JP2009148716A - 塗装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塗料の移送量を適切に調整することが可能で、塗布膜厚の精度を向上できるとともに、装置構成をコンパクト化することが可能な塗装装置を提供する。
【解決手段】流体が内部に給排されて膨張・収縮されるチューブ２と、チューブを収容するマニホールド３が形成されたダイ本体４と、ダイ本体にマニホールドと連通させて形成された塗料導入部５と、ダイ本体にマニホールドと連通させて形成されたスリット状ノズル６と、チューブに連結され、チューブを収縮させて塗料導入部からマニホールド内に塗料Ｐを充填したり、チューブを膨張させてマニホールド内に充填された塗料をノズルから吐出させるために、非圧縮性かつ非揮発性流体Ｆを、チューブ内部へ供給したりチューブ内部から吸引排出するポンプ７とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗料の移送量を適切に調整することが可能で、塗布膜厚の精度を向上できるとともに、装置構成をコンパクト化することが可能な塗装装置に関する。

従来、膜厚精度が要求されるプラズマディスプレイパネルや液晶パネルなどの製造分野および半導体製造分野等で用いられる塗装装置として、例えば特許文献１および２が知られている。これら特許文献では、塗装装置への塗料の供給に、いわゆるチューブフラムポンプが採用されている。チューブフラムポンプとしては例えば、特許文献３が知られている。特許文献３では、筒体内に同軸的にチューブを配置し、チューブ外側に作動流体スペースを形成するとともに、チューブ内側に移送流体であるレジスト液を流通させるようにしている。そして、作動流体による加減圧でチューブを径方向に変形させ、これによりポンプ作用を得て、レジスト液を移送するようになっている。
特開２００４−５００２６号公報 特開２００７−５４６９８号公報 特開２０００−２３４５８９号公報

背景技術のようにチューブを外側から加圧する形式では、例えば断面円形状のチューブを楕円形状などに径方向に変形させることとなって、チューブ内容積の変化よりも、チューブの変形によってポンプ作用が営まれる。このため、流体の移送量を調整することが難しく、特に膜厚の均一化が求められる塗装装置に適用した場合、膜厚調整がきわめて困難であった。また、チューブ外側から加圧する形式は、チューブ外周囲に作動流体スペースを確保するものであるため、流体の移送量よりも大きな容量の作動流体スペースが必要であり、従って、流体の移送量に見合わない大型なものとなり、塗装装置を大型化させてしまうという課題もあった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、塗料の移送量を適切に調整することが可能で、塗布膜厚の精度を向上できるとともに、装置構成をコンパクト化することが可能な塗装装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる塗装装置は、流体が内部に給排されて膨張・収縮されるチューブと、該チューブを収容するマニホールドが形成されたハウジングと、該ハウジングに上記マニホールドと連通させて形成された塗料導入部と、上記ハウジングに上記マニホールドと連通させて形成された塗料吐出部と、上記チューブに連結され、該チューブを収縮させて上記塗料導入部から上記マニホールド内に塗料を充填したり、該チューブを膨張させて該マニホールド内に充填された塗料を上記塗料吐出部から吐出させるために、非圧縮性かつ非揮発性流体を、該チューブ内部へ供給したり該チューブ内部から吸引排出するポンプとを備えたことを特徴とする。

前記ポンプがシリンジポンプであって、前記ハウジングに上記シリンジポンプのシリンダを連結して構成するとともに、上記ハウジングに、前記マニホールドと上記シリンダ内部とを連通させる通孔を形成したことを特徴とする。ハウジングとシリンジポンプのシリンダとの連結構成は、両者を直結しても、あるいは配管などの連結部材を介して連結してもよい。また、通孔は、マニホールドとシリンダ内部とを、直接連通させるようにしても、あるいは配管などの連結部材を介して、両者を連通させるようにしても、いずれであってもよい。

前記塗料導入部側には、前記マニホールド内に充填された塗料の逆流を防止する逆止弁が設けられることを特徴とする。

前記ハウジングがダイ本体として構成され、該ダイ本体の前記マニホールドに前記チューブが内蔵され、前記塗料吐出部がスリット状ノズルとして構成されることを特徴とする。

本発明にかかる塗装装置にあっては、塗料の移送量を適切に調整することができ、塗布膜厚の精度を向上できるとともに、装置構成をコンパクト化することができる。

以下に、本発明にかかる塗装装置の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかる塗装装置１は基本的には、図１および図２に示すように、流体Ｆが内部に給排されて膨張・収縮されるチューブ２と、チューブ２を収容するマニホールド３が形成されたハウジングとしてのダイ本体４と、ダイ本体４にマニホールド３と連通させて形成された塗料導入部５と、ダイ本体４にマニホールド３と連通させて形成された塗料吐出部としてのスリット状ノズル６と、チューブ２に連結され、チューブ２を収縮させて塗料導入部５からマニホールド３内に塗料Ｐを充填したり、チューブ２を膨張させてマニホールド３内に充填された塗料Ｐをスリット状ノズル６から吐出させるために、非圧縮性かつ非揮発性流体Ｆを、チューブ２内部へ供給したりチューブ２内部から吸引排出するポンプ７とを備えて構成される。

ポンプ７がシリンジポンプであって、ダイ本体４にシリンジポンプ７のシリンダ１２が直結されるとともに、ダイ本体４に、マニホールド３とシリンダ１２内部とを連通する通孔４ａが形成される。塗料導入部５側には、マニホールド３内に充填された塗料Ｐの逆流を防止する逆止弁８が設けられる。

図１（ａ）は、塗料吸引時のダイ本体の側断面を含む全体構成図、図１（ｂ）は、図１（ａ）中Ａ−Ａ線矢視断面図、図２（ａ）は、塗料吐出時のダイ本体等の側断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）中Ｂ−Ｂ線矢視断面図である。本実施形態にかかる塗装装置１は主に、ガラスパネルなどの塗装対象物Ｘに塗膜を形成して塗装を行うダイ本体４と、ダイ本体４へ塗料Ｐを供給する供給系９と、ダイ本体４に内蔵して設けられるチューブ２と、チューブ２に流体Ｆを給排するポンプ７とから構成される。

ダイ本体４は、ステンレスなどの金属材料で剛性高く形成される。ダイ本体４は、塗装対象物Ｘの幅方向に長く形成され、図示しない駆動機構によって塗装対象物Ｘの長さ方向に走行移動される。ダイ本体４の内部には、長さ方向に沿って中空円筒状のマニホールド３が形成される。マニホールド３の下部には、これに連通させてスリット状ノズル６が形成される。スリット状ノズル６は、マニホールド３の長さ方向ほぼ全域にわたって、当該マニホールド３より下方へ向かってダイ本体４を貫通して形成される。またダイ本体４には、マニホールド３と連通させて、流通孔などの塗料導入部５が貫通形成される。

塗料導入部５には、供給系９が接続される。供給系９は、塗料Ｐが貯留される塗料タンク１０と、塗料タンク１０内に一端が挿入され、他端が塗料導入部５と接続される可撓性を有するチューブ配管１１と、ダイ本体４に対して塗料導入部５側となるチューブ配管１１の途中に設けられ、塗料タンク１０からマニホールド３への塗料Ｐの流通を許容し、マニホールド３内から塗料タンク１０への塗料Ｐの逆流を阻止する逆止弁８とから構成される。逆止弁８は、塗料導入部５にできるだけ近づけて設けることが好ましい。

ダイ本体４のマニホールド３内部には長さ方向に沿って、膨張・収縮自在な細長いチューブ２が収容される。チューブ２は、柔軟で可撓性を有する合成樹脂材で形成される。チューブ２は、一か所に開口部２ａを有する袋形態で形成される。図示例にあっては、開口部２ａはチューブ２の長さ方向一端側に形成される。チューブ２の一端側は、マニホールド３の長さ方向一端部に固定される。マニホールド３の一端部には、ダイ本体４を貫通させて通孔４ａが形成され、この通孔４ａにチューブ２の開口部２ａが挿通される。チューブ２の他端側は、マニホールド３の長さ方向他端部に固定される。チューブ２は、膨張されることでその内容積が増加し、マニホールド３内スペースを狭める。他方、チューブ２は、収縮されることでその内容積が減少し、マニホールド３内スペースを拡張する。

ダイ本体４には、マニホールド３の他端部側に、通孔４ａと連通させて、ポンプ７が設けられる。本実施形態にあっては、シリンジポンプが例示されている。ポンプ７は、通孔４ａを介してチューブ２の開口部２ａと連結されるシリンダ１２と、シリンダ１２内を摺動自在に往復移動されるピストン１３と、ピストン１３を駆動する駆動部１４とから構成される。ポンプ７のシリンダ１２は、ダイ本体４に直結して取り付けられる。シリンダ１２内部は、開口部２ａを介してチューブ２内部と直接連通される。ピストン１３の往復移動で内容積が拡縮されるシリンダ１２内には、非圧縮性かつ非揮発性の流体Ｆが封入される。

ポンプ７は、ピストン１３の往復移動によって、流体Ｆをチューブ２内部へ供給したりチューブ２内部から吸引排出し、これによりチューブ２が膨張・収縮される。ピストン１３が最も後退した位置でチューブ２は初期収縮状態に設定され、ピストン１３が最も前進した位置でチューブ２は最大膨張状態に設定される。チューブ２は収縮されると、マニホールド３内を負圧状態とし、これにより供給系９から塗料導入部５を介して塗料Ｐが流入してマニホールド３内に充填される。また、チューブ２は膨張されると、マニホールド３内圧力を上昇させ、逆止弁８の作用も相俟って、マニホールド３内に充填された塗料Ｐがスリット状ノズル６から吐出される。

チューブ２の初期収縮状態は、チューブ２に流体圧力が何ら作用しない自然状態に設定しても、チューブ２内にある程度流体Ｆが残留されて僅かながら予圧が与えられる状態に設定しても、あるいは、ほとんどチューブ２内から流体Ｆが抜き出されて、窄まされるもしくは萎まされる状態に設定してもよい。本実施形態にあってはポンプ７として、シリンジポンプを例示したが、ダイヤフラムポンプなどを用いてもよい。

次に、本実施形態にかかる塗装装置１の作用について説明する。まず、待機状態について説明すると、ポンプ７により、マニホールド３内へ塗料Ｐを充填しておく。図１に示すように、ポンプ７のピストン１３を後退移動させ、チューブ２内から非圧縮性かつ非揮発性の流体Ｆを吸引排出する。流体Ｆを吸引すると、内部に充満していた流体Ｆで膨張していたチューブ２は、その内容積が減少しつつ収縮する。収縮すると、マニホールド３内は負圧状態となる。これにより、塗料Ｐが、供給系９から塗料導入部５を介してマニホールド３内に流入して充填される。ピストン１３を最も後退させた位置でチューブ２は初期収縮状態となり、そのときマニホールド３内に充填された塗料量が、一回の塗装作業に使用される。

次に、塗装状態について説明すると、駆動機構（図示せず）でダイ本体４の走行移動を開始し、塗装開始位置に達したら、スリット状ノズル６から塗料Ｐを吐出させて、塗装対象物Ｘに塗膜を形成してゆく。塗装期間中は、ポンプ７のピストン１３を僅かずつ徐々に前進させる。ピストン１３をこのように前進させると、シリンダ１２内の流体Ｆが僅かずつ徐々にチューブ２内へと供給され、これによりチューブ２の内容積が少しずつ増大していき、従ってチューブ２は少しずつ膨張し続ける。チューブ２が膨張した分だけ、マニホールド３内スペースが狭められ、狭められたことによるマニホールド３内圧力の上昇によって、当該マニホールド３内に充填されていた塗料Ｐがスリット状ノズル６から塗装対象物Ｘに向かって吐出され、これにより塗膜が形成される。この際、逆止弁８の作用で、塗料Ｐが供給系９を介して塗料タンク１０へと逆流することが防止される。

ダイ本体４が塗装対象物Ｘの塗装終了位置に達する段階で、ポンプ７から供給される流体Ｆによりチューブ２は最大膨張状態とされ、これによりマニホールド３内圧力の上昇が終息して、スリット状ノズル６からの塗料Ｐの吐出が終了する。以上で、一回の塗装作業が終了する。塗装作業終了後は、次回の塗装のための待機状態に移行するために、ポンプ７によりチューブ２内の流体Ｆを速やかに吸引排出して初期収縮状態とする。これにより、上述したようにマニホールド３内に塗料Ｐが充填される。

以上説明した本実施形態にかかる塗装装置１にあっては、背景技術とは異なり、チューブ２を内側から加圧する形式であって、かつ内容積が変化する態様で膨張・収縮されるチューブ２を採用しているので、チューブ２内容積の変化量がそのまま塗料Ｐの充填量あるいはスリット状ノズル６からの吐出量となってきわめて容易に調整をすることができる。また、チューブ２は、スリット状ノズル６の長さ方向において、均一に直径が大きくなるように膨張するので、スリット状ノズル６の長さ方向における吐出量が均一となり、ダイ本体４の長さ方向において均一な膜厚での塗装が可能となる。従って、均一膜厚で塗装することが要求される塗装装置において、塗料Ｐの吐出量等を適切かつ確実に調整・管理することができる。従って、塗布膜厚の精度も向上することができる。また、チューブ２を内側から加圧する形式であるので、ポンプ７からチューブ２へ給排する流体量を、塗料Ｐの最大吐出量以下に抑えることができ、塗装装置１をコンパクト化することができる。特に、チューブ２をダイ本体４内部に収容しても、コンパクトな塗装装置１を構成することができる。

また、本実施形態にあっては、ダイ本体４のマニホールド３にチューブ２を内蔵したことにより、ダイ本体４上などに種々の機器を搭載する場合に比べて、ダイ本体４の走行移動時に発生する振動やダイ本体４の長さ方向揺れを低減することができる。ポンプ７のシリンダ１２をダイ本体４に直結し、ポンプ７を通孔４ａを介して、ダイ本体４内のチューブ２と直接連通させるようにして、それら間の配管を省略した構成であるので、ポンプ７からチューブ２への流体圧送に際して、配管内容積が変化して塗料の吐出量が変動するなどの、配管による悪影響を排除することができる。逆止弁８を塗料導入部５に直接もしくはできる限り近づけて設ければ、チューブ２膨張時に塗料Ｐが供給系９側に戻る量をほとんどなくすことができ、これによってもノズル６から吐出される塗料量の変動を抑えることができる。

また、ポンプ７のピストンストロークの発生で直ちにチューブ２が膨張し、瞬時にノズル６から塗料Ｐを吐出させることができて、吐出動作の立ち上がり特性を向上することができる。従って、塗装制御も円滑に行うことができる。

上記実施形態にあっては、ダイ本体４内部にチューブ２を収納する構成を例示して説明したが、図３に示すように、ダイ本体４とは別にハウジング１５を備え、ハウジング１５には上記ポンプ７を設置するとともに、ハウジング１５内に形成したマニホールド３内にチューブ２を内蔵し、ハウジング１５に形成した塗料導入部５および塗料吐出部１６から塗料Ｐを導入・吐出させるようにした単体の塗装用ポンプ装置を構成してもよいことはもちろんである。そしてこのポンプ装置からダイ本体４に塗料Ｐを供給することで、当該ダイ本体４のスリット状ノズル６から塗料Ｐを吐出させて塗装を行うことができる。図中、１７は、バルブコントローラ付きの開閉バルブ、１８はハウジング１５とダイ本体４とを接続する接続配管である。このような構成の塗装装置１にあっても、上記実施形態と同様な作用効果を奏することはもちろんである。

また上記実施形態にあっては、ハウジング１５と、シリンジポンプ７のシリンダ１２との連結構成を直結形式としたが、配管などの連結部材を介して連結してもよい。また、通孔４ａは、マニホールド３とシリンダ１２内部とを、直接連通させるようにしたが、配管などの連結部材を介して、両者を連通させるようにしてもよい。

本発明にかかる塗装装置の好適な一実施形態を示す、吸引時の説明図である。 図１に示した塗装装置の吐出時の説明図である。 本発明かかる塗装装置の他の実施形態を示す系統図である。

符号の説明

１ 塗装装置
２ チューブ
３ マニホールド
４ ダイ本体
４ａ 通孔
５ 塗料導入部
６ スリット状ノズル
７ ポンプ
８ 逆止弁
１２ シリンダ
１５ ハウジング
１６ 塗料吐出部
Ｐ 塗料
Ｆ 非圧縮性かつ非揮発性流体

Claims (4)

1. 流体が内部に給排されて膨張・収縮されるチューブと、該チューブを収容するマニホールドが形成されたハウジングと、該ハウジングに上記マニホールドと連通させて形成された塗料導入部と、上記ハウジングに上記マニホールドと連通させて形成された塗料吐出部と、上記チューブに連結され、該チューブを収縮させて上記塗料導入部から上記マニホールド内に塗料を充填したり、該チューブを膨張させて該マニホールド内に充填された塗料を上記塗料吐出部から吐出させるために、非圧縮性かつ非揮発性流体を、該チューブ内部へ供給したり該チューブ内部から吸引排出するポンプとを備えたことを特徴とする塗装装置。
2. 前記ポンプがシリンジポンプであって、前記ハウジングに上記シリンジポンプのシリンダを連結して構成するとともに、上記ハウジングに、前記マニホールドと上記シリンダ内部とを連通させる通孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載の塗装装置。
3. 前記塗料導入部側には、前記マニホールド内に充填された塗料の逆流を防止する逆止弁が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の塗装装置。
4. 前記ハウジングがダイ本体として構成され、該ダイ本体の前記マニホールドに前記チューブが内蔵され、前記塗料吐出部がスリット状ノズルとして構成されることを特徴とする請求項１から３いずれかの項に記載の塗装装置。

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