KR100592504B1 - 액체정량 토출방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

토출밸브의 토출구를 기계적으로 개폐하는 것에 의해, 필러의 손상 염려없이 토출의 정지시에 액체 차단성을 높이고, 또한 액체의 유출을 충분히 방지하는 액체토출방법 및 장치를 제공하는것에 있다.

액체정장용기로부터 토출밸브를 거쳐 액체를 정량토출하는 경우에 토출밸브의 토출구 부근의 액체압력에 의해 액체저장용기로부터 토출밸브에 공급하는 액체의 압력을 제어함과 동시에 토출구를 기계적으로 개폐하는 것을 특징으로 하고 또한 액체저장용기로부터 토출밸브를 거쳐 액체를 정량토출하는 장치에 있어서, 상기 장치의 액체저장용기는 저장액체를 점도에 따라 압력으로 가압하기 위하여 가압수단을 구비하고 상기 액체저장용기에 연결되어 설치되는 토출밸브는 토출구가 기계적으로 개폐되는 구조를 포함하는 것을 특징으로 한다.

토출장치, 액체저장용기, 가압수단, 제어수단, 머니퓰레이터, 토출밸브, 니들밸브, 에어실린더, 액체압력보상피스톤, 플런저

Description

액체정량 토출방법 및 장치{LIQUID CONSTANT RATE DISCHARGE METHOD AND DEVICE}

본 발명은 점성(粘性)유체, 점조(粘稠)물질 등을 함유한 액체의 정량(定量) 토출(吐出)에 사용하기 적당한 액체정량 토출방법 및 장치에 관한 것이다.

반도체 생산공정에 있어서 전자재료를 기판위에서 규칙적 또는 불규칙적으로 점상(點狀) 또는 선상(線狀)으로 도포하는 데 사용하는 종래의 액체정량 토출장치로써, 예를들면 일본국 특개평 4-49108호 공보에 개시된 스크류식 토출장치가 있고, 토출구로부터 토출된 액체의 양은 스크류회전 속도 및 회전시간과 같은 매개변수에 따라 제어되고, 이것에 의하면 스크류의 회전속도 및 정지시기는 높은 정확도로 제어된다. 따라서, 액체정량 토출은 액체의 점성 및 유동성과 저장용기에 현존하는 액체의 양에 의한 영향을 받지 않고 연속적인 토출에서도 토출된 액체의 양은 안정되고 정량토출을 수행할 수 있다.

그러나 상기 종래의 기술은 액체의 토출 및 정지를 스크류의 회전 및 정지 각각으로 수행하고 있고 토출구는 토출이 정지시에 있어서도 물리적으로 개방상태로 있기때문에, 특히 액체의 점도가 낮은 경우 또는 저장용기내의 액체를 감압하는 경우 스크류의 외주면과 스크류하우징의 내주면 사이의 클리어런스가 상대적으로 크면, 액체는 액체의 토출이 멈춘 때에 확실하게 차단되지 않고, 액체는 자체무게 및 액체에 가해진 압력으로 누출된다는 문제가 야기된다. 한편 상기 문제를 해결하기 위하여 스크류의 외주면과 스크류하우징의 내주면 사이의 클리어런스를 비교적 작게 설정하면, 예를 들면 전자재료중의 필러(filler)가 파손된다는 문제가 있다.

본 발명은 종래 기술이 포함하는 것과 같은 문제점을 해결하는 것을 과제로하는 것으로, 그 목적은 토출 밸브의 토출구가 기계적으로 열리고 닫히는 것에 의해 액체의 토출이 정지된 때 액체를 좀더 확실히 차단할 수 있으며 필러 손상의 염려없이 확실히 액체의 누출(漏出)을 방지할 수 있는 액체토출 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 액체정량 토출 방법은, 저장용기로부터 토출밸브를 통하여 액체를 정량 토출할 때, 토출밸브의 토출구 부근 액체압력에 따라 저장용기에서 액체밸브로 공급되는 액체의 압력이 제어되고 토출구는 기계적으로 개폐된다.

본 발명에 따른 상기 방법에 있어서, 비교적 적은 양의 액체를 정량토출할 때, 토출 종료 후 유로에서의 압력, 특히 토출구 부근의 압력은 예정된 특정치로 되도록 제어되고, 이것에 의해 이후의 액체토출은 항상 일정한 유로조건 하에서 수행될 수 있다. 따라서 액체저장용기 내의 가압력, 가압시간 등을 바람직하게 설정함으로써 설정된 값에 따른 액체정량은 높은 신뢰성으로 반복 재현될 수 있다.

한편 비교적 다량의 액체를 정량토출하는 경우 상술한 것에 더하여, 액체토출중에도 액체압력의 검출결과에 따라 공급액체의 압력이 예를 들면 검출압력의 변 동이 가능한한 작도록 하는 방식으로 제어된다. 그 결과 상기 액체는 의도된 대로 정량으로 토출된다.

또한 액체저장용기내에 가해지는 압력의 증가와 때를 맞춰 토출밸브의 토출구를 기계적으로 열어, 액체토출은 시간지연 없이 시작될 수 있다. 그리고 토출종료시에 가압력의 증가를 제거하도록 토출밸브를 제어하고 토출밸브의 토출구를 기계적으로 닫음으로써 1회의 액체정량토출은 액체누출없이 확실한 차단으로 종료될 수 있다.

1회의 액체정량 누출이 종료된 후, 유로내의 액체압력은 상기 설명한 것과 유사한 방식으로 토출밸브의 토출구 부근 액체압력에 따라 예정된 특정치가 되도록 제어된다.

본 발명의 액체정량 토출장치는, 액체 저장용기로부터 토출밸브를 따라 액체를 정량토출하는 장치이고, 본 장치의 액체 저장용기는 저장액체를 그 점도(粘度)에 따른 압력으로 가압하기 위한 가압수단을 구비하고, 그 액체 저장용기에 연결되어 통하게 설치된 토출밸브는 토출구가 기계적으로 개폐되는 구조를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 액체정량 토출장치는 액체 저장용기, 직접 또는 간접적으로 액체저장용기내 액체를 가압하는 가압수단, 액체저장용기와 통하게 연결되어 토출구를 기계적으로 개폐하는 토출밸브, 토출구 부근 액체압력을 검출하는 압력센서 및 압력센서로부터의 신호에 따라 압력수단의 작동을 제어하는 제어수단을 포함한다.

본 발명의 액체정량 토출장치는 가압수단에 전달되는 압력신호 및 가압시간신호를 이용하여 액체저장용기내 액체가 가압시간신호에 맞는 시간에 액체는 압력신호에 맞는 압력으로 가압된다. 또한 가압수단의 작동과 때를 맞춰 토출밸브는 열리고, 열려진 토출밸브의 토출구로부터 액체를 토출한다. 그 결과, 액체토출은 시간지연없이 시작될 수 있다.

가압수단에 의한 액체의 가압시간이 일정 시간에 도달하고 토출된 액체의 양이 예정된 양에 도달하면, 가압수단의 작동이 정지하는 때에 맞춰 토출밸브는 기계적으로 닫힌다. 토출밸브의 닫힘에 의해 토출밸브의 토출구는 물리적으로 닫힌다. 따라서, 액체는 확실히 차단되고 그 후 액체의 불측의 누출을 완전히 막을 수 있다.

1회의 액체정량토출이 종료된 후, 토출구 부근의 액체압력은 압력센서에 의해 검출되고 그 때 검출된 압력신호는 제어수단에 입력된다. 상기 압력신호에 의해, 제어수단은 토출구 부근 잔류 액체압력이 예정된 특정치로 하기위해 가압수단이 액체의 압력을 높이거나 낮추도록 제어한다. 만일 검출된 액체압력이 예정된 특정치와 일치하는 경우에는 가압수단은 다시 작동될 필요가 없다.

상기 설명한 것과 같이 토출 종료 후 토출구 부근 압력 및 액체유로내 압력이 일정치로 유지됨으로써, 유로 조건의 변동이 제거되어 다음 회의 액체정량토출이 시작될 때는, 가압압력, 가압시간 등의 불확정 요소를 고려할 필요없이 결정될 수 있고, 액체는 높은 정확성으로 정량토출될 수 있다.

그런데, 액체의 1회 토출이 액체의 선상(線狀) 도포 등과 같이 비교적 긴 시 간에 걸쳐 단속되는 경우에는 그 토출 도중에 있어서도 압력센서에 의해 압력검출을 행하여, 그 검출결과에 따라 압력수단에 의해 액체가압력을 제어하는 것이 바람직하다.

상기 장치에 있어서, 토출밸브를 니들밸브(needle valve)로 하는 것이 바람직하다. 니들 그 자체는 충분히 소형으로 할 수 있고 예를 들면 10∼200 ㎏f/㎠ 정도의 고압력에서도 비교적 작은 구동력에 의해 원활히 부드럽고 신속하게 개폐가 가능하고, 따라서 토출종료시 확실히 차단되고 또 토출이 시작되는 때 효과적으로 시간지연을 제거할 수 있다.

게다가, 필요 구동력이 상대적으로 작기 때문에, 토출밸브의 전체크기를 줄일 수 있다.

상기 니들밸브에 액체압력 보상피스톤을 제공하는 것이 보다 바람직하다.

이것에 의하여 정량액체 토출장치는 상기 액체압력 보상피스톤의 전후운동으로 보다 쉽고, 빠르고, 정확하게 액체유로내 및 특히 토출구 부근에서 압력변화를 보상하도록 작동할 수 있다. 결합된 작동 예는 다음와 같다. 니들밸브가 열리면, 토출구 부근 영역에서 니들이 차지하는 용적은 줄어든다. 역으로, 니들밸브가 닫히면, 토출구 부근 영역에서 니들이 차지하는 용적은 늘어난다. 전자의 경우, 액체압력 보상피스돈이 앞으로 움직임으로써 토출구 부근 액체압력 감소는 방지될 수 있다. 후자의 경우에는, 액체압력 보상피스톤을 뒤로 움직임으로써 토출구 부근 액체압력의 증가는 방지될 수 있다.

따라서, 상기 액체압력 보상피스톤은 토출 종료 후 예정된 특정치 이상의 잔 류 액체압력을 제어할 목적으로 가압수단과 함께 또는 가압수단에 대신하여 사용될 수 있다.

또한, 상기 장치에 있어서 피가공물(workpiece)에 대하여 토출노즐을 이동시킬 필요가 있는 경우, 상기 토출노즐은, 예를 들면 직각좌표계 즉 삼차원 방향으로 움직일 수 있는 머니퓰레이터에 부착되는 것이 바람직하다. 상기 머니퓰레이터는 가압수단의 제어 및 토출밸브의 제어와 동기식으로 제어될 수 있는 것이 바람직하다.

이상 설명한 것으로부터 명확한 것과 같이, 본 발명에 따르면, 토출밸브의 토출구는 기계적으로 개폐되기 때문에, 때때로 액체중에 혼합된 필러의 손상없이 액체의 토출정지시에 액체는 확실하게 차단될 수 있고, 토출구로부터 액체의 누출은 충분이 방지될 수 있다.

또한, 액체를 가압하는 수단으로서의 역할을 하는 에어실린더의 보어지름(bore diameter)을 액체저장용기의 내측 지름보다 충분히 큰 지름으로 설정하여, 일반적인 공장의 라인공기압력이 낮아지는 경우에 있어서도 액체압력은 필요수준 이상 상승될 수 있다. 그 결과 액체토출작업의 효과는 의도된 대로 향상될 수 있다.

도 1은 스크류 전동장치가 가압수단으로 사용되는 본 발명에 따른 액체정량 토출방법 및 장치의 실시예의 요부단면도이다.

도 2는 본 발명에 있어서, 액체저장용기의 다른 구성형태를 나타낸 단면도이 다.

도 3은 본 발명에 있어서, 액체저장용기의 또 다른 구성형태를 나타내는 단면도이다.

도 4는 본 발명에서 사용된 액체저장용기 및 니들밸브의 배치의 다른 구성형태를 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 발명에서 사용된 니들밸브의 다른 구성형태를 나타내는 단면도이다.

도 6은 본 발명이 삼차원 머니퓰레이터를 적용한 구성형태를 나타내는 개략 사시도이다.

도 7은 에어실린더를 가압수단으로 사용한 본 발명따른 액체정량 토출방법 및 장치의 다른 구성형태를 나타내는 요부단면도이다.

도 8은 에어실린더를 가압수단으로 사용한 본 발명따른 액체정량 토출방법 및 장치의 또 다른 구성형태를 나타내는 요부단면도이다.

이하에서 본 발명의 실시형태를 도면에 도시한 것을 바탕으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 액체정량 토출방법 및 장치의 실시형태를 나타낸 요부단면도 이고, 도 1에서, 지시번호 1은 액체저장용기를, 지시번호 2는 토출밸브로서 역할을 하는 니들벨브를 각각 나타낸다.

상기액체저장용기(1)는, 예를 들면 합성수지로 만들어질 수 있는 실린지(3) 및 상기 실린지(3)에 외접하고 그것을 보지(保持)하는 홀더(4)로 구성되고, 상기 실린지(3)는 홀더(4)에 탈착이 가능하도록 부착된다.

상기 액체저장용기(1) 내의 액체를 필요 압력으로 가압하는 가압수단(5)은 모타(6)의 출력축에 부착된 볼스크류(7)에 결속되고, 볼스크류(7)의 회전에 수반하여 상하로 움직일 수 있는 암스크류부재(8)에, 로드(9)를 매개로 플런저(10)와 연결하는 것으로 구성되고, 여기에 플런저(10)는 실린지(3)에 유체밀봉되게 내접하는 것이 바람직하다.

또한, 액체저장용기(1)에 액체유로(12)를 통하여 접속된 니들밸브(2)는, 유로(12)에 연통되어 토출구(13)에 닫는 아웃렛스페이스(14), 아웃렛스페이스(14) 내에서 앞뒤로 움직여 상기 토출구(13)를 개폐하는 니들(15) 및 상기 니들(15)의 진퇴(進退)작용을 야기는 복동(複動)실린더(16)로 구성되고, 니들(15)을 실린더(16)의 피스톤(17)에 연결하게 된다.

또한, 상기 토출구(13)의 부근, 도면에 도시한 것과 같이 니들밸브(2)에 유로(12)의 접속부에, 상기 유로(12)내의 액체의 압력을 검출하는 압력센서(18)와 함께, 상기 압력센서(18)에 의한 검출신호를 입력되는 제어수단(19)이 설치된다.

본 실시예에서 상기 제어수단(19)은 압력센서(18)의 검출결과에 따라, 유로(12)내 특히 토출구 부근의 액체압력이 토출 정지시에 보다 바람직하게는 토출시에도 예정된 특정치로 되도록 모타(6)의 작동을 제어하는 기능을 한다. 제어수단(19)의 또 다른 기능은 액체의 토출시에 모타(6)의 회전속도, 회전시간 등과 또한 니들밸브(2)를 위한 전환밸브(selector valve)(20)의 작동도 제어하는 것이다.

이상과 같이 구성된 장치에 의한 액체의 정량토출에 있어서, 예를 들면, 압력센서(18)의 검출압력에 따라 모타(6)를 작동하여 제어수단(19)은 실린지(3) 내의 플런저(10)를 상하로 움직이도록 한다. 따라서 유로(12)내의 액체압력은 예정된 특정치로 유지된다. 그 결과 액체토출 시작전의 유로조건은 항상 일정하다.

그 후, 제어수단(19)로부터 토출개시 신호 및 토출압력신호가 출력되고, 모타(6)는 예정된 일정한 속도로 회전하여 실린지(3)의 액체를 필요수준의 압력이 되도록 가압하고, 실린더(16)의 피스톤(17) 및 니들(15)은 모터(6)가 작동할 때에 맞춰 뒤로 움직이게 된다. 그것에 의해 상기 토출구(13)는 토출구(13)를 통하여 액체토출이 개시되도록 열리게 된다.

상기 토출이 비교적 장기간에 걸쳐서 이루어지는 경우에는, 상기 토출중에도, 압력센서(18)에 의해 압력검출이 행해지고, 검출결과를 모타(6)의 작동에 피드백(feed back)하여 회전속도 등을 수정하는 것이, 정량토출의 정확성을 높이는 것으로 바람직하다.

그리고, 액체의 소정량의 토출에 맞는 소정시간의 경과시에는 제어수단(19)로부터 모타(6) 및 전환밸브(20) 각각에 토출종료신호를 출력하여 모타(6)의 회전정지와 니들밸브(2)의 폐지작용을 동시에 행하고, 이것에 의해 1회의 정량토출이 종료된다.

이 경우, 특히 니들밸브(2)의 니들(15)은 액체압력에 무관하게 항상 원활하고 신속하게 진출작동하여 토출구(13)를 기계적으로 폐지하여서 우수한 차단성을 갖음과 동시에 토출구(13)의 완전폐지를 실현하여 불측의 액체누출을 충분히 막을 수 있다.

도 2는 액체유로의 다른 구성형태를 나타낸 단면도로, 액체저장용기(1)의 상부에 플런저(10)에 관통하여 연결된 액체유로(12)를 형성한다. 상기 액체유로(12)에 의하여 침전물이 많은 액체에 있어서 상기 침전물의 토출을 유효하게 방지하는 것이 가능하다.

도 3은 플런저 및 액체유로의 다른 실시형태를 나타낸 것으로, 플런저(10)의 하단면이 실린지(3)의 밑면 모양과 유사한 구성으로 형성된다.

상기 실시형태에 의하면, 플런저(10)를 하한위치(下限位置)까지 하강시켰을 때 실린지 내의 잔류공간을 줄이고, 이것으로 인하여 액체의 소비효율은 높일 수 있다. 또 도시한 플런저(10)의 측면에 유로(12)를 열게 하는 밸브에서는 봉합공기의 배출을 한층 용이하고 확실하게 행할 수 있다.

도 4는 액체유로의 또 다른 실시형태를 나타낸 단면도 이다. 실린지(3)의 홀더(4)에 실린지(3)의 하단개구(開口)와 니들밸브(2) 각각에 연통하는 액체유로(12)를 설치한다. 이것에 의하면 액체저장용기(1)와 니들밸브(2)를 일체적으로 구성하는 것으로 유로형성용 튜브가 불필요하고, 유로가 길어지는 것에 기인하여 압력응답성의 저하를 방지할 수 있다.

도 5는 니들밸브(2)의 다른 구성형태를 나타낸 단면도이다. 상기 니들밸브(2)는 아웃렛스페이스(14)와 복동실린더(16) 사이에 실린더(16)로부터 독립되어 아웃렛스페이스(14)의 구획하는 액체압력 보상피스톤(21)을 배치한 것이다. 상기 피스톤(21)은 실린더(16) 측실(22)의 가압유체, 예를 들면 가압공기를 공급하 여 이것을 진출변위시키는 경우에는 아웃렛스페이스(14)의 용적을 감소시키고, 한편 가압공기가 측실(23)에 공급되어 후퇴변위시키는 경우에는 아웃렛스페이스(14)의 용적을 증가시키는 기능을 한다.

따라서, 압력센서(18)로 검출한 토출구(13)의 부근의 액체압력은 소정치보다 낮은 경우 압력보상 피스톤(21)을 약간 진출변위시키고 또 소정치보다 높은 경우에는 압력보상피스톤(21)을 약간 후퇴변위시킴으로써 의도한 대로 액체압력을 실현 할 수 있다.

덧붙여 말하면, 액체의 토출의 개시에 수반하여 니들(15)의 후퇴변위에 의해 상기 니들(15)의 아웃렛스페이스(14)내에 차지하는 체적이 감소하는 것에 기인하여 액체압력 저하에 대하여 액체보상피스톤(21)을 진출시키고, 역으로 니들(15)의 진출변위에 의해 토출을 정지하는 때의 점유체적의 증가에 대하여 상기 피스톤(21)을 후퇴시키는 것으로 미소한 압력변동을 유효하게 흡수할 수 있다.

따라서, 도 5에서 도시한 니들밸브 및 앞서 설명한 니들밸브 각각에 있어서, 토출구(13)의 폐지시의 차단성을 높이기 위하여 토출구(13)의 니들(15)의 착석위치(着席位置)보다 아래방향 측으로 돌출길이를 가능한한 짧게 하여, 토출구(13)의 폐지후에 있어서도 또한 상기 토출구(13) 내에 잔류하는 액체를 실질적으로 영(零)으로 하는 것이 바람직하다.

이와같은 액체정량 토출장치는, 액체의 도포대상물로서의 피가공물이 액체의 토출 타이밍 등과의 관련하에 바람직하게 변위하는 경우에는 토출밸브로서의 니들밸브(2)의 위치를 고정하여 사용할 수 있다.

한편, 피가공물이 특정위치에 위치결정되어 고정된 때는 니들밸브(2)를 필요 위치 및 방향으로 이동하는 것이 불필요하다.

도 6은 관련된 경우 실시형태를 도시한 것으로, 니들밸브(2)를 직각좌표형의 삼차원 머니퓰레이터(25)에 부착하고, 상기 머니퓰레이터(25)는 상기 제어수단(19)으로부터의 신호에 따라 위치신호를 출력하는 제어기(26)에 의해 작동되고, 니들밸브(2)의 토출구(13)를 삼차원좌표계의 필요 위치에 위치하게 하고 이와 같은 장치는 예를 들면 콘베어(conveyor) 택(tact)으로 반송되는 피가공물에 사용되고 우수한 도포효율을 낼 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 액체정량 토출방법 및 장치의 실시형태를 나타낸 요부단면도 이고, 도 7에서, 지시번호 1은 액체저장용기를, 지시번호 2는 토출밸브로서 역할을 하는 니들벨브를 각각 나타낸다.

상기 액체저장용기(1)는, 예를 들면 합성수지로 만들어질 수 있는 실린지(3) 및 상기 실린지(3)에 외접하고 그것을 보지하는 홀더(4)로 구성되고, 상기 실린지(3)는 홀더(4)에 탈착이 가능하도록 부착된다.

상기 액체저장용기(1) 내의 액체를 수요 압력으로 가압하는 가압수단(5)은 실린지 내경의 약 2∼10배의 보어지름(bore diameter)을 보유하는 에어 실린더(27)로 구성되고, 피스톤로드(9)의 선단에는 기밀하게 내접하여 그곳에 진입하는 플런저(10)를 부착한다.

또한, 액체저장용기(1)에 액체유로(12)를 통하여 접속된 니들밸브(2)는, 유로(12)에 연통되어 토출구(13)에 닫는 아웃렛스페이스(14)와, 아웃렛스페이스(14) 내에서 앞뒤로 움직여 상기 토출구(13)를 개폐하는 니들(15) 및 상기 니들(15)의 진퇴작용을 야기는 복동실린더(16)로 구성되고, 니들(15)을 실린더(16)의 피스톤(17)에 연결하게 된다.

또한 복동형으로 가능한 에어실린더(27) 및 복동실린더(16) 각각을 각각의 전자변환밸브(28, 29)에 연결되고, 미리 입력된 시간신호에 따라 전자전환밸브(28, 29)를 작동제어하는 제어수단(30)에 연결된다. 또 에어실린더(16)의 가압공기의 급배(給配)를 담당하는 하나의 전자전환밸브(28)는, 예를 들면 수동감압밸브(31)를 통하여 가압공기공급원(33)과 연결되고, 그리고 다른 하나의 전자전환밸브(29)는 가압공기공급원(33)에 직접적으로 연결된다.

이에 따라 구성된 정량토출장치에서는 액체의 정량토출에 맞게 제어수단(30)으로부터 각각의 전자전환밸브(28, 29)에 신호를 출력하고 수동감압밸브(31)에 의해 설정된 공기압력을 에어실린더(27)에 공급하고, 플런저(10)는 필요 압력으로 압력이 낮춰진다. 상기 작동 때에 맞춰 제어수단(30)으로부터 상기 전자전환밸브(29)로 신호가 출력되고 이에 의해 니들밸브(2)가 개방되어 필요 압력으로 가압된 액체는 개구면적에 따라 특정된 일정시간동안 토출구(13)를 통하여 토출된다. 그 결과 액체의 정량토출을 시간지연 없이 높은 정확성으로 행할 수 있다.

한편, 정량토출이 종료한 때, 제어수단(30)으로부터 각각의 전자전환밸브(28, 29)에 토출종료 신호가 전달되면 에어실린더(27)에 가압공기의 공급이 중단되고 동시에 니들밸브(2)의 토출구(13)는 니들(15)에 의해 확실하게 기계적으로 닫힌다. 따라서 토출구(13)으로부터의 유출은 니들밸브(2)의 폐지로 완 전하게 멈춰진다. 그 결과 니들밸브(2)가 닫혀진 상태에서 액체의 누출 염려는 완전히 제거될 수 있다.

또 이경우 니들밸브(2)의 니들(15)는 크기와 용적이 작고 액체압력의 대소와 관계없이 토출구(13)를 기계적으로 개폐하도록 항상 부드럽고 빠르게 앞뒤로 움직이도록 작동된다. 따라서 니들밸브(2)의 확실한 개폐는 물론 우수한 응답이 실현될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 액체정량 토출방법 및 장치의 또 다른 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서 특히 액체압력보상피스톤을 설치하거나 또는 설치하지 않은 니들밸브(2)의 토출구(13)의 부근 부분, 도 8에서 니들밸브(2)의 액체유입부에 액체압력을 검출하는 압력센서(18)가 설치된다. 압력센서(18)의 검출신호를 제어수단(30)에 입력한다. 에어실린더(27)의 공급압력, 한층더 나아가 액체압력의 외부설정신호(34)에 의해, 상기 제어수단(30)은 압력센서(18)로부터 가압공기 공급경로에 설치된 압력조정수단, 바람직하게는 전자공기식 압력조정수단(32)에 상기 검출신호에 의한 압력조정신호를 출력하기 위해 구성된 것이다.

본 실시예의 장치는, 액체정량 토출작업시 압력변화는 압력센서(18)에 의해 검출되고, 전자공기식 압력조정수단(32)은 에어실린더(16)에 공급된 압력을 조정하기 위하여 작동된다. 그 결과 액체압력의 변동은 외부설정신호(34)에 의해 자동적으로 보상된다.

또한 외부설정신호(34) 자체를 변경하는 경우 니들밸브(2)에 공급되는 액체의 압력은 요구되는 대로 변경될 수 있다.

방법의 발명에 따르면, 비교적 소량의 액체의 정량토출에 있어서 토출 종료 후에 유로내압력, 특히 토출구 부근의 압력이 예정된 특정치로 되도록 제어하는 것으로 이후의 액체토출을 항상 일정한 유로조건 하에서 행할 수 있다. 따라서 액체저장용기내 액체의 가압력, 가압시간 등을 설정하는 것으로 이것에 대한 토출량을 높은 신뢰성을 갖고 반복 재현할 수 있다. 한편, 비교적 다량의 액체를 정량토출하는 경우에는 상술한 것에 더하여 액체토출 중에도 액체압력의 검출결과에 따른 공급액체의 압력을 예를 들면 검출압력의 변동이 작도록 제어하는 것으로 의도된 대로의 정량토출을 행할 수 있다. 또 액체저장용기의 액체의 가압력의 증가와 때를 맞춰 토출밸브의 토출구를 기계적으로개방하는 것으로 액체토출을 시간지연없이 개시할 수 있다. 그리고 토출이 종료한 경우에는 가압력의 증가를 제거하고 아울러 상기 밸브의 토출구를 기계적으로 폐지하는 것으로 액체의 누출 염려없이 높은 차단성으로 정량토출을 종료할 수 있다.

또한, 장치의 발명에 있어서, 토출밸브의 토출구를 기계적으로 개폐하는 것에 의해, 액체 중에 혼합되어 있는 필러를 손상하지 않고 액체의 토출정지시 차단성을 높일 수 있다. 또 토출구로부터의 액체의 누출을 충분히 방지할 수 있고 액체의 가압수단으로서의 에어실린더의 보어지름을 액체저장용기의 내경보다 충분히 크게 하는 것으로 일반적인 공장의 라인공기압이 낮은 경우에 있어서도 액체압력을 필요에 응하여 높게 할 수 있다. 그 결과 액체토출 작업능률을 의도한 대로 향상시킬 수 있다.

이상의 특징이 있는 본 발명의 정량토출방법 및 장치는 점성유체, 점조물질 등을 함유하는 액체의 정량토출을 필요로하는 장치, 예를 들면 전자재료를 기판상에서 규칙적 또는 불규칙하게 점상도포, 선상도포 등에 적용할 수 있다.

Claims (16)

1. 액체저장용기로부터 토출밸브를 통하여 액체를 정량 토출할 때, 토출구로부터의 액체의 토출유속이 일정하게 유지되도록, 토출구 근방부분의 압력이 예정된 특정값으로 되도록 액체저장용기로부터 토출밸브에 공급하는 액체의 압력을 제어하함과 동시에 상기 액체의 압력제어와 토출구를 기계적으로 개폐하는 타이밍을 동기시키는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 액체저장용기내에 저장된 액체의 압력을 제어하는 것에 의해 액체저장용기로부터 토출밸브로 공급되는 액체의 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 액체저장용기내에 저장된 액체의 감소하는 속도를 제어하여 상기 액체압력을 제어함으로써 액체저장용기로부터 토출밸브에 공급하는 액체의 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 액체저장용기내에 저장된 액체의 감소하는 속도를 일정하게 또는 가변되게 제어하여 상기 액체의 압력을 제어함으로써 액체저장용기로부터 토출밸브로 공급되는 액체의 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출방법.
5. 액체저장용기, 액체저장용기내의 액체의 가압수단 및 액체저장용기에 연결되어 통하고 토출구가 기계적으로 개폐하는 토출밸브, 토출구의 근방부분에서 액체압력을 검출하는 압력센서 및 가압수단 및 토출밸브의 작동을 제어하는 작동제어수단을 구비하고 액체저장용기로부터 토출밸브를 따라 액체를 정량토출하는 장치로서, 상기 작동제어수단은 상기 압력센서로부터 신호에 근거하여 토출구 근방부분의 압력에 예정된 특정값으로 되도록 상기 가압수단을 작동시킴과 동시에 상기 가압수단의 작동과 토출구의 기계적개폐와의 타이밍을 동기시키는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기의 가압수단은 액체저장용기에 저장된 액체를 액체의 점도(粘度)에 따른 압력으로 가압하는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출장치.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 가압수단은 이 가압수단을 가압하는 액체저장용기의 내경보다 충분히 큰 보어지름(bore diameter)의 에어실린더를 구비하고, 저장된 액체에 액체가 밀봉되게 접하도록 배치된 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출장치.
8. 제 5 항에 있어서, 상기 가압수단을 가압하는 액체저장용기의 내경보다 충분히 큰 보어지름(bore diameter)의 에어실린더를 구비하고 저장된 액체에 액체가 밀봉되게 접하도록 배치된 가압부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출장치.
9. 제 5 항에 있어서, 상기 가압수단은 상기 액체저장용기 내에 진입시킨 플런저가 진퇴변위를 담당하는 에어실린더를 포함하고, 상기 에어실린더는 상기 액체저장용기의 내경보다 충분히 큰 보어지름을 갖는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출장치.
10. 제 5 항에 있어서, 상기의 가압수단은 액체저장용기내에 진입시킨 플런저의 진퇴변위를 담당하는 에어실린더를 포함하고, 상기 에어실린더의 보어지름(bore diameter)은 액체저장용기의 내경보다 크고, 상기 작동제어수단은 토출구 부근 액체의 압력을 검출하는 압력센서 및 압력센서의 신호에 따라 에어실린더에 공급압력을 조정하는 압력조정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출장치.
11. 제 5 항에 있어서, 상기의 가압수단은 액체저장용기내에 진입시킨 플런저의 진퇴변위를 담당하는 에어실린더를 포함하고, 상기 에어실린더의 보어지름은 액체저장용기의 내경보다 크고, 상기 작동제어수단은 토출구 부근 액체의 압력을 검출하는 압력센서 및 압력센서의 신호에 따라 에어실린더에 공급압력을 조정하는 전자 공기식 압력조정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출장치.
12. 제 5 항에 있어서, 상기 토출밸브는 니들밸브인 것을 특징으로 하는 액체정량 토출장치.
13. 제 5 항에 있어서, 상기 토출밸브는 액체압력 보상피스톤을 구비한 니들밸브인 것을 특징으로 하는 액체정량 토출장치.
14. 제 5 항에 있어서, 상기 액체저장용기와 상기 토출밸브 사이의 액체유로는 플런저에 관통하는 상향으로 연장된 상향부분을 갖는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출장치.
15. 제 5 항에 있어서, 상기 토출밸브는 삼차원방향으로 움직일 수 있는 머니퓰레이터에 부착되는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출장치.
16. 제 5 항에 있어서, 상기 장치는 또한 가압수단의 제어, 토출밸브의 제어 및 토출밸브를 삼차원방향으로 움직이게 하는 머니퓰레이터의 제어를 동기식으로 실행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체정량 토출장치.

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