JP2005246201A - 塗布液供給装置および塗布液供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 シリンダ内面の状態に拘らず塗布液の吐出量の制御精度を高めるとともに、シール部材の寿命を長くし、しかもシリンダの内部を洗浄するための所要時間を短縮する。
【解決手段】 シリンジポンプ３は、下部が開放されたシリンダ３１と、シリンダ３１に対して押し込み方向、引き出し方向に動作可能なピストン３２と、シリンダ３１の開口縁に一体的に設けられたマニホールド３３とを有し、このマニホールド３３は、シリンダ３１の内径とほぼ同じ貫通孔を有しているとともに、内面の所定位置にＯリングなどのシール部材３４を有し、マニホールド３３の内面とピストン３２との間に形成される環状の空間に対して、ほぼシリンダの法線方向から塗布液を導入できるように、塗布液導入部３５を有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、塗布液供給装置および塗布液供給方法に関する。

従来から、塗布液供給装置として特許文献１に記載されたものが提案されている。
特許文献１に記載された塗布液供給装置は、塗布液タンクから塗布液流路を通して塗布液をシリンジポンプに供給し、必要量の塗布液をシリンジポンプから塗布液流路を通して塗工機に供給するものである。

そして、シリンジポンプとして、シリンダ内を往復動可能なピストンを設け、シリンダのヘッド部に弁板を回転可能に設けて塗布液の吸入、吐出を制御する構成のものが採用されている。
特開２００２−２００４５２号公報

特許文献１に記載されたシリンジポンプにおいては、シリンダとピストンとの間のシールをどのようにするかを明確には記載していないが、ピストンの長さが全ストロークと比較して著しく短いので、例えば図６に示すように、ピストン１０２の外周にＯリングなどのシール部材１０３を装着し、シリンダ１０１に圧入することにより、シリンダ１０１とピストン１０２との間のシールを達成していると考えられる。

したがって、シリンダ１０１の内面の平坦度が悪い場合には、ピストン１０２のスムーズな移動が阻害され、供給すべき塗布液の量の精度が低下してしまう。特に、シリンジポンプにおいては、内部に気泡が侵入すると、気泡が圧縮性であることに起因して定量精度が低下するので、シリンダ１０１として内部視認性に優れたガラス製のものを採用することが一般化している。そして、ガラス製のシリンダ１０１は内面にかなりの凹凸が存在しているので、シール部材１０３とシリンダ１０１内面との間の摩擦がかなり大きく変動し、ピストン１０２を移動させるのに必要な力がかなり大きく変動し、シール部材１０３とシリンダ１０１とがスリップし、ひいては塗布液の吐出量が変動する。

ガラス製のシリンダ１０１の内面が凹凸しているため、シール部材１０３で凹凸を吸収させるように、シール部材１０３をシリンダ１０１に強く押し当てている。これにより、シール部材１０３の磨耗が激しく、シール部材１０３の寿命が短くなってしまう。

さらに、シリンダ１０１の個体差のため、シール部材１０３を受けるためのピストン102の溝をそれに合わせて別々の形状にしなければならない。
ガラスをホーニング加工し、その後、酸化セリウムなどの研磨剤で磨くことによって平坦度が高い透明なガラスを得ることができるが、この場合には、シリンダを製造するために多大な費用がかかるという新たな不都合を生じるので、実際には、このような方法は採用されていない。

特許文献１に記載されたシリンジポンプを、複数種類の塗布液の供給に使用する場合には、シリンダの内部を洗浄し、その後に新たな塗布液を供給する必要がある。この場合において、特許文献１に記載されたシリンジポンプは、液体の吸入、吐出をシリンダのヘッド部を通して行うようにしているので、シリンダ内に流入する液体はシリンダ内で殆ど流動せず、殆どが吸入口、吐出口の近傍のみで流動する。

したがって、シリンダ内で液体の滞留量が多くなり、シリンダの内部を完全に洗浄して新たな塗布液の供給を開始するまでの所要時間が長くなってしまう。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、シリンダ内面の状態に拘らず塗布液の吐出量の制御精度を高めることができるとともに、シール部材の寿命を長くすることができ、しかもシリンダの内部を洗浄するための所要時間を短縮することができるシリンジポンプを採用する塗布液供給装置および塗布液供給方法を提供することを目的としている。

請求項１の塗布液供給装置は、塗布液を収容する塗布液タンクと、塗布液を塗布対象物に塗布する塗布機構と、塗布液タンクから塗布液流路を通して塗布液が供給され、必要量の塗布液を塗布液流路を通して塗布機構に供給するシリンジポンプとを含むものであって、
前記シリンジポンプとして、シリンダの開口部側にシール部材を設けてピストンの外周面と接触させることにより、ピストンを、塗布液のシール状態を確保しつつ往復動可能としたものを採用したものである。

請求項２の塗布液供給装置は、前記シリンジポンプとして、塗布液をシリンダ内にシリンダの法線に角度を持って開口させた塗布液導入部を含むものである。

請求項３の塗布液供給方法は、塗布液タンクから塗布液流路を通して塗布液をシリンジポンプに供給し、必要量の塗布液をシリンジポンプから塗布液流路を通して塗布機構に供給する塗布液供給方法であって、
シリンジポンプに塗布液を吸入し、吐出するに当たって、シリンダの開口部側にシール部材を設けてピストンの外周面と接触させることにより、ピストンを、塗布液のシール状態を確保しつつ往復動させる方法である。

請求項４の塗布液供給方法は、シリンジポンプに塗布液を吸入するに当たって、塗布液をシリンダ内にシリンダの法線に角度を持って開口させた開口部から導入する方法である。

請求項５の塗布液供給方法は、シリンジポンプに塗布液を吸入し、吐出するに当たって、ピストンをシリンダ内に押し込んだ状態を待機位置とし、ピストンを抜き取り方向に移動させて必要量の塗布液を吸入し、その後、ピストンを押し込んで塗布液を塗布機構に供給する方法である。

請求項１の発明であれば、内部視認性に影響を与えないピストンにシール部材を押圧するのであるから、ピストンの表面平坦性を簡単に高めて塗布液の供給量の制御精度を高めることができるとともに、シール部材の磨耗を少なくして寿命を長くすることができる。

請求項２の発明であれば、シリンダの内部を洗浄する必要がある場合に、シリンダ内に旋回流を発生し洗浄時間を短縮することができる。

請求項３の発明であれば、内部視認性に影響を与えないピストンにシール部材を押圧するのであるから、ピストンの表面平坦性を簡単に高めて塗布液の供給量の制御精度を高めることができるとともに、シール部材の磨耗を少なくして寿命を長くすることができる。

請求項４の発明であれば、シリンダの内部を洗浄する必要がある場合、シリンダ内に旋回流を発生し洗浄時間を短縮することができる。

請求項５の発明であれば、ピストンとシール部材との間の潤滑を確保し続けることができ、シール部材の寿命をさらに長くすることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の塗布液供給装置および塗布液供給方法の実施の態様を詳細に説明する。

図１は本発明の塗布液供給装置の一実施形態を示す概略図である。
この塗布液供給装置は、塗布液タンク１と、塗布機構部２と、シリンジポンプ３と、塗布液タンク１とシリンジポンプ３とを連通する第１塗布液流路４と、第１塗布液流路４に介在された第１弁５と、シリンジポンプ３と塗布機構部２とを連通する第２塗布液流路６と、第２塗布液流路６に介在された第２弁７とを有している。

なお、塗布液としては、ガラス基板上に塗布されるPDP用ガラスペーストが例示できるが、これに限定されるものではなく、従来公知の種々の塗布液を採用することができる。
前記シリンジポンプ３は、下部が開放されたシリンダ３１と、シリンダ３１に対して押し込み方向、引き出し方向に動作可能なピストン３２と、シリンダ３１の開口縁に一体的に設けられたマニホールド３３とを有している。このマニホールド３３は、図２にも示すように、シリンダ３１の内径とほぼ同じ貫通孔を有しているとともに、内面の所定位置にＯリングなどのシール部材３４を有している。そして、マニホールド３３の内面とピストン３２との間に形成される環状の空間に対して、ほぼ接線方向から塗布液を導入できるように、塗布液導入部３５を有している。

また、前記第２塗布液流路６は、シリンダ３１の上部（シリンダヘッド部）を通してシリンダ３１の内部と連通されている。
前記シリンダ３１は、どのような材質のものであってもよいが、内部視認性を考慮すれば、ガラス製であることが好ましい。

前記ピストン３２は内部視認性に全く影響を及ぼさないので、鏡面加工が容易な金属製（例えば、ステンレススチール、鉄、クロムメッキなど）であり、しかも鏡面加工など表面平坦化処理が施されたものであればよい。

前記マニホールド３３は、製造の便宜上、シリンダ３１と異なる材質からなるものであることが好ましいが、シリンダ３１と同じ材質からなるものであってもよい。
上記の構成の塗布液供給装置の作用は次のとおりである。

図３に示すように、シリンジポンプ３は、ピストン３２をシリンダ３１に押し込んだ状態で待機している。なお、ピストン３２はシリンダ３１の最も内奥部まで押し込まれていることが好ましい。また、第１弁５と第２弁７とは共に閉じられており、シリンダ３１とピストン３２との間の空間には気泡が存在せず、塗布液のみが存在する状態とされている。

次いで、図４に示すように、第１弁５を開き、塗布液の必要量に応じた距離だけピストン３２を抜き取り方向に移動させることにより、シリンダ３１の内部に必要量の塗布液を収容することができる。この場合において、シリンダ３１に流入する塗布液は、螺旋矢印で示すように旋回流を形成し螺旋状の流れとなる。

また、ピストン３２の抜き取り方向への移動にしたがって、少量の塗布液が外部に引き出された部分に残留し、図３に示す待機状態から直ちにピストン３２のスムーズな動作を可能にすることができる。

その後、図５に示すように、第１弁５を閉じるとともに、第２弁７を開き、しかもピストン３２を押し込み方向に移動させ、シリンダ３１内の塗布液を第２塗布液流路６を通して塗布機構部２に供給することができる。したがって、シリンダ３１内の塗布液は、ピストン３２の押し込み方向への移動距離に応じた量だけ塗布機構部２に供給される。この場合には、図４に示す動作で、ピストン３２の引き出し部分に塗布液の薄層が既に形成されているので、押し込み方向へのピストン３２の移動時にもシール部材３４との間の十分な潤滑を達成できる。

以上の説明から分かるように、塗布液はマニホールド３３からシリンダヘッド部に向かって旋回流を形成して螺旋状に流れるのであるから、シリンダ３１内部における塗布液の滞留を殆ど皆無にすることができる。

また、供給すべき塗布液を切り換える場合には、洗浄液を用いてシリンダ３１の内部を洗浄する。この動作を行うに当たっては、図３に示すようにピストン３２が待機状態に位置する場合に、第１弁５、および第２弁７を開き、しかも塗布液タンク１に代えて洗浄液タンク（図示せず）を採用することが好ましい。

この場合には、洗浄液がマニホールド３３からシリンダヘッド部に向かって旋回流を形成して螺旋状に流れるのであるから、シリンダ３１内部における洗浄液の滞留を殆ど皆無にすることができ、しかもシリンダ３１内の有効体積を小さくすることができるので、洗浄所要時間を大幅に短縮することができる。

図１に示す構成のシリンジポンプを動作させて時間当たりの塗布液の吐出むらを測定したところ、±０．１％／ｓｅｃであった。
比較例として、図６に示す構成のシリンジポンプを動作させて時間当たりの塗布液の吐出むらを測定したところ、±２％／ｓｅｃであった。

両測定結果を比較すると、図１に示す構成のシリンジポンプではピストンのより滑らかな動きを達成できたことが分かる。

図１に示す構成のシリンジポンプを反復動作させてシール部材の寿命を測定したところ、１０，０００回であった。

比較例として、図６に示す構成のシリンジポンプを反復動作させてシール部材の寿命を測定したところ、２，０００回であった。

なお、寿命は、液漏れを目視し、液漏れが確認されるまでの反復回数とした。また、フッ素系ゴム製のシール部材を使用した。両測定結果を比較すると、図１に示す構成のシリンジポンプではシール部材とピストンとの間の摩擦が小さくなっていることが分かる。

図１に示す構成のシリンジポンプを待機状態にし、この状態において洗浄を行って所要時間を測定したところ、１５分であった。

比較例として、図６に示す構成のシリンジポンプの洗浄を行って所要時間を測定したところ、６０分であった。

なお、洗浄完了は、シリンジポンプ内部を目視することにより判定した。また、１５０ｃｃ用シリンジポンプを使用した。両測定結果を比較すると、図１に示す構成のシリンジポンプでは液体の滞留が殆どなく、スムーズな洗浄を達成できたことが分かった。

本発明の塗布液供給装置の一実施形態を示す概略図である。 図１に示されたシリンジポンプの概略横断面図である。 シリンジポンプの待機状態を示す概略縦断面図である。 シリンジポンプの液体吸入状態を示す概略縦断面図である。 シリンジポンプの液体吐出状態を示す概略縦断面図である。 従来の塗布液供給装置を示す概略図である。

符号の説明

１ 塗布液タンク
２ 塗布機構部
３ シリンジポンプ
４ 第１塗布液流路
６ 第２塗布液流路
３１ シリンダ
３２ ピストン
３４ シール部材
３５ 塗布液導入部

Claims (5)

1. 塗布液を収容する塗布液タンク（１）と、塗布液を塗布対象物に塗布する塗布機構（２）と、塗布液タンク（１）から塗布液流路（４）を通して塗布液が供給され、必要量の塗布液を塗布液流路（６）を通して塗布機構（２）に供給するシリンジポンプ（３）とを含む塗布液供給装置であって、
   前記シリンジポンプ（３）は、シリンダ（３１）の開口部側にシール部材（３４）を設けてピストン（３２）の外周面と接触させることにより、ピストン（３２）を、塗布液のシール状態を確保しつつ往復動可能としたものであることを特徴とする塗布液供給装置。
2. 前記シリンジポンプ（３）は、塗布液をシリンダ（３１）内にシリンダの法線に角度を持って開口させた塗布液導入部（３５）を含む請求項１に記載の塗布液供給装置。
3. 塗布液タンク（１）から塗布液流路（４）を通して塗布液をシリンジポンプ（３）に供給し、必要量の塗布液をシリンジポンプ（３）から塗布液流路（６）を通して塗布機構（２）に供給する塗布液供給方法であって、
   シリンジポンプ（３）に塗布液を吸入し、吐出するに当たって、シリンダ（３１）の開口部側にシール部材（３４）を設けてピストン（３２）の外周面と接触させることにより、ピストン（３２）を、塗布液のシール状態を確保しつつ往復動させることを特徴とする塗布液供給方法。
4. シリンジポンプ（３）に塗布液を吸入するに当たって、塗布液をシリンダ（３１）内にシリンダの法線に角度を持って開口させた開口部から導入する請求項３に記載の塗布液供給方法。
5. シリンジポンプ（３）に塗布液を吸入し、吐出するに当たって、ピストン（３２）をシリンダ（３１）内に押し込んだ状態を待機位置とし、ピストン（３２）を抜き取り方向に移動させて必要量の塗布液を吸入し、その後、ピストン（３２）を押し込んで塗布液を塗布機構（２）に供給する請求項３または請求項４に記載の塗布液供給方法。

Images