(57)【要約】【課題】負圧の発生を抑制でき、吐出液への泡の混入を抑えることができる液体吐出装置の提供。【解決手段】液体吐出装置１は、ポンプブロック３０と、吐出口３１２を有するバルブシート３１と、吐出口を開閉するニードルバルブ４０と、液体の吐出、吸入を行う計量シール５０と、入口バルブ６０と、駆動機構と、入口バルブ６０およびポンプブロック３０間に配置されたシール部材７５とを備える。シール部材７５は、入口バルブ６０の外周面に沿ってスライド移動可能に設けられる。入口バルブ６０で液体吸入路Ｃが閉じられ、入口バルブ６０の外周側の液体供給空間Ａに吸入ポート３３１から液体が供給されている状態では、シール部材７５はバルブシート３１から離れる方向に移動する。液体吸入路Ｃが開かれ、計量シール５０の移動により液体が吸入されると、シール部材７５はバルブシート３１に近づく方向に移動する。【選択図】図２
2013130173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に形成されて内部に液体供給空間を備え、前記液体供給空間の側面に連通する液体導入孔が形成されたポンプブロックと、
前記ポンプブロックの一方の開口に取り付けられてその開口を塞ぐとともに、前記液体供給空間に開口する吐出口が形成されたバルブシートと、
前記液体供給空間内に配置され、前記吐出口に向かって進退されて吐出口に当接あるいは吐出口から離れることで吐出口を開閉する吐出口開閉部材と、
前記液体供給空間内において前記吐出口開閉部材の外側に同心円状に配置され、前記バルブシートに向かって進退されて液体の吐出および吸入を行う吐出用部材と、
前記液体供給空間内において前記吐出用部材の外側に同心円状に配置され、前記バルブシートに向かって進退されて前記バルブシートに当接あるいは離れることで液体吸入路を開閉する吸入路開閉部材と、
前記吐出口開閉部材、吐出量部材、吸入路開閉部材をそれぞれ所定動作で駆動させる駆動機構と、
前記吸入路開閉部材の外周面および前記液体供給空間に面するポンプブロックの内周面間に配置されて液体供給空間内の液体が前記駆動機構側に漏れることを防止するシール部材と、を備え
前記シール部材は、
前記吸入路開閉部材の外周面に沿ってスライド移動可能に設けられ、
前記吸入路開閉部材で液体吸入路が閉じられており、吸入路開閉部材の外周側の液体供給空間に前記液体導入孔から液体が供給されている状態では、前記バルブシートから離れる方向に移動し、
前記吸入路開閉部材が前記バルブシートから離れる方向に移動されて液体吸入路が開かれ、前記吐出用部材が前記バルブシートから離れる方向に移動されて前記液体吸入路から液体を吸入する際に、前記バルブシートに近づく方向に移動する
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出装置において、
前記シール部材の移動量は、シール部材の移動による容積の変動量が、前記吐出用部材の移動によって吸入される液体の容量以上となる移動量に設定されている
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体吐出装置において、
前記シール部材を前記バルブシート側に付勢する付勢手段を備え、
前記シール部材は、
前記吸入路開閉部材で液体吸入路が閉じられており、吸入路開閉部材の周囲の液体供給空間に前記液体導入孔から液体が供給されている状態で、前記液体から前記シール部材に加わる圧力が前記付勢手段の付勢力よりも大きくなると前記圧力で前記バルブシートから離れる方向に移動し、
前記吸入路開閉部材が前記バルブシートから離れる方向に移動されて液体吸入路が開かれ、前記吐出用部材が前記バルブシートから離れる方向に移動されて前記液体吸入路から液体を吸入することで、前記液体から前記シール部材に加わる圧力が前記付勢手段の付勢力よりも小さくなると、前記付勢手段の付勢力で前記バルブシートに近づく方向に移動する
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に係り、銀ペースト、アルコール、熱硬化型エポキシ樹脂、電池やコンデンサの電解液、グリース、液晶溶液等の各種液体の吐出装置（ディスペンサやポンプ）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、本出願人は、吐出用開閉バルブ、吐出用部材、供給部開閉バルブを同心円状に配置したプランジャポンプ式の液体吐出装置を既に提案している（特許文献１参照）。
【０００３】
前記特許文献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バルブと、液体を吐出する吐出口を開閉する吐出口開閉バルブと、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バルブ、吐出用部材、吸入路開閉バルブの順に同心円状に配置し、これらの吐出口開閉バルブ、吐出用部材および吸入路開閉バルブ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、前記吸入路開閉バルブ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バルブを閉じて吐出液を計量し、吐出口開閉バルブ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、最後に吐出口開閉バルブを閉めて吐出動作を完了している。
この液体吐出装置は、吸入路開閉バルブを閉めることで吐出する液体を閉じ込めて容積計量することができ、吐出量が微量であっても吐出量を高精度に制御することができる。
【０００４】
この液体吐出装置には、外部のタンクなどから液体供給パイプを用いて液体を供給している。この際、通常は、タンクから液体吐出装置までスムーズに液体を供給できるように、液体供給パイプ内で液体を加圧して圧送している。
そして、前記液体吐出装置では、吸入路開閉バルブを開き、吐出用部材を吐出口から離れる方向に移動させると、液体吐出装置内において、吸入路開閉バルブの周囲の空間に供給されていた液体が吸入される。そして、吸入路開閉バルブの周囲の空間には、前記液体供給パイプから液体が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２５２１３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、吸入路開閉バルブの周囲からの液体の吸入は、吸入路開閉バルブの周囲３６０度の範囲から行われるのに対し、液体供給パイプから吸入路開閉バルブの周囲の空間への液体の供給はパイプが接続された液体導入孔の１箇所のみから行われる。
このため、吸入路開閉バルブの周囲の空間への液体の流入に遅れが生じ、吐出用部材の移動による吸入路開閉バルブ内への液体の吸入にも遅れが生じ、液体吸入路に負圧が発生する虞があった。液体吸入路に負圧が発生すると、リップシールなどで液体吸入路と区画された駆動機構側から液体内に空気を巻き込む虞があり、吐出液に泡が混入してしまう虞があった。
【０００７】
本発明の目的は、負圧の発生を抑制でき、吐出液への泡の混入を抑えることができる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】
【０００８】
本発明の液体吐出装置は、筒状に形成されて内部に液体供給空間を備え、前記液体供給空間の側面に連通する液体導入孔が形成されたポンプブロックと、前記ポンプブロックの一方の開口に取り付けられてその開口を塞ぐとともに、前記液体供給空間に開口する吐出口が形成されたバルブシートと、前記液体供給空間内に配置され、前記吐出口に向かって進退されて吐出口に当接あるいは吐出口から離れることで吐出口を開閉する吐出口開閉部材と、前記液体供給空間内において前記吐出口開閉部材の外側に同心円状に配置され、前記バルブシートに向かって進退されて液体の吐出および吸入を行う吐出用部材と、前記液体供給空間内において前記吐出用部材の外側に同心円状に配置され、前記バルブシートに向かって進退されて前記バルブシートに当接あるいは離れることで液体吸入路を開閉する吸入路開閉部材と、前記吐出口開閉部材、吐出量部材、吸入路開閉部材をそれぞれ所定動作で駆動させる駆動機構と、前記吸入路開閉部材の外周面および前記液体供給空間に面するポンプブロックの内周面間に配置されて液体供給空間内の液体が前記駆動機構側に漏れることを防止するシール部材と、を備え、前記シール部材は、前記吸入路開閉部材の外周面に沿ってスライド移動可能に設けられ、前記吸入路開閉部材で液体吸入路が閉じられており、吸入路開閉部材の外周側の液体供給空間に前記液体導入孔から液体が供給されている状態では、前記バルブシートから離れる方向に移動し、前記吸入路開閉部材が前記バルブシートから離れる方向に移動されて液体吸入路が開かれ、前記吐出用部材が前記バルブシートから離れる方向に移動されて前記液体吸入路から液体を吸入する際に、前記バルブシートに近づく方向に移動することを特徴とする。
【０００９】
このような本発明においては、吐出液が貯蔵されたタンクからパイプ等を介して液体が供給され、この液体は、液体導入孔を介して液体供給空間に供給される。この際、液体は加圧して送られる。特に、粘度の高い液体の場合、高い圧力で送られる。
吸入路開閉部材がバルブシートに当接して液体吸入路が閉じられている状態で、前記液体導入路から液体供給空間内に液体が供給されると、吸入路開閉部材の外周側の液体の圧力が高まる。この際、吸入路開閉部材の外周側に配置されたシール部材は、液体から加わる圧力等により、バルブシートから離れる方向に移動する。このシール部材が移動した後の空間には前記液体が充填される。
そして、吸入路開閉部材をバルブシートから離れる方向に移動して液体吸入路を開き、前記吐出用部材をバルブシートから離れる方向に移動すると、液体供給空間において吸入路開閉部材の外周側の液体が、前記液体吸入路から吸入路開閉部材の内周側に吸入される。この際、吸入側の液体の移動の遅れによって負圧が発生するおそれがあるが、吸入側の液体の圧力が低下するタイミングで前記シール部材がバルブシート側に移動し、前記シール部の移動後の空間に充填されていた液体を供給できる。従って、吸入側の液体の移動の遅れを緩和でき、負圧の発生も緩和することができる。すなわち、シール部材は、圧力の変動を押さえるダンパとして機能する。
さらに、このシール部材は、吸入路開閉部材の外周面に沿ってスライド移動するため、液体吸入路のすぐ近くにダンパ機構を配置でき、負圧の発生の効果的に緩和できる。
そして、液体供給空間において負圧の発生を抑えることができるため、液体内に空気を巻き込んで吐出液に泡が混入することを防止できる。
【００１０】
本発明において、前記シール部材の移動量は、シール部材の移動による容積の変動量が、前記吐出用部材の移動によって吸入される液体の容量以上となる移動量に設定されていることが好ましい。
【００１１】
ここで、シール部材の移動による容積の変動量とは、吸入路開閉部材の外周側の液体供給空間の容積の変動量を意味する。具体的には、シール部材でシールされる吸入路開閉部材の外周面およびポンプブロックの内周面間の空間の断面積に、前記シール部材の移動量を掛けて算出される容積である。すなわち、シール部材が最もバルブシートに近づいた位置から、バルブシートから離れた方向に移動したときに、その移動後の空間に充填される液体の容積である。
このような発明によれば、前記吐出用部材がバルブシートから離れる方向に移動して液体吸入路から吸入路開閉部材の内周側に液体が吸入された際に、その吸入によって液体供給空間内の液体が減少するが、その減少分は前記シール部材がバルブシート側に移動することで押し出される液体で補填できる。従って、吐出液が貯蔵されたタンクからパイプを介して供給される液体に遅れが生じた場合でも、前記シール部材の移動によって液体が補填されることでその影響を無くすことができる。従って、負圧の発生を防止でき、シール部から液体内に空気（泡）が混入することを防止できる。
なお、液体導入孔に液体を供給するパイプの径を大きくしたり、液体を圧送する際の圧力を高めることでも、液体の遅れをある程度解消でき、負圧の発生を抑制できるが、本発明を用いれば、負圧の発生をより一層防止できる。
【００１２】
本発明において、前記シール部材を前記バルブシート側に付勢する付勢手段を備え、前記シール部材は、前記吸入路開閉部材で液体吸入路が閉じられており、吸入路開閉部材の周囲の液体供給空間に前記液体導入孔から液体が供給されている状態で、前記液体から前記シール部材に加わる圧力が前記付勢手段の付勢力よりも大きくなると前記圧力で前記バルブシートから離れる方向に移動し、前記吸入路開閉部材が前記バルブシートから離れる方向に移動されて液体吸入路が開かれ、前記吐出用部材が前記バルブシートから離れる方向に移動されて前記液体吸入路から液体を吸入することで、前記液体から前記シール部材に加わる圧力が前記付勢手段の付勢力よりも小さくなると、前記付勢手段の付勢力で前記バルブシートに近づく方向に移動することが好ましい。
【００１３】
前記シール部材は、駆動機構を利用し、吸入路開閉部材や吐出用部材に連動して移動させてもよいが、本発明のように、コイルばね等の付勢手段と、液体の圧力とのバランスによってシール部材を移動させるようにすれば、シール部材の駆動機構を省略できて構造を簡易にでき、コストも低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の液体吐出装置を示す正面図である。
【図２】前記実施形態の要部を示す断面図である。
【図３】前記実施形態の駆動部を示す断面図である。
【図４】前記実施形態のポンプ部を示す断面図である。
【図５】前記実施形態の原点状態を示す断面図である。
【図６】前記実施形態の吸入工程を示す断面図である。
【図７】前記実施形態の計量工程を示す断面図である。
【図８】前記実施形態の吐出工程の吐出口開口状態を示す断面図である。
【図９】前記実施形態の吐出工程を示す断面図である。
【図１０】前記実施形態の吐出工程の吐出終了時を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
液体吐出装置１は、図１に示すように、駆動機構を内蔵する駆動部２およびポンプ部３を備えて構成されている。なお、以下の説明では、液体吐出装置１の駆動部２を上側、ポンプ部３を下側に配置した状態で説明する。
【００１６】
［駆動部の構成］
駆動部２は、図２，３にも示すように、電動シリンダ装置１０と、電動シリンダ装置１０が固定される上カバー４と、下カバー５と、各カバー４，５間に配置された円筒状のカバー６と、シリンダブロック７と、継ぎ手８とを備えている。
【００１７】
電動シリンダ装置１０は、ボールネジ、リニアガイド、サーボ制御のモータ等を備え、ロッド１１を進退させるものである。このロッド１１の先端（下端）には、回り止め用のプレート１２が固定されている。プレート１２にはガイド孔１２１が形成され、ガイド孔１２１にはガイドロッド１３が挿通されている。ガイドロッド１３は、上カバー４および下カバー５間に固定されている。
これにより、ロッド１１に固定されたプレート１２がガイドロッド１３で回り止めされているので、電動シリンダ装置１０が作動すると、ロッド１１は上下方向に進退移動される。
【００１８】
プレート１２には金属製の磁石受け１４がネジで固定されている。磁石受け１４の先端側（下側）には、計量軸部材１５が配置されている。
計量軸部材１５の上端には磁石１５１が固定されており、計量軸部材１５は、この磁石１５１によって磁石受け１４に対して着脱自在に取り付けられている。計量軸部材１５は、全体として略円筒状に形成されている。磁石１５１の下側には、上下方向に沿った長孔１５２が形成されている。長孔１５２は、計量軸部材１５の軸を挟んで対向位置に形成されている。計量軸部材１５の先端（下端）には、連結凹部１５３が形成されている。
【００１９】
磁石受け１４および計量軸部材１５の外周側には、ニードルねじ１６が配置されている。ニードルねじ１６は、シリンダブロック７の内周面に形成された雌ねじに螺合され、シリンダブロック７に対する上下位置を調整可能に取り付けられている。
シリンダブロック７内において、ニードルねじ１６の下側には、ニードルバネ座１７が配置されている。ニードルバネ座１７は、略円筒状に形成され、シリンダブロック７の突部７０１に係合するフランジ１７１を備える。また、ニードルバネ座１７には直径方向に１本のピン１７２が取り付けられている。このピン１７２は、計量軸部材１５の長孔１５２を挿通しており、ニードルバネ座１７は、ピン１７２および長孔１５２のガイドによって計量軸部材１５に対して相対的に上下方向にスライド移動可能に設けられている。
【００２０】
ニードルねじ１６およびニードルバネ座１７間には、コイルばね１８が配置されている。ニードルねじ１６は、シリンダブロック７に固定されているため、ニードルバネ座１７は、コイルばね１８により下方に付勢されている。また、コイルばね１８による付勢力は、シリンダブロック７に対するニードルねじ１６の固定位置によって調整可能とされている。
【００２１】
シリンダブロック７内において、ニードルバネ座１７の下側には、ニードルピストン１９が配置されている。ニードルピストン１９は、シリンダブロック７に形成されたシリンダポート７０２からエア（圧縮空気）が供給されていない状態では、前記ニードルバネ座１７を介してコイルばね１８の付勢力で下方に移動されている。
一方、シリンダポート７０２からエアが供給され、そのエアによってニードルピストン１９に加わる圧力が前記コイルばね１８の付勢力よりも大きくなると、ニードルピストン１９およびニードルバネ座１７は上方に移動する。
【００２２】
計量軸部材１５の内側には、ニードル継手２０が配置されている。ニードル継手２０の上端部には、前記ピン１７２が挿通されており、前記コイルばね１８およびシリンダポート７０２からのエアでニードルバネ座１７およびニードルピストン１９が上下動すると、前記ピン１７２を介してニードル継手２０も上下動する。
ニードル継手２０の外周にはガイドストッパ２１が固定されている。また、ニードル継手２０の先端部（下端部）には、連結凹部２０１が形成されている。
【００２３】
ニードルピストン１９の外周には、入口ピストン２２が配置されている。入口ピストン２２は、シリンダポート７０２から供給されるエアで下方に移動し、後述するポンプ部３に設けられたコイルばねによって上方に移動される。
【００２４】
継ぎ手８は、シリンダブロック７の下端に固定されている。継ぎ手８の外周面には、ネジ８０１が形成されている。
【００２５】
［ポンプ部の構成］
ポンプ部３は、図２，４に示すように、略円筒状のポンプブロック３０と、ポンプブロック３０の下端にねじ込まれたバルブシート３１と、ポンプブロック３０の上端に係止された袋ナット３２とを備える。この袋ナット３２を前記継ぎ手８のネジ８０１にねじ込むことで駆動部２およびポンプ部３は着脱自在に連結される。
【００２６】
ポンプブロック３０の側面には、貫通孔３０１が形成された凹部３０２が設けられている。この凹部３０２には、吸入ポート３３１が形成された吸入ポート部材３３が、図１に示すように、Ｕボルト３４および袋ナット３５で固定されている。
吸入ポート３３１には、図示しない液体供給パイプが連結され、液体タンクからパイプを介して圧送された液体が、図４に示すように、吸入ポート３３１および貫通孔３０１を通じてポンプブロック３０内の液体供給空間Ａに供給される。
【００２７】
バルブシート３１の液体供給空間Ａ側の面は、徐々に直径が小さくなるテーパ面３１１とされ、その中心軸部分には吐出口３１２が開口されている。吐出口３１２は、外部に液を出す図示しないノズルに連通されている。
【００２８】
ポンプブロック３０の中心軸部分には、前記吐出口３１２を開閉する吐出口開閉部材であるニードルバルブ４０が配置されている。ニードルバルブ４０の上端には、円筒状のニードルベース４１が固定されている。ニードルベース４１の上部側には、円周方向に６箇所の孔が形成されている。この孔にはボール４１２が配置されている。この際、孔のニードルベース４１の内周面側の直径はボール４１２の直径よりも小さく、外周側の直径はボール４１２の直径よりも大きくされている。
【００２９】
ニードルベース４１の外周には、ニードル接続リング４２が配置されている。ニードル接続リング４２の内周上端部は、上方に向かうにしたがって直径が大きくなるテーパ面４２１とされている。また、ニードル接続リング４２は、ニードルベース４１との間に配置されたコイルばね４３で上方に付勢されている。
このため、ニードルベース４１の孔に配置されたボール４１２は、ニードル接続リング４２がコイルばね４３で上方に付勢されているので、前記テーパ面４２１によってニードルベース４１の内側に移動して突出している。
ニードルベース４１には、前記ニードル継手２０の下端が挿入され、前記ボール４１２が連結凹部２０１に係合することで、ニードルベース４１およびニードル継手２０が連結される。
【００３０】
ニードルバルブ４０の同心円状外側には、吐出用部材である計量シール５０、計量シール台５１、計量台５２、計量接続リング５３、コイルばね５４が配置されている。
計量シール５０はフッ素樹脂製であり、その中心軸に形成された貫通孔には、ニードルバルブ４０が挿通されている。計量シール５０の下面には、ニードルバルブ４０の周囲を囲むようにリング状に形成され、かつ、下面に開口する溝５０１が形成されている。この溝５０１にはＯリング５０２が嵌挿され、計量シール５０の下面のリップ部をニードルバルブ４０および後述する入口バルブ６０に密着する。
【００３１】
計量シール台５１は、円筒状に形成され、その内部に前記ニードルバルブ４０が挿通されている。計量シール台５１の下端部は、計量シール５０に圧入されて固定されている。計量シール台５１の上端部には、計量台５２が固定されている。この計量台５２、計量接続リング５３、コイルばね５４は、前記ニードルベース４１、ニードル接続リング４２、コイルばね４３と同様の構造とされている。
すなわち、計量台５２には、円周方向に６箇所の孔が形成され、ボール５２２が配置されている。計量台５２の外周には、計量接続リング５３が配置され、その内周上端部は、上方に向かうにしたがって直径が大きくなるテーパ面５３１とされている。また、計量接続リング５３は、計量台５２との間に配置されたコイルばね５４で上方に付勢されている。
この計量台５２には、前記計量軸部材１５の下端が挿入され、前記ボール５２２が連結凹部１５３に係合することで、計量軸部材１５および計量台５２が連結される。
【００３２】
計量シール５０、計量シール台５１、計量台５２、計量接続リング５３の同心円状外側には、吸入路開閉部材である入口バルブ６０、入口バルブ台６１、コイルばね６２、ばね受け６３が配置されている。入口バルブ６０は、円筒状に形成され、その先端（下端）はテーパ面３１１に密着可能なテーパ面とされている。
入口バルブ６０の上端には、入口バルブ台６１が固定されている。入口バルブ台６１は、下部側が小径、上部側が大径とされた段付きの筒状部材で構成されている。入口バルブ台６１の上端は外側に折曲され、この折曲部とポンプブロック３０内に配置されたばね受け６３との間にコイルばね６２が配置されている。
【００３３】
このコイルばね６２より、入口バルブ６０、入口バルブ台６１は、ポンプブロック３０に対して上方に付勢されている。このため、図２に示すように、駆動部２およびポンプ部３を連結した際に、入口バルブ台６１の上端面は、前記入口ピストン２２の下端面に当接する。
そして、シリンダポート７０２からエアが供給されていない場合は、前記コイルばね６２の付勢力で、入口バルブ６０、入口バルブ台６１、入口ピストン２２は上方に移動している。このため、入口バルブ６０の下端縁は、テーパ面３１１から離れており、入口バルブ６０の外周側の液体供給空間Ａと、入口バルブ６０の内周側つまり吐出口３１２に連通する計量空間Ｂとを繋ぐ液体吸入路Ｃが開かれる。
【００３４】
一方、シリンダポート７０２からエアが供給され、入口ピストン２２に加わる圧力が前記コイルばね６２の付勢力よりも大きくなると、入口ピストン２２は下方に移動し、連動して入口バルブ台６１および入口バルブ６０も下方に移動する。
そして、入口バルブ６０の下端縁がテーパ面３１１に当接することで、液体吸入路Ｃが閉じられる。
【００３５】
入口バルブ６０の外周側には、シール部材７５が配置されている。シール部材７５はフッ素樹脂製であり、その中心軸に形成された貫通孔には、入口バルブ６０が挿通されている。シール部材７５の下面には、入口バルブ６０の周囲を囲むようにリング状に形成され、かつ、下面に開口する溝７６が形成されている。この溝７６にはＯリング７７が嵌挿され、シール部材７５の下面のリップ部を入口バルブ６０の外周面およびポンプブロック３０の内周面に密着する。
【００３６】
ポンプブロック３０の内周面に形成された溝には、ストップリング３６が嵌め込まれている。また、前記入口バルブ台６１の段部およびシール部材７５の上面間には、付勢手段であるコイルばね７８が配置されている。このため、シール部材７５は、液体供給空間Ａに液体が供給されていない状態では、コイルばね７８により下方に付勢され、前記ストップリング３６に当接している。
【００３７】
［吐出動作］
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５から図１０の動作説明図をも参照して説明する。
【００３８】
［原点状態］
運転開始前すなわち液体吐出装置１の停止状態（原点状態）においては、シリンダポート７０２にはエアが供給されていない。このため、図５に示すように、ニードルピストン１９およびニードルバネ座１７は、コイルばね１８によって下方に移動され、ニードル継手２０、ニードルバルブ４０も下方に移動されている。
また、計量シール５０は、電動シリンダ装置１０の制御によって、所定の初期位置に停止している。具体的には、計量軸部材１５の段部をニードル継手２０のガイドストッパ２１に当接させ、前記ニードルバルブ４０を吐出口３１２に当接させた状態を原点としている。このため、原点状態では、吐出口３１２はニードルバルブ４０で塞がれている。
また、入口ピストン２２、入口バルブ台６１、入口バルブ６０は、コイルばね６２によって上方に移動されている。このため、入口バルブ６０は、テーパ面３１１から離れており、液体吸入路Ｃは開かれている。
【００３９】
この原点状態で、吸入ポート３３１から液体が供給されると、液体供給空間Ａから液体吸入路Ｃを介して計量空間Ｂまで液体が充填される。また、液体は液体供給空間Ａに加圧して供給されるため、シール部材７５に液体から加わる圧力がコイルばね７８の付勢力よりも高まる。このため、シール部材７５は、最も上方に移動した状態、つまりストップリング３６から離れて最も引っ込んだ状態とされている。
ここで、シール部材７５が、ストップリング３６に当接している位置から、図５に示す位置まで移動することで形成されるストップリング３６からシール部材７５までの空間の容積、つまりシール部材７５の移動による液体供給空間Ａの容積の変動量が、後述する吸入工程で計量空間Ｂに吸入される液体の容量以上となるように、入口バルブ６０およびポンプブロック３０間の液体供給空間Ａの幅寸法や、コイルばね７８の付勢力つまり液体圧力によるシール部材７５の移動量が設定されている。具体的には、シール部材７５の移動による液体供給空間Ａの容積の変動量が、前記計量空間Ｂへの吸入量の設定最大値以上となるように設定すればよい。
【００４０】
［吸入工程］
液体吐出装置１の駆動を制御する制御装置から動作命令が入ると、電動シリンダ装置１０は吐出量相当分だけロッド１１を上方に移動して引っ込める。すると、図６に示すように、磁石受け１４、計量軸部材１５、計量台５２、計量シール台５１、計量シール５０は上方に移動する。計量シール５０が上方に移動することにより、液体供給空間Ａから液体吸入路Ｃを介して入口バルブ６０の内側の計量空間Ｂに液体が吸入される。
このとき、特に液体の粘度が高いと、吸入ポート３３１の吸入側の液体の移動に遅れが生じやすい。液体の移動に遅れが生じて液体供給空間Ａに負圧が発生し、液体供給空間Ａの圧力がシール部材７５の上側（コイルばね７８が配置された空間）の圧力より低くなると、その空間の空気がシール部材７５と入口バルブ６０やポンプブロック３０の間から液体供給空間Ａ内に巻き込まれる虞がある。液体に空気（泡）が混入すると、その液体を用いた製品において欠陥となる可能性がある。たとえば、液体が光センサやＬＥＤ等の光学部品用の接着剤等として用いられる場合、泡が混入すると光が散乱して欠陥商品となってしまう。
一方、本実施形態では、液体の移動に遅れが生じて液体供給空間Ａの圧力が低下すると、ダンパとして機能するシール部材７５がコイルばね７８によって下方に移動する。すると、ストップリング３６からシール部材７５の間に充填されていた液体が液体供給空間Ａに押し出される。このため、液体供給空間Ａにおける負圧の発生を緩和することができる。特に、シール部材７５の移動による液体供給空間Ａの容積の変動量が、吸入工程で計量空間Ｂに吸入される液体の容量以上となるように設定されているので、タンクからパイプを介して吸入ポート３３１までの液体全体を同時に動かして液体を液体供給空間Ａ内に供給しなければならないために、負圧が容易に発生しやすい場合でも、前記シール部材７５の移動によって液体を液体供給空間Ａ内に押し出すことができるため、負圧の発生を防止できる。
【００４１】
［計量工程］
次に、制御装置は、シリンダポート７０２にエアを供給する。この際、絞り弁などを用いて制御したスピードでシリンダポート７０２に連通するシリンダブロック７内を加圧する。
すると、コイルばね６２、１８の付勢力とのバランスで、図７に示すように、入口ピストン２２、入口バルブ台６１、入口バルブ６０が下方に移動し、入口バルブ６０の下端がテーパ面３１１に当接し、液体吸入路Ｃが閉じられる。このため、入口バルブ６０内の計量空間Ｂに液体が区画されて容積計量される。
【００４２】
［吐出工程：吐出口開口］
入口バルブ６０で液体吸入路Ｃが閉じられると、図８に示すように、前記シリンダポート７０２に供給されたエアによりニードルピストン１９、ニードルバネ座１７、ニードル継手２０、ニードルベース４１、ニードルバルブ４０が上方に移動し、吐出口３１２が開かれる。
【００４３】
［吐出工程：液体吐出］
次に、電動シリンダ装置１０によりロッド１１を下方に移動すると、図９に示すように、磁石受け１４、計量軸部材１５、計量台５２、計量シール台５１、計量シール５０が下方に移動する。そして、計量シール５０が下方に移動した容積分の液体が、計量空間Ｂから吐出口３１２を介して吐出される。
【００４４】
［吐出工程：吐出完了］
電動シリンダ装置１０によるロッド１１を下方への移動により、計量軸部材１５の内側の段部がガイドストッパ２１に当接すると、ニードル継手２０やニードルバルブ４０は、計量軸部材１５や計量シール台５１、計量シール５０とともに下方に移動する。このため、図１０に示すように、ニードルバルブ４０が吐出口３１２して吐出口３１２が閉じられると同時に、計量シール５０も停止して液体の吐出が完了する。
この際、ニードルバルブ４０が吐出口３１２に当接すると、計量シール５０もそれ以上下方に移動できないため、制御装置から入力される駆動パルスが残っていても電動シリンダ装置１０は停止する。
そして、ニードルバルブ４０が吐出口３１２に当接すると、制御装置は、シリンダブロック７内の加圧状態を絞り弁などで制御したスピードで開放する。すると、入口ピストン２２、入口バルブ台６１、入口バルブ６０は、コイルばね６２により上方に移動し、液体吸入路Ｃが開かれる。また、ニードルバルブ４０は、コイルばね１８の付勢力で吐出口３１２に当接した状態が維持される。
さらに、制御装置は、電動シリンダ装置１０に残った溜まりパルスをリセットする。
以上により、吐出工程が完了し、図５の原点状態に戻る。
従って、図５〜１０の各工程を繰り返すことで、液体吐出装置１は所定量の液体を繰り返し吐出することができる。
【００４５】
［シール部材（ダンパ）の移動］
なお、液体供給空間Ａには、吸入ポート３３１から液体の供給が継続しているため、吸入工程が完了し、計量工程において入口バルブ６０で液体吸入路Ｃが閉じられると、液体供給空間Ａの圧力が徐々に高まる。従って、図７の計量工程から図８〜１０の吐出工程を経て図５の原点状態に戻る間に、入口バルブ台６１とシール部材７５との間に配置されたコイルばね７８のばね力と、液体供給空間Ａの液体の圧力とのバランスで、液体の圧力がコイルばね７８のばね力（付勢力）よりも大きくなれば、シール部材７５も上方に押される。
【００４６】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、吐出する液体を、入口バルブ６０で液体吸入路Ｃを閉めることで、入口バルブ６０内の計量空間Ｂに閉じ込めて容積計量をしているので、吐出量が微量であっても吐出量を高精度に制御することができる。
また、吐出量の調整は、電動シリンダ装置１０による計量シール５０の移動量を調整するだけでよいため、簡単にかつ高精度に行うことができる。
【００４７】
ダンパとして機能するシール部材７５を、入口バルブ６０の外側に配置したので、液体の吸入工程時に液体供給空間Ａが負圧になることを緩和できる。特に、本実施形態では、シール部材７５の移動による液体供給空間Ａの容積の変動量が、吸入工程で計量空間Ｂに吸入される液体の容量以上となるように設定しているので、タンクから吸入ポート３３１まで液体全体を同時に動かして液体を液体供給空間Ａ内に供給しなければならないために、負圧が容易に発生しやすい場合でも、前記シール部材７５の移動によって液体を液体供給空間Ａ内に押し出すことができるため、負圧の発生を防止できる。このため、液体内に空気を巻き込んで泡が混入することを防止できる。従って、特に泡の混入を防ぐ必要がある光学部品に用いられる各種液体の吐出に適している。
その上、入口バルブ６０およびポンプブロック３０間に設けられるシール部材７５をスライド移動可能に構成してダンパとして機能させているので、シール部材７５をシール機能とダンパ機能とで兼用でき、部品点数の増加を抑え、コストも低減できる。
さらに、シール部材７５は、吸入路開閉部材である入口バルブ６０のすぐ外側に配置されているので、ダンパ機能をポンプ機構の近くに配置でき、負圧発生を効果的に防止できる。
【００４８】
吸入工程では、入口バルブ６０の周囲の液体供給空間Ａから同心円状に形成される液体吸入路Ｃを介して液体を吸入できる。すなわち、入口バルブ６０を開いた際の開口面積が大きいため、接着剤のような粘度の高い液体でも吸入しやすい。
さらに、計量シール５０の移動による液体の吐出時は、計量シール５０等からなるポンプ部３と吐出口３１２とが極めて近いため、高粘度の液体でも円滑に吐出することができる。
【００４９】
駆動部２とポンプ部３とは、袋ナット３２を継ぎ手８から外すことで容易に分離することができ、ポンプ部３のみを洗浄するなどのメンテナンスも容易に行うことができる。従って、吐出する液体の種類を変更する場合などでも、簡単に行うことができる。
【００５０】
吐出工程は、計量軸部材１５をガイドストッパ２１に当接させてニードルバルブ４０を計量シール５０とともに移動させ、ニードルバルブ４０が吐出口３１２を塞ぐことで終了するため、吐出液の液切れを良くでき、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。
【００５１】
吐出液の液量は、計量工程において、電動シリンダ装置１０による計量シール５０の移動量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。
【００５２】
なお、本発明は前記実施例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。
前記実施形態では、計量シール５０は電動シリンダ装置１０で上下に移動し、ニードルバルブ４０、入口バルブ６０は、ニードルピストン１９、コイルばね１８、入口ピストン２２、コイルばね６２およびシリンダポート７０２に供給するエアで上下に移動させていたが、計量シール５０もピストンおよびコイルばねとエアで移動させても良い。
さらに、ニードルバルブ４０、計量シール５０、入口バルブ６０を駆動させる駆動機構としては、モータ等で駆動されるカムや圧電素子等を用いてもよい。すなわち、駆動機構は、ニードルバルブ４０、計量シール５０、入口バルブ６０の上記動作を実現できるものであればよい。
【００５３】
さらに、前記実施形態では、図５に示す状態を液体吐出装置１の原点状態つまり停止状態としていたが、電動シリンダ装置１０の動作命令が入ってから液体吐出までの時間を短縮する場合には、図６に示すように、計量シール５０を上方に移動して吸入工程を完了した状態を原点状態としてもよい。
【００５４】
シール部材７５は、コイルばね７８の付勢力と、液体供給空間Ａ内の液体の圧力とのバランスで進退されていたが、モータや、ピストンおよびエアなどを用いて進退駆動させてもよい。この場合、図７の計量工程で入口バルブ６０がバルブシート３１に当接して液体吸入路Ｃが閉じられると、シール部材７５をバルブシート３１（ストップリング３６）から離れる方向に移動し、図６の吸入工程で計量シール５０をバルブシート３１から離れる方向に移動するタイミングで、シール部材７５をバルブシート３１側に移動するように駆動制御すればよい。
【００５５】
前記実施形態では、シール部材７５の移動量を、その移動による液体供給空間Ａの容積の変動量、すなわち、シール部材７５の移動によってストップリング３６からシール部材７５間に形成される空間の容積が、計量シール５０の移動による計量空間Ｂへの液体吸入量の最大値以上となるように設定していたが、この最大値以下に設定してもよい。すなわち、このような設定としても、タンクからの液体の遅れは、パイプ径を大きくしたり、液体の移送用の圧力を高めることで緩和できるので、これらの対策と併用することで対応できるためである。また、実際の利用においては、液体の吐出量（吸入量）を設定可能な最大値で運用することは少なく、通常は、最大値よりも低い値で運用されることも多いため、前記のような設定をしても対応できるためである。
【符号の説明】
【００５６】
１…液体吐出装置、２…駆動部、３…ポンプ部、７…シリンダブロック、１０…電動シリンダ装置、１５…計量軸部材、１８…コイルばね、１９…ニードルピストン、２０…ニードル継手、２１…ガイドストッパ、２２…入口ピストン、３０…ポンプブロック、３１…バルブシート、３６…ストップリング、４０…ニードルバルブ（吐出口開閉部材）、５０…計量シール（吐出用部材）、６０…入口バルブ（吸入路開閉部材）、６２…コイルばね、７５…シール部材（ダンパ）、７８…コイルばね、３１１…テーパ面、３１２…吐出口、３３１…吸入ポート、７０２…シリンダポート、Ａ…液体供給空間、Ｂ…計量空間、Ｃ…液体吸入路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013130173.tif 000009
【図８】
2013130173.tif 000010
【図９】
2013130173.tif 000011
【図１０】
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