JP7344212B2 - 多物質定量吐出および被覆システム - Google Patents
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Description
本願は、2018年3月15日に出願された米国特許仮出願第62/643,263号の優先権主張出願である。
・圧力制御に関する許容度が高いこと(すなわち、本システムは、定量吐出圧力に対して従来型ユニットと同程度の正確な管理または制御を必要としない)、
・定量吐出中の物質の流動学的性質への依存性が低いこと、
・コンパクトであり、単純であり、しかも安価であること、
・ある範囲の定量吐出頻度を通じて正確で高レベルの制御が得られること、
・スイッチ開離/閉成時間が早いこと、
・単純なシステムが追加のサブシステムなしで弁またはピストンポンプとして役立つこと、
・定量吐出のための物質相互間の切り換えが早いこと、
・2つの定量吐出方式、すなわち、単一のユニットでの「ドロップ・オン・デマンド」および「連続」が実施されること、
・一次元小滴位置決めのためのディスペンサヘッドの直接的な制御が行われること。
液状物質を定量吐出する定量吐出ユニットであって、上記ユニットは、中空リザーバを含み、上記リザーバは、シリンジを収容するよう構成されるとともに上記リザーバの一端部に細長いニップルを備え、上記ニップルは、上記リザーバ内に支持されると上記シリンジから定量吐出された液状物質のための流路となりかつ上記ニップルの端部の近くに設けられた穴を有し、上記ユニットは、シャフトを収容したピストンおよび上記液状物質のための上記流路が上記ブラケットに設けられたノズルの方へ差し向けられ上記リザーバの上記ニップルを受け入れるとともに上記シャフトが上記ニップルの上記穴および上記ノズルと整列するよう上記リザーバの上記ニップルに対して差し向けられた上記ピストンを受け入れるようになったブラケットを含み、それによりシャフトが上記穴を通って上記ノズルに向かって変位可能である、定量吐出ユニット。
上記ブラケットは、ディスペンサシステムのレールとインターフェースするようになったレールマウントを有する、実施態様項1記載の定量吐出ユニット。
上記ピストンは、上記ピストンの頂部のところにニブを有するとともに上記ピストンの長手方向長さに沿って位置決めされた空気ニップルを有し、上記シャフトを貫通した上記ピストンの中空シャフトが上記空気ニップルと流体連通状態にある、実施態様項1記載の定量吐出ユニット。
上記リザーバ内に受け入れられたシリンジをさらに含み、上記シリンジは、プランジャおよびキャップを有する、実施態様項1記載の定量吐出ユニット。
定量吐出システムであって、実施態様項1記載の定量吐出ユニットを1つまたは2つ以上を含み、上記定量吐出ユニットは、親ねじによって定められた上記定量吐出システムの長さに沿って側方に変位可能であるよう配置され、上記定量吐出システムは、上記親ねじを駆動して上記定量吐出ユニットを上記定量吐出システムの長さに沿って変位させるよう構成された第1のモータと、上記定量吐出ユニットのピストンを選択的に作動させて上記ピストンの上記シャフトの各々を上記定量吐出ユニットの上記ブラケットの上記ノズルに対して変位させるための手段とをさらに含む、定量吐出システム。
上記定量吐出ユニットの上記ピストンを選択的に作動させる上記手段は、上記定量吐出ユニットの上記ピストンの各々の長手方向軸線に平行にピストンを捕捉ブロック内で並進可能なピストンニブ捕捉ユニットと、ピストン変位シャフトを時計回りまたは反時計回りに回転させるよう結合された第2のモータとを含み、上記ピストン変位シャフトは、その一端部のところにピストン変位カムを有し、上記ピストンニブ捕捉ユニットは、上記ピストン変位カムを受け入れるカム凹部を含み、上記ピストンニブ捕捉ユニットは、上記シャフトの各々に被せられたときに上記ピストンの上記シャフトの各々のニブを受け入れるためのスロット付き凹部を含み、その結果、上記ピストン変位カムが上記ピストン変位シャフトとともに回転すると、上記ピストンニブ捕捉ユニットは、上記ピストンの長手方向軸線によって定められた方向に並進し、上記ピストンの各々の頂部に位置していて上記ピストンニブ捕捉ユニットのスロット付き凹部内に固定された任意の各ピストンニブもまた、それぞれの上記ピストン長手方向軸線に沿って並進する、実施態様項5記載の定量吐出システム。
上記ピストン変位シャフトの上記端部は、上記ピストン変位シャフトの回転軸線からオフセットしているのが良く、上記ピストン変位カムは、形状が長円形である、実施態様項6記載の定量吐出システム。
上記カム凹部を含むピストンニブ捕捉ユニットは、上記ピストンの各々の長手方向軸線に直交した軸線に沿って静止状態のままであるよう固定される、実施態様項6記載の定量吐出システム。
ピストンストロークシャフトを回転させるよう結合された第3のモータをさらに含み、上記ピストンストロークシャフトはその一端部に、上記ピストン変位シャフトに沿って変位可能カムに係合するよう位置決めされたピストンストロークカムを有し、上記変位可能カムは、上記ピストン変位カムに連結されたばね押しウェッジに当接し、その結果、上記ピストンストロークカムとの係合により上記変位可能カムの運動は、上記ウェッジを開くようにし、それにより上記ピストン変位カムの回転中心を上記ピストン変位シャフトの回転軸線から半径方向に遠ざける、実施態様項6記載の定量吐出システム。
物質を定量吐出するプロセスであって、本プロセスは、1つまたは2つ以上のシリンジを関心のある液状物質で満たし、次に上記シリンジの各々をディスペンサユニットの複数のリザーバの各々の中に配置するステップと、上記複数のリザーバと関連したピストンのそれぞれのピストンシャフトを作動させたときに関心のある上記液状物質の小滴を定量吐出するためのシリンジのそれぞれの圧力を設定するステップと、上記ディスペンサユニットの制御ユニットに関心のある上記液状物質の所望の印刷パターンをプログラムするステップとを含み、上記制御ユニットは、上記ディスペンサユニットの複数のアクチュエータに結合されており、本プロセスは、上記ディスペンサユニットのピストン変位カムの偏心度を設定するステップを含み、上記偏心度は、上記ピストンのピストンシャフトストローク長さを定め、本プロセスは、上記所望の印刷パターンに従う印刷作業を実行するステップを含み、上記印刷作業中、上記アクチュエータは、上記複数のリザーバと関連している上記ピストンのそれぞれの上記ピストンシャフトを上記ピストンの長さ方向長さに沿って変位させることによって上記リザーバからの上記液状物質の定量吐出を実行させ、それにより上記液状物質の上記小滴を生じさせる、プロセス。
上記シリンジのそれぞれの圧力を設定する上記ステップは、上記1つまたは2つ以上のシリンジのそれぞれのプランジャの位置を調節すステップを含む、実施態様項10記載のプロセス。
上記印刷作業中、関心のある上記液状物質を必要に応じて交換するステップをさらに含む、実施態様項10記載のプロセス。
各ピストンシャフトの変位は、上記アクチュエータのうちの1つが上記シャフトを回転させることによって達成され、上記シャフトの一端部は、その回転軸線からオフセットしており、それにより上記ピストンニブ捕捉ユニットを上記シャフトが回転しているときに上記ピストンの長手方向長さの軸線に平行な方向に変位させ、上記ピストンニブ捕捉ユニットは、選択された各ピストンの頂部ニブをスロット付き凹部内に捕捉し、上記頂部ニブは、上記ピストンニブ捕捉ユニットが動いているときに上記スロット付き凹部内に位置決めされ、それにより上記選択された各ピストンの上記シャフトの運動を生じさせる、実施態様項10記載のプロセス。
上記アクチュエータのうちの第2のアクチュエータは、親ねじを時計回りまたは反時計回りに回転させることによって上記定量吐出ユニットの上記複数のリザーバを選択された各ピストンの上記シャフトの運動相互間の定量吐出ユニットの長さに沿って変位させることができる、実施態様項13記載のプロセス。
上記アクチュエータのうちの第3のアクチュエータが上記シャフトの端部のオフセット距離をその回転軸線から変更することによって上記ピストンシャフトストローク長さを変更する、実施態様項14記載のプロセス。
実施態様項1に記載されているような定量吐出ユニットを1つまたは2つ以上有する被覆装置であって、上記定量吐出ユニットは、上記定量吐出ユニットの各中空リザーバ内に受け入れられたシリンジからの流量力学的物質を上記定量吐出ユニットの各ノズル下でかつ被覆装置の1対のローラによって定められた隙間を通って1対のスプール相互間に引き込まれた軟質フィルムに塗布するよう配置され、上記隙間は、上記シリンジからの上記流動学的物質がフィルム走行方向において上記フィルムに塗布された被覆領域の後ろに位置決めされることによって上記フィルムに塗布された流動学的物質の層の厚さを定め、上記隙間は、上記隙間を通ってつるされたマイクロワイヤによって上記ローラ相互間の所望の離隔距離に維持される、被覆装置。
上記ラックに取り付けられた複数のマイクロワイヤホルダをさらに有し、上記ラックは、レールホルダに固定された1本または2本以上のレールで形成されている第1の軌道に摺動可能に固定され、その結果、所望厚さを有するマイクロワイヤを備えた選択済みのマイクロワイヤホルダが上記1対のローラ相互間の隙間に隣接して位置決め可能であるようになっている、実施態様項16記載の被覆装置。
各マイクロワイヤホルダは、上記第1の軌道の広がりに垂直な方向においてそれぞれ対応した第2の軌道に沿って変位可能である、実施態様項17記載の被覆装置。
各マイクロワイヤホルダは、ホルダフレームを有するのが良く、ドラムおよびワイヤ支持体が上記ホルダフレームに取り付けられ、各マイクロワイヤホルダのそれぞれのマイクロワイヤの一端部は、それぞれの第1のドラムに固定され、それぞれのマイクロワイヤの別の端部は、それぞれの第2のドラムに固定され、それぞれのマイクロワイヤの中間部分は、ワイヤ支持体によって支持され、その結果、それぞれの第1および第2のドラムのそれぞれの回転軸線回りにおける回転により、それぞれのマイクロワイヤの張力が調節されるようになっている、実施態様項18記載の被覆装置。
上記隙間は、2つのマイクロワイヤサブアセンブリによって定められ、各マイクロワイヤサブアセンブリは、所望厚さのマイクロワイヤを有する選択済みのマイクロワイヤホルダを上記ローラの表面に隣接して位置決めするよう上記レールに沿って直線的に並進可能であるラックを含む、実施態様項16記載の被覆装置。
被覆装置であって、上記被覆装置の1対のローラ間の隙間中に引き込まれた軟質フィルム上に流動学的物質を塗布するよう配置された定量吐出ユニットを有し、上記隙間は、上記流動学的物質がフィルム走行方向において上記フィルムに塗布される被覆領域の後に位置決めされることによって上記フィルムに塗布される流動学的物質の層の厚さを定め、上記隙間は、上記隙間に通してつるされたマイクロワイヤによって上記ローラ相互間の所望の離隔距離に維持される幅を有する、被覆装置。
ラックに取り付けられた複数のマイクロワイヤホルダをさらに有し、上記ラックは、レールホルダに固定された1本または2本以上のレールで形成されている第1の軌道に摺動可能に固定され、所望の厚さを有するマイクロワイヤを備えた選択済みのマイクロワイヤホルダが上記1対のローラ相互間の上記隙間に隣接して位置決め可能である、実施態様項1記載の被覆装置。
各マイクロワイヤホルダは、上記第1の軌道の広がりに対して垂直な方向においてそれぞれの第2の軌道に沿って変位可能である、実施態様項22記載の被覆装置。
各マイクロワイヤホルダは、ドラムおよびワイヤ支持体が取り付けられたホルダフレームを有し、各マイクロホルダのそれぞれのマイクロワイヤの一端部は、それぞれの第1のドラムに固定され、上記それぞれのマイクロワイヤの別の端部は、それぞれの第2のドラムに固定され、上記それぞれのマイクロワイヤの中間部分は、ワイヤ支持体によって支持され、それぞれの第1および第2のドラムのそれぞれの回転軸線回りにおける回転により、上記それぞれのマイクロワイヤの張力が調節されるようになっている、実施態様項23記載の被覆装置。
上記隙間幅は、2つのマイクロワイヤサブアセンブリによって定められ、各マイクロワイヤサブアセンブリは、所望厚さのマイクロワイヤを有する選択済みのマイクロワイヤホルダを上記ローラの表面に隣接して位置決めするようレールに沿って直線的に並進可能であるラックを含む、実施態様項21記載の被覆装置。
上記マイクロワイヤは、上記隙間を通ってつるされかつ上記フィルムと接触状態にある、実施態様項21記載の被覆装置。
上記マイクロワイヤは、上記隙間を通ってつるされかつ上記ローラのうちの一方と接触状態にあるが、上記フィルムとは接触状態にはない、実施態様項21記載の被覆装置。
上記マイクロワイヤは、上記1対のローラの各々と接触した状態にあるが上記フィルムとは接触していない状態で上記隙間を通ってつるされている、実施態様項21記載の被覆装置。
上記流動学的物質が塗布される上記フィルムは、上記隙間を横切って第2のフィルムと対向関係をなしている、実施態様項21記載の被覆装置。
上記マイクロワイヤは、上記流動学的物質が塗布される上記フィルムおよび上記第2のフィルムと接触した状態で上記隙間を通ってつるされている、実施態様項29記載の被覆装置。
上記マイクロワイヤは、上記ローラのうちの一方と接触した状態にあるが、上記流動学的物質が塗布される上記フィルムとは接触していない状態で上記隙間を通ってつるされている、実施態様項29記載の被覆装置。
上記マイクロワイヤは、上記1対のローラのうちの各々と接触した状態にあるが、上記流動学的物質が塗布される上記フィルムまたは上記第2のフィルムとは接触していない状態で上記隙間を通ってつるされている、実施態様項29記載の被覆装置。
フィルムを被覆する方法であって、上記方法は、1対のローラ相互間の隙間を通って軟質フィルムを引き込みながら上記軟質フィルムの表面上に第1の流動学的物質を定量吐出するステップを含み、上記隙間は、上記流動学的物質がフィルム走行方向において上記フィルムに塗布される被覆領域の後に位置決めされることによって上記フィルムに塗布される上記流動学的物質の層の厚さを定め、上記方法は、上記流動学的物質の定量吐出が起こっているときに上記隙間を通って第1のマイクロワイヤを位置決めすることによって上記隙間をある幅に維持するステップをさらに含む、方法。
上記第1の流動学的物質が塗布される上記フィルムは、上記隙間を横切って第2のフィルムと対向関係をなし、上記方法は、上記流動学的物質が塗布される上記フィルムから上記隙間を横切る上記第2のフィルムの接触領域を調節するステップをさらに含む、実施態様項33記載の方法。
上記第2のフィルムの接触領域を調節した後、第2の流動学的物質を上記軟質フィルムの上記表面に定量吐出するステップをさらに含む、実施態様項34記載の方法。
上記第1の流動学的物質の定量吐出中、上記第1のマイクロワイヤを、上記隙間を通る上記第1のマイクロワイヤとは異なる厚さの第2のマイクロワイヤに交換することによって上記隙間の上記幅を調節するステップをさらに含む、実施態様項33記載の方法。
上記第1の流動学的物質が塗布される上記フィルムは、上記隙間を横切って第2のフィルムと対向関係をなし、上記方法は、上記第1の流動学的物質が塗布される上記フィルムから上記隙間を横切る上記第2のフィルムの接触領域を調節するステップをさらに含む、実施態様項36記載の方法。
上記第1のマイクロワイヤを上記隙間を通る上記第1のマイクロワイヤとは異なる厚さの第2のマイクロワイヤに交換している間、上記第1の流動学的物質の定量吐出を中断するステップをさらに含む、実施態様項33記載の方法。
上記第1の流動学的物質が塗布される上記フィルムは、上記隙間を横切って第2のフィルムと対向関係をなし、上記方法は、上記流動学的物質が塗布される上記フィルムから上記隙間を横切る上記第2のフィルムの接触領域を調節するステップをさらに含む、実施態様項38記載の方法。
上記第1の流動学的物質の定量吐出を一時停止して第2の流動学的物質を上記フィルムの上記表面上に定量吐出するステップと、上記第1のマイクロワイヤを、上記隙間を通る上記第1のマイクロワイヤとは異なる厚さの第2のマイクロワイヤに交換することによって上記隙間の上記幅を調節するステップとをさらに含む、実施態様項33記載の方法。
Claims (12)
- 被覆装置であって、前記被覆装置の1対のローラ間の隙間中に引き込まれた軟質フィルム上に流動学的物質を塗布するよう配置された定量吐出ユニットを有し、前記隙間は、前記流動学的物質がフィルム走行方向において前記軟質フィルムに塗布される被覆領域の後に位置決めされることによって前記軟質フィルムに塗布される流動学的物質の層の厚さを定め、前記隙間は、前記隙間に通してつるされたマイクロワイヤによって前記1対のローラ相互間の所望の離隔距離に維持される幅を有し、前記流動学的物質が塗布される前記軟質フィルムは、前記隙間を横切って第2のフィルムと対向関係をなしている、被覆装置。
- ラックに取り付けられた複数のマイクロワイヤホルダをさらに有し、前記ラックは、レールホルダに固定された1本または2本以上のレールで形成されている第1の軌道に摺動可能に固定され、所望の厚さを有するマイクロワイヤを備えた選択済みのマイクロワイヤホルダが前記1対のローラ相互間の前記隙間に隣接して位置決め可能である、請求項1記載の被覆装置。
- 各マイクロワイヤホルダは、前記第1の軌道の広がりに対して垂直な方向においてそれぞれの第2の軌道に沿って変位可能である、請求項2記載の被覆装置。
- 各マイクロワイヤホルダは、ドラムおよびワイヤ支持体が取り付けられたホルダフレームを有し、各マイクロホルダのそれぞれのマイクロワイヤの一端部は、それぞれの第1のドラムに固定され、前記それぞれのマイクロワイヤの別の端部は、それぞれの第2のドラムに固定され、前記それぞれのマイクロワイヤの中間部分は、ワイヤ支持体によって支持され、それぞれの第1および第2のドラムのそれぞれの回転軸線回りにおける回転により、前記それぞれのマイクロワイヤの張力が調節されるようになっている、請求項3記載の被覆装置。
- 前記隙間幅は、2つのマイクロワイヤサブアセンブリによって定められ、各マイクロワイヤサブアセンブリは、所望厚さのマイクロワイヤを有する選択済みのマイクロワイヤホルダを前記1対のローラの表面に隣接して位置決めするようレールに沿って直線的に並進可能であるラックを含む、請求項1記載の被覆装置。
- 前記マイクロワイヤは、前記流動学的物質が塗布される前記軟質フィルムおよび前記第2のフィルムと接触した状態で前記隙間を通ってつるされている、または、
前記マイクロワイヤは、前記1対のローラのうちの一方と接触した状態にあるが、前記流動学的物質が塗布される前記軟質フィルムとは接触していない状態で前記隙間を通ってつるされている、または、
前記マイクロワイヤは、前記1対のローラのうちの各々と接触した状態にあるが、前記流動学的物質が塗布される前記軟質フィルムまたは前記第2のフィルムとは接触していない状態で前記隙間を通ってつるされている、
のいずれか1つの状態である、請求項1記載の被覆装置。 - 軟質フィルムを被覆する方法であって、前記方法は、1対のローラ相互間の隙間を通って前記軟質フィルムを引き込みながら前記軟質フィルムの表面上に第1の流動学的物質を定量吐出するステップを含み、前記隙間は、前記第1の流動学的物質がフィルム走行方向において前記軟質フィルムに塗布される被覆領域の後に位置決めされることによって前記軟質フィルムに塗布される前記第1の流動学的物質の層の厚さを定め、前記方法は、前記第1の流動学的物質の定量吐出が起こっているときに前記隙間を通って第1のマイクロワイヤを位置決めすることによって前記隙間をある幅に維持するステップをさらに含み、前記第1の流動学的物質が塗布される前記軟質フィルムは、前記隙間を横切って第2のフィルムと対向関係をなしている、方法。
- 前記方法は、前記第1の流動学的物質が塗布される前記軟質フィルムから前記隙間を横切る前記第2のフィルムの接触領域を調節するステップをさらに含む、請求項7記載の方法。
- 前記第2のフィルムの接触領域を調節した後、第2の流動学的物質を前記軟質フィルムの前記表面に定量吐出するステップをさらに含む、請求項8記載の方法。
- 前記第1の流動学的物質の定量吐出中、前記第1のマイクロワイヤを、前記隙間を通る前記第1のマイクロワイヤとは異なる厚さの第2のマイクロワイヤに交換することによって前記隙間の前記幅を調節するステップをさらに含む、請求項7記載の方法。
- 前記第1の流動学的物質の定量吐出を中断する一方で前記第1のマイクロワイヤを前記隙間を通る前記第1のマイクロワイヤとは異なる厚さの第2のマイクロワイヤに交換するステップをさらに含む、請求項7記載の方法。
- 前記第1の流動学的物質の定量吐出を一時停止して第2の流動学的物質を前記軟質フィルムの前記表面上に定量吐出するステップと、前記第1のマイクロワイヤを、前記隙間を通る前記第1のマイクロワイヤとは異なる厚さの第2のマイクロワイヤに交換することによって前記隙間の前記幅を調節するステップとをさらに含む、請求項7記載の方法。
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