JPWO2014142239A1 - 液体材料吐出装置、その塗布装置および塗布方法 - Google Patents
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Abstract
Description
液滴の吐出時にプランジャーが着座する吐出装置としては、出願人が特許文献2で提案した、切替弁が第一の位置にありかつバルブ作動用エアーによりプランジャーロッドを退行動作して吐出口を開口し、切替弁が第二の位置にありかつプランジャーロッド進出手段により進出動作させたプランジャーロッドを弁座に当接させることにより急速に停止して液体をバルブの吐出口から液滴状に飛ばして吐出する液滴定量吐出装置がある。
上記液体材料吐出装置に係る本発明では、前記加圧部が、液体貯留容器および液体貯留容器に加圧エアを供給する加圧源を備え、前記負圧部が、退避流路と直接または間接に連通する負圧源を備えることを特徴としてもよく、好ましくは前記負圧部が、退避流路よりも拡径された液体材料の退避容器を備えることを特徴とし、より好ましくは前記負圧部が、退避容器に貯留した液体材料を排出する排出流路を備えることを特徴とし、さらに好ましくは前記負圧部が、前記排出流路と外部とを連通または遮断する排出流路開閉機構を備えることを特徴とする。この排出流路開閉機構を備える本発明では、前記負圧部が、退避容器を加圧エアを供給する加圧源と、前記加圧源と退避容器とを連通する加圧位置および前記負圧源と退避容器とを連通する減圧位置を有する負圧部切替バルブを備えることを特徴としてもよく、好ましくは前記排出流路開閉機構が、開閉バルブであり、前記加圧部が、加圧部と液体バルブ部とを連通しまたは遮断する加圧部開閉バルブを備え、前記吐出制御部が、予め定められた排出条件に従い、加圧部開閉バルブを閉じ、負圧部切替バルブを加圧位置とし、排出流路開閉機構を開き、退避容器内の液体材料を外部に排出することを特徴とする。ここにいう排出条件には、一定時間毎に排出する場合、一定の吐出回数毎に排出する場合が含まれる。
上記加圧源と負圧源とを備える本発明では、前記吐出制御部が、吐出待機中においては、前記負圧源から、吐出口からの液だれを防止するために必要な負圧力を退避流路に与えるようにし、吐出終了時においては、前記負圧源から、吐出待機中よりも強い負圧力を退避流路に与えるようにすることを特徴としてもよい。
上記加圧源と負圧源とを備える本発明では、前記吐出制御部が、吐出作業中においては、前記加圧源から、液体材料を吐出口から吐出するために必要な加圧力を液体貯留容器に与えるようにし、吐出待機時においては、前記加圧源から、吐出作業中よりも強い加圧力を液体貯留容器に与えるようにすることを特徴としてもよい。
上記液体材料吐出装置に係る本発明では、前記推進力付与部材が、液室よりも小径の、回転動作するスクリュー、または、急速進出移動により液体材料に慣性力を与えるロッド状部材であること、或いは、前記推進力付与部材が、偏心回転動作をする雄螺旋形状のロッドであり、前記液室が、推進力付与部材と協働する雌螺旋形状の内壁面を有し、前記推進力付与部材および前記液室が、一軸偏心ねじポンプ機構を構成することを特徴としてもよい。
塗布方法に係る本発明は、上記加圧源と負圧源とを備える液体材料吐出装置と、塗布対象物を載置するワークテーブルと、液体定量吐出装置とワークテーブルとを相対的に移動させるXYZ駆動機構と、XYZ駆動機構の動作を制御する駆動機構制御部と、を備える塗布装置を用いた液体材料の塗布方法であって、前記吐出制御部が、吐出作業中においては、液体バルブ部の切替バルブを第一位置とした状態で推進力付与部材を動作させることにより吐出口から液体材料を吐出し、吐出終了時には、推進力付与部材の動作を停止させると共に液体バルブ部の切替バルブ部を第二位置に切り替えることにより吐出口からの液体材料の吐出を停止すること、吐出待機中においては、前記負圧源から、吐出口からの液だれを防止するために必要な負圧力を退避流路に与えるようにし、吐出終了時においては、前記負圧源から、吐出待機中よりも強い負圧力を退避流路に与えるようにすることを特徴とし、好ましくは前記吐出制御部が、吐出作業中においては、前記加圧源から、液体材料を吐出口から吐出するために必要な加圧力を液体貯留容器に与えるようにし、吐出待機時においては、前記加圧源から、吐出作業中よりも強い加圧力を液体貯留容器に与えるようにすることを特徴とする。
<第1実施形態例の構成>
図1は、第1実施形態例に係る吐出装置20の流路内の圧力状態を説明する要部断面模式図であり、(a)は吐出作業時を、(b)吐出待機時を示している。図1に示すように、第1実施形態例に係る液体材料吐出装置20は、吐出ユニット30と、液体バルブ部50と、加圧部60と、負圧部70とを主要な構成要素とする。なお、図1では、液室32と同じ圧力下にある液体材料25を濃い色に着色し、液室32と異なる圧力下にある液体材料25を薄色に着色している。
なお、図1では、液室32とロッド31との間隙が広く設定されているが、図14に示すように液室32とロッド31との間隙を狭く設定し、ロッド31の作動により発生する液体推進力が強く生じるようにしてもよい。
待避流路72は、その全長において、吐出口33の内径よりも十分に大きい内径を有することが好ましい。より好ましくは、待避流路の端部開口74と負圧発生装置(図示せず)との間に待避流路72よりも拡径された待避容器を設ける。この待避容器は、待避流路72よりも拡径されていれば任意の形状を採用することができるが、設置スペースの観点から、管状とすることが好ましい態様の一例として開示される(後述の待避管76参照)。
図2は、従来の吐出装置における流路内の圧力状態を説明する要部断面模式図であり、(a)は吐出作業時を、(b)吐出待機時を示している。
図2に示す従来の吐出装置10は、吐出ユニットの構成は第1実施形態例と同様であるが、吐出ユニットが切替バルブ151を介さずに貯留容器12と連通される点で図1に示す第1実施形態例と相違する。また、図2の吐出装置の切替バルブ151は、気体の流路を切り替えるバルブである点で、液体の流路を切り替える第1実施形態例の切替バルブ51と相違する。
吐出作業中は、図2(a)示すように、貯留容器12は、アダプター14、管A16および切替バルブ151を介して管B17と連通しており、管B17から加圧作用を受けている。すなわち、切替バルブ151の弁体155は、管A16および管B17を連通する第一位置を取り、管B17の上流で所望圧力に調圧された加圧エアが管A16を介して貯留容器12内の上部空間に供給される。
このように、従来の吐出装置10は、貯留容器12内の上部空間を加圧または減圧することにより、吐出作業および吐出作業待機中の液体材料の液だれを防止している。
しかしながら、従来の吐出装置10においては、気体の圧縮性による応答遅れが生じるという課題がある。この応答遅れの課題は、切替バルブ151が第一の位置を取る場合のみならず第二の位置を取る場合も生じる。
吐出作業中は、図1(a)に示すように、切替バルブ51は加圧流路62および流路A81を連通する第一位置を取り、貯留容器12から液体材料25が液室32に供給される。ここで、貯留容器12は、加圧装置(図示せず)と連結されており、貯留容器12内の上部空間は所望の圧力に常時加圧されている。吐出作業中は、待避流路72と液室32との連通は遮断されている。
図15は、第2実施形態例に係る液体材料吐出装置20を説明する要部断面側面図である。以下では、第1実施形態例(図1)と共通する構成については説明を割愛し、主として異なる構成について説明する。
液体バルブ部50は、第1実施形態例と同様の切替バルブ51を備えてなる。第2実施形態例の切替バルブ51は、連結部59を出口とする流路A81と、加圧流路として機能する流路B82と、待避流路として機能する流路C83と、切替流路84に配置された弁体55と、弁体55を流路A81を跨いで往復移動させることにより流路A81と流路B82および流路C83との連通を切り替える弁体駆動装置(図示せず)とを備えている。
図15(a)に示す吐出作業時は、弁体55が流路A81の右側に位置し、液体材料供給口53から流路B82に流入した液体材料が液送口34からノズル35へ流出する。
図15(b)に示す吐出待機時は、弁体55が流路A81の左側に位置し、吐出口33と端部開口74とが退避流路72、液体材料開放口54、切替流路84、流路A81および液送口34を介して連通し、ノズル35内の流路に残留する圧力が開放される。
図15に例示する切替バルブ51は、連結部59を下端部に設けられている点と、流路B82および流路C83が上方に開口し、流路A81が下方に開口する点とで第1実施形態例と相違する。しかし、流路A81、流路B82および流路C83の長さは図示の態様に限定されず、流路とはいえないほど距離が短い態様もあり、このような態様も本発明の技術思想には含まれる。
なお、流路A81は必ずしも垂直下方に開口する必要は無く、例えば、水平方向、斜め下方に開口するようにしてもよい。
また、吐出部材48と他端にノズル部材とを可撓性チューブとを連結することで、ノズル部材のみをXYZ駆動機構に搭載した軽量なヘッド部を構成することが可能となる。
負圧部70は、端部開口74を有する待避流路72を備える。負圧部70の基本構成は第1実施形態例と同様であるが、第2実施形態例では待避流路72が垂直方向に延びる直管である点で第1実施形態例と相違する。
図3は、実施例1に係る液体材料吐出装置20の概略斜視図である。吐出装置20は、液体材料を吐出する吐出ユニット30と、吐出ユニット30と液体材料の供給および受け入れをする液送ユニット40とを備える。
図4は、実施例1に係る液体材料吐出装置20を搭載した塗布装置201の概略斜視図である。塗布装置201は、テーブル207が搭載された架台202と、保持部204が設けられた相対駆動部205と、調整用ワークを載置する調整用テーブル208とを備えている。保持部204には、吐出ユニット30または計測ユニット203が装着される。テーブル207上には塗布対象物206が載置され、吐出ユニット30および計測ユニット203とテーブル207とをXYZ方向に相対移動させながら塗布作業が行われる。相対駆動部205は、例えば、リニアモータ用マグネットおよび直動ガイド、モータおよびボールねじを備え、吐出ユニット30および計測ユニット203とテーブル207とをXYZ方向に相対移動させる。
吐出ユニット30は、上下に延びるロッド31と、ロッド31が挿通される吐出ユニット本体36と、吐出ユニット本体36の内部に設けられた空間である液室32と、液室32と連通する内部流路を有するノズル35と、ノズル35の下端に設けられた吐出口33と、液室32の側面に連通する液体材料供給口34と、ロッド31を回動させるロッド駆動源37(図示せず)とを備えている。
液送ユニット40は、一体的に配置された液体バルブ部50、加圧部60および負圧部70とから構成される。液送ユニット40は、吐出ユニット30の側面に配置される。より詳細には、液体バルブ部50の一の側面に加圧部60が連設され、加圧部60が連設される側面と直交する液体バルブ部50の側面に負圧部70が連設される。
流路B82の第一開口はバルブブロック52の上面に設けられ、第二開口はバルブブロック52の側面に設けられている。流路B82の第一開口は、切替バルブ51が第一の位置にあるときには流路A81と連通され、切替バルブ51が第二の位置にあるときには流路A81と遮断される。流路B82の第二開口は、液送ブロックA61の側面に設けられた加圧流路62の端部開口と連通される。
液送ブロックA61は、その内部に加圧流路62が形成されている。加圧流路62を介して貯留容器12と流路B82とが連通され、加圧された液体材料25が液体バルブ部50に供給される。
液送ブロックB71は、その内部に待避流路72および排出流路73が形成されている。液送ブロックB71は、バルブブロック52の吐出ユニット30と連結される側面と直交する側面に配設される(図3参照)。
待避管76は、液送ブロックB71の内部流路(72,73)と連通するように液送ブロックB71の上部に配設される。すなわち、待避管76の下部は、液送ブロックB71の待避流路72および排出流路73と連通される(図8参照)。待避流路72は、バルブブロック52の液体材料開放口54および流路C83と連通される。待避管76の上部は、管D77の一方の端部と連通される。管D77の他方の端部は、図示されない真空ポンプ等の負圧発生装置と連通され、所望の負圧が管D77内に与えられる。
図6および図7を参照しながら、実施例1に係る液体材料吐出装置20の動作について説明する。
(吐出時)
準備作業として、貯留容器12から供給される液体材料25が、加圧流路62、液体バルブ部50(流路A81、流路B82)および液室32を介して吐出口33に至るまで満たされるようにする。貯留容器12には、アダプター14を介して加圧装置(図示せず)から所望の圧力が供給されるようにする。
切替バルブ部51を加圧流路62と液室32とを連通する第一位置に設定し(図6)、ロッド31を回転動作させることにより、液室32内の液体材料25が吐出口33から吐出される。この際、ロッド31の回転速度、回転時間、および/または貯留容器12に付与するエア圧力を調整することにより吐出量を調整する。
ロッド31の回転動作を停止させ、切替バルブ部51を待避流路72と液室32とを連通する第二位置に設定する。切替バルブ部51を第二位置に設定すると(図7)、液室32および流路A81に残留する圧力が、負圧に調圧されている待避流路72に向かって開放され、吐出口からの液体材料の吐出が速やかに終了する。また、液室32および流路A81内の圧力は、待避流路72および待避管76と同じ低い圧力に設定されるので、液体材料25の自重による吐出口33からの液だれも防止することができる。
このとき、貯留容器12と液室32との連通は遮断されているので、貯留容器12への圧力供給はそのまま継続すればよく、減圧させる必要はない。
吐出終了直後に待避流路72に与える負圧力を高圧力とし、吐出待機時に待避流路72に与える負圧力を相対的に低圧力とする態様を説明する。
吐出終了直後に液室32の残圧を高速開放できるように、吐出作業中に、負圧発生装置(図示せず)により、吐出待機時と比べ相対的に強い負圧力を待避流路72に与えた状態としておく。ロッド31の回転動作を停止させ、切替バルブ部51を第二位置に設定すると、液室32および流路A81に残留する圧力が、強い負圧力により待避流路72に向かって高速開放され、吐出口からの液体材料の吐出が高速終了する。液室32および流路A81に残留する圧力が開放された後に、待避流路72と連通する負圧発生装置(図示せず)により、吐出作業中と比べ相対的に弱い負圧力(吐出口33からの液だれを防止するために必要な負圧力)を待避流路72に与えた状態とする。これにより、液体材料25の自重による吐出口33からの液だれを防止することができる。
実施例2の吐出ユニット30の構成は実施例1と同じである。
液体バルブ部50および加圧部60は、液送ブロックC91およびタンク94を備える点で実施例1と相違する。
液送ブロックC91は、実施例1のバルブブロック52および液送ブロックA61を一体的に構成した部材である。従って、液送ブロックC91に、切替バルブ51および液送ブロックB71が連結される。液送ブロックC91は、その内部に流路A81、流路B82および流路C83を有しており、流路B82が退避流路として機能し、流路C83が加圧流路として機能する。
タンク94は、液体材料25が貯留される大型の容器である。タンク94に貯留された液体材料25には、所望圧力に調整された加圧エアが管E95から供給される。この加圧エアに押圧された液体材料25は、管F96を介して液送ブロックC91内の流路C83に供給される。実施例2でも、実施例1と同様に、管E95を介してタンク94に供給する圧力は一定とすればよく、吐出毎に減圧させる必要はない。
実施例2の待避管76は、待避管76内で上下に延伸する細長い負圧調整管49を備えている。待避管76よりも小径の負圧調整管49は、その端部開口の一方が待避流路72に連通しており、他方の端部開口が待避管76内の空間に配置される。実施例2では、負圧調整管49を設けることにより、液面の高さを一定に保つことができるので、待避管76に供給する負圧を待避した液体材料の量にかかわらず一定以下とすることを可能としている。これに対し、負圧調整管49を有しない待避管76(図8参照)においては、待避管76に貯留される液体材料が増加するにつれて、管D77から供給する負圧も強くする必要がある。
好ましくは、待避管76内の負圧調整管49末端まで液体材料を充填させた上で、吐出作業を行うようにする。液体材料が充填された流路内下端位置(吐出口33の先端)と上端位置(負圧調整管49末端)を一定に規定することで、吐出口33の圧力を一定に保持することができるからである。
実施例3の液送ユニット(液体バルブ部50、加圧部60および負圧部70)の構成は、実施例2と同じである。実施例3の吐出ユニット30は、推進力付与部材(ロッド)および液室の形状において実施例2と相違する。
実施例3の吐出装置20は、回転容積式一軸偏心ねじポンプ機構を有し、高粘度の流体や粉体や粒子を含む固形物が混入した流体の吐出用途に利用される。この一軸偏心ねじポンプ機構は、雄ねじ型ロータ131が雌ねじ型ステータ内孔132に嵌挿される構成となっている。別の観点からは、雄ねじ型ロータ131が推進力付与部材となり、雌ねじ型ステータ内孔132が吐出口33と連通する液室となる。
この点、実施例3の吐出装置20は、実施例2と同様の液送ユニットを備えているため、吐出終了時に切替バルブ51によりステータ内孔132と負圧部70とを連通させることにより、ステータ内孔132内の残圧を速やかに開放することが可能であり、また液だれの課題を解消することができる。また、吐出終了直後に待避流路に与える負圧力を高圧力とし、吐出待機時に待避流路に与える負圧力を相対的に低圧力とする態様も実現可能である。
実施例4の液送ユニット(液体バルブ部50、加圧部60および負圧部70)の構成は、実施例2および3と同じである。
実施例4の吐出ユニット30は、ロッド31が高速で往復動作し、ロッド31の前進動作により、吐出口33から液体材料を滴状に飛翔吐出させる公知のジェット式吐出装置である。この吐出ユニット30は、吐出待機時において、ロッド31の先端が液室32の底面に着座しないため、吐出作業待機中であっても吐出口33と液室32との連通状態は保持されたままである。従って、吐出作業待機中に、吐出口33から液だれが生じ得るところ、実施例2および3と同じ構成の液送ユニットにより、液だれの発生を防いでいる。なお、吐出作業時においては、ロッド31の先端が液室32の底面に着座する態様およびロッド31の先端が液室32の底面に着座しない態様のいずれであってもよい。
図13は、実施例5に係る液体材料吐出装置20の全体構成図である。
吐出ユニット30は、公知のジェット式吐出装置または公知のスクリュー式吐出装置である。吐出ユニット本体36内には、吐出口33および切替バルブ51の内部流路と流体的に連通する液室32が設けられている。吐出ユニット本体36の側面には、液室32、加圧流路62および退避流路72と流体的に接続される切替バルブ51が配設されている。
なお、加圧部開閉バルブ101を貯留容器12の上流に設けず、貯留容器12と切替バルブ51との間に設けてもよい。すなわち、加圧部開閉バルブ101を加圧流路62に設け、貯留容器12と切替バルブ51とを連通しまたは遮断するよう制御してもよい。
排出流路開閉バルブ102は、排出流路73に設けられており、待避管76と外界とを連通しまたは遮断する排出流路開閉機構として機能する。すなわち、排出流路開閉バルブ102は、排出流路73を外界と連通する開位置および外界と遮断する閉位置を有している。
エア供給源111および加圧源112は、所望の圧力に調整された加圧エアを供給し、負圧源113は、管H98内が所望の負圧になるように吸気圧力を作用させる。
(吐出時)
貯留容器12から供給される液体材料25が、加圧流路62、切替バルブ51および液室32を介して吐出口33に至るまで満たされた状態から開始する。
制御部99は、加圧部開閉バルブ101を開位置に設定し、同時に切替バルブ部51を加圧流路62と液室32とを連通する第一位置に設定する。ほぼ同時に、制御部99がロッド31を動作させることにより、液室32内の液体材料が吐出口33から吐出される。
制御部99は、ロッド31の動作を停止させ、切替バルブ部51を待避流路72と液室32とを連通する第二位置に設定し、負圧部切替バルブ78を減圧位置に設定する。これにより、液室32に残留する圧力が、負圧に調圧されている待避流路72に向かって開放され、吐出口からの液体材料の吐出が速やかに終了する。
待避管76内に貯まった液体材料を外部に排出する際の動作を説明する。
制御部99は、加圧部開閉バルブ101を閉じ、切替バルブ51を貯留容器12と液室32を連通する第一位置に設定する。これにより、貯留容器12と液室32とは連通するが、加圧部開閉バルブ101を閉じているため、貯留容器12内の液体材料は加圧されず、吐出口33から液体材料が漏出するおそれは最小限である。また、切替バルブ51が第一位置にあるとき、負圧管76と液室32との連通は切替バルブ51により遮断されている。
続いて、制御部99は、排出流路開閉バルブ102を開位置に切り替える。これにより、待避管76内の液体材料が排出流路開閉バルブ102を経て外部に排出される。なお、切替バルブ51が第一位置にあるとき、待避流路72と液室32との連通が遮断されているので、待避管76内の液体材料が待避流路72を介して液室32に流入することはない。
液体材料が吐出部から離間する前にワークに接触するタイプの吐出方式としては、フラットチュービング機構またはロータリチュービング機構を有するチュービング式、先端にノズルを有する貯留容器の内面に密着摺動するプランジャーを所望量移動して吐出するプランジャー式、スクリューの回転により液体材料を吐出するスクリュー式、所望圧力が印加された液体材料をバルブの開閉により吐出制御するバルブ式などが例示される。
なお、図1では、液室32とロッド31との間隙が広く設定されているが、図14に示すように液室32とロッド31との間隙を狭く設定し、ロッド31の作動により発生する液体推進力が強く生じるようにしてもよい。
退避流路72は、その全長において、吐出口33の内径よりも十分に大きい内径を有することが好ましい。より好ましくは、退避流路の端部開口74と負圧発生装置(図示せず)との間に退避流路72よりも拡径された退避容器を設ける。この退避容器は、退避流路72よりも拡径されていれば任意の形状を採用することができるが、設置スペースの観点から、管状とすることが好ましい態様の一例として開示される(後述の退避管76参照)。
吐出作業中は、図1(a)に示すように、切替バルブ51は加圧流路62および流路A81を連通する第一位置を取り、貯留容器12から液体材料25が液室32に供給される。ここで、貯留容器12は、加圧装置(図示せず)と連結されており、貯留容器12内の上部空間は所望の圧力に常時加圧されている。吐出作業中は、退避流路72と液室32との連通は遮断されている。
図15は、第2実施形態例に係る液体材料吐出装置20を説明する要部断面側面図である。以下では、第1実施形態例(図1)と共通する構成については説明を割愛し、主として異なる構成について説明する。
液体バルブ部50は、第1実施形態例と同様の切替バルブ51を備えてなる。第2実施形態例の切替バルブ51は、連結部59を出口とする流路A81と、加圧流路として機能する流路B82と、退避流路として機能する流路C83と、切替流路84に配置された弁体55と、弁体55を流路A81を跨いで往復移動させることにより流路A81と流路B82および流路C83との連通を切り替える弁体駆動装置(図示せず)とを備えている。
図15(a)に示す吐出作業時は、弁体55が流路A81の右側に位置し、液体材料供給口53から流路B82に流入した液体材料が液送口34からノズル35へ流出する。
図15(b)に示す吐出待機時は、弁体55が流路A81の左側に位置し、吐出口33と端部開口74とが退避流路72、液体材料開放口54、切替流路84、流路A81および液送口34を介して連通し、ノズル35内の流路に残留する圧力が開放される。
図15に例示する切替バルブ51は、連結部59を下端部に設けられている点と、流路B82および流路C83が上方に開口し、流路A81が下方に開口する点とで第1実施形態例と相違する。しかし、流路A81、流路B82および流路C83の長さは図示の態様に限定されず、流路とはいえないほど距離が短い態様もあり、このような態様も本発明の技術思想には含まれる。
なお、流路A81は必ずしも垂直下方に開口する必要は無く、例えば、水平方向、斜め下方に開口するようにしてもよい。
負圧部70は、端部開口74を有する退避流路72を備える。負圧部70の基本構成は第1実施形態例と同様であるが、第2実施形態例では退避流路72が垂直方向に延びる直管である点で第1実施形態例と相違する。
流路B82の第一開口はバルブブロック52の上面に設けられ、第二開口はバルブブロック52の側面に設けられている。流路B82の第一開口は、切替バルブ51が第一の位置にあるときには流路A81と連通され、切替バルブ51が第二の位置にあるときには流路A81と遮断される。流路B82の第二開口は、液送ブロックA61の側面に設けられた加圧流路62の端部開口と連通される。
液送ブロックB71は、その内部に退避流路72および排出流路73が形成されている。液送ブロックB71は、バルブブロック52の吐出ユニット30と連結される側面と直交する側面に配設される(図3参照)。
退避管76は、液送ブロックB71の内部流路(72,73)と連通するように液送ブロックB71の上部に配設される。すなわち、退避管76の下部は、液送ブロックB71の退避流路72および排出流路73と連通される(図8参照)。退避流路72は、バルブブロック52の液体材料開放口54および流路C83と連通される。退避管76の上部は、管D77の一方の端部と連通される。管D77の他方の端部は、図示されない真空ポンプ等の負圧発生装置と連通され、所望の負圧が管D77内に与えられる。
ロッド31の回転動作を停止させ、切替バルブ部51を退避流路72と液室32とを連通する第二位置に設定する。切替バルブ部51を第二位置に設定すると(図7)、液室32および流路A81に残留する圧力が、負圧に調圧されている退避流路72に向かって開放され、吐出口からの液体材料の吐出が速やかに終了する。また、液室32および流路A81内の圧力は、退避流路72および退避管76と同じ低い圧力に設定されるので、液体材料25の自重による吐出口33からの液だれも防止することができる。
このとき、貯留容器12と液室32との連通は遮断されているので、貯留容器12への圧力供給はそのまま継続すればよく、減圧させる必要はない。
吐出終了直後に退避流路72に与える負圧力を高圧力とし、吐出待機時に退避流路72に与える負圧力を相対的に低圧力とする態様を説明する。
吐出終了直後に液室32の残圧を高速開放できるように、吐出作業中に、負圧発生装置(図示せず)により、吐出待機時と比べ相対的に強い負圧力を退避流路72に与えた状態としておく。ロッド31の回転動作を停止させ、切替バルブ部51を第二位置に設定すると、液室32および流路A81に残留する圧力が、強い負圧力により退避流路72に向かって高速開放され、吐出口からの液体材料の吐出が高速終了する。液室32および流路A81に残留する圧力が開放された後に、退避流路72と連通する負圧発生装置(図示せず)により、吐出作業中と比べ相対的に弱い負圧力(吐出口33からの液だれを防止するために必要な負圧力)を退避流路72に与えた状態とする。これにより、液体材料25の自重による吐出口33からの液だれを防止することができる。
実施例2の退避管76は、退避管76内で上下に延伸する細長い負圧調整管49を備えている。退避管76よりも小径の負圧調整管49は、その端部開口の一方が退避流路72に連通しており、他方の端部開口が退避管76内の空間に配置される。実施例2では、負圧調整管49を設けることにより、液面の高さを一定に保つことができるので、退避管76に供給する負圧を退避した液体材料の量にかかわらず一定以下とすることを可能としている。これに対し、負圧調整管49を有しない退避管76(図8参照)においては、退避管76に貯留される液体材料が増加するにつれて、管D77から供給する負圧も強くする必要がある。
好ましくは、退避管76内の負圧調整管49末端まで液体材料を充填させた上で、吐出作業を行うようにする。液体材料が充填された流路内下端位置(吐出口33の先端)と上端位置(負圧調整管49末端)を一定に規定することで、吐出口33の圧力を一定に保持することができるからである。
この点、実施例3の吐出装置20は、実施例2と同様の液送ユニットを備えているため、吐出終了時に切替バルブ51によりステータ内孔132と負圧部70とを連通させることにより、ステータ内孔132内の残圧を速やかに開放することが可能であり、また液だれの課題を解消することができる。また、吐出終了直後に退避流路に与える負圧力を高圧力とし、吐出待機時に退避流路に与える負圧力を相対的に低圧力とする態様も実現可能である。
なお、加圧部開閉バルブ101を貯留容器12の上流に設けず、貯留容器12と切替バルブ51との間に設けてもよい。すなわち、加圧部開閉バルブ101を加圧流路62に設け、貯留容器12と切替バルブ51とを連通しまたは遮断するよう制御してもよい。
排出流路開閉バルブ102は、排出流路73に設けられており、退避管76と外界とを連通しまたは遮断する排出流路開閉機構として機能する。すなわち、排出流路開閉バルブ102は、排出流路73を外界と連通する開位置および外界と遮断する閉位置を有している。
エア供給源111および加圧源112は、所望の圧力に調整された加圧エアを供給し、負圧源113は、管H98内が所望の負圧になるように吸気圧力を作用させる。
制御部99は、ロッド31の動作を停止させ、切替バルブ部51を退避流路72と液室32とを連通する第二位置に設定し、負圧部切替バルブ78を減圧位置に設定する。これにより、液室32に残留する圧力が、負圧に調圧されている退避流路72に向かって開放され、吐出口からの液体材料の吐出が速やかに終了する。
退避管76内に貯まった液体材料を外部に排出する際の動作を説明する。
制御部99は、加圧部開閉バルブ101を閉じ、切替バルブ51を貯留容器12と液室32を連通する第一位置に設定する。これにより、貯留容器12と液室32とは連通するが、加圧部開閉バルブ101を閉じているため、貯留容器12内の液体材料は加圧されず、吐出口33から液体材料が漏出するおそれは最小限である。また、切替バルブ51が第一位置にあるとき、負圧管76と液室32との連通は切替バルブ51により遮断されている。
続いて、制御部99は、排出流路開閉バルブ102を開位置に切り替える。これにより、退避管76内の液体材料が排出流路開閉バルブ102を経て外部に排出される。なお、切替バルブ51が第一位置にあるとき、退避流路72と液室32との連通が遮断されているので、退避管76内の液体材料が退避流路72を介して液室32に流入することはない。
Claims (19)
- 液体材料を吐出する吐出口と、
吐出口と連通し、液体材料が供給される液室と、
液室内に配置され、液体材料に吐出に必要な推進力を与える推進力付与部材と、
推進力付与部材を動作させる推進力付与部材駆動源と、吐出制御部と、を備える液体材料吐出装置において、
液室内に加圧された液体材料を供給する加圧流路を有する加圧部を設け、
液室内圧力と比べ相対的に低い圧力に設定可能な退避流路を有する負圧部を設け、
液室と加圧流路とを連通する液体材料供給口、および、液室と退避流路とを連通する液体材料開放口を有する液体バルブ部を設け、
液体バルブ部が、液室と液体材料供給口とを連通し且つ液室と液体材料開放口とを遮断する第一位置と、液室と液体材料開放口とを連通し且つ液室と液体材料供給口とを遮断する第二位置とを切り替える切替バルブを備えることを特徴とする液体材料吐出装置。 - 前記加圧部が、液体貯留容器および液体貯留容器に加圧エアを供給する加圧源を備え、
前記負圧部が、退避流路と直接または間接に連通する負圧源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装置。 - 前記負圧部が、退避流路よりも拡径された液体材料の退避容器を備えることを特徴とする請求項2に記載の液体材料吐出装置。
- 前記負圧部が、退避容器に貯留した液体材料を排出する排出流路を備えることを特徴とする請求項3に記載の液体材料吐出装置。
- 前記負圧部が、前記排出流路と外部とを連通または遮断する排出流路開閉機構を備えることを特徴とする請求項4に記載の液体材料吐出装置。
- 前記負圧部が、退避容器を加圧エアを供給する加圧源と、前記加圧源と退避容器とを連通する加圧位置および前記負圧源と退避容器とを連通する減圧位置を有する負圧部切替バルブを備えることを特徴とする請求項5に記載の液体材料吐出装置。
- 前記排出流路開閉機構が、開閉バルブであり、
前記加圧部が、加圧部と液体バルブ部とを連通しまたは遮断する加圧部開閉バルブを備え、
前記吐出制御部が、予め定められた排出条件に従い、加圧部開閉バルブを閉じ、負圧部切替バルブを加圧位置とし、排出流路開閉機構を開き、退避容器内の液体材料を外部に排出することを特徴とする請求項6に記載の液体材料吐出装置。 - 前記負圧部が、退避容器内に配置された細長い負圧調整管を備え、負圧調整管の一方の開口が退避流路と連通し、負圧調整管のもう一方の開口が退避容器内の空間に配置されることを特徴とする請求項3ないし7のいずれかに記載の液体材料吐出装置。
- 前記吐出制御部が、吐出待機中においては、前記負圧源から、吐出口からの液だれを防止するために必要な負圧力を退避流路に与えるようにし、吐出終了時においては、前記負圧源から、吐出待機中よりも強い負圧力を退避流路に与えるようにすることを特徴とする請求項2ないし8のいずれかに記載の液体材料吐出装置。
- 前記吐出制御部が、吐出作業中においては、前記加圧源から、液体材料を吐出口から吐出するために必要な加圧力を液体貯留容器に与えるようにし、吐出待機時においては、前記加圧源から、吐出作業中よりも強い加圧力を液体貯留容器に与えるようにすることを特徴とする請求項2ないし9のいずれかに記載の液体材料吐出装置。
- 前記推進力付与部材が、液室よりも小径の、回転動作するスクリュー、または、急速進出移動により液体材料に慣性力を与えるロッド状部材であることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の液体材料吐出装置。
- 前記推進力付与部材が、偏心回転動作をする雄螺旋形状のロッドであり、
前記液室が、推進力付与部材と協働する雌螺旋形状の内壁面を有し、
前記推進力付与部材および前記液室が、一軸偏心ねじポンプ機構を構成することを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の液体材料吐出装置。 - 液体材料を吐出する吐出口を有するノズル部材と、
ノズル部材と連通する切替バルブと、
吐出制御部と、を備える液体材料吐出装置において、
切替バルブに加圧された液体材料を供給する加圧流路を有する加圧部を設け、
加圧流路内圧力と比べ相対的に低い圧力に設定可能な退避流路を有する負圧部を設け、
前記切替バルブが、前記吐出口と連通する液送口と、前記加圧流路と連通する液体材料供給口と、前記退避流路と連通する液体材料開放口とを有する液体バルブ部を構成し、
前記切替バルブが、前記吐出口と前記加圧流路とを連通し且つ前記吐出口と前記退避流路とを遮断する第一位置と、前記吐出口と前記退避流路とを連通し且つ前記吐出口と前記加圧流路とを遮断する第二位置とを切り替えることを特徴とする液体材料吐出装置。 - 前記液体バルブ部と前記ノズル部材とが、可撓性チューブを介して連通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。
- 請求項1ないし14のいずれかに記載の液体材料吐出装置と、
塗布対象物を載置するワークテーブルと、
液体定量吐出装置とワークテーブルとを相対的に移動させるXYZ駆動機構と、
XYZ駆動機構の動作を制御する駆動機構制御部と、を備える塗布装置。 - 請求項1ないし14のいずれかに記載の液体材料吐出装置と、塗布対象物を載置するワークテーブルと、液体定量吐出装置とワークテーブルとを相対的に移動させるXYZ駆動機構と、XYZ駆動機構の動作を制御する駆動機構制御部と、を備える塗布装置を用いた液体材料の塗布方法であって、
前記吐出制御部が、吐出作業中においては、液体バルブ部の切替バルブを第一位置とした状態で推進力付与部材を動作させることにより吐出口から液体材料を吐出し、
吐出終了時には、推進力付与部材の動作を停止させると共に液体バルブ部の切替バルブ部を第二位置に切り替えることにより吐出口からの液体材料の吐出を停止することを特徴とする方法。 - 請求項2ないし10のいずれかに記載の液体材料吐出装置と、塗布対象物を載置するワークテーブルと、液体定量吐出装置とワークテーブルとを相対的に移動させるXYZ駆動機構と、XYZ駆動機構の動作を制御する駆動機構制御部と、を備える塗布装置を用いた液体材料の塗布方法であって、
前記吐出制御部が、吐出作業中においては、液体バルブ部の切替バルブを第一位置とした状態で推進力付与部材を動作させることにより吐出口から液体材料を吐出し、
吐出終了時には、推進力付与部材の動作を停止させると共に液体バルブ部の切替バルブ部を第二位置に切り替えることにより吐出口からの液体材料の吐出を停止すること、
吐出待機中においては、前記負圧源から、吐出口からの液だれを防止するために必要な負圧力を退避流路に与えるようにし、吐出終了時においては、前記負圧源から、吐出待機中よりも強い負圧力を退避流路に与えるようにすることを特徴とする方法。 - 前記吐出制御部が、吐出作業中においては、前記加圧源から、液体材料を吐出口から吐出するために必要な加圧力を液体貯留容器に与えるようにし、吐出待機時においては、前記加圧源から、吐出作業中よりも強い加圧力を液体貯留容器に与えるようにすることを特徴とする請求項17に記載の液体材料の塗布方法。
- 請求項7に記載の液体材料吐出装置と、塗布対象物を載置するワークテーブルと、液体定量吐出装置とワークテーブルとを相対的に移動させるXYZ駆動機構と、XYZ駆動機構の動作を制御する駆動機構制御部と、を備える塗布装置を用いた液体材料の塗布方法であって、
前記吐出制御部が、吐出作業中においては、液体バルブ部の切替バルブを第一位置とした状態で推進力付与部材を動作させることにより吐出口から液体材料を吐出し、
吐出終了時には、推進力付与部材の動作を停止させると共に液体バルブ部の切替バルブ部を第二位置に切り替えることにより吐出口からの液体材料の吐出を停止すること、
予め定められた排出条件に従い、加圧部開閉バルブを閉じ、負圧部切替バルブを加圧位置とし、排出流路開閉機構を構成する開閉バルブを開き、退避容器内の液体材料を外部に排出することを特徴とする方法。
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