JP2005305224A - 液体塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数組の独立した液体供給手段から供給される液体をスプレーユニットで切替え制御し、異なる液体供給手段からの液体を連続的に噴射して、対象物に効率的に塗布する。
【解決手段】 液体チャンバ４内に収容された塗料３を該液体チャンバ４から延びた供給パイプ５を介して供給可能とする複数組の独立した液体供給手段１と、この複数組の独立した液体供給手段１の各供給パイプ５に接続され、各液体供給手段１から供給される塗料３を切替え制御して噴射するスプレーユニット２とを備え、上記スプレーユニット２から塗料を噴射して対象物に塗布する。これにより、複数組の液体供給手段１から供給される塗料３をスプレーユニット２で切替え制御し、異なる液体供給手段１からの塗料３を連続的に噴射して、対象物に効率的に塗布することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スプレーユニットから所定の液体を噴射して対象物に塗布する液体塗布装置に関し、詳しくは、複数組の独立した液体供給手段から供給される液体を上記スプレーユニットで切替え制御し、異なる液体供給手段からの液体を連続的に噴射して、対象物に効率的に塗布することができる液体塗布装置に関するものである。

従来から、工業製品などの対象物に対し所定の液体を塗布して、その表面に着色、つや出し、さび止め、電気絶縁などの処理を施すときにおいては、エアレススプレーが用いられていた。このエアレススプレーは、例えば塗料などの液体を、空気を用いずに噴射する装置であって、この塗料を高圧にして送出する高圧ポンプに接続された送出管の先端部にノズルを取り付けておき、このノズルの先端部に配設されたノズルチップの小さい穴や細かい隙間から、上記塗料を霧状にして噴射するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

このようなエアレススプレーは、粘度が高い塗料であっても霧状にして噴射することができ、また溶剤の使用量を節約することができる。また、塗料の噴射量に対して該塗料が対象物に塗着する量の割合、すなわち塗料の塗着率が比較的高く、約３０％程度とすることができる。さらに、高圧ポンプで加える圧力を高くすれば、多くの塗料を噴出することができ、作業能率が優れているなどの利点から、対象物に塗料を塗布するときに多く用いられている。
特開平８−１０８２２号公報

しかし、上記特許文献１に記載されたエアレススプレーは、複数組の異なる液体供給手段から液体を連続的に供給して噴射することができないので、例えば異なる色の塗料を連続的に噴射して対象物に塗布することができなかった。また、対象物に塗布された塗料の粒子が粗く、精密塗布や高級仕上げに適さなかった。さらに、ノズルから噴射される塗料のパタン幅や噴射量の調整をするためには、その先端部に配設されたノズルチップを交換する必要があった。さらにまた、多くの塗料を噴出するには、塗料タンク内に収容された塗料に高圧を加えるための高圧ポンプが必要であり、その高圧ポンプが脈動することにより精密塗布や高級仕上げに適さないという問題点があった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、複数組の独立した液体供給手段から供給される液体をスプレーユニットで切替え制御し、異なる液体供給手段からの液体を連続的に噴射して、対象物に効率的に塗布することができる液体塗布装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による液体塗布装置は、液体チャンバ内に収容された所定の液体を該液体チャンバから延びた供給パイプを介して供給可能とする複数組の独立した液体供給手段と、この複数組の独立した液体供給手段の各供給パイプに接続され、各液体供給手段から供給される液体を切替え制御して噴射するスプレーユニットとを備え、上記スプレーユニットから液体を噴射して対象物に塗布するものである。

このような構成により、上記複数組の独立した液体供給手段から供給される液体を上記スプレーユニットで切替え制御し、異なる液体供給手段からの液体を連続的に噴射して対象物に塗布する。

また、上記液体塗布装置は、上記スプレーユニットの内部を流れる液体の流路となる液体流路に洗浄液を供給する洗浄液供給手段をさらに備えている。これにより、上記洗浄液供給手段によって、上記スプレーユニットの内部の液体流路に洗浄液が供給され、該液体流路が洗浄される。

ここで、上記スプレーユニットは、上記複数組の液体供給手段から供給される液体の液体流路を複数個のバルブで開閉して各液体供給手段からの液体供給を切替え制御可能とするバルブ装置と、このバルブ装置で切替え制御された液体を噴射するスプレーノズルと、から成るものである。これにより、上記バルブ装置によって、上記複数組の液体供給手段から供給される液体の液体流路を開閉して各液体供給手段からの液体供給が切替え制御され、このバルブ装置で切替え制御された液体が上記スプレーノズルから噴射される。

また、上記バルブ装置は、上記液体供給手段から供給される液体の液体流路に、上記洗浄液供給手段から供給される洗浄液の流路となる洗浄液流路が連通されたものである。これにより、上記バルブ装置の液体流路に連通された洗浄液流路に、上記洗浄液供給手段から洗浄液を供給して、該液体流路を洗浄する。

さらに、上記スプレーノズルは、その内部に高圧気体を導入する導入管が接続され、この導入管から導入した高圧気体により上記バルブ装置で切替え制御された液体を破砕して液体微粒子を生成し、この液体微粒子と上記高圧気体との混合気体を噴射口から噴射する二流体ノズルである。これにより、上記スプレーノズルに接続された導入管から高圧気体を導入して生成された液体微粒子と該高圧気体との混合気体が、該スプレーノズルの噴射口から噴射される。

また、上記洗浄液供給手段は、洗浄液が収容された第１の洗浄液タンクと、この第１の洗浄液タンク内に補充すると共に上記スプレーユニットに供給する洗浄液を蓄えておく第２の洗浄液タンクとを備え、この第２の洗浄液タンクから第１の洗浄液タンクへの洗浄液の補充を、上記スプレーノズルに高圧気体を導入して発生する負圧を利用して行うものである。これにより、上記第２の洗浄液タンクから第１の洗浄液タンクへの洗浄液の補充は、上記スプレーノズルに高圧気体を導入して発生する負圧を利用して行われる。

さらに、上記洗浄液供給手段は、上記第１の洗浄液タンクから延びた洗浄液の供給パイプが上記高圧気体の導入管に接続され、該第１の洗浄液タンク内に収容された洗浄液を上記供給パイプ及び高圧気体の導入管を介して上記スプレーノズルの噴射口に供給するものである。これにより、上記第１の洗浄液タンク内に収容された洗浄液は、上記供給パイプ及び高圧気体の導入管を介して上記スプレーノズルの噴射口に供給される。

そして、上記液体供給手段は、液体チャンバの内部の圧力を数値制御可能とされ、供給パイプから供給する液体の量を制御可能とされたものである。これにより、上記液体チャンバの内部の圧力を数値制御して、上記供給パイプから供給する液体の量を制御する。

請求項１に係る液体塗布装置によれば、複数組の独立した液体供給手段から供給される液体をスプレーユニットで切替え制御し、異なる液体供給手段からの液体を連続的に噴射して対象物に塗布することができる。したがって、異なる複数組の液体供給手段からの液体を上記スプレーユニットから連続的に噴射して、対象物に効率的に塗布することができる。

また、請求項２に係る発明によれば、上記スプレーユニットに接続された洗浄液供給手段によって、該スプレーユニットの内部の液体流路に洗浄液が供給され、該液体流路を洗浄することができる。したがって、上記複数組の液体供給手段からの液体供給を上記スプレーユニットで切替え制御するときに上記液体流路を洗浄することにより、該スプレーユニットから液体を連続的に噴射することができる。

ここで、請求項３に係る発明によれば、上記スプレーユニットのバルブ装置によって、上記複数組の液体供給手段から供給される液体の液体流路を開閉して各液体供給手段からの液体供給を切替え制御し、このバルブ装置で切替え制御された液体を上記スプレーノズルから噴射することができる。したがって、異なる複数組の液体供給手段からの液体を上記スプレーユニットで切替え制御して連続的に噴射して、対象物に効率的に塗布することができる。

また、請求項４に係る発明によれば、上記バルブ装置の液体流路に連通された洗浄液流路に、上記洗浄液供給手段から洗浄液を供給して、該液体流路を洗浄することができる。したがって、上記複数組の液体供給手段からの液体供給を切替え制御するときに、上記スプレーユニットの液体流路を洗浄することにより、該スプレーユニットから液体を連続的に噴射することができる。

さらに、請求項５に係る発明によれば、上記スプレーノズルに接続された導入管から高圧気体を導入して生成された液体微粒子と該高圧気体との混合気体を、該スプレーノズルの噴射口から噴射することができる。したがって、上記スプレーノズルの噴射口から粒子の細かい塗料を噴射して対象物に塗布することができる。また、上記導入管からスプレーノズルに導入する高圧気体の圧力を制御することにより、該スプレーノズルから噴射される液体のパタン幅や噴射量を調整することができる。

また、請求項６に係る発明によれば、洗浄液が蓄えられた第２の洗浄液タンクから第１の洗浄液タンクへの洗浄液の補充は、上記スプレーノズルに高圧気体を導入して発生する負圧を利用して行うことができる。したがって、上記第２の洗浄液タンクから第１の洗浄液タンクへ洗浄液を補充するために、特別な装置を設けなくてもよいので、上記洗浄液供給手段の構成を簡略化することができる。

さらに、請求項７に係る発明によれば、上記第１の洗浄液タンク内に収容された洗浄液は、該第１の洗浄液タンクから延びた洗浄液の供給パイプ及び高圧気体の導入管を介して上記スプレーノズルの噴射口に供給することができる。したがって、上記スプレーノズルの噴出口に付着した塗料の吹き残しを、洗浄液で洗浄することができる。

そして、請求項８に係る発明によれば、上記複数組の独立した液体供給手段に設けられた各液体チャンバの内部の圧力を数値制御して、上記供給パイプから供給する液体の量を制御することができる。したがって、上記スプレーユニットから噴射される液体の量を数値制御することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による液体塗布装置の実施形態を示すシステム図である。この液体塗布装置は、所定の液体を霧状にして噴射して対象物に塗布する装置であって、複数組の液体供給手段１と、スプレーユニット２と、洗浄液供給手段（４０〜４９）とを備えて成る。

上記液体供給手段１は、例えば塗料３や洗浄液などの所定の液体を収容しておき、その塗料３を後述するスプレーユニット２に供給する手段であって、複数組のものが設けられている。ここでは、例えば「Color 1」〜「Color 4」の４色の塗料３を収容して供給するために、４組の液体供給手段１が設けられており、それぞれが独立して塗料３を供給できるようになっている。このうち「Color 1」の塗料３を供給する液体供給手段１は、図１に示すように、液体チャンバ４と、供給パイプ５と、サブタンク６と、負圧発生装置７と、マスフローコントローラ（以下「ＭＦＣ」と略称する。）８と、圧力センサ９とを備えて成る。

この液体チャンバ４は、工業製品などの対象物に塗布するための所定の液体、例えば「Color 1」の塗料３などを収容しておく容器であって、密閉可能とされており、その底面には供給パイプ５が設けられている。この供給パイプ５は、上記液体チャンバ４内に収容された塗料３の供給流路となるもので、その先端部が後述するスプレーユニット２の接続部２２ａに接続されている。

また、上記液体チャンバ４の外側面の上部側には、液体補充パイプ１０が設けられている。この液体補充パイプ１０は、補充用の塗料３を収容しておくサブタンク６内の塗料３を上記液体チャンバ４内に補充する流路となるもので、その途中に塗料３の流路を開閉するバルブ１１が設けられている。さらに、上記液体チャンバ４の上面には、吸気パイプ１２が設けられている。この吸気パイプ１２は、液体チャンバ４の内部から吸引した気体の流路となるもので、その途中に気体流路を開閉するバルブ１３が設けられると共に、その他端部には負圧発生装置７が設けられている。この負圧発生装置７は、上記液体チャンバ４の内部の気体を吸気パイプ１２を介して吸引し、該液体チャンバ４の内部を負圧状態にするための装置であって、吸引された気体は排気パイプ１６から大気に放出されるようになっている。

さらにまた、上記吸気パイプ１２の途中には、液体チャンバ４の内部に気体を供給する供給パイプ１５が分岐して設けられている。この供給パイプ１５は、液体チャンバ４内に気体を供給する流路となるもので、その途中には、気体の流量を調整可能なＭＦＣ８が設けられている。このＭＦＣ８は、液体チャンバ４の内部に供給する気体の量を制御する装置であって、吸気パイプ１４から吸い込んだ気体の供給量を例えば０〜200ml/min.の範囲で数値制御できるようになっている。また、上記液体チャンバ４内の気体の圧力は、上記供給パイプ１５から分岐した圧力センサ９で検知できるようになっている。

以上のように、上記「Color 1」の塗料３を供給する手段となる液体供給手段１は構成されており、また他の「Color 2」、「Color 3」、「Color 4」の塗料を供給する液体供給手段１についても、上述したと同様に構成されている。そして、この４組の液体供給手段１は、それぞれに設けられたＭＦＣ８で気体の供給量を数値制御することにより、それぞれが独立して供給パイプ５から塗料３を供給できるようになっている。

このような４組の独立した液体供給手段１の各供給パイプ５の先端部は、スプレーユニット２の接続部２２ａに接続されている。このスプレーユニット２は、上記４組の液体供給手段１から供給される塗料３を切替え制御して噴射する装置であって、バルブ装置２０と、スプレーノズル２１とを備えて成る。

このバルブ装置２０は、上記４組の独立した液体供給手段１から供給される塗料３の流路を複数個のバルブ２４で開閉して各液体供給手段１からの液体供給を切替え制御可能とする装置であって、４組の液体供給手段１の各液体チャンバ４から延びた供給パイプ５を接続するための接続部２２ａが、図２に示すように、４個設けられている。また、上記バルブ装置２０には、後述する第１の洗浄液タンク４０から延びた吸引パイプ４２を接続するための接続部２２ｃと、第２の洗浄液タンク４１から延びた洗浄液の供給パイプ４３を接続するための接続部２２ｂとが設けられている。

上記４個の接続部２２ａから取り込まれて上記バルブ装置２０の内部を流れる塗料３の流路となる液体流路２３、及び上記接続部２２ｂ，２２ｃから取り込まれて上記バルブ装置２０の内部を流れる洗浄液の流路となる洗浄液流路２５の途中には、図１に示すように、それぞれダイアフラム式のバルブ２４が設けられ、各バルブ２４により塗料３の流路を開閉するようになっている。このようなバルブ装置２０は、図３に示すように、上記液体供給手段１から供給される塗料３の液体流路２３に、洗浄液の流路となる洗浄液流路２５が連通されている。これにより、上記バルブ装置２０の洗浄液流路２５に洗浄液を供給すると、該洗浄液が各バルブ２４を介して液体流路２３を流れるようになる。したがって、上記バルブ装置２０の液体流路２３を洗浄液で洗浄することができる。

また、図１〜図３に示すように、バルブ装置２０の先端部には、スプレーノズル２１が取り付けられている。このスプレーノズル２１は、上記バルブ装置２０で切替え制御された塗料３や洗浄液などの液体を噴射する装置であって、外部から高圧気体を導入して内部に発生する負圧を利用して、その噴射口３９から液体を噴射する二流体ノズルから成る。すなわち、図４に示すように、上記スプレーノズル２１は、筒状に形成されたケーシング３０と、その内部に嵌合可能な軸芯部３１とから成り、上記ケーシング３０の側面部には、高圧気体を内部に導入するための導入口３２が形成されている。このケーシング３０に形成された導入口３２には、図１に示すように、高圧気体の導入管３４が接続されている。この導入管３４は、スプレーノズル２１の内部に高圧気体を導入するためのパイプであって、その途中にバルブ２９が設けられると共に、その他端部には高圧気体生成装置３３が設けられている。この高圧気体生成装置３３は、スプレーユニット２の内部に導入するための高圧気体を生成する装置であって、高圧気体の生成量を例えば０〜200l/min.の大流量の範囲で数値制御できるようになっている。

また、図４に示すように、スプレーノズル２１の軸芯部３１の中心軸には、貫通孔３５が形成されている。この貫通孔３５は、図３に示すバルブ装置２０で切替え制御されて供給された液体が流れる液体流路となるもので、図１に示す液体供給手段１から供給される液体の量に応じて、内径が適切な大きさに設計されている。また、この軸芯部３１の先端部側には、テーパ部３６が設けられており、上記ケーシング３０の内側面との間に微小な隙間が形成されるようになっている。

この軸芯部３１の先端部側に設けられたテーパ部３６と、上記ケーシング３０の内側面との間には、ノズルチップ３７が配設されている。このノズルチップ３７は、上記スプレーノズル２１の内部に導入された高圧気体により旋回流を生成する部材となるもので、図５に示すように、中央貫通口３７ａを形成した略円錐台形状をなし、その中央部には中央貫通口３７ａよりも大きい形状の円形凹部３７ｂを備え、上記ケーシング３０の内壁に付勢圧接されたときに当該円形凹部３７ｂが旋回流室３８の一部を形成するようになっている。さらに、円形凹部３７ｂから外部に向かって渦巻状に旋回導孔３７ｃが形成されている。

そして、図１に示す高圧気体生成装置３３で生成され、導入管３４を介してスプレーノズル２１の内部に導入された高圧気体は、図４に示すケーシング３０の内周面と上記軸芯部３１の外周面との間に形成された旋回流室３８を通ってテーパ部３６を抜けて、その先端部に配設されたノズルチップ３７の旋回導孔３７ｃ（図５参照）を通って、噴射口３９から高速噴射される。このとき、上記軸芯部３１の貫通孔３５を通ってきた塗料３などの液体は、上記スプレーノズル２１の内部に導入された高圧気体により破砕されて液体微粒子を生成し、この塗料３の液体微粒子と上記高圧気体との混合気体を噴射口３９から噴射するようになっている。

さらに、図１に示すように、上記スプレーユニット２には、洗浄液供給手段（４０〜４９）が接続されている。この洗浄液供給手段は、上記スプレーユニット２の内部を流れる塗料３の液体流路２３に洗浄液５０を供給する手段となるものである。これにより、上記洗浄液供給手段によって、上記スプレーユニット２の内部の液体流路２３に洗浄液５０が供給され、該液体流路２３を洗浄液５０で洗浄することができる。

すなわち、この洗浄液供給手段は、洗浄液５０を収容する第１の洗浄液タンク４０と、第２の洗浄液タンク４１とを備えて成り、この第２の洗浄液タンク４１から第１の洗浄液タンク４０への洗浄液５０の補充を、上記スプレーノズル２１に高圧気体を導入して発生する負圧を利用して行うものである。具体的には、上記第１の洗浄液タンク４０は、スプレーノズル２１の先端部に付着した塗料３を洗い落とすための洗浄液５０を収容しておく容器であって、密閉可能とされており、その上面に吸引パイプ４２が設けられている。この吸引パイプ４２は、スプレーユニット２のバルブ装置２０に設けられた接続部２２ｃに接続されている。

また、第１の洗浄液タンク４０の上面には、洗浄液５０の補充パイプ４４が設けられている。この補充パイプ４４は、第２の洗浄液タンク４１内に収容された洗浄液５０を第１の洗浄液タンク４０に補充する流路となるもので、その途中にバルブ４５が設けられている。さらに、この第１の洗浄液タンク４０の上面には、気体供給パイプ４６が設けられている。この気体供給パイプ４６は、第１の洗浄液タンク４０の内部に気体を供給する流路となるもので、上記高圧気体生成装置３３から延びた高圧気体の導入管３４の途中に接続されており、その途中にバルブ４７が設けられている。

さらに、上記第１の洗浄液タンク４０の底面には、洗浄液５０の供給パイプ４８が設けられている。この供給パイプ４８は、上記高圧気体の導入管３４の途中に接続されており、その途中にバルブ４９が設けられている。そして、第１の洗浄液タンク４０内に収容された洗浄液５０は、上記供給パイプ４８及び高圧気体の導入管３４を介して上記スプレーノズル２１の噴射口３９に供給されるようになっている。この動作については、後に詳しく説明する。

また、上記第２の洗浄液タンク４１は、上記第１の洗浄液タンク４０内に補充すると共に上記スプレーユニット２に供給するための洗浄液５０を蓄えておく容器であって、上面が大気に開放されている。この第２の洗浄液タンク４１内には、洗浄液５０を供給する供給パイプ４３及び洗浄液の補充パイプ４４が挿入されている。この第２の洗浄液タンク４１から延びた洗浄液の供給パイプ４３は、スプレーユニット２のバルブ装置２０に設けられた接続部２２ｃに接続されている。

次に、このように構成された液体塗布装置の動作について説明する。ここで、図２に示すスプレーユニット２は、図６に示すように、ロボットハンド６０の先端部に取り付けられている。このスプレーユニット２は、上述したように、図１に示す４組の液体供給手段１から供給される塗料３を切替え制御して噴射することができ、工業製品などの対象物に対して塗料３を効率的に塗布することができ、それ自体は軽量であるので、ロボットハンド６０への装着が容易である。

まず、図１に示す「Color 1」の塗料３を供給する液体供給手段１の動作を説明する。まず、液体供給手段１に設けられた液体補充パイプ１０のバルブ１１を開くと共に、吸気パイプ１２のバルブ１３を開く。この状態で、負圧発生装置７を作動して、液体チャンバ４内の気体を吸引し、その気体の圧力が大気圧より小さくなると、サブタンク６内に収容された「Color 1」の塗料３が液体チャンバ４内に補充されるようになる。そして、所定量の塗料３が液体チャンバ４の内部に補充されたところで、上記液体補充パイプ１０のバルブ１１を閉じると共に、吸気パイプ１２のバルブ１３を閉じる。このとき、上記液体チャンバ４から延びた供給パイプ５内に気泡が混入することはない。

次に、スプレーユニット２の先端部に設けられたスプレーノズル２１の側面部に接続された高圧気体の導入管３４のバルブ２９を開く。そして、この状態で、上記導入管３４の他端部に設けられた高圧気体生成装置３３を動作して高圧気体を生成し、該導入管３４を介してスプレーノズル２１の内部に高圧気体を導入する。このとき、上記高圧気体生成装置３３の動作を数値制御し、例えば200l/min.もの大量の高圧気体を生成して、スプレーノズル２１の内部に導入する。これにより、上述したように、スプレーノズル２１の先端部に設けられた噴射口３９から高圧気体が噴射される。このとき、上記スプレーノズル２１の内部には、導入した高圧気体により負圧が発生した状態となる。

この状態で、上記液体供給手段１を構成するＭＦＣ８を数値制御して液体チャンバ４の内部に、例えば０〜200ml/min.の範囲の少量の気体を供給する。これにより、液体チャンバ４内に収容された塗料３は、供給パイプ５を介してスプレーユニット２のバルブ装置２０に供給される。このとき、この供給パイプ５が接続された接続部２２ａに対応した液体流路２３に設けられたバルブ２４を開いた状態に制御しておき、上記液体チャンバ４内の「Color 1」の塗料３は、そのままスプレーノズル２１に供給され、該スプレーノズル２１の内部に導入された高圧気体により破砕されて液体微粒子を生成し、この液体微粒子と上記高圧気体との混合気体を噴射口３９から噴射することができる。

このように、上記スプレーノズル２１から塗料３の液体微粒子と上記高圧気体との混合気体を噴射することができるので、該スプレーノズル２１から噴射された塗料３は、約７０〜８０％程度の高い塗着率で対象物に塗布することができる。また、この塗料３の微粒子は極めて細かいので、精密塗布や高級仕上げにも適している。

このとき、液体チャンバ４内の気体の圧力は、上記供給パイプ５から分岐した圧力センサ９で検知されており、この検知された圧力に応じて上記ＭＦＣ８を適正に数値制御することにより、上記供給パイプ５から供給する塗料３の量を制御することができる。これにより、上記スプレーユニット２から噴射される塗料３の微粒子の大きさを正確に数値制御することができる。したがって、上記液体供給手段に設けられたＭＦＣ８や、上記高圧気体生成装置３３の気体供給量を適正に数値制御して運転することにより、スプレーノズル２１から噴射される塗料３のパタン幅や噴射量を調整することができる。このとき、スプレーノズル２１の先端部に配設されたノズルチップ３７を交換する必要はない。

また、上記スプレーユニット２による液体供給手段１から供給される塗料３を切替え制御して噴射する動作について説明する。まず、上記「Color 1」の塗料３が収容された液体チャンバ４に気体を供給するＭＦＣ８の動作を停止する。また、「Color 1」の塗料３の供給流路となる供給パイプ５に接続された接続部２２ａに対応して設けられたバルブ２４を閉じる。これにより、上記スプレーユニット２のスプレーノズル２１から「Color 1」の塗料３が噴射されなくなる。

次に、上記第２の洗浄液タンク４１から延びた洗浄液５０の供給パイプ４３に接続された接続部２２ｂに対応して設けられたバルブ２４を開く。これにより、上記スプレーノズル２１に導入されている高圧気体により発生する負圧によって、上記第２の洗浄液タンク４１内の洗浄液５０が上記供給パイプ４３を介してバルブ装置２０の内部に吸引される。そして、上述したように、上記バルブ装置２０は、上記塗料３の流れる液体流路２３に、上記洗浄液５０の流れる洗浄液流路２５が連通されているので、この洗浄液流路２５に洗浄液５０を供給すると、該洗浄液５０が各バルブ２４を介して液体流路２３内を流れるようになる。したがって、上記バルブ装置２０内に形成された各液体流路２３及びバルブ２４を洗浄液５０で洗浄することができる。

次に、上記バルブ装置２０の接続部２２ｂに対応して設けられたバルブ２４を閉じて、第２の洗浄液タンク４１からの洗浄液５０の供給を停止する。そして、上記「Color 1」の塗料３を供給する液体供給手段１からスプレーユニット２に塗料３を供給したときと同様に、他の色である「Color 2」の塗料３を供給する液体供給手段１を動作して、その塗料３をスプレーノズル２１から噴射する。このように、４組の独立した液体供給手段１から供給される塗料３を上記スプレーユニット２で切替え制御し、異なる液体供給手段１からの液体３を連続的に噴射することができる。したがって、対象物に対して異なる色の塗料３を効率的に塗布することができる。なお、４組の液体供給手段１に設けられた各サブタンク６内に洗浄液５０を収容しておき、上述したと同様の動作を行うことにより、各液体供給手段１の液体チャンバ４及びその供給パイプ５と、上記スプレーユニット２とを、同時に洗浄することもできる。

次に、図４に示すスプレーノズル２１の噴射口３９に付着した塗料３の吹き残しを洗浄する動作について説明する。以上に説明したように、４組の液体供給手段１から供給される塗料３をスプレーユニット２で切替え制御して噴射することにより、図４に示すスプレーノズル２１の噴射口３９には、図示省略したが、塗料３の吹き残しが付着することがある。この場合には、まず図１に示す高圧気体生成装置３３の動作を一旦停止してから導入管３４に設けられたバルブ２９を閉じた後で、第１の洗浄液タンク４０に接続された気体供給パイプ４６のバルブ４７を開くと共に、洗浄液５０を供給する供給パイプ４４のバルブ４５を閉じる。この状態で、上記高圧気体生成装置３３の動作を数値制御し、適正な圧力の気体を生成する。この気体は、気体供給パイプ４６を介して第１の洗浄液タンク４０の内部に供給されるので、該第１の洗浄液タンク４０内に収容された洗浄液５０は、上記供給パイプ４８及び高圧気体の導入管３４を介して上記スプレーノズル２１の内部に供給される。このスプレーノズル２１の内部に供給された洗浄液５０は、図４に示すケーシング３０の内周面と上記軸芯部３１の外周面との間に形成された旋回流室３８を通ってテーパ部３６を抜けて、噴射口３９に供給されて排出する。したがって、上記スプレーノズル２１の噴出口に付着した塗料３の吹き残しを、洗浄液５０で洗浄することができる。

そして、この動作を繰り返し行って、第１の洗浄液タンク４０内の洗浄液５０が少なくなった場合には、該第１の洗浄液タンク４０に接続された気体供給パイプ４６のバルブ４７を閉じると共に、洗浄液５０の供給パイプ４８のバルブ４９を閉じる。この状態で、高圧気体の導入管３４のバルブ２９を開いて高圧気体をスプレーノズル２１に供給し、上記第１の洗浄液タンク４０に接続された補充パイプ４４のバルブ４５を開く。これにより、上記スプレーノズル２１に高圧気体を導入して発生する負圧により、上記第１の洗浄液タンク４０内の気体が吸引される。そして、第１の洗浄液タンク４０内の圧力が大気圧より低くなることにより、上記第２の洗浄液タンク４１から補充パイプ４４を介して第１の洗浄液タンク４０へと洗浄液５０が補充される。したがって、第２の洗浄液タンク４１から第１の洗浄液タンク４０への洗浄液５０の補充は、上記スプレーノズル２１に高圧気体を導入して発生する負圧を利用して行うことができる。このように、上記第２の洗浄液タンク４１から第１の洗浄液タンク４０へ洗浄液５０を補充するために、特別な装置を設けなくてもよいので、上記洗浄液供給手段（４０〜４９）の構成を簡略化することができる。

また、第２の洗浄液タンク４１から第１の洗浄液タンク４０への洗浄液５０の補充をし続けると、該第１の洗浄液タンク４０内の洗浄液５０は、吸引パイプ４２を通って上記スプレーユニット２に吸い込まれる。これにより、上記スプレーユニット２のバルブ装置２０及びスプレーノズル２１の内部を洗浄液５０で洗浄することができる。

なお、以上の説明において、上記液体供給手段１から供給されて上記ノズルユニット２のスプレーノズル２１から噴射される液体は、塗料３又は洗浄液５０としたが、本発明はこれに限られず、つや出し剤やさび止め剤、電気絶縁剤などの液体でもよい。

また、異なる液体供給手段１の各液体チャンバ４内に、異なる材料が溶解した液体を収容しておき、これをスプレーノズル２１から噴射するようにしてもよい。例えば、液体中では混合できない材料を各液体チャンバ４内に収容しておくことにより、工業製品などの対象物の表面に異なる材料の層を積層することができる。

さらに、各液体チャンバ４内に、例えば金属微粒子が溶解した溶液を収容しておき、これをスプレーノズル２１から噴射して塗布するようにしてもよい。これにより、塗布対象物となるウェハの表面に金属膜を形成することができる。この場合、塗布対象物はウェハに限られず、他の塗布対象物に向けて上記金属微粒子が溶解した溶液を噴射して塗布してもよい。例えば、ＦＰＤの製造に用いるガラス基板や不導通金属ミラー、フィルタ、各種ディスプレー金属膜に向けて、上記スプレーノズル２１から上記液体を塗布することもできる。

本発明による液体塗布装置の実施形態を示すシステム図である。 図１に示す液体塗布装置を構成するスプレーユニットを示す斜視図である。 図２に示すスプレーユニットの断面図である。 図３に示すスプレーユニットを構成するスプレーノズルの断面図である。 図４に示すスプレーノズルの先端部に配設されたノズルチップを示す斜視図である。 図２に示すスプレーユニットをロボットハンドに装着した状態を示す説明図である。

符号の説明

１…液体供給手段
２…スプレーユニット
３…塗料
４…液体チャンバ
５…供給パイプ
６…サブタンク
７…負圧発生装置
８…マスフローコントローラ（ＭＦＣ）
９…圧力センサ
２０…バルブ装置
２１…スプレーノズル
２３…液体流路
２４…バルブ
２５…洗浄液流路
３３…高圧気体生成装置
３４…導入管
４０…第１の洗浄液タンク
４１…第２の洗浄液タンク
５０…洗浄液

Claims (8)

1. 液体チャンバ内に収容された所定の液体を該液体チャンバから延びた供給パイプを介して供給可能とする複数組の独立した液体供給手段と、
   この複数組の独立した液体供給手段の各供給パイプに接続され、各液体供給手段から供給される液体を切替え制御して噴射するスプレーユニットとを備え、
   上記スプレーユニットから液体を噴射して対象物に塗布することを特徴とする液体塗布装置。
2. 上記スプレーユニットの内部を流れる液体の流路となる液体流路に洗浄液を供給する洗浄液供給手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の液体塗布装置。
3. 上記スプレーユニットは、上記複数組の液体供給手段から供給される液体の液体流路を複数個のバルブで開閉して各液体供給手段からの液体供給を切替え制御可能とするバルブ装置と、このバルブ装置で切替え制御された液体を噴射するスプレーノズルと、から成ることを特徴とする請求項１又は２記載の液体塗布装置。
4. 上記バルブ装置は、上記液体供給手段から供給される液体の液体流路に、上記洗浄液供給手段から供給される洗浄液の流路となる洗浄液流路が連通されたものであることを特徴とする請求項３記載の液体塗布装置。
5. 上記スプレーノズルは、その内部に高圧気体を導入する導入管が接続され、この導入管から導入した高圧気体により上記バルブ装置で切替え制御された液体を破砕して液体微粒子を生成し、この液体微粒子と上記高圧気体との混合気体を噴射口から噴射する二流体ノズルであることを特徴とする請求項３記載の液体塗布装置。
6. 上記洗浄液供給手段は、洗浄液が収容された第１の洗浄液タンクと、この第１の洗浄液タンク内に補充すると共に上記スプレーユニットに供給する洗浄液を蓄えておく第２の洗浄液タンクとを備え、この第２の洗浄液タンクから第１の洗浄液タンクへの洗浄液の補充を、上記スプレーノズルに高圧気体を導入して発生する負圧を利用して行うものであることを特徴とする請求項２記載の液体塗布装置。
7. 上記洗浄液供給手段は、上記第１の洗浄液タンクから延びた洗浄液の供給パイプが上記高圧気体の導入管に接続され、該第１の洗浄液タンク内に収容された洗浄液を上記供給パイプ及び高圧気体の導入管を介して上記スプレーノズルの噴射口に供給するものであることを特徴とする請求項６記載の液体塗布装置。
8. 上記液体供給手段は、液体チャンバの内部の圧力を数値制御可能とされ、供給パイプから供給する液体の量を制御可能とされたものであることを特徴とする請求項１記載の液体塗布装置。
   

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