JP3718118B2 - 液体吐出装置および液体吐出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を一定量吐出するようにした液体吐出装置および液体吐出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ製造技術を始めとして、液晶基板製造技術、磁気ディスク製造技術および多層配線基盤製造技術などの種々の技術分野における製造プロセスにあっては、フォトレジスト液、スピニオンガラス液、ポリイミド樹脂液、純水、エッチング液、有機溶剤などの薬液が使用されており、これらの液体の塗布には液体吐出装置が用いられている。
【０００３】
たとえば、半導体ウエハの表面にフォトレジスト液を塗布する場合には、半導体ウエハを水平面内において回転させた状態のもとで、半導体ウエハの表面にフォトレジスト液を液体吐出装置により一定量滴下するようにしている。フォトレジスト液の滴下量は、滴下されたフォトレジスト液をベークすることで形成されるフォトレジスト膜の厚さに影響するため、正確な制御が必要である。
【０００４】
このような液体吐出装置には、液体の吸入と吐出を行うポンプとして、ポンプ室を形成する弾性変形自在のポンプ部材を有するものが多く用いられている。
【０００５】
弾性変形自在のポンプ部材としては、特開平１０−４７２３４号公報や特開２０００−１５１６８号公報に示されるように、蛇腹状のべローズを用いたもの、特開平８−１７０７４４号公報に示されようにダイヤフラムを用いたもの、さらに、特開平１１−２３００４８号公報に示されるように、可撓性チューブを用いたものなどがある。ベローズなどのポンプ部材を有する液体吐出装置にあっては、ポンプ部材によって膨張収縮するポンプ室が区画形成され、ポンプ室には液体貯留槽と連通する流入流路と、吐出ノズルと連通する吐出流路とが接続されている。流入流路と吐出流路とには、それぞれの流路を開閉する流入側弁と吐出側弁とが設けられている。
【０００６】
ベローズなどの弾性変形自在のポンプ部材は、モータもしくは流体圧アクチュエータなどからなる駆動部によって駆動され、ポンプ室内の容積が変化するようになっており、流入側弁を開き吐出側弁を閉じた状態でべローズを収縮させ液体貯留槽からポンプ室内に液体を吸入する吸入工程と、流入側弁を閉じ吐出側弁を開いた状態でべローズを伸ばすことによりポンプ室から液体が吐出する吐出工程とを行うことにより吐出ノズルから液体が吐出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
昨今、半導体ウエハ製造技術を始めとして種々の技術分野における製造プロセスにあっては、製品の小型高精度化への対応や製品品質の向上のため、液体吐出装置には高い吐出精度が要求されている。
【０００８】
液体吐出装置では、ポンプが液体を吸入する際のポンプ室には、吸入抵抗による負圧と、ポンプ室と液体貯留槽の液面高さとの差による圧力とが加わっている。ポンプ室と液体貯留槽との液面高さの差による圧力は、液体が消費されるにしたがい変化するので、ポンプが液体を吸入する際のポンプ室内の圧力も液体が消費されるにしたがい変化することになる。ポンプ室内の容積は、ポンプ本体と弾性変形自在のポンプ部材とにより構成されているため、ポンプ室内の圧力が変化すると弾性変形自在のポンプ部材の変形量が変化し、結果、ポンプ室内の容積も変化することになる。
【０００９】
したがって、ポンプ室内に吸入される液体の量も変化することになり、吐出する液体の量を一定とすることが困難になる。
【００１０】
本発明の目的は、液体貯留槽内の液面高さの変化による吐出量への影響を無くし、液体吐出装置の吐出精度を向上することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の液体吐出装置は、弾性変形自在のポンプ部材が組み込まれ、前記ポンプ部材により膨張収縮するポンプ室を有するポンプ本体と、液体が収容された液体貯留槽と前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材が吸入ストローク動作するときに開く流入側弁が設けられた流入流路と、圧力調整用開口部と前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材が廃棄ストローク吐出動作するときに開いて前記ポンプ室内の圧力を一定に保持する圧力調整弁が設けられた圧力調整流路と、吐出ノズルと前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材が吐出ストローク動作するときに開く吐出側弁が設けられた吐出流路とを有することを特徴とする。この液体吐出装置は、前記圧力調整用開口部を前記液体貯留槽の液位より高い位置で大気に開放して、前記圧力調整流路を介し前記ポンプ室内の圧力を吸入ストローク動作終了時よりも高い圧力に設定してもよい。
【００１２】
本発明の液体吐出装置は、弾性変形自在のポンプ部材が組み込まれ、前記ポンプ部材により膨張収縮するポンプ室を有するポンプ本体と、液体が収容された液体貯留槽と前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材が吸入ストローク動作するときに開く流入側弁が設けられた流入流路と、圧力調整用開口部と前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材の吸入ストローク動作終了後に開いて前記ポンプ室内の圧力を吸入ストローク動作終了時よりも低い圧力に設定する圧力調整弁が設けられた圧力調整流路と、吐出ノズルと前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材が吐出ストローク動作するときに開く吐出側弁が設けられた吐出流路とを有することを特徴とする。この液体吐出装置は、前記圧力調整用開口部を前記液体貯留槽の液位より低い位置で大気に開放してもよい。
【００１３】
この液体吐出装置は、前記圧力調整用開口部を実質的に下向きに開放し、液体の表面張力による界面を形成することにより基準液面を維持してもよい。
【００１４】
この液体吐出装置は、前記圧力調整用開口部を実質的に上向きに開放してもよい。
【００１５】
本発明の液体吐出方法は、ポンプ本体内に組み込まれてポンプ室を形成する弾性変形自在のポンプ部材の吸入動作と吐出動作とにより液体貯留槽内の液体を吐出ノズルに吐出する液体吐出方法であって、前記液体貯留槽と前記ポンプ室とを接続する流入流路に設けられた流入側弁を開いた状態として前記ポンプ部材を吸入ストローク動作する吸入工程と、圧力調整用開口部と前記ポンプ室とを接続する圧力調整流路に設けられた圧力調整弁を開いて前記ポンプ室を一定の圧力に保持した状態で前記ポンプ部材を所定の廃棄ストローク吐出動作する廃棄工程と、前記吐出ノズルと前記ポンプ室とを接続する吐出流路に設けられた吐出側弁を開いて前記ポンプ部材を吐出ストローク動作する吐出工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の液体吐出方法は、ポンプ本体内に組み込まれてポンプ室を形成する弾性変形自在のポンプ部材の吸入動作と吐出動作とにより液体貯留槽内の液体を吐出ノズルに吐出する液体吐出方法であって、前記液体貯留槽と前記ポンプ室とを接続する流入流路に設けられた流入側弁を開いた状態として前記ポンプ部材を吸入ストローク動作する吸入工程と、圧力調整用開口部と前記ポンプ室とを接続する圧力調整流路に設けられた圧力調整弁を開いて前記ポンプ室内の圧力を吸入ストローク動作終了時よりも低い圧力に設定する廃棄工程と、前記吐出ノズルと前記ポンプ室とを接続する吐出流路に設けられた吐出側弁を開いて前記ポンプ部材を吐出ストローク動作する吐出工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、吐出動作前のポンプ室内の圧力は液体貯留槽の液面高さによらず圧力調整用開口部により一定となるので、精度の高い吐出が可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態である液体吐出装置を示す概略図であり、図５はこの液体吐出装置の作動形態を示すタイムチャートである。
【００２０】
ポンプ本体１内には、軸方向に弾性変形自在の蛇腹状のベローズ２がポンプ部材として組み込まれており、ベローズ２とポンプ本体１とによりポンプ室３が区画形成されている。
【００２１】
べローズ２は、供給される液体がフォトレジスト液である場合はフッ素樹脂であるテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）により形成されており、ポンプ本体１も同様の樹脂材料によって形成されている。ただし、供給される液体の特性に合わせてべローズ２およびポンプ本体１の材料は任意に設定することが可能である。
【００２２】
べローズ２の内部には、一端をべローズ２に固定された駆動ロッド４が軸方向に往復動自在に設けられており、駆動ロッド４の他端には駆動部５が設けられている。駆動部５は、空気圧シリンダや油圧シリンダなどの流体圧シリンダによって駆動するようにしてもよく、モータにより駆動される送りねじに駆動ロッド４をねじ結合してモータにより駆動するようにしてもよい。駆動部５により駆動される駆動ロッド４が往復ストローク運動することによりべローズ２は伸縮し、ポンプ室３内の容積を増減することにより吸入圧、吐出圧を発生させポンプとして機能することができる。
【００２３】
駆動ロッド４の往復ストローク運動は、吸入ストロークと廃棄ストロークと吐出ストロークに分けられ、吸入ストロークは廃棄ストロークと吐出ストロークとの合計ストロークであり、駆動ロッド４の最大ストロークとなっている。
【００２４】
ポンプ室３には、液体が収容された液体貯留槽６とポンプ室３とを連通する流入流路７が接続されており、この流入流路７にはこの流入流路７を開閉する流入側弁８が設けられている。流入側弁８を開いた状態でべローズ２が駆動ロッド４の最大ストローク分の吸入ストローク動作を行いポンプ室３内の容積を膨張させることにより、液体貯留槽６内の液体をポンプ室３内に吸入する吸入工程を行うことができる。
【００２５】
吸入工程後のポンプ室３内には、吸入抵抗による負圧と、吸入が繰り返される度に変化するポンプ室３と液体貯留槽６の液位との差による圧力とが加わるので、吸入が繰り返される度にポンプ室３を形成するべローズ２の弾性変形量も変化してポンプ室３内の容積も変化することになる。
【００２６】
例えば、液体貯留槽６内の液体の最大液位と最小液位とでΔｈだけ液面高さが変化すると、ポンプ室３に対する水頭がｈ１からｈ２に変化するので、同一の吸入ストロークでポンプ室３内に液体を吸入しても、ベローズ２の弾性変形量の変化により実際に吸入される液体の量は変化することになる。
【００２７】
ポンプ室３には、圧力調整弁９が設けられた圧力調整流路１０の一端が接続されており、圧力調整流路１０の他端は液体貯留槽６内の液体の液位より上方に位置して下向きとなって直接大気に開放された圧力調整用開口部１１となっている。ポンプ室３内に液体を吸入した後、流入側弁８を閉じ圧力調整弁９を開いた状態でべローズ２が廃棄ストローク吐出動作を行いポンプ室３内の容積を収縮させることにより、ポンプ室３内の液体を圧力調整用開口部１１から廃棄する廃棄工程を行うことができる。
【００２８】
この廃棄工程により排出される液体が表面張力により圧力調整用開口部１１に気体との界面を構成することによりポンプ室３に対して一定の水頭ｈ３を維持する基準液面が形成される。この基準液面は液体貯留槽６内で変位する液体の液位によらず一定であるため、吸入工程時に液体貯留槽６の液位により変化したポンプ室３内の圧力は圧力調整流路１０内の液体を介して圧力調整用開口部１１に開放されることにより常に一定に維持されることになる。
【００２９】
圧力調整用開口部１１は液体貯留槽６内の液体の液位より上方に位置されているため、ポンプ室３内の圧力が一定の圧力値となった状態で圧力調整弁９を閉じることで、ポンプ室３内の圧力は吸入ストローク動作終了時よりも高い一定圧力に設定されることになる。
【００３０】
廃棄ストロークの終了時点でのポンプ室３内の容積は吐出予定量となるので吸入工程時に吸入する液体の量は吐出予定量に液体貯留槽６の液位の変化によるポンプ室３の容積変化の最大値分以上の量を加えたものとする。
【００３１】
なお、圧力調整用開口部１１から廃棄された液体は、圧力調整用開口部１１の下部に設けられた廃棄回収タンク１２内に回収されるようになっている。
【００３２】
さらにポンプ室３には、液体を吐出する吐出ノズル１３とポンプ室３とを連通する吐出流路１４が接続されており、この吐出流路１４にはこの吐出流路１４を開閉する吐出側弁１５とノズル開閉弁１６とが設けられている。したがって、それぞれの弁１５，１６を開き流入側弁８と圧力調整弁９とを閉じた状態のもとでベローズ２を吐出ストローク吐出動作させると、ポンプ室３の容積が収縮してポンプ室３内の液体が吐出ノズル１３から吐出される。
【００３３】
吐出流路１４には液体を濾過するフィルタ１７が設けられ、ノズル開閉弁１６を閉じて、吐出側弁１５を開いた状態で吐出動作を行うと、液体中に含まれている気泡をフィルタ１７から外部に排出することができる。吐出流路１４にはさらに、吐出ノズル１３からの液体のたれを防止するサックバックバルブ１８が設けられ、吐出ノズル１３から液体を吐出した後にこのサックバックバルブ１８を作動することによって、吐出ノズル１３内の液体は僅かに引き戻され、吐出ノズル１３からの液滴の落下が防止される。
【００３４】
このような構造を持つ液体吐出装置の作動形態を図５に示すタイムチャートに沿って説明する。なお図５のタイムチャートにおいて、横軸はべローズ２の作動ストロークを表している。
【００３５】
図５の（ａ）に示すように、流入側弁８のみを開き吸入ストロークＳ０だけべローズ２を収縮させることにより、図５（ｅ）に示す吸入工程を行ないポンプ室３内に液体を吸入する。ストロークＳ０はべローズ２の最大ストロークであり、このときの吸入量は、吐出予定量に液体貯留槽６内の液面高さによるポンプ室３内の容積変化の最大値分以上の量を加えたものとする。
【００３６】
次に、図５（ｂ）に示すように圧力調整弁９のみを開きべローズ２を廃棄ストロークＳ１だけ伸ばすことにより、図５（ｅ）に示す廃棄工程を行ない圧力調整用開口部１１から液体を廃棄する。ストロークＳ１は圧力調整用開口部１１から液体を廃棄した時点でのポンプ室３内の容積が吐出予定量となる位置である。したがって、このときのポンプ室３の容積、つまりポンプ室３内の液体の量はべローズ２のストロークがＳ１で一定であり、またポンプ室３内の圧力が圧力調整用開口部１１により一定とされていることから液体貯留槽６内の液面高さに関わらず常に一定に保たれる。
【００３７】
次に図５（ｃ），（ｄ）とに示すように吐出側弁１５とノズル開閉弁１６とを開きべローズ２を吐出ストロークＳ２伸ばすことにより、図５（ｅ）に示す吐出工程を行ないポンプ室３内の液体を吐出ノズル１３から吐出する。このとき、ポンプ室３内の液体の量は廃棄工程時に一定に保たれているので、本工程により吐出予定量を正確に吐出することができる。
【００３８】
以後、このサイクルを繰り返すことにより連続して精度のよい吐出が可能である。
【００３９】
流入側弁８、吐出側弁１５、ノズル開閉弁１６および圧力調整弁９を電気信号により開閉作動する電磁弁とすることにより、制御装置からの信号によって自動的に開閉動作を行うことができる。ただし、流入側弁８については、逆止弁を用いるようにしても良い。
【００４０】
（実施の形態２）
図２は、図１で示した液体吐出装置の変形例であって、図１においてポンプ室３に接続されていた圧力調整流路１０を吐出流路１４に設けられたフィルタ１７に接続した場合を示す概略図である。
【００４１】
図２に示す液体吐出装置は基本的に図１に示す液体吐出装置と同様の構造となっているが、図２に示す液体吐出装置では、圧力調整流路１０は吐出流路１４に設けられたフィルタ１７のベンドポートに接続されており、ポンプ室３と圧力調整用開口部１１との連通は吐出側弁１５と圧力調整弁９とを介して行われることとなる。
【００４２】
図２に示すように、圧力調整用開口部１１は廃棄回収タンク１２内に位置し、この中の流体を介して大気に開放されている。したがって、廃棄回収タンク１２からオーバーフローする液面が基準液面となり、水頭ｈ３を常に保持することができるようになっている。このような基準液面形成のための手段は、圧力調整用開口部１１の位置や雰囲気に関わらず、実施の形態１，３または４に示された何れの場合にも適応することができる。
【００４３】
このような構造を持つ液体吐出装置の作動形態を図６に示すタイムチャートに沿って説明する。
【００４４】
図６の（ａ）に示すように、流入側弁８のみを開き吸入ストロークＳ０だけべローズ２を収縮させることにより、図６（ｅ）に示す吸入工程を行ないポンプ室３内に液体を吸入する。
【００４５】
次に、図６（ｂ），（ｃ）に示すように圧力調整弁９と吐出側弁１５とを開きべローズ２を廃棄ストロークＳ１だけ伸ばすことにより、図６（ｅ）に示す廃棄工程を行ない圧力調整用開口部１１から液体を廃棄する。
【００４６】
次に図６（ｃ），（ｄ）とに示すように吐出側弁１５とノズル開閉弁１６とを開きべローズ２を吐出ストロークＳ２伸ばすことにより、図６（ｅ）に示す吐出工程を行ないポンプ室３内の液体を吐出ノズル１３から吐出する。このとき、ポンプ室３内の液体の量は廃棄工程時に一定に保たれているので、本工程により吐出予定量を正確に吐出することができる。
【００４７】
以後、このサイクルを繰り返すことにより連続して精度のよい吐出が可能である。
【００４８】
（実施の形態３）
図３は、図１で示した液体吐出装置の変形例であって、圧力調整用開口部１１の位置を、液体貯留槽６の液位より低く設定した場合を示す概略図である。
【００４９】
図３に示す液体吐出装置は基本的に図１に示す液体吐出装置と同様の構造となっているが、図３に示す液体吐出装置では圧力調整用開口部１１は液体貯留槽６の液位より低い位置に設定されている。
【００５０】
また、圧力調整用開口部１１は圧力調整流路１０の先端をＪ形に曲げて形成したことにより上向きに大気に開放されており、液体がオーバーフローすることにより基準液面を形成するようになっている。このような基準液面形成のための手段は、圧力調整用開口部１１の位置や雰囲気に関わらず、実施の形態１，２または４に示された何れの場合にも適応することができる。
【００５１】
圧力調整用開口部１１を液体貯留槽６の液位より低い位置に設定したことにより、圧力調整用開口部１１の水頭より液体貯留槽６の液位の水頭の方が高くなるため、廃棄工程において圧力調整弁９を開くと同時に圧力調整用開口部１１から液体が廃棄されることになる。
【００５２】
したがって、圧力調整用開口部１１を液体貯留槽６の液位より低い位置に設定した場合にはべローズ２による廃棄ストローク吐出動作は行われず、圧力調整弁９の開閉のみで廃棄工程が行われる。
【００５３】
この状態で圧力調整弁９を閉じることによりポンプ室３内は吸入ストローク動作終了時よりも低い一定圧力に設定される。
【００５４】
このような構造を持つ液体吐出装置の作動形態を図７に示すタイムチャートに沿って説明する。
【００５５】
図７の（ａ）に示すように、流入側弁８のみを開き吸入ストロークＳ０だけべローズ２を収縮させることにより、図７（ｅ）に示す吸入工程を行ないポンプ室３内に液体を吸入する。
【００５６】
次に、図７（ｂ）に示すように圧力調整弁９を開くことで廃棄工程を行ない圧力調整用開口部１１から液体を廃棄する。
【００５７】
このとき圧力調整用開口部１１は液体貯留槽６の液位より低い位置に設定されているので、圧力調整弁９を開くと同時に圧力調整用開口部１１から液体が廃棄されることになるためべローズ２は廃棄ストローク吐出動作を行わない。
【００５８】
次に図７（ｃ），（ｄ）とに示すように吐出側弁１５とノズル開閉弁１６とを開きべローズ２を吐出ストロークＳ２伸ばすことにより、図７（ｅ）に示す吐出工程を行ないポンプ室３内の液体を吐出ノズル１３から吐出する。このとき、ポンプ室３内の液体の量は廃棄工程時に一定に保たれているので、本工程により吐出予定量を正確に吐出することができる。
【００５９】
以後、このサイクルを繰り返すことにより連続して精度のよい吐出が可能である。
【００６０】
このように、圧力調整用開口部１１を液体貯留槽６の液位より低い位置に設定した場合には圧力調整弁９を開いたときにべローズ２が廃棄ストローク吐出動作を行うことなく廃棄工程が行われることになるが、圧力調整弁９を開いたときにべローズ２が廃棄ストローク吐出動作を行うようにしてもよい。この場合、吸入工程で吸入される液体の量は、吐出予定量に液体貯留槽６の液位の変化によるポンプ室３の容積変化の最大値分以上の量と廃棄ストローク吐出動作により廃棄される量を加えたものとする。
【００６１】
（実施の形態４）
図４は、図１で示した液体吐出装置の変形例であって、図１において大気に開放されていた圧力調整用開口部１１を、ある一定の圧力を保持する圧力ケース１９内に開放した場合を示す概略図である。
【００６２】
図４に示す液体吐出装置は基本的に図１に示す液体吐出装置と同様の構造となっているが、図４に示す液体吐出装置では、圧力調整用開口部１１は制御装置２０によりある一定の圧力を保持する圧力ケース１９内に開放されており、大気圧の変化に左右されない環境となっている。
【００６３】
したがって、圧力調整用開口部１１に形成される基準液面の圧力は大気圧の変化に左右されずにさらに精度良く保たれるので、さらに高い精度でポンプ室３内の容積を一定に保つことができる。
【００６４】
この圧力ケース１９は、圧力調整用開口部１１の位置や大気への開放方法に関わらず、実施の形態１，２または３に示された何れの場合にも適応することができ、同様の効果をもたらすことができる。
【００６５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００６６】
たとえば、液体吐出装置としては、ポンプ部材としてべローズ２を用いたタイプに限られず、ダイアフラムを用いたり、可撓性チューブを用いた液体吐出装置とすることができる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、吐出動作前のポンプ室内の圧力は、液体貯留槽内に残留する薬液の液面高さに影響されずに圧力調整用開口部により一定に保たれるのでポンプ室内の容積が一定となり精度の高い液体の吐出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である液体吐出装置を示す概略図である。
【図２】実施の形態１で示した液体吐出装置の変形例であって、圧力調整流路を吐出流路に設けられたフィルタに接続した場合の液体吐出装置を示す概略図である。
【図３】実施の形態１で示した液体吐出装置の変形例であって、圧力調整用開口部を液体貯留槽内の液位より低い位置に設けた場合の液体吐出装置を示す概略図である。
【図４】実施の形態１で示した液体吐出装置の変形例であって、圧力調整用開口部を、ある一定の圧力を保持する圧力ケース内に開放した場合の液体吐出装置を示す概略図である。
【図５】実施の形態１で示した液体吐出装置の作動形態を示すタイムチャートである。
【図６】実施の形態２で示した液体吐出装置の作動形態を示すタイムチャートである。
【図７】実施の形態３で示した液体吐出装置の作動形態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ ポンプ本体
２ べローズ
３ ポンプ室
４ 駆動ロッド
５ 駆動部
６ 液体貯留槽
７ 流入流路
８ 流入側弁
９ 圧力調整弁
１０ 圧力調整流路
１１ 圧力調整用開口部
１２ 廃棄回収タンク
１３ 吐出ノズル
１４ 吐出流路
１５ 吐出側弁
１６ ノズル開閉弁
１７ フィルタ
１８ サックバックバルブ
１９ 圧力ケース
２０ 制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を一定量吐出するようにした液体吐出装置および液体吐出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウエハ製造技術を始めとして、液晶基板製造技術、磁気ディスク製造技術および多層配線基盤製造技術などの種々の技術分野における製造プロセスにあっては、フォトレジスト液、スピニオンガラス液、ポリイミド樹脂液、純水、エッチング液、有機溶剤などの薬液が使用されており、これらの液体の塗布には液体吐出装置が用いられている。
【０００３】
たとえば、半導体ウエハの表面にフォトレジスト液を塗布する場合には、半導体ウエハを水平面内において回転させた状態のもとで、半導体ウエハの表面にフォトレジスト液を液体吐出装置により一定量滴下するようにしている。フォトレジスト液の滴下量は、滴下されたフォトレジスト液をベークすることで形成されるフォトレジスト膜の厚さに影響するため、正確な制御が必要である。
【０００４】
このような液体吐出装置には、液体の吸入と吐出を行うポンプとして、ポンプ室を形成する弾性変形自在のポンプ部材を有するものが多く用いられている。
【０００５】
弾性変形自在のポンプ部材としては、特開平１０−４７２３４号公報や特開２０００−１５１６８号公報に示されるように、蛇腹状のべローズを用いたもの、特開平８−１７０７４４号公報に示されようにダイヤフラムを用いたもの、さらに、特開平１１−２３００４８号公報に示されるように、可撓性チューブを用いたものなどがある。ベローズなどのポンプ部材を有する液体吐出装置にあっては、ポンプ部材によって膨張収縮するポンプ室が区画形成され、ポンプ室には液体貯留槽と連通する流入流路と、吐出ノズルと連通する吐出流路とが接続されている。流入流路と吐出流路とには、それぞれの流路を開閉する流入側弁と吐出側弁とが設けられている。
【０００６】
ベローズなどの弾性変形自在のポンプ部材は、モータもしくは流体圧アクチュエータなどからなる駆動部によって駆動され、ポンプ室内の容積が変化するようになっており、流入側弁を開き吐出側弁を閉じた状態でべローズを収縮させ液体貯留槽からポンプ室内に液体を吸入する吸入工程と、流入側弁を閉じ吐出側弁を開いた状態でべローズを伸ばすことによりポンプ室から液体が吐出する吐出工程とを行うことにより吐出ノズルから液体が吐出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
昨今、半導体ウエハ製造技術を始めとして種々の技術分野における製造プロセスにあっては、製品の小型高精度化への対応や製品品質の向上のため、液体吐出装置には高い吐出精度が要求されている。
【０００８】
液体吐出装置では、ポンプが液体を吸入する際のポンプ室には、吸入抵抗による負圧と、ポンプ室と液体貯留槽の液面高さとの差による圧力とが加わっている。ポンプ室と液体貯留槽との液面高さの差による圧力は、液体が消費されるにしたがい変化するので、ポンプが液体を吸入する際のポンプ室内の圧力も液体が消費されるにしたがい変化することになる。ポンプ室内の容積は、ポンプ本体と弾性変形自在のポンプ部材とにより構成されているため、ポンプ室内の圧力が変化すると弾性変形自在のポンプ部材の変形量が変化し、結果、ポンプ室内の容積も変化することになる。
【０００９】
したがって、ポンプ室内に吸入される液体の量も変化することになり、吐出する液体の量を一定とすることが困難になる。
【００１０】
本発明の目的は、液体貯留槽内の液面高さの変化による吐出量への影響を無くし、液体吐出装置の吐出精度を向上することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の液体吐出装置は、弾性変形自在のポンプ部材が組み込まれ、前記ポンプ部材により膨張収縮するポンプ室を有するポンプ本体と、液体が収容された液体貯留槽と前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材が吸入ストローク動作するときに開く流入側弁が設けられた流入流路と、圧力調整用開口部と前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材が廃棄ストローク吐出動作するときに開いて前記ポンプ室内の圧力を一定に保持する圧力調整弁が設けられた圧力調整流路と、吐出ノズルと前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材が吐出ストローク動作するときに開く吐出側弁が設けられた吐出流路とを有することを特徴とする。この液体吐出装置は、前記圧力調整用開口部を前記液体貯留槽の液位より高い位置で大気に開放して、前記圧力調整流路を介し前記ポンプ室内の圧力を吸入ストローク動作終了時よりも高い圧力に設定してもよい。
【００１２】
本発明の液体吐出装置は、弾性変形自在のポンプ部材が組み込まれ、前記ポンプ部材により膨張収縮するポンプ室を有するポンプ本体と、液体が収容された液体貯留槽と前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材が吸入ストローク動作するときに開く流入側弁が設けられた流入流路と、圧力調整用開口部と前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材の吸入ストローク動作終了後に開いて前記ポンプ室内の圧力を吸入ストローク動作終了時よりも低い圧力に設定する圧力調整弁が設けられた圧力調整流路と、吐出ノズルと前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材が吐出ストローク動作するときに開く吐出側弁が設けられた吐出流路とを有することを特徴とする。この液体吐出装置は、前記圧力調整用開口部を前記液体貯留槽の液位より低い位置で大気に開放してもよい。
【００１３】
この液体吐出装置は、前記圧力調整用開口部を実質的に下向きに開放し、液体の表面張力による界面を形成することにより基準液面を維持してもよい。
【００１４】
この液体吐出装置は、前記圧力調整用開口部を実質的に上向きに開放してもよい。
【００１５】
本発明の液体吐出方法は、ポンプ本体内に組み込まれてポンプ室を形成する弾性変形自在のポンプ部材の吸入動作と吐出動作とにより液体貯留槽内の液体を吐出ノズルに吐出する液体吐出方法であって、前記液体貯留槽と前記ポンプ室とを接続する流入流路に設けられた流入側弁を開いた状態として前記ポンプ部材を吸入ストローク動作する吸入工程と、圧力調整用開口部と前記ポンプ室とを接続する圧力調整流路に設けられた圧力調整弁を開いて前記ポンプ室を一定の圧力に保持した状態で前記ポンプ部材を所定の廃棄ストローク吐出動作する廃棄工程と、前記吐出ノズルと前記ポンプ室とを接続する吐出流路に設けられた吐出側弁を開いて前記ポンプ部材を吐出ストローク動作する吐出工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明の液体吐出方法は、ポンプ本体内に組み込まれてポンプ室を形成する弾性変形自在のポンプ部材の吸入動作と吐出動作とにより液体貯留槽内の液体を吐出ノズルに吐出する液体吐出方法であって、前記液体貯留槽と前記ポンプ室とを接続する流入流路に設けられた流入側弁を開いた状態として前記ポンプ部材を吸入ストローク動作する吸入工程と、圧力調整用開口部と前記ポンプ室とを接続する圧力調整流路に設けられた圧力調整弁を開いて前記ポンプ室内の圧力を吸入ストローク動作終了時よりも低い圧力に設定する廃棄工程と、前記吐出ノズルと前記ポンプ室とを接続する吐出流路に設けられた吐出側弁を開いて前記ポンプ部材を吐出ストローク動作する吐出工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、吐出動作前のポンプ室内の圧力は液体貯留槽の液面高さによらず圧力調整用開口部により一定となるので、精度の高い吐出が可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態である液体吐出装置を示す概略図であり、図５はこの液体吐出装置の作動形態を示すタイムチャートである。
【００２０】
ポンプ本体１内には、軸方向に弾性変形自在の蛇腹状のベローズ２がポンプ部材として組み込まれており、ベローズ２とポンプ本体１とによりポンプ室３が区画形成されている。
【００２１】
べローズ２は、供給される液体がフォトレジスト液である場合はフッ素樹脂であるテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）により形成されており、ポンプ本体１も同様の樹脂材料によって形成されている。ただし、供給される液体の特性に合わせてべローズ２およびポンプ本体１の材料は任意に設定することが可能である。
【００２２】
べローズ２の内部には、一端をべローズ２に固定された駆動ロッド４が軸方向に往復動自在に設けられており、駆動ロッド４の他端には駆動部５が設けられている。駆動部５は、空気圧シリンダや油圧シリンダなどの流体圧シリンダによって駆動するようにしてもよく、モータにより駆動される送りねじに駆動ロッド４をねじ結合してモータにより駆動するようにしてもよい。駆動部５により駆動される駆動ロッド４が往復ストローク運動することによりべローズ２は伸縮し、ポンプ室３内の容積を増減することにより吸入圧、吐出圧を発生させポンプとして機能することができる。
【００２３】
駆動ロッド４の往復ストローク運動は、吸入ストロークと廃棄ストロークと吐出ストロークに分けられ、吸入ストロークは廃棄ストロークと吐出ストロークとの合計ストロークであり、駆動ロッド４の最大ストロークとなっている。
【００２４】
ポンプ室３には、液体が収容された液体貯留槽６とポンプ室３とを連通する流入流路７が接続されており、この流入流路７にはこの流入流路７を開閉する流入側弁８が設けられている。流入側弁８を開いた状態でべローズ２が駆動ロッド４の最大ストローク分の吸入ストローク動作を行いポンプ室３内の容積を膨張させることにより、液体貯留槽６内の液体をポンプ室３内に吸入する吸入工程を行うことができる。
【００２５】
吸入工程後のポンプ室３内には、吸入抵抗による負圧と、吸入が繰り返される度に変化するポンプ室３と液体貯留槽６の液位との差による圧力とが加わるので、吸入が繰り返される度にポンプ室３を形成するべローズ２の弾性変形量も変化してポンプ室３内の容積も変化することになる。
【００２６】
例えば、液体貯留槽６内の液体の最大液位と最小液位とでΔｈだけ液面高さが変化すると、ポンプ室３に対する水頭がｈ１からｈ２に変化するので、同一の吸入ストロークでポンプ室３内に液体を吸入しても、ベローズ２の弾性変形量の変化により実際に吸入される液体の量は変化することになる。
【００２７】
ポンプ室３には、圧力調整弁９が設けられた圧力調整流路１０の一端が接続されており、圧力調整流路１０の他端は液体貯留槽６内の液体の液位より上方に位置して下向きとなって直接大気に開放された圧力調整用開口部１１となっている。ポンプ室３内に液体を吸入した後、流入側弁８を閉じ圧力調整弁９を開いた状態でべローズ２が廃棄ストローク吐出動作を行いポンプ室３内の容積を収縮させることにより、ポンプ室３内の液体を圧力調整用開口部１１から廃棄する廃棄工程を行うことができる。
【００２８】
この廃棄工程により排出される液体が表面張力により圧力調整用開口部１１に気体との界面を構成することによりポンプ室３に対して一定の水頭ｈ３を維持する基準液面が形成される。この基準液面は液体貯留槽６内で変位する液体の液位によらず一定であるため、吸入工程時に液体貯留槽６の液位により変化したポンプ室３内の圧力は圧力調整流路１０内の液体を介して圧力調整用開口部１１に開放されることにより常に一定に維持されることになる。
【００２９】
圧力調整用開口部１１は液体貯留槽６内の液体の液位より上方に位置されているため、ポンプ室３内の圧力が一定の圧力値となった状態で圧力調整弁９を閉じることで、ポンプ室３内の圧力は吸入ストローク動作終了時よりも高い一定圧力に設定されることになる。
【００３０】
廃棄ストロークの終了時点でのポンプ室３内の容積は吐出予定量となるので吸入工程時に吸入する液体の量は吐出予定量に液体貯留槽６の液位の変化によるポンプ室３の容積変化の最大値分以上の量を加えたものとする。
【００３１】
なお、圧力調整用開口部１１から廃棄された液体は、圧力調整用開口部１１の下部に設けられた廃棄回収タンク１２内に回収されるようになっている。
【００３２】
さらにポンプ室３には、液体を吐出する吐出ノズル１３とポンプ室３とを連通する吐出流路１４が接続されており、この吐出流路１４にはこの吐出流路１４を開閉する吐出側弁１５とノズル開閉弁１６とが設けられている。したがって、それぞれの弁１５，１６を開き流入側弁８と圧力調整弁９とを閉じた状態のもとでベローズ２を吐出ストローク吐出動作させると、ポンプ室３の容積が収縮してポンプ室３内の液体が吐出ノズル１３から吐出される。
【００３３】
吐出流路１４には液体を濾過するフィルタ１７が設けられ、ノズル開閉弁１６を閉じて、吐出側弁１５を開いた状態で吐出動作を行うと、液体中に含まれている気泡をフィルタ１７から外部に排出することができる。吐出流路１４にはさらに、吐出ノズル１３からの液体のたれを防止するサックバックバルブ１８が設けられ、吐出ノズル１３から液体を吐出した後にこのサックバックバルブ１８を作動することによって、吐出ノズル１３内の液体は僅かに引き戻され、吐出ノズル１３からの液滴の落下が防止される。
【００３４】
このような構造を持つ液体吐出装置の作動形態を図５に示すタイムチャートに沿って説明する。なお図５のタイムチャートにおいて、横軸はべローズ２の作動ストロークを表している。
【００３５】
図５の（ａ）に示すように、流入側弁８のみを開き吸入ストロークＳ０だけべローズ２を収縮させることにより、図５（ｅ）に示す吸入工程を行ないポンプ室３内に液体を吸入する。ストロークＳ０はべローズ２の最大ストロークであり、このときの吸入量は、吐出予定量に液体貯留槽６内の液面高さによるポンプ室３内の容積変化の最大値分以上の量を加えたものとする。
【００３６】
次に、図５（ｂ）に示すように圧力調整弁９のみを開きべローズ２を廃棄ストロークＳ１だけ伸ばすことにより、図５（ｅ）に示す廃棄工程を行ない圧力調整用開口部１１から液体を廃棄する。ストロークＳ１は圧力調整用開口部１１から液体を廃棄した時点でのポンプ室３内の容積が吐出予定量となる位置である。したがって、このときのポンプ室３の容積、つまりポンプ室３内の液体の量はべローズ２のストロークがＳ１で一定であり、またポンプ室３内の圧力が圧力調整用開口部１１により一定とされていることから液体貯留槽６内の液面高さに関わらず常に一定に保たれる。
【００３７】
次に図５（ｃ），（ｄ）とに示すように吐出側弁１５とノズル開閉弁１６とを開きべローズ２を吐出ストロークＳ２伸ばすことにより、図５（ｅ）に示す吐出工程を行ないポンプ室３内の液体を吐出ノズル１３から吐出する。このとき、ポンプ室３内の液体の量は廃棄工程時に一定に保たれているので、本工程により吐出予定量を正確に吐出することができる。
【００３８】
以後、このサイクルを繰り返すことにより連続して精度のよい吐出が可能である。
【００３９】
流入側弁８、吐出側弁１５、ノズル開閉弁１６および圧力調整弁９を電気信号により開閉作動する電磁弁とすることにより、制御装置からの信号によって自動的に開閉動作を行うことができる。ただし、流入側弁８については、逆止弁を用いるようにしても良い。
【００４０】
（実施の形態２）
図２は、図１で示した液体吐出装置の変形例であって、図１においてポンプ室３に接続されていた圧力調整流路１０を吐出流路１４に設けられたフィルタ１７に接続した場合を示す概略図である。
【００４１】
図２に示す液体吐出装置は基本的に図１に示す液体吐出装置と同様の構造となっているが、図２に示す液体吐出装置では、圧力調整流路１０は吐出流路１４に設けられたフィルタ１７のベンドポートに接続されており、ポンプ室３と圧力調整用開口部１１との連通は吐出側弁１５と圧力調整弁９とを介して行われることとなる。
【００４２】
図２に示すように、圧力調整用開口部１１は廃棄回収タンク１２内に位置し、この中の流体を介して大気に開放されている。したがって、廃棄回収タンク１２からオーバーフローする液面が基準液面となり、水頭ｈ３を常に保持することができるようになっている。このような基準液面形成のための手段は、圧力調整用開口部１１の位置や雰囲気に関わらず、実施の形態１，３または４に示された何れの場合にも適応することができる。
【００４３】
このような構造を持つ液体吐出装置の作動形態を図６に示すタイムチャートに沿って説明する。
【００４４】
図６の（ａ）に示すように、流入側弁８のみを開き吸入ストロークＳ０だけべローズ２を収縮させることにより、図６（ｅ）に示す吸入工程を行ないポンプ室３内に液体を吸入する。
【００４５】
次に、図６（ｂ），（ｃ）に示すように圧力調整弁９と吐出側弁１５とを開きべローズ２を廃棄ストロークＳ１だけ伸ばすことにより、図６（ｅ）に示す廃棄工程を行ない圧力調整用開口部１１から液体を廃棄する。
【００４６】
次に図６（ｃ），（ｄ）とに示すように吐出側弁１５とノズル開閉弁１６とを開きべローズ２を吐出ストロークＳ２伸ばすことにより、図６（ｅ）に示す吐出工程を行ないポンプ室３内の液体を吐出ノズル１３から吐出する。このとき、ポンプ室３内の液体の量は廃棄工程時に一定に保たれているので、本工程により吐出予定量を正確に吐出することができる。
【００４７】
以後、このサイクルを繰り返すことにより連続して精度のよい吐出が可能である。
【００４８】
（実施の形態３）
図３は、図１で示した液体吐出装置の変形例であって、圧力調整用開口部１１の位置を、液体貯留槽６の液位より低く設定した場合を示す概略図である。
【００４９】
図３に示す液体吐出装置は基本的に図１に示す液体吐出装置と同様の構造となっているが、図３に示す液体吐出装置では圧力調整用開口部１１は液体貯留槽６の液位より低い位置に設定されている。
【００５０】
また、圧力調整用開口部１１は圧力調整流路１０の先端をＪ形に曲げて形成したことにより上向きに大気に開放されており、液体がオーバーフローすることにより基準液面を形成するようになっている。このような基準液面形成のための手段は、圧力調整用開口部１１の位置や雰囲気に関わらず、実施の形態１，２または４に示された何れの場合にも適応することができる。
【００５１】
圧力調整用開口部１１を液体貯留槽６の液位より低い位置に設定したことにより、圧力調整用開口部１１の水頭より液体貯留槽６の液位の水頭の方が高くなるため、廃棄工程において圧力調整弁９を開くと同時に圧力調整用開口部１１から液体が廃棄されることになる。
【００５２】
したがって、圧力調整用開口部１１を液体貯留槽６の液位より低い位置に設定した場合にはべローズ２による廃棄ストローク吐出動作は行われず、圧力調整弁９の開閉のみで廃棄工程が行われる。
【００５３】
この状態で圧力調整弁９を閉じることによりポンプ室３内は吸入ストローク動作終了時よりも低い一定圧力に設定される。
【００５４】
このような構造を持つ液体吐出装置の作動形態を図７に示すタイムチャートに沿って説明する。
【００５５】
図７の（ａ）に示すように、流入側弁８のみを開き吸入ストロークＳ０だけべローズ２を収縮させることにより、図７（ｅ）に示す吸入工程を行ないポンプ室３内に液体を吸入する。
【００５６】
次に、図７（ｂ）に示すように圧力調整弁９を開くことで廃棄工程を行ない圧力調整用開口部１１から液体を廃棄する。
【００５７】
このとき圧力調整用開口部１１は液体貯留槽６の液位より低い位置に設定されているので、圧力調整弁９を開くと同時に圧力調整用開口部１１から液体が廃棄されることになるためべローズ２は廃棄ストローク吐出動作を行わない。
【００５８】
次に図７（ｃ），（ｄ）とに示すように吐出側弁１５とノズル開閉弁１６とを開きべローズ２を吐出ストロークＳ２伸ばすことにより、図７（ｅ）に示す吐出工程を行ないポンプ室３内の液体を吐出ノズル１３から吐出する。このとき、ポンプ室３内の液体の量は廃棄工程時に一定に保たれているので、本工程により吐出予定量を正確に吐出することができる。
【００５９】
以後、このサイクルを繰り返すことにより連続して精度のよい吐出が可能である。
【００６０】
このように、圧力調整用開口部１１を液体貯留槽６の液位より低い位置に設定した場合には圧力調整弁９を開いたときにべローズ２が廃棄ストローク吐出動作を行うことなく廃棄工程が行われることになるが、圧力調整弁９を開いたときにべローズ２が廃棄ストローク吐出動作を行うようにしてもよい。この場合、吸入工程で吸入される液体の量は、吐出予定量に液体貯留槽６の液位の変化によるポンプ室３の容積変化の最大値分以上の量と廃棄ストローク吐出動作により廃棄される量を加えたものとする。
【００６１】
（実施の形態４）
図４は、図１で示した液体吐出装置の変形例であって、図１において大気に開放されていた圧力調整用開口部１１を、ある一定の圧力を保持する圧力ケース１９内に開放した場合を示す概略図である。
【００６２】
図４に示す液体吐出装置は基本的に図１に示す液体吐出装置と同様の構造となっているが、図４に示す液体吐出装置では、圧力調整用開口部１１は制御装置２０によりある一定の圧力を保持する圧力ケース１９内に開放されており、大気圧の変化に左右されない環境となっている。
【００６３】
したがって、圧力調整用開口部１１に形成される基準液面の圧力は大気圧の変化に左右されずにさらに精度良く保たれるので、さらに高い精度でポンプ室３内の容積を一定に保つことができる。
【００６４】
この圧力ケース１９は、圧力調整用開口部１１の位置や大気への開放方法に関わらず、実施の形態１，２または３に示された何れの場合にも適応することができ、同様の効果をもたらすことができる。
【００６５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００６６】
たとえば、液体吐出装置としては、ポンプ部材としてべローズ２を用いたタイプに限られず、ダイアフラムを用いたり、可撓性チューブを用いた液体吐出装置とすることができる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によれば、吐出動作前のポンプ室内の圧力は、液体貯留槽内に残留する薬液の液面高さに影響されずに圧力調整用開口部により一定に保たれるのでポンプ室内の容積が一定となり精度の高い液体の吐出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である液体吐出装置を示す概略図である。
【図２】実施の形態１で示した液体吐出装置の変形例であって、圧力調整流路を吐出流路に設けられたフィルタに接続した場合の液体吐出装置を示す概略図である。
【図３】実施の形態１で示した液体吐出装置の変形例であって、圧力調整用開口部を液体貯留槽内の液位より低い位置に設けた場合の液体吐出装置を示す概略図である。
【図４】実施の形態１で示した液体吐出装置の変形例であって、圧力調整用開口部を、ある一定の圧力を保持する圧力ケース内に開放した場合の液体吐出装置を示す概略図である。
【図５】実施の形態１で示した液体吐出装置の作動形態を示すタイムチャートである。
【図６】実施の形態２で示した液体吐出装置の作動形態を示すタイムチャートである。
【図７】実施の形態３で示した液体吐出装置の作動形態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ ポンプ本体
２ べローズ
３ ポンプ室
４ 駆動ロッド
５ 駆動部
６ 液体貯留槽
７ 流入流路
８ 流入側弁
９ 圧力調整弁
１０ 圧力調整流路
１１ 圧力調整用開口部
１２ 廃棄回収タンク
１３ 吐出ノズル
１４ 吐出流路
１５ 吐出側弁
１６ ノズル開閉弁
１７ フィルタ
１８ サックバックバルブ
１９ 圧力ケース
２０ 制御装置
Claims (8)
- 弾性変形自在のポンプ部材が組み込まれ、前記ポンプ部材により膨張収縮するポンプ室を有するポンプ本体と、
液体が収容された液体貯留槽と前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材が吸入ストローク動作するときに開く流入側弁が設けられた流入流路と、
圧力調整用開口部と前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材が廃棄ストローク吐出動作するときに開いて前記ポンプ室内の圧力を一定に保持する圧力調整弁が設けられた圧力調整流路と、
吐出ノズルと前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材が吐出ストローク動作するときに開く吐出側弁が設けられた吐出流路とを有することを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項１記載の液体吐出装置において、前記圧力調整用開口部を前記液体貯留槽の液位より高い位置で大気に開放して、前記圧力調整流路を介し前記ポンプ室内の圧力を吸入ストローク動作終了時よりも高い圧力に設定することを特徴とする液体吐出装置。
- 弾性変形自在のポンプ部材が組み込まれ、前記ポンプ部材により膨張収縮するポンプ室を有するポンプ本体と、
液体が収容された液体貯留槽と前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材が吸入ストローク動作するときに開く流入側弁が設けられた流入流路と、
圧力調整用開口部と前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材の吸入ストローク動作終了後に開いて前記ポンプ室内の圧力を吸入ストローク動作終了時よりも低い圧力に設定する圧力調整弁が設けられた圧力調整流路と、
吐出ノズルと前記ポンプ室との間に設けられ、前記ポンプ部材が吐出ストローク動作するときに開く吐出側弁が設けられた吐出流路とを有することを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項３記載の液体吐出装置において、前記圧力調整用開口部を前記液体貯留槽の液位より低い位置で大気に開放したことを特徴とする液体吐出装置。
- 請求項１，２，３または４記載の液体吐出装置において、前記圧力調整用開口部は実質的に下向きに開放され、液体の表面張力による界面を形成することにより基準液面を維持することを特徴とする液体吐出装置。
- 請求項１，２，３または４記載の液体吐出装置において、前記圧力調整用開口部は実質的に上向きに開放されていることを特徴とする液体吐出装置。
- ポンプ本体内に組み込まれてポンプ室を形成する弾性変形自在のポンプ部材の吸入動作と吐出動作とにより液体貯留槽内の液体を吐出ノズルに吐出する液体吐出方法であって、
前記液体貯留槽と前記ポンプ室とを接続する流入流路に設けられた流入側弁を開いた状態として前記ポンプ部材を吸入ストローク動作する吸入工程と、
圧力調整用開口部と前記ポンプ室とを接続する圧力調整流路に設けられた圧力調整弁を開いて前記ポンプ室を一定の圧力に保持した状態で前記ポンプ部材を所定の廃棄ストローク吐出動作する廃棄工程と、
前記吐出ノズルと前記ポンプ室とを接続する吐出流路に設けられた吐出側弁を開いて前記ポンプ部材を吐出ストローク動作する吐出工程とを有することを特徴とする液体吐出方法。 - ポンプ本体内に組み込まれてポンプ室を形成する弾性変形自在のポンプ部材の吸入動作と吐出動作とにより液体貯留槽内の液体を吐出ノズルに吐出する液体吐出方法であって、
前記液体貯留槽と前記ポンプ室とを接続する流入流路に設けられた流入側弁を開いた状態として前記ポンプ部材を吸入ストローク動作する吸入工程と、
圧力調整用開口部と前記ポンプ室とを接続する圧力調整流路に設けられた圧力調整弁を開いて前記ポンプ室内の圧力を吸入ストローク動作終了時よりも低い圧力に設定する廃棄工程と、
前記吐出ノズルと前記ポンプ室とを接続する吐出流路に設けられた吐出側弁を開いて前記ポンプ部材を吐出ストローク動作する吐出工程とを有することを特徴とする液体吐出方法。
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