JP2010137127A - Liquid agent discharge apparatus and liquid agent discharge method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粘性を有する液剤を被印刷物に向かって吐出させる際に、印刷データに基づいて液剤をノズル孔から間欠的に吐出する間欠吐出モードと、液剤をノズル孔から連続的に吐出する連続吐出モードとに選択的に切り換えることができる液剤吐出装置及び液剤吐出方法に関するものである。 The present invention provides an intermittent discharge mode in which a liquid agent is intermittently discharged from a nozzle hole based on print data and a continuous discharge in which the liquid agent is continuously discharged from the nozzle hole when discharging a viscous liquid agent toward a printing material. The present invention relates to a liquid agent discharge apparatus and a liquid agent discharge method that can be selectively switched to a discharge mode.
一般的に、粘性を有する液剤をプランジャとかピストンで押しながらこの液剤を容器内に設けたノズル孔から被印刷物に向かって吐出させる液剤吐出装置は、オン・デマンド（ｏｎ ｄｅｍａｎｄ）で印刷データを印刷できるので多用されている。 In general, a liquid agent discharge device that discharges a liquid agent with viscosity from a nozzle hole provided in the container toward a substrate while pressing the liquid agent with a plunger or piston prints print data on demand. It is used a lot because it can.
例えば、粘性を有するインクを吐出する液剤吐出装置はインクジェット方式の印刷装置などに適用され、また、粘性を有するクリームハンダを吐出する液剤吐出装置はプリント配線基板などに適用され、更に、粘性を有する接着剤を吐出する液剤吐出装置は各種の分野で適用されている。 For example, a liquid agent discharge apparatus that discharges viscous ink is applied to an ink jet printing apparatus, and a liquid agent discharge apparatus that discharges viscous cream solder is applied to a printed wiring board and the like. Liquid agent discharge devices that discharge adhesives are applied in various fields.
この種の液剤吐出装置の一例として、半田ペーストなどの粘性媒質の小滴を電子回路基板などの基材に噴射する際に、液剤吐出方式に圧電アクチュエータとプランジャとを用い、且つ、液剤供給方式にスクリューポンプを用いることで、液剤をノズルから間欠的に吐出できる噴射装置がある（例えば、特許文献１参照）。 As an example of this type of liquid agent discharge device, when a droplet of a viscous medium such as a solder paste is ejected onto a substrate such as an electronic circuit board, a piezoelectric actuator and a plunger are used for the liquid agent discharge method, and the liquid agent supply method There is an injection device that can discharge a liquid agent intermittently from a nozzle by using a screw pump (see, for example, Patent Document 1).
また、液剤吐出装置の他例として、液体又は粘性材料を充填したシリンダからプリント回路基板などの基材上に少量の液体又は粘性材料を分配する際に、液剤吐出方式にバルブシャフトと圧縮ばねと空気ソレノイドとを用い、且つ、液剤供給方式に空圧を加えたシリンダを用いることで、液剤をノズルから間欠的に吐出できる少量材料分配用装置がある（例えば、特許文献２参照）。 As another example of the liquid agent discharge device, when a small amount of liquid or viscous material is distributed on a substrate such as a printed circuit board from a cylinder filled with liquid or viscous material, a valve shaft and a compression spring are used as the liquid agent discharge method. There is a device for dispensing a small amount of material that can intermittently eject a liquid agent from a nozzle by using an air solenoid and a cylinder in which air pressure is applied to the liquid agent supply system (see, for example, Patent Document 2).
図９は従来例１の噴射装置を示した縦断面図である。また、図１０は従来例２の少量材料分配用装置を示した縦断面図である。 FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing the injection device of the first conventional example. FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing an apparatus for dispensing a small amount of material according to Conventional Example 2.
図９に示した従来例１の噴射装置１００は、下記の特許文献１に開示されているものであり、また、図１０に示した従来例２の少量材料分配用装置２００は、下記の特許文献２に開示されているものであり、ここでは特許文献１，２を参照して簡略に説明する。
The
まず、図９に示した従来例１の噴射装置における液剤噴射アセンブリ１００では、アセンブリ・ハウジング１０１内の図示左方に圧電アクチュエータ１０２と、プランジャ１０３と、カップ状ばね１０４と、噴射ノズル１０５とが中心線に沿って上方から下方に向かって順に設けられていると共に、アセンブリ・ハウジング内の図示右方に回転自在に設けた回転式送りねじ１０６により半田ペースト（図示せず）を噴射室１０７内に送り出すように構成されている。
First, in the liquid
そして、圧電アクチュエータ１０２にインパクト・パルスを印加したときに、この圧電アクチュエータ１０２の液剤吐出方向への変位に伴ってプランジャ１０３がカップ状ばね１０４に抗して液剤吐出位置まで移動するので、噴射室１０７内に送り出された半田ペーストが噴射ノズル１０５のノズル孔１０５ａから間欠的に外部に向かって吐出される。
When an impact pulse is applied to the
次に、図１０に示した従来例２の少量材料分配用装置２００では、ハウジング２０１内でこの中心部位に長尺なバルブシャフト２０２がノズル２０３に向かって移動可能に設けられている。
Next, in the small-quantity
また、バルブシャフト２０２の中間部位に円筒状シール要素２０４を固定した支持構造２０５が固着され、更に、支持構造２０５よりも上方にばね保持器２０６が固着されており、このばね保持器２０６とバルブシャフト２０２の上方部位に設けたばね調節部品２０７との間に圧縮ばね２０８が伸びている。
A
また、ハウジング２０１の図示左方に空圧ソレノイド２０９と、圧縮空気源（図示せず）に接続されたチューブ２１０とが設けられており、チューブ２１０から圧縮空気を空気入口２１１内に取り込んで円筒状シール要素（ダイヤフラム）２０４の下の空気室２１２内に送り込むことで、バルブシャフト２０２が圧縮ばね２０８の付勢力に抗して液剤吐出方向とは反対方向に上動している。
In addition, a
更に、ハウジング２０１の図示右方に低圧空気源（図示せず）に接続された圧力調整装置２１３から空気チューブ２１４を介して一定の空圧をシリンダ２１５内に加えることで、シリンダ２１５内に充填した不図示の液体又は粘性材料をバルブシャフト２０２が進入している流路２１６まで押し出すように構成されている。
Further, the
そして、空圧ソレノイド２０９による電磁弁を操作すると、円筒状シール要素（ダイヤフラム）２０４の下に設けた空気室２１２内の空気は、空気ソレノイド２０９内に設けた排出通路（図示せず）を通じて排出される。これと同時に、バルブシャフト２０２を圧縮ばね２０８の付勢力により液剤吐出位置まで移動させて、流路２１６に押し出された液体又は粘性材料をノズル２０３から間欠的に基材２１７に向かって吐出させている。
ところで、上記した特許文献１に開示された噴射装置における液剤噴射アセンブリ１００では、液剤吐出方式に圧電アクチュエータ１０２とプランジャ１０３とを用い、且つ、液剤供給方式に回転式送りねじ１０６を用いることで、回転式送りねじ１０６により液剤を供給する速度を調整しながら液剤をノズル１０５から間欠的に吐出できるものの、スクリューポンプの１種である回転式送りねじ１０６は液剤の洗浄に時間がかかってしまう。
By the way, in the liquid
一方、上記した特許文献２に開示された少量材料分配用装置２００では、液剤吐出方式にバルブシャフト２０２と圧縮ばね２０８と空気ソレノイド２０９とを用い、且つ、液剤供給方式に空圧を加えたシリンダ２１５を用いることで、液剤をノズル２０３から間欠的に吐出できるものの、空気ソレノイド２０９による電磁弁は応答性能が悪いために効率良く液剤を吐出できない。
On the other hand, in the
更に、特許文献１に開示された噴射装置における液剤噴射アセンブリ１００又は特許文献２に開示された少量材料分配用装置２００を適用して、オン・デマンドで液剤を基材上に連続的に吐出する必要がある場合に、特許文献１に記載された圧電アクチュエータ１０２又は特許文献２に記載された空気ソレノイド２０９を高速に制御しなければならないが、圧電アクチュエータ１０２や空気ソレノイド２０９を連続的に高速駆動させることが困難であるので、液剤の連続吐出に対して適していない構造である。
Furthermore, the liquid
そこで、粘性を有する液剤を被印刷物に向かって吐出させる際に、作業性や印刷品位の向上を図ることができ、且つ、印刷データに基づいて液剤をノズル孔から間欠的に吐出する間欠吐出モードと、液剤をノズル孔から連続的に吐出する連続吐出モードとに選択的に切り換えることができる液剤吐出装置及び液剤吐出方法を提供することを目的とする。 Therefore, when discharging a viscous liquid toward the printing material, it is possible to improve workability and print quality, and intermittent discharge mode for intermittently discharging the liquid from the nozzle hole based on the print data Another object of the present invention is to provide a liquid agent discharge apparatus and a liquid agent discharge method capable of selectively switching to a continuous discharge mode in which the liquid agent is continuously discharged from nozzle holes.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、第１の発明は、粘性を有する液剤を被印刷物に向かって吐出させる液剤吐出装置において、
駆動電圧波形の印加に伴って積層方向に変位する積層型圧電素子と、
前記液剤を収容する液剤収容室と、この液剤収容室内に収容した前記液剤を吐出するノズル孔とを有する容器と、
前記容器内で前記液剤を吐出しない初期位置と前記液剤を吐出する吐出位置との間を移動可能に設けられ、且つ、前記積層型圧電素子の変位に協働して前記初期位置から前記吐出位置に移動する動作に伴って前記液剤を押しながら該液剤を前記ノズル孔から前記被印刷物に向かって吐出させるプランジャと、
前記プランジャを前記初期位置に戻すように付勢するバネ部材と、
前記液剤を貯蔵する液剤貯蔵用タンクと、
前記液剤貯蔵用タンク内に大気圧よりも大きな圧の空気を印加して、貯蔵された前記液剤を吐出させた吐出量分だけ前記液剤収容室内に押し出すための空圧印加手段と、
を備えたことを特徴とする液剤吐出装置である。
The present invention has been made in view of the above problems, and the first invention is a liquid agent discharge device that discharges a viscous liquid agent toward a printing material.
A laminated piezoelectric element that is displaced in the laminating direction with application of a drive voltage waveform;
A container having a liquid agent storage chamber for storing the liquid agent, and a nozzle hole for discharging the liquid agent stored in the liquid agent storage chamber;
It is provided in the container so as to be movable between an initial position where the liquid agent is not discharged and a discharge position where the liquid agent is discharged, and in cooperation with the displacement of the multilayer piezoelectric element, the discharge position from the initial position. A plunger that discharges the liquid agent from the nozzle hole toward the printing material while pushing the liquid agent with the movement to
A spring member for biasing the plunger back to the initial position;
A liquid storage tank for storing the liquid,
Air pressure application means for applying air having a pressure greater than atmospheric pressure into the liquid agent storage tank and pushing out the stored liquid agent into the liquid agent storage chamber by a discharge amount;
A liquid agent discharge device comprising:
また、第２の発明は、粘性を有する液剤を被印刷物に向かって吐出させる液剤吐出装置において、
積層型圧電素子とプランジャとにより前記液剤を容器内に設けたノズル孔から前記被印刷物に向かって間欠的に吐出させる液剤間欠吐出手段と、
前記液剤を貯蔵する液剤貯蔵用タンク内に所定圧の空気を連続的に印加して、貯蔵した前記液剤を前記容器内に連続的に供給しながら前記ノズル孔から前記被印刷物に向かって連続的に吐出させる液剤連続吐出手段と、
を備えたことを特徴とする液剤吐出装置である。
In addition, the second invention is a liquid agent discharge device for discharging a viscous liquid agent toward a printing material.
Liquid agent intermittent discharge means for discharging the liquid agent intermittently from the nozzle hole provided in the container to the substrate by a laminated piezoelectric element and a plunger;
A predetermined pressure of air is continuously applied to the liquid agent storage tank for storing the liquid agent, and the stored liquid agent is continuously supplied into the container while being continuously supplied from the nozzle hole toward the substrate. Liquid agent continuous discharge means to be discharged to,
A liquid agent discharge device comprising:
また、第３の発明は、粘性を有する液剤を被印刷物に向かって吐出させる液剤吐出装置において、
積層型圧電素子とプランジャとにより前記液剤を容器内に設けたノズル孔から前記被印刷物に向かって間欠的に吐出させる液剤間欠吐出手段と、
前記液剤を貯蔵する液剤貯蔵用タンク内に所定圧の空気を連続的に印加して、貯蔵した前記液剤を前記容器内に連続的に供給しながら前記ノズル孔から前記被印刷物に向かって連続的に吐出させる液剤連続吐出手段と、
印刷データが間欠吐出モードデータであるか、それとも連続吐出モードデータであるかを解析する解析手段と、
前記液剤間欠吐出手段と前記液剤連続吐出手段とを前記解析手段の解析結果に応じて選択的に動作させるように切り換える間欠吐出／連続吐出モード選択手段と、
を備えたことを特徴とする液剤吐出装置である。
The third invention is a liquid agent discharge device for discharging a viscous liquid agent toward a printing material.
Liquid agent intermittent discharge means for discharging the liquid agent intermittently from the nozzle hole provided in the container to the substrate by a laminated piezoelectric element and a plunger;
A predetermined pressure of air is continuously applied to the liquid agent storage tank for storing the liquid agent, and the stored liquid agent is continuously supplied into the container while being continuously supplied from the nozzle hole toward the substrate. Liquid agent continuous discharge means to be discharged to,
An analysis means for analyzing whether the print data is intermittent discharge mode data or continuous discharge mode data;
Intermittent discharge / continuous discharge mode selection means for switching the liquid agent intermittent discharge means and the liquid agent continuous discharge means to selectively operate according to the analysis result of the analysis means;
A liquid agent discharge device comprising:
また、第４の発明は、上記した第２又は第３の発明の液剤吐出装置において、
前記液剤間欠吐出手段を動作させる場合は、前記液剤貯蔵用タンク内に大気圧よりも大きな値の低圧空気をパルス状又は連続的に印加して、貯蔵した前記液剤を間欠吐出した吐出量分だけ前記容器内に供給する一方、前記液剤連続吐出手段を動作させる場合は、前記液剤貯蔵用タンク内に前記低圧空気よりも高圧な値の高圧空気を連続的に印加して、貯蔵した前記液剤を前記容器内に連続的に供給することを特徴とする液剤吐出装置である。
Moreover, 4th invention is the above-mentioned liquid agent discharge apparatus of 2nd or 3rd invention,
When the liquid agent intermittent discharge means is operated, low pressure air having a value larger than atmospheric pressure is pulsed or continuously applied to the liquid agent storage tank, and the stored liquid agent is intermittently discharged by the discharge amount. When the liquid agent continuous discharge means is operated while being supplied into the container, high pressure air having a value higher than that of the low pressure air is continuously applied to the liquid agent storage tank, and the stored liquid agent is supplied. The liquid agent discharge device is characterized in that it is continuously supplied into the container.
更に、第５の発明は、粘性を有する液剤をノズル孔から吐出する液剤吐出手段と、被印刷物とを互に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向とに相対的に移動させて、前記液剤を前記ノズル孔から前記被印刷物に向かって吐出させる液剤吐出方法において、
前記被印刷物上に吐出させる前記液剤によるドットの移動軌跡を、前記被印刷物の枠に沿った外周側のドットの軌跡と、前記被印刷物の内側でＸ軸方向とＹ軸方向とにジクザグに連続させた内周側のドットの軌跡とに分けて設定し、前記被印刷物の外周側に対しては前記外周側のドットの軌跡に沿って前記液剤を一筆書きするように連続的に吐出させることを特徴とする液剤吐出方法である。
Further, the fifth aspect of the invention relates to a liquid agent discharging means for discharging a viscous liquid agent from a nozzle hole and a substrate to be moved relative to each other in an X-axis direction and a Y-axis direction orthogonal to each other. In the liquid agent discharge method of discharging from the nozzle hole toward the substrate,
The movement trajectory of the dots by the liquid agent discharged onto the substrate is continuously zigzag in the X axis direction and the Y axis direction on the outer periphery side along the frame of the substrate and the inner side of the substrate. And separately discharging the liquid agent to the outer peripheral side of the substrate so that the liquid agent is written along the outer peripheral dot trajectory. The liquid agent discharge method characterized by the above.
上記した第１の発明の液剤吐出装置によれば、粘性を有する液剤を被印刷物に向かって吐出させる方式に積層型圧電素子とプランジャとが適用され、且つ、液剤を供給する方式に大気圧よりも大きな圧の空気を液剤貯蔵用タンク内に印加する空圧印加方式が適用されているために、応答性の良い積層型圧電素子により迅速な液剤吐出動作が可能となるので被印刷物に対して印刷効率が向上すると共に、液剤を液剤貯蔵用タンク内に作業性良く貯蔵でき、更に、液剤を収納する容器内で液剤が不足することはないので、液剤吐出装置の信頼性向上に寄与できる。 According to the above-described liquid agent discharge device of the first invention, the laminated piezoelectric element and the plunger are applied to a method of discharging a viscous liquid agent toward a printing material, and the method of supplying the liquid agent is from atmospheric pressure. Since the air pressure application system that applies large pressure air to the liquid agent storage tank is applied, the quick response of the liquid agent can be performed by the multi-layer piezoelectric element with good response. The printing efficiency is improved, the liquid agent can be stored in the liquid agent storage tank with good workability, and the liquid agent is not insufficient in the container for storing the liquid agent, which can contribute to the improvement of the reliability of the liquid agent discharge device.
また、上記した第２の発明の液剤吐出装置によれば、粘性を有する液剤を被印刷物に向かって吐出させる際に、積層型圧電素子とプランジャとにより液剤を容器内に設けたノズル孔から被印刷物に向かって間欠的に吐出させる液剤間欠吐出手段と、液剤を貯蔵する液剤貯蔵用タンク内に所定圧の空気を連続的に印加して、貯蔵した液剤を容器内に連続的に供給しながらノズル孔から被印刷物に向かって連続的に吐出させる液剤連続吐出手段とを備えているので、間欠吐出モードと連続吐出モードとを選択的に切り換えることにより液剤吐出装置に対して多機能化を図ることができるので、使い勝手の良い液剤吐出装置を提供することができる。 Further, according to the liquid agent discharge device of the second invention described above, when the liquid agent having viscosity is discharged toward the printing material, the liquid agent is covered from the nozzle hole provided in the container by the stacked piezoelectric element and the plunger. While intermittently discharging the liquid agent toward the printed material and applying a predetermined pressure of air continuously in the liquid agent storage tank for storing the liquid agent and continuously supplying the stored liquid agent into the container Since the liquid agent continuous discharge means that continuously discharges from the nozzle hole toward the printing material is provided, the liquid agent discharge device is made multifunctional by selectively switching between the intermittent discharge mode and the continuous discharge mode. Therefore, an easy-to-use liquid agent discharge device can be provided.
また、上記した第３の発明の液剤吐出装置によれば、粘性を有する液剤を被印刷物に向かって吐出させる際に、積層型圧電素子とプランジャとにより液剤を容器内に設けたノズル孔から被印刷物に向かって間欠的に吐出させる液剤間欠吐出手段と、液剤を貯蔵する液剤貯蔵用タンク内に所定圧の空気を連続的に印加して、貯蔵した液剤を容器内に連続的に供給しながらノズル孔から被印刷物に向かって連続的に吐出させる液剤連続吐出手段と、印刷データが間欠吐出モードデータであるか、それとも連続吐出モードデータであるかを解析する解析手段と、液剤間欠吐出手段と液剤連続吐出手段とを解析手段の解析結果に応じて選択的に動作させるように切り換える間欠吐出／連続吐出モード選択手段とを備えているので、上記した第２の発明の効果と同様の効果が得られる他に、液剤間欠吐出手段と液剤連続吐出手段とを印刷データに応じて自動的に切り換え制御できるので、液剤吐出装置に対してより一層使い勝手を向上させることができる。 Further, according to the above-described liquid agent discharge device of the third invention, when the liquid agent having viscosity is discharged toward the printing material, the liquid agent is covered from the nozzle hole provided in the container by the stacked piezoelectric element and the plunger. While intermittently discharging the liquid agent toward the printed material and applying a predetermined pressure of air continuously in the liquid agent storage tank for storing the liquid agent and continuously supplying the stored liquid agent into the container A liquid agent continuous discharge means for continuously discharging from a nozzle hole toward a substrate; an analysis means for analyzing whether the print data is intermittent discharge mode data or continuous discharge mode data; and a liquid agent intermittent discharge means; Since there is provided intermittent discharge / continuous discharge mode selection means for selectively operating the liquid agent continuous discharge means in accordance with the analysis result of the analysis means, the second invention described above In addition to obtaining the same effect as the effect, since the liquid agent intermittent discharge means and the liquid continuous discharge means can be automatically switched according to the print data, the usability of the liquid agent discharge device can be further improved. .
また、上記した第４の発明の液剤吐出装置によれば、上記した第２又は第３の発明の液剤吐出装置において、液剤間欠吐出手段を動作させる場合は、液剤貯蔵用タンク内に大気圧よりも大きな値の低圧空気をパルス状又は連続的に印加して、貯蔵した液剤を間欠吐出した吐出量分だけ容器内に供給する一方、液剤連続吐出手段を動作させる場合は、液剤貯蔵用タンク内に低圧空気よりも高圧な値の高圧空気を連続的に印加して、貯蔵した液剤を容器内に連続的に供給しているので、間欠吐出時及び連続吐出時共に液剤貯蔵用タンク内に貯蔵した液剤を容器内に確実に供給することができる。 Further, according to the above-described liquid agent discharge device of the fourth invention, in the liquid agent discharge device of the above-described second or third invention, when the liquid agent intermittent discharge means is operated, the liquid agent storage tank is operated from the atmospheric pressure. If the low-pressure air of a large value is applied in pulses or continuously and the stored liquid agent is supplied into the container by the amount of intermittent discharge, the liquid agent storage tank is operated when the liquid agent continuous discharge means is operated. Since the stored liquid agent is continuously supplied into the container by continuously applying high-pressure air having a pressure higher than that of the low-pressure air, it is stored in the liquid agent storage tank during both intermittent discharge and continuous discharge. The liquid can be reliably supplied into the container.
更に、第５の発明の液剤吐出方法によれば、粘性を有する液剤をノズル孔から吐出する液剤吐出手段と、被印刷物とを互に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向とに相対的に移動させて、液剤をノズル孔から被印刷物に向かって吐出させるときに、移動部材の質量が大きい場合に慣性力が生じても、被印刷物上に吐出させる液剤によるドットの移動軌跡を、被印刷物の枠に沿った外周側のドットの軌跡と、被印刷物の内側でＸ軸方向とＹ軸方向とにジクザグに連続させた内周側のドットの軌跡とに分けて設定し、被印刷物の外周側に対しては外周側のドットの軌跡に沿って液剤を一筆書きするように連続的に吐出させているために、Ｘ軸方向（又はＹ軸方向）の両端側の各ドットがＹ軸方向（又はＸ軸方向）に沿って波打ちすることなく直線的に印刷されるために、外周側の印刷パターンの品位を向上させることができる。 Further, according to the liquid agent discharge method of the fifth invention, the liquid agent discharge means for discharging the liquid agent having viscosity from the nozzle hole and the substrate to be printed are relatively moved in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other. When the liquid agent is ejected from the nozzle hole toward the printed material, even if inertia force is generated when the mass of the moving member is large, the movement trajectory of the dots by the liquid material ejected on the printed material The outer periphery side of the substrate is set separately for the outer periphery dot locus along the frame and the inner periphery dot locus that is zigzag in the X axis direction and the Y axis direction inside the substrate. Since the liquid agent is continuously discharged so as to draw a stroke along the locus of the dots on the outer peripheral side, each dot on both ends in the X-axis direction (or Y-axis direction) (Or X-axis direction) To be, thereby improving the quality of the printed pattern on the outer circumferential side.
以下に本発明に係る液剤吐出装置及び液剤吐出方法の一実施例について図１〜図８を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a liquid agent discharge apparatus and a liquid agent discharge method according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図１は本発明に係る液剤吐出装置を示した斜視図である。また、図２は本発明に係る液剤吐出装置において、図１に示した液剤噴射アセンブリが初期状態のときの構成を示した構成図である。また、図３は本発明に係る液剤吐出装置において、液剤噴射アセンブリが間欠吐出モードのときの動作を説明するための図である。また、図４は本発明に係る液剤吐出装置において、液剤噴射アセンブリが連続吐出モードのときの動作を説明するための図である。また、図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る液剤吐出装置において、基材上に液剤を間欠的に吐出させたときの間欠吐出パターンと、基材上に液剤を連続的に吐出させたときの連続吐出パターンとをそれぞれ模式的に示した図である。更に、図６は本発明に係る液剤吐出装置において、圧電素子駆動回路，エアポンプ低圧駆動回路，エアポンプ高圧駆動回路の各駆動波形を示した波形図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a liquid agent discharge device according to the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration when the liquid agent ejection assembly shown in FIG. 1 is in an initial state in the liquid agent ejection apparatus according to the present invention. FIG. 3 is a view for explaining the operation when the liquid agent ejection assembly is in the intermittent discharge mode in the liquid agent discharge apparatus according to the present invention. FIG. 4 is a view for explaining the operation when the liquid jetting assembly is in the continuous discharge mode in the liquid jetting apparatus according to the present invention. 5 (a) and 5 (b) show the intermittent discharge pattern when the liquid agent is intermittently discharged onto the substrate and the liquid agent continuously discharged onto the substrate in the liquid agent discharge device according to the present invention. It is the figure which showed typically the continuous discharge pattern when it was made to do. FIG. 6 is a waveform diagram showing drive waveforms of the piezoelectric element drive circuit, the air pump low pressure drive circuit, and the air pump high pressure drive circuit in the liquid agent discharge apparatus according to the present invention.
図１に示した如く、本発明に係る実施例の液剤吐出装置１は、周知のインクジェットプリンタとして構成されており、不図示の筐体内にベース台２が固定設置され、且つ、このベース台２上にＸ軸移動台３とＹ軸移動台４とが二段重ねされて、後述するように第1，第２エンコーダ付きステッピングモータ５，６の駆動力によって両移動台３，４が互に直交するＸ軸方向，Ｙ軸方向にそれぞれ独立して移動自在に設けられている。また、Ｙ軸移動台４上に被印刷物となる基材Ｋが載置されている。
As shown in FIG. 1, the liquid agent ejection device 1 according to the embodiment of the present invention is configured as a well-known ink jet printer, and a
この際、ベース台２の前側面２ａに第１ラック２ａ１がＸ軸方向に沿って一体的に突出形成され、且つ、Ｘ軸移動台３の前側面３ａに第１エンコーダ付きステッピングモータ５がＸ軸方向に沿って水平に取り付けられ、更に、第１エンコーダ付きステッピングモータ５の軸に第１ウォーム５ａが固着されて、この第１ウォーム５ａが第１ラック２ａ１に噛合している。これにより、第１エンコーダ付きステッピングモータ５を正転又は逆転させると、第１ラック２ａ１と第１ウォーム５ａとの噛合でＸ軸移動台３が第１エンコーダ付きステッピングモータ５のエンコーダ部５ｂによる位置制御によりベース台２に対してＸ軸方向に自動的に移動できるようになっている。
At this time, the
尚、Ｙ軸移動台４の前側面４ａには何も取り付けられていない。
Note that nothing is attached to the
また、Ｘ軸移動台３の右側面３ｂに第２ラック３ｂ１がＹ軸方向に沿って一体的に突出形成され、且つ、且つ、Ｙ軸移動台４の右側面４ｂに第２エンコーダ付きステッピングモータ６がＹ軸方向に沿って水平に取り付けられ、更に、第２エンコーダ付きステッピングモータ６の軸に第２ウォーム６ａが固着されて、この第２ウォーム６ａが第２ラック３ｂ１に噛合している。これにより、第２エンコーダ付きステッピングモータ６を正転又は逆転させると、第２ラック３ｂ１と第２ウォーム６ａとの噛合でＹ軸移動台４が第２エンコーダ付きステッピングモータ６のエンコーダ部６ｂによる位置制御によりベース台２及びＸ軸移動台３に対してＹ軸方向に自動的に移動できるようになっている。
Further, a second rack 3b1 is integrally formed on the
更に、不図示の筐体内には、この実施例の要部となる液剤噴射アセンブリ１０が基材Ｋの上方に固定設置されている。この液剤噴射アセンブリ１０は、粘性を有する液剤ＬがＸ軸移動台３及びＹ軸移動台４を介してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動自在な基材Ｋ上に向かって吐出可能に構成されている。
Further, a
尚、この実施例では、液剤噴射アセンブリ１０を固定設置し且つ基材ＫをＸ軸移動台３及びＹ軸移動台４によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能な構造にしたが、これに限ることなく、液剤噴射アセンブリ１０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に支持し且つ基材Ｋを固定する構造とか、液剤噴射アセンブリ１０をＸ軸方向（又はＹ軸方向）に移動可能に支持し且つ基材ＫをＹ軸方向（又はＸ軸方向）に移動可能に支持する構造もあり、液剤Ｌを吐出する液剤噴射アセンブリ１０と基材（被印刷物）Ｋとが互に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向とに相対的に移動でできれば良いものである。
In this embodiment, the liquid
次に、図２に拡大して示した如く、上記した液剤噴射アセンブリ１０は、後述するように、基材Ｋ上に液剤Ｌをノズル孔１３ｃから間欠的に吐出する方式に積層型圧電素子１４とプランジャ１８とが適用され、且つ、液剤を供給する方式に大気圧よりも大きな圧の空気を液剤貯蔵用タンク内に印加する空圧印加方式が適用されていると共に、基材Ｋ上に液剤Ｌをノズル孔１３ｃから連続的に吐出する方式にエアポンプ３５による空圧印加方式が適用されており、オン・デマンドな印刷データに基づいて間欠吐出モードと連続吐出モードとに選択的に切り換えることができるように構成されている。
Next, as shown in an enlarged view in FIG. 2, the above-described liquid
ここで、液剤噴射アセンブリ１０の構成について具体的に説明すると、液剤噴射アセンブリ１０では、液剤吐出用容器１１が上ケース１２と下ケース１３とに２分してそれぞれ円筒状に形成されており、両ケース１２，１３が不図示の接合手段により上下を蓋合わせして接合されている。
Here, the configuration of the liquid
上記した上ケース１２は、後述する積層型圧電素子１４を収容する圧電素子収容室１２ａが積層型圧電素子１４の円筒状外周面１４ａよりも一回り大径で下ケース１３に向かって長尺に形成されており、且つ、圧電素子収容室１２ａの側方に積層型圧電素子１４に接続したワイヤ１６を通すワイヤ孔１２ｂが形成されている。
The
この際、上ケース１２は、積層型圧電素子１４の長手方向の一端面１４ｂを固定する固定部材として用いられており、上ケース１２に代えて液剤吐出装置１の筐体（図示せず）の一部を利用しても良いものであり、積層型圧電素子１４を長手方向となる積層方向に倒れることなく収容できる構造であれば良いものである。
At this time, the
一方、上記した下ケース１３は、後述するプランジャ１８及びバネ部材１９を収容するためのプランジャ収容室１３ａがプランジャ１８の鍔部１８ａよりも一回り大径で上ケース１２の圧電素子収容室１２ａと対向してこの圧電素子収容室１２ａに対して同心的に形成され、且つ、このプランジャ収容室１３ａの下方に液剤Ｌを収容するための液剤収容室１３ｂがプランジャ収容室１３ａよりも細径でこのプランジャ収容室１３ａに対して同心的に連接して形成され、且つ、液剤収容室１３ｂの下方中心部位に液剤Ｌを外部に吐出するためのノズル孔１３ｃが孔径５０μｍ〜３００μｍ程度の範囲内で液剤収容室１３ｂに対して同心的に連接して形成され、更に、液剤収容室１３ｂの側方に液剤配管口１３ｄが形成されている。
On the other hand, the
ここで、上ケース１２の圧電素子収容室１２ａ内に収容される積層型圧電素子１４は、この長手方向に沿って複数の圧電素子（ピエゾ素子）が積層されており、且つ、積層型圧電素子１４をワイヤ１６を介して圧電素子駆動回路１７に接続して、圧電素子駆動回路１７から出力されたパルス状の圧電素子駆動電圧波形を積層型圧電素子１４に印加することで積層型圧電素子１４が積層方向に変位するものであり、パルス波形の電圧が０Ｖのときに積層型圧電素子１４が初期位置に戻り、パルス波形の電圧が所定値のときに積層型圧電素子１４が下方に向かって間欠的に変位可能になっている。
Here, the multilayer
また、積層型圧電素子１４は、この長手方向の一端に平坦に形成した一端面１４ｂが上ケース１２の圧電素子収容室１２ａの内部上部に平坦に形成した内部上面１２ａ１に接着剤１５により固定されている。
In addition, the laminated
また、積層型圧電素子１４は、一端面１４ｂと反対側で長手方向の他端に平坦に形成した他端面１４ｃが、プランジャ１８の鍔部１８ａの平坦な鍔部上面１８ａ１に接着される場合と、この鍔部上面１８ａ１に対して接離される場合のいずれか一方が採用されており、且つ、長手方向の他端面１４ｃ側がパルス波形の所定電圧値の印加に応じて矢印で示した下方に向かう変位方向に変位可能になっている。
In the multilayer
この際、積層型圧電素子１４とプランジャ１８とが接着されている場合には、積層型圧電素子１４の変位に応じて両者１４，１８が一体に変位可能である。一方、積層型圧電素子１４とプランジャ１８とが接離自在になっている場合には、積層型圧電素子１４の変位に応じて両者１４，１８が一体に所定量変位した後に積層型圧電素子１４に対してパルス波形の所定電圧値の印加が終了するのでプランジャ１８が積層型圧電素子１４から離間してプランジャ自身の慣性力によりプランジャ１８のみが更に変位可能となるものである。
At this time, when the laminated
また、下ケース１３のプランジャ収容室１３ａ内に収容されるプランジャ１８は、液剤Ｌを吐出しない初期位置と、液剤Ｌを間欠的に吐出する吐出位置との間を上下方向に移動可能に設けられており、積層型圧電素子１４の変位に協働して初期位置から吐出位置に向かって下動する一方、後述するバネ部材１９によって吐出位置から初期位置に向かって上動するように設けられている。
The
また、上記したプランジャ１８は、剛性と耐油性とを有する金属材などを用いて、大径な鍔部１８ａと、この鍔部１８ａの下方に設けられて鍔部１８ａより小径で長尺な軸部１８ｂとが同心的に連接されて段付き円筒状に形成されている。
Further, the above-described
また、プランジャ１８の軸部１８ｂに圧縮バネを用いたバネ部材（以下、圧縮バネと記す）１９が嵌め込まれた状態でプランジャ１８の鍔部１８ａと圧縮バネ１９とが下ケース１３のプランジャ収容室１３ａ内に収容されていると共に、プランジャ１８の軸部１８ｂの下端面１８ｂ１側はリニアベアリング２０とＯリング２１とを順に介して下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に進入している。
Also, the
この際、圧縮バネ１９は、下ケース１３のプランジャ収容室１３ａ内の固定面１３ａ１と、プランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部下面１８ａ２とに当接しており、プランジャ１８が変位していないときに圧縮バネ１９の付勢力でプランジャ１８の鍔部上面１８ａ１が積層型圧電素子１４の他端面１４ｃを押圧しているので、この圧縮バネ１９はプランジャ１８を変位していない初期位置（初期状態）に戻すための復帰用として機能している。
At this time, the
また、下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内の上方部位に設けたリニアベアリング２０は、プランジャ１８の軸部１８ｂを上下方向に移動可能に案内している。
Moreover, the
また、下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内でリニアベアリング２０の下方に設けたリング状のＯリング２１は、この外周部位を液剤収容室１３ｂの内面に嵌め込み、且つ、内周部位をプランジャ１８の軸部１８ｂに摺接させることで、液剤収容室１３ｂ内に収容した液剤Ｌがリニアベアリング２０内及び下ケース１３のプランジャ収容室１３ａ内に流れ込むのを封止している。
Further, the ring-shaped O-
また、液剤吐出用容器１１の側方に、粘性を有する液剤Ｌを貯蔵した液剤貯蔵用タンク３１が設置され、且つ、この液剤貯蔵用タンク３１の上方部位は蓋３２で閉蓋されていると共に、液剤貯蔵用タンク３１の下方部位から下ケース１３の液剤配管口１３ｄに向かってパイプ３３が配管されて、この液剤貯蔵用タンク３１内の液剤Ｌがパイプ３３及び下ケース１３の液剤配管口１３ｄを通って下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に流入可能になっている。
In addition, a liquid
この際、実施例では、上記した液剤Ｌは、０．１〜１０Ｐａｓ（パスカル秒）程度の粘度を有するクリームハンダを用いているが、粘性を有するクリームハンダに限定されるものでなく、粘性を有するインクとか、粘性を有する接着剤などを用いても良いものである。 At this time, in the examples, the above-mentioned liquid L uses cream solder having a viscosity of about 0.1 to 10 Pas (Pascal second), but is not limited to cream solder having viscosity, An ink having viscosity, an adhesive having viscosity, or the like may be used.
また、液剤貯蔵用タンク３１の上方部位に取り付けた蓋３２にはパイプ３４を介して空圧印加手段となるエアポンプ３５が取り付けられている。上記したエアポンプ３５は、エアポンプ低圧駆動回路３６内に設けたスイッチ３６ａと、エアポンプ高圧駆動回路３７内に設けたスイッチ３７ａとが接続されており、後述するように、基材Ｋ上に液剤Ｌを間欠的に吐出する間欠吐出モードではエアポンプ低圧駆動回路３６が作動してエアポンプ３５から後述するエアポンプ低圧駆動電圧パルス波形印加時の低圧空気ＡＰ1（図３）又はエアポンプ低圧駆動電圧連続波形印加時の低圧空気ＡＰ２（図３）がパイプ３４を介して液剤貯蔵用タンク３１内に送り込まれ、一方、基材Ｋ上に液剤Ｌを連続的に吐出する連続吐出モードではエアポンプ高圧駆動回路３７が作動してエアポンプ３５から後述するエアポンプ高圧駆動電圧連続波形印加時の高圧空気ＡＰ３（図４）がパイプ３４を介して液剤貯蔵用タンク３１内に送り込まれるようになっている。
An
尚、この実施例では、エアポンプ３５から低圧空気ＡＰ1（図３）又は低圧空気ＡＰ２（図３）と高圧空気ＡＰ３（図４）とによる３種類を送出可能に構成したが、液剤Ｌの粘度に応じてそれぞれ圧力を可変できる空圧可変型のエアポンプを用いても良い。
In this embodiment, the low-pressure air AP1 (FIG. 3) or the low-pressure air AP2 (FIG. 3) and the high-pressure air AP3 (FIG. 4) can be sent from the
更に、この実施例では、液剤Ｌを下ケース１３のノズル孔１３ｃから基材Ｋに向かって吐出する際に、オン・デマンドな印刷データとなるパターニングデータＰＤがパターニングデータ解析部４１に入力されるようになっており、このパターニングデータ解析部４１でパターニングデータＰＤが間欠吐出パータンデータＰＤ１であるか、それとも連続吐出パータデータＰＤ２であるかを解析して、解析結果を間欠吐出／連続吐出モード選択部４２に知らせている。
Furthermore, in this embodiment, when the liquid agent L is discharged from the
また、間欠吐出／連続吐出モード選択部４２は、間欠吐出モードと連続吐出モードとを切り換えるスイッチ機能を有しており、パターニングデータ解析部４１からの解析結果が間欠吐出パータンデータＰＤ１である場合には間欠吐出モードであると判断してスイッチ４２ａの切片を端子ａ側に切り換えて圧電素子駆動回路１７とエアポンプ低圧駆動回路３６とを作動させ、一方、解析結果が連続吐出パータンデータＰＤ２である場合には連続吐出モードであると判断してスイッチ４２ａの切片を端子ｂ側に切り換えてエアポンプ高圧駆動回路３７を作動させるようになっている。
Further, the intermittent discharge / continuous discharge
そして、図２に示した状態は、実施例の液剤噴射アセンブリ１０が初期状態（非動作状態）であるので、上ケース１２の圧電素子収容室１２ａ内に収容されている積層型圧電素子１４は変位せずに、この長手方向の他端面１４ｃが初期位置に至っていると共に、圧縮バネ１９の付勢力によってプランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１が積層型圧電素子１４の長手方向の他端面１４ｃを押している。
The state shown in FIG. 2 is the initial state (non-operating state) of the
上記に伴って、プランジャ１８は、下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内にリニアベアリング２０とＯリング２１とを介して進入した軸部１８ｂの下端面１８ａがノズル孔１３ｃから離れた上方の初期位置に至っているので、液剤収容室１３ｂ内に収容された液剤Ｌは粘性と毛細管現象とによって下ケース１３のノズル孔１３ｃから吐出することなく液剤吐出待機状態である。
Accordingly, the
更に、液剤噴射アセンブリ１０が初期状態（非動作状態）であるときには、パターニングデータＰＤが入力されないので、パターニングデータ解析部４１は作動せず、これに伴って、間欠吐出／連続吐出モード選択部４２内のスイッチ４２ａの切片は端子ａ側に切り換えられているが、初期状態時にスイッチ４２ａの切片が端子ｂ側に切り換えられていても支障は生じない。
Further, when the
また、エアポンプ低圧駆動回路３６内のスイッチ３６ａの切片は端子ｂ側に切り換えられ、且つ、エアポンプ高圧駆動回路３７内のスイッチ３７ａの切片も端子ｂ側に切り換えられているので、エアポンプ３５は作動できない状態に至っている。
Further, since the intercept of the switch 36a in the air pump low
次に、本発明に係る実施例の液剤吐出装置１（図１）を動作させて、実施例の液剤噴射アセンブリ１０により基材Ｋ上に液剤Ｌを間欠的に吐出させる間欠吐出モードについて図３，図５（ａ），図６を用いて説明する。
Next, an intermittent discharge mode in which the liquid agent discharge apparatus 1 (FIG. 1) according to the embodiment of the present invention is operated and the liquid agent L is intermittently discharged onto the substrate K by the liquid
図３に示した如く、実施例の液剤噴射アセンブリ１０が間欠吐出モードに至っているときには、図５（ａ）に示した如く、基材ＫをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させながら液剤噴射アセンブリ１０（図３）により基板Ｋ上に液剤Ｌを間欠的に吐出させると、液剤Ｌによるドットが基板Ｋ上に離散的に印刷された間欠吐出パターンが得られる。
As shown in FIG. 3, when the liquid
即ち、図３に示したように、液剤噴射アセンブリ１０が間欠吐出モードに至っているときには、入力したパターニングデータＰＤがパターニング解析部４１で間欠吐出パータンデータＰＤ１であると解析されるので、間欠吐出／連続吐出モード選択部４２内に設けたスイッチ４２の切片を端子ａ側に切り換えて、圧電素子駆動回路１７とエアポンプ低圧駆動回路３６とを作動させる。
That is, as shown in FIG. 3, when the
そして、間欠吐出モード時には圧電素子駆動回路１７内で図６に示したような数１０Ｈｚ〜数１００Ｈｚのパルス状の圧電素子駆動電圧波形を生成し、この圧電素子駆動電圧波形を図３に示したようにワイヤ１６を介して積層型圧電素子１４に印加すると、圧電素子駆動電圧波形がハイレベルＨのときに積層型圧電素子１４が矢印方向に向かって高速に変位して積層型圧電素子１４の他端面１４ｃがプランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１を押圧し、積層型圧電素子１４の他端面１４ｃとプランジャ１８の鍔部１８ａの鍔部上面１８ａ１とが接着されている場合には積層型圧電素子１４と一体となってプランジャ１８が圧縮バネ１９の付勢力に抗して初期位置から吐出位置に向かって所定量変位するので、プランジャ１８の軸部１８ｂの下端面１８ｂ１で下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に収容された液剤Ｌを下ケース１３のノズル孔１３ｃから吐出させている。
Then, in the intermittent discharge mode, a pulsed piezoelectric element driving voltage waveform of several tens Hz to several hundreds Hz as shown in FIG. 6 is generated in the piezoelectric
一方、圧電素子駆動電圧波形がローレベルＬ（＝０）のときには、積層型圧電素子１４の他端面１４ｃが初期位置に戻ると共に、圧縮バネ１９の付勢力によりプランジャ１８も初期位置に戻るので液剤Ｌは下ケース１３のノズル孔１３ｃから吐出できない。
On the other hand, when the piezoelectric element drive voltage waveform is at the low level L (= 0), the
従って、ハイレベルＨとローレベルＬとを繰り返したパルス状の圧電素子駆動電圧波形を積層型圧電素子１４に印加することで、積層型圧電素子１４を介してプランジャ１８が上下動を繰り返すので、基材Ｋ上に下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に収容された液剤Ｌを下ケース１３のノズル孔１３ｃから間欠的に吐出させることができる。
Therefore, by applying a pulse-shaped piezoelectric element driving voltage waveform in which the high level H and the low level L are repeated to the multilayer
また、間欠吐出モード時には、図６に示したように、エアポンプ低圧駆動回路３６内が、下記するように、エアポンプ低圧駆動電圧パルス波形印加による第１の方法及びエアポンプ低圧駆動電圧連続波形印加による第２の方法のいずれか一方の方法を用いるように設定されており、第１又は第２の方法を用いてエアポンプ３５を駆動制御している。
In the intermittent discharge mode, as shown in FIG. 6, the air pump low-
まず、間欠吐出モード時に、第１の方法を用いる場合には、エアポンプ低圧駆動回路３６内に設けたスイッチ３６ａの切片が端子ａと端子ｂとの間でオン／オフ制御されており、図６に示したように、圧電素子駆動回路１７から出力される圧電素子駆動電圧波形がローレベルＬのときに、エアポンプ低圧駆動回路３６内でハイレベルＰ１のエアポンプ低圧駆動電圧パルス波形を生成し、このハイレベルＰ１のエアポンプ低圧駆動電圧パルス波形を切片が端子ａ側に切り換えられたスイッチ３６ａを経てエアポンプ３５に印加してエアポンプ３５をオン制御することで、図３に示したようにエアポンプ３５から大気圧（＝１０１３ｈＰａ）よりも大きな値の低圧空気ＡＰ１がパイプ３４を介して液剤貯蔵用タンク３１内に間欠的に送り込まれる。これにより、液剤Ｌが下ケース１３のノズル孔１３ｃから間欠的に吐出された直後に吐出した液剤Ｌの吐出量分だけ低圧空気ＡＰ１で液剤貯蔵用タンク３１内の液剤Ｌを下ケース１３の液剤配管口１３ｄに押し出して下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に補充しているので、下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内で液剤Ｌが不足することはない。
First, when the first method is used in the intermittent discharge mode, the intercept of the switch 36a provided in the air pump low-
一方、圧電素子駆動回路１７から出力される駆動電圧波形がハイレベルＨのときには、エアポンプ低圧駆動回路３６内でローレベルＬ（＝０）のエアポンプ低圧駆動電圧パルス波形を生成し、このローレベルＬのエアポンプ低圧駆動電圧パルス波形を切片が端子ｂ側に切り換えられたスイッチ３６ａを経てエアポンプ３５に印加してエアポンプ３５をオフ制御させることにより、低圧空気ＡＰ１が液剤貯蔵用タンク３１内に送り込まれないために、液剤貯蔵用タンク３１内の液剤Ｌは下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に流入しない。
On the other hand, when the drive voltage waveform output from the piezoelectric
次に、間欠吐出モード時に、第２の方法を用いる場合には、エアポンプ低圧駆動回路３６内に設けたスイッチ３６ａの切片が端子ａ側に切り換えられており、且つ、エアポンプ低圧駆動回路３６内で上記したエアポンプ低圧駆動電圧パルス波形印加時のハイレベルＰ１に対して略２／３倍程度低いハイレベルＰ２のエアポンプ低圧駆動電圧連続波形を生成し、このハイレベルＰ２のエアポンプ低圧駆動電圧連続波形をエアポンプ３５に印加してエアポンプ３５をオン制御することで、図３に示したようにエアポンプ３５から大気圧よりも大きな値で且つ上記した低圧空気ＡＰ１に対して略２／３程度低い低圧空気ＡＰ２がパイプ３４を介して液剤貯蔵用タンク３１内に連続的に送り込まれる。これにより、液剤Ｌが下ケース１３のノズル孔１３ｃから間欠的に吐出された直後に吐出した液剤Ｌの吐出量分だけ低圧空気ＡＰ２で液剤貯蔵用タンク３１内の液剤Ｌを下ケース１３の液剤配管口１３ｄに押し出して下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に補充しているので、下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内で液剤Ｌが不足することはない。
Next, in the intermittent discharge mode, when the second method is used, the intercept of the switch 36a provided in the air pump low-
従って、間欠吐出モード時にエアポンプ３５により液剤貯蔵用タンク３１内に大気圧よりも大きな値の低圧空気をパルス状又は連続的に印加することで、液剤貯蔵用タンク３１内から常に一定量の液剤Ｌを下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に供給しながら間欠的に吐出することができる。
Therefore, a constant amount of the liquid L is always supplied from the
次に、本発明に係る実施例の液剤吐出装置１（図１）を動作させて、実施例の液剤噴射アセンブリ１０により基材Ｋ上に液剤Ｌを連続的に吐出させる連続吐出モードについて図４，図５（ｂ），図６を用いて説明する。
Next, a continuous discharge mode in which the liquid agent discharge apparatus 1 (FIG. 1) according to the embodiment of the present invention is operated and the liquid agent L is continuously discharged onto the substrate K by the liquid
図４に示した如く、実施例の液剤噴射アセンブリ１０が連続吐出モードに至っているときには、図５（ｂ）に示した如く、基材ＫをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させながら液剤噴射アセンブリ１０（図４）により基板Ｋ上に液剤Ｌを連続的に吐出させると、液剤Ｌによる線が基板Ｋ上に連続して印刷された連続吐出パターンが得られる。
As shown in FIG. 4, when the
即ち、図４に示したように、液剤噴射アセンブリ１０が連続吐出モードに至っているときには、入力したパターニングデータＰＤがパターニング解析部４１で連続吐出パータンデータＰＤ２であると解析されるので、間欠吐出／連続吐出モード選択部４２内に設けたスイッチ４２ａの切片を端子ｂ側に切り換えて、エアポンプ高圧駆動回路３７を作動させる。
That is, as shown in FIG. 4, when the
この連続吐出モードでは、圧電素子駆動回路１７が作動しないために積層型圧電素子１４は初期状態を保っていると共に、プランジャ１８も圧縮バネ１９の付勢力により上動した初期位置に至っているので、積層型圧電素子１４とプランジャ１８とによる液剤Ｌの吐出は行なわれない。
In this continuous discharge mode, since the piezoelectric
そして、連続欠吐出モード時には、図６に示したように、エアポンプ高圧駆動回路３７内で先に説明したエアポンプ低圧駆動電圧パルス波形のハイレベルＰ１に対して略４／３倍程度、又は、エアポンプ低圧駆動電圧連続波形のハイレベルＰ２に対して略２倍程度大きなレベルであるハイレベルＰ３のポンプ高圧駆動電圧連続波形を生成し、このエアポンプ高圧駆動電圧連続波形を切片が端子ａ側に切り換えられたスイッチ３７ａを経てエアポンプ３５に印加してオン制御することで、図４に示したようにエアポンプ３５から先に説明したエアポンプ低圧駆動電圧パルス波形印加時の低圧空気ＡＰ１に対して略４／３倍程度、又は、エアポンプ低圧駆動電圧連続波形印加時の低圧空気ＡＰ２（図３）に対して２倍程度大きな値の高圧空気ＡＰ３がパイプ３４を介して液剤貯蔵用タンク３１内に連続的に送り込まれるので、高圧空気ＡＰ３で液剤貯蔵用タンク３１内の液剤Ｌを下ケース１３の液剤配管口１３ｄに押し出して下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に液剤Ｌが連続的に供給されると共に、基材Ｋ上に下ケース１３の液剤収容室１３ｂ内に供給された液剤Ｌを下ケース１３のノズル孔１３ｃから連続的に吐出させることができる。
In the continuous non-discharge mode, as shown in FIG. 6, the air pump is about 4/3 times the high level P1 of the air pump low pressure driving voltage pulse waveform described above in the air pump high
上記した本発明に係る液剤吐出装置１によれば、粘性を有する液剤Ｌを被印刷物となる基材Ｋに向かって吐出させる方式に積層型圧電素子１４とプランジャ１８とが適用され、且つ、液剤Ｌを供給する方式に大気圧よりも大きな圧の空気を液剤貯蔵用タンク３１内に印加する空圧印加方式が適用されているために、応答性の良い積層型圧電素子１４により迅速な液剤吐出動作が可能となるので基材Ｋに対して印刷効率が向上すると共に、液剤Ｌを液剤貯蔵用タンク３１内に作業性良く貯蔵でき、更に、液剤Ｌを収納する容器１１内で液剤Ｌが不足することはないので、液剤吐出装置１の信頼性向上に寄与できる。
According to the above-described liquid agent discharge device 1 according to the present invention, the laminated
また、粘性を有する液剤Ｌを被印刷物となる基材Ｋに向かって吐出させる際に、液剤吐出装置１は、積層型圧電素子１４とプランジャ１８とにより液剤Ｌを容器１１内に設けたノズル孔１３ｃから基材Ｋに向かって間欠的に吐出させる液剤間欠吐出手段と、液剤Ｌを貯蔵する液剤貯蔵用タンク３１内に所定圧の空気を連続的に印加して、貯蔵した液剤Ｌを容器１１内に連続的に供給しながらノズル孔１３ｃから基材Ｋに向かって連続的に吐出させる液剤連続吐出手段と、印刷データＰＤが間欠吐出モードデータＰＤ１であるか、それとも連続吐出モードデータＰＤ２であるかを解析する解析手段４１と、液剤間欠吐出手段と液剤連続吐出手段とを解析手段４１の解析結果に応じて選択的に動作させるように切り換える間欠吐出／連続吐出モード選択手段４２とを備えているので、間欠吐出モードと連続吐出モードとを選択的に切り換えることにより液剤吐出装置１に対して多機能化を図ることができるので、使い勝手の良い液剤吐出装置１を提供することができる。また、液剤間欠吐出手段と液剤連続吐出手段とを印刷データに応じて自動的に切り換え制御できるので、液剤吐出装置１に対してより一層使い勝手を向上させることができる。
Further, when the viscous liquid agent L is discharged toward the substrate K to be printed, the liquid agent discharge device 1 has a nozzle hole in which the liquid agent L is provided in the
次に、上記した液剤吐出装置１を適用した際に、本発明に係る液剤吐出方法について、先に説明した図１及び図２と、新たな図７及び図８とを用いて説明する。 Next, when the above-described liquid agent discharge apparatus 1 is applied, a liquid agent discharge method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 described above and new FIGS. 7 and 8.
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る液剤吐出方法に対する比較例を模式的に示した図である。また、図８（ａ），（ｂ）は本発明に係る液剤吐出方法を模式的に示した図である。 FIGS. 7A and 7B are diagrams schematically showing a comparative example for the liquid agent discharge method according to the present invention. FIGS. 8A and 8B are views schematically showing a liquid agent discharge method according to the present invention.
前述の図１〜図３を用いて説明したように、液剤吐出装置１内で、液剤噴射アセンブリ１０と被印刷物となる基材ＫとがＸ軸方向及びＹ軸方向に相対的に移動可能になっているが、例えば基材Ｋを載置したＸ軸移動台３及びＹ軸移動台４がＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する際に、両移動台３，４の質量が大きい場合に両移動台３，４に慣性力が生じる。
As described above with reference to FIGS. 1 to 3, the liquid
また、実施例と異なって、液剤噴射アセンブリ１０を移動させる構造を適用した場合でも、液剤噴射アセンブリ１０の質量が大きい場合に液剤噴射アセンブリ１０に慣性力が生じる。
Unlike the embodiment, even when a structure for moving the
このようにＸ軸移動台３及びＹ軸移動台４、又は、液剤噴射アセンブリ１０が移動するときに慣性力が生じる場合に、本発明に係る液剤吐出方法に対する比較例を図７（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
When inertia force is generated when the X-axis moving table 3 and the Y-axis moving table 4 or the liquid
図７（ａ）に示したように、Ｘ軸移動台３及びＹ軸移動台４、又は、液剤噴射アセンブリ１０を基材Ｋに対してＸ軸方向とＹ軸方向とにジクザグに連続させたドットの軌跡Ｄｘｙに沿うように移動して、図７（ｂ）に示したように、基材Ｋ上に吐出した液剤Ｌによるドットを印刷したときに、ドットの軌跡Ｄｘｙの折り返し点（又は屈曲点）において上記した慣性力によりドットの吐出位置ズレが生じてしまい、Ｘ軸方向の両端側の各ドットがＹ軸方向に沿って波打ってしまうので、外周側の印刷パターンの品位が低下してしまう。
As shown in FIG. 7A, the X-axis moving table 3 and the Y-axis moving table 4 or the liquid
そこで、比較例の問題点を解決できる本発明に係る液剤吐出方法を図８（ａ），（ｂ）を用いて説明する。 Therefore, a liquid agent discharge method according to the present invention that can solve the problems of the comparative example will be described with reference to FIGS.
図８（ａ）に示したように、Ｘ軸移動台３及びＹ軸移動台４、又は、液剤噴射アセンブリ１０を移動する際に、被印刷物となる基材Ｋ上に吐出させる液剤Ｌによるドットの移動軌跡を、基材Ｋの矩形枠に沿った外周側のドットの軌跡Ｄｏｕｔと、基材Ｋの内側でＸ軸方向とＹ軸方向とにジクザグに連続させた内周側のドットの軌跡Ｄｉｎとに分けて設定し、図８（ｂ）に示したように、とくに、基材Ｋの外周側に対しては外周側のドットの軌跡Ｄｏｕｔに沿って液剤Ｌを一筆書きするように連続的に吐出させて連続したドットの線を基材Ｋ上に印刷している。
As shown in FIG. 8A, when moving the X-axis moving table 3 and the Y-axis moving table 4 or the liquid
これにより、移動するＸ軸移動台３及びＹ軸移動台４、又は、液剤噴射アセンブリ１０に慣性力が生じても、Ｘ軸方向（又はＹ軸方向）の両端側の各ドットがＹ軸方向（又はＸ軸方向）に沿って波打ちすることなく直線的に印刷されるために、外周側の印刷パターンの品位を向上させることができる。
As a result, even if inertial force is generated in the moving X-axis moving table 3 and Y-axis moving table 4 or the liquid
一方、内周側のドットの軌跡Ｄｉｎに沿って液剤Ｌを基材Ｋ上に印刷する場合には、移動するＸ軸移動台３及びＹ軸移動台４、又は、液剤噴射アセンブリ１０に生じた慣性力による印刷パターンの品位劣化が目立たないために支障が生じない。
On the other hand, when the liquid agent L is printed on the base material K along the locus Din of the dot on the inner peripheral side, it occurs in the moving X-axis moving table 3 and the Y-axis moving table 4 or the liquid
この際、外周側のドットの軌跡Ｄｏｕｔと、内周側のドットの軌跡Ｄｉｎとのどちらを先に印刷しても良いものである。 At this time, either the outer peripheral dot trajectory Dout or the inner peripheral dot trajectory Din may be printed first.
１…液剤吐出装置、
２…ベース台、３…Ｘ軸移動台、４…Ｙ軸移動台、
５，６…第1，第２エンコーダ付きステッピングモータ、
１０…液剤噴射アセンブリ、
１１…液剤吐出用容器、
１２…上ケース、１２ａ…圧電素子収容室、１２ａ１…圧電素子収容室の内部上面、
１２ｂ…ワイヤ孔、
１３…下ケース、１３ａ…プランジャ収容室、１３ｂ…液剤収容室、
１３ｃ…ノズル孔、１３ｄ…液剤配管口、
１４…積層型圧電素子、１４ａ…円筒状外周面、１４ｂ…一端面、１４ｃ…他端面、
１５…接着剤、１６…ワイヤ、１７…圧電素子駆動回路、
１８…プランジャ、１８ａ…鍔部、１８ａ１…鍔部上面、１８ａ２…鍔部下面、
１８ｂ…軸部、１８ｂ１…軸部の下端面、
１９…バネ部材（圧縮バネ）、２０…リニアベアリング、２１…Ｏリング、
３１…液剤貯蔵用タンク、３２…蓋、３３，３４…パイプ、３５…エアポンプ、
３６…エアポンプ低圧駆動回路、３６ａ…スイッチ、
３７…エアポンプ高圧駆動回路、３７ａ…スイッチ、
４１…パターニングデータ解析部、
４２…間欠吐出／連続吐出モード選択部、４２ａ…スイッチ、
ＡＰ１，ＡＰ２…低圧空気、ＡＰ３…高圧空気、Ｋ…被印刷物（基材）、Ｌ…液剤、
ＰＤ…パターニングデータ、
ＰＤ１…間欠吐出パータンデータ、ＰＤ２…連続吐出パータデータ、
Ｄｏｕｔ…外周側のドットの軌跡、Ｄｉｎ…内周側のドットの軌跡。
1 ... Liquid dispenser,
2 ... Base table, 3 ... X-axis moving table, 4 ... Y-axis moving table,
5, 6 ... Stepping motor with first and second encoders,
10 ... Liquid injection assembly,
11 ... Container for discharging liquid agent,
12 ... Upper case, 12a ... Piezoelectric element accommodation chamber, 12a1 ... Internal upper surface of the piezoelectric element accommodation chamber,
12b ... Wire hole,
13 ... Lower case, 13a ... Plunger accommodating chamber, 13b ... Liquid agent accommodating chamber,
13c ... Nozzle hole, 13d ... Liquid agent piping port,
14 ... laminated piezoelectric element, 14a ... cylindrical outer peripheral surface, 14b ... one end face, 14c ... the other end face,
15 ... Adhesive, 16 ... Wire, 17 ... Piezoelectric element drive circuit,
18 ... Plunger, 18a ... collar part, 18a1 ... collar part upper surface, 18a2 ... collar part lower surface,
18b ... shaft part, 18b1 ... lower end surface of the shaft part,
19 ... Spring member (compression spring), 20 ... Linear bearing, 21 ... O-ring,
31 ... Tank for storing liquid agent, 32 ... Lid, 33, 34 ... Pipe, 35 ... Air pump,
36 ... Air pump low pressure drive circuit, 36a ... Switch,
37 ... Air pump high pressure drive circuit, 37a ... Switch,
41 ... patterning data analysis unit,
42 ... intermittent discharge / continuous discharge mode selection unit, 42a ... switch,
AP1, AP2 ... low pressure air, AP3 ... high pressure air, K ... substrate (substrate), L ... liquid agent,
PD: Patterning data,
PD1 ... intermittent discharge pattern data, PD2 ... continuous discharge pattern data,
Dout: locus of dots on the outer circumference side, Din: locus of dots on the inner circumference side.
Claims (5)
駆動電圧波形の印加に伴って積層方向に変位する積層型圧電素子と、
前記液剤を収容する液剤収容室と、この液剤収容室内に収容した前記液剤を吐出するノズル孔とを有する容器と、
前記容器内で前記液剤を吐出しない初期位置と前記液剤を吐出する吐出位置との間を移動可能に設けられ、且つ、前記積層型圧電素子の変位に協働して前記初期位置から前記吐出位置に移動する動作に伴って前記液剤を押しながら該液剤を前記ノズル孔から前記被印刷物に向かって吐出させるプランジャと、
前記プランジャを前記初期位置に戻すように付勢するバネ部材と、
前記液剤を貯蔵する液剤貯蔵用タンクと、
前記液剤貯蔵用タンク内に大気圧よりも大きな圧の空気を印加して、貯蔵された前記液剤を吐出させた吐出量分だけ前記液剤収容室内に押し出すための空圧印加手段と、
を備えたことを特徴とする液剤吐出装置。 In the liquid agent discharge device that discharges the liquid agent having viscosity toward the printing material,
A laminated piezoelectric element that is displaced in the laminating direction with application of a drive voltage waveform;
A container having a liquid agent storage chamber for storing the liquid agent, and a nozzle hole for discharging the liquid agent stored in the liquid agent storage chamber;
It is provided in the container so as to be movable between an initial position where the liquid agent is not discharged and a discharge position where the liquid agent is discharged, and in cooperation with the displacement of the multilayer piezoelectric element, the discharge position from the initial position. A plunger that discharges the liquid agent from the nozzle hole toward the printing material while pushing the liquid agent with the movement to
A spring member for biasing the plunger back to the initial position;
A liquid storage tank for storing the liquid,
Air pressure application means for applying air having a pressure greater than atmospheric pressure into the liquid agent storage tank and pushing out the stored liquid agent into the liquid agent storage chamber by a discharge amount;
A liquid agent discharge device comprising:
積層型圧電素子とプランジャとにより前記液剤を容器内に設けたノズル孔から前記被印刷物に向かって間欠的に吐出させる液剤間欠吐出手段と、
前記液剤を貯蔵する液剤貯蔵用タンク内に所定圧の空気を連続的に印加して、貯蔵した前記液剤を前記容器内に連続的に供給しながら前記ノズル孔から前記被印刷物に向かって連続的に吐出させる液剤連続吐出手段と、
を備えたことを特徴とする液剤吐出装置。 In the liquid agent discharge device that discharges the liquid agent having viscosity toward the printing material,
Liquid agent intermittent discharge means for discharging the liquid agent intermittently from the nozzle hole provided in the container to the substrate by a laminated piezoelectric element and a plunger;
A predetermined pressure of air is continuously applied to the liquid agent storage tank for storing the liquid agent, and the stored liquid agent is continuously supplied into the container while being continuously supplied from the nozzle hole toward the substrate. Liquid agent continuous discharge means to be discharged to,
A liquid agent discharge device comprising:
積層型圧電素子とプランジャとにより前記液剤を容器内に設けたノズル孔から前記被印刷物に向かって間欠的に吐出させる液剤間欠吐出手段と、
前記液剤を貯蔵する液剤貯蔵用タンク内に所定圧の空気を連続的に印加して、貯蔵した前記液剤を前記容器内に連続的に供給しながら前記ノズル孔から前記被印刷物に向かって連続的に吐出させる液剤連続吐出手段と、
印刷データが間欠吐出モードデータであるか、それとも連続吐出モードデータであるかを解析する解析手段と、
前記液剤間欠吐出手段と前記液剤連続吐出手段とを前記解析手段の解析結果に応じて選択的に動作させるように切り換える間欠吐出／連続吐出モード選択手段と、
を備えたことを特徴とする液剤吐出装置。 In the liquid agent discharge device that discharges the liquid agent having viscosity toward the printing material,
Liquid agent intermittent discharge means for discharging the liquid agent intermittently from the nozzle hole provided in the container to the substrate by a laminated piezoelectric element and a plunger;
A predetermined pressure of air is continuously applied to the liquid agent storage tank for storing the liquid agent, and the stored liquid agent is continuously supplied into the container while being continuously supplied from the nozzle hole toward the substrate. Liquid agent continuous discharge means to be discharged to,
An analysis means for analyzing whether the print data is intermittent discharge mode data or continuous discharge mode data;
Intermittent discharge / continuous discharge mode selection means for switching the liquid agent intermittent discharge means and the liquid agent continuous discharge means to selectively operate according to the analysis result of the analysis means;
A liquid agent discharge device comprising:
前記被印刷物上に吐出させる前記液剤によるドットの移動軌跡を、前記被印刷物の枠に沿った外周側のドットの軌跡と、前記被印刷物の内側でＸ軸方向とＹ軸方向とにジクザグに連続させた内周側のドットの軌跡とに分けて設定し、前記被印刷物の外周側に対しては前記外周側のドットの軌跡に沿って前記液剤を一筆書きするように連続的に吐出させることを特徴とする液剤吐出方法。 The liquid agent is discharged from the nozzle hole to the printing material by relatively moving the liquid material discharging means for discharging the viscous liquid material from the nozzle hole and the printing material in the X axis direction and the Y axis direction orthogonal to each other. In the liquid agent discharge method of discharging toward the
The movement trajectory of the dots by the liquid agent discharged onto the substrate is continuously zigzag in the X axis direction and the Y axis direction on the outer periphery side along the frame of the substrate and the inner side of the substrate. And separately discharging the liquid agent to the outer peripheral side of the substrate so that the liquid agent is written along the outer peripheral dot trajectory. A liquid agent discharge method characterized by the above.
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- 2008-12-09 JP JP2008313515A patent/JP2010137127A/en active Pending
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