JP2019098279A - 吐出システム - Google Patents

Abstract

【課題】流体の吐出量の微小変動を低減する効果が高く、優れた応答性を示す吐出システムの提供を目的とした。【解決手段】吐出システム１は、流体を搬送するポンプ１０と、ポンプ１０よりも流体の搬送方向下流側に設けられ、流体を吐出する吐出口６２を有するノズル６０と、ポンプ１０の第一開口部１４ａからノズル６０の吐出口６２まで延びるように形成された主流路７２と、主流路７２から分岐するように形成された分岐流路７４と、分岐流路７４と接続され、受圧部８２ｂを介して圧力の蓄積及び放出を行う蓄圧装置８２と、分岐流路７４において、蓄圧装置８２よりも主流路７２側に設けられる開閉弁８４と、ポンプ１０および開閉弁８４を制御する制御装置９０とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、吐出システムに関するものである。

近年の電子機器等の性能向上に伴い、これらの製造工程において材料を供給するための装置においても、材料供給の安定性等の性能向上が求められている。特に、ワークに吐出された流体を薄膜状にムラなく塗布する必要がある用途においては、ごく僅かな圧力変動に基づく吐出量の微小変動が生じたとしても、塗布品質に影響が生じる可能性がある。そのため、電子機器等の性能向上を図るべく、流体の吐出に用いられる吐出システムについても、より一層流体の吐出量の微小変動を低減する効果の高いものが望まれている。

そこで、かかる要望に応えるべく、電子機器等の製造においてワークに流体を薄膜状に塗布する必要がある用途等において、下記特許文献１に開示されているような一軸偏心ねじポンプが吐出システムを構成するものとして好適に利用されている。

特開２０１２−１５４２１５号公報

上述したように、一軸偏心ねじポンプを吐出システムに用いた場合、ごく僅かな圧力変動に基づく吐出量の微小変動を大幅に低減する効果が得られる。しかしながら、電子機器等のさらなる性能向上や生産効率の向上を図るためには、流体の吐出量の微小変動の低減効果を十分に確保できるだけでなく、高い応答性が得られる吐出システムの提供が求められている。具体的には、ワークに対する流体の吐出中はもちろんのこと、例えばワークに対する流体の吐出開始のタイミングや、吐出終了のタイミング等においても素早く応答し、吐出量の微小変動等の問題を生じることなく流体を吐出できる吐出システムの提供が求められている。

そこで本発明は、流体の吐出量の微小変動を低減する効果が高く、優れた応答性を示す吐出システムの提供を目的とした。

上述した課題を解決するために提供される本発明の吐出システムは、流体をワークに吐出するものであって、流入口と流出口とを有し、前記流体を搬送するポンプと、前記ポンプよりも前記流体の搬送方向下流側に設けられ、前記流体を吐出する吐出口を有するノズルと、前記ポンプの流出口から前記ノズルの吐出口まで延びるように形成された主流路と、前記主流路から分岐するように形成された分岐流路と、受圧部を有し、前記分岐流路と接続され、前記受圧部を介して圧力の蓄積及び放出を行う蓄圧装置と、前記分岐流路において、前記蓄圧装置よりも前記主流路側に設けられる開閉弁と、前記ポンプおよび前記開閉弁を制御する制御装置とを備えることを特徴とするものである。

本発明の吐出システムは、ポンプの流出口からノズルの吐出口に至る主流路から分岐する分岐流路に蓄圧装置を接続し、蓄圧装置の受圧部を介して圧力の蓄積及び放出を行えるようにしたものである。そのため、本発明の吐出システムは、主流路を流れる流体の圧力変動を蓄圧装置において緩和し、流体の吐出量の微小変動を低減させ得る。

本発明の吐出システムでは、分岐流路において蓄圧装置よりも主流路側の位置に開閉弁が設けられている。さらに、本発明の吐出システムは、制御装置によりポンプ及び開閉弁の制御を行える。そのため、本発明の吐出システムによれば、ポンプの動作状況に応じて開閉弁の制御を行い、蓄圧装置における圧力の蓄積状態を調整できる。従って、本発明の吐出システムによれば、ワークに対する流体の吐出中はもちろんのこと、例えばワークに対する流体の吐出開始のタイミングや、吐出終了のタイミング等においても素早く適確に応答し、吐出量の微小変動等の問題を生じることなく流体を吐出できる。

上述した本発明の吐出システムは、前記制御装置が、前記ポンプによる前記流体の搬送中であることを条件として前記開閉弁を開状態に保持し、前記流体の搬送を停止するタイミングを基準として、前記開閉弁を閉状態とする、ことを特徴とするものであっても良い。

本発明の吐出システムでは、ポンプによる流体の搬送中であることを条件として開閉弁を開状態に保持し、主流路と蓄圧装置とを連通させることができる。これにより、ワークに対する流体の吐出中における流体の圧力変動を蓄圧装置において緩和し、流体の吐出量の微小変動を低減させ得る。

また、本発明の吐出システムでは、流体の搬送を停止するタイミングを基準として開閉弁を閉状態とし、蓄圧装置を主流路から遮断することができる。これにより、ポンプによる流体の搬送中に蓄圧装置に蓄えられた圧力を、次に流体の吐出を開始するときの圧力不足を補助するために活用することができる。また、流体の搬送を停止するタイミングを基準として開閉弁を閉状態とすることで、流体の搬送停止に伴う圧力低下が主流路において生じたとしても、蓄圧装置から主流路に向けて圧力がリークされるのを抑制できる。これにより、流体の搬送停止後、主流路内にある流体が予期せずノズルから吐出されてしまうのを抑制できる。従って、本発明によれば、ワークに対する流体の吐出開始のタイミングや、吐出終了のタイミング等においても素早く適確に応答し、吐出量の微小変動等の問題を生じることなく流体を吐出可能な吐出装置を提供できる。

上述した本発明の吐出システムは、前記制御装置が、前記ポンプの運転停止に先だって前記開閉弁を閉状態とするものであることが望ましい。

本発明のようにポンプの運転停止に先だって開閉弁を閉状態とすることにより、ポンプ停止に伴う主流路の圧力低下の影響を受けることなく、蓄圧装置を主流路から遮断することができる。これにより、流体の搬送停止に伴い主流路において圧力低下が生じるようなことがあっても、蓄圧装置に蓄積された圧力がリークされるのを抑制できる。これにより、ポンプの運転停止後に予期せずノズルから流体が吐出されてしまうのを抑制できる。また、上述した構成によれば、ポンプによる流体の搬送中に蓄圧装置に蓄えられた圧力を、確実に次の流体吐出開始時に活用できる。

上述した本発明の吐出システムは、前記蓄圧装置の前記受圧部と前記主流路との間に作動流体封入空間を有し、前記作動流体封入空間に封入された作動流体が、前記ポンプから搬送された前記流体と連動して作動し、前記受圧部を介する圧力の蓄積及び放出が行われるものであることが好ましい。

かかる構成によれば、ワークへの吐出対象である流体が蓄圧装置に導入される量や、吐出対象である流体が流入する空間の大きさを最小限に抑制できる。これにより、吐出システムの分解洗浄時等に、ワークへの吐出に使用されることなく廃棄される流体の量を最小限に抑制できる。また、例えばワークへの吐出対象である流体として硬化性の流体など、取り扱いが難しい流体を用いる場合には、このような液体の蓄圧装置への導入を最小限に抑制することにより、蓄圧装置のメンテナンス作業の軽減などの効果が見込まれる。

上述した本発明の吐出システムは、前記作動流体封入空間が、前記蓄圧装置の受圧部に接する位置から、前記開閉弁よりも前記主流路側の位置まで形成されていることが望ましい。

かかる構成によれば、ワークへの吐出対象である流体が蓄圧装置に導入される量や、吐出対象である流体が流入する空間の大きさをより一層確実に最小限に抑制できる。

上述した本発明の吐出システムは、前記蓄圧装置、前記開閉弁、および前記作動流体封入空間が、単一の筐体に設けられているものであることが望ましい。

かかる構成によれば、蓄圧装置、開閉弁、及び作動流体封入空間を一体化することができる。これにより、組み付け、メンテナンス等の作業を容易にするとともに、構成をコンパクトにすることができる。

上述した本発明の吐出システムは、流体をワークに吐出する吐出システムであって、流入口と流出口とを有し、前記流体を搬送するポンプと、吐出口を有し、前記ポンプから搬送された前記流体を前記吐出口から吐出するノズルと、前記ポンプと前記ノズルとの間に設けられ、圧力の蓄積及び放出を行う蓄圧装置と、前記蓄圧装置と前記ポンプおよび前記ノズルとの連通および遮断を切り替える開閉弁と、前記ポンプによる前記流体の搬送中であることを条件として前記開閉弁を開状態に保持し、前記流体の搬送を停止するタイミングを基準として、前記開閉弁を閉状態とする制御を行う制御装置と、を備えたものである。

本発明の吐出システムは、ポンプとノズルとの間に設けられた蓄圧装置により、圧力の蓄積及び放出を行える。また、本発明の吐出システムでは、ポンプによる流体の搬送中であることを条件として開閉弁を開状態に保持し、蓄圧装置を作動させることができる。そのため、本発明の吐出システムは、ポンプにより搬送される流体の圧力変動を蓄圧装置において緩和し、流体の吐出量の微小変動を低減させ得る。

また、本発明の吐出システムでは、流体の搬送を停止するタイミングを基準として開閉弁を閉状態とする制御を制御装置により行い、蓄圧装置を遮断することができる。これにより、ポンプによる流体の搬送中に蓄圧装置に蓄えられた圧力を、次に流体の吐出を開始するときの圧力不足を補助するために活用することができる。また、流体の搬送を停止するタイミングを基準として開閉弁を閉状態とすることで、流体の搬送停止に伴う圧力低下がポンプとノズルとの間で生じたとしても、その影響を受けることなく蓄圧装置に蓄えられた圧力を保持できる。これにより、流体の搬送停止後に蓄圧装置からの圧力リークに伴って流体が予期せずノズルから吐出されてしまう等の不具合を抑制できる。従って、本発明によれば、ワークに対する流体の吐出開始のタイミングや、吐出終了のタイミング等においても素早く適確に応答し、吐出量の微小変動等の問題を生じることなく流体を吐出可能な吐出装置を提供できる。

上述した本発明の吐出システムは、前記制御装置が、前記ポンプの運転停止に先だって前記開閉弁を閉状態とするものであることが望ましい。

本発明のようにポンプの運転停止に先だって開閉弁を閉状態とすることにより、ポンプとノズルとを繋ぐ経路から蓄圧装置を遮断できる。これにより、ポンプの停止に伴う圧力低下の影響により、蓄圧装置に蓄積された圧力がリークされるのを抑制し、ポンプの運転停止後に予期せずノズルから流体が吐出されてしまう等の不具合も抑制できる。また、上述した構成によれば、ポンプによる流体の搬送中に蓄圧装置に蓄えられた圧力を次の流体吐出開始時に活用できるように蓄圧装置に保持しておける。

上述した本発明の吐出システムは、前記蓄圧装置が、作動流体封入空間を介して設けられており、前記作動流体封入空間に封入された作動流体が、前記ポンプから搬送された前記流体と連動して作動し、前記蓄圧装置における圧力の蓄積及び放出が行われるものであることが好ましい。

かかる構成によれば、作動流体封入空間を設けた分だけ、ワークへの吐出対象である流体が蓄圧装置に導入される量や、吐出対象である流体が流入する空間の大きさを最小限に抑制できる。これにより、蓄圧装置に導入されたもののワークへの吐出に使用されることなく廃棄される流体の量を最小限に抑制できる。また、例えばワークへの吐出対象である流体として硬化性の流体など、取り扱いが難しい流体を用いる場合には、このような液体の蓄圧装置への導入を最小限に抑制することにより、蓄圧装置のメンテナンス作業の軽減などの効果が期待できる。

上述した本発明の吐出システムは、前記蓄圧装置が、受圧部を有し、前記受圧部を介して圧力の蓄積及び放出を行うものであり、前記作動流体封入空間が、前記受圧部に接する位置から、前記開閉弁を超える位置まで形成されているものであることが望ましい。

かかる構成によれば、ワークへの吐出対象である流体が蓄圧装置に導入される量や、吐出対象である流体が流入する空間の大きさをより一層確実に最小限に抑制できる。

上述した本発明の吐出システムは、前記蓄圧装置、前記開閉弁、および前記作動流体封入空間が、単一の筐体に設けられているものであることが好ましい。

かかる構成によれば、蓄圧装置、開閉弁、及び作動流体封入空間を一体化することができる。これにより、組み付け、メンテナンス等の作業を容易にするとともに、構成をコンパクトにすることができる。

本発明によれば、流体の吐出量の微小変動の低減効果が高く、優れた応答性を示す吐出システムを提供できる。

本発明の一実施形態に係る吐出システムの模式図である。 本発明の一実施形態に係る吐出システムの模式図である。 図１の吐出システムで採用されている一軸偏心ねじポンプを示す断面図である。 図１の吐出システムにおいて行われる基本制御を示すフローチャートである。 蓄圧工程において行われる制御の流れを示すフローチャートである。 塗布工程において行われる制御の流れを示すフローチャートである。 図１の吐出システムの動作を示すタイミングチャートである。 蓄圧工程の各段階における吐出システムの動作状況を順を追って示した模式図である。 塗布工程の各段階における吐出システムの動作状況を順を追って示した模式図である。 蓄圧部の変形例を示す断面図であり、（ａ）は通常時、（ｂ）は蓄圧時の状態を示す。 図１０に示す蓄圧部を備えた吐出システムの模式図である。 変形例に係る蓄圧装置を備えた吐出システムの模式図である。 変形例に係る蓄圧装置を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る吐出システム１について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明においては、先ず吐出システム１の構成について説明した後、吐出システム１において行われる制御について詳細に説明する。

≪吐出システム１の構成≫
吐出システム１は、ワークＷに塗布するための流体を吐出するためのものである。吐出システム１は、例えばワークＷに対する電池材料の塗工や、ディスプレイを貼り合わせるための樹脂素材の塗工など、薄膜状に液体を塗布せねばならない用途において好適に利用されるものである。吐出システム１は、流体の吐出量の微小変動に起因する膜厚変動を抑制すべく、以下に詳述するような構成とされている。

図１や図２に示すように、吐出システム１は、ポンプ１０、ノズル６０、流路７０、蓄圧部８０、及び制御装置９０を備えている。吐出システム１は、ポンプ１０とノズル６０とに亘って設けられた流路７０に蓄圧部８０を設け、制御装置９０によりポンプ１０や蓄圧部８０を動作制御可能としたものである。

ポンプ１０は、流体を供給源からノズル６０に向けて搬送するものである。ポンプ１０は、流体を搬送可能なものであればいかなるものであっても良いが、所定の単位時間あたりの移送対象（移送液）の吐出量及び吸引量を一定として移送液を移送可能な、いわゆる容積型ポンプであることが望ましい。

ここで、「容積型ポンプ」は、ピストン、プランジャ又は回転体（ロータ）の押しのけ作用により移送対象（移送液）を移送するものである。より具体的には、容積型ポンプは、ポンプ室の内部に一定の容積を有し、往復運動や回転運動により、流量を調整して移送液を移送可能なものであり、所定の単位時間あたりの吐出量（吸引量）を一定として移送液を移送可能なものである。容積型ポンプのうち、回転運動による回転容積型ポンプは、ロータ等の回転体による押しのけ作用により移送液を移送するものであり、歯車ポンプ（ギアポンプ）、ベーンポンプ、ロータリーポンプ、ねじポンプなどが含まれる。また、ねじポンプには、一軸偏心ねじポンプ、二軸スクリューポンプ等が含まれる。本実施形態では、ポンプ１０として、一軸偏心ねじポンプが採用されている。

具体的には、図３に示すとおり、ポンプ１０は、ポンプケーシング１６及びステータケーシング１８の内部に、ステータ２０、ロータ３０、及び動力伝達機構５０等を収容したものである。より具体的には、ポンプ１０は、ポンプケーシング１６の内部に動力伝達機構５０などが収容され、ステータケーシング１８の内部にステータ２０やロータ３０等が収容されたものである。

ポンプケーシング１６は、金属製で筒状の部材であり、長手方向一端側にステータ取付部１６ａが設けられている。また、ステータケーシング１８は、長手方向一端側に第一開口部１４ａ（流出口）が設けられている。また、ポンプケーシング１６の外周部分には、第二開口部１４ｂ（流入口）が設けられている。第二開口部１４ｂは、ポンプケーシング１６の長手方向中間部分においてポンプケーシング１６の内部空間に連通している。

第一開口部１４ａ及び第二開口部１４ｂは、それぞれポンプ１０の流出口及び吸込口として機能する部分である。ポンプ１０は、ロータ３０を正方向に回転させることにより、第一開口部１４ａを流出口、第二開口部１４ｂを吸込口（流入口）として機能させることができる。また、メンテナンス等のためにロータ３０を逆方向に回転させることにより、第一開口部１４ａを吸込口、第二開口部１４ｂを流出口として機能させ、ポンプケーシング１６の内部空間等の洗浄等を行うことができる。

ステータ２０は、一端が第一開口部１４ａ側に向き、他端がポンプケーシング１６のステータ取付部１６ａに嵌め込まれた状態でステータケーシング１８内に収容されている。

ステータ２０は、略円筒形の外観形状を有する部材である。ステータ２０にはｎ条で単段あるいは多段の雌ねじ形状とされた挿通孔２２が形成されている。本実施形態では、挿通孔２２は、２条で多段の雄ねじ形状とされている。

ロータ３０は、金属製の軸体であり、ｎ−１条で単段又は多段の雄ねじ形状とされている。本実施形態では、ロータ３０は、１条で多段の雄ねじ形状とされている。ロータ３０は、長手方向のいずれの位置においても断面形状が略真円形とされている。ロータ３０は、上述したステータ２０の挿通孔２２に挿通され、挿通孔２２の内部において自由に偏心回転可能とされている。

ロータ３０をステータ２０に対して挿通すると、ロータ３０の外周面３０ａとステータ２０の内周面２０ａとが両者の接線で密接した状態になり、両者の間に流体搬送路３２（キャビティ）が形成される。流体搬送路３２は、ステータ２０やロータ３０の長手方向に向けて螺旋状に伸びている。

流体搬送路３２は、ロータ３０をステータ２０の挿通孔２２内において回転させると、ステータ２０内を回転しながらステータ２０の長手方向に進む。そのため、ロータ３０を回転させると、ステータ２０の一端側から流体搬送路３２内に流体を吸い込むと共に、この流体を流体搬送路３２内に閉じこめた状態でステータ２０の他端側に向けて移送し、ステータ２０の他端側において吐出させることが可能である。

動力伝達機構５０は、駆動源４０から上述したロータ３０に対して動力を伝達するためのものである。動力伝達機構５０は、偏心回転部５２と動力伝達部５４とを有する。偏心回転部５２は、動力伝達部５４とロータ３０とを動力伝達可能なように接続する部分である。偏心回転部５２は、従来公知のユニバーサルジョイント等を備えている。そのため、偏心回転部５２は、駆動源４０を作動させることにより発生した回転動力をロータ３０に伝達させ、ロータ３０を偏心回転させることが可能である。

図１に示すように、ノズル６０は、流路７０を介してポンプ１０から搬送されてきた流体をワークＷに向けて吐出するものである。ノズル６０は、ポンプ１０よりも流体の搬送方向下流側に設けられ、流体を吐出する吐出口６２を有する。ノズル６０は、流体を吐出できるものであればいかなるものであっても良いが、本実施形態では流体を所定の吐出幅で吐出可能なものが採用されている。

流路７０は、主流路７２及び分岐流路７４を有する。主流路７２は、ポンプ１０の流出口をなす第一開口部１４ａからノズル６０の吐出口６２まで延びるように形成された流路である。すなわち、本実施形態では、主流路７２は、ポンプ１０の第一開口部１４ａとノズル６０とを繋ぐ管路、及びノズル６０内において吐出口６２に到達するように形成された流路を含む一連の搬送経路を構成している。

分岐流路７４は、主流路７２から分岐するように形成された流路である。分岐流路７４は、配管などによって構成することができる。本実施形態では、後述する蓄圧部８０の接続管８６によって構成されている。

主流路７２と分岐流路７４との分岐点は、主流路７２のいずれの位置に形成されていても良い。具体的には、図示した例においては、主流路７２と分岐流路７４との分岐点を、第一開口部１４ａとノズル６０とを繋ぐ管路に設けた構成とされているが、ノズル６０内に設けられた流路等に分岐点を設けることも可能である。本実施形態では、主流路７２と分岐流路７４との分岐点が、第一開口部１４ａとノズル６０とを繋ぐ管路の中途に設けられている。

蓄圧部８０は、蓄圧装置８２、及び開閉弁８４を備えている。蓄圧装置８２は、アキュムレータ（蓄圧機）により構成されている。具体的には、図２等に示すように、蓄圧装置８２は、容器８２ａの内部に受圧部８２ｂを有する。受圧部８２ｂは、ゴムやバネ、スポンジ等の発泡体等の弾性体からなる部材であり、圧力を受けて弾性変形する。本実施形態では、受圧部８２ｂとして、容器８２ａの内部空間を第一領域８２ｃ及び第二領域８２ｄに分離可能な隔壁状のものが用いられている。また、蓄圧装置８２は、第一領域８２ｃにおいて流体が流出入可能とされている。また、第二領域８２ｄには、例えば空気や窒素などの蓄圧気体が充填されている。

開閉弁８４は、第一領域８２ｃに連通した接続管８６に設けられている。接続管８６は、上述した分岐流路７４を構成する配管であり、主流路７２をなす配管に対して接続されている。蓄圧部８０は、開閉弁８４を開閉することにより、蓄圧装置８２の第一領域８２ｃへの流体の流出入を調整できる。

蓄圧部８０は、蓄圧装置８２の受圧部８２ｂが第二領域８２ｄ側に変形する程度まで第一領域８２ｃに流体を導入した状態において、開閉弁８４を閉状態とすることにより蓄圧装置８２に圧力を蓄積できる。これとは逆に、蓄圧装置８２に圧力が蓄積された状態において開閉弁８４を開状態とすることにより、蓄圧装置８２から圧力を放出できる。そのため、蓄圧部８０は、開閉弁８４の開閉制御を行うことにより、蓄圧装置８２に対する圧力の蓄積、及び放出の制御を行うことができる。

制御装置９０は、ポンプ１０および開閉弁８４を制御するものである。制御装置９０は、後に詳述するように、ポンプ１０による流体の搬送中であることを条件として、開閉弁８４を開状態に保持し、流体の搬送を停止するタイミングを基準として、開閉弁８４を閉状態とする制御を行うことができる。本実施形態では、制御装置９０は、流体の搬送を停止するときに、ポンプ１０の運転停止に先だって開閉弁８４を閉状態とする制御を行う。

≪吐出システム１の動作制御について≫
以下、制御装置９０により行われる吐出システム１の動作制御について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

［基本制御について］
図４に示すように、制御装置９０は、先ずステップ１−１の蓄圧工程において、蓄圧装置８２に圧力を蓄積する。蓄圧工程は、後に詳述するように、図５に示した制御フローに則って行われる。蓄圧工程が完了すると、制御装置９０は、ステップ１−２にフローを進める。

制御装置９０は、ステップ１−２の塗布工程において、吐出システム１からワークＷに対して流体を吐出させて塗布する動作を行わせる。塗布工程は、後に詳述するように、図６に示した制御フローに則って行われる。塗布工程が完了すると、一連の制御フローが完了する。

［蓄圧工程について］
続いて、上述したステップ１−１において行われる蓄圧工程について説明する。図５に示すように、蓄圧工程においては、先ずステップ２−１に示すように、開閉弁８４を開状態にすると共に、ポンプ１０の運転を行う（図７参照）。これにより、ポンプ１０により搬送された流体が、主流路７２から分岐流路７４を介して蓄圧装置８２の第一領域８２ｃに流入する。蓄圧装置８２は、第一領域８２ｃへの流体の導入前には変形していなかった受圧部８２ｂ（図８（ａ）参照）が、次第に第二領域８２ｄ側に膨出するように変形していく（図８（ｂ）参照）。このようにして、蓄圧装置８２に圧力が蓄積されていく。

上述したようにして蓄圧装置８２に対する流体の導入が開始されると、制御フローがステップ２−２に進む。ステップ２−２においては、蓄圧装置８２に圧力が十分蓄積された状態になったか否かの確認がなされる。蓄圧装置８２への蓄圧状態は、例えば蓄圧装置８２の内圧を実測する方法や、ノズル６０から所定量の流体が吐出されたことを確認する方法など適宜の方法により判断できる。本実施形態では、蓄圧開始後の時間を指標として制御装置９０が判断することとしている。そのため、ステップ２−２において、制御装置９０は、蓄圧装置８２への流体の導入開始後、所定の時間ｔ１が経過したか否かを確認する。制御装置９０により所定の時間ｔ１の経過が確認されると、蓄圧装置８２に十分な圧力が蓄積されたものとして、制御装置９０により制御フローがステップ２−３に進められる。

ステップ２−３において、制御装置９０は、開閉弁８４を閉止させる（図７，図８（ｃ）参照）。これにより、主流路７２から分岐流路７４を介して蓄圧装置８２に至る流体の流れが遮断される。ステップ２−３においては、開閉弁８４の応答遅れ等を考慮し、蓄圧装置８２に確実に蓄圧すべく、ステップ２−１において運転開始したポンプ１０の運転を継続した状態で開閉弁８４が閉止される。その後、制御フローがステップ２−４に進められる。

ステップ２−４において、制御装置９０は、開閉弁８４の閉止後、所定の時間ｔ２が経過したか否かを確認する。ここで、上述した時間ｔ１や時間ｔ２は適宜設定可能であるが、例えば次のような基準で設定することができる。具体的には、開閉弁８４を開状態としてポンプ１０を運転することにより、蓄圧部８０に十分な液体が充填されるのに要する時間と時間ｔ１と設定することができる。ここで、時間ｔ１が経過するまでは、ポンプ１０により搬送された液体は、主流路７２において分岐流路７４との分岐点よりも下流の部分よりも、分岐流路７４の方に優先的に流入する。そのため、時間ｔ１が経過してから、開閉弁８４を開状態とした後、主流路７２において分岐流路７４との分岐点よりも下流の部分が液体によって十分満たされるには時間を要する。このような現象を想定し、時間ｔ２は、時間ｔ１の経過後、前述の分岐点よりも下流の部分が液体で十分満たされるのに要すると想定される時間としている。装置構成にもよるが、多くの場合において時間ｔ２は極めて短時間と想定される。そのため、時間ｔ１が経過して開閉弁８４を閉じた後、間もなく時間ｔ２が経過することになる。ステップ２−４において時間ｔ２の経過が確認されると、制御フローがステップ２−５に進められる。

ステップ２−５において、制御装置９０は、ポンプ１０の運転を停止する（図７，図８（ｄ）参照）。これにより、蓄圧装置８２に圧力を蓄積させる蓄積工程が完了する。

［塗布工程について］
続いて、上述したステップ１−２において行われる塗布工程について説明する。図６に示すように、塗布工程においては、先ずステップ３−１において、開閉弁８４を開状態にすると共に、ポンプ１０の運転を行う（図９（ａ）参照）。開閉弁８４を開状態とすることにより、蓄圧工程において蓄圧装置８２に蓄積されていた圧力の作用により、応答遅れが生じることなく流体がノズル６０から吐出される。ステップ３−１が完了すると、制御フローがステップ３−２に進められる。

ステップ３−２において、制御装置９０は、流体の吐出を停止する必要があるか否かについて確認する。流体の吐出停止の要否は、例えば制御装置９０に接続された上位制御装置（図示せず）からの停止指令の有無に基づいて停止要求の有無を判断する方法や、ワークＷに対する流体の塗布状態を検知する検知装置の出力信号等に基づいて停止要求の有無を判断する方法、流体の吐出開始からの時間に基づいて停止の要否を判断する方法など、適宜の方法により検知や判定を行うことで確認できる。ステップ３−２において流体の吐出を停止すべきことが確認されると、制御フローがステップ３−３に進められる。

ステップ３−３において、制御装置９０は、開閉弁８４を閉止する（図９（ｂ））。その後、ステップ３−４において所定の時間ｔ２が経過したか否かを確認する。ステップ３−４で時間ｔ２の経過が確認されると、制御フローがステップ３−５に進められ、制御装置９０がポンプ１０を停止させる（図９（ｃ））。ここで、本実施形態では、図７に示すように、上述したステップ２−４と同様に時間ｔ２が経過するまで開閉弁８４の閉止に対してポンプ１０の停止を遅延させることとしているが、ポンプ１０の停止までの遅延時間は、ステップ２−４におけるものと相違していても良い。

上述したようにしてステップ３−５においてポンプ１０が停止されると、制御フローがステップ３−６に進められる。ステップ３−６では、現在処理中のワークＷにおいて流体を塗布すべき箇所の全てについて塗布が完了したか否かが、制御装置９０によって確認される。流体の塗布が未完了の箇所があることが確認された場合には、制御フローがステップ３−１に戻される。一方、処理中のワークＷにおいて流体を塗布すべき箇所の全てについて、流体の塗布が完了したことが確認された場合には、制御フローがステップ３−７に進められる。

ステップ３−７において、制御装置９０は、流体の塗布対象として準備された全てのワークＷについて塗布が完了したか否かが確認される。ここで、塗布未完了のワークＷがある場合には、制御フローがステップ３−１に戻される。一方、全てのワークＷへの塗布が完了している場合には、塗布工程が完了する。

上述したように、本実施形態の吐出システム１は、主流路７２から分岐する分岐流路７４に蓄圧装置８２を有し、蓄圧装置８２において圧力の蓄積及び放出を行える。そのため、吐出システム１は、主流路７２を流れる流体の圧力変動を蓄圧装置８２において緩和し、流体の吐出量の微小変動を低減させ得る。従って、吐出システム１によれば、ワークＷに対して塗布される流体の膜圧変動を最小限に抑制できる。

また、上述したように、吐出システム１では、分岐流路７４において蓄圧装置８２よりも主流路７２側の位置に開閉弁８４が設けられている。そのため、吐出システム１によれば、ポンプ１０の動作状況に応じて開閉弁８４の制御を行い、蓄圧装置８２における圧力の蓄積状態を調整できる。具体的には、吐出システム１は、ワークＷに対する流体の吐出中はもちろんのこと、ワークＷに対する流体の吐出開始のタイミングや、吐出終了のタイミング等においても素早く適確に応答し、吐出量の微小変動等の問題を生じることなく流体を吐出できる。

上述したように、吐出システム１では、ポンプ１０による流体の搬送中であることを条件として開閉弁８４を開状態に保持し、主流路７２と蓄圧装置８２とを連通させることができる。これにより、ワークＷに対する流体の吐出中における流体の圧力変動を蓄圧装置８２において緩和し、流体の吐出量の微小変動を低減させ得る。なお、吐出システム１は、開閉弁８４を開状態にするための制御条件として、ポンプ１０による流体の搬送中であることだけでなく、他の条件を加えても良い。

また、吐出システム１は、開閉弁８４を備えているため、ポンプ１０による流体の搬送を停止するタイミングを基準として所定のタイミングで開閉弁８４を閉状態とし、蓄圧装置８２を主流路７２から遮断することもできる。具体的には、吐出システム１は、ポンプ１０の運転停止に先だって開閉弁８４を閉状態とすることができる。これにより、ポンプ１０による流体の搬送中に蓄圧装置８２に蓄えられた圧力が、ポンプ１０の停止に伴ってリークしてしまうのを回避し、次の吐出開始時に活用することができる。また、ポンプ１０の運転停止に先だって開閉弁８４を閉状態とすることにより、蓄圧装置８２から主流路７２にリークされた圧力の影響により、流体が予期せずノズル６０から吐出されてしまうといった不具合も抑制できる。なお、本実施形態では、ポンプ１０の運転停止に先だって開閉弁８４を閉状態とする例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、吐出システム１は、ポンプ１０による流体の搬送を停止するタイミングを基準として他のタイミングで開閉弁８４を閉状態とするものであっても良い。具体的には、ポンプ１０による流体の搬送を停止するのと同時に開閉弁８４を閉状態とする等しても良い。

本実施形態では、蓄圧部８０として、蓄圧装置８２と開閉弁８４とを設けたものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、蓄圧装置８２と開閉弁８４とを一体化したものや、これらに加えて他の構成も一体化したもの等であっても良い。以下、蓄圧部８０に代えて採用可能な蓄圧部１８０について図面を参照しつつ詳細に説明する。

≪蓄圧部の変形例≫
図１０に示すように、蓄圧部１８０は、蓄圧装置１８２、開閉弁１８４、および作動流体封入空間１８６を単一の筐体１８８に設けたユニットである。筐体１８８には、大別して蓄圧装置１８２を構成する蓄圧装置構成部１８２ａ、作動流体封入空間１８６を構成する作動流体封入部１８２ｂ、及び主流路７２に対して連通した空間を構成する連通部１８２ｃの３つの内部空間が設けられている。また、作動流体封入部１８２ｂ及び連通部１８２ｃは、上述した分岐流路７４の一部又は全部（本変形例では一部）を構成するものとして機能する。

蓄圧装置構成部１８２ａと作動流体封入部１８２ｂとの境界部、及び作動流体封入部１８２ｂと連通部１８２ｃとの境界部には、それぞれ受圧部１８２ｄと入力部１８２ｅが設けられている。受圧部１８２ｄ及び入力部１８２ｅは、ともに圧力変動に連動して変形や変位をすることによりエネルギーを蓄積可能なものとされている。本実施形態では、受圧部１８２ｄ及び入力部１８２ｅがゴム等の弾性変形可能なシートにより構成されている。また、受圧部１８２ｄ及び入力部１８２ｅは、それぞれ蓄圧装置構成部１８２ａと作動流体封入部１８２ｂとの隔壁、及び作動流体封入部１８２ｂと連通部１８２ｃとの隔壁を構成している。そのため、図１０（ｂ）のように受圧部１８２ｄ及び入力部１８２ｅに圧力が作用して変形すると、そのエネルギーが受圧部１８２ｄ及び入力部１８２ｅに蓄積された状態になる。

また、蓄圧装置構成部１８２ａには、弾性変形可能な素材からなる充填物が充填されている。本実施形態では、空気等の気体や、ゴム、バネ、スポンジ等の弾性体が充填物として蓄圧装置構成部１８２ａに嵌め込まれている。また、蓄圧装置構成部１８２ａに収容された充填物は、受圧部１８２ｄと接触している。そのため、図１０（ｂ）のように受圧部１８２ｄが圧力の作用により変形した状態になると、これに追従して充填物も変形する。

作動流体封入部１８２ｂは、受圧部１８２ｄ及び入力部１８２ｅにより仕切られた密閉空間（作動流体封入空間１８６）とされている。作動流体封入部１８２ｂ（作動流体封入空間１８６）には、作動流体が封入されている。作動流体は、受圧部１８２ｄ及び入力部１８２ｅの一方から他方に向けて圧力変動を伝達可能な流体とされている。作動流体は、いかなる流体によって構成されていても良いが、非圧縮性の流体により構成されることが好ましい。本実施形態では、非圧縮性の流体であるオイルが作動流体として作動流体封入部１８２ｂに封入されている。

作動流体封入部１８２ｂにおいて、作動流体封入空間１８６は、開閉弁１８４を介して一次側空間１８６ａ及び二次側空間１８６ｂからなる二つの空間に分離されている。一次側空間１８６ａは、開閉弁１８４に対して主流路７２側に設けられている。また、二次側空間８６ｂは、一次側空間１８６ａとは反対側に設けられている。

開閉弁１８４は、上述したように作動流体封入部１８２ｂの一次側空間１８６ａ及び二次側空間１８６ｂの境界に設けられている。また、作動流体封入部１８２ｂ及び連通部１８２ｃは、分岐流路７４を構成する。そのため、開閉弁１８４は、分岐流路７４において、蓄圧装置１８２よりも主流路７２側の位置に存在している。

開閉弁１８４は、作動流体封入空間１８６ｂをなす一次側空間１８６ａと二次側空間８６ｂの連通状態を切り替え可能な弁である。開閉弁１８４は、例えばサーボモータなどの駆動源１８４ａを備えており、駆動源１８４ａを制御することにより開閉制御可能とされている。開閉弁１８４は、開状態とすることで一次側空間１８６ａと二次側空間１８６ｂとを連通させ、閉状態とすることで両空間１８６ａ，１８６ｂを遮断することができる。また、一次側空間１８６ａと二次側空間１８６ｂとを連通させると、作動流体及び受圧部１８２ｄ及び入力部１８２ｅを介して蓄圧装置１８２への圧力の蓄積、及び放出を行うことができる。一方、一次側空間１８６ａと二次側空間１８６ｂとを遮断させると、蓄圧装置１８２への圧力の蓄積、及び放出が不能となる。また、開閉弁１８４は、制御装置９０による制御の下、作動させうる。そのため、開閉弁１８４の開閉を制御装置９０により実施することで、蓄圧装置１８２に対する圧力の蓄積、及び放出の制御を行うことができる。

図１１に示すように、上述した蓄圧部１８０は、連通部１８２ｃが分岐流路７４に対して連通するように取り付けられる。このように、蓄圧部１８０を用いて吐出システム１を構成した場合、図１０（ｂ）に示すように作動流体封入空間１８６に封入された作動流体が、ポンプ１０から搬送された流体と連動して作動する。そのため、上記実施形態の吐出システム１において、蓄圧部８０に代えて蓄圧部１８０を設けた場合についても、受圧部１８２ｄ及び入力部１８２ｅを介して蓄圧装置１８２に圧力の蓄積及び放出を行い、流体の吐出量の微小変動を最小限に抑制できる。

また、蓄圧部１８０のような構成とした場合、ワークＷへの吐出対象である流体の蓄圧部１８０への導入量や、吐出対象である流体が流入する空間の大きさを最小限に抑制できる。すなわち、蓄圧部１８０を採用した場合、蓄圧部１８０の作動に要する流体は連通部１８２ｃの容積分だけでよい。そのため、蓄圧部１８０を採用することにより、ワークＷへの吐出に使用されることなく廃棄される流体の量を最小限に抑制できる。また、例えばワークＷへの吐出対象である流体として硬化性の流体など、取り扱いが難しい流体を用いる場合には、このような液体の蓄圧部１８０への導入を最小限に抑制することにより、蓄圧部１８０のメンテナンス作業の軽減などの効果が見込まれる。

また、上述した蓄圧部１８０においては、作動流体封入空間１８６が、蓄圧装置１８２の受圧部１８２ｄに接する位置から、開閉弁１８４よりも主流路７２側の位置までの領域に形成されている。このような構成とすることにより、ワークＷへの吐出対象である流体が蓄圧装置１８２に導入される量や、吐出対象である流体が流入する空間の大きさをより一層確実に最小限に抑制できる。

さらに、蓄圧部１８０は、蓄圧装置１８２、開閉弁１８４、および作動流体封入空間１８６を単一の筐体１８８に組み付けて一体化した構成とされている。これにより、吐出システム１において蓄圧部１８０の組み付けや、メンテナンス等の作業を蓄圧部１８０全体として一体的に行うことができると共に、構成をコンパクトにすることができる。

また、蓄圧部８０に代えて蓄圧部１８０を吐出システム１に採用した場合についても、上述した吐出システム１の動作制御と同様の制御により吐出量制御を行える。

なお、上述した蓄圧部１８０や蓄圧装置１８２は、本発明の一実施形態に過ぎず、例えば図１２に示した蓄圧装置２８０など、他の構成のものとすることができる。以下、蓄圧装置２８０について図面を参照しつつ詳細に説明する。

≪蓄圧装置の変形例≫
図１２に示すように、蓄圧装置２８０は、分岐流路７４に接続される。図１３に示すように、蓄圧装置２８０は、分岐流路７４をなす配管に接続されるメインハウジング２８２と、メインハウジング２８２の他端開口部を閉鎖するサポートハウジング２８４とを備える。両ハウジング２８２、２８４によって形成される内周部２８６には、弾性部２９０が設けられている。弾性部２９０は、内周部２８６に沿って設けられた受圧部２９６と、内周部２８６及び受圧部２９６の間に設けられた空間２９４とを有する。受圧部２９６は、例えばゴムチューブなどの弾性変形可能な素材によって形成されている。また、空間２９４には、エア等の圧縮性流体、あるいは弾性変形可能なバネやゴム樹脂などの弾性体が充填されている。

上述した蓄圧装置２８０においては、流体の流量変動に応じて空間２９４及び受圧部２９６が外径方向に弾性変形する。これにより、流体の吐出量の微小変動を蓄圧装置２８０で吸収し、この蓄圧装置２８０を通過した後の流動体の流動状態を安定させることができる。

なお、上述した蓄圧装置８２，１８２，２８０は、いずれも受圧部８２ｂ，１８２ｄ，２９６を備えたものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。蓄圧装置８２，１８２，２８０は、受圧部８２ｂ，１８２ｄ，２９６のような隔膜（隔壁）となるものがなく、移送液とエア等の気体が直接接する方式のもの等であっても良い。このように移送液と気体が直接接する方式のものにおいては、気体と移送液との界面を受圧部とみなすことにより、上記各実施形態に示した吐出システム１と同様の作用効果が得られる。

本発明は、ポンプで搬送される流体をノズルから吐出する吐出システム全般において好適に利用可能である。特に、本発明の吐出システムは、例えばワークに対する電池材料の塗工や、ディスプレイを貼り合わせるための樹脂素材の塗工など、薄膜状に液体を塗布せねばならない用途において好適に利用できる。

１ ：吐出システム
１０ ：ポンプ
１４ａ ：第一開口部（流出口）
１４ｂ ：第二開口部（流入口）
６０ ：ノズル
６２ ：吐出口
７０ ：流路
７２ ：主流路
７４ ：分岐流路
８０ ：蓄圧部
８２ ：蓄圧装置
８２ｂ ：受圧部
８４ ：開閉弁
９０ ：制御装置
１８０ ：蓄圧部
１８２ ：蓄圧装置
１８２ｂ ：作動流体封入部
１８２ｄ ：受圧部
１８２ｅ ：入力部
１８４ ：開閉弁
１８６ｂ ：作動流体封入空間
１８８ ：筐体
２８０ ：蓄圧装置
２９６ ：受圧部
Ｗ ：ワーク

Claims (11)

1. 流体をワークに吐出する吐出システムであって、
   流入口と流出口とを有し、前記流体を搬送するポンプと、
   前記ポンプよりも前記流体の搬送方向下流側に設けられ、前記流体を吐出する吐出口を有するノズルと、
   前記ポンプの流出口から前記ノズルの吐出口まで延びるように形成された主流路と、
   前記主流路から分岐するように形成された分岐流路と、
   受圧部を有し、前記分岐流路と接続され、前記受圧部を介して圧力の蓄積及び放出を行う蓄圧装置と、
   前記分岐流路において、前記蓄圧装置よりも前記主流路側に設けられる開閉弁と、
   前記ポンプおよび前記開閉弁を制御する制御装置と、
   を備えることを特徴とする吐出システム。
2. 前記制御装置が、
   前記ポンプによる前記流体の搬送中であることを条件として前記開閉弁を開状態に保持し、
   前記流体の搬送を停止するタイミングを基準として、前記開閉弁を閉状態とする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の吐出システム。
3. 前記制御装置が、前記ポンプの運転停止に先だって前記開閉弁を閉状態とする、
   ことを特徴とする請求項２に記載の吐出システム。
4. 前記蓄圧装置の前記受圧部と前記主流路との間に作動流体封入空間を有し、
   前記作動流体封入空間に封入された作動流体が、前記ポンプから搬送された前記流体と連動して作動し、前記受圧部を介する圧力の蓄積及び放出が行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の吐出システム。
5. 前記作動流体封入空間が、前記蓄圧装置の受圧部に接する位置から、前記開閉弁よりも前記主流路側の位置まで形成されていることを特徴とする請求項４に記載の吐出システム。
6. 前記蓄圧装置、前記開閉弁、および前記作動流体封入空間が、単一の筐体に設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の吐出システム。
7. 流体をワークに吐出する吐出システムであって、
   流入口と流出口とを有し、前記流体を搬送するポンプと、
   吐出口を有し、前記ポンプから搬送された前記流体を前記吐出口から吐出するノズルと、
   前記ポンプと前記ノズルとの間に設けられ、圧力の蓄積及び放出を行う蓄圧装置と、
   前記蓄圧装置と前記ポンプおよび前記ノズルとの連通および遮断を切り替える開閉弁と、
   前記ポンプによる前記流体の搬送中であることを条件として前記開閉弁を開状態に保持し、前記流体の搬送を停止するタイミングを基準として、前記開閉弁を閉状態とする制御を行う制御装置と、
   を備える吐出システム。
8. 前記制御装置が、前記ポンプの運転停止に先だって前記開閉弁を閉状態とすることを特徴とする請求項７に記載の吐出システム。
9. 前記蓄圧装置が、作動流体封入空間を介して設けられており、
   前記作動流体封入空間に封入された作動流体が、前記ポンプから搬送された前記流体と連動して作動し、前記受圧部を介する圧力の蓄積及び放出が行われることを特徴とする請求項７または８に記載の吐出システム。
10. 前記蓄圧装置が、受圧部を有し、前記受圧部を介して圧力の蓄積及び放出を行うものであり、
    前記作動流体封入空間が、前記受圧部に接する位置から、前記開閉弁を超える位置まで形成されていることを特徴とする請求項９に記載の吐出システム。
11. 前記蓄圧装置、前記開閉弁、および前記作動流体封入空間が、単一の筐体に設けられていることを特徴とする請求項９または１０に記載の吐出システム。

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