JP7030631B2

JP7030631B2 - 液体供給装置および液体供給方法

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Publication number: JP7030631B2
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Inventors: 裕之村岡
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Description

本発明は、液状樹脂等の液体を供給する液体供給装置および液体供給方法に関する。

液体を供給するために、液体供給装置は、収縮して吐出動作を行い、膨張して吸入動作を行うポンプ室を備えたポンプを有している。特許文献１には、一次側ポンプとこの一次側ポンプに直列に接続される二次側ポンプとを備え、フォトレジスト液等の液体を供給するための液体供給装置が記載されている。特許文献２には、第１のポンプとこのポンプに直列に接続される第２のポンプとを備えた液体クロマトグラフ用ポンプが記載されている。

特許文献１に記載された液体供給装置は、一次側ポンプの吐出口と二次側ポンプの流入口との間に連通流路が接続され、逆止弁が連通流路に設けられている。逆止弁は、一次側ポンプの吐出動作時には一次側ポンプから二次側ポンプへの液体の流れを許容し、一次側ポンプの吸入動作時には一次側ポンプへの液体の逆流を阻止する。

特許文献２に記載されたポンプは、２つのシリンダが形成されたポンプ本体を有し、それぞれポンプを構成するプランジャがそれぞれのシリンダに往復動自在に設けられている。第１のポンプと第２のポンプとの間の流路には、逆止弁が設けられており、この逆止弁は特許文献１における逆止弁と同様の機能を有している。

特開２０１４－１６６３号公報特開２００４－１５０４０２号公報

特許文献１に記載の液体供給装置ように、一次側ポンプと二次側ポンプとが分離された形態においては、２つのポンプを連通流路の配管により接続し、配管に逆止弁が設けられる。このため、液体供給装置の構造が複雑となり、組立作業に時間がかかる。

一方、特許文献２のように、ポンプ本体に２つのポンプと逆止弁とを組み込むようにすると、逆止弁を組み込むためにポンプ本体を分割型としなければ、ポンプを組み立てることができない。したがって、第１のポンプが組み込まれるブロック材と、第２のポンプが組み込まれるブロック材とによりポンプ本体を形成し、ブロック材に逆止弁を収容する凹部を形成しなければならない。このため、ポンプの構造が複雑となり、組立作業に時間がかかる。しかも、逆止弁をブロック材の内部に組み込むと、ポンプの点検や洗浄、逆止弁の交換等のメンテナンス時にポンプ本体を分解しなければならず、メンテナンス性が悪い。

上述のように、フォトレジスト液を塗布する場合と相違して、液状の樹脂を金型に供給して樹脂製品を製造する場合であって、金型に例えば１ｃｃ程度の樹脂材料を供給する場合には、ポンプからの吐出精度を高める必要がある。このように、比較的少量の液体を供給する場合には、一次側ポンプと二次側ポンプとの間に逆止弁を設けると、液体の吐出精度を高めることができない。なぜならば、逆止弁においては、二次側ポンプの吐出開始時に僅かに一次側ポンプに向けて液体の逆流が発生するからである。

本発明の目的は、構造が簡単であってメンテナンス性に優れた液体供給装置および液体供給方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、吐出精度を向上することができる液体供給装置および液体供給方法を提供することにある。

本発明の液体供給装置は、第１の吸入流路および第１の吐出流路に連通する第１のポンプ室と、第２の吸入流路および第２の吐出流路に連通する第２のポンプ室と、前記第１の吐出流路および前記第２の吐出流路が開口する弁取付面とが形成された一体型のポンプブロックと、前記第１のポンプ室に前記第１の吸入流路から液体を吸入する吸入動作、および前記第１のポンプ室から前記第１の吐出流路に液体を吐出する吐出動作を行う第１のポンプと、前記第２のポンプ室に前記第２の吸入流路から液体を吸入する吸入動作、および前記第２のポンプ室から前記第２の吐出流路に液体を吐出する吐出動作を行う第２のポンプと、前記ポンプブロックの外側に設けられ、前記第１の吐出流路と前記第２の吸入流路との連通を遮断する閉状態と、前記第１の吐出流路と前記第２の吸入流路とを連通させる開状態を備え、外部からの制御信号に基づいて開状態と閉状態を切り換える弁駆動部を有し、前記弁取付面に取り付けられる流路開閉弁と、を有し、前記流路開閉弁は、前記第１のポンプが吸入動作し前記第２のポンプが吐出動作するときに前記閉状態となり、前記第２のポンプが吸入動作し前記第１のポンプが吐出動作するときに前記開状態となって液体を前記第２の吐出流路に案内する。

本発明の液体供給方法は、第１の吸入流路および第１の吐出流路に連通する第１のポンプ室と、第２の吸入流路および第２の吐出流路に連通する第２のポンプ室とが形成された一体型のポンプブロックと、前記第１のポンプ室に前記第１の吸入流路から液体を吸入する吸入動作、および前記第１のポンプ室から前記第１の吐出流路に液体を吐出する吐出動作を行う第１のポンプと、前記第２のポンプ室に前記第２の吸入流路から液体を吸入する吸入動作、および前記第２のポンプ室から前記第２の吐出流路に液体を吐出する吐出動作を行う第２のポンプと、前記ポンプブロックの外側に設けられ、前記第１の吐出流路と前記第２の吸入流路との連通を遮断する閉状態と、前記第１の吐出流路と前記第２の吸入流路とを連通させる開状態を備え、外部からの制御信号に基づいて開状態と閉状態を切り換える弁駆動部を有する流路開閉弁と、を有する液体供給装置において、前記流路開閉弁を閉状態として、前記第１のポンプが吸入動作し、前記第２のポンプが吐出動作する第１吐出ステップと、前記第１のポンプと前記第２のポンプが停止し、前記流路開閉弁を前記閉状態から前記開状態に切り換える第１休止ステップと、前記流路開閉弁を開状態とし、前記第１のポンプが吐出動作し、前記第２のポンプが吸入動作する第２吐出ステップと、前記第１のポンプと前記第２のポンプが停止し、前記流路開閉弁を開状態から、前記閉状態に切り換える第２休止ステップと、を有する。

流路開閉弁はポンプブロックの内部に組み込まれることなく、ポンプブロックの外側に設けられているので、流路開閉弁をポンプブロックから容易に取り外すことができ、液体供給装置のメンテナンス性を向上させることができる。第１と第２のポンプ室は、一体型のポンプブロックに形成されており、ポンプブロックは複数の部材を組み立てることなく、簡単な構造であり、液体供給装置を容易に組み立てることができる。第１の吐出流路と第２の吸入流路との連通を遮断した状態と、連通させる状態とに電磁弁により切り換えるようにしたので、第２の吐出流路から高精度で液体を吐出させることができる。

一実施の形態である液体供給装置を示す一部切り欠き正面図である。図１の要部を示す拡大断面図である。図２におけるＡ－Ａ線断面図である。図１に示された流路開閉電磁弁の要部を示す断面図であり、（Ａ）は流路開閉電磁弁が閉じた状態を示し、（Ｂ）は流路開閉電磁弁が開いた状態を示す。他の実施の形態である液体供給装置の要部を示す断面図である。液体供給装置における液体供給動作を示すタイムチャートである。他の実施の形態である液体供給装置の要部を示す断面図である。さらに他の実施の形態である液体供給装置の要部を示す断面図である。図８に示された液体供給装置の制御回路を示すブロック図である。さらに他の実施の形態である液体供給装置の要部を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。液体供給装置１０は、液体容器１１内の液体Ｌを塗布ノズル等の塗布具１２に供給するために使用される。液体供給装置１０は、直方体形状のポンプブロック１３を有している。ポンプブロック１３は６つの面を有しており、図１において左側の面を正面１４ａとし、反対側面を背面１４ｂとし、下側の面を下端面１４ｃとし、上側の面を上端面１４ｄとする。図３において左右の面を側面１４ｅ、１４ｆとする。正面１４ａと背面１４ｂは平行であり、下端面１４ｃと上端面１４ｄは平行であり、正面１４ａは下端面１４ｃに対して直角である。

底付きの第１のシリンダ孔１５が背面１４ｂに開口してポンプブロック１３に設けられ、底付きの第２のシリンダ孔１６が背面１４ｂに開口してポンプブロック１３に設けられている。両方のシリンダ孔１５、１６は相互に平行である。このように、ポンプブロック１３は、２つのシリンダ孔１５、１６が単一のブロック部材に設けられた一体型である。正面１４ａおよび上下の端面１４ｃ、１４ｄは外部に露出した外面である。

ポンプブロック１３の背面１４ｂは駆動機構取付面であり、ポンプ駆動機構１７が背面１４ｂに装着される。ポンプ駆動機構１７は第１のポンプ１８と第２のポンプ１９とを備えている。ポンプ１８はポンプ部材としてのプランジャ２１を有し、ポンプ１９はポンプ部材としてのプランジャ２２を有している。

プランジャ２１はシリンダ孔１５に往復動自在に装着される。第１のポンプ室２３がシリンダ孔１５とプランジャ２１により形成され、ポンプ室２３はプランジャ２１の往復動により膨張収縮される。プランジャ２１の収縮限位置は、プランジャ２１が第１のシリンダ孔１５の底面に最接近した位置により設定される。プランジャ２２はシリンダ孔１６に往復動自在に装着される。第２のポンプ室２４がシリンダ孔１６とプランジャ２２により形成され、ポンプ室２４はプランジャ２２の往復動により膨張収縮される。プランジャ２２の収縮限位置は、プランジャ２２がシリンダ孔１６の底面に最接近した位置により設定される。図１および図２においては、プランジャ２２がシリンダ孔１６の底面に最接近した状態を示す。

プランジャ２１とシリンダ孔１５の間には僅かな隙間が設けられており、ポンプ室２３からの液体の漏出はシール部材２０により防止される。同様に、ポンプ室２４からの液体の漏出はシール部材２０により防止される。

第１の吸入流路２５がポンプブロック１３に形成され、吸入流路２５は開口面である下端面１４ｃに開口し、ポンプ室２３に連通する。第１の吐出流路２６がポンプブロック１３に形成され、吐出流路２６は弁取付面である正面１４ａに開口し、ポンプ室２３に連通する。吐出流路２６は、図２に示されるように、第１の連通部である連通部２６ａと吐出部２６ｂとを備える。連通部２６ａは、ポンプ室に連通し、吸入流路２５に同軸状であって、シリンダ孔１５に垂直である。吐出部２６ｂは、シリンダ孔１５と平行であり、正面１４ａに開口している。

第２の吸入流路２７がポンプブロック１３に形成され、吸入流路２７は取付面である正面１４ａに開口し、ポンプ室２４に連通する。第２の吐出流路２８がポンプブロック１３に形成され、吐出流路２８は開口面である上端面１４ｄに開口し、ポンプ室２４に連通する。吸入流路２７は、図２に示されるように、第２の連通部である連通部２７ａと吸入部２７ｂとを備える。連通部２７ａは、ポンプ室２４に連通し、吐出流路２８と同軸状であり、シリンダ孔１６に垂直である。吸入部２７ｂは、シリンダ孔１６と平行であり、吐出部２６ｂと平行となって正面１４ａに開口している。

ポンプ駆動機構１７は、ポンプ部材としてのプランジャ２１を往復動するための第１のモータ３１と、ポンプ部材としてのプランジャ２２を往復動するための第２のモータ３２とを備えている。プランジャ２１にねじ結合されるナットがポンプ駆動機構１７の内部に組み込まれており、モータ３１の主軸の回転運動は、ナットを介してプランジャ２１の直線往復運動に変換される。同様に、モータ３２の主軸の回転運動は、プランジャ２２の直線往復運動に変換される。

プランジャ２１がポンプ室２３を膨張させる方向に駆動されてポンプ１８が吸入動作を行うときには、吸入流路２５からポンプ室２３に液体が吸入される。一方、プランジャ２２がポンプ室２４を収縮させる方向駆動されてポンプ１９が吐出動作を行うときには、ポンプ室２４から吐出流路２８に液体が吐出される。

流路開閉弁としての流路開閉電磁弁３３が弁取付面としての正面１４ａに取り付けられている。流路開閉電磁弁３３は、ポンプ１８が吸入動作し、ポンプ１９が吐出動作するときに、吐出流路２６と吸入流路２７との連通を遮断する。さらに、流路開閉電磁弁３３は、ポンプ１９が吸入動作し、ポンプ１８が吐出動作するときに、吐出流路２６と吸入流路２７とを連通させる。このように、流路開閉電磁弁３３は、ポンプブロック１３の外側に設けられ、吐出流路２６と吸入流路２７とを連通させる開状態と、連通を遮断する閉状態とに動作する。

ポンプ１８が吐出動作を行うとともに、ポンプ１９が吸入動作を行うときには、流路開閉電磁弁３３を介してポンプ室２３からポンプ室２４に液体が供給される。それぞれのポンプ１８、１９が吐出動作を行うときのモータ３１、３２の回転方向を正転方向とすると、吸入動作するときにはモータ３１、３２は逆転方向に駆動される。

図２に示されるように、ポンプブロック１３においては、シリンダ孔１５の径Ｄ1とシリンダ孔１６の径Ｄ2は同一径（Ｄ1＝Ｄ2）であり、両方のシリンダ孔１５、１６の横断面積は同一である。また、プランジャ２１の往復動ストロークＳ1は、プランジャ２２の往復動ストロークＳ2の２倍（Ｓ1＝２Ｓ2）であり、プランジャ２１の往復動時の速度は、プランジャ２２の往復動時の速度の２倍に設定されている。上述のように、流路開閉電磁弁３３が吐出流路２６と吸入流路２７とを連通させている開状態においては、ポンプ１９が吸入動作しポンプ１８が吐出動作する。一方、流路開閉電磁弁３３が吐出流路２６と吸入流路２７との連通を遮断している閉状態においては、ポンプ１８が吸入動作し、ポンプ１９が吐出動作する。したがって、ポンプ１８の吐出流量は、ポンプ１９の吐出流量の２倍である。

これにより、プランジャ２２が吸入動作し、プランジャ２１が吐出動作するときには、プランジャ２１の吐出動作により、ポンプ室２３内の液体は、ポンプ室２４に供給されるとともにポンプ室２４を介して吐出流路２８に吐出される。吐出流路２８に流れる液体は、ポンプブロック１３の下端面から上端面に向けて流路内を流れるので、液体に気泡が含まれていても、気泡が流路内に留まることなく、気泡を外部に排出することができる。

図４は図１に示された流路開閉電磁弁３３の要部を示す断面図である。

図４に示されるように、流路開閉電磁弁３３は、ソレノイドケース３４が設けられた弁収容ケース３５を有し、ポートプレート３６が弁収容ケース３５に取り付けられる。流路開閉電磁弁３３は、外部からの制御信号に基づいて弁部材４５を開閉動作させ開状態と閉状態を切り換える弁駆動部４０を有している。弁駆動部４０としての可動鉄心３７がソレノイドケース３４内に軸方向に往復動自在に装着され、コイルばね３８により、可動鉄心３７にはポートプレート３６に向けて突出する方向のばね力が加えられている。図示しないコイルがソレノイドケース３４に組み込まれており、コイルに制御信号としての駆動電流が印加されると、可動鉄心３７はばね力に抗して後退する方向に駆動される。ポートプレート３６は、図２に示されるように、ねじ部材３９によりポンプブロック１３の正面１４ａに取り外し自在に装着される。ねじ部材３９が取り付けられるねじ取付孔３９ａがポートプレート３６に形成されている。

図４に示されるように、揺動アーム４１が弁収容ケース３５内に配置され、揺動アーム４１は可動鉄心３７の前方を可動鉄心３７を横切る方向に延びている。揺動アーム４１の基端部は支持軸４２により弁収容ケース３５に揺動自在に支持される。弁駆動レバー４３が揺動アーム４１とポートプレート３６との間に配置され、弁駆動レバー４３は揺動アーム４１に沿って延びている。弁駆動レバー４３の長手方向中央部は支持軸４４により弁収容ケース３５内に揺動自在に支持され、弁駆動レバー４３は支持軸４４を中心に揺動する。

ゴム製の弁部材４５が弁駆動レバー４３に設けられており、弁部材４５とポートプレート３６とにより液体流路４６が形成される。流入孔４７と流出孔４８がポートプレート３６に形成され、流入孔４７と流出孔４８は液体流路４６により連通される。流入孔４７は第１の吐出流路２６に連通され、流出孔４８は第２の吸入流路２７に連通される。開閉部４９が流出孔４８に対応して弁部材４５に設けられており、開閉部４９は流出孔４８を開閉する。コイルばね５１が揺動アーム４１の基端部と弁駆動レバー４３の一端部との間に配置され、コイルばね５１は開閉部４９が流出孔４８を開く方向のばね力を弁駆動レバー４３に加える。

作動部５２が揺動アーム４１の先端部に設けられ、作動部５２は弁駆動レバー４３の他端部に接触している。力点部５３が揺動アーム４１の長手方向中央部に設けられ、力点部５３は可動鉄心３７に向けて突出し、可動鉄心３７の先端面が力点部５３に接触している。可動鉄心３７は揺動アーム４１の長手方向中央部に接触しているので、作動部５２の揺動ストロークは、可動鉄心３７の軸方向ストロークよりも拡大され、拡大された作動部５２の揺動ストロークにより、開閉部４９は開閉作動される。したがって、小型の流路開閉電磁弁３３により、液体流路４６と流出孔４８との連通開度を確保しつつ、開閉部４９は高速で流出孔４８を開閉することができる。

図４（Ａ）はコイルばね３８のばね力により、開閉部４９が流出孔４８を塞いで流入孔４７と流出孔４８の連通を遮断した状態、つまり閉じた状態を示す。図４（Ｂ）はコイルに駆動電流が印加されて可動鉄心３７が後退駆動されてコイルばね５１のばね力により開閉部４９が流出孔４８から離れて流入孔４７と流出孔４８とを連通させた状態、つまり開いた状態を示す。

流路開閉電磁弁３３はポンプブロック１３の内部に組み込まれることなく、外部に設けられているので、ねじ部材３９を緩めることにより、流路開閉電磁弁３３を容易にポンプブロック１３から取り外すことができ、流路開閉電磁弁３３の点検や交換等のメンテナンス性を向上させることができる。

吸入制御弁５４が第１の開口面としての下端面１４ｃに設けられている。図１に示される吸入制御弁５４は吸入側の逆止弁５４ａである。逆止弁５４ａは、図２に示されるように、下端面１４ｃに取り付けられる弁ケース５５を有し、第１の吸入流路２５に連通する弁室５６が弁ケース５５に設けられている。吸入ポート５７が弁ケース５５に設けられ、液体容器１１に接続される吸入配管５８が吸入ポート５７に接続される。ボールからなる弁体５９が弁室５６内に設けられている。逆止弁５４ａは、プランジャ２１の吸入動作時に液体容器１１に収容された液体Ｌをポンプ室２３に案内し、プランジャ２１の吐出動作時には弁体５９が弁室５６を閉じて液体容器１１への液体の逆流を阻止する。

吐出制御弁６１が開口面としての上端面１４ｄに設けられている。図１に示される吐出制御弁６１は吸入側の逆止弁５４ａと同様に逆止弁である。吐出側の逆止弁６１ａは、上端面１４ｄに取り付けられる弁ケース６２を有し、吐出流路２８に連通する弁室６３が弁ケース６２に設けられている。吐出ポート６４が弁ケース６２に設けられ、液体を吐出する塗布具１２に接続される吐出配管６５が吐出ポート６４に接続される。ボールからなる弁体６６が弁室６３内に設けられている。逆止弁６１ａは、液体供給装置１０の停止時に、弁体６６が弁室６３を閉じて塗布具１２からの液ダレを阻止する。

上述のように、流路開閉電磁弁３３はポンプブロック１３の内部に組み込まれることなく、ポンプブロック１３の外面に取り付けられており、吸入制御弁５４と吐出制御弁６１も、ポンプブロック１３の外面に取り付けられている。さらに、２つのシリンダ孔１５、１６、吸入流路２５、吐出流路２６、吸入流路２７および吐出流路２８は、単一のブロック部材であるポンプブロック１３に設けられており、ポンプブロック１３は一体型である。したがって、ポンプブロック１３は一体型の簡単な構造となり、ブロック部材の素材に、シリンダ孔と流路とを機械加工することにより、複数の部材を組み立てることなく、ポンプブロック１３を容易に製造することができる。なお、図１に示した吸入流路２５と吐出流路２８は、同軸状に設けられているが、連通部２６ａと吸入流路２５が同軸状であり、連通部２７ａと吐出流路２８が同軸状であれば、吸入流路２５と吐出流路２８を同軸としなくても良い。

また、流路開閉電磁弁３３は、外部から印加される駆動信号により、吐出流路２６と吸入流路２７とを連通させる状態と、連通を遮断する状態とに開閉制御されるので、ポンプ室２３とポンプ室２４とが連通するタイミング、および連通を遮断するタイミングを駆動信号により設定することができる。

ポンプブロック１３の正面１４ａが上下方向を向いた状態で液体供給装置１０が設置されると、吸入制御弁５４の弁体５９および吐出制御弁６１の弁体６６は自重と液体Ｌの移動により上下方向に開閉動作する。このため、流路開閉電磁弁３３を逆止弁とすると、第２のポンプ１９の吐出動作開始時に僅かに液体の逆流が生じ、吐出精度が低下する。これに対し、流路開閉電磁弁３３は外部からの信号により開閉動作するので、ポンプ１９の吐出動作開始時から第２の吸入流路２７が閉じることができるので、逆流を防ぐことができる。その結果、高い精度で塗布具１２から液体を吐出させることができる。

特に、塗布具１２から液状の樹脂材料を金型に、例えば１ｃｃ程度供給する場合には、微小な逆流であっても吐出精度への影響が大きくなる。流路開閉電磁弁３３を第１の吐出流路２６と第２の吸入流路２７との間に設けると、僅かな量の液体を高精度で金型に供給することができる。

図５は、変形例である液体供給装置１０の要部を示す断面図である。

図５に示されるように、ポンプブロック１３においては、シリンダ孔１５の断面積は、シリンダ孔１６の断面積の２倍に設定されている。したがって、プランジャ２１の往復動ストロークＳ1とプランジャ２２の往復動ストロークＳ2を同一とすることにより、流路開閉電磁弁３３が開状態でのプランジャ２１によるポンプ室２３からの液体の吐出流量は、図１に示した液体供給装置１０と同様に、流路開閉用電磁弁３３が閉状態でのプランジャ２２によるポンプ室２４からの液体の吐出流量の２倍に設定される。

図６は、液体供給装置１０における塗布具１２への液体Ｌの供給動作つまり液体供給方法を示すタイムチャートである。

第１吐出ステップにおいて、ポンプ１９は、吐出動作により液体Ｌを塗布具１２に供給する。一方、ポンプ１８は、吸入動作により液体容器１１内の液体Ｌをポンプ室２３に吸入する。流路開閉電磁弁３３は、図４（Ａ）に示されるように、ＯＦＦつまり閉じられて閉状態となる。このときには、図６に示されるように、吸入制御弁５４と吐出制御弁６１は開いた状態（ＯＮ）になり、ポンプ１９の吐出動作により塗布具１２に液体が供給される。

ポンプ１８の吸入動作によりポンプ室２３内に吸入される液体の吸入量は、ポンプ１９の吐出動作による液体の吐出量の２倍である。図１に示される液体供給装置１０においては、プランジャ２１の速度はプランジャ２２の２倍であり、図５に示される液体供給装置１０においてはプランジャ２１とプランジャ２２の速度は同一である。第１吐出ステップが所定時間Ｔ1行われた後には、第１休止ステップが休止時間Ｔ0だけ行われる。第１休止ステップにおいては、ポンプ１８とポンプ１９の駆動が停止される。

流路開閉電磁弁３３は、休止時間Ｔ0が経過した後にＯＮつまり開かれて開状態に切り換えられる。

第１休止ステップが行われた後に第２吐出ステップが行われる。第２吐出ステップにおいては、ポンプ１８は、吐出動作によりポンプ室２３から液体Ｌがポンプ室２４を通過して塗布具１２に供給する。ポンプ１９は、吸入動作を行いポンプ室２３から供給された液体Ｌの一部をポンプ室２４に吸入する。流路開閉電磁弁３３は、図４（Ａ）および図６に示されるように、ＯＮつまり開状態となり、ポンプ１８から吐出された液体はポンプ室２４に供給されるとともに塗布具１２に供給される。

第２吐出ステップが所定時間Ｔ1行われた後には、第２休止ステップが休止時間Ｔ０だけ行われる。第２休止ステップでは、ポンプ１８とポンプ１９は駆動を停止する。流路開閉電磁弁３３は、休止時間Ｔ０が経過した後に、ＯＦＦつまり閉じられて閉状態に切り換えられる。第２休止ステップが行われた後には、再び第１吐出ステップを行う。

このように、休止時間Ｔ0を設けると、塗布具１２には間欠的に液体が供給される間欠吐出形態となる。間欠吐出形態の場合は、休止時間Ｔ０を吐出時間Ｔ１よりも短くすることができる。そのため、流路開閉電磁弁３３を有する液体供給装置１０は、高タクトで間欠吐出を行うとともに吐出精度を高めることができる。

第１休止ステップおよび第２休止ステップにおいては、ポンプ１８とポンプ１９の駆動が停止していれば良く、休止時間Ｔ０が経過する前に開閉電磁弁３３を切り換えて、休止時間Ｔ０経過後に、ポンプ１８とポンプ１９の駆動を再開させてもよい。

図７は他の実施の形態である液体供給装置１０の要部を示す断面図である。

図７に示されるように、液体供給装置１０の逆止弁５４ａの弁室５６には、ばね部材６０が設けられている。ばね部材６０は弁体５９に対して吸入ポート５７を閉じる方向のばね力を加える。したがって、プランジャ２１の吸入動作が停止されると、ばね力により吸入ポート５７は閉じられる。

図７の液体供給装置１０においては、上述した吐出制御弁６１は設けられていない。プランジャ２２が吸入動作するときには、プランジャ２１の吐出動作により吐出流路２８に液体が吐出されるので、吐出制御弁６１を設けなくても良い。ただし、上述のように、吐出制御弁６１を設けると、液体供給装置１０が停止しているときに、ポンプ室２４と塗布具１２との間の流路を遮断することができるので、塗布具１２からの液ダレを防止することができる。

なお、図１および図５に示した液体供給装置１０における吸入制御弁５４と吐出制御弁６１を、図７に示した吸入制御弁５４と同様にばね部材６０を備えた逆止弁としても良く、吐出制御弁６１を設けないようにしても良い。

図８はさらに他の実施の形態である液体供給装置の要部を示す断面図である。

図８に示されるように、吸入側のポートブロック７１がポンプブロック１３の開口面である下端面１４ｃ取り付けられ、吐出側のポートブロック７２がポンプブロック１３の開口面である上端面１４ｄに取り付けられる。

ポートブロック７１は、吸入流路２５に連通される吐出側の連通流路７３と、吸入ポート５７に連通する吸入側の連通流路７４とを有し、図１に示した液体供給装置１０と同様に、吸入配管５８が吸入ポート５７に接続される。吸入制御弁５４としての吸入側の電磁弁５４ｂがポートブロック７１に取り付けられる。電磁弁５４ｂは、流路開閉電磁弁３３と同様の構造であり、連通流路７４は電磁弁５４ｂの流入孔に連通され、連通流路７３は流出孔に連通される。電磁弁５４ｂは、吸入側の連通流路７４と吐出側の連通流路７３とを連通させて、第１の吸入流路２５と吸入ポート５７とを連通させる開いた状態と、連通を遮断する閉じた状態とに、外部から印加される駆動信号により作動する。

吐出側のポートブロック７２は、吐出流路２８に連通される吸入側の連通流路７５と、吐出ポート６４に連通する吐出側の連通流路７６とを有し、図１に示した液体供給装置１０と同様に、吐出配管６５が吐出ポート６４に接続される。吐出制御弁６１としての吐出側の電磁弁６１ｂがポートブロック７２に取り付けられる。電磁弁６１ｂは、流路開閉電磁弁３３および電磁弁５４ｂと同様の構造であり、吸入側の連通流路７５と吐出側の連通流路７６とを連通させて、第２の吐出流路２８と吐出ポート６４とを連通させる開いた状態と、連通を遮断する閉じた状態とに、外部から印加される駆動信号により作動する。

図８に示されるように、流路開閉電磁弁３３と吸入側の電磁弁５４ｂと吐出側の電磁弁６１ｂがポンプブロック１３の正面１４ａ側に配置されると、それぞれの電磁弁の交換等のメンテナンスを容易に行うことができる。

図８に示される液体供給装置１０においては、吸入制御弁５４と吐出制御弁６１が電磁弁であり、図１に示される液体供給装置１０においては、吸入制御弁５４と吐出制御弁６１が逆止弁である。これに対し、それぞれの液体供給装置１０において、吸入制御弁５４と吐出制御弁６１の一方を、電磁弁とし、他方を逆止弁としても良い。

図９は、図８に示された液体供給装置１０の制御回路を示すブロック図である。

図９に示されるように、流路開閉電磁弁３３、吸入側の電磁弁５４ｂおよび吐出側の電磁弁６１ｂはそれぞれコントローラ７７からの制御信号により開閉制御される。また、モータ３１およびモータ３２もコントローラ７７からの制御信号により回転が制御される。操作盤７８がコントローラ７７に接続されており、液体供給装置１０の駆動開始等は操作盤７８に設けられた操作部により入力される。コントローラ７７は制御プログラム等が格納されるメモリと、それぞれの電磁弁の制御信号を演算するマイクロプロセッサ等を備えている。コントローラ７７からの制御信号により、図６のタイムチャートで示されるように、第１のポンプ１８および第２のポンプ１９等の駆動が制御される。

図１に示した液体供給装置１０は、吸入側の電磁弁５４ｂおよび吐出側の電磁弁６１ｂを除いて、図９と同様の制御回路により駆動が制御される。

図１０はさらに他の実施の形態である液体供給装置の要部を示す断面図である。

図１０に示されるように、吸入ポート５７と吐出ポート６４がポンプブロック１３の正面１４ａに開口して設けられている。吸入側の連通流路７４がポンプブロック１３に設けられ、連通流路７４は吸入ポート５７に接続される吸入配管５８により液体容器１１に接続される。吐出側の連通流路７６がポンプブロック１３に設けられ、連通流路７６は吐出ポート６４に接続される吐出配管６５により塗布具１２に接続される。

吸入制御弁５４としての吸入側の電磁弁５４ｂがポンプブロック１３の下端面１４ｃに取り付けられる。電磁弁５４ｂは、流路開閉電磁弁３３と同様の構造であり、吸入流路２５と吸入ポート５７とを連通させる開いた状態と、連通を遮断する閉じた状態とに、外部から印加される駆動信号により作動する。

吐出制御弁６１としての吐出側の電磁弁６１ｂがポンプブロック１３の上端面１４ｄに取り付けられる。電磁弁６１ｂは、流路開閉電磁弁３３と同様の構造であり、吐出流路２８と吐出ポート６４とを連通させる開いた状態と、連通を遮断する閉じた状態とに、外部から印加される駆動信号により作動する。

図１０に示されるように、吸入ポート５７と吐出ポート６４と連通流路７４、７６とがポンプブロック１３に設けられており、吸入流路２５と吐出流路２８は、上述した液体供給装置１０と相違し、それぞれシリンダ孔１５、１６の底面側から開口部側に設けられている。これにより、吸入ポート５７等をポンプブロック１３に設けても、ポンプブロック１３の図における左右方向の寸法の大型化を避けることができる。連通部２６ａ、２７ａは、吸入流路２５、吐出流路２８と同軸である。

図８に示された電磁弁５４ｂ、６１ｂがポートブロック７１、７２を介してポンプブロック１３に取り付けられるのに対して、図１０に示される電磁弁５４ｂ、６１ｂｄは、ポンプブロック１３に直接取り付けられる。したがって、図１０に示される液体供給装置１０においては、図８に示された液体供給装置１０よりも部品点数を少なくすることができる。なお、液体供給装置１０は図９に示された制御回路により制御される。

図８および図１０に示されるように、吸入制御弁５４と吐出制御弁６１とをそれぞれ電磁弁５４ｂ、６１ｂとすると、全ての電磁弁を開いた状態とすることによって、液体供給装置１０の流路内から液体を抜きとることができる。また、流路内を洗浄液により洗浄するときには、洗浄液を逆流させることができる。これにより、液体供給装置１０により吐出される液体の種類を容易に交換することができる。

吸入制御弁５４および吐出制御弁６１としての電磁弁の取付形態は、図８に示されるように、ポートブロック７１、７２を介してポンプブロック１３に取り付けるようにしても良く、図１０に示されるように、ポンプブロック１３に直接取り付けるようにしても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、吸入制御弁５４と吐出制御弁６１の少なくともいずれか一方を、逆止弁と電磁弁のいずれかとしても良い。また、図１、図８および図１０に示される液体供給装置１０においては、図７に示した液体供給装置１０と同様に、吐出制御弁６１を設けない形態としても良い。また、制御信号は、駆動電流に限ることなく圧縮空気等の流体を用いても良い。その場合、弁駆動部４０は、流体圧で駆動するピストンを用いた空気作動弁とすることができる。さらに、休止時間Ｔ0を設けた間欠吐出形態とすることなく、塗布具１２に連続的に液体を吐出させるようにしても良い。

１０液体供給装置
１３ポンプブロック
１５、１６シリンダ孔
１８、１９ポンプ
２１、２２プランジャ
２３、２４ポンプ室
２５吸入流路
２６吐出流路
２７吸入流路
２８吐出流路
３３流路開閉電磁弁
３７可動鉄心
４１揺動アーム
４２支持軸
４３弁駆動レバー
４４支持軸
４７流入孔
４８流出孔
４９開閉部
５２作動部
５３力点部
５４吸入制御弁
５４ａ逆止弁
５４ｂ電磁弁
５５弁ケース
５６弁室
５７吸入ポート
５９弁体
６１吐出制御弁
６１ａ逆止弁
６１ｂ電磁弁
６２弁ケース
６４吐出ポート
６６弁体
７１、７２ポートブロック
７３～７６連通流路

Claims

第１の吸入流路および第１の吐出流路に連通する第１のポンプ室と、第２の吸入流路および第２の吐出流路に連通する第２のポンプ室と、前記第１の吐出流路および前記第２の吸入流路が開口する弁取付面とが形成された一体型のポンプブロックと、
前記第１のポンプ室に前記第１の吸入流路から液体を吸入する吸入動作、および前記第１のポンプ室から前記第１の吐出流路に液体を吐出する吐出動作を行う第１のポンプと、
前記第２のポンプ室に前記第２の吸入流路から液体を吸入する吸入動作、および前記第２のポンプ室から前記第２の吐出流路に液体を吐出する吐出動作を行う第２のポンプと、
前記ポンプブロックの外側に設けられ、前記第１の吐出流路と前記第２の吸入流路との連通を遮断する閉状態と、前記第１の吐出流路と前記第２の吸入流路とを連通させる開状態を備え、外部からの制御信号に基づいて開状態と閉状態を切り換える弁駆動部を有し、前記弁取付面に取り付けられる流路開閉弁と、を有し、
前記流路開閉弁は、前記第１のポンプが吸入動作し前記第２のポンプが吐出動作するときに前記閉状態となり、前記第２のポンプが吸入動作し前記第１のポンプが吐出動作するときに前記開状態となって液体を前記第２の吐出流路に案内する、液体供給装置。
請求項１記載の液体供給装置において、
前記流路開閉弁は、電磁弁である、液体供給装置。
請求項１または２記載の液体供給装置において、
前記第１のポンプの吸入動作時に液体容器に収容された液体を前記第１のポンプ室に案内し、前記第１のポンプの吐出動作時に前記液体容器への液体の逆流を阻止する吸入制御弁を有する液体供給装置。
請求項３記載の液体供給装置において、
前記第２の吐出流路に吐出制御弁を設ける液体供給装置。
請求項４記載の液体供給装置において、前記吸入制御弁と前記吐出制御弁の少なくともいずれか一方は、逆止弁である、液体供給装置。
請求項４記載の液体供給装置において、前記吸入制御弁と前記吐出制御弁の少なくともいずれか一方は、電磁弁である、液体供給装置。
請求項６記載の液体供給装置において、前記第１の吸入流路に連通する連通流路および前記液体容器に接続される吸入ポートが設けられた吸入側のポートブロックを有し、前記電磁弁からなる前記吸入制御弁は前記吸入側のポートブロックに取り付けられ、前記吸入ポートと前記第１の吸入流路とを連通させる状態と、連通を遮断する状態とに開閉作動する、液体供給装置。
請求項６記載の液体供給装置において、前記第２の吐出流路に連通する連通流路および塗布具に接続される吐出ポートが設けられた吐出側のポートブロックを有し、前記電磁弁からなる前記吐出制御弁は前記吐出側のポートブロックに取り付けられ、前記吐出ポートと前記第２の吐出流路とを連通させる状態と、連通を遮断する状態とに開閉作動する、液体供給装置。
請求項６記載の液体供給装置において、前記液体容器に接続される吸入ポートが前記ポンプブロックに設けられ、前記電磁弁からなる前記吸入制御弁は前記ポンプブロックに取り付けられ、前記吸入ポートと前記第１の吸入流路とを連通させる状態と、連通を遮断する状態とに開閉作動する、液体供給装置。
請求項６記載の液体供給装置において、塗布具に接続される吐出ポートが前記ポンプブロックに設けられ、前記電磁弁からなる前記吐出制御弁は前記ポンプブロックに取り付けられ、前記吐出ポートと前記第２の吐出流路とを連通させる状態と、連通を遮断する状態とに開閉作動する、液体供給装置。
請求項１～１０のいずれか１項に記載の液体供給装置において、前記第１の吐出流路は、前記第１のポンプ室に連通するとともに前記第１の吸入流路と同軸状である第１の連通部と前記弁取付面に開口する吐出部を有し、前記第２の吸入流路は、前記弁取付面に開口する吸入部と前記第２のポンプ室に連通する第２の連通部を有する液体供給装置。
請求項１～１１のいずれか１項に記載の液体供給装置において、前記ポンプブロックは、前記弁取付面に垂直であり前記第１の吸入流路が開口する第１の開口面と、前記弁取付面に垂直であり前記第２の吐出流路が開口し前記第１の開口面に平行な第２の開口面と、を有する液体供給装置。
請求項１１または１２に記載の液体供給装置において、前記第１の吸入流路と前記第２の吐出流路は同軸状である、液体供給装置。
請求項１～１３のいずれか１項に記載の液体供給装置において、前記第２のポンプが吸入動作しているときに吐出動作する前記第１のポンプの吐出流量は、前記第１のポンプが吸入動作しているときに吐出動作する前記第２のポンプの吐出流量の２倍である、液体供給装置。
第１の吸入流路および第１の吐出流路に連通する第１のポンプ室と、第２の吸入流路および第２の吐出流路に連通する第２のポンプ室とが形成された一体型のポンプブロックと、
前記第１のポンプ室に前記第１の吸入流路から液体を吸入する吸入動作、および前記第１のポンプ室から前記第１の吐出流路に液体を吐出する吐出動作を行う第１のポンプと、
前記第２のポンプ室に前記第２の吸入流路から液体を吸入する吸入動作、および前記第２のポンプ室から前記第２の吐出流路に液体を吐出する吐出動作を行う第２のポンプと、
前記ポンプブロックの外側に設けられ、前記第１の吐出流路と前記第２の吸入流路との連通を遮断する閉状態と、前記第１の吐出流路と前記第２の吸入流路とを連通させる開状態を備え、外部からの制御信号に基づいて開状態と閉状態を切り換える弁駆動部を有する流路開閉弁と、を有する液体供給装置において、
前記流路開閉弁を閉状態として、前記第１のポンプが吸入動作し、前記第２のポンプが吐出動作する第１吐出ステップと、
前記第１のポンプと前記第２のポンプが停止し、前記流路開閉弁を前記閉状態から前記開状態に切り換える第１休止ステップと、
前記流路開閉弁を開状態とし、前記第１のポンプが吐出動作し、前記第２のポンプが吸入動作する第２吐出ステップと、
前記第１のポンプと前記第２のポンプが停止し、前記流路開閉弁を開状態から、前記閉状態に切り換える第２休止ステップと、を有する液体供給方法。