KR20090119770A - 액적 토출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 토출 동작시의 플런저(plunger) 선단이 액실(液室)의 내벽에 비접촉인 상태를 유지하는 액적(液滴) 토출 기술을 제공하는 것을 목적으로 하고, 특히, 납땜 페이스트 등의 필러(filler)를 함유하는 액재(液材)라도 양호한 토출을 행할 수 있는 액적 토출 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명은, 액재를 토출하는 토출구를 가지는 액실과, 액실과 연통되는 관통공과, 관통공에 삽입 통과되고, 그 선단부가 액실 내를 진퇴(進退) 이동하는 플런저와, 플런저를 진퇴 이동시키는 플런저 이동 수단과, 플런저 선단부의 위치를 규정하는 플런저 위치 결정 수단을 포함하고, 플런저의 선단부와 액실의 내벽이 비접촉인 상태로 플런저를 진퇴 이동 및 진출 정지시킴으로써 액재에 관성력을 부여하여 액적의 상태로 토출하는 액적 토출 장치로서, 상기 플런저 위치 결정 수단은, 진출 정지 시의 플런저 선단부의 위치를, 그 진출 방향에 있는 액실의 내벽 근방으로 규정하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치 및 방법이다.
액적 토출 장치, 플런저, 액실, 액적, 액재, 위치 결정 수단, 관성력

Description

액적 토출 장치 및 방법{LIQUID DROPLET DISCHARGING DEVICE AND METHOD}
본 발명은, 액재(液材)를 액적(液滴)의 상태로 날려 토출(吐出)하는 액적 토출 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 명세서 중, 「액재」란, 액체 재료이며 , 유동성이 있는 것은 모두 해당하고, 예를 들면, 필러(filler)라는 입자형의 미소 물질을 가지는 액재도 당연히 포함된다.
또한, 「액적 상태」란, 토출구로부터 토출된 액재가, 토출구와 도포 대상물과의 어디에도 접촉하지 않고, 공간 중을 이동하는 상태이다.
액재를 노즐로부터 떨어뜨린 후에 공작물에 착탄(着彈)시키는 종래의 액적 토출 장치로서는, 예를 들면, 노즐에 연결되는 출구 부근에 밸브 시트를 가지는 유로 내에, 플런저(plunger) 로드의 측면이 비접촉으로 설치되고, 플런저 로드의 선단이 밸브 시트를 향해 이동하여 밸브 시트에 맞닿는 것에 의해, 노즐로부터 액재를 액적의 상태로 토출시키는 것이 있었다(특허 문헌 1).
또한, 급속 전진하는 플런저를 밸브 시트와 접촉시키지 않고 급격하게 정지시켜 액재를 비적(飛滴)시키는 기술로서는, 본원 출원인이 제안한, 선단면이 액재에 밀접한 액재 토출용 플런저를 고속 전진시키고, 이어서, 플런저 구동 수단을 급 격 정지시켜, 액재에 관성력을 인가하여 액재를 토출시키는 액재의 토출 방법 및 장치가 있었다(특허 문헌 2, 특허 문헌 3).
특허 문헌 1: 일본특표 2001-500962호 공보
특허 문헌 2: 일본공개특허 제2003-190871호 공보
특허 문헌 3: 일본공개특허 제2005-296700호 공보
고속 이동하는 플런저 로드의 선단을 밸브 시트에 닿게 하여 토출을 행하는 특허 문헌 1에 개시된 종래의 액적 토출 장치에서는, 플런저 로드와 밸브 시트와의 접촉이 반복하여 행해지면, 플런저 로드나 밸브 시트가 마모되어 마모분이나 마모편이 생긴다. 이 발생된 마모분이나 마모편은, 액재에 혼입되면 액재를 오염시킬 뿐아니라, 플런저 로드와 밸브 시트 사이에 끼여 양호한 토출을 방해하는 원인이 된다.
또한, 플런저 로드나 밸브 시트의 마모는, 플런저 로드나 밸브 시트 자체의 형상을 변형시켜, 마모 전후의 토출에 재현성을 얻을 수 없게 하므로, 정기적으로 플런저 로드나 밸브 시트를 교환할 필요가 있었다.
또한, 필러라는 미소 입자를 포함하는 액재의 토출 시에는, 필러가 플런저 로드와 밸브 시트 사이에 끼여 파괴되는 경우가 있어, 파괴된 필러에 의해 액재의 성질이 변해 버리는 문제점이 있었다. 또한, 파괴되어 변형된 필러가 노즐 막힘의 원인이 되는 경우도 있었다.
또한, 플런저 로드와 밸브 시트 사이에 필러가 끼이면, 토출마다의 플런저 로드와 밸브 시트와의 접촉 상태가 변하여, 토출의 재현성을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 노즐로부터 액재가 떨어지지 않는 토출 불량이 생기거나, 액재의 비산(飛散)을 일으켜 공작물 상의 의도하지 않는 위치에 액재가 부착되어 공작물을 오염시켜 버리는 문제점도 있었다.
최근에는, 납땜 입자를 포함하는 납땜 페이스트를, 액적의 상태로 토출하는 수요가 증가하고 있고, 필러를 함유하는 액재를 액적의 상태로 토출시키기 위해 상기 문제점을 해결하는 것에는 중요한 의의가 있다.
특허 문헌 2 및 특허 문헌 3에 기재된 방법 및 장치는, 모두 플런저가 액실의 측면으로 슬라이드 이동하면서 전진하는 구성으로 되어 있고, 액재를 계량하여 토출하는 것에 목적을 둔 것이다. 즉, 플런저가 액실(液室)의 측면으로 슬라이드 이동하면서 전진하므로, 이동한 만큼에 상당하는 액재가 정밀도 양호하게 토출된다. 그러나, 그 반면, 플런저가 전진할 때 플런저의 측면이 액실의 내벽과 접촉 상태이므로, 슬라이드 이동 저항에 의해 플런저의 고속 이동에는 한계가 있다.
본 발명은, 토출 동작시의 플런저 선단이 액실의 내벽에 비접촉인 상태를 유지하는 액적 토출 기술을 제공하는 것을 목적으로 하고, 특히, 납땜 페이스트 등의 필러를 함유하는 액재라도 양호한 토출을 행할 수 있는 액적 토출 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[문제점을 해결하기 위한 수단]
제1 해결 수단은, 액재를 토출하는 토출구를 가지는 액실과, 액실과 연통되는 관통공과, 관통공에 삽입 통과되고, 그 선단부가 액실 내를 진퇴(進退) 이동하는 플런저와, 플런저를 진퇴 이동시키는 플런저 이동 기구와, 플런저 선단부의 위치를 규정하는 플런저 위치 결정 기구를 포함하고, 플런저의 선단부와 액실의 내벽이 비접촉인 상태로 플런저를 진출 이동 및 진출 정지시킴으로써 액재에 관성력을 부여하여 액적의 상태로 토출하는 액적 토출 장치로서, 상기 플런저 위치 결정 기구는, 진출 정지 시의 플런저 선단부의 위치를, 그 진출 방향에 있는 액실의 내벽 근방으로 규정하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치이다.
플런저의 선단은 액실의 내벽(종래의 밸브 시트에 상당)과 접촉되지 않고 액재를 액적의 상태로 토출할 수 있으므로, 플런저나 밸브 시트의 마모에 의한 마모분이나 마모편의 발생을 방지하고, 또한 플런저나 밸브 시트의 마모에 의한 형상 변형을 방지하고, 토출의 재현성이 부족하다는 종래의 문제점을 해소할 수 있다. 또한, 필러가 플런저 로드와 밸브 시트의 사이에 끼여 파괴되지도 않는다.
또한, 플런저의 선단부와 액실의 내벽이 비접촉인 상태로 토출을 행함으로써, 플런저의 측면과 액실의 슬라이드 이동 저항이 생기지 않으므로, 플런저를 고속 이동시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
제2 해결 수단은, 제1 해결 수단에 있어서, 상기 진출 정지 시의 플런저 선단이, 그 진출 방향에 있는 액실의 내벽 및 토출구의 근방에 위치하는 것을 특징으로 한다.
플런저 선단이, 그 진출 방향에 있는 액실의 내벽 및 토출구의 근방에 위치함으로써, 액재로의 관성력을 보다 바람직한 조건으로 작용하게 하는 것이 가능해진다. 즉, 진출 정지 시에 플런저 선단이 토출구 근방에 위치함으로써, 플런저의 작동에 의해 토출구 방향으로 이동하는 액체 재료가 받는 유동 저항이 줄어들어, 액적 상태가 생기기 쉬워지게 한다. 액실이, 도 2에 나타낸 바와 같이 보울형으로 형성되어 있는 경우뿐아니라, 도 8에 나타낸 바와 같이 통형으로 형성되어 있는 경우에도 효과적이다.
제3 해결 수단은, 제1 또는 제2의 해결 수단에 있어서, 상기 액실의 선단부의 내벽이, 최첨단에 토출구를 가지는 원뿔형상으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
제4 해결 수단은, 제1 또는 제2의 해결 수단에 있어서, 상기 액실의 선단부의 내벽이, 토출구를 가지는 평면으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
제5 해결 수단은, 제1 내지 제4 중 어느 하나의 해결 수단에 있어서, 상기 플런저 위치 결정 기구는, 플런저에 설치한 전방 접촉부(43)와, 전방 접촉부(43)와 대향하는 전방 스토퍼(51)를 가지고, 전방 스토퍼(51)에 전방 접촉부(43)를 접촉시키는 것에 의해 플런저의 진출시 정지 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.
전방 스토퍼를 구비함으로써 진출 이동하는 플런저는 그 속도에 관계없이, 정해진 동일한 위치에서 급격하게 정지할 수 있어 액재에 바람직한 관성력을 부여하여, 액재를 액적의 상태로 양호하게 토출할 수 있다. 또한, 플런저가 정해진 동일한 위치에 정확하게 정지하므로, 토출마다 액재에 주어지는 관성력을 동일하게 할 수 있어, 높은 재현성으로 토출을 행할 수 있다.
제6 해결 수단은, 제5 해결 수단에 있어서, 상기 플런저 위치 결정 기구는, 그 위치를 진퇴시키는 것이 가능한 이동 부재(30)를 가지고, 이동 부재(30)에 의해 전방 스토퍼의 위치를 진퇴시킴으로써 상기 플런저의 진출시 정지 위치를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
토출을 행하기 전에 전방 스토퍼의 위치를 이동시킴으로써, 플런저 로드의 진출시 정지 위치를 변경할 수 있으므로, 액재에 함유되는 필러의 함유율이나 필러의 크기에 따라 최적의 플런저 정지 위치로 할 수 있고, 또한 액재나 그 외의 토출 조건에 변화가 생겨도, 그 상황에 따라 최적의 위치에 플런저를 정지하도록 조절할 수 있으므로, 항상 양호한 토출을 실현할 수 있다.
제7 해결 수단은, 제6 해결 수단에 있어서, 상기 이동 부재(30)는, 그 위치를 표시하는 위치 표시 부재를 가지는 것을 특징으로 한다.
이동 부재의 위치 표시 부재는, 플런저 진출시의 정지 위치의 정량적인 조절을 가능하게 한다.
플런저 로드 진출시의 정지 위치에서의 플런저 선단으로부터 접촉 위치까지의 거리를 정확하게 조절함으로써, 재현성이 우수하고 정밀도가 높은 토출을 행하는 것이 가능해진다.
제8 해결 수단은, 제6 또는 제7의 해결 수단에 있어서, 상기 플런저가 삽입 통과되는 관통공(24) 및 피스톤실(61)을 가지는 본체와, 토출구, 액실, 액재 공급구 및 상기 플런저가 삽입 통과되는 관통공(26)을 가지는 토출 블록을 포함하고, 상기 플런저는, 플런저 로드와 플런저 로드보다 광폭이며 피스톤실(61)에 설치되는 전방 접촉부(43)를 가지고, 상기 이동 부재(30)는, 상기 플런저가 삽입 통과되는 관통공(34)을 가지고, 본체와 토출 블록 사이에 설치되는 것을 특징으로 한다.
제9 해결 수단은, 제6 내지 제8 중 어느 하나의 해결 수단에 있어서, 상기 전방 스토퍼(51)는, 전방 접촉부(43)의 진출 방향 측의 면과 대향하는 피스톤실(61)의 면인 것을 특징으로 한다.
제10 해결 수단은, 제6 내지 제9 중 어느 하나의 해결 수단에 있어서, 상기 이동 부재(30)의 위치를 진퇴시켜 본체와 토출 블록의 거리를 조절함으로써 전방 스토퍼의 위치를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
제11 해결 수단은, 제10 해결 수단에 있어서, 상기 본체가 그 위치를 진퇴 가능해지도록 장착되고, 상기 토출 블록이 고정되어 장착된 베이스 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제12 해결 수단은, 제6 내지 제8 중 어느 하나의 해결 수단에 있어서, 상기 전방 스토퍼(51)는, 피스톤실(61) 내에 돌출하는 이동 부재(30)의 후단부에 의해 구성되며, 이동 부재(30)의 위치를 진퇴시킴으로써 전방 스토퍼(51)의 위치를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
제13 해결 수단은, 제6 내지 제12 중 어느 하나의 해결 수단에 있어서, 상기 이동 부재(30)의 위치를 진퇴시킴으로써 플런저의 진출 위치를 플런저 선단의 위치가 액실의 내벽과 접촉하는 접촉 위치(12)으로 되기까지 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.
플런저의 진출시의 정지 위치를 결정하려면, 그 선단을 접촉 위치로 하여, 거기로부터 후퇴시키는 것이 편리하므로, 플런저의 진출 위치를 플런저의 선단이 액실의 내벽과 접촉하는 접촉 위치까지 조절할 수 있는 것이 바람직하다.
제14 해결 수단은, 제13 해결 수단에 있어서, 상기 플런저의 선단은, 상기 접촉 위치(12)에서 토출구를 막도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
제15 해결 수단은, 제1 내지 제14 중 어느 하나의 해결 수단에 있어서, 상기 플런저는, 전방 접촉부(43)의 후퇴 방향 측에 후방 접촉부(45)를 가지고, 상기 플런저 위치 결정 기구는, 후방 접촉부(45)와 맞닿아 플런저의 후퇴 이동을 제한할 수 있는 후방 스토퍼(52)와, 후방 스토퍼(52)를 진출 및 후퇴시키는 후방 스토퍼 이동 기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제16 해결 수단은, 제1 내지 제15 중 어느 하나의 해결 수단에 있어서, 상기 플런저를 진출 방향으로 가압하는 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제17 해결 수단은, 제1 내지 제16 중 어느 하나의 해결 수단에 있어서, 상기 액실은 액재가 공급되는 액재 공급구를 가지고, 상기 액재 공급구에 상기 플런저의 진퇴 이동과 연동하여 액재를 공급하는 액체 이송 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제18 해결 수단은, 제1 내지 제17 중 어느 하나의 해결 수단에 있어서, 상기 액실 내의 액재를 상기 플런저의 진퇴 이동과 연동하여 가압 및 감압하는 장력 기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제19 해결 수단은, 플런저의 선단부와 액실의 내벽이 비접촉인 상태로 플런저를 진출 이동 및 진출 정지시킴으로써 액재에 관성력을 부여하여 액적의 상태로 날려 토출하는 액적 토출 방법으로서, 토출구를 가지는 액실과 그 선단부가 액실 내를 진퇴 이동하는 플런저를 설치하고, 플런저의 선단을, 그 진출 정지 시에 그 진출 방향에 있는 액실의 내벽 근방에 위치시키는 것을 특징으로 하는 액적 토출 방법이다.
제20 해결 수단은, 제19 해결 수단에 있어서, 플런저의 선단을, 그 진출 정지 시에 그 진출 방향에 있는 액실의 내벽 및 토출구 근방에 위치시키는 것을 특징으로 한다.
제21 해결 수단은, 제19 또는 제20의 해결 수단에 있어서, 상기 플런저에 전방 접촉부(43)를 설치하고, 전방 접촉부(43)와 대향하는 전방 스토퍼(51)를 설치하고, 전방 스토퍼(51)에 전방 접촉부(43)를 접촉시키는 것에 의해 플런저의 진출시 정지 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.
제22 해결 수단은, 제21 해결 수단에 있어서, 그 위치를 진퇴시키는 것이 가능한 이동 부재(30)를 설치하고, 이동 부재(30)에 의해 전방 스토퍼(51)의 위치를 진퇴시킴으로써 상기 플런저의 진출시 정지 위치를 조절하는 것을 특징으로 한다.
제23 해결 수단은, 제22 해결 수단에 있어서, 상기 이동 부재(30)는, 그 위치를 표시하는 위치 표시 부재를 가지고, 위치 표시 부재의 표시값에 기초하여 이동 부재(30)의 위치를 조절하는 것을 특징으로 한다.
제24 해결 수단은, 제22 또는 제23의 해결 수단에 있어서, 전방 접촉부(43)의 진출 방향 측의 면과 대향하는 면이 전방 스토퍼(51)를 구성하는 피스톤실(61)을 설치하고, 상기 이동 부재(30)의 위치를 진퇴시켜 피스톤실(61)의 위치를 조절함으로써 전방 스토퍼(51)의 위치를 조절하는 것을 특징으로 한다.
제25 해결 수단은, 제22 또는 제23의 해결 수단에 있어서, 상기 이동 부재(30)는, 그 후단부가 전방 접촉부(43)의 진출 방향 측의 면과 대향하는 전방 스토퍼(51)를 구성하는 것이며, 상기 이동 부재(30)의 위치를 진퇴시킴으로써 전방 스토퍼(51)의 위치를 조절하는 것을 특징으로 한다.
제26 해결 수단은, 제22 내지 제25 중 어느 하나의 해결 수단에 있어서, 플런저의 진출시 정지 위치의 조절을, 플런저 선단의 위치를 액실의 내벽과 접촉하는 접촉 위치(12)로 하고, 또한 전방 접촉부(43)와 전방 스토퍼(51)를 접촉 상태로 하는 제1 단계, 전방 접촉부(43)와 전방 스토퍼(51)를 접촉 상태로 한 이동 부재(30)를 원하는 거리 진퇴시켜 플런저 선단의 위치를 접촉 위치(12)로부터 원하는 거리로 하는 제2 단계에 의해 행하는 것을 특징으로 한다.
제27 해결 수단은, 제26 해결 수단에 있어서, 상기 플런저의 선단을, 플런저의 선단이 액실의 내벽과 접촉하는 접촉 위치(12)에서 토출구를 막도록 구성하고, 상기 제1 단계에서 토출구로부터의 액재의 유출 유무에 따라 플런저 선단의 위치가 접촉 위치(12)에 있는지를 판단하는 것을 특징으로 한다.
플런저의 선단을 접촉 위치에서 토출구를 막도록 구성하면, 상기 선단이 접촉 위치에 있는 경우에는 토출구로부터 액재가 누출되지 않지만, 플런저의 후퇴 이동에 의해 상기 선단과 토출구 사이에 간극이 생기면 토출구로부터 액재가 누출되므로, 상기 액재의 누출에 의해 플런저의 선단이 접촉 위치에 있는지 여부의 판단이 가능하다.
제28 해결 수단은, 제19 내지 제27 중 어느 하나의 해결 수단에 있어서, 상기 플런저는, 전방 접촉부(43)의 후퇴 방향 측에 후방 접촉부(45)를 가지고, 후방 접촉부(45)와 대향하고, 그 위치를 진퇴시키는 것이 가능한 후방 스토퍼(52)를 설치하고, 후방 접촉부(45)를 후방 스토퍼(52)와 맞닿게 하여 플런저의 후퇴 이동을 제한하는 것을 특징으로 한다.
제29 해결 수단은, 제19 내지 제28 중 어느 하나의 해결 수단에 있어서, 상기 액실은, 액재가 공급되는 액재 공급구를 가지고, 상기 액재 공급구에 상기 플런저의 진퇴 이동과 연동하여 액재를 공급하는 것을 특징으로 한다.
제30 해결 수단은, 제19 내지 제29 중 어느 하나의 해결 수단에 있어서, 상기 액재가 필러를 함유하는 액재인 것을 특징으로 한다.
제31 해결 수단은, 제19 내지 제30 중 어느 하나의 해결 수단에 있어서, 상기 액실 내의 액재를 상기 플런저의 진퇴 이동과 연동하여 가압 및 감압하는 것을 특징으로 한다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면, 플런저의 선단부가 액실의 내벽에 비접촉으로 토출할 수 있는 액적 토출 기술을 제공할 수 있고, 또한 크림 납땜 등의 필러를 함유하는 액재라도 양호한 토출을 행할 수 있다.
도 1은 실시예 1에 관한 액적 토출 장치의 외관도이다.
도 2는 도 1의 본체, 토출 블록, 및 전방 정지 위치 조정 기구를 단면으로 나타낸 도면이다.
도 3은 플런저의 정지 위치 설정을 설명하기 위한 주요부 측면도(1/3)이다.
도 4는 플런저의 정지 위치 설정을 설명하기 위한 주요부 측면도(2/3)이다.
도 5는 플런저의 정지 위치 설정을 설명하기 위한 주요부 측면도(3/3)이다.
도 6은 토출 위치를 나타낸 도포 대상물인 기판이다.
도 7a는 플런저 로드의 동작 등을 나타낸 타이밍 차트(1/2)이다.
도 7b는 플런저 로드의 동작 등을 나타낸 타이밍 차트(2/2)이다.
도 8은 실시예 4에 관한 액적 토출 장치의 외관도 및 주요부 단면도이다.
도 9는 실시예 5에 관한 액적 토출 장치의 외관도 및 주요부 단면도이다.
도 10은 실시예 6에 관한 액적 토출 장치의 외관도 및 주요부 단면도이다
도 11은 실시예 8에 관한 액적 토출 장치의 외관도 및 주요부 단면도이다.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
1: 설정부, 2: 제어부, 3: 에어식 디스펜서, 4: 에어 튜브, 5: 액재 저류 용기, 6: 액체 이송 튜브, 7: 펌프, 8: 액체 이송 부재, 10: 토출구, 11: 노즐, 12: 접촉 위치, 13: 선단, 14: 액실, 16: 액재 공급구, 17: 액재 공급 유로, 18: 실링부, 21: 전방 오목부, 22: 후방 오목부, 23: 슬라이드 이동 오목부, 24: 관통공, 25: 슬라이드공, 26: 관통공, 27: 베이스 부재, 29: 메모리, 30: 이동 부재, 31: 전방 볼록부, 32: 회전 손잡이, 33: 후방 볼록부, 34: 관통공, 40: 플런저, 41: 플런저 로드, 42: 연결부, 43: 전방 접촉부, 44: 피스톤, 45: 후방 접촉부, 48: 전방 에어 유로, 49: 후방 에어 유로, 51: 전방 스토퍼, 52: 후방 스토퍼, 53: 긴 구멍, 54: 고정 나사, 61: 피스톤실, 62: 전방 피스톤실, 63: 후방 피스톤실, 64: 스프링실, 66: 코일 스프링, 67: 전자 코일, 68: 코어, 69: 마이크로미터, 70: 구동 유 닛, 71: 본체, 72: 전자 밸브(전자 전환 밸브), 73: 에어 공급원, 80: 토출 유닛, 81: 토출 블록, 85: 침, 86: 플랜지 지지 부재, 99: 액적의 상태로 토출된 액재
본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태의 장치는, 액재를 토출하는 토출구를 가지는 액실과, 액실과 연통되는 관통공과, 관통공에 삽입 통과되고, 그 선단부가 액실 내를 진퇴 이동하는 플런저와, 플런저를 진퇴 이동시키는 플런저 이동 기구와, 플런저 선단부의 위치를 규정하는 플런저 위치 결정 기구를 포함하고, 플런저의 선단부와 액실의 내벽이 비접촉인 상태로 플런저를 진출 이동 및 진출 정지시킴으로써 액재에 관성력을 부여하여 액적의 상태로 토출하는 액적 토출 장치로서, 상기 플런저 위치 결정 기구는, 진출 정지 시의 플런저 선단부의 위치를, 그 진출 방향에 있는 액실의 내벽 근방(바람직하게는, 진출 방향에 있는 내벽 및 토출구 근방)으로 규정하는 것을 특징으로 하는 액적 토출 장치이다. 여기서, 플런저 위치 결정 기구는, 플런저에 설치한 전방 접촉부와, 전방 접촉부와 대향하는 전방 스토퍼를 가지고, 전방 스토퍼에 전방 접촉부를 접촉시키는 것에 의해 플런저의 진출시 정지 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 플런저 위치 결정 기구란, 플런저의 진출시 정지 위치 및/또는 후퇴시 정지 위치를 결정하는 기구이다.
본 발명의 장치에 있어서는, 플런저의 진출시 정지 위치를 최적의 위치로 조절하는 것이 양호한 토출을 행하므로 바람직하다. 그래서, 이 조절을 행하기 위해 규정 상태가 되는 개념을 창작하고, 규정 상태를 기준으로 플런저의 진출시 정지 위치를 조절함으로써, 최적의 위치 조절을 실현하는 것을 가능하게 하였다. 여기 서, 규정 상태란, 플런저 선단의 위치가 액실의 내벽과 접촉하는 접촉 위치에 있고, 또한 전방 접촉부와 전방 스토퍼가 맞닿아 있는 상태를 말한다.
규정 상태를 기준으로 함으로써, 플런저의 진출시 정지 위치를 최적의 상태로 조절할 수 있지만, 장치의 구조상, 플런저의 선단 위치 등의 내부 상황을 외부로부터 관찰하는 것은 어렵기 때문에, 규정 상태를 파악하기 위한 부재를 설치할 필요가 있다. 구체적으로 어떠한 부재를 설치할 것인가는 설계 사항이지만, 대략 다음의 3가지의 방법에 기초하여 결정한다.
첫째는, 전방 접촉부와 전방 스토퍼를 접촉 상태로 한 후, 전방 접촉부와 전방 스토퍼의 이격을 물리적으로 제한한 상태에서 전방 접촉부와 전방 스토퍼를 전진시켜 규정 상태로 하고, 거기에서 전방 접촉부와 전방 스토퍼를 원하는 거리 진퇴시킴으로써 플런저의 진출시 정지 위치를 조절하고, 그 후, 전방 접촉부와 전방 스토퍼의 이격의 제한을 해제하는 방법이다. 후술하는 실시예 1은 이 방법에 근거한다.
둘째는, 플런저를 전진시켜 그 선단의 위치를 접촉 위치로 한 후, 플런저의 후퇴 이동을 물리적으로 제한한 상태에서 전방 스토퍼를 후퇴시켜 규정 상태로 하고, 그 후, 플런저의 후퇴 이동의 제한을 해제하고 나서 전방 스토퍼를 원하는 거리 진퇴시키는 방법이다. 후술하는 실시예 4는 이 방법에 근거한다.
셋째는, 플런저가 탄성체에 의해 진출 방향으로 가압되어 있고, 그 선단이 액실의 내벽과 접촉된 상태에 있어서 토출구를 막도록 구성되어 있는 경우에, 전방 스토퍼를 플런저의 진출을 제한하지 않는 위치까지 진출시킴으로써 플런저를 전진 시켜 그 선단의 위치를 접촉 위치로 하고, 토출구로부터 액재의 유출이 있을 때까지 전방 스토퍼를 후퇴시킴으로써 규정 상태로 하고, 그 후, 전방 접촉부와 전방 스토퍼를 원하는 거리 진퇴시킴으로써 플런저의 진출시 정지 위치를 조절한다는 방법이다. 후술하는 실시예 7은 이 방법에 근거한다.
이하에서는, 본 발명의 상세를 실시예를 참조하여 설명하지만, 본 발명은 어떤 이하의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
《구성》
도 1은 본 실시예의 액적 토출 장치의 전체의 외관도이며, 도 2는 도 1의 본체(71), 토출 블록(81), 이동 부재(30) 등의 전방 정지 위치 조정 기구를 단면으로 한 도면이다. 그리고, 이하에서는, 설명의 편의상, 노즐(11) 측을 전, 마이크로미터(69) 측을 후라고 하는 경우가 있다.
본 장치는, 베이스 부재(27)에 설치한 구동 유닛(70)과, 토출 유닛(80)과, 및 이들 사이에 설치한 이동 부재(30)를 주된 구성 요소로 한다.
[1] 구동 유닛(7O)에 대하여 설명한다.
구동 유닛(70)은, 본체(71)와, 본체(71) 내를 슬라이드 이동하면서 이동하는 플런저(40)를 구비하고 있다.
플런저(40)는, 그 전방 측에 선단이 반구형이며, 가늘고 긴 원기둥 봉형의 플런저 로드(41)를 구비한다. 플런저 로드(41)의 후방측은 원기둥형으로 플런저 로드(41)보다 직경이 큰 연결부(42)를 구성하고 있다. 연결부(42)의 후방측은, 연 결부(42)보다 큰 직경의 원기둥형의 전방 접촉부(43)를 구성하고 있다. 전방 접촉부(43)의 후방측은, 전방 접촉부(43)보다 직경이 크고, 피스톤실(61)과 같은 직경인 원기둥형의 피스톤(44)을 구성하고 있다. 피스톤(44)의 후방측은, 원기둥의 봉형인 후방 접촉부(45)를 구성하고 있다.
전방 접촉부(43) 및 후방 접촉부(45)는 모두, 플런저 로드(41)의 선단(13)의 위치를 결정하도록 작용한다. 플런저 로드(41), 연결부(42), 전방 접촉부(43), 피스톤(44), 및 후방 접촉부(45)는, 모두 축을 같게 하여 배치되어 있다.
그리고, 플런저(40)의 구성은, 본 실시예의 것에 한정되지 않고, 그 형상 등은 설계 사항이다. 예를 들면, 본 실시예의 플런저 로드(41)와 피스톤(44)만으로 구성되는 형상의 플런저에 의해 동등한 목적을 달성하는 것도 생각할 수 있다.
본체(71)는, 그 내부 공간으로서 슬라이드 이동 오목부(23), 관통공(24), 피스톤실(61) 및 스프링실(64)을 구비한다. 이들의 공간은, 각각 축을 같게 하여 설치된다.
슬라이드 이동 오목부(23)는, 본체(71)의 앞끝 측으로부터 관통공(24)과 연결되는 원통형의 공간이다. 슬라이드 이동 오목부(23)의 내경은 관통공(24)보다 크다. 슬라이드 이동 오목부(23)의 내경은, 거기에 삽입되는 이동 부재(30)의 후방 볼록부(33)에 맞추어 형성된다.
관통공(24)은, 전방 측으로 연결되는 슬라이드 이동 오목부(23)보다 직경이 작은 원통형의 공간이다. 관통공(24)에 삽입되는 연결부(42)는, 그 외경이 관통공(24)의 내경과 같다. 그러므로, 플런저(40)가 전후로 이동될 때, 플런저 로 드(41)가 가로 방향으로 어긋나 움직이지 않는다. 여기서, 관통공(24)의 내벽에 형성된 홈에는 링형의 실링부(18B)가 끼워맞추어져 있고, 플런저(40)는 실링부(18B)와 연결부(42)가 밀착된 상태에서 전후로 이동 가능하게 구성되어 있으므로, 피스톤실(61)의 에어가 전방으로 누출되지 않는다.
피스톤실(61)은, 전방 측으로 연결되는 관통공(24)보다 직경이 큰 원통형의 공간이며, 삽입된 피스톤(44)에 의해 전방 피스톤실(62)과 후방 피스톤실(63)로 분단된다. 여기서, 피스톤(44)의 주위면에 형성된 홈에는 링형의 실링부(18A)가 끼워맞추어져 있고, 플런저(40)는 실링부(18A)가 피스톤실(61)의 내벽에 밀착된 상태에서 전후로 이동하도록 구성되어 있으므로, 전방 피스톤실(62) 및 후방 피스톤실(63) 내의 에어가 실링부(18A)를 넘어 반대측으로 누출되지 않는다.
전방 피스톤실(62) 내벽의 앞면은, 전방 접촉부(43)가 맞닿아 플런저(40)의 전방 이동을 제한하는 전방 스토퍼(51)를 구성하고 있다.
전방 피스톤실(62)의 측면에는, 전방 피스톤실(62)과 외부를 연결하는 전방 에어 유로(48)가 설치되어 있다.
스프링실(64)은, 전방 측으로 연결되는 피스톤실(61)보다 직경이 작은 원통형이다. 스프링실(64)에는, 그 후단부와 피스톤(44)의 후단면을 각각이 멀어지는 방향으로 가압하는 코일 스프링(66)이 설치되어 있다. 즉, 플런저(40)는, 코일 스프링(66)에 의해 전방으로 가압된다. 코일 스프링(66)의 고리 내에는, 후방 스토퍼(52)와 후방 접촉부(45)가 대향하도록 설치되어 있다. 후방 스토퍼(52)의 한쪽 단부는, 본체(71)의 후단의 외측에 설치된 마이크로미터(69)와 접속된다. 마이크 로미터(69)는, 그것을 회전시킴으로써 후방 스토퍼(52)를 전후로 이동시키는 후방 스토퍼 이동 기구이다. 마이크로미터(69)는, 거기에 설치된 도시하지 않은 회전 록부재에 의해 그 회전을 고정하여, 후방 스토퍼(52)의 위치를 고정시킬 수 있다. 스프링실(64)의 측면에는 외부와 연결되는 후방 에어 유로(49)가 설치되어 있다.
본체(71)의 외벽에는, 전자 전환 밸브(72)가 고정 설치된다. 전자 전환 밸브(72)의 한쪽은, 전방 에어 유로(48)와 연통되고, 다른 쪽은 에어 공급원(73)과 연통된다. 전자 전환 밸브(72)에 의해, 전방 피스톤실(62)과 에어 공급원(73) 또는 외부와의 연통을 전환할 수 있다.
본체(71)의 외벽에는, 정면으로부터 배면으로 관통하는 2개의 긴 구멍(53A, 53B)이 형성되어 있다. 본체(71)는, 긴 구멍(53A, 53B)을 관통하여 베이스 부재(27)의 나사공과 나사결합된 고정 나사(54A, 54B)에 의해 고정된다. 고정 나사(54A, 54B)를 느슨하게 하면 본체(71)는 베이스 부재(27)에 대하여 전후로 이동 가능해지고, 고정 나사(54A, 54B)를 체결하면 본체(71)는 베이스 부재(27)에 대하여 이동할 수 없게 고정된다.
[2] 토출 유닛(80)에 대하여 설명한다.
토출 유닛(80)은, 직육면체의 토출 블록(81)과 노즐(11)을 가지고 있다. 토출 블록(81)은, 베이스 부재(27)에 고정되어 있다.
토출 블록(81)은, 그 내부 공간으로서 앞끝 면에 형성된 전방 오목부(21)와, 후단면에 형성한 후방 오목부(22)와, 이들을 연결하는 관통공(26)과, 전방 오목부(21)와 연통되는 액재 공급 유로(17)를 구비한다. 전방 오목부(21), 후단면에 형성한 후방 오목부(22), 및 관통공(26)은, 각각 축을 같게 하여 설치된다.
전방 오목부(21) 및 후방 오목부(22)는, 원통형으로 내주측 면에 나사홈을 가진다.
전방 오목부(21)에는, 그 선단에 토출구(10)를 가지는 노즐(11)이 나사결합된다. 즉, 노즐(11) 후방의 외주면에 형성된 나사홈이 전방 오목부(21)의 나사홈과 나사 결합되고, 노즐(11)은 토출 블록(81)에 고정된다. 노즐(11)은 나사에 의해 고정되므로, 용이하게 교환 가능하며, 용도에 맞추어 형상이나 크기가 상이한 것을 사용할 수 있다.
본 실시예의 노즐(11)은 내측이 보울(bowl)형으로 되어 있고, 노즐(11)의 내벽과 전방 오목부(21)의 내벽으로 에워싸인 공간이 액실(14)을 구성한다.
관통공(26)의 내경은, 플런저 로드(41)의 외경보다 약간 크게 형성되어 있으므로 작동시에 플런저 로드(41)의 외경과 관통공(26)의 내벽은 접촉되지 않는다. 관통공(26)의 내주면에 형성된 홈에는 링형의 실링부(18C)가 끼워맞추어져 있고, 플런저(40)는 실링부(18C)가 플런저 로드(41)에 대한 밀착을 유지한 상태에서 전후로 이동 가능하게 구성되어 있으므로, 액실(14) 내의 액재가 실링부(18C)를 넘어 후방으로 누출되지 않는 액재 공급 유로(17)는, 그 일단이 전방 오목부(21)의 내주면에 설치된 액재 공급구(16)를 구성하고, 그 타단은 토출 블록(81) 외측의 측면과 접속되는 액체 이송 튜브(6)와 연통된다.
[3] 이동 부재(30)에 대하여 설명한다.
이동 부재(30)는, 원통형의 전방 볼록부(31)와, 원반형의 회전 손잡이(32) 와, 원통형의 후방 볼록부(33)로 구성되고, 구동 유닛(70)과 토출 유닛(80) 사이에 설치된다. 전방 볼록부(31), 회전 손잡이(32), 및 후방 볼록부(33)는 축을 같게 하여 배치되고, 이들 중심축 상에는, 관통공(34)이 형성되어 있다. 관통공(34)의 내경은, 플런저 로드(41)를 삽입했을 때, 플런저 로드(41)의 측면이 접촉하지 않을 정도의 크기이다.
전방 볼록부(31)는 원기둥형이며, 외주면에 토출 유닛(80)이 구비하는 후방 오목부(22)에 나사결합하기 위한 나사홈을 가진다.
회전 손잡이(32)는, 표면에 위치 표시 부재(이동량 확인 부재)에 상당하는 메모리를 구성하고 있고, 회전된 각도를 외부로부터 알 수 있도록 되어 있다(도 1 참조). 회전 손잡이(32)에 의해 이동 부재(30)의 위치의 변화를 정량적으로 알 수 있다.
후방 볼록부(33)의 외경은 구동 유닛(70)의 슬라이드 이동 오목부(23)의 내경과 같고, 슬라이드 이동 오목부(23)에 삽입된다.
이동 부재(30), 구동 유닛(70) 및 토출 유닛(80)은, 관통공(24), 관통공(34) 및 관통공(26)을 관통하여 플런저 로드(41)의 선단(13)이 액실(14) 내에 도달하도록 배치된다.
액실(14) 내에 삽입된 플런저 로드(41)에 대하여, 노즐(11)의 토출구(10)는 축을 같게 하여 배치된다. 플런저 로드(41)가 전방으로 이동하면 플런저 로드(41)의 선단(13)은 토출구(10)를 막도록 액실(14)의 내벽과 접촉한다. 이 위치를 접촉 위치(12)라고 하기로 한다. 종래 장치에서의 밸브 시트와의 착석 위치에 대응하지 만, 본 실시예의 장치는 밸브 시트를 가지고 있지 않기 때문이다.
[4] 그 외의 구성 요소
이상의 구성 요소에 더하여, 본 실시예의 장치는, 설정부(1), 제어부(2), 에어식 디스펜서(3), 및 액재 저류 용기(5)를 구비한다.
내부에 액적 토출을 행하기 위한 액재를 저류하는 액재 저류 용기(5)는, 그 하단에 액체 이송 튜브(6)가 접속된다. 여기서, 본 실시예에 있어서의 액재는, 납땜 입자를 포함하는 납땜 페이스트이다. 액재 저류 용기(5)의 상단에는, 에어 튜브(4)가 접속되고, 에어식 디스펜서(3)의 에어 공급구와 연통된다.
에어식 디스펜서(3)는 설정된 압력의 에어를 설정된 시간 공급하는 것이며, 제어부(2)와 접속된다. 제어부(2)는, 사용자가 설정 변경 등을 행하기 위한 설정부(1)와 접속되고, 또한 전자 전환 밸브(72)와도 접속된다.
상기한 구성에 더하여, 액재가 온도의 영향을 받기 쉬운 경우에는, 에어 튜브(4), 액재 저류 용기(5), 액실(14), 액재 공급 유로(17) 등의 원하는 부분에 온도를 제어하는 공지의 온도 제어 장치를 설치해도 된다.
《동작》
본 실시예의 장치의 작동을 설명한다.
[5] 플런저(40)의 정지 위치의 설정
도 3의 (a)를 참조하면서 설명을 행한다. 먼저, 전자 전환 밸브(72)를, 전방 피스톤실(62)과 외부가 연통되는 상태로 전환하고, 회전 손잡이(32)를 회전시켜, 이동 부재(30)가 최전방으로 이동한 상태로 한다.
전방 피스톤실(62)이 외부에 개방되어 있으므로, 코일 스프링(66)의 작용에 의해 피스톤(44)은 본체(71)에 대하여 전방으로 이동하고, 전방 접촉부(43)가 전방 스토퍼(51)와 맞닿아 정지한다. 이어서, 마이크로미터(69)를 회전시켜 후방 스토퍼(52)를 전진시키고, 후방 접촉부(45)와 접촉시킴으로써, 플런저(40)와 본체(71)를 고정한다. 그리고, 마이크로미터(69)가 회전되지 않도록, 도시하지 않은 고정 나사 등의 회전 록부재로 고정한다.
그리고, 코일 스프링(66)의 탄성력이 충분히 있는 경우에는, 마이크로미터(69)에 의해 고정하지 않아도 전방 접촉부(43)와 전방 스토퍼(51)가 접촉된 상태를 유지할 수 있다. 또한, 마이크로미터(69) 이외의 고정 부재를 설치하여, 전방 접촉부(43)가 전방 스토퍼(12)와 맞닿은 상태로부터 피스톤(44)이 후방으로 이동할 수 없도록 구성해도 된다.
고정 나사(54A, 54B)를 느슨하게 하고, 본체(71)가 베이스 부재(27)에 대하여 전후로 이동 가능한 상태로 하면, 노즐(11)이 아래쪽을 향한 상태에서는 구동 유닛(70)은 자체의 중량에 의해 전방으로 이동한다(그리고, 수동으로 이동시켜도 된다). 여기서, 후방 볼록부(33)의 외경과 슬라이드 이동 오목부(23)의 내경은 대략 동일하게 형성되어 있으므로, 구동 유닛(70)이 전방으로 이동할 때, 구동 유닛(70)이 가로 방향으로 흔들리지 않는다.
구동 유닛(70)은, 후방 스토퍼(52)와 후방 접촉부(45)가 접촉 상태로 고정되어 있으므로, 플런저 로드(41)의 선단(13)이 액실(14)의 내벽과 접촉하는 접촉 위치(12)에 도달하면, 아래쪽으로의 이동은 플런저(40)에 의해 제한되는 상태로 된 다. 이 상태를 규정 상태라고 하기로 한다.
플런저 로드(41)의 선단(13)이 접촉 위치(12)에 있고, 또한 후방 접촉부(45)가 후방 스토퍼(52)와 맞닿은 규정 상태에서, 고정 나사(54A, 54B)를 체결하여 본체(71)를 베이스 부재(27)에 고정한다.
그리고, 이동 부재(30)는 최전방에 있고, 본체(71)의 앞면과 회전 손잡이(32)의 후면은 간극이 빈 상태로 되어 있다.
이하에서는, 도 3의 (b)를 참조하면서 설명한다.
회전 손잡이(32)를 우측 방향으로 회전하면, 이동 부재(30)만이 후방으로 이동한다. 베이스 부재(27)에 고정된 토출 블록(81)의 후방 오목부(22)와 전방 볼록부(31)는 나사에 의해 나사결합되어 있고, 슬라이드 이동 오목부(23)와 후방 볼록부(33)는 슬라이드 이동 가능하기 때문이다.
회전 손잡이(32)를 우측으로 계속 회전시키면, 이윽고, 회전 손잡이(32)의 후면이 본체(71)의 앞면과 접촉한다. 본체(71)는 고정 나사(54A, 54B)에 의해 베이스 부재(27)에 고정되어 있으므로, 회전 손잡이(32)의 후면이 본체(71)와 접촉하면, 그 이상 회전 손잡이(32)는 돌지 않게 된다. 이동 부재(30)의 메모리(29)에는, 규정 상태를 진출시 정지 위치로 하는 경우의 값 So가 표시되므로, 이 값을 기억시켜 둔다.
이하에서는, 도 4의 (c)를 참조하면서 설명한다.
고정 나사(54A, 54B)를 느슨하게 하여, 다시 회전 손잡이(32)를 회전시키면, 회전 손잡이(32)의 후면은 본체(71)의 앞끝 면에 대하여 슬라이드 이동하면서 본 체(71)를 후방으로 가압한다. 본체(71)는 진퇴 이동 가능한 상태에 있으므로, 이동 부재(30)와 함께 후방으로 이동한다. 본체(71)의 이동량은, 메모리(29)의 값을 규정 상태를 진출시 정지 위치로 하는 경우의 값 So와 비교함으로써, 선단(13)과 접촉 위치(12)와의 거리를 정확하게 파악할 수 있다.
본체(71)가 후방으로 이동하면, 전방 스토퍼(51)와 접촉 상태에 있는 전방 접촉부(43)의 작용에 의해 플런저(40)가 후방으로 이동하므로, 플런저 로드(41)의 선단(13)이 접촉 위치(12)로부터 멀어진다.
메모리(29)를 확인하면서, 원하는 거리분만큼 후방으로 이동하였으면, 회전 손잡이(32)의 회전을 멈춘다. 후방으로 너무 이동한 경우에는, 회전 손잡이(32)를 역방향으로 돌려 조정한다. 이 때의, 이동 부재(30)의 위치가 플런저(40)의 진출시 정지 위치로 되므로, 메모리(29)의 값 S1을 기억시켜 둔다. 그리고, 플런저(40)의 바람직한 진출시 정지 위치는, 사전에 테스트를 행하여 구하는 것이 바람직하다.
이상의 작업에 의해, 플런저(40)의 진출시 정지 위치를, 플런저 로드(41)의 선단(13)이 접촉 위치(12)와 접촉하지 않는 원하는 위치로 조정할 수 있다.
플런저(40)의 진출시 정지 위치의 조정이 종료되면, 고정 나사(54A, 54B)를 체결하여, 구동 유닛(70)을 베이스 부재(27)에 고정한다. 또한, 회전 손잡이(32)의 회전을 고정하기 위한 도시하지 않은 고정 나사를 체결한다.
이하에서는, 도 4의 (d)를 참조하면서 설명한다.
마이크로미터(69)를 회전시킴으로써, 후방 스토퍼(52)를 후퇴시켜, 토출 시의 플런저(40)의 후퇴시 이동량을 결정한다. 플런저(40)의 후퇴시 이동량이 결정되면, 마이크로미터(69)가 회전되지 않도록, 도시하지 않은 고정 나사 등의 회전 록부재에 의해 마이크로미터(69)를 고정시킨다. 이상의 작업에 의해, 플런저(40)의 정지 위치의 설정 작업이 완료된다.
2회째 이후의 작업에서는, 규정 상태로 설정한 후에 원하는 거리분(S1-S0)만큼, 이동 부재에 의해 본체 즉 전방 스토퍼(51)를 후방으로 이동시킴으로써, 플런저(40)의 진출시 정지 위치를 전회와 같은 위치로 설정할 수 있다. 따라서, 한번 테스트를 행하여, 양호한 토출이 가능한 플런저(40)의 진출시 정지 위치를 기록함으로써, 그 이후는 테스트를 행하지 않고도 설정 작업을 행할 수 있다.
그러나, 온도나 습도 또는 그 외의 제어하고 있지 않은 요인이 변화된 경우에는, 플런저(40)의 바람직한 진출시 정지 위치가 변화되므로, 전회와 같은 설정에서는 양호한 토출을 얻을 수 없다. 그러므로, 테스트를 행할 필요가 생기지만, 이 경우에도, 플런저(40)의 진출시 정지 위치를 전회의 위치로부터 개시함으로써, 테스트에 소비되는 시간을 단축할 수 있다. 환경의 변화 이외의 토출 조건이 같은 경우에는, 플런저(40)의 바람직한 진출시 정지 위치가 크게 변화하지 않기 때문이다.
그리고, 메모리(29) 대신에, 액정 등의 표시 장치에 의해, 이동 부재(30)의 위치를 나타내는 값을 표시시켜도 된다. 이 경우는, 규정 상태일 때의 위치를 나 타낸 값을 제로로 표시하도록 설정하면, 플런저(40)가 접촉 위치(12)로부터의 바람직한 후퇴 거리를, 표시값에 의해 파악하는 것이 가능해진다.
[6] 토출 작업
1) 토출 작업 전의 설정
에어 공급원(73)으로부터 전방 피스톤실(62)에 공급하는 에어의 장력은, 코일 스프링(66)에 저항하여 피스톤(44)을 후방으로 이동할 수 있는 압력으로 한다.
에어식 디스펜서(3)로부터 액재 저류 용기(5)에 공급하는 에어의 압력은, 액재를 액실(14)에 공급하기 위한 원하는 압력으로 한다. 에어식 디스펜서(3)로부터 에어를 공급하는 시간(타이밍)은, 후술하는 바와 같은 토출구(10)로부터 액재의 누출이 발생하지 않는 시간을 설정한다.
2) 토출 작업 전의 대기 상태
이하에서는, 도 5의 (e)를 참조한다.
전자 전환 밸브(72)에 제어부로부터 신호를 보내어, 전방 피스톤실(62)과 외부가 연통되는 상태(즉, 대기 개방 상태)로 한다. 전방 피스톤실(62)이 대기 개방 상태로 되면, 코일 스프링(66)에 의해 피스톤(44)은 전방으로 이동하고, 전방 접촉부(43)가 전방 스토퍼(51)와 맞닿은 상태로 정지한다.
사전의 설정에 의해, 전방 스토퍼(51)의 위치는 조정이 끝난 상태이며, 플런저 로드(41)의 선단(13)과 액실(14) 내의 접촉 위치(12)와의 간격은 원하는 간격으로 되어 있다. 액실(14) 내는, 액재 저류 용기(5)로부터의 액재로 채워진 상태로 된다. 이것은, 플런저 로드(41)의 선단(13)이 토출구(10)로부터 이격되어 있는 상 태에서, 에어식 디스펜서(3)에 의해 액재 저류 용기(5) 내에 에어를 공급하여, 액체 이송 튜브(6)를 통하여 액실(14)에 보냄으로써 행해진다.
대기 상태에서는, 에어식 디스펜서(3)로부터 액재 저류 용기(5)로의 에어의 공급은 행해지지 않는다. 즉, 액재 저류 용기(5) 내는 대기 개방 상태이며, 액재의 이송이 정지된 상태에 있다. 이 상태에서는, 플런저 로드(41)의 선단(13)과 액실(14) 내의 접촉 위치(12)에 간극이 있어도, 액재는 노즐(11)의 토출구(10)로부터 누출되지 않는다. 여기서, 가압 에어의 공급이 없어도, 액재의 자중(自重)에 의해 액실(14) 내에 액재를 이송하도록 하는 힘이 작용하지만, 플런저 로드(41)의 선단(13)과 액실(14) 내의 접촉 위치(12)와의 간극은 매우 작으므로, 통상은, 액재의 자체 중량에 의해 누출되지 않는다. 그러나, 제어하고 있지 않은 다양한 조건의 상위 등에 의해 액재의 누출이 생길 우려가 있는 경우에는, 액재 저류 용기(5) 내의 에어를 에어식 디스펜서(3)에 의해 흡인함으로써 노즐(11)로부터의 액재의 누출을 확실하게 방지해도 된다.
3) 토출 작업
이하에서는, 도 5의 (f)를 참조한다.
전자 전환 밸브(72)에 제어부로부터 신호를 보내어, 에어 공급원(73)이 전방 에어 유로(48)를 통하여 전방 피스톤실(62)과 연통되는 상태로 한다. 에어 공급원(73)으로부터 전방 피스톤실(62)에 에어를 공급하면, 공급된 에어는 피스톤(44)을 후방으로 누르므로, 코일 스프링(66)이 축소되어 피스톤(44)은 후방으로 이동한다. 이 때, 에어식 디스펜서(3)에 의해에 에어를 공급하여 액재 저류 용기(5) 내 를 가압 상태로 해 둔다. 이렇게 함으로써, 피스톤(44)의 후퇴에 의해 플런저(40)도 후퇴하면, 액실(14) 내에서 플런저 로드(41)가 점유하고 있었던 공간에 액재가 즉시 공급된다. 따라서, 플런저 로드(41)가 후퇴해도 액실(14) 내는 부압이 되지 않고, 토출구(10)로부터 에어를 흡입하는 문제는 생기지 않는다.
플런저(40)의 후퇴는, 후방 접촉부(45)가 후방 스토퍼(52)와 맞닿음으로써 제한되므로, 전술한 바와 같다.
그리고, 본 실시예에서는, 토출 작업 중에는, 항상, 액재 저류 용기(5) 내에 에어의 가압을 행하고 있다.
이하에서는, 도 5의 (g)를 참조한다.
전자 전환 밸브(72)에 제어부로부터 신호를 보내어, 전방 피스톤실(62)을 외부가 연통되는 상태로 한다. 전방 피스톤실(62)이 대기 개방 상태로 되면, 코일 스프링(66)에 의해 피스톤(44)이 가압되고, 플런저(40)는 급격하게 전방으로 이동한다. 그리고, 피스톤(44)의 전방 접촉부(43)가 피스톤실(61)의 전방 스토퍼(51)와 맞닿으면, 플런저(40)의 전방으로의 이동은 급격하게 정지한다. 플런저 로드(41)의 선단(13)도 액실(14)의 내벽과 맞닿는 바로 앞에 정지하게 된다.
플런저(40)의 전진은, 플런저 로드(41)의 선단(13) 전방에 있는 액재에 전방으로의 관성력을 부여한다. 플런저 로드(41)의 선단(13)은, 상기한 바와 같이 접촉 위치(12)의 직전에 정지하지만, 플런저 로드(41)가 액재에 부여한 관성력에 의해, 액재는 토출구(10)로부터 액적의 상태로 토출된다. 이 때, 플런저 로드(41)의 선단(13)은 액실(14) 내와 접촉되지 않으므로, 액실(14) 내의 액재에 포함되는 입 자 등의 필러의 토출에 대한 악영향을 염려할 필요도 없다.
토출구(10)로부터 액적의 상태로 토출하기 위해서는, 전진하여 정지했을 때의 플런저 로드(41)의 선단(13)의 위치가 가능한 한 접촉 위치(12)에 근접하여 있는 것이 바람직하고, 플런저(40)의 진출시 정지 위치는, 플런저 로드(41)의 선단(13)과 액실(14)의 내벽이 필러를 협지하여 파괴되지 않을 정도로, 가능한 한 근접시키는 것이 바람직하다.
이상의 동작을 반복함으로써 토출 작업이 행해진다.
본 실시예의 장치에 있어서는, 1회분의 토출을, 플런저(40)를 한번 왕복시킴(전진·후퇴)으로써 완료한다. 이 1회분의 토출을 반복함으로써, 연속하여 토출을 행할 수 있다. 플런저(40)는, 0.01초부터 0.1초의 오더로 왕복 이동한다.
이상과 같이, 본 실시예의 장치에 의하면, 플런저(40)를 전방 스토퍼(51)에 의해 정지시키므로, 고속으로 이동하는 플런저(40)에서도 정확한 위치에서 급정지시키는 것이 가능해져, 액재에 충분한 관성력을 부여할 수 있다.
[실시예 2]
실시예 1의 장치는, 토출 작업의 개시 후에는, 항상, 액재 저류 용기(5) 내에 에어의 가압을 행하고 있었지만, 본 실시예의 장치는, 토출 작업의 개시 후에도 액재 저류 용기(5)에의 에어의 공급을 정지한다. 즉, 본 실시예에서 실시예 1의 장치에 있어서, 액재가 플런저 로드(41)의 선단(13)과 액실(14) 사이를 통하여, 토출구(10)로부터 누출되는 것을 보다 확실하게 방지하는 것이 가능하게 하는 제어를 실현한다.
본 실시예의 토출 제어에 대하여, 도 6 및 도 7a의 타임 차트를 참조하면서 설명한다.
도 6은 토출 위치를 나타낸 도포 대상물인 기판이다. 도면 중의 (i)로부터 (iv)의 점은, 토출을 행하는 위치이다. 토출 장치는 도면 중의 화살표의 방향으로 일정한 속도로, 토출 중에도 정지하지 않고 이동한다. 이동은, 기판 및 토출 장치의 어느 것을 움직여도 된다.
도 7a는, 플런저 로드(41)의 동작, 에어식 디스펜서(3)의 가압 상태, 전자 전환 밸브(72) 상태를 나타낸 타이밍 차트이다. 도 7a 중, 전자 전환 밸브(72)의 그래프는, 전방 피스톤실(62)이 공급원(73)과 연통되어 있는 상태를 ON으로 하고, 전방 피스톤실(62)이 외부와 연통되어 있는 상태를 OFF로 하고 있다. 에어식 디스펜서(3)의 그래프는, 가압 에어의 공급을 행하고 있는 상태를 ON으로 하고 있다.
도 6의 각 토출 위치에서 플런저 로드(41)가 전진하여 토출을 행하기 위하여, 플런저 로드(41)는 토출 위치의 바로 앞으로 후퇴를 개시할 필요가 있다.
토출구(10)가 도 6의 토출 위치(i)에 가까워졌을 때(시간 a), 제어부로부터의 신호에 의해 전자 전환 밸브(72)는 ON으로 전환되고, 플런저 로드(41)가 후퇴한다. 동시에, 제어부로부터의 신호에 의해, 에어식 디스펜서(3)가 ON으로 되고, 액재 저류 용기(5) 내에 가압 에어를 공급하여, 액실(14)로의 액재의 공급을 개시한다.
플런저 로드(41)의 후퇴는, 토출구(10)가 토출 위치(i)에 도달하기 전에 완료된다. 토출 장치가 (i)의 토출 위치에 도달할 때(시간 b), 제어부로부터의 신호 에 의해 전자 전환 밸브(72)는 OFF로 전환되고, 플런저 로드(41)는 전진한다.
에어식 디스펜서(3)로부터의 가압 에어의 공급은, 설정한 시간을 경과하면 자동적으로 0FF가 된다. 그리고, 앞의 플런저 로드(41)의 전진에 의해, 노즐(11)의 토출구(10)로부터 액적이 토출된다.
계속하여 토출구(10)는 기판 상을 토출 위치(ii)를 향해 이동하고 있다. 토출 위치(ii) 가까이에 도달하여 플런저 로드(41)가 후퇴를 개시하기까지의 동안, 즉 다음의 토출이 개시되기까지의 동안에는, 플런저 로드(41)는 전후방향으로 이동하지 않고 정지하고 있고, 또한, 플런저 로드(41)의 선단(13)은 토출구(10)를 막고 있지 않다. 이 상태에서는, 에어식 디스펜서(3)는 액재 저류 용기(5) 내로 가압 에어를 공급하고 있지 않고, 액실(14) 내로의 액재의 공급이 행해지고 있지 않기 때문에, 토출구(10)로부터 액재가 누출되지 않는다.
시간 c ~ e 동안의 동작도 시간 a ~ c 동안과 동일한 동작을 행한다. 즉 토출 위치(ii)에서 토출을 행하고나서 토출 위치(iii)로 이동하는 동작은, 토출 위치(i)에서 토출을 행하고나서 토출 위치(ii)로 이동하는 동작과 같다.
도 6 중, 토출 위치(iii)와 (iv)는, 매우 근접하고 있다. 이와 같은 경우에 있어서의 동작을 설명한다.
토출구(10)가 토출 위치(iii)에 가까워졌을 때(시간 e), 제어부로부터의 신호에 의해 전자 전환 밸브(72)는 ON으로 전환되고, 플런저 로드(41)가 후퇴한다. 동시에, 제어부로부터의 신호에 의해 에어식 디스펜서(3)가 ON되고, 액재 저류 용기(5) 내에 가압 에어가 공급되어, 액실(14)에 액재가 공급된다.
플런저 로드(41)의 후퇴는, 토출구(10)가 토출 위치(iii)에 도달하기 전에 완료된다. 토출구(10)가 토출 위치(iii)에 도달할 때(시간 f), 제어부로부터의 신호에 의해 전자 전환 밸브(72)가 OFF로 전환되고, 후퇴가 완료되어 있는 플런저 로드(41)는 전진한다.
토출 위치(iii)에서의 토출이 완료된 후, 바로 토출 위치(iv)에서 토출을 행할 필요가 있으므로, 에어식 디스펜서(3)는 가압 에어를 계속 공급하고 있다. 즉 에어식 디스펜서(3)는 ON인채이다. 플런저 로드(41)의 전진에 의해, 노즐(11)의 토출구(10)로부터 액재가 액적의 상태로 토출 위치(iii)로 토출된다.
플런저 로드(41)의 전진 이동이 완료된 후, 토출구(10)는 (iv)의 토출 위치에 가까워진 위치에 있고, 시간 g로 되어 있다. 바로, 제어부로부터의 신호에 의해, 전자 전환 밸브(72)는 ON으로 전환되고, 플런저 로드(41)는 후퇴한다. 에어식 디스펜서(3)가 ON인 채이므로, 액실(14) 내로의 액재의 공급이 행해진다.
플런저 로드(41)의 후퇴는, 토출구(10)가 토출 위치(iv)에 도달하기 전에 완료된다. 토출구(10)가 토출 위치(iv)에 도달하는 시간, 즉 시간 h일 때, 제어부로부터의 신호에 의해, 전자 전환 밸브(72)가 OFF로 전환되고, 후퇴가 완료되어 있는 플런저 로드(41)는 전진한다.
토출 위치(iv)의 직후에는 토출을 행하지 않으므로, 에어식 디스펜서(3)를 OFF로 하여, 액재 저류 용기(5) 내로의 가압 에어의 공급을 정지한다. 플런저 로드(41)의 전진에 의해, 노즐(11)의 토출구(10)로부터 액재가 액적의 상태로 토출 위치(iv)로 토출된다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 토출과 토출 사이의 플런저 로드(41)가 정지하고 있을 때, 에어식 디스펜서(3)에 의한 액재 저류 용기(5)에의 가압 에어의 공급을 정지하여, 액실(14) 내로의 액재의 공급을 정지함으로써, 액재가 토출구(10)의 간극으로부터 누출되는 것을 막고 있다.
또한, 토출 위치(iii)와 (iv)에서의 토출과 같이, 토출과 토출 사이가 가까운 경우에 있어서는, 토출 위치(iii)에서의 토출 완료로부터 토출 위치(iv)에서의 토출 개시까지의 시간이 짧으므로, 플런저 로드(41)가 정지하고 있는 시간이 있어도, 토출구(10)로부터 액재가 누출되는 경우는 거의 없다. 그러므로, 에어식 디스펜서(3)에 의한 액재 저류 용기(5)에의 가압 에어의 공급을 정지하지 않고 토출을 행해도 문제 없다.
그리고, 토출과 토출과의 간격이 짧은 경우라도 토출에 영향이 있는 경우에는, 토출 위치(i)로부터 (ii)로의 이동 중과 마찬가지로, 가압 에어의 공급을 정지한다.
또한, 도 5의 기판에의 토출이 완료되어 다음의 기판으로 토출을 행하기 까지의 동안에도, 에어식 디스펜서(3)에 의한 가압 에어의 공급을 정지함으로써, 액실(14) 내로의 액재의 공급을 정지하여, 토출구(10)로부터 액재가 누출되지 않도록 한다.
에어식 디스펜서(3)에 의한 가압 에어의 적절한 공급 시간은, 액재나 토출 조건에 따라 상이하므로, 토출 개시 전에 테스트나 계산을 행하여 적절한 시간을 구하여 설정한다. 여기서, 가압 에어의 공급 정지의 타이밍은, 플런저 로드(41)가 전진을 개시하기 전에 정지해도, 플런저 로드(41)가 전진을 완료하고 나서 정지해도 되고, 토출 조건 등에 따라 적당히 선택한다.
본 실시예에서는 에어식 디스펜서(3)에 의한 가압 에어의 공급 시간을, 에어식 디스펜서(3)에 의해 제어하고 있지만, 제어부로부터 신호를 보냄으로써, 가압 에어의 공급을 정지하도록 해도 된다.
[실시예 3]
에어식 디스펜서(3)로부터의 에어의 공급에 의해 액실(14) 내로 액재가 이송되기까지의 시간과, 전자 전환 밸브(72)가 전환되어 에어 공급원(73)과 전방 피스톤실(62)이 연통되고, 플런저 로드(41)가 후퇴할 때까지의 시간에는, 어긋남이 있는 경우가 있다.
도 7b는, 에어식 디스펜서(3)로부터의 에어의 공급에 의해 액실(14) 내로 액재가 이송되기까지의 시간이, 전자 전환 밸브(72)가 전환되어 에어 공급원(73)과 전방 피스톤실(62)이 연통되고, 플런저 로드(41)가 후퇴할 때까지의 시간과 비교하여 늦은 경우의 타이밍 차트이다.
액실(14) 내로의 액재의 이송은, 에어식 디스펜서(3)로부터 가압 에어를 액재 저류 용기(5) 내에 공급하여 행하므로 타임랙이 발생하기 쉽다. 또한, 에어식 디스펜서(3) 이외의 액체 이송 장치를 사용해도, 적지 않게 타임랙은 발생한다.
이 경우, 에어식 디스펜서(3)로부터 액재 저류 용기(5)에의 가압 에어의 공급을 개시하는 시간을, 전자 전환 밸브(72)가 전환되는 시간에 대하여 앞당김으로써, 플런저 로드(41)의 후퇴시에 액실(14) 내로의 액재의 공급이 행해지도록 한다. 동작 시간의 제어는, 제어부가 에어식 디스펜서(3) 및 전자 전환 밸브(72)에 신호를 보냄으로써 행한다.
에어식 디스펜서(3)가 액재 저류 용기(5)로의 에어 공급을 개시하는 시간과, 전자 전환 밸브(72)가 플런저 로드(41)의 후퇴를 개시하도록 밸브를 전환하는 시간과의 차이를, 어긋남 시간이라고 한다. 어긋남 시간은, 설정부(1)에 의해 설정한다. 설정부(1)에 있어서의 설정은, 키보드나 컨트롤러 등에 작업자가 어긋난 시간을 입력하는 경우나, 컴퓨터의 계산에 의해 자동적으로 설정하는 경우 등이 있다.
본 실시예에 있어서는, 도 7b의 타임 차트와 같이, 제어부로부터의 신호에 따라 에어식 디스펜서(3)에 의한 가압 에어의 공급 개시를 어긋난 시간분만큼 앞당긴 시간 a', 시간 c', 시간 e'에 행한다. 이와 같이 함으로써, 어긋난 시간에 의한 영향을 없앨 수 있다. 장치 구성 및 그 외의 제어는, 실시예 2와 같다.
그리고, 플런저 로드(41)의 동작과, 액실(14)로의 액재 공급 개시는, 동시의 타이밍으로 하는 것도, 토출이 양호하게 행해지는 범위 내에서 의식적으로 어긋나게 한 타이밍으로 할 수도 있다.
[실시예 4]
본 실시예의 장치는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 이동 부재(30)의 후방 볼록부(33)가 전방 접촉부(43)와 직접 맞닿거나, 본체(71)는 움직이지 않는 구성의 것이다. 본체(71)는 베이스 부재(27)에 고정되어 있어, 전후 이동할 수 없도록 되어 있다.
이동 부재(30)의 전방 볼록부(31)는, 토출 블록(81)의 후방 오목부(22)에 나 사 결합되어 있다. 후방 볼록부(33)는, 본체(71)의 슬라이드공(25)에 슬라이드 이동 가능하게 삽입되어 있다. 후방 볼록부(33)의 후단면은, 전방 스토퍼(51)로 구성되어 있고, 전방 피스톤실(62) 내까지 달하고 있다. 슬라이드공(25)의 내주면은, 환형의 홈을 가지고, 이 홈에 링형의 실링부(18D)가 있다. 실링부(18D)는, 이동 부재(30)와 밀착되고, 이동 부재(30)가 본체(71)에 대하여 이동했을 때에도 밀착 상태를 유지하므로, 피스톤실(61) 내의 에어가 이 간극을 통하여 외부로 누출되지 않는다.
이동 부재(30)의 중심축에는 플런저(40)가 삽입 통과되는 관통공(34)이 형성된다. 관통공(34)의 내경은 연결부(42)의 외경과 같으므로, 플런저(40)는 가로 방향으로 어긋나지 않는다. 관통공(34)의 내주면에는 환형의 홈이 있고, 이 홈에 링형의 실링부(18E)가 있다. 실링부(18E)는, 연결부(42)에 밀착되어 플런저(40)가 이동 부재(30)에 대하여 전후로 이동했을 때에도 밀착 상태를 유지하므로, 피스톤실(61) 내의 에어가 이 간극을 통하여 외부로 누출되지 않는다.
회전 손잡이(32)를 우측 방향으로 회전하면, 전방 스토퍼(51)는 접촉 위치(12)에 대하여 후방으로 이동한다. 회전 손잡이(32)가 역방향으로 회전하면, 이동 부재(30)는 접촉 위치(12)에 대하여 전방으로 이동한다. 회전 손잡이(32)의 표면에는, 실시예 1과 마찬가지로 메모리(29)가 설치되어 있다.
토출 블록(81)의 전방 오목부(21)에는, 노즐(11)이 반입되어 있다. 노즐(11)의 내부에 형성된 통형의 공간이 액실(14)이다. 액실(14)은, 플런저 로드(41)보다 넓은 직경의 공간이며, 전방의 중앙부에 토출구(10)를 가진다. 플런저 로드(41)의 선단(13)을 진출 이동시키고, 액실(14)의 내벽과 맞닿은 위치가 접촉 위치(12)이다. 접촉 위치(12)에서는, 선단(13)이 토출구(10)의 일단을 막도록 구성되어 있다.
본 실시예의 장치에 있어서의 플런저 로드(41)의 정지 위치의 설정 순서를 설명한다.
이동 부재(30)를 가능한 한 전방으로 이동하여 전방 스토퍼(51)의 위치를 전진시킨다. 그러면 플런저(40)는 코일 스프링(66)에 의해 전방으로 가압되어 있으므로, 전방 스토퍼(51)와 함께 전진한다. 계속 회전 손잡이(32)를 좌측 방향으로 회전시키면, 플런저(40)가 전방으로 이동하여 플런저 로드(41)의 선단(13)이 액실(14)의 내벽과 접촉(접촉 위치(12)에 도달)하고, 플런저(40)가 더 이상 전진할 수 없게 되므로 이동 부재(30)만이 전방으로 이동한다. 그리고, 전방 스토퍼(51)와 전방 접촉부(43)가 접촉하지 않는 상태가 된다.
마이크로미터(69)를 조작하여 후방 스토퍼(52)를 전진시켜, 후방 접촉부(45)를 후방 스토퍼(52)와 접촉시킴으로써, 플런저(40)의 후퇴 이동을 제한한다. 후방 접촉부(45)가 후방 스토퍼(52)와 맞닿았는지 여부는, 마이크로미터(69)에 의한 전방 이동의 조작을 행할 수 없게 된 것에 의해 판단한다.
플런저(40)의 후퇴 이동이 제한된 상태로 되었으면, 회전 손잡이(32)를 회전시켜 이동 부재(30)를 후방으로 이동시키고, 전방 스토퍼(51)를 전방 접촉부(43)와 접촉시킨다. 전방 스토퍼(51)가 전방 접촉부(43)와 맞닿았는지 여부는, 이동 부재(30)가 후방으로 이동할 수 없게 된 것에 의해 용이하게 판단할 수 있다.
이상의 조작에 의해 플런저 로드(41)의 선단(13)이 액실(14) 내벽과 접촉하고, 전방 접촉부(43)가 전방 스토퍼(51)와 접촉하는 상태로 되었다. 이것을 규정 상태라고 하기로 한다. 이 규정 상태일 때의 메모리(29)의 값을 기억시켜 둔다.
규정 상태로부터 마이크로미터(69)를 조작하여 후방 스토퍼(52)를 후퇴시켜, 후방 접촉부(45)로부터 충분히 떼어 놓음으로써, 플런저(40)가 후방으로 이동할 수 있는 상태로 한다.
또한, 회전 손잡이(32)를 회전시켜 이동 부재(30)를 후방으로 이동시키면, 전방 스토퍼(51)가 전방 접촉부(43)를 후방으로 이동시킨다. 플런저(40)가 후퇴함으로써, 플런저 로드(41)의 선단(13)은 접촉 위치(12)로부터 멀어진다. 이 때의 전방 스토퍼(51)의 이동량은, 메모리(29)의 값을 규정 상태일 때와 비교함으로써, 정확하게 파악할 수 있다. 메모리(29)의 값을 확인하면서, 원하는 거리분만큼 후방으로 이동하였으면, 회전 손잡이(32)의 회전을 멈춘다. 후방으로 너무 이동한 경우에는, 회전 손잡이(32)를 역방향으로 회전시킨다. 이같이 하여 플런저 로드(41)의 진출시 정지 위치를, 플런저 로드(41)의 선단(13)이 접촉 위치(12)와 접촉되지 않는 원하는 위치로 할 수 있다.
마이크로미터(69)를 조작하여 후방 스토퍼(52)를 후퇴시키고, 토출 시의 플런저(40)의 후방 이동량을 결정한다. 플런저(40)의 후방 이동량이 결정되면, 마이크로미터(69)가 회전되지 않도록, 도시하지 않은 고정 나사 등의 회전 록부재에 의해 마이크로미터(69)를 고정시킨다. 이상의 작업에 의해, 플런저(40)의 후퇴 위치를 조정한다.
본 실시예의 장치와 실시예 1의 장치는, 또한 노즐(11)과 플런저 로드(41)의 선단(13)의 형상, 및 액재 공급 유로(17)의 구성이 상이하다.
실시예 1의 장치에서는, 노즐(11)의 내벽을 토출구(10)를 향해 내면을 보울형으로 형성하고 있었으나, 본 실시예의 장치에서는, 토출구(10) 측의 가는 직경의 구멍에 액실(14) 측의 굵은 직경의 구멍을 접속한 형상이며, 그 접속부가 전후방향에 대하여 직각인 면을 형성하고 있다.
또한, 본 실시예의 장치 플런저 로드(41)의 선단(13)은 평면으로 되어 있다.
또한, 본 실시예의 장치에서는, 액체 이송 튜브(6)를 사용하지 않고, 경질의 액체 이송 부재(8)에 설치한 유로에 의해, 액재 저류 용기(5)와 액재 공급 유로(17)가 접속되어 있다.
그 외의 구성은 실시예 1의 장치와 같으며, 토출 동작도 실시예 1의 장치와 같다.
이동 부재(3O)의 구성은, 본 실시예 및 실시예 1의 구성에 한정되지 않고, 전방 스토퍼(51)와 접촉 위치(12)와의 거리를 조정할 수 있는 것이면 된다. 바람직하게는, 전방 스토퍼(51)를 전방으로 이동시켰을 때, 선단(13)이 접촉 위치(12)에 도달하여 전방 스토퍼(51)가 전방 접촉부(43)로부터 이격되는 구성으로 한다. 또한, 바람직하게는, 선단(13)이 접촉 위치(12)에 도달하고, 또한 전방 스토퍼(51)가 전방 접촉부(43)와 맞닿은 상태를 외부로부터 파악할 수 있는 구성으로 한다.
[실시예 5]
본 실시예의 장치는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 에어식 디스펜서(3) 대신에 펌프(7)로 액체 이송 장치를 구성하고 있다. 펌프(7)는, 액재 저류 용기(5)와 액재 공급 유로(17)를 연결하는 액체 이송 튜브(6)의 도중에 설치되어 있다. 펌프(7)의 구성은 특별히 한정되지 않지만, 주된 것으로서, 액재 이송 튜브를 롤러로 훑어 내 액체 이송하는 튜브 펌프(7), 계량 피스톤(44)과 전환 밸브로 구성된 피스톤 펌프 등이 있다.
본 실시예의 장치에 있어서는, 펌프(7)를 작동시킴으로써 액재 저류 용기(5) 내의 액재를 액실(14)에 이송할 수 있다. 그 외의 구성에 있어서는, 실시예 1의 장치와 같다.
본 실시예의 장치에 있어서는, 실시예 2 및 실시예 3과 마찬가지로, 플런저(40)의 이동에 맞추어, 펌프(7)의 동작을 제어하는 것이 바람직하다.
[실시예 6]
본 실시예의 장치는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 플런저(4O)의 전후 이동을 자력에 의해 행하는 것이다. 본 실시예의 장치는, 플런저(40)의 이동 기구로 한 전자 코일(67)을 구동 유닛(70)에 가진다. 마이크로미터(69)의 선단은 철심의 코어로 되어 있고, 철심의 코어 선단이 후방 스토퍼(52)를 구성한다. 후방 접촉부(45)는, 자성체에 의해 구성된다. 피스톤실(60)의 후단면과 피스톤(44)의 후단면 사이에 코일 스프링(66)이 설치된다.
본 실시예의 장치에서는, 전자 코일(67)에 전류를 흐르게 하면 코어가 자화(磁化)되고, 자화된 코어가 자성체인 후방 접촉부(45)를 끌어 당김으로써, 플런저(40)를 후퇴시킨다. 후방 접촉부(45)가 후방 스토퍼(52)와 맞닿으면, 플런 저(40)의 후퇴는 정지한다. 전자 코일(67)에 전류를 흐르게 하는 것을 멈추면, 후방 스토퍼(52)는 후방 접촉부(45)를 끌어 당기는 힘이 없어지므로, 플런저(40)는 코일 스프링(66)의 힘에 의해 전진한다.
본 실시예의 장치는, 플런저(40)의 전후 이동에 에어를 이용하지 않기 때문에 구동 유닛(70)의 실링은 불필요하다. 그러므로, 플런저(40)의 전후 이동의 저항이 되는 요소가 감소하므로, 플런저(40)는 보다 원활하게 전후 이동할 수 있다. 그 외의 구성에 있어서는 실시예 1과 같다.
플런저(40)를 전후로 이동시키는 기구는, 다른 구성으로 해도 된다. 예를 들면, 전방 피스톤실(62) 및 후방 피스톤실(63) 양쪽에 에어를 공급하는 구성에 의해, 플런저(40)를 전후로 이동시켜도 된다. 본체(71)에 고정한 전자 액츄에이터를 플런저(40)의 후방과 접속하여, 전자 액츄에이터의 신축을 이용하여 플런저(40)를 전후로 이동시켜도 된다. 이 경우에도, 전후 모두 전방 스토퍼(51)에 의해 이동을 제한할 수 있는 것이 바람직하다. 즉, 플런저(40)가 고속으로 전진하고, 전방 스토퍼(51)와 맞닿음으로써 플런저(40)의 전진이 정지하는 구성이다.
[실시예 7]
실시예 1의 장치에 있어서, 플런저 로드(41)의 선단(13)이 접촉 위치(12)에 있을 때, 선단(13)이 토출구(10)를 막아 액재가 토출구(10)로부터 누출되지 않도록 구성되어 있는 경우에는, 다음의 순서에 따라 규정 상태로 설정할 수 있다.
먼저, 전자 전환 밸브(72)를, 전방 피스톤실(62)과 외부가 연통되는 상태로 전환한다. 회전 손잡이(32)를 회전시켜, 이동 부재(30)가 최전방으로 이동한 상태 로 한다. 고정 나사(54A, 54B)를 느슨하게 하여, 본체(71)를 베이스 부재(27)에 대하여 전후로 이동 가능한 상태로 하고, 구동 유닛(70)을 자체 중량에 의해 전방으로 이동시키고, 플런저 로드(41)의 선단(13)을 액실(14) 내의 토출구(10) 상류의 내벽과 접촉시킨다. 플런저 로드(41)의 선단(13)의 위치가 접촉 위치(12)로 되고, 노즐(11)의 토출구(10)의 상류를 막은 상태로 된다. 이 때, 본 실시예에서는, 실시예 1과 같이 플런저(40)의 후방 이동을 마이크로미터(69)에 의해 규제하지 않는다. 그러므로, 구동 유닛(70)의 자체 중량에 의해 전방 스토퍼(51)는 전방 접촉부(43)로부터 멀어져, 코일 스프링(66)에 의해 균형이 잡힌 위치에서 정지한다.
이어서, 에어식 디스펜서(3)에 의해, 액재 저류 용기(5) 내에 가압 에어를 공급한다. 그러나, 이 상태에서는, 플런저 로드(41)의 선단(13)이 토출구(10)의 상류를 막고 있으므로, 액재가 토출구(10)로부터 누출되지 않는다.
장치를 아래쪽으로 경사진 상태인 채 회전 손잡이(32)를 회전시켜, 이동 부재(30)를 후방으로 이동시키면, 이윽고, 이동 부재(30)의 회전 손잡이(32)의 후면은 본체(71)의 앞끝면과 접촉한다. 또한, 회전 손잡이(32)를 회전시켜 이동 부재(30)를 후방으로 이동시키면, 회전 손잡이(32)의 후면에 가압되어 본체(71)가 후방으로 이동하고, 이로써, 전방 스토퍼(51)의 위치도 후방으로 이동한다.
이 때, 플런저 로드(41)는, 코일 스프링(66)에 의해 전방으로 가압되어 있으므로, 전방 스토퍼(51)가 전방 접촉부(43)와 맞닿기까지는, 플런저 로드(41)는 후방으로 이동하지 않고, 선단(13)은 토출구(10)를 막은 채이다. 전방 스토퍼(51)가 전방 접촉부(43)와 맞닿으면, 전방 스토퍼(51)가 플런저 로드(41)를 후방으로 누르 므로, 본체(71)와 함께 플런저 로드(41)도 후방으로 이동한다. 그러면 플런저 로드(41)의 선단(13)은 토출구(10)의 상류로부터 멀어진다. 에어식 디스펜서(3)에 의해 액재 저류 용기(5)에 가압 에어가 공급되고 있으므로, 간극이 개방된 토출구(10)로부터 액재가 누출된다.
액재가 토출구(10)로부터 누출되었을 때가, 선단(13)의 위치가 접촉 위치(12)가 아니었을 때이므로, 이 직전 상태가 규정 상태라고 판단할 수 있다. 이동 부재(30)를 전방으로 이동시켜 전방 스토퍼(51)를 약간 전방으로 되돌린 위치를 규정 상태라고 한다.
규정 상태로 설정하였으면, 고정 나사(54A, 54B)를 체결하여, 본체(71)를 베이스 부재(27)에 고정한다.
규정 상태일 때의 이동 부재(30)의 메모리(29)의 값을 기억한다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 플런저 로드(41)의 진출시 정지 위치를 설정한다.
[실시예 8]
본 실시예의 장치는, 토출 장치의 하부에 액재가 저류되는 액재 저류 용기(5)를 배치하는 구성으로 되어 있다. 그러므로, 액실(14)은 액재 공급구를 가지지 않고, 액재 저류 용기(5)로부터 직접적으로 액재가 공급된다. 토출 블록(81)은, 실링부(18C)를 가지지만, 통상의 사용에 있어서는 액재와 접하지 않으므로, 형성하지 않아도 된다.
액재 저류 용기(5)는, 베이스 부재(27)의 저면에 설치된 플랜지 지지 부재(86)와 액재 저류 용기(5)의 상부에 형성되는 침(95)이 걸어맞추어 유지되어 있 다. 침(85)과 플랜지 지지 부재(86)는, 장착 및 분리 가능하게 구성되어 있고, 액재를 소비한 경우나 다른 액재로 교환하는 경우 등에 있어서, 액재 저류 용기(5)를 용이하게 교환할 수 있다.
본 실시예의 장치도 이동 부재(30) 및 긴 구멍(53)을 가지고 있고, 실시예 1에 관한 장치와 마찬가지로 규정 상태로 한 후, 플런저(40)의 정지 위치의 설정이 행해진다. 토출 작업에 있어서의 작동도 실시예 1에 관한 장치와 마찬가지이다.
본 실시예의 장치에 있어서도, 플런저(40)를 전방 스토퍼(51)에 의해 정지시킴으로써, 고속으로 이동하는 플런저(40)에서도 정확한 위치에서 급정지시킬 수 있어, 액재에 충분한 관성력을 부여할 수 있다.
본 실시예에 있어서도, 예를 들면, 실시예 1과 같은 에어식 디스펜서(3)를 액재 저류 용기(5)와 접속하고, 액재 저류 용기(5) 내에 에어를 공급 및 배출하여 액재 저류 용기(5) 내의 액재의 가압 및 감압을 행하는 것도 가능하다. 또한, 이 에어식 디스펜서(3)에 의한 가압 및 감압을 실시예 2와 같이 플런저 로드(41)의 진퇴 이동과 연동시키는 것도 가능하다. 또한, 에어식 디스펜서(3) 대신에 액재 저류 용기(5) 내에 설치된 피스톤 등의 가압 부재 또는 그 외의 압력 기구에 의해, 액재 저류 용기(5) 내의 액재를 가압 및 감압할 수도 있다.

Claims (31)

  1. 액재(液材)를 토출하는 토출구를 가지는 액실(液室)과, 상기 액실과 연통되는 관통공과, 상기 관통공에 삽입 통과되고, 그 선단부가 액실 내를 진퇴(進退) 이동하는 플런저(plunger)와, 상기 플런저를 진퇴 이동시키는 플런저 이동 기구와, 상기 플런저 선단부의 위치를 규정하는 플런저 위치 결정 기구를 포함하고, 상기 플런저의 선단부와 상기 액실의 내벽이 비접촉인 상태로 상기 플런저를 진출 이동 및 진출 정지시킴으로써 상기 액재에 관성력을 부여하여 액적(液滴)의 상태로 토출하는 액적 토출 장치로서,
    상기 플런저 위치 결정 기구는, 진출 정지 시의 상기 플런저 선단부의 위치를 그 진출 방향에 있는 액실의 내벽 근방으로 규정하는, 액적 토출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진출 정지 시의 플런저 선단은, 그 진출 방향에 있는 상기 액실의 내벽 및 토출구의 근방에 위치하는, 액적 토출 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액실의 선단부의 내벽은 최첨단에 토출구를 가지는 원뿔형상으로 구성되는, 액적 토출 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 액실의 선단부의 내벽은 상기 토출구를 가지는 평면으로 구성되는, 액적 토출 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플런저 위치 결정 기구는, 상기 플런저에 설치한 전방 접촉부(43)와, 상기 전방 접촉부(43)와 대향하는 전방 스토퍼(51)를 포함하고, 상기 전방 스토퍼(51)와 상기 전방 접촉부(43)를 접촉시키는 것에 의해 상기 플런저의 진출시 정지 위치를 결정하는, 액적 토출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 플런저 위치 결정 기구는, 그 위치를 진퇴시키는 것이 가능한 이동 부재(30)를 포함하고, 상기 이동 부재(30)에 의해 상기 전방 스토퍼의 위치를 진퇴시킴으로써 상기 플런저의 진출시 정지 위치를 조절할 수 있는, 액적 토출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이동 부재(3O)는 그 위치를 표시하는 위치 표시 부재를 가지는, 액적 토출 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플런저가 삽입 통과되는 관통공(24) 및 피스톤실(61)을 가지는 본체와, 토출구, 액실, 액재 공급구 및 상기 플런저가 삽입 통과되는 관통공(26)을 가지는 토출 블록을 포함하고,
    상기 플런저는, 플런저 로드와 플런저 로드보다 광폭이며 피스톤실(61)에 설치되는 전방 접촉부(43)를 포함하고,
    상기 이동 부재(30)는, 상기 플런저가 삽입 통과되는 관통공(34)을 가지고, 본체와 토출 블록 사이에 설치되는, 액적 토출 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전방 스토퍼(51)는, 전방 접촉부(43)의 진출 방향 측의 면과 대향하는 피스톤실(61)의 면인, 액적 토출 장치.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 부재(30)의 위치를 진퇴시켜 본체와 토출 블록의 거리를 조절함으로써 상기 전방 스토퍼의 위치를 조절할 수 있는, 액적 토출 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 본체는 그 위치가 진퇴 가능하도록 장착되고, 상기 토출 블록이 고정되어 장착된 베이스 부재를 포함하는, 액적 토출 장치.
  12. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전방 스토퍼(51)는, 상기 피스톤실(61) 내에 돌출하는 상기 이동 부재(30)의 후단부에 의해 구성되며, 상기 이동 부재(30)의 위치를 진퇴시킴으로써 전방 스토퍼(51)의 위치를 조절할 수 있는, 액적 토출 장치.
  13. 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 부재(30)의 위치를 진퇴시킴으로써 플런저의 진출 위치를 플런저 선단의 위치가 액실의 내벽과 접촉하는 접촉 위치(12)로 되기까지 조절할 수 있는, 액적 토출 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 플런저의 선단은, 상기 접촉 위치(12)에서 토출구를 막도록 구성되어 있는, 액적 토출 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플런저는, 상기 전방 접촉부(43)의 후퇴 방향 측에 후방 접촉부(45)를 포함하고,
    상기 플런저 위치 결정 기구는, 후방 접촉부(45)와 맞닿아 플런저의 후퇴 이동을 제한할 수 있는 후방 스토퍼(52)와, 상기 후방 스토퍼(52)를 진출 및 후퇴시키는 후방 스토퍼 이동 기구를 포함하는, 액적 토출 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플런저를 진출 방향으로 가압하는 탄성체를 포함하는, 액적 토출 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액실은, 상기 액재가 공급되는 액재 공급구를 가지고, 상기 액재 공급구에 상기 플런저의 진퇴 이동과 연동하여 액재를 공급하는 액체 이송 제어 장치를 포함하는, 액적 토출 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액실 내의 액재를 상기 플런저의 진퇴 이동과 연동하여 가압 및 감압하는 압력 기구를 포함하는, 액적 토출 장치.
  19. 플런저의 선단부와 액실의 내벽이 비접촉인 상태로 플런저를 진출 이동 및 진출 정지시킴으로써 액재에 관성력을 부여하여 액적의 상태로 날려 토출하는 액적 토출 방법으로서,
    토출구를 가지는 액실과, 그 선단부가 상기 액실 내를 진퇴 이동하는 플런저를 설치하고,
    상기 플런저의 선단을, 그 진출 정지 시에 그 진출 방향에 있는 액실의 내벽 근방에 위치시키는, 액적 토출 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 플런저의 선단을, 그 진출 정지 시에 그 진출 방향에 있는 상기 액실의 내벽 및 상기 토출구 근방에 위치시키는, 액적 토출 방법
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 플런저에 전방 접촉부(43)를 설치하고,
    상기 전방 접촉부(43)와 대향하는 전방 스토퍼(51)를 설치하고,
    상기 전방 스토퍼(51)에 상기 전방 접촉부(43)를 접촉시키는 것에 의해 상기 플런저의 진출시 정지 위치를 결정하는, 액적 토출 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    그 위치를 진퇴시키는 것이 가능한 이동 부재(3O)를 설치하고,
    상기 이동 부재(30)에 의해 상기 전방 스토퍼(51)의 위치를 진퇴시킴으로써, 상기 플런저의 진출시 정지 위치를 조절하는, 액적 토출 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 이동 부재(3O)는, 그 위치를 표시하는 위치 표시 부재를 가지고, 상기 위치 표시 부재의 표시값에 기초하여 상기 이동 부재(30)의 위치를 조절하는, 액적 토출 방법.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 전방 접촉부(43)의 진출 방향 측의 면과 대향하는 면이 전방 스토퍼(51)를 구성하는 피스톤실(61)을 설치하고,
    상기 이동 부재(30)의 위치를 진퇴시켜 상기 피스톤실(61)의 위치를 조절함으로써 전방 스토퍼(51)의 위치를 조절하는, 액적 토출 방법.
  25. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 이동 부재(30)는, 그 후단부가 상기 전방 접촉부(43)의 진출 방향 측의 면과 대향하는 전방 스토퍼(51)를 구성하는 것이며,
    상기 이동 부재(30)의 위치를 진퇴시킴으로써 상기 전방 스토퍼(51)의 위치를 조절하는, 액적 토출 방법.
  26. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플런저의 진출시 정지 위치의 조절을,
    상기 플런저 선단의 위치를 상기 액실의 내벽과 접촉하는 접촉 위치(12)로 하고, 또한 상기 전방 접촉부(43)와 상기 전방 스토퍼(51)를 접촉 상태로 하는 제1 단계,
    상기 전방 접촉부(43)와 상기 전방 스토퍼(51)를 접촉 상태로 한 채 상기 이동 부재(30)를 원하는 거리 진퇴시켜 플런저 선단의 위치를 접촉 위치(12)로부터 원하는 거리로 하는 제2 단계에 의해 행하는, 액적 토출 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 플런저의 선단을, 상기 플런저의 선단이 액실의 내벽과 접촉하는 접촉 위치(12)에서 토출구를 막도록 구성하고, 상기 제1 단계에서 상기 토출구로부터의 액재 유출의 유무에 따라 상기 플런저 선단의 위치가 접촉 위치(12)에 있는지를 판단하는, 액적 토출 방법.
  28. 제19항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플런저는, 상기 전방 접촉부(43)의 후퇴 방향 측에 후방 접촉부(45)를 포함하고,
    상기 후방 접촉부(45)와 대향하고, 그 위치를 진퇴시키는 것이 가능한 후방 스토퍼(52)를 설치하고,
    상기 후방 접촉부(45)를 상기 후방 스토퍼(52)와 맞닿게 하여 플런저의 후퇴 이동을 제한하는, 액적 토출 방법.
  29. 제19항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액실은, 상기 액재가 공급되는 액재 공급구를 가지고, 상기 액재 공급구에 상기 플런저의 진퇴 이동과 연동하여 액재를 공급하는, 액적 토출 방법.
  30. 제19항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액재가 필러(filler)를 함유하는 액재인, 액적 토출 방법.
  31. 제19항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액실 내의 액재를 상기 플런저의 진퇴 이동과 연동하여 가압 및 감압하는, 액적 토출 방법.
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