(57)【要約】      （修正有）【課題】液体吐出装置において、液体が、ゴミを嫌う液、粒子成分を含む液、時間経過で硬化を促進する液、嫌気性接着剤等においても適応できる方法及び装置を提供する。【解決手段】シリンジ１４の出口管路と、吐出管路と、内部に可動部のない流れ抵抗部を設けた液の供給ポートの管路の３つを連結し、液の供給ポートに圧力を付加した液を導入してシリンジ内に液を供給充填し、次に液の供給圧力の付加を停止してシリンジ内に圧力を付加して圧送し、逆流は流れ抵抗部の抵抗力で止め、吐出口より液を吐出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンジの出口管路と、吐出管路と、内部に可動部の無い流れ抵抗部を設けた液の供給ポートの管路の３つを連結し、液の供給ポートに圧力を付加した液を導入してシリンジ内に液を供給充填し、次に液の供給圧力の付加を停止してからシリンジ内に圧力を付加して圧送し、逆流は流れ抵抗部の抵抗力で止め、吐出口より液を吐出する方法。
【請求項２】
液の供給ポートに液を充填した大シリンジを連結した請求項１の方法を特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
請求項２の液体吐出装置を装着したことを特徴とする液体塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】薬品、接着剤、ペースト等の液体を分析、液送、塗布に使用する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】ペーストやエポキシ樹脂等中高粘度液の供給ポートと、吐出用のシリンジと、吐出ノズルを三方弁に装着し、シリンジ内の液を少しずつ押してノズルより液を吐出し、シリンジ内の液が無くなると三方弁を切り替え、供給ポートより液をシリンジに補給する方式のエア圧送式またはピストン押し込み式液体吐出装置は次の欠点がある。
▲１▼三方弁を切り替える際に液中の粒子や洩れた液が三方弁の摺動部に侵入し、摺動部を磨耗さし、磨耗粉が液内に混入する。
▲２▼三方弁の回転用アクチェーター（エア駆動が多い）、カップリング、ソレノイドバルブ、電気制御等が必要で高価である。
▲３▼三方弁の分解、清掃が困難である。
▲４▼アクチェーターの駆動時間が必要でその間は吐出ができず、塗布自動機等のロス時間が発生し、生産性が悪くなる。
【課題】
【０００３】前記欠点を解消する補給方式を提供し、適応が困難であったゴミを嫌う液、粒子成分を含む液、時間経過で硬化促進する液、嫌気性接着剤等を適応出来る様にする。
【解決手段】
【０００４】シリンジの出口管路と、吐出管路と、内部に可動部の無い流れ抵抗部を設けた液の供給ポートの管路の３つを連結する。
【作用】
【０００５】シリンジ内を大気開放又は負圧にしてから、液の供給ポートに圧力を付加した液を導入してシリンジ内に液を供給充填する。
【０００６】次に液の供給圧力の付加を停止してからシリンジ内に、供給ポートに付加した圧力より低く設定した圧力を付加して液を圧送し、液の供給ポートへの逆流は流れ抵抗部の抵抗力で止め、吐出口より液を吐出する。管路の連結部まで液を吐出すると再び液の供給を行う。吐出の初期には吐出量が不安定なことがあるので、捨て打ちを数回行う。自動機、塗布ロボットでは捨て打ちステーションを設ける。
【効果】
【０００７】実験では吐出圧力はＫＰａ単位となり、供給側はＭＰａ単位となり、支障なく使用できる。管路内に可動部や複雑な凹凸部がなく、磨耗やゴミの発生がなく、切り替えの時間も不要で、液の供給ポートかシリンジのどちらかに圧力を印加するだけで液の供給充填又は吐出に切り替えることが出来る。液晶、半導体製造用液、薬液、流動食品への適応に効果がある。供給と吐出を交互に繰り返す用途にも適応できる。
【実施例１】
【０００８】ブロック１はポート２とその管路３、ポート４とその管路５、ポート６とその管路７を刻設し、この３つの管路を連結する管路８を刻設している。ブロック１は管路８の部分で上ブロック９と下ブロック１０とに分割し、この分割面に管路８を露出さし、ボルト１１で一体に固定している。管路５と管路７は同心、同径にしている。管路８は断面積を小さく、長さを長く刻設している。【０００９】ポート２にタンク１２より液を供給する管継ぎ手１３を設置し、ポート４にシリンジ１４を連結し、ポート６にノズル１５を連結する。シリンジ１４は直径、長さを小さくして容積を小さく構成する。【００１０】ノズル１５は微量吐出用の内径の小なるノズルとする。【００１１】タンク１２にエア継ぎ手１７を設置し、シリンジ１４の後端には小穴を貫通さしたスペーサー１８を挟んでエア継ぎ手１９を設ける。【００１２】タンク１２のエア継ぎ手１７はエア配管２０で電磁弁２１に連結し、シリンジ１４のエア継ぎ手１９はエア配管２２で電磁弁２３に連結する。電磁弁２１，２３は無励磁時にエア配管２０，２２内を大気に開放し、励磁した時圧力エアをタンク１２又はシリンジ１４に印加する。【００１３】電磁弁２１には圧力調整弁２４で調圧されたエアを供給し、電磁弁２３には圧力調整弁２５で調圧されたエアを供給する。【００１４】電気制御部２６は電磁弁２１，２３の励磁および励磁開放を制御プログラムに沿って制御する。制御プログラムは電磁弁２３を吐出信号を受けて指定時間励磁し、指定吐出回数に達すると電磁弁２１を指定時間励磁する。
【実施例１の作用】
【００１５】供給信号を制御部２６に入力すると電磁弁２１が指定時間励磁され、加圧エアがタンク１２内に印加され、内部の液は加圧され管継ぎ手１３、管路８を通過し、シリンジ１４内に流入充満し供給充填を完了する。ノズル１５側にも液は流れるが、シリンジ１４は電磁弁２３で大気に開放され抵抗がほとんど無く、抵抗が大きいノズル先からは流失しないか、又はわずかな流失で済む。シリンジ１４後端のスペーサー１８は小穴が液の通過の抵抗となりエア配管２２への液の流入を防止する。エア配管２０に圧力センサを設置し、スペーサー１８の小穴に液が達すると圧力が上昇するので、その圧力を検知して電磁弁２１を無励磁にする制御も容易である。
【００１６】次に吐出信号を制御部２６に入力すると電磁弁２３が指定時間励磁され、加圧エアがシリンジ１４内を印加し、内部の液は抵抗の大きな管路８への通過は遮断され、ノズル１５より吐出する。吐出信号を指定回数入力すると小シリンジ内の液がほぼ無くなるように指定回数をプログラムする。吐出信号が指定回数終了すると再び供給信号によりシリンジ１４に液を補給する。
【００１７】以上の作用によりタンク１２内の液をシリンジ１４に供給充填し、シリンジ１４内の液をノズルより分注し微量精密吐出を計る。
【実施例１の効果】
【００１８】外部からの機械的な動きを与えることなく、タンクか、シリンジかのどちらかに圧力を印加するだけで液の供給又は吐出に切り替えることが出来る。
【００１９】ブロック１はボルト１１を緩めるだけで上ブロック９と下ブロック１０とに分離出きるので、細く長い管路８を露出さし、ゴミ、硬化液の除去、洗浄を容易にする。管路８は平面に刻設されろので、円弧、蛇行等の形状に加工が容易で、抵抗の付加が簡単である。
【００２０】構造が簡単で安価に提供でき、従来のエアディスペンサーの簡易さを損なうことなく高精度吐出を計れる。
【００２１】従来の三方弁のような摺動部がなく、磨耗粉が液内に混入することが無い。適応が困難であったゴミを嫌う液、粒子成分を含む液、時間経過で硬化促進する液、嫌気性接着剤にも適応できる。
【実施例２】
【００２２】実施例２はピストン押し込み方式のディスペンサーで、ピストン３１を押し込み装置３２で押し込み、小シリンジ３０内部の液をノズルより吐出するが、実施例１とは小シリンジの構造が異なるのみなので同一の構造部は説明を省略する。【００２３】ブロック３３（ブロック１と同じ）は押し込み装置３２に固定される。【００２４】小シリンジ３０の先端はピストン３１の外径より大きい内径の逃し室３４を刻設する。他端にはドレンポート３６を備えた後端キャップ３５を装着する。ピストン３１に連接するピストンロッド３７は押し込み台３８に固定する。押し込み台３８は押し込み装置３２のボールネジ等の送り機構で押し引きされ、電気制御部３９で制御される。【００２５】大シリンジ４０はエア配管４１で電磁弁４２（電磁弁２１と同じ）に連結し、圧力調整弁４３で供給圧力を調整する。
【実施例２の作用】
【００２６】小シリンジ３０に液の無いとき補給信号を制御部３９に入力すると、押し込み台３８はピストン３１を逃し室３４内に押し込み、電磁弁４２を励磁して大シリンジ４０に加圧エアを印加する。大シリンジ４０内の液は小シリンジ３０の方に流れてくる。内部の空気は逃し室３４でピストン３１の外側を通りドレンポート３６より外部に排出される。加圧エアの印加を続けると液が小シリンジ３０内に流入してくる。液がピストン３１の外側に回りこんだときピストン３１を逃し室３４より引き込み、液の流失を止める。さらにピストン３１を引き込み小シリンジ３０に液を供給充填する。ピストン３１が上昇端にきたら電磁弁４２の励磁を切り、大シリンジ４０の加圧エアを開放する。
【００２７】次に吐出信号を制御部３９に入力すると指定量ピストン３１が押し込まれ、内部の液はノズル４４より液を吐出する。吐出信号を繰り返しピストン３１が逃し室３４に突入する直前に供給信号を制御部３９に入力して小シリンジ３１に液を供給充填する。
【実施例２の効果】
【００２８】実施例１と同様の効果と、ピストン３１の位置と連動して電磁弁４２の励磁タイミングをプログラムできるので、実施例１のタイマ、カウンタ等の設定が不要になる。
【００２９】ブロック３３は押し込み台３８に直結できる大きさで構成でき、全体がコンパクトになる。
【００３０】ブロック３３は高剛性構造にでき、高圧吐出が計れる。
【００３１】本発明の趣旨は微量精密吐出を計るものであり、シリンジを出来るだけ小容量に設計すると、より微量精密吐出が可能になる。ブロック１の管路５をシリンジとして適応できる。例えばハンダペーストを０．３ミリ直径に塗布すると、その体積は１０ナノリットル程度になる。基板上に１０００点塗布するとしても、その総量は１０マイクロリットルに過ぎない。管路５を直径２ミリ、長さ１０ミリに設定すると３０マイクロリットルになる。管路５をシリンジとするのは簡単である。実施例１でシリンジ１４の代わりにエア継ぎ手を直結すればよい。１０マイクロリットルの液を補給するには１秒あれば充分なので、実質的に本ディスペンサーは大シリンジの液が無くなるまで連続使用が可能である。電子部品を実装するためのハンダペースト塗布ロボットに於いて微小ドットの連続塗布に有用で、印刷と同様な微細なパターンの塗布を可能にする。
液の供給充填の時間が短く、３軸ロボットと組み合わせて塗布ロボットとすると生産性の高い塗布ロボットとなる。
【００３２】ブロック１は実施例１のエアディスペンサー用、実施例２のピストン押し込みディスペンサー用のどちらにも同様の構成で適応でき、汎用性が高い。
【実施例３】
【００３３】構成部品を全て市販品としたディスペンサーを詳述する。【００３４】ユニオンティ５０は管継ぎ手５１，５２，５３を持つ。管継ぎ手５１には液の供給具５４を接続し、管継ぎ手５２にはステンレス管５７を接続し、管継ぎ手５３にはノズル６０を接続する。ステンレス管５７先にエア継ぎ手５８を接続し、さらにエアホース５９を接続する。【００３５】供給具５４は市販シリンジとの連結具５５と、長いステンレス管５６とで構成する。長いステンレス管５６はその長さにより流れ抵抗を大きくしている。
【実施例３の作用】
【００３６】連結具５５に液を充填したシリンジを接続し、エア圧を印加すると液はユニオンティ５０に流入し、ステンレス管５７に充満する。エア圧の印加を解除し、次にエアホース５９よりステンレス管５７に、圧力を低く設定したエア圧を印加すると内部の液はノズル６０より吐出する。ステンレス管５６へも流れようとするが抵抗が大きいので流れない。ノズル６０が詰まると液はステンレス管５６へ流れようとするが、印加するエア圧を低く設定しているので流れることは無い。圧力センサを設置して逆流を防止することも可能。
【実施例３の効果】
【００３７】構成部品を全て市販品としているので安価に提供できる。液詰まりの際も掃除することなく廃却するのも安価で済む。
【００３８】ステンレス管５６は長いときコイル状に形成するとコンパクトになり、意匠効果もある。
【００３９】ステンレス管５６は細くすると短くできるが、詰まり易くなる。焼結金属等で成るフィルターを設置すると抵抗を大きく出来、ゴミの除去も可能になる。抵抗付加の方法として、やや構造が複雑になるが絞り弁を設置することもできる。抵抗の付加方法は適応する液により選択する。
【００４０】ステンレス管５７を透明材質の樹脂チューブにすると液の充填度合いを監視できる。
【００４１】ノズル６０の吐出抵抗をできるだけ小さくなる構成にすると、印加するエア圧力の調整を別個に設定しなくても可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】  実施例１の断面図
【図２】  実施例２の断面図
【図３】  実施例３の正面図
【符号の説明】
【００４３】１、ブロック    ５、管路    １２、タンク    １４、シリンジ    １５、ノズル    ２３、電磁弁    ２６、電気制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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