(57)【要約】      （修正有）【課題】ピンの移動により液剤を吐出する液剤吐出装置において、液剤に対して、駆動力に応じた吐出力を付与できる技術を提供する。また、ピンの移動により液剤を吐出する液剤吐出装置において、ピンのエッジによる弾性体の損傷を防止または軽減できる技術を提供する。【解決手段】液剤吐出装置１Ａは、ピン３０Ａの先端が排出口２２Ａの周縁または内周面に接する第１位置と、ピン３０Ａの先端が排出口２２Ａから上側に離れた第２位置との間で、ピン３０Ａを振動させる加振機構４０Ａを有する。加振機構４０Ａは、ピン３０Ａを、第１位置から第２位置へ向かうプル方向に加速するプル機能と、第２位置から前記第１位置へ向かうプッシュ方向に加速するプッシュ機能とを有する。そして、少なくともプッシュ機能は電磁的に生じる駆動力を利用する。このため、液剤に対して、当該駆動力に応じた吐出力を付与できる。【選択図】図１
2015003315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物へ向けて液剤を吐出する液剤吐出装置であって、
上下方向に延びる空隙と、前記空隙の下方向側端部に位置し前記空隙の外部に通じる排出口と、前記排出口よりも下側に位置する吐出口と、を有するチャンバと、
前記空隙内に先端が収容されるピンと、
前記ピンの前記先端が前記排出口の周縁または内周面に接する第１位置と、前記ピンの前記先端が前記排出口から上側に離れた第２位置との間で、前記ピンを振動させる加振機構と、
を有し、
前記加振機構は、前記ピンを、前記第１位置から前記第２位置へ向かうプル方向に加速するプル機能と、前記第２位置から前記第１位置へ向かうプッシュ方向に加速するプッシュ機能とを有し、
少なくとも前記プッシュ機能は電磁的に生じる駆動力を利用する、液剤吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液剤吐出装置において、
前記空隙内に加圧された液剤を供給する液剤供給部
をさらに有する、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において、
前記第１位置と前記第２位置との間において、前記ピンが前記プッシュ方向に移動する駆動力を調整する駆動力調整部
をさらに有する、液剤吐出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液剤吐出装置において、
前記駆動力調整部は、
前記ピンの振動方向の位置を検出する検出部と、
前記プッシュ方向の駆動の目標位置が設定される下死点設定部と、
前記検出部からの検出信号および前記プッシュ方向の駆動の目標位置に基づいて、前記加振機構を制御する制御部と、
を有する、液剤吐出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液剤吐出装置において、
前記駆動力調整部は、
前記プル方向の駆動の目標位置が設定される上死点設定部
をさらに有し、
前記制御部は、前記検出部からの検出信号、前記プッシュ方向の駆動の目標位置、および前記プル方向の駆動の目標位置に基づいて、前記加振機構を制御する、液剤吐出装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の液剤吐出装置において、
前記制御部は、パルス電圧により前記加振機構を動作させるとともに、前記検出部からの検出信号および前記目標位置に基づいて、前記パルス電圧のデューティ比を変更する、液剤吐出装置。
【請求項７】
請求項３に記載の液剤吐出装置において、
前記駆動力調整部は、
前記排出口に対する前記加振機構の相対位置を調整する位置決め部
を有する、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において、
前記ピンと、前記加振機構または前記加振機構により振動させられる部材と、の間に介在する弾性部材
をさらに有し、
前記ピンが前記第１位置に配置された状態において、前記弾性部材の長さが、自然長以下である、液剤吐出装置。
【請求項９】
請求項８に記載の液剤吐出装置において、
前記弾性部材が前記ピンに与えるプッシュ方向の弾性力は、前記加振機構が前記ピンに与えるプッシュ方向の最大駆動力より小さい、液剤吐出装置。
【請求項１０】
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において、
前記ピンと、前記加振機構または前記加振機構により振動させられる部材と、の間に介在する磁気部品
をさらに有し、
前記ピンが前記第１位置に配置された状態において、前記磁気部品は、前記ピンに対して前記排出口へ向かう力を加える、液剤吐出装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の液剤吐出装置において、
前記加振機構は、リニア振動アクチュエータである、液剤吐出装置。
【請求項１２】
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において、
前記ピンと、前記加振機構または前記加振機構により振動させられる部材と、の間に介在する弾性部材または磁気部品をさらに有し、
前記弾性部材または前記磁気部品は、前記ピンと、前記加振機構または前記加振機構により振動させられる部材と、の間の相対距離が変動可能な状態で、双方を結合し、
前記加振機構は、前記ピンの質量および前記結合力に伴うバネ定数によって定まる共振周波数とは異なる周波数で加振駆動を行う、液剤吐出装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２までのいずれかに記載の液剤吐出装置において、
前記チャンバの底板部は、
チャンバ底部と、
チャンバ底部の上に配置された弾性体であるダンパと、
を備え、
前記底板部に設けられた貫通孔の上側開口が前記排出口であり、前記貫通孔の下側開口が前記吐出口である、液剤吐出装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の液剤吐出装置において、
前記ダンパの前記ピンの下面に対向する領域において、軸方向に最も高い場所に位置する上面を前記ダンパは有し、
前記ピンが前記第１位置に配置された状態において、前記ピンの前記下面と、前記ダンパの前記上面とが接触し、
平面視において、前記ダンパの前記上面の外周縁は、前記ピンの前記下面と前記ピンの外周面との境界に位置する環状のエッジと同位置または前記エッジより内側に位置する、液剤吐出装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の液剤吐出装置において、
前記ダンパは、前記上面の外周縁から径方向外側へ向かうにつれて高さが下がる傾斜面を有する、液剤吐出装置。
【請求項１６】
請求項１４または請求項１５に記載の液剤吐出装置において、
前記ダンパは、
環状の凸部と、
前記凸部の外周面から前記ピンの振動方向に対して垂直に広がるフランジ部と、
を有し、
前記凸部が、前記上面を有し、
前記チャンバは、前記フランジ部の上面の上側に位置する対向面を有する、液剤吐出装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の液剤吐出装置において、
前記チャンバは、
前記凸部の周囲に位置し、かつ、前記フランジ部の上面と接触する環状のリング部材
をさらに有する、液剤吐出装置。
【請求項１８】
請求項１３に記載の液剤吐出装置において、
前記底板部は、
前記ダンパの上部に配置された金属製のワッシャ
をさらに有し、
前記ワッシャが、前記排出口を有する、液剤吐出装置。
【請求項１９】
請求項１３から請求項１８までのいずれかに記載の液剤吐出装置において、
前記貫通孔の周囲において、前記ダンパと、前記チャンバ底部の上面との間に、隙間が介在する、液剤吐出装置。
【請求項２０】
請求項１から請求項１９までのいずれかに記載の液剤吐出装置において、
前記ピンの振幅が、前記加振機構により一次的に生じる振動の振幅と略同一またはそれより小さい、液剤吐出装置。
【請求項２１】
対象物へ向けて液剤を吐出する液剤吐出装置であって、
上下方向に延びる空隙と、前記空隙の下方向側端部に位置し前記空隙の外部に通じる排出口と、前記排出口よりも下側に位置する吐出口と、を有するチャンバと、
前記空隙内に先端が収容されるピンと、
前記ピンの前記先端が前記排出口の周縁または内周面に接する第１位置と、前記ピンの前記先端が前記排出口から上側に離れた第２位置との間で、前記ピンを振動させる加振機構と、
を有し、
前記チャンバの底板部は、
チャンバ底部と、
チャンバ底部の上に配置された弾性体であるダンパと、
を備え、
前記底板部に設けられた貫通孔の上側開口が前記排出口であり、前記貫通孔の下側開口が前記吐出口であり、
前記ダンパの前記ピンの下面に対向する領域において、軸方向に最も高い場所に位置する上面を前記ダンパは有し、
前記ピンが前記第１位置に配置された状態において、前記ピンの前記下面と、前記ダンパの前記上面とが接触し、
平面視において、前記ダンパの前記上面の外周縁は、前記ピンの前記下面と前記ピンの外周面との境界に位置する環状のエッジと同位置または前記エッジより内側に位置する、液剤吐出装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の液剤吐出装置において、
前記ダンパは、前記上面の外周縁から径方向外側へ向かうにつれて高さが下がる傾斜面を有する、液剤吐出装置。
【請求項２３】
請求項２１または請求項２２に記載の液剤吐出装置において、
前記ダンパは、
環状の凸部と、
前記凸部の外周面から前記ピンの振動方向に対して垂直に広がるフランジ部と、
を有し、
前記凸部が、前記上面を有し、
前記チャンバは、前記フランジ部の上面の上側に位置する対向面を有する、液剤吐出装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の液剤吐出装置において、
前記チャンバは、
前記凸部の周囲に位置し、かつ、前記フランジ部の上面と接触する環状のリング部材
をさらに有する、液剤吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液剤吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対象物へ向けて液剤を吐出する装置が知られている。例えば、特許第３５０６７１６号明細書には、プリント回路基盤などの基材上に、少量の液体または粘性材料を分配する装置が、記載されている（第１１欄第１５〜１８行，第１図）。また、特許第４０５３６０１号明細書には、内部チャンバ内に設けられた弁部材とダイアフラムばねとを有し、弁部材の移動により流体を分配する装置が、記載されている（特許請求の範囲，図２）。
【特許文献１】特許第３５０６７１６号明細書
【特許文献２】特許第４０５３６０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許第３５０６７１６号明細書に記載の装置は、圧縮ばねによって、バルブヘッドに閉止力が付与されている（第１４欄第８〜１０行，第１図）。当該装置では、空気ソレノイドから空気室に圧縮空気を導入することによって、バルブヘッドを引っ込める（第１５欄第１２〜１６行）。そして、空気ソレノイドを止めることにより、圧縮ばねがバルブヘッドをバルブ座に押しつける（第１５欄第３２〜３４行）。
【０００４】
また、特許第４０５３６０１号明細書に記載の装置は、ダイアフラムばねにより、弁部材に対して閉方向にバイアスがかけられている（第６頁第３２〜３３行，図３）。当該装置の弁は、ダイアフラムばねの作用によって、通常は閉じている（第６頁第４０〜４１行）。そして、コイルに電圧を印加することにより、電磁力によって、弁部材が弁座から離れる（第６頁第４２〜５０行）。
【０００５】
このように、従来の装置では、閉方向の弁の移動に、ばねの弾性力を利用している。このため、液剤の粘度や求められる吐出力に応じて、弁が閉方向に向かう力を、任意に調整することは困難であった。このような構成では、特に粘性の高い液剤を用いるときに、弁を確実に閉鎖することができない場合がある。また、弁を確実に閉鎖するために、強力なばねを用いると、弁を開方向に移動させるときに、当該ばねの圧力に抗する非常に強い駆動力が必要となる。
【０００６】
また、弁を確実に閉鎖するためには、弁の先端をゴム等の弾性体に接触させることが好ましい。しかしながら、弁として円柱状のピンを用いると、ピンの下面とピンの外周面との境界に位置する環状のエッジが弾性体に接触する。このため、液剤の吐出を繰り返し行ううちに、弾性体が損傷する虞がある。
【０００７】
本願の第１課題は、ピンの移動により液剤を吐出する液剤吐出装置において、液剤に対して、駆動力に応じた吐出力を付与できる技術を提供することである。また、本願の第２課題は、ピンの移動により液剤を吐出する液剤吐出装置において、ピンのエッジによる弾性体の損傷を防止または軽減できる技術を提供することである。本発明の目的は、第１課題および第２課題の少なくとも一方を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の例示的な第１発明は、対象物へ向けて液剤を吐出する液剤吐出装置であって、上下方向に延びる空隙と、前記空隙の下方向側端部に位置し前記空隙の外部に通じる排出口と、前記排出口よりも下側に位置する吐出口と、を有するチャンバと、前記空隙内に先端が収容されるピンと、前記ピンの前記先端が前記排出口の周縁または内周面に接する第１位置と、前記ピンの前記先端が前記排出口から上側に離れた第２位置との間で、前記ピンを振動させる加振機構と、を有し、前記加振機構は、前記ピンを、前記第１位置から前記第２位置へ向かうプル方向に加速するプル機能と、前記第２位置から前記第１位置へ向かうプッシュ方向に加速するプッシュ機能とを有し、少なくとも前記プッシュ機能は電磁的に生じる駆動力を利用する、液剤吐出装置である。
【０００９】
本願の例示的な第２発明は、対象物へ向けて液剤を吐出する液剤吐出装置であって、上下方向に延びる空隙と、前記空隙の下方向側端部に位置し前記空隙の外部に通じる排出口と、前記排出口よりも下側に位置する吐出口と、を有するチャンバと、前記空隙内に先端が収容されるピンと、前記ピンの前記先端が前記排出口の周縁または内周面に接する第１位置と、前記ピンの前記先端が前記排出口から上側に離れた第２位置との間で、前記ピンを振動させる加振機構と、を有し、前記チャンバの底板部は、チャンバ底部と、チャンバ底部の上に配置された弾性体であるダンパと、を備え、前記底板部に設けられた貫通孔の上側開口が前記排出口であり、前記貫通孔の下側開口が前記吐出口であり、前記ダンパの前記ピンの下面に対向する領域において、軸方向に最も高い場所に位置する上面を前記ダンパは有し、前記ピンが前記第１位置に配置された状態において、前記ピンの前記下面と、前記ダンパの前記上面とが接触し、平面視において、前記ダンパの前記上面の外周縁は、前記ピンの前記下面と前記ピンの外周面との境界に位置する環状のエッジと同位置または前記エッジより内側に位置する、液剤吐出装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本願の例示的な第１発明によれば、プッシュ方向へのピンの駆動に、電磁的に生じる駆動力を利用することにより、液剤に対して、当該駆動力に応じた吐出力を付与できる。このように、本願の第１発明によれば、少なくとも本願の第１課題を解決できる。
【００１１】
本願の例示的な第２発明によれば、ピンの下面が、弾性体であるダンパに直接接触する。このため、ピンと底板部との密着性が高まる。したがって、より精度よく液剤を吐出できる。また、ピンのエッジが、ダンパの上面に接触することを防止できる、または、接触したとしても当該接触による圧力を低減できる。このため、ピンのエッジによって、ダンパの上面が損傷することを防止または軽減できる。このように、本願の第２発明によれば、少なくとも本願の第２課題を解決できる。
【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縦断面図である。
【図３】図３は、液剤吐出装置の部分縦断面図である。
【図４】図４は、液剤吐出装置の部分縦断面図である。
【図５】図５は、液剤吐出装置の部分縦断面図である。
【図６】図６は、制御回路の構成図である。
【図７】図７は、制御回路の各部における信号の時間的変化を示したタイムチャートである。
【図８】図８は、制御回路の各部における信号の時間的変化を示したタイムチャートである。
【図９】図９は、変形例に係る制御回路の構成図である。
【図１０】図１０は、変形例に係る液剤吐出装置の縦断面図である。
【図１１】図１１は、変形例に係る液剤吐出装置の縦断面図である。
【図１２】図１２は、変形例に係る液剤吐出装置の縦断面図である。
【図１３】図１３は、変形例に係る液剤吐出装置の縦断面図である。
【図１４】図１４は、変形例に係る液剤吐出装置の部分縦断面図である。
【図１５】図１５は、変形例に係るピンの下面図である。
【図１６】図１６は、変形例に係る液剤吐出装置の部分縦断面図である。
【図１７】図１７は、変形例に係る液剤吐出装置の部分縦断面図である。
【図１８】図１８は、変形例に係る液剤吐出装置の部分縦断面図である。
【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。なお、本願では、説明の便宜上、ピンの振動方向を「上下方向」とし、チャンバの吐出口に対してピン側を上として、各部の形状、位置関係、および動作を説明する。ただし、本発明に係る液剤吐出装置を実際に動作させる際には、鉛直上下方向に限らず、任意の姿勢に液剤吐出装置を配置して、動作させることが可能である。
【００１４】
また、本願において「平面視」とは、上記定義における上または下から、ピンの中心軸方向に見た状態を指す。なお、本願で「平面視」を用いて説明するときは、他の部材に隠れて実際には見えない部材も、ピンの中心軸方向に投影して得られた二次元図形として「平面視」できるものとする。
【００１５】
＜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、対象物９０Ａへ向けて、液剤９Ａを断続的に吐出する装置である。図１に示すように、液剤吐出装置１Ａは、チャンバ２０Ａと、ピン３０Ａと、加振機構４０Ａとを有する。
【００１６】
チャンバ２０Ａは、内部に空隙２１Ａを有する。空隙２１Ａは、チャンバ２０Ａの内部において、上下方向に延びている。液剤吐出装置１Ａの動作時には、空隙２１Ａの内部に、液剤９Ａが貯留される。また、チャンバ２０Ａは、排出口２２Ａと吐出口２３Ａとを有する。排出口２２Ａは、空隙２１Ａの下方向側端部に位置する。吐出口２３Ａは、排出口２２Ａよりも下側に位置する。空隙２１Ａは、排出口２２Ａおよび吐出口２３Ａを介して、チャンバ２０Ａの外部空間に通じる。
【００１７】
ピン３０Ａの下部の先端は、空隙２１Ａ内に収容される。加振機構４０Ａは、ピン３０Ａを、図１中に破線で示した第１位置と、図１中に実線で示した第２位置との間で振動させる。ピン３０Ａが第１位置に配置されたときには、ピン３０Ａの下部の先端が、排出口２２Ａの周縁または内周面に接する。一方、ピン３０Ａが第２位置に配置されたときには、ピン３０Ａの下部の先端が、排出口２２Ａから上側に離れる。このように、ピン３０Ａを第１位置と第２位置との間で振動させることにより、吐出口２３Ａから液剤９Ａが断続的に吐出される。
【００１８】
加振機構４０Ａは、第１位置から第２位置へ向かうプル方向にピン３０Ａを加速させるプル機能と、第２位置から第１位置へ向かうプッシュ方向にピン３０Ａを加速させるプッシュ機能とを有する。そして、少なくともプッシュ機能には、電磁的に生じる駆動力が利用される。このように、ピン３０Ａのプッシュ方向の駆動に、電磁的に生じる駆動力を利用すれば、液剤９Ａに対して、当該駆動力に応じた吐出力を付与できる。
【００１９】
＜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の縦断面図である。この液剤吐出装置１は、ピン３０の駆動により、対象物の表面へ向けて、液剤９を断続的に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。
【００２０】
図２に示すように、本実施形態の液剤吐出装置１は、シリンジ１０、チャンバ２０、ピン３０、加振機構４０、回路基板５０、および枠体６０を有する。
【００２１】
シリンジ１０は、吐出前の液剤９を貯留する容器である。シリンジ１０は、給液配管１１を介して、チャンバ２０と接続されている。また、シリンジ１０の上端部には、気体の導入口１２が設けられている。図２中に概念的に示したように、導入口１２は、給気配管１３を介して、気体供給部１４に接続される。気体供給部１４を動作させると、清浄空気や窒素ガス等の気体が、給気配管１３および導入口１２を通って、シリンジ１０の内部へ導入される。ここで、給気配管１３から供給される気体は、大気圧より高い圧力に加圧されている。液剤吐出装置１の使用時には、当該気体の圧力により、シリンジ１０の内部に貯留された液剤９が、給液配管１１を通って、チャンバ２０へ供給される。すなわち、本実施形態では、シリンジ１０が、チャンバ２０内の空隙２１に加圧された液剤９を供給する液剤供給部となっている。
【００２２】
チャンバ２０は、シリンジ１０から供給された液剤９を内部に貯留するとともに、対象物９０へ向けて液剤９を吐出する部位である。チャンバ２０は、内部に液剤９が貯留される空隙２１を有する。また、チャンバ２０の下面には、吐出口２３が設けられている。液剤吐出装置１の動作時には、チャンバ２０内の空隙２１に貯留された液剤９が、吐出口２３から下方へ向けて吐出される。チャンバ２０のより詳細な構成については、後述する。
【００２３】
ピン３０は、上下に延びる略柱状の部材である。ピン３０の径は、下方へ向かうにつれて、段階的に小さくなっている。ピン３０の材料には、例えば鉄合金等の金属が使用される。ピン３０の表面は、耐摩耗性の向上のために、焼き入れされていることが好ましい。ただし、ピン３０の材料に、金属以外の材料が使用されていてもよい。例えば、ピン３０の材料に、液剤の種類に応じた耐腐食性の高い樹脂が用いられてもよい。ピン３０は、チャンバ２０の上部に配置されたガイド６１に沿って、上下に振動する。ピン３０の下部の先端は、チャンバ２０内の空隙２１に収容される。一方、ピン３０の上部は、ガイド６１より上方において、加振機構４０に接続される。
【００２４】
また、ピン３０は、リング状のマグネット３１を有する。本実施形態では、ガイド６１より上側、かつ、加振機構４０より下側に、マグネット３１が配置される。ピン３０が上下に振動すると、ピン３０とともに、マグネット３１も上下に振動する。
【００２５】
加振機構４０は、ピン３０を上下に振動させる機構である。本実施形態では、加振機構４０にリニア振動アクチュエータを用いている。リニア振動アクチュエータは、入力される電気信号に応じた磁束を発生させ、それにより生じる電磁的な駆動力により、ピン３０を振動させる。リニア振動アクチュエータの中でも、特に、リニア共振アクチュエータを用いれば、加振機構４０の駆動時の騒音を抑制しやすい。ただし、本発明の加振機構は、電磁的に駆動力を生じさせるものであればよい。例えば、リニア振動アクチュエータに代えて、リニアモータ、ボイスコイルモータ、ステッピングモータ、またはサーボモータが、加振機構として用いられてもよい。
【００２６】
回路基板５０は、加振機構４０を動作制御する制御部である。回路基板５０は、ホール素子５０１を含む複数の電子部品により構成された制御回路を有する。ホール素子５０１は、マグネット３１から生じる磁束を検出することにより、マグネット３１の上下方向の位置、すなわち、ピン３０の上下方向の位置を検出する。そして、ホール素子５０１は、ピン３０の上下方向の位置に応じた検出信号を出力する。回路基板５０は、ホール素子５０１から出力された検出信号に基づいて、加振機構４０に駆動信号を供給する。これにより、加振機構４０の動作が制御される。
【００２７】
枠体６０は、チャンバ２０の上部に位置する筐体である。上述した加振機構４０、回路基板５０、およびガイド６１は、枠体６０の内部に収容されている。また、シリンジ１０、チャンバ２０、加振機構４０、回路基板５０、およびガイド６１は、枠体６０に対して、それぞれ、直接的または間接的に固定されている。これにより、シリンジ１０、チャンバ２０、加振機構４０、回路基板５０、およびガイド６１の相互の位置が定められている。
【００２８】
＜２−２．チャンバの詳細な構成＞
続いて、チャンバ２０のより詳細な構成について、説明する。図３は、チャンバ２０付近における液剤吐出装置１の部分縦断面図である。
【００２９】
上述の通り、チャンバ２０は、内部に液剤９が貯留される空隙２１を有する。図３に示すように、空隙２１は、横空隙２１１と縦空隙２１２とを有する。縦空隙２１２は、チャンバ２０の内部において、上下方向に延びている。ピン３０の下部の先端は、縦空隙２１２内に収容される。横空隙２１１は、給液配管１１と縦空隙２１２とを、略水平方向に繋いでいる。
【００３０】
また、チャンバ２０は、Ｏリング２４を有する。Ｏリングの材料には、例えば、エラストマーが用いられる。Ｏリング２４は、縦空隙２１２の上端部に位置し、チャンバ２０を構成する部材と、ピン３０との間に介在する。これにより、Ｏリング２４より上側への液剤９の漏れ出しが、防止される。ピン３０は、Ｏリング２４と接触しながら、上下に振動する。ピン３０の外周面が、予め焼き入れされていれば、Ｏリング２４との接触によるピン３０の摩耗を抑制できる。
【００３１】
また、本実施形態のチャンバ２０は、ヒータ２５および断熱部材２６を有する。ヒータ２５には、例えば、セラミックヒータが用いられる。ヒータ２５に通電すると、ヒータ２５が発熱する。ヒータ２５から生じた熱は、チャンバ２０を構成する部材を通って、空隙２１内の液剤９へ伝導する。これにより、空隙２１内の液剤９の温度低下が抑制される。液剤９の温度低下が抑制されれば、液剤９の粘度の上昇が抑制される。その結果、液剤９を、吐出口２３からより精度よく断続的に吐出できる。
【００３２】
断熱部材２６は、空隙２１およびヒータ２５の上部を覆っている。断熱部材２６には、チャンバ２０を構成する他の部材より熱伝導率の低い材料が用いられる。断熱部材２６は、ヒータ２５から生じた熱が、ホール素子５０１や加振機構４０へ伝導することを、抑制する。これにより、加熱による駆動の誤差を抑制できる。また、ヒータ２５から生じた熱の上方への漏れが抑制されるため、空隙２１内の液剤９が、より効率よく加熱される。
【００３３】
図４および図５は、吐出口２３の付近における液剤吐出装置１の部分縦断面図である。図４および図５に示すように、液剤吐出装置１の使用時には、チャンバ２０の下側に、対象物９０が配置される。吐出口２３を有するチャンバ２０の下面と、対象物９０の表面とは、隙間を介して上下に対向する。
【００３４】
本実施形態のチャンバ２０は、底板部２７を有する。底板部２７は、チャンバ底部７１、ダンパ７２、およびワッシャ７３を有する。チャンバ底部７１は、チャンバ２０に対して着脱可能に取り付けられたノズル部材２８の一部である。チャンバ底部７１は、縦空隙２１２の下側において、略水平に広がる。また、チャンバ底部７１は、上下に貫通する第１円孔８１を有する。第１円孔８１の下側の開口は、上述した吐出口２３である。
【００３５】
ダンパ７２は、チャンバ底部７１の上部に配置される。ダンパ７２の材料には、例えば、ノズル部材２８より弾性の大きい樹脂が使用される。また、ダンパ７２は、上下に貫通する第２円孔８２を有する。第１円孔８１と第２円孔８２とは、互いに軸方向に連通する。また、本実施形態では、第１円孔８１および第２円孔８２の周囲において、チャンバ底部７１の上面とダンパ７２との間に、隙間８４が介在する。
【００３６】
ワッシャ７３は、ダンパ７２の上部に配置される。ワッシャ７３の材料には、例えば、ダンパ７２より弾性の小さい金属が使用される。また、ワッシャ７３は、上下に貫通する第３円孔８３を有する。第１円孔８１および第２円孔８２と、第３円孔８３とは、互いに軸方向に連通する。本実施形態では、第３円孔８３の上側の開口が、液剤９の排出口２２となる。排出口２２は、縦空隙２１２の下方向側端部に位置する。また、上述した吐出口２３は、排出口２２より下側に位置する。
【００３７】
このように、本実施形態の底板部２７は、第１円孔８１、第２円孔８２、および第３円孔８３が上下方向に連なって形成された貫通孔８０を有する。貫通孔８０は、チャンバ底部７１、ダンパ７２、およびワッシャ７３を、上下方向に貫通する。貫通孔８０の上側開口は排出口２２であり、貫通孔８０の下側開口は吐出口２３である。当該貫通孔８０は、排出口２２と吐出口２３とを、上下に繋ぐ。排出口２２は、貫通孔８０を介して、空隙２１の外部に通じる。
【００３８】
また、チャンバ２０は、図示を省略したエア抜き機構を有する。液剤９の吐出処理を行う前には、シリンジ１０からチャンバ２０内の空隙２１へ液剤９を圧送しながら、エア抜き機構により、空隙２１からチャンバ２０の外部へ空気を排出する。これにより、チャンバ２０内の空隙２１に、液剤９が充填される。
【００３９】
加振機構４０を動作させると、ピン３０が、第１位置（図４の位置）と、第１位置より上側の第２位置（図５の位置）との間で、振動する。すなわち、ピン３０は、第１位置から第２位置へ向かうプル方向と、第２位置から第１位置へ向かうプッシュ方向とに、交互に移動する。ピン３０が第１位置に配置されたときには、ピン３０の下部の先端が、ワッシャ７３の上面のうち、排出口２２の周縁部分に接する。これにより、排出口２２が塞がれる。一方、ピン３０が第２位置に配置されたときには、ピン３０の下部の先端が、排出口２２から上側に離れる。これにより、排出口２２が開放されて、縦空隙２１２と貫通孔８０とが、連通する。
【００４０】
このように、ピン３０を振動させると、縦空隙２１２内の液剤９が、吐出口２３から下方へ、断続的に吐出される。液剤９は、ピン３０の振動の一周期ごとに分断されて、液滴となる。そして、当該液滴が、吐出口２３から下方へ飛翔し、対象物９０の表面に付着する。特に、本実施形態では、ピン３０による押し出しの圧力だけではなく、シリンジ１０からの液剤９の圧力を利用して、吐出口２３から液剤９が吐出される。これにより、液剤９の吐出力が高められる。また、シリンジ１０からの圧力が無い場合と比べて、粘性の高い液剤９を、安定して吐出できる。
【００４１】
液剤９の吐出の際には、ピン３０の下部の先端が、底板部２７の上面に、断続的に接触する。このとき、ダンパ７２が収縮することによって、ピン３０の衝撃が吸収される。その結果、ピン３０および底板部２７の損傷が抑制される。ただし、仮に、ピン３０の下部の先端を、ダンパ７２に直接接触させたとすると、貫通孔８０の周囲において、ダンパ７２が極端に変形する。これにより、第１位置におけるピン３０の制動時間が長くなる。しかしながら、本実施形態では、ダンパ７２の上部に、ワッシャ７３が配置されている。したがって、ピン３０の下部の先端は、ダンパ７２ではなく、ワッシャ７３の上面に接触する。これにより、貫通孔８０の周囲におけるダンパ７２の極端な変形が抑制される。また、これにより、第１位置におけるピン３０の制動時間が短縮される。
【００４２】
＜２−３．加振機構の駆動制御について＞
続いて、上述した液剤吐出装置１において液剤９を吐出する際の、加振機構４０の駆動制御について、説明する。図６は、回路基板５０に搭載される制御回路５００の構成図である。図７および図８は、制御回路５００の各部における信号の時間的変化を示したタイムチャートである。
【００４３】
図６に示すように、本実施形態の制御回路５００は、ホール素子５０１、差動アンプ５０２、プル側包絡線検波器５０３、プッシュ側包絡線検波器５０４、上死点設定部５０５、下死点設定部５０６、プル側積分器５０７、プッシュ側積分器５０８、プル側プリセット設定部５０９、プッシュ側プリセット設定部５１０、プル側加算器５１１、プッシュ側加算器５１２、三角波発生器５１３、プル側コンパレータ５１４、プッシュ側コンパレータ５１５、ドライブ回路５１６、および５つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ５を有する。
【００４４】
スイッチＳＷ１は、プル側積分器５０７と並列に配置される。スイッチＳＷ２は、上死点設定部５０５と、アース端子との間に介在する。スイッチＳＷ３は、プッシュ側積分器５０８と並列に配置される。スイッチＳＷ４は、下死点設定部５０６と、アース端子との間に介在する。また、スイッチＳＷ５は、三角波発生器５１３と、プル側コンパレータ５１４およびプッシュ側コンパレータ５１５との間に介在する。
【００４５】
この制御回路５００は、スイッチＳＷ５をＯＮ側（図６における白丸側）に切り替えることにより、能動化される。また、プル側積分器５０７の動作は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をＯＮ側（図６における白丸側）に切り替えることにより、能動化される。また、プッシュ側積分器５０８の動作は、スイッチＳＷ３，ＳＷ４をＯＮ側（図６における白丸側）に切り替えることにより、能動化される。図７および図８には、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ５をＯＮ側へ切り替えるタイミングが示されている。
【００４６】
ホール素子５０１は、マグネット３１から生じる磁束を検出することにより、マグネット３１の上下方向の位置、すなわち、ピン３０の上下方向の位置を検出する。そして、ホール素子５０１は、ピン３０の上下方向の位置に応じた検出信号を出力する。図７の（０）は、ホール素子５０１から出力される検出信号の例を示す。この例では、一部の期間において、ピン３０の位置がプル方向に変位している。ピン３０の位置がプル方向に変位する要因としては、例えば、液剤９の粘性による抵抗が考えられる。ホール素子５０１の検出信号は、差動アンプ５０２に入力される。
【００４７】
差動アンプ５０２は、ホール素子５０１の検出信号を増幅させる。図７の（Ａ）は、増幅後の検出信号を示す。増幅後の検出信号は、差動アンプ５０２から、プル側包絡線検波器５０３とプッシュ側包絡線検波器５０４とに、それぞれ入力される。
【００４８】
プル側包絡線検波器５０３は、増幅後の検出信号から、プル側の包絡線信号を抽出する。図７の（Ｂ１）は、プル側包絡線検波器５０３において抽出されたプル側の包絡線信号を示す。プル側の包絡線信号は、プル側積分器５０７の一方の入力端子に入力される。
【００４９】
プッシュ側包絡線検波器５０４は、増幅後の検出信号から、プッシュ側の包絡線信号を抽出する。図７の（Ｂ２）は、プッシュ側包絡線検波器５０４において抽出されたプッシュ側の包絡線信号を示す。プッシュ側の包絡線信号は、プッシュ側積分器５０８の一方の入力端子に入力される。
【００５０】
上死点設定部５０５は、プル方向の駆動の目標位置に対応した一定電圧の上死点信号を出力する。液剤吐出装置１のユーザは、上死点設定部５０５において、任意の目標位置を設定できる。上死点設定部５０５は、設定された目標位置に対応する上死点信号を、プル側積分器５０７の他方の入力端子に対して、出力する。図７の（Ｃ１）は、上死点設定部５０５から出力される上死点信号を示す。
【００５１】
下死点設定部５０６は、プッシュ方向の駆動の目標位置に対応した一定電圧の下死点信号を出力する。液剤吐出装置１のユーザは、下死点設定部５０６において、任意の目標位置を設定できる。下死点設定部５０６は、設定された目標位置に対応する下死点信号を、プッシュ側積分器５０８の他方の入力端子に対して、出力する。図７の（Ｃ２）は、下死点設定部５０６から出力される下死点信号を示す。
【００５２】
プル側積分器５０７は、プル側の包絡線信号と上死点信号との差分をとり、当該差分を積分した積分信号を出力する。図７の（Ｂ１−Ｃ１）は、プル側の包絡線信号と上死点信号との差分を示す。図７の（Ｄ１）は、プル側積分器５０７から出力されるプル側の積分信号を示す。当該プル側の積分信号は、プル側加算器５１１に入力される。
【００５３】
プッシュ側積分器５０８は、プッシュ側の包絡線信号と下死点信号との差分をとり、当該差分を積分した積分信号を出力する。図７の（Ｂ２−Ｃ２）は、プッシュ側の包絡線信号と下死点信号との差分を示す。図７の（Ｄ２）は、プッシュ側積分器５０８から出力されるプッシュ側の積分信号を示す。当該プッシュ側の積分信号は、プッシュ側加算器５１２に入力される。
【００５４】
プル側プリセット設定部５０９は、最終的なプル側のパルス信号が適切なデューティ比となるように、プル側の積分信号に加算する一定電圧のバイアス信号を出力する。図８の（Ｅ１）は、プル側プリセット設定部５０９から出力されるプル側のバイアス信号を示す。当該バイアス信号は、プル側加算器５１１に入力される。
【００５５】
プッシュ側プリセット設定部５１０は、最終的なプル側のパルス信号が適切なデューティ比となるように、プッシュ側の積分信号に加算する一定電圧のバイアス信号を出力する。図８の（Ｅ２）は、プッシュ側プリセット設定部５１０から出力されるプッシュ側のバイアス信号を示す。当該バイアス信号は、プッシュ側加算器５１２に入力される。
【００５６】
プル側加算器５１１は、プル側の積分信号とプル側のバイアス信号とを加算して、後述する三角波信号との比較に用いられる比較信号を出力する。図８の（Ｆ１）は、プル側加算器５１１から出力されるプル側の比較信号を示す。当該比較信号は、プル側コンパレータ５１４の一方の入力端子に入力される。
【００５７】
プッシュ側加算器５１２は、プッシュ側の積分信号とプッシュ側のバイアス信号とを加算して、後述する三角波信号との比較に用いられる比較信号を出力する。図８の（Ｆ２）は、プッシュ側加算器５１２から出力されるプッシュ側の比較信号を示す。当該比較信号は、プッシュ側コンパレータ５１５の一方の入力端子に入力される。
【００５８】
三角波発生器５１３は、一定の周期で電圧の増加と減少とを繰り返す三角波信号を出力する。図８の（Ｇ）は、三角波発生器５１３から出力される三角波信号を示す。当該三角波信号は、プル側コンパレータ５１４の他方の入力端子と、プッシュ側コンパレータ５１５の他方の入力端子とに、それぞれ入力される。
【００５９】
プル側コンパレータ５１４は、プル側の比較信号と三角波信号とに基づいて、プル側のパルス信号を出力する。具体的には、プル側コンパレータ５１４は、三角波信号が比較信号より大きい期間には、プラスの電圧を出力し、三角波信号が比較信号以下の期間には、０ボルトを出力する。図８の（Ｈ１）は、プル側コンパレータ５１４から出力されるプル側のパルス信号を示す。当該パルス信号は、ドライブ回路５１６に入力される。
【００６０】
プッシュ側コンパレータ５１５は、プッシュ側の比較信号と三角波信号とに基づいて、プッシュ側のパルス信号を出力する。具体的には、プッシュ側コンパレータ５１５は、三角波信号が比較信号より小さい期間には、プラスの電圧を出力し、三角波信号が比較信号以下の期間には、０ボルトを出力する。図８の（Ｈ２）は、プッシュ側コンパレータ５１５から出力されるプッシュ側のパルス信号を示す。当該パルス信号は、ドライブ回路５１６に入力される。
【００６１】
ドライブ回路５１６は、プル側のパルス信号と、プッシュ側のパルス信号とに基づいて、ＯＮ／ＯＦＦの切り替えが行われる複数のスイッチを有する。プル側のパルス信号がプラスの電圧であり、プッシュ側のパルス信号が０ボルトのときには、ドライブ回路５１６は、加振機構４０に対して、＋Ｖボルトの駆動信号を出力する。一方、プル側のパルス信号が０ボルトであり、プッシュ側のパルス信号がプラスの電圧のときには、ドライブ回路５１６は、加振機構４０に対して、−Ｖボルトの駆動信号を出力する。また、プル側のパルス信号およびプッシュ側のパルス信号の双方が０ボルトのときには、ドライブ回路５１６は、加振機構４０に対して、０ボルトの駆動信号を出力する。図８の（Ｊ）は、ドライブ回路５１６から出力される駆動信号を示す。
【００６２】
加振機構４０に＋Ｖボルトの駆動信号が入力されると、加振機構４０は、電磁的に生じる駆動力により、ピン３０をプル側へ加速させる。また、加振機構４０に−Ｖボルトの駆動信号が入力されると、加振機構４０は、電磁的に生じる駆動力により、ピン３０をプッシュ側へ加速させる。
【００６３】
この制御回路５００では、ピン３０が、駆動の目標位置よりプル側に変位すると、図８の（Ｊ）のように、プル側のパルス信号のデューティ比が小さくなり、プッシュ側のパルス信号のデューティ比が大きくなる。したがって、ピン３０の位置が、プッシュ側へ補正される。反対に、ピン３０が、駆動の目標位置よりプッシュ側に変位すると、プル側のパルス信号のデューティ比が大きくなり、プル側のパルス信号のデューティ比が小さくなる。したがって、ピン３０の位置が、プル側へ補正される。このように、この制御回路５００は、ホール素子５０１からの検出信号および目標位置に基づいて、プッシュ方向およびプル方向の各パルス信号のデューティ比を、それぞれ変更する。これにより、ピン３０の動作範囲が補正される。
【００６４】
以上のように、この液剤吐出装置１の加振機構４０は、プル方向にピン３０を加速するプル機能と、プッシュ方向にピン３０を加速するプッシュ機能とを有する。そして、プル機能とプッシュ機能との双方に、電磁的に生じる駆動力が利用されている。プッシュ方向へのピン３０の駆動に電磁力を利用することにより、液剤９に対して電磁力に応じた吐出力を付与できる。また、プッシュ方向にピン３０を加圧するための弾性部材を用いることなく、または、当該弾性部材の力を弱めながら、排出口２２を閉鎖できる。
【００６５】
また、この液剤吐出装置１では、上死点設定部５０５において、プル方向の駆動の目標位置を、任意に設定できる。したがって、プル側の積分信号の値を増減できる。これにより、第１位置と第２位置との間において、ピン３０がプル方向に移動する駆動力を調整できる。また、この液剤吐出装置１では、下死点設定部５０６において、プッシュ方向の駆動の目標位置を、任意に設定できる。したがって、プッシュ側の積分信号の値を増減できる。これにより、第１位置と前記第２位置との間において、ピン３０がプッシュ方向に移動する駆動力を調整できる。
【００６６】
制御回路５００は、ホール素子５０１からの検出信号、上死点設定部５０５において設定されたプル方向の駆動の目標位置、および、下死点設定部５０６において設定されたプル方向の駆動の目標位置に基づいて、加振機構４０を制御する。すなわち、本実施形態では、ホール素子５０１、上死点設定部５０５、および下死点設定部５０６を含む制御回路５００が、駆動力調整部として機能している。これにより、液剤９の粘度やピン３０の振動条件に応じて、プッシュ方向およびプル方向の各駆動力を調整できる。その結果、排出口２２の閉塞および開放を、確実に行うことができる。
【００６７】
また、上述の通り、この液剤吐出装置１は、パルス信号の幅を変調することにより加振機構４０の駆動力を制御する、いわゆるＰＷＭ制御を行っている。ＰＷＭ制御を用いれば、パルス信号の電圧±Ｖを、常に加振機構４０の定格電圧とすることができる。このため、電圧の変調により駆動力を制御する場合よりも、制御回路５００を簡略に構成できる。
【００６８】
なお、仮に、加振機構にピエゾ素子を用いたとすると、ピエゾ素子から一次的に得られる振幅が小さいため、当該振幅を増幅させる機構が必要となる。これに対し、本実施形態の液剤吐出装置１は、加振機構として、電磁的に駆動力を生じさせるアクチュエータを用いている。このため、加振機構４０から一次的に得られる振幅が、ピエゾ素子の場合より大きい。したがって、加振機構４０とピン３０との間に、増幅機構を設ける必要がない。すなわち、ピン３０の振幅が、加振機構４０により一次的に生じる振動の振幅と、略同一またはそれより小さくなる。このように、増幅機構を省略すれば、液剤吐出装置１をより小型化できる。
【００６９】
＜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は限定されない。
【００７０】
図９は、一変形例に係る制御回路５００Ｂの構成図である。図９の制御回路５００Ｂは、上死点設定部、下死点設定部、プル側積分器、プッシュ側積分器、プル側プリセット設定部、プッシュ側プリセット設定部、プル側加算器、プッシュ側加算器、三角波発生器、プル側コンパレータ、およびプッシュ側コンパレータに代えて、マイクロコントローラ５１７Ｂを有する。そして、マイクロコントローラ５１７Ｂが、上死点設定部、下死点設定部、プル側積分器、プッシュ側積分器、プル側プリセット設定部、プッシュ側プリセット設定部、プル側加算器、プッシュ側加算器、三角波発生器、プル側コンパレータ、およびプッシュ側コンパレータの動作に相当する演算処理を行う。このように、制御回路の一部分を、マイクロコントローラにより実現してもよい。
【００７１】
図１０は、他の変形例に係る液剤吐出装置１Ｃの縦断面図である。図１０の例では、加振機構４０Ｃを支持する支持部材４１Ｃが、枠体６０Ｃに設けられたレール６２Ｃに、組み付けられている。これにより、枠体６０Ｃに対して、支持部材４１Ｃおよび加振機構４０Ｃが、上下に移動可能となっている。支持部材４１Ｃは、図示しないばねによって、上方へ加圧されている。また、図１０の液剤吐出装置１Ｃは、位置決め部としてのマイクロメータ４２Ｃを有する。図１０の例では、マイクロメータ４２Ｃの本体が、枠体６０Ｃに固定されている。また、マイクロメータ４２Ｃの可動軸４２１Ｃの下端は、支持部材４１Ｃの上面に接触する。このため、マイクロメータ４２Ｃの可動軸４２１Ｃを上下方向に変位させることにより、支持部材４１Ｃおよび加振機構４０Ｃを、上下方向に位置決めできる。その結果、排出口２２Ｃに対する加振機構４０Ｃの相対位置を調整できる。
【００７２】
なお、マイクロメータ４２Ｃの本体は、必ずしも枠体６０Ｃに固定されていなくてもよい。例えば、図１１のように、マイクロメータ４２Ｃの本体が、加振機構４０Ｃ側に固定されていてもよい。この場合、マイクロメータ４２Ｃの可動軸４２１Ｃの下端を、枠体６０Ｃまたは枠体６０Ｃに固定された部材に対して、接触させる。このような形態であっても、マイクロメータ４２Ｃを操作して、マイクロメータ４２Ｃの本体と可動軸４２１Ｃとの相対位置を変化させることにより、マイクロメータ４２Ｃの本体および加振機構４０Ｃを、上下方向に位置決めできる。その結果、排出口２２Ｃに対する加振機構４０Ｃの相対位置を調整できる。
【００７３】
図１０および図１１の例では、このように、加振機構４０Ｃの上下方向の位置を調整することにより、ピン３０Ｃのプッシュ方向の駆動力を調整する。具体的には、ピン３０Ｃのプッシュ方向の駆動力を強めたいときには、マイクロメータ４２Ｃを操作して、加振機構４０Ｃを下降せる。また、ピン３０Ｃのプッシュ方向の駆動力を弱めたいときには、マイクロメータ４２Ｃを操作して、加振機構４０Ｃを上昇させる。このように、マイクロメータ４２Ｃを、駆動力調整部として機能させてもよい。
【００７４】
図１２は、他の変形例に係る液剤吐出装置１Ｄの縦断面図である。図１２の例では、加振機構４０Ｄとピン３０Ｄとの間に、弾性部材３２Ｄが介在する。弾性部材３２Ｄには、例えば、ばねを用いることができる。ピン３０Ｄが第１位置に配置された状態において、弾性部材３２Ｄの長さは、自然長以下であることが好ましい。このようにすれば、弾性部材３２Ｄからピン３０Ｄに対して、プッシュ方向の圧力を与えることができる。したがって、加振機構４０Ｄに対して通電されていない時においても、ピン３０Ｄにより排出口２２Ｄを閉鎖できる。
【００７５】
ただし、弾性部材３２Ｄがピン３０Ｄに与えるプッシュ方向の弾性力は、加振機構４０Ｄがピン３０Ｄに与えるプッシュ方向の最大駆動力より、小さいことが好ましい。すなわち、液剤９Ｄを吐出するときには、主として加振機構４０Ｄの駆動力で、ピン３０Ｄをプッシュ方向に移動させることが好ましい。
【００７６】
なお、加振機構４０Ｄと弾性部材３２Ｄとの間に、さらに他の部材が介在していてもよい。すなわち、ピン３０Ｄと、加振機構４０Ｄにより振動させられる部材との間に、弾性部材３２Ｄが介在していてもよい。
【００７７】
図１２の弾性部材３２Ｄは、ピン３０Ｄと、加振機構４０Ｄまたは加振機構４０Ｄにより振動させられる部材と、の間の相対距離が変動可能な状態で、双方を結合している。ここで、加振機構４０Ｄは、ピン３０Ｄの質量および結合力に伴うバネ定数によって定まる共振周波数とは異なる周波数で、加振駆動を行うことが好ましい。このようにすれば、ピン３０Ｄと排出口２２Ｄとの衝突の衝撃を和らげつつ、共振点を避けることで、ピン３０Ｄの振動位置の補正を、迅速に行うことができる。
【００７８】
図１３は、他の変形例に係る液剤吐出装置１Ｅの縦断面図である。図１３の例では、図１２の弾性部材に代えて、加振機構４０Ｅとピン３０Ｅとの間に、磁気部品３３Ｅが介在する。磁気部品３３Ｅは、ピン３０Ｅとの間で、磁気的に生じる力を発生させる。具体的には、ピン３０Ｅが第１位置に配置された状態において、磁気部品３３Ｅは、ピン３０Ｅに対して、排出口２２Ｅへ向かう力を加える。このようにすれば、磁気部品３３Ｅからピン３０Ｅに対して、プッシュ方向の圧力を与えることができる。したがって、加振機構４０Ｅに対して通電されていない時においても、ピン３０Ｅにより排出口２２Ｅを閉鎖できる。
【００７９】
なお、加振機構４０Ｅと磁気部品３３Ｅとの間に、さらに他の部材が介在していてもよい。すなわち、ピン３０Ｅと、加振機構４０Ｅにより振動させられる部材との間に、磁気部品３３Ｅが介在していてもよい。
【００８０】
図１３の磁気部品３３Ｅは、ピン３０Ｅと、加振機構４０Ｅまたは加振機構４０Ｅにより振動させられる部材と、の間の相対距離が変動可能な状態で、双方を結合している。ここで、加振機構４０Ｅは、ピン３０Ｅの質量および結合力に伴う磁気的バネ定数によって定まる共振周波数とは異なる周波数で、加振駆動を行うことが好ましい。このようにすれば、ピン３０Ｅと排出口２２Ｅとの衝突の衝撃を和らげつつ、共振点を避けることで、ピン３０Ｅの振動位置の補正を、迅速に行うことができる。
【００８１】
図１４は、他の変形例に係る液剤吐出装置１Ｆの部分縦断面図である。図１４の例では、ダンパ７２Ｆとピン３０Ｆとの間にワッシャが介在していない。したがって、ピン３０Ｆを振動させると、ピン３０Ｆの下面が、ダンパ７２Ｆに直接接触する。図１４のダンパ７２Ｆは、凸部７２１Ｆとフランジ部７２２Ｆとを有する。凸部７２１Ｆは、第２円孔８２Ｆを環状に取り囲む。凸部７２１Ｆの上面７２３Ｆは、ダンパ７２Ｆのピン３０Ｆの下面に対向する領域において、軸方向に最も高い場所に位置する。フランジ部７２２Ｆは、凸部７２１Ｆの外周面から、ピン３０Ｆの振動方向に対して垂直に広がる。
【００８２】
図１４の例では、ダンパ７２Ｆの第２円孔８２Ｆの上側の開口が、液剤９Ｆの排出口２２Ｆとなる。ピン３０Ｆが第１位置に配置されたときには、図１４のように、ピン３０Ｆの下面と、ダンパ７２Ｆの上面７２３Ｆとが、互いに接触する。これにより、排出口２２Ｆが塞がれる。このように、ピン３０Ｆの下面を、弾性体であるダンパ７２Ｆに直接接触させれば、ピン３０Ｆと底板部２７Ｆとの密着性が高まる。したがって、より精度よく液剤９Ｆを吐出できる。
【００８３】
また、図１４の例では、ダンパ７２Ｆの凸部７２１Ｆは、上面７２３Ｆの外側に、傾斜面７２４Ｆを有する。傾斜面７２４Ｆの高さは、上面７２３Ｆの外周縁から、径方向外側へ向かうにつれて低下する。ダンパ７２Ｆにピン３０Ｆが接触したときには、ダンパ７２Ｆが弾性変形することによって、傾斜面７２４Ｆの内周部付近の一部分にも、ピン３０Ｆの下面が接触する。これにより、ピン３０Ｆとダンパ７２Ｆとの接触面積が、より広くなる。その結果、液剤９Ｆの吐出をより確実に停止させることができる。なお、図１４の例では、傾斜面７２４Ｆが、縦断面において曲線状となっているが、傾斜面７２４Ｆは、縦断面において直線状であってもよい。
【００８４】
図１５は、ピン３０Ｆの下面図である。図１５では、ダンパ７２Ｆと接触する部分が、クロスハッチングで示されている。図１４および図１５に示すように、ピン３０Ｆは、下面と外周面との境界に位置する環状のエッジ３４Ｆを有する。この液剤吐出装置１Ｆでは、平面視において、ダンパ７２Ｆの凸部７２１Ｆの上面７２３Ｆの外周縁が、ピン３０Ｆのエッジ３４Ｆより内側に位置する。このため、図１５のように、ダンパ７２Ｆは、ピン３０Ｆのエッジ３４Ｆに接触しない。このようにすれば、ピン３０Ｆのエッジ３４Ｆによって、ダンパ７２Ｆが損傷することを、防止できる。
【００８５】
なお、ダンパ７２Ｆの凸部７２１Ｆの上面の外周縁は、平面視において、ピン３０Ｆのエッジ３４Ｆと同位置であってもよい。また、ダンパ７２Ｆにピン３０Ｆが接触したときに、ダンパ７２Ｆが弾性変形することによって、ピン３０Ｆのエッジ３４Ｆが、ダンパ７２Ｆの傾斜面７２４Ｆに、軽く接触してもよい。すなわち、ダンパ７２Ｆの表面にピン３０Ｆのエッジ３４Ｆが接触したとしても、当該接触による圧力が低減されていればよい。そして、エッジ３４Ｆとの接触によるダンパ７２Ｆの損傷が軽減されていればよい。
【００８６】
また、図１４のチャンバ２０Ｆは、環状のリング部材７４Ｆを有する。リング部材７４Ｆは、凸部７２１Ｆの周囲に位置する。また、リング部材７４Ｆの下面は、フランジ部７２２Ｆの上面と接触する。図１４の例では、リング部材７４Ｆの下面が、フランジ部７２２Ｆの上面の上側に位置する対向面となる。液剤９Ｆの粘性が高い場合には、ピン３０Ｆが第１位置から第２位置へ上昇するときに、ダンパ７２Ｆを上方へ引き上げる力が生じる。しかしながら、図１４の例では、フランジ部７２Ｆの上面とリング部材７４Ｆの下面とが接触することによって、ダンパ７２Ｆの浮き上がりが防止される。
【００８７】
なお、リング部材７４Ｆの下面は、必ずしもフランジ部７２Ｆの上面に、常時接触していなくてもよい。例えば、リング部材７４Ｆの下面が、フランジ部７２Ｆの上面から、間隔をあけて上側に位置していてもよい。また、リング部材７４Ｆが省略され、ノズル部材２８Ｆ等のチャンバ２０Ｆを構成する部材が、フランジ部７２２Ｆの上側に位置する対向面を有していてもよい。すなわち、ダンパ７２Ｆに上方へ向かう力が作用したときに、フランジ部７２２Ｆの上面が対向面に接近または接触することによって、ダンパ７２Ｆの浮き上がりが制限されればよい。
【００８８】
図１６は、他の変形例に係る液剤吐出装置１Ｇの部分縦断面図である。図１４の例と比較すると、図１６のチャンバ２０Ｇは、リング部材を有していない。また、図１６のダンパ７２Ｇは、フランジ部を有していない。このような形態であっても、例えば、チャンバ底部７１Ｇに対して、ダンパ７２Ｇが接着剤等で固定されることにより、ダンパ７２Ｇの浮き上がりが防止されていればよい。
【００８９】
図１７は、他の変形例に係る液剤吐出装置１Ｈの部分縦断面図である。図１４の例と比較すると、図１７の例では、ダンパ７２Ｈの凸部７２１Ｈが、傾斜面に代えて、略円筒状の段差面７２５Ｈを有する。段差面７２５Ｈは、凸部７２１Ｈの上面７２３Ｈの外周縁から、下方へ向けて延びる。このようにすれば、ダンパ７２Ｈにピン３０Ｈが接触したときに、ダンパ７２Ｈが弾性変形したとしても、ピン３０Ｈのエッジ３４Ｈが、ダンパ７２Ｈに接触することはない。したがって、エッジ３４Ｈによるダンパ７２Ｈの損傷を、より防止できる。
【００９０】
図１８は、他の変形例に係る液剤吐出装置１Ｊの部分縦断面図である。図１４の例と比較すると、図１８の例では、ダンパ７２Ｊが、凸部７２１Ｊの上面７２３Ｊより高い場所に位置する環状の上面７２６Ｊを有する。環状の上面７２６Ｊは、平面視において、ピン３０Ｊのエッジ３４Ｊより外側に位置する。このように、ピン３０Ｊの下面と接触する上面７２３Ｊは、必ずしも、ダンパ７２Ｊの中で最も高い場所に位置する面でなくてもよい。すなわち、ピン３０Ｊの下面と接触する上面７２３Ｊは、ダンパ７２Ｊのピン３０Ｊの下面に対向する領域において、軸方向に最も高い場所に位置していればよい。
【００９１】
なお、図１４〜図１８の例では、ピンの下面が平坦面であったが、ピンの下面は、必ずしも平坦面でなくてもよい。例えば、ピンの下面は、凹面や凸面であってもよく、下方へ向けて収束する略円錐状の尖端面であってもよい。また、図１４〜図１８の例では、ピンの下面と外周面とが隣接し、それらの境界がエッジとなっていた。しかしながら、ピンの下面と外周面との境界に、テーパ面や曲面（Ｒ面）が介在していてもよい。その場合には、当該テーパ面や曲面の内側の縁、すなわち、ピンの下面の外側の縁を、本発明における「エッジ」とする。
【００９２】
また、液剤吐出装置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。例えば、ピンが第１位置に配置されたときに、ピンの先端が排出口の内側に嵌り、ピンの先端が排出口の内周面に接することで、排出口が閉塞される構造であってもよい。
【００９３】
また、制御回路において、ホール素子および差動アンプを、ホールＩＣに置き換えてもよい。また、ホール素子に代えて、フォトセンサ等の他の種類のセンサが、検出部として用いられてもよい。ただし、それらセンサは、上下方向の位置を検出できるものである必要があり、例えば逆起電力を計測することにより、アクチュエータの振動速度を計測するタイプのセンシング方式は、単独では使用できない。ただし、そのような場合でも、制御の目標位置を検出するセンサを組み合わせて使用すれば、本願発明の液材吐出装置を実現することが可能である。また、ＰＷＭ制御に代えて、電圧の変調により、加振機構の駆動を制御してもよい。
【００９４】
また、シリンジからの液剤の加圧が無く、ピンによる押し出しの圧力のみで、チャンバから液剤が吐出される構造であってもよい。
【００９５】
また、本発明の加振機構は、少なくともプッシュ機能に、電磁的に生じる駆動力を利用していればよい。したがって、プル機能には、ばね等の弾性体の弾性力を利用し、プッシュ機能のみに、電磁的に生じる駆動力を利用していてもよい。
【００９６】
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。
【００９７】
＜４．本願の第２発明に関する補足＞
なお、上頁では、図１４〜図１８の構造を変形例として説明したが、本願の第２課題を解決するための第２発明においては、図１４〜図１８において例示された、「チャンバの底板部は、チャンバ底部と、チャンバ底部の上に配置された弾性体であるダンパと、を備え、底板部に設けられた貫通孔の上側開口が排出口であり、貫通孔の下側開口が吐出口であり、ダンパのピンの下面に対向する領域において、軸方向に最も高い場所に位置する上面をダンパは有し、ピンが第１位置に配置された状態において、ピンの下面と、ダンパの上面とが接触し、平面視において、ダンパの上面の外周縁は、ピンの下面とピンの外周面との境界に位置する環状のエッジと同位置またはエッジより内側に位置する」ことが必須の要件となる。また、本願の第２発明においては、「加振機構が、ピンを第１位置から第２位置へ向かうプル方向に加速するプル機能と、第２位置から第１位置へ向かうプッシュ方向に加速するプッシュ機能とを有し、少なくともプッシュ機能は電磁的に生じる駆動力を利用する」ことは、必須の要件とならない。
【００９８】
また、この第２発明に、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】
【００９９】
本発明は、液剤吐出装置に利用できる。
【符号の説明】
【０１００】
１，１Ａ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｊ  液剤吐出装置
９，９Ａ，９Ｄ，９Ｆ  液剤
１０  シリンジ
２０，２０Ａ，２０Ｆ，２０Ｇ  チャンバ
２１，２１Ａ  空隙
２２，２２Ａ，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅ，２２Ｆ  排出口
２３，２３Ａ  吐出口
２４  Ｏリング
２５  ヒータ
２６  断熱部材
２７，２７Ｆ  底板部
３０，３０Ａ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｈ，３０Ｊ  ピン
３１  マグネット
３２Ｄ  弾性部材
３３Ｅ  磁気部品
３４Ｆ，３４Ｈ，３４Ｊ  エッジ
４０，４０Ａ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ  加振機構
４１Ｃ  支持部材
４２Ｃ  マイクロメータ
５０  回路基板
６０，６０Ｃ  枠体
６１  ガイド
６２Ｃ  レール
７１，７１Ｇ  チャンバ底部
７２，７２Ｆ，７２Ｇ，７２Ｈ，７２Ｊ  ダンパ
７３  ワッシャ
７４Ｆ  リング部材
８０  貫通孔
９０，９０Ａ  対象物
２１１  横空隙
２１２  縦空隙
５００，５００Ｂ  制御回路
５０１  ホール素子
５０５  上死点設定部
５０６  下死点設定部
５１６  ドライブ回路
５１７Ｂ  マイクロコントローラ
７２１Ｆ，７２１Ｈ，７２１Ｊ  凸部
７２２Ｆ  フランジ部
７２３Ｆ，７２３Ｈ，７２３Ｊ  上面
７２４Ｆ  傾斜面
７２５Ｈ  段差面
【図１】
2015003315.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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