JP2010253439A - 液剤吐出方法及び液剤吐出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液剤を吐出させる液剤吐出アセンブリを印刷パターンに応じて傾動させることができる液剤吐出方法を提供する。
【解決手段】印刷データDから印刷基材IK上に印刷する印刷パターンが曲線パターン又はコーナーパターンであるか、それとも、直線パターンであるかを解析する印刷パターン解析ステップと、印刷パターン解析ステップで印刷パターンが曲線パターン又はコーナーパターンであると解析された場合に液剤吐出アセンブリ10を印刷基材IKに対して略垂直に支持して液剤Lをノズル孔13cから印刷基材IKに向かって略垂直に吐出させる一方、印刷パターンが直線パターンBPであると解析された場合に液剤吐出アセンブリ10を印刷基材IKに対して斜めに支持して液剤Lをノズル孔13cから印刷基材IKに向かって斜めに吐出させる液剤吐出制御ステップと、を有する液剤吐出方法である。
【選択図】図4
【解決手段】印刷データDから印刷基材IK上に印刷する印刷パターンが曲線パターン又はコーナーパターンであるか、それとも、直線パターンであるかを解析する印刷パターン解析ステップと、印刷パターン解析ステップで印刷パターンが曲線パターン又はコーナーパターンであると解析された場合に液剤吐出アセンブリ10を印刷基材IKに対して略垂直に支持して液剤Lをノズル孔13cから印刷基材IKに向かって略垂直に吐出させる一方、印刷パターンが直線パターンBPであると解析された場合に液剤吐出アセンブリ10を印刷基材IKに対して斜めに支持して液剤Lをノズル孔13cから印刷基材IKに向かって斜めに吐出させる液剤吐出制御ステップと、を有する液剤吐出方法である。
【選択図】図4
Description
本発明は、粘性がある液剤を吐出させるノズル孔を有する液剤吐出アセンブリと、印刷基材とをX軸方向及び該X軸方向と直交するY軸方向の少なくとも一方の方向に相対的に移動させ、入力された印刷データに基いて液剤をノズル孔から吐出させて印刷する液剤吐出方法及び液剤吐出装置に関するものである。
一般的に、液剤吐出アセンブリの容器内に収容された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の下方に形成したノズル孔から印刷基材に向かって吐出させる液剤吐出装置は、各種の構造形態があり多用されているが、液剤吐出アセンブリと印刷基材とが相対移動可能に構成されている。
例えば、粘性を有するインクを吐出す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の製造などに適用され、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。
この種の液剤吐出装置の一例として、圧電アクチュエータとプランジャとにより高精度に液滴を射出できる液滴射出装置がある(例えば、特許文献1参照)。
また、接着剤や半田などの液剤を実装基板上に塗布するためのディスペンサに関し、粘性を有する液剤の粘度を下げて吐出し易くするために液剤を加熱する必要がある場合に、ノズルと、シリンジとを温度管理することにより、塗布時の液剤の粘性を一定にして安定した塗布を行なうことができるディスペンサがある(例えば、特許文献2参照)。
図13は従来例1の液滴射出装置を示した縦断面図である。また、図14は従来例1の液滴射出装置において、垂直吐出時に印刷パターンが直線パターンである場合を示した図である。
更に、図15は従来例2のディスペンサを説明するための図である。
まず、図13に示した従来例1の液滴射出装置は、特許文献1に開示されているものであり、ここでは特許文献1を参照して簡略に説明する。
図13に示した如く、従来例1の液滴射出装置100では、ケーシング101が上方から下方に向かって蓋板部101aと駆動ケース部101bと射出ケース部101cとで細長く形成されている。
また、ケーシング101の駆動ケース部101bの孔101b1内に、素子ホルダー102が収納されている。この素子ホルダー102は、積層型圧電素子103を収納するための収納孔102aと、収納孔102aの下方に形成した連結アーム102bと、連結アーム102bの上部から収納孔102aの両側に沿って左右対称にバネ性を有して延出させた一対の弾性部102c,102dと、連結アーム102bの下端に形成した歯合い面102eとを有している。
また、ケーシング101の射出ケース部101cのシリンダ孔101c1内には、プランジャ104がこの上端に形成した噛合い部104aを素子ホルダー102の下端に形成した歯合い面102eに締付ネジ105により締結した状態で収納されている。
そして、素子ホルダー102の収納孔102a内に積層型圧電素子103を収納し、且つ、素子ホルダー102の下端にプランジャ104を締結した後に、素子ホルダー102の上部がケーシング101の蓋板部101aの裏面にボルト106によりされている。
また、ケーシング101の射出ケース部101cの下端側に供給リング107を介して射出ノズル108が取り付けられており、且つ、射出ノズル108は供給リング107の下方に液剤(液滴)Lを収納する液溜室108aと、液剤Lを射出する射出孔108bとが形成されている。
また、ケーシングの射出ケース部101cの側方に、液剤Lを供給するための供給口管109が接続されており、この供給口管109から供給した液剤Lは射出ケース部101c内に形成した供給路101c2を通って射出ノズル108の液溜室108a内に収容されている。
そして、上記のように構成した従来例1の液滴射出装置100によれば、積層型圧電素子103の変位によって移動するプランジャ104の下端部104bで射出ノズル108の液溜室108a内に収容した液剤Lを押圧することにより、液剤Lが射出ノズル108の射出孔108bから高精度に射出できる旨が開示されている。
次に、図15に示した従来例2のディスペンサ200では、圧力を加えることにより液剤を押し出すことができるシリンジ201と、このシリンジ201の先端に取り付けられたノズル202とを有し、シリンジ201の部分に第1の温調装置203を取り付けて液剤の保存温度を管理し、且つ、ノズル202の近傍に第2の温調装置204を取り付けて液剤の塗布温度を管理するように構成されている。
ところで、特許文献1に開示された従来例1の液滴射出装置100では、ケーシング101が略垂直に起立しているので、射出ノズル108の射出孔108bから略垂直に射出された液剤Lが不図示の印刷基材上に着弾したときの1ドットの着弾形状は図14に示したように円形となり、円形ドットの連続で直線パターンLPを例えばX軸方向及びY軸方向に沿って印刷しようとすると、各円形ドットの一部が重なるように吐出を行なう必要があるために、直線パターンLPの印刷に多大な時間を必要とすると共に、直線パターンLPの両サイドエッジに波打ちが生じるので直線パターンLPの線幅がばらついてしまうという問題がある。
また、特許文献2に開示された従来例2のディスペンサ200は、先に図15を用いて説明したように、シリンジ201内の液剤を温度管理する第1の温調装置203と、ノズル202内の液剤を温度管理する第2の温調装置204とを備えているものの、液剤収納用として体積が大きいシリンジ201に温調をかけるために、吐出する量以外のシリンジ201に収容された液剤分まで加熱されてしまうので、シリンジ201内に収容した液剤が物性変化を引き起こしてしまい、塗布を良好に行なうことがでないという問題が生じる。
更に、特許文献1に開示された従来例1の液滴射出装置100において、液剤Lをサービス性良く交換する場合に、プランジャ104に付着した液剤Lを掻き落す技術的思想や、液剤Lの種類に応じて吐出量を制御する技術的思想などについて何等の開示もない。
そこで、粘性がある液剤を吐出させるノズル孔を有する液剤吐出アセンブリと、印刷基材とをX軸方向及び該X軸方向と直交するY軸方向の少なくとも一方の方向に相対的に移動させ、入力された印刷データに基いて液剤をノズル孔から印刷基材上に吐出させて印刷する際に、短時間で所望の印刷パターンを精度良く印刷できる液剤吐出方法及び液剤吐出装置を提供することを目的とする。また、液剤の種類に応じて液剤吐出アセンブリ内の各設定値を設定することができ、更に、液剤をサービス性良く交換することができる液剤吐出装置を提供することを目的とする。
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、粘性がある液剤を吐出させるノズル孔を有する液剤吐出アセンブリと、印刷基材とをX軸方向及び該X軸方向と直交するY軸方向の少なくとも一方の方向に相対的に移動させ、入力された印刷データに基いて前記液剤を前記ノズル孔から前記印刷基材上に吐出させて印刷する液剤吐出方法において、
前記印刷データから前記印刷基材上に印刷する印刷パターンが曲線パターン又はコーナーパターンであるか、それとも、直線パターンであるかを解析する印刷パターン解析ステップと、
前記印刷パターン解析ステップで前記印刷パターンが前記曲線パターン又は前記コーナーパターンであると解析された場合に前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して略垂直に支持して前記液剤を前記ノズル孔から前記印刷基材に向かって略垂直に吐出させる一方、前記印刷パターンが前記直線パターンであると解析された場合に前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して斜めに支持して前記液剤を前記ノズル孔から前記印刷基材に向かって斜めに吐出させる液剤吐出制御ステップと、
を有することを特徴とする液剤吐出方法である。
前記印刷データから前記印刷基材上に印刷する印刷パターンが曲線パターン又はコーナーパターンであるか、それとも、直線パターンであるかを解析する印刷パターン解析ステップと、
前記印刷パターン解析ステップで前記印刷パターンが前記曲線パターン又は前記コーナーパターンであると解析された場合に前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して略垂直に支持して前記液剤を前記ノズル孔から前記印刷基材に向かって略垂直に吐出させる一方、前記印刷パターンが前記直線パターンであると解析された場合に前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して斜めに支持して前記液剤を前記ノズル孔から前記印刷基材に向かって斜めに吐出させる液剤吐出制御ステップと、
を有することを特徴とする液剤吐出方法である。
また、第2の発明は、粘性がある液剤を吐出させるノズル孔を有する液剤吐出アセンブリと、印刷基材とをX軸方向及び該X軸方向と直交するY軸方向の少なくとも一方の方向に相対的に移動させ、入力された印刷データに基いて前記液剤を前記ノズル孔から前記印刷基材上に吐出させて印刷する液剤吐出装置において、
前記印刷データから前記印刷基材上に印刷する印刷パターンが曲線パターン又はコーナーパターンであるか、それとも、直線パターンであるかを解析する印刷パターン解析手段と、
前記印刷パターン解析手段で前記印刷パターンが前記曲線パターン又は前記コーナーパターンであると解析された場合に前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して略垂直に支持するように回動させる一方、前記印刷パターンが前記直線パターンであると解析された場合に前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して斜めに支持するように回動させる液剤吐出アセンブリ傾動機構手段と、を備え、
前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して略垂直に支持したときに前記液剤を前記ノズル孔から略垂直に吐出させる一方、前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して斜めに支持したときに前記液剤を前記ノズル孔から斜めに吐出させることを特徴とする液剤吐出装置である。
前記印刷データから前記印刷基材上に印刷する印刷パターンが曲線パターン又はコーナーパターンであるか、それとも、直線パターンであるかを解析する印刷パターン解析手段と、
前記印刷パターン解析手段で前記印刷パターンが前記曲線パターン又は前記コーナーパターンであると解析された場合に前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して略垂直に支持するように回動させる一方、前記印刷パターンが前記直線パターンであると解析された場合に前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して斜めに支持するように回動させる液剤吐出アセンブリ傾動機構手段と、を備え、
前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して略垂直に支持したときに前記液剤を前記ノズル孔から略垂直に吐出させる一方、前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して斜めに支持したときに前記液剤を前記ノズル孔から斜めに吐出させることを特徴とする液剤吐出装置である。
また、第3の発明は、上記した第2の発明の液剤吐出装置において、
前記液剤吐出アセンブリ傾動機構手段は、前記ノズル孔を前記印刷基材に向けながら前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材上の印刷点を中心にして回動させることを特徴とする液剤吐出装置である。
前記液剤吐出アセンブリ傾動機構手段は、前記ノズル孔を前記印刷基材に向けながら前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材上の印刷点を中心にして回動させることを特徴とする液剤吐出装置である。
上記した第1の発明の液剤吐出方法及び上記した第2の発明の液剤吐出装置によれば、印刷パターンが曲線パターン又はコーナーパターンであると解析された場合に液剤吐出アセンブリを印刷基材に対して略垂直に支持して液剤をノズル孔から印刷基材に向かって略垂直に吐出させているので、垂直吐出時に1ドットの円形を曲線に沿って連接させれば曲線パターンを印刷パターン幅が減少することなく良好に印刷でき、また、コーナーパターンがある場合に1ドットの円形をコーナーに印刷すればコーナー部位を良好に印刷できる。
一方、印刷パターンが直線パターンであると解析された場合に液剤吐出アセンブリを印刷基材に対して斜めに支持して液剤をノズル孔から印刷基材に向かって斜めに吐出させているので、斜め吐出時に1ドットの楕円形を直線に沿って所定の長さに亘って連接させれば、直線パターンを垂直吐出時よりも少ないドット数で短時間に良好に印刷できる共に、着弾ドットの重なりによる印刷パターンの両サイドエッジに生じる波打ちを低減できる。
また、上記した第3の発明の液剤吐出装置によれば、液剤吐出アセンブリの回動支点を印刷基材上の印刷点に設定することにより、液剤吐出アセンブリが垂直姿勢と斜め姿勢との間で変化しても印刷点がずれないので、印刷ドットを連続して印刷することが可能となる。
以下に本発明に係る液剤吐出方法及び液剤吐出装置の一実施例について、図1〜図12を参照して実施例1〜実施例3の順に詳細に説明する。
本発明に係る液剤吐出方法及び液剤吐出装置では、液剤吐出アセンブリと印刷基材とをX軸方向及びX軸方向と直交するY軸方向の少なくとも一方の方向に相対的に移動させ、印刷データに基いて液剤吐出アセンブリの液剤収容室内に収容した液剤をプランジャ又はピストンで押圧しながら液剤収容室内の下方に形成したノズル孔から印刷基材上に吐出させて印刷するように構成されている点は実施例1〜実施例3共に同じである。
尚、以下に説明する本発明に係る液剤吐出方法及び液剤吐出装置では、電圧波形の印加により変位する積層型圧電素子でプランジャを押圧して液剤を吐出させる構造形態の例について説明するが、これに限ることなく、駆動源によって上下動するピストンで液剤を吐出させる構造形態でも可能である。
図1に示した如く、本発明に係る実施例1の液剤吐出装置1では、不図示の筐体内にベース台2が設置され、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おり、電源7を投入したときに制御部8を介して第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が制御部8に入力された印刷データDに応じてX軸方向及びX軸方向と直交する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上に印刷基材IKが載置されている。
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、制御部8に入力された印刷データDに応じて第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。
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。
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、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、制御部8に入力された印刷データDに応じて第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。
更に、印刷基材IKの上方には、実施例1の液剤吐出アセンブリ10が液剤吐出アセンブリ傾動機構部40内に設けた支持板41(図4)に傾動可能に取り付けられている。
そして、不図示のパソコンを介してオン・デマンドな印刷データDが制御部8に入力されたときに、印刷データDの印刷パターンを印刷パターン解析部9で解析して、この解析結果に応じて液剤吐出アセンブリ傾動機構部40により液剤吐出アセンブリ10を印刷基材IK上の印刷点Pを中心にして円弧状に回動させて、印刷基材IKに対して実線で示したように略垂直な姿勢と、印刷基材IKに対して二点鎖線で示したように所定の角度θ傾けた斜め姿勢とを選択的に取りえるようになっているが、実施例1の要部となる液剤吐出アセンブリ傾動機構部40については後述する。
上記した液剤吐出アセンブリ10は、例えば1000〜100,000mPa・s(ミリパスカル・秒)程度の高い粘度を有する液剤Lを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印刷基材IK上に向かって吐出可能に構成されており、且つ、制御部8に入力された印刷データDに基づいて制御部8からの指令により圧電素子駆動回路17を介して後述するように液剤吐出用容器11内に上下動可能に設けた積層型圧電素子14(図2)及びプランジャ18(図2)を動作させて、液剤吐出用容器11内の液剤Lを印刷基材IK上に吐出して、液剤Lによるドット印刷パターンを印刷するように構成されている。
尚、ここでは、液剤吐出アセンブリ10側を固定し且つ印刷基材IK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、液剤吐出アセンブリ10側をX軸方向及びY軸方向に移動可能に支持し且つ印刷基材IKを固定する構造とか、液剤吐出アセンブリ10側をX軸方向(又はY軸方向)に移動可能に支持し且つ印刷基材IK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、液剤吐出アセンブリ10と印刷基材IKとがX軸方向及びX軸方向と直交するY軸方向の少なくとも一方の方向に相対的に移動できれば良いものである。
ここで、実施例1の液剤吐出アセンブリ10の構成について、図2を用いて説明する。
図2に示した如く、実施例1の液剤吐出アセンブリ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。
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の右側方に積層型圧電素子14と圧電素子駆動回路17との間を接続するためのワイヤ16を通すワイヤ孔12bが形成されている。
この際、上ケース12は、圧電素子収容室12a内の上方に形成した内部上面12a1に積層型圧電素子14の長手方向の一端面(上端面)14bを接着剤15などを用いて固定するための固定部材として構成されている。
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を外部下方の印刷基材IKに向かって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ている。
更に、液剤吐出用容器11は、制御部8に入力される印刷データDの印刷パターンを印刷パターン解析部9で解析したときに得られる印刷パターンに応じて液剤吐出アセンブリ10を傾動させるために、液剤吐出用容器11の上ハーフ12の上方部位に円弧状摺接面12cが印刷基材IK上の印刷点Pを中心にして液剤吐出アセンブリ10の長さよりも大きな半径Rで形成されており、この円弧状摺接面12cが後述する液剤吐出アセンブリ傾動機構部40内に設けた支持板41(図4)の凹円弧状ガイド面41aに摺接可能になっている。
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から延出したワイヤ16が圧電素子駆動回路17に接続されている。
この際、電源7を投入すると、制御部8は液剤Lを吐出しない非吐出モードであるか、又は、印刷データDが入力されて液剤Lを吐出する吐出モードであるかを判定し、吐出モード時に制御部8から印刷データDに基いて印刷指令信号を圧電素子駆動回路17に送っている。
これにより、積層型圧電素子14は、圧電素子駆動回路17によって数10Hz〜数100Hzの周波数でパルス駆動されるようになっており、例えば正極性(プラス)の電圧波形を印加したときに一端面(上端面)14bと反対側の長手方向の他端面(下端面)14c側が正電圧に応じて伸長して下方に向かって変位可能になっている一方、電圧波形の電圧が0Vのときに積層型圧電素子14が初期状態に戻るようになっている。
また、積層型圧電素子14は、長手方向の他端面(下端面)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。
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のみが更に液剤吐出方向に向かって変位可能となるものである。
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、液剤Lを吐出した後に後述するバネ部材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。
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。
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。
この際、圧縮バネ19は、下ケース13のプランジャ収容室13a内の底面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。
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。
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。
また、下ケース13の液剤収容室13bの右側方に、液剤供給路22aを内部に形成した通路部材22の一端側が圧入などにより嵌め込まれており、且つ、液剤供給路22aの一端側は液剤収容室13bに連通している。
また、通路部材22に形成した液剤供給路22aの他端側に液剤貯蔵用タンク23の下端部が着脱自在に接続されており、この液剤貯蔵用タンク23内には不図示のパソコンを介して制御部8に選択的に入力される複数の液剤種類情報LSDのうちで一の液剤種類情報LSDに対応した液剤Lが貯蔵されている。従って、液剤貯蔵用タンク23は、制御部8に選択的に入力される複数の液剤種類情報LSDに対応して交換可能になっている。
この際、液剤貯蔵用タンク23内に貯蔵される液剤Lとして高い粘性を有する銀ペーストの場合には、図3(a)に示したように、複数種の液剤A1,A2,A3,……,Anがタンクごと用意されている。また、液剤貯蔵用タンク23内に貯蔵される液剤Lとして高い粘性を有する半田ペーストの場合には、図3(b)に示したように、複数種の液剤B1,B2,B3,……,Bnがタンクごと用意されている。
尚、液剤貯蔵用タンク23内に貯蔵される液剤Lとして銀ペーストや半田ペースト以外に、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。
また、液剤貯蔵用タンク23の上方部位は蓋24で閉蓋されていると共に、蓋24にパイプ25が取り付けられ、更に、パイプ25に圧力計26と空圧印加手段となるエアポンプ27とが接続されている。
上記したエアポンプ27は、後述する図5に示した垂直吐出時、又は、図6に示した斜め吐出時に、制御部8に接続されたエアポンプ駆動回路28によって大気圧よりも大きな供給圧の圧縮空気A(図5,図6)を出力するようになっており、この供給圧を圧力計26で監視して制御部8に通知すると共に、エアポンプ27からの圧縮空気Aをパイプ25及び圧力計26を介して液剤貯蔵用タンク23内に送り込むようになっている。
これにより、液剤貯蔵用タンク23内の液剤Lはエアポンプ27からの供給圧が印加された状態で吐出量と等しい供給量、即ち、吐出量分だけを通路部材22に形成した液剤供給路22aを通って下ケース13の液剤収容室13b内に供給するようになっている。
また、通路部材22の液剤供給路22aに沿って第1ヒータ(以下、供給路用ヒータと記す)31及び第1温度計(以下、供給路用温度計と記す)32が設置されており、供給路用ヒータ31は通路部材22の外周部位に取り付けられ、一方、供給路用温度計32は液剤供給路22a内の液剤Lが外部に流出しないように接着剤などを用いて埋め込まれている。
また、下ケース13のノズル孔13cに沿って第2ヒータ(以下、ノズル用ヒータと記す)33及び第2温度計(以下、ノズル用温度計と記す)34が設置されており、ノズル用ヒータ33はノズル孔13cのケース外周部位に取り付けられ、一方、ノズル用温度計34はノズル孔13c内の液剤Lが外部に流出しないように接着剤などを用いて埋め込まれている。
更に、制御部8内には、不図示のパソコンを介して選択的に入力される複数の液剤種類情報LSDに対応したテーブル8aを有しており、このテーブル8a内に図3(a)に示した複数種の銀ペースト、又は、図3(b)に示した複数種の半田ペーストに対応して、液剤Lのパラメータと、液剤吐出アセンブリ10内の各設定値とが一覧表の形態で格納されている。
ここでは、図3(a),(b)に示した如く、液剤Lのパラメータの一例として、液剤Lの構成材料比率が、複数種の液剤Lに対応して格納されている。また、液剤吐出アセンブリ10内の各設定値の一例として、液剤Lの温度を制御するための第1,第2ヒータ31,33の温度設定(°C)や、液剤貯蔵用タンク23に供給される圧縮空気Aの圧縮気圧(kPa)とか、液剤Lを吐出させる駆動手段となる積層型圧電素子14の圧電周波数(Hz)及び圧電電圧(V)並びに圧電波形などが、複数種の液剤Lに対応して格納されている。
従って、ユーザは、所望の液剤Lを貯蔵した液剤貯蔵用タンク23を通路部材22に形成した液剤供給路22aの他端側に接続した上で、不図示のパソコンを介して所望の液剤Lに対応した液剤種類情報LSDを制御部8に入力することで、制御部8は入力された液剤種類情報LSDに対応した液剤吐出アセンブリ10内の各設定値をテーブル8aから取り出して、各設定値に基いて液剤吐出アセンブリ10が制御されている。
これにより、複数種の液剤Lを選択的に使用する際に、液剤吐出アセンブリ10内の各設定値の設定作業を省くことができ、且つ、設定ミスも低減できるので、液剤吐出アセンブリ10の使用勝手を向上させることが可能となる。
次に、液剤吐出アセンブリ傾動機構部40について、図4を用いて説明する。
図4に示した如く、液剤吐出アセンブリ傾動機構部40は、不図示のパソコンを介してオン・デマンドな印刷データDが制御部8に入力されたときに、印刷データDの印刷パターンが曲線パターン又はコーナーパターンであるか、それとも、直線パターンであるかを印刷パターン解析部9で解析して、この解析結果に応じて液剤吐出アセンブリ10を印刷基材IK上の印刷点Pを中心にして円弧状に回動させ、印刷パターンが曲線パターン又はコーナーパターンである場合に液剤吐出アセンブリ10を印刷基材IKに対して略垂直に支持して液剤Lを略垂直に吐出させ、一方、印刷パターンが直線パターンである場合に液剤吐出アセンブリ10を印刷基材IK上の印刷点Pを通る垂線に対して所定の角度θ傾けて支持して液剤Lを斜めに吐出させるように構成されている。
この際、液剤吐出アセンブリ10の回動支点を印刷基材IK上の印刷点Pに設定することにより、液剤吐出アセンブリ10が垂直姿勢と斜め姿勢との間で変化しても印刷点Pがずれないので、印刷ドットを連続して印刷することが可能となる。
具体的に説明すると、液剤吐出アセンブリ傾動機構部40では、この傾動機構部40の基台となる支持板41が印刷基材IKの上方に設置されている。
上記した支持板41は、この上方部位に凹円弧状ガイド面41aが印刷基材IK上の印刷点Pを中心にして液剤吐出アセンブリ10の長さよりも大きな半径Rで形成され、且つ、この凹円弧状ガイド面41aと僅かな間隔Kを隔てて凸円弧状ガイド面41bが凹円弧状ガイド面41aに沿うように形成されていると共に、凹円弧状ガイド面41aと凸円弧状ガイド面41bとの間に第1ガイド溝41cが所定の角度θに亘って貫通して穿設されている。
また、支持板41の左側板部41dに第2ガイド溝41eが印刷基材IKと略平行に貫通して穿設されている。
一方、液剤吐出アセンブリ10は、前述したように、液剤吐出用容器11の上ハーフ12の上方部位に円弧状摺接面12cが印刷基材IK上の印刷点Pを中心にして液剤吐出アセンブリ10の長さよりも大きな半径Rで形成されており、この円弧状摺接面12cに植設したガイドピン42が支持板41の第1ガイド溝41c内に嵌合し、且つ、ガイドピン42の先端に取り付けた止め輪43が支持板41の凸円弧状ガイド面41bに摺接することで落下が防止されるので、液剤吐出用容器11の上ハーフ12に形成した円弧状摺接面12cは支持板41の凹円弧状ガイド面41aに摺接可能になっている。
また、液剤吐出用容器11の下ハーフ13は、印刷基材IKに対して略平行に移動する二股状アーム44に連結されている。
上記した二股状アーム44は、一端側に二股状に分岐した二股部44aが液剤吐出用容器11の外周部位を挟み込むように形成され、且つ、二股部44aに穿設した一対の垂直ガイド孔44b内に下ハーフ13の前後に横設した一対のピン45が嵌合していると共に、二股部44aと連接した他端側にガイド部44cが印刷基材IKと略平行に直線状に形成されて、このガイド部44cが支持板41の左側板部41dに横設した第2ガイド溝41e内に摺動自在に嵌合している。
更に、二股状アーム44のカイド部44cの側部にラック部44dが印刷基材IKと略平行に形成され、このラック部44dにギア46が回転自在に噛合しており、ギア46はエンコーダ付きギアードモータ47によってパルス駆動されている。
従って、制御部8に入力された印刷データDに対して印刷パターン解析部9で印刷パターンを解析した結果に応じてエンコーダ付きギアードモータ47を正転又は逆転させることにより、二股状アーム44が印刷基材IKと略平行に図示左方向又は図示右方向に移動するので、この二股状アーム44と連結した液剤吐出用容器11が上ハーフ12に形成した円弧状摺接面12cを支持板41の凹円弧状ガイド面41aに摺接させ、且つ、下ハーフに形成したノズル孔13cを印刷基材IKに向けながら印刷基材IK上の印刷点Pを中心にして円弧状に回動自在になっている。
そして、二股状アーム44が図示左方に移動したときに液剤吐出アセンブリ10が実線で示したように印刷基材IKに対して略垂直な姿勢を取り、一方、二股状アーム44が図示右方に移動したときに液剤吐出アセンブリ10が二点鎖線で示したように印刷基材IK上の印刷点Pを通る垂線に対して所定の角度θ傾いた姿勢を取ることができるようになっている。
尚、図4に示した液剤吐出アセンブリ傾動機構部40は、液剤吐出アセンブリ10を左右方向に回動させた例について説明したが、左右方向と直交する前後方向に回動させるには、液剤吐出アセンブリ10を支持した支持板41を印刷基材IK上の印刷点Pを中心にして印刷基材IKと略平行に90°回転させれば良い。
ここで、上記のように構成した実施例1の液剤吐出アセンブリ10の動作について、図2,図4〜図6を用いて説明する。
まず、図2に示した状態は、液剤吐出アセンブリ10に対して電源7が投入されていないときか、又は、電源7が投入されていても印刷データDが制御部8に入力されていないので制御部8は非吐出モードであると判定したときのいずれかであり、実施例1の液剤吐出アセンブリ10が初期状態(非動作状態)である。
この初期状態(非動作状態)のときに、液剤吐出アセンブリ10の姿勢は特定されないが通常略垂直な姿勢に保たれていると共に、圧電素子駆動回路17及びエアポンプ駆動回路28は共に作動しない。
即ち、圧電素子駆動回路17が作動しないので、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が収縮して初期状態で停止していると共に、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に当接して初期位置に至っている。
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18b1がノズル孔13cから離れているので、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。
また、エアポンプ駆動回路28も作動しないので、エアポンプ27は作動できない状態に至っている。
次に、図5に示した状態は、液剤吐出アセンブリ10に対して電源7が投入され、且つ、印刷データD及び液剤種類情報LSDが制御部8に入力されて、制御部8は吐出モードであると判定したときであり、実施例1の液剤吐出アセンブリ10が吐出状態(動作状態)である。
この吐出状態(動作状態)のときに、制御部8に入力された印刷データDを印刷パターン解析部9で解析して、印刷データDの印刷パターンが図7(a)に示したような曲線パターンAPであると解析された結果に基いて、液剤吐出アセンブリ傾動機構部40により液剤吐出アセンブリ10を印刷基材IKに対して略垂直な姿勢に保持しているので、垂直吐出状態である。
また、液剤貯蔵用タンク23には、制御部8に入力された液剤種類情報LSDに対応して所望の液剤Lが貯蔵されている。
更に、制御部8は、圧電素子駆動回路17及びエアポンプ駆動回路28を共に作動させている。
即ち、圧電素子駆動回路17が作動すると、圧電素子駆動回路17内でパルス状の電圧波形を生成して、この電圧波形をワイヤ16を介して積層型圧電素子14に印加している。
また、エアポンプ駆動回路28が作動すると、エアポンプ27内で圧縮空気Aが生成され、圧縮空気Aはパイプ25及び圧力計26を通って液剤貯蔵用タンク23に送り込まれる。
この際、先に図3(a),(b)を用いて説明したように、制御部8に入力された液剤種類情報LSDに応じてテーブル8aから液剤吐出アセンブリ10内の各設定値が読み出される。
そして、電圧波形がハイレベル(ON)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から印刷基材IK上の印刷点Pに向けて略垂直に吐出させている。
尚、積層型圧電素子14とプランジャ18とを接離自在に設けた場合には、プランジャ18の慣性力を利用することで、プランジャ18の移動範囲が大きくなり、液剤Lの吐出量を大きく設定できるものである。
更に、液剤Lを吐出した後に、圧縮バネ19の付勢力によりプランジャ18が吐出位置から初期位置に向かって上動する共に、0Vが印加された積層型圧電素子14も初期状態に戻り、次の吐出動作に移行し、パルス波形を繰り返し連続して印加することで印刷パターンが形成される。
ここで、上記したように、液剤吐出アセンブリ10が印刷基材IKに対して垂直吐出状態であるために、下ケース13のノズル孔13cから液剤Lが印刷基材IK上に略垂直に着弾したときに、1ドットの着弾形状は図7(a)に示したように円形となる。
従って、図7(a)に示した如く、印刷データDの印刷パターンが曲線パターンAPである場合には、印刷基材IKをX軸方向及びY軸方向に適宜移動させて、垂直吐出による1ドットの円形を曲線に沿って連接させれば、曲線パターンAPを印刷パターン幅が減少することなく良好に印刷できる。
次に、図6に示した状態も、液剤吐出アセンブリ10に対して電源7が投入され、且つ、印刷データD及び液剤種類情報LSDが制御部8に入力されて、制御部8は吐出モードであると判定したときであり、実施例1の液剤吐出アセンブリ10が吐出状態(動作状態)である。
この吐出状態(動作状態)のときに、制御部8に入力された印刷データDを印刷パターン解析部9で解析して、印刷データDの印刷パターンが図7(b)に示したような直線パターンBPであると解析された結果に基いて、液剤吐出アセンブリ傾動機構部40により液剤吐出アセンブリ10を印刷基材IK上の印刷点Pを通る垂線に対して所定の角度θ傾いた姿勢に保持しているので、斜め吐出状態である。
そして、制御部8を介して圧電素子駆動回路17及びエアポンプ駆動回路28を共に作動させると、電圧波形がハイレベル(ON)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、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から印刷基材IK上の印刷点Pに向けて斜めに吐出させている。
ここで、上記したように、液剤吐出アセンブリ10が印刷基材IKに対して斜め吐出状態であるために、下ケース13のノズル孔13cから液剤Lが印刷基材IK上に斜めに着弾したときに、1ドットの着弾形状は図7(b)に示したように先に説明した垂直吐出時の円形よりも長尺な楕円形となる。
従って、図7(b)に示した如く、印刷データDの印刷パターンが直線パターンBPである場合には、印刷基材IKをX軸方向及び/又はY軸方向に適宜移動させて、斜め吐出による1ドットの楕円形を直線に沿って所定の長さに亘って連接させれば、X軸方向及び/又はY軸方向の直線パターンBPx,BPyを垂直吐出時よりも少ないドット数で短時間に良好に印刷できる共に、着弾ドットの重なりによる印刷パターンの両サイドエッジに生じる波打ちを低減できる。
尚、印刷データDの印刷パターンが、X軸方向の直線パターンと、Y軸方向の直線パターンとが交差するコーナーパターンを有している場合に、図7(b)による斜め吐出に変えて、図7(c)に示したような斜め吐出と垂直吐出とを組み合わせることも可能である。即ち、図7(c)に示した場合には、X軸方向及びY軸方向の直線パターンBPx,BPyに対して斜め吐出を行い、且つ、コーナーパターンCPに対して垂直吐出を行えば、コーナー部位が図7(b)の場合よりも良好に印刷されるものの、図7(b)の場合よりも液剤吐出アセンブリ10の姿勢制御が増える。
実施例2の液剤吐出装置では、図8に示したように液剤吐出アセンブリ50の構造が実施例1に対して異なっており、この液剤吐出アセンブリ50は液剤Lを吐出するための駆動手段を備えたドライブユニット60と、液剤Lを収容するための液剤ユニット70とで構成され、且つ、両ユニット60,70がサービス性良く分離可能になっているので、液剤Lを交換するときに液剤ユニット70ごと交換可能になっている。
尚、実施例2の液剤吐出アセンブリ50は、実施例1で説明した液剤吐出アセンブリ傾動機構部40(図1,図4)を備えていないが、実施例1の技術的思想を適用すれば液剤吐出アセンブリ50を傾動させることも可能である。
ここで、実施例2の液剤吐出アセンブリ50について、図8を用いて具体的に説明する。
図8に示した実施例2の液剤吐出アセンブリ50において、まず、ドライブユニット60側では、上部円板61と、この上部円板61より大径な下部円板62との間に長尺な複数本の支柱63が介装されており、これら複数本の支柱63の両端をネジ64により両円板61,62に締結することで、下記する積層型圧電素子65及びプランジャ66を支持するための支持体が構成されている。
即ち、上部円板61の下面に積層型圧電素子65の一端面(上端面)65aが接着剤66により固着され、且つ、積層型圧電素子65の他端面(下端面)65b側に段付き円筒状のプランジャ66が設けられている。
上記したプランジャ66は、大径な鍔部66aと、鍔部66aよりも小径で長尺な軸部66bとが同心で形成され、この軸部66bを下部円板62の中心孔内に嵌め込んだリニアベアリング67に嵌合させると共に、軸部66bに嵌入させた圧縮バネ68を鍔部66aと下部円板62との間に介装させることで、プランジャ66の鍔部66aが圧縮バネ68の付勢力により積層型圧電素子65の他端面(下端面)65bに当接している。
次に、液剤ユニット70側では、円筒状の液剤収納用容器71の中心部に液剤収容室71aがプランジャ66の軸部66bより一回り大径に形成されており、且つ、液剤収容室71aの上部内側にスクレーパ72が接着剤などを用いて固着されている。尚、スクレーパ72は、ドライブユニット60と液剤ユニット70とを接合するときに共締めする方法も可能である。
上記したスクレーパ72は、可撓性を有するゴム材又は樹脂材などを用いて、リング状の内側に複数のスリット(図示せず)が形成され、プランジャ66の軸部66bに付着した液剤Lを掻き落とす機能を有している。勿論、積層型圧電素子65及びプランジャ66に代えて不図示のピストンを適用した場合でも、ピストンに付着した液剤Lをスクレーパ72で掻き落とすことができる。
また、プランジャ66の軸部66bの下端面66b1側は液剤収納用容器71の液剤収容室71a内に挿入されていると共に、液剤収納用容器71の下面に弾性変位自在なダイヤフラム73を挟んでノズルケース74が複数のネジ75を用いて着脱自在に取り付けられている。
この際、ダイヤフラム73は、液剤収納用容器71内の液剤Lを通過させる中心孔73aを有してゴム材などを用いて弾性変位可能に形成され、且つ、液剤収納用容器71の下面にノズルケース74と一緒に共締めされている。
また、ノズルケース74は、中心部に液溜室74aがダイヤフラム73を挟んで液剤収納用容器71の液剤収容室71aと対向して同心的に形成され、この液溜室74aの下方中心部に液剤Lを吐出するためのノズル孔74bが形成されている。
また、液剤収納用容器71の右方に液剤供給管76が配管されて液剤Lを貯蔵した液剤貯蔵用タンク77の下部に接続されており、この液剤供給管76を通して液剤貯蔵用タンク77内の液剤Lが液剤収納用容器71の液剤収容室71a内に収容されている。
そして、ドライブユニット60側に設けたプランジャ66の軸部66b側を液剤ユニット70に設けた液剤収納用容器71の液剤収容室71a内に挿入した後に、ドライブユニット60の下部円板62の底面と、液剤ユニット70の液剤収納用容器71の上面とを複数のボルト69で締結することで、実施例2の液剤吐出アセンブリ50が組み立てられている。
この実施例2の液剤吐出アセンブリ50では、実施例1と異なって、液剤収納用容器71の液剤収容室71aの下方にダイヤフラム73を設け、このダイヤフラム73にプランジャ66の軸部66bの下端面66b1を接離させている。
即ち、図9(a)に示した如く、液剤Lを吐出しない非吐出状態では、プランジャ66の軸部66bの下端面66b1がダイヤフラム73から離れているので、ダイヤフラム73は変形せず、これによりノズルケース74の液溜室74a内の液剤Lはノズル孔74bから吐出できない。
一方、積層型圧電素子65に駆動電圧を加えることで発生する変位量をプランジャ66に伝達した際に、図9(b)に示した如く、プランジャ66の軸部66bの下端面66b1で液剤収納用容器71の液剤収容室71a内の液剤Lをダイヤフラム73の中心孔73aからノズルケース74の液溜室74a内に押し込み、且つ、プランジャ66の軸部66bの下端面66b1でダイヤフラム73を下方に向かって押し込んでいるので、ダイヤフラム73の押し込み量に応じてノズルケース74の液溜室74a内の液剤Lがノズル孔74bから吐出される。
また、図10に示した如く、実施例2の液剤吐出アセンブリ50に対して例えば液剤ユニット70を交換するために、ドライブユニット60と液剤ユニット70とを分離したときに、ドライブユニット60側に設けたプランジャ66の軸部66bは、液剤ユニット70側に設けた液剤収納用容器71の液剤収容室71a内から外部に抜き取られるが、この際にプランジャ66の軸部66bに付着した液剤Lを液剤収納用容器71の液剤収容室71aの上部内側に固着させたスクレーパ72で掻き落として、この液剤Lを液剤収容室71a内に戻しているので、ドライブユニット60を繰り返し使用でき、且つ、プランジャ66の軸部66bに付着した液剤Lを除去するための作業を低減できるので、液剤ユニット70の交換作業を短縮することができる。
実施例3の液剤吐出装置では、図11及び図12に示したように液剤吐出アセンブリ80の構造が実施例2の技術的思想を一部適用しており、実施例2を一部変形して液剤Lを吐出するための駆動手段を備えたドライブユニット60Aと、液剤Lを収容するための液剤ユニット70Aとで構成され、且つ、両ユニット60A,70Aがサービス性良く分離可能になっていると共に、更に、使用する液剤Lの種類に伴う粘性などに応じて液剤ユニット70Aに対してドライブユニット60Aの位置を上下方向に調整するためのドライブユニット位置調整機構部90を備えている。
尚、実施例3において、説明の便宜上、先に説明した実施例2と同じ構成部材に対して同一の符号を付し、且つ、実施例2と異なる構成部材に新たな符号を付して、実施例2に対して異なる点を中心にして説明する。
まず、図11に示した実施例3の液剤吐出アセンブリ80において、ドライブユニット60Aは、上部円板61Aと下部円板62Aとの間を長尺な複数本の支柱63で連結して、両円板61A,62A間に積層型圧電素子65とプランジャ66と圧縮バネ68とを取り付けて一体化されている。
そして、ドライブユニット60Aは、ドライブユニット位置調整機構部90の外枠となる枠体91内を上下方向(矢印Z方向)に移動自在になっているので、液剤ユニット70Aに対してドライブユニット60Aが上下方向に位置調整可能になっている。
上記したドライブユニット位置調整機構部90の外枠となる枠体91は、互に間隔を離して対向した上板91a及び下板91bと、互に間隔を離して対向した左側板91c及び右側板91dとで枠組みされている。
そして、枠体91の上板91aと下板91bとの間に、長尺なガイドシャフト92と、長尺なリードスクリュー93とが左右に分かれて略平行に垂設されており、長尺なガイドシャフト92が上板91a及び下板91bの各左側部位に支持され、且つ、長尺なリードスクリュー93が上板91a及び下板91bの各右側部位に回転自在に支持されている。
この際、リードスクリュー93は、スクリュー部93aの上下両端の軸部93b,93cが上板91a及び下板91bの各右側部位に圧入した上下一対の軸受94,94に回転自在に支持されている。
また、ドライブユニット60Aの上部円板61A及び下部円板62Aの各左側部位にU字状ガイド孔(図示せず)がそれぞれ形成されて、各U字状ガイド孔(図示せず)が長尺なガイドシャフト92に摺動自在に嵌合している。
また、ドライブユニット60Aの上部円板61A及び下部円板62Aのうちのいずれか一方の右側部位にネジ孔(図示せず)が形成されて、ネジ孔(図示せず)が長尺なリードスクリュー93のスクリュー部93aに噛み合っていると共に、上部円板61A及び下部円板62Aのうちのいずれか他方の右側部位はリードスクリュー93のスクリュー部93aに噛み合うことなくスクリュー部93aに沿った逃げ孔(図示せず)が形成されているので、リードスクリュー93に対して両円板61A,62A同士の位相合わせを必要としない構造になっている。
また、リードスクリュー93の上端の軸部93bにギア95が取り付けられており、このギア95は制御部8の指令により動作するエンコーダ付きギアードモータ96によりパルス駆動されるようになっているので、ギア95が回転するとリードスクリュー93に螺合したドライブユニット60Aが上下方向に移動できるようになっている。
この際、エンコーダ付きギアードモータ96内に設けたエンコーダ部(図示せず)は、原点位置を基準として移動量に応じたパルス数を出力すると共に、ドライブユニット60Aの現在位置を制御部8に知らせている。
更に、枠体91内にドライブユニット60Aを上下動可能に収納した状態で、ドライブユニット60A側に設けたプランジャ66の軸部66b側を液剤ユニット70Aに設けた液剤収納用容器71Aの液剤収容室71a内に挿入した後に、枠体91の下板91bの底面と、液剤ユニット70Aの液剤収納用容器71Aの上面とを複数のボルト69で締結することで、実施例3の液剤吐出アセンブリ80が組み立てられている。
尚、この実施例3の液剤吐出アセンブリ80においても、液剤ユニット70Aを交換するために、ドライブユニット60Aと液剤ユニット70とを分離したときに、ドライブユニット60側に設けたプランジャ66の軸部66bに付着した液剤Lを液剤収納用容器71Aの液剤収容室71aの上部内側に固着させたスクレーパ72で掻き落とすことが可能である。
上記のように構成した実施例3の液剤吐出アセンブリ80において、液剤Lを吐出する前に、不図示の液剤貯蔵タンク内に貯蔵した所望の液剤Lに対応した液剤種類情報LSDを制御部8に入力すると、制御部8は液剤種類情報LSDに対応したドライブユニット位置調整情報(図示せず)をテーブル8aから読み出し、且つ、エンコーダ付きギアードモータ96内に設けたエンコーダ部(図示せず)でドライブユニット60Aの現在位置を把握した上で、現在位置からドライブユニット調整位置までのドライブユニット60Aの移動量を算出し、この移動量に基いてエンコーダ付きギアードモータ96,ギア95を介してリードスクリュー93を正転又は逆転させて、液剤種類情報LSDに応じてドライブユニット60Aを上動又は下動させてドライブユニット60Aの位置を調整している。
そして、図11は、液剤種類情報LSDに応じてドライブユニット60Aが枠体91内で上方(矢印Z1方向)に移動した位置に位置調整されて液剤Lの吐出を待機している状態であり、この上方位置ではドライブユニット60A内に設けたプランジャ66の軸部66bの下端面66b1が液剤ユニット70A内に設けたダイヤフラム73に対して上方に向かって距離d1だけ大きく離間している。
一方、図12は、液剤種類情報LSDに応じてドライブユニット60Aが枠体91内で下方(矢印Z2方向)に移動した位置に位置調整されて液剤Lの吐出を待機している状態であり、この下方位置ではドライブユニット60A内に設けたプランジャ66の軸部66bの下端面66b1が液剤ユニット70A内に設けたダイヤフラム73に対して上方に向かって上記した距離d1より短い距離d2だけ離間している。
ここで、制御部8に入力される印刷データDに応じて液剤Lを吐出させる際に、図11に示したようにドライブユニット60Aを上方位置に位置調整した場合、及び、図12に示したようにドライブユニット60Aを下方位置に位置調整した場合、共に積層型圧電素子63に同じ値の電圧を印加すると、プランジャ66の移動量が同じであるので、プランジャ66の軸部66bの下端面66b1でダイヤフラム73を押し込む量が図11の場合よりも図12の場合の方が増大するから液剤Lの吐出量を増加させることができる。
従って、ダイヤフラム73で液剤Lの吐出量を制御する場合に、ダイヤフラム73の押し込み量を可変するために、プランジャ66の軸部66bの下端面66b1とダイヤフラム73との間の距離、即ち、液剤種類情報LSDに応じて液剤ユニット70Aに対するドライブユニット60Aの位置を位置調整することで、液剤ユニット70Aを交換する際に液剤Lの種類に応じて最適な吐出条件を得ることができ、実施例3の液剤吐出装置の信頼性向上に寄与できる。
尚、実施例3では、液剤ユニット70A内にダイヤフラム73を設けた例について説明したが、ここでの図示を省略するが、ダイヤフラムを設けずに液剤収容室内の液剤をノズル孔から吐出させる場合でも、液剤の種類に応じて液剤ユニットに対してドライブユニットの位置を調整しても良い。
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、
7…電源、8…制御部、8a…テーブル、9…印刷パターン解析部、
10…実施例1の液剤吐出アセンブリ、
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、12c…円弧状摺接面、
13…下ケース、13a…プランジャ収容室、13a1…プランジャ収容室内の底面、
13b…液剤収容室、13c…ノズル孔、
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、
22…通路部材、22a…液剤供給路、23…液剤貯蔵用タンク、24…蓋、
25…パイプ、26…圧力計、27…エアポンプ、28…エアポンプ駆動回路、
31…第1ヒータ(供給路用ヒータ)、32…第1温度計(供給路用温度計)、
33…第2ヒータ(ノズル用ヒータ)、34…第2温度計(ノズル用温度計)、
40…液剤吐出アセンブリ傾動機構部、
41…支持板、41a…凹円弧状ガイド面、41b…凸円弧状ガイド面、
41c…第1ガイド溝、41d…左側板部、41e…第2ガイド溝、
42…ガイドピン、43…止め輪、
44…二股状アーム、44a…二股部、44b…垂直ガイド孔、
44c…ガイド部、44d…ラック部、45…ピン、
46…ギア、47…エンコーダ付きギアードモータ、
50…実施例2の液剤吐出アセンブリ、
60,60A…実施例2,3のドライブユニット、
61,61A…実施例2,3の上部円板、62,62A…実施例2,3の下部円板、
63…支柱、64…ネジ、65…積層型圧電素子、65a…一端面、65b…他端面、
66…プランジャ、66a……鍔部、66b…軸部、66b1…軸部の下端面、
67…リニアベアリング、68…圧縮バネ、69…ボルト、
70,70A…実施例2,3の液剤ユニット、
71,71A……実施例2,3の液剤収納用容器、71a…液剤収容室、
72…スクレーパ、73…ダイヤフラム、73a…中心孔、
74…ノズルケース、74a…液溜室、74b…ノズル孔、75…ネジ、
76…液剤供給管、77…液剤貯蔵用タンク、
80…実施例3の液剤吐出アセンブリ、
90…ドライブユニット位置調整機構部、
91…枠体、91a…上板、91b…下板、91c…左側板、91d…左側板、
92…ガイドシャフト、
93…リードスクリュー、93a…スクリュー部、93b,93c…軸部、
94…軸受、95…ギア、96…エンコーダ付きギアードモータ、
A…圧縮空気、D…印刷データ、L…液剤、LSD…液剤種類情報、
IK…印刷基材、P…印刷基材上の印刷点、
AP…曲線パターン、BP…直線パターン、CP…コーナーパターン。
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、
7…電源、8…制御部、8a…テーブル、9…印刷パターン解析部、
10…実施例1の液剤吐出アセンブリ、
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、12c…円弧状摺接面、
13…下ケース、13a…プランジャ収容室、13a1…プランジャ収容室内の底面、
13b…液剤収容室、13c…ノズル孔、
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、
22…通路部材、22a…液剤供給路、23…液剤貯蔵用タンク、24…蓋、
25…パイプ、26…圧力計、27…エアポンプ、28…エアポンプ駆動回路、
31…第1ヒータ(供給路用ヒータ)、32…第1温度計(供給路用温度計)、
33…第2ヒータ(ノズル用ヒータ)、34…第2温度計(ノズル用温度計)、
40…液剤吐出アセンブリ傾動機構部、
41…支持板、41a…凹円弧状ガイド面、41b…凸円弧状ガイド面、
41c…第1ガイド溝、41d…左側板部、41e…第2ガイド溝、
42…ガイドピン、43…止め輪、
44…二股状アーム、44a…二股部、44b…垂直ガイド孔、
44c…ガイド部、44d…ラック部、45…ピン、
46…ギア、47…エンコーダ付きギアードモータ、
50…実施例2の液剤吐出アセンブリ、
60,60A…実施例2,3のドライブユニット、
61,61A…実施例2,3の上部円板、62,62A…実施例2,3の下部円板、
63…支柱、64…ネジ、65…積層型圧電素子、65a…一端面、65b…他端面、
66…プランジャ、66a……鍔部、66b…軸部、66b1…軸部の下端面、
67…リニアベアリング、68…圧縮バネ、69…ボルト、
70,70A…実施例2,3の液剤ユニット、
71,71A……実施例2,3の液剤収納用容器、71a…液剤収容室、
72…スクレーパ、73…ダイヤフラム、73a…中心孔、
74…ノズルケース、74a…液溜室、74b…ノズル孔、75…ネジ、
76…液剤供給管、77…液剤貯蔵用タンク、
80…実施例3の液剤吐出アセンブリ、
90…ドライブユニット位置調整機構部、
91…枠体、91a…上板、91b…下板、91c…左側板、91d…左側板、
92…ガイドシャフト、
93…リードスクリュー、93a…スクリュー部、93b,93c…軸部、
94…軸受、95…ギア、96…エンコーダ付きギアードモータ、
A…圧縮空気、D…印刷データ、L…液剤、LSD…液剤種類情報、
IK…印刷基材、P…印刷基材上の印刷点、
AP…曲線パターン、BP…直線パターン、CP…コーナーパターン。
Claims (3)
- 粘性がある液剤を吐出させるノズル孔を有する液剤吐出アセンブリと、印刷基材とをX軸方向及び該X軸方向と直交するY軸方向の少なくとも一方の方向に相対的に移動させ、入力された印刷データに基いて前記液剤を前記ノズル孔から前記印刷基材上に吐出させて印刷する液剤吐出方法において、
前記印刷データから前記印刷基材上に印刷する印刷パターンが曲線パターン又はコーナーパターンであるか、それとも、直線パターンであるかを解析する印刷パターン解析ステップと、
前記印刷パターン解析ステップで前記印刷パターンが前記曲線パターン又は前記コーナーパターンであると解析された場合に前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して略垂直に支持して前記液剤を前記ノズル孔から前記印刷基材に向かって略垂直に吐出させる一方、前記印刷パターンが前記直線パターンであると解析された場合に前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して斜めに支持して前記液剤を前記ノズル孔から前記印刷基材に向かって斜めに吐出させる液剤吐出制御ステップと、
を有することを特徴とする液剤吐出方法。 - 粘性がある液剤を吐出させるノズル孔を有する液剤吐出アセンブリと、印刷基材とをX軸方向及び該X軸方向と直交するY軸方向の少なくとも一方の方向に相対的に移動させ、入力された印刷データに基いて前記液剤を前記ノズル孔から前記印刷基材上に吐出させて印刷する液剤吐出装置において、
前記印刷データから前記印刷基材上に印刷する印刷パターンが曲線パターン又はコーナーパターンであるか、それとも、直線パターンであるかを解析する印刷パターン解析手段と、
前記印刷パターン解析手段で前記印刷パターンが前記曲線パターン又は前記コーナーパターンであると解析された場合に前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して略垂直に支持するように回動させる一方、前記印刷パターンが前記直線パターンであると解析された場合に前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して斜めに支持するように回動させる液剤吐出アセンブリ傾動機構手段と、を備え、
前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して略垂直に支持したときに前記液剤を前記ノズル孔から略垂直に吐出させる一方、前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材に対して斜めに支持したときに前記液剤を前記ノズル孔から斜めに吐出させることを特徴とする液剤吐出装置。 - 前記液剤吐出アセンブリ傾動機構手段は、前記ノズル孔を前記印刷基材に向けながら前記液剤吐出アセンブリを前記印刷基材上の印刷点を中心にして回動させることを特徴とする請求項2記載の液剤吐出装置。
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JP2009109359A JP2010253439A (ja) | 2009-04-28 | 2009-04-28 | 液剤吐出方法及び液剤吐出装置 |
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2009
- 2009-04-28 JP JP2009109359A patent/JP2010253439A/ja active Pending
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