JPH05285434A - Apparatus for discharging liquid - Google Patents

Apparatus for discharging liquid

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JPH05285434A
JPH05285434A JP12140392A JP12140392A JPH05285434A JP H05285434 A JPH05285434 A JP H05285434A JP 12140392 A JP12140392 A JP 12140392A JP 12140392 A JP12140392 A JP 12140392A JP H05285434 A JPH05285434 A JP H05285434A
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JP
Japan
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valve rod
liquid
ejecting apparatus
liquid ejecting
main body
Prior art date
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Pending
Application number
JP12140392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Kamimura
賢次 上村
Masakazu Kitanaka
正教 北中
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.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
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Abstract

PURPOSE:To discharge precisely a small amount of liquid and to reduce electric power consumption by driving a valve rod with a continuous displacement actuator in a compressed air type apparatus for discharging liquid. CONSTITUTION:Since a valve rod 6 is driven by a piezoelectric element as a continuous displacement actuator 5 to open a nozzle 4, with the valve rod 6 opened, the stroke of the valve rod 6 is continuously controlled by the output of the piezoelectric element 5, changing the amount of discharged liquid 2 by regulating the opening of the nozzle 4. The piezoelectric element 5 can open the valve rod 6 in a shorter time than the shortest time required to open an electromagnetic valve. By driving the piezoelectric element 5 at a high speed, the opening speed of the valve rod 6 can remarkably be elevated, and the change in the opening speed due to the deterioration of a spring is also prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液体吐出装置に関する。
具体的にいうと、バルブロッドを用いた空気圧送式の液
体吐出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid ejection device.
More specifically, the present invention relates to an air pressure type liquid ejection device using a valve rod.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10はバルブロッドを用いた空気圧送
式の液体吐出装置51の従来例を示す概略断面図であ
る。この液体吐出装置51にあっては、シリンジ52の
下部に設けられたノズル53を電磁バルブ54によって
開閉するようにしてあり、シリンジ52の中に吐出液5
5を入れておき、シリンジ52内に圧縮空気56を圧送
して吐出液55に一定の圧力を加えている。電磁バルブ
54は、バルブロッド57の先端でノズル53を開閉す
るようにし、バネ58によってバルブロッド57をノズ
ル閉成方向に付勢し、電磁ソレノイド59によってバル
ブロッド57を後退させるようにしており、電磁ソレノ
イド59をオンにしてバネ58の弾性力に抗してバルブ
ロッド57を引き上げるとノズル53が開かれ、空気圧
によって吐出液55がノズル53から吐出される。吐出
を終える時には、電磁ソレノイド59をオフにすると、
バネ58によってバルブロッド57が突出し、ノズル5
3が閉栓される。
2. Description of the Related Art FIG. 10 is a schematic sectional view showing a conventional example of a pneumatic liquid discharge device 51 using a valve rod. In this liquid ejecting apparatus 51, the nozzle 53 provided at the lower portion of the syringe 52 is opened and closed by the electromagnetic valve 54, and the ejecting liquid 5 is put into the syringe 52.
5, the compressed air 56 is pressure-fed into the syringe 52 to apply a constant pressure to the discharge liquid 55. The electromagnetic valve 54 opens and closes the nozzle 53 with the tip of the valve rod 57, urges the valve rod 57 in the nozzle closing direction by a spring 58, and retracts the valve rod 57 by an electromagnetic solenoid 59. When the electromagnetic solenoid 59 is turned on and the valve rod 57 is pulled up against the elastic force of the spring 58, the nozzle 53 is opened and the discharge liquid 55 is discharged from the nozzle 53 by air pressure. When the electromagnetic solenoid 59 is turned off when the discharge is finished,
The valve rod 57 is projected by the spring 58 and the nozzle 5
3 is closed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電磁バ
ルブによってバルブロッドの開閉を行なう方式では、バ
ルブロッドの最小応答速度に限界があった。このため、
従来の液体吐出装置51にあっては、バルブロッド57
の閉成時の応答速度が遅く、吐出液55の吐出精度を低
下させる原因となっていた。
However, in the system in which the valve rod is opened and closed by the electromagnetic valve, the minimum response speed of the valve rod is limited. For this reason,
In the conventional liquid ejecting apparatus 51, the valve rod 57
The response speed at the time of closing was slow, which was a cause of lowering the discharge accuracy of the discharge liquid 55.

【0004】また、バルブロッド57を閉じるバネ58
が劣化すると、バルブロッド57の閉成時の速度が変化
するので、バルブロッド57の閉成時の応答速度が遅く
なったり、変化したりし、吐出液55の吐出精度を低下
させる恐れがあった。
A spring 58 for closing the valve rod 57 is also provided.
When the valve rod 57 closes, the speed of the valve rod 57 at the time of closing changes. Therefore, the response speed of the valve rod 57 at the time of closing may change or change, and the discharge accuracy of the discharge liquid 55 may decrease. It was

【0005】また、電磁バルブ54は、オン,オフ制御
しかできず、吐出量の微量制御が困難であった。しか
も、電磁バルブ54は、オン時にバルブロッド57を一
定距離後退させてノズル53を開くだけであり、バルブ
ロッド57のストロークの制御を行なえないので、ノズ
ル53からの吐出液55の吐出流量を調整できなかっ
た。
Further, the electromagnetic valve 54 can only be turned on and off, and it has been difficult to control the discharge amount in minute amounts. Moreover, the electromagnetic valve 54 only retracts the valve rod 57 by a certain distance when it is turned on to open the nozzle 53, and cannot control the stroke of the valve rod 57. Therefore, the discharge flow rate of the discharge liquid 55 from the nozzle 53 is adjusted. could not.

【0006】また、電磁バルブ54をオンにしてノズル
53を開いているので、ノズル53の開成中に絶えず電
磁ソレノイド59に通電する必要があり、消費電力が大
きいという欠点があった。
Further, since the electromagnetic valve 54 is turned on and the nozzle 53 is opened, it is necessary to constantly energize the electromagnetic solenoid 59 during the opening of the nozzle 53, which has a drawback that the power consumption is large.

【0007】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、バルブロッ
ドの応答速度を速くして吐出液の吐出精度を向上させ、
また、液体吐出装置(本体)の移動速度等に応じて吐出
流量を調整することができ、さらに微量吐出の可能な液
体吐出装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the drawbacks of the above-mentioned conventional examples, and an object thereof is to improve the discharge accuracy of the discharge liquid by increasing the response speed of the valve rod.
Another object of the present invention is to provide a liquid ejection device capable of adjusting the ejection flow rate according to the moving speed of the liquid ejection device (main body) and the like and capable of ejecting a small amount.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の液体吐出装置
は、バルブロッドによってノズルを開閉し、吐出液に加
えられている空気圧によって吐出液をノズルから吐出さ
せるようにした空気圧送式の液体吐出装置において、前
記バルブロッドを連続的に変位する変位アクチュエータ
により駆動させるようにしたことを特徴としている。
A liquid discharge apparatus according to the present invention is a pneumatic discharge type liquid discharge in which a nozzle is opened and closed by a valve rod and the discharge liquid is discharged from the nozzle by air pressure applied to the discharge liquid. The device is characterized in that the valve rod is driven by a displacement actuator that is continuously displaced.

【0009】また、この液体吐出装置は、前記容器、前
記バルブロッド及び当該バルブロッドを直接に駆動する
前記変位アクチュエータを備えた液体吐出装置本体と、
前記液体吐出装置本体を移動させるための2次元移動装
置と、2次元移動装置による液体吐出装置の移動速度を
検出する速度検出手段と、前記速度検出手段の出力に基
づいて変位アクチュエータの変位量を制御する手段とを
備えていても良い。
Further, this liquid ejecting apparatus includes a liquid ejecting apparatus main body comprising the container, the valve rod, and the displacement actuator for directly driving the valve rod,
A two-dimensional moving device for moving the liquid ejecting apparatus main body, a speed detecting unit for detecting a moving speed of the liquid ejecting apparatus by the two-dimensional moving device, and a displacement amount of a displacement actuator based on an output of the speed detecting unit. It may be provided with a means for controlling.

【0010】また、この液体吐出装置は、前記容器、前
記バルブロッド及び当該バルブロッドを直接に駆動する
前記変位アクチュエータを備えた液体吐出装置本体と、
前記液体吐出装置本体を移動させるための2次元移動装
置と、2次元移動装置による液体吐出装置の移動速度を
検出する速度検出手段と、液体吐出装置の位置を検出す
る位置検出手段と、前記速度検出手段と位置検出手段の
出力に基づいて変位アクチュエータの変位量を制御する
手段とを備えていても良い。
Further, this liquid ejecting apparatus comprises a liquid ejecting apparatus main body comprising the container, the valve rod, and the displacement actuator for directly driving the valve rod,
A two-dimensional moving device for moving the liquid ejecting apparatus main body, a speed detecting means for detecting a moving speed of the liquid ejecting apparatus by the two-dimensional moving apparatus, a position detecting means for detecting a position of the liquid ejecting apparatus, and the speed. It may be provided with a detecting means and a means for controlling the displacement amount of the displacement actuator based on the output of the position detecting means.

【0011】[0011]

【作用】本発明の液体吐出装置にあっては、連続的に変
位する変位アクチュエータによってバルブロッドを駆動
してノズルを開閉させるようにしているので、バルブロ
ッドの開閉時に変位アクチュエータの出力によってバル
ブロッドのストロークを連続的に制御することができ
る。したがって、バルブロッドのストロークによってノ
ズルの開閉量を調整することができ、吐出液の吐出流量
を変化させることができる。
In the liquid discharge apparatus of the present invention, since the valve rod is driven by the displacement actuator which is continuously displaced to open and close the nozzle, the valve rod is opened and closed by the output of the displacement actuator. The stroke can be controlled continuously. Therefore, the opening / closing amount of the nozzle can be adjusted by the stroke of the valve rod, and the discharge flow rate of the discharge liquid can be changed.

【0012】さらに、変位アクチュエータ(例えば、圧
電素子)によりバルブロッドの開閉を行なえば、電磁バ
ルブによるバルブロッドの最小開閉時間よりも短い時間
でバルブロッドの開閉を行なうことができ、変位アクチ
ュエータを高速駆動することによりバルブロッドの開成
速度や閉成速度を飛躍的に向上させることができる。ま
た、バネの劣化によってバルブロッドの閉成時の速度が
変化する恐れもなくなる。したがって、微量の吐出液を
より精密に吐出させることが可能になる。
Further, if the valve rod is opened / closed by a displacement actuator (for example, a piezoelectric element), the valve rod can be opened / closed in a time shorter than the minimum opening / closing time of the valve rod by the electromagnetic valve. By driving, the opening speed and closing speed of the valve rod can be dramatically improved. Further, there is no fear that the speed of the valve rod at the time of closing will change due to the deterioration of the spring. Therefore, it becomes possible to discharge a minute amount of the discharge liquid more accurately.

【0013】さらに、変位アクチュエータはバルブロッ
ドを変位させる際にのみ駆動すればよく、例えばバルブ
ロッドを開いた状態に保持するために変位アクチュエー
タを稼働させる必要がないので、消費電力を少なくする
ことができる。
Further, the displacement actuator need only be driven when displacing the valve rod, and it is not necessary to operate the displacement actuator to hold the valve rod in an open state, for example, so that power consumption can be reduced. it can.

【0014】また、容器とバルブロッドと変位アクチュ
エータを備えた液体吐出装置本体、液体吐出装置本体を
移動させる2次元移動装置、液体吐出装置の移動速度を
検出する速度検出手段、および変位アクチュエータの変
位量制御手段を備えた液体吐出装置にあっては、吐出液
を吐出する液体吐出装置本体の移動速度に応じて変位ア
クチュエータによるバルブロッドの変位量を制御し、吐
出流量を調整することができるので、例えば液体吐出装
置本体の移動速度が変化する場合でも吐出液の塗布量が
一定となるように調整することができる。
Further, a liquid ejecting apparatus main body provided with a container, a valve rod and a displacement actuator, a two-dimensional moving device for moving the liquid ejecting apparatus main body, a speed detecting means for detecting a moving speed of the liquid ejecting apparatus, and a displacement of the displacement actuator. In the liquid ejecting apparatus provided with the amount control means, since the displacement amount of the valve rod by the displacement actuator can be controlled according to the moving speed of the liquid ejecting apparatus main body for ejecting the ejected liquid, the ejection flow rate can be adjusted. For example, even when the moving speed of the liquid ejecting apparatus main body changes, the application amount of the ejecting liquid can be adjusted to be constant.

【0015】また、容器とバルブロッドと変位アクチュ
エータを備えた液体吐出装置本体、液体吐出装置本体を
移動させる2次元移動装置、液体吐出装置の移動速度を
検出する速度検出手段、液体吐出装置本体の位置を検出
する位置検出装置、および変位アクチュエータの変位量
制御手段を備えた液体吐出装置にあっては、液体吐出装
置本体の位置及び移動速度に応じてフレキシブルに吐出
液の吐出流量を調整することができる。
Further, the liquid ejecting apparatus main body provided with the container, the valve rod and the displacement actuator, the two-dimensional moving device for moving the liquid ejecting apparatus main body, the speed detecting means for detecting the moving speed of the liquid ejecting apparatus, and the liquid ejecting apparatus main body In a liquid ejection device including a position detection device for detecting a position and a displacement amount control means for a displacement actuator, the ejection flow rate of ejection liquid is flexibly adjusted according to the position and movement speed of the liquid ejection device body. You can

【0016】[0016]

【実施例】図1は本発明の一実施例による液体吐出装置
に用いられている液体吐出装置本体1を示す概略断面図
である。吐出液2を入れるシリンジ3の下端部には液体
吐出用のノズル4が設けられており、シリンジ3内の上
部には圧電素子(PZT)5が設置されている。圧電素
子5にはノズル4を開閉するためのバルブロッド6が直
結されており、バルブロッド6の下端部はシリンジ3の
内側からノズル4に臨んでいる。また、シリンジ3内の
吐出液2の上方空間には圧縮空気7が圧送されており、
吐出液2の液面に一定圧力を常に加えている。
1 is a schematic sectional view showing a liquid ejecting apparatus main body 1 used in a liquid ejecting apparatus according to an embodiment of the present invention. A nozzle 4 for ejecting a liquid is provided at a lower end portion of a syringe 3 for containing the ejection liquid 2, and a piezoelectric element (PZT) 5 is provided at an upper portion inside the syringe 3. A valve rod 6 for opening and closing the nozzle 4 is directly connected to the piezoelectric element 5, and the lower end of the valve rod 6 faces the nozzle 4 from the inside of the syringe 3. In addition, compressed air 7 is pressure-fed to the space above the discharge liquid 2 in the syringe 3.
A constant pressure is constantly applied to the liquid surface of the discharge liquid 2.

【0017】このような圧電素子5は例えば高周波信号
を印加することにより高速で精密に変位するので、バル
ブロッド6の開閉速度、特に閉成時の速度が電磁バルブ
54を用いたものに比較して大幅に向上する。この結
果、バルブロッド6を瞬間的に開閉できるようになり、
吐出液2の微量吐出精度を向上させることができる。
Since such a piezoelectric element 5 is accurately displaced at high speed by applying a high-frequency signal, for example, the opening / closing speed of the valve rod 6, especially the closing speed, is higher than that using the electromagnetic valve 54. Greatly improve. As a result, the valve rod 6 can be opened and closed instantaneously,
It is possible to improve the precision of the minute amount of the discharge liquid 2.

【0018】また、ノズル4からの吐出流量は、圧電素
子5によってバルブロッド6の変位量を制御し、ノズル
4とバルブロッド6の間のギャップ量sを変化させるこ
とにより調整できる。特に、この実施例では、バルブロ
ッド6からの吐出流量Qがバルブロッド6とノズル4の
ギャップ量sに比例するようノズル4の形状及びバルブ
ロッド6の先端形状を設計してあり、バルブロッド6と
ノズル4のギャップ量sは圧電素子5の変位量をリニア
に制御することにより調整される。したがって、図2に
示すように、圧電素子5によってバルブロッド6とノズ
ル4のギャップ量sを変化させると、それに比例してノ
ズル4からの吐出流量Qが増加するが、ギャップ量がs
cとなってノズル4が完全に開いた後は吐出流量Qは一
定値Qcとなる。
The discharge flow rate from the nozzle 4 can be adjusted by controlling the displacement amount of the valve rod 6 by the piezoelectric element 5 and changing the gap amount s between the nozzle 4 and the valve rod 6. Particularly, in this embodiment, the shape of the nozzle 4 and the tip shape of the valve rod 6 are designed so that the discharge flow rate Q from the valve rod 6 is proportional to the gap amount s between the valve rod 6 and the nozzle 4. The gap amount s of the nozzle 4 is adjusted by linearly controlling the displacement amount of the piezoelectric element 5. Therefore, as shown in FIG. 2, if the gap amount s between the valve rod 6 and the nozzle 4 is changed by the piezoelectric element 5, the discharge flow rate Q from the nozzle 4 increases in proportion thereto, but the gap amount is s.
After reaching c and the nozzle 4 is completely opened, the discharge flow rate Q becomes a constant value Qc.

【0019】図3は上記液体吐出装置本体1をXYステ
ージ8に設置して2次元平面内で液体吐出装置本体1を
移動させられるようにした液体吐出装置Aを示す平面図
である。液体吐出装置本体1は、XYステージ8のY方
向フレーム9に沿って移動することによりY方向に変位
し、Y方向フレーム9をX方向フレーム10に沿って移
動させることによりX方向に変位する。しかして、液体
吐出装置本体1は、XYステージ8によってX方向及び
Y方向へ移動しながらノズル4から吐出液2を吐出し、
同時に、圧電素子5によってバルブロッド6を変位させ
ることにより吐出流量Qを制御される。
FIG. 3 is a plan view showing a liquid ejecting apparatus A in which the liquid ejecting apparatus main body 1 is installed on an XY stage 8 so that the liquid ejecting apparatus main body 1 can be moved within a two-dimensional plane. The liquid ejecting apparatus main body 1 is displaced in the Y direction by moving along the Y direction frame 9 of the XY stage 8, and is displaced in the X direction by moving the Y direction frame 9 along the X direction frame 10. Then, the liquid ejecting apparatus main body 1 ejects the ejecting liquid 2 from the nozzle 4 while moving in the X direction and the Y direction by the XY stage 8,
At the same time, the discharge flow rate Q is controlled by displacing the valve rod 6 by the piezoelectric element 5.

【0020】また、この液体吐出装置Aは、XYステー
ジ8による液体吐出装置1の移動速度Vに応じて圧電素
子5の出力変位量を制御し、吐出液2の吐出流量Qを調
整する制御装置11を備えている。図4は圧電素子5を
制御するための制御装置11の構成を示すブロック図で
あって、12は線形速度演算器、13は変位指令信号発
生装置、14は圧電素子5を駆動するための駆動アンプ
である。XYステージ8から線形速度演算部12へは液
体吐出装置本体1のX方向及びY方向の移動速度(以
下、それぞれX軸速度、Y軸速度という。)VX,VY
出力されており、線形速度演算部12では液体吐出装置
本体1の線形移動速度V(ただし、V2=VX 2+VY 2
が演算されている。線形速度演算部12で線形移動速度
Vが演算されると、液体吐出装置本体1の線形移動速度
Vを示す信号が変位指令信号発生装置13へ出力され
る。変位指令信号発生装置13は入力された線形移動速
度情報に基づき、吐出液2の対象物への塗布量(すなわ
ち、塗布厚や塗布幅など)が一定となるように圧電素子
5の変位量を演算し、圧電素子5を演算量だけ変位させ
るための変位指令信号(周波数信号など)DCSを出力
する。すなわち、変位指令信号発生装置13は、液体吐
出装置本体1の線形移動速度Vが大きい場合にはバルブ
ロッド6を開いて吐出流量Qを増加させ、逆に、液体吐
出装置本体1の線形移動速度Vが小さい場合にはバルブ
ロッド6を閉じて吐出流量Qを減少させ、これによって
対象物上の塗布量が一定となるように圧電素子5を制御
する。例えば、図2のように圧電素子の変位量(ノズル
−バルブロッド間のギャップ量s)と吐出液2の吐出流
量Qとが比例する場合には、圧電素子5の変位量は移動
速度Vと比例するように(比例係数は予め設定されてい
る。)決定される。変位指令信号発生装置13から駆動
アンプ14へ変位指令信号DCSが出力されると、変位
指令信号DCSは駆動アンプ14で電力増幅された後、
圧電素子5に印加され、圧電素子5が駆動される。
Further, the liquid ejecting apparatus A controls the output displacement amount of the piezoelectric element 5 according to the moving speed V of the liquid ejecting apparatus 1 by the XY stage 8 and adjusts the ejecting flow rate Q of the ejecting liquid 2. 11 is provided. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control device 11 for controlling the piezoelectric element 5, in which 12 is a linear velocity calculator, 13 is a displacement command signal generator, and 14 is a drive for driving the piezoelectric element 5. It is an amplifier. From the XY stage 8 to the linear velocity calculator 12, the moving velocities V X and V Y of the liquid ejecting apparatus main body 1 in the X and Y directions (hereinafter, respectively referred to as X axis velocity and Y axis velocity) are output, In the linear velocity calculation unit 12, the linear movement velocity V of the liquid ejecting apparatus main body 1 (where V 2 = V X 2 + V Y 2 )
Is being calculated. When the linear movement velocity V is calculated by the linear velocity calculation unit 12, a signal indicating the linear movement velocity V of the liquid ejection device body 1 is output to the displacement command signal generation device 13. The displacement command signal generator 13 determines the displacement amount of the piezoelectric element 5 based on the input linear movement speed information so that the application amount of the discharge liquid 2 (that is, the application thickness, the application width, etc.) becomes constant. A displacement command signal (frequency signal or the like) DCS for calculating and displacing the piezoelectric element 5 by the calculated amount is output. That is, the displacement command signal generator 13 increases the discharge flow rate Q by opening the valve rod 6 when the linear moving speed V of the liquid ejecting apparatus main body 1 is large, and conversely, the linear moving speed of the liquid ejecting apparatus main body 1 is increased. When V is small, the valve rod 6 is closed to reduce the discharge flow rate Q, and thereby the piezoelectric element 5 is controlled so that the coating amount on the object becomes constant. For example, when the displacement amount of the piezoelectric element (gap amount s between the nozzle and the valve rod) is proportional to the discharge flow rate Q of the discharge liquid 2 as shown in FIG. 2, the displacement amount of the piezoelectric element 5 is the moving speed V. It is determined to be proportional (the proportional coefficient is preset). When the displacement command signal DCS is output from the displacement command signal generator 13 to the drive amplifier 14, the displacement command signal DCS is power-amplified by the drive amplifier 14 and then
The piezoelectric element 5 is driven by being applied to the piezoelectric element 5.

【0021】つぎに、上記のような制御装置11を制御
しながら、XYステージ8により液体吐出装置本体1を
移動させて図6(a)に示すような角枠形の塗布パター
ンに吐出液2を塗布する場合を考える。図5(a)
(b)(c)は、この場合におけるXYステージ8によ
る液体吐出装置本体1の移動速度Vの変化、圧電素子5
によるノズル4とバルブロッド6の間のギャップ量sの
変化、液体吐出装置本体1から対象物16への塗布量W
の変化を示している。
Next, while controlling the control device 11 as described above, the liquid ejecting apparatus main body 1 is moved by the XY stage 8 and the ejecting liquid 2 is formed into a rectangular frame-shaped coating pattern as shown in FIG. 6A. Consider the case of applying. Figure 5 (a)
(B) and (c) show changes in the moving speed V of the liquid ejecting apparatus main body 1 by the XY stage 8 in this case, and the piezoelectric element 5.
Of the gap amount s between the nozzle 4 and the valve rod 6 due to the
Shows the change.

【0022】XYステージ8により図6(a)のような
角枠状の塗布パターンに沿って液体吐出装置本体1を移
動させる場合には、例えば一定速度VXで液体吐出装置
本体1をX方向に移動させ(時間T1)、塗布パターン
のコーナー部15に近づくにつれてX軸速度VXを減少
させて(時間T2)液体吐出装置本体1を停止させる。
ついで、Y軸速度VYを増加させて(時間T3)液体吐
出装置本体1をY方向に移動させ、Y軸速度VYが所定
速度に達したら一定のY軸速度VYを保つ(時間T
4)。同様に、次のコーナー部15に近づくにつれてY
軸速度VYを減少させて(時間T5)液体吐出装置本体
1を停止させ、ついで、X軸速度VXを増加させて(時
間T6)液体吐出装置本体1をX方向に移動させる。こ
のような動作を繰り返すことにより、液体吐出装置本体
1は角枠状の塗布パターンに沿って移動してゆく。
When the liquid ejecting apparatus main body 1 is moved by the XY stage 8 along the rectangular frame-shaped coating pattern as shown in FIG. 6A, the liquid ejecting apparatus main body 1 is moved in the X direction at a constant speed V X , for example. (Time T1), the X-axis speed V X is decreased as it approaches the corner portion 15 of the coating pattern (time T2), and the liquid ejecting apparatus main body 1 is stopped.
Then, the Y-axis speed V Y is increased (time T3) to move the liquid ejecting apparatus main body 1 in the Y direction, and when the Y-axis speed V Y reaches a predetermined speed, a constant Y-axis speed V Y is maintained (time T
4). Similarly, Y approaches the next corner 15
The axial velocity V Y is decreased (time T5) to stop the liquid ejection device main body 1, and then the X-axis velocity V X is increased (time T6) to move the liquid ejection device main body 1 in the X direction. By repeating such an operation, the liquid ejecting apparatus main body 1 moves along the rectangular frame-shaped coating pattern.

【0023】上記のように液体吐出装置本体1は塗布パ
ターンのコーナー部15にあたる変曲点で一時的に停止
し、その前後で移動速度Vが小さくなっている。ノズル
4からの吐出流量Qが一定であると、液体吐出装置本体
1の移動速度Vが遅くなったところでは対象物16への
塗布量Wが大きくなり、液体吐出装置本体1の移動速度
Vが速くなったところでは対象物16への塗布量Wが小
さくなるので、従来例のようにノズル4からの吐出流量
Qが一定であると、図5(d)に示すように液体吐出装
置本体1の移動速度Vが遅くなったところでは塗布量W
が大きくなり、図6(b)に示すようにコーナー部15
で吐出液2の塗布量Wが大きくなる。
As described above, the liquid ejecting apparatus main body 1 is temporarily stopped at the inflection point corresponding to the corner portion 15 of the coating pattern, and the moving speed V decreases before and after the inflection point. When the discharge flow rate Q from the nozzle 4 is constant, the coating amount W on the object 16 becomes large when the moving speed V of the liquid discharging apparatus main body 1 becomes slow, and the moving speed V of the liquid discharging apparatus main body 1 becomes large. Since the coating amount W on the target object 16 becomes smaller at a higher speed, if the discharge flow rate Q from the nozzle 4 is constant as in the conventional example, as shown in FIG. When the moving speed V of the
Becomes larger, as shown in FIG. 6 (b), the corner portion 15
Thus, the coating amount W of the discharge liquid 2 becomes large.

【0024】これに対し、本実施例の変位指令信号発生
装置13では、図5(b)に示すように、ノズル4とバ
ルブロッド6とのギャップ量sを液体吐出装置本体1の
移動速度Vと比例するように制御しているので、図5
(c)に示すように液体の塗布量Wが一定となる。この
結果、角枠状に吐出液2を塗布する場合でも、コーナー
部等の変曲点で塗布量Wが大きくなったりすることがな
く、図6(a)に示すように全体(特に、コーナー部1
5)に均一な塗布量で吐出液2をきれいに塗布すること
ができる。
On the other hand, in the displacement command signal generator 13 of this embodiment, as shown in FIG. 5B, the gap amount s between the nozzle 4 and the valve rod 6 is set to the moving speed V of the liquid ejecting apparatus main body 1. Since it is controlled so as to be proportional to
As shown in (c), the application amount W of the liquid becomes constant. As a result, even when the ejection liquid 2 is applied in the shape of a square frame, the application amount W does not increase at the inflection point such as a corner portion, and as shown in FIG. Part 1
The discharge liquid 2 can be applied to 5) with a uniform application amount.

【0025】図7は本発明のさらに別な実施例における
制御装置17の構成を示すブロック図である。この制御
装置17も、図3に示したようにXYステージ8に設置
されていて2方向(X方向及びY方向)に移動されるよ
うになった液体吐出装置本体1を制御するものである
が、液体吐出装置本体1の移動速度V及び位置(X,
Y)に応じて吐出流量Qをフレキシブルに制御できるよ
うになっている。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the control device 17 in still another embodiment of the present invention. The control device 17 is also installed in the XY stage 8 as shown in FIG. 3 and controls the liquid ejecting apparatus main body 1 which is moved in two directions (X direction and Y direction). , The moving speed V and the position (X,
The discharge flow rate Q can be flexibly controlled according to Y).

【0026】図7の制御装置17において、18はXY
ステージ8を制御するXYステージ速度制御装置、19
は圧電素子5の変位量の指令信号を出力する変位指令信
号発生装置、14は駆動アンプである。XYステージ速
度制御装置18には、予め塗布位置(X,Y)及び各塗
布位置(X,Y)に対する塗布量W(X,Y)をティー
チングしてある。しかして、XYステージ8からXYス
テージ速度制御装置18へは、各時点における位置
(X,Y)を示す情報が与えられており、XYステージ
速度制御装置18は予めティーチングされている塗布位
置へ液体吐出装置本体1を移動させるようにXYステー
ジ8へX軸及びY軸速度(VX,VY)の指令信号を出力
する。XYステージ8は、XYステージ速度制御装置1
8からX軸及びY軸速度(VX,VY)の指令信号を受信
すると、当該指令信号に従って液体吐出装置本体1を移
動させ、液体吐出装置本体1を移動させると移動した液
体吐出装置本体1の位置(X,Y)をXYステージ速度
制御装置18へフィードバックさせる。これにより、液
体吐出装置本体1はXYステージ8により吐出液2の塗
布パターンに沿って移動させられる。
In the control device 17 of FIG. 7, 18 is XY
XY stage speed control device for controlling stage 8, 19
Is a displacement command signal generator that outputs a command signal for the amount of displacement of the piezoelectric element 5, and 14 is a drive amplifier. The XY stage speed control device 18 is previously taught the coating position (X, Y) and the coating amount W (X, Y) for each coating position (X, Y). Then, information indicating the position (X, Y) at each time point is given to the XY stage 8 from the XY stage 8 to the XY stage speed control device 18, and the XY stage speed control device 18 applies the liquid to the coating position taught in advance. The X-axis and Y-axis velocities (V X , V Y ) command signals are output to the XY stage 8 so as to move the ejection device main body 1. The XY stage 8 is the XY stage speed control device 1
When receiving the command signals of the X-axis and Y-axis velocities (V X , V Y ) from 8, the liquid ejecting apparatus main body 1 is moved according to the command signals, and when the liquid ejecting apparatus main body 1 is moved, the liquid ejecting apparatus main body moved The position (X, Y) of 1 is fed back to the XY stage speed control device 18. As a result, the liquid ejecting apparatus main body 1 is moved by the XY stage 8 along the application pattern of the ejecting liquid 2.

【0027】また、XYステージ8から変位指令信号発
生装置19へは、液体吐出装置本体1の位置(X,Y)
が出力され、XYステージ速度制御装置18から変位指
令信号発生装置19へはティーチングされている各位置
の塗布量W(X,Y)を指示する情報が出力されてい
る。従って、変位指令信号発生装置19は、対象物への
塗布量がXYステージ速度制御装置18から入力された
量W(X,Y)となるように圧電素子5の変位量を演算
し、当該変位量だけ圧電素子5を駆動させるように駆動
アンプ14へ指令信号を出力し、圧電素子5を駆動させ
る。これにより、液体吐出装置本体1から対象物へ所定
の塗布パターン及び塗布量となるように吐出液2が塗布
される。
Further, from the XY stage 8 to the displacement command signal generator 19, the position (X, Y) of the liquid ejecting apparatus main body 1 is set.
Is output, and the XY stage speed control device 18 outputs to the displacement command signal generation device 19 information indicating the coating amount W (X, Y) at each position being taught. Therefore, the displacement command signal generator 19 calculates the amount of displacement of the piezoelectric element 5 so that the amount of application to the object becomes the amount W (X, Y) input from the XY stage speed controller 18, and the displacement is calculated. A command signal is output to the drive amplifier 14 so as to drive the piezoelectric element 5 by the amount, and the piezoelectric element 5 is driven. As a result, the ejection liquid 2 is applied from the liquid ejection apparatus main body 1 to the target object so as to have a predetermined application pattern and application amount.

【0028】しかも、XYステージ8から変位指令信号
発生装置19へは、X軸及びY軸速度(VX,VY)が出
力されており、変位指令信号発生装置19は移動速度V
が変動しても対象物への塗布量Wが設定量となるように
圧電素子5の変位量を補正している。
Moreover, the X-axis and Y-axis velocities (V X , V Y ) are output from the XY stage 8 to the displacement command signal generator 19, and the displacement command signal generator 19 moves at the moving speed V.
The displacement amount of the piezoelectric element 5 is corrected so that the coating amount W on the target object becomes the set amount even if the value fluctuates.

【0029】図7の制御装置17の動作を具体的に説明
すると、例えば、図9に示すように(X1,Y1)及び
(X2,Y2)間の塗布量をW1とし、(X2,Y2)
及び(X3,Y3)間の塗布量をW3とし、(X3,Y
3)及び(X4,Y4)間の塗布量をW2とする場合に
は、図9の塗布位置と塗布量がXYステージ速度制御装
置18にティーチングされる。
The operation of the controller 17 of FIG. 7 will be described in detail. For example, as shown in FIG. 9, the application amount between (X1, Y1) and (X2, Y2) is W1, and (X2, Y2).
And the coating amount between (X3, Y3) is W3, and (X3, Y3)
When the coating amount between 3) and (X4, Y4) is W2, the coating position and the coating amount of FIG. 9 are taught to the XY stage speed control device 18.

【0030】この後、時間t=0に液体吐出装置Aを原
点(X=0,Y=0)からスタートさせると、t=0〜
t1の間に液体吐出装置本体1が始動して一定速度(V
X1,VY1)に達した後〔図8(c)(d)〕、液体吐出
装置本体1が吐出開始位置(X1,Y1)に達する〔図
8(a)(b)〕。この間は、ノズルは閉栓(s=0)
されていて〔図8(e)〕吐出液2は塗布されない(W
=0)〔図8(f)〕。
Thereafter, when the liquid ejecting apparatus A is started from the origin (X = 0, Y = 0) at time t = 0, t = 0 to 0.
During the time t1, the liquid ejection device main body 1 starts to operate at a constant speed (V
After reaching X1 , V Y1 ) [FIGS. 8 (c) and 8 (d)], the liquid ejection device main body 1 reaches the ejection start position (X1, Y1) [FIGS. 8 (a) and 8 (b)]. During this time, the nozzle is closed (s = 0)
However, the discharge liquid 2 is not applied (FIG. 8 (e)) (W
= 0) [FIG. 8 (f)].

【0031】ついで、t=t1〜t2の間に液体吐出装
置本体1は位置(X1,Y1)から(X2,Y2)へ一
定速度(VX1,VY1)で移動する〔図8(a)〜
(d)〕。この間変位指令信号発生装置19によりノズ
ル4とバルブロッド6のギャップ量がs1に保たれ、対
象物には塗布量W1で吐出液2が塗布される〔図8
(e)(f)〕。
Then, during the period of t = t1 to t2, the liquid ejecting apparatus main body 1 moves from the position (X1, Y1) to (X2, Y2) at a constant speed (V X1 , V Y1 ) [FIG. 8 (a)]. ~
(D)]. During this time, the displacement command signal generator 19 keeps the gap amount between the nozzle 4 and the valve rod 6 at s1, and the target liquid is applied with the discharge liquid 2 at the application amount W1 [FIG.
(E) (f)].

【0032】さらに、t=t2〜t3の間に液体吐出装
置本体1は位置(X2,Y2)から(X3,Y3)へ一
定速度(VX1,VY1)で移動する〔図8(a)〜
(d)〕。この間、ノズル4とバルブロッド6のギャッ
プ量はs3に保たれ、対象物には塗布量W3で吐出液2
が塗布される〔図8(e)(f)〕。
Further, the liquid ejecting apparatus main body 1 moves from the position (X2, Y2) to (X3, Y3) at a constant speed (V X1 , V Y1 ) between t = t2 and t3 [FIG. 8 (a)]. ~
(D)]. During this time, the gap amount between the nozzle 4 and the valve rod 6 is maintained at s3, and the discharge liquid 2 is applied to the target object at the coating amount W3.
Is applied [FIGS. 8 (e) and 8 (f)].

【0033】さらに、t=t3〜t4の間に液体吐出装
置本体1は位置(X3,Y3)から(X4,Y4)へ一
定速度(VX1,VY1)で移動する〔図8(a)〜
(d)〕。この間、ノズル4とバルブロッド6のギャッ
プ量がs2に保たれ、対象物には塗布量W2で吐出液2
が塗布される〔図8(e)(f)〕。
Further, during the period of t = t3 to t4, the liquid ejecting apparatus main body 1 moves from the position (X3, Y3) to (X4, Y4) at a constant speed (V X1 , V Y1 ) [FIG. 8 (a)]. ~
(D)]. During this period, the gap amount between the nozzle 4 and the valve rod 6 is maintained at s2, and the discharge liquid 2 is applied to the target object at the coating amount W2.
Is applied [FIGS. 8 (e) and 8 (f)].

【0034】この結果、対象物の上には、図9のような
塗布パターンで精度よく吐出液2が塗布される。
As a result, the discharge liquid 2 is accurately applied on the object with the application pattern as shown in FIG.

【0035】なお、バルブロッドを変位させる変位アク
チュエータは、電気的信号によってバルブロッドの変位
量を精密かつ連続的に制御することができるものであれ
ば良く、その種類は特に問わないが、電圧信号等の入力
信号と出力される変位量とがリニアな関係にあるものが
好ましい。例えば、圧電素子(PZT)以外にもリニア
モータを用いたものや、ネジ機構とサーボモータの組合
せからなるもの等でもよい。
The displacement actuator for displacing the valve rod may be of any type as long as it can precisely and continuously control the displacement amount of the valve rod by an electric signal. It is preferable that the input signal and the like have a linear relationship with the output displacement amount. For example, other than the piezoelectric element (PZT), a linear motor may be used, or a combination of a screw mechanism and a servomotor may be used.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば、変位アクチュエータに
よってバルブロッドを連続的に変位させているので、バ
ルブロッドのストロークによって吐出液の吐出流量を変
化させることができる。しかも、変位アクチュエータに
よってバルブロッドを高速で開閉させることができ、バ
ルブロッドの開閉速度がバネ等の部品の劣化によって変
化する恐れもない。したがって、微量の吐出液をより精
密に吐出させることができる。
According to the present invention, since the valve rod is continuously displaced by the displacement actuator, the discharge flow rate of the discharge liquid can be changed by the stroke of the valve rod. Moreover, the valve rod can be opened and closed at high speed by the displacement actuator, and there is no fear that the opening and closing speed of the valve rod will change due to deterioration of parts such as springs. Therefore, a small amount of the discharge liquid can be discharged more accurately.

【0037】さらに、変位アクチュエータを用いること
により液体吐出装置の消費電力を少なくすることができ
る。
Furthermore, by using the displacement actuator, the power consumption of the liquid ejection device can be reduced.

【0038】また、液体吐出装置本体の移動速度に応じ
て変位アクチュエータの変位量を制御できるようにした
液体吐出装置にあっては、液体吐出装置の移動速度に応
じて吐出流量を調整できるので、液体吐出装置本体を移
動させながら均一な塗布量で吐出液を吐出させることが
できる。
Further, in the liquid ejecting apparatus in which the displacement amount of the displacement actuator can be controlled according to the moving speed of the liquid ejecting apparatus main body, the ejection flow rate can be adjusted according to the moving speed of the liquid ejecting apparatus. It is possible to discharge the discharge liquid with a uniform coating amount while moving the liquid discharge device main body.

【0039】また、液体吐出装置本体の位置と移動速度
に応じて変位アクチュエータの変位量を制御できるよう
にした液体吐出装置にあっては、液体吐出装置の位置及
び移動速度に応じて吐出流量を調整できるので、吐出位
置に応じてフレキシブルに塗布量を変えることができ、
しかも、液体吐出装置の移動速度による塗布量のバラツ
キをなくすことができる。
Further, in the liquid ejecting apparatus in which the displacement amount of the displacement actuator can be controlled in accordance with the position and the moving speed of the liquid ejecting apparatus main body, the ejection flow rate is changed in accordance with the position and the moving speed of the liquid ejecting apparatus. Since it can be adjusted, the coating amount can be changed flexibly according to the discharge position,
Moreover, it is possible to eliminate the variation in the coating amount due to the moving speed of the liquid ejection device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例における液体吐出装置本体を
示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a liquid ejection device body according to an embodiment of the present invention.

【図2】同上の液体吐出装置本体における吐出流量とバ
ルブロッド−ノズル間ギャップ量との関係を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a discharge flow rate and a valve rod-nozzle gap amount in the above liquid discharge device main body.

【図3】同上の液体吐出装置本体をXYステージに設置
した液体吐出装置を示す概略平面図である。
FIG. 3 is a schematic plan view showing a liquid ejecting apparatus in which the same liquid ejecting apparatus main body is installed on an XY stage.

【図4】上記液体吐出装置を制御するための制御装置の
構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control device for controlling the liquid ejection device.

【図5】(a)はXYステージの移動速度の変化を示す
タイムチャート、(b)(c)は本発明の一実施例にお
けるバルブロッド−ノズル間ギャップ量の変化を示すタ
イムチャート及び塗布量の変化を示すタイムチャート、
(d)は従来例における塗布量の変化を示すタイムチャ
ートである。
5A is a time chart showing a change in moving speed of an XY stage, and FIGS. 5B and 5C are time charts showing changes in a gap amount between a valve rod and a nozzle and an application amount in one embodiment of the present invention. Time chart showing changes in
(D) is a time chart showing changes in the coating amount in the conventional example.

【図6】(a)(b)は吐出液の塗布パターンを示す平
面図であって、(a)は本発明の実施例の場合における
塗布パターンを示し、(b)は従来例の場合における塗
布パターンを示す図である。
6A and 6B are plan views showing a coating pattern of a discharge liquid, FIG. 6A shows a coating pattern in the case of the embodiment of the present invention, and FIG. 6B shows a coating pattern in the case of a conventional example. It is a figure which shows a coating pattern.

【図7】本発明の別な実施例による制御装置の構成を示
すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a control device according to another embodiment of the present invention.

【図8】(a)(b)は液体吐出装置本体の座標(X,
Y)の変化を示すタイムチャート、(c)(d)はXY
ステージによる液体吐出装置本体のX軸速度及びY軸速
度の変化を示すタイムチャート、(e)はノズル−バル
ブロッド間のギャップ量の変化を示すタイムチャート、
(f)は塗布量の変化を示すタイムチャートである。
8A and 8B are coordinates (X,
Time chart showing changes in Y), (c) and (d) are XY
A time chart showing changes in the X-axis speed and the Y-axis speed of the liquid ejecting apparatus main body by the stage, (e) a time chart showing changes in the gap amount between the nozzle and the valve rod,
(F) is a time chart showing changes in the coating amount.

【図9】同上の実施例における塗布パターンの一例を示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a coating pattern in the above-mentioned embodiment.

【図10】従来例の概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 液体吐出装置本体 2 吐出液 3 シリンジ 4 ノズル 5 圧電素子 6 バルブロッド 7 圧縮空気 8 XYステージ 11 制御装置 12 線形速度演算器 13 変位指令信号発生装置 18 XYステージ速度制御装置 19 変位指令信号発生装置 1 Liquid Discharge Device Main Body 2 Discharge Liquid 3 Syringe 4 Nozzle 5 Piezoelectric Element 6 Valve Rod 7 Compressed Air 8 XY Stage 11 Controller 12 Linear Velocity Calculator 13 Displacement Command Signal Generator 18 XY Stage Speed Controller 19 Displacement Command Signal Generator

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 バルブロッドによって容器のノズルを開
閉し、容器内の吐出液に加えられている空気圧によって
吐出液をノズルから吐出させるようにした空気圧送式の
液体吐出装置において、 前記バルブロッドを連続的に変位する変位アクチュエー
タにより駆動させるようにしたことを特徴とする液体吐
出装置。
1. An air pressure type liquid ejecting apparatus in which a nozzle of a container is opened and closed by a valve rod and the ejected liquid is ejected from the nozzle by air pressure applied to the ejected liquid in the container. A liquid ejecting apparatus characterized in that it is driven by a displacement actuator that is continuously displaced.
【請求項2】 前記容器、前記バルブロッド及び当該バ
ルブロッドを直接に駆動する前記変位アクチュエータを
備えた液体吐出装置本体と、 前記液体吐出装置本体を移動させるための2次元移動装
置と、 2次元移動装置による液体吐出装置の移動速度を検出す
る速度検出手段と、 前記速度検出手段の出力に基づいて変位アクチュエータ
の変位量を制御する手段とを備えた請求項1に記載の液
体吐出装置。
2. A liquid ejecting apparatus main body comprising the container, the valve rod, and the displacement actuator for directly driving the valve rod, a two-dimensional moving device for moving the liquid ejecting apparatus main body, and a two-dimensional apparatus. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, further comprising: speed detecting means for detecting a moving speed of the liquid ejecting apparatus by the moving device; and means for controlling a displacement amount of the displacement actuator based on an output of the speed detecting means.
【請求項3】 前記容器、前記バルブロッド及び当該バ
ルブロッドを直接に駆動する前記変位アクチュエータを
備えた液体吐出装置本体と、 前記液体吐出装置本体を移動させるための2次元移動装
置と、 2次元移動装置による液体吐出装置の移動速度を検出す
る速度検出手段と、 液体吐出装置の位置を検出する位置検出手段と、 前記速度検出手段と位置検出手段の出力に基づいて変位
アクチュエータの変位量を制御する手段とを備えた請求
項1に記載の液体吐出装置。
3. A liquid ejecting apparatus main body comprising the container, the valve rod, and the displacement actuator that directly drives the valve rod, a two-dimensional moving device for moving the liquid ejecting apparatus main body, and a two-dimensional apparatus. Speed detecting means for detecting the moving speed of the liquid ejecting device by the moving device, position detecting means for detecting the position of the liquid ejecting device, and controlling the displacement amount of the displacement actuator based on the outputs of the speed detecting means and the position detecting means. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, further comprising:
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