(57)【要約】      （修正有）【課題】チクソ性を示す液剤の振動を抑えながら精度良く定量吐出する液剤吐出装置および液剤吐出方法を提供する。【解決手段】まず、貯留容器３０Ａ内の液剤９Ａに、第１の気圧をかけて、チクソ性を示す液剤９Ａの流動性を高める。その後、貯留容器３０Ａ内の液剤９Ａに、第１の気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い第２の気圧をかけ、貯留容器３０Ａから液剤９Ａを吐出する。気体の圧力を利用して液剤９Ａの流動性を高めるので、貯留容器３０Ａの振動を抑えながら、チクソ性を示す液剤９Ａを定量吐出できる。また、気圧の切り替えは、気体の供給経路８１Ａ，８２Ａを変更するため、切り替え時に遅延が生じにくく、液剤９Ａを精度よく定量吐出できる。【選択図】図１
2014147921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体の圧力によりチクソ性を示す液剤を吐出する用途に適した液剤吐出装置であって、
液剤が貯留される内部空間を取り囲む内周面と、前記内部空間と前記液剤を吐出する吐出部とを連通する孔またはスリットと、を有する貯留容器と、
前記液剤吐出装置の内部または外部に設けられた気体供給源と、前記貯留容器とを、第１圧力調整部を介して接続する加圧用気体供給経路と、
前記気体供給源と前記貯留容器とを、第２圧力調整部を介して接続する吐出用気体供給経路と、
前記貯留容器が前記加圧用気体供給経路に接続される加圧状態と、前記貯留容器が前記吐出用気体供給経路に接続される吐出状態とを切り替える第１切替部と、
前記第１切替部を制御する制御部と、
を有し、
前記第１圧力調整部は、その下流側の気圧を、第１の気圧に調整し、
前記第２圧力調整部は、その下流側の気圧を、前記第１の気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い第２の気圧に調整する液剤吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液剤吐出装置であって、
前記第１圧力調整部は、その下流側の気圧を、その上流側の気圧以下の第１の気圧に調整し、
前記第２圧力調整部は、その下流側の気圧を、その上流側の気圧よりも低い第２の気圧に調整する液剤吐出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液剤吐出装置であって、
前記吐出用気体供給経路と前記加圧用気体供給経路とを含む配管系が、並列に配置された一対の分岐配管を有し、
前記一対の分岐配管の一方に、前記第１圧力調整部が配置され、
前記一対の分岐配管の他方に、前記第２圧力調整部が配置されている液剤吐出装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の液剤吐出装置であって、
前記吐出用気体供給経路と前記加圧用気体供給経路とを含む配管系が、
並列に配置された一対の分岐配管と、
前記一対の分岐配管の上流側に位置する上流配管と、
を有し、
前記上流配管に、前記第１圧力調整部が配置され、
前記一対の分岐配管の一方に、前記第２圧力調整部が配置されている液剤吐出装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の液剤吐出装置であって、
前記第１切替部は、
前記第１圧力調整部に配管を介して接続される第１入力ポートと、
前記第２圧力調整部に配管を介して接続される第２入力ポートと、
前記貯留容器に配管を介して接続される出力ポートと、
を有する三方弁である液剤吐出装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載の液剤吐出装置であって、
前記第２圧力調整部による圧力の調整精度は、前記第１圧力調整部による圧力の調整精度よりも高い液剤吐出装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれかに記載の液剤吐出装置であって、
前記加圧用気体供給経路において、前記第１圧力調整部と前記貯留容器とは、気体タンクを介することなく接続され、
前記吐出用気体供給経路において、前記第２圧力調整部と前記貯留容器とは、気体タンクを介して接続されている液剤吐出装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の液剤吐出装置であって、
前記液剤吐出装置の内部または外部に設けられ、外圧よりも低い圧力をもつ負圧発生部と、前記貯留容器とを接続する吸引経路と、
前記吐出状態または前記加圧状態と、前記貯留容器が前記吸引経路に接続される吸引状態とを切り替える第２切替部と、
をさらに有する液剤吐出装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれかに記載の液剤吐出装置であって、
前記制御部は、前記第１切替部を前記加圧状態とし、予め設定された時間が経過した後、前記第１切替部を前記加圧状態から前記吐出状態に切り替える液剤吐出装置。
【請求項１０】
気体の圧力により貯留容器からチクソ性を示す液剤を吐出する液剤吐出方法であって、
ａ）前記貯留容器に接続された加圧用気体供給経路から供給される気体により、前記貯留容器内の液剤に、第１の気圧をかける工程と、
ｂ）前記貯留容器が前記加圧用気体供給経路に接続された加圧状態から、前記貯留容器が吐出用気体供給経路に接続される吐出状態に、切り替える工程と、
ｃ）前記吐出用気体供給経路から供給される気体により、前記貯留容器内の液剤に、前記第１の気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い第２の気圧をかける工程と、
を有する液剤吐出方法。
【請求項１１】
気体の圧力により貯留容器から対象物へ向けて、チクソ性を示す液剤を吐出する液剤吐出方法であって、
ａ）液剤を含む前記貯留容器内を、第１の気圧に昇圧する工程と、
ｂ）前記工程ａ）の後で、前記貯留容器内を、目標気圧に向けて減圧する工程と、
ｃ）前記工程ｂ）の後で、前記貯留容器内を、前記第１の気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い第２の気圧に調整する工程と、
を有し、
前記目標気圧は、前記第１の気圧と前記第２の気圧との中間値よりも低く、
前記工程ａ）、前記工程ｂ）、および前記工程ｃ）が、１回の吐出工程に含まれる液剤吐出方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の液剤吐出方法であって、
前記工程ａ）および前記工程ｂ）は、前記対象物への液剤の付着が開始される前に実行され、
前記工程ｃ）において、前記対象物への液剤の付着が開始される液剤吐出方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の液剤吐出方法であって、
前記工程ａ）および前記工程ｂ）は、前記貯留容器からの液剤の吐出が開始される前に実行され、
前記工程ｃ）において、前記貯留容器からの液剤の吐出が開始される液剤吐出方法。
【請求項１４】
請求項１１から請求項１３までのいずれかに記載の液剤吐出方法であって、
前記工程ａ）では、前記貯留容器に接続された加圧用気体供給経路から供給される気体により、前記貯留容器内の液剤に、第１の気圧をかけ、
前記工程ｂ）では、前記貯留容器が前記加圧用気体供給経路に接続された加圧状態から、前記貯留容器が吐出用気体供給経路に接続される吐出状態に切り替え、
前記工程ｃ）では、前記吐出用気体供給経路から供給される気体により、前記貯留容器内の液剤に、前記第２の気圧をかける液剤吐出方法。
【請求項１５】
請求項１０から請求項１４までのいずれかに記載の液剤吐出方法であって、
前記工程ａ）の継続時間は、前記工程ｃ）の継続時間よりも短い液剤吐出方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の液剤吐出方法であって、
前記工程ａ）の継続時間は、前記工程ｃ）の継続時間の１／２倍以下である液剤吐出方法。
【請求項１７】
請求項１５または請求項１６に記載の液剤吐出方法であって、
前記工程ａ）の継続時間は、１秒以下である液剤吐出方法。
【請求項１８】
請求項１０または請求項１４に記載の液剤吐出方法であって、
前記工程ｂ）は、
ｂ−１）前記加圧状態から、前記貯留容器内の気体を吸引する吸引状態に、切り替える工程と、
ｂ−２）前記吸引状態から、前記吐出状態に、切り替える工程と、
を有する液剤吐出方法。
【請求項１９】
請求項１０から請求項１８までのいずれかに記載の液剤吐出方法であって、
前記工程ａ）、前記工程ｂ）、および前記工程ｃ）を含む１回の吐出工程を、繰り返し行うことにより、複数の対象物に対して、液剤の塗布を順次に行う液剤吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液剤吐出装置および液剤吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、接着剤などの液剤を容器内に充填し、当該容器の内部に気体を供給することによって、容器から液剤を一定量ずつ吐出する装置が知られている。当該装置において吐出対象となる液剤は、例えば、接着剤、オイル、グリス等である。また、当該装置では、用途に応じて、チクソ性を示す液剤を吐出する場合がある。チクソ性を示す液剤は、静止時には高粘度であり、圧力を加えて流動を促したときにのみ、粘度が低下する。このため、チクソ性を示す液剤を吐出するときには、当該液剤の粘度を低下させて、吐出可能な状態とする必要がある。
【０００３】
チクソ性を示す液剤を吐出する従来の技術については、例えば、特開平０６−２８５８６０号公報および特開２００１−２５６９６号公報に記載されている。特開平０６−２８５８６０号公報の装置では、容器内に配置された永久磁石を移動させることにより、樹脂材の流動性を高めている（要約）。また、特開２００１−２５６９６号公報の装置では、励振装置によって容器を微小振動させることにより、容器内の液剤をスムーズに移動させている（段落０００９）。
【特許文献１】特開平０６−２８５８６０号公報
【特許文献２】特開２００１−２５６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特開平０６−２８５８６０号公報の吐出方法では、永久磁石の移動によって振動が生じ、それにより吐出量の定量性が損なわれる虞がある。また、特開２００１−２５６９６号公報の吐出方法では、励振装置による振動が、塗布液を吐出するニードルの先端に伝達され、それにより吐出量の定量性が損なわれる虞がある。
【０００５】
本発明の目的は、振動を抑えながらチクソ性を示す液剤を精度よく定量吐出できる液剤吐出装置および液剤吐出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の例示的な第１発明は、気体の圧力によりチクソ性を示す液剤を吐出する用途に適した液剤吐出装置であって、液剤が貯留される内部空間を取り囲む内周面と、前記内部空間と前記液剤を吐出する吐出部とを連通する孔またはスリットと、を有する貯留容器と、前記液剤吐出装置の内部または外部に設けられた気体供給源と、前記貯留容器とを、第１圧力調整部を介して接続する加圧用気体供給経路と、前記気体供給源と前記貯留容器とを、第２圧力調整部を介して接続する吐出用気体供給経路と、前記貯留容器が前記加圧用気体供給経路に接続される加圧状態と、前記貯留容器が前記吐出用気体供給経路に接続される吐出状態とを切り替える第１切替部と、前記第１切替部を制御する制御部と、を有し、前記第１圧力調整部は、その下流側の気圧を、第１の気圧に調整し、前記第２圧力調整部は、その下流側の気圧を、前記第１の気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い第２の気圧に調整する液剤吐出装置である。
【０００７】
本願の例示的な第２発明は、気体の圧力により貯留容器からチクソ性を示す液剤を吐出する液剤吐出方法であって、ａ）前記貯留容器に接続された加圧用気体供給経路から供給される気体により、前記貯留容器内の液剤に、第１の気圧をかける工程と、ｂ）前記貯留容器が前記加圧用気体供給経路に接続された加圧状態から、前記貯留容器が吐出用気体供給経路に接続される吐出状態に、切り替える工程と、ｃ）前記吐出用気体供給経路から供給される気体により、前記貯留容器内の液剤に、前記第１の気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い第２の気圧をかける工程と、を有する液剤吐出方法である。
【０００８】
本願の例示的な第３発明は、気体の圧力により貯留容器から対象物へ向けて、チクソ性を示す液剤を吐出する液剤吐出方法であって、ａ）液剤を含む前記貯留容器内を、第１の気圧に昇圧する工程と、ｂ）前記工程ａ）の後で、前記貯留容器内を、目標気圧に向けて減圧する工程と、ｃ）前記工程ｂ）の後で、前記貯留容器内を、前記第１の気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い第２の気圧に調整する工程と、を有し、前記目標気圧は、前記第１の気圧と前記第２の気圧との中間値よりも低く、前記工程ａ）、前記工程ｂ）、および前記工程ｃ）が、１回の吐出工程に含まれる液剤吐出方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本願の例示的な第１発明によれば、第１切替部を加圧状態とすれば、貯留容器内の液剤に第１の気圧がかかる。これにより、チクソ性を示す液剤の流動性が高まる。その後、第１切替部を吐出状態に切り替えれば、貯留容器内の液剤に第２の気圧がかかる。その結果、貯留容器から液剤が吐出される。これにより、貯留容器の振動を抑えながら、チクソ性を示す液剤を定量吐出できる。特に、加圧状態から吐出状態への切り替えは、気体供給経路を変更することによって実現される。このため、切り替え時に遅延が生じにくい。したがって、液剤を精度よく定量吐出できる。
【００１０】
本願の例示的な第２発明によれば、工程ａ）において、貯留容器内の液剤に第１の気圧がかかる。それにより、チクソ性を示す液剤の流動性が高まる。その後、工程ｃ）において、貯留容器内の液剤に第２の気圧がかかる。その結果、貯留容器から液剤が吐出される。これにより、貯留容器の振動を抑えながら、チクソ性を示す液剤を定量吐出できる。特に、気圧の切り替えは、気体の供給経路を変更することによって実現される。このため、切り替え時に遅延が生じにくい。したがって、液剤を精度よく定量吐出できる。
【００１１】
本願の例示的な第３発明によれば、工程ａ）において、貯留容器内の液剤に第１の気圧がかかる。それにより、チクソ性を示す液剤の流動性が高まる。その後、工程ｃ）において、貯留容器内の液剤に第２の気圧がかかる。その結果、貯留容器から液剤が吐出される。これにより、貯留容器の振動を抑えながら、チクソ性を示す液剤を精度よく定量吐出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１実施形態に係る液剤吐出装置の構成を示した図である。
【図２】図２は、第２実施形態に係る液剤吐出装置の外観図である。
【図３】図３は、第２実施形態に係る液剤塗布システムの概要図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係る液剤吐出装置の給気系および制御系の構成を示した図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係る吐出処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】図６は、第２実施形態に係る切替処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７は、第２実施形態に係る吐出処理時の圧力変化の概略を示すグラフである。
【図８】図８は、第２実施形態に係る吐出処理時の第１三方弁および第２三方弁の切り替えと、圧力変化と、対象物への液剤の付着の有無と、を示すグラフである。
【図９】図９は、変形例に係る吐出処理時の圧力変化を示すグラフである。
【図１０】図１０は、変形例に係る液剤吐出装置の給気系および制御系の構成を示した図である。
【図１１】図１１は、変形例に係る液剤吐出装置の給気系および制御系の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る液剤吐出装置１Ａの構成を示した図である。液剤吐出装置１Ａは、気体の圧力により液剤９Ａを吐出する装置である。この液剤吐出装置１Ａは、特に、チクソ性を示す液剤９Ａを吐出する用途に適している。図１に示すように、液剤吐出装置１Ａは、貯留容器３０Ａ、加圧用気体供給経路８１Ａ、吐出用気体供給経路８２Ａ、第１切替部６１Ａ、および制御部４０Ａを有する。
【００１５】
貯留容器３０Ａは、その内周面３１Ａに取り囲まれた内部空間３２Ａを有する。液剤９Ａは、当該内部空間３２Ａに貯留される。また、貯留容器３０Ａの下部には、液剤９Ａを吐出する吐出部３３Ａが設けられている。貯留容器３０Ａの内部空間３２Ａと、吐出部３３Ａとは、貯留容器３０Ａに設けられた孔またはスリット３４Ａを介して、連通している。
【００１６】
加圧用気体供給経路８１Ａは、気体供給源７０Ａと貯留容器３０Ａとを、第１圧力調整部７１Ａを介して接続する。第１圧力調整部７１Ａは、その下流側の気圧を、大気圧より高い第１の気圧に調整する。吐出用気体供給経路８２Ａは、気体供給源７０Ａと貯留容器３０Ａとを、第２圧力調整部７２Ａを介して接続する。第２圧力調整部７２Ａは、その下流側の気圧を、第１の気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い第２の気圧に調整する。なお、気体供給源７０Ａは、液剤吐出装置１Ａの内部に設けられていてもよく、液剤吐出装置１Ａの外部に設けられていてもよい。
【００１７】
第１切替部６１Ａは、貯留容器３０Ａの接続先を切り替える手段である。本実施形態では、加圧用気体供給経路８１Ａに設けられた開閉弁６１１Ａと、吐出用気体供給経路８２Ａに設けられた開閉弁６１２Ａとで、第１切替部６１Ａが構成されている。開閉弁６１２Ａを閉じて開閉弁６１１Ａを開くと、貯留容器３０Ａが加圧用気体供給経路８１Ａに接続される。一方、開閉弁６１１Ａを閉じて開閉弁６１２Ａを開くと、貯留容器３０Ａが吐出用気体供給経路８２Ａに接続される。これらの開閉弁６１１Ａ，６１２Ａは、制御部４０Ａにより動作制御される。
【００１８】
この液剤吐出装置１Ａにおいて、貯留容器３０Ａからチクソ性を示す液剤９Ａを吐出するときには、まず、開閉弁６１２Ａを閉じて開閉弁６１１Ａを開く。そうすると、加圧用気体供給経路８１Ａから供給される気体により、液剤９Ａを含む貯留容器３０Ａ内が、第１の気圧に昇圧される。その結果、貯留容器３０Ａ内の液剤９Ａに、第１の気圧がかかる加圧状態となる。これにより、チクソ性を示す液剤９Ａの流動性が高まる。
【００１９】
次に、開閉弁６１１Ａを閉じて開閉弁６１２Ａを開く。そうすると、貯留容器３０Ａの接続先が、加圧用気体供給経路８１Ａから吐出用気体供給経路８２Ａに切り替わる。それにより、貯留容器３０Ａ内が、第１の気圧と第２の気圧との中間値よりも低い目標気圧に向けて減圧された後、第２の気圧に調整される。その結果、吐出用気体供給経路８２Ａから供給される気体により、貯留容器３０Ａ内の液剤９Ａに、第２の気圧がかかる吐出状態となる。これにより、貯留容器３０Ａから対象物９０Ａへ向けて、液剤９Ａが吐出される。
【００２０】
このように、この液剤吐出装置１Ａでは、対象物９０Ａに対して液剤９を吐出する１回の吐出工程の中に、貯留容器１Ａ内を第１の気圧に昇圧する工程と、貯留容器１Ａ内を減圧する工程と、貯留容器１Ａ内を第２の気圧に調整する工程とが、含まれる。
【００２１】
また、この液剤吐出装置１Ａでは、気体の圧力を利用して、液剤９Ａの流動性を高める。このため、貯留容器３０Ａの振動を抑えながら、チクソ性を示す液剤９Ａを定量吐出できる。また、この液剤吐出装置１Ａでは、加圧状態から吐出状態への気圧の切り替えが、気体供給経路８１Ａ，８２Ａを変更することによって実現される。このため、気圧の切り替えに遅延が生じにくい。したがって、貯留容器３０Ａから液剤９Ａを精度よく定量吐出できる。
【００２２】
＜２．第２実施形態＞
＜２−１．液剤吐出装置１の構成＞
図２は、本発明の第２実施形態に係る液剤吐出装置１の外観図である。この液剤吐出装置１は、気体の圧力を利用して、対象物９０の表面に液剤９を定量吐出する装置である。液剤吐出装置１は、例えば、自動車、電子機器、通信機器、フラットパネルディスプレイ、光ディスク、二次電池等の製造工程において、種々の対象物の表面に、接着剤、オイル、グリス等の液剤９を塗布するために使用される。特に、この液剤吐出装置１は、チクソ性を示す液剤を吐出する用途に適している。
【００２３】
図２に示すように、液剤吐出装置１は、本体ボックス１０と、本体ボックス１０に接続された外部配管２１と、外部配管２１の先端に取り付けられた貯留容器３０とを有する。
【００２４】
本体ボックス１０は、金属または樹脂からなる筐体である。本体ボックス１０の内部には、内部配管２２およびマイクロコントローラ４０が収容されている。内部配管２２は、外部配管２１へ気体を供給するための配管である。マイクロコントローラ４０は、液剤吐出装置１の各部を動作制御する制御部である。また、本体ボックス１０の前面には、表示部１１および操作部１２が設けられている。表示部１１は、マイクロコントローラ４０から出力される種々の情報を表示する。操作部１２は、マイクロコントローラ４０に対して種々のコマンドを入力するスイッチやボタンにより構成されている。
【００２５】
図３は、液剤吐出装置１が搭載された液剤塗布システム１００の一例を示す概要図である。図３の液剤塗布システム１００は、対象物９０を保持しながら水平方向に搬送する搬送機構１０１を有する。液剤吐出装置１の貯留容器３０は、搬送機構１０１に保持された対象物９０の上方に配置される。液剤塗布システム１００を動作させると、搬送機構１０１による対象物９０の搬送と、貯留容器３０からの液剤９の吐出とが、同時に行われる。これにより、対象物９０の上面に、液剤９が塗布される。
【００２６】
このような液剤塗布システム１００では、貯留容器３０からの単位時間当たりの液剤９の吐出量にばらつきがあると、対象物９０の上面に塗布される液剤９の厚みが不均一となる。したがって、対象物９０の上面に液剤９を均一に塗布するためには、貯留容器３０からの単位時間当たりの液剤９の吐出量を、一定に維持することが好ましい。すなわち、貯留容器３０から精度よく定量吐出できることが好ましい。以下では、液剤９を精度良く定量吐出するための液剤吐出装置１の構成および制御について、詳しく説明する。
【００２７】
図４は、液剤吐出装置１の給気系および制御系の構成を示した図である。図４に示すように、液剤吐出装置１は、上流配管５０、第１分岐配管５１、第２分岐配管５２、中継配管５３、下流配管５４、吸引配管５５、および排気配管５６を含む気体の流路を有する。上述した外部配管２１は、下流配管５４の供給方向下流側の一部分に相当する。また、上述した内部配管２２は、下流配管５４の供給方向上流側の一部分と、上流配管５０、第１分岐配管５１、第２分岐配管５２、中継配管５３、吸引配管５５、および排気配管５６とに相当する。
【００２８】
上流配管５０の供給方向上流側の端部には、給気部６０が設けられている。給気部６０は、清浄空気や窒素ガス等の気体を供給する気体供給源に接続される。気体供給源は、液剤吐出装置１の一部であってもよく、あるいは、液剤吐出装置１の外部に設置された工場内ユーティリティであってもよい。上流配管５０の下流側の端部には、第１分岐配管５１の上流側の端部と、第２分岐配管５２の上流側の端部とが、接続されている。第１分岐配管５１および第２分岐配管５２は、並列に配置されている。
【００２９】
第１分岐配管５１の経路上には、第１レギュレータ７１が設けられている。第１レギュレータ７１は、給気部６０から供給される気体を減圧して、下流に位置する第１三方弁６１側へ送る機構である。第１レギュレータ７１の下流側の気圧は、第１レギュレータ７１の上流側の気圧以下で、かつ、大気圧よりも高い第１の気圧Ｐ１に、調整される。このように、本実施形態では、第１レギュレータ７１が、「第１圧力調整部」を構成している。
【００３０】
第２分岐配管５２の経路上には、第２レギュレータ７２と気体タンク７３とが、設けられている。第２レギュレータ７２は、給気部６０から供給される気体を減圧して、下流に位置する第１三方弁６１側へ送る機構である。第２レギュレータ７２の下流側の気圧は、第２レギュレータ７２の上流側の気圧よりも低く、第１の気圧Ｐ１よりも低く、かつ、大気圧よりも高い第２の気圧Ｐ２に、調整される。このように、本実施形態では、第２レギュレータ７２が、「第２圧力調整部」を構成している。
【００３１】
第２レギュレータ７２において減圧された気体は、気体タンク７３に充填される。そして、後述する第１三方弁６１を第２分岐配管５２側へ切り替えると、気体タンク７３内の気体が、下流側へ供給される。このように、気体を一旦気体タンク７３に充填することで、第２分岐配管５２から中継配管５３に供給される気体の圧力が安定する。その結果、後述する吐出状態において、貯留容器３０から液剤９を精度よく吐出できる。
【００３２】
第１分岐配管５１および第２分岐配管５２と、中継配管５３との間には、第１三方弁６１が配置されている。第１三方弁６１は、第１入力ポート、第２入力ポート、および出力ポートを有する。第１入力ポートには、第１分岐配管５１の供給方向下流側の端部が、接続される。すなわち、第１入力ポートは、配管を介して第１レギュレータ７１に接続される。第２入力ポートには、第２分岐配管５２の供給方向下流側の端部が、接続される。すなわち、第２入力ポートは、配管を介して第２レギュレータ７２に接続される。また、出力ポートには、中継配管５３の供給方向上流側の端部が接続される。
【００３３】
第１三方弁６１を第１分岐配管５１側へ切り替えると、第１分岐配管５１と中継配管５３とが接続されるとともに、第２分岐配管５２と中継配管５３との間が閉鎖される。一方、第１三方弁６１を第２分岐配管５２側へ切り替えると、第２分岐配管５２と中継配管５３とが接続されるとともに、第１分岐配管５１と中継配管５３との間が閉鎖される。
【００３４】
中継配管５３および吸引配管５５と、下流配管５４との間には、第２三方弁６２が配置されている。第２三方弁６２は、第１切替ポート、第２切替ポート、および固定ポートを有する。第１切替ポートには、中継配管５３の供給方向下流側の端部が接続される。第２切替ポートには、吸引配管５５の吸引方向上流側の端部が接続される。また、固定ポートには、下流配管５４の供給方向上流側の端部が接続される。
【００３５】
第２三方弁６２を中継配管５３側へ切り替えると、中継配管５３と下流配管５４とが接続されるとともに、吸引配管５５と下流配管５４との間が閉鎖される。一方、第２三方弁６２を吸引配管５５側へ切り替えると、吸引配管５５と下流配管５４とが接続されるとともに、中継配管５３と下流配管５４との間が閉鎖される。
【００３６】
下流配管５４の下流側の端部には、貯留容器３０が接続されている。貯留容器３０は、その内周面３１に取り囲まれた内部空間３２を有する。液剤９は、当該内部空間３２に貯留される。また、貯留容器３０の下部には、液剤９を吐出する吐出部３３が取り付けられる。貯留容器３０の内部空間３２と、吐出部３３とは、貯留容器３０に設けられた孔またはスリット３４を介して連通する。なお、貯留容器３０には、例えば、シリンジまたはバレルを用いることができる。
【００３７】
本実施形態では、上流配管５０、第１分岐配管５１、中継配管５３、および下流配管５４によって、加圧用気体供給経路８１が構成されている。加圧用気体供給経路８１においては、給気部６０と貯留容器３０とが、第１レギュレータ７１を介して接続される。また、本実施形態では、上流配管５０、第２分岐配管５２、中継配管５３、および下流配管５４によって、吐出用気体供給経路８２が構成されている。吐出用気体供給経路８２においては、給気部６０と貯留容器３０とが、第２レギュレータ７２を介して接続される。
【００３８】
そして、貯留容器３０が加圧用気体供給経路８１に接続される加圧状態と、貯留容器３０が吐出用気体供給経路８２に接続される吐出状態とが、第１三方弁６１によって切り替えられる。加圧状態においては、貯留容器３０内の液剤９に、第１の気圧Ｐ１がかかる。これにより、チクソ性を示す液剤９の流動性が高まる。また、その後、加圧状態から吐出状態に切り替えると、貯留容器３０内の液剤９に、第２の気圧Ｐ２がかかる。そうすると、貯留容器３０から液剤９が吐出される。
【００３９】
上述の通り、本実施形態では、第１三方弁６１が、加圧状態と吐出状態とを切り替える第１切替部として機能している。三方弁を用いれば、加圧用気体供給経路８１と吐出用気体供給経路８２との双方に開閉弁を設ける場合より、第１切替部を小型化できる。また、複数の開閉弁の動作を同期させる必要がないため、第１切替部の制御が容易となる。
【００４０】
また、この液剤吐出装置１では、気体の圧力を利用して、液剤９の流動性を高める。このため、貯留容器３０の振動を抑えながら、チクソ性を示す液剤９を定量吐出できる。
【００４１】
仮に、加圧状態から吐出状態への切り替えを、単一の経路に設けられた電空レギュレータの設定圧を変更することにより実現しようとすると、電空レギュレータの設定圧を変更した後、配管内の圧力が変化するまでに、ある程度の遅延が生じる。しかしながら、この液剤吐出装置１では、加圧状態から吐出状態への気圧の切り替えが、気体の供給経路を変更することにより実現されている。このため、気圧の切り替えに遅延が生じにくい。したがって、貯留容器３０から液剤９を精度よく定量吐出できる。
【００４２】
ここで、第２レギュレータ７２に、圧力の調整精度が高いレギュレータを使用すれば、吐出状態において、液剤９を精度よく定量吐出できる。一方、第１レギュレータ７１には、第２レギュレータほどの精度は要求されない。このため、第２レギュレータ７２に、第１レギュレータ７１より圧力の調整精度が高いレギュレータを使用することが好ましい。具体的には、第１レギュレータ７１に、直動式のレギュレータを使用し、第２レギュレータ７２に、直動式より精度の高いパイロット式のレギュレータを用いるとよい。
【００４３】
また、本実施形態では、加圧用気体供給経路８１においては、第１レギュレータ７１と貯留容器３０とが、気体タンクを介することなく接続されている。一方、吐出用気体供給経路８２においては、第２レギュレータ７２と貯留容器３０とが、気体タンク７３を介して接続されている。すなわち、加圧用気体供給経路８１および吐出用気体供給経路８２のうち、吐出用気体供給経路８２のみに、気体タンクが設けられている。このようにすれば、吐出用気体供給経路８２における気体の圧力が安定し、貯留容器３０から液剤９を、より精度よく吐出できる。また、加圧用気体供給経路８１に気体タンクを設けないことにより、液剤吐出装置１の製造コストを低減できる。
【００４４】
なお、吐出用気体供給経路８２上の気体タンク７３は、省略されてもよい。また、加圧用気体供給経路８１と吐出用気体供給経路８２との双方に、気体タンク７３が設けられていてもよい。
【００４５】
排気配管５６は、上流配管５０と排気部６３とを繋いでいる。排気部６３は、工場内の排気ラインに接続されるか、または大気開放される。また、排気配管５６には、ニードルバルブ７４とエジェクタ７５とが設けられている。そして、吸引配管５５は、第２三方弁６２の第２切替ポートと、エジェクタ７５とを繋いでいる。給気部６０から供給される高圧の気体の一部は、ニードルバルブ７４を通って、エジェクタ７５へ送られる。そうすると、エジェクタ７５の吸引配管５５側の接続ポートに負圧が生じる。すなわち、本実施形態では、エジェクタ７５が、外圧より低い圧力をもつ負圧発生部を構成している。なお、負圧発生部は、液剤吐出装置１の外部に設けられていてもよい。
【００４６】
第２三方弁６２を吸引配管５５側へ切り替えると、吸引配管５５と下流配管５４とが接続される。そうすると、上述した負圧によって、貯留容器３０内の気体が吸引配管５５へ吸引される吸引状態となる。すなわち、本実施形態では、吸引配管５５および排気配管５６によって、吸引経路８３が構成されている。
【００４７】
中継配管５３には、第１圧力センサ７６が設けられている。第１圧力センサ７６は、中継配管５３における気体の圧力を検出する。また、吸引配管５５には、第２圧力センサ７７が設けられている。第２圧力センサ７７は、吸引配管５５における気体の圧力を検出する。
【００４８】
マイクロコントローラ４０は、液剤吐出装置１の各部を動作制御する制御部である。図４中に概念的に示したように、マイクロコントローラ４０は、上述した第１三方弁６１、第２三方弁６２、第１圧力センサ７６、および第２圧力センサ７７と、それぞれ電気的に接続されている。マイクロコントローラ４０は、第１圧力センサ７６および第２圧力センサ７７から計測値を受信する。また、マイクロコントローラ４０は、予め設定されたプログラムや外部からの入力信号を参照しながら、第１三方弁６１および第２三方弁６２の動作を制御する。これにより、液剤吐出装置１における液剤９の吐出処理が進行する。
【００４９】
なお、本実施形態では、限られた処理のみを行うマイクロコントローラ４０により、制御部が構成されているが、本発明の制御部は、ＣＰＵやメモリを有する拡張性の高いパーソナルコンピュータであってもよい。また、本発明の制御部は、プログラマブルロジックコントローラなどのマイクロプロセッサを用いた機器であってもよい。
【００５０】
＜２−２．吐出処理について＞
続いて、上述した液剤吐出装置１において、チクソ性を示す液剤９を吐出する処理について、説明する。図５は、液剤吐出装置１における吐出処理の流れを示すフローチャートである。図６は、図５中のステップＳ３の処理を、より詳細に示したフローチャートである。図７は、吐出処理時における第１圧力センサ７６の計測値の変化の概略を示すグラフである。図８は、吐出処理時における第１三方弁６１および第２三方弁６２の切り替えと、第１圧力センサ７６の計測値の変化と、対象物９０への液剤９の付着の有無と、を示すグラフである。
【００５１】
この液剤吐出装置１では、予め貯留容器３０の内部に、チクソ性を示す液剤９が貯留される。ステップＳ１の直前には、貯留容器３０の内部において、液剤９が静止している。このため、液剤９は、高粘度、すなわち、流動性が低い状態となっている。
【００５２】
液剤９を吐出するときには、まず、マイクロコントローラ４０が、第１三方弁６１および第２三方弁６２を制御する。これにより、図８中のグラフＩに示すように、第１三方弁６１を第１分岐配管５１側に接続する。また、図８中のグラフIIに示すように、第２三方弁６２を、中継配管５３側に接続する。すなわち、貯留容器３０を、加圧用気体供給経路８１に接続する。
【００５３】
そうすると、図８中のグラフIIIに示すように、加圧用気体供給経路８１から供給される気体により、液剤９を含む貯留容器３０Ａ内が、第１の気圧Ｐ１に昇圧される。その結果、貯留容器３０内の液剤９に、第１の気圧Ｐ１がかかる加圧状態となる（ステップＳ１）。
【００５４】
貯留容器３０内の液剤９に、第１の気圧Ｐ１をかけると、貯留容器３０の内部において液剤９が僅かに流動する。それにより、液剤９の粘度が低下する。すなわち、液剤９の流動性が高まる。
【００５５】
マイクロコントローラ４０は、貯留容器３０が加圧用気体供給経路８１に接続された後の経過時間、すなわち、ステップＳ１の継続時間が、予め設定された時間ｔ１に到達したかどうかを監視する（ステップＳ２）。経過時間の計測は、例えば、マイクロコントローラ４０に搭載されたタイマーにより行われる。そして、計測された時間が時間ｔ１に到達するまで、加圧状態を維持する（ステップＳ２においてＮｏ）。
【００５６】
なお、時間ｔ１は、貯留容器３０の吐出部３３から、対象物へ液剤９が吐出されない程度の、短い時間とされる。例えば、時間ｔ１は、後述する時間ｔ２より短い時間とされる。また、時間ｔ１は、後述する時間ｔ２の１／２倍以下であれば、より好ましい。時間ｔ１は、例えば１秒以下とすればよい。具体的には、時間ｔ１を、例えば０．１〜１秒とすればよい。
【００５７】
計測された時間が時間ｔ１に到達すると（ステップＳ２においてＹｅｓ）、マイクロコントローラ４０は、第１三方弁６１および第２三方弁６２を制御する。これにより、貯留容器３０が加圧用気体供給経路８１に接続された状態から、貯留容器３０が吐出用気体供給経路８２に接続される状態に、気体の供給経路を切り替える（ステップＳ３）。
【００５８】
ステップＳ３の処理について、図６を参照しながら、より詳細に説明する。ステップＳ３では、まず、マイクロコントローラ４０が、第１三方弁６１および第２三方弁６２を制御する。これにより、図８中のグラフＩに示すように、第１三方弁６１を第２分岐配管５２側へ切り替える。また、図８中のグラフIIに示すように、第２三方弁６２を、吸引配管５５側へ切り替える。すなわち、貯留容器３０を、吸引経路８３に接続する（ステップＳ３１）。
【００５９】
そうすると、貯留容器３０内の気体が吸引経路８３へ吸引される吸引状態となる（ステップＳ３２）。その結果、図８中のグラフIIIに示すように、貯留容器３０内の気圧が低下する。ここで、貯留容器３０は、吸引経路８３に接続されることにより、エジェクタ７５により生じる目標気圧に向けて、減圧される。すなわち、本願において「目標気圧に向けて減圧する」とは、目標気圧の気体で満たされた空間に接続することで急激に減圧することを意味する。ただし、結果として、必ずしも目標気圧に達することを必要としない。また、目標気圧は、大気圧または大気圧より低い気圧であることが望ましいが、必ずしも大気圧または大気圧より低い気圧でなくてもよい。目標気圧は、第１の気圧Ｐ１と第２の気圧Ｐ２との中間値よりも低ければよく、第２の気圧であってもよく、第２の気圧より低くてもよい。
【００６０】
次に、マイクロコントローラ４０が、第２三方弁６２を制御する。これにより、図８中のグラフIIに示すように、第２三方弁６２を、中継配管５３側に接続する。すなわち、貯留容器３０を、吐出用気体供給経路８２に接続する（ステップＳ３３）。そうすると、気体タンク７３に充填された気体が、第２分岐配管５２、中継配管５３、および下流配管５４を通って貯留容器３０へ供給される。また、当該気体により、図８中のグラフIIIに示すように、貯留容器３０内が、第２の気圧Ｐ２に調整され、貯留容器３０内の液剤９に、第２の気圧Ｐ２がかかる吐出状態となる（ステップＳ４）。その結果、貯留容器３０から対象物９０へ向けて、液剤９が吐出される。
【００６１】
上述のように、本実施形態の液剤吐出装置１では、気体の圧力を利用して、液剤９の流動性を高める。このため、貯留容器３０の振動を抑えながら、チクソ性を示す液剤９を定量吐出できる。また、加圧状態から吐出状態への気圧の切り替えは、気体の供給経路を変更することによって実現される。このため、切り替え時に遅延が生じにくい。したがって、液剤９を精度よく定量吐出できる。
【００６２】
特に、本実施形態では、上述したステップＳ３１〜Ｓ３２において、貯留容器３０内に残存する気圧を低下させた後に、ステップＳ３３において、貯留容器３０を吐出用気体供給経路８２に接続する。このようにすれば、貯留容器３０に残存する気体が、吐出用気体供給経路８２へ逆流することを、抑制できる。したがって、貯留容器３０内の液剤９にかかる圧力を、より迅速に第２の気圧Ｐ２に切り替えることができる。その結果、ステップＳ４において、貯留容器３０から液剤９をより精度よく定量塗布できる。
【００６３】
マイクロコントローラ４０は、貯留容器３０が吐出用気体供給経路８２に接続された後の経過時間、すなわち、ステップＳ４の継続時間が、予め設定された時間ｔ２に到達したかどうかを監視する（ステップＳ５）。経過時間の計測は、例えば、マイクロコントローラ４０に搭載されたタイマーにより行われる。そして、計測された時間が時間ｔ２に到達するまで、吐出状態を維持する（ステップＳ５においてＮｏ）。
【００６４】
計測された時間が時間ｔ２に到達すると（ステップＳ５においてＹｅｓ）、マイクロコントローラ４０は、第２三方弁６２を制御する。これにより、図８中のグラフIIに示すように、第２三方弁６２を、吸引配管５５側へ切り替える。すなわち、貯留容器３０を、吸引経路８３に接続する（ステップＳ６）。
【００６５】
そうすると、貯留容器３０内の気体が吸引経路８３へ吸引される吸引状態となる（ステップＳ７）。すなわち、エジェクタ７５により生じる負圧によって、貯留容器３０内の気体が、吸引経路８３へ吸引される。その結果、図８中のグラフIIIに示すように、貯留容器３０内の気圧が、第２の気圧Ｐ２より低い圧力まで低下する。これにより、液剤９の吐出を急速に停止させることができる。このようにすれば、吐出完了後の貯留容器３０から、液剤９が余分に垂れ落ちることを防止できる。したがって、貯留容器３０からの液剤９の吐出量を、より規定の量に近付けることができる。
【００６６】
また、図８中のグラフIVに示すように、上述したステップＳ１〜Ｓ３は、対象物９０への液剤９の付着が開始される前に実行される。そして、ステップＳ４において、対象物９０への液剤９の付着が開始される。このため、対象物９０への液剤９の付着が行われる最中に、貯留容器３０内の圧力の変化および液剤９の粘度の変化が、生じにくい。したがって、液剤９の単位時間あたりの付着量を、より精度よく一定に維持できる。
【００６７】
特に、本実施形態では、対象物９０への液剤９の付着だけではなく、貯留容器３０からの液剤９の吐出自体が、ステップＳ４において開始される。すなわち、上述したステップＳ１〜Ｓ３は、貯留容器３０からの液剤９の吐出が開始される前に実行される。そして、ステップＳ４において、貯留容器３０からの液剤９の吐出が開始される。このため、液剤９の吐出中に、貯留容器３０内の圧力の変化および液剤の粘度の変化が生じにくい。したがって、液剤９の単位時間あたりの吐出量を、より精度よく一定に維持できる。
【００６８】
なお、液剤吐出装置１が搭載された液剤塗布システム１００は、複数の対象物９０に対して、液剤９を順次に吐出する構成であってもよい。例えば、複数の対象物９０を順次に搬送しながら、液剤塗布システム１００内の液剤吐出装置１が、上述したステップＳ１〜Ｓ７の動作を、繰り返し行うようにしてもよい。その際、複数の対象物９０に対する液剤９の吐出量を一定とするために、液剤吐出装置１は、対象物９０ごとに、液剤９を加圧して流動性を高めるようにするとよい。
【００６９】
すなわち、複数の対象物９０に順次に液剤９を吐出する場合であっても、個々の対象物９０に対する１回の吐出工程に、上述したステップＳ１〜Ｓ７が含まれていることが好ましい。そして、搬送機構１０１を動作させながら、ステップＳ１〜Ｓ７を含む１回の吐出工程を、繰り返し行うことにより、複数の対象物９０に対して、液剤９の吐出を順次に行うことが好ましい。
【００７０】
＜３．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
【００７１】
図９は、一変形例に係る吐出処理時の第１圧力センサの計測値の変化を示すグラフである。図９の例では、ステップＳ３２の吸引状態において、貯留容器３０内の気圧が、第２の気圧Ｐ２より低い圧力Ｐ３まで低下している。このようにすれば、貯留容器を吐出用気体供給経路へ接続したときに、貯留容器に残存する気体が、吐出用気体供給経路へ逆流することを、より抑制できる。
【００７２】
図１０は、他の変形例に係る液剤吐出装置１Ｂの給気系および制御系の構成を示した図である。図１０の例では、上流配管５０Ｂに、第１レギュレータ７１Ｂが配置され、第２分岐配管５２Ｂに、第２レギュレータ７２Ｂが配置されている。すなわち、第１レギュレータ７１Ｂと第２レギュレータ７２Ｂとが、直列に配置されている。この場合、吐出用気体供給経路８２Ｂにおいては、給気部６０Ｂと貯留容器３０Ｂとが、第１レギュレータ７１Ｂと第２レギュレータ７２Ｂとの双方を介して接続される。このような構成であっても、第２レギュレータ７２Ｂの下流側の気圧が、最終的に第２の気圧Ｐ２になっていれば、上記実施形態と同様の吐出動作を行うことができる。
【００７３】
図１１は、他の変形例に係る液剤吐出装置１Ｃの給気系および制御系の構成を示した図である。図１１の液剤吐出装置１Ｃでは、第１三方弁が省略されている。そして、給気部６０Ｃと第２三方弁６２Ｃとを繋ぐ配管５７Ｃが、第１分岐配管および第２分岐配管に分岐していない。また、配管５７Ｃの経路上には、電空レギュレータ７８Ｃが設けられている。電空レギュレータ７８Ｃは、マイクロコントローラ４０Ｃから入力される電気信号に基づき、開度を調節する。これにより、給気部６０Ｃから供給される気体を、任意の圧力に減圧する。
【００７４】
図１１の構成を採用すれば、電空レギュレータ７８Ｃを用いて、貯留容器３０Ｃ内の気圧を、第１の気圧Ｐ１から第２の気圧Ｐ２へ切り替えることができる。したがって、液剤９Ｃの流動性を高めた後に、貯留容器３０Ｃから液剤９Ｃを吐出することができる。また、この場合であっても、気体の圧力を利用して、液剤９Ｃの流動性を高めることは、上記の実施形態と変わらない。このため、貯留容器３０Ｃの振動を抑えながら、チクソ性を示す液剤９Ｃを定量吐出できる。
【００７５】
また、上記の実施形態では、第１圧力調整部および第２圧力調整部が、それぞれ、単一のレギュレータにより構成されていたが、本発明の第１圧力調整部および第２圧力調整部は、それぞれ、複数のレギュレータにより構成されていてもよい。例えば、直列に接続された複数のレギュレータにより、段階的に減圧がなされる構成となっていてもよい。
【００７６】
また、上記の実施形態では、第１圧力調整部および第２圧力調整部にレギュレータを用いていたが、本発明の第１圧力調整部および第２圧力調整部は、レギュレータ以外の機器であってもよい。例えば、第１圧力調整部および第２圧力調整部は、下流側の気圧を、上流側の気圧より高い気圧に調整するものであってもよい。ただし、加圧によって気圧を調整するより、減圧によって気圧を調整する方が、気体の圧力を精度よく調整しやすい。
【００７７】
また、本発明の液剤吐出装置は、チクソ性を示す液剤を吐出する用途に適しているが、チクソ性を示す液剤専用の装置でなくてもよい。
【００７８】
また、液剤吐出装置１の細部の構成については、本願の各図に示された構成と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、液剤吐出装置および液剤吐出方法に利用できる。
【符号の説明】
【００８０】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  液剤吐出装置
９，９Ａ，９Ｃ  液剤
１０  本体ボックス
２１  外部配管
２２  内部配管
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ  貯留容器
４０，４０Ｃ  マイクロコントローラ
４０Ａ  制御部
５０，５０Ｂ  上流配管
５１  第１分岐配管
５２，５２Ｂ  第２分岐配管
５３  中継配管
５４  下流配管
５５  吸引配管
５６  排気配管
５７Ｃ  配管
６０，６０Ｂ，６０Ｃ  給気部
６１  第１三方弁
６１Ａ  切替部
６２，６２Ｃ  第２三方弁
６３  排気部
７０Ａ  気体供給源
７１，７１Ｂ  第１レギュレータ
７１Ａ  第１圧力調整部
７２，７２Ｂ  第２レギュレータ
７２Ａ  第２圧力調整部
７３  気体タンク
７４  ニードルバルブ
７５  エジェクタ
７６  第１圧力センサ
７７  第２圧力センサ
７８Ｃ  電空レギュレータ
８１，８１Ａ  加圧用気体供給経路
８２，８２Ａ，８２Ｂ  吐出用気体供給経路
８３  吸引経路
９０，９０Ａ  対象物
１００  液剤塗布システム
６１１Ａ，６１２Ａ  開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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