(57)【要約】      （修正有）【課題】基板上に接着剤を均一に塗布する。【解決手段】ディスペンサ装置は、第１の開口部２２３と、第２の開口部２２４との間で徐変した形状を有したニードル先端部２２２を備えたシリンジユニットと、シリンジユニット内を加圧する加圧部と、シリンジユニットを支持して所定の位置に移動するアーム部と、第３の開口部４１３と、第４の開口部４１４との間で徐変した形状を有し、第３の開口部４１３が第１の開口部２２３よりも突出した状態でニードル先端部２２２を覆うストッパ先端部４１２を支持して所定の位置に移動する駆動部と、第３の開口部４１３がプリント配線板に接触する状態まで、アーム部と駆動部とを同じ挙動で移動させる第１の制御と、第３の開口部４１３よりも突出した状態まで駆動部を移動させる第２の制御とを行う制御部とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の開口部と、前記第１の開口部よりも大きな面積の第２の開口部との間で徐変した形状を有したニードル先端部を備え、塗布材料を収容するためのシリンジユニットと、
前記シリンジユニット内を加圧して前記第１の開口部から前記塗布材料を塗布対象物に塗布する加圧部と、
前記シリンジユニットを支持して所定の位置に移動するアーム部と、
第３の開口部と、前記第３の開口部よりも大きな面積の第４の開口部との間で徐変した形状を有し、前記第３の開口部が前記第１の開口部よりも突出した第１の状態で前記ニードル先端部を覆うストッパ部を支持して所定の位置に移動する駆動部と、
前記第１の状態から前記第３の開口部が前記塗布対象物に接触する第２の状態まで、前記アーム部と前記駆動部とを同じ挙動で移動させる第１の制御と、前記第１の制御後に前記第１の開口部を前記第３の開口部よりも突出した第３の状態まで前記駆動部を移動させる第２の制御と、を行う制御部と、
を備えたことを特徴とするディスペンサ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２の制御後に、前記第１の状態になるように前記アーム部と前記駆動部とを移動させる第３の制御を更に行うことを特徴とするディスペンサ装置。
【請求項３】
前記駆動部は、前記ストッパ部を着脱可能に支持することを特徴とする請求項２に記載のディスペンサ装置。
【請求項４】
第１の開口部と、前記第１の開口部よりも大きな面積の第２の開口部との間で徐変した形状を有したニードル先端部を備えた塗布材料を収容するためのシリンジユニットと、
前記シリンジユニット内を加圧する加圧部と、
前記シリンジユニットを支持するアーム部と、
第３の開口部と、前記第３の開口部よりも大きな面積の第４の開口部との間で徐変した形状を有したストッパ部を支持して所定の位置に移動する駆動部と、
を備えたディスペンサ装置の制御方法であって、
前記ストッパ部の前記第３の開口部を前記ニードル先端部の前記第１の開口部よりも突出した第１の状態に設定する第１のステップと、
前記第１の状態から前記第３の開口部が塗布対象物に接触する第２の状態まで、前記アーム部と前記駆動部とを同じ挙動で移動させる第１のステップと、
前記第１のステップに前記第１の開口部を前記第３の開口部よりも突出した第３の状態まで前記駆動部を移動させる第２のステップと、
前記第２のステップ後に、前記加圧部により前記シリンジユニット内を加圧して前記第１の開口部から前記塗布材料を塗布対象物に塗布する第３のステップと、
を行うことを特徴とするディスペンサ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスペンサ装置に係り、特にニードルを塗布対象物から一定の距離だけ離すことができるディスペンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板と電子部品とを接合する部材として例えば接着剤が用いられる。接着剤は、ディスペンサと呼ばれる塗布装置を用いて塗布することが多い。近年のプリント配線板は、多くの電子部品を実装するために高密度実装が求められている。従って電子部品とプリント配線板との接合に用いるディスペンサは、所定の領域に所定の量の接着剤を所定の塗布高さで塗布できる装置であることが好ましい。即ち、塗布装置は接着剤を均一に塗布できる装置であることが好ましい。
【０００３】
特許文献１には、配線基板（プリント配線板）の所望領域に均一に接着剤を塗布する手段として、塗布時のノズルの高さを一定に維持するために、塗布ノズルに並行に延在するストッパを設けた塗布装置を開示している。
【特許文献１】特開平３−２８８５６７号公報、第５頁、図３参照
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した技術を用いたとしても、接着剤を均一に塗布するには、更に塗布圧力の調整が必要であった。即ち、上述した特許文献に開示されたノズルやニードルは、塗布対象であるプリント配線板に実装されている電子部品との干渉を避けるため、あるいはニードル自身の製造性を考慮して、太いニードルと、細いニードルとが段差構造で連なるものが多い。即ち、射出径よりも数倍大きな所定の大きさの径を有するニードル本体部と、射出径を有するニードル先端部とが結合した形状を有し、シリンジに貯められた接着剤は、まず、ニードル本体部に移動し、ニードル本体部からニードル先端部に移動することで射出（接着剤の塗布）が行われている。
【０００５】
このような、段差構造を有するノズルやニードルでは、内部の圧力が当該段差部分で大きく変化するため、高圧力下での塗布圧力調節が難しく、塗布形状が安定しないという問題があった。また低圧力下で塗布した場合には、効率よい射出を促すため接着剤が封入されているシリンジを加熱し、接着剤の粘度を低下させる必要があった。
【０００６】
そのため、塗布の実施指令を出していないのにもかかわらず、ニードルの先端から接着剤が出て（ダレて）しまったり、塗布対象であるプリント配線板上に意図した領域以上に塗れ広がってしまったりした。更には、熱により接着剤の性質が変化し、意図した接着効果が得られないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、接着剤を均一に塗布できるニードルユニット、及びディスペンサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るディスペンサ装置は、第１の開口部と、前記第１の開口部よりも大きな面積の第２の開口部との間で徐変した形状を有したニードル先端部を備え、塗布材料を収容するためのシリンジユニットと、前記シリンジユニット内を加圧して前記第１の開口部から前記塗布材料を塗布対象物に塗布する加圧部と、前記シリンジユニットを支持して所定の位置に移動するアーム部と、第３の開口部と、前記第３の開口部よりも大きな面積の第４の開口部との間で徐変した形状を有し、前記第３の開口部が前記第１の開口部よりも突出した第１の状態で前記ニードル先端部を覆うストッパ部を支持して所定の位置に移動する駆動部と、前記第１の状態から前記第３の開口部が前記塗布対象物に接触する第２の状態まで、前記アーム部と前記駆動部とを同じ挙動で移動させる第１の制御と、前記第１の制御後に前記第１の開口部を前記第３の開口部よりも突出した第３の状態まで前記駆動部を移動させる第２の制御とを行う制御部と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係るディスペンサ装置の制御方法は、第１の開口部と、前記第１の開口部よりも大きな面積の第２の開口部との間で徐変した形状を有したニードル先端部を備えた塗布材料を収容するためのシリンジユニットと、前記シリンジユニット内を加圧する加圧部と、前記シリンジユニットを支持するアーム部と、第３の開口部と、前記第３の開口部よりも大きな面積の第４の開口部との間で徐変した形状を有したストッパ部を支持して所定の位置に移動する駆動部と、を備えたディスペンサ装置の制御方法であって、前記ストッパ部の前記第３の開口部を前記ニードル先端部の前記第１の開口部よりも突出した第１の状態に設定する第１のステップと、前記第１の状態から前記第３の開口部が塗布対象物に接触する第２の状態まで、前記アーム部と前記駆動部とを同じ挙動で移動させる第１のステップと、前記第１のステップに前記第１の開口部を前記第３の開口部よりも突出した第３の状態まで前記駆動部を移動させる第２のステップと、前記第２のステップ後に、前記加圧部により前記シリンジユニット内を加圧して前記第１の開口部から前記塗布材料を塗布対象物に塗布する第３のステップと、を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
接着剤を均一に塗布できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（本発明の実施の形態）
以下、本発明の実施形態を、図１ないし図６を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係るディスペンサ装置を示した図である。図２はニードル部２２、ストッパ部４１の周辺を拡大した図である。図１に示すように、本発明の実施の形態に係るディスペンサ装置１は、加圧部１０と、シリンジユニット２０と、アーム部３０と、ストッパユニット４０と、テーブル５０と、制御部６０と、とを主たる構成要素とする。ここで、制御部６０は、加圧部１０とアーム部３０とストッパユニット４０とテーブル５０とに接続している。
【００１３】
加圧部１０は、パイプ１１と、パイプ１１と接続した装着部１２とを有する。加圧部１０は、後述する制御部６０による制御により、パイプ１１及び装着部１２を介して装着部１２に取り付けられたシリンジユニット２０に対して任意の圧力を加える。即ち、シリンジユニット２０内を加圧して後述する第１の開口部２２３から塗布材料である接着剤βを塗布対象物（後述するプリント配線板α）に塗布する。
【００１４】
シリンジユニット２０は、シリンジ部２１とニードル部２２とを有する。シリンジ部２１には接着剤βが貯められており（図６参照）、加圧部１０から受けた圧力によりニードル部２２へ接着剤βを押し出す。押し出された接着剤βは、ニードル部２２の第１の開口部２２３（図２参照）から塗布対象物であるプリント配線板αへ塗布される。
【００１５】
アーム部３０は、第１のアーム３１と第１のアーム３１の端部から垂直方向に結合された第２のアーム３２とを有する。第１のアーム３１は、シリンジユニット２０のシリンジ部２１を着脱自在（不図示）に支持する。制御部６０は第２のアーム３２を鉛直方向、水平方向、回転方向に移動制御する。これにより第１のアーム３１に支持されたシリンジユニット２０を移動可能にしている。
【００１６】
ストッパユニット４０は、ストッパ部４１と、このストッパ部４１を結合支持した駆動部４２とを有する。制御部６０は駆動部４２を鉛直方向、水平方向、回転方向に移動制御する。これにより駆動部４２に支持されたストッパ部４１を移動可能にしている。
【００１７】
テーブル５０は、搭載面５１を有し、接着剤βの塗布対象であるプリント配線板αを搭載するテーブルである。テーブル５０も制御部６０の制御により、鉛直方向、水平方向に移動可能となっている。
【００１８】
制御部６０は、ディスペンサ装置１全体を制御する。即ち、制御部６０は、加圧部１０を制御することにより加圧部１０からシリンジユニット２０へ加える圧力を制御することでプリント配線板αへの接着剤βの塗布量を制御する。また、制御部６０はアーム部３０を制御することによりアーム部３０の移動を管理し、プリント配線板αへの接着剤βの塗布位置を制御する。同様に、制御部６０はストッパユニット４０の駆動部４２を制御することによりストッパ部４１の移動を管理し、後述するようにニードル部２２をプリント配線板αから処理距離離れるように制御する。更に、制御部６０はテーブル５０を制御することによりテーブル５０の移動を管理し、プリント配線板αへの接着剤βの塗布位置を制御する。また、テーブル５０をユーザにとって扱いやすい位置に移動することによりユーザによる搭載面５１上へのアクセスを容易にする役割を担う。
【００１９】
次に、ニードル部２２とストッパ部４１の形状の詳細を説明する。図２は、ニードル部２２とストッパ部４１の周辺を拡大した断面図である。ニードル部２２は、所定の肉厚ｔ１を有した円筒状のニードル部本体２２１と、ニードル部本体２２１と結合し、かつ所定の肉厚ｔ１を有した円筒状のニードル先端部２２２とから構成される。ニードル部本体２２１とニードル先端部２２２は、例えばステンレス材で構成されている。尚、図２ではニードル部２２の内部の理解のため、ニードル部２２は断面で示している。後述する図３ないし図５も同様である。
【００２０】
ニードル先端部２２２は、両端が夫々大きさの異なる開口部を有した円筒形であり、外形及び内側形状もテーパ状の形状を有する。即ち、ニードル先端部２２２は、一端が面積Ｂ１を有した第１の開口部２２３を有する。また、第１の開口部２２３の反対側の他端は面積Ｂ１よりも大きな面積Ｂ２を有した第２の開口部２２４を有する。ニードル先端部２２２は、第１の開口部２２３と第２の開口部２２４とを徐変しながら接続する。このようにニードル先端部２２２はテーパ状となっている。ニードル先端部２２２は肉厚がｔ１で一定であることから内部も、段差状では無くテーパ状となっている。従って、少なくともニードル先端部２２２内においては加圧部１０から掛かる圧力は徐変しながら第１の開口部２２３に向かうほど高くなっていく。
【００２１】
一方、ニードル部本体２２１は一端がニードル先端部２２２の第２の開口部２２４と連接し、他端はシリンジ部２１と接続する。
【００２２】
本実施の形態に係るストッパ部４１は、所定の肉厚ｔ２を有した円筒状のストッパ本体部４１１と、ストッパ本体部４１１と結合し、かつ所定の肉厚ｔ２を有した円筒状のストッパ先端部４１２とから構成され、ニードル部２２を覆っている。
【００２３】
ストッパ先端部４１２は、ニードル先端部２２２より大きな断面を有し、テーパ状の形状を有する。即ち、ストッパ先端部４１２は、一端が面積Ｂ１より大きな面積である面積Ａ１を有した第３の開口部４１３を有する。また、第３の開口部４１３の反対側の他端は面積Ｂ２よりも大きな面積であり、かつ面積Ａ１よりも大きな面積である面積Ａ２を有した第４の開口部４１４を有する。第３の開口部４１３は自由端となっている。
【００２４】
ストッパ先端部４１２は、第３の開口部４１３と第４の開口部４１４とを徐変しながら接続する。従ってストッパ先端部４１２はテーパ状となっている。ストッパ先端部４１２は肉厚がｔ２であるから内部もテーパ状となっている。また、本実施形態のストッパ先端部４１２のテーパ傾斜角度は、ニードル先端部２２２のテーパ傾斜角度よりも狭くても良いし、広くても良いし、同じでも良い。ストッパ先端部４１２のテーパ傾斜角度がニードル先端部２２２のそれよりも狭い場合には、ストッパ先端部４１２全体が細くなり、より高密度実装に対応できる。また、ストッパ先端部４１２のテーパ傾斜角度がニードル先端部２２２のそれよりも広い場合には、面積Ｂ１よりわずかに大きい面積Ａ１を確保していれば、ニードル先端部２２２をストッパ先端部４１２から突出可能となる。
【００２５】
一方、ストッパ本体部４１１は一端がストッパ先端部４１２の第４の開口部４１４と連接し、他端は自由端となっている。また、ストッパ本体部４１１の側面は駆動部４２と着脱自在（不図示）となっている。
【００２６】
ストッパ部４１は、全体としてニードル部２２と同軸上に設けられている。但し、ストッパ先端部４１２の第３の開口部４１３は、ニードル先端部２２２の第１の開口部２２３よりも先端側に突出長ｈ１だけ突出した状態（本実施形態ではこの状態を「第１の状態Ｔ１」ということする。）となっている。このように第１の状態Ｔ１ではストッパユニット４０はニードル先端部２２２を覆っている。
【００２７】
（接着剤βの塗布方法）
次に、ディスペンサ装置１における接着剤βの塗布方法を説明する。図３は、本発明の実施の形態に係るディスペンサ装置の接着剤塗布方法を示したフローチャートである。
【００２８】
まず、図２に示すようにディスペンサ装置１は、制御部６０の制御によりディスペンサ装置１の塗布開始前に初期設定を行い、上述した第１の状態Ｔ１の状態にする（図３、ステップＳ１）。即ち、ディスペンサ装置１のテーブル５０にプリント配線板αを設定し、アーム部３０を第１の状態Ｔ１にする。尚、第１の状態Ｔ１では、図２に示したとおり、プリント配線板αと第１の開口部２２３とは初期高さＬ１だけ離れている。
【００２９】
次に、ディスペンサ装置１は、制御部６０によるアーム部３０及び駆動部４２の下降制御によりニードル部２２及びストッパ部４１を下降させる（ステップＳ２）。即ち、ディスペンサ装置１は、アーム部３０を下降制御することで、シリンジユニット２０が下降し、これと連接するニードル部２２がプリント配線板αに向かって下降移動する。また、制御部６０は、駆動部４２を下降制御することでストッパ部４１が下降移動する。尚、アーム部３０の移動制御に連動して駆動部４２が移動するように構成しても良い。このステップＳ２により、アーム部３０が下降移動と同時にストッパユニット４０も同方向に同距離移動する。
【００３０】
次に、制御部６０は、ストッパ部４１のストッパ先端部４１２がプリント配線板αに接触したか否かを判断する（ステップＳ３）。即ち、駆動部４２を所定の荷重で下降移動させて、駆動部４２の下降移動が続く場合には、未だストッパ先端部４１２がプリント配線板αと接触していないと判断し（ステップＳ３のＮｏ）、ステップＳ２の下降移動を継続させる。
【００３１】
一方、制御部６０が駆動部４２を所定の荷重で下降移動させても駆動部４２の下降移動が続かない場合には、ストッパ先端部４１２の第３の開口部４１３側が塗布対象物であるプリント配線板αに接触した（本実施の形態ではこの状態を「第２の状態Ｔ２」ということとする。）と判断し（ステップＳ３のＹｅｓ）、制御部６０は駆動部４２の下降移動を停止する（ステップＳ４）。図４は、ストッパ部４１がプリント配線板αに接触した状態を示した図である。図４に示すように制御部６０が駆動部４２を所定の荷重で下降移動させてもこれ以上下降しない場合には、制御部６０はアーム部３０と駆動部４２の下降移動の制御を中止し、アーム部３０と駆動部４２の移動を停止させる。
【００３２】
次に、ディスペンサ装置１は、制御部６０による駆動部４２上昇制御によりストッパ部４１を上昇させる（ステップＳ５）。即ち、制御部６０は、駆動部４２を上昇制御することで、ストッパ部４１が上昇する。この移動により、ニードル部２２のニードル先端部２２２の第１の開口部２２３側が第３の開口部４１３から突出することとなる。
【００３３】
次に、制御部６０は、ストッパ部４１が所定の距離だけ上昇移動したか否かを判断する（ステップＳ６）。即ち、駆動部４２を予め決めておいた距離（戻り距離Ｌ２）だけ上昇移動したか否かを判断する。その結果、制御部６０は駆動部４２の上昇距離がＬ２に満たないと判断した場合には（ステップＳ６のＮｏ）、ステップＳ５に戻り引き続き駆動部４２の上昇移動を継続させる。
【００３４】
一方、制御部６０は駆動部４２の上昇距離がＬ２になった（本実施形態では、この状態を「第３の状態Ｔ３」ということとする。）と判断した場合には（ステップＳ６のＹｅｓ）、駆動部４２の上昇移動を停止する（ステップＳ７）。図５は、第３の状態Ｔ３を示した図である。図５に示すように、ステップＳ７を実施することで、ニードル先端部２２２がストッパ先端部４１２の第３の開口部４１３から突出長ｈ２の距離だけ突出することとなる。
【００３５】
次に制御部６０はニードル部２２から所定の量の接着剤βを塗布させる（ステップＳ８）。図６は、接着剤βの塗布の様子を示した図である。ステップＳ８では、制御部６０が、加圧部１０を制御してシリンジユニット２０を加圧する。これにより、ニードル先端部２２２の第１の開口部２２３からは、制御部６０により制御された所定の量の接着剤βが射出される。
【００３６】
ここで、第１の開口部２２３とプリント配線板αとの間の距離は、ニードル先端部２２２がステップＳ４以降移動していないため、突出長ｈ１の距離を確保して接着剤βが塗布される。また、ニードル先端部２２２は内部がテーパ形状となっており、加圧部１０からの加圧力は少なくともニードル先端部２２２内では急激に変化することなく徐変する。これにより、接着剤βの単位時間当たりの射出量も均一に保つことが可能である。また、ニードル先端部２２２がストッパ先端部４１２の第３の開口部４１３からｈ２の距離だけ突出している。従って、接着剤βがニードル先端部２２２から射出されている場合であっても、ストッパ先端部４１２に接着剤βが付着することが防止される。従って、ストッパ先端部４１２が付着し、ストッパ先端部４１２から接着剤βがプリント配線板αにこぼれ落ちることが防止される。また、ストッパ先端部４１２に対する接着剤βのふき取りも不要となる。
【００３７】
さて、ステップＳ８により、接着剤βの塗布が終了した後は、制御部６０はアーム部３０及び駆動部４２を制御して上述した第１の状態Ｔ１に戻す（ステップＳ９）。
【００３８】
ディスペンサ装置１は接着剤βの塗布に当たって上述した制御を行うため、塗布対象物までの距離が常に一定で、かつ接着剤βの単位時間当たりの塗布量が均一である。これにより一回当たりの塗布総和量も一定に確保される。また、ストッパ先端部４１２が付着し、ストッパ先端部４１２から接着剤βがプリント配線板αにこぼれ落ちることが防止される。また、ストッパ先端部４１２に対する接着剤βのふき取りも不要となる。従って、ターゲットとなるプリント配線板αへの接着剤βを継続して均一に塗布できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態に係るディスペンサ装置を示した図。
【図２】ニードル部２２、ストッパ部４１の周辺を拡大した図。
【図３】本発明の実施の形態に係るディスペンサ装置の接着剤塗布方法を示したフローチャート。
【図４】ストッパ部４１がプリント配線板αに接触した状態を示した図。
【図５】第３の状態Ｔ３を示した図。
【図６】接着剤βの塗布の様子を示した図。
【符号の説明】
【００４０】
１  ディスペンサ装置
１０  加圧部
１１  パイプ
１２  装着部
２２１  ニードル部本体
２２２  ニードル先端部
２２３  第１の開口部
２２４  第２の開口部
２０  シリンジユニット
２１  シリンジ部
２２  ニードル部
３０  アーム部
３１  第１のアーム
３２  第２のアーム
４０  ストッパユニット
４１  ストッパ部
４２  駆動部
４１１  ストッパ本体部
４１２  ストッパ先端部
４１３  第３の開口部
４１４  第４の開口部
５０  テーブル
５１  搭載面
６０  制御部
Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２  面積
ｈ１，ｈ２  突出長
Ｌ１  初期高さ
Ｌ２  戻り距離
α  プリント配線板
β  接着剤
【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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