JPH03188966A - 接着剤塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、接着剤塗布装置および、本接着剤塗布装置を
用いた貼シ付は装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の接着剤塗布装置の接着剤塗布方法は、大端に接着
剤を吐出させ、それを塗布面に接触させ塗布するもの。

（滴化塗布方式）またもう一つは、特開昭６０−１４９
６１号公報忙号公報上うなオリフィスから吐出した接着
剤に空気を混合する等の手段により接着剤を滴化し塗布
する方法（滴化塗布方式）である。しかし、従来の滴化
塗布方式には、−滴の吐出量が１．　Ｏｘ　１０−１ｍ
ｍ５程度になると一滴一滴吐出することはできず、噴霧
状に吐出することになシ、微量塗布は困難であり、かつ
−滴一滴の吐出量のばらつきも大きい。そのため、塗布
量１．　Ｏｘ　１０−’　ｍｍ’程度の微量塗布には滴
化塗布方式がとられている。しかし、滴化塗布方式では
吐出量は上記量を得ることができても、面に接触させ塗
布するため装置先端に残る量と実際に塗布される量のば
らつきは大きい０ 〔発明が解決しようとする課題〕 従来の滴触塗布方式接着剤塗布装置の場合、接着剤の最
小吐出量１．０Ｘ１０’ｍｍ’程度は得られる。しかし
、その吐出させた接着剤を接触させて塗布する際、塗布
面につく塗布量と装置先端に残る量は、塗布面表面と装
置先端表面の界面接着力の影響を受ける０そのため、吐
出量の精度が良くても実際忙塗布される量にはばらつき
が大きかったＯ 本発明の目的は、接着剤を微小滴化し塗布することによ
り、装置先端表面と塗布面表面の状態によらず、塗布量
分解能５．　Ｏｘ　１０−’ｍｍ５程度あるいは、それ
以下で高精度に定量塗布可能な接着剤塗布装置を供給す
ることである。

〔課題を解決するだめの手段〕

接着剤タンクとオリフィスを設け、接着剤タンクからオ
リフィスに到るまでの流路の一部分を構成するように、
あるいは、流路を構成する部品を振動させるようにピエ
ゾ素子を設け、また、ピエゾ素子に接続されたパルス波
電源を設けた０さらに、上記装置においてオリフィスを
円筒形ピエゾ素子の中心に設けた。また、中が空洞であ
る球形ピエゾ素子の中心にオリフィスを設けたＯまた、
上記装置でパルス波電源による印加電圧の立ち上がり時
間をピエゾ素子の応答時間より短くした。

また、上記装置でパルス波電源による印加電圧を電圧降
下時には初期電圧よりもさらに低く下げるようにした０ または、接着剤タンクからオリフィスに到るまでの流路
にパルス波電源に接続された微小加熱機構を設は九〇ま
たは、流路に接着剤と導通の取れる電極を設け、オリフ
ィスと対向する位ｔに電極を設け、その両電極の間に高
電圧を印加する電源を設けた。

さらに１熱溶融型抜着剤を塗布できるように、室温で固
体で加熱されると液体になる熱溶融性接着剤を用い、か
つ、接着剤タンク外周、あるいは、内部、あるいは流路
にヒータを設けた。

また、接着剤塗布装置にリング型電極（帯電電極）をリ
ング中心付近にオリフィスがくるよう配置し、かつ、滴
の進行方向に滴の進路をはさみ相対するように二枚の電
極（偏向電極）を設けた。

また、接着剤塗布装置にワーク供給装置、搬出装置、及
び、貼付位置設定装置を設けた。

〔作用〕

本発明の請求の範囲第１項の構成にすることにより、次
のような作用を得ることができる。すなわち、ピエゾ素
子にパルス電圧を付加するとピエゾ素子は微小振動し、
接着剤を微小圧力励起することができる。その圧力波は
接着剤タンク方向とオリフィス方向に伝わる。自由端で
あるオリフィス１ｌｌｌ忙圧力波が到達すると接着剤液
面は***する。

この時、接着剤の粘性に対し十分高いパルス電圧が付加
されていれば、表面張力により内部へひきもどす力より
吐出する力が勝シ、接着剤は滴となって飛翔し、塗布さ
れるべき面まで到達して塗布される〇 本発明の請求の範囲第２項の構成にすることにより、次
のような作用を得ることができる。すなわち、請求の範
囲第１項において、ピエゾ素子に円筒形のものを用いる
と、接着剤を微小圧力励起した時の円筒内の圧力分布は
中心が最も高く壁面付近が低い分布と表る。このことか
ら、オリフィスを最も圧力の高い中心に設けることによ
り圧力を効率良く用いることができる。また、中が空洞
となっている球形ピエゾ素子にパルス電圧を付加すると
ピエゾ素子は周方向に収縮する０内の圧力分布は中心が
最も高く壁面付近が低い分布となる。

このことから、オリフィスを最も圧力の高い中心に設け
るととｋより圧力を効率良く用いることができる。

本発明の請求の範囲第３項の構成にするととにより、次
のような作用を得ることができる。すなわち、印加電圧
の立ち上がり時間がピエゾ索子の反応時間よく短くでき
るため、ピエゾ素子変位中のピエゾ素子中の接着剤の流
動を少なくすることができ、より高い加圧力を得ること
ができる。

本発明の請求の範囲第４項の構成にすることにより、次
のような作用を得ることができる・すなわち、高粘度液
を微小滴化する場合、滴が糸を曳き易くなる。電圧降下
時に初期電圧よりも電圧を下げピエゾ素子を加圧時と逆
方向に変位させることにより、滴生成時に生じる余分な
糸をもとのノズル内に吸い込むことができる。

本発明の請求の範囲第５項の構成にすることにより、次
のような作用を得ることができる。すなわち、微小加熱
機構にパルス電流を流すと加熱機構近傍の接着剤は気化
し微小バブルが発生する。

これによ）、接着剤はオリフィス方向とタンク方向に押
し退けられ、オリフィス側では接着剤液面が***する。

この時、接着剤の粘性に対し十分大きいパルス電流が付
加されていれば、接着剤は滴となって飛翔し、塗布され
るべき面まで到達して塗布される。

本発明の請求の範囲第６項の構成にすることにより、次
のような作用を得ることができる。すなわち、接着剤と
電極の間にパルス状の静電界を印加すると、静電吸引力
により接着剤は滴となって飛翔し、塗布されるべき面ま
で到達して塗布される。

本発明の請求の範囲第７項の構成により、ヒータにより
熱溶融性接着剤を溶融することにより、熱溶融性接着剤
を滴径が数百μｍ１あるいは、数十μｍに微小滴化して
塗布できるＯまた、熱溶融型接着剤を塗布可能としたこ
とにより、接着剤は常温では固体であるため揮発性成分
は蒸発せず、また、加熱すれば必ず液体となることから
、長期間使用しない場合でも接着剤の硬化によるオリフ
ィスの目詰まシを防ぐことができる０ 本発明の請求の範囲第８項の構成にすることにより、次
のような作用を得ることができるＯすなわち、オリフィ
スの接着剤液面が***した時、帯電電極に、例えば、正
の電圧を付加すれば接着剤は誘電分極され液面は負に分
極される。その状態で液面から分離、生成された滴は負
に帯電されている。この滴を電圧が付加された偏向電極
間に通過させると滴は偏向する。滴を電気的に偏向し塗
布位置の制御を行なうようにしたことＫより、塗布位置
を容易に精度良く制御することが可能となりた。また、
これにより線塗布９面塗布を行なりことができるようＫ
なった・ 本発明の請求の範囲第９項による貼シ付は装置によれば
、高精度な塗布のみならず高精度な貼シ付けが自動で行
なえる。

〔実施例〕

〈実施例１〉 第１図は本発明の請求の範囲第１項の実施例の断面図で
ある・接着剤９が接着剤タンク１４中に収容されている
。接着剤タンク中上はフィルタ１５を設けている・接着
剤タンク１４とオリフィス２の間に円筒形ピエゾ素子４
（長さ：　１０ｍｍ）が設けられている。また、内径１
００μｍのオリフィス２がベース１に圧入されておシ、
オリフィス２の中心と円筒形ピエゾ素子の中心軸が一致
するように配置している。このピエゾ素子４は内側と外
側に分極されている。内側の電極はピエゾ素子４の一端
から２ｍｍの所まで外側からも取れるようになっている
。その内側の電極が外側に出ている方が接着剤タンク側
になるようにピエゾ素子４を配置している＠内側の電極
はばね７と部品１６（導電性材料）を介しリード線８−
Ａから取っている◎外側の電極はリード線８−Ｂから取
っている。また、ピエゾ素子４の図上部に０リング６を
設け、ピエゾ素子４の図下端にはテフロンシート５を設
けている。また、ばね７でピエゾ素子４をテフロンシー
ト５に押えつけている＠ま九、部品１６と１２の間にＯ
リング１３が設けられている。

また、部品１６と１８の間にキー１０が設けられている
。また、ふた１１には穴があけられている。

また、部品５，１２，１７．１８の材質はテフロン樹脂
とした。このような構成にしたことにより、次のような
ことが可能となった◎接着剤タンク１４内にフィルタ１
５を設け、接着剤９を濃過することにより、接着剤９中
のごみによるオリフィス２の目詰まシを防ぐことができ
る。また、ばね７でピエゾ素子４をテフロンシート３に
押えつけているため、ピエゾ素子４の長さ方向の寸法誤
差を吸収しシールド性を向上している。また、キー１０
を設けたことにより部品１２を部品１８に取り付ける際
部品１６が回転するのを防ぎ、ピエゾ素子４が回転し折
れるのを防ぐことができる。また、ふた１１に穴を設け
たことにより、吐出した接着剤１９と同体積の空気を補
充できるため、接着剤タンク１４内が外気より負圧にま
ることを防ぐことができる。また、部品５．ｉ２，１７
．１８をテフロン樹脂としたことにより、ピエゾ素子４
と外部の絶縁をとることができた。また、この構成でピ
エゾ素子４にパルス電圧を付加すると、ピエゾ素子４が
半径方向に微小収縮することにより接着剤９は微小圧力
励起される。これにより生じた圧力波は接着剤タンク１
４の方向とオリフィス２の両方向に伝わる。自由端であ
るオリフィス２側に圧力波が到達すると接着剤液面は隆
起する。この時、接着剤９の粘性に対し十分高い圧力波
を発生するに足るパルス電圧が付加されていれば、表面
張力により内部へひきもどす力より吐出する力が勝シ、
接着剤９は滴１９（径約１００μｍ）として吐出される
。

また、接着剤９中に気泡が入ると、圧力波が気泡で吸収
され滴１９が生成されにくくなることがある。その場合
は、装置先端を接着剤中につけ接着剤タンク１４内を接
着剤よりも低圧にし、接着剤をタンク内に吸引すること
により、接着剤９中に気泡を残さず、接着剤タンク１４
内に接着剤９を供給することができる〇 〈実施例２〉 第２図は本発明の請求の範囲第２項の実施例の概略を示
すものである。（、）は円筒形ピエゾ素子４の中心にオ
リフィス２を設けている。また、（ｂ）は中が空洞とな
っている球形のピエゾ素子２１の中心にオリフィス２を
設けている０これらのピエゾ素子は内壁と外壁に分極さ
れておシ、電圧を印加すると周方向に収縮し圧力波は中
心に集中する。

く実施例６〉 第３図は本発明の請求の範囲第３項及び第４項の実施例
の印加電圧波形図である。また、第４図はピエゾ索子に
第５因の電圧を印加した時のピエゾ素子及び接着剤の状
態を時間ごとに示した図である０ピエゾ素子２２は板形
であ）厚さ方向に分極されている。ピエゾ素子２２は流
路の一壁面２３に貼シ付けられた構造となっている。ピ
エゾ素子２２に電圧を印加するとピエゾ素子２２は長さ
方向に収縮する。このため、流路壁面２３と長さの差が
生じ、ピエゾ素子２２は流路内側忙たわみ、接着剤９を
加圧する。ピエゾ素子２２は、電圧の印加される時間ｔ
、までは（ａ）に示すような無歪状態である。電圧を時
間ｔ、から時間ｔ２でＥ、Ｖまで立ち上げている。この
時間（ｔ２−ｔｌ）はピエゾ素子２２の反応時間より短
く設定されている。

ソノため、時間ｔ２において、ピエゾ素子２２は（ｂ）
のように変位中であシ時間ｔ２５で　（Ｃ）のように最
大歪となる・接着剤はピエゾ素子による加圧力と接着剤
の慣性力及び粘性による反力との約９合いによ）圧力が
上昇する。そして、しだいに接着剤が流動していくこと
により圧力は下がってしまう。本実施例のように電圧立
ち上げ時間をピエゾ素子２２の反応時間より短かくする
ことによ＃）、ピエゾ素子２２内側の接着剤９がピエゾ
素子２２の変位中に流動する体積を少なくすることが可
能となる。これにより、高い加圧力を得ることが出来る
ようになシ、高い粘度の接着剤を滴化することが可能と
なる。

滴は、吐出後接着剤の表面張力により安定した形である
球になろうとするととにより生成される。

滴生成中、滴の中では接着剤の流れが生じるため表面張
力に逆らう粘性力が生じる・このため、高粘度の接着剤
の場合、粘性力が強く滴が生成されるのに時間がかかシ
滴の後方に長い糸を伴う・そして、長くなシすぎた糸は
***して複数の小滴を生じてしまう。このように複数の
小滴が生じると塗布量が一定せず精度の良い塗布を行な
うことはできない０そこで本実施例では、（ｄ）のよう
にほぼ滴が生成された時間ｔ５に電圧を下げている。

時間ｔ４において、初期電圧より低い電圧Ｅ２を印加す
ることによりピエゾ素子を（ｅ）のように加圧時と逆方
向に変形させ、余分な液柱をノズル内に吸引し小滴の発
生を防いでいる０木刀式は、接着剤に限らず高粘度液を
用いる場合、安定して単一の滴を得るのに有効な手段で
ある。

〈実施例４〉 第５図は本発明の請求の範囲第５項の実施例の断面図で
ある・本実施例は実施例１と構成は似ているため、主な
違いだけをのべる。本実施例では、実施例１のピエゾ素
子４の代）に流路のオリフィスに近い部分に微小加熱機
構２４を設けたパイプ２５を設けている。このような構
成としたことにより、微小加熱機構２４にパルス電流を
流すと加熱機構近傍の接着剤９は気化し微少バブルが発
生する・これにより、接着剤９はオリフィス２と接着剤
タンク１４の両方向に押し退けられ、オリフィス２側で
は接着剤液面が***する。この時、接着剤９の粘性に対
し十分大きいパルス電流が付加されていれば、表面張力
により内部へひきもどす力より吐出する力が勝シ、接着
剤９は滴１９（径約１００μｍ）として吐出される。

〈実施例５〉 第６図は本発明の請求の範囲第６項の実施例の断面図で
ある◎本実施例は実施例１と構成は似ているため、主な
違いだけをのべる。本実施例では、実施例１のピエゾ素
子４の代シに導電性パイプ２６を設け、オリフィス２と
対向する位置に電極２７を設けている。このような構成
にしたことにより、接着剤９と、電極２７０間にパルス
状の静電界を印加すると、静電吸引力により接着剤９は
滴１９として吐出される。また本方式によれば、連続的
に電圧を付加することにより線塗布も可能である。

〈実施例６〉 第７図は本発明の請求の範囲第７項の実施例の断面図で
ある。これは、実施例１の接着剤塗布装置の外周部全体
にヒータ２８を設けている。また、熱溶融型接着剤２９
中には熱電対３０が設けられている０このような構成に
したことにより、熱溶融型接着剤２９はヒータ２ＢＫよ
り熱溶融させられピエゾ素子４に供給される。この状態
でピエゾ素子４にパルス電圧をかけ振動させると、熱溶
融した接着剤２９は滴１９（径約１００μｍ）となシ吐
出される。

く実施例７〉 第８図は、本発明の請求の範囲第８項の実施例の断面図
である・これは、実施例１による接着剤塗布装置のオリ
フィス２の図の下方にリング状電極（帯電電極）３２、
及び、その図の下方に滴の進路をはさみ相対する位置忙
二枚の板状電極（偏向電極）３３を設けたものである◎
このような構成にしたことにより、次のようなことが可
能となる。オリフィス２の接着剤液面が***した時、帯
電電極３２に、例えば、正の電荷を付加すれば接着剤９
は誘電分極され液面は負に分極される◇その状態で液面
から分離、生成された滴１９は負に帯電されている。こ
の滴１９を電圧が付加された偏向電極間２９に通過させ
ることによυ滴１９は偏向される。これにょシ、滴１９
に帯電電極２８で与える帯電量、及び、偏向電極３３に
かける電圧を制御することにより滴１９の偏向量を制御
することができるＣ以上の例は一次元で偏向を行なう例
だが、偏向電極３３の図の下方に偏向電極３３と直交方
向にもう一組の偏向電極を設けることにより二次元で偏
向を行なうことも可能である。

〈実施例８〉 第９図は、本発明の請求の範囲第９項の実施例の平面図
である◇また、第１０図は第９図の中のワークハンドリ
ングロボット５９の吸着ハンド３９−Ａを示す斜視図で
ある。本装置は治具３４とワーク３７とを自動で貼シ付
けるためのものである。

本装置は、加熱ユニット３５１冷却ユニツト４２、ワー
ク供給装置３８、加熱ユニット５５の上方に設けた本発
明の請求の範囲第８項による接着剤塗布装置３６、加熱
ユニット３５と冷却ユニット４２０間に設けたワークハ
ンドリングロボット３９、二方向から図の中央に向うよ
うに配置した二台の位置決めロボッ）４０−Ａ、及び、
４０−Ｂ、図の中央に位置決め金具４１（５字型の金具
）よ構成る。このような構成としたことにょシ、次のよ
うな自動化が可能となった。加熱ユニット３５に並べら
れた治具５４はワークハンドリングロボット６９により
接着剤塗布装Ｒ３６の下に運ばれる。治具６４は本発明
による接着剤塗布装置３６より上面に熱溶融性接着剤を
面状忙塗布され、図の中央へ搬送される。つぎに、ワー
ク５７がワークハンドリングロボット３９によって治具
３４の上に乗せられる。その後、ワーク５７を位置決め
金具４１の側面に位置決め装置４０−Ａ、４０−Ｂによ
り二方向から押し当てることにより位置決めを行う。貼
シ合わせ終了彼の治具６４は、ワークハンドリングロボ
ット３９により冷却ユニット４２へ運ばれ、冷却され接
着剤は硬化する。

〔発明の効果〕

本発明の請求の範囲第１項、第５項によれば、ピエゾ素
子、及び、バブルによる加圧手段は機構が簡単、かつ、
小型であるためオリスイス直前に加圧機構を設けること
が可能であシ、塗布量は他の機械的誤差を受けない。ま
た、本発明の請求の範囲第６項によれば、静電吸引力に
より滴化するため、塗布量は滴生成機構の機械的駒差を
全く受けない＠また、本発明の請求の範囲第２項から第
４項によれば高粘度接着剤でも精度良く接着剤を微量塗
布することが可能となる。

また、本発明の請求の範囲第７項によれば、加熱機構を
設け、熱溶融型接着剤を塗布可能としたことにより、接
着剤は常温では固体であるため揮発性成分は蒸発せず、
また、加熱すれば必ず液体となることから、長期間使用
しない場合でも接着剤の硬化によるオリフィスの目詰ｔ
ｂを防止することができる０ また１本発明の請求の範囲第１項から第７項によれば接
着剤を微小滴化して塗布するため、本発明による接着剤
塗布装置を二台用い二液混合量接着剤を一液ずつ交互に
塗布すれば、塗布面において二液を精度良く混合しなが
ら塗布することができる。

本発明の請求の範囲第８項によれば、請求の範囲第１項
から第７項による塗布装置により生成した滴を少しずつ
偏向して並べて塗布することにより、線塗布９面塗布が
可能となる。また、塗布位置を高精度にコントロールす
ることができるので、余分な位置に接着剤が付くことが
ない。また、本発明の請求の範囲第６項の場合、静電吸
引力をかける時間を長くするととによυ線塗布も可能と
なる。

本発明の請求の範囲第９項による貼シ付は装置によれば
高精度な塗布のみならず、高精度な貼υ付けが自動でお
こなえる。

【図面の簡単な説明】

流側の断面図、第３図は、本発明の請求範囲第５項及び
請求範囲第４項の実施例の印加電圧波形図、第４ｒ第３
図の電圧を印加した時の、ピエゾ素子及び接着剤の時間
ごとの状態を示す説明図、第５図は、本発明の請求範囲
第５項の実施例の断面図、第６図は、本発明の請求範囲
第６項の実施例の断面図、第７図は、本発明の請求範囲
第７項の実施例の断面図、第８図は、本発明の請求範囲
第８項の実施例の断面図、第９図は、本発明の請求範囲
第９項の実施例の平面図、第１０図は、第９図のワーク
ハンドリングロボットの吸着部と、治具とワークを拡大
した斜視図である。 ２・・・オリフィス、４・・・円筒形ピエゾ素子、８・
・・電極、９・・・接着剤、１４・・・接着剤タンク％
　１９・・・接着剤滴、２１・・・球形ピエゾ素子、２
２・・・板形ピエゾ素子、２４・・・微小加熱機構用電
極、２５・・・微小加熱機構の埋め込まれたパイプ、２
６・・・導電性バイブ、２７・・・電極、２８・・・ヒ
ータ、２９・・・熱溶融性接着剤、５２・・・帯電電極
、５５・・・偏向電極、５４・・・治具、３５・・・加
熱ユニット。 第 ４ 図 （ｂ） （Ｃ） 特開平３ １８８９６６　（９） 第 ７ 図 ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、接着剤を収容する接着剤タンクと、前記接着剤タン
   クに取り付けられたオリフィスと、前記接着剤タンクか
   ら前記オリフィスに到るまでの流路の一部分を構成する
   ように、あるいは、流路を構成する部品を振動させれる
   ように設けられたピエゾ素子と、前記ピエゾ素子に接続
   されたパルス波電源から成ることを特徴とする接着剤塗
   布装置。 ２、請求の範囲第１項の接着剤塗布装置において、前記
   ピエゾ素子は円筒形、または、中が空洞となっている球
   形のものを用い、前記オリフィスをその中心に設けたこ
   とを特徴とする接着剤塗布装置。 ３、請求の範囲第１項または第２項において、前記パル
   ス波電源により印加電圧の立ち上がり時間が前記ピエゾ
   素子の応答時間より短い波形の電圧を印加することを特
   徴とする接着剤塗布装置。 ４、請求の範囲第１項、第２項または第３項において、
   前記パルス波電源により電圧降下時には電圧を立ち上げ
   前の電圧よりも低く下げる波形の電圧をピエゾ素子に印
   加することを特徴とする接着剤塗布装置。 ５、接着剤を収容する接着剤タンクと、前記接着剤タン
   クに取り付けられたオリフィスと、前記接着剤タンクか
   ら前記オリフィスに到るまでの流路にパルス波電源に接
   続された微小加熱機構を設けたことを特徴とする接着剤
   塗布装置。 ６、接着剤を収容する接着剤タンクと、前記接着剤タン
   クに取り付けられたオリフィスと、前記接着剤と導通の
   取れるように、前記接着剤タンク、あるいは流路に設け
   た電極と、前記オリフィスと対向する位置に設けた電極
   と、その両電極の間に高電圧を印加する電源から成るこ
   とを特徴とする接着剤塗布装置。 ７、請求の範囲第１項ないし第６項において、室温で固
   体で加熱されると液体になる熱溶融性接着剤を用い、前
   記接着剤タンク外周、あるいは内部、あるいは流路にヒ
   ータを設けたことを特徴とする熱溶融性接着剤塗布装置
   。 ８、請求の範囲第１項ないし第７項において、リング型
   電極をリング中心付近にオリフィスがくるよう配置し、
   また、滴の進路をはさみ相対するように設けられた二枚
   の電極から成ることを特徴とする接着剤塗布装置。 ９、請求範囲第１項ないし第８項の前記接着剤塗布装置
   にワーク供給装置、搬出装置、及び、貼付位置設定装置
   を設けたことを特徴とする貼り付け装置。 １０、請求範囲第１項ないし第９項の接着剤塗布装置で
   、前記接着剤を塗布する工程を持つ製造ライン。 １１、請求範囲第１項ないし第９項の接着剤塗布装置で
   前記接着剤を塗布した製品。