塗布装置
【課題】応答性が向上した空圧式の塗布装置を提供する。
【解決手段】軸部３３に固定された第１及び第２プランジャ３１，３２、を含むピストン３０と、塗布剤を吐出するための吐出口を有した充填室１１、前記第１プランジャにより前記充填室と仕切られた制御室１２、前記第２プランジャにより互いに仕切られた第１及び第２調整室２１，２２、前記制御室と前記第１調整室とを仕切ると共に前記軸部が移動可能に貫通した仕切部２５、を含むハウジング１０，２０と、前記制御室、前記第１及び第２調整室に空気を供給可能な空気供給部と、前記第１及び第２調整室内の空気をそれぞれ調整室外に開放可能な第１及４１び第２弁４２と、前記第１及び第２弁が閉じ前記第１及び第２調整室の各内圧が所定圧を超えた状態で、前記第１弁を開き前記空気供給部により前記制御室へ空気を供給させることにより前記ピストンを始動させる制御部と、を備えている。
【解決手段】軸部３３に固定された第１及び第２プランジャ３１，３２、を含むピストン３０と、塗布剤を吐出するための吐出口を有した充填室１１、前記第１プランジャにより前記充填室と仕切られた制御室１２、前記第２プランジャにより互いに仕切られた第１及び第２調整室２１，２２、前記制御室と前記第１調整室とを仕切ると共に前記軸部が移動可能に貫通した仕切部２５、を含むハウジング１０，２０と、前記制御室、前記第１及び第２調整室に空気を供給可能な空気供給部と、前記第１及び第２調整室内の空気をそれぞれ調整室外に開放可能な第１及４１び第２弁４２と、前記第１及び第２弁が閉じ前記第１及び第２調整室の各内圧が所定圧を超えた状態で、前記第１弁を開き前記空気供給部により前記制御室へ空気を供給させることにより前記ピストンを始動させる制御部と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吐出口が形成されたハウジング内に充填された塗布剤を押し出すことにより、塗布剤を吐出口から吐出する塗布装置がある。このような塗布装置には、塗布剤を押し出すピストンをアクチュエータなどにより駆動する機械式、空気圧を利用してピストンを駆動する空圧式がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−４７８９８号公報
【特許文献２】特開２００２−１０２７６６号公報
【特許文献３】特開２０００−１３５４６５号公報
【特許文献４】特開平１０−１１８５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空圧式の塗布装置は、例えばハウジング内に、塗布剤が充填された充填室と空気が供給される制御室とに仕切るピストンを配置する。制御室内へ空気を供給又は空気の供給を停止することにより制御室の内圧を増減させてピストンを移動、停止させる。
【０００５】
制御室内に空気が供給されることによって制御室の内圧が増大し、これによりピストンが圧力を受けて始動する。これにより、充填室に充填された塗布剤が吐出される。また、制御室内への空気の供給を停止することにより制御室の内圧が減少し、これによりピストンが停止する。これにより、塗布剤の吐出が停止される。
【０００６】
制御室に空気の供給が開始されてから制御室の内圧が所望の内圧に至るまでには、所定の期間を要する。このため、この期間ではピストンの移動速度は徐々に増大し、塗布剤の吐出量も徐々に増加していくことになる。従ってこの期間が長いと、塗布開始時から直ちに塗布剤の吐出量を所望の吐出量にすることは困難である。
【０００７】
また、制御室への空気の供給が停止されてから塗布剤が吐出されなくなる程度にまで制御室内の内圧が低下するまでには、所定の期間を要する。このため、この期間ではピストンの移動速度が徐々に低下し、塗布剤の吐出量も徐々に減少してから塗布剤の吐出が停止する。従って、塗布終了時においても直ちに塗布剤の吐出を停止させることは困難である。
【０００８】
このように、ピストンを駆動する作動流体として空気を用いた場合には、ピストンの応答性が悪化するおそれがある。
【０００９】
本発明は、応答性が向上した空圧式の塗布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】
【００１０】
本明細書に開示の塗布装置は、軸部、前記軸部に固定された第１及び第２プランジャ、を含むピストンと、塗布剤を吐出するための吐出口を有した充填室、前記第１プランジャにより前記充填室と仕切られた制御室、前記第２プランジャにより互いに仕切られた第１及び第２調整室、前記制御室と前記第１調整室とを仕切ると共に前記軸部が移動可能に貫通した仕切部、を含むハウジングと、前記制御室、前記第１及び第２調整室に空気を供給可能な空気供給部と、前記第１及び第２調整室内の空気をそれぞれ調整室外に開放可能な第１及び第２弁と、前記第１及び第２弁が閉じ前記第１及び第２調整室の各内圧が所定圧を超えた状態で、前記第１弁を開き前記空気供給部により前記制御室へ空気を供給させることにより前記ピストンを始動させる制御部と、を備えている。
【００１１】
また、本明細書に開示の塗布装置は、軸部、前記軸部に固定された第１及び第２プランジャ、を含むピストンと、塗布剤を吐出するための吐出口を有した充填室、前記第１プランジャにより前記充填室と仕切られた制御室、前記第２プランジャにより互いに仕切られた第１及び第２調整室、前記制御室と前記第１調整室とを仕切ると共に前記軸部が移動可能に貫通した仕切部、を含むハウジングと、前記制御室、前記第１及び第２調整室に空気を供給可能な空気供給部と、前記第１及び第２調整室内の空気をそれぞれ調整室外に開放可能な第１及び第２弁と、前記第１及び第２弁が閉じ前記第１及び第２調整室の各内圧が所定圧を超え前記空気供給部が前記制御室に空気を供給している状態で、前記第２弁を開き前記空気供給部による前記制御室への空気の供給を停止させることにより前記ピストンを停止させる制御部と、を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
応答性が向上した空圧式の塗布装置を提供することを課題とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、塗布装置の説明図である。
【図２】図２は、ハウジングへ塗布剤を充填する方法の説明図である。
【図３】図３は、コントローラが実行するフローチャートの一例を示した図である。
【図４】図４は、コントローラが実行するフローチャートの一例を示した図である。
【図５】図５は、タイミングチャートの一例の図である。
【図６】図６Ａ、６ｂは、ノズルの状態の説明図である。
【図７】図７Ａ、７ｂは、ノズルの状態の説明図である。
【図８】図８は、ノズルの状態の説明図である。
【図９】図９Ａ、９Ｂは、塗布剤の吐出状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、塗布装置１００の説明図である。塗布装置１００は、ノズル１、コントローラ５０、空気供給装置６０、空気供給源７０を含む。ノズル１は、ハウジング１０、２０、ピストン３０を有している。ピストン３０は、軸部３３、軸部３３に固定されたプランジャ３１、３２を有している。軸部３３の下端にプランジャ３１が固定され、軸部３３の上端にプランジャ３２が固定されている。プランジャ３１は、第１プランジャの一例である。プランジャ３２は、第２プランジャの一例である。ハウジング１０の軸方向での断面積は、ハウジング２０の軸方向での断面積よりも小さいが、このような構成に限定されない。
【００１５】
ハウジング１０は、プランジャ３１によって仕切られた充填室１１、制御室１２を有している。充填室１１には塗布剤Ｍが充填されている。塗布剤Ｍは、例えば接着剤などであるがそれ以外であってもよい。充填室１１の先端には塗布剤Ｍを吐出するための吐出口ＯＰが形成されている。充填室１１は、塗布剤を吐出するための吐出口を有した充填室の一例である。制御室１２は、第１プランジャにより充填室と仕切られた制御室の一例である。制御室１２には制御室１２内の圧力に応じた検出信号をコントローラ５０に出力するセンサＳが設けられている。
【００１６】
制御室１２内には、空気供給装置６０から空気が供給され、制御室１２の内圧が制御される。コントローラ５０は空気供給装置６０の動作を制御する。空気供給装置６０は、例えば、空気を圧送可能なコンプレッサを備えたものであってもよいし、ポンプを備えたものであってもよい。空気供給装置６０は、制御室に空気を供給可能な空気供給部の一例である。
【００１７】
ハウジング２０は、プランジャ３２によって仕切られた調整室２１、２２を有している。調整室２１、２２は、それぞれ、第２プランジャにより互いに仕切られた第１調整室及び第２調整室の一例である。ハウジング２０は仕切壁２５を有し、仕切壁２５は、ハウジング１０の制御室１２とハウジング２０の調整室２１とを仕切っている。仕切壁２５には貫通孔２６が設けられており、貫通孔２６には筒状部材２７が嵌合している。ピストン３０の軸部３３は、筒状部材２７を昇降可能に係合している。筒状部材２７は例えば金属製である。調整室２１、制御室１２は互いに気密性が確保されており、軸部３３が筒状部材２７内を摺動しても調整室２１、制御室１２間で空気が流れない。仕切壁２５は、制御室と第１調整室とを仕切ると共に軸部が移動可能に貫通した仕切部の一例である。このように、ノズル１は、軸方向下方から上方にかけて充填室１１、制御室１２、調整室２１、２２の４つの室を有している。
【００１８】
調整室２１、２２のそれぞれには、チューブ８１、８２がそれぞれ設けられている。チューブ８１、８２のそれぞれには、弁４１、４２が設けられている。コントローラ５０は、弁４１、４２の開閉を制御する。弁４１、４２は、それぞれ、第１及び第２調整室内の空気をそれぞれ調整室外に開放可能な第１及び第２弁の一例である。
【００１９】
空気供給源７０は、調整室２１、２２のそれぞれに空気を供給する。具体的には、空気供給源７０と調整室２１とは、空気供給源７０に接続されたチューブ８７、チューブ８７から分岐したチューブ８７ａ、により接続されている。空気供給源７０と調整室２２とは、空気供給源７０に接続されたチューブ８７、チューブ８７から分岐したチューブ８７ｂ、により接続されている。チューブ８７ａ、８７ｂには、それぞれ供給弁４７ａ、４７ｂが設けられている。空気供給源７０は、チューブ８７、８７ａ、８７ｂを介してハウジング２０内に空気を継続して供給する。空気供給源７０は、例えば、ポンプなどである。
【００２０】
コントローラ５０は、供給弁４７ａ、４７ｂの開閉を制御する。供給弁４７ａ、４７ｂの開閉が制御されることにより、空気供給源７０からの調整室２１、２２への空気の供給が制御される。供給弁４７ａは、制御部により制御され空気供給部と第１調整室との連通状態を切り替える第１供給弁の一例である。供給弁４７ｂは、制御部により制御され空気供給部と第２調整室との連通状態を切り替える第２供給弁の一例である。
【００２１】
空気供給源７０は、コントローラ５０の制御によらずに常に調整室２１、２２へ空気が供給されるが、これに限定されない。例えば、空気供給源７０の代わりに、供給弁４７ａ、４７ｂが設けられておらずコントローラ５０によって調整室２１、２２への空気の供給が制御される装置であってもよい。空気供給源７０は、第１及び第２調整室に空気を供給可能な空気供給部の一例である。尚、調整室２１、２２には、同一の空気供給源７０から空気が供給されるが、調整室２１、２２ごとに異なる空気供給源を設けてもよい。
【００２２】
調整室２１、２２は、チューブ８５により連通している。チューブ８５には連通弁４５が設けられている。コントローラ５０は、連通弁４５の開閉を制御する。これにより、調整室２１、２２の連通状態又は遮断された状態にすることができる。連通弁４５は、制御部により制御され第１及び第２調整室を連通可能な連通弁の一例である。
【００２３】
以上のように、コントローラ５０は、弁４１、４２、連通弁４５、供給弁４７ａ、４７ｂの開閉を制御すると共に空気供給装置６０の動作を制御する。コントローラ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えたコンピュータである。
【００２４】
ハウジング１０へ塗布剤Ｍを充填する方法について説明する。図２は、ハウジング１０へ塗布剤Ｍを充填する方法の説明図である。尚、図２においてはノズル１を簡略化して示している。図２に示すように、ハウジング１０はハウジング２０から取外し可能である。具体的には、ハウジング１０の上端部と仕切壁２５の下部とには、互いに嵌合するネジ部などが設けられており、ハウジング２０に対してハウジング１０を回転させることにより、ハウジング１０をハウジング２０から着脱可能である。また、ピストン３０はハウジング２０側に保持されている。図２に示すように、ハウジング２０からハウジング１０を取外してハウジング１０内に塗布剤Ｍを充填させることができる。以上のように、ノズル１のハウジングは、分離可能な２つのハウジング１０、２０を含むが、単一のハウジングのみを含んでもよい。ノズル１のハウジングが単一のハウジングのみを含む場合、充填室に塗布剤を充填するための開閉可能な開口などが設けられていればよい。
【００２５】
次に、コントローラ５０が実行する塗布制御について説明する。図３、４は、コントローラ５０が実行するフローチャートの一例を示した図である。図５は、タイミングチャートの一例の図である。図５には、弁４１、４２、供給弁４７ａ、４７ｂ、連通弁４５の状態、プランジャ３１の位置、調整室２１、２２、制御室１２の内圧、空気供給装置６０の状態を示している。図６Ａ〜８は、ノズル１の状態の説明図である。尚、図６Ａ〜８においては、調整室２１、２２、制御室１２の内圧のそれぞれを内圧Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃとして示している。
【００２６】
塗布開始前は、コントローラ５０は、供給弁４７ａ、４７ｂ、連通弁４５を開き、弁４１、弁４２を閉じる（ステップＳ１）。供給弁４７ａ、４７ｂが開くことにより調整室２１、２２内には空気供給源７０から空気が供給され、内圧Ｐａ、Ｐｂは大気圧Ｐ０より大きくなる。連通弁４５が開くことにより調整室２１と調整室２２とは連通し、内圧Ｐａと内圧Ｐｂとは同じ値になる。
【００２７】
次に、コントローラ５０は、塗布開始要求があるか否かを判定する（ステップＳ２）。否定判定の場合には、再度本ステップＳ２の処理を実行する。肯定判定の場合には、コントローラ５０は、空気供給装置６０を駆動させ、連通弁４５、供給弁４７ａを閉じ、弁４１を開く（ステップＳ３、ｔ０）。
【００２８】
空気供給装置６０が駆動することにより、制御室１２内に空気が供給されて内圧Ｐｃは大気圧よりも大きくなる。連通弁４５を閉じることにより、調整室２１と調整室２２との連通は遮断され調整室２１の内圧Ｐａと調整室２２の内圧Ｐｂとを独立して制御することが可能になる。この状態で供給弁４７ａを閉じ弁４１を開くことにより、空気供給源７０から調整室２１への空気の供給が停止され調整室２１内の空気が調整室外に放出される。これにより、図５、図６Ｂに示すように、内圧Ｐａは大気圧Ｐ０と等しくなる（ｔ１）。このようにしてピストン３０が始動して塗布が開始される。尚、ステップＳ３における各弁の開閉タイミングや空気供給装置６０の駆動タイミングの順番は特に問わず、略同時の行ってもよい。
【００２９】
以上のように、コントローラ５０は、弁４１、４２が閉じ調整室２１、２２の各内圧が大気圧を超えた状態で、弁４１を開き空気供給装置６０により制御室１２へ空気を供給させることによりピストン３０を始動させる。空気供給装置６０により制御室１２に空気を供給することにより、制御室１２の内圧が増大しプランジャ３１には下方に力が作用する。また、弁４１を開くことにより、調整室２１の内圧Ｐａは直ちに大気圧Ｐ０となる。調整室２２の内圧Ｐｂは大気圧を超えた状態に維持されているので、弁４１を開いた直後に調整室２１、２２の内圧差が生じる。この調整室２１、２２の内圧差により、プランジャ３２には下方に力が作用する。このように、制御室１２の内圧と、調整室２１、２２の内圧差とにより、ピストン３０が始動する。
【００３０】
ここで、図５に示すように、空気供給装置６０により制御室１２内に空気が供給され始めてから内圧Ｐｃは徐々に増加する。制御室１２内に空気が供給された始めてから内圧Ｐｃが所望の定常圧力に至るまでに所定の期間を要する。従って、調整室２１、２２の内圧差を利用せずに制御室１２の内圧Ｐｃの作用のみに基づいてピストン３０を駆動する場合、ピストン３０の移動速度が徐々に増大し、塗布剤の吐出量も徐々に増加する。このため、塗布開始時から直ちに塗布剤を所望の吐出量だけ吐出することは困難である。
【００３１】
本実施例の場合、調整室２１内の空気を調整室外に開放することにより、直ちに調整室２１、２２の内圧差を生じさせる。この内圧差を利用してピストン３０を直ちに下降させる。このため、始動時のピストン３０の応答性が向上している。
【００３２】
尚、図５に示すように、実際には弁４１を開いてから調整室２１の内圧Ｐｃが大気圧Ｐ０に至るまでの期間（ｔ０からｔ１の期間）において、ピストン３０の下降速度は増加する。内圧Ｐｃが大気圧Ｐ０に至ってから（ｔ１）、ピストン３０は略等速で下降する。
【００３３】
次に、コントローラ５０は、供給弁４７ａを開いて再び弁４１を閉じる（ステップＳ４、ｔ１）。これにより、空気供給源７０から調整室２１に再び空気が供給され、図７Ａに示すように、調整室２１の内圧Ｐａは再び大気圧よりも増大する。尚、この間も空気供給装置６０は制御室１２内に空気を供給して内圧Ｐｃは増大する。
【００３４】
ここで、弁４１が閉じてからその後に連通弁４５が開くまでの期間（ｔ１からｔ２までの期間）では、ピストン３０は略等速度で下降する。この期間においては、制御室１２の内圧Ｐｃは徐々に増大している。このため、制御室１２の内圧Ｐｃによるプランジャ３１に作用する下方の力は徐々に増大する。また、この期間では調整室２１の内圧Ｐａは増大し調整室２２の内圧Ｐｂは一定であるため、調整室２１、２２の内圧差は減少する。従って、調整室２１、２２の内圧差によりプランジャ３２に作用する下方の力は徐々に減少する。よって、ｔ１からｔ２までの期間において、プランジャ３１に作用する下方の圧力は増大しプランジャ３２に作用する下方の圧力は減少する。これにより、ピストン３０全体に作用する下方の圧力は略一定となり、ピストン３０は、略等速で下降する。
【００３５】
次に、コントローラ５０はセンサＳからの出力信号に基づいて、制御室１２の内圧Ｐｃが所定圧力以上か否かを判定する（ステップＳ５）。否定判定の場合には、コントローラ５０は本ステップＳ５の処理を実行する。制御室１２の内圧Ｐｃが所定圧力以上の場合、コントローラ５０は、連通弁４５を開く（ステップＳ６、ｔ２）。ここで、所定圧力とは、空気供給装置６０の性能上、制御室１２に空気を供給しても原理上それ以上増大しない定常状態での内圧Ｐｃを意味する。所定圧力は、予め実験などにより算出され、コントローラ５０のＲＯＭに記憶されている。このようにコントローラ５０は、センサＳからの検出信号に応じて連通弁４５を開く可否を判定する。連通弁４５を開くことにより、図７Ｂに示すように、調整室２１、２２は連通し内圧Ｐａと内圧Ｐｂとは同じ値になる。尚、図５では、内圧Ｐａが内圧Ｐｂと略同一の値にまで回復してから連通弁４５が開かれているが、制御室１２の内圧Ｐｃが所定圧力以上であれば内圧Ｐａと内圧Ｐｂとが同一に至る前であっても連通弁４５を開く。
【００３６】
連通弁４５が開いている間（ｔ２からｔ３の期間）、空気供給装置６０により制御室１２への空気の供給が継続されピストン３０は下降を継続する。ここで、連通弁４５が開いている間は、調整室２１の内圧Ｐａと調整室２２の内圧Ｐｂとは同一である。このため、内圧Ｐａがプランジャ３２に作用する上方への力と内圧Ｐｂがプランジャ３２に作用する下方への力は釣り合う。このため、内圧Ｐａ、Ｐｂは、ピストン３０の下降を妨げるようにも作用せず、ピストン３０の下降を助長するようにも作用しない。従って、連通弁４５が開いている期間においては、ピストン３０は、制御室１２の内圧Ｐｃの作用のみに基づいて下降が継続する。また、空気供給装置６０から制御室１２への空気の供給は継続されるが、上述したように内圧Ｐｃは定常値に維持される。これにより塗布剤Ｍの吐出が継続される。
【００３７】
このように、連通弁４５は、ピストン３０の始動時には閉じており、ピストン３０の移動中に開く。連通弁４５を開くことにより調整室２１、２２の内圧差をゼロにすることができる。従って、ピストン３０の移動中に制御室１２の内圧Ｐｃの作用にのみに基づいてピストン３０を移動させたい場合には、連通弁４５を開くことにより対応できる。
【００３８】
上述したように内圧Ｐｃが定常値になった場合、即ち、内圧Ｐｃは一定の値に維持される場合に連通弁４５を開く。これにより一定の値に維持されている内圧Ｐｃの作用のみに基づいてピストン３０が下降し、この結果ピストン３０は略等速で下降する。
【００３９】
例えば、内圧Ｐｃが定常値であっても連通弁４５が閉じられ調整室２１、２２に空気が供給され調整室２１、２２の内圧差が変動している場合には、この内圧差の変動によりピストン３０を等速度で移動させることができないおそれがある。上述したように、内圧Ｐｃが定常値に到達したことを検出した場合に連通弁４５を開くことにより、調整室２１、２２の内圧差をゼロにし、内圧Ｐｃの作用のみに基づいてピストン３０を略等速度で下降させることができる。これにより、塗布剤Ｍの吐出量を一定に維持することができる。
【００４０】
次に、コントローラ５０は、塗布停止要求があるか否かを判定する（ステップＳ７）。否定判定の場合には、コントローラ５０はステップＳ６の処理を実行する。肯定判定の場合には、コントローラ５０は、空気供給装置６０を停止し、連通弁４５を閉じ、供給弁４７ｂを閉じ、弁４２を開く（ステップＳ８ｔ３）。
【００４１】
空気供給装置６０を停止することにより、図５に示すように、制御室１２の内圧Ｐｃは徐々に大気圧Ｐ０に向けて減少する。連通弁４５を閉じることにより、調整室２１の内圧Ｐａと調整室２２の内圧Ｐｂとを独立して制御することが可能になる。この状態で供給弁４７ｂを閉じ弁４２を開くことにより、空気供給源７０から調整室２２への空気の供給が停止され調整室２２内の空気が調整室外に放出される。これにより、図５、図８に示すように、内圧Ｐｂは大気圧Ｐ０と等しくなる（ｔ４）。尚、ステップＳ７における各弁の開閉タイミングや空気供給装置６０の駆動タイミングの順番は特に問わず、略同時の行ってもよい。
【００４２】
以上のように、コントローラ５０は、弁４１、４２が閉じ調整室２１、２２の各内圧が大気圧を超え空気供給装置６０が制御室１２に空気を供給している状態で、弁４２を開き空気供給装置６０による制御室１２への空気の供給を停止させることにより、ピストン３０を停止させる。弁４２を開くことにより、調整室２２の内圧Ｐｂは直ちに大気圧Ｐ０となる。調整室２１の内圧Ｐａは大気圧を超えた状態に維持されているので、弁４２を開いた直後に調整室２１、２２の内圧差が生じる。この調整室２１、２２の内圧差により、プランジャ３２には上方に力が作用する。これにより、直ちにピストン３０の下降が停止される。
【００４３】
ここで、図５に示すように、空気供給装置６０が停止してから内圧Ｐｃは徐々に低下して大気圧Ｐ０に至る。従って、制御室１２内への空気の供給が停止してから内圧Ｐｃが大気圧Ｐ０に戻るまで所定の期間を要する。従って、調整室２１、２２の内圧差を利用せずに空気供給装置６０を停止した場合には、この期間においてピストン３０の移動速度は徐々に低下し、塗布剤の吐出量も徐々に減少し、その後に塗布剤の吐出が停止する。従って、塗布終了時においても直ちに塗布剤Ｍの吐出を停止させることは困難である。
【００４４】
本実施例の場合、調整室２２内の空気を調整室外に開放することにより、直ちに調整室２１、２２の内圧差を生じさせる。この内圧差を利用してピストン３０の下降を直ちに停止させる。このようにして、停止時のピストン３０の応答性が向上している。
【００４５】
尚、図５に示すように、実際には弁４２を開いてから調整室２２の内圧Ｐｂが大気圧Ｐ０に至るまでの期間において、ピストン３０の下降速度は徐々に低下し、内圧Ｐｂが大気圧Ｐ０に至るとの略同時にピストン３０は停止する（ｔ４）。
【００４６】
また、上述したようにピストン３０を停止させる際には、コントローラ５０は連通弁４５を閉じる。従って、連通弁４５は、ピストン３０の移動中に開き、ピストン３０の停止時には閉じる。ステップＳ８の実行後、コントローラ５０は、供給弁４７ｂを開き弁４２を閉じる（ステップＳ９）。これにより、調整室２２の内圧Ｐｂが増大し、内圧Ｐｂと内圧Ｐａとが略同じになる。
【００４７】
尚、ピストン３０は、弁４１が開いて内圧Ｐａが大気圧Ｐ０に至ってから弁４２が開いたときまでの間（ｔ１からｔ３までの期間）、略一定の速度で下降する。また、塗布剤Ｍが吐出される期間は、塗布画開始されてからピストン３０が完全に停止するまでの間（ｔ０からｔ４までの期間）である。以上にように、コントローラ５０はピストン３０を駆動する。
【００４８】
図９Ａ、９Ｂは、塗布剤Ｍの吐出状態の説明図である。図９Ａは、制御室１２の内圧のみの作用によってピストン３０を駆動させた場合での塗布剤Ｍの吐出の状態を示している。図９Ｂは、制御室１２の内圧と調整室２１、２２の内圧差との作用によってピストン３０を駆動させた場合での塗布剤Ｍの吐出の状態を示している。図９Ａ、９Ｂは、ノズル１を水平右方向に等速度で移動させた場合での塗布剤Ｍの吐出の状態を示している。図９Ａ、９Ｂは、所定の部材上に塗布された塗布剤Ｍを示している。
【００４９】
図９Ａに示すように、塗布の開始位置である塗布剤Ｍの一端Ｍ１ｘでは、塗布剤Ｍの吐出量が減少している。上述したように、制御室１２の内圧の作用のみではピストン３０の応答性が悪いからである。ノズル１が水平右方向に移動するにつれて塗布剤Ｍの吐出量は一定となり、塗布の終了位置である他端Ｍ２ｘでは吐出量が増大している。これは、塗布の終了位置でノズル１の水平右方向の移動を停止させたと同時に空気供給装置６０による制御室１２への空気の供給を停止したからである。上述したように空気供給装置６０による制御室１２への空気の供給を停止してもピストン３０は直ちに停止しないため、他端Ｍ２ｘで塗布剤Ｍが所望の吐出量よりも多く吐出される。このように、制御室１２の内圧の作用のみではピストン３０の応答性が悪く、塗布剤Ｍの吐出量を一定に維持することは困難である。
【００５０】
前述したように制御室１２の内圧の作用と調整室２１、２２の内圧差の作用とによってピストン３０を駆動させる場合にはピストン３０の応答性が向上し、図９Ｂに示すように、一端Ｍ１及び他端Ｍ２においても塗布剤Ｍの吐出量を一定に維持することができる。さらに、ピストン３０の移動を、空気圧で制御するため、ノズル１の重量がモータなどのアクチュエータを利用する場合よりも軽くすることができる。その結果、ノズル１をロボットで把持および移動させる時に、高速かつ高精度に制御することが可能になる。
【００５１】
以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施例において調節室内の圧力の制御の基準を大気圧Ｐ０と記述したが、大気圧以外のなんらかの所定圧を基準にすることもできる。
【００５２】
尚、ステップＳ４、Ｓ５において、センサＳの検出信号に基づいて調整室２１の内圧が所定圧力以上になった場合にコントローラ５０は連通弁４５を開く。しかしながらこのような処理に限定されず、例えば、センサＳの検出信号に基づいて調整室２１の内圧の変化量が所定値以下になった場合にコントローラ５０は連通弁４５を開いてもよい。即ち、調整室２１の内圧が一定となる定常状態にあるか否かをセンサＳによって検出し、この検出された場合に連通弁４５を開けばよい。このように、コントローラ５０はセンサＳからの検出信号に応じて、連通弁４５の開閉の可否を決定する。
【００５３】
空気供給装置６０、空気供給源７０の代わりに、例えば、制御室１２、調整室２１、２２にそれぞれ空気を供給する単一の装置を採用してもよい。センサＳは、充填室１１の内圧を検出してもよい。制御室１２の内圧と充填室１１の内圧とは略等しいとみなせるからである。
【符号の説明】
【００５４】
１ ノズル
１０、２０ ハウジング
１１ 充填室
１２ 制御室
２１、２２ 調整室
２５ 仕切壁
３０ ピストン
３１、３２ プランジャ
３３ 軸部
４１、４２ 弁
４５ 連通弁
４７ａ、４７ｂ 供給弁
５０ コントローラ
６０ 空気供給装置
７０ 空気供給源
１００ 塗布装置
Ｓ センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吐出口が形成されたハウジング内に充填された塗布剤を押し出すことにより、塗布剤を吐出口から吐出する塗布装置がある。このような塗布装置には、塗布剤を押し出すピストンをアクチュエータなどにより駆動する機械式、空気圧を利用してピストンを駆動する空圧式がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−４７８９８号公報
【特許文献２】特開２００２−１０２７６６号公報
【特許文献３】特開２０００−１３５４６５号公報
【特許文献４】特開平１０−１１８５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空圧式の塗布装置は、例えばハウジング内に、塗布剤が充填された充填室と空気が供給される制御室とに仕切るピストンを配置する。制御室内へ空気を供給又は空気の供給を停止することにより制御室の内圧を増減させてピストンを移動、停止させる。
【０００５】
制御室内に空気が供給されることによって制御室の内圧が増大し、これによりピストンが圧力を受けて始動する。これにより、充填室に充填された塗布剤が吐出される。また、制御室内への空気の供給を停止することにより制御室の内圧が減少し、これによりピストンが停止する。これにより、塗布剤の吐出が停止される。
【０００６】
制御室に空気の供給が開始されてから制御室の内圧が所望の内圧に至るまでには、所定の期間を要する。このため、この期間ではピストンの移動速度は徐々に増大し、塗布剤の吐出量も徐々に増加していくことになる。従ってこの期間が長いと、塗布開始時から直ちに塗布剤の吐出量を所望の吐出量にすることは困難である。
【０００７】
また、制御室への空気の供給が停止されてから塗布剤が吐出されなくなる程度にまで制御室内の内圧が低下するまでには、所定の期間を要する。このため、この期間ではピストンの移動速度が徐々に低下し、塗布剤の吐出量も徐々に減少してから塗布剤の吐出が停止する。従って、塗布終了時においても直ちに塗布剤の吐出を停止させることは困難である。
【０００８】
このように、ピストンを駆動する作動流体として空気を用いた場合には、ピストンの応答性が悪化するおそれがある。
【０００９】
本発明は、応答性が向上した空圧式の塗布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】
【００１０】
本明細書に開示の塗布装置は、軸部、前記軸部に固定された第１及び第２プランジャ、を含むピストンと、塗布剤を吐出するための吐出口を有した充填室、前記第１プランジャにより前記充填室と仕切られた制御室、前記第２プランジャにより互いに仕切られた第１及び第２調整室、前記制御室と前記第１調整室とを仕切ると共に前記軸部が移動可能に貫通した仕切部、を含むハウジングと、前記制御室、前記第１及び第２調整室に空気を供給可能な空気供給部と、前記第１及び第２調整室内の空気をそれぞれ調整室外に開放可能な第１及び第２弁と、前記第１及び第２弁が閉じ前記第１及び第２調整室の各内圧が所定圧を超えた状態で、前記第１弁を開き前記空気供給部により前記制御室へ空気を供給させることにより前記ピストンを始動させる制御部と、を備えている。
【００１１】
また、本明細書に開示の塗布装置は、軸部、前記軸部に固定された第１及び第２プランジャ、を含むピストンと、塗布剤を吐出するための吐出口を有した充填室、前記第１プランジャにより前記充填室と仕切られた制御室、前記第２プランジャにより互いに仕切られた第１及び第２調整室、前記制御室と前記第１調整室とを仕切ると共に前記軸部が移動可能に貫通した仕切部、を含むハウジングと、前記制御室、前記第１及び第２調整室に空気を供給可能な空気供給部と、前記第１及び第２調整室内の空気をそれぞれ調整室外に開放可能な第１及び第２弁と、前記第１及び第２弁が閉じ前記第１及び第２調整室の各内圧が所定圧を超え前記空気供給部が前記制御室に空気を供給している状態で、前記第２弁を開き前記空気供給部による前記制御室への空気の供給を停止させることにより前記ピストンを停止させる制御部と、を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
応答性が向上した空圧式の塗布装置を提供することを課題とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、塗布装置の説明図である。
【図２】図２は、ハウジングへ塗布剤を充填する方法の説明図である。
【図３】図３は、コントローラが実行するフローチャートの一例を示した図である。
【図４】図４は、コントローラが実行するフローチャートの一例を示した図である。
【図５】図５は、タイミングチャートの一例の図である。
【図６】図６Ａ、６ｂは、ノズルの状態の説明図である。
【図７】図７Ａ、７ｂは、ノズルの状態の説明図である。
【図８】図８は、ノズルの状態の説明図である。
【図９】図９Ａ、９Ｂは、塗布剤の吐出状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、塗布装置１００の説明図である。塗布装置１００は、ノズル１、コントローラ５０、空気供給装置６０、空気供給源７０を含む。ノズル１は、ハウジング１０、２０、ピストン３０を有している。ピストン３０は、軸部３３、軸部３３に固定されたプランジャ３１、３２を有している。軸部３３の下端にプランジャ３１が固定され、軸部３３の上端にプランジャ３２が固定されている。プランジャ３１は、第１プランジャの一例である。プランジャ３２は、第２プランジャの一例である。ハウジング１０の軸方向での断面積は、ハウジング２０の軸方向での断面積よりも小さいが、このような構成に限定されない。
【００１５】
ハウジング１０は、プランジャ３１によって仕切られた充填室１１、制御室１２を有している。充填室１１には塗布剤Ｍが充填されている。塗布剤Ｍは、例えば接着剤などであるがそれ以外であってもよい。充填室１１の先端には塗布剤Ｍを吐出するための吐出口ＯＰが形成されている。充填室１１は、塗布剤を吐出するための吐出口を有した充填室の一例である。制御室１２は、第１プランジャにより充填室と仕切られた制御室の一例である。制御室１２には制御室１２内の圧力に応じた検出信号をコントローラ５０に出力するセンサＳが設けられている。
【００１６】
制御室１２内には、空気供給装置６０から空気が供給され、制御室１２の内圧が制御される。コントローラ５０は空気供給装置６０の動作を制御する。空気供給装置６０は、例えば、空気を圧送可能なコンプレッサを備えたものであってもよいし、ポンプを備えたものであってもよい。空気供給装置６０は、制御室に空気を供給可能な空気供給部の一例である。
【００１７】
ハウジング２０は、プランジャ３２によって仕切られた調整室２１、２２を有している。調整室２１、２２は、それぞれ、第２プランジャにより互いに仕切られた第１調整室及び第２調整室の一例である。ハウジング２０は仕切壁２５を有し、仕切壁２５は、ハウジング１０の制御室１２とハウジング２０の調整室２１とを仕切っている。仕切壁２５には貫通孔２６が設けられており、貫通孔２６には筒状部材２７が嵌合している。ピストン３０の軸部３３は、筒状部材２７を昇降可能に係合している。筒状部材２７は例えば金属製である。調整室２１、制御室１２は互いに気密性が確保されており、軸部３３が筒状部材２７内を摺動しても調整室２１、制御室１２間で空気が流れない。仕切壁２５は、制御室と第１調整室とを仕切ると共に軸部が移動可能に貫通した仕切部の一例である。このように、ノズル１は、軸方向下方から上方にかけて充填室１１、制御室１２、調整室２１、２２の４つの室を有している。
【００１８】
調整室２１、２２のそれぞれには、チューブ８１、８２がそれぞれ設けられている。チューブ８１、８２のそれぞれには、弁４１、４２が設けられている。コントローラ５０は、弁４１、４２の開閉を制御する。弁４１、４２は、それぞれ、第１及び第２調整室内の空気をそれぞれ調整室外に開放可能な第１及び第２弁の一例である。
【００１９】
空気供給源７０は、調整室２１、２２のそれぞれに空気を供給する。具体的には、空気供給源７０と調整室２１とは、空気供給源７０に接続されたチューブ８７、チューブ８７から分岐したチューブ８７ａ、により接続されている。空気供給源７０と調整室２２とは、空気供給源７０に接続されたチューブ８７、チューブ８７から分岐したチューブ８７ｂ、により接続されている。チューブ８７ａ、８７ｂには、それぞれ供給弁４７ａ、４７ｂが設けられている。空気供給源７０は、チューブ８７、８７ａ、８７ｂを介してハウジング２０内に空気を継続して供給する。空気供給源７０は、例えば、ポンプなどである。
【００２０】
コントローラ５０は、供給弁４７ａ、４７ｂの開閉を制御する。供給弁４７ａ、４７ｂの開閉が制御されることにより、空気供給源７０からの調整室２１、２２への空気の供給が制御される。供給弁４７ａは、制御部により制御され空気供給部と第１調整室との連通状態を切り替える第１供給弁の一例である。供給弁４７ｂは、制御部により制御され空気供給部と第２調整室との連通状態を切り替える第２供給弁の一例である。
【００２１】
空気供給源７０は、コントローラ５０の制御によらずに常に調整室２１、２２へ空気が供給されるが、これに限定されない。例えば、空気供給源７０の代わりに、供給弁４７ａ、４７ｂが設けられておらずコントローラ５０によって調整室２１、２２への空気の供給が制御される装置であってもよい。空気供給源７０は、第１及び第２調整室に空気を供給可能な空気供給部の一例である。尚、調整室２１、２２には、同一の空気供給源７０から空気が供給されるが、調整室２１、２２ごとに異なる空気供給源を設けてもよい。
【００２２】
調整室２１、２２は、チューブ８５により連通している。チューブ８５には連通弁４５が設けられている。コントローラ５０は、連通弁４５の開閉を制御する。これにより、調整室２１、２２の連通状態又は遮断された状態にすることができる。連通弁４５は、制御部により制御され第１及び第２調整室を連通可能な連通弁の一例である。
【００２３】
以上のように、コントローラ５０は、弁４１、４２、連通弁４５、供給弁４７ａ、４７ｂの開閉を制御すると共に空気供給装置６０の動作を制御する。コントローラ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えたコンピュータである。
【００２４】
ハウジング１０へ塗布剤Ｍを充填する方法について説明する。図２は、ハウジング１０へ塗布剤Ｍを充填する方法の説明図である。尚、図２においてはノズル１を簡略化して示している。図２に示すように、ハウジング１０はハウジング２０から取外し可能である。具体的には、ハウジング１０の上端部と仕切壁２５の下部とには、互いに嵌合するネジ部などが設けられており、ハウジング２０に対してハウジング１０を回転させることにより、ハウジング１０をハウジング２０から着脱可能である。また、ピストン３０はハウジング２０側に保持されている。図２に示すように、ハウジング２０からハウジング１０を取外してハウジング１０内に塗布剤Ｍを充填させることができる。以上のように、ノズル１のハウジングは、分離可能な２つのハウジング１０、２０を含むが、単一のハウジングのみを含んでもよい。ノズル１のハウジングが単一のハウジングのみを含む場合、充填室に塗布剤を充填するための開閉可能な開口などが設けられていればよい。
【００２５】
次に、コントローラ５０が実行する塗布制御について説明する。図３、４は、コントローラ５０が実行するフローチャートの一例を示した図である。図５は、タイミングチャートの一例の図である。図５には、弁４１、４２、供給弁４７ａ、４７ｂ、連通弁４５の状態、プランジャ３１の位置、調整室２１、２２、制御室１２の内圧、空気供給装置６０の状態を示している。図６Ａ〜８は、ノズル１の状態の説明図である。尚、図６Ａ〜８においては、調整室２１、２２、制御室１２の内圧のそれぞれを内圧Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃとして示している。
【００２６】
塗布開始前は、コントローラ５０は、供給弁４７ａ、４７ｂ、連通弁４５を開き、弁４１、弁４２を閉じる（ステップＳ１）。供給弁４７ａ、４７ｂが開くことにより調整室２１、２２内には空気供給源７０から空気が供給され、内圧Ｐａ、Ｐｂは大気圧Ｐ０より大きくなる。連通弁４５が開くことにより調整室２１と調整室２２とは連通し、内圧Ｐａと内圧Ｐｂとは同じ値になる。
【００２７】
次に、コントローラ５０は、塗布開始要求があるか否かを判定する（ステップＳ２）。否定判定の場合には、再度本ステップＳ２の処理を実行する。肯定判定の場合には、コントローラ５０は、空気供給装置６０を駆動させ、連通弁４５、供給弁４７ａを閉じ、弁４１を開く（ステップＳ３、ｔ０）。
【００２８】
空気供給装置６０が駆動することにより、制御室１２内に空気が供給されて内圧Ｐｃは大気圧よりも大きくなる。連通弁４５を閉じることにより、調整室２１と調整室２２との連通は遮断され調整室２１の内圧Ｐａと調整室２２の内圧Ｐｂとを独立して制御することが可能になる。この状態で供給弁４７ａを閉じ弁４１を開くことにより、空気供給源７０から調整室２１への空気の供給が停止され調整室２１内の空気が調整室外に放出される。これにより、図５、図６Ｂに示すように、内圧Ｐａは大気圧Ｐ０と等しくなる（ｔ１）。このようにしてピストン３０が始動して塗布が開始される。尚、ステップＳ３における各弁の開閉タイミングや空気供給装置６０の駆動タイミングの順番は特に問わず、略同時の行ってもよい。
【００２９】
以上のように、コントローラ５０は、弁４１、４２が閉じ調整室２１、２２の各内圧が大気圧を超えた状態で、弁４１を開き空気供給装置６０により制御室１２へ空気を供給させることによりピストン３０を始動させる。空気供給装置６０により制御室１２に空気を供給することにより、制御室１２の内圧が増大しプランジャ３１には下方に力が作用する。また、弁４１を開くことにより、調整室２１の内圧Ｐａは直ちに大気圧Ｐ０となる。調整室２２の内圧Ｐｂは大気圧を超えた状態に維持されているので、弁４１を開いた直後に調整室２１、２２の内圧差が生じる。この調整室２１、２２の内圧差により、プランジャ３２には下方に力が作用する。このように、制御室１２の内圧と、調整室２１、２２の内圧差とにより、ピストン３０が始動する。
【００３０】
ここで、図５に示すように、空気供給装置６０により制御室１２内に空気が供給され始めてから内圧Ｐｃは徐々に増加する。制御室１２内に空気が供給された始めてから内圧Ｐｃが所望の定常圧力に至るまでに所定の期間を要する。従って、調整室２１、２２の内圧差を利用せずに制御室１２の内圧Ｐｃの作用のみに基づいてピストン３０を駆動する場合、ピストン３０の移動速度が徐々に増大し、塗布剤の吐出量も徐々に増加する。このため、塗布開始時から直ちに塗布剤を所望の吐出量だけ吐出することは困難である。
【００３１】
本実施例の場合、調整室２１内の空気を調整室外に開放することにより、直ちに調整室２１、２２の内圧差を生じさせる。この内圧差を利用してピストン３０を直ちに下降させる。このため、始動時のピストン３０の応答性が向上している。
【００３２】
尚、図５に示すように、実際には弁４１を開いてから調整室２１の内圧Ｐｃが大気圧Ｐ０に至るまでの期間（ｔ０からｔ１の期間）において、ピストン３０の下降速度は増加する。内圧Ｐｃが大気圧Ｐ０に至ってから（ｔ１）、ピストン３０は略等速で下降する。
【００３３】
次に、コントローラ５０は、供給弁４７ａを開いて再び弁４１を閉じる（ステップＳ４、ｔ１）。これにより、空気供給源７０から調整室２１に再び空気が供給され、図７Ａに示すように、調整室２１の内圧Ｐａは再び大気圧よりも増大する。尚、この間も空気供給装置６０は制御室１２内に空気を供給して内圧Ｐｃは増大する。
【００３４】
ここで、弁４１が閉じてからその後に連通弁４５が開くまでの期間（ｔ１からｔ２までの期間）では、ピストン３０は略等速度で下降する。この期間においては、制御室１２の内圧Ｐｃは徐々に増大している。このため、制御室１２の内圧Ｐｃによるプランジャ３１に作用する下方の力は徐々に増大する。また、この期間では調整室２１の内圧Ｐａは増大し調整室２２の内圧Ｐｂは一定であるため、調整室２１、２２の内圧差は減少する。従って、調整室２１、２２の内圧差によりプランジャ３２に作用する下方の力は徐々に減少する。よって、ｔ１からｔ２までの期間において、プランジャ３１に作用する下方の圧力は増大しプランジャ３２に作用する下方の圧力は減少する。これにより、ピストン３０全体に作用する下方の圧力は略一定となり、ピストン３０は、略等速で下降する。
【００３５】
次に、コントローラ５０はセンサＳからの出力信号に基づいて、制御室１２の内圧Ｐｃが所定圧力以上か否かを判定する（ステップＳ５）。否定判定の場合には、コントローラ５０は本ステップＳ５の処理を実行する。制御室１２の内圧Ｐｃが所定圧力以上の場合、コントローラ５０は、連通弁４５を開く（ステップＳ６、ｔ２）。ここで、所定圧力とは、空気供給装置６０の性能上、制御室１２に空気を供給しても原理上それ以上増大しない定常状態での内圧Ｐｃを意味する。所定圧力は、予め実験などにより算出され、コントローラ５０のＲＯＭに記憶されている。このようにコントローラ５０は、センサＳからの検出信号に応じて連通弁４５を開く可否を判定する。連通弁４５を開くことにより、図７Ｂに示すように、調整室２１、２２は連通し内圧Ｐａと内圧Ｐｂとは同じ値になる。尚、図５では、内圧Ｐａが内圧Ｐｂと略同一の値にまで回復してから連通弁４５が開かれているが、制御室１２の内圧Ｐｃが所定圧力以上であれば内圧Ｐａと内圧Ｐｂとが同一に至る前であっても連通弁４５を開く。
【００３６】
連通弁４５が開いている間（ｔ２からｔ３の期間）、空気供給装置６０により制御室１２への空気の供給が継続されピストン３０は下降を継続する。ここで、連通弁４５が開いている間は、調整室２１の内圧Ｐａと調整室２２の内圧Ｐｂとは同一である。このため、内圧Ｐａがプランジャ３２に作用する上方への力と内圧Ｐｂがプランジャ３２に作用する下方への力は釣り合う。このため、内圧Ｐａ、Ｐｂは、ピストン３０の下降を妨げるようにも作用せず、ピストン３０の下降を助長するようにも作用しない。従って、連通弁４５が開いている期間においては、ピストン３０は、制御室１２の内圧Ｐｃの作用のみに基づいて下降が継続する。また、空気供給装置６０から制御室１２への空気の供給は継続されるが、上述したように内圧Ｐｃは定常値に維持される。これにより塗布剤Ｍの吐出が継続される。
【００３７】
このように、連通弁４５は、ピストン３０の始動時には閉じており、ピストン３０の移動中に開く。連通弁４５を開くことにより調整室２１、２２の内圧差をゼロにすることができる。従って、ピストン３０の移動中に制御室１２の内圧Ｐｃの作用にのみに基づいてピストン３０を移動させたい場合には、連通弁４５を開くことにより対応できる。
【００３８】
上述したように内圧Ｐｃが定常値になった場合、即ち、内圧Ｐｃは一定の値に維持される場合に連通弁４５を開く。これにより一定の値に維持されている内圧Ｐｃの作用のみに基づいてピストン３０が下降し、この結果ピストン３０は略等速で下降する。
【００３９】
例えば、内圧Ｐｃが定常値であっても連通弁４５が閉じられ調整室２１、２２に空気が供給され調整室２１、２２の内圧差が変動している場合には、この内圧差の変動によりピストン３０を等速度で移動させることができないおそれがある。上述したように、内圧Ｐｃが定常値に到達したことを検出した場合に連通弁４５を開くことにより、調整室２１、２２の内圧差をゼロにし、内圧Ｐｃの作用のみに基づいてピストン３０を略等速度で下降させることができる。これにより、塗布剤Ｍの吐出量を一定に維持することができる。
【００４０】
次に、コントローラ５０は、塗布停止要求があるか否かを判定する（ステップＳ７）。否定判定の場合には、コントローラ５０はステップＳ６の処理を実行する。肯定判定の場合には、コントローラ５０は、空気供給装置６０を停止し、連通弁４５を閉じ、供給弁４７ｂを閉じ、弁４２を開く（ステップＳ８ｔ３）。
【００４１】
空気供給装置６０を停止することにより、図５に示すように、制御室１２の内圧Ｐｃは徐々に大気圧Ｐ０に向けて減少する。連通弁４５を閉じることにより、調整室２１の内圧Ｐａと調整室２２の内圧Ｐｂとを独立して制御することが可能になる。この状態で供給弁４７ｂを閉じ弁４２を開くことにより、空気供給源７０から調整室２２への空気の供給が停止され調整室２２内の空気が調整室外に放出される。これにより、図５、図８に示すように、内圧Ｐｂは大気圧Ｐ０と等しくなる（ｔ４）。尚、ステップＳ７における各弁の開閉タイミングや空気供給装置６０の駆動タイミングの順番は特に問わず、略同時の行ってもよい。
【００４２】
以上のように、コントローラ５０は、弁４１、４２が閉じ調整室２１、２２の各内圧が大気圧を超え空気供給装置６０が制御室１２に空気を供給している状態で、弁４２を開き空気供給装置６０による制御室１２への空気の供給を停止させることにより、ピストン３０を停止させる。弁４２を開くことにより、調整室２２の内圧Ｐｂは直ちに大気圧Ｐ０となる。調整室２１の内圧Ｐａは大気圧を超えた状態に維持されているので、弁４２を開いた直後に調整室２１、２２の内圧差が生じる。この調整室２１、２２の内圧差により、プランジャ３２には上方に力が作用する。これにより、直ちにピストン３０の下降が停止される。
【００４３】
ここで、図５に示すように、空気供給装置６０が停止してから内圧Ｐｃは徐々に低下して大気圧Ｐ０に至る。従って、制御室１２内への空気の供給が停止してから内圧Ｐｃが大気圧Ｐ０に戻るまで所定の期間を要する。従って、調整室２１、２２の内圧差を利用せずに空気供給装置６０を停止した場合には、この期間においてピストン３０の移動速度は徐々に低下し、塗布剤の吐出量も徐々に減少し、その後に塗布剤の吐出が停止する。従って、塗布終了時においても直ちに塗布剤Ｍの吐出を停止させることは困難である。
【００４４】
本実施例の場合、調整室２２内の空気を調整室外に開放することにより、直ちに調整室２１、２２の内圧差を生じさせる。この内圧差を利用してピストン３０の下降を直ちに停止させる。このようにして、停止時のピストン３０の応答性が向上している。
【００４５】
尚、図５に示すように、実際には弁４２を開いてから調整室２２の内圧Ｐｂが大気圧Ｐ０に至るまでの期間において、ピストン３０の下降速度は徐々に低下し、内圧Ｐｂが大気圧Ｐ０に至るとの略同時にピストン３０は停止する（ｔ４）。
【００４６】
また、上述したようにピストン３０を停止させる際には、コントローラ５０は連通弁４５を閉じる。従って、連通弁４５は、ピストン３０の移動中に開き、ピストン３０の停止時には閉じる。ステップＳ８の実行後、コントローラ５０は、供給弁４７ｂを開き弁４２を閉じる（ステップＳ９）。これにより、調整室２２の内圧Ｐｂが増大し、内圧Ｐｂと内圧Ｐａとが略同じになる。
【００４７】
尚、ピストン３０は、弁４１が開いて内圧Ｐａが大気圧Ｐ０に至ってから弁４２が開いたときまでの間（ｔ１からｔ３までの期間）、略一定の速度で下降する。また、塗布剤Ｍが吐出される期間は、塗布画開始されてからピストン３０が完全に停止するまでの間（ｔ０からｔ４までの期間）である。以上にように、コントローラ５０はピストン３０を駆動する。
【００４８】
図９Ａ、９Ｂは、塗布剤Ｍの吐出状態の説明図である。図９Ａは、制御室１２の内圧のみの作用によってピストン３０を駆動させた場合での塗布剤Ｍの吐出の状態を示している。図９Ｂは、制御室１２の内圧と調整室２１、２２の内圧差との作用によってピストン３０を駆動させた場合での塗布剤Ｍの吐出の状態を示している。図９Ａ、９Ｂは、ノズル１を水平右方向に等速度で移動させた場合での塗布剤Ｍの吐出の状態を示している。図９Ａ、９Ｂは、所定の部材上に塗布された塗布剤Ｍを示している。
【００４９】
図９Ａに示すように、塗布の開始位置である塗布剤Ｍの一端Ｍ１ｘでは、塗布剤Ｍの吐出量が減少している。上述したように、制御室１２の内圧の作用のみではピストン３０の応答性が悪いからである。ノズル１が水平右方向に移動するにつれて塗布剤Ｍの吐出量は一定となり、塗布の終了位置である他端Ｍ２ｘでは吐出量が増大している。これは、塗布の終了位置でノズル１の水平右方向の移動を停止させたと同時に空気供給装置６０による制御室１２への空気の供給を停止したからである。上述したように空気供給装置６０による制御室１２への空気の供給を停止してもピストン３０は直ちに停止しないため、他端Ｍ２ｘで塗布剤Ｍが所望の吐出量よりも多く吐出される。このように、制御室１２の内圧の作用のみではピストン３０の応答性が悪く、塗布剤Ｍの吐出量を一定に維持することは困難である。
【００５０】
前述したように制御室１２の内圧の作用と調整室２１、２２の内圧差の作用とによってピストン３０を駆動させる場合にはピストン３０の応答性が向上し、図９Ｂに示すように、一端Ｍ１及び他端Ｍ２においても塗布剤Ｍの吐出量を一定に維持することができる。さらに、ピストン３０の移動を、空気圧で制御するため、ノズル１の重量がモータなどのアクチュエータを利用する場合よりも軽くすることができる。その結果、ノズル１をロボットで把持および移動させる時に、高速かつ高精度に制御することが可能になる。
【００５１】
以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施例において調節室内の圧力の制御の基準を大気圧Ｐ０と記述したが、大気圧以外のなんらかの所定圧を基準にすることもできる。
【００５２】
尚、ステップＳ４、Ｓ５において、センサＳの検出信号に基づいて調整室２１の内圧が所定圧力以上になった場合にコントローラ５０は連通弁４５を開く。しかしながらこのような処理に限定されず、例えば、センサＳの検出信号に基づいて調整室２１の内圧の変化量が所定値以下になった場合にコントローラ５０は連通弁４５を開いてもよい。即ち、調整室２１の内圧が一定となる定常状態にあるか否かをセンサＳによって検出し、この検出された場合に連通弁４５を開けばよい。このように、コントローラ５０はセンサＳからの検出信号に応じて、連通弁４５の開閉の可否を決定する。
【００５３】
空気供給装置６０、空気供給源７０の代わりに、例えば、制御室１２、調整室２１、２２にそれぞれ空気を供給する単一の装置を採用してもよい。センサＳは、充填室１１の内圧を検出してもよい。制御室１２の内圧と充填室１１の内圧とは略等しいとみなせるからである。
【符号の説明】
【００５４】
１ ノズル
１０、２０ ハウジング
１１ 充填室
１２ 制御室
２１、２２ 調整室
２５ 仕切壁
３０ ピストン
３１、３２ プランジャ
３３ 軸部
４１、４２ 弁
４５ 連通弁
４７ａ、４７ｂ 供給弁
５０ コントローラ
６０ 空気供給装置
７０ 空気供給源
１００ 塗布装置
Ｓ センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部、前記軸部に固定された第１及び第２プランジャ、を含むピストンと、
塗布剤を吐出するための吐出口を有した充填室、前記第１プランジャにより前記充填室と仕切られた制御室、前記第２プランジャにより互いに仕切られた第１及び第２調整室、前記制御室と前記第１調整室とを仕切ると共に前記軸部が移動可能に貫通した仕切部、を含むハウジングと、
前記制御室、前記第１及び第２調整室に空気を供給可能な空気供給部と、
前記第１及び第２調整室内の空気をそれぞれ調整室外に開放可能な第１及び第２弁と、
前記第１及び第２弁が閉じ前記第１及び第２調整室の各内圧が所定圧を超えた状態で、前記第１弁を開き前記空気供給部により前記制御室へ空気を供給させることにより前記ピストンを始動させる制御部と、を備えた塗布装置。
【請求項２】
軸部、前記軸部に固定された第１及び第２プランジャ、を含むピストンと、
塗布剤を吐出するための吐出口を有した充填室、前記第１プランジャにより前記充填室と仕切られた制御室、前記第２プランジャにより互いに仕切られた第１及び第２調整室、前記制御室と前記第１調整室とを仕切ると共に前記軸部が移動可能に貫通した仕切部、を含むハウジングと、
前記制御室、前記第１及び第２調整室に空気を供給可能な空気供給部と、
前記第１及び第２調整室内の空気をそれぞれ調整室外に開放可能な第１及び第２弁と、
前記第１及び第２弁が閉じ前記第１及び第２調整室の各内圧が所定圧を超え前記空気供給部が前記制御室に空気を供給している状態で、前記第２弁を開き前記空気供給部による前記制御室への空気の供給を停止させることにより前記ピストンを停止させる制御部と、を備えた塗布装置。
【請求項３】
前記制御部により制御され前記第１及び第２調整室を連通可能な連通弁を備え、
前記ピストンの始動時には前記連通弁は閉じ、前記ピストンの移動中で前記連通弁が開く、請求項１の塗布装置。
【請求項４】
前記制御部により制御され前記第１及び第２調整室を連通可能な連通弁を備え、
前記ピストンの移動中に前記連通弁を開き、前記ピストンの停止時には前記連通弁を閉じる、請求項２の塗布装置。
【請求項５】
前記充填室又は前記制御室の内圧に応じた検出信号を前記制御部に出力するセンサを備え、
前記制御部は、前記ピストンの移動中での前記検出信号の値に応じて前記連通弁を開く可否を判定する、請求項３又は４の塗布装置。
【請求項６】
前記制御部により制御され前記空気供給部と前記第１調整室との連通状態を切り替える第１供給弁と、
前記制御部により制御され前記空気供給部と前記第２調整室との連通状態を切り替える第２供給弁と、を備え、
前記第１弁が開いている間は前記第１供給弁は閉じ、
前記第２弁が開いている間は前記第２供給弁は閉じている、請求項１乃至５の何れかの塗布装置。
【請求項１】
軸部、前記軸部に固定された第１及び第２プランジャ、を含むピストンと、
塗布剤を吐出するための吐出口を有した充填室、前記第１プランジャにより前記充填室と仕切られた制御室、前記第２プランジャにより互いに仕切られた第１及び第２調整室、前記制御室と前記第１調整室とを仕切ると共に前記軸部が移動可能に貫通した仕切部、を含むハウジングと、
前記制御室、前記第１及び第２調整室に空気を供給可能な空気供給部と、
前記第１及び第２調整室内の空気をそれぞれ調整室外に開放可能な第１及び第２弁と、
前記第１及び第２弁が閉じ前記第１及び第２調整室の各内圧が所定圧を超えた状態で、前記第１弁を開き前記空気供給部により前記制御室へ空気を供給させることにより前記ピストンを始動させる制御部と、を備えた塗布装置。
【請求項２】
軸部、前記軸部に固定された第１及び第２プランジャ、を含むピストンと、
塗布剤を吐出するための吐出口を有した充填室、前記第１プランジャにより前記充填室と仕切られた制御室、前記第２プランジャにより互いに仕切られた第１及び第２調整室、前記制御室と前記第１調整室とを仕切ると共に前記軸部が移動可能に貫通した仕切部、を含むハウジングと、
前記制御室、前記第１及び第２調整室に空気を供給可能な空気供給部と、
前記第１及び第２調整室内の空気をそれぞれ調整室外に開放可能な第１及び第２弁と、
前記第１及び第２弁が閉じ前記第１及び第２調整室の各内圧が所定圧を超え前記空気供給部が前記制御室に空気を供給している状態で、前記第２弁を開き前記空気供給部による前記制御室への空気の供給を停止させることにより前記ピストンを停止させる制御部と、を備えた塗布装置。
【請求項３】
前記制御部により制御され前記第１及び第２調整室を連通可能な連通弁を備え、
前記ピストンの始動時には前記連通弁は閉じ、前記ピストンの移動中で前記連通弁が開く、請求項１の塗布装置。
【請求項４】
前記制御部により制御され前記第１及び第２調整室を連通可能な連通弁を備え、
前記ピストンの移動中に前記連通弁を開き、前記ピストンの停止時には前記連通弁を閉じる、請求項２の塗布装置。
【請求項５】
前記充填室又は前記制御室の内圧に応じた検出信号を前記制御部に出力するセンサを備え、
前記制御部は、前記ピストンの移動中での前記検出信号の値に応じて前記連通弁を開く可否を判定する、請求項３又は４の塗布装置。
【請求項６】
前記制御部により制御され前記空気供給部と前記第１調整室との連通状態を切り替える第１供給弁と、
前記制御部により制御され前記空気供給部と前記第２調整室との連通状態を切り替える第２供給弁と、を備え、
前記第１弁が開いている間は前記第１供給弁は閉じ、
前記第２弁が開いている間は前記第２供給弁は閉じている、請求項１乃至５の何れかの塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２２８６５８（Ｐ２０１２−２２８６５８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９８５２８（Ｐ２０１１−９８５２８）
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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