| 【発明の名称】 |
液体吐出用ディスペンサ |
| 【発明者】 |
【氏名】遠藤 政智
【住所又は居所】東京都足立区中川四丁目１３番１７号 株式会社日立インダストリイズ内
【氏名】中山 幸徳
【住所又は居所】東京都足立区中川四丁目１３番１７号 株式会社日立インダストリイズ内
【氏名】八幡 聡
【住所又は居所】東京都足立区中川四丁目１３番１７号 株式会社日立インダストリイズ内
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| 【要約】 |
【課題】従来のディスペンサは、ニードルと駆動部のアマチュアとが一体化されており補修や、清掃等のメンテナンス時に簡単に分解出来なかった。
【解決手段】吐出液を蓄えるタンクの一方側端部にノズル部を、前記タンクの他端側にねじ止めにより固定される蓋を設け、前記蓋に前記タンク内に加圧気体を供給する加圧気体供給口と、前記タンク内のノズル部まで延伸され弁として用いる第２のニードルと、前記蓋側に設けた第１のニードルとを有し、前記第１のニードルと第２のニードルの結合部を前記タンク内に設け、前記第１のニードルと前記蓋との間に楕円形状のシール部材を設けた構成とした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】吐出液を蓄えるタンクの一方側の端部にノズル部を、前記タンクの他端側にねじ止めにより固定される蓋を設け、前記蓋に前記タンク内に加圧気体を供給する加圧気体供給口と、前記タンク内のノズル部まで延伸され弁として用いる第２のニードルと、前記蓋側に設けた第１のニードルとを有し、前記第１のニードルと第２のニードルの結合部を前記タンク内に設け、前記第１のニードルと前記蓋との間に楕円形状のシール部材を設けたことを特徴とする液体吐出用ディスペンサ。
【請求項２】請求項１記載の液体吐出用ディスペンサにおいて、前記第１のニードルの駆動部との接合部と前記蓋との間に調節機構部を設けたことを特徴とする液体吐出用ディスペンサ。
【請求項３】請求項２記載の液体吐出用ディスペンサにおいて、前記調節機構部はニードルの弁の押付け圧力を調整する荷重調節機構と、弁の開度を調節するギャップ調整機構からなり、それぞれの調節機構はねじとばねより構成されていることを特徴とする液体吐出用ディスペンサ。
【請求項４】請求項１記載の液体吐出用ディスペンサにおいて、前記タンクは金属製であり、その内壁面をテフロンコーティングしたことを特徴とする液体吐出用ディスペンサ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一方の基板に液晶を滴下し、シール剤を塗布した他方の基板と貼り合せる際の液晶滴下するディスペンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の接着剤、シーラント剤、封止剤、液晶剤等の液状体を基板等に塗布あるいは滴下する装置として、特公平５−４２３０４号公報に記載のものがある。同公報ではディスペンサ本体内部の液吐出室の下部が液体保留部、又その上部が加圧気体部であること、上記吐出室内に、内部を上下に貫通するバルブステムが設けられ、かつ該バルブステムの下端には液体吐出開閉用のバルブが、又その上端にはソレノイド用のアマチュアが設けられていることと、上記液体吐出室の上部には、加圧気体の吸気口が設けられていることと、上記アマチュア４は、上記液体吐出室上部を突出して、その内部と通気する密封筒内に収められ、かつ該筒の外側にはソレノイドが設けられたディスペンサが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技術のディスペンサでは、バルブロッド（ニードル）は駆動機構のアマチュアと一体に構成されており、ノズル等に不具合が発生したり、清掃等において、ディスペンサ本体を塗布装置から分離すると共に、ディスペンサ本体部も全て分解する必要がある。このため、ノズル等の部品交換やシリンジ及びバルブロッド等の清掃に多くの時間が掛かり、メンテナンスが容易ではないという問題がある。
【０００４】そこで本発明の目的は、シリンジやバルブロッドの清掃や、ノズルや弁等の部品交換の容易な構成とし、かつ高精度に液体の吐出量を調整できるディスペンサを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明のディスペンサは、吐出液を蓄えるタンクの一方側端部にノズル部を、タンクの他端側にねじ止めにより固定される蓋を設け、蓋に前記タンク内に加圧気体を供給する加圧気体供給口と、タンク内のノズル部まで延伸され弁として用いる第２のニードルと、蓋側に設けた第１のニードルとを有し、第１のニードルと第２のニードルの結合部をタンク内に設け、第１のニードルと蓋との間に楕円形状のシール部材を設けた構成とした。
【０００６】さらに、第１のニードルの駆動部との接合部と、蓋との間にギャップ調整用と荷重調整用の機構部を設けた。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図面を用いて説明する。
【０００８】図１は本発明のディスペンサの１実施形態の全体構成を示す図である。また、図２はディスペンサタンク部の断面を示す。本図において、吐出する液体を収納したタンク１０には、タンクホルダ７が取付けられている。このタンクホルダ７に設けたネジに合うように外周囲を支持するタンクサポータ９に穴が設けてあり、タンクホルダ７が、タンク固定ねじ８によりタンクサポータ９に固定されている。タンクサポータ９は昇降用ガイド１３に沿って移動できるように駆動用のモータ１２に接続されている。上記のようにタンク１０はタンク固定ネジ８をはずすだけで、タンクサポータ９から簡単に取外すことが可能である。タンク１０の先端部にはノズル部１１が設けて有り、このノズル部１１からエアー等で加圧された液体が吐出される。図２に示すように、タンク１０の他端側は第２のロックナット３により蓋１４が固定されている。
【０００９】このノズル部１１は、２つに分割可能な第１のニードル１８と、第２のニードル１９をソレノイド１によって駆動することにより開閉が制御される。ソレノイド１はソレノイドコイルとアマチュアとから構成されており、ソレノイドコイルを通電することでアマチュアが動作する。このアマチュアと第１のニードル１８がカップリング４にて接続されている。なお第２のニードル１９の先端部がニードル弁の働きをする形状に加工されており、このニードル弁を開放することで加圧された液体を吐出する構成となっている。なお、第１及び第２のニードル１８、１９はタンク１０部でニードルクランプ２０にて接続されている（図２参照）。このように、ニードル部も蓋１４側と弁側とに簡単に分離可能としてある。
【００１０】図７にニードルの接続部の分解図を示す。上部側の第１のニードル１８の端部側は半割のスリットが設けて有り、ここに下部側の第２のニードル１９に設けた差込部を挿入する。更に、一方側に半割りスリット締付け用のネジを切り他方側からボルトで締付けることで、第１と第２のニードル１８、１９を固定するニードルクランプ２０を用いた構成としてある。このように、ニードルクランプ２０を操作することでニードルを２つに分離できるように構成したことによって、液体に接触し、清掃が必要な部分と分離が容易になると共に、タンク自体やノズル部を交換した場合でもニードルを全て分解して交換するのではなく、ニードルクランプ２０部の接続部の形状を同じ形状としておくことで、弁として用いているニードル１９側のみを交換するだけ良く、メンテナンスの費用や時間を軽減できる。なお、本実施形態ではニードルクランプ２０を用いて固定したが、この結合部の一方側をマグネットを用い（磁化して）磁気力で結合することも可能である。
【００１１】第１及び第２のニードル１８、１９は駆動機構部を構成するソレノイド１によって駆動されるが、ソレノイド１は第１のロックナット２を介してソレノイド支持金具２１に取り付けられている。なお、ソレノイド支持金具２１は、中空円筒になっており、第２のニードル１９のノズル部への押付け圧を調節する荷重調節機構と第２のニードル１９の移動量を調節する（弁の開度を調整する）ギャップ調整機構とを備えた調整機構部５と、第１のニードル１８と前記ソレノイド１とを接続するカップリング４が内部に設けてある。このソレノイド支持金具２１はタンク１０の蓋１４に取付けてある。
【００１２】更に、蓋１４にはタンク10内の液体に加圧力を作用させる加圧気体を導入するための加圧気体供給口が設けて有り、そこに加圧用継手６を介して配管６ｐを接続してある。なお、本図には示していないが、配管６ｐの他端側には加圧気体を送出する加圧源が、配管６ｐの途中には圧力調整用のレギュレータが設けてある。また、配管６ｐの途中は分岐しており、一方側に電磁弁が設けられタンク内を大気開放する構成としてある。このように、蓋１４側に加圧気体供給口を設けることで、タンク１０の形状が複雑にならず清掃等が容易に行える。
【００１３】図２にタンクの構成を示す。図のタンク１０の外周部は金属製（ＳＵＳ）で形成されており、これによって、タンクの容積を大きくすると共に、ニードル弁部の変形を防止し、ディスペンサタンク部の長寿命化を図っている。また、吐出液体と接する内周面はタンクの金属イオン成分が溶解して、液体３７内へ金属イオンへ成分が含まれることによる汚染を防止するためにテフロン（登録商標）コート１５してある。また、蓋１４は先に述べたように第２のロックナット３によりタンク１０に固定される構成としてある。
【００１４】図３に調整機構部５の詳細断面を示す。
【００１５】図において、調整機構部５は、先に述べたように、蓋１４に取付けられたソレノイド支持金具２１内にギャップ調整機構と荷重調整機構を備えている。まず、第１のシールリング保持金具２４が蓋１４との間にある第２のシールリング１７を、またニードル１８との間にある第２のシールリング１６を第２のシールリング保持金具２５と共にそれぞれ保持する構成となっている。更に、第１のシールリング保持金具２４とニードル１８の間にはブッシュ２３が取付けてある。この第1のシールリング保持金具２４は、ソレノイド支持金具２１によって蓋14に固定される構成としている。
【００１６】第１のシールリング保持金具２４の上部には、荷重調整機構を構成する内部にばね２２を備えた荷重調整ネジ２８があり、第４のロックナット２９により調節位置を固定保持している。なお、ばね２２は一端側が荷重調整ネジ２８の内壁上部（天井）に、他端側が第１のニードル１８に設けたつば部（ばね受座）に支持されている。更に、荷重調整ネジ２８と第１のニードル１８との間にギャップ調整機構を構成するギャップ調整用ネジ２６と調節位置を固定する第３のロックナット２７が設けてある。
【００１７】図４に調整機構部５の第１のニードル１８とシールリング保持金具２４部の拡大図を示す。図に示すように本装置に用いた第1のシールリング１６は、断面が楕円形状であり、その長径側が第１のニードル１８と接触するように配置してある。このように、楕円形状のシールリング１６を設けることで、第１のニードル１８が稼動したときの摺動抵抗の影響を小さく出来る。すなわち、シールリング１６の弾性変形の範囲内で第１のニードル１８が移動するように構成したもので、摺動抵抗はほとんど発生せず、調整機構部５とタンクとの間のシール性を確実に保てる。
【００１８】図５を用いてギャップ調整機構の動作を説明する。
【００１９】ギャップ調整機構は、第１のニードル１８に設けたばね受座と第１のシールリング保持金具２４との間隔を調整するものである。第１のニードル１８はこの間隔を移動可能である。図５に示すようにばね２２が最も縮んだ状態で第１のニードル１８の移動ストロークが最も大きくなる。この状態から、ギャップ調整用ネジ２６をばね２２が伸びる方向に回転させることで、ばね受座が押し下げられ、第１のニードル１８の移動距離が狭くなる。すなわち、第１のニードル１８に設けたばね受座と第１のシールリング保持金具２４との間隔が狭くなる。尚、シールリング保持金具２４を動かす場合は、第３のロックナット２７を緩めておき、調整終了後はこの第３のロックナット２７を締めることで、第１のニードル１８のストロークが変化しないようにしている。このギャップ調整はまずギャップ調整ネジ２６をギャップの無い状態まで動かして、その後所望のギャップになるまでギャップ調整ネジ２６を回転するか、ロックナット２７位置決めしておいてそこまでギャップ調整ネジ２６を回転することで調整できる。
【００２０】次に図６を用いてニードル弁の作動圧力を調整する荷重調整機構について説明する。荷重調整機構は荷重調整ネジ２８と第４のロックナット２９からなる。また、シールリング保持金具２４の外周には、荷重調整ネジ２８と第4のロックナット２９のネジに対応してネジが形成されている。ギャップ調整ネジ２６で第１のニードル１８の移動量が調整された後に、第４のロックナット２９を緩めて、荷重調整用ネジ２８を回して、基準位置からの回転数（回転角）によって調整することで、ばね２２の作用する力を調整する。このばね力の調整によって第１のニードル１８の移動速度が制御される。すなわち、第２のニードル１９の先端部であるニードル弁の開閉速度を制御することが可能である。
【００２１】次に、図８を用いてノズル部１１の詳細構成を説明する。図８（ａ）は、ノズル部１１の拡大断面図である。タンク１０の下端部はねじが切ってあり、ニードルホルダ３３がねじ止め出来るように構成してある。なお、ニードルホルダ３３の内壁底面とタンク１０の先端部は、パッキン３１を介して接触するように構成することで、吐出液体が外部に洩れ出ることを防止してある。ニードルホルダ３３の下部側にはノズルホルダ３５がねじ止めする構成となっており、ノズルホルダ３５の先端部にノズル３４をねじ止めできる構成としてある。また、ノズル３４の上部にはニードルシート３２を設けて有り、ノズル３４と一緒に取付、取外しが可能である。このニードルホルダ３３の開口とニードルシート３２部に第２のニードル１９の先端が嵌め合ってニードル弁として作用する。
【００２２】図８（ｂ）にはノズル３４の他の形状を示したものである。本実施形態のように、ノズル部の外形は同じにして、吐出側をＶ字にカットすることで、ノズル部１１の流体の流れる流路を短く形成することで、流体の吐出抵抗を小さくして、安定した吐出が可能となる。また、吐出部が一段下がった位置にあるため、外乱（ダウンフロー）の影響を受け難い。さらに、ノズルを落下させたり着脱時にスパナ等の工具を誤ってぶつけても吐出先端部に受ける影響は少ない。
【００２３】次に、上記構成のディスペンサの動作について図１を参照して説明する。なお、ここでは本ディスペンサを用いて基板上に液晶剤やシール剤を塗布する場合について説明する。
【００２４】まず、荷重調整機構及びギャップ調整機構を動作させて、ニードルの動作速度及びニードル弁の開度を設定する。もしタンク１０に吐出液が少なければ、タンク１０の蓋１４をはずして液を追加する。これらの調整が終了すると、図示していない基板を、ディスペンサが所望の液体を吐出する位置（水平方向位置）にセットする。そこで、モータ１２を駆動して、ノズル先端と基板の間隔が所定の位置になるように、昇降用ガイド１３に沿ってタンク１０の高さ位置を移動する。その後、図示していない加圧源からの加圧気体を、加圧用継手６を経由してタンク内に導入する。これにより、タンク内の液体には所定の圧力が加えられる。次に、外部からの電気信号に基づいてソレノイド１を動作させることで、第１及び第２のニードル１８、１９を駆動し、第２のニードル１９の先端部（ニードル弁）移動してニードルホルダ３３部の流路を開閉する。これにより、所定量の加圧液体がノズル３４から基板上に吐出される。
【００２５】以上のように、本実施形態のディスペンサによれば、ニードル弁の開度、及び開閉速度を簡単に設定でき、かつノズルを交換しても、第２のニードルの交換で済むという効果がある。さらに、使用者の要望に沿った吐出量の制御が可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上本発明のディスペンサでは、シリンジやバルブロッドの清掃や、ノズルや弁等の部品交換が容易な部品構成とし、かつ高精度に液体の吐出量を調整できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２３３０７７
【氏名又は名称】株式会社 日立インダストリイズ
【住所又は居所】東京都足立区中川四丁目１３番１７号
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| 【出願日】 |
平成１３年１１月２９日（２００１．１１．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５０９６
【弁理士】
【氏名又は名称】作田 康夫
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１６４７８３（Ｐ２００３−１６４７８３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年６月１０日（２００３．６．１０） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３６３５４９（Ｐ２００１−３６３５４９） |
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