、供給管3は、支持部10及び液体貯留部5を介して支柱9に固定された状態となっている。これに対し、外筒部2は、昇降部6に保持されており、昇降可能である。これにより、液滴吐出部2aの第1面2a2と供給管3の先端面3bとは、接触したり、分離したりすることができる。なお、分離機構は、液滴吐出部2aと、供給管3の先端面3bとを分離する分離機構は、双方の相対位置を変更することができるものであればよい。すなわち、本実施形態では、液滴吐出部2aを昇降させているが、供給管3を昇降させたり、双方を昇降させたりしてもよい。 The liquid discharger 1 includes a support column 9 erected on the base 8. An elevating portion 6 is attached to the support column 9. Further, a support portion 10 is attached to the support column 9. The support portion 10 supports the liquid storage portion 5. A supply pipe 3 is connected to the liquid storage unit 5. Therefore, the supply pipe 3 is fixed to the support column 9 via the support portion 10 and the liquid storage portion 5. On the other hand, the outer cylinder portion 2 is held by the elevating portion 6 and can be raised and lowered. As a result, the first surface 2a2 of the liquid drop ejection portion 2a and the tip surface 3b of the supply pipe 3 can be brought into contact with each other or separated from each other. As for the separation mechanism, the separation mechanism for separating the liquid drop ejection portion 2a and the tip surface 3b of the supply pipe 3 may be any one capable of changing the relative positions of both. That is, in the present embodiment, the liquid drop ejection unit 2a is raised and lowered, but the supply pipe 3 may be raised and lowered, or both may be raised and lowered.

液体吐出器1は、塗布対象物12を把持する把持部11を備える。把持部11は、支柱9に装着されており、塗布対象物12を三次元方向、すなわち、XYZ方向に移動させることができる。 The liquid discharger 1 includes a grip portion 11 that grips the object to be coated 12. The grip portion 11 is attached to the support column 9, and the object to be coated 12 can be moved in the three-dimensional direction, that is, in the XYZ direction.

液体吐出器1は、第1撮像カメラ13及び第2撮像カメラ14を備える。第1撮像カメラ13は、液滴吐出部2aの吐出口2a1から吐出される液滴4aを撮影する。撮影された画像から、液滴径が判定される。第2撮像カメラ14は、塗布対象物12の位置決めに利用される。 The liquid discharger 1 includes a first imaging camera 13 and a second imaging camera 14. The first imaging camera 13 photographs the droplet 4a ejected from the ejection port 2a1 of the droplet ejection portion 2a. The droplet diameter is determined from the captured image. The second imaging camera 14 is used for positioning the object to be coated 12.

液体吐出器1は、空気供給部15を備える。空気供給部15は、圧縮空気源を備えている。空気供給部15には、第1空気供給経路15a及び第2空気供給経路15bが接続されており、いずれの空気供給経路にどの程度の空気を供給するのか制御できるようになっている。空気供給部15は、第1空気供給経路15aを通じて液体貯留部5に接続されている。空気供給部15は、UV硬化樹脂4を吐出するときに、液体貯留部5内に圧縮空気を供給し、液体貯留部5内を加圧する。これにより、液体貯留部5内のUV硬化樹脂4が供給管3内へ押しだされる。また、空気供給部15は、第2空気供給経路15bを通じて空気導入部7へ接続されている。液滴吐出部2aが降下し、液滴吐出部2aと供給管3の先端面3bとの間に空気通路7aが形成されている状態のときに空気導入部7へ空気が導入されると、空気通路7aに空気の流れが生じる。この空気の流れは、UV硬化樹脂4の液滴4aの表面張力を破壊し、液滴4aを分離する作用を奏する。分離された液滴4aは、落下し、塗布対象物12へ転移させられる。空気供給部15と第2空気供給経路15bは、供給管3と液滴吐出部2aとの間に空気を送り込む送風機構の一例である。 The liquid discharger 1 includes an air supply unit 15. The air supply unit 15 includes a compressed air source. A first air supply path 15a and a second air supply path 15b are connected to the air supply section 15, and it is possible to control how much air is supplied to which air supply path. The air supply unit 15 is connected to the liquid storage unit 5 through the first air supply path 15a. When the UV curable resin 4 is discharged, the air supply unit 15 supplies compressed air into the liquid storage unit 5 and pressurizes the inside of the liquid storage unit 5. As a result, the UV curable resin 4 in the liquid storage portion 5 is pushed out into the supply pipe 3. Further, the air supply unit 15 is connected to the air introduction unit 7 through the second air supply path 15b. When air is introduced into the air introduction portion 7 when the droplet discharge portion 2a is lowered and an air passage 7a is formed between the droplet discharge portion 2a and the tip surface 3b of the supply pipe 3. An air flow is generated in the air passage 7a. This air flow destroys the surface tension of the droplet 4a of the UV curable resin 4 and acts to separate the droplet 4a. The separated droplet 4a falls and is transferred to the object to be coated 12. The air supply unit 15 and the second air supply path 15b are an example of a ventilation mechanism that sends air between the supply pipe 3 and the liquid drop discharge unit 2a.

液体吐出器1は、制御部16を備える。制御部16には、昇降部6、把持部11、第1撮像カメラ13、第2撮像カメラ14及び空気供給部15と電気的に接続されている。以下、液体吐出器1によるUV硬化樹脂4の塗布作業の一例につき、図3乃至図5を参照しつつ説明する。図3は液体吐出器の制御の一例を示すフローチャートである。図4(A)、図4(B)及び図4(C)は液体吐出器から液滴が滴下される様子も示す説明図である。図5は空気通路に空気が流れる様子を模式的に示す説明図である。 The liquid discharger 1 includes a control unit 16. The control unit 16 is electrically connected to the elevating unit 6, the grip unit 11, the first imaging camera 13, the second imaging camera 14, and the air supply unit 15. Hereinafter, an example of the application work of the UV curable resin 4 by the liquid discharger 1 will be described with reference to FIGS. 3 to 5. FIG. 3 is a flowchart showing an example of control of the liquid discharger. 4 (A), 4 (B), and 4 (C) are explanatory views showing how droplets are dropped from the liquid ejector. FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing how air flows through the air passage.

まずステップS1では、液滴吐出部2aを所定の初期位置に移動させる。本実施形態では、保持部6aにより外筒部2を上昇させ、液滴吐出部2aの第1面2a2と供給管3の先端面3bとを接触させておく。 First, in step S1, the liquid drop ejection unit 2a is moved to a predetermined initial position. In the present embodiment, the outer cylinder portion 2 is raised by the holding portion 6a, and the first surface 2a2 of the droplet ejection portion 2a and the tip surface 3b of the supply pipe 3 are brought into contact with each other.

ステップS1に引き続いて行われるステップS2では、塗布位置合わせを行う。すなわち、第2撮像カメラ14により撮像された画像を確認しながら、塗布対象物12が所定位置にくるように、把持部11が操作される。なお、ステップS1の工程とステップS2の工程は、順番が入れ替わってもよいし、同時に行ってもよい。 In step S2, which is performed following step S1, coating alignment is performed. That is, the grip portion 11 is operated so that the coating object 12 comes to a predetermined position while checking the image captured by the second imaging camera 14. The order of the step S1 and the step S2 may be changed, or the steps may be performed at the same time.

ステップS1、ステップS2に引き続いて行われるステップS3では、液体貯留部5内が加圧される。加圧の程度は、塗布したいUV硬化樹脂4の粘度、塗布量等に応じて設定されている。これにより、図4(A)に示すように、吐出口2a1からUV硬化樹脂4が吐出され始め、液滴4aの成長が開始される。この液滴4aの成長の様子は、第1撮像カメラ13によって撮影されている。 In step S3, which is performed following step S1 and step S2, the inside of the liquid storage unit 5 is pressurized. The degree of pressurization is set according to the viscosity of the UV curable resin 4 to be coated, the coating amount, and the like. As a result, as shown in FIG. 4A, the UV curable resin 4 starts to be discharged from the discharge port 2a1, and the growth of the liquid droplet 4a is started. The state of growth of the droplet 4a is photographed by the first imaging camera 13.

液滴4aは、液滴吐出部2aの第1面2a2、第2面2a3及び供給管3の先端面3bが撥水面であり、吐出口2a1の内周壁面2a11と、供給管3の内周壁面3aが、親水面であることから、濡れ広がることなく球形に成長する。 In the droplet 4a, the first surface 2a2, the second surface 2a3 of the droplet ejection portion 2a and the tip surface 3b of the supply pipe 3 are water-repellent surfaces, and the inner peripheral wall surface 2a11 of the ejection port 2a1 and the inner circumference of the supply pipe 3 Since the wall surface 3a is a hydrophilic surface, it grows spherically without getting wet and spreading.

ステップS3に引き続いて行われるステップS4では、液滴4aが予め設定された寸法まで成長したか否かを判断する。ステップS4においてYESと判断したときは、ステップS5へ進む。一方、ステップS4においてNOと判断したときは、ステップS3からの工程を繰り返して行い、ステップS4においてYESと判断されるまで継続する。 In step S4, which is performed following step S3, it is determined whether or not the droplet 4a has grown to a preset size. If YES is determined in step S4, the process proceeds to step S5. On the other hand, when NO is determined in step S4, the steps from step S3 are repeated, and the process is continued until YES is determined in step S4.

ステップS5では、図4(B)に示すように、液滴吐出部2aを降下させる。これにより、液滴吐出部2aと供給管3の先端面3bとを分離する。この結果、液滴吐出部2aと供給管3の先端面3bとの間に空気通路7aが形成される。 In step S5, as shown in FIG. 4B, the liquid drop ejection portion 2a is lowered. As a result, the liquid drop ejection portion 2a and the tip surface 3b of the supply pipe 3 are separated. As a result, an air passage 7a is formed between the liquid drop ejection portion 2a and the tip surface 3b of the supply pipe 3.

ステップS5に引き続いて行われるステップS6では、再度、液滴4aが予め設定された寸法まで成長したか否かを判断する。この判断も、第1撮像カメラ13によって撮影された画像に基づいて判断される。ステップS6においてYESと判断したときは、ステップS7へ進む。一方、ステップS6においてNOと判断したときは、ステップS1からの工程を繰り返して行う。なお、ステップS6で再度、液滴径を確認するのは、この後の工程で液滴4aが落下し、塗布されることを考慮し、液滴径が、UV硬化樹脂4を所望の範囲に塗布することができる大きさになっているか否かを判断するためである。このため、ステップS6における判定基準となる液滴径は、落下する直前の液滴4aの最終的な径である。これに対し、ステップS4における判定基準となる液滴径は、ステップS4以降の工程を経ることにより、液滴4aに生じる変化を考慮して決定されている。すなわち、ステップS4以降においても供給管3を通じてUV硬化樹脂4の供給が継続されていること、液滴吐出部2aが降下していることが考慮されて、ステップS4における判定基準となる液滴径が決定されている。 In step S6, which is performed following step S5, it is determined again whether or not the droplet 4a has grown to a preset size. This determination is also determined based on the image captured by the first imaging camera 13. If YES is determined in step S6, the process proceeds to step S7. On the other hand, when NO is determined in step S6, the steps from step S1 are repeated. The reason why the droplet diameter is confirmed again in step S6 is that the droplet diameter of the UV curable resin 4 is within a desired range in consideration of the fact that the droplet 4a is dropped and applied in the subsequent step. This is to determine whether or not the size is such that it can be applied. Therefore, the droplet diameter that serves as the determination criterion in step S6 is the final diameter of the droplet 4a immediately before it falls. On the other hand, the droplet diameter, which is the determination standard in step S4, is determined in consideration of the change that occurs in the droplet 4a by going through the steps after step S4. That is, considering that the supply of the UV curable resin 4 is continued through the supply pipe 3 even after step S4 and that the liquid drop ejection portion 2a is descending, the droplet diameter serving as the determination standard in step S4 is taken into consideration. Has been decided.

ステップS7では、空気導入部7への空気の導入が行われる。図5を参照すると、空気導入部7へ導入された空気は、矢示18aのように、空気通路7aに向かい、空気通路7aを通過する。このような空気の流れを形成することで、UV硬化樹脂4の表面張力を破壊して液滴4aを分離し、塗布対象物12へ落下させ、転移させることができる。空気導入部7に導入された空気は、矢示18dで示すように、液滴4aを押し出す作用を奏するので、液滴4aを適切に落下させることができる。なお、本実施形態において、矢示18bで示すように空気通路7aを通過した空気は、矢示18cのように上昇するが、このような空気の流れに代えて、いずれの位置においても下方に向かう空気の流れとなるようにしてもよい。 In step S7, air is introduced into the air introduction unit 7. Referring to FIG. 5, the air introduced into the air introduction unit 7 goes toward the air passage 7a and passes through the air passage 7a as shown by the arrow 18a. By forming such an air flow, the surface tension of the UV curable resin 4 can be destroyed to separate the droplets 4a, which can be dropped onto the object to be coated 12 and transferred. As shown by arrow 18d, the air introduced into the air introduction unit 7 exerts an action of pushing out the liquid droplet 4a, so that the liquid droplet 4a can be appropriately dropped. In the present embodiment, the air passing through the air passage 7a as shown by the arrow 18b rises as shown by the arrow 18c, but instead of such an air flow, it is lowered at any position. The flow of air may be directed.

ステップS7に引き続いて行われるステップS8では、図4(C)に示すように液滴4aが滴下したことを確認し、一連の工程が終了する(END)。 In step S8, which is performed following step S7, it is confirmed that the droplet 4a has been dropped as shown in FIG. 4C, and a series of steps is completed (END).

ここで、一般的なノズルの先端における液滴の形成及び落下について説明する。ノズルの内部を通過してノズル先端部に到達したUV硬化樹脂は、ノズル先端部を濡れ広がり液滴径を大きくする。液滴は、液滴径が大きくなり、その自重がノズルとの接触面に作用する表面張力を破壊すると落下する。落下する時点での液滴径は、ノズルの外径よりもはるかに大きくなっている。 Here, the formation and dropping of droplets at the tip of a general nozzle will be described. The UV curable resin that has passed through the inside of the nozzle and reached the tip of the nozzle wets and spreads at the tip of the nozzle to increase the droplet diameter. The droplets fall when the diameter of the droplets increases and their own weight destroys the surface tension acting on the contact surface with the nozzle. The diameter of the droplet at the time of falling is much larger than the outer diameter of the nozzle.

これに対し、本実施形態では、液滴吐出部2aと供給管3の先端面3bとを分離し、液滴吐出部2aと供給管3の先端面3bとの間に形成されている空気通路7aに空気を通過させる。液滴吐出部2aと供給管3の先端面3bとを分離する動作自体も液滴4aの表面張力を弱めることに寄与していると考えられ、さらに、空気を通過させることで、液滴4aの表面張力を破壊することができる。この結果、液滴4aが大きく成長しなくても、液滴4aを落下させることができる。すなわち、微小量のUV硬化樹脂4を塗布することができるようになる。 On the other hand, in the present embodiment, the droplet ejection portion 2a and the tip surface 3b of the supply pipe 3 are separated, and an air passage formed between the droplet ejection portion 2a and the tip surface 3b of the supply pipe 3 is formed. Let air pass through 7a. It is considered that the operation itself of separating the droplet ejection portion 2a and the tip surface 3b of the supply pipe 3 also contributes to weakening the surface tension of the droplet 4a, and further, by allowing air to pass through, the droplet 4a Can destroy the surface tension of. As a result, the liquid drop 4a can be dropped even if the liquid drop 4a does not grow large. That is, a minute amount of the UV curable resin 4 can be applied.

本実施形態の液体吐出器1によれば、径の小さい液滴を吐出し、塗布することができる。このため、部品の微小な塗布領域やノズルが到達することができない狭小領域にUV硬化樹脂4を塗布することができる。 According to the liquid ejector 1 of the present embodiment, droplets having a small diameter can be ejected and applied. Therefore, the UV curable resin 4 can be applied to a minute coating area of the component or a narrow area that the nozzle cannot reach.

(変形例)
つぎに、各種変形例について説明する。まず、図6を参照して、吐出口2a1の口径R2が、供給管23の内周径R1よりも小さい液滴吐出部2aについて説明する。供給管23は供給管3と比較して径が大きい。径が大きい供給管23は、製造コストの面で有利となる。また、径が細い供給管の製造と比較して、板状の液滴吐出部2aに微小な吐出口2a1を設ける加工の方が容易である。吐出口2a1の口径R2を供給管23の内周径R1よりも小さくしておけば、吐出される液滴の径を小さくすることができる。
(Modification example)
Next, various modification examples will be described. First, with reference to FIG. 6, a liquid drop ejection portion 2a in which the diameter R2 of the discharge port 2a1 is smaller than the inner peripheral diameter R1 of the supply pipe 23 will be described. The supply pipe 23 has a larger diameter than the supply pipe 3. The supply pipe 23 having a large diameter is advantageous in terms of manufacturing cost. Further, as compared with the production of a supply pipe having a small diameter, it is easier to process the plate-shaped droplet ejection portion 2a by providing a minute ejection port 2a1. If the diameter R2 of the discharge port 2a1 is made smaller than the inner peripheral diameter R1 of the supply pipe 23, the diameter of the discharged droplets can be reduced.

つぎに、図7を参照して、液滴吐出部22aの吐出口22a1の周囲の板厚を吐出口22a1に向かうに従って薄肉とされている例について説明する。
外筒部22の底部に形成されている液滴吐出部22aの第2面22a3は、テーパ面となっている。これにより、吐出口22a1の深さdを浅くすることができる。吐出口22a1の深さdを浅くすることで、液滴4aを落下させ易くすることができる。すなわち、液滴径が小さい状態であっても液滴4aを落下させることができ、微小量のUV硬化樹脂4の塗布がし易くなる。また、図7を参照すると、吐出口22a1の供給管23と対向する導入側縁部22a12は、面取り加工された状態となっている。導入側縁部22a12を面取り加工することで、UV硬化樹脂4を導入しやすくなる。なお、本実施形態では、面取り加工は、R形状としているが、他の形状としてもよい。
Next, with reference to FIG. 7, an example in which the thickness around the discharge port 22a1 of the liquid drop discharge portion 22a is reduced toward the discharge port 22a1 will be described.
The second surface 22a3 of the liquid drop ejection portion 22a formed on the bottom of the outer cylinder portion 22 is a tapered surface. As a result, the depth d of the discharge port 22a1 can be made shallow. By making the depth d of the discharge port 22a1 shallow, it is possible to make it easier for the droplet 4a to fall. That is, the droplet 4a can be dropped even when the droplet diameter is small, and a minute amount of the UV curable resin 4 can be easily applied. Further, referring to FIG. 7, the introduction side edge portion 22a12 facing the supply pipe 23 of the discharge port 22a1 is in a chamfered state. By chamfering the introduction side edge portion 22a12, the UV curable resin 4 can be easily introduced. In the present embodiment, the chamfering process has an R shape, but other shapes may be used.

また、図8を参照すると、第2空気供給経路15bが廃止されている。UV硬化樹脂の粘度等の条件により、空気を導入することなく液滴4aを落下させることができる場合には、第2空気供給経路15bを廃止してもよい。この場合、液滴4aの自重と、液滴吐出部2aを降下させ、供給管3の先端面3bと分離する動作によって液滴4aを落下させる。 Further, referring to FIG. 8, the second air supply path 15b is abolished. If the droplet 4a can be dropped without introducing air due to conditions such as the viscosity of the UV curable resin, the second air supply path 15b may be abolished. In this case, the weight of the liquid drop 4a and the liquid drop ejection portion 2a are lowered, and the liquid drop 4a is dropped by the operation of separating from the tip surface 3b of the supply pipe 3.

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to such a specific embodiment, and various modifications and modifications are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

1 液体吐出器
2、22 外筒部
2a、22a 液滴吐出部
2a1、22a1 吐出口
2a11 内周壁面
2a2 第1面
2a3、22a3 第2面
3 供給管
3a 内周壁面
3b 先端面
3c 先端開口
4 UV硬化樹脂
4a 液滴
5 液体貯留部
6 昇降部
7 空気導入部
7a 空気通路
12 塗布対象物
13 第1撮像カメラ
14 第2撮像カメラ
15 空気供給部
15a 第1空気供給経路
15b 第2空気供給経路
16 制御部
1 Liquid discharger 2, 22 Outer cylinder 2a, 22a Droplet discharge 2a1, 22a1 Discharge port 2a11 Inner peripheral wall surface 2a2 First surface 2a3, 22a3 Second surface 3 Supply pipe 3a Inner peripheral wall surface 3b Tip surface 3c Tip opening 4 UV curable resin 4a Droplet 5 Liquid storage part 6 Elevating part 7 Air introduction part 7a Air passage 12 Application object 13 1st imaging camera 14 2nd imaging camera 15 Air supply unit 15a 1st air supply path 15b 2nd air supply path 16 Control unit

Claims (8)

外筒部と、
当該外筒部の底部に形成され、第1面と当該第1面の裏面となる第2面とを有する板状の部分であり、液滴の吐出口が設けられている液滴吐出部と、
前記外筒部の内側に配置され、先端面が前記第1面と対向させて設けられ、前記先端面が前記第1面に接触した状態で、前記先端面内に形成されている先端開口から前記吐出口に前記液滴を形成する液体を供給する供給管と、
前記第1面と、前記先端面とを分離する分離機構と、
前記先端開口を通じて前記吐出口に供給された前記液体が前記吐出口において液滴を形成した状態であり、かつ、前記液滴吐出部の前記第1面と前記供給管の前記先端面とが分離した状態において、前記外筒部の内周壁面と前記供給管の外周壁面とによって囲まれている空気導入部にのみ空気を供給し、当該空気を前記第1面と前記先端面との間に形成される空間に送り込む送風機構と、
を備え、
前記吐出口の口径は、前記供給管の内周径以下である液体吐出器。
Outer cylinder and
A plate-shaped portion formed at the bottom of the outer cylinder portion and having a first surface and a second surface which is a back surface of the first surface, and a droplet ejection portion provided with a droplet ejection port. ,
From the tip opening formed in the tip surface in a state where the tip surface is provided inside the outer cylinder portion and the tip surface faces the first surface and the tip surface is in contact with the first surface. A supply pipe that supplies the liquid that forms the droplets to the discharge port,
A separation mechanism that separates the first surface and the tip surface,
The liquid supplied to the discharge port through the tip opening is in a state of forming droplets at the discharge port, and the first surface of the droplet discharge portion and the tip surface of the supply pipe are separated. In this state, air is supplied only to the air introduction portion surrounded by the inner peripheral wall surface of the outer cylinder portion and the outer peripheral wall surface of the supply pipe, and the air is supplied between the first surface and the tip surface. A ventilation mechanism that sends air into the formed space ,
With
A liquid discharger having a diameter of the discharge port equal to or smaller than the inner circumference of the supply pipe.
前記吐出口の口径は、前記供給管の内周径よりも小さい請求項1に記載の液体吐出器。 The liquid discharger according to claim 1, wherein the diameter of the discharge port is smaller than the inner circumference of the supply pipe. 前記液滴吐出部の前記吐出口の周囲の板厚は、前記吐出口に向かうに従って薄肉とされている請求項1又は2に記載の液体吐出器。 The liquid discharger according to claim 1 or 2, wherein the plate thickness of the droplet discharge portion around the discharge port is reduced toward the discharge port. 前記吐出口の前記供給管と対向する導入側縁部は、面取り加工された状態である請求項1乃至3のいずれか一項に記載の液体吐出器。 The liquid discharger according to any one of claims 1 to 3, wherein the introduction side edge portion of the discharge port facing the supply pipe is chamfered. 前記液滴吐出部は、前記供給管の周囲に配置されている外筒部の底部に形成されている請求項1乃至4のいずれか一項に記載の液体吐出器。 The liquid discharger according to any one of claims 1 to 4, wherein the droplet discharge portion is formed at the bottom of an outer cylinder portion arranged around the supply pipe. 前記液体はUV硬化樹脂であり、
前記第1面と、前記第2面と、前記供給管の前記先端面のうち、少なくとも一面は、撥水面とされている請求項1乃至5のいずれか1項に記載の液体吐出器。
The liquid is a UV curable resin
The liquid discharger according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one of the first surface, the second surface, and the tip surface of the supply pipe is a water-repellent surface.
前記液体はUV硬化樹脂であり、
前記吐出口の内周面と、前記供給管の内周面のうち、少なくとも一面は、親水面とされている請求項1乃至6のいずれか1項に記載の液体吐出器。
The liquid is a UV curable resin
The liquid discharger according to any one of claims 1 to 6, wherein at least one of the inner peripheral surface of the discharge port and the inner peripheral surface of the supply pipe is a hydrophilic surface.
第1面と当該第1面の裏面となる第2面とを有する板状の部分であり、口径が供給管の内周径以下であり、液滴が吐出される吐出口が設けられている液滴吐出部の前記第1面と、先端面内に先端開口が形成されている前記供給管の前記先端面とを接触させた状態で、前記供給管に前記液滴を形成する液体を供給する工程と、
前記供給管への前記液体の供給を継続しつつ、前記吐出口から吐出された前記液体による液滴を所定の液滴径となるまで成長させる工程と、
前記液滴が所定の径に成長した後、前記第1面と前記先端面とを分離する工程と、
を含む液体吐出方法。
It is a plate-shaped portion having a first surface and a second surface which is the back surface of the first surface, has a diameter equal to or less than the inner circumference of the supply pipe, and is provided with a discharge port for discharging droplets. A liquid forming the droplet is supplied to the supply pipe in a state where the first surface of the droplet ejection portion and the tip surface of the supply pipe having a tip opening formed in the tip surface are in contact with each other. And the process to do
A step of growing droplets of the liquid discharged from the discharge port to a predetermined droplet diameter while continuing to supply the liquid to the supply pipe.
A step of separating the first surface and the tip surface after the droplet has grown to a predetermined diameter,
Liquid discharge method including.
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