JP2005147095A - 薬液供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の薬液を供給可能とする薬液供給装置において当該装置の小型化を図ること。
【解決手段】薬液ディスペンスポンプ１０は、非圧縮性媒体としての作動液にてチューブフラムが撓み変形されることによりポンプ室の容積を変化させ薬液を吸入又は吐出するポンプ本体部１１と、作動液をポンプ本体部１１に供給するポンプ駆動部１２とを備える。ポンプ本体部１１では、各々に吸入ポート、吐出ポート及びポンプ室を有する複数のポンプ機能部１３が設けられ、これら複数のポンプ機能部１３に対して共通のポンプ駆動部１２から作動液が供給される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、薬液供給装置に関するものであり、具体的にはフォトレジスト液等の薬液の塗布工程など、半導体製造装置の薬液使用工程にて用いられる薬液供給装置に関する。

従来より、半導体製造装置の薬液使用工程においてフォトレジスト液等の薬液を半導体ウエハに所定量ずつ塗布するために薬液供給装置が用いられている。例えば、特許文献１に開示された薬液供給装置では、薬液を吸入又は吐出するための可撓性チューブを軸方向に弾性変形自在なベローズで囲むと共に、可撓性チューブとベローズとの間に非圧縮性媒体を封入し、駆動手段としてのポンプ駆動部によりベローズを膨張又は収縮させるようにしている。そして、ベローズの膨張又は収縮に伴い非圧縮性媒体により可撓性チューブを変形させ、薬液の吸入又は吐出を行わせるようにしていた。

しかしながら、前記特許文献１の薬液供給装置等においては以下の問題があった。すなわち、半導体製造装置においては多種多様な薬液が使用される等の実状から複数の薬液供給装置が設置されることがあるが、従来の薬液供給装置では、可撓性チューブやベローズ等よりなるポンプ部と、モータ等を駆動源とするポンプ駆動部とを対としてこれらを一体的に設けている。よって、複数の薬液供給装置を設置する場合には比較的大きな設置スペースを要し、半導体製造装置としての大型化が不可避となるという問題が生じる。

一方、薬液供給装置では、薬液の吸入・吐出を精度良く実施すべくダイアフラム弁体よりなる開閉弁を当該装置の吸入側及び吐出側にそれぞれ設けている。因みに、チェック弁機能を持つ開閉弁としては薬液通路内に球体弁を設置し、その球体弁を液圧によりシールする構成もあるが、これではシール性が不安定であることからダイアフラム弁体よりなる開閉弁が使用されている。

しかしながら、吸入側及び吐出側の開閉弁としてダイアフラム弁体を用いる構成にあっては以下の問題が生じる。すなわち、ダイアフラム式開閉弁では、ダイアフラム弁体を弁座に当接又は離間させることで薬液通路の開閉が行われるが、ダイアフラム弁体が開動作又は閉動作する際にはダイアフラム弁体の変形により薬液を吸い込む又は押し出す現象が生じる。これにより、ポンプ部の内部容積が変化してしまい、ひいては薬液吐出量に影響が及ぶおそれが生じる。こうした現象は開閉弁の個体差や経時的変化によっても生じるものであった。
特開平１０−６１５５８号公報

本発明は、複数の薬液を供給可能とする薬液供給装置において当該装置の小型化を図ることを第１の目的とし、薬液の吐出を精度良く実施することを第２の目的とするものである。

以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお以下では、理解を容易にするため、発明の実施の形態において対応する構成を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。

手段１．非圧縮性媒体にて可撓性膜（チューブフラム５２）が撓み変形されることにより薬液室（ポンプ室５６）の容積を変化させ薬液を吸入又は吐出する本体部（ポンプ本体部１１）と、前記非圧縮性媒体を前記本体部に供給する駆動部（ポンプ駆動部１２）とを備えてなる薬液供給装置において、
各々に前記薬液室を有する複数の機能部（ポンプ機能部１３）を前記本体部に設けると共に、これら複数の機能部に対して共通の駆動部から非圧縮性媒体を供給する構成としたことを特徴とする薬液供給装置。

手段１の薬液供給装置では、駆動部により、非圧縮性媒体が本体部に供給され、本体部により、非圧縮性媒体にて可撓性膜が撓み変形されて薬液室の容積が変化し薬液が吸入又は吐出される。また特に、本体部には、各々に薬液室を有する複数の機能部が設けられ、これら複数の機能部に対して共通の駆動部から非圧縮性媒体が供給される。かかる場合、各機能部は各自に薬液室を有しそれぞれで薬液が吸入・吐出されるため、１つの薬液供給装置による複数の薬液の供給が可能となる。また、複数の機能部で１つの駆動部を共用できるため、機能部毎に駆動部を持たせた場合に比べて構成の簡素化が可能となる。その結果、複数の薬液を供給可能とする薬液供給装置において当該装置の小型化を図ることができるようになる。

手段２．前記駆動部から前記本体部への非圧縮性媒体の供給を許容又は阻止するための作動制御弁（作動制御弁８０）を、前記複数の機能部に各個に設けた手段１記載の薬液供給装置。

手段２によれば、作動制御弁が複数の機能部に各個に設けられるため、駆動部から本体部への非圧縮性媒体の供給が機能部毎に許容又は阻止できる。これにより、複数の機能部のうち何れを使用するかを適宜変更することができる。つまり、その都度使用する機能部の切替が可能となる。

手段３．前記作動制御弁を前記機能部に一体化して設けた手段２記載の薬液供給装置。

手段３によれば、作動制御弁が機能部に一体化して設けられるため、薬液供給装置において複数の薬液を供給可能とする機能と使用薬液を切り替える機能とを一体的に付加することができ、機能の集約化が実現できる。

手段４．前記駆動部より延び前記非圧縮性媒体を流通させる媒体流路（作動液分配通路８６、作動液通路１０２）と、該媒体流路より各機能部毎に分岐する分岐流路（作動液導入路７４）とを設け、前記分岐流路に前記作動制御弁を配設した手段２又は３記載の薬液供給装置。

手段４によれば、駆動部から本体部に非圧縮性媒体が供給される際、非圧縮性媒体は媒体流路を介して流通し、更に分岐流路を介して各機能部に分配供給される。非圧縮性媒体は共通流路部分たる媒体流路を介して流通されるため、各々独立した流路を設けて各機能部に非圧縮性媒体を流通させる場合と比べて、媒体流路の容積を最小化できる。また、非圧縮性媒体の流通動作を安定化させることができる。

手段５．前記複数の機能部のうち所定個数の機能部に対して非圧縮性媒体が供給されるよう前記作動制御弁の作動状態を個別に制御する制御手段（コントローラ１２０）を設けた手段２乃至４の何れかに記載の薬液供給装置。

手段５によれば、複数の機能部のうち所定個数の機能部に対して非圧縮性媒体が供給されるよう前記作動制御弁の作動状態が個別に制御される。非圧縮性媒体を本体部に供給する際において毎回同じ数だけ作動制御弁が作動状態となる構成であれば、各機能部に対して非圧縮性媒体の安定供給が可能となる。例えば、複数の機能部のうち１つだけに対して非圧縮性媒体が供給されるよう作動制御弁が制御されると良い。

手段６．前記複数の機能部を列状に並べて構成した前記本体部と前記駆動部とを熱遮蔽部材（熱遮蔽板１４）を挟んで対向配置した手段１乃至５の何れかに記載の薬液供給装置。

手段６によれば、本体部と駆動部とが熱遮蔽部材を挟んで対向配置されるため、仮に駆動部がモータ等の発熱源たる構成を有していても、駆動部から本体部への熱の影響が低減できる。従って、薬液に対する熱の影響を抑制することができる。

手段７．薬液吸入通路（吸入通路３３）に吸入側開閉弁（吸入側開閉弁４３）を設け該吸入側開閉弁を介して薬液を前記薬液室に吸入すると共に、薬液吐出通路（吐出通路３４）に吐出側開閉弁（吐出側開閉弁４４）を設け該吐出側開閉弁を介して前記吸入した薬液を吐出するようにした薬液供給装置において、
吸入側及び吐出側の各開閉弁をそれぞれ、ダイアフラム弁体（ダイアフラム弁体４１，４２）を作動させることで弁座部（弁座部２５ａ，２６ａ）に当接又は離間させて閉又は開状態とすると共に、吸入側及び吐出側の各ダイアフラム弁体を一体動作可能に連結し一方の開閉弁が開くのに同期して他方の開閉弁が閉じる構成とした手段１乃至６の何れかに記載の薬液供給装置。

手段７によれば、薬液吸入通路に設けられた吸入側開閉弁を介して薬液が薬液室に吸入されると共に、薬液吐出通路に設けられた吐出側開閉弁を介して前記吸入された薬液が吐出される。吸入側及び吐出側の各開閉弁はそれぞれ、ダイアフラム弁体を作動させることで弁座に当接又は離間させて閉又は開状態となる。また、吸入側及び吐出側の各ダイアフラム弁体は一体動作可能に連結されており、一方の開閉弁が開くのに同期して他方の開閉弁が閉じる構成となっている。かかる場合、吸入側及び吐出側の各ダイアフラム弁体が同期して動作するため、その動作時においてダイアフラム弁体の移動に伴い薬液室の容積が変化する現象は生じない。従って、薬液の吐出を精度良く実施することが可能となる。

手段８．吸入側及び吐出側の各ダイアフラム弁体を互いに逆向きになるようにして共通のピストンロッド（ピストンロッド３５）に連結し、該ピストンロッドの移動により吸入側開閉弁及び吐出側開閉弁の何れか一方を開状態とする手段７記載の薬液供給装置。

手段８によれば、吸入側及び吐出側の各ダイアフラム弁体を互いに逆向きになるようにして共通のピストンロッドに連結したため、それら各ダイアフラム弁体は全く逆の動作を行う。従って、ダイアフラム弁体の変形に伴う吸い込みと押し出しの現象が全く逆に行われ、前述の通り薬液室の容積変化を抑えることができる。

手段９．薬液吸入通路（吸入通路３３）に吸入側開閉弁（吸入側開閉弁４３）を設け該吸入側開閉弁を介して薬液を薬液室（ポンプ室５６）に吸入すると共に、薬液吐出通路（吐出通路３４）に吐出側開閉弁（吐出側開閉弁４４）を設け該吐出側開閉弁を介して前記吸入した薬液を吐出するようにした薬液供給装置において、
吸入側及び吐出側の各開閉弁をそれぞれ、ダイアフラム弁体（ダイアフラム弁体４１，４２）を作動させることで弁座部（弁座部２５ａ，２６ａ）に当接又は離間させて閉又は開状態とすると共に、吸入側及び吐出側の各ダイアフラム弁体を一体動作可能に連結し一方の開閉弁が開くのに同期して他方の開閉弁が閉じる構成としたことを特徴とする薬液供給装置。

手段９の薬液供給装置では、薬液吸入通路に設けられた吸入側開閉弁を介して薬液が薬液室に吸入されると共に、薬液吐出通路に設けられた吐出側開閉弁を介して前記吸入された薬液が吐出される。吸入側及び吐出側の各開閉弁はそれぞれ、ダイアフラム弁体を作動させることで弁座に当接又は離間させて閉又は開状態となる。また、吸入側及び吐出側の各ダイアフラム弁体は一体動作可能に連結されており、一方の開閉弁が開くのに同期して他方の開閉弁が閉じる構成となっている。かかる場合、吸入側及び吐出側の各ダイアフラム弁体が同期して動作するため、その動作時においてダイアフラム弁体の移動に伴い薬液室の容積が変化する現象は生じない。従って、薬液の吐出を精度良く実施することが可能となる。

手段１０．吸入側及び吐出側の各ダイアフラム弁体を互いに逆向きになるようにして共通のピストンロッド（ピストンロッド３５）に連結し、該ピストンロッドの移動により吸入側開閉弁及び吐出側開閉弁の何れか一方を開状態とする手段９記載の薬液供給装置。

手段１０によれば、吸入側及び吐出側の各ダイアフラム弁体を互いに逆向きになるようにして共通のピストンロッドに連結したため、それら各ダイアフラム弁体は全く逆の動作を行う。従って、ダイアフラム弁体の変形に伴う吸い込みと押し出しの現象が全く逆に行われ、前述の通り薬液室の容積変化を抑えることができる。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態では、半導体装置等の製造ラインにて使用される薬液ディスペンスシステムについて具体化しており、先ずは当該システムの全体構成を図１に基づいて説明する。

図１において、薬液供給装置としての薬液ディスペンスポンプ１０は大別して、フォトレジスト液等の薬液を吸入及び吐出するためのポンプ本体部１１と、非圧縮性媒体としての作動液（例えばシリコン油）をポンプ本体部１１に供給するためのポンプ駆動部１２とにより構成されている。ポンプ本体部１１は、複数個（本実施の形態では５個）のポンプ機能部１３を一列に並べるようにして構成されており、ポンプ機能部１３毎に、後述する吸入ポート３１と吐出ポート３２とが設けられている。各ポンプ機能部１３では各々異なる薬液が吸入又は吐出され、各ポンプ機能部１３より吐出された薬液は、図示しない塗布ノズルにより半導体ウエハに対して塗布されるようになっている。ポンプ本体部１１とポンプ駆動部１２との間には、例えば多孔質性の合成樹脂材等よりなる熱遮蔽板１４が設けられている。

ここで、ポンプ本体部１１の詳細な構成を説明する。図２にはポンプ本体部１１を構成するポンプ機能部１３の構造を示している。図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、すなわちポンプ機能部１３の断面図であり、（ｂ）はポンプ機能部１３の側面図である。ポンプ機能部１３は、流路切替部２１とポンプ作動部２２と作動液導入部２３とに大別でき、以下これら各部を順に説明する。

流路切替部２１は、図の上下に分割されてなるハウジング２５，２６とそれら各ハウジング２５，２６に挟まれるようにして配設されるシリンダ２７、バネ受け部材２８とを有する。ハウジング２５，２６には吸入ポート３１と吐出ポート３２とがそれぞれ設けられている。また、吸入ポート３１に通じるようにして吸入通路３３が設けられ、吐出ポート３２に通じるようにして吐出通路３４が設けられている。

また、流路切替部２１には、吸入側及び吐出側にそれぞれ、いわゆるエアオペレイトバルブ式（空圧式）の開閉弁４３，４４が配設されており、その開閉弁周辺の構成を図３の要部拡大図を用いて説明する。シリンダ２７には円形状の摺動孔２７ａが形成されており、この摺動孔２７ａ内にピストンロッド３５が摺動可能に収容されている。ピストンロッド３５の外周部には複数箇所にシール部材が配されている。ピストンロッド３５の中央拡径部とバネ受け部材２８との間には付勢バネ３７が配設されており、その付勢力によりピストンロッド３５には常に図の下方向の力が作用している。また、シリンダ２７の摺動孔２７ａ内においてピストンロッド３５を挟んで付勢バネ３７が配設された側の逆側は圧力制御室３８となっており、この圧力制御室３８は操作ポート３９に連通している。この場合、圧力制御室３８には操作ポート３９を介して圧縮空気が導入されるようになっており、圧力制御室３８に圧縮空気が導入されると、ピストンロッド３５に図の上向きの力が作用し、当該ピストンロッド３５が前記付勢バネ３７の付勢力に抗して図の上方に移動できるようになっている。

ピストンロッド３５の下端部及び上端部には、それぞれ互いに逆向きになるようにしてダイアフラム弁体４１，４２が取り付けられている。ピストンロッド下端部のダイアフラム弁体４１は吸入通路３３を開閉するものであって、これにより吸入側開閉弁４３が構成されている。また、同上端部のダイアフラム弁体４２は吐出通路３４を開閉するものであって、これにより吐出側開閉弁４４が構成されている。

詳しくは、吸入側のダイアフラム弁体４１は、ハウジング２５とシリンダ２７とで狭持される周縁部４１ａと、中心部に設けられハウジング２５に形成された弁座部２５ａに当接又は離間する弁体部４１ｂと、その周縁部４１ａと弁体部４１ｂとの間に一体形成された薄膜部４１ｃとよりなる。また、吐出側のダイアフラム弁体４２は、前記吸入側のダイアフラム弁体４１と同様の形状をなし、ハウジング２６とバネ受け部材２８とで狭持される周縁部４２ａと、中心部に設けられハウジング２６に形成された弁座部２６ａに当接又は離間する弁体部４２ｂと、その周縁部４２ａと弁体部４２ｂとの間に一体形成された薄膜部４２ｃとよりなる。そして、各ダイアフラム弁体４１，４２の弁体部４１ｂ，４２ｂがピストンロッド３５に螺合接続されることで、ピストンロッド３５及び両ダイアフラム弁体４１，４２が一体的に連結されている。但し、ピストンロッド３５と両ダイアフラム弁体４１，４２との接続は螺合接続によるものに限られず、例えば接着、溶着、圧着（圧入）によるものなど任意の接続手法が適用できる。

上記構成の流路切替部２１の構成によれば、吸入側及び吐出側のダイアフラム弁体４１，４２はピストンロッド３５と共に一体動作する。このとき、操作ポート３９より圧縮空気が導入されていない初期状態（図示の状態）では、吸入側のダイアフラム弁体４１が弁座部２５ａに当接して吸入通路３３が閉鎖される一方、吐出側のダイアフラム弁体４２が弁座部２６ａから離間して吐出通路３４が開放される。これに対し、操作ポート３９より圧縮空気が導入されると、ピストンロッド３５の動作により吸入側のダイアフラム弁体４１が弁座部２５ａから離間して吸入通路３３が開放される一方、吐出側のダイアフラム弁体４２が弁座部２６ａに当接して吐出通路３４が閉鎖される。そして、圧縮空気を抜くことで元の初期状態に戻る。

図２の説明に戻り、ポンプ作動部２２は、円柱状の中空部を有するボディ５１を備えており、そのボディ５１内に可撓性チューブよりなるチューブフラム５２が収容されている。チューブフラム５２は例えばフッ素樹脂製の可撓性膜を略円筒状に成形したものであり、図の上端部がボディ５１と上部カバー５３とにより狭持されている。また、チューブフラム５２の図の下端部は、ボディ５１の貫通孔部５１ａを通じてボディ下方に突出し、ネジ部材５４により固定されている。この場合、ボディ５１の内壁とチューブフラム５２の外周との間が作動液室５５となっており、導入口５１ｂを介して作動液室５５内に導入される作動液によりチューブフラム５２が径方向に撓み変形し、チューブフラム５２内のポンプ室５６の容積が変化するようになっている。

ボディ５１の下方には下部カバー５８が設けられており、この下部カバー５８には、前記吸入通路３３とポンプ室５６とを接続する連通路６０が形成されている。また、上部カバー５３には、前記吐出通路３４とポンプ室５６とを連通する連通路６１が形成されている。

作動液導入部２３は、図の上下に分割されてなるハウジング７１，７２とそれら各ハウジング７１，７２に挟まれるようにして配設されるシリンダ７３とを有する。ハウジング７２には、ポンプ駆動部１２（図１参照）より給送される作動液を導入し前記作動液室５５に導くための作動液導入路７４が設けられている。

作動液導入路７４の途中にはエアオペレイトバルブ式（空圧式）の作動制御弁８０が配設されている。その作動制御弁８０の詳細を図４の要部拡大図を用いて説明すれば、シリンダ７３には円形状の摺動孔７３ａが形成されており、この摺動孔７３ａ内にピストンロッド７５が摺動可能に収容されている。ピストンロッド７５の外周部には複数箇所にシール部材が配されている。ピストンロッド７５とハウジング７１との間には付勢バネ７７が配設されており、その付勢力によりピストンロッド７５には常に図の上方向の力が作用している。また、シリンダ７３の摺動孔７３ａ内においてピストンロッド７５を挟んで付勢バネ７７が配設された側の逆側は圧力制御室７８となっており、この圧力制御室７８は操作ポート７９に連通している。この場合、圧力制御室７８には操作ポート７９を介して圧縮空気が導入されるようになっており、圧力制御室７８に圧縮空気が導入されると、ピストンロッド７５に図の下向きの力が作用し、当該ピストンロッド７５が前記付勢バネ７７の付勢力に抗して図の下方に移動できるようになっている。

ピストンロッド７５の上端部にはダイアフラム弁体８１が取り付けられている。ダイアフラム弁体８１は、ハウジング７２とシリンダ７３とで狭持される周縁部８１ａと、中心部に設けられハウジング７２に形成された弁座部７２ａに当接又は離間する弁体部８１ｂと、その周縁部８１ａと弁体部８１ｂとの間に一体形成された薄膜部８１ｃとよりなる。そして、弁体部８１ｂがピストンロッド７５に螺合接続されている。

また、ハウジング７２の上方には分配通路ブロック８５が設けられ、その分配通路ブロック８５には作動液分配通路８６が形成されている。図１に示すように、分配通路ブロック８５は各ポンプ機能部１３の配列方向に延び、同配列方向に沿って延びるようにして作動液分配通路８６が設けられている。そして、ポンプ機能部１３毎に設けられた分岐通路８７を介して、作動液分配通路８６が前記作動液導入路７４に連通している。

次に、ポンプ駆動部１２の詳細な構成を、図１のＢ−Ｂ線断面図である図５に基づいて説明する。

ケース９１内には、例えばステッピングモータよりなるモータ９２が収容されると共に、このモータ９２の出力軸９３に平行になるようにしてボールネジ軸９４が収容されている。モータ９２の出力軸９３に取り付けられたプーリ９５と、ボールネジ軸９４に取り付けられたプーリ９６とはベルト９７により連結されている。従って、モータ９２が回転すると、それに伴いボールネジ軸９４が回転する。ボールネジ軸９４にはボールナット９８がネジ結合されており、このボールナット９８はボールネジ軸９４の回転に伴いガイドレール９９に沿って図の左右方向に摺動可能となっている。

ケース９１の図の左端部には作動液通路ブロック１０１が設けられており、この作動液通路ブロック１０１に作動液通路１０２が形成されている。作動液通路１０２は前記作動液分配通路８６に連通している。また、作動液通路ブロック１０１にはベローズ１０３の基端部が固定されている。ベローズ１０３は、有底筒状をなして胴部が伸縮自在となっており、ベローズ１０３内が加圧室１０４となっている。なお図５では、ベローズ１０３の上半分が縮み状態を示し、上半分が伸び状態を示している。加圧室１０４内は作動液で満たされており、ベローズ１０３の伸縮に伴い加圧室１０４内の作動液が作動液通路１０２を通じてポンプ駆動部１２から出入りするようになっている。ベローズ１０３の先端部（図の右端部）には、前記ボールナット９８に一体化されたステー１０５が取り付けられている。

従って、モータ９２の駆動によりボールネジ軸９４が回転してボールナット９８が図の左右何れかの方向に移動すると、それに伴いベローズ１０３が伸縮する。このとき、ボールナット９８が図の左方向に移動することでベローズ１０３が縮み、加圧室１０４から作動液が流出する。また、ボールナット９８が図の右方向に移動することでベローズ１０３が伸び、加圧室１０４に作動液が流入する。

図１のシステム構成においては、複数のポンプ機能部１３毎に設けられた操作ポート７９に圧縮空気通路（空気配管）１１１がそれぞれ接続されており、その圧縮空気通路１１１にはポンプ機能部１３毎に例えば２位置切替弁よりなる電磁制御弁１１２が設けられている。また、圧縮空気通路１１１の集合部にはエアポンプ１１３が接続されている。電磁制御弁１１２は、マイクロコンピュータ等を有してなるコントローラ１２０により制御され、特に各電磁制御弁１１２が個別に制御されることで各ポンプ機能部１３への圧縮空気の導入が個別に制御できるようになっている。つまり、各ポンプ機能部１３は電磁制御弁１１２のオン／オフにより適宜切り替えられて使用されることとなる。この場合、電磁制御弁１１２がオンされて圧縮空気が導入されると、該当するポンプ機能部１３では、圧力制御室７８への圧縮空気の導入に伴い作動制御弁８０が開放される。すなわち、ダイアフラム弁体８１が開位置に移動する。これにより、ポンプ本体部１１の作動液室５５とポンプ駆動部１２の加圧室１０４とが作動液通路（作動液導入路７４、作動液分配通路８６、分岐通路８７、作動液通路１０２）を介して連通され、ベローズ１０３の伸縮状態に連動してチューブフラム５２が撓み変形する。

なお、コントローラ１２０は、各ポンプ機能部１３の作動制御弁８０を個別に制御するための作動制御弁制御手段、或いは各ポンプ機能部１３を切り替えるための切替制御手段を構成する。ポンプ駆動部１２に設けられたモータ９２もコントローラ１２０により制御されるようになっている。

次に、薬液ディスペンスシステムの動作シーケンスを図６のタイムチャートに基づいて説明する。なお図６では、各ポンプ機能部１３に設けた作動制御弁８０のうち、何れか１つの作動制御弁８０が開放される様子を示すと共に、その時駆動対象となるポンプ機能部１３について吸入側開閉弁４３及び吐出側開閉弁４４の動作を示している。

図６において、先ずｔ１のタイミングでは、その時駆動対象となるポンプ機能部１３に対応する電磁制御弁１１２にコントローラ１２０からオン信号が出力され、当該ポンプ機能部１３に対して圧縮空気が圧送される。これにより、当該ポンプ機能部１３において作動制御弁８０が開放される。なお、ｔ１の時点では、吸入側開閉弁４３＝閉、吐出側開閉弁４４＝開の状態で保持されている。モータ９２は、最大値（ｍａｘ）近傍の所定のモータパルス数で制御されており、ポンプ駆動部１２のベローズ１０３は最大縮み状態よりも幾分伸びた状態となっている。よって、その時駆動対象となるポンプ機能部１３の作動液室５５には作動液が導入され、それに伴いチューブフラム５２が幾分内側に撓み変形した状態となっている。

ｔ２のタイミングでは、吸入側開閉弁４３が開放されると共にそれと同時に吐出側開閉弁４４が閉鎖される。ｔ２以降、モータパルス数が徐々に減じられることで、ベローズ１０３が徐々に伸びていき、加圧室１０４内に作動液が流入する。これにより、作動液室５５内の作動液が流出し、それに伴うポンプ室５６の容積変化（拡張変化）により吸入通路３３を介して当該ポンプ室５６に薬液が吸入される。

その後、ｔ３のタイミングでは、吸入側開閉弁４３が閉鎖されると共にそれと同時に吐出側開閉弁４４が開放される。ｔ３以降、モータパルス数が徐々に増やされることで、ベローズ１０３が再び縮んでいき、加圧室１０４から作動液が流出する。これにより、作動液室５５内に作動液が流入し、それに伴うポンプ室５６の容積変化（縮小変化）により吐出通路３４を介して当該ポンプ室５６内の薬液が吐出される。そして、その吐出された薬液により、図示しない塗布ノズルでは薬液の塗布作業が行われる。その後、ｔ４のタイミングで、吸入側開閉弁４３が開放されると共にそれと同時に吐出側開閉弁４４が閉鎖されると、薬液の吐出が停止される。

ｔ２，ｔ３等のタイミングでは、吸入側及び吐出側の各ダイアフラム弁体４１，４２が同期して動作し、それぞれ全く逆の動作を行う。従って、ダイアフラム弁体４１，４２の変形に伴う吸い込みと押し出しの現象が全く逆に行われ、ポンプ室５６の容積変化が抑えられる。

その後、ｔ５〜ｔ６では、サックバック動作が行われ、それによりノズル先端部からの液垂れが防止される。すなわち、吸入側開閉弁４３＝閉、吐出側開閉弁４４＝開の状態下でモータパルス数がゆっくりと減じられる。これにより、ポンプ室５６の容積は僅かに減少する。従って、塗布ノズルの先端部において薬液が僅かに後退し、ノズル先端部からの液垂れが防止される。ｔ６以降、初期加圧状態に戻される。但し、上記サックバック動作の実施は任意で良く、当該サックバック動作を実施しない構成であっても良い。

以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

薬液ディスペンスポンプ１０においてポンプ本体部１１に複数のポンプ機能部１３を設けると共に、これら複数のポンプ機能部１３に対して共通のポンプ駆動部１２から作動液（非圧縮性媒体）を供給する構成としたため、１つの薬液ディスペンスポンプ１０による複数の薬液の供給が可能となる。具体的には種類の異なる薬液、又は成分、濃度、粘度等の異なる薬液が同一の薬液ディスペンスポンプ１０にて供給できる。また、複数のポンプ機能部１３で１つのポンプ駆動部１２を共用できるため、ポンプ機能部１３毎にポンプ駆動部１２を持たせた場合に比べて構成の簡素化が可能となる。その結果、複数の薬液を供給可能とする薬液ディスペンスポンプ１０において小型化を図ることができるようになる。特に、ポンプ駆動部１２はモータ９２やボールネジ軸９４等の機械的構成を有するため比較的大きい構成となるが、これを共用することで小型化の効果が顕著となる。また、ポンプ駆動部１２の共用により低コスト化も実現できる。

各ポンプ機能部１３毎に作動制御弁８０を設けたため、その作動制御弁８０の開閉により、その都度使用するポンプ機能部１３の切替が可能となる。この場合、１つのポンプ機能部１３に対して作動液が供給されるようコントローラ１２０により作動制御弁８０の作動状態が個別に制御されることによって、各ポンプ機能部１３に対して作動液の安定供給が可能となる。

各ポンプ機能部１３に跨るようにして分配通路ブロック８５を設け、この分配通路ブロック８５に、共通流路部分である作動液分配通路８６と分岐流路部分である分岐通路８７とを設けた。また、ポンプ機能部１３毎の分岐通路８７に連通する作動液導入路７４に作動制御弁８０を設けた。本構成によれば、作動液流路の容積を最小化できる。また、作動液の流通動作を安定化させることができる。

ポンプ本体部１１とポンプ駆動部１２とが熱遮蔽板１４を挟んで対向配置されるため、ポンプ駆動部１２が発熱源たるモータ９２を有する構成であっても薬液に対する熱の影響が低減できる。

吸入側及び吐出側の各開閉弁４３，４４を構成するダイアフラム弁体４１，４２を一体動作可能に連結し、一方の開閉弁が開くのに同期して他方の開閉弁が閉じる構成とした。これにより、各ダイアフラム弁体４１，４２が同期して動作し、弁体移動に伴うポンプ室５６の容積変化は生じない。従って、薬液の吐出を精度良く実施することが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。

上記実施の形態では、薬液ディスペンスポンプ１０の作動液導入部２３において、空圧駆動式の作動制御弁８０を用いたが、各ポンプ機能部１３の作動液室５５への作動液の供給を許容又は阻止できる構成であれば、構成の変更が可能である。例えば、油圧駆動式の作動制御弁を用いる、モータ駆動式の作動制御弁を用いる、リニアソレノイド駆動式の作動制御弁を用いる、等々の構成が適用できる。

可撓性膜を構成するチューブフラムは、前述したように径方向に撓み変形する構成である他に、ベローズ状に成形されて軸方向に撓み変形する構成であっても良い。要は、撓み変形によりポンプ室５６の容積を変化させることができるものであれば良い。

ポンプ本体部１１を構成する複数のポンプ機能部１３は各々個別にハウジング２５，２６等を有する構成であったが、共通のハウジングに複数のポンプ機能部を連設する構成であっても良い。

上記実施の形態では、ポンプ本体部１１とポンプ駆動部１２とを熱遮蔽板１４を挟んで対向配置する構成としたが、この構成を変更し、ポンプ本体部１１とポンプ駆動部１２とを分離配置する構成としても良い。この場合、ポンプ本体部１１とポンプ駆動部１２とが空間を隔てて配置されることで、ポンプ駆動部１２による熱の影響が一層低減できる。

上記実施の形態では、ポンプ駆動部１２をモータ駆動構造とし、モータ駆動に伴うボールナット９８の移動によりベローズ１０３を伸縮させて加圧室１０４から作動液を出入りさせる構成としたが、その構成も変更できる。例えば、ベローズ１０３とモータとを直結する構成、ポンプ駆動部１２を油圧又は空圧による圧力駆動構造とする構成、等々が適用できる。

上記実施の形態では、ポンプ使用時には１つのポンプ機能部１３について作動液を供給して作動状態としたが、同時に複数（例えば２つ）のポンプ駆動部１３を作動状態とすることも可能である。毎回同じ個数のポンプ機能部１３が作動状態となる構成であれば、複数のポンプ機能部１３について同時作動が可能である。

薬液の吐出精度を向上させるには、既述したように吸入側及び吐出側の各開閉弁４３，４４におけるダイアフラム弁体４１，４２を一体動作可能に連結するのが望ましいが、これら各ダイアフラム弁体４１，４２を個別動作させる構成とすることも可能である。かかる構成であっても、薬液ディスペンスポンプ１０としては、複数の薬液を供給可能とした上で当該ポンプの小型化が実現できることに変わりない。

薬液ディスペンスシステムの概要を示す構成図である。 （ａ）はポンプ機能部の断面図であり、（ｂ）はポンプ機能部の側面図である。 流路切替部の要部を拡大して示す断面図である。 作動液導入部を拡大して示す断面図である。 ポンプ駆動部の構成を示す断面図である。 動作シーケンスを示すタイムチャートである。

符号の説明

１０…薬液ディスペンスポンプ、１１…ポンプ本体部、１２…ポンプ駆動部、１３…ポンプ機能部、１４…熱遮蔽板、２５ａ，２６ａ…弁座部、３３…吸入通路、３４…吐出通路、３５…ピストンロッド、４１，４２…ダイアフラム弁体、４３…吸入側開閉弁、４４…吐出側開閉弁、５２…チューブフラム、５６…ポンプ室、７４…作動液導入路、８０…作動制御弁、８６…作動液分配通路、１０２…作動液通路、１２０…コントローラ。

Claims (10)

1. 非圧縮性媒体にて可撓性膜が撓み変形されることにより薬液室の容積を変化させ薬液を吸入又は吐出する本体部と、前記非圧縮性媒体を前記本体部に供給する駆動部とを備えてなる薬液供給装置において、
   各々に前記薬液室を有する複数の機能部を前記本体部に設けると共に、これら複数の機能部に対して共通の駆動部から非圧縮性媒体を供給する構成としたことを特徴とする薬液供給装置。
2. 前記駆動部から前記本体部への非圧縮性媒体の供給を許容又は阻止するための作動制御弁を、前記複数の機能部に各個に設けた請求項１記載の薬液供給装置。
3. 前記作動制御弁を前記機能部に一体化して設けた請求項２記載の薬液供給装置。
4. 前記駆動部より延び前記非圧縮性媒体を流通させる媒体流路と、該媒体流路より各機能部毎に分岐する分岐流路とを設け、前記分岐流路に前記作動制御弁を配設した請求項２又は３記載の薬液供給装置。
5. 前記複数の機能部のうち所定個数の機能部に対して非圧縮性媒体が供給されるよう前記作動制御弁の作動状態を個別に制御する制御手段を設けた請求項２乃至４の何れかに記載の薬液供給装置。
6. 前記複数の機能部を列状に並べて構成した前記本体部と前記駆動部とを熱遮蔽部材を挟んで対向配置した請求項１乃至５の何れかに記載の薬液供給装置。
7. 薬液吸入通路に吸入側開閉弁を設け該吸入側開閉弁を介して薬液を前記薬液室に吸入すると共に、薬液吐出通路に吐出側開閉弁を設け該吐出側開閉弁を介して前記吸入した薬液を吐出するようにした薬液供給装置において、
   吸入側及び吐出側の各開閉弁をそれぞれ、ダイアフラム弁体を作動させることで弁座部に当接又は離間させて閉又は開状態とすると共に、吸入側及び吐出側の各ダイアフラム弁体を一体動作可能に連結し一方の開閉弁が開くのに同期して他方の開閉弁が閉じる構成とした請求項１乃至６の何れかに記載の薬液供給装置。
8. 吸入側及び吐出側の各ダイアフラム弁体を互いに逆向きになるようにして共通のピストンロッドに連結し、該ピストンロッドの移動により吸入側開閉弁及び吐出側開閉弁の何れか一方を開状態とする請求項７記載の薬液供給装置。
9. 薬液吸入通路に吸入側開閉弁を設け該吸入側開閉弁を介して薬液を薬液室に吸入すると共に、薬液吐出通路に吐出側開閉弁を設け該吐出側開閉弁を介して前記吸入した薬液を吐出するようにした薬液供給装置において、
   吸入側及び吐出側の各開閉弁をそれぞれ、ダイアフラム弁体を作動させることで弁座部に当接又は離間させて閉又は開状態とすると共に、吸入側及び吐出側の各ダイアフラム弁体を一体動作可能に連結し一方の開閉弁が開くのに同期して他方の開閉弁が閉じる構成としたことを特徴とする薬液供給装置。
10. 吸入側及び吐出側の各ダイアフラム弁体を互いに逆向きになるようにして共通のピストンロッドに連結し、該ピストンロッドの移動により吸入側開閉弁及び吐出側開閉弁の何れか一方を開状態とする請求項９記載の薬液供給装置。

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