KR101840174B1 - 도포액 공급 장치 - Google Patents

Abstract

도포액 공급 장치(3)는, 도포액이 수용되는 수용 용기(5)와, 수용 용기(5) 내에서 축 방향으로 이동하고, 수용 용기(5)에 수용된 도포액을 수용 용기(5)에서 토출시키는 로드(6)와, 수용 용기(5)에 수용된 도포액(P)과 로드(6)를 격리하고, 로드(6)와의 사이에서 닫힌 공간인 봉입 공간(9)을 형성하도록 로드(6)에 설치되어, 로드(6)의 축 방향의 이동에 대해 신축하는 벨로스 부재(8)를 구비하고 있고, 봉입 공간(9)에는, 액체(W)가 봉입되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

도포액 공급 장치 {Coating liquid supply device}

본 발명은, 도포 장치에 적용되는 도포액 공급 장치에 관한 것이다.

종래, 테이블 코터(table coating machine) 등의 도포액 흡인, 토출용의 펌프로서는, 로드형의 시린지 펌프(syringe pump)가 알려져 있다. 그러나, 이러한 펌프는, 로드의 슬라이딩 부분에 O링 등이 사용되고 있으며, 미량의 도포액 누출이나 고착의 가능성을 생각할 수 있다. 따라서, 인용문헌 1에 나타내는 바와 같이, O링의 외측에 더욱 도포액 회수실을 구비한 것이 있지만, 구조가 복잡하고 대형화되고, 또한 도포액 회수실과 로드는 결국 O링으로 밀봉되게 되어, 마찬가지의 과제를 생각할 수 있다. 따라서, 인용문헌 2의 벨로스(58)에 나타내는 바와 같이, 벨로스 부재의 신축성을 이용하여, 도포액과 로드의 슬라이딩 부분이 접촉하지 않는 펌프가 제공되고 있다. 또한, 벨로스 부재를 이용한 시린지 펌프로는, 일반적으로는, 인용문헌 3에 나타내는 바와 같은 것이 있다.

일본국 특개 2008-161740 호 공보 일본국 특개 2011-14732 호 공보 일본국 특개소 60-261464 호 공보

그러나, 벨로스 부재는, 금속이나 합성수지의 얇은 시트로 형성되어 있기 때문에, 그 한쪽면에서 압력이 걸리면, 부재 자체가 부풀어 오르는 등의 탄성 변형이 생긴다. 그리고, 상기에 나타내는 벨로스 부재를 사용한 펌프에서는, 벨로스 부재의 한쪽면이 대기압에 개방되어 있다. 따라서, 도포액을 토출할 때 로드를 밀어 넣으면, 그 로드의 밀어넣는 압력에 의해 벨로스 부재 자체가 변형되어, 로드를 밀어넣은 양(체적)과 토출되는 도포액의 양이 일치하지 않고, 도포량이 변동하여 기재에 균일한 두께로 도포하는 것이 어렵다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명에서는, 도포액의 도포량의 정확도를 향상시킬 수 있는 도포액 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은,

도포액이 수용되는 수용 용기와,

상기 수용 용기 내에서 축 방향으로 이동하고, 상기 수용 용기에 수용된 도포액을 상기 수용 용기에서 토출시키는 로드와,

상기 수용 용기에 수용된 도포액과 상기 로드를 격리하여, 상기 로드와의 사이에서 닫힌 공간인 봉입 공간을 형성하도록 상기 로드에 설치되고, 상기 로드의 축 방향의 이동에 대해 신축하는 벨로스 부재를 구비하고 있으며,

상기 봉입 공간에는, 액체가 봉입되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 의하면, 봉입 공간에 액체를 봉입함으로써, 로드의 축 방향의 이동에 의해 압력이 가해지더라도 봉입 공간의 체적이 변화하지 않고, 벨로스 부재 자체의 변형을 방지할 수 있으므로, 로드의 축 방향의 이동에 의한 수용 용기내의 체적의 변화량과 토출되는 도포액의 양이 일치한다. 따라서, 도포액의 도포량의 정확도를 향상시킬 수 있다.

본 발명은, 또한, 다음과 같은 구성을 구비하는 것이 바람직하다.

(1) 상기 봉입 공간은, 상기 로드의 외주면과 상기 벨로스 부재의 내면과의 사이에 형성되는 제1 공간을 가지고 있고,

상기 벨로스 부재의 신축에 의해, 상기 제1 공간의 체적이 증감할 때, 상기 봉입 공간은, 상기 봉입 공간에 봉입되어 있는 액체가 이동 가능한 조정 공간을 가지고 있다.

(2) 상기 구성 (1)에 있어서, 상기 로드의 선단부에는, 상기 로드의 선단에 대해 축 방향으로 이동 가능한 돌출 부재가 설치되어 있고,

상기 벨로스 부재의 선단은, 상기 돌출 부재에 설치되어 있으며,

상기 조정 공간의 일부는, 상기 로드의 선단과 상기 돌출 부재에 의해 형성된다.

(3) 상기 구성 (1)에 있어서, 상기 벨로스 부재의 축 방향 중간부는, 상기 로드의 선단에 설치되어 있고,

상기 벨로스 부재의 선단부는, 폐지되어 있으며,

상기 조정 공간은, 상기 로드의 선단과 상기 벨로스 부재의 선단부에 의해 형성된다.

(4) 상기 구성 (1) ~ (3)의 어느 하나에 있어서, 상기 조정 공간의 일부는, 상기 로드의 내부에 형성된 공간을 통해 상기 제1 공간과 연통하고 있다.

(5) 상기 구성 (1) ~ (4)의 어느 하나에 있어서, 상기 액체는, 상기 제1 공간의 체적이 최대가 되는 상태에서, 상기 봉입 공간에 봉입된다.

(6) 상기 벨로스 부재는, 기단이 상기 수용 용기에 설치되고, 선단은 스스로 폐지되어 있다.

상기 구성 (1)에 의하면, 봉입 공간은, 액체가 이동하는 조정 공간을 가지고 있기 때문에, 로드의 축 방향의 이동에 대해, 봉입 공간의 체적을 일정하게 할 수 있는 구성을 용이하게 달성할 수 있다.

상기 구성 (2)에 의하면, 로드의 선단과 돌출 부재에 의해 조정 공간의 일부를 형성함으로써, 벨로스 부재의 신축으로 제1 공간의 체적이 증감할 때의 액체의 이동원, 이동처를 형성할 수 있다. 그 결과, 벨로스 부재의 신축에 있어서, 움직임을 원활하게 하고, 봉입 공간의 체적을 일정하게 할 수 있는 구성을 용이하게 달성할 수 있다.

상기 구성 (3)에 의하면, 로드의 선단과 벨로스 부재의 선단부에 의해 조정 공간을 형성함으로써, 벨로스 부재의 신축으로 제1 공간의 체적이 증감할 때의 액체의 이동원, 이동처를 형성할 수 있다. 그 결과, 벨로스의 신축에 있어서, 봉입 공간의 체적을 일정하게 할 수 있는 구성을 용이하게 달성할 수 있다.

상기 구성 (4)에 의하면, 벨로스 부재의 신축에 의해 제1 공간의 체적이 증감할 때, 로드의 내부를 통해, 제1 공간과 조정 공간과의 사이에서 액체를 용이하게 이동시킬 수 있다.

상기 구성 (5)에 의하면, 제1 공간의 체적이 최대가 되는 상태에서 액체를 봉입함으로써, 로드의 위치가 어디에 있더라도, 상기 기능을 제대로 발휘할 수 있다.

상기 구성 (6)에 의하면, 벨로스 부재를 구비하는 매우 간단한 구조의 도포액 공급 장치를 제공할 수 있다.

요컨대, 본 발명에 의하면, 도포액의 도포량의 정확도를 향상시킬 수 있는 도포액 공급 장치를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 도포 장치의 개략도이다.
도 2는, 수용 용기의 개략도이다.
도 3은, 제1 공간의 체적이 최대가 되는 상태의 수용 용기의 개략도이다.
도 4A는, 로드를 가장 후퇴시킨 상태의 수용 용기의 개략도이다.
도 4B는, 제1 ~ 제5 공간과 θ와 L을 나타낸 부분 상세도이다.
도 5는, 제5 공간을 형성하는 외주 구멍이 제2 공간에 도달한 경우의 개략도이다.
도 6은, 로드가 초기 위치에서 전진하고, 최삽입 위치에 위치하는 상태의 수용 용기의 개략도이다.
도 7은, 로드가 최삽입 위치에서 후퇴하고, 초기 위치에 위치하는 상태의 수용 용기의 개략도이다.
도 8은, 본 발명에 관한 다른 실시 형태로서, 로드에 돌출 부재가 설치되지 않은 도포액 공급 장치의 개략도이다.
도 9는, 본 발명에 관한 다른 실시 형태로서, 로드에 돌출 부재가 설치되지 않은 도포액 공급 장치의 개략도이다.
도 10은, 본 발명에 관한 다른 실시 형태로서, 벨로스 부재(8)가 로드(6)에 설치되어 있지 않은 도포액 공급 장치의 개략도이다.
도 11은, 본 발명에 관한 다른 실시 형태로서, 로드를 샤프트 모터로 축 방향으로 왕복 이동시키는 도포액 공급 장치의 개략도이다.
도 12는, 봉입한 액체가 적은 경우에 로드가 밀어 넣어진 경우의 벨로스 부재의 형상을 나타낸 개략도이다.

(전체 구성)

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 도포 장치(10)의 개략도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 도포 장치(10)는, 도포액을 저류하는 저류 탱크(1)와, 도포액을 지지대(11) 상의 기재(12)에 도포하는 슬릿 노즐(2)과, 저류 탱크(1)에서 슬릿 노즐(2)로 도포액을 공급하는 도포액 공급 장치(3)와, 도포 장치(10)를 제어하는 제어 장치(4)를 구비하고 있다. 슬릿 노즐(2)은, 노즐 자체에 도포액을 토출하기 위한 소정 폭의 슬릿이 형성되고, 슬릿 노즐(2)을 이동시킴으로써, 기재(12)에 도포액을 도포하는 테이블 코터(등록 상표)용의 슬릿 노즐이다. 슬릿 노즐(2)의 이동은, 제어 장치(4)에 의해 제어된다.

저류 탱크(1)에는, 압축 공기가 공급되도록 되어 있고, 이 압축 공기의 압력에 의해, 도포액을 아래측에서 밀어내도록 되어 있다. 또한, 저류 탱크(1) 내의 도포액은, 압축 공기를 사용하지 않고, 중력에 의해 밀어내질 수도 있다.

도포액 공급 장치(3)는, 도포액이 수용되는 수용 용기(5)와, 수용 용기(5)에 수용된 도포액을 수용 용기(5)에서 슬릿 노즐(2)로 토출시키는 로드(6)와, 로드(6) 를 축 방향으로 이동시키는 구동 부재(7)를 구비하고 있다.

수용 용기(5)는, 원통상의 실린더로 구성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 수용 용기(5)는, 내부의 시인성을 높이기 위해, 유리제의 실린더가 사용되고 있다. 그러나, 수용 용기(5)는, 스테인레스 등의 금속 재료로 제조되어도 된다. 이 경우, 수용 용기(5)의 내면은, 경면 가공 등에 의해 면 거칠기를 작게 할 필요가 있다.

수용 용기(5)의 일단부는 폐쇄되어 있고, 타단부에는, 로드(6)가 삽통하는 삽통 구멍(51a)이 형성되어 있는 봉합 부재(51)가 설치되어 있다. 삽통 구멍(51a)의 내주면에는, O링 등의 밀봉 부재(52)가 배치되어 있다. 밀봉 부재(52)는, 봉합 부재(51)와 로드(6)와의 사이의 밀봉성을 확보하고 있다.

수용 용기(5)에는, 도포액 공급관(13)을 통해, 저류 탱크(1)에서 도포액이 공급되도록 되어 있다. 도포액 공급관(13)에는, 공급 밸브(13a)가 설치되어 있고, 공급 밸브(13a)의 개폐에 의해, 수용 용기(5)로의 도포액의 공급, 공급 정지가 이루어진다. 공급 밸브(13a)의 개폐는, 제어 장치(4)에 의해 제어된다.

수용 용기(5)에서, 도포액 토출관(14)을 통해, 슬릿 노즐(2)로 도포액이 공급되도록 되어 있다. 도포액 토출관(14)에는, 토출 밸브(14a)가 설치되어 있고, 토출 밸브(14a)의 개폐에 의해, 슬릿 노즐(2)로의 도포액의 공급, 공급 정지가 이루어진다. 토출 밸브(14a)의 개폐는, 제어 장치(4)에 의해 제어된다.

수용 용기(5)에는, 수용 용기(5) 내의 공기(air)를 배출하는 공기 배출관(15)이 접속되어 있다. 공기 배출관(15)에는, 배출 밸브(15a)가 설치되어 있고, 배출 밸브(15a)의 개방에 의해, 수용 용기(5) 내의 공기가 배출된다. 배출 밸브(15a)의 개폐는, 제어 장치(4)에 의해 제어된다.

수용 용기(5)에는, 후술하는 봉입 공간에 봉입액(W)을 봉입하는 액체 봉입관(16)이 접속되어 있다. 액체 봉입관(16)에는, 봉입 밸브(16a)가 설치되어 있고, 봉입 밸브(16a)의 개방에 의해, 봉입 공간에 봉입액(W)이 봉입된다. 봉입 공간에 봉입액(W)이 충만하면, 봉입 밸브(16a)를 폐지한다. 봉입 밸브(16a)의 개폐는, 제어 장치(4)에 의해 제어된다.

로드(6)는, 예를 들어, 스테인리스강(鋼), 합성수지, 혹은, 금속 재료의 표면에 크롬 도금을 한 것 등으로 구성되며, 원주 형상을 가지고 있다. 로드(6)의 표면은, 경면 가공 등에 의해, 면 거칠기가 작아지고 있다.

구동 부재(7)는, 스테핑 모터인 모터(71)의 구동에 의해, 모터(71)의 회전축에 일체적으로 형성된 볼 스크류(72)를 회전시키고, 볼 스크류(72)에 나사로 끼워진 지지부(볼 너트)(73)를 통해, 로드(6)를 축 방향으로 왕복 이동시키도록 되어 있다.

도 2는, 수용 용기(5)의 개략도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 로드(6)의 선단부에는, 로드(6)의 선단에 대해 축 방향으로 이동 가능한 돌출 부재(61)가 설치되어 있다. 돌출 부재(61)는, 원판부(61a)와 원주상의 핀부(61b)를 구비하고 있다. 또한, 로드(6)는, 돌출 부재(61)의 핀부(61b)가 로드(6)의 축 방향으로 가이드되면서 슬라이딩 가능하게 하는 원형의 가이드 구멍(6a)과, 로드(6)의 외주면에 설치된 외주 구멍(6b)을 구비하고 있다. 또한, 후술하는 벨로스 부재의 비틀림을 방지하기 위해, 돌출 부재(61)의 핀부(61b) 및 가이드 구멍(6a)을 복수로 하거나, 다각형의 형상으로 하는 등, 돌출 부재(61)의 와류 방지판(WHIRL STOP)을 해도 된다.

돌출 부재(61)에는, 벨로스 부재(8)가 설치되어 있다. 벨로스 부재(8)는, 일단이 돌출 부재(61)의 원판부(61a)의 외주(도중 A)에 설치되고, 타단이 링 부재(8a)에 설치되어 있다(도중 B). 링 부재(8a)의 외주는, 예를 들어, 수용 용기(5) 를 분할 구조로 한 구조체(5a,(5b)의 사이에 끼워져 고정되어 있다. 구조체(5a)와 구조(5b)의 접속 방법은, 어떤 것이어도 좋다. 이에 따라, 수용 용기(5)에 수용된 도포액(P)과 로드(6)를 격리하고, 로드(6)와의 사이에서, 닫힌 공간인 봉입 공간(9)을 형성하도록 되어 있다. 또한, 로드(6)의 외주면과 벨로스 부재(8)의 내면과의 사이에는 틈새(C1)가 설치되고, 또한, 로드(6)의 외주면과 링 부재(8a)의 내주와의 사이에는 틈새(C2)가 설치되어, 벨로스 부재(8)의 신축과 봉입액(W)의 통과를가능하게 하고 있다. 그리고, 벨로스 부재(8)는, 로드(6)의 축 방향의 이동에 대해 신축하도록 되어 있다.

봉입 공간(9)에는, 액체 봉입관(16)에서 봉입액(W)이 봉입된다. 봉입되는 봉입액(W)은 비압축성 유체이다. 봉입 공간(9)은, 벨로스 부재(8)의 내면과 로드(6)의 외주면과의 사이에 형성되는 제1 공간(91)과, 수용 용기(5), 봉합 부재(51) 및 로드(6)의 사이에 형성되는 제2 공간(92)과, 돌출 부재(61), 벨로스 부재(8) 및 로드(6)의 선단의 사이에 형성되는 제3 공간(93)과, 로드(6) 내에 형성되어, 돌출 부재(61)와 로드(6)와의 사이에 형성되는 제4 공간(94)과, 로드(6) 내에 형성되어, 제1 공간(91)과 제4 공간(94)을 연통하는 제5 공간(95)을 구비하고 있다. 봉입액(W)은, 제1 공간(91) ~ 제5 공간(95) 및 앞서 언급한 틈새(C1), 틈새(C2)에 의해, 그 전체에서 왕래할 수 있게 되어 있다.

도포 장치(10)를 사용하기 전에, 다음과 같은 준비를 한다.

먼저, 도 3에 나타내는 바와 같이, 벨로스 부재(8) 더미의 체적이 가장 커지는 위치까지 로드(6)를 전진시킨다. 벨로스 부재(8)의 더미의 체적이 가장 커지는 상태는, 벨로스 부재(8) 더미의 각도(θ)가 소정 각도(벨로스 부재(8)의 형상에 따르면, 통상 60도 정도)의 경우이며, 이 때, 제1 공간(91)의 체적은 가장 커진다. 그리고, 이 때, 벨로스 부재(8)의 탄성력에 의해 로드(6)의 선단면과 원판부(61a)는 접촉하고, 제4 공간(94)은 최소 체적이 된다. 여기서, 봉입 밸브(16a)를 개방하여, 봉입 공간(9)의 내부 공기를 배출하면서, 액체 봉입관(16)을 통해, 봉입액(W)을 봉입 공간(9)에 공급한 후, 봉입 밸브(16a)를 폐지하고, 봉입 공간(9)에 공기를 남기지 않도록 하여 봉입액(W)을 봉입한다. 또한, 봉입액(W)이 봉입 공간(9)에 충만한지의 여부는, 봉입액(W)의 공급에 의해, 원판부(61a)가 로드(6)의 선단에서 약간 떨어진 것을 기준으로 하면 된다. 이 때, 공급 밸브(13a), 토출 밸브(14a), 배출 밸브(15a)를 폐지 상태로 하지만, 로드(6)를 원활하게 동작시키기 위해, 배출 밸브(15a)를 개방하고, 공기 배출관(15)을 통해 수용 용기(5)의 내부 공기를 배출 가능하게 해 두어도 좋다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 로드(6)를 가장 후퇴시킨 위치(로드(6)의 선단면을 수용 용기(5)의 타단부에 가장 접근한 위치, 이하, 초기 위치라고 한다)까지 후퇴시켜, 공급 밸브(13a)를 개방하고, 도포액 공급관(13)을 통해, 저류 탱크(1)에 저류된 도포액(P)을 수용 용기(5) 내에 공급한다. 이때, 배출 밸브(15a)를 개방하고, 공기 배출관(15)을 통해, 수용 용기(5) 내의 공기를 배출한다. 공기 배출관(15)은, 도포액 공급관(13)과는 반대측에 위치이며, 수용 용기(5) 내의 가장 높은 위치에 설치되어 있다. 따라서, 수용 용기(5) 내의 공기는, 원활하게 배출되게된다. 또한, 공기 배출관(15)에서 도포액(P)이 흘러 나옴으로써 배출 밸브(15a)를 폐지한다.

여기서, 봉입액(W)은 비압축성 유체이며, 봉입 공간(9)에는 공기가 남아 있지 않기 때문에, 벨로스 부재(8)가 로드(6)의 진퇴에 따라 변형하더라도, 봉입 공간(9)의 체적은 항상 일정하다. 그 때문에, 로드(6)가 진퇴하는 동안에는, 도 4B에 나타내는 제1 공간(91), 제3 공간(93), 제4 공간(94) 및 제5 공간(95)의 사이에서 봉입액(W)의 흐름이 생기고, 제1 공간(91), 제3 공간(93) 및 제4 공간(94)의 체적이 변화한다. 제5 공간(95)에서는 체적의 변화가 생기지 않고, 제2 공간(92)에서 는, 체적의 변화도 봉입액(W)의 흐름도 생기지 않는다. 따라서, 제1 공간(91)의 체적의 증감에 대한 조정 공간은, 제3 공간(93) 및 제4 공간(94)이다.

구체적으로는, 도 3의 상태에서 도 4의 상태에 걸쳐, 벨로스 부재(8) 더미의 각도(θ)가 작아지고, 제1 공간(91)의 체적이 작아져 간다. 그러나, 봉입액(W)의 체적은 일정하므로, 제1 공간(91)의 체적이 작아져서 밀어내진 봉입액(W)은, 제3 공간(93)으로 흐르고, 그에 따라, 결과적으로 로드(6)의 선단면과 돌출 부재(61)의 원판부(61a)와의 사이가 열리면서, 로드(6)는 후퇴한다.

또한, 원판부(61a)와 함께 핀부(61b)가 이동함에 따라, 제4 공간(94)의 체적이 커지지만, 거기에는 제1 공간(91)에서 제5 공간(95)을 통해 봉입액(W)이 흐름으로써, 봉입액(W)의 체적 일정이 유지된다.

또한, 설계의 사정으로, 제5 공간(95)을 형성하는 외주 구멍(6b)이 제2 공간(92)에 도달한 경우에는, 제2 공간(92)에서도 봉입액(W)의 흐름이 생긴다(도 5를 참조). 또한, 설계 시에는, 외주 구멍(6b)이 제2 공간(92)을 통과하고, 봉합 부재(51)로 가려져 버리지 않게 하는 것이 필요하다(도 5에 나타내는 거리 T가 존재하는 것이 필요하다).

이와 같이, 봉입 공간(9)에 봉입액(W)이 봉입되고, 수용 용기(5) 내에 도포액(P)이 충전되면, 도포 장치(10)는, 다음과 같이 작동하게 되어 있다. 실제로, 도포액(P)은, 도포액 토출관(14) 및 슬릿 노즐(2)에도 충전되지만, 여기에서는 설명을 생략한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 토출 밸브(14a)를 개방하고, 구동 부재(7)의 모터(71)를 구동하여 볼 스크류(72)를 회전시킴으로써, 슬릿 노즐(2)에서 필요로 하게 되는 토출량, 토출 속도에 맞춰 로드(6)를 전진시킨다. 로드(6)의 전진에 따라, 로드(6)의 선단부에 설치된 돌출 부재(61)도 전진하는데, 돌출 부재(61)는, 봉입 공간(9)의 체적이 일정하게 유지되므로, 로드(6)의 전진량보다 작은 거리만(도 4B에 나타내는 로드(6)의 선단면과 원판부(61a) 사이의 거리 L가 축소하면서) 전진한다. 돌출 부재(61)에 설치된 벨로스 부재(8)는, 돌출 부재(61)의 전진분 만큼 신장한다. 그리고, 수용 용기(5) 내의 도포액(P)은, 도포액 토출관(14)을 통해, 슬릿 노즐(2)로 토출된다. 슬릿 노즐(2)로 토출된 도포액(P)은, 슬릿 노즐(2)의 슬릿에서, 기판(12)으로 도포된다. 도포를 중지하는 경우에는, 토출 밸브(14a)를 폐지하고, 도포를 재개할 때는, 토출 밸브(14a)를 개방한다.

또한, 로드(6)가 전진을 계속하고, 벨로스 부재(8) 더미의 각도(θ)가 소정 각도(예를 들면 60도 정도)를 초과하면(도 3의 위치보다 로드(6)가 전진하면), 제1 공간(91)의 용적은 작게 되어 가므로, 지금까지와는, 봉입액(W)의 흐름은 반대가 되고, 도 4B의 거리 L이 확대되면서 로드(6)는 전진한다.

이와 같이, 도포 장치(10)에서는, 봉입 공간(9)의 체적이 변화하지 않기 때문에, 로드(6)를 전진시킴에 따른 수용 용기(5)의 내부 용적의 변화와 도포액(P)의 토출량이 일치하게 된다. 또한, 얇은 시트로 형성된 벨로스 부재(8)의 내외는 비압축성 액체로 충전되어 있기 때문에, 로드(6)를 전진시킬 때 생기는 압력은, 탄성의 벨로스 부재(8)를 통해 전달되고, 도포액(P)과 봉입액(W)은 동입(同壓)이 되기 때문에, 벨로스 부재(8)가 탄성 변형할 수도 없다. 이로써, 도포액(P)의 도포량은 변동하지 않고, 도포액(P)은 기재(12)에 균일한 두께로 도포된다.

로드(6)를 가장 전진시킨 위치(이하, 최삽입 위치라고 한다)까지 전진시킨 후에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 토출 밸브(14a)를 폐지하고, 공급 밸브(13a)를 개방하는 동시에, 구동 부재(7)의 모터(71)를 역전 구동시켜, 로드(6)를 최삽입 위치에서 초기 위치로 후퇴시키고, 도포액 공급관(13)을 통해, 도포액(P)을 수용 용기(5) 내에 공급한다. 수용 용기(5) 내로는, 로드(6)를 후퇴시켜 증대한 공간 체적에 맞춰, 순차적으로, 도포액(P)이 공급되기 때문에, 2회째 이후의 도포액 공급 공정에서는, 배출 밸브(15a)는 폐지 상태로 유지된다. 또한, 봉입 공간(9)에 봉입되는 봉입액(W)의 양이 적은 경우, 로드(6)가 전진하고 있는 도중부터, 도 12에 나타내는 바와 같이 벨로스 부재(8)의 막이 오그라지게 변형을 시작해 버려서, 올바른 토출량을 얻을 수 없게 되는데, 도 3에 나타낸 바와 같이, 벨로스 부재(8) 더미의 체적을 가장 크게 한 상태로 봉입액(W)을 봉입하고 있기 때문에, 그런 문제는 생기지 않는다.

이상의 공정을 반복함으로써, 도포 작업이 실행된다.

상기 구성의 도포 장치(10)에 의하면, 다음과 같은 효과를 발휘할 수 있다.

(1) 봉입 공간(9)에 액체인 봉입액(W)을 봉입함으로써, 로드(6)의 축 방향의 이동에 대해 봉입 공간(9)의 체적이 변화하지 않고, 얇은 시트로 형성된 벨로스 부재(8) 자체의 변형을 방지할 수 있으므로, 로드(6)의 축 방향의 이동에 의한 수용 용기(5) 내의 체적의 변화량과 토출되는 도포액(P)의 양이 일치한다. 따라서, 도포액(P)의 도포량의 정확도(정량성)를 향상시킬 수 있다.

(2) 벨로스 부재(8)의 신축에 의해, 제1 공간(91)의 체적이 증감할 때, 봉입 공간(9)은, 봉입 공간(9)에 봉입되어 있는 봉입액(W)이 이동 가능한 조정 공간(제3 공간(93) 및 제4 공간(94))을 가지고 있으므로, 로드(6)의 축 방향의 이동에 대해, 봉입 공간(9)의 체적을 일정하게 할 수 있는 구성을 용이하게 달성할 수 있다.

(3) 로드(6)의 선단과 돌출 부재(61)에 의해 조정 공간의 일부(제3 공간)를 형성함으로써, 벨로스 부재(8)의 신축으로 제1 공간(91)의 체적이 증감할 때의 봉입액(W)의 이동원, 이동처를 형성할 수 있다. 그 결과, 벨로스 부재(8)의 신축에 있어서, 움직임을 원활하게 하고, 봉입 공간(9)의 체적을 일정하게 할 수 있는 구성을 용이하게 달성할 수 있다.

(4) 조정 공간의 일부(제4 공간(94))는, 로드(6)의 내부에 형성된 제5 공간(95)을 통해 제1 공간(91)과 연통하고 있기 때문에, 벨로스 부재(8)의 신축에 의해 제1 공간(91)의 체적이 증감할 때, 로드(6)의 내부를 통해, 제1 공간(91)과 조정 공간과의 사이에서 액체를 이동시킬 수 있다.

(5) 봉입액(W)은, 제1 공간(91)의 체적이 최대가 되는 상태에서, 봉입 공간(9)에 봉입되기 때문에, 로드(6)의 위치가 어디에 있더라도, 상기의 기능을 제대로 발휘할 수 있다. 구체적으로는, 제1 공간(91)의 체적이 작은 상태에서 액체를 봉입하면, 로드(6)를 밀어넣었을 때 도 12에 나타낸 바와 같이, 벨로스 부재(8)가 내측에 달라붙도록 변형해 버려, 로드(6)의 밀어 넣은 양보다 도포액의 토출량이 적어져 버리는 상태가 생길 수 있으므로, 본 구성에 의해 그 문제를 해결할 수 있다.

(6) 로드(6)와 도포액(P)은 직접 접촉하지 않기 때문에, 로드(6)의 이동에 의한 도포액(P)의 건조, 발진, 누출 등의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 도포액(P)의 체류에 의한 액체 침강, 응집 불균일(aggregation unevenness) 등의 발생을 방지할 수 있다.

(다른 실시 형태)

도 8 및 도 9는, 본 발명에 관한 다른 실시 형태로서, 로드(6)에 돌출 부재(61)가 설치되지 않은 도포액 공급 장치의 개략도이다. 다른 실시 형태는, 돌출 부재(61)를 가지고 있지 않은 점에서 상기 실시 형태와 다르고, 그 외의 구성은 상기 실시 형태와 동일하다. 이 때문에, 다른 실시 형태의 설명에 있어서는, 상기 실시 형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 그 내용에 대해서는 자세한 설명을 생략한다.

도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 벨로스 부재(8)의 축 방향 중간부는, 로드(6)의 선단에 설치되어 있으며(도중 X1의 부분), 또한, 벨로스 부재(8)의 선단부는, 폐지되어 있다(도중 X2의 부분). 벨로스 부재(8)는, 일단이 로드(6)의 선단에 설치되고, 타단이 로드(6)과 수용 용기(5)와의 경계에 설치되는 제1 벨로스 부재(81)와, 일단이 폐지되고, 타단이 로드(6)의 선단에 설치되는 제2 벨로스 부재(82)를 구비하고 있다. 또한, 제1 벨로스 부재(81)와 제2 벨로스 부재(82)와의 사이에서는, 봉입되는 액체가 자유롭게 이동 가능하게 되도록, 틈새와 연통 구멍(6c)이 설치되어 있다.

봉입 공간(9)은, 제1 벨로스 부재(81)의 내면과 로드(6)의 외주면과의 사이에 형성되는 제1 공간(91)과, 수용 용기(5), 봉합 부재(51) 및 로드(6)의 외주면 의 사이에 형성되는 제2 공간(92)과, 제2 벨로스 부재(82)와 로드(6)의 선단과의 사이에 형성되는 제6 공간(96)을 구비하고 있다.

벨로스 부재(8)는, 로드(6)의 축 방향의 이동에 대해 신축하고, 그에 따라, 제1 공간(91)의 체적, 제6 공간(96)의 체적은 변동하지만, 제2 공간(92)의 체적은 일정하다. 도 8에서 도 9에 나타낸 바와 같이, 로드(6)가 수용 용기(5) 내에 삽입되면, 제1 벨로스 부재(81)는 신장하고, 제2 벨로스 부재(82)는 수축한다. 그 결과, 제1 공간(91)의 체적은 증가하지만, 제1 공간(91)의 체적 증가분 만큼, 제6 공간(96)의 체적은 감소한다. 따라서, 봉입 공간(9) 전체의 체적은 일정하며, 봉입 공간(9)에 봉입된 액체의 압력도 일정하게 된다.

로드(6)가 수용 용기(5)에서 후퇴하면, 도 9에서 도 8로의 움직임으로 나타내는 바와 같이, 제1 벨로스 부재(81)는 수축하고, 제2 벨로스 부재(82)는 신장한다. 그 결과, 제1 공간(91)의 체적은 감소하지만, 제1 공간(91)의 체적 감소분 만큼, 제6 공간(96)의 체적은 증가한다. 따라서, 봉입 공간(9) 전체의 체적은 일정하며, 봉입 공간(9)에 봉입된 액체의 압력도 일정하게 된다.

상기 구성의 도포 장치(10)에 의하면, 다음과 같은 효과를 발휘할 수 있다.

(1) 로드(6)의 선단과 벨로스 부재(8)의 선단부에 의해 조정 공간(제6 공간(96))을 형성함으로써, 벨로스 부재(8)의 신축으로 제1 공간(91)의 체적이 증감할 때의 액체의 이동원, 이동처를 형성할 수 있다. 그 결과, 벨로스 부재(8)의 신축에 있어서, 봉입 공간(9)의 체적을 일정하게 할 수 있는 구성을 용이하게 달성할 수 있다.

(2) 벨로스 부재(8)의 축 방향 중간부를 로드(6)의 선단에 설치함으로써, 중간부를 경계로 하여, 벨로스 부재(8)의 한쪽인 제1 벨로스 부재(81)가 신장할 때 다른쪽인 제2 벨로스 부재(82)가 수축하고, 한쪽인 제1 벨로스 부재(81)가 수축할 때 다른쪽인 제2 벨로스 부재(82)가 신장한다. 그 결과, 본 구성에 의해, 로드(6)의 축 방향의 이동에 대해, 봉입 공간(9)의 체적을 일정하게 유지할 수 있다.

(3) 로드(6)의 선단에 대하여 축 방향으로 이동 가능한 돌출 부재를 설치할 필요가 없고, 또한, 로드(6)의 내부에, 봉입 공간(9)에 포함되어, 액체가 봉입되는 공간을 형성해야 할 필요가 없다. 따라서, 로드(6) 주위의 구성을 단순화 할 수 있다.

또한, 도 10에 나타내는 바와 같이, 벨로스 부재(8)가 로드(6)에 설치되어 있지 않아도 된다. 이 경우, 매우 간단한 구조로, 로드(6)의 축 방향의 이동에 대해, 벨로스 부재(8)가 신축하고, 봉입 공간(9)의 체적를 일정하게 유지할 수 있다. 다만, 이 경우는, 벨로스 부재(8)가 로드(6)에 설치되어 있지 않으므로, 벨로스 부재(8)에 휨, 뒤틀림 또는 신축의 불균일이 생기지 않도록, 주의가 필요하다. 또한, 도 9까지의 실시예에 의하면, 벨로스 부재(8)의 신축 시에 있어서, 상기와 같은 문제를 일으키지 않고, 벨로스 부재(8)의 원활한 동작을 실현하여, 벨로스 부재(8)의 내구성도 향상시킬 수 있다.

(다른 실시 형태)

상기 각 실시 형태에서는, 구동 부재(7)는, 모터(71)의 구동에 의해, 모터(71)의 회전축에 일체적으로 형성된 볼 스크류(72)를 회전시키고, 볼 스크류(72)에 나사로 끼워진 지지부(73)를 통해, 로드(6)를 축 방향으로 왕복 이동시키도록 되어 있다. 그러나, 도 11에 나타내는 바와 같이, 로드(6)를 샤프트 모터(74)로 축 방향으로 왕복 이동시키도록 되어 있어도 좋다.

구동 부재(7)는, 샤프트 모터(74)와 샤프트 모터(74)를 지지하는 볼 부싱(75)를 구비하고 있다.

본 실시 형태에 따르면, 샤프트 모터(74)에서 로드(6)에 직접 구동력이 전달되므로, 로드(6)의 축 방향 이동의 응답성을 향상시킬 수 있다. 또한, 볼 스크류 및 지지 부재를 삭제할 수 있으므로, 구동 부재(7)에 필요한 공간을 작게 할 수 있다. 또한, 볼 스크류의 회전 운동에서 발생하는 진동에 의한 로드에의 영향을 방지하고, 로드의 축 방향 이동의 정확도를 향상시킬 수 있어, 그 결과, 도포액의 도포 불균일을 저감할 수 있다.

또한, 상기 각 실시 형태에서는, 도포액 공급 장치(3)가 가로 방향, 즉, 로드(6)가 수평 방향으로 왕복 이동하도록 배치되어 있지만, 도포액 공급 장치가 세로 방향, 즉, 로드가 수직 방향으로 왕복 이동하도록 배치되거나, 경사지게 배치되어도 된다.

특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나는 일 없이, 각종 변형 및 변경을 하는 것도 가능하다.

본 발명에서는, 도포액의 도포량의 정확도를 향상시킬 수 있는 도포액 공급 장치를 제공할 수 있으므로, 산업상의 이용 가치가 크다.

1 저류 탱크
10 도포 장치
11 지지대 12 기재
13 도포액 공급관 13a 공급 밸브
14 도포액 토출관 14a 토출 밸브
15 공기 배출관 15a 배출 밸브
16 액체 봉입관 16a 봉입 밸브
2 슬릿 노즐
3 도포액 공급 장치
4 제어 장치
5 수용 용기
51 봉합 부재 51a 삽통 구멍 52 밀봉 부재
6 로드
6a 가이드 구멍 6b 외주 구멍 6c 연통 구멍
61 돌출 부재
61a 원판부 61b 핀부
7 구동 부재
71 모터 72 볼 스크류 73 지지부 74 샤프트 모터
75 볼 부싱
8 벨로스 부재
8a 링 부재
81 제1 벨로스 부재 82 제2 벨로스 부재
9 봉입 공간
91 제1 공간 92 제2 공간 93 제3 공간 94 제4 공간 95 제5 공간
96 제6 공간
C1 틈새 C2 틈새
T 거리
P 도포액
W 봉입액

Claims (7)

1. 도포액이 수용되는 수용 용기와,
   상기 수용 용기 내에서 축 방향으로 이동하고, 상기 수용 용기에 수용된 도포액을 상기 수용 용기에서 토출시키는 로드(rod)와,
   상기 수용 용기에 수용된 도포액과 상기 로드를 격리하고, 상기 로드와의 사이에서 닫힌 공간인 봉입 공간을 형성하도록 상기 로드에 설치되어, 상기 로드의 축 방향의 이동에 대해 신축(伸縮)하는 벨로스(bellows) 부재를 구비하고 있으며,
   상기 봉입 공간에는, 액체가 봉입되고,
   상기 봉입 공간은, 상기 로드의 외주면과 상기 벨로스 부재의 내면과의 사이에 형성되는 제1 공간을 가지고 있고,
   상기 벨로스 부재의 신축에 의해, 상기 제1 공간의 체적이 증감할 때, 상기 봉입 공간은, 상기 봉입 공간에 봉입되어 있는 액체가 이동 가능한 조정 공간을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 도포액 공급 장치.
2. 청구항 1의 기재에 있어서,
   상기 로드의 선단부에는, 상기 로드의 선단에 대해 축 방향으로 이동 가능한 돌출 부재가 설치되어 있고,
   상기 벨로스 부재의 선단은, 상기 돌출 부재에 설치되어 있으며,
   상기 조정 공간의 일부는, 상기 로드의 선단과 상기 돌출 부재에 의해 형성되는 도포액 공급 장치.
3. 청구항 1의 기재에 있어서,
   상기 벨로스 부재의 축 방향 중간부는, 상기 로드의 선단에 설치되어 있고,
   상기 벨로스 부재의 선단부는, 폐지되어 있으며,
   상기 조정 공간은, 상기 로드의 선단과 상기 벨로스 부재의 선단부에 의해 형성되는 도포액 공급 장치.
4. 청구항 1의 기재에 있어서,
   상기 조정 공간의 일부는, 상기 로드의 내부에 형성된 공간을 통해 상기 제1 공간과 연통하고 있는 도포액 공급 장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 4의 어느 한 항의 기재에 있어서,
   상기 액체는, 상기 제1 공간의 체적이 최대가 되는 상태에서, 상기 봉입 공간에 봉입되는 도포액 공급 장치.
6. 삭제
7. 삭제

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