(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に吐出用の液体が収容される液体収容空間およびこの液体収容空間に連通された吐出口が形成された本体と、
前記本体の液体収容空間内に配置されて前記吐出口を開閉する吐出口開閉部材と、
前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出口開閉部材の外側に同心円状に配置されて液体を吐出する吐出用部材と、
前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出用部材の外側に同心円状に配置されて液体収容空間から吐出口に連通する液体供給部を開閉する供給部開閉部材と、
前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材をそれぞれ所定動作で駆動させる変位量設定可能な駆動機構とを備え、
前記駆動機構は、
前記供給部開閉部材を吐出口に近づく第１方向および吐出口から離れる第２方向に進退移動させる供給部開閉用駆動手段と、
前記吐出用部材を前記第１方向および第２方向に進退移動させる吐出用駆動手段と、
前記吐出口開閉部材を前記第１方向に付勢する付勢手段とを備え、
前記供給部開閉部材は、前記供給部開閉用駆動手段によって前記第１方向に移動されると、本体に当接されて前記液体供給部を閉塞し、前記供給部開閉用駆動手段によって前記第２方向に移動されると、その移動に伴って吐出口から離れる方向に移動されると、本体から離れて前記液体供給部を開放し、
前記吐出用部材は、前記吐出用駆動手段によって前記第１方向に移動されると、その移動に伴って吐出口に近づく方向に移動されて吐出口から液体を吐出し、前記吐出用駆動手段によって前記第２方向に移動されると、液体供給部から液体を吸入し、
前記吐出口開閉部材は、前記供給部開閉部材が本体から離れていて前記液体供給部が開放されている状態では、前記付勢手段によって吐出口側に付勢されて吐出口に当接して吐出口を閉塞し、前記供給部開閉用駆動手段によって供給部開閉部材が前記第１方向に移動して本体に当接した後、さらに供給部開閉用駆動手段によって前記第１方向に移動された場合には、前記付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動されて吐出口を開放することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
内部に吐出用の液体が収容される液体収容空間およびこの液体収容空間に連通された吐出口が形成された本体と、
前記本体の液体収容空間内に配置されて前記吐出口を開閉する吐出口開閉部材と、
前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出口開閉部材の外側に同心円状に配置されて液体を吐出する吐出用部材と、
前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出用部材の外側に同心円状に配置されて液体収容空間から吐出口に連通する液体供給部を開閉する供給部開閉部材と、
前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材をそれぞれ所定動作で駆動させる駆動機構とを備え、
前記駆動機構は、第１圧電素子および第２圧電素子と、各圧電素子が取り付けられた圧電素子支持部材と、前記圧電素子支持部材を本体に対して吐出口側に付勢する付勢手段と、各圧電素子を個別に駆動可能な駆動制御手段とを備え、
前記圧電素子支持部材は、各圧電素子の一端側が固定された第１基端部および第２基端部と、各圧電素子の他端側が固定された第１駆動部および第２駆動部と、前記圧電素子の伸縮駆動に連動して前記各駆動部が変位すると、その変位を拡大して出力する第１変位拡大部および第２変位拡大部とを備え、
前記供給部開閉部材は、前記第１圧電素子の伸長に伴い、前記第１駆動部および第１変位拡大部を介して吐出口に近づく方向に移動されて本体に当接して前記液体供給部を閉塞し、第１圧電素子の縮小に伴い、前記第１駆動部および第１変位拡大部を介して吐出口から離れる方向に移動されて本体から離れて前記液体供給部を開放し、
前記吐出用部材は、前記第２圧電素子の伸長に伴い、前記第２駆動部および第２変位拡大部を介して吐出口に近づく方向に移動されて吐出口から液体を吐出し、第２圧電素子の縮小に伴い、前記第２駆動部および第２変位拡大部を介して吐出口から離れる方向に移動されて液体供給部から液体を吸入し、
前記吐出口開閉部材は、前記第１圧電素子が縮小されている状態では、前記付勢手段によって吐出口側に付勢される圧電素子支持部材を介して吐出口に近づく方向に移動されて吐出口に当接して吐出口を閉塞し、前記第１圧電素子が伸長して供給部開閉部材が本体に当接後さらに第１圧電素子が伸長することで前記圧電素子支持部材が前記付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動されることで吐出口から離れて吐出口を開放することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液体吐出装置において、
前記圧電素子支持部材は、一体成形された圧電素子支持板と、圧電素子支持板に取り付けられた駆動アーム部材とで構成され、
前記圧電素子支持板は、各圧電素子間に設けられたベース部と、このベース部の一端側から連続して形成された前記第１基端部および第２基端部と、前記ベース部の他端側から変形可能な第１ヒンジ部を介して連続して形成された前記第１駆動部および第２駆動部と、前記各基端部に対して変形可能な第２ヒンジ部および前記各駆動部に対して変形可能な第３ヒンジ部を介して連続して形成された前記第１変位伝達部および第２変位伝達部とを備え、前記各圧電素子が初期状態から伸長すると、前記各駆動部は第１ヒンジ部が変形し、第３ヒンジ部側が圧電素子の伸長方向に移動するように傾斜し、この各駆動部の傾斜に伴い、各変位拡大部は、第３ヒンジ部側が各駆動部の傾斜によって圧電素子の伸長方向に移動し、その移動に伴い第２ヒンジ部が変形することで傾斜するように構成され、
前記駆動アーム部材は、前記各変位伝達部に固定された固定部と、この固定部から延長された駆動アーム部とを備え、前記変位伝達部が傾斜した際に、前記圧電素子の伸長量に比べて駆動アーム部先端の移動量が大きくなるように構成され、
この駆動アーム部材および前記各変位伝達部によって前記各変位拡大部が構成されていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液体吐出装置において、
前記各ヒンジ部の少なくとも一つのヒンジ部には、ひずみゲージが取り付けられていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液体吐出装置において、
前記ひずみゲージは、前記第２ヒンジ部の両面にそれぞれ２枚ずつ計４枚貼り付けられ、これらの４枚のひずみゲージはブリッジ状に接続されていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
請求項２から請求項５のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記本体および供給部開閉部材間に設けられ、供給部開閉部材を本体に対して圧電素子支持部材側に付勢する第２の付勢手段と、
供給部開閉部材および前記吐出用部材間に設けられ、吐出用部材を供給部開閉部材に対して圧電素子支持部材側に付勢する第３の付勢手段と、
吐出用部材および前記吐出口開閉部材間に設けられ、吐出口開閉部材を吐出用部材に対して圧電素子支持部材側に付勢する第４の付勢手段とを備え、
第２〜４の付勢手段の付勢力は、徐々に小さく設定され、前記圧電素子支持部材を本体に対して吐出口側に付勢する付勢手段の付勢力は、第２の付勢手段の付勢力よりも大きくされていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項７】
請求項２から請求項６のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記駆動制御部は、
前記第１圧電素子に加える電圧値を第１圧電素子用第１設定値から第１圧電素子用第２設定値まで変更可能であり、かつ、前記第２圧電素子に加える電圧値を第２圧電素子用第１設定値から第２圧電素子用第２設定値まで変更可能であるとともに、
前記各圧電素子に第１設定値の電圧を印加し、前記付勢手段によって吐出口開閉部材を吐出口側に付勢して吐出口が閉じられた初期状態と、
第１圧電素子に加える電圧値を第１圧電素子用第１設定値に維持するとともに、第２圧電素子に加える電圧値を第２圧電素子用第１設定値からこの第１設定値よりも大きく第２圧電素子用第２設定値よりも小さい第２圧電素子用第３設定値まで変化させて第２圧電素子を所定量伸長することで吐出用部材を吐出口側の所定の位置まで移動し、吐出用部材および本体間の計量空間の容積を設定して前記空間部分の液体を計量する計量工程と、
第２圧電素子に加える電圧値を第２圧電素子用第３設定値に維持するとともに、第１圧電素子に加える電圧値を第１圧電素子用第１設定値から第１圧電素子用第２設定値まで変化させて第１圧電素子を所定量伸長することで、供給部開閉部材を本体に当接させて前記液体供給部を閉塞し、さらに本体に当接された供給部開閉部材を介して圧電素子支持部材を前記付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動し、その移動に伴い吐出口開閉部材を吐出口から離れる方向に移動して吐出口を開くバルブ切替工程と、
前記第１圧電素子に加える電圧値を第１圧電素子用第２設定値に維持するとともに、前記第２圧電素子に加える電圧値を第２圧電素子用第３設定値から第２圧電素子用第２設定値まで変化させて第２圧電素子をさらに所定量伸長することで吐出用部材を吐出口側に移動して吐出用部材および本体間の計量空間の容積を減少させて計量空間内の液体を吐出口から吐出させる吐出工程と、
第２圧電素子に加える電圧値を第２圧電素子用第２設定値に維持するとともに、前記第１圧電素子に加える電圧値を第１圧電素子用第２設定値から第１圧電素子用第１設定値まで変化させて第１圧電素子を元の長さまで縮小し、供給部開閉部材を本体から離して前記液体供給部を開く入口弁開放工程と、
第１圧電素子に加える電圧値を第１圧電素子用第１設定値に維持するとともに、前記第２圧電素子に加える電圧値を第２圧電素子用第２設定値から第２圧電素子用第１設定値まで変化させて第２圧電素子を元の長さまで縮小し、吐出用部材を本体から離して初期状態に戻す原点復帰工程と、
を実行することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項８】
請求項２から請求項７のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記駆動制御部は、各圧電素子に加える電流値を制御することで前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材の駆動スピードを制御可能に構成されていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項９】
請求項２から請求項８のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記本体は、圧電素子支持部材が収納された駆動機構収納部と、この駆動機構収納部に対して着脱可能に取り付けられた容器部とを備え、
前記容器部には前記吐出口が形成されていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１０】
内部に吐出用の液体が収容される液体収容空間およびこの液体収容空間に連通された吐出口が形成された本体と、
前記本体の液体収容空間内に配置されて前記吐出口を開閉する吐出口開閉部材と、
前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出口開閉部材の外側に同心円状に配置されて液体を吐出する吐出用部材と、
前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出用部材の外側に同心円状に配置されて液体収容空間から吐出口に連通する液体供給部を開閉する供給部開閉部材と、
前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材をそれぞれ所定動作で駆動させる駆動機構とを備え、
前記駆動機構は、第１モータおよび第２モータと、第１モータで回転駆動されるネジ軸と、ネジ軸に螺合された第１ナット部材および第２ナット部材と、前記第２モータで回転駆動されかつ前記第２ナット部材に対して第２モータの回転を伝達可能に螺合された伝達用歯車と、ネジ軸を吐出口側に付勢する付勢手段と、各モータを個別に駆動可能な駆動制御手段とを備え、
前記ネジ軸は、一端側が前記第１モータの回転軸と一体的に回転可能かつ軸方向にスライド移動可能に連結され、他端側が前記吐出口開閉部材に連結され、
前記第１ナット部材は、前記供給部開閉部材に連結され、
前記第２ナット部材は、前記吐出用部材に連結され、
前記供給部開閉部材は、前記第１モータの回転駆動に伴い、前記第１ナット部材が吐出口に近づく方向に移動されると、その移動に伴って吐出口に近づく方向に移動されて本体に当接して前記液体供給部を閉塞し、前記第１モータの回転駆動に伴い、第１ナット部材が吐出口から離れる方向に移動されると、その移動に伴って吐出口から離れる方向に移動されて本体から離れて前記液体供給部を開放し、
前記吐出用部材は、前記第２モータの回転駆動に伴い、前記第２ナット部材が吐出口に近づく方向に移動されると、その移動に伴って吐出口に近づく方向に移動されて吐出口から液体を吐出し、前記第２モータの回転駆動に伴い、第２ナット部材が吐出口から離れる方向に移動されて液体供給部から液体を吸入し、
前記吐出口開閉部材は、前記供給部開閉部材が本体から離れていて前記液体供給部が開放されている状態では、前記付勢手段およびネジ軸を介して吐出口側に付勢されて吐出口に当接して吐出口を閉塞し、前記第１モータの回転駆動に伴い、供給部開閉部材が本体に当接後さらに第１モータが回転された場合には、前記ネジ軸が前記付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動されることで吐出口から離れて吐出口を開放することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の液体吐出装置において、
前記第２モータの回転軸には、この回転軸と同軸上でかつ回転軸と一体に回転するスプライン軸が接続され、
前記伝達用歯車は、前記スプライン軸に沿って移動可能にかつスプライン軸と一体に回転可能とされたモータギヤと、このモータギヤおよび前記第２ナット部材の外周面に形成された歯車に螺合された中間歯車とを備えて構成されていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記駆動制御手段は、
前記供給部開閉部材は本体から離れて配置されて前記液体供給部が開放され、前記吐出用部材は吐出口側に近づく方向のストロークエンドの位置に配置され、前記吐出口開閉部材は前記付勢手段によって吐出口側に付勢して吐出口が閉じられた位置に配置された初期状態と、
前記初期状態から第２モータを所定量回転駆動して第２ナット部材に連結された吐出用部材を吐出口から離れる方向に所定距離移動し、供給部開閉部材内の前記吐出用部材が移動して形成された空間に液体を吸入する吸入工程と、
前記第１モータを所定量回転駆動して第１ナット部材に連結された供給部開閉部材を本体に当接させて前記液体供給部を閉塞し、さらに本体に当接された供給部開閉部材を介してネジ軸を前記付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動し、その移動に伴い吐出口開閉部材を吐出口から離れる方向に移動して吐出口を開く第1バルブ切替工程と、
前記第２モータを所定量回転駆動して第２ナット部材に連結された吐出用部材を吐出口側に移動して供給部開閉部材内の空間の容積を減少させて空間内の液体を吐出口から吐出させる吐出工程と、
前記第１モータを所定量回転駆動して第１ナット部材に連結された供給部開閉部材を本体から離して前記液体供給部を開くとともに、前記吐出用部材で吐出口を閉じる第２バルブ切替工程と、
を実行することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の液体吐出装置において、
前記初期状態においては、前記吐出口開閉部材は前記第２ナット部材によって押されて吐出口が閉じられた位置に配置され、
前記吐出工程の完了時においては、前記吐出口開閉部材は前記第２ナット部材によって押されて吐出口が閉じられる位置に配置されていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１４】
請求項１０から請求項１３のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記駆動制御手段は、各モータの回転速度を制御することで前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材の駆動スピードを制御可能に構成されていることを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出する液体吐出装置（ディスペンサ）に係り、特に、微量の液体を高精度でかつ高速に吐出可能な液体吐出装置に利用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液体の吐出装置として様々な形式のものが知られているが、特に銀ペースト等の高粘度の液体を高精度、微量および高速で吐出できる吐出装置として、同心円状に配置された３つの部材を駆動するものが知られている（特許文献１参照）。【０００３】
この特許文献１の液体吐出装置は、液体を吸入する吸入路を開閉する吸入路開閉部材と、液体を吐出する吐出口を開閉する吐出口開閉部材と、液体を吐出する吐出用部材とを備えるとともに、これらを内側から外側に向かって吐出口開閉部材、吐出用部材、吸入路開閉部材の順に同心円状に配置し、これらの吐出口開閉部材、吐出用部材および吸入路開閉部材をそれぞれ所定動作で駆動する駆動機構を備えて構成されている。
このポンプにおける吸入動作は、前記吸入路開閉部材を開いて吐出用部材を吐出口より離れる方向に移動させ、吐出口および吐出用部材間に形成される空間に液体を吸入させている。また、吐出動作は、液体吸入後に吸入路開閉部材を閉じて吐出液を計量し、吐出口開閉部材を開き吐出用部材を吐出口側に移動させて液体を吐出させ、最後に吐出口開閉部材を閉めて吐出動作を完了している。【０００４】
この液体吐出装置では、各部材や吐出用部材をエアシリンダで駆動しており、各部材を強制的に駆動することで液体を各部材間の空間に閉じこめて容積計量できるため、微量の液体であっても高精度に吐出でき、かつ、液体吐出装置を軽量化できて製造ラインのロボットなどに装着して液吐出箇所に高速移動できるとともに、吐出口開閉部材を閉じることで、一定量毎の液体を飛ばして吐出できるという利点があり、広く利用されるようになった。【０００５】
【特許文献１】特許第２５２１３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、エアシリンダによる駆動は、エア供給によって各部材や吐出用部材が駆動し始めるまでの時間、つまり立ち上がり時間が遅く、通常は、０．５秒で一回動作する程度の動作速度である。このため、毎秒１０回動作などの高速駆動の要求には対応できないという問題があった。
また、高速駆動の場合、液を飛ばしたほうが利点となるが、エアシリンダ駆動の場合、極微量、例えば水で０．１マイクロリットル以下程度の量を安定して飛ばすことができないという問題もあった。すなわち、液体吐出装置の吐出口に設けられるノズルを細くして微量の液体を吐出しようとしても、抵抗が増えて液体を飛ばすことができない。一方、太いノズルを用いるとスピードを出せないため、液を飛ばすことができない。
また、吐出量の調整は、エアシリンダによって駆動される部材のストローク量を調整することで行われるが、このストローク調整機構には通常マイクロメータを用いているので、ストローク量を手動で設定することはできるが、自動調整はできないことが多い。さらに、サーボモータを用いてマイクロメータを駆動することで自動調整を行うことも考えられたが、調整速度が遅く、ディスペンサ重量が増大し、比較的大型のロボットアームでなければ取り付けることができず、限られたところでしか利用できないという問題もあった。【０００７】
また、本出願人は、エアシリンダ駆動以外の駆動方法として、ソレノイド駆動、カム駆動などに関しても利用可能かを検証したが、いずれの方法にも問題があり、実用化が困難であった。【０００８】
すなわち、ソレノイド駆動は、エアシリンダ駆動に比べて、液を飛ばすなどの性能面で若干の改善があったが、ストロークを得ることが難しく、構造が複雑であった。また、銅製のコイルと電磁軟鉄が重いため、取扱いが難しく、各分野のディスペンサとして実用性が低いと共に、吐出量の調整を自動的に行うことが難しい点でも利点がないという問題があった。【０００９】
さらに、カム駆動はコンパクトにまとめることが難しく、ディスペンサが大型化してしまうという問題があった。また、機械的に駆動するため、動作スピードと液の出方は期待できるが、吐出量の調整の自動化は困難であるという問題もあった。【００１０】
本発明の目的は、微量の液体を高速に吐出できるとともに、その吐出量を自動的に調整でき、構造も簡易にできて製造コストを抑えることができ、小型化も容易な液体吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の液体吐出装置は、内部に吐出用の液体が収容される液体収容空間およびこの液体収容空間に連通された吐出口が形成された本体と、前記本体の液体収容空間内に配置されて前記吐出口を開閉する吐出口開閉部材と、前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出口開閉部材の外側に同心円状に配置されて液体を吐出する吐出用部材と、前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出用部材の外側に同心円状に配置されて液体収容空間から吐出口に連通する液体供給部を開閉する供給部開閉部材と、前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材をそれぞれ所定動作で駆動させる変位量設定可能な駆動機構とを備え、前記駆動機構は、前記供給部開閉部材を吐出口に近づく第１方向および吐出口から離れる第２方向に進退移動させる供給部開閉用駆動手段と、前記吐出用部材を前記第１方向および第２方向に進退移動させる吐出用駆動手段と、前記吐出口開閉部材を前記第１方向に付勢する付勢手段とを備え、前記供給部開閉部材は、前記供給部開閉用駆動手段によって前記第１方向に移動されると、本体に当接されて前記液体供給部を閉塞し、前記供給部開閉用駆動手段によって前記第２方向に移動されると、その移動に伴って吐出口から離れる方向に移動されると、本体から離れて前記液体供給部を開放し、前記吐出用部材は、前記吐出用駆動手段によって前記第１方向に移動されると、その移動に伴って吐出口に近づく方向に移動されて吐出口から液体を吐出し、前記吐出用駆動手段によって前記第２方向に移動されると、液体供給部から液体を吸入し、前記吐出口開閉部材は、前記供給部開閉部材が本体から離れていて前記液体供給部が開放されている状態では、前記付勢手段によって吐出口側に付勢されて吐出口に当接して吐出口を閉塞し、前記供給部開閉用駆動手段によって供給部開閉部材が前記第１方向に移動して本体に当接した後、さらに供給部開閉用駆動手段によって前記第１方向に移動された場合には、前記付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動されて吐出口を開放することを特徴とする。【００１２】
ここで、変位量設定可能な駆動手段とは、圧電素子のように駆動電圧値によって変位量を制御できたり、サーボモータやステッピングモータのように駆動パルス数などによって変位量を制御できる駆動手段を意味する。
本発明においては、圧電素子、サーボモータ、ステッピングモータ等の変位量設定可能な駆動手段を利用して前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材を駆動しているので、エアシリンダを利用した場合と同等程度に小型、軽量化することができ、ソレノイド、カムなどの駆動機構を採用した場合に比べて、液体吐出装置を容易に小型化できる。従って、各種製品の生産ラインにおいて、接着剤や各種ペースト等の吐出に本発明の液体吐出装置を利用する際にも、ロボットのアームに取り付けて、高速、高加速度で移動させることができ、生産ラインのタクトタイムの短縮を実現でき、生産性向上に寄与することができる。【００１３】
また、圧電素子やサーボモータ等はエアシリンダ駆動に比べて高速駆動が可能なため、例えば、１秒間に１０回以上の吐出動作が可能であり、エアシリンダ駆動に比べて高速に液体吐出動作を実現できる。
さらに、圧電素子やサーボモータ等は、エアシリンダ駆動に比べて発生力が大きいため、ノズルを細くして抵抗が増えても液体を飛ばして吐出することができる。このため、例えば、０．０１マイクロリットルの水でもきれいに飛ばすことができ、安定した動作を実現できる。
その上、圧電素子やサーボモータ、ステッピングモータ等の変位量設定可能な駆動手段を利用しているので、駆動電圧や駆動パルス数などを調整することで、駆動手段の変位量を容易にかつ正確に調整できる。このため、吐出用部材のストローク量を容易に調整でき、駆動動作中であっても１回毎の吐出量を自動的に調整することができる。従って、基板上に複数の電子部品を取り付ける工程において、各電子部品の取付場所毎に異なる液量の接着剤を塗布するために、基板上に吐出する液体の量を変更する場合や、複数の製品が混在して送られる生産ラインにおいて、製品毎に液体の吐出量を変更する場合でも、容易に対応でき、使い勝手のよい液体吐出装置を提供できる。
ここで、付勢手段としては、例えばコイルバネ（コイルスプリング）等が利用できる。【００１４】
本発明の液体吐出装置は、内部に吐出用の液体が収容される液体収容空間およびこの液体収容空間に連通された吐出口が形成された本体と、前記本体の液体収容空間内に配置されて前記吐出口を開閉する吐出口開閉部材と、前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出口開閉部材の外側に同心円状に配置されて液体を吐出する吐出用部材と、前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出用部材の外側に同心円状に配置されて液体収容空間から吐出口に連通する液体供給部を開閉する供給部開閉部材と、前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材をそれぞれ所定動作で駆動させる駆動機構とを備え、前記駆動機構は、第１圧電素子および第２圧電素子と、各圧電素子が取り付けられた圧電素子支持部材と、前記圧電素子支持部材を本体に対して吐出口側に付勢する付勢手段と、各圧電素子を個別に駆動可能な駆動制御手段とを備え、前記圧電素子支持部材は、各圧電素子の一端側が固定された第１基端部および第２基端部と、各圧電素子の他端側が固定された第１駆動部および第２駆動部と、前記圧電素子の伸縮駆動に連動して前記各駆動部が変位すると、その変位を拡大して出力する第１変位拡大部および第２変位拡大部とを備え、前記供給部開閉部材は、前記第１圧電素子の伸長に伴い、前記第１駆動部および第１変位拡大部を介して吐出口に近づく方向に移動されて本体に当接して前記液体供給部を閉塞し、第１圧電素子の縮小に伴い、前記第１駆動部および第１変位拡大部を介して吐出口から離れる方向に移動されて本体から離れて前記液体供給部を開放し、前記吐出用部材は、前記第２圧電素子の伸長に伴い、前記第２駆動部および第２変位拡大部を介して吐出口に近づく方向に移動されて吐出口から液体を吐出し、第２圧電素子の縮小に伴い、前記第２駆動部および第２変位拡大部を介して吐出口から離れる方向に移動されて液体供給部から液体を吸入し、前記吐出口開閉部材は、前記第１圧電素子が縮小されている状態では、前記付勢手段によって吐出口側に付勢される圧電素子支持部材を介して吐出口に近づく方向に移動されて吐出口に当接して吐出口を閉塞し、前記第１圧電素子が伸長して供給部開閉部材が本体に当接後さらに第１圧電素子が伸長することで前記圧電素子支持部材が前記付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動されることで吐出口から離れて吐出口を開放することを特徴とする。【００１５】
このような本発明においては、圧電素子を利用して前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材を駆動しているので、エアシリンダを利用した場合と同等程度に小型、軽量化することができ、サーボモータ、ソレノイド、カムなどの駆動機構を採用した場合に比べて、液体吐出装置を容易に小型化できる。従って、各種製品の生産ラインにおいて、接着剤や各種ペースト等の吐出に本発明の液体吐出装置を利用する際にも、ロボットのアームに取り付けて、高速、高加速度で移動させることができ、生産ラインのタクトタイムの短縮を実現でき、生産性向上に寄与することができる。【００１６】
また、圧電素子は高速駆動が可能なため、例えば、１秒間に１０回以上の吐出動作が可能であり、エアシリンダ駆動に比べて高速に液体吐出動作を実現できる。
さらに、圧電素子は、エアシリンダ駆動に比べて発生力が大きいため、ノズルを細くして抵抗が増えても液体を飛ばして吐出することができる。このため、例えば、０．０１マイクロリットルの水でもきれいに飛ばすことができ、安定した動作を実現できる。
その上、圧電素子の変位量は、圧電素子に加える電圧値で容易に調整できるため、吐出用部材のストローク量を電圧値で調整することで、駆動動作中であっても１回毎の吐出量を自動的に調整することができる。このため、基板上に複数の電子部品を取り付ける工程において、各電子部品の取付場所毎に異なる液量の接着剤を塗布するために、基板上に吐出する液体の量を変更する場合や、複数の製品が混在して送られる生産ラインにおいて、製品毎に液体の吐出量を変更する場合でも、容易に対応でき、使い勝手のよい液体吐出装置を提供できる。
また、２つの圧電素子の動作によって、吐出用部材および供給部開閉部材の駆動を制御するとともに、圧電素子を支持する圧電素子支持部材を付勢手段で吐出口側に付勢し、供給部開閉部材が本体に当接した後も圧電素子を伸長させることで、圧電素子支持部材を付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動可能に構成して吐出口開閉部材の駆動を制御しているので、２つの圧電素子の駆動を制御するだけで、３つの部材の駆動を制御することができる。このため、駆動機構の構造を比較的簡単にでき、液体吐出装置の製造コストも低減できる。【００１７】
本発明において、前記圧電素子支持部材は、一体成形された圧電素子支持板と、圧電素子支持板に取り付けられた駆動アーム部材とで構成され、前記圧電素子支持板は、各圧電素子間に設けられたベース部と、このベース部の一端側から連続して形成された前記第１基端部および第２基端部と、前記ベース部の他端側から変形可能な第１ヒンジ部を介して連続して形成された前記第１駆動部および第２駆動部と、前記各基端部に対して変形可能な第２ヒンジ部および前記各駆動部に対して変形可能な第３ヒンジ部を介して連続して形成された前記第１変位伝達部および第２変位伝達部とを備え、前記各圧電素子が初期状態から伸長すると、前記各駆動部は第１ヒンジ部が変形し、第３ヒンジ部側が圧電素子の伸長方向に移動するように傾斜し、この各駆動部の傾斜に伴い、各変位拡大部は、第３ヒンジ部側が各駆動部の傾斜によって圧電素子の伸長方向に移動し、その移動に伴い第２ヒンジ部が変形することで傾斜するように構成され、前記駆動アーム部材は、前記各変位伝達部に固定された固定部と、この固定部から延長された駆動アーム部とを備え、前記変位伝達部が傾斜した際に、前記圧電素子の伸長量に比べて駆動アーム部先端の移動量が大きくなるように構成され、この駆動アーム部材および前記各変位伝達部によって前記各変位拡大部が構成されていることが好ましい。【００１８】
このような本発明によれば、圧電素子支持板を一体成形したので、各圧電素子の伸縮に対応する駆動部の変位量を精度良く設定できる。
すなわち、圧電素子の伸長量は非常に小さいため、変位を伝達する経路途中にピンやカムなどが存在すると、その部分の「がた」で変位が吸入されてしまうおそれがある。これに対し、本発明では、圧電素子支持板をワイヤーカットなどで一体成形したので、変位が吸入されてしまうことがなく、圧電素子の伸長に伴い変位拡大部を所定量だけ確実に変位させることができる。【００１９】
ここで、前記各ヒンジ部の少なくとも一つのヒンジ部には、ひずみゲージが取り付けられていることが好ましい。
第１〜３のいずれかのヒンジ部に、ひずみゲージを取り付けておけば、圧電素子の伸縮によって各ヒンジ部が変形した際に、そのヒンジ部の歪み量（変形量）を計測できる。この歪み量は、変位伝達部の傾斜量つまり駆動アーム部先端の移動量にほぼ比例する。そして、駆動アーム部先端の移動に伴い吐出用部材が移動され、この吐出用部材の移動量に応じて液体の吐出量が調整されるため、前記ひずみゲージでヒンジ部の歪み量を計測することで、吐出量を間接的に計測できる。【００２０】
従って、例えば、予めひずみゲージで測定されるひずみ量と液体吐出量との関係を測定しておき、所定量の液体を吐出する際には、その吐出量に対応するひずみ量を制御目標として設定し、ひずみゲージで検出される実際のひずみ量をフィードバックさせて目標ひずみ量との差を求め、その差を無くすように圧電素子の駆動電圧を制御するフィードバック制御を行うことで、より精度の高い液体吐出を行うことができる。
さらに、ひずみゲージは非常に小型かつ薄いため、圧電素子で駆動される小型の液体吐出装置内にも容易に組み込むことができる。【００２１】
ここで、前記ひずみゲージは、前記第２ヒンジ部の両面にそれぞれ２枚ずつ計４枚貼り付けられ、これらの４枚のひずみゲージはブリッジ状に接続されていることが好ましい。
このような構成のひずみゲージを用いれば、温度補償が可能となり、リード線の温度影響も消去できるとともに、圧縮（引張）ひずみも消去できて第２ヒンジ部の曲げひずみを高精度に検出できる。
なお、吐出用部材の移動に伴い変形する第２ヒンジ部にひずみゲージを取り付ければ、駆動アーム部材の先端の移動量を、例えば０．１ミクロン以下の精度で検出できる。従って、この駆動アーム部材で移動される吐出用部材の移動量つまり吐出量を高精度に検出できる。
また、供給部開閉部材の移動に伴い変形する第２ヒンジ部にひずみゲージを取り付ければ、液体供給部の閉塞・開放状態を確実に検出することができる。
従って、本発明では、いずれか一方の第２ヒンジ部のみにひずみゲージを取り付けてもよいが、２つの第２ヒンジ部にそれぞれ４枚ずつ、計８枚のひずみゲージを取り付けることが、液体吐出装置の動作を確実に検出でき、その検出情報に基づいた適切な制御を行える点で好ましい。【００２２】
ここで、前記各基端部および変位拡大部間には、前記基端部から変位拡大部までの長さ寸法を調整する寸法調整手段が設けられていることが好ましい。
このような寸法調整手段を備えていれば、拡大変位部の位置を微調整でき、吐出口開閉部材、供給路開閉部材、吐出用部材などに対して拡大変位部を正確に位置決めすることができ、動作の誤差を抑えることができる。【００２３】
この際、前記寸法調整手段は、各基端部および駆動部間に設けられた折り畳み部と、この折り畳み部を貫通して設けられたネジ部材とを備えて構成され、前記ネジ部材の締め付け量を調整することで折り畳み部の長さ寸法を調整することが好ましい。
このような構成の寸法調整手段を備えていれば、ネジ部材を締め付けて折り畳み部の肉薄部分（ヒンジ部）を変形させることで折り畳み部の長さ寸法（厚さ寸法）を短くすることができ。基端部に対する変位拡大部の位置を容易に微調整できる。【００２４】
ここで、前記本体および供給部開閉部材間に設けられ、供給部開閉部材を本体に対して圧電素子支持部材側に付勢する第２の付勢手段と、供給部開閉部材および前記吐出用部材間に設けられ、吐出用部材を供給部開閉部材に対して圧電素子支持部材側に付勢する第３の付勢手段と、吐出用部材および前記吐出口開閉部材間に設けられ、吐出口開閉部材を吐出用部材に対して圧電素子支持部材側に付勢する第４の付勢手段とを備え、第２〜４の付勢手段の付勢力は、徐々に小さく設定され、前記圧電素子支持部材を本体に対して吐出口側に付勢する付勢手段の付勢力は、第２の付勢手段の付勢力よりも大きくされていることが好ましい。
ここで各付勢手段としては、例えば、コイルバネなどが利用できる。【００２５】
このような構成によれば、第２〜４の付勢手段によって供給部開閉部材、吐出用部材、吐出口開閉部材を、圧電素子支持部材側に押し付けることで、圧電素子支持部材自体の移動や、変位拡大部の動作に連動して各部材を駆動することができる。
また、供給部開閉部材、吐出用部材、吐出口開閉部材と、圧電素子支持部材側とは当接されているだけであるため、圧電素子支持部材側に対して供給部開閉部材、吐出用部材、吐出口開閉部材を簡単に取り外すことができる。このため、供給部開閉部材、吐出用部材、吐出口開閉部材を取り外して洗浄することも容易に行え、メンテナンス作業を簡単にかつ効率的に行うことができる。【００２６】
本発明の液体吐出装置において、前記駆動制御部は、前記第１圧電素子に加える電圧値を第１圧電素子用第１設定値から第１圧電素子用第２設定値まで変更可能であり、かつ、前記第２圧電素子に加える電圧値を第２圧電素子用第１設定値から第２圧電素子用第２設定値まで変更可能であるとともに、前記各圧電素子に第１設定値の電圧を印加し、前記付勢手段によって吐出口開閉部材を吐出口側に付勢して吐出口が閉じられた初期状態と、第１圧電素子に加える電圧値を第１圧電素子用第１設定値に維持するとともに、第２圧電素子に加える電圧値を第２圧電素子用第１設定値からこの第１設定値よりも大きく第２圧電素子用第２設定値よりも小さい第２圧電素子用第３設定値まで変化させて第２圧電素子を所定量伸長することで吐出用部材を吐出口側の所定の位置まで移動し、吐出用部材および本体間の計量空間の容積を設定して前記空間部分の液体を計量する計量工程と、第２圧電素子に加える電圧値を第２圧電素子用第３設定値に維持するとともに、第１圧電素子に加える電圧値を第１圧電素子用第１設定値から第１圧電素子用第２設定値まで変化させて第１圧電素子を所定量伸長することで、供給部開閉部材を本体に当接させて前記液体供給部を閉塞し、さらに本体に当接された供給部開閉部材を介して圧電素子支持部材を前記付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動し、その移動に伴い吐出口開閉部材を吐出口から離れる方向に移動して吐出口を開くバルブ切替工程と、前記第１圧電素子に加える電圧値を第１圧電素子用第２設定値に維持するとともに、前記第２圧電素子に加える電圧値を第２圧電素子用第３設定値から第２圧電素子用第２設定値まで変化させて第２圧電素子をさらに所定量伸長することで吐出用部材を吐出口側に移動して吐出用部材および本体間の計量空間の容積を減少させて計量空間内の液体を吐出口から吐出させる吐出工程と、第２圧電素子に加える電圧値を第２圧電素子用第２設定値に維持するとともに、前記第１圧電素子に加える電圧値を第１圧電素子用第２設定値から第１圧電素子用第１設定値まで変化させて第１圧電素子を元の長さまで縮小し、供給部開閉部材を本体から離して前記液体供給部を開く入口弁開放工程と、第１圧電素子に加える電圧値を第１圧電素子用第１設定値に維持するとともに、前記第２圧電素子に加える電圧値を第２圧電素子用第２設定値から第２圧電素子用第１設定値まで変化させて第２圧電素子を元の長さまで縮小し、吐出用部材を本体から離して初期状態に戻す原点復帰工程と、を実行することが好ましい。【００２７】
このような本発明においては、吸入工程では吐出側開閉部材で開閉される出口バルブを密閉し、吐出工程では供給部側開閉部材で開閉される入口バルブを密閉し、少なくとも出口バルブまたは入口バルブのいずれか一方は必ず閉じられているので、各工程において吐出口から供給路に液体が逆流することがない。従って、各部材の動作のみで確実に液体の逆流を防止でき、チェック弁を設ける必要がない。
また、吐出用部材の移動量のみで液体の吐出量を設定できるため、極微量の液体であっても高精度に計量して吐出することができる。【００２８】
ここで、前記駆動制御部は、各圧電素子に加える電流値を制御することで前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材の駆動スピードを制御可能に構成されていることが好ましい。
各部材の駆動スピードを電流値で制御できれば、吐出動作のサイクルタイムを制御でき、液体をほぼ連続して吐出する程度に高速に駆動することもできる。【００２９】
また、前記本体は、圧電素子支持部材が収納された駆動機構収納部と、この駆動機構収納部に対して着脱可能に取り付けられた容器部とを備え、前記容器部には前記吐出口が形成されていることが好ましい。
容器部を備えていれば、ある程度の液体を溜めておくことができ、例えば、１日の作業分の液体を容器内に溜めて作業することができる。このように構成すれば、液体吐出装置に液体を供給するためのパイプを不要にすることもでき、液体吐出装置の取扱性を向上できる。
また、この容器部に対してチューブなどを介して液体供給用の容器を接続し、この外部の容器内の液面レベルを検出する液面計と、この液面計で検出される液面レベルに応じて制御されるバルブを設けてもよい。このように構成すれば、容器内の液面レベルが所定レベルまで低下した場合にはバルブを開いて容器内に液体を供給し、所定のレベルまで充填されたらバルブを閉じるように制御することで、容器からチューブを介して容器部に常時液体を供給することができる。このため、液体吐出装置を２４時間連続して自動的に運転し続けることができる。      【００３０】
本発明の液体吐出装置は、内部に吐出用の液体が収容される液体収容空間およびこの液体収容空間に連通された吐出口が形成された本体と、前記本体の液体収容空間内に配置されて前記吐出口を開閉する吐出口開閉部材と、前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出口開閉部材の外側に同心円状に配置されて液体を吐出する吐出用部材と、前記本体の液体収容空間内に配置されかつ吐出用部材の外側に同心円状に配置されて液体収容空間から吐出口に連通する液体供給部を開閉する供給部開閉部材と、前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材をそれぞれ所定動作で駆動させる駆動機構とを備え、前記駆動機構は、第１モータおよび第２モータと、第１モータで回転駆動されるネジ軸と、ネジ軸に螺合された第１ナット部材および第２ナット部材と、前記第２モータで回転駆動されかつ前記第２ナット部材に対して第２モータの回転を伝達可能に螺合された伝達用歯車と、ネジ軸を吐出口側に付勢する付勢手段と、各モータを個別に駆動可能な駆動制御手段とを備え、前記ネジ軸は、一端側が前記第１モータの回転軸と一体的に回転可能かつ軸方向にスライド移動可能に連結され、他端側が前記吐出口開閉部材に連結され、前記第１ナット部材は、前記供給部開閉部材に連結され、前記第２ナット部材は、前記吐出用部材に連結され、前記供給部開閉部材は、前記第１モータの回転駆動に伴い、前記第１ナット部材が吐出口に近づく方向に移動されると、その移動に伴って吐出口に近づく方向に移動されて本体に当接して前記液体供給部を閉塞し、前記第１モータの回転駆動に伴い、第１ナット部材が吐出口から離れる方向に移動されると、その移動に伴って吐出口から離れる方向に移動されて本体から離れて前記液体供給部を開放し、前記吐出用部材は、前記第２モータの回転駆動に伴い、前記第２ナット部材が吐出口に近づく方向に移動されると、その移動に伴って吐出口に近づく方向に移動されて吐出口から液体を吐出し、前記第２モータの回転駆動に伴い、第２ナット部材が吐出口から離れる方向に移動されて液体供給部から液体を吸入し、前記吐出口開閉部材は、前記供給部開閉部材が本体から離れていて前記液体供給部が開放されている状態では、前記付勢手段およびネジ軸を介して吐出口側に付勢されて吐出口に当接して吐出口を閉塞し、前記第１モータの回転駆動に伴い、供給部開閉部材が本体に当接後さらに第１モータが回転された場合には、前記ネジ軸が前記付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動されることで吐出口から離れて吐出口を開放することを特徴とする。【００３１】
本発明においては、サーボモータ等からなる第１モータおよび第２モータを利用して前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材を駆動しているので、エアシリンダ駆動に比べて高速に液体吐出動作を実現できる。
さらに、モータは、エアシリンダ駆動に比べて発生力が大きいため、ノズルを細くして抵抗が増えても液体を飛ばして吐出することができる。このため、例えば、０．０１マイクロリットルの水でもきれいに飛ばすことができ、安定した動作を実現できる。
その上、サーボモータやステッピングモータ等の変位量設定可能な駆動手段を利用しているのでモータの変位量（回転量）を容易にかつ正確に調整できる。このため、吐出用部材のストローク量を駆動パルス数等で調整することで、駆動動作中であっても１回毎の吐出量を自動的に調整することができる。このため、基板上に複数の電子部品を取り付ける工程において、各電子部品の取付場所毎に異なる液量の接着剤を塗布するために、基板上に吐出する液体の量を変更する場合や、複数の製品が混在して送られる生産ラインにおいて、製品毎に液体の吐出量を変更する場合でも、容易に対応でき、使い勝手のよい液体吐出装置を提供できる。【００３２】
また、２つのモータの動作によって、吐出用部材および供給部開閉部材の駆動を制御するとともに、第１のモータで回転されるボールねじ等のネジ軸を付勢手段で吐出口側に付勢し、供給部開閉部材が本体に当接した後もネジ軸を回して第２ナット部材を吐出口側に移動させることで、ネジ軸を付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動可能に構成して吐出口開閉部材の駆動を制御しているので、２つのモータの駆動を制御するだけで、３つの部材の駆動を制御することができる。このため、駆動機構の構造を比較的簡単にでき、液体吐出装置の製造コストも低減できる。
また、付勢手段としては、例えばコイルバネ（コイルスプリング）等が利用でき、この点でも安価でかつ駆動機構の構造を簡単にできる。
また、第１モータや第２モータとしては、パルスモータやステッピングモータのように駆動パルス数などによって変位量を制御できるモータが利用できる。【００３３】
本発明において、前記第２モータの回転軸には、この回転軸と同軸上でかつ回転軸と一体に回転するスプライン軸が接続され、前記伝達用歯車は、前記スプライン軸に沿って移動可能にかつスプライン軸と一体に回転可能とされたモータギヤと、このモータギヤおよび前記第２ナット部材の外周面に形成された歯車に螺合された中間歯車とを備えて構成されていることが好ましい。【００３４】
このような本発明によれば、第１モータおよび第２モータを同方向に回転させることで、第２ナット部材をネジ軸の回転方向と同じ方向に回転させることができ、第２ナット部材のネジ軸に対する螺合位置を一定の位置に維持することができる。このため、例えば中間歯車を１つ追加し、各モータを逆回転させた際に上記の状態になるように設計された場合に比べて、各モータの回転制御による各ナット部材の移動制御を容易に行うことができる。【００３５】
本発明の液体吐出装置において、前記駆動制御手段は、前記供給部開閉部材は本体から離れて配置されて前記液体供給部が開放され、前記吐出用部材は吐出口側に近づく方向のストロークエンドの位置に配置され、前記吐出口開閉部材は前記付勢手段によって吐出口側に付勢して吐出口が閉じられた位置に配置された初期状態（原点状態）と、前記初期状態から第２モータを所定量回転駆動して第２ナット部材に連結された吐出用部材を吐出口から離れる方向に所定距離移動し、供給部開閉部材内の前記吐出用部材が移動して形成された空間に液体を吸入する吸入工程（計量工程）と、前記第１モータを所定量回転駆動して第１ナット部材に連結された供給部開閉部材を本体に当接させて前記液体供給部を閉塞し、さらに本体に当接された供給部開閉部材を介してネジ軸を前記付勢手段の付勢力に抗して吐出口から離れる方向に移動し、その移動に伴い吐出口開閉部材を吐出口から離れる方向に移動して吐出口を開く第1バルブ切替工程と、前記第２モータを所定量回転駆動して第２ナット部材に連結された吐出用部材を吐出口側に移動して供給部開閉部材内の空間の容積を減少させて空間内の液体を吐出口から吐出させる吐出工程と、前記第１モータを所定量回転駆動して第１ナット部材に連結された供給部開閉部材を本体から離して前記液体供給部を開くとともに、前記吐出用部材で吐出口を閉じる第２バルブ切替工程と、を実行することが好ましい。【００３６】
このような本発明においては、吸入工程では吐出側開閉部材で開閉される出口バルブを密閉し、吐出工程では供給部側開閉部材で開閉される入口バルブを密閉し、少なくとも出口バルブまたは入口バルブのいずれか一方は必ず閉じられているので、各工程において吐出口から供給路に液体が逆流することがない。従って、各部材の動作のみで確実に液体の逆流を防止でき、チェック弁を設ける必要がない。
また、吐出用部材の移動量のみで液体の吐出量を設定できるため、極微量の液体であっても高精度に計量して吐出することができる。【００３７】
この際、前記初期状態においては、前記吐出口開閉部材は前記第２ナット部材によって押されて吐出口が閉じられた位置に配置され、前記吐出工程の完了時においては、前記吐出口開閉部材は前記第２ナット部材によって押されて吐出口が閉じられる位置に配置されていることが好ましい。【００３８】
このような構成にすれば、吐出工程は、吐出口開閉部材が吐出口を塞ぐことで終了するため、吐出液の液切れを良くでき、液をきれいに飛ばすことができ、吐出量の精度を向上できかつ安定した吐出動作を実現できる。【００３９】
ここで、前記駆動制御手段は、各モータの回転速度を制御することで前記吐出口開閉部材、吐出用部材および供給部開閉部材の駆動スピードを制御可能に構成されていることが好ましい。
各部材の駆動スピードを制御できれば、吐出動作のサイクルタイムを制御でき、液体をほぼ連続して吐出する程度に高速に駆動することもできる。【００４０】
また、前記本体は、駆動機構が収納された駆動機構収納部と、この駆動機構収納部に対して着脱可能に取り付けられた容器部とを備え、前記容器部には前記吐出口が形成されていることが好ましい。
容器部を備えていれば、ある程度の液体を溜めておくことができ、例えば、１日の作業分の液体を容器内に溜めて作業することができる。このように構成すれば、液体吐出装置に液体を供給するためのパイプを不要にすることもでき、液体吐出装置の取扱性を向上できる。
また、この容器部に対してチューブなどを介して液体供給用の容器を接続し、この外部の容器内の液面レベルを検出する液面計と、この液面計で検出される液面レベルに応じて制御されるバルブを設けてもよい。このように構成すれば、容器内の液面レベルが所定レベルまで低下した場合にはバルブを開いて容器内に液体を供給し、所定のレベルまで充填されたらバルブを閉じるように制御することで、容器からチューブを介して容器部に常時液体を供給することができる。このため、液体吐出装置を２４時間連続して自動的に運転し続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態の液体吐出装置を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】前記第1実施形態の駆動機構の要部を示す斜視図である。
【図４】前記第1実施形態の駆動機構を示す平面図である。
【図５Ａ】前記第1実施形態における圧電素子支持板の圧電素子が伸長していない状態を示す正面図である。
【図５Ｂ】前記第1実施形態における圧電素子支持板の圧電素子が伸長した状態を示す正面図である。
【図６Ａ】前記第1実施形態における駆動機構の原点状態を示す断面図である。
【図６Ｂ】前記第1実施形態における駆動機構の計量工程終了時を示す断面図である。
【図７Ａ】前記第1実施形態におけるポンプ機構の原点状態を示す断面図である。
【図７Ｂ】前記第1実施形態におけるポンプ機構の計量工程終了時を示す断面図である。
【図８Ａ】前記第1実施形態における駆動機構のバルブ切替工程終了時を示す断面図である。
【図８Ｂ】前記第1実施形態における駆動機構の吐出工程終了時を示す断面図である。
【図９Ａ】前記第1実施形態におけるポンプ機構のバルブ切替工程終了時を示す断面図である。
【図９Ｂ】前記第1実施形態におけるポンプ機構の吐出工程終了時を示す断面図である。
【図１０Ａ】前記第1実施形態における駆動機構の入口弁開工程終了時を示す断面図である。
【図１０Ｂ】前記第1実施形態における駆動機構の吸入工程終了時を示す断面図である。
【図１１Ａ】前記第１実施形態におけるポンプ機構の入口弁開工程終了時を示す断面図である。
【図１１Ｂ】前記第１実施形態におけるポンプ機構の吸入工程終了時を示す断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の液体吐出装置を示す断面図である。
【図１３】第２実施形態の要部を示す断面図である。
【図１４】第２実施形態のひずみセンサの測定回路の構成を示す回路図である。
【図１５】第２実施形態の動作を説明するタイミングチャートである。
【図１６】本発明の第３実施形態の液体吐出装置を示す正面図である。
【図１７】第３実施形態の液体吐出装置を示す断面図である。
【図１８】第３実施形態の液体吐出装置を示す断面図である。
【図１９】第３実施形態の液体吐出装置の駆動部の要部を示す断面図である。
【図２０】第３実施形態の液体吐出装置のポンプ部の要部を示す断面図である。
【図２１】第３実施形態の液体吐出装置の駆動部の要部を示す断面図である。
【図２２】第３実施形態の液体吐出装置のポンプ部の要部を示す断面図である。
【図２３】図２１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図２４】図２１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図２５】図２２のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図２６】図２２のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図２７】図２２のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図２８】第３実施形態の駆動部における原点設定作業の開始状態を示す断面図である。
【図２９】第３実施形態のポンプ部における原点設定作業の開始状態を示す断面図である。
【図３０】第３実施形態の駆動部における第１モータを近接センサオン位置に移動した状態を示す断面図である。
【図３１】第３実施形態のポンプ部における第１モータを近接センサオン位置に移動した状態を示す断面図である。
【図３２】第３実施形態の駆動部における第１モータを原点位置に移動した状態を示す断面図である。
【図３３】第３実施形態のポンプ部における第１モータを原点位置に移動した状態を示す断面図である。
【図３４】第３実施形態の駆動部における第２モータを近接センサオン位置に移動した状態を示す断面図である。
【図３５】第３実施形態のポンプ部における第２モータを近接センサオン位置に移動した状態を示す断面図である。
【図３６】第３実施形態の駆動部における第２モータを原点位置に移動して原点設定作業を完了した状態を示す断面図である。
【図３７】第３実施形態のポンプ部における第２モータを原点位置に移動し原点設定作業を完了した状態を示す断面図である。
【図３８】第３実施形態の駆動部におけるポンプ動作の開始状態（原点状態）を示す断面図である。
【図３９】第３実施形態のポンプ部におけるポンプ動作の開始状態（原点状態）を示す断面図である。
【図４０】第３実施形態の駆動部における吸入工程終了時を示す断面図である。
【図４１】第３実施形態のポンプ部における吸入工程終了時を示す断面図である。
【図４２】第３実施形態の駆動部におけるバルブ切替工程終了時を示す断面図である。
【図４３】第３実施形態のポンプ部におけるバルブ切替工程終了時を示す断面図である。
【図４４】第３実施形態の駆動部における吐出工程終了時を示す断面図である。
【図４５】第３実施形態のポンプ部における吐出工程終了時を示す断面図である。
【図４６】第３実施形態の駆動部における原点復帰状態を示す断面図である。
【図４７】第３実施形態のポンプ部における原点復帰状態を示す断面図である。
【図４８】第３実施形態の動作を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１，１Ａ…液体吐出装置、２…ポンプホルダ、３…駆動部台、４…容器、１１…ガイド部材、１２…圧電素子支持板、１３…押しバネ、１４Ａ…第１圧電素子、１４Ｂ…第２圧電素子、１５Ａ…第１駆動アーム部材、１５Ｂ…第２駆動アーム部材、２１…入口弁ホルダ、２２…計量プランジャホルダ、２３…ニードル弁ホルダ、４２…バルブシート、４３…ノズル、１０１Ａ，１０１Ｂ，１０２Ａ，１０２Ｂ,１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４Ａ，１０４Ｂ…ひずみゲージ、１０５…ブリッジ回路、１２２Ａ…第１基端部、１２２Ｂ…第２基端部、１２３，１２５，１２６，１２８…ヒンジ部、１２４Ａ…第１駆動部、１２４Ｂ…第２駆動部、１２７Ａ…第１変位伝達部、１２７Ｂ…第２変位伝達部、１３０…ガイド孔、１３１…突起、１５２…駆動アーム部、２１４…入口戻しバネ、２２４…計量戻しバネ、２３４…ニードル戻しバネ、３１３…入口バルブ部材、３２３…計量プランジャ部材、３３３…ニードル、４２２…吐出口、５００…液体吐出装置、５０１…駆動部、５１０…ケース、５１５…継ぎ手、５２１…第１モータ、５２２…第２モータ、５２３…スプライン軸、５２７…コイルバネ、５２９…ネジ軸、５３０…入口ナット、５３１…入口ナット受板、５３２…入口ナット押さえ部材、５３５…センサ頭、５３６…近接センサ、５４０…計量ナット、５４２…計量ナット受板、５４３…計量ナット押さえ部材、５４４…中間歯車、５５０…モータギヤ、５６１…ニードル押し部材、５６３…ブッシュ、５６４…戻しバネ受け部材、５６５…戻しバネ、５７１…入口ロッド、５７２…計量ロッド、５８１…入口押し部材、５８２…計量押し部材、６００…ポンプ部、６０１…容器、６０１Ａ…容器本体、６１０…入口バネ受け部材、６１１…入口バルブ戻しバネ、６１３…入口弁ロッド、６１４…入口バルブ部材、６２０…計量ガイド部材、６２３…計量プランジャロッド、６２４…計量プランジャ部材、６３０…ニードルロッド、６３３…ニードル、６４０…バルブシート、６４１…テーパ孔部、６４２…吐出口、６４３…ノズル。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
［第１実施形態]
以下に、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１，２には、第１実施形態の液体吐出装置１が示されている。
液体吐出装置１は、ポンプホルダ２と、駆動部台３と、容器４と、カバー５とを備えている。ポンプホルダ２および容器４は駆動部台３を挟んで配置されて駆動部台３に対してそれぞれビス止めされている。また、容器４は、袋ナット６を介してポンプホルダ２に対して着脱自在に取り付けられている。これらのポンプホルダ２、駆動部台３、容器４、カバー５によって液体吐出装置１の本体が構成されている。【００４４】
［駆動機構の構成]
カバー５内には液体吐出装置１の駆動機構が内蔵されている。駆動機構は、駆動部台３に固定されたガイド部材１１と、ガイド部材１１に対してスライド移動可能に設けられた圧電素子支持板１２と、圧電素子支持板１２をガイド部材１１に対して容器４側に付勢する押しバネ１３と、圧電素子支持板１２に固定された第１圧電素子１４Ａおよび第２圧電素子１４Ｂと、圧電素子支持板１２に取り付けられた第１駆動アーム部材１５Ａおよび第２駆動アーム部材１５Ｂとを備えている。
さらに、カバー５には、駆動制御手段である外部の制御装置（図示略）に接続されるコネクタ１８が設けられ、制御装置から出力される駆動信号によって各圧電素子１４Ａ，１４Ｂが駆動されるように構成されている。【００４５】
なお、本実施形態においては、制御装置は、第１圧電素子１４Ａに対しては、第１圧電素子用第１設定値から第１圧電素子用第２設定値までの電圧を印加可能に構成され、第２圧電素子１４Ｂに対しては、第２圧電素子用第１設定値から第２圧電素子用第２設定値までの電圧を印加可能に構成されている。さらに、本実施形態では、各第１設定値は電圧値「０」に設定され、第２設定値は使用する圧電素子１４Ａ，１４Ｂやその圧電素子１４Ａ，１４Ｂに求める変位量に応じて設定されている。
このため、各圧電素子１４Ａ，１４Ｂの長手方向の寸法は、第１設定値の電圧を印加された場合に比べて、第２設定値の電圧を印加された場合の方が長くなるようにされている。【００４６】
［圧電素子支持板の構造］
圧電素子支持板１２は、図３，４，５Ａ，５Ｂにも示すように、ステンレスなどの金属材で構成され、１枚の板材をワイヤカットなどで以下に説明する所定の形状に切断することで製造されている。
すなわち、圧電素子支持板１２は、図５Ａに示すように、その中心軸部分に設けられたベース部１２１と、このベース部１２１の一端側から連続して形成された第１基端部１２２Ａおよび第２基端部１２２Ｂと、前記ベース部１２１の他端側から第１ヒンジ部１２３を介して連続して形成された第１駆動部１２４Ａおよび第２駆動部１２４Ｂと、前記各基端部１２２Ａ，１２２Ｂに対して第２ヒンジ部１２５および前記各駆動部１２４Ａ，１２４Ｂに対して第３ヒンジ部１２６を介して連続して形成された前記第１変位伝達部１２７Ａおよび第２変位伝達部１２７Ｂとを備えている。
なお、圧電素子支持板１２の材質は限定されないが、特に熱膨張が少なく硬い種類のステンレスを用いれば、温度変化の影響を軽減できる点で好ましい。【００４７】
各基端部１２２Ａ，１２２Ｂおよび駆動部１２４Ａ，１２４Ｂには、第４ヒンジ部１２８を介して圧電素子固定部１２９が設けられ、各圧電素子固定部１２９間に圧電素子１４Ａ，１４Ｂが掛け渡されて固定されている。この際、圧電素子１４Ａ，１４Ｂは、熱膨張係数が「０」またはマイナスの数値のものが利用されている。このため、圧電素子固定部１２９および圧電素子１４Ａ，１４Ｂ間に、図示略の熱膨張係数の大きな材質の金属板を挟んで接着し、温度変化の影響を少なくするようにしている。
なお、各ヒンジ部１２３，１２５，１２６，１２８は、他の部分に比べて幅寸法が狭い細幅に形成され、力が加わると弾性変形可能に形成されている。
ベース部１２１には、液体吐出装置１つまり本体の軸方向（容器４およびカバー５を結ぶ方向）に延びる矩形状のガイド孔１３０が形成されている。ベース部１２１の容器側には突起１３１が形成されている。【００４８】
基端部１２２Ａ，１２２Ｂは、例えば、ベース部１２１の端部（コネクタ１８側）から軸方向に直交する左右方向に延長し、さらに圧電素子１４Ａ，１４Ｂに沿って容器４側に向かって延長して正面略Ｌ字状に形成し、第２ヒンジ部１２５に直接連続するように構成してもよいが、本実施形態では、基端部１２２Ａ，１２２Ｂおよび変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂ間に折り畳み部１３３が設けられている。【００４９】
折り畳み部１３３は、基端部１２２Ａ，１２２Ｂに連続され、変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂに対して第２ヒンジ部１２５を介して連続されている。
折り畳み部１３３は、軸方向に交差する方向に向かって互い違いに切れ込みが形成されて折曲されており、この折曲部分を貫通してネジ１３２がねじ込まれている。このネジ１３２を締め付けて切れ込み部分の隙間寸法を小さくすることで、折り畳み部１３３の圧電素子１４Ａ，１４Ｂに沿った方向（軸方向）の長さ寸法を微調整できるように構成されている。このため、ネジ１３２の締め付け量によって、基端部１２２Ａ，１２２Ｂに対する各変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂの軸方向の位置を微調整できるように構成されている。【００５０】
各駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂは、図３，４に示すように、固定部１５１と、固定部１５１から延長された駆動アーム部１５２とを備えて構成されている。そして、本実施形態では、各駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂをそれぞれ２枚ずつ用意し、第１駆動アーム部材１５Ａは第１変位伝達部１２７Ａを挟んで配置し、第２駆動アーム部材１５Ｂは第２変位伝達部１２７Ｂを挟んで配置して固定している。ここで、各駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂの固定方法は接着剤などの適宜な手段が利用できるが、本実施形態では駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂおよび変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂを貫通するピン１５３を圧入することで、各駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂをがたつき無く変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂに固定している。
なお、本実施形態では、図４にも示すように、第２駆動アーム部材１５Ｂの駆動アーム部１５２は、突起１３１を挟んでその外側に配置され、第１駆動アーム部材１５Ａの駆動アーム部１５２は第２駆動アーム部材１５Ｂの駆動アーム部１５２の外側にそれぞれ配置されている。【００５１】
ガイド部材１１は、ガイド孔１３０内に配置された状態で駆動部台３にビスで固定されている。そして、ガイド部材１１内にはコイルバネで構成された押しバネ１３が配置されている。押しバネ１３の一端は、ガイド孔１３０の容器４側の端面に当接されている。このため、圧電素子支持板１２は、押しバネ１３によってガイド部材１１に対して容器４側に常時付勢されている。【００５２】
このような構成の駆動機構では、圧電素子１４Ａ，１４Ｂに第１設定値の電圧を印加、つまり本実施形態では第１設定値は電圧値「０」であるため、駆動信号の入力を行わない状態では、図５Ａに示すように、各ヒンジ部１２３，１２５，１２６，１２８が変形しないように構成されている。そして、この状態では、突起１３１の容器４側の面と、各駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂの駆動アーム部１５２の容器側の面とが同じ高さ、つまり同一平面上に配置されるように設定されている。【００５３】
一方、各圧電素子１４Ａ，１４Ｂに第２設定値の電圧を印加すると、図５Ｂに示すように、各圧電素子１４Ａ，１４Ｂの長手方向寸法が長くなる。この際、基端部１２２Ａ，１２２Ｂはベース部１２１に対して一体化されていて移動しにくいのに対し、駆動部１２４Ａ，１２４Ｂはヒンジ部１２３でベース部１２１に連結されているため、各圧電素子１４Ａ，１４Ｂの長手方向寸法が長くなると、ヒンジ部１２３が変形し、駆動部１２４Ａ，１２４Ｂは容器４側に移動する。
駆動部１２４Ａ，１２４Ｂの移動に伴い、第３ヒンジ部１２６を介して連結された変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂも移動される。この際、第３ヒンジ部１２６は、変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂの圧電素子１４Ａ，１４Ｂに近接する位置（圧電素子支持板１２の内側）に設けられ、第２ヒンジ部１２５は第３ヒンジ部１２６よりも外側（圧電素子１４Ａ，１４Ｂから離れた位置）に設けられているので、駆動部１２４Ａ，１２４Ｂの移動によって第３ヒンジ部１２６側が容器４側に引っ張られると、変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂは容器側の端部が外側に向くように傾斜される。
変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂの傾斜に伴い、駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂも傾斜し、駆動アーム部１５２の先端が容器側に移動する。このように圧電素子１４Ａ，１４Ｂの伸長を駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂの傾斜に変換しているため、駆動アーム部１５２先端の移動量を圧電素子１４Ａの伸長量の数倍〜数十倍（本実施形態では約１０倍）に拡大することができる。従って、本実施形態では、第１変位伝達部１２７Ａおよび第１駆動アーム部材１５Ａによって第１変位拡大部が構成され、第２変位伝達部１２７Ｂおよび第２駆動アーム部材１５Ｂによって第２変位拡大部が構成される。また、圧電素子支持板１２および駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂによって圧電素子支持部材が構成される。【００５４】
［ポンプ機構の構造］
一方、ポンプホルダ２には、前記駆動機構によって駆動されるポンプ機構が設けられている。ポンプホルダ２の中心軸には貫通孔が形成されており、図６Ａにも示すように、この貫通孔には略円筒状の入口弁ホルダ２１が配置されている。入口弁ホルダ２１内には、略円筒状の計量プランジャホルダ２２が配置され、計量プランジャホルダ２２内には略円筒状のニードル弁ホルダ２３が配置されている。すなわち、ポンプホルダ２内には、中心軸から外側に向かって同心円状に、ニードル弁ホルダ２３、計量プランジャホルダ２２、入口弁ホルダ２１が３重に配置されている。【００５５】
入口弁ホルダ２１は、ポンプホルダ２の貫通孔内面に摺接される大径部２１１と、それよりも小径な小径部２１２とを備えて構成されている。大径部２１１の外周面には凹部が形成され、この凹部にＯリング等のシール材が介在されてポンプホルダ２および入口弁ホルダ２１間から駆動機構側に液が漏れないように構成されている。
また、小径部２１２はポンプホルダ２内に設けられた入口弁ガイド２１３によって軸方向に移動可能にガイドされている。この入口弁ガイド２１３および大径部２１１間にはコイルバネからなる入口戻しバネ２１４が配置され、入口弁ホルダ２１を駆動機構側（圧電素子支持板１２側）に付勢し、駆動アーム部材１５Ａの駆動アーム部１５２に当接させている。
さらに、入口弁ホルダ２１の小径部２１２には、Ｃリング状の入口弁ストッパ２１５が取り付けられている。【００５６】
計量プランジャホルダ２２およびニードル弁ホルダ２３は入口弁ホルダ２１と同様な構造とされている。
すなわち、計量プランジャホルダ２２は、入口弁ホルダ２１の貫通孔内面に摺接する大径部２２１と、それよりも小径な小径部２２２とを備えて構成されている。大径部２２１の外周面には凹部が形成され、この凹部にＯリング等のシール材が介在されて入口弁ホルダ２１および計量プランジャホルダ２２間から駆動機構側に液が漏れないように構成されている。
また、小径部２２２は入口弁ホルダ２１内に設けられた計量プランジャガイド２２３によって軸方向に移動可能にガイドされている。この計量プランジャガイド２２３および大径部２２１間にはコイルバネからなる計量戻しバネ２２４が配置され、計量プランジャホルダ２２を圧電素子支持板１２側に付勢し、第２駆動アーム部材１５Ｂの駆動アーム部１５２に当接させている。
さらに、計量プランジャホルダ２２の小径部２２２には、Ｃリング状の計量プランジャストッパ２２５が取り付けられている。【００５７】
ニードル弁ホルダ２３は、計量プランジャホルダ２２の貫通孔内面に摺接する大径部２３１と、それよりも小径な小径部２３２とを備えて構成されている。大径部２３１の外周面には凹部が形成され、この凹部にＯリング等のシール材が介在されて計量プランジャホルダ２２およびニードル弁ホルダ２３間から駆動機構側に液が漏れないように構成されている。
また、小径部２３２は計量プランジャホルダ２２内に設けられたニードル弁ガイド２３３によって軸方向に移動可能にガイドされている。このニードル弁ガイド２３３および大径部２３１間にはコイルバネからなるニードル戻しバネ２３４が配置され、ニードル弁ホルダ２３を圧電素子支持板１２側に付勢し、圧電素子支持板１２の突起１３１に当接させている。なお、図６Ａにも示すように、ニードル弁ホルダ２３の圧電素子支持板１２側の端部は段差が設けられており、第２駆動アーム部材１５Ｂの駆動アーム部１５２は、吐出口４２２側にある程度移動すると、計量プランジャホルダ２２とともにニードル弁ホルダ２３に当接し、計量プランジャ部材３２３およびニードル３３３を同時に移動することができるように構成されている。
さらに、ニードル弁ホルダ２３の小径部２３２には、Ｃリング状のニードル弁ストッパ２３５が取り付けられている。【００５８】
各ストッパ２１５，２２５，２３５は、ポンプホルダ２を駆動部台３から取り外した際に、各戻しバネ２１４，２２４，２３４を、各大径部２１１，２２１，２３１および各ガイド２１３，２２３，２３３間に納めて所定寸法以上とならないようにしている。ストッパ２１５，２２５，２３５が無い状態で、液体吐出装置１を組み立てると、バネ２１４，２２４，２３４が伸びきってしまうため、ホルダ２１，２２，２３でバネ２１４，２２４，２３４を押し込む作業が煩雑になり、組立性が低下する。これに対し、本実施形態では、ストッパ２１５，２２５，２３５によりバネ２１４，２２４，２３４の伸び量を制限しているので、洗浄のために分解した後に再度組み立てる際にも液体吐出装置１を容易に組み立てることができる。【００５９】
入口弁ホルダ２１には、図２に示すように、２本の入口弁ロッド３１１の一端が固定されている。入口弁ロッド３１１の他端には、図７Ａにも示すように、入口弁台３１２が掛け渡されて固定されている。入口弁台３１２は、円板状に形成され、その中心に形成された貫通孔に入口バルブ部材３１３が取り付けられている。
入口バルブ部材３１３は、略円筒状に形成されており、一端が前記入口弁台３１２に圧入固定されている。入口バルブ部材３１３の他端は、テーパ状に形成され、後述する容器４のテーパ状の内面に密着可能に構成されている。【００６０】
計量プランジャホルダ２２には、図１に示すように、２本の計量プランジャロッド３２１の一端が固定されている。なお、計量プランジャロッド３２１の配置は、液体吐出装置１の軸直交方向において、各計量プランジャロッド３２１の配置方向が、各入口弁ロッド３１１の配置方向と直交するように配置されており、各ロッド３１１，３２１が互いに干渉しないように構成されている。
計量プランジャロッド３２１の他端には、計量プランジャ台３２２が掛け渡されて固定されている。計量プランジャ台３２２は、入口弁ロッド３１１に干渉しないように略矩形板状に形成され、その中心に形成された貫通孔に計量プランジャ部材３２３が取り付けられている。
計量プランジャ部材３２３は、略円筒状に形成されており、一端が前記計量プランジャ台３２２に圧入固定されている。計量プランジャ部材３２３の他端側は、入口バルブ部材３１３の貫通孔内に挿入されている。【００６１】
ニードル弁ホルダ２３には、ロッド状のニードル弁台３３１の一端が圧入固定されている。ニードル弁台３３１の他端には、ロッド状のニードル３３３の一端が固定されている。
ニードル３３３の他端側は、計量プランジャ部材３２３の貫通孔内に挿入されている。そして、ニードル３３３の端面は球面状に形成され、後述する容器４に形成された吐出口４２２を開閉可能に構成されている。【００６２】
容器４は、一端側が袋ナット６を介してポンプホルダ２に取り付けられ、他端側にはバルブシート台４１が取り付けられている。バルブシート台４１の容器４内面側にはバルブシート４２が固定されている。バルブシート４２の容器４内に面する一端面側は、徐々に直径が小さくなるテーパ孔部４２１が形成され、このテーパ孔部４２１およびバルブシート４２の他端面間は吐出口４２２が貫通して形成されている。
バルブシート台４１には前記吐出口４２２に連通する貫通孔４１１が形成されている。この貫通孔４１１はバルブシート台４１に固定されたノズル４３に連通され、容器４内の液体はバルブシート４２の吐出口４２２、バルブシート台４１の貫通孔４１１およびノズル４３を介して液体吐出装置１外部に吐出されるように構成されている。【００６３】
なお、容器４内への液体の供給は、容器４をポンプホルダ２から取り外して行ってもよいが、本実施形態では容器４を取り外さずに液体を供給できるように、図１に示すように、容器４内部に連通するポート４５が形成されている。すなわち、ポート４５にはチューブ（図示略）を介して外部容器（図示略）が接続されている。この外部容器には、外部容器内の液面レベルを検出する液面計（図示略）が設けられている。また、液面計で検出される液面レベルに応じて制御されるバルブによって液体をタンクから外部容器内に供給できるように構成されている。
このように構成すれば、外部容器内の液面レベルが所定レベルまで低下した場合にはバルブを開いて外部容器内に液体を供給し、所定のレベルまで充填されたらバルブを閉じるように制御することで、外部容器からチューブを介して容器４に常時液体を供給することができる。このため、液体吐出装置１を２４時間連続して自動的に運転し続けることができる。【００６４】
ここで、吐出口４２２の開口に当接して吐出口４２２を開閉可能なニードル３３３により吐出口開閉部材が構成され、テーパ孔部４２１に当接して容器４内から吐出口４２２に連通される液体供給部を開閉可能な入口バルブ部材３１３により供給部開閉部材が構成されている。
また、後述するように、入口バルブ部材３１３がテーパ孔部４２１に当接して供給部を閉塞し、かつ、吐出口４２２が開口された状態で計量プランジャ部材３２３が吐出口４２２側に移動すると、入口バルブ部材３１３内に区画された液体が吐出口４２２から吐出するため、計量プランジャ部材３２３により吐出用部材が構成されている。【００６５】
また、入口弁ホルダ２１およびポンプホルダ２には、ドレンポートがそれぞれ形成され、入口弁ホルダ２１および計量プランジャホルダ２２間や、入口弁ホルダ２１およびポンプホルダ２間に浸入した液体を液体吐出装置１外部に排出可能に構成されている。【００６６】
［吐出動作説明］
次に、本実施形態の液体吐出装置１における液体の吐出動作について、図６Ａから図１１Ｂの動作説明図をも参照して説明する。なお、図６Ａから図１１Ｂの各図は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図とされ、入口弁ロッド３１１および計量プランジャロッド３２１が共に表示されるようにしている。【００６７】
［原点状態］
運転開始前即ち液体吐出装置１の停止状態（原点状態）においては、制御装置は各圧電素子１４Ａ，１４Ｂに第１圧電素子用第１設定値および第２圧電素子用第１設定値の電圧を印加する。本実施形態では、各第１設定値は「０」とされているため、原点状態では各圧電素子１４Ａ，１４Ｂには電圧が印加されないように制御される。
このため、各圧電素子１４Ａ，１４Ｂは、図５Ａや図６Ａに示すように、初期状態つまり長手方向の長さ寸法が最も短くなる状態とされ、変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂも変位していないので、各駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂの駆動アーム部１５２の吐出口４２２側の面は、圧電素子支持板１２の突起１３１の吐出口４２２側の面に揃っている。
また、圧電素子支持板１２および駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂは、各戻しバネ２１４，２２４，２３４の付勢力で吐出口４２２から離れる方向に付勢されているが、これらの各バネ２１４，２２４，２３４の各付勢力のうちの最大の付勢力よりも大きな付勢力を有する押しバネ１３によって吐出口４２２側に付勢され、ニードル弁ホルダ２３、ニードル弁台３３１およびニードル３３３を吐出口４２２側に付勢している。【００６８】
この原点状態では、図７Ａに示すように、ニードル３３３が吐出口４２２の開口部分に当接して吐出口４２２を閉鎖するようにニードル弁台３３１やニードル３３３の長さ寸法が設定されている。また、入口バルブ部材３１３は、その先端がバルブシート４２のテーパ孔部４２１から所定距離離れた位置となるように入口弁ロッド３１１や入口バルブ部材３１３の寸法などが設定されている。さらに、計量プランジャ部材３２３も、その先端がバルブシート４２のテーパ孔部４２１から所定距離離れた位置となるように計量プランジャロッド３２１や計量プランジャ部材３２３の長さ寸法などが設定されている。【００６９】
［計量工程］
次に、制御装置は、第１圧電素子１４Ａに第１圧電素子用第１設定値の電圧を印加したまま、第２圧電素子１４Ｂに予め設定された第２圧電素子用第３設定値の電圧を印加する。この第３設定値は、第２圧電素子用第１設定値以上、第２圧電素子用第２設定値未満とされ、後述するように、吐出する液量に応じて制御されるものである。
第２圧電素子１４Ｂに第２圧電素子用第３設定値の電圧を印加すると、第２圧電素子１４Ｂは、印加電圧に応じた寸法だけ伸長する。この動作に伴い、第２駆動部１２４Ｂ、第２変位伝達部１２７Ｂおよび第２駆動アーム部材１５Ｂが傾き、図６Ｂに示すように、駆動アーム部１５２の先端側が吐出口４２２側に移動する。
駆動アーム部１５２の移動に伴い、計量プランジャホルダ２２は、計量戻しバネ２２４の付勢力に抗して吐出口４２２側に移動する。その結果、図７Ｂに示すように、計量プランジャロッド３２１、計量プランジャ台３２２、計量プランジャ部材３２３も吐出口４２２側に移動し、計量プランジャ部材３２３の先端が印加電圧に応じた調整位置に移動する。
本実施形態では、後述するように吐出量は、計量プランジャ部材３２３の移動量によって設定され、この移動量は、図７Ｂの調整位置から、第２圧電素子用第２設定値の電圧を印加した際の移動位置までの移動量によって決められる。つまり、本実施形態では、吐出工程終了時の計量プランジャ部材３２３の移動終了位置は固定し、計量プランジャ部材３２３の移動開始位置を印加電圧を調整することで、吐出工程時の計量プランジャ部材３２３の移動量つまりは吐出量を調整している。
従って、計量工程において第２圧電素子１４Ｂに印加する電圧値（第２圧電素子用第３設定値）を調整するだけで吐出量を自由に調整できるため、吐出液量の計量が行われることになる。【００７０】
［バルブ切替工程］
次に、制御装置は、第２圧電素子１４Ｂに第２圧電素子用第３設定値の電圧を印加したまま、第１圧電素子１４Ａに第１圧電素子用第２設定値の電圧を印加する。すると、第１圧電素子１４Ａは、印加電圧に応じた寸法だけ伸長する。この動作に伴い、第１駆動部１２４Ａ、第１変位伝達部１２７Ａおよび第１駆動アーム部材１５Ａが傾き、図８Ａに示すように、駆動アーム部１５２の先端側が吐出口４２２側に移動する。
従って、入口弁ホルダ２１は、入口戻しバネ２１４の付勢力に抗して吐出口４２２側に移動し、図９Ａに示すように、入口弁ロッド３１１、入口弁台３１２、入口バルブ部材３１３も吐出口４２２側に移動する。
ここで、移動前の入口バルブ部材３１３とバルブシート４２間の隙間寸法は、第２設定値の電圧を印加した際に第１駆動アーム部材１５Ａの駆動アーム部１５２の先端部の移動量つまり入口バルブ部材３１３の移動量に比べて小さくされている。このため、第１圧電素子１４Ａに第１圧電素子用第２設定値の電圧を印加して入口バルブ部材３１３を移動すると、まず入口バルブ部材３１３がバルブシート４２に当接し、液体供給部（入口バルブ）が閉じられる。【００７１】
入口バルブ部材３１３がバルブシート４２に当接した後も、第１圧電素子１４Ａが伸長すると、入口バルブ部材３１３や入口弁ロッド３１１、入口弁ホルダ２１は液体吐出装置１の本体に対してそれ以上移動できないため、その反力によってバネ１３の付勢力に抗して第１駆動アーム部材１５Ａおよび圧電素子支持板１２が吐出口４２２から離れる方向に移動する。
圧電素子支持板１２が吐出口４２２から離れる方向に移動すると、ニードル戻しバネ２３４によってニードル弁ホルダ２３、ニードル弁台３３１、ニードル３３３も吐出口４２２から離れる方向に移動する。このため、出口バルブが開かれ、吐出口４２２が開口される。
従って、入口バルブが開かれ、かつ出口バルブが閉じられた状態から、入口バルブが閉じられ、かつ出口バルブが開かれた状態に切り替えられるため、バルブの切替工程が実行される。
また、バルブの切替は、第１圧電素子１４Ａが入口バルブ部材３１３をバルブシート４２に当接させた後、さらに伸長して圧電素子支持板１２を移動することで機械的に行われるので、一方のバルブは必ず閉じられた状態にあり、容器４内と吐出口４２２とが直接連通されることはない。【００７２】
［吐出工程］
次に、制御装置は、第１圧電素子１４Ａに第１圧電素子用第２設定値の電圧を印加したまま、第２圧電素子１４Ｂに第２圧電素子用第２設定値の電圧を印加する。すると、第２圧電素子１４Ｂは、印加電圧に応じて伸長し、この動作に伴い、第２駆動部１２４Ｂ、第２変位伝達部１２７Ｂおよび第２駆動アーム部材１５Ｂが傾き、図８Ｂに示すように、駆動アーム部１５２の先端側が吐出口４２２側に移動する。
従って、計量プランジャホルダ２２は、図９Ｂに示すように、計量戻しバネ２２４の付勢力に抗して吐出口４２２側に移動し、計量プランジャロッド３２１、計量プランジャ台３２２、計量プランジャ部材３２３も吐出口４２２側に移動する。【００７３】
この際、入口バルブは閉じられ、出口バルブが開かれているので、計量プランジャ部材３２３の移動に伴い、液体が吐出口４２２を介してノズル４３から吐出される。
また、図８Ｂに示すように、第２駆動アーム部材１５Ｂの駆動アーム部１５２は、ニードル弁ホルダ２３に対して所定量移動した後、ニードル弁ホルダ２３の大径部２３１にも係合するように構成されているため、最初は計量プランジャ部材３２３が単独で移動していても、最後は、計量プランジャ部材３２３およびニードル３３３が一緒に移動する。そして、ニードル３３３が吐出口４２２に当接して吐出口４２２が塞がれると、計量プランジャ部材３２３の移動も停止し、吐出工程が終了する。【００７４】
［入口弁開工程］
次に、制御装置は、第２圧電素子１４Ｂに第２圧電素子用第２設定値の電圧を印加したまま、第１圧電素子１４Ａに第１圧電素子用第１設定値の電圧を印加つまり電圧印加をオフにする。すると、第１圧電素子１４Ａは初期状態の長さ寸法に戻り、図１０Ａに示すように、第１駆動アーム部材１５Ａの駆動アーム部１５２は吐出口４２２から離れる方向に移動する。
このため、入口弁ホルダ２１は、入口戻しバネ２１４の付勢力によって吐出口４２２から離れる方向に移動し、図１１Ａに示すように、入口弁ロッド３１１、入口弁台３１２、入口バルブ部材３１３も吐出口４２２から離れる方向に移動する。
従って、入口バルブ部材３１３がバルブシート４２から離れ、入口バルブが開かれる。【００７５】
［吸入工程および原点復帰］
次に、制御装置は、第１圧電素子１４Ａに第１圧電素子用第１設定値の電圧を印加したまま、第２圧電素子１４Ｂに第２圧電素子用第１設定値の電圧を印加つまり電圧印加をオフにする。すると、第２圧電素子１４Ｂは初期状態の長さ寸法に戻り、図１０Ｂに示すように、第２駆動アーム部材１５Ｂの駆動アーム部１５２は吐出口４２２から離れる方向に移動する。
このため、計量プランジャホルダ２２は、計量戻しバネ２２４の付勢力によって吐出口４２２から離れる方向に移動し、図１１Ｂに示すように、計量プランジャロッド３２１、計量プランジャ台３２２、計量プランジャ部材３２３も吐出口４２２から離れる方向に移動する。
この際、出口バルブは閉じられ、入口バルブが開かれているので、計量プランジャ部材３２３の移動によって形成された空間には、容器４内の液体が入口バルブを介して吸入される。そして、計量プランジャ部材３２３が初期位置に戻ることで、原点状態に復帰する 
ことになる。【００７６】
以上の工程を繰り返すことで、所定量の液体が順次吐出されることになる。また、各液体吐出工程において、第２圧電素子用第３設定値を調整することで、液体の１回毎の吐出量を調整することができる。さらに、圧電素子１４Ａ，１４Ｂに加える駆動信号の電流値を調整することで入口バルブ部材３１３、計量プランジャ部材３２３、ニードル３３３の駆動スピードが制御され、液体吐出のサイクルタイムを調整することができる。【００７７】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）圧電素子１４Ａ，１４Ｂを利用して入口バルブ部材３１３、計量プランジャ部材３２３、ニードル３３３を駆動しているので、エアシリンダを利用して駆動する場合と同等程度に液体吐出装置１を小型、軽量化することができる。すなわち、サーボモータ、ソレノイド、カムなどの駆動機構を採用した場合に比べて、液体吐出装置１を容易に小型化できる。
従って、各種製品の生産ラインにおいて、接着剤や各種ペースト等の吐出に本実施形態の液体吐出装置１を利用する際にも、ロボットのアームに取り付けて、高速、高加速度で移動させることができ、生産ラインのタクトタイムの短縮を実現でき、生産性向上に寄与することができる。【００７８】
（２）圧電素子１４Ａ，１４Ｂは高速駆動が可能なため、例えば、１秒間に１０回以上の吐出動作が可能であり、エアシリンダ駆動に比べて高速に液体吐出動作を実現できる。さらに、圧電素子１４Ａ，１４Ｂは、エアシリンダ駆動に比べて発生力が大きいため、ノズルを細くして抵抗が増えても液体を飛ばして吐出することができる。このため、例えば、０．０１マイクロリットルの水でもきれいに飛ばすことができ、安定した動作を実現できる。
その上、吐出工程は、ニードル３３３が吐出口４２２を塞ぐことで終了するため、吐出液の液切れを良くでき、この点でも液をきれいに飛ばすことができ、吐出量の精度を向上できかつ安定した吐出動作を実現できる。【００７９】
（３）吐出液の液量は、計量工程において、第２圧電素子１４Ｂに加える第２圧電素子用第３設定値を調整することで容易に設定変更できる。このため、吐出動作中であっても１回の吐出動作毎の吐出量を自動的に調整することができる。従って、例えば、基板上に複数の電子部品を取り付ける工程において、各電子部品の取付場所毎に異なる液量の接着剤を塗布するために、基板上に吐出する液体の量を変更する場合や、複数の製品が混在して送られる生産ラインにおいて、製品毎に液体の吐出量を変更しなければならない場合でも、容易に対応でき、使い勝手のよい液体吐出装置１を提供できる。【００８０】
（４）また、２つの圧電素子１４Ａ，１４Ｂの動作によって、吐出用部材である計量プランジャ部材３２３および供給部開閉部材である入口バルブ部材３１３の駆動を制御するとともに、圧電素子１４Ａ，１４Ｂを支持する圧電素子支持板１２を押しバネ１３で吐出口４２２側に付勢し、入口バルブ部材３１３がバルブシート４２のテーパ面に当接した後も圧電素子１４Ａを伸長させることで、圧電素子支持板１２をバネ１３の付勢力に抗して吐出口４２２から離れる方向に移動して吐出口開閉部材であるニードル３３３の駆動を制御している。
このように、本実施形態では、圧電素子支持板１２を押しバネ１３およびガイド部材１１によって液体吐出装置１の本体に対してスライド移動可能に設けたり、入口バルブ部材３１３をストロークの途中で容器４の内面に当接させ、その反力を利用することで、２本の圧電素子１４Ａ，１４Ｂの駆動を制御するだけで３つの部材（入口バルブ部材３１３、計量プランジャ部材３２３、ニードル３３３）の駆動を制御できる。従って、３つの部材を３個の圧電素子で駆動する場合のように、圧電素子の配置や駆動制御が複雑になるとい 
う問題が生じることがなく、液体吐出装置１の製造コストも低減できる。
その上、圧電素子１４Ａ，１４Ｂで駆動できるため、カム、モータおよびボールネジ、ソレノイド等を駆動源とする場合に比べて、液体吐出装置１を小型化でき、特に極微量の液体を吐出するのに好適である。【００８１】
（５）圧電素子１４Ａ，１４Ｂが固定される圧電素子支持板１２を一体成形したので、各圧電素子１４Ａ，１４Ｂの伸縮に対応する駆動部１２４Ａ，１２４Ｂや変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂの変位量を精度良く設定できる。
また、各駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂは、変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂにがたつき無く固定されているので、変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂの変位量を各駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂに精度良く伝達でき、各圧電素子１４Ａ，１４Ｂの伸縮に対応する各駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂの変位量つまりは各入口バルブ部材３１３、計量プランジャ部材３２３、ニードル３３３の移動量を精度よく設定でき、微量の液体であっても高精度に吐出できる。【００８２】
（６）各圧電素子１４Ａ，１４Ｂへの印加電圧を「０」にした際に、液体吐出装置１が原点状態（停止状態）となるように設定したので、動作停止中に圧電素子１４Ａ，１４Ｂが発熱して温度が上昇することがない。このため、圧電素子１４Ａ，１４Ｂが温度変化の影響を受けてその変位量がばらつくことを防止でき、圧電素子１４Ａ，１４Ｂの変位量の精度つまり液体の吐出量の精度を向上できる。【００８３】
（７）圧電素子支持板１２の基端部１２２Ａ，１２２Ｂには、切れ込みおよびネジ１３２による寸法調整手段が設けられているので、各変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂの軸方向の位置をネジ１３２の締め付け量を調整するだけで容易に微調整できる。このため、圧電素子支持板１２の加工精度が多少悪くても、原点状態における突起１３１および各駆動アーム部１５２の吐出口４２２側の面を揃えることができる。このように、突起１３１や各駆動アーム部１５２の吐出口４２２側の面を揃えた状態を設計状態とすれば、圧電素子支持板１２が設計通りに製造、組み立てられているかを容易に判断でき、誤差の発生を抑えることができる。【００８４】
（８）本実施形態では、計量プランジャ部材３２３のストロークのみで液体の吐出量が設定されるため、外気温などによって容器４等が膨張しても吐出量の精度はその影響を受けず、極微量であっても精度の高い液量を吐出できる。【００８５】
（９）本実施形態では、バネ２１４，２２４，２３４を設けて各ホルダ２１，２２，２３を圧電素子支持板１２の突起１３１や、駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂに当接させて駆動力を伝達しているので、駆動部台３とポンプホルダ２とを分離すれば、圧電素子支持板１２を含む駆動機構側と、各ホルダ２１，２２，２３を含むポンプ部側とを簡単に分離できる。このため、入口バルブ部材３１３、計量プランジャ部材３２３、ニードル３３３を取り外して洗浄することも容易に行え、メンテナンス作業を簡単にかつ効率的に行うことができる。【００８６】
（10）ペーストのように高粘度の液体では、ポンプ部と吐出口４２２が離れていると液体の吐出に遅れが生じるが、本実施形態によれば、液体を吐出するニードル３３３等を有するポンプ部と、吐出口４２２が極めて近いので、液体の吐出の遅れがない。
また、沸点が低く気化しやすいアルコール等の溶剤は、ポンプ内への吸入時あるいはチェック弁通過時等、流れが複雑になる時に泡が発生しやすく、この泡が溜まってしまい液体が吐出されない場合がある。しかし、本実施形態によればポンプ部と吐出口４２２が極めて近く、液体の流れも複雑でないので、泡が発生することもなく、液体を正常に吐出できる。 【００８７】
（11）入口バルブ部材３１３をニードル３３３の外側かつ同心円状に設けたので、液体吸入路より入口バルブ部材３１３内に液体を吸入する際の吸入面積を広くすることができ、液体の吸入時間、つまりは作業時間を短くできる。【００８８】
（12）高粘度の液体を高速で吐出するには、液体を高圧で押し出す必要があるが、駆動源として圧電素子１４Ａ，１４Ｂの機械的な駆動力を用いているので、エアシリンダを駆動源とした場合に比べて、駆動力が高くなり、液体を高速で吐出できる。
また、液体を基板等の被付着物より離れた上方から吐出できるので、液体吐出装置１の外部に赤外線等のセンサを設けることにより、吐出が行われたかを確認できる。
液体吐出装置１には、チェック弁を設けていないので、液体を加圧して送ることができる。従って、粘性の高い液体であっても液体吐出装置１内への供給が容易である。【００８９】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態について図１２〜１５を参照して説明する。なお、本実施形態において、前記第１実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略または簡略する。
本実施形態の液体吐出装置１Ａは、図１２に示すように、第１実施形態の液体吐出装置１とは、主に、ネジ１３２、折り畳み部１３３が省略されている点と、第２ヒンジ部１２５の長さ寸法が若干長くされ、この第２ヒンジ部１２５にひずみゲージが取り付けられている点と、変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂに駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂを固定する際に、駆動アーム部１５２の先端の位置を微調整可能に構成した点が相違する。【００９０】
すなわち、液体吐出装置１Ａでは、図１３にも示すように、各駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂは、ピン１５３が挿通される孔１５４と、他のピン１５３が配置される溝１５５とを備えている。溝１５５は、ピン１５３との間に隙間が生じる寸法で形成され、駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂは、孔１５４に挿通されたピン１５３を中心とし、溝１５５がピン１５３に当接するまでの範囲内で回動できるようにされている。そして、支持板１２の突起１３１と各駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂの駆動アーム部１５２の先端下面とを同一平面に当接させて同一高さ位置にした状態で、前記溝１５５内に接着剤を充填して固定することで、支持板１２や駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂ等に加工誤差などが生じても、その誤差を容易に調整できるように構成されている。【００９１】
また、本実施形態では、第２ヒンジ部１２５の裏表両面にひずみゲージが取り付けられている。なお、本実施形態では、第２ヒンジ部１２５の圧電素子１４Ａ，１４Ｂに対向する面を裏面、カバー５に対向する面を表面と定義している。
具体的には、第１圧電素子１４Ａの伸縮によって変形する第２ヒンジ部１２５の表面には、２枚のひずみゲージ１０１Ａ，１０１Ｂが貼り付けられ、裏面には２枚のひずみゲージ１０２Ａ，１０２Ｂが貼り付けられている。同様に、第２圧電素子１４Ｂの伸縮によって変形する第２ヒンジ部１２５の表面および裏面にはひずみゲージ１０３Ａ，１０３Ｂおよびひずみゲージ１０４Ａ，１０４Ｂがそれぞれ貼られている。
一方の第２ヒンジ部１２５に取り付けられた４枚のひずみゲージ１０１Ａ，１０１Ｂ，１０２Ａ，１０２Ｂは、図１４に示すように、ブリッジ回路１０５に接続されている。同様に、図示を略すが、他方の第２ヒンジ部１２５に取り付けられた４枚のひずみゲージ１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４Ａ，１０４Ｂもブリッジ回路に接続されている。
ブリッジ回路１０５の出力ｅ０は、ｅ０＝ＫＳ・ε０・Ｅであるため、第２ヒンジ部１２５に曲げひずみε０が発生すると、そのひずみ量に応じた電圧が出力される。ここで、ＫＳはゲージ率、Ｅはブリッジ電圧である。
なお、ブリッジ回路１０５への入力電圧用の配線や、出力電圧の配線は、コネクタ１８と同様に構成されたセンサ出力用のコネクタ（図示略）を介して外部の制御装置に接続さ 
れている。このように駆動用のコネクタ１８と、センサ用のコネクタとを別々に設ければ、ノイズ対策上、有利である。但し、配線のシールドなどを行うことで１つのコネクタに駆動用配線およびセンサ用配線を設けてもよい。【００９２】
前記第１実施形態にも記載したように、第２ヒンジ部１２５は、圧電素子１４Ａ，１４Ｂの伸長によって変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂが傾斜される際に変形されて曲げひずみが発生する。従って、第２ヒンジ部１２５にひずみゲージ１０１Ａ，１０１Ｂ，１０２Ａ，１０２Ｂ,１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４Ａ，１０４Ｂ（以下、ひずみゲージ１０１Ａ〜
１０４Ｂと表記する）を設けて、第２ヒンジ部１２５の曲げひずみを測定することで、変位伝達部１２７Ａ，１２７Ｂの傾斜量つまりは駆動アーム部１５２の移動量を測定できる。【００９３】
ここで、本実施形態では、各駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂは、前記第１実施形態と同じ動作で駆動されて液体が吐出される。つまり、駆動アーム部材１５Ａは、図１５のグラフＡに示すように、バルブ切替工程時に移動され、駆動アーム部材１５Ｂは、図１５のグラフＢに示すように、計量工程、吐出工程、吸入工程時に移動される。
なお、図１５において、Ｔ１からＴ１１のタイミングは、それぞれ、原点状態（Ｔ１）、計量工程（Ｔ２）、計量完了（Ｔ３）、バルブ切替工程（Ｔ４）、バルブ切替完了（Ｔ５）、吐出工程（Ｔ６）、吐出完了（Ｔ７）、バルブ切替工程（Ｔ８）、バルブ切替完了（Ｔ９）、吸入工程（Ｔ１０）、原点状態（Ｔ１１）を表している。【００９４】
そして、本実施形態においても、前記第１実施形態と同様に、計量工程完了時の計量プランジャ部材３２３の移動位置によって吐出量が設定される。このため、設定された吐出量に応じた位置まで計量プランジャ部材３２３が移動した際の第２ヒンジ部１２５の曲げひずみ量つまりブリッジ回路１０５の出力電圧を目標電圧として設定し、計量工程の完了時のブリッジ回路１０５の出力電圧を前記目標電圧と比較し、その差に応じて次の計量工程時に圧電素子１４Ａ，１４Ｂに加える電圧を調整するフィードバック制御を行っている。
なお、吐出量とブリッジ回路１０５の出力電圧との関係は、予め実際に液を吐出し、その液量とその際の出力電圧（第２ヒンジ部１２５の曲げひずみ量）との関係を表す校正曲線を求めておき、実際の測定時にはその校正曲線に基づいて設定された吐出量に対応する電圧値（曲げひずみ量）を求めればよい。
ここで、液量は、目視で判断してもよいし、画像処理を用いて吐出液の面積等を測定して求めてもよいし、吐出液の重量を測定して求めてもよい。【００９５】
このような本実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる上、次のような効果も得られる。
（13）第２圧電素子１４Ｂの伸縮により変形する第２ヒンジ部１２５にひずみゲージ１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４Ａ，１０４Ｂを設けたので、計量工程完了時の第２駆動アーム部材１５Ｂの駆動アーム部１５２の移動量を検出でき、計量された液量つまり吐出量を検出することができる。
このため、液体吐出装置１Ａの液体吐出動作をフィードバック制御で制御でき、微量の液体でも高精度に吐出することができる。【００９６】
（14）さらに、第１圧電素子１４Ａの伸縮により変形する第２ヒンジ部１２５にも、ひずみゲージ１０１Ａ，１０１Ｂ，１０２Ａ，１０２Ｂを設けたので、供給部開閉部材である入口バルブ部材３１３や、吐出口開閉部材であるニードル３３３の位置、つまり液体供給部や吐出口の開閉状態を確実に検出できる。このため、各ブリッジ回路１０５の出力をモニターすることで、液体吐出装置１Ａの動作状態を把握できる。【００９７】
（15）ひずみゲージ１０３Ａ，１０３Ｂ，１０４Ａ，１０４Ｂを用いて変位量を検出しているので、曲げひずみ量つまりは計量プランジャ部材３２３の移動量を高精度に検出できる。このため、計量プランジャ部材３２３の移動量を０．１ミクロン以下の精度で検出することもでき、極微量の液体吐出を高精度に実現できる。 
その上、ひずみゲージ１０１Ａ〜１０４Ｂは、小型・薄型のセンサであるため、液体吐出装置１Ａのサイズも抑えることができる。
また、各ヒンジ部の中で最も変形する第２ヒンジ部１２５にひずみゲージ１０１Ａ〜１０４Ｂを取り付けたので、ブリッジ回路１０５の出力電圧も大きくできて第２ヒンジ部１２５の曲げひずみ量つまり計量プランジャ部材３２３の移動量を確実に検出することができる。【００９８】
（16）吐出サイクルの中で、計量工程完了時の第２ヒンジ部１２５のひずみ量に基づいて、次の計量工程時の計量プランジャ部材３２３の移動量を調整しているので、ひずみゲージ１０１Ａ〜１０４Ｂの出力をリアルタイムに測定して制御する必要が無い。このため、リアルタイムにデータを処理する必要がないためより一層高速動作が可能となり、かつ、制御電圧がリアルタイムで細かく変動することがないため、圧電素子を高速動作させた際の振動発生を防止でき、最適な駆動状態を維持することができる。【００９９】
（17）駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂに溝１５５を形成し、駆動アーム部１５２の先端の高さ位置を微調整できるように構成したので、第１実施形態のネジ１３２や、折り畳み部１３３を設ける必要が無く、支持板１２の形状が簡易になって容易に製造できるとともに、突起１３１および各駆動アーム部１５２の下面の高さ位置を簡単にかつ正確に合わせることができる。  【０１００】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図１６〜４８に基づいて説明する。
図１６〜１８には、第３実施形態の液体吐出装置５００が示されている。
液体吐出装置５００は、大きく分けて駆動部５０１と、ポンプ部６００とを備えている。なお、本実施形態の液体吐出装置５００は、通常、駆動部５０１側を上方、ポンプ部６００側を下方とする向きで使用されるため、ポンプ部６００から駆動部５０１に向かう方向を上方、駆動部５０１からポンプ部６００に向かう方向を下方と定義する。【０１０１】
［駆動部の構成]
駆動部５０１は、図１９〜２２にも示すように、側板５１１Ａ、下部フランジ５１１Ｂ、上部フランジ５１１Ｃを備えて側面形状が略コ字状に形成されたフレーム５１１と、フレーム５１１の下部フランジ５１１Ｂにねじ止めされたスペーサ５１２と、フレーム５１１の上部フランジ５１１Ｃに固定されたモータフランジ５１３と、フレーム５１１の開口された側面部分を覆うカバー５１４とを備えた駆動機構収納部であるケース５１０を有する。フレーム５１１の下部フランジ５１１Ｂには略円筒状の継ぎ手５１５もねじで接続されている。【０１０２】
前記モータフランジ５１３には、第１モータ５２１と、第２モータ５２２とが固定され、前記ケース５１０内には各モータ５２１，５２２で駆動される駆動部品が配置されている。
なお、本実施形態では、各モータ５２１，５２２は、サーボモータが利用されているが、ステッピングモータでもよい。要するに、モータ５２１，５２２としては、エンコーダなどを内蔵し、駆動信号によって指示された変位量だけ変化可能なモータ、つまり変位量を設定可能なモータであれば利用できる。【０１０３】
図２１に示すように、第１モータ５２１の出力軸にはスプライン軸５２３がピンによって固定されている。また、スプライン軸５２３には略円盤状の上バネ座５２４が嵌合され、この上バネ座５２４はベアリング５２５によりケース５１０に対して回転自在に支持されている。
従って、スプライン軸５２３および上バネ座５２４は、ベアリング５２５によって回転自在に支持されて第１モータ５２１の出力軸と一体に回転される。【０１０４】
前記スプライン軸５２３には、外筒（ボス）５２６がスプライン軸５２３の軸方向に移動可能にかつスプライン軸５２３とともに回転可能に係合されている。この外筒５２６と、前記上バネ座５２４間には、付勢手段としてのコイルバネ（コイルスプリング）５２７が介在され、外筒５２６を下方に付勢している。また、外筒５２６内には、スペーサ５２８およびネジ軸５２９の端部が、スプリングピンによって固定されている。
このネジ軸５２９には、第１ナット部材である入口ナット５３０と、第２ナット部材である計量ナット５４０とが螺合されている。なお、ネジ軸５２９および各ナット５３０，５４０としては、通常のネジ軸およびナットを用いることもできるが、特に、伝達効率が高く、位置精度も高くできるボールネジを利用することが好ましい。【０１０５】
入口ナット５３０は、入口ナット受板５３１と、この入口ナット受板５３１にねじ止めされた入口ナット押さえ部材５３２とで挟持されている。入口ナット受板５３１は、図２３にも示すように、略四角板状に形成されている。
入口ナット受板５３１において、フレーム５１１の側板５１１Ａに形成された凹溝５１１Ｄ内に突出された突出部にはセンサ頭ガイド５３３がねじ止めされている。センサ頭ガイド５３３には貫通孔が形成され、この貫通孔にはビス（ボルト）５３４が挿通されている。ビス５３４の先端にはセンサ頭５３５がねじ止めされている。【０１０６】
センサ頭ガイド５３３およびセンサ頭５３５間にはコイルバネ５３７が配置されている。従って、センサ頭５３５およびビス５３４は、コイルバネ５３７によってビス５３４から離れる方向（上方）に付勢され、ビス５３４の頭（ビス５３４の下端）がセンサ頭ガイド５３３に係止される位置で保持されている。【０１０７】
モータフランジ５１３には、センサ頭５３５に対向して近接センサ５３６が固定されている。従って、第１モータ５２１の回転に伴い入口ナット５３０が上昇し、センサ頭５３５も一体的に上昇して近接センサ５３６に近接すると、近接センサ５３６によってその近接状態が検出される。この近接センサ５３６から出力される検出信号は、図示しない駆動制御装置（駆動制御手段）に出力される。
また、仮に、センサ頭５３５が近接センサ５３６に当接したとしても、コイルバネ５３７が縮んでセンサ頭５３５の位置が変位するので、近接センサ５３６等の破損を防止できる。【０１０８】
計量ナット５４０は、小径部および大径部を有する段付き円筒状に形成されている。計量ナット５４０の小径部にはベアリング５４１が取り付けられている。
ベアリング５４１は、計量ナット受板５４２と、この計量ナット受板５４２にねじ止めされた計量ナット押さえ部材５４３とで挟持されている。【０１０９】
計量ナット受板５４２は、図２４に示すように、平面略矩形状の板状に形成され、その略中央部には計量ナット５４０の大径部の外周面に形成された歯車５４０Ａに螺合する中間歯車５４４が回転自在に取り付けられている。
また、計量ナット受板５４２には、計量ナット受板５４２および計量ナット押さえ部材５４３で挟持されたベアリング５４５と、このベアリング５４５によって計量ナット受板５４２に対して回転自在に支持されたモータギヤ５５０とが設けられている。モータギヤ５５０の外周面には前記中間歯車５４４に螺合する歯車５５０Ａが形成されている。また、モータギヤ５５０の中心軸に形成された貫通孔には、モータギヤ軸５５１に噛み合う歯が形成されている。【０１１０】
モータギヤ軸５５１は、スプライン軸で構成され、第２モータ５２２の出力軸にカップリング５５２を介して一体的に回転可能に連結されている。このため、モータギヤ５５０は、モータギヤ軸５５１に沿って上下方向に移動可能に、かつ、モータギヤ軸５５１の回転に伴い一体的に回転可能に設けられている。【０１１１】
従って、第１モータ５２１を停止させた状態で、第２モータ５２２を駆動させてモータギヤ軸５５１を回転させると、モータギヤ５５０、中間歯車５４４を介して、計量ナット５４０が回転する。この際、ネジ軸５２９は停止しているので、計量ナット５４０はネジ軸５２９に沿って上方あるいは下方に移動する。
一方、第２モータ５２２を停止させた状態で、第１モータ５２１を駆動させてボールねじ５２８のネジ軸５２９を回転させると、入口ナット５３０および計量ナット５４０はそれぞれ上方あるいは下方に移動する。【０１１２】
さらに、第１モータ５２１および第２モータ５２２を同方向に回転駆動させて、計量ナット５４０およびネジ軸５２９が同方向に同速度で回転させると、計量ナット５４０の上下方向の位置は変化せず、同じ位置に保持される。一方、入口ナット５３０はネジ軸５２９の回転に伴い、上方または下方に移動される。【０１１３】
従って、第１モータ５２１のみを回転駆動すると、入口ナット５３０および計量ナット５４０が移動する。また、第２モータ５２２のみを回転駆動すると、計量ナット５４０のみが移動する。さらに、第１モータ５２１および第２モータ５２２を回転駆動すると、入口ナット５３０のみが移動する。この際、各ナット５３０，５４０の移動方向は、各モータ５２１，５２２の回転方向によって設定される。
このため、中間歯車５４４およびモータギヤ５５０により第２モータ５２２の回転を計量ナット５４０に伝達する伝達用歯車が構成されている。【０１１４】
図２２に示すように、フレーム５１１の下部フランジ５１１Ｂには、ニードル押し部材５６１が軸方向（上下方向）に移動可能に配置されている。ニードル押し部材５６１は、小径部および大径部の直径の異なる２つの円筒部を有する形状とされ、大径部には、ベアリング５６２およびブッシュ５６３を介してネジ軸５２９の他端が回転自在にかつブッシュ５６３に対して上方に移動可能に支持されている。【０１１５】
フレーム５１１の下部フランジ５１１Ｂの下面には、フランジ付きの円筒部材からなる戻しバネ受け部材５６４がねじ止め固定されている。この戻しバネ受け部材５６４の内部には、前記ニードル押し部材５６１と、戻しバネ５６５とが配置されている。
戻しバネ５６５は、戻しバネ受け部材５６４およびニードル押し部材５６１間に配置され、ニードル押し部材５６１を戻しバネ受け部材５６４つまりフレーム５１１に対して上方（ネジ軸５２９側）に付勢している。【０１１６】
また、戻しバネ受け部材５６４のフランジの対向する２カ所には、図２０に示すように、後述するロッド５７１，５７２が挿通される切欠き５６４Ａが形成され、各ロッド５７１，５７２が戻しバネ受け部材５６４と干渉しないように構成されている。
ニードル押し部材５６１の下端には、円柱状の磁石５６６が固定されている。【０１１７】
ここで、図１９，２０に示すように、フレーム５１１の上部フランジ５１１Ｃおよび下部フランジ５１１Ｂには、４つのガイド穴５１１Ｅが設けられている。これらの各ガイド穴５１１Ｅには、入口ロッド５７１および計量ロッド５７２が各ロッド５７１，５７２の軸方向（上下方向）に移動可能に挿通されている。
入口ロッド５７１は、２本設けられ、図２３〜２６に示すように、ネジ軸５２９の中心軸に対して点対称となる位置に配置されている。各入口ロッド５７１は、入口ナット５３０とともに上下方向に移動する入口ナット受板５３１に固定されている。従って、入口ロッド５７１は、第１モータ５２１の駆動によって入口ナット５３０が上下方向に移動されるのに伴い、入口ナット５３０と一体に上下方向に移動する。【０１１８】
計量ロッド５７２は、２本設けられ、図２３〜２５に示すように、ネジ軸５２９の中心軸に対して点対称となる位置に配置されている。各計量ロッド５７２は、計量ナット５４０とともに上下方向に移動する計量ナット受板５４２に固定されている。従って、計量ロッド５７２は、計量ナット５４０が上下方向に移動されるのに伴い、計量ナット５４０と一体に上下方向に移動する。【０１１９】
なお、入口ナット受板５３１には、入口ロッド５７１が挿通固定される挿通孔５３１Ａと、計量ロッド５７２が挿通可能な挿通孔５３１Ｂとが形成されている。
同様に、計量ナット受板５４２には、計量ロッド５７２が挿通固定される挿通孔５４２Ａと、入口ロッド５７１が挿通可能な挿通孔５４２Ｂとが形成されている。【０１２０】
各挿通孔５３１Ａ，５４２Ａにはすり割り溝が形成され、このすり割り溝を固定ボルト５４６で締め付ける割り締めにより、入口ロッド５７１、計量ロッド５７２は、入口ナット受板５３１、計量ナット受板５４２に対してそれぞれ移動不能に固定されている。
また、各挿通孔５３１Ｂ，５４２Ｂは、各ロッド５７１，５７２の直径よりも大きな直径の貫通孔とされ、計量ロッド５７２は入口ナット受板５３１に対して移動可能に設けられ、入口ロッド５７１は計量ナット受板５４２に対して移動可能に設けられている。【０１２１】
前記戻しバネ受け部材５６４の外側には、フランジ付きの円筒部材からなる計量押し部材５８２が配置されている。計量押し部材５８２のフランジには、前記計量ロッド５７２の下端がねじで固定されている。
また、計量押し部材５８２の外側には、円盤状の入口押し部材５８１が配置されている。入口押し部材５８１には、前記入口ロッド５７１の下端がねじで固定されている。【０１２２】
［ポンプ部の構成]
ポンプ部６００は、袋ナット６０２を介して継ぎ手５１５に着脱自在に取り付けられた容器６０１を備えている。
継ぎ手５１５内には、略円筒状の入口バネ受け部材６１０が配置され、入口バネ受け部材６１０内には略円筒状の計量ガイド部材６２０が配置され、計量ガイド部材６２０内にはニードルロッド６３０が配置されている。
すなわち、継ぎ手５１５および容器６０１内には、中心軸から外側に向かって同心円状に、ニードルロッド６３０、計量ガイド部材６２０、入口バネ受け部材６１０が３重に配置されている。【０１２３】
入口バネ受け部材６１０および継ぎ手５１５間には、入口バルブ戻しバネ６１１が介在されている。入口バネ受け部材６１０は、入口バルブ戻しバネ６１１によって上方に付勢され、常時、入口押し部材５８１に当接されている。
また、継ぎ手５１５の内周面には凹溝が形成され、Ｏリング等のシール材６１２が配置されている。これにより、入口バネ受け部材６１０および継ぎ手５１５間から駆動部５０１側に液が漏れないように構成されている。【０１２４】
計量ガイド部材６２０の上部には、リング磁石６２１が取り付けられている。このリング磁石６２１の磁力により、計量ガイド部材６２０は、計量押し部材５８２に対して着脱可能に取り付けられている。
計量ガイド部材６２０の外周面には凹溝が形成され、Ｏリング等のシール材６２２が配置されている。これにより、入口バネ受け部材６１０および計量ガイド部材６２０間から駆動部５０１側に液が漏れないように構成されている。【０１２５】
ニードルロッド６３０の上部には、磁石受け６３１が取り付けられている。このため、ニードルロッド６３０は、磁石５６６および磁石受け６３１間に働く磁力によって、ニードル押し部材５６１に対して着脱可能に取り付けられている。
ニードルロッド６３０の外周面には凹溝が形成され、Ｏリング等のシール材６３２が配置されている。これにより、計量ガイド部材６２０およびニードルロッド６３０間から駆動部５０１側に液が漏れないように構成されている。【０１２６】
入口バネ受け部材６１０には、２本の入口弁ロッド６１３の一端が固定されている。入口弁ロッド６１３の他端には、入口バルブ部材６１４が取り付けられている。
入口バルブ部材６１４は、フランジ付きの略円筒状に形成されており、その先端は、テーパ状に形成され、後述する容器６０１のテーパ状の内面に密着可能に構成されている。【０１２７】
計量ガイド部材６２０には、２本の計量プランジャロッド６２３の一端が固定されている。なお、計量プランジャロッド６２３の配置は、図２７にも示すように、液体吐出装置５００の軸直交方向において、各計量プランジャロッド６２３の配置方向が、各入口弁ロッド６１３の配置方向と直交するように配置されており、各ロッド６１３，６２３が互いに干渉しないように構成されている。
計量プランジャロッド６２３の他端には、計量プランジャ部材６２４が掛け渡されて固定されている。計量プランジャ部材６２４は、フランジ付きの略円筒状に形成されており、フランジ部分は入口弁ロッド６１３に干渉しないように略楕円板状に形成されている。この計量プランジャ部材６２４の下端側は、前記入口バルブ部材６１４の中心軸に形成された貫通孔内に挿入されている。【０１２８】
ニードルロッド６３０には、ロッド状のニードル６３３の一端が固定されている。
ニードル６３３の下端側は、計量プランジャ部材６２４の中心軸に形成された貫通孔内に挿入されている。そして、ニードル６３３の端面は球面状に形成され、後述する容器６０１に形成された吐出口６４２を開閉可能に構成されている。
なお、磁石５６６によって一体化されているニードル押し部材５６１、ニードルロッド６３０、ニードル６３３は、前記戻しバネ５６５によって上方に付勢されている。一方で、コイルバネ５２７によって、ネジ軸５２９、ブッシュ５６３、ベアリング５６２を介して、下方に付勢されている。ここで、コイルバネ５２７の付勢力は、戻しバネ５６５の付勢力よりも大きく設定されているので、ニードル６３３は、通常は、吐出口６４２に当接して吐出口６４２を閉塞している。【０１２９】
容器６０１は、一端側が袋ナット６０２を介して継ぎ手５１５に取り付けられた容器本体６０１Ａと、容器本体６０１Ａの他端に取り付けられたバルブシート６４０とを備えている。そして、この容器６０１内の空間によって液体収納空間が形成されている。
バルブシート６４０の容器６０１内に面する一端面（内面）側は、徐々に直径が小さくなるテーパ孔部６４１が形成され、このテーパ孔部６４１およびバルブシート６４０の他端面間は吐出口６４２が貫通して形成されている。
吐出口６４２はバルブシート６４０に固定されたノズル６４３に連通され、容器６０１内の液体はバルブシート６４０の吐出口６４２、ノズル６４３を介して液体吐出装置５００外部に吐出されるように構成されている。【０１３０】
なお、容器６０１内への液体の供給は、容器６０１を継ぎ手５１５から取り外して行ってもよいが、本実施形態では容器６０１を取り外さずに液体を供給できるように、容器６０１内部に連通するポート６０３が形成されている。すなわち、ポート６０３にはチューブ（図示略）を介して外部容器（図示略）が接続されている。この外部容器には、外部容器内の液面レベルを検出する液面計（図示略）が設けられている。また、液面計で検出される液面レベルに応じて制御されるバルブによって液体をタンクから外部容器内に供給できるように構成されている。このように構成すれば、外部容器内の液面レベルが所定レベルまで低下した場合にはバルブを開いて外部容器内に液体を供給し、所定のレベルまで充填されたらバルブを閉じるように制御することで、外部容器からチューブを介して容器６０１に常時液体を供給することができる。このため、液体吐出装置５００を２４時間連続して自動的に運転し続けることができる。【０１３１】
ここで、吐出口６４２の開口に当接して吐出口６４２を開閉可能なニードル６３３により吐出口開閉部材が構成され、テーパ孔部６４１に当接して容器６０１内から吐出口６４２に連通される液体供給部を開閉可能な入口バルブ部材６１４により供給部開閉部材が構成されている。また、後述するように、入口バルブ部材６１４がテーパ孔部６４１に当接して供給部を閉塞し、かつ、吐出口６４２が開口された状態で計量プランジャ部材６２４が吐出口６４２側に移動すると、入口バルブ部材６１４内に区画された液体が吐出口６４２から吐出するため、計量プランジャ部材６２４により吐出用部材が構成されている。【０１３２】
また、供給部開閉部材である入口バルブ部材６１４を下方（第１方向）および上方（第２方向）に移動する入口弁ロッド６１３、入口バネ受け部材６１０、入口バルブ戻しバネ６１１、入口押し部材５８１、入口ロッド５７１、入口ナット受板５３１、入口ナット５３０、ネジ軸５２９、第１モータ５２１等によって供給部開閉用駆動手段が構成されている。
さらに、吐出用部材である計量プランジャ部材６２４を上下方向に移動する計量プランジャロッド６２３、計量ガイド部材６２０、計量押し部材５８２、計量ロッド５７２、計量ナット受板５４２、計量ナット５４０、中間歯車５４４、モータギヤ５５０、モータギヤ軸５５１、第２モータ５２２等によって吐出用駆動手段が構成されている。
また、容器６０１、継ぎ手５１５、フレーム５１１等を含んで液体吐出装置５００の本体が構成されている。【０１３３】
［吐出動作説明］
次に、本実施形態の液体吐出装置５００における液体の吐出動作について、図２８から図４７の動作説明図および図４８のタイミングチャートをも参照して説明する。なお、図２９，３１，３３，３５，３７，３９，４１，４３，４５，４７の各図は、図２７のＦ−Ｆ線に沿った断面図とされ、入口弁ロッド６１３および計量プランジャロッド６２３が共に表示されるようにしている。
また、図４８のタイミングチャートにおいて、Ｓは近接センサ５３６からの検出信号、Ｍ１−ＣＷは第１モータ５２１をＣＷ方向に回転する信号、Ｍ１−ＣＣＷは第１モータ５２１をＣＣＷ方向に回転する信号、Ｍ１−Ｚは第１モータ５２１のＺ相の信号、Ｍ２−ＣＷは第２モータ５２２のＣＷ方向の信号、Ｍ２−ＣＣＷは第２モータ５２２のＣＣＷ方向の信号、Ｍ２−Ｚは第２モータ５２２のＺ相の信号を表す。
また、Ｔ３１からＴ４１は、それぞれ、原点設定作業開始時（Ｔ３１）、入口ナット５３０の上方への移動に伴い近接センサ５３６がオンされた状態（Ｔ３２）、第１モータ５２１のＺ相の検出時（Ｔ３３）、計量ナット５４０の移動に伴い近接センサ５３６がオンされた状態（Ｔ３４）、第２モータ５２２のＺ相の検出時（Ｔ３５）、ポンプ動作の原点状態（Ｔ３６）、吸入工程完了時（Ｔ３７）、入口バルブ閉および吐出口開状態への第１バルブ切替工程完了時（Ｔ３８）、吐出工程完了時（Ｔ３９）、入口バルブ開および吐出口閉状態への第２バルブ切替工程完了時（Ｔ４０）、原点復帰状態（Ｔ４１）を表す。【０１３４】
［原点設定］
本実施形態では、各モータ５２１，５２２の回転動作を駆動パルス数で制御するため、最初に各モータ５２１，５２２の原点設定を行っている。
原点設定処理の開始時は、図２８，２９に示すように、吐出口６４２は、コイルバネ５２７によって付勢されるニードル６３３が当接することで閉じられた状態とされている。
そして、原点設定処理が開始されると、駆動制御装置は、２台のモータ５２１，５２２をＣＣＷ（Counter Clock Wise、モータの出力軸から見て反時計方向）に回転する。第１モータ５２１の回転に伴いネジ軸５２９がＣＣＷ方向に回転すると、図３０，３１に示すように、入口ナット５３０は上方に移動する。一方、計量ナット５４０は、第２モータ５２２のＣＣＷ方向の回転に伴い、モータギヤ軸５５１、モータギヤ５５０、中間歯車５４４を介してＣＣＷ方向に回転するため、ネジ軸５２９および計量ナット５４０が同方向にかつ同速度で回転し、計量ナット５４０は上下方向に移動せず、同じ位置に停止している。【０１３５】
入口ナット５３０の上方への移動に伴い、センサ頭５３５が近接センサ５３６に徐々に近接し、所定の距離まで近づくと、近接センサ５３６がオンされて検出信号が出力される。【０１３６】
近接センサ５３６がオンされると、駆動制御装置は、２台のモータ５２１，５２２をＣＷ（Clock Wise、モータの出力軸から見て時計方向）に回転する。
第１モータ５２１のＣＷ方向の回転に伴い、図３２，３３に示すように、入口ナット５３０は下方に移動し、センサ頭５３５が近接センサ５３６から徐々に離れて近接センサ５３６の出力はオフとなる。
近接センサ５３６の出力がオフとなった後、第１モータ５２１からその出力軸１回転につき１パルス出力されるＺ相（Ｃ相）の信号を検出し、出力パルスを検出した時点で第１モータ５２１を停止し、その位置を第１モータ５２１の原点位置に設定する。すなわち、第１モータ５２１によって動作される入口ナット５３０および入口バルブ部材６１４が、図３２，３３に示す位置にある状態を原点位置とする。【０１３７】
一方、各モータ５２１，５２２がＣＷ方向に回転されている場合にも、ネジ軸５２９と計量ナット５４０の回転方向が同方向でかつ同速度に回転するため、計量ナット５４０は上下方向に移動せず、同じ位置に停止している。【０１３８】
駆動制御装置は、第１モータ５２１のＺ相が検出されて第１モータ５２１が停止されるのと同時に、第２モータ５２２をＣＣＷ方向に回転駆動する。計量ナット５４０は、ネジ軸５２９が停止されている状態で、第２モータ５２２によってＣＣＷ方向に回転されると、図３４，３５に示すように、下方に移動する。そして、計量ナット５４０と一体に移動する計量ナット押さえ部材５４３がニードル押し部材５６１に当接すると、ニードル押し部材５６１はコイルバネ５２７で付勢されて下方のストロークエンドの位置に達していてそれ以上下方に移動できないため、前記コイルバネ５２７の付勢力に抗してネジ軸５２９が上方に移動する。すなわち、ネジ軸５２９はブッシュ５６３に対して上方に移動する。
ネジ軸５２９が上方に移動すると、ネジ軸５２９に対して回転していない入口ナット５３０もネジ軸５２９と共に上方に移動し、センサ頭５３５が近接センサ５３６に近接する。
この際、ニードル押し部材５６１は計量ナット５４０と一体で移動する計量ナット押さえ部材５４３に押されているため、ネジ軸５２９が上方に移動してもニードル６３３は吐出口６４２に当接した状態のままに維持される。【０１３９】
センサ頭５３５が近接して近接センサ５３６から検出信号が出力されると、駆動制御装置は、第２モータ５２２をＣＷ方向に回転駆動する。すると、図３６，３７に示すように、計量ナット５４０がＣＷ方向に回転し、ネジ軸５２９は下方に移動する。同時に、センサ頭５３５が近接センサ５３６から離れるため、近接センサ５３６からの検出信号もオフ信号となる。
この近接センサ５３６の出力がオフとなった後、第２モータ５２２からその出力軸１回転につき１パルス出力されるＺ相（Ｃ相）の信号を検出し、出力パルスを検出した時点で第２モータ５２２を停止し、その位置を第２モータ５２２の原点位置に設定する。【０１４０】
なお、第２モータ５２２を原点位置に設定する間も、コイルバネ５２７で付勢されたネジ軸５２９またはこのネジ軸５２９に螺合されている計量ナット５４０と一体のニードル押し部材５６１のいずれかが、前記ニードル押し部材５６１に当接して付勢しているので、ニードル６３３は吐出口６４２を塞いだ状態に維持される。【０１４１】
［原点状態（初期状態）］
以上の処理により、各モータ５２１，５２２の原点が設定され、液体吐出装置５００は図３６，３７（図３８，３９も同じ）に示す原点状態に設定される。また、その後の動作は、各モータ５２１，５２２に入力する駆動パルス数によって制御することになる。
なお、運転開始前即ち液体吐出装置５００の停止状態（原点状態）においては、図３９に示すように、ニードル６３３が吐出口６４２の開口部分に当接して吐出口６４２を閉鎖する状態に設定されている。また、本実施形態では、原点状態において、計量ナット５４０とともに移動する計量プランジャ部材６２４は下方ストロークエンドの位置にあるが、この位置においてバルブシート６４０のテーパ孔部６４１から僅かに離れた位置となるように、計量プランジャロッド６２３やニードル６３３の長さ寸法などが設定されている。【０１４２】
さらに、原点状態において、入口ナット５３０とともに上下動する入口バルブ部材６１４は、その先端がバルブシート６４０のテーパ孔部６４１から所定距離離れた位置となるように入口弁ロッド６１３や入口バルブ部材６１４の長さ寸法などが設定されている。【０１４３】
［吸入（計量）工程］
次に、駆動制御装置は、第１モータ５２１を停止したまま、第２モータ５２２のみをＣＷ方向に、予め設定された吐出設定パルス数分だけ回転駆動する。
すると、第２モータ５２２の回転駆動に伴い、図４０，４１に示すように、計量ナット５４０が上方に所定のストローク量だけ移動する。その結果、計量ナット受板５４２、計量ロッド５７２、計量押し部材５８２、計量ガイド部材６２０、計量プランジャロッド６２３、計量プランジャ部材６２４も上方に移動し、計量プランジャ部材６２４の先端が吐出設定パルス数に応じた位置に移動する。【０１４４】
［第１バルブ切替工程］
次に、駆動制御装置は、第２モータ５２２を停止し、同時に第１モータ５２１を切替設定パルス数分だけＣＷ方向に回転駆動する。
すると、図４２，４３に示すように、入口ナット５３０および計量ナット５４０は共に下方に移動する。入口ナット５３０が下方に移動すると、入口ナット受板５３１、入口ロッド５７１、入口押し部材５８１、入口バネ受け部材６１０、入口弁ロッド６１３、入口バルブ部材６１４も下方に移動する。
そして、入口バルブ部材６１４がバルブシート６４０のテーパ孔部６４１に当接することで、液体供給部（入口バルブ）が閉じられる。【０１４５】
また、入口バルブ部材６１４がテーパ孔部６４１に当接した状態でさらに第１モータ５２１がＣＷ方向に回転されると、入口バルブ部材６１４がテーパ孔部６４１に当接していることで、入口ナット５３０はそれ以上下方に移動できないため、ネジ軸５２９がコイルバネ５２７の付勢力に抗して上方に移動する。ネジ軸５２９が上方に移動すると、戻しバネ５６５の付勢力でニードル押し部材５６１、ニードルロッド６３０、ニードル６３３も上方に移動し、ニードル６３３で塞がれていた吐出口６４２が開口される。すなわち、出口バルブが開かれ、吐出口６４２が開口される。なお、ニードル６３３による吐出口６４２の開度は、ネジ軸５２９の移動量つまり第１モータ５２１のＣＷ方向の切替設定パルス数によって設定される。
従って、入口バルブが開かれ、かつ出口バルブが閉じられた状態から、入口バルブが閉じられ、かつ出口バルブが開かれた状態に切り替えられるため、バルブの切替工程が実行される。また、バルブの切替は、第１モータ５２１の回転駆動によって入口バルブ部材６１４をバルブシート６４０に当接させた後、さらに第１モータ５２１を回転駆動してネジ軸５２９を移動することで機械的に行われるので、一方のバルブは必ず閉じられた状態にあり、容器６０１内と吐出口６４２とが直接連通されることはない。【０１４６】
また、計量ナット５４０は、第１モータ５２１のＣＷ方向の回転に伴い下方に移動しようとするが、前述の通り、入口バルブ部材６１４がテーパ孔部６４１に当接した後は、ネジ軸５２９が上方に移動し、計量ナット５４０の下方への移動が打ち消されるので、同じ高さに維持され、計量プランジャ部材６２４の位置も変化しない。
すなわち、計量プランジャ部材６２４は、図４３に示すバルブ切替工程終了時には、吸入工程完了時の位置（図４１の位置）から、入口バルブ部材６１４がテーパ孔部６４１に当接する位置まで移動するストローク分だけ下方に移動している。【０１４７】
［吐出工程］
次に、制御装置は、第１モータ５２１を停止し、同時に第２モータ５２２をＣＣＷ方向に吐出設定パルス数（前記吸入工程における吐出設定パルス数と同じパルス数）だけ回転駆動する。すると、計量ナット５４０は、吐出設定パルス数に応じて下方に移動し、図４５に示すように、計量プランジャ部材６２４も吐出口６４２側に移動する。【０１４８】
この際、入口バルブは閉じられ、出口バルブが開かれているので、計量プランジャ部材６２４の移動に伴い、液体が吐出口６４２を介してノズル６４３から吐出される。
本実施形態では、吐出量は、計量プランジャ部材６２４の移動量によって設定され、この移動量は、第２モータ５２２を駆動する際の吐出設定パルス数に基づいて決められる。つまり、本実施形態では、吐出工程終了時の計量プランジャ部材６２４の移動終了位置は固定し、計量プランジャ部材６２４の移動開始位置を前記吐出設定パルス数で調整することで、吐出工程時の計量プランジャ部材６２４の移動量つまりは吐出量を調整している。従って、吸入（計量）工程において第２モータ５２２を駆動するパルス数を調整するだけで吐出量を自由に調整できるため、吐出液量の計量が行われることになる。【０１４９】
また、図４４に示すように、吐出工程の完了時には、計量ナット５４０および計量ナット押さえ部材５４３は、下方に移動してニードル押し部材５６１に当接する位置まで移動するため、吐出完了時には、ニードル６３３も吐出口６４２に当接して吐出口６４２を閉じることになる。【０１５０】
［第２バルブ切替工程］
次に、駆動制御装置は、第２モータ５２２を停止し、同時に第１モータ５２１をＣＣＷ方向に切替設定パルス数（前記バルブ切替工程における切替設定パルス数と同じ）だけ回転駆動する。
すると、入口ナット５３０はネジ軸５２９に対して上方に移動する。但し、ネジ軸５２９はコイルバネ５２７で下方に付勢されているので、ネジ軸５２９がブッシュ５６３に当接するまではネジ軸５２９が相対的に下方に移動する。このネジ軸５２９が、ニードル押し部材５６１のブッシュ５６３に当接するまでは、入口バルブ部材６１４はテーパ孔部６４１に当接したままである。
そして、ネジ軸５２９がブッシュ５６３に当接して下方に移動できない状態になると、入口ナット５３０および入口バルブ部材６１４が上方に移動して入口バルブが開かれる。【０１５１】
また、計量ナット５４０は、第１モータ５２１がＣＣＷ方向に回転されるのに伴い上方に移動するが、ネジ軸５２９を介してコイルバネ５２７で下方に付勢されているので、ネジ軸５２９がブッシュ５６３に当接するまではネジ軸５２９が相対的に下方に移動し、計量ナット５４０は計量ナット押さえ部材５４３がニードル押し部材５６１に当接した状態に維持される。
そして、ネジ軸５２９がブッシュ５６３に当接して下方に移動できない状態になった後も第１モータ５２１の回転が続いていれば、計量ナット５４０は上方に移動する。
そして、原点状態から第１モータ５２１はＣＷ方向およびＣＣＷ方向にそれぞれ同じ切替設定パルス数だけ駆動され、第２モータ５２２もＣＷ方向およびＣＣＷ方向にそれぞれ同じ吐出設定パルス数だけ駆動されるため、図４６，４７に示すように、各モータ５２１，５２２やナット５３０，５４０等の各部材は原点状態（図３８，３９の状態）に復帰することになる。【０１５２】
以上の工程を繰り返すことで、所定量の液体が順次吐出されることになる。また、各液体吐出工程において、吐出設定パルス数を調整することで、液体の１回毎の吐出量を調整することができる。さらに、各モータ５２１，５２２に入力される駆動パルスの周波数等を調整することで入口バルブ部材６１４、計量プランジャ部材６２４、ニードル６３３の駆動スピードが制御され、液体吐出のサイクルタイムを調整することができる。【０１５３】
このような第３実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）２台のモータ５２１，５２２、ボールねじ（ネジ軸５２９および各ナット５３０，５４０）およびコイルバネ５２７、戻しバネ５６５等を利用して入口バルブ部材６１４、計量プランジャ部材６２４、ニードル６３３の３つの部材を駆動しているので、例えば、３台のモータを用いて各部材を駆動する場合に比べて、液体吐出装置５００を小型、軽量化することができる。
従って、各種製品の生産ラインにおいて、接着剤や各種ペースト等の吐出に本実施形態の液体吐出装置５００を利用する際にも、ロボットのアームに取り付けて、高速、高加速度で移動させることができ、生産ラインのタクトタイムの短縮を実現でき、生産性向上に寄与することができる。【０１５４】
（２）モータ５２１，５２２を利用して入口バルブ部材６１４、計量プランジャ部材６２４、ニードル６３３等を駆動しているので、エアシリンダ駆動に比べて高速に液体吐出動作を実現できる。さらに、モータ５２１，５２２は、エアシリンダ駆動に比べて発生力が大きいため、ノズルを細くして抵抗が増えても液体を飛ばして吐出することができる。このため、例えば、０．０１マイクロリットルの水でもきれいに飛ばすことができ、安定した動作を実現できる。
その上、吐出工程は、ニードル６３３が吐出口６４２を塞ぐことで終了するため、吐出液の液切れを良くでき、この点でも液をきれいに飛ばすことができ、吐出量の精度を向上できかつ安定した吐出動作を実現できる。【０１５５】
（３）吐出液の液量は、各モータ５２１，５２２を駆動する駆動パルス数で容易にかつ正確に調整できる。このため、吐出動作中であっても１回の吐出動作毎の吐出量を自動的に調整することができる。従って、例えば、基板上に複数の電子部品を取り付ける工程において、各電子部品の取付場所毎に異なる液量の接着剤を塗布するために、基板上に吐出する液体の量を変更する場合や、複数の製品が混在して送られる生産ラインにおいて、製品毎に液体の吐出量を変更しなければならない場合でも、容易に対応でき、使い勝手のよい液体吐出装置５００を提供できる。【０１５６】
（４）また、各モータ５２１，５２２を駆動する際に、駆動パルス数のみで制御し、センサ類を用いて駆動制御していないので、センサ検出時の誤差が駆動精度に影響することを防止でき、精度の高い駆動制御が可能となる。【０１５７】
（５）さらに、各モータ５２１，５２２の原点を設定する際に、１つの近接センサ５３６のみで原点設定できるように制御したため、センサ部品数を少なくでき、コストも低減できる。【０１５８】
（６）本実施形態では、計量プランジャ部材６２４のストロークのみで液体の吐出量が設定されるため、外気温などによって容器６０１等が膨張しても吐出量の精度はその影響を受けず、極微量であっても精度の高い液量を吐出できる。【０１５９】
（７）本実施形態では、磁石５６６、６２１や戻しバネ５６５，６１１等を設けているので、容器６０１および継ぎ手５１５を取り外せば、入口バネ受け部材６１０、入口弁ロッド６１３、入口バルブ部材６１４を簡単に取り外すことができ、さらに、計量ガイド部材６２０、計量プランジャロッド６２３、計量プランジャ部材６２４を簡単に取り外すことができ、さらに、ニードルロッド６３０、ニードル６３３を簡単に取り外すことができる。このため、入口バルブ部材６１４、計量プランジャ部材６２４、ニードル６３３を取り外して洗浄することも容易に行え、メンテナンス作業を簡単にかつ効率的に行うことができる。【０１６０】
（８）ペーストのように高粘度の液体では、ポンプ部と吐出口６４２が離れていると液体の吐出に遅れが生じるが、本実施形態によれば、液体を吐出するニードル６３３等を有するポンプ部と、吐出口６４２が極めて近いので、液体の吐出の遅れがない。
また、沸点が低く気化しやすいアルコール等の溶剤は、ポンプ内への吸入時あるいはチェック弁通過時等、流れが複雑になる時に泡が発生しやすく、この泡が溜まってしまい液体が吐出されない場合がある。しかし、本実施形態によればポンプ部と吐出口６４２が極めて近く、液体の流れも複雑でないので、泡が発生することもなく、液体を正常に吐出できる。【０１６１】
（９）入口バルブ部材６１４をニードル６３３の外側かつ同心円状に設けたので、液体吸入路より入口バルブ部材６１４内に液体を吸入する際の吸入面積を広くすることができ、液体の吸入時間、つまりは作業時間を短くできる。【０１６２】
（10）高粘度の液体を高速で吐出するには、液体を高圧で押し出す必要があるが、駆動源としてモータ５２１，５２２の機械的な駆動力を用いているので、エアシリンダを駆動源とした場合に比べて、駆動力が高くなり、液体を高速で吐出できる。
また、液体を基板等の被付着物より離れた上方から吐出できるので、液体吐出装置５００の外部に赤外線等のセンサを設けることにより、吐出が行われたかを確認できる。
液体吐出装置５００には、チェック弁を設けていないので、液体を加圧して送ることができる。従って、粘性の高い液体であっても液体吐出装置５００内への供給が容易である。
【０１６３】
なお、本発明は前記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲の変形は本発明に含まれるものである。
例えば、入口バルブ部材３１３、計量プランジャ部材３２３、ニードル３３３の形状等は、前記第１〜３実施形態のものに限定されず他の形状等でもよく、要するに、ニードル３３３、計量プランジャ部材３２３、入口バルブ部材３１３の順に内側から外側に同心円状に配置されていればよい。【０１６４】
前記第１、２実施形態では、図６Ａ、図７Ａに示す状態を液体吐出装置１の停止状態、つまり原点状態としていたが、吐出する液体の種類等によっては、図８Ａ、図９Ａに示す状態を原点状態としてもよい。  同様に、前記第３実施形態では、図３８，３９に示す状態を液体吐出装置５００の停止状態、つまり原点状態としていたが、吐出する液体の種類等によっては、第４２，４３に示す状態を原点状態としてもよい。
これらの場合、液体吐出装置１の駆動と同時に液体を吐出できるという効果がある。この基準状態の選択は、制御装置で制御できるようにすれば、種々の液体に対応できる。
その他、ポンプホルダ２、駆動部台３、容器４の形状等は前記各実施形態の形状等に限定されるものではなく、他の形状等でもよい。【０１６５】
前記各実施形態では、容器４，６０１を設けていたが、容器４，６０１を設けずに、入口バルブ部材３１３，６１４部分に外部のタンクに連通するパイプ等を設けて、入口バルブ部分に直接液体を供給するように構成してもよい。【０１６６】
前記第１，２実施形態では、圧電素子支持板１２と、圧電素子支持板１２とは別部材の駆動アーム部材１５Ａ，１５Ｂとで圧電素子支持部材を構成していたが、これらを一体で製造したものを圧電素子支持部材としてもよい。【０１６７】
さらに、前記第１，２実施形態では、基端部１２２Ａ，１２２Ｂおよび変位拡大部間に寸法調整手段を設けていたが、圧電素子支持板１２を精度良く加工することで、寸法調整手段を無くしても良い。また、寸法調整手段としては、前記実施形態の構成に限らず、長さ寸法を調整できるものであればよい。【０１６８】
前記第１，２実施形態では、圧電素子１４Ａ，１４Ｂに印加する第１設定値の電圧は「０」としていたが、所定の値の電圧を印加するようにしてもよい。要するに、第１設定値を印加した状態から第２設定値を印加した状態間で圧電素子１４Ａ，１４Ｂの長さ寸法が変化するように各電圧値を設定すればよい。【０１６９】
前記第２実施形態では、第２ヒンジ部１２５にひずみゲージ１０１Ａ〜１０４Ｂを貼り付けていたが、他のヒンジ部１２３，１２６，１２８に貼り付けてもよく、要するに圧電素子１４Ａ，１４Ｂの伸縮に応じて変形する部分に設ければよい。但し、最も変形量が大きく、かつ、ひずみゲージ１０１Ａ〜１０４Ｂを貼り付けるスペースを確保しやすい第２ヒンジ部１２５に設けることが好ましい。
また、第２実施形態では、２つの第２ヒンジ部１２５にそれぞれひずみゲージ１０１Ａ〜１０４Ｂを取り付けていたが、例えば、一方の第２ヒンジ部１２５のみにひずみゲージを取り付けて、計量プランジャ部材３２３の移動量のみ、あるいは入口バルブ部材３１３やニードル３３３の動作のみを検出してもよい。但し、両方の第２ヒンジ部１２５にひずみゲージ１０１Ａ〜１０４Ｂを取り付けた方が液体吐出装置１Ａを高精度に駆動制御できる点で好ましい。
なお、前記第１実施形態の液体吐出装置１においても、ひずみゲージ１０１Ａ〜１０４Ｂを設けて制御してもよい。但し、圧電素子１４Ａ，１４Ｂの動作（変位量）は、同じ種類の液体を吐出する場合のように、液体吐出動作時に計量プランジャ部材３２３等に加わる力が殆ど変化しなければ、駆動電圧で精度良く制御できるので、第１実施形態のように、ひずみゲージ１０１Ａ〜１０４Ｂを設けなくても精度の高い液体吐出を行うことは十分に可能である。【０１７０】
第２実施形態では、計量工程の完了時の計量プランジャ部材３２３の位置を、前記ひずみゲージ１０１Ａ〜１０４Ｂを用いて検出し、次の計量工程時に圧電素子１４Ａ，１４Ｂに加える電圧値を制御していたが、ひずみゲージ１０１Ａ〜１０４Ｂの出力をリアルタイムに処理して圧電素子１４Ａ，１４Ｂに加える電圧値を制御してもよい。例えば、計量プランジャ部材３２３の移動を開始した時点から第２ヒンジ部１２５の曲げひずみ量をリアルタイムで検出し、その曲げひずみ量が所定量になった時点、つまり計量プランジャ部材３２３が所定量移動した時点で圧電素子１４Ａ，１４Ｂの駆動を停止することで、吐出量を調整してもよい。  【０１７１】
前記第３実施形態では、１つの近接センサ５３６のみで２つのモータ５２１，５２２の原点設定を行っていたが、２つのセンサを設けて、各モータ５２１，５２２毎の原点位置、つまり入口ナット５３０、計量ナット５４０の原点位置をそれぞれ検出することで原点設定してもよい。このように２つのセンサを設けた場合には、図３４に示すように、計量ナット押さえ部材５４３をニードル押し部材５６１に当接してネジ軸５２９を上方に移動させることで、第２モータ５２２の原点位置を調整する必要がなくなるため、計量ナット押さえ部材５４３がニードル押し部材５６１に当接する位置を原点位置に設定する必要も無くなる。
【０１７２】
本発明の液体吐出装置１，１Ａ，５００は、圧電素子１４Ａ，１４Ｂや各モータ５２１，５２２の駆動を制御することで、例えば、はんだ等の液体を部品の形状などに合わせて吐出して短い線書きに使用することもできる。特に、計量プランジャ部材３２３，６２４の移動量をひずみゲージ１０１Ａ〜１０４Ｂなどを用いてリアルタイムに検出していれば、確実にかつ精度よく液体を線書きすることができる。【０１７３】
また、本発明の液体吐出装置１，１Ａ，５００は、電子部品の製造装置に組み込んで利用してもよい。すなわち、電子部品の製造装置は、前述の液体吐出装置１，１Ａ，５００と、この液体吐出装置１の容器４，６０１内に液体を供給する液体供給手段と、前記液体吐出装置１，１Ａ，５００の駆動手段を制御する制御装置とを備えて構成され、前記液体供給手段から供給される液体を前記液体吐出装置１，１Ａ，５００を介してノズル４３，６４３から吐出して電子部品を製造するものとすればよい。
このような電子部品の製造装置では、極微量の液体を精度良く移送できる前述の液体吐出装置１，１Ａ，５００を用いているので、前記ノズル４３、６４３から極微量の液体を高精度に吐出できる。
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
本発明は、微量の液体を高速に吐出でき、吐出量を自動的に調整でき、構造も簡易にできて製造コストを抑えることができ、容易に小型化でき、半導体製造や薬液分注などの分野で用いられる液体吐出装置に利用できる。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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