JP2024511427A - ガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ - Google Patents

Abstract

本発明は、電気水力学的ポンプヘッドアセンブリに関し、より詳細には、粘性溶液に電位差を印加してノズルを介して粘性溶液をディスペンスするガス流路を備える電気水力学（ＥＨＤ、Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｈｙｄｒｏ Ｄｙｎａｍｉｃ）ポンプヘッドアセンブリに関する。本発明のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、ＥＨＤポンプが粘性溶液をディスペンスする条件を容易に調節してディスペンス品質を向上させることができるという効果がある。本発明のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、粘性溶液をディスペンスするガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリのディスペンス品質を安定的に維持することができるという効果がある。【選択図】図１

Description

本発明は、電気水力学的ポンプヘッドアセンブリに関し、より詳細には、粘性溶液に電位差を印加してノズルを介して粘性溶液をディスペンスするガス流路を備える電気水力学（ＥＨＤ、Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｈｙｄｒｏ Ｄｙｎａｍｉｃ）ポンプヘッドアセンブリに関する。

粘性溶液を高速定量でディスペンスするポンプは、半導体工程などを含む様々な技術分野に広く使用される。

このように粘性溶液をディスペンスするポンプは、オーガー（Ａｕｇｅｒ）ポンプ、空気圧ポンプ、ピエゾ（ｐｉｅｚｏ）ポンプ、インクジェットポンプなど、様々な形態及び構造のポンプが使用される。

粘性溶液のディスペンス容量をさらに精巧に調節し、微細線幅のパターンを資材にディスペンスするために、電気水力学的（ＥＨＤ、Ｅｌｅｃｔｒｏ－ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ）ポンプを使用する場合もある。

電気水力学的ポンプは、貯蔵部に貯蔵された粘性溶液に高電圧を印加して発生する電場によるエネルギーを利用して粘性溶液をノズルを介して吐出させるポンプである。

このような電気水力学的ポンプは、粘性溶液を微細容量で吐出させることが可能であるが、溶液の粘性や周辺環境、電極の形状などの要因によってディスペンス特性が大きく影響されるという欠点がある。

したがって、半導体工程などの様々な分野に効果的に使用するためには、比較的高粘度の粘性溶液も容易にディスペンスすることができ、粘性溶液の吐出形状、パターン、流量などを比較的容易に制御することができながらも、安定したディスペンス特性を維持することができる構造のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリが必要である。

本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、粘性溶液をディスペンスする性能に優れながらも安定的にディスペンス特性を維持することができ、ディスペンス特性の調節が容易な構造を有する、ガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリを提供することにある。

上記の目的を解決するための本発明のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、粘性溶液が貯蔵される貯蔵部と、前記貯蔵部に連結され、前記粘性溶液を吐出するように長手方向に延びて設けられる絶縁材質の絶縁ノズルと、前記貯蔵部に貯蔵された前記粘性溶液が前記絶縁ノズルへ伝達される経路上に配置される内部電極と、前記絶縁ノズルの少なくとも一部分を包むように形成され、上下に延びて設けられる外部電極と、を含むことに特徴がある。

本発明のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、ＥＨＤポンプが粘性溶液をディスペンスする条件を容易に調節してディスペンス品質を向上させることができるという効果がある。

本発明のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、粘性溶液をディスペンスするガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリのディスペンス品質を安定的に維持することができるという効果がある。

本発明の一実施形態によるガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリを示す斜視図である。 図１に示されたガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリの正面図である。 図１に示されたガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリの正面図である。 それぞれ図１に示されたガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリのＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図及び部分拡大図である。 それぞれ図１に示されたガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリのＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図及び部分拡大図である。 図１に示されたガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリの一部分に対する正面図である。 図１に示されたガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリの一部分を拡大した断面図である。 図１に示されたガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリをディスペンサに装着して使用する状態を説明するための図である。 図１に示された電気水力学的ポンプヘッドアセンブリの外部電極に対する他の構造を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態によるガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリについて説明する。

本発明のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、ベース上に配置された資材に粘性溶液を塗布するためのものである。接地されたベース上に資材が配置された状態で粘性溶液に電圧を印加すると、ベースと粘性溶液との電位差によって粘性溶液がノズルを介して資材上に吐出される。

図１は、本発明の一実施形態によるガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリを示す斜視図、図２及び図３は、図１に示されたガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリの正面図、図４及び図５は、それぞれ図１に示されたガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリのＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図及び部分拡大図である。

図１～図５を参照すると、本実施形態によるガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、貯蔵部１１０、内部電極３１０、絶縁ノズル３３０及び外部電極３５０を含んでなる。

貯蔵部１１０は、絶縁ノズル３３０を介して吐出するための粘性溶液が貯蔵される構成である。貯蔵部１１０は、粘性溶液が貯蔵できる様々な形態で構成できる。別途の容器に貯蔵された粘性溶液をチューブなどの管を介して伝達する形態の貯蔵部を使用することもできる。本実施形態では、図１～図５に示すように、円筒形カートリッ形状の容器構造で形成された貯蔵部１１０を使用する場合を例として説明する。このような貯蔵部１１０には、内部に貯蔵された粘性溶液に圧力を加えることができる空気圧レギュレータ（ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）が連結されて使用できる。

図４及び図５に示すように、貯蔵部１１０の下端には内部電極３１０が設置される。内部電極３１０は、貯蔵部１１０に貯蔵された粘性溶液に電圧を印加することができるように導電性材質で形成される。本実施形態の内部電極３１０は、長手方向に沿って内径と厚さが一定に形成された金属管状に形成される。このような構造によって、内部電極３１０は、貯蔵部１１０に貯蔵された粘性溶液に電圧を印加するとともに粘性溶液を絶縁ノズル３３０へ伝達することができる。

絶縁ノズル３３０は、図４、図５及び図７に示すように、長手方向に延びて設けられる。絶縁ノズル３３０は、少なくとも一部分が下側に行くほど内径が減少するように形成されることが良い。本実施形態の場合、図７に示すように、絶縁ノズル３３０は、上部は長手方向に沿って内径が一定に形成され、下部は下側に行くほど内径が減少する管状に形成される。

絶縁ノズル３３０は、ガラスなどの絶縁性材質で形成される。本実施形態の場合、絶縁ノズル３３０は、ガラス材質の管を引き抜き加工する方法で製作される。このような絶縁ノズル３３０は、内部電極３１０と同様に、貯蔵部１１０の下端に組み立てられる。

本実施形態の場合、絶縁ノズル３３０は、図７に示すように、内部に内部電極３１０が挿入された状態で貯蔵部１１０に組み立てられる。好ましくは、絶縁ノズル３３０は、ナット形状の合成樹脂材質の構造物に結合された状態で貯蔵部１１０に螺合方式で組み立てられる。この時、貯蔵部１１０の下端に突出するように設置された内部電極３１０が絶縁ノズル３３０に挿入された状態で、絶縁ノズル３３０が貯蔵部１１０に連結される。このような構造によって、内部電極３１０は、粘性溶液に電圧を印加するとともに直接粘性溶液を絶縁ノズル３３０に対して供給することができる。本実施形態の場合、図７に示すように、内部電極３１０は、絶縁ノズル３３０の内径が一定に形成された上部にまでのみ挿入されるように形成される。このような構造によって、内部電極３１０は、絶縁ノズル３３０の出口（ｏｕｔｌｅｔ）に非常に近い位置まで粘性溶液を伝達しながら、その粘性溶液に対して電圧を印加することができる。

絶縁ノズル３３０の内径と内部電極３１０の外径との間隔は、なるべく狭い方がよい。絶縁ノズル３３０の内径と内部電極３１０の外径との間隔を狭くすると、絶縁ノズル３３０に伝達される圧力の損失と電磁力の損失を低減しながら、効果的に粘性溶液を絶縁ノズル３３０を介して吐出させることができる。

好ましくは、絶縁ノズル３３０の内径と内部電極３１０の外径との間隔は、０．０５ｍｍ～０．１ｍｍであることがよい。絶縁ノズル３３０の内径と内部電極３１０の外径との間隔が０．０５ｍｍより小さい場合には、絶縁ノズル３３０と内部電極３１０を組み立てることが難しく、絶縁ノズル３３０の内径と内部電極３１０の外径との間隔が０．１ｍｍより大きい場合には、絶縁ノズル３３０と内部電極３１０との間に粘性溶液が流れるか、或いは絶縁ノズル３３０の内壁と内部電極３１０の外壁との間に気泡が形成されるか、或いは気泡が粘性溶液と共に絶縁ノズル３３０から排出されることができる。

絶縁ノズル３３０と内部電極３１０と貯蔵部１１０とは、上本体２１０に組み立てられる。上本体２１０は、貯蔵部１１０と内部電極３１０と絶縁ノズル３３０とのアセンブリが結合されて支持される構成である。このような上本体２１０は、下本体２３０と組み立てられて使用される。

図４及び図５に示すように、下本体２３０は、上下に延びて設けられる組立穴２３１を備える。上本体２１０は、組立穴２３１に対応する形状に形成された組立延長部２１１を備える。上本体２１０の組立延長部２１１が下本体２３０の組立穴２３１に挿入される方法で上本体２１０と下本体２３０とが互いに組み立てられる。

下本体２３０には、外部電極３５０が固定される。つまり、外部電極３５０は、下本体２３０に設置されて支持される。本実施形態の外部電極３５０は、上下に延びる管状に形成される。本実施形態の場合、上下方向に沿って内径と厚さが一定に形成される構造で形成される外部電極３５０を例として説明するが、外部電極３５０の構造及び形状は、様々に変形することができる。例えば、外部電極の内径が上下方向に沿って増加又は減少する管状の構造に形成されてもよい。また、図９に示すように、周方向に沿って一定角度間隔で配列され、長手方向に延びる構造の複数の外部電極エレメント３６１からなる外部電極３６０を使用することも可能である。

組立延長部２１１が組立穴２３１に挿入されて上本体２１０と下本体２３０とが互いに組み立てられると、外部電極３５０は、絶縁ノズル３３０の少なくとも一部分の外周を非接触状態で包む。本実施形態の場合、図５に示すように、絶縁ノズル３３０の端部が外部電極３５０に挿入された状態となる。このとき、絶縁ノズル３３０の内部に挿入された状態の内部電極３１０も外部電極３５０の内部に挿入された状態となる。

このような状態で、上本体２１０は、下本体２３０に対して昇降可能に設置される。本実施形態の場合、上本体２１０は、下本体２３０に設置されたガイドレールに沿って下本体２３０に対して上下に昇降可能に設けられる。本実施形態のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、手動で上本体２１０の高さを調節した後、別途の固定部材２５０を用いて上本体２１０の高さを固定するように構成されている。場合によっては、制御信号によって上本体２１０の高さを調節することができるリニアモータのような形態の昇降部材を設置して、自動的に上本体２１０を下本体２３０に対して昇降するようにガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリを構成することも可能である。このような昇降部材によって上本体２１０の高さを調節すると、結果として、外部電極３５０に対する絶縁ノズル３３０の高さが調節される。

本実施形態のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、絶縁ノズル３３０と外部電極３５０との間に連結されるガス流路４１０を備える。このようなガス流路４１０は、絶縁ノズル３３０と外部電極３５０との間に正圧又は負圧のガスを伝達するように絶縁ノズル３３０と外部電極３５０との間に連結される。

このようなガス流路４１０は、絶縁ノズル３３０と外部電極３５０との間で下本体２３０の内部を経由して外部空気圧装置に連結される。本実施形態の場合、ガス流路４１０は、上本体２１０の組立延長部２１１と下本体２３０の組立穴２３１との間の経路を経由する。

組立穴２３１は、円筒状に形成され、組立延長部２１１は、組立穴２３１にぴったり合う外径の円柱状に形成される。組立延長部２１１の外面には、周方向に沿って等間隔（９０度間隔）で上下に延びる溝状の部分流路２１３が形成される。部分流路２１３の上端部には、組立延長部２１１の外径に沿ってリング状に形成されるリング溝２１５が形成されて連結される。ガス流路４１０は、このような部分流路２１３とリング溝２１５によって形成される経路に沿って組立延長部２１１と組立穴２３１との間に連結される。ガス流路４１０は、リング溝２１５から下本体２３０の側方向に延在する。ガス流路４１０は、このような経路を介して外部空気圧装置に連結される。

外部空気圧装置が正圧を発生させると、外部電極３５０と絶縁ノズル３３０との間に圧縮ガスを噴射する。逆に、外部空気圧装置が負圧を発生させると、外部電極３５０と絶縁ノズル３３０との間の圧力を下げてガス流路４１０を介して絶縁ノズル３３０の周囲の空気を吸引する。

一方、外部電極３５０に対する前記絶縁ノズル３３０の相対位置は、上本体２１０の組立延長部２１１が下本体２３０の組立穴２３１に挿入されることにより、自動的に整列される。組立延長部２１１と組立穴２３１との間の公差を非常に小さく加工すると、組立穴２３１に組立延長部２１１が挿入された後には、絶縁ノズル３３０の水平方向の変位は固定される。したがって、組立穴２３１に組立延長部２１１が挿入されて組立穴２３１によってガイドされながら摺動すると、絶縁ノズル３３０は、外部電極３５０の内部に容易に進入する。このような方法で絶縁ノズル３３０の破損を防止することができる。絶縁ノズル３３０は、脆性の強いガラス材質で非常に細くて長く形成されるので、小さな衝撃にも破損しやすい。上述したように、組立穴２３１と組立延長部２１１の形状と構造により、絶縁ノズル３３０は、外部電極３５０の内部に容易に進入する。外部電極３５０に対する絶縁ノズル３３０の水平方向の位置を整列した状態で上本体２１０と下本体２３０とを組み立てると、絶縁ノズル３３０の破損が防止されながら、絶縁ノズル３３０が容易に外部電極３５０の内部に進入する。

このために、上本体２１０の下側に突出する絶縁ノズル３３０の長さは、組立穴２３１の深さよりも短い方がよい。このように構成すると、絶縁ノズル３３０が組立穴２３１の底部に接触する前に、組立延長部２１１が組立穴２３１に挿入され始める。組立延長部２１１が組立穴２３１によって位置整列されながら、絶縁ノズル３３０の位置も自動的に整列される。

上述したように、組立穴２３１と組立延長部２１１との間は、公差が非常に小さく形成されるので、ガス流路４１０を除く残りの部分の組立穴２３１と組立延長部２１１との間は気密になる。必要に応じては、組立延長部２１１又は組立穴２３１にＯリング等のシール部材を設置して組立穴２３１と組立延長部２１１との間をより確実に気密にすることもできる。

一方、下本体２３０には、絶縁材質の絶縁キャップ２３３が設置される。絶縁キャップ２３３は、上下に貫通するように形成される電極ホールを有する。絶縁キャップ２３３は、電極ホールの内部に外部電極３５０が配置できる状態で下本体２３０に結合される。絶縁キャップ２３３は、外部電極３５０を下本体２３０に固定する役割と、外部電極３５０に印加される高電圧から作業者を保護する役割を果たす。

以下、上述したように構成されたガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリの作用について説明する。

まず、本実施形態によるガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリの組立手順について説明する。

図１、図２及び図４を参照して、外部電極３５０を下本体２３０に組み立てる。上述したように、絶縁キャップ２３３を用いて外部電極３５０を下本体２３０の下部に固定する。この時、外部電極３５０は、絶縁キャップ２３３の電極ホールを経由して下側に露出する。

外部電極３５０は、下本体２３０を介して電源供給装置に電気的に連結される。電源供給装置は、制御部で設定した電圧で外部電極３５０に直流電圧を印加する。

次に、図１、図２及び図７を参照して、貯蔵部１１０に内部電極３１０と絶縁ノズル３３０を組み立てる。貯蔵部１１０に貯蔵された粘性溶液は、内部電極３１０を介して外部に排出できる状態となる。また、図７に示すように、内部電極３１０は、絶縁ノズル３３０の内径が一定に形成された部分まで挿入された状態となるように、絶縁ノズル３３０を貯蔵部１１０に対して組み立てる。このような状態になると、貯蔵部１１０に貯蔵された粘性溶液は、内部電極３１０を介して絶縁ノズル３３０に直接伝達できる。貯蔵部１１０には空気圧レギュレータが連結される。空気圧レギュレータは、制御部で設定した圧力で貯蔵部１１０に貯蔵された粘性溶液に圧力を加えることができる。

このような状態で、図１及び図２に示すように、貯蔵部１１０と内部電極３１０と絶縁ノズル３３０とのアセンブリを上本体２１０に取り付ける。図１及び図２に示すように、上本体２１０を下本体２３０に対して上昇させた状態で、貯蔵部１１０及びその周辺構成を上本体２１０に取り付ける。このように上本体２１０が上昇した状態では、内部電極３１０と絶縁ノズル３３０とが下本体２３０に引っ掛かることなく、上本体２１０に容易に取り付けられる。

内部電極３１０は、上本体２１０を介して電源供給装置に連結される。電源供給装置は、制御部で設定した直流電圧を内部電極３１０に印加する。

上本体２１０を下側に摺動させると、図３及び図５に示すように、組立延長部２１１が組立穴２３１に挿入されながら、上本体２１０と下本体２３０とが互いに組み立てられる。この時、絶縁ノズル３３０も外部電極３５０の内部に挿入される。このような過程は、手作業で行うこともでき、制御部の信号によって作動する昇降部材によって行うこともできる。上本体２１０と下本体２３０との間の相対位置は、作業条件や粘性溶液の特性など、様々なパラメータに応じて調節することができる。

前述したように、上本体２１０の下側に突出する絶縁ノズル３３０の長さが組立穴２３１の深さより短く形成されると、組立穴２３１の破損の危険性を低くすることができるという利点がある。絶縁ノズル３３０が組立穴２３１の底部に接触する前又は外側電極３５０の内部に進入する前に、組立延長部２１１が組立穴２３１に挿入され始めるので、組立延長部２１１の位置が組立穴２３１によって整列されながら絶縁ノズル３３０の位置も自動的に整列される。したがって、絶縁ノズル３３０は、正確な位置で外部電極３５０の内部に進入する。また、絶縁ノズル３３０の進入過程で、絶縁ノズル３３０は外部電極３５０と接触しなくなる。

上本体２１０と下本体２３０との組立が完了すると、図６に示すように、絶縁ノズル３３０の端部は外部電極３５０の下部に露出する。場合によっては、上本体２１０の高さを調節することにより、絶縁ノズル３３０の端部が外部電極３５０の下部に露出していない状態でディスペンス作業を行うことも可能である。

上述した順序で組み立てられて使用される本実施形態のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、図８に示すような状態で使用できる。図８に示すように、本実施形態の電気水力学的ポンプは、カメラやセンサーなどの他の構成と共に支持パネルに設置された状態で別途の移送装置に設置されて使用される。移送装置によって垂直方向と水平方向に移送されながら、底部に配置された資材に対して様々な方法で粘性溶液をディスペンスする。

上述したように接地されたベース（底部）に資材を配置し、電源供給装置によって内部電極３１０と外部電極３５０に直流電圧を印加すると、内部電極３１０及び外部電極３５０によって発生するベースに対する電位差により、絶縁ノズル３３０内部の粘性溶液が下側に向かって吐出される。本実施形態の場合、内部電極３１０には一定の直流電圧を印加し、外部電極３５０には様々なパターンと周波数のパルス電圧を印加して粘性溶液を絶縁ノズル３３０を介して吐出させる。場合によっては、逆に外部電極３５０に一定の直流電圧を印加し、内部電極３１０に特定周波数のパルス電圧を印加する方法でガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリを構成することも可能である。

図７に示すように、内部電極３１０は、絶縁ノズル３３０の内部まで進入しているので、粘性溶液の吐出のために、より効果的に直流電圧を印加することができる。このような構造によって粘性溶液のディスペンス性能を向上させることができる。また、本実施形態の内部電極３１０は管状に形成されているので、電位差を形成するとともに粘性溶液を絶縁ノズル３３０に供給する機能まで行い、ディスペンス性能をさらに向上させることができる。

このような内部電極３１０と絶縁ノズル３３０間の構造により、貯蔵部１１０に貯蔵された粘性溶液を絶縁ノズル３３０に供給する部分と、絶縁ノズル３３０から粘性溶液が吐出される部分との間の距離を非常に近づけることができる。このような構造により、ディスペンス過程で気泡が発生する可能性を飛躍的に下げることができる。また、このような構造により絶縁ノズル３３０の吐出口に極めて近い位置で、内部電極３１０によって粘性溶液に対して電圧を印加するので、本実施例のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、優れたディスペンス性能を持つ。また、このような構造は、ディスペンス特性を直接制御することが非常に容易であるという利点がある。

また、外部電極３５０も、内部電極３１０及び絶縁ノズル３３０に非常に近い位置で直流電圧を印加することができるので、本実施形態のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、より優れたディスペンス性能を有する。特に、本実施形態のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、外部電極３５０が管状に形成されて絶縁ノズル３３０の外周を包みながら上下に延びる空間を形成する。このような状態で外部電極３５０に直流電圧が印加されるので、本発明のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、外部環境やノイズの干渉による影響を低減することができる。その結果、本発明のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、より安定して粘性溶液をディスペンスする性能を有する。

また、内部電極３１０及び外部電極３５０が円筒状に形成される場合には、内部電極３１０と外部電極３５０との間に電位差が発生する面積と空間をさらに広げることにより、本発明のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、粘性溶液に対してより効果的に電磁力を伝達することができる構造を持つ。

次に、ガス流路４１０の作用について説明する。外部空気圧ポンプに連結されたガス流路４１０は、組立延長部２１１に形成されたリング溝２１５と部分流路２１３によって上本体２１０及び下本体２３０の下部に繋がる。部分流路２１３の下端部で、ガス流路４１０は再び放射状に半径方向に沿って延びて外部電極３５０の内側空間にまで続く。その結果として、外部電極３５０と絶縁ノズル３３０との間の空間にガス流路４１０の端部が連結される。外部空気圧ポンプの作動に応じて、ガス流路４１０は、外部電極３５０と絶縁ノズル３３０との間に正圧又は負圧のガスを供給する。

通常、粘性溶液をディスペンスするポンプは、作業を開始する段階で内部気泡を除去するか、或いはキャリブレーション（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）を行う過程でパージ（ｐｕｒｇｅ）作業を行うのが一般的である。このようなパージ作業を行う際に、ガス流路４１０を介して正圧を発生させると、絶縁ノズル３３０を介して粘性溶液が吐出されるのを助ける作用をする。また、パージ作業だけでなく、製品に対するディスペンス作業を開始する場合にも、ガス流路４１０を介して一定の圧力のガス流れが絶縁ノズル３３０の周囲に発生すると、吐出のための安定したメニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）を形成する時間を短縮させることができるという効果が発生する。

ガス流路４１０を介して伝達されるガス圧力の大きさやガスの流量を調節すると、本実施形態のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリが液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）単位で粘性溶液を吐出するのではなく、スプレー形状に粘性溶液をディスペンスするように作動させることも可能である。

一方、ガス流路４１０を介して負圧を伝達して絶縁ノズル３３０の周囲に真空が形成されるようにガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリを作動させることも可能である。上述したようなパージ作業中にガス流路４１０に負圧を発生させると、絶縁ノズル３３０を介してパージされた粘性溶液がサクション（ｓｕｃｔｉｏｎ）され、ガス流路４１０を介して外部に排出される。すなわち、ガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリをキャリブレーションするか或いは作業準備を行う段階では、粘性溶液が絶縁ノズル３３０の下側に滴下することなくガス流路４１０を介して外部へ排出されるようにすることにより、粘性溶液による作業空間の汚染を防止することができる。また、上述したようにスプレー形状に粘性溶液をディスペンスする場合でも、資材に対して粘性溶液をディスペンスしない間は、ガス流路４１０を介して粘性溶液の微粒子がサクションされて外部へ排出されるようにガス流路４１０に負圧を印加することができる。

本実施形態のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、外部電極３５０が絶縁ノズル３３０を非接触状態で包むように配置されているので、ガス流路４１０を絶縁ノズル３３０と外部電極３５０との間に連結することが容易な構造上の利点がある。このような構造により、ガス流路４１０を絶縁ノズル３３０に非常に近い位置に近づけることができるので、ガス流路４１０に伝達される正圧又は負圧のガス圧力による作用効果を向上させることができるという利点がある。

一方、本発明のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリのようなディスペンスポンプは、ノズルの高さを設定された値に維持することが非常に重要である。本発明の場合、次の方法を用いて外部電極３５０及び絶縁ノズル３３０の高さをキャリブレーションして制御することができる。

図１、図２及び図４に示すように、下本体２３０に対して上本体２１０は上昇させた状態で図７のような全体構造物を下降させて外部電極３５０の高さを測定する。ＬＶＤＴ（Ｌｉｎｅａｒ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）センサーを使用する場合には、外部電極３５０がＬＶＤＴセンサーに接触するまで外部電極３５０を下降させて外部電極３５０の基準高さを把握する。内部電極３１０又は絶縁ノズル３３０の外部電極３５０に対する相対変位は、上本体２１０と下本体２３０との間の相対変位を介して容易に測定又は調節することができる。したがって、上述したような方法で外部電極３５０の高さは直接測定し、内部電極３１０又は絶縁ノズル３３０の高さは間接的な方法で測定すると、内部電極３１０又は絶縁ノズル３３０の破損を防止しつつ主要構成の高さを正確に把握して調節することが可能である。このような方法で主要構成の高さに関連する要因を容易に調節して粘性溶液のディスペンス特性を制御することが可能である。

一方、本実施形態のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、上述したように容器状の貯蔵部１１０と内部電極３１０と絶縁ノズル３３０との一組で上本体２１０に装着することができる構造になっており、使用上の利便性と性能上の優秀性を持つ。従来では、バイアル（ｖｉａｌ）などの容器に粘性溶液を貯蔵し、チューブを介して粘性溶液をノズルに伝達する構造がしばしば用いられたが、本発明の場合は、容器状の貯蔵部１１０、内部電極３１０及び絶縁ノズル３３０が直接近距離に連結される構造を用いる。これにより、貯蔵部１１０に連結されたレギュレータ圧力の損失を最小限に抑えながら内部電極３１０に伝達することができる。また、中間連結チューブを使用しないので、本実施形態のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリは、構造を単純化することができ、大きさも小さくすることができるという利点がある。

このような本発明の構造は、上述したような利点を維持しながら様々に変形することができる。貯蔵部１１０と内部電極３１０と絶縁ノズル３３０とが一組に組み立てられた状態で上本体２１０に装着されると前述したが、このような構造は、必要に応じて変形することができる。例えば、内部電極３１０と絶縁ノズル３３０が上本体２１０に組み立てられた状態で、貯蔵部１１０を上本体２１０に着脱可能に結合することにより、内部電極３１０及び絶縁ノズル３３０と結合されるように構成することも可能である。

以上、本発明について好ましい例を挙げて説明したが、本発明の範囲は、前述及び図示した形態に限定されるものではない。

例えば、内部電極３１０、絶縁ノズル３３０及び外部電極３５０の構造は、円筒形の構造以外に、それぞれ異なる様々な構造に変形することができる。外径及び内径の大きさも、必要に応じて様々に変形可能である。また、外部電極３６０は、図９に示すように、周方向に配列された複数の外部電極エレメント３６１によって円筒形と同様の構造を持つ外部電極３６０を構成するように変形することも可能である。内部電極３１０の構造もこのような構造に変形させて使用することができる。

また、前述した図面を参照して説明した構造とは異なり、内部電極と絶縁ノズルのうちのいずれか一方を他方に対して高さ調節可能に本発明のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリを構成することも可能である。このように内部電極と絶縁ノズルとの間の高さを調節することにより、粘性溶液のディスペンス特性を調節することができる。

また、内部電極３１０は絶縁ノズル３３０の内部に挿入されると前述したが、場合によっては、内部電極が絶縁ノズルに挿入されない形態でガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリを構成することも可能である。場合によっては、管状ではなく、内部電極を使用することもできる。

また、内部電極３１０と絶縁ノズル３３０は、容器状の貯蔵部１１０に直接連結されると説明及び図示したが、容器状の貯蔵部がチューブのような中間構造物を介して内部電極及び絶縁ノズルに連結される構造のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリを構成することも可能である。

また、下本体２３０に対して上本体２１０が昇降可能に設けられた構造を例として前述したが、上本体に対して下本体が昇降可能に設けられた構造に変更することも可能である。この場合、昇降部材は、上本体に対して下本体を昇降させる。

また、上本体と下本体の組立構造も、相互摺動方式ではなく、相互螺合する構造やスナップ結合する構造など、多様に変形することができる。上本体と下本体に互いに分離される構造ではなく、一体的に形成される本体部を備える、ガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリを構成することも可能である。

また、ガス流路４１０を備える構造のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリを例として前述したが、ガス流路の構造は様々に変形可能であり、ガス流路を備えない構造のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリを構成することも可能である。ガス流路の構造も、前述したリング溝２１５と部分流路２１３の構造以外に、他の様々な形態に変形することが可能である。

１１０ 貯蔵部
３１０ 内部電極
３３０ 絶縁ノズル
３５０ 外部電極
２１０ 上本体
２３０ 下本体
２１１ 組立延長部
２３１ 組立穴
２１３ 部分流路
２１５ リング溝
２５０ 固定部材
２３３ 絶縁キャップ
４１０ ガス流路
３６０ 外部電極
３６１ 外部電極エレメント

Claims (18)

1. 粘性溶液が貯蔵される貯蔵部と、
   前記貯蔵部に連結され、前記粘性溶液を吐出するように長手方向に延びて設けられる絶縁材質の絶縁ノズルと、
   前記貯蔵部に貯蔵された前記粘性溶液が前記絶縁ノズルへ伝達される経路上に配置される内部電極と、
   前記絶縁ノズルの少なくとも一部分を非接触状態で包むように形成される外部電極と、
   前記絶縁ノズルと外部電極との間に正圧又は負圧のガスを伝達するように前記伝達ノズルと外部電極との間に連結されるガス流路と、を含む、ガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
2. 前記外部電極が管状に形成される、請求項１に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
3. 前記外部電極が、長手方向に沿って一定の内径を有するように形成される、請求項２に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
4. 前記外部電極が、長手方向に沿って次第に内径が減少するように形成される、請求項２に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
5. 前記外部電極が、前記絶縁ノズルを中心に周方向に沿って配列される複数の外部電極エレメントを含む、請求項１に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
6. 前記外部電極を支持するように前記外部電極に結合され、前記ガス流路が形成される下本体をさらに含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
7. 前記絶縁ノズルを支持するように前記絶縁ノズルに組み立てられる上本体をさらに含む、請求項６に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
8. 前記下本体は、上下に延びる組立穴を備え、
   前記上本体は、前記組立穴に対応する形状に形成される組立延長部を備え、
   前記上本体の組立延長部が前記下本体の組立穴に挿入されることにより、前記外部電極に対する前記絶縁ノズルの相対位置が決定される、請求項７に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
9. 前記ガス流路の一部分が、前記上本体と下本体との間に形成されて前記絶縁ノズルと外部電極との間に連結される、請求項８に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
10. 前記絶縁ノズルの前記外部電極に対する位置が整列されながら前記絶縁ノズルが前記外部電極に挿入されることができるように、前記下本体の組立穴は、前記上本体の組立延長部を上下に摺動可能にガイドするように形成される、請求項８に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
11. 前記上本体の下側に突出する前記絶縁ノズルの長さが、前記下本体の組立穴の深さよりも短い、請求項１０に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
12. 前記下本体の組立穴と上本体の組立延長部は、前記ガス流路を除く残りの部分が互いに気密となるように形成される、請求項８に記載のガス流路を含む電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
13. 前記ガス流路が、前記上本体の組立延長部と前記下本体の組立穴との間に上下に延びる複数の部分流路を含む、請求項８に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
14. 前記複数の部分流路が、前記上本体の組立延長部の外周に沿って等間隔で配列される、請求項１３に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
15. 前記外部電極が内側に配置されるように形成される電極ホールを備え、前記下本体の下部に結合される絶縁材質の絶縁キャップをさらに含む、請求項６に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
16. 前記上本体と下本体のうちのいずれか一方が他方に対して昇降可能に設けられる、請求項７に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
17. 前記上本体と下本体のうちのいずれか一方を他方に対して昇降させる昇降部材をさらに含む、請求項１６に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。
18. 前記貯蔵部は容器状に形成され、前記内部電極と絶縁ノズルは前記貯蔵部に結合されて設置される、請求項１７に記載のガス流路を備える電気水力学的ポンプヘッドアセンブリ。