WO2015034085A1 - ノズルおよび該ノズルを備える液体材料吐出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、この「這い上がり」を除去して、ノズルを清浄な状態に保つための技術がこれまで種々提案されてきた。
特許文献2は、吐出ノズルの先端開口部に跨がる長さを有する掻取部材と、この掻取部材を吐出ノズルの先端開口部に接触させた状態で吐出方向に対して直交する方向へ往復移動させる往復移動機構とを備えた掻取手段を有する装置において、流動材料が被塗布部材に塗布された後に、吐出ノズルの先端開口部から突出した状態で残った流動材料を掻き取る掻取工程を実施する、という技術である。
特許文献4は、漏斗部を有する洗浄室と、漏斗部に溶剤を供給する第1の溶剤供給手段と、漏斗部の上部側に溶剤を供給する第2の溶剤供給手段と、ノズル吸引手段とを具備する装置において、ノズルが洗浄室内に収容された際、吸引手段によりノズル内の処理液面を後退させ、第1の溶剤供給手段から溶剤を供給して溶剤の渦流を形成してノズルを洗浄し、第2の溶剤供給手段から溶剤を供給して洗浄室内に液溜まりを形成し、吸引手段により吸引を行い、ノズル先端内部に処理液層と空気層と溶剤層とを形成する、という技術である。
(1)ノズル外表面に付着した液体材料の除去のために複雑な機構が必要であり、部品点数の増加、コストアップになっていた。
(2)当該機構を設置する場所が必要であり、すなわち、吐出装置とは別の液体材料を除去するための装置を設ける必要があるため、吐出装置が大型化してしまっていた。
(3)液体材料の除去のための動作が必要であり、吐出装置の稼動率が低下していた。また、液体材料を除去するための制御が必要となるため、全体の制御も複雑となっていた。
上記液体材料吐出用ノズルの発明において、上記溝状空間が、対向して設けられた一対の誘導面により構成されることを特徴としてもよい。ここで、上記一対の誘導面間の距離が、吐出管の外径の1~3倍であることを特徴とすることが好ましく、上記包囲面と上記吐出管の外側面との距離が、吐出管の外径の1~3倍であることを特徴とすることがより好ましい。さらに、上記一対の誘導面間の距離および上記包囲面と上記吐出管の外側面との距離が、いずれも2000μm以下であることを特徴とすることが好ましい。
上記液体材料吐出用ノズルの発明において、上記溝状空間が複数の溝状空間からなることを特徴としてもよい。ここで、上記複数の溝状空間が、吐出管に対し放射状かつ均等に配置されることを特徴とすることが好ましい。
上記液体材料吐出装置の発明において、さらに、バキューム機構と、吸引装置とを備え、バキューム機構が、液体除去部材の近傍に内側開口を有する貫通孔を有するブロック状部材を備え、ブロック状部材の貫通孔の外側開口と吸引装置とが接続されることを特徴としてもよい。ここで、さらに、液量検知機構と、液量検知装置とを備え、液量検知機構が、上記ブロック状部材の貫通孔に挿入されるセンサを備え、センサと液量検知装置とが接続されることを特徴としてもよい。
上記液体材料吐出装置の発明において、さらに、液量検知機構と、液量検知装置とを備え、液量検知機構が、液体材料吐出用ノズルを囲むブロック状部材と、液体除去部材の近傍に開口を有し、ブロック状部材に形成されたセンサ用孔と、センサ用孔に挿入されるセンサとを備え、センサと液量検知装置とが接続されることを特徴としてもよい。
<構造>
図1に本発明のノズルの一実施形態を示す斜視図、図2に本発明のノズルの一実施形態を示す下面図(a)、および正面図(b)、図3に図2内に示したA-A線における断面図を示す。なお、以下では、吐出管側を「下」、つば部側を「上」ということがある。また、つば部が形成される側を「外」、胴部中心軸側を「内」ということがある。
本実施形態のノズル1は、円筒状の胴部2と、吐出管4と、液体除去部材16とを主として備える。
吐出管4の周囲には、吐出管4から所定の距離を隔てて、4つの包囲面10が吐出管4に対し対称に配置されている。吐出管4の外側面に対向する包囲面10は、吐出管4の外側面形状に沿うように湾曲した曲面を持ち、胴部閉塞壁外面3と垂直に設置される。包囲面10は、円筒状の吐出管4と同心の円を構成する曲面とすることが好ましいが、このような曲面とすることは必須の構成ではない。包囲面10は、包囲面10と実質的に直交する、2つの誘導面11および先端面12と接している。誘導面11は胴部閉塞壁外面3と垂直に設置される平面であって、一端が包囲面10と接続して胴部2の半径方向へと外部まで延びている。先端面12は胴部閉塞壁外面3と平行な平面であって、包囲面10と誘導面11の端部を構成する。胴部2の外側面の下端には液体除去部材16の外面と連続する斜面13が形成されている。なお、斜面13は必須の構成では無く、例えば、後述(実施例4)のように、胴部2に斜面13を設けない構成もあり得る。
さらに、包囲空間14および溝状空間15の幅は、毛管力と後述する液体材料18を溜める作用とのバランスを考慮すると、ノズルの吐出管4の外径と同幅か、ノズルの吐出管4の外径よりも広い方が好ましい。具体的には、ノズルの吐出管4の外径の1倍から3倍であるとよい。
図4を参照しながら、本発明のノズル1の作用について説明する。なお、図4に示される8つの図中、末尾に「1」の番号が付された図はそれぞれ下面図を表し、末尾に「2」の番号が付された図は対応するアルファベットの末尾に「1」の番号が付された図で示した一点鎖線における断面図を表す。
図4(a1)および(a2):液体材料吐出装置において、続けて吐出を行っていると、吐出管4の先端面や外側面に液体材料18が這い上がり始める。そして、這い上がり量が増えていくと、やがて液体材料18は包囲面10に達するようになる。液体材料18が包囲面10に達すると、包囲面10と吐出管4の外面との作用により、液体材料18を上方(吐出管4の根元方向)へと運ぼうとする毛管力が働き始め、這い上がってくる液体材料18を包囲面10と吐出管4の外面とで規定される円筒状の包囲空間14へと引き込む。このとき、この毛管力により、吐出管4の先端面の液体材料18は包囲空間14へと引っ張られることになるので、吐出管4の先端面の液体材料18は除去される。
また、吐出管4並びにその周囲に形成した包囲面10が構成する円筒状の包囲空間14および複数の誘導面11が構成する溝状空間15が存在するので、ある程度の量の液体材料18を溜めることができる。このため、液体材料18をすぐに取り除かなくともよく、一定時間毛管力を作用させることができる。
さらに、真空発生源などの吸引装置を溝状空間15に接続し、余分な液体材料18が適時に除去されるようにしてもよい。
これに加え、本発明のノズル1は、液体除去部材16が吐出管4を囲んでいるので、吐出管4が外部と接触することを防ぐことができる。吐出管4の径が小さくなるほど外部からの接触で変形または破損しやすくなるので、微量吐出用の吐出管ほど効果的であるといえる。
本実施例の吐出装置17は、ロッド20を上下動させ、ロッド20の先端をノズル1の吐出管4が有する吐出流路5の入口に対して作用させることで、ノズル1の吐出管4から液体材料18を飛翔吐出させる吐出装置である。この吐出装置17は、主として、ロッド20を上下方向に駆動させる駆動部19と、駆動されたロッド20の作用により液体材料18を吐出する吐出部31とを備えて構成される。
実施例1の吐出装置17は、ノズル1とワークとを相対移動しながら液体材料18をノズル1から液滴の状態で吐出することにより所望のパターンの塗布描画を実現することが可能である。
ロッド20の側面が液室32の内側面と非接触の状態でバルブシート35に向けて高速移動しバルブシート35に当接することにより、ノズル1から液体材料18を液滴の状態で吐出させることが可能である。また、急速前進するロッド20をバルブシート35に当接させることなく急激に停止させるための機構を設け、ロッド20を高速前進させ、次いでロッド20を急停止させ、液体材料18に慣性力を印加して液滴の状態で吐出させるようにしてもよい。
そして、このノズル1が、バルブシート35とともに、ノズル固定具41により液室32下部に着脱自在に固定されている。供給路37から供給された液体材料18は、液室32からバルブシート35の連通孔36、そしてノズル1の吐出管4の吐出流路5を通って外部に排出される。
本実施例の吐出装置42は、液体材料18を貯留する貯留容器39と、液体材料18を排出するために必要な圧縮気体を供給するアダプタチューブ40とから主に構成される。円筒状の包囲空間14および溝状空間15を有するノズル1は、貯留容器39のアダプタチューブ40とは反対端(下端)に着脱可能に螺着される。本実施例のノズル1は、基本構造は実施例1のノズル1と共通するが、吐出管4の長さと比べ円筒状の包囲空間14および溝状空間15の深さが浅い(すなわち、包囲面10および誘導面11の高さが低い)点で実施例1のノズル1と相違する。その理由は次に述べるとおりである。
実施例のノズル1は、胴部2の外側面下端の斜面を無くし、斜面13の長さを短くすることで、実施例1(図1ないし図3)と比べて、先端面12の面積を広くしている。別の言い方をすると、本実施例では、先端面12の面積を広くすることにより、誘導面11の面積を広げ、液体除去部材16の保持可能液体量を増やしている。保持可能液体量を増やすという観点からは、液体除去部材16の高さ(上下方向長さ)、すなわち包囲面10および誘導面11の高さは、吐出管4の長さと同じとすることが好ましい。また、吐出管4の外側面から包囲面10までの距離は実施例1よりも広く(例えば、実施例1の1.2~2倍)、誘導面11、11間の距離は吐出管4の外側面から包囲面10までの距離の1.2~2倍である。実施例4では、包囲空間14および溝状空間15における隙間が実施例1よりも広いので、その分保持可能液体量も多くなっている。但し、吐出管4の外側面から各包囲面10までの距離および一対の誘導面11、11間の距離は、いずれも2000μm以下であることが好ましい。なお、吐出管4の外形および長さや胴部内側空間の形状は実施例1と同じである。
以上に説明した実施例4のノズルは、溝状空間15の容積を拡大することにより、実施例1のノズル1と比べ、多くの液体材料18を溜めることを可能としている。
以上に説明した実施例5の吐出装置17は、バキューム機構43を設けることにより、より強い液体吸引力をノズル1の外表面に作用させることが可能となる。また、ノズル1から不要な液体材料18を適時に分離除去することができるので、吐出管4外表面に不要な液体材料18が付着していない清浄な状態を常時維持することができ、拭き取りなどのメンテナンス作業を一層減らすことが可能となる。
Claims (15)
- 液体流入空間を有する胴部と、液体流入空間と連通し、胴部から下方に延出される吐出管とを備えるノズルにおいて、
胴部の下端に吐出管の側方を囲む液体除去部材を設けたこと、
液体除去部材が、複数の包囲面の間に設けられ、吐出管の側方から離れる方向への毛管力を作用させる溝状空間を備えることを特徴とする液体材料吐出用ノズル。 - 上記液体除去部材が、吐出管の側面を包囲する複数の包囲面であって、吐出管の側面と協働して吐出管の根元方向への毛管力を作用させる包囲面を備えることを特徴とする請求項1に記載の液体材料吐出用ノズル。
- 上記溝状空間が、対向して設けられた一対の誘導面により構成されることを特徴とする請求項2に記載の液体材料吐出用ノズル。
- 上記一対の誘導面間の距離が、吐出管の外径の1~3倍であることを特徴とする請求項3に記載の液体材料吐出用ノズル。
- 上記包囲面と上記吐出管の外側面との距離が、吐出管の外径の1~3倍であることを特徴とする請求項4に記載の液体材料吐出用ノズル。
- 上記一対の誘導面間の距離および上記包囲面と上記吐出管の外側面との距離が、いずれも2000μm以下であることを特徴とする請求項4または5に記載の液体材料吐出用ノズル。
- 上記包囲面により規定される吐出管の側面を包囲する空間が円筒状空間を構成することを特徴とする請求項1または2に記載の液体材料吐出用ノズル。
- 上記溝状空間が複数の溝状空間からなることを特徴とする請求項1または2に記載の液体材料吐出用ノズル。
- 上記複数の溝状空間が、吐出管に対し放射状かつ均等に配置されることを特徴とする請求項8に記載の液体材料吐出用ノズル。
- 上記液体除去部材の高さが、上記吐出管の長さ以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の液体材料吐出用ノズル。
- 請求項10に記載の液体材料吐出用ノズルと、
先端に上記液体材料吐出用ノズルが装着され、液体材料を貯留するシリンジと、
シリンジに加圧気体を供給する給気管とを備え、
上記吐出管の長さが、上記液体除去部材の高さの1.2~1.5倍であることを特徴とするエア式液体材料吐出装置。 - 請求項1または2に記載の液体材料吐出用ノズルを備える液体材料吐出装置。
- さらに、バキューム機構と、吸引装置とを備え、
バキューム機構が、液体除去部材の近傍に内側開口を有する貫通孔を有するブロック状部材を備え、
ブロック状部材の貫通孔の外側開口と吸引装置とが接続されることを特徴とする請求項12の液体材料吐出装置。 - さらに、液量検知機構と、液量検知装置とを備え、
液量検知機構が、液体材料吐出用ノズルを囲むブロック状部材と、液体除去部材の近傍に開口を有し、ブロック状部材に形成されたセンサ用孔と、センサ用孔に挿入されるセンサとを備え、
センサと液量検知装置とが接続されることを特徴とする請求項12に記載の液体材料吐出装置。 - さらに、液量検知機構と、液量検知装置とを備え、
液量検知機構が、上記ブロック状部材の貫通孔に挿入されるセンサを備え、
センサと液量検知装置とが接続されることを特徴とする請求項13に記載の液体材料吐出装置。
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