(57)【要約】【課題】本発明は、例えば、液晶パネルの液晶塗付等のマイクロリットル、ナノリットル単位の液を吐出して使用する微量液体吐出装置および微量液体吐出方法を提供することを課題とする。【解決手段】一端側にシリンジが設けられ、他方側にピストン押し台が設けられた移動装置とから構成された微量液体吐出装置の微量液体吐出方法であって、前記ピストン押し台をピストンから少し離反して設け、ピストン押し台の移動量を助走距離＋ピストン押し量となるように移動装置を制御して微量液体吐出することである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側にシリンジが設けられ、他方側にピストン押し台が設けられた移動装置とから構成された微量液体吐出装置の微量液体吐出方法であって、前記ピストン押し台をピストンから少し離反して設け、ピストン押し台の移動量を助走距離＋ピストン押し量となるように移動装置を制御して微量液体吐出することを特徴とする微量液体吐出方法。
【請求項２】
前記助走距離を加減制御することでピストン押し速度を制御する請求項１に記載の微量液体吐出方法。
【請求項３】
一端側にシリンジが設けられ、他方側にピストン押し台が設けられた移動装置とから構成された微量液体吐出装置であって、前記ピストン押し台がピストン端部より離反して設けられ、且つピストン押し台の移動量が助走距離＋ピストン押し量となるように制御されていることを特徴とする微量液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、例えば、液晶パネルの液晶塗付等のマイクロリットル、ナノリットル単位の液を吐出して使用する微量液体吐出装置および微量液体吐出方法に関するものである。
【技術の背景】
【０００２】液晶パネルの液晶塗布、ＤＮＡチップの液塗付、電子部品の製造、化学薬品の製造、血液の検査、その他微量液塗付および血液の検査等で液体の精密な吐出に使用する微量液体吐出装置としては、シリンジポンプで微量液を飛滴する技術が知られている。
【０００３】例えば、従来の微量液体吐出装置２１の一つとして、移動装置２２の一端側に平行に設けられたシリンジ２３と、該シリンジ２３のピストン２４を押すために前記移動装置２２の他端側に設けられたピストン押し台２５とから構成されている。尚、ピストン押し台２５のピストン押し部２６はピストン２４に当接状態に設けられている（図４参照）。
【０００４】ピストン押し台２５によりピストン２４を押すと、この押し量とシリンジ２３の内側断面積の積がシリンジ２３のノズル２７よりの総吐出量になる。この際、押し量はミクロン単位の微少量にするために、ピストン押し台２５は図示していないが、例えばリニアスケール、リニアモーター、ボールネジ、サーボモーター等で移動量を精密に制御されている。
【０００５】吐出される液はノズル２７の先より半球状に吐出し、ノズル２７を塗付対象材と近接した状態で塗付していた。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】しかしながら、上記従来の微量液体吐出装置は、射出成形の材料押し出しで微小部品を成形する場合ピストンの押し量（送り量）が小さいため各部材の弾性、移動立ち上がりの制御特性等でピストンの速度が上がらず遅い速度で型内に流入するために、射出成形の材料の流動性が悪くなり正確な（精度の高い）射出成形ができない。
【０００７】また、従来の微量液体吐出装置を使用して複数の薬品を連続して混合する場合は、混合の始まり時、各装置の立ち上がり特性が異なると混合比が異なり、所望の混合ができなくなるとともに、各装置の速度が目的値（同じ速度）に達するまでの混合材が無駄になり、さらに、混合材を分離するのも困難であるという欠点がある。
【０００８】また、塗料等の線引き塗布に場合（高速度で移動する線材の外周に塗料を線材に塗付する場合、ＸＹＺロボットで線描画する場合等）ノズル先より液が定量的に吐出するまで線の太さを一定にするのは線速の制御、ロボットの速度制御、始点の制御等は非常に困難であり、しばしば始点から一定速度になるまでは、正確さを得ることができなく、又ノズルを上下しないと始点・終点が定まらないがノズル上下機構が必要であるという部品点数の増加コストの増加を招くこととなる。
【０００９】また、液が飛滴しないために、ノズル又は塗付対象材を上下動してそれぞれを近接して塗付する必要があり、またノズルの先と塗付対象材とを近接する際、その間隔を高精度に確保することが必要てあり、作業効率が悪いという欠点があった。
【００１０】さらに、ノズルの先と塗付対象材とを近接して塗付対象材への塗り重ねをする際、先に塗付した液がノズルに再付着し液やノズルが汚染されるため化学薬品の製造（混合）、血液の検査等に大きな影響を与えるという問題点があった。
【００１１】そこで本発明は、上記課題を解決すべく高精度でマイクロリットル等の単位で液を吐出することができ、作業効率の良い微量液体吐出装置および微量液体吐出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】本発明の課題を解決するための第１の手段は、一端側にシリンジが設けられ、他方側にピストン押し台が設けられた移動装置とから構成された微量液体吐出装置の微量液体吐出方法であって、前記ピストン押し台をピストンから少し離反して設け、ピストン押し台の移動量を助走距離＋ピストン押し量となるように移動装置を制御して微量液体吐出することである。
【００１３】また第２の手段は、助走距離を加減制御することでピストン押し速度を制御することである。
【００１４】装置としては、一端側にシリンジが設けられ、他方側にピストン押し台が設けられた移動装置とから構成された微量液体吐出装置であって、前記ピストン押し台がピストン端部より離反して設けられ、且つピストン押し台の移動量が助走距離＋ピストン押し量となるように制御されていることを特徴とする装置である。
【発明の作用及び効果】
【００１５】本発明の作用は、一方側にシリンジを設け、他方側に該シリンジのピストンを押すピストン押し台の設けられた移動装置とから構成された微量液体吐出装置の微量液体吐出方法であって、塗付材の充填されたシリンジをノズルから吐出する際、ピストン押し台をピストンから離反して設け、ピストン押し台を助走距離で十分に加速した後ピストンを高速で押圧してからピストンを押すことで、ノズル先より塗付液を飛滴又は飛び出させることで、吐出する液の飛滴又は飛び出しの状態（速度、量等）を自在に制御することができる。
【００１６】この際、ピストン押し台の助走距離を加減制御することでピストン押し速度を自在に制御して吐出する液を、飛滴又は飛び出しにするか選択することができる。
【００１７】このため、塗付対象材に対してのノズルの上下動が不要であるとともに塗付対象材とノズルとの間隔の精度を要しない。また、塗り重ねをする際も先に塗付した液の再付着を防ぐことができ、高精度の塗布を可能とする。
【００１８】また、ピストン押し台の移動量が助走距離＋ピストン押し量であるために、ピストン移動時間を短縮することができ、処理工程の簡略化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態・実施例】
【００１９】以下、本発明の一実施例を図面に沿って説明する。図１は、本発明の微量液体吐出装置の一実施例を示す概略説明図であり、図２はピストン押し台の移動量を説明する概略説明図であり、図３はノズルよりの液の飛滴、飛び出しをしめす概略説明図であり、図４は従来の微量液体吐出装置を示す概略説明図であり、図５は従来の微量液体吐出装置を使用した場合のノズルよりの液の飛滴、飛び出しをしめす概略説明図である。
【００２０】本発明の微量液体吐出装置１は、一端側（下端側）にシリンジ２がノズル３を外方向にして設け、他方側（上端側）に前記シリンジ２のピストン４の端部４Ａを押すピストン押し台５を設けた移動装置６とから構成されている。
【００２１】前記シリンジ２は、円筒状で先端にノズル３の設けられたシリンジ本体７と、該シリンジ本体７を移動するピストン４と、該ピストン４の移動を補助すべくシリンジ本体７の開口部側に設けられたピストン受け８とから構成されている。
【００２２】前記ピストン押し台５は、ピストン４の端部４Ａより所定の助走距離（Ａ）を設けて位置され、該助走距離（Ａ）を利用して速度を高速にした後に、ピストン４の端部４Ａを押す。即ち、ピストン押し台５の移動量Ｃは、助走距離（Ａ）＋ピストン押し量（Ｂ）で表せることとなる。
【００２３】前記助走距離（Ａ）は、各部材の弾性、シリンジ本体７内に充填されている液の弾性を考慮し、且つ移動立ち上がりの制御の特性による遅速度等を解消して、ピストン押し台５を高速にしてからピストン４を押すのに適する距離に設定する。
【００２４】前記ノズル３よりの液の吐出は、ピストン４の押し速度を制御することで飛滴（ここで飛滴とは、液が球体状となりノズル３より離反して吐出される状態をいう）と飛び出し（ここで飛び出しとは、液がノズル３から離れない状態で、塗付対象材がないときは、液はノズル３先に残る状態をいう）とを使い分けることが可能となる。
【００２５】また、ノズル３の形状、寸法、表面処理、材質等も本発明においては重要な要素であり、液の量や、粘度に合わして最適なものを選択することが欠かせない。
【００２６】前記ピストン受け８は、ピストン４の位置を正確に保持（ピストン４がシリンジ本体７内で一定に移動するように）し、且つピストン押し台５がピストン４の端部４Ａに当接した際、その衝撃でピストン４がピストン４押し量（Ｂ）以上移動しないように、ゴム材で構成してピストン４を若干の慴動抵抗をもって支持している。尚、ピストン受け８の嵌合隙間を小さくする、またはブレーキ機構を設けることで上記と同様の効果を得るように構成することも可能である。
【００２７】次に、上記実施例の微量液体吐出装置１を使用して、塗付対象材への液体の塗付について説明する。
【００２８】先ず、充填する液の量や粘度に対応して適切に選択されたシリンジ本体７に塗付すべく液体を充填した後、塗付対象材に対してノズル３の先端を所定の距離を維持して微量液体吐出装置１を設置する。所定の距離については、従来のようにノズル３と塗付対象材との精度を要しないで大きく取れるので、その設置作業は作業者の熟練度を必要としない。
【００２９】次に、ピストン押し台５の移動量（Ｃ）である助走距離（Ａ）＋ピストン押し量（Ｂ）を制御した後、ピストン押し台５の押し速度を制御することでノズル３よりの液体の吐出状態（飛滴又は飛び出し）を制御する。
【００３０】この状態で、制御に沿って移動装置６を介してピストン押し台５を高速で助走距離（Ａ）移動してピストン４の端部４Ａに当接した後、ピストン押し量（Ｂ）ほどピストン４を押して、ノズル３より液を吐出する。この際、シリンジ本体７の開口部側にはピストン受け８が設けられているために、ピストン押し台５の衝撃でピストン４がピストン押し量（Ｂ）以上移動しないため、高精度の量を確実にノズル３より吐出することかできる。またノズル３より吐出した液は、その目的に応じて自在に飛滴又は飛び出しを選択することが可能である。
【００３１】そして、ピストン押し台５はピストン４を押した後、移動装置６を介して元の位置に戻す際、ピストン押し量（Ｂ）だけ進んだ位置（最初の位置よりピストン押し量（Ｂ）分前方の位置）に戻すことで、次のピストン押し台５の移動時に、最初のピストン押し台５の移動量（Ｃ）だけ移動すると助走距離（Ａ）は一定となり、同じ速度でピストン４の端部４Ａを押すことができ、同じ液の吐出を行うことができる。この工程を繰り返すことでシリンジ本体７内の液の全量を間欠的に吐出することができる。尚、シリンジ本体７内の液の残量によりノズル３よりの吐出量が増減した場合には、移動装置６に補止した動きを付加して対応する。
【００３２】このように、本発明の微量液体吐出装置１は、ノズル３より液の吐出状態（飛滴又は飛び出し）を選択できるので、従来の装置に必要であったノズル３の上下動が不要であり装置に上下動するための構成が不必要で簡易に構成することができ、またノズル３と塗付対象材との間隔の精度を要することなく、大きくとることができるために、作業効率を格段に向上することができる。また、塗り重ね等が必要な場合であっても、液の吐出状態が飛滴又は飛び出しであるために、先に塗付した液が再付着することがないので、微量液体吐出装置１の用途が格段に広がることとなる。
【００３３】また、ピストン押し台５の移動量（Ｃ）が助走距離（Ａ）＋ピストン押し量（Ｂ）であるために、従来の装置に比しピストン４の移動時間が短いので、単時間で各処理ができ、作業効率を格段に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】は本発明の微量液体吐出装置の一実施例を示す概略説明図である。
【図２】はピストン押し台の移動量を説明する概略説明図である。
【図３】はノズルよりの液の飛滴、飛び出しをしめす概略説明図である。
【図４】は従来の微量液体吐出装置を示す概略説明図である。
【図５】は従来の微量液体吐出装置を使用した場合のノズルよりの液の飛滴、飛び出しをしめす概略説明図である。
【符号の説明】
【００３５】１−微量液体吐出装置、２−シリンジ、３−ノズル、４−ピストン、５−ピストン押し台、６−移動装置、７−シリンジ本体、８−ピストン受け
【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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