KR102186889B1 - 액적 토출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 압전(壓電) 액츄에이터와 효율적인 변위 확대 기구(機構)를 구비하고, 착좌(着座)의 충격을 완화할 수 있는 액적 토출 장치, 및, 상기 액적 토출 장치를 구비한 도포 장치의 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 노즐과 연통하고, 액체 재료가 공급되는 액실과, 액실보다 가는 선단부(先端部)가 액실내를 진퇴(進退) 이동하는 플런저(plunger)와, 플런저를 진퇴(進退) 동작시키는 구동원이 되는 압전 액츄에이터와, 압전 액츄에이터의 변위를 확대하는 레버 기구와, 압전 액츄에이터가 장착되는 장착면을 가지는 베이스와, 토출 제어 장치를 구비하고, 상기 레버 기구가, 상기 압전 액츄에이터에 의해 요동(搖動) 운동하는 암과, 단부(端部)가 암의 하부 및 베이스와 연결되고, 중앙 부분에 플런저 연결부를 가지는 판 스프링을 구비하여 구성되며, 상기 암의 요동 운동에 의해 상기 판 스프링이 곡률을 변화시키면서 상기 플런저를 직선 왕복 이동시키는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치, 및, 상기 액적 토출 장치를 구비한 도포 장치를 제공한다.

Description

액적 토출 장치

본 발명은, 노즐과 연통하는 액실 내를 왕복 동작하는 플런저(plunger)와, 압전(壓電) 액츄에이터와 레버 기구(機構)를 구비하는 액적(液適) 토출(吐出) 장치 상기 토출 장치가 탑재된 도포 장치에 관한 것이다. 여기서, 본 명세서에 언급하는 「플런저」에는, 예를 들면, 니들, 로드, 피스톤으로 호칭되는 봉형(棒形) 부재가 포함된다.

종래, 노즐과 연통하는 액실 내를 왕복 이동하는 플런저를 사용하여 소량의 액체 재료를 액적상(狀)으로 토출시키는 각종 기술이 제안되어 있다. 플런저를 이동 시키기 위한 구동원에는, 모터, 에어, 압전 소자 등을 사용한 액추에이터가 사용되는 경우가 많다. 구동원으로서 에어 압력을 채용한 토출 장치로서는, 예를 들면, 출원인에 따른 특허문헌 1에, 에어 압력에 의한 플런저 로드의 퇴행 동작에 의해 토출구를 열고, 스프링의 탄성력에 의한 상기 플런저 로드의 진출 동작에 의해 액적을 상기 토출구로부터 토출하는 토출 장치가 개시되어 있다.

스프링과 에어 압력으로 플런저를 왕복 동작시키는 토출 장치에 있어서는, 플런저의 이동 거리를 확보하는 것은 용이하지만, 에어가 압축성을 가지므로, 플런저의 왕복 이동 속도를 일정 이상의 빠르기로 하는 것은 곤란하다. 이 점에서, 압전 액츄에이터를 구비하는 구성에 있어서는, 전기적 펄스 신호에 의해 압전 소자의 동작을 제어할 수 있으므로 스트로크의 재현성이 우수하고, 압전 소자의 동작 제어도 용이하다.

구동원으로서 압전 액츄에이터에서 니들을 왕복 이동 시키는 토출 장치로서는, 예를 들면, 특허문헌 2에, 토출구와 연통하고, 액체 재료가 공급되는 액실과, 선단부(先端部)가 액실 내를 진퇴(進退) 이동하는 니들과, 니들을 진퇴 동작시키는 구동 장치와, 변위 확대 기구를 구비하고, 토출구로부터 액적을 비상(飛翔) 토출하는 액적 토출 장치에 있어서, 구동 장치가, 좌우 대칭으로 배치된 짝수 대의 구동 장치로 이루어지고, 변위 확대 기구가, 하부에 니들이 연결되는 탄성 변형 가능한 U자형 부재를 구비하고, 각 구동 장치가, U자형 부재의 양 단부를 이간(離間)시키는 힘을 작용시킴으로써 니들을 후퇴 이동 시키는 것, 및, U자형 부재의 양 단부를 근접시키는 힘을 작용시킴으로써 니들을 진출 이동 시키는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치가 개시되어 있다.

니들(플런저)을 사용한 액적 토출 장치는, 고속 전진하는 플런저에 의해 큰 사출력을 부여할 수 있으므로, 압전 소자(피에조(piezo) 소자)에 의해 잉크실 내의 잉크를 밀어내어 토출하는 잉크젯 장치로는 토출할 수 없는, 고점도의 액체 재료를 액적으로서 토출하는 것이 가능하다.

특허문헌 3에는, 선단에 설치된 사출공(射出孔) 및 실린더공을 가지는 케이싱과, 케이싱 내에 배치된 적층형의 압전 소자와, 압전 소자를 구동원으로 하고, 실린더공 내에 미세 신축 이동 가능하게 수납된 플런저를 구비하고, 압전 소자가 소자 홀더에 끼워맞추어져 일체적으로 장착된 장방체(長方體)이며, 소자 홀더에는, 일부에 박육(薄肉) 탄성부를 형성하여 압전 소자에 수축 측의 북원력을 부여하도록 하고, 그 소자 홀더의 상단부를 상기 케이싱에 고정하는 동시에 소자 홀더의 하단에 플런저를 형성한 액적 사출 장치가 개시되어 있다.

특허문헌 3에 개시된 장치는, 실린더공과 동일한 직경의 플런저를 구비하고 있고, 플런저의 전진 이동에 의해 감소한 용적과 동일한 양의 액체 재료를 토출하는 토출 원리의 장치이다. 이러한 토출 원리의 장치는, 플런저의 측주면(側周面)과 실린더공의 내주면(內周面)과의 슬라이딩 마찰이 생기므로, 매초 수백 숏(shot) 이상의 고속 연속 토출에는 적합하지 않다.

일본공개특허 제2002-282740호 공보 일본공개특허 제2015-51399호 공보 일본특허 제4786326호 공보

최근, 플런저를 왕복 동작시키는 토출 장치(디스펜서)에 있어서, 종래보다 미소한 액적을 비상 토출하는 것이 요구되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 2에 개시된 장치는, 대경(大徑)의 액실 내를 소경의 니들이 왕복 동작하는 구성을 구비하고 있는 바, 니들의 전진 이동에 의해 감소한 액실 내의 용적분보다 소량의 액체 재료를 토출하는 것이 가능하다. 이러한 토출 방식에 의해 미소한 액적을 비상 토출하기 위해서는, 플런저를 일정 거리 전진 이동 시키는 것이 필요하다.

압전 액츄에이터로 플런저를 왕복 동작시키는 토출 장치에 있어서, 플런저의 이동 거리를 확보하기 위해서는, 압전 액츄에이터의 변위량을 확대하는 변위 확대 기구를 설치하는 것이 필요하다. 변위량을 크게 하는 위하여, 압전 소자 그 자체의 변위를 크게 하는 것도 고려할 수 있지만, 압전 액츄에이터 나아가서는 토출 장치의 대형화를 초래하는 과제가 있다.

또한, 압전 소자를 다층화하거나 다수개 사용하는 것은, 장치 비용의 증대로 이어진다. 장치 비용을 저감하기 위하여, 압전 소자의 변위량을 효율적으로 확대 할 수 있는 변위 확대 기구를 구비한 토출 장치에 대한 것이다.

또한, 압전 액츄에이터는 충격 하중에 약하므로, 플런저의 착좌(着座)에 의한 충격을 완화함으로써, 고가의 압전 액츄에이터의 장수명화를 실현하는 것도 해결해야 할 과제이다. 또한, 플런저의 선단이, 착좌의 충격에 의해 생긴 마모분(磨耗粉)이 오염(contamination)의 문제가 되는 점도 해결해야 할 과제이다.

이에, 본 발명은, 압전 액츄에이터와 효율적인 변위 확대 기구를 구비하고, 착좌의 충격을 완화할 수 있는 액적 토출 장치 및 상기 토출 장치가 탑재된 도포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 액적 토출 장치는, 노즐과 연통하고, 액체 재료가 공급되는 액실과, 액실보다 가는 선단부가 액실 내를 진퇴 이동하는 플런저와, 플런저를 진퇴 동작시키는 구동원이 되는 압전 액츄에이터와, 압전 액츄에이터의 변위를 확대하는 레버 기구와, 압전 액츄에이터가 장착되는 장착면을 가지는 베이스와, 토출 제어 장치를 구비하고, 상기 레버 기구가, 상기 압전 액츄에이터에 의해 요동 운동하는 암과, 단부가 암의 하부 및 베이스와 연결되고, 중앙 부분에 플런저 연결부를 가지는 판 스프링을 구비하여 구성되며, 상기 암의 요동 운동에 의해 상기 판 스프링이 곡률을 변화시키면서 상기 플런저를 직선 왕복 이동 시키는 것을 특징으로 한다. 상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 암의 중심선이, 상기 요동 운동 동안, 적어도 일시적으로 상기 플런저의 중심선을 연장한 선과 예각을 구성하도록 상기 암이 배치되어 있는 것을 특징으로 할 수도 있다.

상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 플런저, 상기 액실 및 상기 노즐의 각중심선이 동일 직선 상에 위치하는 것을 특징으로 할 수도 있다.

상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 판 스프링이, 판 스프링의 중앙부가 노즐 측을 향하여 부풀도록 굴곡 또는 만곡되어 배치되어 있는 것과, 상기 판 스프링과 상기 암과의 연결부의 위치가, 상기 판 스프링과 상기 베이스와의 연결부의 위치와 비교하여 상방에 위치하고 있는 것을 특징으로 할 수도 있다.

상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 판 스프링이, 판 스프링의 중앙부가 노즐과 반대측을 향하여 부풀도록 굴곡 또는 만곡되어 배치되어 있는 것과, 상기 판 스프링과 상기 암과의 연결부의 위치가, 상기 판 스프링과 상기 베이스와의 연결부의 위치와 비교하여 하방에 위치하고 있는 것을 특징으로 할 수도 있다.

상기 액적 토출 장치에 있어서, 요동 운동하는 상기 암의 하부가 상기 베이스와 판 스프링과의 연결부에서 가장 이격된 위치에 있는 경우에 있어서, 상기 판 스프링이 최대로는 늘어나지 않고 굴곡 또는 만곡을 유지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 할 수도 있다.

상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 베이스와 상기 판 스프링의 연결부로부터 상기 플런저의 중심선에 내린 수선(垂線)을, 상기 플런저와 상기 판 스프링의 연결부가 넘어서 왕복 이동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 할 수도 있다.

상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 판 스프링의 상기 플런저 연결부로부터 상기 베이스측의 단부까지의 거리가, 상기 판 스프링의 상기 플런저 연결부로부터 상기 암측의 단부까지의 거리와 비교하여 길게 구성되어 있는 것을 특징으로 할 수도 있다.

상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 암의 중심선이, 상기 요동 운동 동안, 상기 플런저의 중심선을 연장한 선과 상시 예각을 구성하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 할 수도 있다.

상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 압전 액츄에이터가, 신장 시에 암의 하단부를 베이스에 근접시키는 제1 압전 소자와, 신장 시에 암의 하단부를 베이스로부터 멀어지게 하는 제2 압전 소자를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 할 수도 있고, 바람직하게는, 상기 제1 압전 소자와 상기 제2 압전 소자의 사이에 배치된 고정 로드를 구비하고, 상기 고정 로드에 의해 상기 암이 착탈 가능하게 상기 베이스와 연결되어 있는 것을 특징으로 하고, 보다 바람직하게는, 상기 제1 및 제2 압전 소자가, 한쪽 압전 소자가 신장했을 때 생기는 다른 쪽의 전단(剪斷) 변형을 흡수하는 요동 기구를 통하여 상기 베이스에 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 토출 제어 장치가, 상기 압전 액츄에이터를 구동시키는 펄스 신호의 발진 주파수를 변경하지 않고, 상기 펄스 신호의 상승 시간 및 하강 시간을 조절함으로써, 상기 플런저의 진퇴 동작을 조절하는 것을 특징으로 할 수도 있다.

상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 암이, 상기 장착면과 실질적으로 평행하게 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 할 수도 있다.

상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 레버 기구가, 상기 압전 액츄에이터의 변위를 3배∼20배로 확대하는 것을 특징으로 할 수도 있다.

상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 플런저가, 최진출 위치에서 진출 방향에 있는 상기 액실의 내벽에 착좌하고, 액실과 노즐과의 연통을 차단하는 것을 특징으로 할 수도 있다.

상기 액적 토출 장치에 있어서, 또한, 상기 압전 액츄에이터의 온도를 측정하는 온도계를 구비하고, 상기 토출 제어 장치가, 상기 압전 액츄에이터의 적산 구동 횟수를 기억하고, 적산 구동 횟수와 사전에 기억된 온도와 수명 계수의 관계 테이블에 기초하여 상기 압전 액츄에이터의 수명을 예측하고, 수명이 끝나가는 경우에 경고를 발하는 기능을 구비한 것을 특징으로 할 수도 있다.

상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 토출 제어 장치가, 상기 플런저에 인가되는 하중을 감시하고, 상기 하중이 사전에 기억된 하중 범위를 넘을 경우에 경고를 발하는 기능을 구비한 것을 특징으로 할 수도 있다.

본 발명의 액적 토출 장치는, 상기 본 발명의 액적 토출 장치와, 피도포물을 탑재하는 공작물 테이블과, 액적 토출 장치와 피도포물을 상대 변위시키는 상대 변위 장치와, 액적 토출 장치에 액체 재료를 공급하는 액체 재료 공급원을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 액적 토출 장치에 있어서, 상기 액적 토출 장치가, 복수 대의 액적 토출 장치로 이루어지는 것을 특징으로 할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 압전 액츄에이터에 의해 플런저를 고속으로 이동 시킴으로써 미량의 액적을 양호한 토출 정밀도로 또한 높은 택트(tact)로 토출하는 것이 가능하다.

또한, 판 스프링이 플런저의 착좌 시의 충격을 흡수하므로, 압전 액츄에이터의 장수명화를 실현하는 동시에 플런저의 선단 마모분의 문제를 해결하는 것이 가능하게 된다.

또한, 레버 기구가 압전 액츄에이터의 변위량을 확대하므로, 소형의 압전 소자를 사용하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 실시형태예 1에 따른 액적 토출 장치의 측면 단면도이다.
도 2는 플런저의 왕복 동작을 설명하기 위한 모식 측면도이다.
도 3은 플런저의 이동과 압전 소자에 대한 전기 신호의 인가 타이밍을 설명하는 도면이다.
도 4는 실시형태예 1에 따른 판 스프링의 양 단부 위치 및 암의 장착 각도와 플런저의 이동 궤적의 관계를 설명하는 도면이다.
도 5는 실시형태예 1에 따른 액적 토출 장치를 탑재한 도포 장치의 사시도이다.
도 6은 실시형태예 2에 따른 액적 토출 장치의 측면 단면도이다.
도 7은 실시형태예 2에 따른 액적 토출 장치의 사시도이다.
도 8은 실시형태예 2에 따른 액적 토출 장치의 제어 계통을 설명하는 블록도이다.
도 9의 (a)는 압전 소자 구동부의 회로 구성도, (b)는 압전 소자로의 통전 타이밍을 나타내는 그래프이다.
도 10은 압전 소자의 온도와 수명 계수의 변화예를 나타내는 그래프이다.
도 11은 토출 제어 장치의 수명 예측 기능의 처리 흐름이다.
도 12는 플런저에 화살표 방향의 외력(N)을 가했을 때, 전압 감시 회로가 검출하는 전압 모니터 신호를 나타내는 그래프이다.
도 13은 실시형태예 3에 따른 액체토출 장치의 플런저의 왕복 동작을 설명하기 위한 모식 측면도이다.
도 14는 실시형태예 3에 따른 판 스프링의 양 단부 위치 및 암의 장착 각도와 플런저의 이동 궤적의 관계를 설명하는 도면이다.
도 15는 실시형태예 4 및 5에 따른 판 스프링의 양 단부 위치 및 암의 장착 각도와 플런저의 이동 궤적의 관계를 설명하는 도면이다.

본 발명은, 물, 용제, 시약 등의 점성이 낮은 액체 재료로부터, 솔더 페이스트, 은 페이스트, 접착제 등의 점성이 비교적 높은 액체 재료까지, 미량으로 양호한 정밀도로 액적으로서 비상 토출하는 액적 토출 장치에 관한 것이다. 이하에, 본 발명을 실시하기 위한 형태예를 설명한다.

《실시형태예 1》

<토출 장치>

도 1에, 실시형태예 1에 따른 액적 토출 장치(1)의 측면 단면도를 나타낸다.

실시형태예 1의 액적 토출 장치(1)는, 베이스(2)와, 프레임(3)과, 압전 액츄에이터(4a, 4b)와, 암(5)과, 판 스프링(6)과, 플런저(7)와, 액송(液送) 부재(8)와, 노즐 유닛(9)을 주요한 구성 요소로 한다. 그리고, 설명의 편의상, 노즐 유닛(9) 측을 「아래(下)」, 노즐 유닛(9)과 반대측을 「위(上)」로 호칭하는 경우가 있다.

베이스(2)는, 측면으로부터 보면 거의 L자형을 한 부재이며, 장착면(21)과, 장착면(21)과 배면(22)을 연통하는 나사공(23)을 구비하고 있다. 실시형태예에서는 베이스(2)를 하나의 부재에 의해 구성하였지만, 복수의 부재를 조합하여 측면으로부터 볼 때 대략 L자형으로 해도 된다.

장착면(21)은, 연직선과 소정 각도를 가지고 형성된 평면이며, 압전 액츄에이터(4a, 4b)가 직접적으로 또는 간접적으로 고정되어 설치된다. 압전 액츄에이터(4a, 4b)가 연직선과 소정 각도를 이루도록 배치할 수 있다면, 장착면(21)은 평면이 아니라도 된다(요철이 있어도 된다). 장착면(21)(및 암(5))이 연직선과 구성하는 각도는 예각으로 하는 것이 바람직하고, 일반적으로는, 예를 들면 10°∼45°의 범위에서 설정되는 경우가 많은 것으로 여겨진다. 장착면(21)을 연직선과 각도를 가지도록 배치하는 이유는, 암(5)의 요동 운동을 플런저(7)의 직선 왕복 운동으로 변경하기 위해서이다. 다만, 장착면(21)이 연직선과 각도를 가지고 있지 않은(즉, 연직선과 평행이 되는) 태양에 있어서도, 본 발명의 기술 사상은 실현 가능하다. 또한, 요동 운동하는 암(5)이 연직선과 상시 예각을 구성하지 않는(즉, 요동 운동 중에 일시적으로 평행이 되는) 태양에 있어서도, 본 발명의 기술 사상은 실현가능하다. 상세한 것은 후술한다.

나사공(23)에는, 선단부에 나사산이 설치된 고정 로드(24)를 고정하기 위한 단차 형성 나사 홈이 형성되어 있다. 고정 로드(24)를 나사공(23)에 삽통하고, 나사 결합함으로써, 암(5)으로 가압한 상태에서 압전 액츄에이터(4a, 4b)를 고정하는 것이 가능하다. 고정 로드(24)는 착탈 가능하게 나사공(23)에 고정되어 있고, 압전 액츄에이터(4a, 4b)가 수명에 도달했을 때에 용이하게 교환하는 것을 가능하게 하고 있다. 고정 로드(24)는, 장척(長尺)의 부재이며, 도시한 형상으로 한정되지 않는다.

프레임(3)은, 측면으로부터 볼 때 대략 L자형의 부재이며, 베이스(2)와 조합되어 프레임체를 구성한다. 이 프레임체 내에, 압전 소자(4a, 4b), 암(5), 판 스프링(6), 플런저(7) 등을 배치하고, 도시하지 않은 2개의 측면 부재로 덮는 것에 의해 직방체형의 하우징을 구성한다.

압전 액츄에이터는, 전압을 인가하는 것에 의해 적층 방향(도 1의 화살표 방향)으로 신축하는 동일 사양의 2개의 압전 소자(피에조 소자)(4a, 4b)를, 고정 로드(24)를 삽통 가능한 간격을 두고 대향 배치하는 것에 의해 구성된다. 실시형태예의 압전 소자(4a, 4b)는, 예를 들면 고왜율 압전 세라믹 재료, 내부 전극, 외부 전극 및 절연물을 중첩하여 구성된 봉형(棒形)의 적층형 소자이며, 두께 방향의 변위량은, 예를 들면 5μm∼200μm 정도이다. 실시형태예에서는 2개의 압전 소자를 이용하고 있지만, 압전 소자의 수는 이것으로 한정되지 않고, 1개라도 되고 3개 이상이라도 된다. 압전 소자의 수를 1개로 하고자 할 경우에는, 본 실시형태예의 압전 소자(4a, 4b)의 어느 한쪽을 탄성 부재로 교체하는 것이 바람직하지만, 고정 로드(24)와 같은 암(5)의 요동 운동 지점이 되는 부재를 가지는 구성에 있어서는, 그냥 압전 소자(4a, 4b)의 어느 한쪽을 삭제해도 된다. 다만, 암(5)의 제어를 정밀하게 행하기 위해서는, 압전 액츄에이터를, 짝수 개의 압전 소자를 대향 배치하여 구성하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 4개의 압전 소자를 사용하는 경우에는 2개의 압전 소자를 압전 소자(4a)의 위치에 배치하고, 나머지 2개를 압전 소자(4b)의 위치에 배치한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 압전 소자(4a)를 신장하고 압전 소자(4b)를 정지 또는 수축시키는 것에 의해 플런저(7)를 진출 동작시킬 수 있고, 압전 소자(4b)를 신장하고 압전 소자(4a)를 정지 또는 수축시키는 것에 의해 플런저(7)를 후퇴 동작시키는 것이 가능하다. 압전 소자(4a, 4b)의 변위는, 암(5) 및 판 스프링(6)에 의해 구성되는 레버 기구에 의해, 예를 들면 3배∼20배(바람직하게는 5배∼20배)로 확대되어 플런저(7)에 전달된다. 압전 소자(4a, 4b)로의 통전 타이밍에 대해서는 후술한다.

암(5)은, 예를 들면 금속 재료로 이루어지는 장척 부재이며, 평면으로 이루어지는 저면(底面)(52) 및 암(5)의 중심선이 장착면(21)과 실질적으로 평행하게 되도록 베이스(2)에 장착되어 있다. 여기서, 실질적으로 평행이란, 암(5)의 중심선이 장착면(21)과 최원(最遠) 위치로부터 최근(最近) 위치까지 사이의 위치(즉, 요동 운동 중)에 있어서 일시적으로 평행하게 되는 위치 관계를 일컫는다. 또한, 본 실시형태예에서는, 암(5)의 저면(52)에 설치된 나사공에 고정 로드(24)를 삽통하고, 나사 결합함으로써, 압전 소자(4a, 4b)를 가압한 상태에서 암(5)을 고정하고 있다. 암(5)의 하단부에는 고정 나사(51)를 나사 결합하기 위한 나사 구멍이 설치되어 있다. 그리고, 고정 나사(51)를 나사 결합하기 위한 나사 구멍은, 반드시 암의 하단부에 설치할 필요는 없고, 암의 하부(길이 방향 중심보다 하방)에 있으면 된다. 또한, 암(5)의 저면(52)은 평면으로 할 필요는 없으며, 요철을 설치할 수도 있다.

고정 로드(24)에 의해 상방부가 고정된 암(5)은, 고정 로드(24) 부근을 지점으로 한 요동 운동을 하고, 이 요동 운동이 판 스프링(6)에 의해 플런저(7)의 직선 왕복 운동으로 변경할 수 있다. 본 실시형태예에서는, 암(5)의 중심선이 플런저(7)의 중심선을 연장한 선과 예각을 구성하도록 암(5)을 배치함으로써, 암(5)의 요동 운동을 플런저(7)의 직선 왕복 운동으로 변경하는 것이 가능하게 된다.

본 실시형태예에서는, 암(5)은, 요동 운동의 어느 시점에 있어서도, 플런저(7)의 중심선을 연장한 선과 항상 예각을 구성하도록 배치되어 있다. 그러나, 본 실시형태예와는 달리, 암(5)의 중심선이 플런저(7)의 중심선을 연장한 선과 요동 운동 중에 일시적으로 평행이 되는 태양에 있어서도, 굴곡 또는 만곡되는 판 스프링(6)의 양 단부(연결부(72, 73))의 높이가 적량(適量) 어긋나도록 판 스프링(6)을 배치함으로써, 암(5)의 요동 운동을 플런저(7)의 직선 왕복 운동으로 변경하는 것이 가능하다.

판 스프링(6)은, 암(5)과의 연결부(72)가 베이스(2)와의 연결부(73)와 비교하여 높은 위치에 위치하도록 고정되어 있다. 상세하게는, 판 스프링(6)의 한쪽 단부 부근에는 고정 나사(51)를 삽통하기 위한 나사공(53)이 형성되어 있고, 이 나사공(53)에 나사 결합된 고정 나사(51)에 의해, 한쪽 단부가 암(5)의 하단부(하단 또는 그 부근)에 고정된다. 판 스프링(6)의 다른 쪽 단부 부근에는 고정 나사(25)를 삽통하기 위한 나사공(26)이 형성되어 있고, 다른 쪽 단부가 고정 나사(25)에 의해 베이스(2)에 고정된다. 판 스프링(6)의 길이 방향 중앙 부분(중심으로 한정되지 않으며 중심으로부터 일정 범위)에는, 플런저(7)를 고정하기 위한 플런저 고정구(71)가 장착되어 있고, 플런저 고정구(71)의 폭 방향 중앙에 설치된 관통공에는 플런저(7)가 삽통되어 고정되어 있다. 판 스프링의 암측부(61)의 길이는, 판 스프링의 베이스 측부(62)의 길이와 비교하여 짧게 구성되어 있고, 이로써 플런저(7)의 직선성을 높이고 있다(상세한 것은 후술한다). 그리고, 판 스프링(6)의 단부를 고정하는 고정구는, 고정 나사(51)나 고정 나사(25)와 같은 나사로 한정되지 않고, 다른 공지의 고정 수단을 사용할 수도 있다. 또한, 플런저 고정구(71) 대신, 플런저(7)를 판 스프링에 접착, 용접해도 되고, 플런저(7)와 판 스프링(6)을 일체 성형해도 된다.

암(5)의 하단은, 플런저 고정구(71)보다 높은 위치에 위치하고, 고정 나사(25)는 플런저 고정구(71)와 실질적으로 동일한 높이에 위치하고 있으므로, 판 스프링(6)은 플런저 고정구(71)의 장착 위치 부근에서 굴곡하고, 중앙 부분이 하방(노즐 측)을 향하여 부풀어 있다(즉, 판 스프링(6)과 암(5)의 연결부(72)와 판 스프링(6)과 베이스(2)의 연결부(73)를 연결하는 직선에 대하여 노즐 측으로 부풀어 있다). 본 실시형태예에서는, 판 스프링의 암측부(61)와 판 스프링의 베이스 측부(62)에서 곡률이 상이하게 되어 있다.

본 실시형태예의 판 스프링(6)은, 플런저 고정구(71)의 장착 위치 부근에서 굴곡되어 있지만, 이와는 달리 굴곡부가 없는 하방(노즐 측)으로 부풀도록 만곡되는 원호형의 판 스프링(6)을 사용할 수도 있다(도 4 참조. 도 4의 경우, 판 스프링의 암측부(61)와 판 스프링의 베이스 측부(62)에서 곡률이 실질적 동일하지만, 판 스프링의 암측부(61)와 판 스프링의 베이스 측부(62)에서 곡률이 상이한 경우도 있다). 또한, 판 스프링(6)을 중앙 부분이 상방(노즐과 반대측)을 향하여 부풀도록(즉, 판 스프링(6)과 암(5)의 연결부(72)와 판 스프링(6)과 베이스(2)의 연결부(73)를 연결하는 직선에 대하여 노즐 측과 반대측으로 부풀도록) 굴곡 또는 만곡 배치해도, 암(5)의 요동 운동을 플런저(7)의 직선 왕복 운동으로 변경하는 것이 가능하다(후술하는 실시형태예 3 참조).

본 실시형태예에서는, 암(5)의 요동 운동 어느 시점에 있어서도, 판 스프링(6)이 최대로는 늘어나지 않고 굴곡 또는 만곡을 유지하도록 구성함으로써, 암(5)의 요동 운동 중에 판 스프링(6)의 굴곡 또는 만곡 방향이 반대 방향으로 변화되는 것을 막고 있다. 다만, 암(5)의 하부가 베이스(2)와 판 스프링(6)과의 연결부에서 가장 이격된 위치에 있을 때, 판 스프링(6)이 최대로 늘어나는 태양을 채용해도 본 발명의 기술 사상은 실현 가능하다.

플런저(7)는, 연직 방향으로 배치된 곧게 연장되는 로드형의 부재이며, 판 스프링(6)의 중앙 부분에서 플런저 고정구(71)에 의해 고정되고, 연직 방향으로 왕복 이동된다. 플런저(7)는, 액송 부재 내에 형성된 곧게 연장되는 플런저 실(室)(85)에 삽통되고, 선단부가 노즐 유닛(9)의 액실(92) 내에 위치하도록 배치된다. 본 실시형태예에서는, 플런저(7), 플런저 실(85), 액실(92) 및 노즐(91)은, 모두 각 중심선이 연직선 상에 위치하도록 배치되어 있지만, 플런저(7), 플런저 실(85), 액실(92) 및 하방으로 개구하는 노즐(91)의 각 중심선이 연직선과 각도를 가지는 배치로 할 수도 있다. 즉, 플런저(7), 플런저 실(85), 액실(92) 및 노즐(91)의 각 중심선이 동일 직선 상에 위치하는 구성이라면, 본 발명의 효과를 보다 바람직하게 실현 가능한 토출 장치를 제공할 수 있다.

플런저 실(85)의 중앙 부근에는, 액체 재료가 상승하는 것을 막는 환형의 실링 부재(86)가 설치되어 있다. 플런저 실(85)의 직경은 플런저(7)의 직경보다 대경이므로, 왕복 이동하는 플런저(7)의 측주면이 플런저 실(85)의 내주면에 맞닿지 않는다. 그리고, 플런저(7)는 상방부로부터 하방부(선단부)까지 동일한 직경(동일한 폭)일 필요는 없으며, 측주면이 플런저 실(85)의 내주면에 맞닿지 않으면 단차부가 있어도 된다.

플런저(7)는 슬라이딩 마찰없이 왕복 이동할 수 있으므로, 고속으로 전진 이동하는 것이 가능하며, 플런저(7)의 전방에 위치하는 액체 재료에 관성력을 인가하고, 밀려서 물러난 체적량보다 소량의 액체 재료를 액적의 상태로 토출한다. 본 실시형태예에서는, 플런저(7)의 선단을 액실(92)의 내벽면이 구성하는 밸브 시트에 착좌시켜, 플런저(7)의 전진 이동을 정지시키고 있지만, 전진 이동하는 플런저(7)의 선단을 밸브 시트 근방에서 정지하고, 플런저(7)를 밸브 시트에 착좌시키지 않고 액적을 토출하는 태양으로도 본 발명의 기술 사상은 실현 가능하다.

그리고, 액실과 플런저의 단면 형상은 원형이 바람직하지만, 적어도 플런저의 선단부가 액실보다 가늘게 구성되어 있으면 되며, 예를 들면 단면이 다각형이나 타원형이라도 된다. 또한, 액실과 플런저의 단면 형상이 상사형(相似形)이 아니라도 된다.

본 실시형태예에서는, 플런저(7)는 판 스프링(6)에 고정되기 때문에, 플런저(7)의 선단을 액실(92)의 내벽면에 착좌시켜도, 판 스프링(6)이 착좌의 충격을 흡수한다. 이 판 스프링(6)에 의한 착좌 충격의 완화에 의해, 충격에 약한 압전 액츄에이터를 장수명화하고, 플런저(7)의 선단 마모를 완화하는 특별한 효과가 있다.

플런저(7)는, 예를 들면, 부식성이 우수한 금속 재료, 세라믹 재료, 수지 재료로 구성된다. 플런저(7)의 선단 형상은 임의의 형상으로 할 수 있고, 예를 들면, 평면, 구형(球形) 또는 선단에 돌기가 설치된 형상으로 하는 것이 개시된다.

액송 부재(8)는, 수평 방향으로 연장되는 부재이며, 도시하지 않은 저류(貯留) 용기(시린지)를 장착하기 위한 조인트(81)가 단부 근방에 설치되어 있다. 조인트(81)는 연직 방향으로 연장되도록 배치되어 있고, 시린지가 프레임(3)이 인접하는 측면과 평행한 위치 관계로 장착된다. 액송 부재(8)의 내부에는, 조인트(81)와 연통하는 유입 유로(流路)(82)와, 유입 유로(82)로부터 분기되는 에어 벤트 유로(83) 및 공급 유로(84)와, 플런저 실(85)이 형성되어 있다. 에어 벤트 유로(83)는, 공급 유로(84), 플런저 실(85) 및 액실(92)에 액체 재료를 충전할 때는 대기와 연통하고, 토출 시에는 폐지(閉止) 마개(도 1에서는 도시하지 않음. 도 6, 7의 87 참조)에 의해 대기와의 연통이 차단된다. 시린지 내의 액체 재료는 압축 기체에 의해 가압되고 있고, 조인트(81), 유입 유로(82) 및 공급 유로(84)를 통하여, 액실(92)에 액체 재료가 공급된다.

그리고, 액실(92)로의 액체 재료의 공급은, 펌프 등의 공지의 액송 수단을 사용하여 행하는 것도 가능하다.

노즐 유닛(9)은, 노즐(91)과, 액실(92)을 구비하고 있다.

노즐(91)은 토출 유로가 형성된 원통형의 부재이며, 선단부에 토출구를 가지고, 후단부는 액실(92)과 연통되어 있다. 노즐(91)는 예시의 형상으로 한정되지 않고, 예를 들면, 오리피스(orifice)에 의해 구성되는 경우도 있다.

액실(92)은, 내벽 저면에 노즐(91)의 토출 유로와 연통하는 개구가 형성되어 있고, 이 개구는 플런저(7)가 내벽 저면에 착좌하는 것에 의해 개폐된다. 즉, 플런저(7)가 착좌하는 개구의 주변부의 내벽 저면이 밸브 시트를 구성한다. 곧게 연장되는 액실(92)의 직경은 플런저 실(85)의 직경과 동일하다. 즉, 액실(92)의 직경은 플런저(7)의 직경보다 대경이므로, 왕복 이동하는 플런저(7)의 측주면이 액실(92)의 내주면에 맞닿지 않는다. 액실(92) 및 플런저 실(85)은, 실링 부재(86)의 부근까지 액체 재료로 충전되어 있다.

노즐 유닛(9)에는, 액실(92) 내의 액체 재료를 소정의 온도에 가온하기 위한 온도 조절 기구를 설치할 수도 있다.

본 실시형태예에서는, 플런저(7)의 측면이 플런저 실(85) 및 액실(92) 내에 있어서 환형의 실링 부재(86) 이외와는 접촉하지 않고 있다. 또한, 플런저(7)의 이동 시에 있어서, 공급 유로(84)와 플런저(7)의 전방에 위치하는 액체 재료는 유체적으로 연통되어 있다.

그리고, 필요에 따라, 플런저(7)의 왕복 이동 시에 플런저(7)의 측면에 맞닿아 셔터가 흔들리는 것을 억제하는 가이드 부재를 실링 부재(86)의 상방 및 / 또는 하방에 설치할 수도 있다. 이 가이드 부재를 설치하는 경우에도, 플런저(7)의 이동 시에 있어서, 공급 유로(84)와 플런저(7)의 전방에 위치하는 액체 재료가 유체적으로 연통하도록 구성하는 것이 바람직하다. 가이드 부재를 설치하는 경우에는, 가이드 부재에 의해 플런저(7)의 직선 이동이 확보되므로, 판 스프링(6)과 플런저(7)를 플런저 고정구(71)에 의해 타이트하게 고정하지 않아도 된다(고정구(71)에 유격을 크게 설정할 수도 있다).

<작동>

압전 액츄에이터(4a, 4b), 레버 기구(5, 6) 및 플런저(7)의 작동에 대하여 설명한다.

도 2는, 플런저(7)의 왕복 동작을 설명하기 위한 모식 측면도이다. 도 2 중, 도 1과 상이한 부분은, 도 1의 구성을 간략하게 표시한 부분이다.

도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 압전 소자(4a)의 신장에 의해, 고정 로드(24)를 지점으로 하여 암(5)의 상단부가 베이스(2)로부터 멀어지고, 암(5)의 하단부가 베이스(2)에 가까워지도록 요동하면, 플런저(7)는 연직 하방으로 이동한다. 이하에서는, 왕복 이동하는 플런저(7)가 가장 전진한 위치에 있을 때의 암(5)의 위치를 「최근 위치」라고 하는 경우가 있다.

도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 압전 소자(4b)의 신장에 의해, 고정 로드(24)를 지점으로 하여 암(5)의 상단부가 베이스(2)에 근접하고, 암(5)의 하단부가 베이스(2)로부터 멀어지도록 요동하면, 플런저(7)는 연직 상방으로 이동한다. 이하에서는, 왕복 이동하는 플런저(7)가 가장 후퇴한 위치에 있을 때의 암(5)의 위치를 「최원 위치」라고 하는 경우가 있다.

이와 같이, 암(5)이, 고정 로드(24)를 지점으로 하여 전후로 요동함으로써, 압전 소자(4a, 4b)의 변위가 확대하여 플런저(7)에 전달된다. 플런저(7)가 1 왕복함으로써, 노즐(91)의 토출구로부터 1의 액적이 토출된다.

도 3 에 나타낸 바와 같이, 플런저(7)의 후퇴 이동 시에는, 압전 소자(4b)에 전기 신호를 인가하여, 압전 소자(4b)를 신장한다. 여기에, 압전 소자(4b)에의 전기 신호의 인가는, 수축 상태로부터 신장 상태로의 이행을 완만하게 행하기 위한 상승용 전기 신호를 최초로 인가하는 것도 가능하다. 이 때, 압전 소자(4a)는 수축 상태에 있고 전기 신호가 인가되지 않고 있거나, 신장 상태로부터 수축 상태로 이행하기 위한 하강용 전기 신호가 인가되고 있다.

플런저(7)의 전진 이동 시에는, 압전 소자(4a)에 전기 신호를 인가하여, 압전 소자(4a)를 신장한다. 여기서, 압전 소자(4a)로의 전기 신호의 인가는, 수축 상태로부터 신장 상태로의 이행을 완만하게 행하기 위한 상승용 전기 신호를 최초로 인가하는 것이 바람직하다. 이 때, 압전 소자(4b)는 수축 상태에 있고 전기 신호가 인가되지 않고 있거나, 신장 상태로부터 수축 상태로 이행하기 위한 하강용 전기 신호가 인가되고 있다.

후퇴 이동 시의 상승 시간 tc 및 전진 이동 시의 하강 시간 td는, 액체 재료의 성질이나 형성하는 액적의 크기에 따라 최적인 값을 설정한다. tc 및 td를 조절함으로써, 압전 소자(4a, 4b)에 인가하는 펄스의 주파수를 일정하게 하고, 토출 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다. 압전 소자(4a, 4b)의 변위량은, 인가하는 전압(ΔV)에 의해 조절하는 것이 가능하며, 액체 재료의 성질이나 형성하는 액적의 크기에 따라 최적인 값을 설정한다.

도 4를 참조하면서, 판 스프링(6)의 양 단부(연결부(72, 73)) 및 암(5)의 장착 각도와 플런저(7)의 이동 궤적의 관계를 설명한다. 도 4는, 베이스(2)를 연직선으로 간주한 모식도이며, 플런저(7)의 중심선이 연직 방향에 있고, 암의 저면(52)은 평면인 것으로 가정한다(도 4 중, 부호 52를 암(5)의 중심선으로 간주해도 된다).

도 4의 (a)는, 판 스프링(6)의 양 단부(연결부(72, 73))가 동일한 높이에 있고, 또한, 베이스(2)와 암의 저면(52)이 최근 위치에서 평행한 경우(암(5)이 최근 위치에서 연직선과 평행한 경우)의 플런저(7)의 후퇴 궤적을 설명하는 도면이다. 이 경우에, 암(5)의 하단부가, 고정 로드(24) 부근을 지점으로 하여 베이스(2)로부터 멀어지도록 이동하면, 플런저(7)는 경사 상방으로 이동한다. 즉, 플런저(7)를 연직 상방으로 이동시킬 수는 없다. 단, 도 15를 사용하여 후술하는 바와 같이, 베이스(2)와 암의 저면(52)이 요동 운동 중에 일시적으로 평행하게 되는 경우라도, 판 스프링(6)의 양 단부(연결부(72, 73))의 높이를 적량 어긋나게 하는 것에 의해, 플런저(7)를 연직 방향으로 이동시키는 것은 가능하다.

도 4의 (b)는, 판 스프링(6)의 양 단부(연결부(72, 73))의 높이가 적량 어긋나게 되어 있고, 또한, 베이스(2)와 암(5)의 저면(52)이 각도를 가지는 경우(암(5)이 연직선과 예각을 구성하는 경우 또는 암(5)이 플런저(7)의 중심선의 연장선과 예각을 구성하는 경우)의 플런저(7)의 후퇴 궤적을 설명하는 도면이다. 이 경우에, 암(5)의 하단부가, 고정 로드(24) 부근을 지점으로 하여 베이스(2)로부터 멀어지도록 이동하면, 플런저(7)는 연직 방향으로 이동한다.

이와 같이, 판 스프링(6)의 양 단부(연결부(72, 73))의 높이를 적량 어긋나게 하고, 암(5)을 연직선(또는 플런저(7)의 중심선의 연장선)과 예각을 구성하도록 배치함으로써, 고정 로드(24) 부근을 지점으로 하는 암(5)의 요동 운동에 의해 플런저(7)를 연직 방향으로 왕복 동작시키는 것이 가능하게 된다. 그리고, 요동 운동 동안, 항상 암(5)이 연직선(또는 플런저(7)의 중심선의 연장선)과 항상 예각을 구성할 필요는 없고, 일시적으로 암(5)이 연직선(또는 플런저(7)의 중심선의 연장선)과 평행하게 되는 태양에 있어서도, 본 발명의 기술 사상은 실현 가능하다(상세한 것은 도 15를 사용하여 후술한다).

본 실시형태예에 있어서, 판 스프링의 베이스 측부(62)의 길이를 판 스프링의 암측부(61)의 길이와 비교하여 길게 구성하고 있는 이유에 대하여 설명한다.

플런저(7)와 판 스프링(6)과의 연결부(고정구(71)의 부분)는, 판 스프링(6)이 탄성에 의해 휘는 성질이 없는 것으로 가정하면, 베이스(2)와 판 스프링(6)과의 연결부(73)를 지점으로 한 원호의 궤적으로 이동한다. 이 원호형의 궤적은, 실제로는 판 스프링(6)의 탄성에 의해 휘는 성질에 의해 직선형으로 변환되지만, 이 원호형의 궤적이, 플런저(7)의 중심선(즉, 플런저(7)의 왕복 이동 방향)에 가능한 중첩되도록 하는 것이 바람직하다.

전술한 원호형의 궤적을 직선형에 근접시키기 위해서는, 베이스(2)와 판 스프링(6)과의 연결부(73)와, 플런저(7)와 판 스프링(6)과의 연결부(72)의 거리를 길게 하는 것이 유효하다. 즉, 판 스프링의 베이스 측부(62)의 길이(고정구(71)와 연결부(73)의 거리)를, 판 스프링의 암측부(61)의 길이(고정구(71)와 연결부(72)의 거리)보다 길어지도록 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 하면, 전술한 원호형의 궤적을 효율적으로 직선형에 근접시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 베이스(2)와 판 스프링(6)과의 연결부(73)로부터 연장되는 수평선(또는 연결부(73)로부터 플런저(7)의 중심선으로 내린 수선)을, 플런저 고정구(71)가 넘어서 왕복 이동하도록 구성하는 것도 전술한 원호형의 궤적을 효율적으로 직선형에 가까이 하는 수단으로서 유효하다.

이상은 액적 토출 장치(1)의 일례를 설명하는 것에 지나치지 않고, 베이스(2)와 압전 액츄에이터(4a, 4b)의 연결 태양, 압전 액츄에이터(4a, 4b)와 암(5)의 연결 태양, 판 스프링(6)의 양단 연결부(72, 73), 플런저(7)와 판 스프링(6)의 연결 태양의 각각의 위치 및 각도, 및, 판 스프링(6)의 굴곡 및 만곡의 형상·방향은, 플런저(7)가 직선 왕복 이동할 수 있는 한 적절하게 변경 가능하다.

<도포 장치>

액적 토출 장치(1)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 탁상형의 도포 장치(100)에 탑재되고, 토출 장치(1)와 공작물 테이블(103)을 XYZ축 구동 장치(111, 112, 113)에 의해 상대 변위시켜, 공작물 상에 액체 재료를 도포하는 작업에 사용할 수 있다. 예시하는 도포 장치(100)는, 가대(架臺)(101)와, 도포 대상물인 공작물(102)을 탑재하는 공작물 테이블(103)과, 액적 토출 장치(1)와 공작물 테이블(103)을 X 방향(121)으로 상대 변위시키는 X 구동 장치(111)와, 액적 토출 장치(1)와 공작물 테이블(103)을 Y 방향(122)으로 상대 변위시키는 Y 구동 장치(112)와, 액적 토출 장치(1)와 공작물 테이블(103)을 Z 방향(123)으로 상대 변위시키는 Z 구동 장치(113)와, 도시하지 않은 압축 기체원으로부터의 압축 기체를 원하는 조건으로 저류 용기(시린지)에 공급하는 도시하지 않은 디스펜스(dispense) 콘트롤러(토출 제어부)와, XYZ 구동 장치(111, 112, 113)의 동작을 제어하는 도포 동작 제어부(104)를 구비하여 구성된다. 도포 장치(100)는, 점선으로 도시한 바와 같이, 가대 상부를 커버로 덮고, 파티클(particle)이나 발진물(發塵物)이, 공작물(102)에 도달하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

XYZ 구동 장치(111, 112, 113)는, 예를 들면, 공지의 XYZ축 서보 모터와 볼 나사를 구비하여 구성되며, 액적 토출 장치(1)의 토출구를 공작물의 임의의 위치에, 임의의 속도로 이동 시키는 것이 가능하다. 도 5에서는, 도포 장치에는, 3대의 액적 토출 장치(1)가 탑재되어 있지만, 탑재 대수는 예시의 수로 한정되지 않고, 1대라도 되고, 2대, 4대 등의 복수 대라도 된다. 또한, 도 5에서는, 1대의 Z 구동 장치(113)에 3대의 액적 토출 장치(1)를 탑재하고 있지만, 액적 토출 장치(1)와 동일한 수(도 5의 예에서는 3대)의 Z 구동 장치를 설치하고, 각각의 액적 토출 장치(1)가 독립적으로 Z 방향(및 X 방향)으로 이동 가능하도록 구성할 수도 있다.

이상에서 설명한 실시형태예 1의 액적 토출 장치(1)에 의하면, 압전 액츄에이터를 구동원으로 하여 액실보다 소경의 플런저(7)를 왕복 동작시키므로, 고택트(예를 들면, 1초당 몇백 숏∼1만 숏)로 미량인 액적의 연속 비상 토출을 실현하는 것이 가능하다.

또한, 압전 액츄에이터의 변위량을 확대하는 레버 기구에 의해, 소형의 압전 소자를 사용한 경우라도 변위량을 효율적으로 확대하고, 플런저의 전진 이동 거리를 확보하는 것이 가능하게 된다. 또한, 판 스프링이 플런저 착좌 시의 충격을 흡수하므로, 플런저 및 압전 액츄에이터를 장수명화하는 것이 가능하게 된다.

《실시형태예 2》

실시형태예 2의 액적 토출 장치(1)는, 압전 소자(4a, 4b)의 수명을 예측하는 기능을 가지는 토출 제어 장치(10)와, 센서 박스(14)와, 장착면(21)와 압전 소자(4a, 4b)의 사이에 배치된 요동 기구(27, 28)를 구비하는 점에서 실시형태예 1의 장치와 상이하다. 이하에서는, 실시형태예 1과 상이한 구성을 중심으로 설명하고, 동일한 구성 요소에 대해서는 설명을 생략한다. 그리고, 도면에서는, 실시형태예 1와 동일한 구성 요소에는, 동일한 부호를 부여하고 있다.

도 6에 실시형태예 2에 따른 액적 토출 장치(1)의 측면 단면도를, 도 7에 사시도를 나타낸다. 그리고, 도 1에서는 케이블 커넥터(31)를 도시하지 않고 있지만, 실시형태예 1에 따른 액적 토출 장치(1)도 케이블 커넥터는 가지고 있다.

요동 기구(27, 28)는, 압전 소자(4a, 4b)의 한쪽이 신장되었을 때 생기는 다른 쪽의 전단 변형을 흡수하기 위한 기구이다.

압전 소자(4a)의 암(5)과 반대측의 단부는 연결대(27a)에 고정되어 있고, 압전 소자(4b)의 암(5)과 반대측의 단부는 연결대(27b)에 고정되어 있다. 연결대(27a)는 롤러(28a)에 맞닿는 오목부를, 연결대(27b)는 롤러(28b)에 맞닿는 오목부를 가지고 있고, 각 롤러의 측주면에 따라 각 연결대는 요동하는 것이 가능하다. 암(5)은, 압전 소자(4a, 4b) 및 연결대(27a, 27b)는 롤러(28a, 28b)에 압압력(押壓力)이 가해진 상태로 고정 로드(24)에 의해 고정되어 있다.

도 8은, 실시형태예 2에 따른 액적 토출 장치(1)의 제어 계통을 설명하는 블록도이다.

토출 제어 장치(10)는, 압전 소자를 구동하는 펄스 신호 패턴, 구동 시간 및 구동 전압을 제어하는 구동 제어부(11)와, 압전 소자(4a, 4b)에 소정의 패턴으로 펄스 신호를 인가하는 압전 소자 구동부(12)와, 압전 소자를 구동시키기 위한 전압을 발생하는 전원(13)을 구비하고 있다.

구동 제어부(11)는, 센서 박스(14)와 신호 케이블에 의해 접속되어 있고, 온도 센서(15a, 15b)로부터의 온도 정보를 수신한다. 온도 센서(15a)는 압전 소자(4a)의 주위 온도 및 표면 온도를 측정하고, 온도 센서(15b)는 압전 소자(4b)의 주위 온도 및 표면 온도를 측정한다. 구동 제어부(11)는, 조작자로부터의 지령이 입력되는 입력 장치(도시하지 않음)와, 제어 정보를 표시 및 발보(發報)하는 출력 장치(도시하지 않음)와 접속되어 있다.

도 9의 (a)는 압전 소자 구동부(12)의 회로 구성도, (b)는 압전 소자(4a, 4b)로의 통전 타이밍을 나타내는 그래프이다.

압전 소자 구동부(12)는, 압전 소자(4a)를 구동하는 제1 구동 회로와, 압전 소자(4b)를 구동하는 제2 구동 회로를 구비하여 구성된다. 제1 구동 회로는, 전원과 접속된 제1 트랜지스터(41a)와, 이미터가 접지된 제2 트랜지스터(42a)와, 전압 감시 회로(43a)를 구비하여 구성된다. 제1 구동 회로는, 압전 소자(4a)에 전류가 통전하여 신장할 때는 제1 트랜지스터(41a)를 ON으로 하여 전원(13)으로부터의 전압(예를 들면, 50V∼200V)을 공급한다. 압전 소자(4a)는 통전하면 전하가 축적되고 있으므로, 미통전으로 할 때는, 제2 트랜지스터(42a)를 ON으로 하여 축적된 전하를 방전하여, 변위를 초기 위치로 복귀시킨다. 전압 감시 회로(43a)는, 압전 소자(4a)의 전압을 측정한 모니터 신호를 구동 제어부(11)에 송신한다.

제2 구동 회로의 구성 및 작용은, 제1 구동 회로와 동일하다.

구동 제어부(11)는, 온도 센서(15a, 15b)로부터의 온도 정보에 기초하여 압전 소자(4a, 4b)의 수명을 예측하는 기능도 가지고 있다. 이 수명 예측 기능은, 주위 온도와 발열로 압전 소자의 수명 계수가 변화하는 것을 이용한 것으로서, 프로그램에 의해 실현된다.

도 10은, 압전 소자의 온도와 수명 계수의 변화예를 나타내는 그래프이다. 도 10으로부터, 압전 소자의 수명은 30℃ 하에서 구동시킨 경우와 비교하여, 20℃ 하에서 구동시켰을 경우의 수명은 1.5배가 되는 것을 알 수 있다. 그리고, 일반적으로 압전 소자의 수명은 5억 회∼10억 회인 것으로 여겨지고 있다.

도 11은, 토출 제어 장치의 수명 예측 기능의 처리 흐름이다.

액적 토출 장치(1)의 입력 장치로부터, 조작자에 의한 토출 지령이 발해지면, 구동 제어부(11)는 구동 펄스 신호를 압전 액츄에이터에 송신하고, 또한 압전 액츄에이터의 구동 횟수를 카운트하고, 기억 장치에 카운트값을 기억시킨다(STEP1). 구동 제어부(11)는, 온도 센서(15a, 15b)로부터의 측정 신호에 기초하여, 압전 소자(4a, 4b)의 표면 온도를 취득한다(STEP2). 구동 제어부(11)는, 기억 장치에 사전에 기록되어 있는 압전 소자의 온도와 수명 계수의 관계 테이블과 STEP2에서 계측한 온도에 기초하여, 현재의 수명 계수를 산출한다(STEP3).

구동 제어부(11)는, 산출한 현재의 수명 계수와 카운트값을 곱하고, 수명 카운트값에 가산한다(STEP4). 수명 카운트값은, 수명 계수에 의해 보정된 카운트값을 적산함으로써 산출되고, 예를 들면, 온도가 40℃에서 카운트값이 1000인 경우에는 카운트값을 900으로 보정하고, 온도가 60℃에서 카운트값이 1000인 경우에는 카운트값을 1100으로 보정하여 수명 카운트값에 가산한다. 구동 제어부(11)는, 기억 장치에 사전에 기록되어 있는 수명 경고값과 수명 카운트값을 비교하여(STEP5), 수명 카운트값이 수명 경고값 이상인 경우에는 출력 장치에 의해 경고를 출력한다. STEP5에서 수명 카운트값이 수명 경고값 미만인 경우에는, 토출 지령이 OFF가 될 때까지 STEP2∼STEP5을 계속해서 실행하고, 토출예가 OFF가 된 타이밍에서 수명 카운트값을 적산 기억한다(STEP8).

구동 제어부(11)는, 압전 액츄에이터에 걸리는 하중을 감시하는 기능(프로그램)도 가지고 있다.

도 12는, 노즐 유닛(9)을 제거한 상태에서, 플런저(7)에 화살표 방향의 외력(N)을 가했을 때, 전압 감시 회로(43)가 검출하는 전압 모니터 신호를 나타내는 그래프이다. 이 전압 모니터 신호는, 압전 소자(4)에 하중을 가했을 때에 하중에 따라 생기는 기전력을 측정한 신호이다. 구동 제어부(11)는, 사전에 기억 장치에 기억된 전압 모니터 신호의 상한값과 하한값을 전압 모니터 신호가 넘었을 경우에는, 출력 장치에 의해 경고를 출력한다. 이 하중 감시 기능에 의해, 압전 액츄에이터를 권장되는 내(耐)하중의 범위 내에서 사용하는 것이 가능하게 된다.

이상에서 설명한 실시형태예 2의 액적 토출 장치(1)에 의하면, 요동 기구(27, 28)에 의해 압전 소자(4a, 4b)의 전단 변형을 흡수할 수 있으므로, 암(5)의 요동 동작을 안정시킬 수 있고, 나아가서는 토출 정밀도를 향상시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 압전 액츄에이터의 수명을 예측하는 기능을 구비하므로, 가동중의 의도하지 않는 고장을 미연에 방지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 압전 액츄에이터에 걸리는 하중을 감시하는 기능을 구비하므로, 과잉의 하중에 의해 압전 액츄에이터가 손상되는 것을 방지하거나, 압전 액츄에이터의 출력 저하를 검출하는 것이 가능하게 된다.

《실시형태예 3》

실시형태예 3의 액적 토출 장치(1)는, 판 스프링(6)의 중앙 부분이 상방(노즐 측과 반대측)으로 만곡되는 구성인 것이 실시형태예 1과 크게 상이한 점이다. 이하에서는, 실시형태예 1과 상이한 구성을 중심으로 설명하고, 동일한 구성 요소에 대해서는 설명을 생략한다. 그리고, 도면에서는, 실시형태예 1과 동일한 구성 요소에는, 동일한 부호를 부여하고 있다.

<토출 장치>

도 13에 모식적으로 나타내는 실시형태예 3의 액적 토출 장치(1)는, 베이스(2)와, 프레임(3)(도시하지 않음)과, 압전 액츄에이터(4a, 4b)와, 암(5)과, 판 스프링(6)과, 연직선 방향으로 왕복 이동하는 플런저(7)와, 액송 부재(8)와, 노즐 유닛(9)을 주요한 구성 요소로 한다.

베이스(2)는, 상방이 플런저(7)와 가까우며, 하방이 플런저(7)로부터 먼, 장착면(21)을 구비하고 있다. 즉, 장착면(21)은 플런저(7)의 중심선의 연장선과 예각(또는 연직선과 예각)을 구성하고 있다.

프레임(3)(도시하지 않음)은, 실시형태예 1과 동일하다.

압전 액츄에이터(4a, 4b)는, 실시형태예 1과 동일하며, 고정 로드(24)에 의해 고정되어 있다.

암(5)은, 장착면(21)과 실질적으로 평행하게 되도록 배치되어 있다. 즉, 암(5)은, 플런저(7)의 중심선의 연장선과 예각을 구성하는 경우(또는 연직선과 예각)를 구성하고 있다.

판 스프링(6)은, 암(5)과의 연결부(72)가 베이스(2)와의 연결부(73)와 비교하여 낮은 위치에 위치하도록 고정되어 있다. 판 스프링(6)은 플런저 고정구(71)의 장착 위치 부근에서 굴곡하고, 중앙 부분이 상방(노즐과 반대측)을 향하여 부풀어 있다(즉, 판 스프링(6)과 암(5)의 연결부(72)와 판 스프링(6)과 베이스(2)의 연결부(73)를 연결하는 직선에 대하여 노즐 측으로 부풀어 있다). 본 실시형태예와는 달리, 굴곡부가 없는 상방(노즐과 반대측)으로 부풀도록 만곡되는 원호형의 판 스프링(6)을 사용할 수도 있다.

판 스프링(6)의 양 단부(연결부(72, 73))의 높이 관계는 예시의 태양으로 한정되지 않으며, 플런저(7)의 직선 왕복 이동이 가능하다면, 연결부(72)가 연결부(73)를 보다 높은 위치에 배치해도 되고, 연결부(72)와 연결부(73)를 동일한 높이에 배치해도 된다.

플런저(7), 액송 부재(8) 및 노즐 유닛(9)은, 실시형태예 1과 동일하다.

<작동>

도 13은, 플런저(7)의 왕복 동작을 설명하기 위한 모식 측면도이다.

도 13의 (a)에 나타낸 바와 같이, 압전 소자(4b)의 신장에 의해, 고정 로드(24)를 지점으로 하여 암(5)의 상단부가 베이스(2)에 근접하고, 암(5)의 하단부가 베이스(2)로부터 멀어지도록 요동하면, 플런저(7)는 연직 하방으로 이동한다.

도 13의 (b)에 나타낸 바와 같이, 압전 소자(4a)의 신장에 의해, 고정 로드(24)를 지점으로 하여 암(5)의 상단부가 베이스(2)로부터 멀어지고, 암(5)의 하단부가 베이스(2)에 근접하도록 요동하면, 플런저(7)는 연직 상방으로 이동한다.

이와 같이, 본 실시형태예에서는, 암(5)의 최원 위치에서 플런저(7)가 최진출 위치가 되고, 암(5)의 최근 위치에서 플런저(7)가 최후퇴 위치가 된다(실시형태예 1과는 암(5)의 위치와 플런저(7)의 위치와 관계가 반대가 된다).

도 14는, 판 스프링(6)의 양 단부(연결부(72, 73)) 및 암(5)의 장착 각도와 플런저(7)의 이동 궤적의 관계를 설명하는 모식도이다. 도 14에서는, 도 4와 같이 베이스(2)가 연직선이며, 플런저(7)의 중심선 방향이 연직 방향에 있고, 암의 저면(52)이 평면인 것으로 가정한다(도 14 중, 부호 52를 암(5)의 중심선으로 간주해도 된다).

도 14의 (a)는, 판 스프링(6)의 양 단부(연결부(72, 73))가 동일한 높이에 있고, 또한, 베이스(2)와 암의 저면(52)이 최원 위치에서 평행한 경우(암(5)이 최원 위치에서 연직선과 평행한 경우)의 플런저(7)의 후퇴 궤적을 설명하는 도면이다. 이 경우에, 암(5)의 하단부가, 고정 로드(24) 부근을 지점으로 하여 베이스(2)에 근접하도록 이동하면, 플런저(7)는 경사 상방으로 이동한다. 즉, 플런저(7)를 연직 상방으로 이동시킬 수는 없다.

도 14의 (b)는, 판 스프링(6)의 양 단부(연결부(72, 73))의 높이가 적량 어긋나 있고, 또한, 베이스(2)와 암(5)의 저면(52)이 각도를 가지는 경우(암(5)이 연직선과 항상 예각을 구성하는 경우 또는 암(5)이 플런저(7)의 중심선의 연장선과 항상 예각을 구성하는 경우)의 플런저(7)의 후퇴 궤적을 설명하는 도면이다. 이 경우에, 암(5)의 하단부가, 고정 로드(24) 부근을 지점으로 하여 베이스(2)에 근접하도록 이동하면, 플런저(7)는 연직 방향(진출 방향)으로 이동한다.

이와 같이, 판 스프링(6)의 양 단부(연결부(72, 73))의 높이를 적량 어긋나게 하고, 암(5)을 연직선(또는 플런저(7)의 중심선의 연장선)과 예각을 구성하도록 배치함으로써, 고정 로드(24) 부근을 지점으로 하는 암(5)의 요동 운동에 의해 플런저(7)를 연직 방향으로 왕복 동작시키는 것이 가능하게 된다. 그리고, 요동 운동 동안, 항상 암(5)이 연직선(또는 플런저(7)의 중심선의 연장선)과 예각을 구성할 필요는 없으며, 일시적으로 암(5)이 연직선(또는 플런저(7)의 중심선의 연장선)과 평행하게 되는 태양에 있어서도, 본 발명의 기술 사상은 실현 가능하다.

《실시형태예 4 및 5》

실시형태예 4의 액적 토출 장치(1)는, 평면으로 이루어지는 장착면(21)을 연직선과 평행이 되는 배치로 하고, 암(5)을 장착면(21)과 실질적으로 평행하게 배치한 점에서만 실시형태예 1의 액적 토출 장치(1)와 상이하다.

실시형태예 5의 액적 토출 장치(1)는, 평면으로 이루어지는 장착면(21)을 연직선과 평행이 되는 배치로 하고, 암(5)을 장착면(21)과 실질적으로 평행하게 배치한 점에서만 실시형태예 3의 액적 토출 장치(1)와 상이하다.

도 15는, 판 스프링(6)의 양 단부(연결부(72, 73)) 및 암(5)의 장착 각도와 플런저(7)의 이동 궤적의 관계를 설명하는 모식도 이며, (a)가 실시형태예 4의 플런저(7)의 이동 궤적을 나타내고, (b)가 실시형태예 5의 플런저(7)의 이동 궤적을 나타내고 있다. 도 15에서는, 도 4 및 도 14와 같이 베이스(2)를 연직선으로 간주하고, 플런저(7)의 중심선 방향이 연직 방향에 있고, 암의 저면(52)이 평면인 것으로 가정한다(도 15 중, 부호 52를 암(5)의 중심선으로 간주해도 된다).

도 15의 (a)에 나타낸 바와 같이, 실시형태예 4의 액적 토출 장치(1)는, 판 스프링(6)과 암(5)의 연결부(72)가 높은 위치에 있고, 판 스프링(6)과 베이스(2)의 연결부(73)가 낮은 위치에 있고, 플런저(7)가 연직 방향으로 이동하도록 판 스프링(6)의 양 단부(연결부(72, 73))의 높이가 적량 어긋나 있다. 암(5)은, 최원 위치로부터 최근 위치로 이동하는 도중에 베이스(2)(및 장착면(21))와 암의 저면(52)이 평행하게 되도록 장착되어 있다. 암(5)이 최원 위치에 있을 때는 암(5)의 중심선이 지점을 지나는 연직선과 제1 방향(도시 우측)으로 벌어지는 예각을 구성하고, 암(5)이 최근 위치 있는 때는 암(5)의 중심선이 지점을 지나는 연직선과 제2 방향(도시 좌측)으로 예각을 구성한다. 실시형태예 4에서는, 암(5)의 하단부가, 고정 로드(24) 부근을 지점으로 하여 베이스(2)에 근접하도록 이동하면, 플런저(7)는 연직 방향(진출 방향)으로 이동한다.

도 15의 (b)에 나타낸 바와 같이, 실시형태예 5의 액적 토출 장치(1)는, 판 스프링(6)과 암(5)의 연결부(72)가 낮은 위치에 있고, 판 스프링(6)과 베이스(2)의 연결부(73)가 높은 위치에 있고, 플런저(7)가 연직 방향으로 이동하도록 판 스프링(6)의 양 단부(연결부(72, 73))의 높이가 적량 어긋나 있다. 암(5)은, 최원 위치로부터 최근 위치로 이동하는 도중에 베이스(2)(및 장착면(21))와 암의 저면(52)이 평행하게 되도록 장착되어 있다. 암(5)이 최원 위치 있을 때는 암(5)의 중심선이 지점을 지나는 연직선과 제1 방향(도시 우측)으로 벌어지는 예각을 구성하고, 암(5)이 최근 위치 있을 때는 암(5)의 중심선이 지점을 지나는 연직선과 제2 방향(도시 좌측)으로 예각을 구성한다. 실시형태예 5에서는, 암(5)의 하단부가, 고정 로드(24) 부근을 지점으로 하여 베이스(2)에 근접하도록 이동하면, 플런저(7)는 연직 방향(후퇴 방향)으로 이동한다.

이와 같이, 판 스프링(6)의 양 단부(연결부(72, 73))의 높이를 적량 어긋나게 배치함으로써, 요동 운동 중에 암(5)이 일시적으로 연직선과 평행하게 되도록 배치되어도, 플런저(7)를 연직 방향으로 왕복 동작시키는 것이 가능하게 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시형태예의 기재로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태예에는 다양한 변경·개량을 가하는 것이 가능하며, 이러한 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

예를 들면, 본 명세서에 기재된 각 실시형태예에 있어서는, 플런저(7)의 중심선을 연직 방향으로 맞추고 있지만, 연직 방향에 대하여 플런저(7)의 중심선을 경사지게 하여 배치하는 것도 당연히 가능하다. 이 때는, 필요에 따라, 명세서 중의 연직의 기재를 플런저(7)의 중심선 방향으로 변경하여 해석해야 한다.

[산업상 이용가능성]

본 발명의 장치는, 미량인 액적을 비상 토출하는 각종 용도에 사용할 수 있고, 예를 들면, 플립칩 구현에 있어서의 1차 언더필 공정 등에 사용할 수 있다.

1: 액적 토출 장치, 2: 베이스, 3: 프레임, 4: 압전 소자, 5: 암, 6: 판 스프링, 7: 플런저, 8: 액송 부재, 9: 노즐 유닛, 10: 토출 제어 장치, 11: 구동 제어부, 12: 압전 소자 구동부, 13: 전원, 14: 센서 박스, 15: 온도 센서, 21: 장착면, 22: 배면, 23: 나사공, 24: 고정 로드, 25: 고정 나사(제2 연결 부재), 26: 나사공, 27: 연결대, 28: 롤러, 31: 케이블 커넥터, 41: 제1 트랜지스터, 42: 제2 트랜지스터, 43: 전압 감시 회로, 51: 고정 나사(제1 연결 부재), 52: 암의 저면, 53: 나사공, 61: 판 스프링의 암측부, 62: 판 스프링의 베이스 측부, 72: 판 스프링과 암의 연결부(제1 연결부), 73: 판 스프링과 베이스의 연결부(제2 연결부), 71: 플런저 고정구, 81: 조인트, 82: 유입 유로, 83: 에어 벤트 유로, 84: 공급 유로, 85: 플런저 실, 86: 실링 부재, 87: 폐지 마개, 91: 노즐, 92: 액실, 100: 도포 장치, 101: 가대, 102: 공작물, 103: 공작물 테이블, 104: 도포 동작 제어부, 111: X축 구동 장치, 112: Y축 구동 장치, 113: Z축 구동 장치, 121: X 방향, 122: Y 방향, 123: Z 방향

Claims (20)

1. 노즐과 연통하고, 액체 재료가 공급되는 액실;
   상기 액실보다 가는 선단부(先端部)가 상기 액실 내를 진퇴(進退) 이동하는 플런저(plunger);
   상기 플런저를 진퇴 동작시키는 구동원이 되는 압전(壓電) 액츄에이터;
   상기 압전 액츄에이터의 변위(變位)를 확대하는 레버 기구(機構);
   상기 압전 액츄에이터가 장착되는 장착면을 가지는 베이스; 및
   토출(吐出) 제어 장치;
   를 포함하고,
   상기 레버 기구가, 상기 압전 액츄에이터에 의해 요동(搖動) 운동하는 암과, 단부(端部)가 상기 암의 하부 및 상기 베이스와 연결되고, 중앙 부분에 플런저 연결부를 가지는 판 스프링을 구비하여 구성되며,
   상기 암의 요동 운동에 의해 상기 판 스프링이 상기 플런저를 직선 왕복 이동시키는, 액적(液適) 토출 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 암의 중심선이, 상기 요동 운동 동안, 적어도 일시적으로 상기 플런저의 중심선을 연장한 선과 예각을 구성하도록 상기 암이 배치되어 있는, 액적 토출 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 플런저, 상기 액실 및 상기 노즐의 각각의 중심선이 동일 직선 상에 위치하는, 액적 토출 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 판 스프링이, 상기 판 스프링의 중앙부가 상기 노즐 측을 향하여 부풀도록 굴곡 또는 만곡되어 배치되어 있고,
   상기 판 스프링과 상기 암과의 연결부의 위치가, 상기 판 스프링과 상기 베이스와의 연결부의 위치와 비교하여 상방에 위치하고 있는, 액적 토출 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 판 스프링이, 상기 판 스프링의 중앙부가 상기 노즐과 반대 측을 향하여 부풀도록 굴곡 또는 만곡되어 배치되어 있고,
   상기 판 스프링과 상기 암과의 연결부의 위치가, 상기 판 스프링과 상기 베이스와의 연결부의 위치와 비교하여 하방에 위치하고 있는, 액적 토출 장치.
6. 제1항에 있어서,
   요동 운동하는 상기 암의 하부가 상기 베이스와 상기 판 스프링과의 연결부로부터 가장 이격된 위치에 있는 경우에 있어서, 상기 판 스프링이 최대로는 늘어나지 않고 굴곡 또는 만곡을 유지하도록 구성되어 있는, 액적 토출 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 베이스와 상기 판 스프링의 연결부로부터 상기 플런저의 중심선에 내린 수선(垂線)을, 상기 플런저와 상기 판 스프링의 연결부가 넘어서 왕복 이동하도록 구성되어 있는, 액적 토출 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 판 스프링의 상기 플런저 연결부로부터 상기 베이스 측의 단부까지의 거리가, 상기 판 스프링의 상기 플런저 연결부로부터 상기 암 측의 단부까지의 거리와 비교해서 길게 구성되어 있는, 액적 토출 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 암의 중심선이, 상기 요동 운동 동안, 상기 플런저의 중심선을 연장한 선과 항상 예각을 구성하도록 배치되어 있는, 액적 토출 장치.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 압전 액츄에이터가, 신장(伸長) 시에 상기 암의 하단부를 상기 베이스에 근접시키는 제1 압전 소자와, 신장 시에 상기 암의 하단부를 상기 베이스로부터 멀어지게 하는 제2 압전 소자를 포함하여 구성되는, 액적 토출 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 압전 소자와 상기 제2 압전 소자의 사이에 배치된 고정 로드를 포함하고, 상기 고정 로드에 의해 상기 암이 착탈(着脫) 가능하게 상기 베이스와 연결되어 있는, 액적 토출 장치.
12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 압전 소자 및 상기 제2 압전 소자가, 한쪽 압전 소자가 신장할 때 생기는 다른 쪽의 전단(剪斷) 변형을 흡수하는 요동 기구를 통하여 상기 베이스에 장착되어 있는, 액적 토출 장치.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 토출 제어 장치가, 상기 압전 액츄에이터를 구동시키는 펄스 신호의 발진 주파수를 변경하지 않고, 상기 펄스 신호의 상승 시간 및 하강 시간을 조절함으로써, 상기 플런저의 진퇴 동작을 조절하는, 액적 토출 장치.
14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 암이, 상기 장착면과 실질적으로 평행하게 되도록 배치되어 있는, 액적 토출 장치.
15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 레버 기구가, 상기 압전 액츄에이터의 변위를 3배∼20배로 확대하는, 액적 토출 장치.
16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플런저가, 최진출(最進出) 위치에서 진출 방향에 있는 상기 액실의 내벽에 착좌(着座)하여, 상기 액실과 상기 노즐과의 연통을 차단하는, 액적 토출 장치.
17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 압전 액츄에이터의 온도를 측정하는 온도계를 더 포함하고,
    상기 토출 제어 장치가, 상기 압전 액츄에이터의 적산(積算) 구동 횟수를 기억하고, 상기 적산 구동 횟수와 사전에 기억된 온도와 수명 계수의 관계 테이블에 기초하여 상기 압전 액츄에이터의 수명을 예측하고, 수명이 끝나가는 경우에 경고를 발하는 기능을 구비하는, 액적 토출 장치.
18. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 토출 제어 장치가, 상기 플런저에 걸리는 하중을 감시하고, 상기 하중이 사전에 기억한 하중 범위를 넘었을 경우에 경고를 발하는 기능을 구비하는, 액적 토출 장치.
19. 제1항 또는 제2항에 기재된 액적 토출 장치;
    피도포물을 탑재하는 공작물 테이블;
    상기 액적 토출 장치와 상기 피도포물을 상대 변위시키는 상대 변위 장치; 및
    상기 액적 토출 장치에 액체 재료를 공급하는 액체 재료 공급원;
    을 포함하는 도포 장치.
20. 제19항에 있어서,
    상기 액적 토출 장치가, 복수 대의 상기 액적 토출 장치로 이루어지는, 도포 장치.

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