CN1097688C - 防止失禁液滴的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

根据电致动器的驱动作用,在从所述闭阀操作指令时间,直到所述开/关阀(14)到达使从所述喷口(18)排出的所述液体的所述流线处于收紧态的所述预定快速闭阀操作位置的时间周期内,控制所述阀栓塞的提升量。在达到所述闭阀操作位置后,控制所述开/关阀(14)的阀栓塞,使之处于关闭位置。由此,可以防止在电开/关阀(14)的闭阀操作时来自喷嘴(18)的失禁液滴。

Description

防止失禁液滴的方法和系统
本发明涉及一种防止失禁(incontinent)液滴的方法和系统,其中,例如,在停止待施加于半导体晶片上的涂敷液的供应时,通过控制涂敷液的流量,可以容易地防止滴向半导体晶片的任何无法控制的涂敷液滴。
由于在半导体晶片生产步骤中图形变得精细,涂敷液(抗蚀液)的膜厚均匀性成为产品质量的一个重要因素。因此,由于以下原因,要防止在停止向半导体晶片供应涂敷液时,因涂敷液的供应口的缘故而有少量涂敷液从喷嘴滴向半导体晶片,即所谓的失禁液滴问题。
即,在停止向半导体晶片供应涂敷液时,如果失禁液滴发生,从喷嘴滴出少量涂敷液,那么半导体晶片上形成的膜厚的均匀将变差,导致产品有缺陷。
如图21所示,涉及常规技术的涂敷液供应系统1包括涂敷液供应源2、与涂敷液供应源2相连的开/关阀3及回抽阀4。涂敷液滴涂装置7与回抽阀4的外侧相连,配备有喷嘴6,用于向半导体晶片5滴涂预定量的涂敷液。开/关阀3的作用是根据开阀或闭阀动作转换回抽阀4的涂敷液供应状态和供应停止状态。回抽阀4的作用是利用负压作用,抽取存在于喷嘴6中的涂敷液,从而防止来自喷嘴6的失禁液滴滴向半导体晶片5。
按常规技术,有经验的操作者工作,通过细微地调节开/关阀3和回抽阀4的操作时间和操作速度,同时肉眼观察喷嘴6前端的失禁液滴现象,以防止涂敷液的失禁液滴从喷嘴6滴向半导体晶片5。
然而,在涉及常规技术的涂敷液供应系统1的情况下,通过直接调节开/关阀3和回抽阀4的操作时间和操作速度,同时通过有经验操作者根据经验和直觉肉眼观察喷嘴6前端的失禁液滴现象,来防止失禁液滴。因此,发生了在没有经验的操作者工作时,则很难进行调节,或需要很长时间进行调节的问题。
由于半导体晶片的尺寸变得越来越大,所以涂敷液中采用和加入表面活性剂,以改善涂敷液在晶片表面上的分散性能。为此,由于涂敷液的表面张力降低,失禁液滴会更频繁地发生。因此,需要更可靠和稳定地防止这种失禁液滴。
如果想通过改进回抽阀的控制精度来防止失禁液滴,则会发生如下其它问题。即,回抽阀的成本增加,调节回抽阀的操作复杂化。
本发明的一般性目的是提供一种防止失禁液滴的方法和系统,从而可以可靠且稳定地防止在关闭液体供应源供应的液流时,从喷口产生失禁液滴。
本发明的主要目的是提供一种防止失禁液滴的方法和系统,从而在不考虑操作者的经验和直觉的情况下,也可以防止失禁液滴发生。
本发明另一目的是提供一种防止失禁液滴的方法和系统,通过简单且方便的操作,同时不增加回抽阀的成本,可以防止失禁液滴发生。
在结合以示例的方式展示本发明优选实施例的附图所作的以下介绍中,本发明的上述和其它目的、特点和优点将变得更清楚。
图1是展示本发明一个实施例的防止失禁液滴系统的示意框图;
图2用于介绍失禁液滴发生的现象;
图3用于介绍停止液体供应时产生的压力波;
图4用于介绍失禁液滴发生的现象;
图5是用于介绍关闭电开/关阀时执行的操作的流程图;
图6是用于介绍关闭电开/关阀时执行的操作的流程图;
图7示意性地展示了用于设定快速闭阀操作位置的测试电路的设置;
图8用于介绍操作控制模式;
图9用于介绍操作控制模式;
图10是用于介绍关闭电开/关阀时执行的操作的子程序;
图11展示了液体从喷嘴喷向半导体晶片的状态;
图12展示了收紧液体的流线的状态,是通过进一步调节从图11所示状态开始的液体流量得到的;
图13展示了从喷嘴滴出的液体与半导体晶片分离的状态,是通过在图11状态下关闭阀栓塞得到的;
图14展示了与半导体晶片分离的液体在表面张力的作用下保持在喷嘴的前端的状态;
图15是展示根据本发明另一实施例的防止失禁液滴系统的示意框图;
图16是构成图15所示防止失禁液滴系统的电泵的纵剖图;
图17是展示图16所示电泵的活塞向上移动的状态的纵剖图;
图18是用于介绍通过控制电泵的活塞的位移速度防止失禁液滴的流程图;
图19是用于介绍通过控制电泵的活塞的位移速度防止失禁液滴的流程图;
图20是用于介绍通过控制电泵的活塞的位移速度防止失禁液滴的子程序;
图21是展示有关常规技术的涂敷液供应系统的示意框图。
参见图1,标号10表示根据本发明一个实施例的防止失禁液滴系统。
防止失禁液滴系统10包括涂敷液供应源12、依次串联到涂敷液供应源12的电开/关阀14和回抽阀16、及与回抽阀16的输出侧相连且配备有喷嘴18的涂敷液滴涂装置20。电开/关阀14包括未示出的阀栓塞和未示出的电致动器,所述栓塞用于通过调节与阀座部分的距离,控制涂敷液流,使之具有预定的流量,所述电致动器用于根据对电功率施加量的控制控制阀栓塞的位移量。电开/关阀14设有编码器22,用于探测阀栓塞的提升量。
例如涂敷液供应源12采用一种系统,其中涂敷液在利用气压的压力下馈送。涂敷液的流量在恒定压力状态下根据为电开/关阀14设置的未示出阀栓塞的提升量控制。电开/关阀14例如以配有本申请人建议的线性DC电机(见日本特许公开11-30355)的驱动系统为基础,被提供的阀栓塞的提升量是任意可控的。
可以用基于气控系统的开/关阀来代替电开/关阀14,以便任意控制工作空气压力。具体说,可以根据以未示出的电气动调节器为基础的控制,或以速度控制器与用于多个平行排列的螺线控制阀的转换系统的组合为基础的控制,进行控制。
可以允许回抽阀16采用任何一种线性DC电机或气控系统,取决于回抽量所需要的精度。回抽阀16的响应速度并不重要。
在未示出的旋转装置的作用下可在预定方向旋转的旋转板(未示出)设置在喷嘴18之下,并与之隔开预定距离。涂敷液从喷嘴18施加于其上的半导体晶片24被设置在旋转板上。
控制单元26与电开/关阀14相连。控制单元26包括脉冲计数器28、电流放大器30、ROM34和中央处理单元32,所述冲计数器28用于接收从编码器22输出的脉冲形探测信号,以对操作计数,从而得到对应于阀栓塞提升位置的计数值,所述电流放大器30用于放大电流值信号,以便给为电开/关阀14设置的未示出的电磁线圈提供放大电流,所述ROM34中存储有多个操作控制模式(以后将介绍)和用于控制以后所介绍的中央处理单元32的控制程序,所述中央处理单元32用于比较基于脉冲计数器28得到的计数值的阀栓塞提升位置与基于在存储于ROM34中的控制程序的控制下的操作控制模式的阀提升位置,以确定两者间的差值,从而根据该差值的电流值信号馈送到电流放大器30。
中央处理单元32功能上包括计时装置36、差值计算装置38、电流值控制装置40,所述计时装置36用于在每个预置的预定时间进行时间测量,所述差值计算装置38用于在每个预定时间,确定基于操作控制模式的阀栓塞的提升位置和基于脉冲计数器28得到的计数值的阀栓塞的提升位置之间的差值,所述电流值控制器40用于根据该差值馈送电流值信号,以便使由差分值计算装置38确定的差值等于零。
根据本发明本实施例的失禁液滴防止系统10的基本构成如上所述。接着,介绍其操作、功能和效果。
首先,图2-4一般性地展示了关于利用涉及常规技术(见图21)的涂敷液供应系统1得到的流线和例示流量控制的校正。
在截断以恒定流速流动的液体流时,获得取决于控制介质的预定的流量变化曲线,直到流量改变到零。关于流量的调节,液体较高程度上受由表面张力引起的凝结力的影响。因此,在某一流量切断液体,出现不连续的流动。
在如上所述进行流量截断操作时,会在以下情况下发生失禁液滴。
(1)甚至在切断和截断液体流后继续供应液体时,由于表面张力而保留在喷嘴6前端的有限量的液体增加,会发生如图2所示的失禁液滴。失禁液滴发生在阀位置在从断流前的流量区到开/关阀3的阀栓塞的完全关闭状态的时间段内动作慢时。
(2)在液体的流量快速改变时,压力波出现,如图3所示。液体在上述过程中产生的负压作用下被迫在喷嘴6的前端截断。如图4所示,该过程中产生的第二液滴在半导体晶片5的膜表面上滚动,对膜的均匀产生了不良影响。
因此,为防止失禁液滴,最好是消除如上所述的各种因素。
接着,对根据本发明实施例的防止失禁液滴系统的操作情况进行介绍。假定在初始状态时,电开/关阀14处于开阀状态,回抽阀16处于OFF态。
涂敷液在涂敷液供应源12的驱动作用下,通过电开/关阀14和回抽阀16,供应给敷液滴涂装置20。涂敷液在喷嘴18的作用下滴落到半导体晶片24上。结果,在半导体晶片24上形成具有需要膜厚的未示出涂层。
下面将以图5和6所示的流程图为基础,对为防止涂敷液供应停止时,来自喷嘴18产生的失禁液滴而关闭电开/关阀14的程序进行介绍。
在命令电开/关阀14执行开阀操作时,开始执行控制程序。由控制单元26读取对作为液体的涂敷液设定的粘度指令信号和表面张力指令信号。结果对应于要用的液体设定液体特性(步骤S1)。
具体说,操作控制模式受涂敷液粘度和表面张力及从电开/关阀14通过涂敷液滴涂装置20到喷嘴18前端的通道的环境温度和容量的影响。然而,本实施例中,在对电开/关阀14发布命令前,预先确定从涂敷液供应源12馈送的涂敷液的压力、从电开/关阀14通过涂敷液滴涂装置20到喷嘴18前端的通道的环境温度和容量。因此,假定这些因素已反射到存储于ROM34中的操作控制模式中。下面将介绍只响应将采用的涂敷液改变时的情况。
执行步骤S1后,电开/关阀14被控制为全开态。
步骤S1后控制电开/关阀14的全开态之后,根据涂敷液的粘度指令信号和表面张力指令信号,从ROM34中读取相应的操作控制模式。操作控制模式被传递到未示出的RAM,并存储在那里(步骤S2)。
操作控制模式包括根据阀的打开程度,即相对于从闭阀操作指令时间t0的驰豫时间阀栓塞的提升量控制液体的流量。
下面将介绍设定流量控制模式的操作。
装配如图7所示的测试电路50,用来决定性地确定阀栓塞的快速闭阀操作位置。图7中,标号52表示液体供应源,标号54表示压力规,标号56表示可变节流阀,58表示流量计,标号60表示喷嘴。这种情况下,液体的表面张力、密度和粘度在与实际所用相同的条件下设定。另外,喷嘴60的直径、从喷嘴60到旋转板62的间隔距离H及旋转板62的转数也在与实际所用相同的条件下设定。
在液体受液体供应源52的驱动作用从喷嘴60排出的状态下,按预定方向慢慢旋转可变节流阀56的旋钮(未示出),以逐渐调节通过可变节流56的液体的流量。结果,喷嘴60前端排出的液体的流量逐渐减小,构成了从喷嘴60的前端滴落的液体流线收紧的状态(见图12)。操作者从流量计58读出其中收紧液体流线的流量范围的中间位置,以将之输入到操作控制模式中,同时如上所述肉眼观察液体流线的收紧状态。由此,设定操作控制模式中的快速阀操作位置。
然后,设定流量控制模式,用以在电开/关阀14的阀栓塞从全开态变到快速闭阀操作位置态的区间上,控制流过电/关阀14的流量。流量控制模式用于通过在电开/关阀14的阀栓塞从全开位置变到快速闭阀操作位置的区间内,控制阀栓塞的位移速度,控制流过电开/关阀14的液体的流量。流量控制模式是通过采用计算不产生压力脉动的阀栓塞位移速度下阀栓塞的提升量得到液体加速度“a”和流速“v”(如果需要,此后称作位移速度“v”)等参数设定的。
如图8所示,例如,该方案设定为,根据从闭阀操作指命令时间t0到时间t1的加速度“a”,流量按向右向下倾斜的曲线变化。该方案设定为,根据从时间t1到时间t2的流速“v”,流量按向上倾斜的直线向右变化。该方案设定为,根据时间t2到时间t3的加速度“-a”,流量按向右向上倾斜的曲线变化。
该过程中,注意不要使液体流截断。利用测试电路50限定极值。如上所述建立的流量控制模式输入到操作控制模式中。实际上,如图9所示,加速度“a”和流速“v”根据参数的预定极限值(MAX)和由该过程到下一步骤所需要的时间得到的极值(MIN)设定。流量控制模式如上所述输入有加速度“a”和流速“v”。
通过采用不因阀栓塞的位移而造成压力脉动的位移速度,执行该流量控制模式。因此,抑制了图3所示的压力波。另外,流量控制模式可保持直线或较高次曲线。此时,不引起压力脉动的位移速度根据通道的影响和由于管道的膨胀或收缩造成的弹性而不同。
步骤S2后,程序等待闭阀操作指令(步骤S3)。如果给了闭阀操作指令,由利用计时装置36开始进行时间测量(步骤S4)。在如上所述的流量控制模式的基础上,根据不发生压力脉动的阀栓塞位移速度,从阀栓塞的全开位置到快速闭阀操作位置,控制阀栓塞的位移速度(步骤S5)。
即,如图8所示,控制闭阀操作指令时间t0到时间t1内阀栓塞的提升量,以便流量根据预定加速度“a”,按向右向下倾斜的曲线变化(步骤S5a)。根据由脉冲计数器28提供的计数值读取阀栓塞的提升量(步骤S5b),以检测流量是否根据阀栓塞的提升量为Q1(步骤S5c)。如果流量没达到Q1,则程序返回到步骤S5a。
单位时间内流过电开/关阀14的液体的流量为与阀栓塞的提升量相对应的Q1,在时间t1到时间t2内控制阀栓塞的提升量,以便流量根据预定位移速度“v”,按向右向下倾斜的直线变化(步骤S5d)。检测流量是否根据阀栓塞的读出提升位置为Q2(步骤S5e,S5f)。
另外,控制时间t2到时间t3内阀栓塞的提升量,以便流量根据预定的加速度“-a”,按向上倾斜的曲线向右变化(步骤S5g)。检测流量是否根据从由脉冲计数28得到的计数值读出的阀栓塞提升位置为Q3(步骤S5h,S5i)。
流量为Q3后,阀栓塞的位移停止,允许预定的时间驰豫(步骤S5i)。任意设定该预定时间(关于图8所示从t3到时间t4的时间周期),以便校正例如由于管线的膨胀或收缩造成的弹性或液体中所含气体产生的响应误差。预定时间越长,则响应误差的容差越大。
然后,检测阀栓塞是否根据从由脉冲计数器28得到的计数值读出的阀栓塞的提升位置处于快速闭阀操作位置(步骤S6,S7)。如果断定阀栓塞没达到快速闭阀操作位置,则参照流量控制模式,从流量控制模式读出对应于将利用计时装置36进行的下一时间测量时序的阀栓塞的提升位置(步骤S8)。确定步骤S8中读出的阀栓塞提升位置与根据由冲计数器28得到的计数值得到的阀栓塞提升位置间的差值(步骤S9)。根据在步骤S9确定的差值,将电流值值控制信号馈送到电流放大器30(步骤S10)。
具有从已接受电流值控制信号的电流放大器30输出的电流值的电流馈送到未示出的电开/关阀14的电磁线圈上,以在闭阀方向驱动阀栓塞。如果断定到达预定下一时间测量时序,则在步骤S11后从步骤S6再重复执行程序。
这种重复执行以重复的方式在闭阀方向上连续进行,直到在步骤S7断定阀栓塞到达快速闭阀操作位置为止。
如果在步骤S7阀栓塞到达快速闭阀操作位置,则阀栓塞根据快速闭阀操作信号在闭阀方向上快速位移(步骤S12)。较好是在闭阀方向上快速位移阀栓塞的操作利用负载模式进行,以可靠地获得阀栓塞实现的密封性能。该操作在液体的流量被充分调节后进行。因此,可以忽略对液体失禁液滴的影响。
预定时间过去后,检测阀栓塞是否根据阀栓塞的提升位置可靠地关闭。在阀栓塞位于阀座部分时,操作控制模式结束(步骤S13,S14)。
下面将介绍采用将根据操作控制模式进行闭阀控制的电开/关阀14情况下的涂敷液的失禁液滴。
在开始闭阀操作之前,给出如图11所示的状态,其中稳定的涂敷液流施加到半导体晶片24上。由于开始闭阀操作,涂敷液应在正滴到半导体晶片24上前保留于喷嘴18中。此时,在根据预定流量控制模式,阀位置的提升位置在闭阀方向从阀栓塞的全开位置到快速闭阀操作位置连续移动时,从喷嘴18排出的液体的流量逐渐关小,从喷嘴18的前端排出的液体的流线渐细,给出如图12所示的收紧态。即,由于根据操作控制模式阀栓塞到达快速闭阀操作位置,从喷嘴18排出的液体的流线处于收紧态。
在从喷嘴18的前端收紧液体的状态下,阀栓塞在闭阀方向受快速驱动,从而关闭阀栓塞。因此,将处于收紧态的从喷嘴18的前端排出的液体与半导体晶片24分离(见图13)。另外,液体在喷嘴18的前端保持近似半球形(见图14)。近似半球形液体因将回抽阀16驱动到处于ON态,而被抽到喷嘴18中。该程序中,抽取液体,从而使保留在喷嘴18前端的半球形液体的体积与静态表面张力达到平衡。因此,不产生动态影响,可以将体积分散抑制到很小。结果,可以提高回抽阀16的抽取精度。
如上所述,根据操作控制模式即流量特性,将液体的收紧态设定为快速闭阀操作位置。阀栓塞的位移速度控制为在阀栓塞的闭阀操作开始到快速闭阀操作位置期间内不产生压力脉动的速度。阀栓塞因到达快速闭阀操作位置而快速关闭。根据如上所述的设定,在不采用不定的动态调节的情况下,也可以稳定可靠地消除涂敷液的失禁液滴。
换言之,抽取涂敷液,同时与静态表面张力平衡。因此,该过程不受例如动态调节等任何不定因素的影响。因此可以稳定可靠地防止失禁液滴。
根据本发明的该实施例,通过设定操作控制模式,并进行常规调节操作,可以在不增加回抽阀16的成本的情况下,避免失禁液滴的产生。
很显然,驱动电开/关阀14的阀栓塞(未示出)的驱动部分可以采用电致动器,从而在例如线性音频线圈型致动器、线性DC电机、线性脉冲电机、旋转DC电机、或旋转步进电机的轴上提供球螺钉轴,通过例如采用变换部件,球螺钉轴的运动转换成直线运动。
下面,图15展示了本发明另一实施例的防止失禁液滴系统70。用相同的标号表示与上述实施例相同的那些构件,并将省略对它们的介绍。
另一实施例防止失禁液滴系统70与上述实施例的不同在于,前者包括电泵74和开/关阀76,电泵用于通过控制以后将介绍的活塞72的位移速度,控制从涂敷液供应源12抽取的液体的排出量,开/关阀76用于切断从电泵74排出的液体流。电开/关阀14可用作开/关阀76。
如图16和17所示,电泵74包括流量控制单元82和驱动单元84,流量控制单元82形成有抽取口78和喷口80,用于通过控制活塞72的位移速度,控制从喷口80排出的液体的流量,驱动单元84与流量控制单元82形成为一体,用于驱动活塞72。
驱动单元84包括一个外壳86。长杆89设置于外壳86的室88中,可在箭头X1所示方向和箭头X2所示方向移动。将固定铁芯90在室88的上中部固定于外壳86上。
固定极磁体94设置于室88内。固定极磁体94与固定铁芯90隔开预定距离,并被支撑部件92固定到外壳86的内壁表面上。以此设置,磁场基本在固定极磁体94与固定铁芯90之间水平方向形成。电磁线圈96在其周围绕许多次的轴板(bobbin)98插在固定铁芯90和固定极磁体94之间。轴板98与长杆以一体的方式设置成在未示出的连接销的作用下可位移。固定铁芯90和轴板98间形成有预定间隙。标号100表示使电流从控制单元26流过电磁线圈96以驱动长杆89的引线。
导向件102通过支撑部件92设置于外壳86的内壁表面上。导向件102与长杆89的凹口104啮合,由此线性地引导长杆89。另外,导向件102用作调节长杆89的位移量的制动器。
编码器108通过支撑部件106固定在外壳86的内壁表面上,与导向件102相对一侧。编码器108包括固定于外壳86侧面上未示出的光传感器和固定在长杆89侧面上未示出的玻璃尺,玻璃尺具有以恒定间隔形成于玻璃基片上的尺度值。以此设置,在玻璃尺的辅助下,由未示出的光传感器探测与长杆89一起位移的活塞72的位移量。从光传感器输出的脉冲形探测信号以反馈方式通过引线馈送到控制单元26。中央处理单元32根据由编码器108探测到的活塞72的位移量,计算每单位时间活塞72的位移速度。
流量控制单元82通过连接件110和板112与外壳86形成一体。流量控制单元82包括配有抽吸口78和喷口80的壳体114、设置于壳体114的室116内的活塞72及波纹管(bellow)118,活塞72与长杆89一体在垂直方向(由箭头X1或箭头X2表示的)位移,波纹管118用其固定到活塞72上的第一端和固定到板112上的第二端覆盖活塞72。波纹管118由例如橡胶材料或树脂材料等柔性材料制成。包围活塞72的密封件120安装在板112和活塞72间的滑动部分。
第一单向阀122设置于涂敷液供应源12和抽吸口78之间,防止从涂敷液供应源12抽吸的涂敷液逆流。第二单向阀124设置于喷口80和开/关阀70之间,防止从喷口80排出的涂敷液逆流。
如上所述,基本上构成了根据本发明另一实施例的防止失禁液滴系统70。接着介绍其操作、功能和效果。
首先,介绍电泵74的操作。
在借助控制单元26使电流流过电磁线圈96时,电磁线圈96中产生电磁力。由于电磁力与由固定极磁体94和固定铁芯90形成的磁场间的相互作用,按弗来明左手规则产生了使具有电磁线圈96绕于其上的轴板98向上移动的力。轴板98、长杆89和活塞72一起向上(箭头X1所指方向)运动。通过合适地控制允许流过电磁线圈96的电流的大小,可以调节电磁力,使之具有要求的幅度和要求的持续时间周期。通过反转允许流过电磁线圈96的电流的极性,电磁力的方向可以改变为箭头X1的方向或箭头X2的方向。
活塞72如上所述向上运动,吸附盖住活塞72的波纹管118。因此,通过抽吸口78抽取涂敷液,并将所抽涂敷液充入室116。
另一方面,通过改变允许流过电磁线圈96的电流的正负极性,可以降低(箭头X2所示方向)活塞72。充入室116的涂敷液通过喷口80供应到开/关阀76。预定量的涂敷液从涂敷液滴涂装置20的喷嘴18滴向半导体晶片24。
下面,介绍根据该另一实施例,停止供应涂敷液时,防止来自喷嘴18的失禁液滴的方法。
在基于采用电开/关阀14的上述实施例的情况下,根据操作控制模式,控制阀栓塞的提升量,直到到达快速闭阀操作位置。另一方面,基于采用电泵74的另一实施例与上述实施例不同,根据操作控制模式控制电泵74的活塞72的位移速度,从而使从喷嘴18排出的液体的流线处于收紧态。在从喷嘴18排出的液体的流线处于收紧态后,通过快速移动开/关阀76的未示出阀栓塞到闭阀态,可以防止来自喷嘴18的失禁液滴。
下面将根据图18-20的流程图进一步详细介绍防止失禁液滴的方法。假定根据来自控制单元26的指令信号,电泵74已完成涂敷液的抽吸,预定量的涂敷液充入室116。
在在指示电泵74进行涂敷液的排出操作时,开始执行控制程序。控制单元26读出皆是对涂敷液为液体设定的粘度指令信号和表面张力信号。结果,对应于将采用的液体设定液体特性(步骤S21)。
执行步骤S21后,将开/关阀76控制到全开状态。
步骤S21后将开/关阀76控制到全开状态后,根据基于涂敷液读出的粘度指令信号和表面张力指令信号,从ROM读出相应的操作控制模式。并将操作控制模式传到未示出的RAM,并存储于其中(步骤S22)。
操作控制模式包括流量控制模式,该流量控制模式用于根据相对于从排出操作指令时间t0开始的驰豫时间活塞72的位移量,控制液体的流量。按与上述实施例相同的方式进行设定流量控制模式的操作,这里略去对此的具体介绍。
步骤S22后,程序等待排出停止操作指令到达电泵74(步骤S23)。如果给了排出停止指令,则利用计时装置36开始时间测量(S24)。根据上述的流量控制模式,在不产生压力脉动的活塞位移速度基础上,控制活塞72的位移速度,使从喷嘴排出的液体的流线处于收紧态(步骤S25)。
即,如图8所示,从排出停止操作指令时间t0到时间t1控制活塞72的位移量,以便根据预定加速度“a”,流量按向右向下倾斜的曲线变化(步骤S25a)。根据由脉冲计数器28提供的计数值读取活塞72的位移量(步骤S25b),以检测流量是否根据活塞72的位移速度为Q1(步骤S25c)。如果流量没达到Q1,则程序返回到步骤S25a。
在单位时间内流过电泵74的液体的流量是与活塞72的位移量相对应的Q1之后,在时间t1到时间t2内控制活塞72的位移速度,以便根据预定位移速度“v”,流量按向下向右倾斜的直线变化(步骤S25d)。检测流量是否根据活塞72的读出位移速度为Q2(步骤S25e,S25f)。
另外,控制时间t2到时间t3内活塞72的位移速度,以便流量根据预定的加速度“-a”,按向右向上倾斜的曲线变化(步骤S25g)。检测流量是否根据从由脉冲计数28得到的计数值读出的活塞72的位移位置为Q3(步骤S25h,S25i)。
流量为Q3后,活塞72的位移停止,允许预定时间的驰豫(步骤S25j)。任意设定该预定时间(关于图8所示从t3到时间t4的时间周期),以便校正例如由于管线的膨胀或收缩造成的弹性或液体中所含气体产生的响应误差。预定时间越长,则响应误差的容差越大。
然后,检测从喷嘴18排出的液体的流线是否根据从由脉冲计数器28得到的计数值读出的活塞72的位移速度处于收紧态(步骤S26,S27)。如果活塞72的位移位置没有达到预定位置,则参照流量控制模式,从流量控制模式读出对应于将利用计时装置36进行的下一时间测量时序的活塞72的位移位置(步骤S28)。确定步骤S28中读出的活塞72位移位置与根据由冲计数器28得到的计数值得到的活塞72的位移位置间的差值(步骤S29)。根据在步骤S29确定的差值,将电流值控制信号馈送到电流放大器30(步骤S30)。
具有从已接受电流值控制信号的电流放大器30输出的电流值的电流馈送到电泵74的电磁线圈96,以控制活塞72的位移速度。如果断定到达预定下一测量时序,则步骤S31后从步骤S26再重复执行程序。
这种重复执行以重复的方式连续进行,用于对活塞72位移速度的控制(降低活塞72的位移速度),直到在步骤S27断定活塞72的位移位置到达液体的流线处于收紧态为止。
如果活塞72停止位移,预定时间的驰豫达到时间t4(见图8),则开/关阀76的未示出阀栓塞根据控制单元26输出的快速闭阀操作信号,在闭阀方向上快速位移(步骤S32)。较好是在闭阀方向上快速位移未示出的阀栓塞的操作利用负载模式进行,以可靠地获得阀栓塞实现的密封性能。该操作在液体的流量被充分调节后进行。因此,可以忽略对液体失禁液滴的影响。
预定时间过去后,检测开/关阀76的未示出阀栓塞是否达到关闭位置。在阀栓塞位于阀座部分时,操作控制模式结束(步骤S33,S34)。
其它功能和效果与上述实施例所得到的相同,不再详细介绍。

Claims (17)

1.一种防止失禁液滴方法,用于防止在切断从液体供应源(12)提供的所述液体流时,来自喷嘴(18)的液体发生的失禁液滴,所述方法包括以下步骤:
确定包括所述液体流过液体通道的速度和加速度的操作控制模式;
根据所述操作控制模式,控制流过液体通道的所述液体的流量,直到从所述喷嘴(18)排出的所述液体的流线处于预定的收紧态;
保持所述预定的收紧态一预定的时间;以及
关闭所述液体通道,以便使在从所述喷嘴(18)排出的所述液体的所述流线处于所述收紧态时,所述流动液体的所述流量为零。
2.根据权利要求1的防止失禁液滴方法,其中:
所述确定的步骤中包括,根据用来关闭所述液体通道的阀栓塞的提升量确定所述的操作控制模式;且
所述方法还包括下列步骤:
根据电致动器的驱动作用,在从闭阀操作指令时间,直到开/关阀(14)到达使从所述喷嘴(18)排出的所述液体的流线处于收紧态的预定快速闭阀操作位置的时间周期内,根据所述操作控制模式控制阀栓塞的提升量;以及
在到达所述快速闭阀操作位置且所述从喷嘴排出的所述流线已在所述收紧态保持的所述预定时间后,控制所述开/关阀(14)的阀栓塞移到关闭位置,关闭所述液体通道。
3.根据权利要求2的防止失禁液滴方法,其中:根据存储于存储器中对应于所述液体的特性的多个操作控制模式,在从所述闭阀操作指令时间,直到所述开/关阀(14)到达使从所述喷嘴(18)排出的所述液体的所述流线处于所述收紧态的所述快速闭阀操作位置的时间周期内,控制所述阀栓塞的所述提升量。
4.根据权利要求2的防止失禁液滴方法,其中:通过根据操作控制模式,控制对驱动所述开/关阀(14)的所述阀栓塞的所述电致动器施加的电功率量,在闭阀方向上,控制所述阀栓塞的提升位置。
5.根据权利要求2的防止失禁液滴方法,其中:设定从所述闭阀操作指令时间,直到所述开/关阀(14)到达使从所述喷嘴(18)排出的所述液体的所述流线处于所述收紧态的所述预定快速闭阀操作位置期间内的所述阀栓的位移速度,以在所述液体终断前给出一个流量,且不引起任何压力脉动。
6.根据权利要求2的防止失禁液滴方法,其中根据位移速度和由所述开/关阀(14)的阀栓塞的所述提升量计算得到的加速度,设定从所述闭阀操作指令时间,直到所述开/关阀(14)达到使从所述喷嘴(18)排出的所述液体的所述流线处于所述收紧态的所述预定快速闭阀操作位置期间内的流量特性。
7.一种防止失禁液滴方法,用于防止在切断从液体供应源(12)提供的所述液体流时,来自喷嘴(18)的液体发生的失禁液滴,所述方法包括以下步骤:
根据泵(74)的活塞的随时间的位移量,确定包括所述液体流过液体通道的速度和加速度的操作控制模式;
根据所述泵(74)的驱动作用,在从泵(74)的排出停止操作指令时间,直到从所述喷嘴(18)排出的所述液体的流线处于预定的收紧态的时间周期内,根据所述操作控制模式控制活塞(72)的位移量;
保持所述预定的收紧态一预定的时间;以及
在所述喷嘴(18)排出的所述液体的流线在预定的收紧态保持所述预定的时间后,控制开/关阀(76)的阀栓塞移到关闭位置,关闭所述液体通道。
8.根据权利要求7的防止失禁液滴方法,其中根据存储于存储器(34)中对应于所述液体特性的多个操作控制模式,在从泵(74)的排出停止操作指令时间,直到从所述喷嘴(18)排出的所述液体的流线处于收紧态的时间周期内,控制所述活塞(72)的位移量。
9.根据权利要求7的防止失禁液滴方法,其中通过根据操作控制模式,控制施加于所述泵(74)上的电功率量,来控制所述活塞(72)的位移速度。
10.根据权利要求7的防止失禁液滴方法,其中设定在从泵(74)的排出停止操作指令时间,直到从所述喷嘴(18)排出的所述液体的流线处于收紧态的期间内的所述活塞(72)的位移速度,以在所述液体即刻要切断前给出一个流量,且不引起任何压力脉动。
11.根据权利要求7的防止失禁液滴方法,其中根据位移速度和从所述活塞(72)的所述位移量计算得到的加速度,设定从所述泵(74)的排出停止操作指令时间,直到从所述喷嘴(18)排出的所述液体的流线处于收紧态时的流量特性。
12.一种防止失禁液滴系统,包括:
以恒定速度供应液体的液体供应源(12);
开/关阀(14),用于根据电致动器的驱动作用使阀栓塞移动,以开关流道,从而控制流过所述流道的所述液体的流量;
存储器(34),其中存储有多个对应于液体特性的、各包括所述液体流过液体通道的速度和加速度的操作控制模式,用于在从所述闭阀操作指令时间,到所述开/关阀(14)达到使从所述喷嘴(18)排出的所述液体的所述流线处于预定的收紧态的所述预定快速闭阀操作位置的时间周期内,根据所述操作控制模式控制所述阀栓塞的提升量,保持所述预定的收紧态一预定的时间,并在达到所述快速闭阀操作位置且所述从喷嘴排出所述流线已在所述预定的收紧态保持所述预定的时间后,控制所述开/关阀(14)的阀栓塞移到关闭位置,关闭所述液体通道;以及
控制机构(26),用于根据从所述存储器(34)读出的所述操作控制模式,控制加到所述电致动器上的电功率量,以便在闭阀方向上控制所述阀栓塞的提升位置。
13.根据权利要求12的防止失禁液滴系统,其中:所述控制机构(26)包括提升探测部分(22,28)、差值计算部分(38)和电流量控制部分(40),所述提升探测部分(22,28)用于探测所述阀栓塞的所述提升位置,所述差值计算部分(38)用于确定由所述提升探测部分(22,28)探测到的所述阀栓塞的所述提升位置与基于所述操作控制模式的所述阀栓塞的提升位置间的差值,所述电流量控制部分(40)用于将基于由所述差值计算部分(38)确定的所述差值的电流量馈送到驱动所述开/关阀(14)的所述电致动器。
14.根据权利要求13的防止失禁液滴系统,其中所述提升探测部分包括探测所述开/关阀(14)的所述阀栓塞的位移量的编码器(22),和对所述编码器的输出进行计数操作的计数器(28)。
15.一种防止失禁液滴系统,包括:
供应液体的液体供应源(12);
泵(74),用于通过根据加电功率的作用控制活塞(72)的位移量,从而控制从所述液体供应源抽取的所述液体的排出量;
通过使阀栓塞移动来开/关所述流道的开/关阀(76);
存储有多个对应于液体特性的、各包括所述液体流过液体通道的速度和加速度的操作控制模式的存储器(34),用于在从泵(74)的排出停止操作指令时间,直到从所述喷嘴(18)排出的所述液体的流线处于预定的收紧态的时间周期内,控制活塞(72)的位移量,保持所述预定的收紧态一预定的时间并在所述喷嘴(18)排出的所述液体的流线在所述预定的收紧态保持所述预定的时间后,控制开/关阀(76)的阀栓塞移动到关闭位置,关闭所述液体通道;以及
控制机构(26),用于根据从所述存储器(34)读出的所述操作控制模式,控制加到所述泵(74)的电功率量,从而控制所述活塞(72)的所述位移量。
16.根据权利要求15的防止失禁液滴系统,其中所述控制机构(26)包括探测部分(22,28)、差值计算部分(38)和电流量控制部分(40),所述探测部分(22,28)用于探测所述活塞(72)的位移位置,所述差值计算部分(38)用于确定由所述探测部分(22,28)探测到的所述活塞(72)位移位置与基于所述操作控制模式的所述活塞(72)的位移位置间的差值,所述电流量控制部分(40)用于将基于由所述差值计算部分(38)确定的所述差值的电流量馈送到所述泵(74)。
17.根据权利要求15的防止失禁液滴系统,其中所述探测部分包括探测所述活塞(72)的所述位移量的编码器(22),和对所述编码器的输出进行计数操作的计数器(28)。
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