WO2006078018A1

WO2006078018A1 - 液体吐出装置

Info

Publication number: WO2006078018A1
Application number: PCT/JP2006/300974
Authority: WO
Inventors: Kenji Ogawa
Original assignee: Neuberg Company Limited
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2006-07-27
Also published as: US20090053079A1; JP4621692B2; JPWO2006078018A1; US7815422B2

Abstract

　液体吐出装置１は、容器４内に同心円状に配置されたニードル３３３、計量プランジャ部材３２３、入口バルブ部材３１３を駆動する駆動機構を備える。駆動機構は、圧電素子１４Ａ，１４Ｂが取り付けられた圧電素子支持板１２と、圧電素子支持板１２を吐出口側に付勢するバネ１３と、圧電素子を個別に駆動可能な制御装置とを備える。圧電素子支持板１２は、各圧電素子の一端側が固定された基端部と、各圧電素子の他端側が固定された駆動部と、圧電素子の伸縮駆動に連動して前記各駆動部が変位すると、その変位を拡大して出力する変位拡大部を備える。２つの圧電素子で３つの部材を駆動できるため、高速駆動が可能となり、液体吐出装置１を容易に小型化できる。

Description

明細書

液体吐出装置

技術分野

[0001] 本発明は、液体を吐出する液体吐出装置（デイスペンサ）に係り、特に、微量の液体を高精度でかつ高速に吐出可能な液体吐出装置に利用できる。

背景技術

[0002] 従来より、液体の吐出装置として様々な形式のものが知られているが、特に銀ぺースト等の高粘度の液体を高精度、微量および高速で吐出できる吐出装置として、同心円状に配置された 3つの部材を駆動するものが知られている（特許文献 1参照）。

[0003] この特許文献 1の液体吐出装置は、液体を吸入する吸入路を開閉する吸入路開閉部材と、液体を吐出する吐出口を開閉する吐出口開閉部材と、液体を吐出する吐出用部材とを備えるとともに、これらを内側から外側に向かって吐出口開閉部材、吐出用部材、吸入路開閉部材の順に同心円状に配置し、これらの吐出口開閉部材、吐出用部材および吸入路開閉部材をそれぞれ所定動作で駆動する駆動機構を備えて構成されている。

このポンプにおける吸入動作は、前記吸入路開閉部材を開いて吐出用部材を吐出口より離れる方向に移動させ、吐出口および吐出用部材間に形成される空間に液体を吸入させている。また、吐出動作は、液体吸入後に吸入路開閉部材を閉じて吐出液を計量し、吐出口開閉部材を開き吐出用部材を吐出口側に移動させて液体を吐出させ、最後に吐出口開閉部材を閉めて吐出動作を完了している。

[0004] この液体吐出装置では、各部材ゃ吐出用部材をエアシリンダで駆動しており、各部材を強制的に駆動することで液体を各部材間の空間に閉じこめて容積計量できるため、微量の液体であっても高精度に吐出でき、かつ、液体吐出装置を軽量化できて製造ラインのロボットなどに装着して液吐出箇所に高速移動できるとともに、吐出口開閉部材を閉じることで、一定量毎の液体を飛ばして吐出できるという利点があり、広く利用されるようになった。

[0005] 特許文献 1 :特許第 2521332号公報発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0006] し力しながら、エアシリンダによる駆動は、エア供給によって各部材ゃ吐出用部材が駆動し始めるまでの時間、つまり立ち上がり時間が遅ぐ通常は、 0. 5秒で一回動作する程度の動作速度である。このため、毎秒 10回動作などの高速駆動の要求には対応できなレ、とレ、う問題があった。

また、高速駆動の場合、液を飛ばしたほうが利点となるが、エアシリンダ駆動の場合、極微量、例えば水で 0. 1マイクロリットノレ以下程度の量を安定して飛ばすことができないという問題もあった。すなわち、液体吐出装置の吐出口に設けられるノズルを細くして微量の液体を吐出しょうとしても、抵抗が増えて液体を飛ばすことができない。一方、太いノズノレを用いるとスピードを出せないため、液を飛ばすことができない。また、吐出量の調整は、エアシリンダによって駆動される部材のストローク量を調整することで行われる力このストローク調整機構には通常マイクロメータを用いているので、ストローク量を手動で設定することはできる力自動調整はできないことが多い。さらに、サーボモータを用いてマイクロメータを駆動することで自動調整を行うことも考えられたが、調整速度が遅ぐデイスペンサ重量が増大し、比較的大型のロボットアームでなければ取り付けることができず、限られたところでしか利用できないという問題もあった。

[0007] また、本出願人は、エアシリンダ駆動以外の駆動方法として、ソレノイド駆動、カム駆動などに関しても利用可能力を検証したが、いずれの方法にも問題があり、実用化が困難であった。

[0008] すなわち、ソレノイド駆動は、エアシリンダ駆動に比べて、液を飛ばすなどの性能面で若干の改善があつたが、ストロークを得ることが難しぐ構造が複雑であった。また、銅製のコイルと電磁軟鉄が重いため、取扱いが難しぐ各分野のデイスペンサとして実用性が低いと共に、吐出量の調整を自動的に行うことが難しい点でも利点がないとレ、う問題があった。

[0009] さらに、カム駆動はコンパクトにまとめることが難しぐデイスペンザが大型化してしまうという問題があった。また、機械的に駆動するため、動作スピードと液の出方は期待できる力吐出量の調整の自動化は困難であるという問題もあった。

[0010] 本発明の目的は、微量の液体を高速に吐出できるとともに、その吐出量を自動的に調整でき、構造も簡易にできて製造コストを抑えることができ、小型化も容易な液体吐出装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0011] 本発明の液体吐出装置は、内部に吐出用の液体が収容される液体収容空間およびこの液体収容空間に連通された吐出口が形成された本体と、前記本体の液体収容空間内に配置されて前記吐出口を開閉する吐出口開閉部材と、前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出口開閉部材の外側に同心円状に配置されて液体を吐出する吐出用部材と、前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出用部材の外側に同心円状に配置されて液体収容空間から吐出口に連通する液体供給部を開閉する供給部開閉部材と、前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材をそれぞれ所定動作で駆動させる変位量設定可能な駆動機構とを備え、前記駆動機構は、前記供給部開閉部材を吐出口に近づく第 1方向および吐出ロカ離れる第 2方向に進退移動させる供給部開閉用駆動手段と、前記吐出用部材を前記第 1方向および第 2方向に進退移動させる吐出用駆動手段と、前記吐出口開閉部材を前記第 1方向に付勢する付勢手段とを備え、前記供給部開閉部材は、前記供給部開閉用駆動手段によって前記第 1方向に移動されると、本体に当接されて前記液体供給部を閉塞し、前記供給部開閉用駆動手段によって前記第 2方向に移動されると、その移動に伴って吐出口から離れる方向に移動されると、本体から離れて前記液体供給部を開放し、前記吐出用部材は、前記吐出用駆動手段によって前記第 1方向に移動されると、その移動に伴って吐出口に近づく方向に移動されて吐出口から液体を吐出し、前記吐出用駆動手段によって前記第 2方向に移動されると、液体供給部から液体を吸入し、前記吐出口開閉部材は、前記供給部開閉部材が本体から離れていて前記液体供給部が開放されている状態では、前記付勢手段によって吐出口側に付勢されて吐出口に当接して吐出口を閉塞し、前記供給部開閉用駆動手段によって供給部開閉部材が前記第 1方向に移動して本体に当接した後、さらに供給部開閉用駆動手段によって前記第 1方向に移動された場合には、前記付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動されて吐出口を開放することを特徴とする。

[0012] ここで、変位量設定可能な駆動手段とは、圧電素子のように駆動電圧値によって変位量を制御できたり、サーボモータやステッピングモータのように駆動パルス数などによって変位量を制御できる駆動手段を意味する。

本発明においては、圧電素子、サーボモータ、ステッピングモータ等の変位量設定可能な駆動手段を利用して前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材を駆動しているので、エアシリンダを利用した場合と同等程度に小型、軽量化することができ、ソレノイド、カムなどの駆動機構を採用した場合に比べて、液体吐出装置を容易に小型化できる。従って、各種製品の生産ラインにおいて、接着剤や各種べ一スト等の吐出に本発明の液体吐出装置を利用する際にも、ロボットのアームに取り付けて、高速、高加速度で移動させることができ、生産ラインのタクトタイムの短縮を実現でき、生産性向上に寄与することができる。

[0013] また、圧電素子やサーボモータ等はエアシリンダ駆動に比べて高速駆動が可能なため、例えば、 1秒間に 10回以上の吐出動作が可能であり、エアシリンダ駆動に比ベて高速に液体吐出動作を実現できる。

さらに、圧電素子やサーボモータ等は、エアシリンダ駆動に比べて発生力が大きいため、ノズノレを細くして抵抗が増えても液体を飛ばして吐出することができる。このため、例えば、 0. 01マイクロリットルの水でもきれいに飛ばすことができ、安定した動作を実現できる。

その上、圧電素子やサーボモータ、ステッピングモータ等の変位量設定可能な駆動手段を利用しているので、駆動電圧や駆動パルス数などを調整することで、駆動手段の変位量を容易にかつ正確に調整できる。このため、吐出用部材のストローク量を容易に調整でき、駆動動作中であっても 1回毎の吐出量を自動的に調整することができる。従って、基板上に複数の電子部品を取り付ける工程において、各電子部品の取付場所毎に異なる液量の接着剤を塗布するために、基板上に吐出する液体の量を変更する場合や、複数の製品が混在して送られる生産ラインにおいて、製品毎に液体の吐出量を変更する場合でも、容易に対応でき、使い勝手のよい液体吐出装置を提供できる。

ここで、付勢手段としては、例えばコイルパネ（コイルスプリング)等が利用できる。本発明の液体吐出装置は、内部に吐出用の液体が収容される液体収容空間およびこの液体収容空間に連通された吐出口が形成された本体と、前記本体の液体収容空間内に配置されて前記吐出口を開閉する吐出口開閉部材と、前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出口開閉部材の外側に同心円状に配置されて液体を吐出する吐出用部材と、前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出用部材の外側に同心円状に配置されて液体収容空間から吐出口に連通する液体供給部を開閉する供給部開閉部材と、前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材をそれぞれ所定動作で駆動させる駆動機構とを備え、前記駆動機構は、第 1圧電素子および第 2圧電素子と、各圧電素子が取り付けられた圧電素子支持部材と、前記圧電素子支持部材を本体に対して吐出口側に付勢する付勢手段と、各圧電素子を個別に駆動可能な駆動制御手段とを備え、前記圧電素子支持部材は、各圧電素子の一端側が固定された第 1基端部および第 2基端部と、各圧電素子の他端側が固定された第 1駆動部および第 2駆動部と、前記圧電素子の伸縮駆動に連動して前記各駆動部が変位すると、その変位を拡大して出力する第 1変位拡大部および第 2 変位拡大部とを備え、前記供給部開閉部材は、前記第 1圧電素子の伸長に伴い、前記第 1駆動部および第 1変位拡大部を介して吐出口に近づく方向に移動されて本体に当接して前記液体供給部を閉塞し、第 1圧電素子の縮小に伴い、前記第 1駆動部および第 1変位拡大部を介して吐出口から離れる方向に移動されて本体から離れて前記液体供給部を開放し、前記吐出用部材は、前記第 2圧電素子の伸長に伴い、前記第 2駆動部および第 2変位拡大部を介して吐出口に近づく方向に移動されて吐出口から液体を吐出し、第 2圧電素子の縮小に伴い、前記第 2駆動部および第 2変位拡大部を介して吐出口から離れる方向に移動されて液体供給部から液体を吸入し、前記吐出口開閉部材は、前記第 1圧電素子が縮小されている状態では、前記付勢手段によって吐出口側に付勢される圧電素子支持部材を介して吐出口に近づく方向に移動されて吐出口に当接して吐出口を閉塞し、前記第 1圧電素子が伸長して供給部開閉部材が本体に当接後さらに第 1圧電素子が伸長することで前記圧電素子支持部材が前記付勢手段の付勢力に杭して吐出口から離れる方向に移動されることで吐出口から離れて吐出口を開放することを特徴とする。

[0015] このような本発明においては、圧電素子を利用して前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材を駆動しているので、エアシリンダを利用した場合と同等程度に小型、軽量ィ匕することができ、サーボモータ、ソレノイド、カムなどの駆動機構を採用した場合に比べて、液体吐出装置を容易に小型化できる。従って、各種製品の生産ラインにおいて、接着剤や各種ペースト等の吐出に本発明の液体吐出装置を利用する際にも、ロボットのアームに取り付けて、高速、高加速度で移動させることができ、生産ラインのタクトタイムの短縮を実現でき、生産性向上に寄与することができる。

[0016] また、圧電素子は高速駆動が可能なため、例えば、 1秒間に 10回以上の吐出動作が可能であり、エアシリンダ駆動に比べて高速に液体吐出動作を実現できる。

さらに、圧電素子は、エアシリンダ駆動に比べて発生力が大きいため、ノズルを細くして抵抗が増えても液体を飛ばして吐出することができる。このため、例えば、 0. 01 マイクロリットルの水でもきれいに飛ばすことができ、安定した動作を実現できる。その上、圧電素子の変位量は、圧電素子に加える電圧値で容易に調整できるため

、吐出用部材のストローク量を電圧値で調整することで、駆動動作中であっても 1回毎の吐出量を自動的に調整することができる。このため、基板上に複数の電子部品を取り付ける工程において、各電子部品の取付場所毎に異なる液量の接着剤を塗布するために、基板上に吐出する液体の量を変更する場合や、複数の製品が混在して送られる生産ラインにおいて、製品毎に液体の吐出量を変更する場合でも、容易に対応でき、使い勝手のよい液体吐出装置を提供できる。

また、 2つの圧電素子の動作によって、吐出用部材および供給部開閉部材の駆動を制御するとともに、圧電素子を支持する圧電素子支持部材を付勢手段で吐出口側に付勢し、供給部開閉部材が本体に当接した後も圧電素子を伸長させることで、圧電素子支持部材を付勢手段の付勢力に杭して吐出ロカ離れる方向に移動可能に構成して吐出口開閉部材の駆動を制御しているので、 2つの圧電素子の駆動を制御するだけで、 3つの部材の駆動を制御することができる。このため、駆動機構の構造を比較的簡単にでき、液体吐出装置の製造コストも低減できる。

[0017] 本発明において、前記圧電素子支持部材は、一体成形された圧電素子支持板と、圧電素子支持板に取り付けられた駆動アーム部材とで構成され、前記圧電素子支持板は、各圧電素子間に設けられたベース部と、このベース部の一端側から連続して形成された前記第 1基端部および第 2基端部と、前記ベース部の他端側から変形可能な第 1ヒンジ部を介して連続して形成された前記第 1駆動部および第 2駆動部と、前記各基端部に対して変形可能な第 2ヒンジ部および前記各駆動部に対して変形可能な第 3ヒンジ部を介して連続して形成された前記第 1変位伝達部および第 2変位伝達部とを備え、前記各圧電素子が初期状態から伸長すると、前記各駆動部は第 1 ヒンジ部が変形し、第 3ヒンジ部側が圧電素子の伸長方向に移動するように傾斜し、この各駆動部の傾斜に伴い、各変位拡大部は、第 3ヒンジ部側が各駆動部の傾斜によって圧電素子の伸長方向に移動し、その移動に伴い第 2ヒンジ部が変形することで傾斜するように構成され、前記駆動アーム部材は、前記各変位伝達部に固定された固定部と、この固定部力延長された駆動アーム部とを備え、前記変位伝達部が傾斜した際に、前記圧電素子の伸長量に比べて駆動アーム部先端の移動量が大きくなるように構成され、この駆動アーム部材および前記各変位伝達部によって前記各変位拡大部が構成されていることが好ましい。

[0018] このような本発明によれば、圧電素子支持板を一体成形したので、各圧電素子の伸縮に対応する駆動部の変位量を精度良く設定できる。

すなわち、圧電素子の伸長量は非常に小さいため、変位を伝達する経路途中にピンゃカムなどが存在すると、その部分の「がた」で変位が吸入されてしまうおそれがある。これに対し、本発明では、圧電素子支持板をワイヤーカットなどで一体成形したので、変位が吸入されてしまうことがなぐ圧電素子の伸長に伴い変位拡大部を所定量だけ確実に変位させることができる。

[0019] ここで、前記各ヒンジ部の少なくとも一つのヒンジ部には、ひずみゲージが取り付けられていることが好ましい。

第 1〜3のいずれかのヒンジ部に、ひずみゲージを取り付けておけば、圧電素子の伸縮によって各ヒンジ部が変形した際に、そのヒンジ部の歪み量 (変形量)を計測できる。この歪み量は、変位伝達部の傾斜量つまり駆動アーム部先端の移動量にほぼ比例する。そして、駆動アーム部先端の移動に伴い吐出用部材が移動され、この吐出用部材の移動量に応じて液体の吐出量が調整されるため、前記ひずみゲージでヒンジ部の歪み量を計測することで、吐出量を間接的に計測できる。

[0020] 従って、例えば、予めひずみゲージで測定されるひずみ量と液体吐出量との関係を測定しておき、所定量の液体を吐出する際には、その吐出量に対応するひずみ量を制御目標として設定し、ひずみゲージで検出される実際のひずみ量をフィードバックさせて目標ひずみ量との差を求め、その差を無くすように圧電素子の駆動電圧を制御するフィードバック制御を行うことで、より精度の高レ、液体吐出を行うことができるさらに、ひずみゲージは非常に小型かつ薄いため、圧電素子で駆動される小型の液体吐出装置内にも容易に組み込むことができる。

[0021] ここで、前記ひずみゲージは、前記第 2ヒンジ部の両面にそれぞれ 2枚ずつ計 4枚貝占り付けられ、これらの 4枚のひずみゲージはブリッジ状に接続されてレ、ることが好ましい。

このような構成のひずみゲージを用いれば、温度補償が可能となり、リード線の温度影響も消去できるとともに、圧縮（引張)ひずみも消去できて第 2ヒンジ部の曲げひずみを高精度に検出できる。

なお、吐出用部材の移動に伴い変形する第 2ヒンジ部にひずみゲージを取り付ければ、駆動アーム部材の先端の移動量を、例えば 0. 1ミクロン以下の精度で検出できる。従って、この駆動アーム部材で移動される吐出用部材の移動量つまり吐出量を高精度に検出できる。

また、供給部開閉部材の移動に伴い変形する第 2ヒンジ部にひずみゲージを取り付ければ、液体供給部の閉塞'開放状態を確実に検出することができる。

従って、本発明では、いずれか一方の第 2ヒンジ部のみにひずみゲージを取り付けてもよいが、 2つの第 2ヒンジ部にそれぞれ 4枚ずつ、計 8枚のひずみゲージを取り付けること力液体吐出装置の動作を確実に検出でき、その検出情報に基づいた適切な制御を行える点で好ましレ、。 [0022] ここで、前記各基端部および変位拡大部間には、前記基端部から変位拡大部までの長さ寸法を調整する寸法調整手段が設けられていることが好ましい。

このような寸法調整手段を備えていれば、拡大変位部の位置を微調整でき、吐出口開閉部材、供給路開閉部材、吐出用部材などに対して拡大変位部を正確に位置決めすることができ、動作の誤差を抑えることができる。

[0023] この際、前記寸法調整手段は、各基端部および駆動部間に設けられた折り畳み部と、この折り畳み部を貫通して設けられたネジ部材とを備えて構成され、前記ネジ部材の締め付け量を調整することで折り畳み部の長さ寸法を調整することが好ましい。このような構成の寸法調整手段を備えてレ、れば、ネジ部材を締め付けて折り畳み部の肉薄部分 (ヒンジ部）を変形させることで折り畳み部の長さ寸法 (厚さ寸法）を短くすることができ。基端部に対する変位拡大部の位置を容易に微調整できる。

[0024] ここで、前記本体および供給部開閉部材間に設けられ、供給部開閉部材を本体に対して圧電素子支持部材側に付勢する第 2の付勢手段と、供給部開閉部材および前記吐出用部材間に設けられ、吐出用部材を供給部開閉部材に対して圧電素子支持部材側に付勢する第 3の付勢手段と、吐出用部材および前記吐出口開閉部材間に設けられ、吐出口開閉部材を吐出用部材に対して圧電素子支持部材側に付勢する第 4の付勢手段とを備え、第 2〜4の付勢手段の付勢力は、徐々に小さく設定され、前記圧電素子支持部材を本体に対して吐出口側に付勢する付勢手段の付勢力は、第 2の付勢手段の付勢力よりも大きくされていることが好ましい。

ここで各付勢手段としては、例えば、コイルパネなどが利用できる。

[0025] このような構成によれば、第 2〜4の付勢手段によって供給部開閉部材、吐出用部材、吐出口開閉部材を、圧電素子支持部材側に押し付けることで、圧電素子支持部材自体の移動や、変位拡大部の動作に連動して各部材を駆動することができる。また、供給部開閉部材、吐出用部材、吐出口開閉部材と、圧電素子支持部材側とは当接されているだけであるため、圧電素子支持部材側に対して供給部開閉部材、吐出用部材、吐出口開閉部材を簡単に取り外すことができる。このため、供給部開閉部材、吐出用部材、吐出口開閉部材を取り外して洗浄することも容易に行え、メンテナンス作業を簡単にかつ効率的に行うことができる。本発明の液体吐出装置において、前記駆動制御部は、前記第 1圧電素子に加える電圧値を第 1圧電素子用第 1設定値から第 1圧電素子用第 2設定値まで変更可能であり、かつ、前記第 2圧電素子に加える電圧値を第 2圧電素子用第 1設定値から第 2圧電素子用第 2設定値まで変更可能であるとともに、前記各圧電素子に第 1設定値の電圧を印加し、前記付勢手段によって吐出口開閉部材を吐出口側に付勢して吐出口が閉じられた初期状態と、第 1圧電素子に加える電圧値を第 1圧電素子用第 1設定値に維持するとともに、第 2圧電素子に加える電圧値を第 2圧電素子用第 1設定値カこの第 1設定値よりも大きく第 2圧電素子用第 2設定値よりも小さい第 2圧電素子用第 3設定値まで変化させて第 2圧電素子を所定量伸長することで吐出用部材を吐出口側の所定の位置まで移動し、吐出用部材および本体間の計量空間の容積を設定して前記空間部分の液体を計量する計量工程と、第 2圧電素子に加える電圧値を第 2圧電素子用第 3設定値に維持するとともに、第 1圧電素子に加える電圧値を第 1圧電素子用第 1設定値から第 1圧電素子用第 2設定値まで変化させて第 1圧電素子を所定量伸長することで、供給部開閉部材を本体に当接させて前記液体供給部を閉塞し、さらに本体に当接された供給部開閉部材を介して圧電素子支持部材を前記付勢手段の付勢力に杭して吐出口から離れる方向に移動し、その移動に伴レ、吐出口開閉部材を吐出口から離れる方向に移動して吐出口を開くバルブ切替工程と、前記第 1圧電素子に加える電圧値を第 1圧電素子用第 2設定値に維持するとともに、前記第 2圧電素子に加える電圧値を第 2圧電素子用第 3設定値から第 2圧電素子用第 2設定値まで変化させて第 2圧電素子をさらに所定量伸長することで吐出用部材を吐出口側に移動して吐出用部材および本体間の計量空間の容積を減少させて計量空間内の液体を吐出口から吐出させる吐出工程と、第 2圧電素子にカ卩える電圧値を第 2圧電素子用第 2設定値に維持するとともに、前記第 1圧電素子に加える電圧値を第 1圧電素子用第 2設定値から第 1圧電素子用第 1設定値まで変化させて第 1圧電素子を元の長さまで縮小し、供給部開閉部材を本体力離して前記液体供給部を開く入口弁開放工程と、第 1圧電素子に加える電圧値を第 1圧電素子用第 1設定値に維持するとともに、前記第 2圧電素子に加える電圧値を第 2圧電素子用第 2設定値から第 2圧電素子用第 1設定値まで変化させて第 2圧電素子を元の長さまで縮小し、吐出用部材を本体から離して初期状態に戻す原点復帰工程と、を実行することが好ましい。

[0027] このような本発明においては、吸入工程では吐出側開閉部材で開閉される出ロバノレブを密閉し、吐出工程では供給部側開閉部材で開閉される入口バルブを密閉し、少なくとも出口バルブまたは入口バルブのいずれか一方は必ず閉じられているので、各工程において吐出口から供給路に液体が逆流することがなレ、。従って、各部材の動作のみで確実に液体の逆流を防止でき、チェック弁を設ける必要がない。

また、吐出用部材の移動量のみで液体の吐出量を設定できるため、極微量の液体であっても高精度に計量して吐出することができる。

[0028] ここで、前記駆動制御部は、各圧電素子に加える電流値を制御することで前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材の駆動スピードを制御可能に構成されてレ、ることが好ましレ、。

各部材の駆動スピードを電流値で制御できれば、吐出動作のサイクルタイムを制御でき、液体をほぼ連続して吐出する程度に高速に駆動することもできる。

[0029] また、前記本体は、圧電素子支持部材が収納された駆動機構収納部と、この駆動機構収納部に対して着脱可能に取り付けられた容器部とを備え、前記容器部には前記吐出口が形成されていることが好ましい。

容器部を備えていれば、ある程度の液体を溜めておくことができ、例えば、 1日の作業分の液体を容器内に溜めて作業することができる。このように構成すれば、液体吐出装置に液体を供給するためのパイプを不要にすることもでき、液体吐出装置の取扱性を向上できる。

また、この容器部に対してチューブなどを介して液体供給用の容器を接続し、この外部の容器内の液面レベルを検出する液面計と、この液面計で検出される液面レべルに応じて制御されるバルブを設けてもよい。このように構成すれば、容器内の液面レベルが所定レベルまで低下した場合にはバルブを開いて容器内に液体を供給し、所定のレベルまで充填されたらバルブを閉じるように制御することで、容器からチューブを介して容器部に常時液体を供給することができる。このため、液体吐出装置を 2 4時間連続して自動的に運転し続けることができる。本発明の液体吐出装置は、内部に吐出用の液体が収容される液体収容空間およびこの液体収容空間に連通された吐出口が形成された本体と、前記本体の液体収容空間内に配置されて前記吐出口を開閉する吐出口開閉部材と、前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出口開閉部材の外側に同心円状に配置されて液体を吐出する吐出用部材と、前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出用部材の外側に同心円状に配置されて液体収容空間から吐出口に連通する液体供給部を開閉する供給部開閉部材と、前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材をそれぞれ所定動作で駆動させる駆動機構とを備え、前記駆動機構は、第 1モータおよび第 2モータと、第 1モータで回転駆動されるネジ軸と、ネジ軸に螺合された第 1ナット部材および第 2ナット部材と、前記第 2モータで回転駆動されかつ前記第 2 ナット部材に対して第 2モータの回転を伝達可能に螺合された伝達用歯車と、ネジ軸を吐出口側に付勢する付勢手段と、各モータを個別に駆動可能な駆動制御手段とを備え、前記ネジ軸は、一端側が前記第 1モータの回転軸と一体的に回転可能かつ軸方向にスライド移動可能に連結され、他端側が前記吐出口開閉部材に連結され、前記第 1ナット部材は、前記供給部開閉部材に連結され、前記第 2ナット部材は、前記吐出用部材に連結され、前記供給部開閉部材は、前記第 1モータの回転駆動に伴レ、、前記第 1ナット部材が吐出口に近づく方向に移動されると、その移動に伴って吐出口に近づく方向に移動されて本体に当接して前記液体供給部を閉塞し、前記第 1 モータの回転駆動に伴い、第 1ナット部材が吐出ロカ離れる方向に移動されると、その移動に伴って吐出口から離れる方向に移動されて本体から離れて前記液体供給部を開放し、前記吐出用部材は、前記第 2モータの回転駆動に伴い、前記第 2ナット部材が吐出口に近づく方向に移動されると、その移動に伴って吐出口に近づく方向に移動されて吐出口から液体を吐出し、前記第 2モータの回転駆動に伴レ、、第 2 ナット部材が吐出口から離れる方向に移動されて液体供給部から液体を吸入し、前記吐出口開閉部材は、前記供給部開閉部材が本体力離れていて前記液体供給部が開放されている状態では、前記付勢手段およびネジ軸を介して吐出口側に付勢されて吐出口に当接して吐出口を閉塞し、前記第 1モータの回転駆動に伴レ、、供給部開閉部材が本体に当接後さらに第 1モータが回転された場合には、前記ネジ軸が前記付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動されることで吐出口から離れて吐出口を開放することを特徴とする。

[0031] 本発明においては、サーボモータ等からなる第 1モータおよび第 2モータを利用して前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材を駆動しているので、エアシリンダ駆動に比べて高速に液体吐出動作を実現できる。

さらに、モータは、エアシリンダ駆動に比べて発生力が大きいため、ノズルを細くして抵抗が増えても液体を飛ばして吐出することができる。このため、例えば、 0. 01マイク口リットルの水でもきれいに飛ばすことができ、安定した動作を実現できる。

その上、サーボモータやステッピングモータ等の変位量設定可能な駆動手段を利用してレ、るのでモータの変位量（回転量）を容易にかつ正確に調整できる。このため、吐出用部材のストローク量を駆動ノ^レス数等で調整することで、駆動動作中であつても 1回毎の吐出量を自動的に調整することができる。このため、基板上に複数の電子部品を取り付ける工程において、各電子部品の取付場所毎に異なる液量の接着剤を塗布するために、基板上に吐出する液体の量を変更する場合や、複数の製品が混在して送られる生産ラインにおいて、製品毎に液体の吐出量を変更する場合でも、容易に対応でき、使い勝手のよい液体吐出装置を提供できる。

[0032] また、 2つのモータの動作によって、吐出用部材および供給部開閉部材の駆動を制御するとともに、第 1のモータで回転されるボールねじ等のネジ軸を付勢手段で吐出口側に付勢し、供給部開閉部材が本体に当接した後もネジ軸を回して第 2ナット部材を吐出口側に移動させることで、ネジ軸を付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動可能に構成して吐出口開閉部材の駆動を制御しているので、 2 つのモータの駆動を制御するだけで、 3つの部材の駆動を制御することができる。このため、駆動機構の構造を比較的簡単にでき、液体吐出装置の製造コストも低減できる。

また、付勢手段としては、例えばコイルパネ（コイルスプリング)等が利用でき、この点でも安価でかつ駆動機構の構造を簡単にできる。

また、第 1モータや第 2モータとしては、パルスモータやステッピングモータのように駆動パルス数などによって変位量を制御できるモータが利用できる。 [0033] 本発明において、前記第 2モータの回転軸には、この回転軸と同軸上でかつ回転軸と一体に回転するスプライン軸が接続され、前記伝達用歯車は、前記スプライン軸に沿って移動可能にかつスプライン軸と一体に回転可能とされたモータギヤと、このモータギヤおよび前記第 2ナット部材の外周面に形成された歯車に螺合された中間歯車とを備えて構成されてレ、ることが好ましレ、。

[0034] このような本発明によれば、第 1モータおよび第 2モータを同方向に回転させることで、第 2ナット部材をネジ軸の回転方向と同じ方向に回転させることができ、第 2ナット部材のネジ軸に対する螺合位置を一定の位置に維持することができる。このため、例えば中間歯車を 1つ追加し、各モータを逆回転させた際に上記の状態になるように設計された場合に比べて、各モータの回転制御による各ナット部材の移動制御を容易に行うことができる。

[0035] 本発明の液体吐出装置において、前記駆動制御手段は、前記供給部開閉部材は本体から離れて配置されて前記液体供給部が開放され、前記吐出用部材は吐出口側に近づく方向のストロークエンドの位置に配置され、前記吐出口開閉部材は前記付勢手段によって吐出口側に付勢して吐出口が閉じられた位置に配置された初期状態 (原点状態）と、前記初期状態から第 2モータを所定量回転駆動して第 2ナット部材に連結された吐出用部材を吐出ロカ離れる方向に所定距離移動し、供給部開閉部材内の前記吐出用部材が移動して形成された空間に液体を吸入する吸入工程 (計量工程）と、前記第 1モータを所定量回転駆動して第 1ナット部材に連結された供給部開閉部材を本体に当接させて前記液体供給部を閉塞し、さらに本体に当接された供給部開閉部材を介してネジ軸を前記付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動し、その移動に伴い吐出口開閉部材を吐出口から離れる方向に移動して吐出口を開く第 1バルブ切替工程と、前記第 2モータを所定量回転駆動して第 2ナット部材に連結された吐出用部材を吐出口側に移動して供給部開閉部材内の空間の容積を減少させて空間内の液体を吐出口から吐出させる吐出工程と、前記第 1 モータを所定量回転駆動して第 1ナット部材に連結された供給部開閉部材を本体から離して前記液体供給部を開くとともに、前記吐出用部材で吐出口を閉じる第 2バノレブ切替工程と、を実行することが好ましい。 [0036] このような本発明においては、吸入工程では吐出側開閉部材で開閉される出ロバノレブを密閉し、吐出工程では供給部側開閉部材で開閉される入口バルブを密閉し、少なくとも出口バルブまたは入口バルブのいずれか一方は必ず閉じられているので、各工程において吐出口から供給路に液体が逆流することがなレ、。従って、各部材の動作のみで確実に液体の逆流を防止でき、チェック弁を設ける必要がない。

[0037] この際、前記初期状態においては、前記吐出口開閉部材は前記第 2ナット部材によって押されて吐出口が閉じられた位置に配置され、前記吐出工程の完了時においては、前記吐出口開閉部材は前記第 2ナット部材によって押されて吐出口が閉じられる位置に配置されてレ、ることが好ましレ、。

[0038] このような構成にすれば、吐出工程は、吐出口開閉部材が吐出口を塞ぐことで終了するため、吐出液の液切れを良くでき、液をきれいに飛ばすことができ、吐出量の精度を向上できかつ安定した吐出動作を実現できる。

[0039] ここで、前記駆動制御手段は、各モータの回転速度を制御することで前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材の駆動スピードを制御可能に構成されていることが好ましい。

各部材の駆動スピードを制御できれば、吐出動作のサイクルタイムを制御でき、液体をほぼ連続して吐出する程度に高速に駆動することもできる。

[0040] また、前記本体は、駆動機構が収納された駆動機構収納部と、この駆動機構収納部に対して着脱可能に取り付けられた容器部とを備え、前記容器部には前記吐出口が形成されていることが好ましい。

また、この容器部に対してチューブなどを介して液体供給用の容器を接続し、この外部の容器内の液面レベルを検出する液面計と、この液面計で検出される液面レべルに応じて制御されるバルブを設けてもよい。このように構成すれば、容器内の液面レベルが所定レベルまで低下した場合にはバルブを開いて容器内に液体を供給し、所定のレベルまで充填されたらバルブを閉じるように制御することで、容器からチューブを介して容器部に常時液体を供給することができる。このため、液体吐出装置を 2 4時間連続して自動的に運転し続けることができる。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の第 1実施形態の液体吐出装置を示す断面図である。

[図 2]図 1の A— A線に沿った断面図である。

[図 3]前記第 1実施形態の駆動機構の要部を示す斜視図である。

[図 4]前記第 1実施形態の駆動機構を示す平面図である。

[図 5A]前記第 1実施形態における圧電素子支持板の圧電素子が伸長していない状態を示す正面図である。

[図 5B]前記第 1実施形態における圧電素子支持板の圧電素子が伸長した状態を示す正面図である。

[図 6A]前記第 1実施形態における駆動機構の原点状態を示す断面図である。

[図 6B]前記第 1実施形態における駆動機構の計量工程終了時を示す断面図である

[図 7A]前記第 1実施形態におけるポンプ機構の原点状態を示す断面図である。

[図 7B]前記第 1実施形態におけるポンプ機構の計量工程終了時を示す断面図である。

[図 8A]前記第 1実施形態における駆動機構のバルブ切替工程終了時を示す断面図である。

[図 8B]前記第 1実施形態における駆動機構の吐出工程終了時を示す断面図である

[図 9A]前記第 1実施形態におけるポンプ機構のバルブ切替工程終了時を示す断面図である。

[図 9B]前記第 1実施形態におけるポンプ機構の吐出工程終了時を示す断面図である。 [図 10A]前記第 1実施形態における駆動機構の入口弁開工程終了時を示す断面図である。

園 10B]前記第 1実施形態における駆動機構の吸入工程終了時を示す断面図である園 11A]前記第 1実施形態におけるポンプ機構の入口弁開工程終了時を示す断面図である。

園 11B]前記第 1実施形態におけるポンプ機構の吸入工程終了時を示す断面図である。

園 12]本発明の第 2実施形態の液体吐出装置を示す断面図である。

[図 13]第 2実施形態の要部を示す断面図である。

園 14]第 2実施形態のひずみセンサの測定回路の構成を示す回路図である。

園 15]第 2実施形態の動作を説明するタイミングチャートである。

[図 16]本発明の第 3実施形態の液体吐出装置を示す正面図である。

[図 17]第 3実施形態の液体吐出装置を示す断面図である。

[図 18]第 3実施形態の液体吐出装置を示す断面図である。

[図 19]第 3実施形態の液体吐出装置の駆動部の要部を示す断面図である。

[図 20]第 3実施形態の液体吐出装置のポンプ部の要部を示す断面図である。

[図 21]第 3実施形態の液体吐出装置の駆動部の要部を示す断面図である。

[図 22]第 3実施形態の液体吐出装置のポンプ部の要部を示す断面図である。

[図 23]図 21の A— A線に沿った断面図である。

[図 24]図 21の B— B線に沿つた断面図である。

[図 25]図 22の C— C線に沿った断面図である。

[図 26]図 22の D— D線に沿った断面図である。

[図 27]図 22の E— E線に沿った断面図である。

[図 28]第 3実施形態の駆動部における原点設定作業の開始状態を示す断面図である。

[図 29]第 3実施形態のポンプ部における原点設定作業の開始状態を示す断面図である。園 30]第 3実施形態の駆動部における第 1モータを近接センサオン位置に移動した状態を示す断面図である。

園 31]第 3実施形態のポンプ部における第 1モータを近接センサオン位置に移動した状態を示す断面図である。

園 32]第 3実施形態の駆動部における第 1モータを原点位置に移動した状態を示す断面図である。

園 33]第 3実施形態のポンプ部における第 1モータを原点位置に移動した状態を示す断面図である。

園 34]第 3実施形態の駆動部における第 2モータを近接センサオン位置に移動した状態を示す断面図である。

園 35]第 3実施形態のポンプ部における第 2モータを近接センサオン位置に移動した状態を示す断面図である。

園 36]第 3実施形態の駆動部における第 2モータを原点位置に移動して原点設定作業を完了した状態を示す断面図である。

園 37]第 3実施形態のポンプ部における第 2モータを原点位置に移動し原点設定作業を完了した状態を示す断面図である。

園 38]第 3実施形態の駆動部におけるポンプ動作の開始状態 (原点状態）を示す断面図である。

園 39]第 3実施形態のポンプ部におけるポンプ動作の開始状態 (原点状態）を示す断面図である。

園 40]第 3実施形態の駆動部における吸入工程終了時を示す断面図である。

園 41]第 3実施形態のポンプ部における吸入工程終了時を示す断面図である。園 42]第 3実施形態の駆動部におけるバルブ切替工程終了時を示す断面図である。

[図 43]第 3実施形態のポンプ部におけるバルブ切替工程終了時を示す断面図である。

[図 44]第 3実施形態の駆動部における吐出工程終了時を示す断面図である。

園 45]第 3実施形態のポンプ部における吐出工程終了時を示す断面図である。園 46]第 3実施形態の駆動部における原点復帰状態を示す断面図である。 [図 47]第 3実施形態のポンプ部における原点復帰状態を示す断面図である。

[図 48]第 3実施形態の動作を説明するタイミングチャートである。

符号の説明

[0042] 1, 1A…液体吐出装置、 2…ポンプホルダ、 3…駆動部台、 4…容器、 11…ガイド部材、 12…圧電素子支持板、 13…押レネ、 14A…第 1圧電素子、 14B…第 2圧電素子、 15A…第 1駆動アーム部材、 15B…第 2駆動アーム部材、 21…入口弁ホルダ、 22···計量プランジャホノレダ、 23···ニードノレ弁ホノレタ、、、 42···ノく/レブシート、 43··· ノズノレ、 101A, 101B, 102A, 102B,103A, 103B, 104A, 104Β···ひずみゲージ、 105…ブリッジ回路、 122A…第 1基端部、 122B…第 2基端部、 123, 125, 12 6, 128…ヒンジ部、 124A…第 1駆動部、 124B…第 2駆動部、 127A…第 1変位伝達部、 127B…第 2変位伝達部、 130…ガイド孔、 131…突起、 152…駆動アーム部、 214…入口戻しバネ、 22Φ··計量戻しバネ、 23Φ··ニードノレ戻しバネ、 313…入口ノノレブ咅材、 323···計量プランジャ咅才、 333···ニードノレ、 422···Ρ土出口、 500···夜体吐出装置、 501…駆動部、 510…ケース、 515…継ぎ手、 521…第 1モータ、 522 ···第 2モータ、 523···スプライン車由、 527···コィノレ/ネ、 529···ネジ車由、 530···人ロナット、 531…入口ナット受板、 532…入口ナット押さえ部材、 535…センサ頭、 536··· 近接センサ、 540…計量ナット、 542…計量ナット受板、 543…計量ナット押さえ部材、 544…中間歯車、 550…モータギヤ、 561…ニードノレ押し部材、 563…ブッシュ、 5 64…戻しバネ受け部材、 565…戻しバネ、 571…入口ロッド、 572…計量ロッド、 58 1…入口押し部材、 582…計量押し部材、 600…ポンプ部、 601…容器、 601A…容器本体、 610…入口バネ受け部材、 611…入口バルブ戻しバネ、 613…入口弁口ッド、 614·.·入ロノくノレブ音材、 620.·-計量ガイド音材、 623·.·計量プランジャロッド、 6 24··-計量プランジャ材、 630···ニードノレロッド、 633··-ニードノレ、 640··-ノノレブシート、 641…テーノヽ。孑し咅 ^ 642…吐出口、 643…ノズノレ。

発明を実施するための最良の形態

[0043] [第 1実施形態]

以下に、本発明の第 1実施形態を図面に基づいて説明する。

図 1, 2には、第 1実施形態の液体吐出装置 1が示されている。液体吐出装置 1は、ポンプホルダ 2と、駆動部台 3と、容器 4と、カバー 5とを備えている。ポンプホルダ 2および容器 4は駆動部台 3を挟んで配置されて駆動部台 3に対してそれぞれビス止めされている。また、容器 4は、袋ナット 6を介してポンプホルダ 2 に対して着脱自在に取り付けられている。これらのポンプホルダ 2、駆動部台 3、容器 4、カバー 5によって液体吐出装置 1の本体が構成されている。

[0044] [駆動機構の構成]

カバー 5内には液体吐出装置 1の駆動機構が内蔵されている。駆動機構は、駆動部台 3に固定されたガイド部材 11と、ガイド部材 11に対してスライド移動可能に設けられた圧電素子支持板 12と、圧電素子支持板 12をガイド部材 11に対して容器 4側に付勢する押しパネ 13と、圧電素子支持板 12に固定された第 1圧電素子 14Aおよび第 2圧電素子 14Bと、圧電素子支持板 12に取り付けられた第 1駆動アーム部材 15 Aおよび第 2駆動アーム部材 15Bとを備えている。

さらに、カバー 5には、駆動制御手段である外部の制御装置（図示略）に接続されるコネクタ 18が設けられ、制御装置から出力される駆動信号によって各圧電素子 14A , 14Bが駆動されるように構成されている。

[0045] なお、本実施形態においては、制御装置は、第 1圧電素子 14Aに対しては、第 1圧電素子用第 1設定値から第 1圧電素子用第 2設定値までの電圧を印加可能に構成され、第 2圧電素子 14Bに対しては、第 2圧電素子用第 1設定値から第 2圧電素子用第 2設定値までの電圧を印加可能に構成されている。さらに、本実施形態では、各第 1設定値は電圧値「0」に設定され、第 2設定値は使用する圧電素子 14A, 14Bやその圧電素子 14A, 14Bに求める変位量に応じて設定されている。

このため、各圧電素子 14A， 14Bの長手方向の寸法は、第 1設定値の電圧を印加された場合に比べて、第 2設定値の電圧を印加された場合の方が長くなるようにされている。

[0046] [圧電素子支持板の構造]

圧電素子支持板 12は、図 3, 4, 5A, 5Bにも示すように、ステンレスなどの金属材で構成され、：!枚の板材をワイヤカットなどで以下に説明する所定の形状に切断することで製造されている。すなわち、圧電素子支持板 12は、図 5Aに示すように、その中心軸部分に設けられたベース部 121と、このベース部 121の一端側から連続して形成された第 1基端部 1 22Aおよび第 2基端部 122Bと、前記ベース部 121の他端側から第 1ヒンジ部 123を介して連続して形成された第 1駆動部 124Aおよび第 2駆動部 124Bと、前記各基端部 122A, 122Bに対して第 2ヒンジ部 125および前記各駆動部 124A， 124Bに対して第 3ヒンジ部 126を介して連続して形成された前記第 1変位伝達部 127Aおよび第 2変位伝達部 127Bとを備えている。

なお、圧電素子支持板 12の材質は限定されないが、特に熱膨張が少なく硬い種類のステンレスを用いれば、温度変化の影響を軽減できる点で好ましい。

[0047] 各基端部 122A, 122Bおよび駆動部 124A, 124Bには、第 4ヒンジ部 128を介して圧電素子固定部 129が設けられ、各圧電素子固定部 129間に圧電素子 14A， 14 Bが掛け渡されて固定されている。この際、圧電素子 14A， 14Bは、熱膨張係数が「 0」またはマイナスの数値のものが利用されている。このため、圧電素子固定部 129 および圧電素子 14A， 14B間に、図示略の熱膨張係数の大きな材質の金属板を挟んで接着し、温度変化の影響を少なくするようにしてレ、る。

なお、各ヒンジ部 123, 125, 126, 128は、他の部分に比べて幅寸法力 S狭レヽ糸田幅に形成され、力が加わると弾性変形可能に形成されている。

ベース部 121には、液体吐出装置 1つまり本体の軸方向（容器 4およびカバー 5を結ぶ方向）に延びる矩形状のガイド孔 130が形成されている。ベース部 121の容器側には突起 131が形成されている。

[0048] 基端部 122A, 122Bは、例えば、ベース部 121の端部（コネクタ 18側）から軸方向に直交する左右方向に延長し、さらに圧電素子 14A, 14Bに沿って容器 4側に向かつて延長して正面略 L字状に形成し、第 2ヒンジ部 125に直接連続するように構成してもよいが、本実施形態では、基端部 122A， 122Bおよび変位伝達部 127A, 127 B間に折り畳み部 133が設けられている。

[0049] 折り畳み部 133は、基端部 122A, 122Bに連続され、変位伝達部 127A, 127Bに対して第 2ヒンジ部 125を介して連続されている。

折り畳み部 133は、軸方向に交差する方向に向かって互い違いに切れ込みが形成されて折曲されており、この折曲部分を貫通してネジ 132がねじ込まれている。このネジ 132を締め付けて切れ込み部分の隙間寸法を小さくすることで、折り畳み部 1 33の圧電素子 14A, 14Bに沿った方向（軸方向）の長さ寸法を微調整できるように構成されている。このため、ネジ 132の締め付け量によって、基端部 122A, 122Bに対する各変位伝達部 127A, 127Bの軸方向の位置を微調整できるように構成されている。

[0050] 各駆動アーム部材 15A, 15Bは、図 3， 4に示すように、固定部 151と、固定部 151 から延長された駆動アーム部 152とを備えて構成されている。そして、本実施形態では、各駆動アーム部材 15A， 15Bをそれぞれ 2枚ずつ用意し、第 1駆動アーム部材 1 5Aは第 1変位伝達部 127Aを挟んで配置し、第 2駆動アーム部材 15Bは第 2変位伝達部 127Bを挟んで配置して固定している。ここで、各駆動アーム部材 15A， 15Bの固定方法は接着剤などの適宜な手段が利用できるが、本実施形態では駆動アーム部材 15A, 15Bおよび変位伝達部 127A, 127Bを貫通するピン 153を圧入することで、各駆動アーム部材 15A, 15Bをがたつき無く変位伝達部 127A, 127Bに固定している。

なお、本実施形態では、図 4にも示すように、第 2駆動アーム部材 15Bの駆動ァーム部 152は、突起 131を挟んでその外側に配置され、第 1駆動アーム部材 15Aの駆動アーム部 152は第 2駆動アーム部材 15Bの駆動アーム部 152の外側にそれぞれ配置されている。

[0051] ガイド部材 11は、ガイド孔 130内に配置された状態で駆動部台 3にビスで固定されている。そして、ガイド部材 11内にはコイルパネで構成された押しバネ 13が配置されている。押レネ 13の一端は、ガイド孔 130の容器 4側の端面に当接されている。このため、圧電素子支持板 12は、押しパネ 13によってガイド部材 11に対して容器 4側に常時付勢されている。

[0052] このような構成の駆動機構では、圧電素子 14A， 14Bに第 1設定値の電圧を印カロ、つまり本実施形態では第 1設定値は電圧値「0」であるため、駆動信号の入力を行わなレヽ状態で fま、図 5Aに示すように、各ヒンジ咅 125, 126, 128カ変形しなレヽように構成されている。そして、この状態では、突起 131の容器 4側の面と、各駆動ァ一ム部材 15A, 15Bの駆動アーム部 152の容器側の面とが同じ高さ、つまり同一平面上に配置されるように設定されてレ、る。

[0053] 一方、各圧電素子 14A, 14Bに第 2設定値の電圧を印加すると、図 5Bに示すように、各圧電素子 14A, 14Bの長手方向寸法が長くなる。この際、基端部 122A, 122 Bはベース部 121に対して一体化されていて移動しにくいのに対し、駆動部 124A, 124Bはヒンジ部 123でベース部 121に連結されているため、各圧電素子 14A， 14 Bの長手方向寸法が長くなると、ヒンジ部 123が変形し、駆動部 124A， 124Bは容器 4側に移動する。

駆動部 124A， 124Bの移動に伴レ、、第 3ヒンジ部 126を介して連結された変位伝達部 127A, 127Bも移動される。この際、第 3ヒンジ部 126は、変位伝達部 127A, 1 27Bの圧電素子 14A， 14Bに近接する位置 (圧電素子支持板 12の内側）に設けられ、第 2ヒンジ部 125は第 3ヒンジ部 126よりも外側（圧電素子 14A， 14Bから離れた位置）に設けられているので、駆動部 124A, 124Bの移動によって第 3ヒンジ部 126 側が容器 4側に弓 1つ張られると、変位伝達部 127A， 127Bは容器側の端部が外側に向くように傾斜される。

変位伝達部 127A, 127Bの傾斜に伴い、駆動アーム部材 15A, 15Bも傾斜し、駆動アーム部 152の先端が容器側に移動する。このように圧電素子 14A, 14Bの伸長を駆動アーム部材 15A, 15Bの傾斜に変換しているため、駆動アーム部 152先端の移動量を圧電素子 14Aの伸長量の数倍〜数十倍 (本実施形態では約 10倍）に拡大すること力 Sできる。従って、本実施形態では、第 1変位伝達部 127Aおよび第 1駆動アーム部材 15Aによって第 1変位拡大部が構成され、第 2変位伝達部 127Bおよび第 2駆動アーム部材 15Bによって第 2変位拡大部が構成される。また、圧電素子支持板 12および駆動アーム部材 15A, 15Bによって圧電素子支持部材が構成される

[0054] [ポンプ機構の構造]

一方、ポンプホルダ 2には、前記駆動機構によって駆動されるポンプ機構が設けられている。ポンプホルダ 2の中心軸には貫通孔が形成されており、図 6Aにも示すように、この貫通孔には略円筒状の入口弁ホルダ 21が配置されている。入口弁ホルダ 2 1内には、略円筒状の計量プランジャホルダ 22が配置され、計量プランジャホルダ 2 2内には略円筒状のニードル弁ホルダ 23が配置されている。すなわち、ポンプホルダ 2内には、中心軸力外側に向かって同心円状に、ニードル弁ホルダ 23、計量プランジャホルダ 22、入口弁ホルダ 21が 3重に配置されてレ、る。

[0055] 入口弁ホルダ 21は、ポンプホルダ 2の貫通孔内面に摺接される大径部 211と、それよりも小径な小径部 212とを備えて構成されている。大径部 211の外周面には凹部が形成され、この凹部に Oリング等のシール材が介在されてポンプホルダ 2および入口弁ホルダ 21間から駆動機構側に液が漏れなレ、ように構成されてレ、る。

また、小径部 212はポンプホルダ 2内に設けられた入口弁ガイド 213によって軸方向に移動可能にガイドされてレ、る。この入口弁ガイド 213および大径部 211間にはコィルパネからなる入口戻レネ 214が配置され、入口弁ホルダ 21を駆動機構側 (圧電素子支持板 12側）に付勢し、駆動アーム部材 15Aの駆動アーム部 152に当接させている。

さらに、入口弁ホルダ 21の小径部 212には、 Cリング状の入口弁ストッパ 215が取り付けられている。

[0056] 計量プランジャホルダ 22およびニードル弁ホルダ 23は入口弁ホルダ 21と同様な構造とされている。

すなわち、計量プランジャホルダ 22は、入口弁ホルダ 21の貫通孔内面に摺接する大径部 221と、それよりも小径な小径部 222とを備えて構成されている。大径部 221 の外周面には凹部が形成され、この凹部に Oリング等のシール材が介在されて入口弁ホルダ 21および計量プランジャホルダ 22間から駆動機構側に液が漏れないように構成されている。

また、小径部 222は入口弁ホルダ 21内に設けられた計量プランジャガイド 223によつて軸方向に移動可能にガイドされている。この計量プランジャガイド 223および大径部 221間にはコイルパネからなる計量戻しバネ 224が配置され、計量プランジャホルダ 22を圧電素子支持板 12側に付勢し、第 2駆動アーム部材 15Bの駆動アーム部 152に当接させている。

さらに、計量プランジャホルダ 22の小径部 222には、 Cリング状の計量プランジャストツパ 225が取り付けられてレ、る。

[0057] ニードル弁ホルダ 23は、計量プランジャホルダ 22の貫通孔内面に摺接する大径部 231と、それよりも小径な小径部 232とを備えて構成されている。大径部 231の外周面には凹部が形成され、この凹部に Oリング等のシール材が介在されて計量プランジャホルダ 22およびニードル弁ホルダ 23間から駆動機構側に液が漏れないように構成されている。

また、小径部 232は計量プランジャホルダ 22内に設けられたニードル弁ガイド 233 によって軸方向に移動可能にガイドされている。このニードル弁ガイド 233および大径部 231間にはコイルパネからなるニードル戻しバネ 234が配置され、ニードル弁ホルダ 23を圧電素子支持板 12側に付勢し、圧電素子支持板 12の突起 131に当接させている。なお、図 6Aにも示すように、ニードル弁ホルダ 23の圧電素子支持板 12側の端部は段差が設けられており、第 2駆動アーム部材 15Bの駆動アーム部 152は、吐出口 422側にある程度移動すると、計量プランジャホルダ 22とともにニードル弁ホノレダ 23に当接し、計量プランジャ部材 323およびニードル 333を同時に移動することができるように構成されてレ、る。

さらに、ニードル弁ホルダ 23の小径部 232には、 Cリング状のニードル弁ストッパ 23 5が取り付けられている。

[0058] 各ストッパ 215, 225, 235は、ポンプホルダ 2を駆動部台 3から取り外した際に、各戻しバネ 214, 224, 234を、各大径部 211, 221 , 231および各ガイド 213, 223, 2 33間に納めて所定寸法以上とならないようにしている。ストッパ 215, 225, 235力 S無い状態で、液体吐出装置 1を組み立てると、バネ 214, 224, 234が伸びきつてしまうため、ホノレダ 21， 22, 23でノネ 214， 224, 234を甲し込む作業力 S煩雑になり、組立性が低下する。これに対し、本実施形態では、ストッパ 215, 225, 235によりノネ 21 4, 224, 234の伸び量を制限しているので、洗浄のために分解した後に再度組み立てる際にも液体吐出装置 1を容易に組み立てることができる。

[0059] 入口弁ホルダ 21には、図 2に示すように、 2本の入口弁ロッド 311の一端が固定されている。入口弁ロッド 311の他端には、図 7Aにも示すように、入口弁台 312が掛け渡されて固定されている。入口弁台 312は、円板状に形成され、その中心に形成された貫通孔に入口バルブ部材 313が取り付けられている。

入口バルブ部材 313は、略円筒状に形成されており、一端が前記入口弁台 312に圧入固定されている。入口バルブ部材 313の他端は、テーパ状に形成され、後述する容器 4のテーパ状の内面に密着可能に構成されている。

[0060] 計量プランジャホルダ 22には、図 1に示すように、 2本の計量プランジャロッド 321 の一端が固定されている。なお、計量プランジャロッド 321の配置は、液体吐出装置 1の軸直交方向において、各計量プランジャロッド 321の配置方向力各入口弁口ッド 311の配置方向と直交するように配置されており、各ロッド 311， 321が互いに干渉しなレ、ように構成されてレ、る。

計量プランジャロッド 321の他端には、計量プランジャ台 322が掛け渡されて固定されている。計量プランジャ台 322は、入口弁ロッド 311に干渉しないように略矩形板状に形成され、その中心に形成された貫通孔に計量プランジャ部材 323が取り付けられている。

計量プランジャ部材 323は、略円筒状に形成されており、一端が前記計量プランジャ台 322に圧入固定されている。計量プランジャ部材 323の他端側は、入口バルブ部材 313の貫通孔内に挿入されてレ、る。

[0061] ニードル弁ホルダ 23には、ロッド状のニードル弁台 331の一端が圧入固定されている。ニードル弁台 331の他端には、ロッド状のニードル 333の一端が固定されている。

ニードル 333の他端側は、計量プランジャ部材 323の貫通孔内に挿入されている。そして、ニードル 333の端面は球面状に形成され、後述する容器 4に形成された吐出口 422を開閉可能に構成されている。

[0062] 容器 4は、一端側が袋ナット 6を介してポンプホルダ 2に取り付けられ、他端側にはバルブシート台 41が取り付けられている。バルブシート台 41の容器 4内面側にはバルブシート 42が固定されている。バルブシート 42の容器 4内に面する一端面側は、徐々に直径が小さくなるテーパ孔部 421が形成され、このテーパ孔部 421およびバルブシート 42の他端面間は吐出口 422が貫通して形成されている。

バルブシート台 41には前記吐出口 422に連通する貫通孔 411が形成されてレ、る。この貫通孔 411はバルブシート台 41に固定されたノズノレ 43に連通され、容器 4内の液体はバルブシート 42の吐出口 422、バルブシート台 41の貫通孔 411およびノズル 43を介して液体吐出装置 1外部に吐出されるように構成されている。

[0063] なお、容器 4内への液体の供給は、容器 4をポンプホルダ 2から取り外して行ってもよいが、本実施形態では容器 4を取り外さずに液体を供給できるように、図 1に示すように、容器 4内部に連通するポート 45が形成されている。すなわち、ポート 45にはチユーブ（図示略）を介して外部容器（図示略）が接続されている。この外部容器には、外部容器内の液面レベルを検出する液面計（図示略）が設けられている。また、液面計で検出される液面レベルに応じて制御されるバルブによって液体をタンクから外部容器内に供給できるように構成されてレ、る。

このように構成すれば、外部容器内の液面レベルが所定レベルまで低下した場合にはバルブを開いて外部容器内に液体を供給し、所定のレベルまで充填されたらバルブを閉じるように制御することで、外部容器からチューブを介して容器 4に常時液体を供給することができる。このため、液体吐出装置 1を 24時間連続して自動的に運転し続けることができる。

[0064] ここで、吐出口 422の開口に当接して吐出口 422を開閉可能なニードル 333により吐出口開閉部材が構成され、テーパ孔部 421に当接して容器 4内から吐出口 422に連通される液体供給部を開閉可能な入口バルブ部材 313により供給部開閉部材が構成されている。

また、後述するように、入口バルブ部材 313がテーパ孔部 421に当接して供給部を閉塞し、かつ、吐出口 422が開口された状態で計量プランジャ部材 323が吐出口 42 2側に移動すると、入口バルブ部材 313内に区画された液体が吐出口 422から吐出するため、計量プランジャ部材 323により吐出用部材が構成されている。

[0065] また、入口弁ホルダ 21およびポンプホルダ 2には、ドレンポートがそれぞれ形成され、入口弁ホルダ 21および計量プランジャホルダ 22間や、入口弁ホルダ 21およびポンプホルダ 2間に浸入した液体を液体吐出装置 1外部に排出可能に構成されている。

[0066] [吐出動作説明] 次に、本実施形態の液体吐出装置 1における液体の吐出動作について、図 6Aから図 11Bの動作説明図をも参照して説明する。なお、図 6Aから図 11Bの各図は、図 4の B— B線に沿った断面図とされ、入口弁ロッド 311および計量プランジャロッド 32 1が共に表示されるようにしている。

[0067] [原点状態]

運転開始前即ち液体吐出装置 1の停止状態 (原点状態）においては、制御装置は各圧電素子 14A, 14Bに第 1圧電素子用第 1設定値および第 2圧電素子用第 1設定値の電圧を印加する。本実施形態では、各第 1設定値は「0」とされているため、原点状態では各圧電素子 14A， 14Bには電圧が印加されないように制御される。

このため、各圧電素子 14A， 14Bは、図 5Aや図 6Aに示すように、初期状態つまり長手方向の長さ寸法が最も短くなる状態とされ、変位伝達部 127A， 127Bも変位していないので、各駆動アーム部材 15A, 15Bの駆動アーム部 152の吐出口 422側の面は、圧電素子支持板 12の突起 131の吐出口 422側の面に揃っている。

また、圧電素子支持板 12および駆動アーム部材 15A, 15Bは、各戻しバネ 214, 2 24, 234の付勢力で吐出口 422から離れる方向に付勢されている力これらの各バネ 214, 224, 234の各付勢力のうちの最大の付勢力よりも大きな付勢力を有する押しバネ 13によって吐出口 422側に付勢され、ニードル弁ホルダ 23、ニードル弁台 33 1およびニードル 333を吐出口 422側に付勢している。

[0068] この原点状態では、図 7Aに示すように、ニードル 333が吐出口 422の開口部分に当接して吐出口 422を閉鎖するようにニードル弁台 331やニードル 333の長さ寸法が設定されている。また、入口バルブ部材 313は、その先端がバルブシート 42のテ一パ孔部 421から所定距離離れた位置となるように入口弁ロッド 311や入口バルブ部材 313の寸法などが設定されている。さらに、計量プランジャ部材 323も、その先端がバルブシート 42のテーパ孔部 421から所定距離離れた位置となるように計量プランジャロッド 321や計量プランジャ部材 323の長さ寸法などが設定されている。

[0069] [計量工程]

次に、制御装置は、第 1圧電素子 14Aに第 1圧電素子用第 1設定値の電圧を印加したまま、第 2圧電素子 14Bに予め設定された第 2圧電素子用第 3設定値の電圧を印加する。この第 3設定値は、第 2圧電素子用第 1設定値以上、第 2圧電素子用第 2 設定値未満とされ、後述するように、吐出する液量に応じて制御されるものである。第 2圧電素子 14Bに第 2圧電素子用第 3設定値の電圧を印加すると、第 2圧電素子 14Bは、印加電圧に応じた寸法だけ伸長する。この動作に伴レ、、第 2駆動部 124 B、第 2変位伝達部 127Bおよび第 2駆動アーム部材 15Bが傾き、図 6Bに示すように、駆動アーム部 152の先端側が吐出口 422側に移動する。

駆動アーム部 152の移動に伴い、計量プランジャホルダ 22は、計量戻しバネ 224 の付勢力に抗して吐出口 422側に移動する。その結果、図 7Bに示すように、計量プランジャロッド 321、計量プランジャ台 322、計量プランジャ部材 323も吐出口 422側に移動し、計量プランジャ部材 323の先端が印加電圧に応じた調整位置に移動する本実施形態では、後述するように吐出量は、計量プランジャ部材 323の移動量によつて設定され、この移動量は、図 7Bの調整位置から、第 2圧電素子用第 2設定値の電圧を印加した際の移動位置までの移動量によって決められる。つまり、本実施形態では、吐出工程終了時の計量プランジャ部材 323の移動終了位置は固定し、計量プランジャ部材 323の移動開始位置を印加電圧を調整することで、吐出工程時の計量プランジャ部材 323の移動量つまりは吐出量を調整している。

従って、計量工程において第 2圧電素子 14Bに印加する電圧値 (第 2圧電素子用第 3設定値)を調整するだけで吐出量を自由に調整できるため、吐出液量の計量が行われることになる。

[バルブ切替工程]

次に、制御装置は、第 2圧電素子 14Bに第 2圧電素子用第 3設定値の電圧を印加したまま、第 1圧電素子 14Aに第 1圧電素子用第 2設定値の電圧を印加する。すると、第 1圧電素子 14Aは、印加電圧に応じた寸法だけ伸長する。この動作に伴レ、、第 1 駆動部 124A、第 1変位伝達部 127Aおよび第 1駆動アーム部材 15Aが傾き、図 8A に示すように、駆動アーム部 152の先端側が吐出口 422側に移動する。

従って、入口弁ホルダ 21は、入口戻しバネ 214の付勢力に抗して吐出口 422側に移動し、図 9Aに示すように、入口弁ロッド 311、入口弁台 312、入口バルブ部材 313 も吐出口 422側に移動する。

ここで、移動前の入口バルブ部材 313とバルブシート 42間の隙間寸法は、第 2設定値の電圧を印加した際に第 1駆動アーム部材 15Aの駆動アーム部 152の先端部の移動量つまり入口バルブ部材 313の移動量に比べて小さくされている。このため、第 1圧電素子 14Aに第 1圧電素子用第 2設定値の電圧を印加して入口バルブ部材 3 13を移動すると、まず入口バルブ部材 313がバルブシート 42に当接し、液体供給部 (入口バルブ）が閉じられる。

[0071] 入口バルブ部材 313がバルブシート 42に当接した後も、第 1圧電素子 14Aが伸長すると、入口バルブ部材 313や入口弁ロッド 311、入口弁ホルダ 21は液体吐出装置 1の本体に対してそれ以上移動できないため、その反力によってパネ 13の付勢力に抗して第 1駆動アーム部材 15Aおよび圧電素子支持板 12が吐出口 422から離れる方向に移動する。

圧電素子支持板 12が吐出口 422から離れる方向に移動すると、ニードル戻しパネ 234によってニードノレ弁ホノレタ、、 23、ニードノレ弁台 331、ニードノレ 333ち 0土出口 422力ら離れる方向に移動する。このため、出口バルブが開かれ、 0土出口 422力 S開口される従って、入口バルブが開かれ、かつ出口バルブが閉じられた状態から、入口バルブが閉じられ、かつ出口バルブが開かれた状態に切り替えられるため、バルブの切替工程が実行される。

また、バルブの切替は、第 1圧電素子 14Aが入口バルブ部材 313をバルブシート 4 2に当接させた後、さらに伸長して圧電素子支持板 12を移動することで機械的に行われるので、一方のバルブは必ず閉じられた状態にあり、容器 4内と吐出口 422と力 S 直接連通されることはない。

[0072] [吐出工程]

次に、制御装置は、第 1圧電素子 14Aに第 1圧電素子用第 2設定値の電圧を印加したまま、第 2圧電素子 14Bに第 2圧電素子用第 2設定値の電圧を印加する。すると、第 2圧電素子 14Bは、印加電圧に応じて伸長し、この動作に伴レ、、第 2駆動部 124 B、第 2変位伝達部 127Bおよび第 2駆動アーム部材 15Bが傾き、図 8Bに示すように、駆動アーム部 152の先端側が吐出口 422側に移動する。

従って、計量プランジャホルダ 22は、図 9Bに示すように、計量戻しバネ 224の付勢力に抗して吐出口 422側に移動し、計量プランジャロッド 321、計量プランジャ台 32 2、計量プランジャ部材 323も吐出口 422側に移動する。

[0073] この際、入口バルブは閉じられ、出口バルブが開かれているので、計量プランジャ部材 323の移動に伴レ、、液体が吐出口 422を介してノズノレ 43から吐出される。また、図 8Bに示すように、第 2駆動アーム部材 15Bの駆動アーム部 152は、ニードル弁ホルダ 23に対して所定量移動した後、ニードル弁ホルダ 23の大径部 231にも係合するように構成されているため、最初は計量プランジャ部材 323が単独で移動していても、最後は、計量プランジャ部材 323およびニードル 333がー緒に移動する。そして、ニードル 333が吐出口 422に当接して吐出口 422が塞がれると、計量プランジャ部材 323の移動も停止し、吐出工程が終了する。

[0074] [入口弁開工程]

次に、制御装置は、第 2圧電素子 14Bに第 2圧電素子用第 2設定値の電圧を印加したまま、第 1圧電素子 14Aに第 1圧電素子用第 1設定値の電圧を印加つまり電圧印加をオフにする。すると、第 1圧電素子 14Aは初期状態の長さ寸法に戻り、図 10A に示すように、第 1駆動アーム部材 15Aの駆動アーム部 152は吐出口 422から離れる方向に移動する。

このため、入口弁ホルダ 21は、入口戻しバネ 214の付勢力によって吐出口 422から離れる方向に移動し、図 11Aに示すように、入口弁ロッド 311、入口弁台 312、入口バルブ部材 313も吐出口 422から離れる方向に移動する。

従って、入口バルブ部材 313がバルブシート 42から離れ、入口バルブが開かれる

[0075] [吸入工程および原点復帰]

次に、制御装置は、第 1圧電素子 14Aに第 1圧電素子用第 1設定値の電圧を印加したまま、第 2圧電素子 14Bに第 2圧電素子用第 1設定値の電圧を印加つまり電圧印加をオフにする。すると、第 2圧電素子 14Bは初期状態の長さ寸法に戻り、図 10B に示すように、第 2駆動アーム部材 15Bの駆動アーム部 152は吐出口 422から離れる方向に移動する。

このため、計量プランジャホルダ 22は、計量戻しバネ 224の付勢力によって吐出口 422から離れる方向に移動し、図 11Bに示すように、計量プランジャロッド 321、計量プランジャ台 322、計量プランジャ部材 323も吐出口 422から離れる方向に移動するこの際、出口バルブは閉じられ、入口バルブが開かれているので、計量プランジャ部材 323の移動によって形成された空間には、容器 4内の液体が入口バルブを介して吸入される。そして、計量プランジャ部材 323が初期位置に戻ることで、原点状態に復帰する

ことになる。

[0076] 以上の工程を繰り返すことで、所定量の液体が順次吐出されることになる。また、各液体吐出工程において、第 2圧電素子用第 3設定値を調整することで、液体の 1回毎の吐出量を調整することができる。さらに、圧電素子 14A, 14Bに加える駆動信号の電流値を調整することで入口バルブ部材 313、計量プランジャ部材 323、ニードノレ 333の駆動スピードが制御され、液体吐出のサイクルタイムを調整することができる。

[0077] このような本実施形態によれば、次のような効果がある。

(1)圧電素子 14A, 14Bを利用して入口バルブ部材 313、計量プランジャ部材 323 、ニードル 333を駆動しているので、エアシリンダを利用して駆動する場合と同等程度に液体吐出装置 1を小型、軽量ィ匕することができる。すなわち、サーボモータ、ソレノイド、カムなどの駆動機構を採用した場合に比べて、液体吐出装置 1を容易に小型化できる。

従って、各種製品の生産ラインにおいて、接着剤や各種ペースト等の吐出に本実施形態の液体吐出装置 1を利用する際にも、ロボットのアームに取り付けて、高速、高加速度で移動させることができ、生産ラインのタクトタイムの短縮を実現でき、生産性向上に寄与することができる。

[0078] (2)圧電素子 14A, 14Bは高速駆動が可能なため、例えば、 1秒間に 10回以上の吐出動作が可能であり、エアシリンダ駆動に比べて高速に液体吐出動作を実現できる。さらに、圧電素子 14A, 14Bは、エアシリンダ駆動に比べて発生力が大きいため、ノズノレを細くして抵抗が増えても液体を飛ばして吐出することができる。このため、例えば、 0. 01マイクロリットルの水でもきれいに飛ばすことができ、安定した動作を実現できる。

その上、吐出工程は、ニードル 333が吐出口 422を塞ぐことで終了するため、吐出液の液切れを良くでき、この点でも液をきれいに飛ばすことができ、吐出量の精度を向上できかつ安定した吐出動作を実現できる。

[0079] (3)吐出液の液量は、計量工程において、第 2圧電素子 14Bに加える第 2圧電素子用第 3設定値を調整することで容易に設定変更できる。このため、吐出動作中であつても 1回の吐出動作毎の吐出量を自動的に調整することができる。従って、例えば、基板上に複数の電子部品を取り付ける工程において、各電子部品の取付場所毎に異なる液量の接着剤を塗布するために、基板上に吐出する液体の量を変更する場合や、複数の製品が混在して送られる生産ラインにおいて、製品毎に液体の吐出量を変更しなければならない場合でも、容易に対応でき、使い勝手のよい液体吐出装置 1を提供できる。

[0080] (4)また、 2つの圧電素子 14A, 14Bの動作によって、吐出用部材である計量プランジャ部材 323および供給部開閉部材である入口バルブ部材 313の駆動を制御するとともに、圧電素子 14A, 14Bを支持する圧電素子支持板 12を押しパネ 13で吐出口 422側に付勢し、入口バルブ部材 313がバルブシート 42のテーパ面に当接した後も圧電素子 14Aを伸長させることで、圧電素子支持板 12をパネ 13の付勢力に抗して吐出口 422から離れる方向に移動して吐出口開閉部材であるニードル 333の駆動を制御している。

このように、本実施形態では、圧電素子支持板 12を押レネ 13およびガイド部材 1 1によって液体吐出装置 1の本体に対してスライド移動可能に設けたり、入口バルブ部材 313をストロークの途中で容器 4の内面に当接させ、その反力を利用することで、 2本の圧電素子 14A, 14Bの駆動を制御するだけで 3つの部材（入口バルブ部材 3 13、計量プランジャ部材 323、ニードル 333)の駆動を制御できる。従って、 3つの部材を 3個の圧電素子で駆動する場合のように、圧電素子の配置や駆動制御が複雑になるという問題が生じることがなぐ液体吐出装置 1の製造コストも低減できる。

その上、圧電素子 14A, 14Bで駆動できるため、カム、モータおよびボールネジ、ソレノイド等を駆動源とする場合に比べて、液体吐出装置 1を小型化でき、特に極微量の液体を吐出するのに好適である。

[0081] (5)圧電素子 14A, 14Bが固定される圧電素子支持板 12を一体成形したので、各圧電素子 14A, 14Bの伸縮に対応する駆動部 124A, 124Bや変位伝達部 127A,

127Bの変位量を精度良く設定できる。

また、各駆動アーム部材 15A， 15Bは、変位伝達部 127A， 127Bにがたつき無く固定されているので、変位伝達部 127A, 127Bの変位量を各駆動アーム部材 15A

, 15Bに精度良く伝達でき、各圧電素子 14A， 14Bの伸縮に対応する各駆動アーム部材 15A, 15Bの変位量つまりは各入口バルブ部材 313、計量プランジャ部材 323

、ニードル 333の移動量を精度よく設定でき、微量の液体であっても高精度に吐出できる。

[0082] (6)各圧電素子 14A, 14Bへの印加電圧を「0」にした際に、液体吐出装置 1が原点状態（停止状態）となるように設定したので、動作停止中に圧電素子 14A, 14Bが発熱して温度が上昇することがなレ、。このため、圧電素子 14A, 14Bが温度変化の影響を受けてその変位量がばらつくことを防止でき、圧電素子 14A, 14Bの変位量の精度つまり液体の吐出量の精度を向上できる。

[0083] (7)圧電素子支持板 12の基端部 122A, 122Bには、切れ込みおよびネジ 132による寸法調整手段が設けられているので、各変位伝達部 127A, 127Bの軸方向の位置をネジ 132の締め付け量を調整するだけで容易に微調整できる。このため、圧電素子支持板 12の加工精度が多少悪くても、原点状態における突起 131および各駆動アーム部 152の吐出口 422側の面を揃えることができる。このように、突起 131や各駆動アーム部 152の吐出口 422側の面を揃えた状態を設計状態とすれば、圧電素子支持板 12が設計通りに製造、組み立てられているかを容易に判断でき、誤差の発生を抑えることができる。

[0084] (8)本実施形態では、計量プランジャ部材 323のストロークのみで液体の吐出量が設定されるため、外気温などによって容器 4等が膨張しても吐出量の精度はその影響を受けず、極微量であっても精度の高い液量を吐出できる。

[0085] (9)本実施形態では、バネ 214, 224, 234を設けて各ホノレダ 21, 22, 23を圧電素子支持板 12の突起 131や、駆動アーム部材 15A， 15Bに当接させて駆動力を伝達しているので、駆動部台 3とポンプホルダ 2とを分離すれば、圧電素子支持板 12を含む駆動機構側と、各ホルダ 21 , 22, 23を含むポンプ部側とを簡単に分離できる。このため、入口バルブ部材 313、計量プランジャ部材 323、ニードル 333を取り外して洗浄することも容易に行え、メンテナンス作業を簡単にかつ効率的に行うことができる

[0086] (10)ペーストのように高粘度の液体では、ポンプ部と吐出口 422が離れていると液体の吐出に遅れが生じるが、本実施形態によれば、液体を吐出するニードル 333等を有するポンプ部と、吐出口 422が極めて近いので、液体の吐出の遅れがない。また、沸点が低く気化しやすいアルコール等の溶剤は、ポンプ内への吸入時あるいはチェック弁通過時等、流れが複雑になる時に泡が発生しやすぐこの泡が溜まってしまい液体が吐出されない場合がある。しかし、本実施形態によればポンプ部と吐出口 422が極めて近ぐ液体の流れも複雑でないので、泡が発生することもなぐ液体を正常に吐出できる。

[0087] (11)入口バルブ部材 313をニードル 333の外側かつ同心円状に設けたので、液体吸入路より入口バルブ部材 313内に液体を吸入する際の吸入面積を広くすることができ、液体の吸入時間、つまりは作業時間を短くできる。

[0088] (12)高粘度の液体を高速で吐出するには、液体を高圧で押し出す必要があるが、駆動源として圧電素子 14A, 14Bの機械的な駆動力を用いているので、エアシリンダを駆動源とした場合に比べて、駆動力が高くなり、液体を高速で吐出できる。

また、液体を基板等の被付着物より離れた上方から吐出できるので、液体吐出装置 1の外部に赤外線等のセンサを設けることにより、吐出が行われたかを確認できる液体吐出装置 1には、チヱック弁を設けていないので、液体を加圧して送ることができる。従って、粘性の高い液体であっても液体吐出装置 1内への供給が容易である。

[0089] [第 2実施形態] 次に本発明の第 2実施形態について図 12〜： 15を参照して説明する。なお、本実施形態において、前記第 1実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略または簡略する。

本実施形態の液体吐出装置 1Aは、図 12に示すように、第 1実施形態の液体吐出装置 1とは、主に、ネジ 132、折り畳み部 133が省略されている点と、第 2ヒンジ部 12 5の長さ寸法が若干長くされ、この第 2ヒンジ部 125にひずみゲージが取り付けられてレ、る点と、変位伝達部 127A, 127Bに駆動アーム部材 15A, 15Bを固定する際に、駆動アーム部 152の先端の位置を微調整可能に構成した点が相違する。

[0090] すなわち、液体吐出装置 1Aでは、図 13にも示すように、各駆動アーム部材 15A, 15Bは、ピン 153が揷通される孔 154と、他のピン 153が配置される溝 155とを備えている。溝 155は、ピン 153との間に隙間が生じる寸法で形成され、駆動アーム部材 15A, 15Bは、孑し 154に挿通されたピン 153を中、とし、溝 155カピン 153に当接するまでの範囲内で回動できるようにされている。そして、支持板 12の突起 131と各駆動アーム部材 15A, 15Bの駆動アーム部 152の先端下面とを同一平面に当接させて同一高さ位置にした状態で、前記溝 155内に接着剤を充填して固定することで、支持板 12や駆動アーム部材 15A, 15B等に加工誤差などが生じても、その誤差を容易に調整できるように構成されてレ、る。

[0091] また、本実施形態では、第 2ヒンジ部 125の裏表両面にひずみゲージが取り付けられている。なお、本実施形態では、第 2ヒンジ部 125の圧電素子 14A, 14Bに対向する面を裏面、カバー 5に対向する面を表面と定義している。

具体的には、第 1圧電素子 14Aの伸縮によって変形する第 2ヒンジ部 125の表面には、 2枚のひずみゲージ 101A, 101Bが貼り付けられ、裏面には 2枚のひずみゲージ 102A, 102Bが貼り付けられている。同様に、第 2圧電素子 14Bの伸縮によって変形する第 2ヒンジ部 125の表面および裏面にはひずみゲージ 103A， 103Bおよびひずみゲージ 104A, 104Bがそれぞれ貼られている。

一方の第 2ヒンジ部 125に取り付けられた 4枚のひずみゲージ 101A, 101B, 102 A, 102Bは、図 14に示すように、ブリッジ回路 105に接続されている。同様に、図示を略すが、他方の第 2ヒンジ部 125に取り付けられた 4枚のひずみゲージ 103A, 10 3B, 104A, 104Bもブリッジ回路に接続されている。

ブリッジ回路 105の出力 eOは、 eO = KS - ε 0 ·Εであるため、第 2ヒンジ部 125に曲げひずみ ε 0が発生すると、そのひずみ量に応じた電圧が出力される。ここで、 KSはゲージ率、 Εはブリッジ電圧である。

なお、ブリッジ回路 105への入力電圧用の配線や、出力電圧の配線は、コネクタ 18 と同様に構成されたセンサ出力用のコネクタ（図示略)を介して外部の制御装置に接糸冗

れている。このように駆動用のコネクタ 18と、センサ用のコネクタとを別々に設ければ、ノイズ対策上、有利である。但し、配線のシールドなどを行うことで 1つのコネクタに駆動用配線およびセンサ用配線を設けてもよい。

[0092] 前記第 1実施形態にも記載したように、第 2ヒンジ部 125は、圧電素子 14A， 14Bの伸長によって変位伝達部 127A, 127Bが傾斜される際に変形されて曲げひずみが発生する。従って、第 2ヒンジ部 125にひずみゲージ 101A, 101B, 102A, 102B, 103A, 103B, 104A, 104B (以下、ひずみゲージ 101Α〜

104Bと表記する）を設けて、第 2ヒンジ部 125の曲げひずみを測定することで、変位伝達部 127A, 127Bの傾斜量つまりは駆動アーム部 152の移動量を測定できる。

[0093] ここで、本実施形態では、各駆動アーム部材 15A, 15Bは、前記第 1実施形態と同じ動作で駆動されて液体が吐出される。つまり、駆動アーム部材 15Aは、図 15のダラフ Αに示すように、バルブ切替工程時に移動され、駆動アーム部材 15Bは、図 15のグラフ Bに示すように、計量工程、吐出工程、吸入工程時に移動される。

なお、図 15において、 T1から T11のタイミングは、それぞれ、原点状態 (T1)、計量工程 (T2)、計量完了（T3)、バルブ切替工程 (T4)、バルブ切替完了（T5)、吐出工程 (T6)、吐出完了（T7)、バルブ切替工程 (T8)、バルブ切替完了（T9)、吸入ェ程 (T10)、原点状態 (T11)を表している。

[0094] そして、本実施形態においても、前記第 1実施形態と同様に、計量工程完了時の計量プランジャ部材 323の移動位置によって吐出量が設定される。このため、設定された吐出量に応じた位置まで計量プランジャ部材 323が移動した際の第 2ヒンジ部 1 25の曲げひずみ量つまりブリッジ回路 105の出力電圧を目標電圧として設定し、計量工程の完了時のブリッジ回路 105の出力電圧を前記目標電圧と比較し、その差に応じて次の計量工程時に圧電素子 14A, 14Bに加える電圧を調整するフィードバック制御を行っている。

なお、吐出量とブリッジ回路 105の出力電圧との関係は、予め実際に液を吐出し、その液量とその際の出力電圧（第 2ヒンジ部 125の曲げひずみ量）との関係を表す校正曲線を求めておき、実際の測定時にはその校正曲線に基づいて設定された吐出量に対応する電圧値（曲げひずみ量）を求めればょレ、。

ここで、液量は、目視で判断してもよいし、画像処理を用いて吐出液の面積等を測定して求めてもょレ、し、吐出液の重量を測定して求めてもょレ、。

[0095] このような本実施形態においても、前記第 1実施形態と同様の作用効果を奏することができる上、次のような効果も得られる。

(13)第 2圧電素子 14Bの伸縮により変形する第 2ヒンジ部 125にひずみゲージ 103 A, 103B, 104A, 104Bを設けたので、計量工程完了時の第 2駆動アーム部材 15 Bの駆動アーム部 152の移動量を検出でき、計量された液量つまり吐出量を検出すること力 Sできる。

このため、液体吐出装置 1Aの液体吐出動作をフィードバック制御で制御でき、微量の液体でも高精度に吐出することができる。

[0096] (14)さらに、第 1圧電素子 14Aの伸縮により変形する第 2ヒンジ部 125にも、ひずみゲージ 101A, 101B, 102A, 102Bを設けたので、供給部開閉部材である入ロバルブ部材 313や、吐出口開閉部材であるニードル 333の位置、つまり液体供給部や吐出口の開閉状態を確実に検出できる。このため、各ブリッジ回路 105の出力をモニターすることで、液体吐出装置 1Aの動作状態を把握できる。

[0097] (15)ひずみゲージ 103A, 103B, 104A, 104Bを用いて変位量を検出しているので、曲げひずみ量つまりは計量プランジャ部材 323の移動量を高精度に検出できる。このため、計量プランジャ部材 323の移動量を 0. 1ミクロン以下の精度で検出することもでき、極微量の液体吐出を高精度に実現できる。

その上、ひずみゲージ 101A〜： 104Bは、小型.薄型のセンサであるため、液体吐出装置 1Aのサイズも抑えることができる。また、各ヒンジ部の中で最も変形する第 2ヒンジ部 125にひずみゲージ 101A〜10 4Bを取り付けたので、ブリッジ回路 105の出力電圧も大きくできて第 2ヒンジ部 125の曲げひずみ量つまり計量プランジャ部材 323の移動量を確実に検出することができる。

[0098] (16)吐出サイクルの中で、計量工程完了時の第 2ヒンジ部 125のひずみ量に基づいて、次の計量工程時の計量プランジャ部材 323の移動量を調整しているので、ひずみゲージ 101A〜： 104Bの出力をリアルタイムに測定して制御する必要が無レ、。このため、リアルタイムにデータを処理する必要がないためより一層高速動作が可能となり、かつ、制御電圧がリアルタイムで細力べ変動することがないため、圧電素子を高速動作させた際の振動発生を防止でき、最適な駆動状態を維持することができる。

[0099] (17)駆動アーム部材 15A, 15Bに溝 155を形成し、駆動アーム部 152の先端の高さ位置を微調整できるように構成したので、第 1実施形態のネジ 132や、折り畳み部 13 3を設ける必要が無ぐ支持板 12の形状が簡易になって容易に製造できるとともに、突起 131および各駆動アーム部 152の下面の高さ位置を簡単にかつ正確に合わせること力 Sできる。

[0100] [第 3実施形態]

次に、本発明の第 3実施形態を図 16〜48に基づいて説明する。

図 16〜： 18には、第 3実施形態の液体吐出装置 500が示されている。

液体吐出装置 500は、大きく分けて駆動部 501と、ポンプ部 600とを備えている。なお、本実施形態の液体吐出装置 500は、通常、駆動部 501側を上方、ポンプ部 600 側を下方とする向きで使用されるため、ポンプ部 600から駆動部 501に向力方向を上方、駆動部 501からポンプ部 600に向力方向を下方と定義する。

[0101] [駆動部の構成]

駆動部 501は、図 19〜22にも示すように、側板 511A、下部フランジ 511B、上部フランジ 511Cを備えて側面形状が略コ字状に形成されたフレーム 511と、フレーム 5 11の下部フランジ 511Bにねじ止めされたスぺーサ 512と、フレーム 511の上部フランジ 511Cに固定されたモータフランジ 513と、フレーム 511の開口された側面部分を覆うカバー 514とを備えた駆動機構収納部であるケース 510を有する。フレーム 51 1の下部フランジ 511Bには略円筒状の継ぎ手 515もねじで接続されている。

[0102] 前記モータフランジ 513には、第 1モータ 521と、第 2モータ 522とが固定され、前記ケース 510内には各モータ 521 , 522で駆動される駆動部品が配置されている。なお、本実施形態では、各モータ 521， 522は、サーボモータが利用されているが

、ステッピングモータでもよレ、。要するに、モータ 521 , 522としては、エンコーダなどを内蔵し、駆動信号によって指示された変位量だけ変化可能なモータ、つまり変位量を設定可能なモータであれば利用できる。

[0103] 図 21に示すように、第 1モータ 521の出力軸にはスプライン軸 523がピンによって固定されている。また、スプライン軸 523には略円盤状の上パネ座 524が嵌合され、この上バネ座 524はベアリング 525によりケース 510に対して回転自在に支持されている。

従って、スプライン軸 523および上バネ座 524は、ベアリング 525によって回転自在に支持されて第 1モータ 521の出力軸と一体に回転される。

[0104] 前記スプライン軸 523には、外筒（ボス） 526がスプライン軸 523の軸方向に移動可能にかつスプライン軸 523とともに回転可能に係合されている。この外筒 526と、前記上バネ座 524間には、付勢手段としてのコイルバネ（コイルスプリング） 527力 S介在され、外筒 526を下方に付勢している。また、外筒 526内には、スぺーサ 528およびネジ軸 529の端部力スプリングピンによって固定されている。

このネジ軸 529には、第 1ナット部材である入口ナット 530と、第 2ナット部材である計量ナット 540と力 S虫累合されている。なお、ネジ車由 529および各ナット 530, 540としては、通常のネジ軸およびナットを用いることもできる力特に、伝達効率が高ぐ位置精度も高くできるボールネジを利用することが好ましい。

[0105] 入口ナット 530は、入口ナット受板 531と、この入口ナット受板 531にねじ止めされた入口ナット押さえ部材 532とで挟持されている。入口ナット受板 531は、図 23にも示すように、略四角板状に形成されている。

入口ナット受板 531におレ、て、フレーム 511の側板 511 Aに形成された凹溝 511D 内に突出された突出部にはセンサ頭ガイド 533がねじ止めされている。センサ頭ガイド 533には貫通孔が形成され、この貫通孔にはビス（ボルト） 534が揷通されている。ビス 534の先端にはセンサ頭 535がねじ止めされている。

[0106] センサ頭ガイド 533およびセンサ頭 535間にはコイルバネ 537が配置されている。

従って、センサ頭 535およびビス 534は、コイルバネ 537によってビス 534から離れる方向（上方）に付勢され、ビス 534の頭（ビス 534の下端）がセンサ頭ガイド 533に係止される位置で保持されてレヽる。

[0107] モータフランジ 513には、センサ頭 535に対向して近接センサ 536が固定されている。従って、第 1モータ 521の回転に伴い入口ナット 530が上昇し、センサ頭 535も一体的に上昇して近接センサ 536に近接すると、近接センサ 536によってその近接状態が検出される。この近接センサ 536から出力される検出信号は、図示しない駆動制御装置 (駆動制御手段）に出力される。

また、仮に、センサ頭 535が近接センサ 536に当接したとしても、コイルバネ 537が縮んでセンサ頭 535の位置が変位するので、近接センサ 536等の破損を防止できる

[0108] 計量ナット 540は、小径部および大径部を有する段付き円筒状に形成されている。

計量ナット 540の小径部にはベアリング 541が取り付けられている。

ベアリング 541は、計量ナット受板 542と、この計量ナット受板 542にねじ止めされた計量ナット押さえ部材 543とで挟持されている。

[0109] 計量ナット受板 542は、図 24に示すように、平面略矩形状の板状に形成され、その略中央部には計量ナット 540の大径部の外周面に形成された歯車 540Aに螺合する中間歯車 544が回転自在に取り付けられてレ、る。

また、計量ナット受板 542には、計量ナット受板 542および計量ナット押さえ部材 54 3で挟持されたベアリング 545と、このベアリング 545によって計量ナット受板 542に対して回転自在に支持されたモータギヤ 550とが設けられている。モータギヤ 550の外周面には前記中間歯車 544に螺合する歯車 550Aが形成されている。また、モータギヤ 550の中心軸に形成された貫通孔には、モータギヤ軸 551に嚙み合う歯が形成されている。

[0110] モータギヤ軸 551は、スプライン軸で構成され、第 2モータ 522の出力軸にカツプリング 552を介して一体的に回転可能に連結されている。このため、モータギヤ 550は、モータギヤ軸 551に沿って上下方向に移動可能に、かつ、モータギヤ軸 551の回転に伴い一体的に回転可能に設けられている。

[0111] 従って、第 1モータ 521を停止させた状態で、第 2モータ 522を駆動させてモータギャ軸 551を回転させると、モータギヤ 550、中間歯車 544を介して、計量ナット 540が回転する。この際、ネジ軸 529は停止しているので、計量ナット 540はネジ軸 529に沿って上方あるいは下方に移動する。

一方、第 2モータ 522を停止させた状態で、第 1モータ 521を駆動させてボールねじ 528のネジ軸 529を回転させると、入口ナット 530および計量ナット 540はそれぞれ上方あるいは下方に移動する。

[0112] さらに、第 1モータ 521および第 2モータ 522を同方向に回転駆動させて、計量ナツト 540およびネジ軸 529が同方向に同速度で回転させると、計量ナット 540の上下方向の位置は変化せず、同じ位置に保持される。一方、入口ナット 530はネジ軸 529の回転に伴い、上方または下方に移動される。

[0113] 従って、第 1モータ 521のみを回転駆動すると、入口ナット 530および計量ナット 54 0が移動する。また、第 2モータ 522のみを回転駆動すると、計量ナット 540のみが移動する。さらに、第 1モータ 521および第 2モータ 522を回転駆動すると、入口ナット 5 30のみが移動する。この際、各ナット 530, 540の移動方向は、各モータ 521, 522 の回転方向によって設定される。

このため、中間歯車 544およびモータギヤ 550により第 2モータ 522の回転を計量ナット 540に伝達する伝達用歯車が構成されている。

[0114] 図 22に示すように、フレーム 511の下部フランジ 511Bには、ニードル押し部材 56 1が軸方向（上下方向）に移動可能に配置されている。ニードル押し部材 561は、小径部および大径部の直径の異なる 2つの円筒部を有する形状とされ、大径部には、ベアリング 562およびブッシュ 563を介してネジ軸 529の他端が回転自在にかつブッシュ 563に対して上方に移動可能に支持されている。

[0115] フレーム 511の下部フランジ 511Bの下面には、フランジ付きの円筒部材カもなる戻しバネ受け部材 564がねじ止め固定されている。この戻しバネ受け部材 564の内部には、前記ニードル押し部材 561と、戻しバネ 565とが配置されている。戻しバネ 565は、戻しバネ受け部材 564およびニードル押し部材 561間に配置され、ニードル押し部材 561を戻しバネ受け部材 564つまりフレーム 511に対して上方 (ネジ軸 529側）に付勢している。

[0116] また、戻しバネ受け部材 564のフランジの対向する 2力所には、図 20に示すように、後述するロッド 571 , 572力 S揷通される切欠き 564Aカ形成され、各ロッド 571 , 572 が戻レネ受け部材 564と干渉しなレ、ように構成されてレ、る。

ニードル押し部材 561の下端には、円柱状の磁石 566が固定されている。

[0117] ここで、図 19， 20に示すように、フレーム 511の上部フランジ 511Cおよび下部フランジ 511Bには、 4つのガイド穴 511Eが設けられている。これらの各ガイド穴 511Eには、入口ロッド 571および計量ロッド 572が各ロッド 571， 572の軸方向（上下方向）に移動可能に揷通されている。

入口ロッド 571は、 2本設けられ、図 23〜26に示すように、ネジ軸 529の中心軸に対して点対称となる位置に配置されている。各入口ロッド 571は、入口ナット 530とともに上下方向に移動する入口ナット受板 531に固定されている。従って、入口ロッド 5 71は、第 1モータ 521の駆動によって入口ナット 530が上下方向に移動されるのに伴レ、、入口ナット 530と一体に上下方向に移動する。

[0118] 計量ロッド 572は、 2本設けられ、図 23〜25に示すように、ネジ軸 529の中心軸に対して点対称となる位置に配置されている。各計量ロッド 572は、計量ナット 540とともに上下方向に移動する計量ナット受板 542に固定されている。従って、計量ロッド 5 72は、計量ナット 540が上下方向に移動されるのに伴い、計量ナット 540と一体に上下方向に移動する。

[0119] なお、入口ナット受板 531には、入口ロッド 571が揷通固定される揷通孔 531Aと、計量ロッド 572が揷通可能な揷通孔 531Bとが形成されている。

同様に、計量ナット受板 542には、計量ロッド 572が揷通固定される揷通孔 542Aと、入口ロッド 571が揷通可能な揷通孔 542Bとが形成されてレ、る。

[0120] 各揷通孔 531A， 542Aにはすり割り溝が形成され、このすり割り溝を固定ボルト 54 6で締め付ける割り締めにより、入口ロッド 571、計量ロッド 572は、入口ナット受板 53 1、計量ナット受板 542に対してそれぞれ移動不能に固定されている。また、各挿通孔 531B, 542Bは、各ロッド 571, 572の直径よりも大きな直径の貫通孔とされ、計量ロッド 572は入口ナット受板 531に対して移動可能に設けられ、入口ロッド 571は計量ナット受板 542に対して移動可能に設けられている。

[0121] 前記戻しパネ受け部材 564の外側には、フランジ付きの円筒部材からなる計量押し部材 582が配置されている。計量押し部材 582のフランジには、前記計量ロッド 572 の下端がねじで固定されてレ、る。

また、計量押し部材 582の外側には、円盤状の入口押し部材 581が配置されている。入口押し部材 581には、前記入口ロッド 571の下端がねじで固定されている。

[0122] [ポンプ部の構成]

ポンプ部 600は、袋ナット 602を介して継ぎ手 515に着脱自在に取り付けられた容器 601を備えている。

継ぎ手 515内には、略円筒状の入口パネ受け部材 610が配置され、入口パネ受け部材 610内には略円筒状の計量ガイド部材 620が配置され、計量ガイド部材 620内にはニードルロッド 630が配置されている。

すなわち、継ぎ手 515および容器 601内には、中心軸から外側に向かって同心円状に、ニードルロッド 630、計量ガイド部材 620、入口バネ受け部材 610が 3重に配置されている。

[0123] 入口バネ受け部材 610および継ぎ手 515間には、入口バルブ戻しバネ 611が介在されている。入口バネ受け部材 610は、入口バルブ戻しバネ 611によって上方に付勢され、常時、入口押し部材 581に当接されている。

また、継ぎ手 515の内周面には凹溝が形成され、〇リング等のシール材 612が配置されている。これにより、入口バネ受け部材 610および継ぎ手 515間力駆動部 501 側に液が漏れなレ、ように構成されてレ、る。

[0124] 計量ガイド部材 620の上部には、リング磁石 621が取り付けられている。このリング磁石 621の磁力により、計量ガイド部材 620は、計量押し部材 582に対して着脱可能に取り付けられている。

計量ガイド部材 620の外周面には凹溝が形成され、〇リング等のシール材 622が配置されている。これにより、入口バネ受け部材 610および計量ガイド部材 620間から駆動部 501側に液が漏れなレ、ように構成されてレ、る。

[0125] ニードルロッド 630の上部には、磁石受け 631が取り付けられている。このため、二ードノレロッド 630は、磁石 566および磁石受け 631間に働く磁力によって、ニードル押し部材 561に対して着脱可能に取り付けられている。

ニードルロッド 630の外周面には凹溝が形成され、 Oリング等のシール材 632が配置されている。これにより、計量ガイド部材 620およびニードルロッド 630間から駆動部 501側に液が漏れないように構成されている。

[0126] 入口バネ受け部材 610には、 2本の入口弁ロッド 613の一端が固定されている。入口弁ロッド 613の他端には、入口バルブ部材 614が取り付けられている。

入口バルブ部材 614は、フランジ付きの略円筒状に形成されており、その先端は、テーパ状に形成され、後述する容器 601のテーパ状の内面に密着可能に構成されている。

[0127] 計量ガイド部材 620には、 2本の計量プランジャロッド 623の一端が固定されている。なお、計量プランジャロッド 623の配置は、図 27にも示すように、液体吐出装置 50 0の軸直交方向において、各計量プランジャロッド 623の配置方向力各入口弁口ッド 613の配置方向と直交するように配置されており、各ロッド 613, 623が互いに干渉しなレ、ように構成されてレ、る。

計量プランジャロッド 623の他端には、計量プランジャ部材 624が掛け渡されて固定されている。計量プランジャ部材 624は、フランジ付きの略円筒状に形成されており、フランジ部分は入口弁ロッド 613に干渉しなレ、ように略楕円板状に形成されてレヽる。この計量プランジャ部材 624の下端側は、前記入口バルブ部材 614の中心軸に形成された貫通孔内に挿入されている。

[0128] ニードノレロッド 630には、ロッド状のニードル 633の一端が固定されている。

ニードル 633の下端側は、計量プランジャ部材 624の中心軸に形成された貫通孔内に挿入されている。そして、ニードル 633の端面は球面状に形成され、後述する容器 601に形成された吐出口 642を開閉可能に構成されている。

なお、磁石 566によって一体化されているニードル押し部材 561、ニードノレロッド 63 0、ニードノレ 633は、前記戻しバネ 565によって上方に付勢されている。一方で、コィノレ/くネ 527ίこよって、ネジ車由 529、ブッシュ 563、ベアリング 562を介して、下方【こ付勢されている。ここで、コイルバネ 527の付勢力は、戻しバネ 565の付勢力よりも大きく設定されているので、ニードノレ 633は、通常は、吐出口 642に当接して吐出口 642 を閉塞している。

[0129] 容器 601は、一端側が袋ナット 602を介して継ぎ手 515に取り付けられた容器本体

601Aと、容器本体 601Aの他端に取り付けられたバルブシート 640とを備えている。そして、この容器 601内の空間によって液体収納空間が形成されている。

バルブシート 640の容器 601内に面する一端面（内面)側は、徐々に直径が小さくなるテーパ孔部 641が形成され、このテーパ孔部 641およびバルブシート 640の他端面間は吐出口 642が貫通して形成されている。

吐出口 642はバルブシート 640に固定されたノズノレ 643に連通され、容器 601内の液体はバルブシート 640の吐出口 642、ノズノレ 643を介して液体吐出装置 500外部に吐出されるように構成されている。

[0130] なお、容器 601内への液体の供給は、容器 601を継ぎ手 515から取り外して行ってもよいが、本実施形態では容器 601を取り外さずに液体を供給できるように、容器 60 1内部に連通するポート 603が形成されている。すなわち、ポート 603にはチューブ（図示略）を介して外部容器（図示略）が接続されている。この外部容器には、外部容器内の液面レベルを検出する液面計（図示略）が設けられている。また、液面計で検出される液面レベルに応じて制御されるバルブによって液体をタンクから外部容器内に供給できるように構成されている。このように構成すれば、外部容器内の液面レべルが所定レベルまで低下した場合にはバルブを開いて外部容器内に液体を供給し、所定のレベルまで充填されたらバルブを閉じるように制御することで、外部容器からチューブを介して容器 601に常時液体を供給することができる。このため、液体吐出装置 500を 24時間連続して自動的に運転し続けることができる。

[0131] ここで、吐出口 642の開口に当接して吐出口 642を開閉可能なニードル 633により吐出口開閉部材が構成され、テーパ孔部 641に当接して容器 601内から吐出口 64 2に連通される液体供給部を開閉可能な入口バルブ部材 614により供給部開閉部材が構成されている。また、後述するように、入口バルブ部材 614がテーパ孔部 641 に当接して供給部を閉塞し、かつ、吐出口 642が開口された状態で計量プランジャ部材 624が吐出口 642側に移動すると、入口バルブ部材 614内に区画された液体が吐出口 642から吐出するため、計量プランジャ部材 624により吐出用部材が構成されている。

[0132] また、供給部開閉部材である入口バルブ部材 614を下方（第 1方向）および上方（第 2方向）に移動する入口弁ロッド 613、入口バネ受け部材 610、入口バルブ戻しバネ 611、入口押し部材 581、入口ロッド 571、入口ナット受板 531、入口ナット 530、ネジ軸 529、第 1モータ 521等によって供給部開閉用駆動手段が構成されている。さらに、吐出用部材である計量プランジャ部材 624を上下方向に移動する計量ブランジャロッド 623、計量ガイド部材 620、計量押し部材 582、計量ロッド 572、計量ナット受板 542、計量ナット 540、中間歯車 544、モータギヤ 550、モータギヤ軸 551、第 2モータ 522等によって吐出用駆動手段が構成されている。

また、容器 601、継ぎ手 515、フレーム 511等を含んで液体吐出装置 500の本体が構成されている。

[0133] [吐出動作説明]

次に、本実施形態の液体吐出装置 500における液体の吐出動作について、図 28 力図 47の動作説明図および図 48のタイミングチャートをも参照して説明する。なお、図 29, 31, 33, 35, 37, 39, 41 , 43, 45, 47の各図は、図 27の F— F線に沿った断面図とされ、入口弁ロッド 613および計量プランジャロッド 623が共に表示されるようにしている。

また、図 48のタイミングチャートにおいて、 Sは近接センサ 536からの検出信号、 M 1— CWは第 1モータ 521を CW方向に回転する信号、 M1— CCWは第 1モータ 521 を CCW方向に回転する信号、 Ml—Zは第 1モータ 521の Z相の信号、 M2— CWは第 2モータ 522の CW方向の信号、 M2— CCWは第 2モータ 522の CCW方向の信号、 M2— Zは第 2モータ 522の Z相の信号を表す。

また、 T31力 T41は、それぞれ、原点設定作業開始時 (T31)、入口ナット 530の上方への移動に伴い近接センサ 536がオンされた状態 (Τ32)、第 1モータ 521の Ζ 相の検出時 (Τ33)、計量ナット 540の移動に伴い近接センサ 536がオンされた状態 (T34)、第 2モータ 522の Z相の検出時 (T35)、ポンプ動作の原点状態 (T36)、吸入工程完了時 (Τ37)、入口バルブ閉および吐出口開状態への第 1バルブ切替工程完了時 (Τ38)、吐出工程完了時 (Τ39)、入口バルブ開および吐出ロ閉状態への第 2バルブ切替工程完了時 (Τ40)、原点復帰状態 (T41)を表す。

[0134] [原点設定]

本実施形態では、各モータ 521 , 522の回転動作を駆動パルス数で制御するため、最初に各モータ 521 , 522の原点設定を行っている。

原点設定処理の開始時は、図 28, 29に示すように、吐出口 642は、コイルバネ 52 7によって付勢されるニードル 633が当接することで閉じられた状態とされている。そして、原点設定処理が開始されると、駆動制御装置は、 2台のモータ 521 , 522を CCW (Counter Clock Wise,モータの出力軸から見て反時計方向）に回転する。第 1 モータ 521の回転に伴いネジ軸 529が CCW方向に回転すると、図 30, 31に示すように、入口ナット 530は上方に移動する。一方、計量ナット 540は、第 2モータ 522の CCW方向の回転に伴い、モータギヤ軸 551、モータギヤ 550、中間歯車 544を介して CCW方向に回転するため、ネジ軸 529および計量ナット 540が同方向にかつ同速度で回転し、計量ナット 540は上下方向に移動せず、同じ位置に停止している。

[0135] 入口ナット 530の上方への移動に伴い、センサ頭 535が近接センサ 536に徐々に近接し、所定の距離まで近づくと、近接センサ 536がオンされて検出信号が出力される。

[0136] 近接センサ 536がオンされると、駆動制御装置は、 2台のモータ 521, 522を CW ( Clock Wise,モータの出力軸から見て時計方向）に回転する。

第 1モータ 521の CW方向の回転に伴レ、、図 32， 33に示すように、入口ナット 530 は下方に移動し、センサ頭 535が近接センサ 536から徐々に離れて近接センサ 536 の出力はオフとなる。

近接センサ 536の出力がオフとなった後、第 1モータ 521からその出力軸 1回転につき 1パルス出力される Z相（C相）の信号を検出し、出力パルスを検出した時点で第 1モータ 521を停止し、その位置を第 1モータ 521の原点位置に設定する。すなわち、第 1モータ 521によって動作される入口ナット 530および入口バルブ部材 614が、図 32, 33に示す位置にある状態を原点位置とする。

[0137] 一方、各モータ 521, 522が CW方向に回転されている場合にも、ネジ軸 529と計量ナット 540の回転方向が同方向でかつ同速度に回転するため、計量ナット 540は上下方向に移動せず、同じ位置に停止している。

[0138] 駆動制御装置は、第 1モータ 521の Z相が検出されて第 1モータ 521が停止されるのと同時に、第 2モータ 522を CCW方向に回転駆動する。計量ナット 540は、ネジ軸 529が停止されている状態で、第 2モータ 522によって CCW方向に回転されると、図 34, 35に示すように、下方に移動する。そして、計量ナット 540と一体に移動する計量ナット押さえ部材 543がニードル押し部材 561に当接すると、ニードル押し部材 56 1はコイルバネ 527で付勢されて下方のストロークエンドの位置に達していてそれ以上下方に移動できないため、前記コイルバネ 527の付勢力に抗してネジ軸 529が上方に移動する。すなわち、ネジ軸 529はブッシュ 563に対して上方に移動する。ネジ軸 529が上方に移動すると、ネジ軸 529に対して回転していない入口ナット 53 0もネジ軸 529と共に上方に移動し、センサ頭 535が近接センサ 536に近接する。この際、ニードル押し部材 561は計量ナット 540と一体で移動する計量ナット押さえ部材 543に押されているため、ネジ軸 529が上方に移動してもニードル 633は吐出口 642に当接した状態のままに維持される。

[0139] センサ頭 535が近接して近接センサ 536から検出信号が出力されると、駆動制御装置は、第 2モータ 522を CW方向に回転駆動する。すると、図 36, 37に示すように、計量ナット 540が CW方向に回転し、ネジ軸 529は下方に移動する。同時に、センサ頭 535が近接センサ 536から離れるため、近接センサ 536からの検出信号もオフ信号となる。

この近接センサ 536の出力がオフとなった後、第 2モータ 522からその出力軸 1回転につき 1パルス出力される Z相（C相）の信号を検出し、出力パルスを検出した時点で第 2モータ 522を停止し、その位置を第 2モータ 522の原点位置に設定する。

[0140] なお、第 2モータ 522を原点位置に設定する間も、コイルパネ 527で付勢されたネジ軸 529またはこのネジ軸 529に螺合されている計量ナット 540と一体のニードル押し部材 561のいずれ力、が、前記ニードル押し部材 561に当接して付勢しているので、ニードル 633は吐出口 642を塞いだ状態に維持される。

[0141] [原点状態 (初期状態) ]

以上の処理により、各モータ 521 , 522の原点が設定され、液体吐出装置 500は図 36, 37 (図 38， 39も同じ）に示す原点状態に設定される。また、その後の動作は、各モータ 521， 522に入力する駆動パルス数によって制御することになる。

なお、運転開始前即ち液体吐出装置 500の停止状態 (原点状態）においては、図 39に示すように、ニードル 633が吐出口 642の開口部分に当接して吐出口 642を閉鎖する状態に設定されている。また、本実施形態では、原点状態において、計量ナツト 540とともに移動する計量プランジャ部材 624は下方ストロークエンドの位置にある、この位置においてバルブシート 640のテーパ孔部 641から僅かに離れた位置となるように、計量プランジャロッド 623やニードル 633の長さ寸法などが設定されている。

[0142] さらに、原点状態において、入口ナット 530とともに上下動する入口バルブ部材 61 4は、その先端がバルブシート 640のテーパ孔部 641から所定距離離れた位置となるように入口弁ロッド 613や入口バルブ部材 614の長さ寸法などが設定されている。

[0143] [吸入 (計量)工程]

次に、駆動制御装置は、第 1モータ 521を停止したまま、第 2モータ 522のみを CW 方向に、予め設定された吐出設定パルス数分だけ回転駆動する。

すると、第 2モータ 522の回転駆動に伴い、図 40, 41に示すように、計量ナット 540 が上方に所定のストローク量だけ移動する。その結果、計量ナット受板 542、計量口ッド 572、計量押し部材 582、計量ガイド部材 620、計量プランジャロッド 623、計量プランジャ部材 624も上方に移動し、計量プランジャ部材 624の先端が吐出設定パノレス数に応じた位置に移動する。

[0144] [第 1バルブ切替工程]

次に、駆動制御装置は、第 2モータ 522を停止し、同時に第 1モータ 521を切替設定パルス数分だけ CW方向に回転駆動する。

すると、図 42, 43に示すように、入口ナット 530および計量ナット 540は共に下方に移動する。入口ナット 530が下方に移動すると、入口ナット受板 531、入口ロッド 571 、入口押し部材 581、入口バネ受け部材 610、入口弁ロッド 613、入口バルブ部材 6 14も下方に移動する。

そして、入口バルブ部材 614がバルブシート 640のテーパ孔部 641に当接することで、液体供給部（入口バルブ）が閉じられる。

[0145] また、入口バルブ部材 614がテーパ孔部 641に当接した状態でさらに第 1モータ 5 21が CW方向に回転されると、入口バルブ部材 614がテーパ孔部 641に当接していることで、入口ナット 530はそれ以上下方に移動できないため、ネジ軸 529がコィノレパネ 527の付勢力に抗して上方に移動する。ネジ軸 529が上方に移動すると、戻しバネ 565の付勢力でニードノレ押し部材 561、ニードノレロッド 630、ニードル 633も上方に移動し、ニードル 633で塞がれていた吐出口 642が開口される。すなわち、出口バルブが開かれ、吐出口 642が開口される。なお、ニードノレ 633による吐出口 642の開度は、ネジ軸 529の移動量つまり第 1モータ 521の CW方向の切替設定パルス数によって設定される。

従って、入口バルブが開かれ、かつ出口バルブが閉じられた状態から、入口バルブが閉じられ、かつ出口バルブが開かれた状態に切り替えられるため、バルブの切替工程が実行される。また、バルブの切替は、第 1モータ 521の回転駆動によって入口バルブ部材 614をバルブシート 640に当接させた後、さらに第 1モータ 521を回転駆動してネジ軸 529を移動することで機械的に行われるので、一方のバルブは必ず閉じられた状態にあり、容器 601内と吐出口 642とが直接連通されることはない。

[0146] また、計量ナット 540は、第 1モータ 521の CW方向の回転に伴い下方に移動しょうとする力前述の通り、入口バルブ部材 614がテーパ孔部 641に当接した後は、ネジ軸 529が上方に移動し、計量ナット 540の下方への移動が打ち消されるので、同じ高さに維持され、計量プランジャ部材 624の位置も変化しない。

すなわち、計量プランジャ部材 624は、図 43に示すバルブ切替工程終了時には、吸入工程完了時の位置（図 41の位置）から、入口バルブ部材 614がテーパ孔部 64 1に当接する位置まで移動するストローク分だけ下方に移動してレ、る。

[0147] [吐出工程]

次に、制御装置は、第 1モータ 521を停止し、同時に第 2モータ 522を CCW方向に吐出設定パルス数（前記吸入工程における吐出設定ノ^レス数と同じパルス数)だけ回転駆動する。すると、計量ナット 540は、吐出設定パルス数に応じて下方に移動し、図 45に示すように、計量プランジャ部材 624も吐出口 642側に移動する。

[0148] この際、入口バルブは閉じられ、出口バルブが開かれているので、計量プランジャ部材 624の移動に伴レ、、液体が吐出口 642を介してノズル 643から吐出される。本実施形態では、吐出量は、計量プランジャ部材 624の移動量によって設定され、この移動量は、第 2モータ 522を駆動する際の吐出設定パルス数に基づいて決められる。つまり、本実施形態では、吐出工程終了時の計量プランジャ部材 624の移動終了位置は固定し、計量プランジャ部材 624の移動開始位置を前記吐出設定パルス数で調整することで、吐出工程時の計量プランジャ部材 624の移動量つまりは吐出量を調整している。従って、吸入（計量）工程において第 2モータ 522を駆動するパルス数を調整するだけで吐出量を自由に調整できるため、吐出液量の計量が行われることになる。

[0149] また、図 44に示すように、吐出工程の完了時には、計量ナット 540および計量ナツト押さえ部材 543は、下方に移動してニードル押し部材 561に当接する位置まで移動するため、吐出完了時には、ニードル 633も吐出口 642に当接して吐出口 642を閉じることになる。

[0150] [第 2バルブ切替工程]

次に、駆動制御装置は、第 2モータ 522を停止し、同時に第 1モータ 521を CCW方向に切替設定ノ^レス数 (前記バルブ切替工程における切替設定パルス数と同じ)だけ回転駆動する。

すると、入口ナット 530はネジ軸 529に対して上方に移動する。但し、ネジ軸 529はコイルバネ 527で下方に付勢されているので、ネジ軸 529がブッシュ 563に当接するまではネジ軸 529が相対的に下方に移動する。このネジ軸 529が、ニードル押し部材 561のブッシュ 563に当接するまでは、入口バルブ部材 614はテーパ孔部 641に当接したままである。

そして、ネジ軸 529がブッシュ 563に当接して下方に移動できない状態になると、入口ナット 530および入口バルブ部材 614が上方に移動して入口バルブが開かれる [0151] また、計量ナット 540は、第 1モータ 521が CCW方向に回転されるのに伴い上方に移動するが、ネジ軸 529を介してコイルバネ 527で下方に付勢されているので、ネジ軸 529がブッシュ 563に当接するまではネジ軸 529が相対的に下方に移動し、計量ナット 540は計量ナット押さえ部材 543がニードル押し部材 561に当接した状態に維持される。

そして、ネジ軸 529がブッシュ 563に当接して下方に移動できない状態になった後も第 1モータ 521の回転が続いていれば、計量ナット 540は上方に移動する。

そして、原点状態から第 1モータ 521は CW方向および CCW方向にそれぞれ同じ切替設定パルス数だけ駆動され、第 2モータ 522も CW方向および CCW方向にそれぞれ同じ吐出設定パルス数だけ駆動されるため、図 46， 47に示すように、各モータ 5 21 , 522やナット 530, 540等の各部材は原点状態（図 38， 39の状態）に復帰することになる。

[0152] 以上の工程を繰り返すことで、所定量の液体が順次吐出されることになる。また、各液体吐出工程において、吐出設定パルス数を調整することで、液体の 1回毎の吐出量を調整することができる。さらに、各モータ 521 , 522に入力される駆動パルスの周波数等を調整することで入口バルブ部材 614、計量プランジャ部材 624、ニードル 6 33の駆動スピードが制御され、液体吐出のサイクルタイムを調整することができる。

[0153] このような第 3実施形態によれば、次のような効果がある。

(1) 2台のモータ 521 , 522、ボーノレねじ（ネジ軸 529および各ナット 530, 540)およびコイルバネ 527、戻しバネ 565等を利用して入口バルブ部材 614、計量プランジャ部材 624、ニードル 633の 3つの部材を駆動しているので、例えば、 3台のモータを用いて各部材を駆動する場合に比べて、液体吐出装置 500を小型、軽量化することができる。

従って、各種製品の生産ラインにおいて、接着剤や各種ペースト等の吐出に本実施形態の液体吐出装置 500を利用する際にも、ロボットのアームに取り付けて、高速、高加速度で移動させることができ、生産ラインのタクトタイムの短縮を実現でき、生産性向上に寄与することができる。 [0154] (2)モータ 521, 522を禾 IJ用して入ロノくノレブ部材 614、計量プランジャ部材 624、二一ドル 633等を駆動しているので、エアシリンダ駆動に比べて高速に液体吐出動作を実現できる。さらに、モータ 521 , 522は、エアシリンダ駆動に比べて発生力が大きいため、ノズルを細くして抵抗が増えても液体を飛ばして吐出することができる。このため、例えば、 0. 01マイクロリットルの水でもきれいに飛ばすことができ、安定した動作を実現できる。

その上、吐出工程は、ニードル 633が吐出口 642を塞ぐことで終了するため、吐出液の液切れを良くでき、この点でも液をきれいに飛ばすことができ、吐出量の精度を向上できかつ安定した吐出動作を実現できる。

[0155] (3)吐出液の液量は、各モータ 521， 522を駆動する駆動パルス数で容易にかつ正確に調整できる。このため、吐出動作中であっても 1回の吐出動作毎の吐出量を自動的に調整することができる。従って、例えば、基板上に複数の電子部品を取り付ける工程において、各電子部品の取付場所毎に異なる液量の接着剤を塗布するために、基板上に吐出する液体の量を変更する場合や、複数の製品が混在して送られる生産ラインにおいて、製品毎に液体の吐出量を変更しなければならない場合でも、容易に対応でき、使い勝手のよい液体吐出装置 500を提供できる。

[0156] (4)また、各モータ 521 , 522を駆動する際に、駆動ノ^レス数のみで制御し、センサ類を用いて駆動制御していないので、センサ検出時の誤差が駆動精度に影響することを防止でき、精度の高い駆動制御が可能となる。

[0157] (5)さらに、各モータ 521 , 522の原点を設定する際に、 1つの近接センサ 536のみで原点設定できるように制御したため、センサ部品数を少なくでき、コストも低減できる。

[0158] (6)本実施形態では、計量プランジャ部材 624のストロークのみで液体の吐出量が設定されるため、外気温などによって容器 601等が膨張しても吐出量の精度はその影響を受けず、極微量であっても精度の高い液量を吐出できる。

[0159] (7)本実施形態では、磁石 566、 621や戻しバネ 565, 611等を設けているので、容器 601および継ぎ手 515を取り外せば、入口バネ受け部材 610、入口弁ロッド 613、入口バルブ部材 614を簡単に取り外すことができ、さらに、計量ガイド部材 620、計量プランジャロッド 623、計量プランジャ部材 624を簡単に取り外すことができ、さらに、ニードノレロッド 630、ニードル 633を簡単に取り外すことができる。このため、入ロバノレブ部材 614、計量プランジャ部材 624、ニードル 633を取り外して洗浄することも容易に行え、メンテナンス作業を簡単にかつ効率的に行うことができる。

[0160] (8)ペーストのように高粘度の液体では、ポンプ部と吐出口 642が離れていると液体の吐出に遅れが生じるが、本実施形態によれば、液体を吐出するニードル 633等を有するポンプ部と、吐出口 642が極めて近いので、液体の吐出の遅れがない。また、沸点が低く気化しやすいアルコール等の溶剤は、ポンプ内への吸入時あるいはチェック弁通過時等、流れが複雑になる時に泡が発生しやすぐこの泡が溜まってしまい液体が吐出されない場合がある。しかし、本実施形態によればポンプ部と吐出口 642が極めて近ぐ液体の流れも複雑でないので、泡が発生することもなぐ液体を正常に吐出できる。

[0161] (9)入口バルブ部材 614をニードル 633の外側かつ同心円状に設けたので、液体吸入路より入口バルブ部材 614内に液体を吸入する際の吸入面積を広くすることができ、液体の吸入時間、つまりは作業時間を短くできる。

[0162] (10)高粘度の液体を高速で吐出するには、液体を高圧で押し出す必要があるが、駆動源としてモータ 521, 522の機械的な駆動力を用いているので、エアシリンダを駆動源とした場合に比べて、駆動力が高くなり、液体を高速で吐出できる。

また、液体を基板等の被付着物より離れた上方から吐出できるので、液体吐出装置 500の外部に赤外線等のセンサを設けることにより、吐出が行われた力を確認できる。

液体吐出装置 500には、チヱック弁を設けていないので、液体を加圧して送ることができる。従って、粘性の高い液体であっても液体吐出装置 500内への供給が容易である。

[0163] なお、本発明は前記実施形態の構成に限定されるものではなぐ本発明の目的を達成できる範囲の変形は本発明に含まれるものである。

例えば、入口バルブ部材 313、計量プランジャ部材 323、ニードル 333の形状等は、前記第 1〜3実施形態のものに限定されず他の形状等でもよぐ要するに、ニードノレ 333、計量プランジャ部材 323、入口バルブ部材 313の順に内側から外側に同心円状に配置されてレ、ればよレ、。

[0164] 前記第 1、 2実施形態では、図 6A、図 7Aに示す状態を液体吐出装置 1の停止状態、つまり原点状態としていたが、吐出する液体の種類等によっては、図 8A、図 9A に示す状態を原点状態としてもよい。同様に、前記第 3実施形態では、図 38， 39に示す状態を液体吐出装置 500の停止状態、つまり原点状態としていたが、吐出する液体の種類等によっては、第 42， 43に示す状態を原点状態としてもよい。

これらの場合、液体吐出装置 1の駆動と同時に液体を吐出できるという効果がある。この基準状態の選択は、制御装置で制御できるようにすれば、種々の液体に対応できる。

その他、ポンプホルダ 2、駆動部台 3、容器 4の形状等は前記各実施形態の形状等に限定されるものではなぐ他の形状等でもよい。

[0165] 前記各実施形態では、容器 4, 601を設けていたが、容器 4， 601を設けずに、入口バルブ部材 313, 614部分に外部のタンクに連通するパイプ等を設けて、入ロバルブ部分に直接液体を供給するように構成してもよレ、。

[0166] 前記第 1 , 2実施形態では、圧電素子支持板 12と、圧電素子支持板 12とは別部材の駆動アーム部材 15A, 15Bとで圧電素子支持部材を構成していた力これらを一体で製造したものを圧電素子支持部材としてもよレ、。

[0167] さらに、前記第 1, 2実施形態では、基端部 122A, 122Bおよび変位拡大部間に寸法調整手段を設けていたが、圧電素子支持板 12を精度良く加工することで、寸法調整手段を無くしても良い。また、寸法調整手段としては、前記実施形態の構成に限らず、長さ寸法を調整できるものであればよい。

[0168] 前記第 1 , 2実施形態では、圧電素子 14A， 14Bに印加する第 1設定値の電圧は「

0」としていたが、所定の値の電圧を印加するようにしてもよい。要するに、第 1設定値を印加した状態から第 2設定値を印加した状態間で圧電素子 14A， 14Bの長さ寸法が変化するように各電圧値を設定すればょレ、。

[0169] 前記第 2実施形態では、第 2ヒンジ部 125にひずみゲージ 101A〜104Bを貼り付けていた力 S、他のヒンジ部 123, 126, 128に貼り付けてもよぐ要するに圧電素子 14 A, 14Bの伸縮に応じて変形する部分に設ければよい。但し、最も変形量が大きぐかつ、ひずみゲージ 101 A〜104Bを貼り付けるスペースを確保しやすい第 2ヒンジ部 125に設けることが好ましい。

また、第 2実施形態では、 2つの第 2ヒンジ部 125にそれぞれひずみゲージ 101A 〜104Bを取り付けていた力例えば、一方の第 2ヒンジ部 125のみにひずみゲージを取り付けて、計量プランジャ部材 323の移動量のみ、あるいは入口バルブ部材 31 3やニードル 333の動作のみを検出してもよレ、。但し、両方の第 2ヒンジ部 125にひずみゲージ 101A〜104Bを取り付けた方が液体吐出装置 1Aを高精度に駆動制御できる点で好ましい。

なお、前記第 1実施形態の液体吐出装置 1においても、ひずみゲージ 101A〜： 10 4Bを設けて制御してもよレ、。但し、圧電素子 14A， 14Bの動作（変位量）は、同じ種類の液体を吐出する場合のように、液体吐出動作時に計量プランジャ部材 323等に加わる力が殆ど変化しなければ、駆動電圧で精度良く制御できるので、第 1実施形態のように、ひずみゲージ 101A〜： 104Bを設けなくても精度の高い液体吐出を行うことは十分に可能である。

[0170] 第 2実施形態では、計量工程の完了時の計量プランジャ部材 323の位置を、前記ひずみゲージ 101A〜104Bを用いて検出し、次の計量工程時に圧電素子 14A, 1 4Bに加える電圧値を制御していた力ひずみゲージ 101A〜104Bの出力をリアルタイムに処理して圧電素子 14A, 14Bに加える電圧値を制御してもよい。例えば、計量プランジャ部材 323の移動を開始した時点から第 2ヒンジ部 125の曲げひずみ量をリアルタイムで検出し、その曲げひずみ量が所定量になった時点、つまり計量ブランジャ部材 323が所定量移動した時点で圧電素子 14A， 14Bの駆動を停止することで、吐出量を調整してもよい。

[0171] 前記第 3実施形態では、 1つの近接センサ 536のみで 2つのモータ 521 , 522の原点設定を行っていた力 2つのセンサを設けて、各モータ 521 , 522毎の原点位置、つまり入口ナット 530、計量ナット 540の原点位置をそれぞれ検出することで原点設定してもよレ、。このように 2つのセンサを設けた場合には、図 34に示すように、計量ナット押さえ部材 543をニードル押し部材 561に当接してネジ軸 529を上方に移動させることで、第 2モータ 522の原点位置を調整する必要がなくなるため、計量ナット押さぇ部材 543がニードル押し部材 561に当接する位置を原点位置に設定する必要も無くなる。

[0172] 本発明の液体吐出装置 1， 1A, 500は、圧電素子 14A, 14Bや各モータ 521， 52 2の駆動を制御することで、例えば、はんだ等の液体を部品の形状などに合わせて吐出して短い線書きに使用することもできる。特に、計量プランジャ部材 323, 624の移動量をひずみゲージ 101A〜： 104Bなどを用いてリアルタイムに検出していれば、確実にかつ精度よく液体を線書きすることができる。

[0173] また、本発明の液体吐出装置 1， 1A, 500は、電子部品の製造装置に組み込んで禾 IJ用してもよレ、。すなわち、電子部品の製造装置は、前述の液体吐出装置 1， 1A， 5 00と、この液体吐出装置 1の容器 4, 601内に液体を供給する液体供給手段と、前記液体吐出装置 1 , 1A, 500の駆動手段を制御する制御装置とを備えて構成され、前記液体供給手段から供給される液体を前記液体吐出装置 1， 1A, 500を介してノズノレ 43, 643から吐出して電子部品を製造するものとすればよい。

このような電子部品の製造装置では、極微量の液体を精度良く移送できる前述の液体吐出装置 1 , 1A, 500を用いているので、前記ノズノレ 43、 643から極微量の液体を高精度に吐出できる。

産業上の利用可能性

[0174] 本発明は、微量の液体を高速に吐出でき、吐出量を自動的に調整でき、構造も簡易にできて製造コストを抑えることができ、容易に小型化でき、半導体製造や薬液分注などの分野で用いられる液体吐出装置に利用できる。

Claims

請求の範囲

内部に吐出用の液体が収容される液体収容空間およびこの液体収容空間に連通された吐出口が形成された本体と、

前記本体の液体収容空間内に配置されて前記吐出口を開閉する吐出口開閉部材と、

前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出口開閉部材の外側に同心円状に配置されて液体を吐出する吐出用部材と、

前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出用部材の外側に同心円状に配置されて液体収容空間から吐出口に連通する液体供給部を開閉する供給部開閉部材と、

前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材をそれぞれ所定動作で駆動させる変位量設定可能な駆動機構とを備え、

前記駆動機構は、

前記供給部開閉部材を吐出口に近づく第 1方向および吐出口から離れる第 2方向に進退移動させる供給部開閉用駆動手段と、

前記吐出用部材を前記第 1方向および第 2方向に進退移動させる吐出用駆動手段と、

前記吐出口開閉部材を前記第 1方向に付勢する付勢手段とを備え、

前記供給部開閉部材は、前記供給部開閉用駆動手段によって前記第 1方向に移動されると、本体に当接されて前記液体供給部を閉塞し、前記供給部開閉用駆動手段によって前記第 2方向に移動されると、その移動に伴って吐出口から離れる方向に移動されると、本体から離れて前記液体供給部を開放し、

前記吐出用部材は、前記吐出用駆動手段によって前記第 1方向に移動されると、その移動に伴って吐出口に近づく方向に移動されて吐出口から液体を吐出し、前記吐出用駆動手段によって前記第 2方向に移動されると、液体供給部から液体を吸入し、

前記吐出口開閉部材は、前記供給部開閉部材が本体力離れていて前記液体供給部が開放されている状態では、前記付勢手段によって吐出口側に付勢されて吐出口に当接して吐出口を閉塞し、前記供給部開閉用駆動手段によって供給部開閉部材が前記第 1方向に移動して本体に当接した後、さらに供給部開閉用駆動手段によって前記第 1方向に移動された場合には、前記付勢手段の付勢力に抗して吐出口力離れる方向に移動されて吐出口を開放することを特徴とする液体吐出装置。内部に吐出用の液体が収容される液体収容空間およびこの液体収容空間に連通された吐出口が形成された本体と、

前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材をそれぞれ所定動作で駆動させる駆動機構とを備え、

前記駆動機構は、第 1圧電素子および第 2圧電素子と、各圧電素子が取り付けられた圧電素子支持部材と、前記圧電素子支持部材を本体に対して吐出口側に付勢する付勢手段と、各圧電素子を個別に駆動可能な駆動制御手段とを備え、

前記圧電素子支持部材は、各圧電素子の一端側が固定された第 1基端部および第 2基端部と、各圧電素子の他端側が固定された第 1駆動部および第 2駆動部と、前記圧電素子の伸縮駆動に連動して前記各駆動部が変位すると、その変位を拡大して出力する第 1変位拡大部および第 2変位拡大部とを備え、

前記供給部開閉部材は、前記第 1圧電素子の伸長に伴い、前記第 1駆動部および第 1変位拡大部を介して吐出口に近づく方向に移動されて本体に当接して前記液体供給部を閉塞し、第圧電素子の縮小に伴い、前記第 1駆動部および第 1変位拡大部を介して吐出口から離れる方向に移動されて本体から離れて前記液体供給部を開放し、

前記吐出用部材は、前記第 2圧電素子の伸長に伴い、前記第 2駆動部および第 2 変位拡大部を介して吐出口に近づく方向に移動されて吐出口から液体を吐出し、第

2圧電素子の縮小に伴い、前記第 2駆動部および第 2変位拡大部を介して吐出口から離れる方向に移動されて液体供給部から液体を吸入し、

前記吐出口開閉部材は、前記第 1圧電素子が縮小されている状態では、前記付勢手段によって吐出口側に付勢される圧電素子支持部材を介して吐出口に近づく方向に移動されて吐出口に当接して吐出口を閉塞し、前記第 1圧電素子が伸長して供給部開閉部材が本体に当接後さらに第 1圧電素子が伸長することで前記圧電素子支持部材が前記付勢手段の付勢力に杭して吐出口から離れる方向に移動されることで吐出口から離れて吐出口を開放することを特徴とする液体吐出装置。

[3] 請求項 2に記載の液体吐出装置において、

前記圧電素子支持部材は、一体成形された圧電素子支持板と、圧電素子支持板に取り付けられた駆動アーム部材とで構成され、

前記圧電素子支持板は、各圧電素子間に設けられたベース部と、このベース部の一端側から連続して形成された前記第 1基端部および第 2基端部と、前記ベース部の他端側から変形可能な第 1ヒンジ部を介して連続して形成された前記第 1駆動部および第 2駆動部と、前記各基端部に対して変形可能な第 2ヒンジ部および前記各駆動部に対して変形可能な第 3ヒンジ部を介して連続して形成された前記第 1変位伝達部および第 2変位伝達部とを備え、前記各圧電素子が初期状態から伸長すると、前記各駆動部は第 1ヒンジ部が変形し、第 3ヒンジ部側が圧電素子の伸長方向に移動するように傾斜し、この各駆動部の傾斜に伴レ、、各変位拡大部は、第 3ヒンジ部側が各駆動部の傾斜によって圧電素子の伸長方向に移動し、その移動に伴い第 2ヒンジ部が変形することで傾斜するように構成され、

前記駆動アーム部材は、前記各変位伝達部に固定された固定部と、この固定部から延長された駆動アーム部とを備え、前記変位伝達部が傾斜した際に、前記圧電素子の伸長量に比べて駆動アーム部先端の移動量が大きくなるように構成され、この駆動アーム部材および前記各変位伝達部によって前記各変位拡大部が構成されていることを特徴とする液体吐出装置。

[4] 請求項 3に記載の液体吐出装置において、前記各ヒンジ部の少なくとも一つのヒンジ部には、ひずみゲージが取り付けられていることを特徴とする液体吐出装置。

[5] 請求項 4に記載の液体吐出装置にぉレ、て、

前記ひずみゲージは、前記第 2ヒンジ部の両面にそれぞれ 2枚ずつ計 4枚貼り付けられ、これらの 4枚のひずみゲージはブリッジ状に接続されてレ、ることを特徴とする液体吐出装置。

[6] 請求項 2から請求項 5のいずれかに記載の液体吐出装置において、

前記本体および供給部開閉部材間に設けられ、供給部開閉部材を本体に対して圧電素子支持部材側に付勢する第 2の付勢手段と、

供給部開閉部材および前記吐出用部材間に設けられ、吐出用部材を供給部開閉部材に対して圧電素子支持部材側に付勢する第 3の付勢手段と、

吐出用部材および前記吐出口開閉部材間に設けられ、吐出口開閉部材を吐出用部材に対して圧電素子支持部材側に付勢する第 4の付勢手段とを備え、

第 2〜4の付勢手段の付勢力は、徐々に小さく設定され、前記圧電素子支持部材を本体に対して吐出口側に付勢する付勢手段の付勢力は、第 2の付勢手段の付勢力よりも大きくされていることを特徴とする液体吐出装置。

[7] 請求項 2から請求項 6のいずれかに記載の液体吐出装置において、

前記駆動制御部は、

前記第 1圧電素子に加える電圧値を第 1圧電素子用第 1設定値から第 1圧電素子用第 2設定値まで変更可能であり、かつ、前記第 2圧電素子に加える電圧値を第 2圧電素子用第 1設定値力第 2圧電素子用第 2設定値まで変更可能であるとともに、前記各圧電素子に第 1設定値の電圧を印加し、前記付勢手段によって吐出口開閉部材を吐出口側に付勢して吐出口が閉じられた初期状態と、

第 1圧電素子に加える電圧値を第 1圧電素子用第 1設定値に維持するとともに、第 2圧電素子に加える電圧値を第 2圧電素子用第 1設定値からこの第 1設定値よりも大きく第 2圧電素子用第 2設定値よりも小さい第 2圧電素子用第 3設定値まで変化させて第 2圧電素子を所定量伸長することで吐出用部材を吐出口側の所定の位置まで移動し、吐出用部材および本体間の計量空間の容積を設定して前記空間部分の液体を計量する計量工程と、

第 2圧電素子に加える電圧値を第 2圧電素子用第 3設定値に維持するとともに、第 1圧電素子に加える電圧値を第 1圧電素子用第 1設定値から第 1圧電素子用第 2設定値まで変化させて第 1圧電素子を所定量伸長することで、供給部開閉部材を本体に当接させて前記液体供給部を閉塞し、さらに本体に当接された供給部開閉部材を介して圧電素子支持部材を前記付勢手段の付勢力に杭して吐出ロカ離れる方向に移動し、その移動に伴い吐出口開閉部材を吐出口から離れる方向に移動して吐出口を開くバルブ切替工程と、

前記第 1圧電素子に加える電圧値を第 1圧電素子用第 2設定値に維持するとともに、前記第 2圧電素子に加える電圧値を第 2圧電素子用第 3設定値から第 2圧電素子用第 2設定値まで変化させて第 2圧電素子をさらに所定量伸長することで吐出用部材を吐出口側に移動して吐出用部材および本体間の計量空間の容積を減少させて計量空間内の液体を吐出口から吐出させる吐出工程と、

第 2圧電素子に加える電圧値を第 2圧電素子用第 2設定値に維持するとともに、前記第 1圧電素子に加える電圧値を第 1圧電素子用第 2設定値から第 1圧電素子用第 1設定値まで変化させて第 1圧電素子を元の長さまで縮小し、供給部開閉部材を本体力離して前記液体供給部を開く入口弁開放工程と、

第 1圧電素子に加える電圧値を第 1圧電素子用第 1設定値に維持するとともに、前記第 2圧電素子に加える電圧値を第 2圧電素子用第 2設定値から第 2圧電素子用第 1設定値まで変化させて第 2圧電素子を元の長さまで縮小し、吐出用部材を本体から離して初期状態に戻す原点復帰工程と、

を実行することを特徴とする液体吐出装置。

[8] 請求項 2から請求項 7のいずれかに記載の液体吐出装置において、

前記駆動制御部は、各圧電素子に加える電流値を制御することで前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材の駆動スピードを制御可能に構成されていることを特徴とする液体吐出装置。

[9] 請求項 2から請求項 8のいずれかに記載の液体吐出装置において、

前記本体は、圧電素子支持部材が収納された駆動機構収納部と、この駆動機構収納部に対して着脱可能に取り付けられた容器部とを備え、

前記容器部には前記吐出口が形成されていることを特徴とする液体吐出装置。内部に吐出用の液体が収容される液体収容空間およびこの液体収容空間に連通された吐出口が形成された本体と、

前記駆動機構は、第 1モータおよび第 2モータと、第 1モータで回転駆動されるネジ軸と、ネジ軸に螺合された第 1ナット部材および第 2ナット部材と、前記第 2モータで回転駆動されかつ前記第 2ナット部材に対して第 2モータの回転を伝達可能に螺合された伝達用歯車と、ネジ軸を吐出口側に付勢する付勢手段と、各モータを個別に駆動可能な駆動制御手段とを備え、

前記ネジ軸は、一端側が前記第 1モータの回転軸と一体的に回転可能かつ軸方向にスライド移動可能に連結され、他端側が前記吐出口開閉部材に連結され、前記第 1ナット部材は、前記供給部開閉部材に連結され、

前記第 2ナット部材は、前記吐出用部材に連結され、

前記供給部開閉部材は、前記第 1モータの回転駆動に伴い、前記第 1ナット部材が吐出口に近づく方向に移動されると、その移動に伴って吐出口に近づく方向に移動されて本体に当接して前記液体供給部を閉塞し、前記第 1モータの回転駆動に伴レ、、第 1ナット部材が吐出口から離れる方向に移動されると、その移動に伴って吐出ロカ離れる方向に移動されて本体から離れて前記液体供給部を開放し、前記吐出用部材は、前記第 2モータの回転駆動に伴い、前記第 2ナット部材が吐出口に近づく方向に移動されると、その移動に伴って吐出口に近づく方向に移動されて吐出ロカ液体を吐出し、前記第 2モータの回転駆動に伴い、第 2ナット部材が吐出口から離れる方向に移動されて液体供給部から液体を吸入し、

前記吐出口開閉部材は、前記供給部開閉部材が本体力離れていて前記液体供給部が開放されている状態では、前記付勢手段およびネジ軸を介して吐出口側に付勢されて吐出口に当接して吐出口を閉塞し、前記第 1モータの回転駆動に伴い、供給部開閉部材が本体に当接後さらに第 1モータが回転された場合には、前記ネジ軸が前記付勢手段の付勢力に杭して吐出口力離れる方向に移動されることで吐出口から離れて吐出口を開放することを特徴とする液体吐出装置。

[11] 請求項 10に記載の液体吐出装置において、

前記第 2モータの回転軸には、この回転軸と同軸上でかつ回転軸と一体に回転するスプライン軸が接続され、

前記伝達用歯車は、前記スプライン軸に沿って移動可能にかつスプライン軸と一体に回転可能とされたモータギヤと、このモータギヤおよび前記第 2ナット部材の外周面に形成された歯車に螺合された中間歯車とを備えて構成されてレ、ることを特徴とする液体吐出装置。

[12] 請求項 10または請求項 11のいずれかに記載の液体吐出装置において、

前記駆動制御手段は、

前記供給部開閉部材は本体力離れて配置されて前記液体供給部が開放され、前記吐出用部材は吐出口側に近づく方向のストロークエンドの位置に配置され、前記吐出口開閉部材は前記付勢手段によって吐出口側に付勢して吐出口が閉じられた位置に配置された初期状態と、

前記初期状態から第 2モータを所定量回転駆動して第 2ナット部材に連結された吐出用部材を吐出口から離れる方向に所定距離移動し、供給部開閉部材内の前記吐出用部材が移動して形成された空間に液体を吸入する吸入工程と、

前記第 1モータを所定量回転駆動して第 1ナット部材に連結された供給部開閉部材を本体に当接させて前記液体供給部を閉塞し、さらに本体に当接された供給部開閉部材を介してネジ軸を前記付勢手段の付勢力に杭して吐出ロカ離れる方向に移動し、その移動に伴い吐出口開閉部材を吐出口から離れる方向に移動して吐出口を開く第 1バルブ切替工程と、

前記第 2モータを所定量回転駆動して第 2ナット部材に連結された吐出用部材を吐出口側に移動して供給部開閉部材内の空間の容積を減少させて空間内の液体を吐出口力吐出させる吐出工程と、

前記第 1モータを所定量回転駆動して第 1ナット部材に連結された供給部開閉部材を本体力離して前記液体供給部を開くとともに、前記吐出用部材で吐出ロを閉じる第 2バノレブ切替工程と、

を実行することを特徴とする液体吐出装置。

[13] 請求項 12に記載の液体吐出装置において、

前記初期状態においては、前記吐出口開閉部材は前記第 2ナット部材によって押されて吐出口が閉じられた位置に配置され、

前記吐出工程の完了時においては、前記吐出口開閉部材は前記第 2ナット部材によって押されて吐出口が閉じられる位置に配置されていることを特徴とする液体吐出装置。

[14] 請求項 10から請求項 13のいずれかに記載の液体吐出装置において、

前記駆動制御手段は、各モータの回転速度を制御することで前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材の駆動スピードを制御可能に構成されていることを特徴とする液体吐出装置。