KR20200098896A - Piezoelectric dispenser - Google Patents

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한장희
김성국
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한화정밀기계 주식회사
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    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/003—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by piezoelectric means
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Abstract

The present invention provides a piezoelectric dispenser for discharging a certain amount of a solution through a discharge port of a nozzle tip. The piezoelectric dispenser includes: a controller; a piezoelectric actuator pressing a lever by contacting one end of the lever under control of the controller; a valve rod coupled to an opposite end of the lever to make a linear motion upward or downward; and a valve rod initialization device for adjusting an initial position of the valve rod before starting a dispensing operation, wherein the valve rod initialization device adjusts the initial position of the valve rod by moving the piezoelectric actuator upward or downward. According to the present invention, since the initial position of the valve rod is automatically adjusted before dispensing, convenience and accuracy of work may be secured. Since the initial position of the valve rod is always determined as a position in contact with the inner wall of the nozzle, malfunction or stroke loss due to an initial value setting error may be prevented.

Description

압전 디스펜서{PIEZOELECTRIC DISPENSER}Piezoelectric dispenser {PIEZOELECTRIC DISPENSER}

본 발명은 노즐 팁의 토출구를 통해 일정량의 용액을 토출시키는 압전 디스펜서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스펜싱 작업 시작 전 밸브로드의 초기 위치를 조정하여 디스펜싱 작업의 품질을 일정하게 유지하는 압전 디스펜서에 관한 것이다.The present invention relates to a piezoelectric dispenser that discharges a certain amount of solution through a discharge port of a nozzle tip, and more particularly, a piezoelectric dispenser that maintains a constant quality of a dispensing operation by adjusting the initial position of the valve rod before the dispensing operation starts. It is about.

챔버 내부에 수용된 용액을 미세 크기의 토출구를 통하여 배출시키는 디스펜서는 반도체, 휴대 단말기 및 의료/바이오 산업 등 전방위의 산업 분야에 걸쳐 활용되고 있다. 특히 전자 부품의 소형화 집접화에 따라 미소영역에의 디스펜싱을 위해 압전 디스펜서가 널리 사용되고 있다.Dispensers that discharge the solution contained in the chamber through a fine-sized discharge port are being used in a wide range of industries such as semiconductors, portable terminals, and medical/bio industries. In particular, piezoelectric dispensers are widely used for dispensing in a small area according to the miniaturization of electronic components.

디스펜싱 작업의 정밀도를 높이기 위해서는 작업의 전 과정에 있어 일정한 양의 용액이 고르게 토출되어야 한다. 그러나 디스펜싱 작업의 초기에는 밸브로드의 위치가 임의로 결정됨에 따라, 용액의 토출이 일정하게 이루어질 수 없다. 따라서 디스펜싱 작업을 시작하기 전에 밸브로드의 초기 위치를 보정해야한다.In order to increase the precision of the dispensing operation, a certain amount of solution must be evenly discharged throughout the operation. However, since the position of the valve rod is arbitrarily determined at the beginning of the dispensing operation, the solution cannot be discharged constantly. Therefore, it is necessary to calibrate the initial position of the valve rod before starting the dispensing operation.

종래에는 밸브로드의 절대적인 위치를 감지한 후, 이미 설정된 밸브로드 위치의 초기값과 비교하여 보정하는 방법을 사용하였다. 그러나 초기값 설정에 오류가 있는 경우는 밸브로드 위치가 지속적으로 잘못 설정될 수 밖에 없는 문제점이 제기되었다. Conventionally, after detecting the absolute position of the valve rod, a method of compensating with the initial value of the previously set valve rod position was used. However, when there is an error in setting the initial value, a problem has been raised that the valve rod position must be continuously incorrectly set.

미국등록특허 6558127US Patent 6558127

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 별도의 초기값을 설정하지 않고 밸브로드의 초기 위치를 보정할 수 있는 압전 디스펜서를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a piezoelectric dispenser capable of correcting an initial position of a valve rod without setting a separate initial value.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 압전 디스펜서는, 노즐 팁의 토출구를 통해 일정량의 용액을 토출시키는 압전 디스펜서로서, 컨트롤러; 상기 컨트롤러의 제어에 따라, 레버의 일단과 접촉하여 상기 레버를 가압하는 압전 액츄에이터; 상기 레버의 타단과 결합되어 상방 또는 하방으로 직선운동을 하는 밸브로드; 및 디스펜싱 작업 시작 전에 상기 밸브로드의 초기 위치를 조절하는 밸브로드 초기화 장치를 포함하되, 상기 밸브로드 초기화 장치는 상기 압전 액츄에이터를 상방 또는 하방으로 이동시킴으로써 상기 밸브로드의 초기 위치를 조절할 수 있다.A piezoelectric dispenser according to an embodiment of the present invention for solving the above problem is a piezoelectric dispenser for discharging a predetermined amount of solution through a discharge port of a nozzle tip, comprising: a controller; A piezoelectric actuator for pressing the lever by contacting one end of the lever under the control of the controller; A valve rod that is coupled to the other end of the lever and makes a linear motion upward or downward; And a valve rod initialization device for adjusting an initial position of the valve rod before starting the dispensing operation, wherein the valve rod initialization device may adjust the initial position of the valve rod by moving the piezoelectric actuator upward or downward.

또한, 상기 밸브로드와 상기 노즐 팁의 내측 벽 사이의 접촉 여부를 감지하는 밸브로드 위치 센서를 더 포함할 수 있다. In addition, it may further include a valve rod position sensor for sensing whether the contact between the valve rod and the inner wall of the nozzle tip.

또한, 상기 밸브로드 초기화 장치는, 상기 밸브로드의 초기 위치를 조절하기 위해, 상기 밸브로드 위치 센서에 의해 상기 밸브로드가 상기 노즐 팁의 상기 내측 벽에 접촉하는 위치에 도달한 것이 감지될 때까지 상기 압전 액츄에이터를 상방 또는 하방으로 이동시킬 수 있다. In addition, the valve rod initialization device, in order to adjust the initial position of the valve rod, until it is detected by the valve rod position sensor that the valve rod reaches the position in contact with the inner wall of the nozzle tip The piezoelectric actuator may be moved upward or downward.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the present invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiments of the present invention, there are at least the following effects.

본 발명에 따른 압전 디스펜서는 자동으로 밸브로드의 초기 위치를 조정함으로써 작업의 편의성 및 정확성을 확보할 수 있고, 초기 세팅 오류로 인한 오작동을 방지할 수 있다.The piezoelectric dispenser according to the present invention automatically adjusts the initial position of the valve rod, thereby ensuring convenience and accuracy of operation, and preventing malfunction due to an initial setting error.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 디스펜서의 단면도이다.
도 2는 도 1의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 디스펜서의 밸브로드의 위치 초기화 과정을 도시한 순서도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 밸브로드의 위치 초기화 과정에서 밸브로드의 위치 변화를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 디스펜서의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 압전 디스펜서의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 압전 디스펜서의 모식도이다.1 is a cross-sectional view of a piezoelectric dispenser according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of FIG. 1.
3 is a flowchart illustrating a process of initializing the position of the valve rod of the piezoelectric dispenser according to the first embodiment of the present invention.
4A and 4B are views showing a change in the position of the valve rod in the process of initializing the position of the valve rod according to the first embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram of a piezoelectric dispenser according to a second embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram of a piezoelectric dispenser according to a third embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram of a piezoelectric dispenser according to a fourth embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방식은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in a variety of different forms, only these embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used as meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, “comprises” and/or “comprising” do not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the mentioned elements.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 디스펜서의 단면도이고, 도 2는 도 1의 모식도이다.1 is a cross-sectional view of a piezoelectric dispenser according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of FIG. 1.

도 1 내지 도 2를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 디스펜서(1)는 컨트롤러(110), 용액 토출 장치(130) 및 밸브로드 초기화 장치(120)를 포함할 수 있다.1 to 2, the piezoelectric dispenser 1 according to the first embodiment of the present invention may include a controller 110, a solution dispensing device 130, and a valve rod initialization device 120.

컨트롤러(110)는 압전 디스펜서(1)에 구비된 용액 토출 장치(130)의 구동을 제어하고, 밸브로드 위치 센서(191)로부터 수신한 데이터를 통해 밸브로드 초기화 장치(120)의 구동을 제어할 수 있다. The controller 110 controls the drive of the solution dispensing device 130 provided in the piezoelectric dispenser 1, and controls the drive of the valve rod initialization device 120 through data received from the valve rod position sensor 191. I can.

용액 토출 장치(130)는 디스펜싱 작업을 위해 밸브로드(171)를 상하로 구동시키며 토출구(185)를 통해 일정량의 용액을 배출시키는 장치이다. 이하에서는 용액 토출 장치(130)의 구동에 대하여 구체적으로 알아본다.The solution discharge device 130 is a device that drives the valve rod 171 up and down for dispensing and discharges a certain amount of solution through the discharge port 185. Hereinafter, the driving of the solution discharge device 130 will be described in detail.

용액 토출 장치(130)는 밸브로드(171)의 상하 운동에 의해 토출구(185)가 개방 및 폐쇄를 반복함으로써 용액을 배출시킨다. 밸브로드(171)의 상하 운동은 압전 액츄에이터(151)의 신장 또는 수축에서 기인한다. 압전 액츄에이터(151)는 전압이 인가되면 신장/수축되고, 인가된 전압이 제거되면 수축/신장되는 동력원이다. 압전 액츄에이터(151)의 신장 또는 수축은 컨트롤러에 의해 제어된다. 압전 액츄에이터(151)의 동력은 레버(161)를 통해 밸브로드(171)로 전달될 수 있다. 압전 액츄에이터(151)는 신장/수축을 통해 레버(161)를 회전시킬 수 있는 공압 실린더 등으로 대체될 수도 있다.The solution discharge device 130 discharges the solution by repeatedly opening and closing the discharge port 185 by the vertical motion of the valve rod 171. The vertical motion of the valve rod 171 is caused by the extension or contraction of the piezoelectric actuator 151. The piezoelectric actuator 151 is a power source that expands/contracts when a voltage is applied and contracts/expands when the applied voltage is removed. The expansion or contraction of the piezoelectric actuator 151 is controlled by a controller. The power of the piezoelectric actuator 151 may be transmitted to the valve rod 171 through the lever 161. The piezoelectric actuator 151 may be replaced with a pneumatic cylinder or the like capable of rotating the lever 161 through extension/contraction.

레버(161)의 일단은 압전 액츄에이터(151)의 하단과 접촉한다. 레버(161)의 타단은 밸브로드(171)의 상단과 연결되어있다. 레버(161)의 양단 사이의 어느 한 지점에는 힌지(162)가 설치될 수 있다. 힌지(162)를 중심으로 레버(161)는 시계방향/반시계방향으로 회전할 수 있다. 레버(161)와 밸브로드(171) 사이의 결합은 롤러에 의해 체결되거나, 스프링에 의한 면접촉 또는 점접촉에 의해 결합될 수 있다. 따라서 레버(161)가 회전운동을 하면, 이에 연결된 밸브로드(171)는 상하방향으로 직선운동을 할 수 있다. 이와 같은 연결 구조를 통해 압전 액츄에이터(151)의 동력이 밸브로드(171)에 전달된다. One end of the lever 161 contacts the lower end of the piezoelectric actuator 151. The other end of the lever 161 is connected to the upper end of the valve rod 171. A hinge 162 may be installed at any one point between both ends of the lever 161. The lever 161 may rotate clockwise/counterclockwise around the hinge 162. The coupling between the lever 161 and the valve rod 171 may be fastened by a roller, or may be combined by surface contact or point contact by a spring. Therefore, when the lever 161 rotates, the valve rod 171 connected thereto may perform linear movement in the vertical direction. Through such a connection structure, the power of the piezoelectric actuator 151 is transmitted to the valve rod 171.

압전 액츄에이터(151)에 의한 레버(161)의 회전운동을 보조하기 위하여, 레버(161)의 하부에는 복귀장치(152)가 구비될 수 있다. 복귀장치(152)는 레버(161)의 상부에 위치한 압전 액츄에이터(151)와 동일 축상에 위치하고, 압전 액츄에이터(151)의 신장/수축과 반대로 수축/신장함으로써 레버(161)의 회전운동을 보조할 수 있다. 복귀장치(152)는 수축/신장을 반복할 수 있는 탄성부재나 유압/공압 장치 등을 사용할 수 있다. In order to assist the rotational movement of the lever 161 by the piezoelectric actuator 151, a return device 152 may be provided under the lever 161. The return device 152 is located on the same axis as the piezoelectric actuator 151 located on the upper part of the lever 161, and can assist the rotational movement of the lever 161 by contracting/extensing opposite to the expansion/contraction of the piezoelectric actuator 151. I can. The return device 152 may use an elastic member or a hydraulic/pneumatic device capable of repeating contraction/extension.

압전 액츄에이터(151)가 신장되고 복귀장치(152)가 수축되는경우, 압전 액츄에이터(151)와 접촉하는 레버(161)의 일단은 하방으로 움직인다. 따라서 레버(161)는 힌지(162)를 중심으로 반시계방향으로 회전한다. 레버(161)의 회전에 따라, 레버(161)의 타단에 연결된 밸브로드(171)는 상방으로 직선운동하게 된다. When the piezoelectric actuator 151 is extended and the return device 152 is contracted, one end of the lever 161 in contact with the piezoelectric actuator 151 moves downward. Therefore, the lever 161 rotates counterclockwise around the hinge 162. As the lever 161 rotates, the valve rod 171 connected to the other end of the lever 161 is linearly moved upward.

반대로 압전 액츄에이터(151)가 수축되고 복귀장치(152)가 신장되는 경우, 압전 액츄에이터(151)와 접촉하는 레버(161)의 일단은 상방으로 움직이다. 따라서 레버(161)는 힌지(162)를 중심으로 시계방향으로 회전한다. 레버(161)의 회전에 따라, 레버(161)의 타단에 연결된 밸브로드(171)는 하방으로 직선운동하게 된다. Conversely, when the piezoelectric actuator 151 is contracted and the return device 152 is extended, one end of the lever 161 in contact with the piezoelectric actuator 151 moves upward. Therefore, the lever 161 rotates clockwise around the hinge 162. As the lever 161 rotates, the valve rod 171 connected to the other end of the lever 161 moves linearly downward.

이하에서는 용액의 디스펜싱 과정에 대하여 간략히 설명한다.Hereinafter, the dispensing process of the solution will be briefly described.

밸브로드(171)가 상승하여 용액의 토출구(185)가 개방되어 있는 경우, 디스펜싱 용액은 유입구(181)를 통해 용액의 토출통로(182)로 유입된다. 이후 밸브로드(171)가 하강하면 토출통로(182)에 유입된 용액은 토출구(185)를 통하여 배출되며 디스펜싱 작업이 이루어진다. 밸브로드(171)가 노즐 팁(184)의 내측면에 접촉할 때까지 하강하면 토출통로(182)를 채우고 있던 용액은 모두 토출되고 토출구(185)는 폐쇄된다. 이후 밸브로드(171)는 다시 상승하여 용액이 토출 통로로 충전될 수 있다. When the valve rod 171 rises and the solution discharge port 185 is open, the dispensing solution flows into the solution discharge passage 182 through the inlet 181. Thereafter, when the valve rod 171 descends, the solution flowing into the discharge passage 182 is discharged through the discharge port 185 and a dispensing operation is performed. When the valve rod 171 descends until it contacts the inner surface of the nozzle tip 184, all the solution filling the discharge passage 182 is discharged and the discharge port 185 is closed. Thereafter, the valve rod 171 may rise again and the solution may be filled into the discharge passage.

디스펜싱 작업의 전체 과정에서 일정한 양의 용액을 토출하기 위하여는 밸브로드(171)가 일정한 작업 스트로크를 유지해야한다. 그러나 디스펜싱 작업을 시작하기 직전에는 밸브로드(171)가 임의의 높이에 위치하게 되므로, 디스펜싱 초기에는 정상적인 디스펜싱 작업에서의 토출양과 상이한 양의 용액이 토출될 수 있다.In order to discharge a certain amount of solution during the entire dispensing process, the valve rod 171 must maintain a constant working stroke. However, just before starting the dispensing operation, since the valve rod 171 is positioned at an arbitrary height, at the beginning of dispensing, an amount of a solution different from that in the normal dispensing operation may be discharged.

따라서, 디스펜서의 구동 초기부터 일정한 디스펜싱 품질을 확보하기 위해서는 밸브로드(171)의 초기 위치를 조절하는 작업이 필요하다. 본 발명의 밸브로드 초기화 장치(120)는 밸브로드(171)의 일단이 노즐 팁(184)의 내측 벽에 접촉되도록 밸브로드(171)의 초기 위치를 조절한다.Therefore, it is necessary to adjust the initial position of the valve rod 171 in order to secure a constant dispensing quality from the initial driving of the dispenser. The valve rod initialization device 120 of the present invention adjusts the initial position of the valve rod 171 so that one end of the valve rod 171 contacts the inner wall of the nozzle tip 184.

밸브로드 초기화 장치(120)는 압전 액츄에이터(151)의 스트로크 손실을 예방하기 위해 구비되는 별도의 구동장치이다. 밸브로드 초기화 장치(120)는 압전 액츄에이터를 사용하거나, 모터와 볼스크류 또는 모터와 캠을 조합한 구성 등을 사용함으로써, 레버(161)와 접촉하는 압전 액츄에이터(151)에 상하방향의 외력을 가할 수 있다. 밸브로드 초기화 장치(120)는 용액 토출 장치(130)의 외부에 별도로 구비되어 용액 토출 장치(130)의 내부로 연결되며, 브라켓(141)을 통해 압전 액츄에이터(151)에 힘을 전달할 수 있다. The valve rod initialization device 120 is a separate driving device provided to prevent stroke loss of the piezoelectric actuator 151. The valve rod initialization device 120 may apply an external force in the vertical direction to the piezoelectric actuator 151 in contact with the lever 161 by using a piezoelectric actuator, a motor and a ball screw, or a combination of a motor and a cam. I can. The valve rod initialization device 120 is separately provided outside the solution discharge device 130 and is connected to the inside of the solution discharge device 130, and may transmit a force to the piezoelectric actuator 151 through the bracket 141.

구체적으로, 브라켓(141)의 상부에 밸브로드 초기화 장치(120)가 설치되고, 브라켓(141)의 하부에 압전액츄에이터(151)가 설치될 수 있다. 밸브로드 초기화 장치(120)가 브라켓(141)을 통해 압전 액츄에이터(151)에 하방으로 힘을 가하면, 압전 액츄에이터(151)는 하방으로 이동하여 밸브를 반시계방향으로 회전시키고, 그 결과 밸브로드(171)가 상승하게 된다. 밸브로드 초기화 장치(120)가 압전 액츄에이터(151)에 하방으로 가하던 힘을 제거하면, 압전 액츄에이터(151)는 상방으로 이동하여 밸브를 시계방향으로 회전시키고, 그 결과 밸브로드(171)는 하강하게 된다. Specifically, the valve rod initialization device 120 may be installed on the upper part of the bracket 141, and the piezoelectric actuator 151 may be installed under the bracket 141. When the valve rod initialization device 120 applies a downward force to the piezoelectric actuator 151 through the bracket 141, the piezoelectric actuator 151 moves downward to rotate the valve counterclockwise, and as a result, the valve rod ( 171) will rise. When the valve rod initialization device 120 removes the downward force applied to the piezoelectric actuator 151, the piezoelectric actuator 151 moves upward to rotate the valve clockwise, and as a result, the valve rod 171 descends. Is done.

이처럼, 밸브로드 초기화 장치(120)는 액츄에이터(151)를 신장/수축시키지 아니하고 밸브로드(171)를 구동시킴으로써, 스트로크 손실을 예방할 수 있다. As such, the valve rod initialization device 120 may prevent stroke loss by driving the valve rod 171 without extending/contracting the actuator 151.

밸브로드 초기화 장치(120)에 의한 밸브로드(171)의 초기 위치는 밸브로드(171)가 노즐팁의 내벽에 접촉하는 위치로 결정된다. 이와 같은 밸브로드(171)의 위치는 밸브로드 위치 센서(191)를 통해 감지할 수 있다. 밸브로드 위치 센서(191)는 밸브로드(171)의 절대적인 위치를 감지하는 것이 아닌, 밸브로드(171)와 노즐 팁(184) 내벽이 접촉했는지 여부를 감지하는 센서이다. 밸브로드(171)와 노즐 팁(184) 내벽이 접촉했다면, 밸브로드(171)는 디스펜싱 과정 중 가장 낮은 높이에 위치하는 것이고 이때 토출구(185)는 폐쇄된다. 밸브로드 위치 센서(191)는 접촉식 또는 비접촉식 센서를 사용할 수 있다. 밸브로드 위치 센서(191)는 밸브로드 초기화 장치(120)와 압전 액츄에이터(151)를 연결하는 브라켓(141)의 상부에 설치될 수 있다.The initial position of the valve rod 171 by the valve rod initialization device 120 is determined as a position where the valve rod 171 contacts the inner wall of the nozzle tip. The position of the valve rod 171 may be detected through the valve rod position sensor 191. The valve rod position sensor 191 does not detect the absolute position of the valve rod 171, but is a sensor that detects whether the valve rod 171 and the inner wall of the nozzle tip 184 are in contact. If the valve rod 171 and the inner wall of the nozzle tip 184 are in contact, the valve rod 171 is positioned at the lowest height during the dispensing process, and the discharge port 185 is closed. The valve rod position sensor 191 may use a contact or non-contact sensor. The valve rod position sensor 191 may be installed above the bracket 141 connecting the valve rod initialization device 120 and the piezoelectric actuator 151.

밸브로드 초기화 장치(120)는 밸브로드(171)가 노즐 팁(184) 내벽에 접촉한 것이 밸브로드 위치 센서(191)에 의해 감지될때까지 밸브로드(171)를 하강시킨다. 밸브로드 위치 센서(191)가 밸브로드(171)와 노즐 팁(184) 내벽의 접촉 상태를 감지하면 밸브로드 초기화 장치(120)는 구동을 멈추고 밸브로드(171) 위치 초기화 과정은 종료된다. 밸브로드(171) 위치의 초기화 과정은 이하에서 자세히 설명한다.The valve rod initialization device 120 lowers the valve rod 171 until it is sensed by the valve rod position sensor 191 that the valve rod 171 contacts the inner wall of the nozzle tip 184. When the valve rod position sensor 191 detects a contact state between the valve rod 171 and the inner wall of the nozzle tip 184, the valve rod initialization device 120 stops driving and the valve rod 171 position initialization process ends. The initialization process of the position of the valve rod 171 will be described in detail below.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 디스펜서의 밸브로드의 위치 초기화 과정을 도시한 순서도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 밸브로드의 위치 초기화 과정에서 밸브로드의 위치 변화를 도시한 도면이다.3 is a flow chart illustrating a process of initializing the position of the valve rod of the piezoelectric dispenser according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 4A and 4B are It is a diagram showing a change in the position of the rod.

도 3 내지 도 4b를 참고하면, 작업자는 용액의 디스펜싱을 시작하기에 앞서 노즐 몸체(183)에 노즐 팁(184)을 설치한다(S10). 이때 밸브로드(171)는 토출통로(182) 내부의 임의의 한 지점에 위치한다(도 4a). 밸브로드(171) 위치를 초기화 시키기 위하여 작업자가 밸브로드 초기화 장치(120)를 구동시키면, 밸브로드(171)는 하강운동을 시작한다(S20). 밸브로드(171)의 하강운동이 시작되면 일정 시간 간격을 두고 밸브로드 위치 센서(191)가 작동하는지 여부를 판단한다(S30). 밸브로드 위치 센서(191)은 밸브로드(171)가 노즐 팁(184)의 내측 벽에 근접하면 작동하기 시작한다. 밸브로드 위치 센서(191)의 작동 여부를 판단하는 시간 간격은 작업자에 의해 조절될 수 있다. 밸브로드(171)의 하강 변위는, 밸브로드 위치 센서(191)가 작동하기 전까지는 보다 큰 폭으로 형성된다. 그러나 밸브로드 위치 센서(191)가 작동하면 즉, 밸브로드(171)가 노즐 팁(184) 내측 벽과 근접 위치에 도달하면 밸브로드(171)는 미세하게 하강하기 시작한다(S40). 밸브로드(171)의 미세 하강은 밸브로드(171)가 노즐 팁(184) 내측 벽과 접촉할 때까지 계속된다(S50). 밸브로드(171)가 노즐 팁(184) 내측 벽과 접촉하면(도 4b) 밸브로드(171)의 위치 보정은 완료되고(S60), 디스펜싱 작업이 시작될 수 있다. 3 to 4B, the operator installs the nozzle tip 184 on the nozzle body 183 before starting the dispensing of the solution (S10). At this time, the valve rod 171 is located at an arbitrary point inside the discharge passage 182 (FIG. 4A). When the operator drives the valve rod initialization device 120 to initialize the position of the valve rod 171, the valve rod 171 starts a downward motion (S20). When the downward movement of the valve rod 171 starts, it is determined whether the valve rod position sensor 191 operates at a predetermined time interval (S30). The valve rod position sensor 191 starts to operate when the valve rod 171 approaches the inner wall of the nozzle tip 184. The time interval for determining whether the valve rod position sensor 191 is operated may be adjusted by an operator. The downward displacement of the valve rod 171 is formed with a larger width until the valve rod position sensor 191 operates. However, when the valve rod position sensor 191 operates, that is, when the valve rod 171 reaches a position close to the inner wall of the nozzle tip 184, the valve rod 171 starts to descend finely (S40). The fine lowering of the valve rod 171 continues until the valve rod 171 contacts the inner wall of the nozzle tip 184 (S50). When the valve rod 171 contacts the inner wall of the nozzle tip 184 (FIG. 4B), the position correction of the valve rod 171 is completed (S60), and a dispensing operation may be started.

상술한 바와 같이 밸브로드(171)의 초기 위치를 자동으로 보정함으로써, 본 발명의 압전 디스펜서(1)는 작업의 편의성 및 균일성을 확보할 수 있다. 아울러 밸브로드(171)의 위치에 대한 초기값을 설정해두고, 해당 초기값과 비교하여 밸브로드(171)의 위치를 보정하는 방법과 비교하면, 본 발명의 압전 디스펜서(1)는 초기값 설정 오류의 가능성을 배제할 수 있다는 측면에서 유리하다. 아울러, 압전 액츄에이터(151)의 스트로크의 범위를 보정하는 방식과 비교하면, 압전 액츄에이터(151)의 구동 없이 별도의 밸브로드 초기화 장치(120)를 구동시킴으로써 밸브로드(171)의 위치를보정하는 바, 스트로크의 손실을 예방할 수 있다는 장점이 있다.By automatically correcting the initial position of the valve rod 171 as described above, the piezoelectric dispenser 1 of the present invention can secure the convenience and uniformity of operation. In addition, compared to the method of setting an initial value for the position of the valve rod 171 and correcting the position of the valve rod 171 by comparing it with the corresponding initial value, the piezoelectric dispenser 1 of the present invention has an initial value setting error. It is advantageous in that it can exclude the possibility of In addition, compared with the method of correcting the stroke range of the piezoelectric actuator 151, the position of the valve rod 171 is corrected by driving a separate valve rod initialization device 120 without driving the piezoelectric actuator 151. However, it has the advantage of preventing stroke loss.

이하에서는 본 발명의 압전 디스펜서(1,2,3,4)의 다양한 실시예에 대하여 살펴본다.Hereinafter, various embodiments of the piezoelectric dispenser 1, 2, 3, and 4 of the present invention will be described.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 디스펜서의 모식도이고, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 압전 디스펜서의 모식도이며, 도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 압전 디스펜서의 모식도이다.5 is a schematic diagram of a piezoelectric dispenser according to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a schematic diagram of a piezoelectric dispenser according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a piezoelectric dispenser according to a fourth embodiment of the present invention It is a schematic diagram of

본 발명의 제2 내지 제4 실시예는 제1 실시예와 마찬가지로, 컨트롤러(210,310,410), 용액 토출 장치(230,330,430) 및 밸브로드 초기화 장치(220,320,420)를 포함할 수 있으며, 용액 토출 장치(230,330,430)에 포함되는 액츄에이터(251,351,451), 레버(261,361,461), 밸브로드(271,371,471) 및 밸브로드 위치 센서(291,391,491) 등의 구성도 본 발명의 제1 실시예와 동일한 기능을 한다. 이하에서는 제1 실시예와 비교할 때, 제2 내지 제4 실시예가 갖는 차이점을 위주로 설명한다.Like the first embodiment, the second to fourth embodiments of the present invention may include controllers 210,310,410, solution discharging devices 230,330,430, and valve rod initialization devices 220,320,420, and the solution discharging devices 230,330,430 Configurations of the included actuators 251,351,451, levers 261,361,461, valve rods 271,371,471, and valve rod position sensors 291,391,491 also function in the same way as in the first embodiment of the present invention. Hereinafter, when compared with the first embodiment, differences between the second to fourth embodiments will be mainly described.

도 5를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 디스펜서(2)는 밸브로드(271)를 구동시키는 레버(261)의 하부에 밸브로드 위치 센서(291)를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 5, the piezoelectric dispenser 2 according to the second embodiment of the present invention may include a valve rod position sensor 291 under a lever 261 that drives the valve rod 271.

도 6을 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 압전 디스펜서(3)는 밸브로드 초기화 장치(320)를 용액 토출 장치(330) 내부에 구비할 수 있다. 구체적으로, 밸브로드 초기화 장치(320)를 브라켓(341)의 하부에 설치하고 그와 대응되는 브라켓(341)의 상부에 복귀장치(352)를 설치할 수 있다. 밸브로드 초기화 장치(320)가 구동되어 밸브로드 초기화 장치(320)와 접촉하는 브라켓(341)의 일단을 상방으로 들어올리면, 브라켓(341)은 힌지(362)를 중심으로 반시계방향으로 회전하면서 하부에 위치한 액츄에이터를 하방으로 이동시킨다. 이때 밸브로드 초기화 장치(320)가 설치된 브라켓(341)의 상방에는 복귀장치(352)가 수축하면서 브라켓(341)을 지지한다. 반대로, 밸브로드 초기화 장치(320)가 브라켓(341)에 가하던 힘이 제거되면, 복귀장치(352)가 신장하면서 브라켓(341)이 시계방향으로 회전한다. 이때, 브라켓(341)의 하부에 있던 액츄에이터(351)는 상방으로 이동하게 된다.Referring to FIG. 6, the piezoelectric dispenser 3 according to the third embodiment of the present invention may include a valve rod initialization device 320 in the solution discharging device 330. Specifically, the valve rod initialization device 320 may be installed below the bracket 341 and the return device 352 may be installed above the bracket 341 corresponding thereto. When the valve rod initialization device 320 is driven to lift one end of the bracket 341 in contact with the valve rod initialization device 320 upward, the bracket 341 rotates counterclockwise around the hinge 362 The actuator located at the bottom is moved downward. At this time, the return device 352 contracts above the bracket 341 in which the valve rod initialization device 320 is installed, and supports the bracket 341. Conversely, when the force applied by the valve rod initialization device 320 to the bracket 341 is removed, the return device 352 extends and the bracket 341 rotates clockwise. At this time, the actuator 351 located under the bracket 341 moves upward.

아울러, 본 발명의 제3 실시예에 따른 압전 디스펜서(3)는 레버(361)의 하부에 밸브로드 위치 센서(391)를 구비할 수 있다.In addition, the piezoelectric dispenser 3 according to the third embodiment of the present invention may include a valve rod position sensor 391 under the lever 361.

도 7을 참고하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 압전 디스펜서(4)는 본 발명의 제3 실시예에 따른 압전 디스펜서(3)와 마찬가지로, 밸브로드 초기화 장치(420)를 용액 토출 장치(430)의 내부, 구체적으로 브라켓(441)의 하부에 설치하고, 브라켓(441)을 회전시킴으로써 액츄에이터(451)에 힘을 가할 수 있다. 아울러, 본 발명의 제4 실시예에 따른 압전 디스펜서(4)는 브라켓(441)의 상부에 밸브로드 위치 센서(491)를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 7, in the piezoelectric dispenser 4 according to the fourth embodiment of the present invention, similar to the piezoelectric dispenser 3 according to the third embodiment of the present invention, the valve rod initialization device 420 is used as a solution discharge device ( A force may be applied to the actuator 451 by installing the inside of 430, specifically below the bracket 441, and rotating the bracket 441. In addition, the piezoelectric dispenser 4 according to the fourth embodiment of the present invention may include a valve rod position sensor 491 on an upper portion of the bracket 441.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

1, 2, 3, 4: 압전 디스펜서
110, 210, 310, 410: 컨트롤러
120, 220, 320, 420: 밸브로드 초기화 장치
130, 230, 330, 430: 용액 토출 장치
141, 241, 341, 441: 브라켓
151, 251, 351, 451: 압전 액츄에이터
152, 252, 352, 452: 복귀장치
161, 261, 361, 461: 레버
162, 262, 362, 462: 힌지
171, 271, 371, 471: 밸브로드
183, 283, 383, 483: 노즐 몸체
184, 284, 384,484: 노즐 팁
191, 291, 391, 491: 밸브로드 위치 센서1, 2, 3, 4: piezoelectric dispenser
110, 210, 310, 410: controller
120, 220, 320, 420: valve rod initialization device
130, 230, 330, 430: solution discharge device
141, 241, 341, 441: bracket
151, 251, 351, 451: piezoelectric actuator
152, 252, 352, 452: return device
161, 261, 361, 461: lever
162, 262, 362, 462: hinge
171, 271, 371, 471: valve rod
183, 283, 383, 483: nozzle body
184, 284, 384,484: nozzle tip
191, 291, 391, 491: valve rod position sensor

Claims (3)

노즐 팁의 토출구를 통해 일정량의 용액을 토출시키는 압전 디스펜서로서,
컨트롤러;
상기 컨트롤러의 제어에 따라, 레버의 일단과 접촉하여 상기 레버를 가압하는 압전 액츄에이터;
상기 레버의 타단과 결합되어 상방 또는 하방으로 직선운동을 하는 밸브로드; 및
디스펜싱 작업 시작 전에 상기 밸브로드의 초기 위치를 조절하는 밸브로드 초기화 장치를 포함하되,
상기 밸브로드 초기화 장치는 상기 압전 액츄에이터를 상방 또는 하방으로 이동시킴으로써 상기 밸브로드의 초기 위치를 조절하는, 압전 디스펜서.As a piezoelectric dispenser that discharges a certain amount of solution through the discharge port of the nozzle tip,
controller;
A piezoelectric actuator for pressing the lever by contacting one end of the lever under the control of the controller;
A valve rod that is coupled to the other end of the lever and makes a linear motion upward or downward; And
Including a valve rod initialization device for adjusting the initial position of the valve rod before starting the dispensing operation,
The valve rod initializing device adjusts the initial position of the valve rod by moving the piezoelectric actuator upward or downward. 제1항에 있어서,
상기 밸브로드와 상기 노즐 팁의 내측 벽 사이의 접촉 여부를 감지하는 밸브로드 위치 센서를 더 포함하는, 압전 디스펜서.The method of claim 1,
The piezoelectric dispenser further comprising a valve rod position sensor for sensing whether the valve rod and the inner wall of the nozzle tip contact. 제2항에 있어서,
상기 밸브로드 초기화 장치는, 상기 밸브로드의 초기 위치를 조절하기 위해, 상기 밸브로드 위치 센서에 의해 상기 밸브로드가 상기 노즐 팁의 상기 내측 벽에 접촉하는 위치에 도달한 것이 감지될 때까지 상기 압전 액츄에이터를 상방 또는 하방으로 이동시키는, 압전 디스펜서.
The method of claim 2,
The valve rod initialization device, in order to adjust the initial position of the valve rod, the piezoelectric power until it is detected by the valve rod position sensor that the valve rod reaches a position in contact with the inner wall of the nozzle tip. Piezoelectric dispenser for moving the actuator upward or downward.
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