液滴附着装置

文档序号:473905 发布日期:2021-12-31 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 液滴附着装置 (Droplet deposition apparatus ) 是由 柴谷正也 增田智美 小川环 宫本数人 于 2019-11-25 设计创作,主要内容包括:提出使液滴附着于工件的预先确定的位置的装置。在此提出的液滴附着装置(10)具备:具备超声波振荡器(12b)的驻波产生装置(12)、供给液滴(15)的液滴供给装置(14)、在预先确定的空间(12a)保持工件(17)的工件保持部件(16)、控制装置(18)。控制装置(18)执行:通过驻波产生装置(12)在空间(12a)形成驻波(12c)的处理A;通过液滴供给装置(14)向形成于空间(12a)的驻波(12c)的波节(12c1)供给液滴(15)的处理B;及使被工件保持部件(16)保持的工件(17)的预先确定的位置与被供给了液滴(15)的驻波(12c)的波节(12c1)接近,来使保持于驻波(12c)的波节(12c1)的液滴(15)附着于工件(17)的处理C。(Devices have been proposed for attaching droplets to a predetermined position on a workpiece. A droplet deposition apparatus (10) provided with: a standing wave generating device (12) provided with an ultrasonic oscillator (12b), a droplet supply device (14) for supplying droplets (15), a workpiece holding member (16) for holding a workpiece (17) in a predetermined space (12a), and a control device (18). The control device (18) executes: a process A for forming a standing wave (12c) in the space (12a) by the standing wave generating means (12); a process (B) in which droplets (15) are supplied to a node (12c1) of a standing wave (12c) formed in a space (12a) by a droplet supply device (14); and a process C for bringing a predetermined position of the workpiece (17) held by the workpiece holding member (16) close to a node (12C1) of the standing wave (12C) to which the droplet (15) is supplied, and attaching the droplet (15) held at the node (12C1) of the standing wave (12C) to the workpiece (17).)

液滴附着装置

技术领域

本发明涉及液滴附着装置。

本申请主张基于2019年5月31日向日本国专利局提出申请的日本国专利申请2019-102948的优先权。该优先权主张的基础申请作为参照引用于本申请说明书中。

背景技术

在非专利文献1中,提出了关于利用声波而形成驻波,使聚苯乙烯粒子在驻波的波节漂浮的装置。

现有技术文献

非专利文献1:星贵之,“试作DIY声悬浮装置(第二报),”娱乐计算研讨会,p.100-106,2015.

发明内容

发明所要解决的课题

然而,牙科修补物通过牙科技师涂布着色剂而进行着色,来对于每个患者调整为接近真牙的颜色。该着色作业大多是牙科技师的手工作业。因此,根据牙科技师的技能而在成品上产生差异。另外,在此使用的着色剂有时粘度较高,难以利用喷墨喷嘴那样的装置进行涂布,难以应用喷墨技术。本申请的发明人认为,在牙科修补物的着色中,不需要精细的印刷物那样的分辨率,目前也不需要像通过喷墨喷出那样使液滴变小、精细。在液滴较大的情况下,以喷墨方式喷出时无法忽视空气阻力。另外,在喷墨中,难以使液滴高精度地附着于如牙科修补物那样具有凹凸的基材。在此,提出一种新的液滴附着装置。

用于解决课题的技术方案

在此提出的液滴附着装置具备:驻波产生装置,具备构成为向预先确定的空间发送超声波的至少一个超声波振荡器;液滴供给装置,供给液滴;工件保持部件,在预先确定的空间保持工件;及控制装置。控制装置构成为执行:通过驻波产生装置在预先确定的空间形成驻波的处理A;通过液滴供给装置向形成于空间的驻波的波节供给液滴的处理B;使被工件保持部件保持的工件的预先确定的位置与被供给了液滴的驻波的波节接近,使保持于该驻波的波节附着于液滴工件的处理C。

发明效果

根据该液滴附着装置,对于牙科修补物那样具有凹凸的基材,也能够使液滴附着于预先确定的位置。此时,由于通过由超声波振荡器形成的驻波来操作液滴,因此即使是粘度较高的液体也能够处理。

附图说明

图1是在此提出的液滴附着装置10的示意图。

图2是控制装置18的框图的一例。

图3是表示控制装置18的控制流程的一例的流程图。

具体实施方式

以下,对本发明的一个实施方式所涉及的液滴附着装置进行说明。另外,在此说明的实施方式当然不是意图限定本发明。

图1是在此提出的液滴附着装置10的示意图。

液滴附着装置10具备:驻波产生装置12、液滴供给装置14、工件保持部件16及控制装置18。

〈驻波产生装置12〉

驻波产生装置12具备构成为向预先确定的空间12a发送超声波的至少一个超声波振荡器12b。以包围产生驻波的空间12a的方式设置有壁面12a1~12a4。在本实施方式中,空间12a形成为长方体。在划分空间12a的壁面上分别在预先确定的位置配置有多个超声波振荡器12b。超声波振荡器12b的振荡声波的面以能够在空间12a内振荡声波的方式朝向空间12a内地配置。超声波振荡器12b也分别被称为超声波换能器。多个超声波振荡器12b例如也可以呈格子状地铺满于壁面。超声波振荡器12b的扬声器朝向空间12a。由铺满于壁面的多个超声波振荡器12b构成参量扬声器(也称为参量阵列。)。根据该结构,由于参量效应,声波的指向性变得尖锐,声波的直行性提高。在本实施方式中,产生驻波的空间12a是长方体,但空间12a的形状不限于长方体。在本实施方式中,超声波振荡器12b可以使用市售的超声波振子。构成在包围该空间12a的各壁面排列有多个超声波振荡器12b的参量扬声器。在该情况下,超声波振荡器12b也可以以能够分别独立地控制的方式与振荡器12d连接。此外,振荡器12d也可以构成为由控制装置18控制。

驻波产生装置12通过从构成于各壁面的参量扬声器振荡一定的波长的声波,而在空间12a中形成驻波12c。在空间12a的中央部分的任意的位置形成驻波12c的波节12c1(focal point:集中点)。在空间12a可形成多个驻波12c的波节12c1。通过变更配置于壁面的多个超声波振荡器12b中的振荡声波的超声波振荡器12b,来改变形成于空间12a的驻波12c的波节12c1的位置。例如,如图1所示,在空间12a中形成有驻波(T1)。此时,通过变更振荡声波的超声波振荡器12b,而形成于空间12a的驻波(T1)如(T2)所示那样移动。

另外,驻波产生装置12的结构不限于图1所示的形态。驻波产生装置12也可以构成为例如能够通过超声波振荡器12b在空间12a中形成驻波12c,并且能够使形成的驻波12c的波节12c1的位置移动。在该观点中,可以对配置于各壁面的超声波振荡器12b的位置、朝向或数量等进行各种变更。例如,也可以是,划分空间12a的壁面具有凹陷的凹部,沿着该凹陷的凹部配置有多个超声波振荡器12b。另外,划分空间12a的多个壁面中的某一个壁面也可以不配置超声波振荡器12b而作为反射面。另外,产生驻波的空间12a也可以不是长方体,可以是任意的形状。空间12a也可以形成多个驻波12c。另外,在空间12a也可以形成多个驻波12c的波节12c1。在控制装置18中,对于形成于空间12a的驻波12c的多个模式,也可以分别存储驻波12c的波节12c1的位置。

〈液滴供给装置14〉

液滴供给装置14是供给液滴的装置。在本实施方式中,液滴供给装置14也可以具有喷出液滴15的注射器14a。液滴15例如是牙科修补物的着色剂。在该情况下,液滴15也可以被调整为适当的颜色。注射器14a也可以构成为安装有所需的长度的针14b,从针14b的前端喷出液滴15。在该情况下,在空间12a中产生的驻波12c不容易紊乱,容易向驻波12c瞄准的波节12c1供给液滴15。另外,因为通过注射器14a调整喷出量,所以液滴15被调整为适当的大小。另外,液滴15例如也可以被调整为以浮起的状态保持在形成于空间12a的驻波12c的波节12c1的程度的大小。

在此,氧化锆这样的牙科修补物因为在基于CAD/CAM的造型后进行烧成,所以使用无机金属盐作为着色剂。例如,在用于这样的牙科修补物的着色剂中,除了1400度那样的高温的烧成时熔融的玻璃成分(硅酸盐)以外,还含有着色用的无机金属盐。这样的着色剂因为固体成分浓度较高,所以显示假塑性流动。在此,从注射器14a喷出所需量,形成规定的大小的液滴。另外,液滴也可以不以着色为目的。液滴例如也可以是用于较薄地覆盖牙科修补物整体的涂层剂。另外,注射器14a也可以具备用于移送高粘度的流体的泵。

另外,工件17不限于牙科修补物。液滴不限于含有无机金属盐的着色剂。根据工件17不同,可以采用各种液滴。例如,在包含有机颜料的着色剂的情况下,液滴供给装置14也可以具备将多个颜色的着色剂以适当的比例混合来调整着色剂的颜色的调整机构。在该情况下,例如,液滴供给装置14也可以预先准备红(R)、绿(G)、蓝(B)、青(C)、品红(M)、黄(Y)、黑(BK)等原色的着色剂。并且,液滴供给装置14也可以构成为将以预定的比例调合这些原色的着色剂而得到的液滴15供给到驻波12c的波节12c1。

〈工件保持部件16〉

工件保持部件16是在产生驻波的空间12a保持工件17的部件。在本实施方式中,工件保持部件16也可以构成为在产生驻波的空间12a的预先确定的位置以预定的姿势保持工件17。工件17例如是牙科修补物。牙科修补物例如可以是将多孔质精细陶瓷成形为预先确定的形状的成形物。这样的牙科修补物的表面的颜色优选对应于患者的牙齿的颜色地进行调整。另外,工件保持部件16优选尽量不扰乱形成于空间12a的驻波12c。在该观点上,工件保持部件16例如也可以具有在前端具有供工件17安装的安装部16a1的线材16a。在该情况下,因为在线材16a的前端安装工件17,所以形成于空间12a的驻波12c不容易紊乱。

〈控制装置18〉

控制装置18构成为执行处理A、处理B、处理C。

处理A是如图1所示那样通过驻波产生装置12在预先确定的空间12a形成驻波12c的处理。

处理B是通过液滴供给装置14向形成于空间12a的驻波12c的波节12c1供给液滴15的处理。

处理C是使被工件保持部件16保持的工件17的预先确定的位置与被供给了液滴15的驻波12c的波节12c1接近,并使保持于该驻波12c的波节12c1的液滴15附着于工件17的处理。

能够通过执行该处理A~C,使液滴15附着于工件17的预先确定的位置。

在本实施方式中,工件17例如是牙科修补物。液滴15是着色剂。能够使着色剂的液滴15附着于牙科修补物17的预先确定的位置。在此,在处理B中,例如,可以任意地调整由液滴供给装置14供给的液滴15。如上所述,牙科修补物17例如是多孔质的精细陶瓷的成形物。在该情况下,当液滴15与牙科修补物17接触时,以浸入牙科修补物17的方式附着。牙科修补物17的着色剂是分散有无机金属盐等的胶体状的液体,显现作为假塑性流体的举动。在本实施方式中,液滴供给装置14由注射器14a供给,因此即使是显现作为假塑性流体的举动的流体,也能够作为液滴15来供给。另外,如上所述,工件17不限于牙科修补物。液滴不需要是假塑性流体,也可以是所谓的牛顿流体。

这样,驻波产生装置12也可以构成为能够使形成于空间12a的驻波12c变化。在该情况下,处理C也可以是通过使形成于空间12a的驻波12c变化而使液滴15附着于工件17的处理。例如,如图1所示,在空间12a中,向形成于(T1)位置的驻波12c的波节12c1供给液滴15。控制驻波产生装置12的超声波振荡器12b,使驻波12c的波节12c1的位置慢慢地移动。此时,也可以一边将液滴15保持于波节12c1,一边接近工件17,使液滴15附着于工件17的预先确定的位置。在该情况下,通过对形成于空间12a的驻波12c进行操作,能够使液滴15移动,并附着于工件17的预先确定的位置。在工件17是牙科修补物17的情况下,能够使被调整了的着色剂附着于牙科修补物17的预先确定的位置。

在本实施方式中,通过变更驻波产生装置12的多个超声波振荡器12b中的振荡声波的超声波振荡器12b,或变更振荡的声波,来决定在空间12a形成的驻波12c的模式。控制装置18也可以具备存储有在空间12a形成的驻波12c的多个模式的存储部。并且,也可以构成为,通过变更形成于空间12a的驻波12c的模式,能够使供给到驻波12c的波节12c1的液滴15移动到空间12a中的可选择的任意的位置。

图2是控制装置18的框图的一例。图3是表示控制装置18的控制流程的一例的流程图。如图2所示,控制装置18具备:第一存储部18a1、第二存储部18a2、处理部a、处理部b及处理部c。

控制装置18是进行该液滴附着装置10的各种处理的装置。控制装置18例如可以通过按照预先确定的程序进行驱动的计算机而具体化。具体而言,控制装置18的各功能通过构成控制装置18的各计算机的运算装置(也称为处理器、CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、MPU(Micro-processing unit:微处理单元))、存储装置(存储器或硬盘等)、与软件的协作来处理。例如,控制装置18的各结构及处理能够作为以预先确定的形式存储由计算机具体化的数据的数据库、数据结构、按照预先确定的程序进行规定的运算处理的处理模块等或作为它们的一部分而具体化。控制装置18的处理也可以由一个计算机执行。另外,控制装置18的处理也可以由多个计算机执行。另外,控制装置18的处理也可以通过组装在液滴附着装置10的内部的计算机和外部的计算机协作执行。例如,外部的计算机也可以存储控制装置18中存储的信息或一部分信息。另外,外部的计算机也可以执行由控制装置18执行的处理或处理的一部分。

在第一存储部18a1中,针对形成于空间12a的驻波12c的多个模式,分别存储有驻波12c的模式与超声波振荡器12b的控制模式的关系。也就是说,基于存储于第一存储部18a1的控制模式来控制超声波振荡器12b。由此,在空间12a的预先确定的位置形成驻波12c。能够通过变更驻波12c的模式,来变更形成于空间12a的驻波12c的波节12c1的位置。在此,在空间12a形成波节12c1的位置也可以作为在空间12a预先确定的三维位置信息存储。在第一存储部18a1中,也可以以使驻波12c的波节12c1的位置大致连续地移动的方式存储驻波12c的多个模式。例如,在第一存储部18a1中,也可以存储在空间12a的相邻的位置具有波节12c1的驻波12c的多个模式。例如,通过控制装置18,在存储于第一存储部18a1的多个模式中依次选择在空间12a的相邻的位置具有波节12c1的驻波12c的模式,而在空间12a中依次形成驻波12c。在该情况下,如波节12c1的位置移动那样,形成于空间12a的驻波12c一点点地变化。

第二存储部18a2存储有工件17的三维数据及使液滴15附着于工件17的位置。控制装置18在以预先确定的姿势在空间12a的预先确定的位置保持有工件17的情况下,能够基于存储于第二存储部18a2的信息,得到使液滴15对工件17附着的位置信息。

处理部a构成为执行处理A。处理A是通过驻波产生装置12在预先确定的空间12a形成驻波12c的处理。以下,适当参照图3的流程图进行说明。在此,首先,在空间12a的预先确定的位置形成驻波12c的波节12c1(S12)。此时,基于在空间12a产生的驻波12c的模式,确定形成于空间12a的波节12c1的位置。

处理部b构成为执行处理B。处理B是通过液滴供给装置14向形成于空间12a的驻波12c的波节12c1供给液滴15的处理。也可以通过液滴供给装置14向形成于空间12a的多个波节12c1中的在预先确定的位置形成的波节12c1供给液滴15(S14)。

处理部c构成为执行处理C。处理C是使被工件保持部件16保持的工件17的预先确定的位置与被供给了液滴15的驻波12c的波节12c1接近,使保持于该驻波12c的波节12c1的液滴15附着于工件17的处理。例如,在处理C中,如被供给了液滴15的波节12c1的位置移动那样,使形成于空间12a的驻波12c变化。由此,使保持于波节12c1的液滴15移动(S16)。并且,使液滴15与以预先确定的姿势保持于空间12a的预先确定的位置的工件17的预先确定的位置接触(S18)。由此,能够使液滴15附着于工件17的预先确定的位置。

在该情况下,使液滴15附着于工件17的预先确定的位置的操作通过控制超声波振荡器12b来进行。因此,作为用于使液滴15附着于工件17的预先确定的位置的机构,未必需要XYZ等轴机构和旋转机构这样的机构及控制。因此,能够简化液滴附着装置10的机械构造。此外,液滴附着装置10能够利用驻波12c操作液滴15。此时,能够与液滴15的粘度无关地使液滴15移动并附着于工件17的预先确定的位置。因此,能够应用于使固体成分率高的液体或粘度高的液体附着于工件17的用途。例如,能够应用于如上所述那样使着色剂附着于牙科修补物17的预先确定的位置的用途。

例如,也可以固定液滴供给装置14的注射器14a的针14b的前端的位置。在该情况下,控制装置18在相对于针14b的前端的位置预先确定的位置产生驻波12c的波节12c1。接着,也可以控制液滴供给装置14,使得在产生波节12c1的定时向波节12c1供给液滴15。并且,如图1所示,也可以通过改变保持有液滴15的波节12c1的位置,使液滴15在空间12a内移动。并且,也可以使液滴15附着于工件17的预先确定的位置。在该情况下,也可以在使保持有一个液滴15的波节12c1移动的中途,在相对于针14b的前端的位置预先确定的位置新产生驻波12c的波节12c1而供给新的液滴15。并且,也可以对驻波12c进行操作,以使得液滴15依次分别附着于工件17的预先确定的位置。由此,能够使液滴15一个接一个地附着于工件17。这样,通过使液滴15一个接一个地附着于工件17,能够提高向工件17的着色作业速度。

另外,在此,例示了通过驻波产生装置12在空间12a内对驻波12c进行操作,使保持于驻波12c的波节12c1的液滴15移动并附着于工件17的情况。在此提出的液滴附着装置10不限定于该形态。例如,虽然省略图示,但驻波产生装置12也可以具备使超声波振荡器12b移动的致动器。并且,在处理C中,也可以构成为通过使超声波振荡器12b移动,来使保持于驻波12c的波节12c1的液滴15附着于工件17。在该情况下,超声波振荡器12b也可以构成为能够相对于空间12a进行移动。这样,也可以组合用于使超声波振荡器12b移动的机械构造及控制。

此外,工件保持部件16也可以具备使工件17移动的移动机构(省略图示)。例如,工件保持部件16也可以通过绕着线材16a的轴旋转来使工件17旋转。另外,也可以使线材16a在轴向上前后移动。该移动机构也可以构成为由控制装置18控制。在该情况下,在处理C中,通过移动机构使工件17移动。也可以通过使工件17移动,以使工件17的预先确定的位置与保持于驻波12c的波节12c1的液滴15接触的方式进行操作。由此,容易使液滴15附着于工件17的预先确定的位置。例如,牙科修补物17的形状复杂。在具备使工件17移动的移动机构或旋转机构的情况下,不仅能够操作保持于驻波12c的液滴15,还能够操作工件17。因此,对使作为着色剂的液滴15附着于牙科修补物17的位置进行设定的自由度提高。这样,也可以组合用于使工件17移动的机械构造及控制。

如上所述,在此提出的液滴附着装置10中,工件17可以是牙科修补物,液滴15可以是牙科修补物用的着色剂。也就是说,液滴附着装置10能够使用由喷墨等难以喷出的假塑性流体构成的牙科修补物用的着色剂。并且,对于形状极其复杂的牙科修补物17,能够使着色剂以液滴15的状态附着于预先确定的位置。着色剂的液滴15的大小、颜色以及使液滴15附着于牙科修补物17的位置也可以预先规定而被数据化,从而编入牙科修补物17的三维数据中。控制装置18也可以构成为基于该牙科修补物17的三维数据,在牙科修补物17的预先确定的位置,每次以预先确定的量附着预先确定的颜色的着色剂。通过该控制装置18的控制,能够对形状复杂的牙科修补物17实现细致的涂色。

另外,在此,例示了向牙科修补物17的着色,但在此提出的液滴附着装置10能够使假塑性流体等粘度高的特殊的液体附着于工件17的预先确定的位置。在该观点上,不限于牙科修补物17的着色,也可以应用于各种用途。

如上所述,这里的公开在其他方面也可以是使液滴附着装置10的控制装置18执行以下的A~C的处理的程序。另外,该程序也可以记录在非暂时性计算机可读介质(Non-transitory computer readable medium)中。

在此,处理A~C如下所述。

处理A:通过驻波产生装置10在预先确定的空间形成驻波;

处理B:通过液滴供给装置12向形成于空间的驻波的波节供给液滴;

处理C:使被工件保持部件16保持的工件17的预先确定的位置与被供给了液滴的驻波的波节接近,来使保持于该驻波的波节的液滴附着于工件17。

通过该程序的控制,液滴附着装置10能够对形状复杂的牙科修补物17实现细致的涂色。

另外,这里的公开在其他方面也可以是液滴附着方法。

在此公开的液滴附着方法包括:

A)在预先确定的空间形成驻波;

B)向形成于上述空间的驻波的波节供给液滴;

C)使保持于上述空间的工件17的预先确定的位置与被供给了液滴的驻波的波节接近,使保持于该驻波的波节的液滴附着于工件17。

通过该液滴附着方法,能够对形状复杂的牙科修补物17实现细致的涂色。例如,如图1所示,该液滴附着方法可以通过液滴附着装置10来具体化,液滴附着装置10具备:驻波产生装置12,具备构成为向预先确定的空间发送超声波的至少一个超声波振荡器;供给液滴的液滴供给装置14;及在预先确定的空间保持工件17的工件保持部件16。

如上所述,对在此提出的液滴附着装置的一个实施方式进行了各种说明,但在此提出的液滴附着装置不限于上述的实施方式。另外,在此提出的液滴附着装置可以进行各种变更,只要不产生的特别的问题,各构成要素和在此言及的各处理可以适当省略或可以适当组合。

附图标记说明

10 液滴附着装置

12 驻波产生装置

12a 空间

12a1~12a4 壁面

12b 超声波振荡器

12c 驻波

12c1 驻波12c的波节

12d 振荡装置

14 液滴供给装置

14a 注射器

14b 针

15 液滴

16 工件保持部件

16a 线材

16a1 安装部

17 工件(牙科修补物)

18 控制装置。

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