KR102021918B1

KR102021918B1 - 토출장치

Info

Publication number: KR102021918B1
Application number: KR1020187007772A
Authority: KR
Inventors: 요시노리 이카가와
Original assignee: 다즈모 가부시키가이샤
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2016-09-01
Publication date: 2019-09-17
Also published as: CN107921468A; TW201716146A; WO2017038924A1; KR20180042343A; TWI614065B; US10500606B2; US20180250699A1; CN107921468B

Abstract

본 발명은 토출장치에 관한 것으로, 이는 토출용 유체를 토출하는 노즐과 토출측 펌프와 구동측 펌프와 가열장치를 구비한다. 토출측 펌프는 압력전달부재와 해당 압력전달부재를 통해 서로 인접하는 토출실 및 구동실을 갖고, 토출실이 토출용 유체로 채워지고, 구동실이 구동용 유체로 채워진다. 구동측 펌프는 구동용 유체에 압력을 부여하는 펌프이고, 구동용 유체에 부여된 압력이 압력전달부재에 의해 토출실내의 토출용 유체에 전달된다. 가열장치는 구동측 펌프를 가열하지 않고 적어도 토출측 펌프를 가열한다.

Description

토출장치

본 발명은 펌프의 동작에 의해 노즐로부터 유체를 토출하는 토출장치에 관한 것이다.

노즐로부터 유체를 토출하는 토출장치의 일례로서 도포장치를 들 수 있다. 일반적으로 도포장치에서는 펌프를 이용하여 도포액이 토출된다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 구체적으로는 펌프는 슬릿노즐 및 도포액 탱크에 접속되어 있고, 도포액 탱크의 도포액은 펌프의 동작에 의해 해당 펌프를 통해 슬릿노즐로 공급되고, 슬릿노즐로부터 토출된다.

이와 같은 도포장치에 있어서 토출하는 도포액을 가열장치로 가열하는 것이 존재한다. 가열장치는 주로 노즐을 가열함으로써 토출 전의 도포액을 가열한다.

일본 특허공개 2014-184405호 공보

그러나 가열장치를 구비한 도포장치에서는 펌프의 내열화가 요구된다. 예를 들어 펌프에 구동력을 부여하는 구동원(전기적 구성을 포함하는 모터)을 차열재 등으로 덮을 필요가 있었다. 또한, 내열부품을 펌프의 구조체에 삽입하는 것이나 냉각기구를 펌프에 설치하는 것을 생각할 수 있는데, 모두 비용이 높아지고 또한 구조가 복잡해진다는 문제가 있었다.

그래서 본 발명의 목적은 토출하는 유체의 가열이 가능하고 또한 펌프의 내열화를 필요한 최소한으로 억제하는 것이 가능한 토출장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 토출장치는 토출용 유체를 토출하는 노즐과 토출측 펌프와 구동측 펌프와 가열장치를 구비한다. 토출측 펌프는 압력전달부재와 해당 압력전달부재를 통해 서로 인접하는 토출실 및 구동실을 갖고, 토출실이 토출용 유체로 채워지고, 구동실이 구동용 유체로 채워진다. 구동측 펌프는 구동용 유체에 압력을 부여하는 펌프이고, 구동용 유체에 부여된 압력이 압력전달부재에 의해 토출실 내의 토출용 유체에 전달된다. 가열장치는 구동측 펌프를 가열하지 않고 적어도 토출측 펌프를 가열한다.

본 발명에 따른 토출장치에 의하면 토출하는 유체를 가열할 수 있고 또한 펌프의 내열화를 필요한 최소한으로 억제할 수 있다.

도 1은 제1 실시형태에 따른 도포장치의 개념도이다.
도 2의 (A)는 도포장치가 구비하는 슬레이브 펌프의 내부구성을 모식적으로 도시한 단면도, (B)는 슬레이브 펌프의 분해도이다.
도 3은 제1 실시형태에 있어서의 도포장치의 변형예를 도시한 개념도이다.
도 4는 제2 실시형태에 따른 도포장치의 개념도이다.
도 5는 제3 실시형태에 따른 도포장치의 개념도이다.
도 6은 제3 실시형태에 있어서의 도포장치의 변형예를 도시한 개념도이다.
도 7은 제4 실시형태에 따른 도포장치의 개념도이다.

이하, 본 발명을 도포장치에 적용한 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

[1] 제1 실시형태

[1-1] 도포장치의 구성

우선 도포장치가 가열장치를 갖지 않는 구성을 제1 실시형태로서 설명한다. 또한, 가열장치를 구비한 도포장치의 실시형태에 대해서는 제3 실시형태 이후에서 설명한다. 도 1에 도시되는 바와 같이 도포장치는 슬릿노즐(20)과 마스터 펌프(50)(특허청구의 범위에 기재된 「구동측 펌프」에 상당)와 저류탱크(40)와 슬레이브 펌프(10)(특허청구의 범위에 기재된 「토출측 펌프」에 상당)와 저류탱크(30)를 구비한다.

슬릿노즐(20)은 도포액(31)(특허청구의 범위에 기재된 「토출용 유체」에 상당)이 저류되는 저류부(21)와, 하방 선단에 설치됨과 함께 저류부(21)로부터 도포액(31)이 공급되는 슬릿(22)을 구비한다. 슬릿노즐(20)은 수평면에서 슬릿(22)의 길이방향을 워크(W)의 반송방향과 직교시켜 배치되어 있다. 슬릿노즐(20)은 반송방향으로 반송되는 워크(W)의 주면 상에 슬릿(22)으로부터 도포액(31)을 토출함으로써 도막(CF)을 형성한다. 또한, 수평면에서 슬릿(22)의 길이방향과 직교하는 방향으로 슬릿노즐(20)이 이동함으로써, 워크(W)가 슬릿노즐(20)에 대하여 상대적으로 반송되어도 된다.

마스터 펌프(50)는 모터(51)로부터의 구동력에 의해 동작하는 실린지 펌프이다. 구체적으로는 마스터 펌프(50)는 실린지(50A)와 모터(51)로 구동하는 플런저(50B)로 구성되어 있다. 그리고 실린지(50A) 내에 플런저(50B)에 의한 가압이 가능한 토출실(52)이 형성되어 있다. 토출실(52)은 접속튜브(61)를 통해 저류탱크(40)에 연통함과 함께 접속튜브(62)를 통해 슬레이브 펌프(10)에 연통하고 있다. 접속튜브(61 및 62)는 접속부재의 하나이며, 가요성을 갖는 수지제 튜브이다. 저류탱크(40)는 물(41)을 저류함과 함께 소정 압력으로 가압되어 있다. 접속튜브(61)의 유로에는 개폐가 자유로운 공기작동밸브(42)가 배치되어 있다. 이에 의해 접속튜브(62)를 통해 마스터 펌프(50)의 토출실(52)과 슬레이브 펌프(10)(구체적으로는 후술하는 구동실(11))가 연결되고, 구동측 유로(900)가 형성되어 있다. 또한, 접속튜브(61 및 62)에는 가요성을 갖는 수지제 튜브만이 아니라 가요성이 거의 없는 배관 등, 다양한 접속부재를 이용할 수 있다.

본 실시형태에서는 구동측 유로(900)는 마스터 펌프(50)의 토출실(52)로부터 슬레이브 펌프(10)의 구동실(11)(도 2의 (A) 참조)까지의 유로이다. 그리고 구동측 유로(900)는 압력을 전달하기 위한 구동용 유체로서 기능하는 물(41)로 채워진다. 또한, 구동측 유로(900)를 물(41)로 채운 상태로 유지할 수 있다면 저류탱크(40)는 없어도 된다.

또한, 마스터 펌프(50)에는 실린지 펌프만이 아니라 다이어프램 펌프나 스크루 펌프 등, 토출실(52)내의 물(41)(구동용 유체)에 압력(양압)을 가하는 것이 가능한 다양한 펌프가 이용되어도 된다. 예를 들어 마스터 펌프(50)로서 도포장치에 미리 설치되어 있는 펌프를 이용할 수 있다.

슬레이브 펌프(10)는 접속튜브(63)를 통해 저류탱크(30)에 접속됨과 함께 접속튜브(64)를 통해 슬릿노즐(20)의 저류부(21)에 접속되어 있다. 저류탱크(30)는 도포액(31)을 저류함과 함께 소정 압력으로 가압되어 있다. 접속튜브(63)의 유로에는 개폐가 자유로운 공기작동밸브(32)가 배치되어 있다.

도 2의 (A)에 도시되는 바와 같이 슬레이브 펌프(10)는 케이스(1)와 해당 케이스(1)의 내부에 설치된 다이어프램(13)(특허청구의 범위에 기재된 「압력전달부재」에 상당)을 구비한다. 그리고 케이스(1)의 내부가 다이어프램(13)으로 구획되어 있음으로써 케이스(1)에는 다이어프램(13)에 의해 서로 분리된 구동실(11) 및 토출실(12)이 형성되어 있다. 또한, 슬레이브 펌프(10)는 다이어프램(13)만이 아니라 구동실(11)로부터 토출실(12)에 압력을 전달하는 것이 가능한 다양한 압력전달부재를 구비하고 있어도 된다. 일례로서 슬레이브 펌프(10)는 다이어프램(13) 대신에 구동실(11)과 토출실(12)의 사이에서 이동 가능하게 구성된 실린더를 압력전달부재로서 구비하고 있어도 된다.

케이스(1)에는 3개의 접속구(2 내지 4)와 에어배출구(5)가 형성되어 있다. 접속구(2)는 구동실(11)에 연통하고 있고, 접속구(2)에는 접속튜브(62)의 일단이 접속되어 있다. 또한, 접속구(3) 및 접속구(4)는 모두 토출실(12)에 연통하고 있고, 접속구(3)에는 접속튜브(63)의 일단이 접속되고, 접속구(4)에는 접속튜브(64)의 일단이 접속되어 있다. 접속튜브(63 및 64)는 접속부재의 하나이고, 가요성을 갖는 수지제 튜브이다. 또한, 접속튜브(63 및 64)에는 가요성을 갖는 수지제 튜브만이 아니라 가요성이 거의 없는 배관 등, 다양한 접속부재를 이용할 수 있다.

접속튜브(62 내지 64)의 상기 접속에 의해 구동실(11)은 접속구(2) 및 접속튜브(62)를 통해 마스터 펌프(50)의 토출실(52)에 연통하고, 토출실(12)은 접속구(3) 및 접속튜브(63)를 통해 저류탱크(30)에 연통함과 함께 접속구(4) 및 접속튜브(64)를 통해 슬릿노즐(20)의 저류부(21)에 연통하고 있다. 이에 의해 접속튜브(63), 토출실(12) 및 접속튜브(64)를 이 순서대로 통해 저류탱크(30)와 저류부(21)가 연결되고, 토출측 유로(901)가 형성되어 있다. 그리고 토출측 유로(901)는 토출용 유체인 도포액(31)으로 채워진다.

이와 같은 도포장치의 구성에 있어서 슬레이브 펌프(10)에 있어서의 토출실(12)의 용적이 마스터 펌프(50)에 있어서의 토출실(52)의 용적보다 작아져 있다. 본 실시형태에서는 도 2의 (A)에 도시되는 바와 같이 토출실(12)에는 다이어프램(13)에 대향함과 함께 해당 다이어프램(13)을 따른 형상을 띠는 내면(12a)을 갖는다. 또한, 해당 내면(12a)은 다이어프램(13)으로부터의 이간거리가 일정해도록 형성되어 있다. 일례로서 이간거리는 접속튜브(63 및 64)의 내경과 동일하다. 다른 예로서 이간거리는 다이어프램(13)의 변위폭과 동일하다. 이와 같은 토출실(12)의 내면(12a)의 형상에 의해 토출실(12)의 용적을 마스터 펌프(50)의 토출실(52)의 용적보다 용이하게 작게 하는 것이 가능해져 있다.

또한, 접속튜브(63 및 64)는 슬릿(22)으로부터의 도포액(31)의 토출을 가능하게 하기 위해서 토출측 유로(901) 전체를 도포액(31)으로 채울 때의 도포액(31)의 필요량을 억제하기 위해서 토출측 유로(901)가 최단이 되도록 길이가 설정되고, 또한 내경이 작게 설정되어 있다. 이에 의해 토출측 유로(901)의 용적은 구동측 유로(900)의 용적보다 작게 되어 있다.

도포장치는 도포액(31)의 도포처리 전에 공기작동밸브(32 및 42)에의 공기의 공급을 제어함으로써 소정 시간 공기작동밸브(32 및 42)를 개방한다. 이에 의해 구동측 유로(900)가 물(41)로 충전됨과 함께 토출측 유로(901)가 도포액(31)으로 충전된다. 그 후, 공기작동밸브(42)가 폐쇄됨으로써 구동측 유로(900)가 밀폐된다. 또한 공기작동밸브(32)도 폐쇄된다. 또한, 구동측 유로(900)에 공기가 혼입된 경우이더라도 그 공기는 슬레이브 펌프(10)의 에어배출구(5)로부터 배출된다.

마스터 펌프(50)에 있어서 플런저(50B)가 이동하여 토출실(52)의 용적이 감소하면 토출실(52)내의 물(41)(구동용 유체)에 압력(양압)이 가해진다. 그 결과, 구동측 유로(900)내의 물(41)을 통해 압력이 슬레이브 펌프(10)에 전해진다. 그리고 슬레이브 펌프(10)는 물(41)을 통해 전해진 압력을 다이어프램(13)을 통해 토출실(12)내의 도포액(31)에 다시 전달한다. 구체적으로는 마스터 펌프(50)에 있어서의 토출실(52)의 용적 변화에 수반하여 다이어프램(13)이 구동실(11)측으로부터 토출실(12)측으로 변위하고, 이에 의해 압력이 토출실(12)에 전달된다. 이와 같이 하여 토출측 유로(901)내의 도포액(31)에 압력(양압)이 가해지고, 이에 의해 도포액(31)이 슬릿(22)으로부터 토출된다. 다이어프램(13)은 도포액(31)이 토출되면 구동실(11)측으로 변위한다.

상술한 일련의 도포 동작이 완료된 후, 도포장치는 리차지 동작을 수행한다. 리차지 동작이란 도포시에 필요로 되는 다이어프램(13)의 이동을 다시 일으키기 위해서 마스터 펌프(50)에 있어서 플런저(50B)를 도포 동작 전의 위치로 되돌리는 동작이다. 그리고 도포장치는 상술한 도포 동작과 리차지 동작을 번갈아 반복함으로써 슬릿노즐(20)의 슬릿(22)으로부터 도포액(31)을 반복해서 토출한다.

본 실시형태의 도포장치에 있어서는 슬레이브 펌프(10)에 있어서의 토출실(12)의 용적이 마스터 펌프(50)에 있어서의 토출실(52)의 용적보다 작다. 따라서, 토출실(12)을 채우기 위한 도포액(31)의 양이 작아도 충분하며, 따라서 도포 동작의 실행에 필요로 되는 도포액(31)의 양을 억제할 수 있다. 그 결과, 도포액(31)의 사용 효율을 향상시킬 수 있다. 특히 도포액(31)으로서 비교적 고가인 것을 이용하는 경우나 실험 용도로 도포액(31)을 이용하는 경우 등, 도포되는 도포액(31)의 양이 소량인 경우에는 토출되지 않고 도포 동작의 실행을 위해서만 사용되는 도포액(31)의 양을 억제할 수 있다. 따라서, 도포액(31)의 교환 등에 있어서 토출측 유로(901)내의 도포액(31)이 재이용되지 않고 파기되는 경우이더라도 낭비되는 도포액(31)의 양이 억제된다.

여기서 도포장치의 효과의 구체예를 설명한다. 우선 토출실의 용적이 비교적 큰 마스터 펌프만을 이용한 종래기술의 구성에 있어서 마스터 펌프로부터 슬릿노즐까지의 유로를 채우기 위해서 필요한 도포액의 양을 100cc로 하고, 슬릿노즐로부터의 도포액의 토출량을 0.1cc로 한 경우를 고려한다. 이 경우, 도포 동작의 실행을 가능하게 하기 위해서는 실제로 토출되는 양에 비하여 1000배(100/0.1)의 양의 도포액의 준비가 필요로 된다.

이에 대하여 본 실시형태의 도포장치에서는 슬레이브 펌프(10)의 토출실(12)의 용적을 작게 함으로써, 토출측 유로(901)의 충전에 필요한 도포액(31)의 양을 예를 들어 5cc 정도로 억제할 수 있다. 따라서, 도포 동작의 실행을 위해서 필요로 되는 도포액(31)의 양이 실제로 토출되는 양(0.1cc)에 비하여 50배(5/0.1) 정도로 충분하다. 이와 같이 본 실시형태의 도포장치는 도포액(31)의 사용 효율을 향상시킬 수 있다.

본 실시형태의 도포장치에 따르면 마스터 펌프(50)가 물(41)(구동용 유체)에 부여한 압력이 구동측 유로(900)를 통해 슬레이브 펌프(10)에 전달됨으로써, 다이어프램(13)이 구동하고, 이에 의해 압력이 도포액(31)(토출용 유체)에 전달된다. 이와 같이 구동측 유로(900)를 통해 압력이 전해짐으로써 구동측 유로(900)가 길어져도 압력이 효율적으로 슬레이브 펌프(10)에 전해진다. 따라서, 구동측 유로(900)로 연결되는 슬레이브 펌프(10)와 마스터 펌프(50)의 사이의 거리가 현저하게 제한되는 경우가 없다.

따라서, 본 실시형태의 구동장치에 따르면 슬레이브 펌프(10)와 마스터 펌프(50)의 배치에 관하여 높은 자유도가 얻어진다. 예를 들어 도포액(31)(토출용 유체)이 대기와 접촉하는 것을 싫어하는 액체(대기와의 접촉으로 변질되는 액체 등)인 경우, 마스터 펌프(50)를 대기중에 설치하고, 슬레이브 펌프(10)를 대기로부터 격리하여 설치하는 것이 가능해진다.

또한, 물(41)(구동용 유체)로 압력을 전달하는 본 실시형태의 구성에 있어서, 슬레이브 펌프(10)에 있어서의 토출실(12)의 용적을 마스터 펌프(50)에 있어서의 토출실(52)의 용적보다 작게 함으로써, 마스터 펌프(50)에 있어서의 토출실(52)의 용적 변화가 작아도 슬레이브 펌프(10)에 큰 압력을 전하는 것이 가능해져서 마스터 펌프(50)의 부하가 작아진다.

또한, 본 실시형태의 도포장치에 따르면 물(41)(구동용 유체)로 슬레이브 펌프(10)가 구동되기 때문에 슬레이브 펌프(10)에서는 모터 등의 전기적 구성이 불필요하다. 한편, 마스터 펌프(50)는 전기적 구성(본 실시형태에서는 모터(51))으로 구동하는 펌프로 할 수 있다. 즉, 전기적 구성(모터 등)을 필요로 하는 펌프를 구동측 펌프로 하고, 이와 같은 펌프와는 별도로 전기적 구성을 필요로 하지 않는 펌프를 토출측 펌프로 하여 구성할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 도포장치에 따르면 구동측 유로(900)에 충전하는 유체로서 물(41)이 이용되기 때문에 도포장치에 있어서의 러닝코스트를 저감할 수 있어 경제적이다. 또한, 구동용 유체인 물(41)은 비압축성 액체이기 때문에 마스터 펌프(50)가 물(41)에 부여한 압력은 도중에서 손상되지 않고(즉, 물(41)로 흡수되지 않고), 슬레이브 펌프(10)에 전해진다.

[1-2] 변형예

(1) 제1 변형예

상술한 도포장치는 슬레이브 펌프(10)의 착탈이 가능하며 또한 마스터 펌프(50)를 슬릿노즐(20)에 직접 접속하는 것이 가능한 구성을 갖고 있어도 된다. 이 구성에 따르면 토출량이 많은 경우에 마스터 펌프(50)만을 이용하여 슬릿노즐(20)으로부터 도포액(31)을 토출할 수 있다. 따라서, 원하는 토출량에 따라 토출에 사용하는 펌프를 적절히 변경하는 것이 가능해진다. 즉, 마스터 펌프(50)만을 사용하는 경우와 마스터 펌프(50)와 슬레이브 펌프(10)의 양쪽을 사용하는 경우를 선택할 수 있다.

(2) 제2 변형예

도 2의 (B)에 도시되는 바와 같이 슬레이브 펌프(10)에 있어서, 케이스(1)가 구동실(11)을 형성하는 본체부(1B)와 토출실(12)을 형성하는 뚜껑부(1A)로 구성되고, 뚜껑부(1A)가 본체부(1B)에 착탈 가능하게 부착되어 있어도 된다. 이 구성에 있어서 다이어프램(13)은 본체부(1B)에 부착되어 구동측 유로(900)를 밀폐하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 슬릿노즐(20)에 따르면 토출실(12)내의 세정 등을 수행할 때에 뚜껑부(1A)를 본체부(1B)로부터 떼어냄으로써 토출실(12)내를 용이하게 노출시킬 수 있다. 또한, 토출실(12)내를 노출시킨 경우이더라도 다이어프램(13)에 의해 구동측 유로(900)의 밀폐상태는 유지된다. 따라서, 구동실(11)을 포함하는 구동측 유로(900)를 물(41)로 채운 채로 토출실(12)내의 세정 등을 수행하는 것이 가능해진다.

(3) 제3 변형예

구동측 유로(900)에 충전되는 구동용 유체(마스터 펌프(50)에 의해 압력이 가해짐과 함께 해당 압력을 전달하는 유체)에는 물(41)에 한정되지 않는 다양한 비압축성 액체가 이용되어도 된다. 또한, 구동용 유체에는 압축성을 갖는 액체를 이용할 수도 있다. 이 경우, 구동측 유로(900)를 구성하는 접속튜브(62)에 압력계를 부착하고, 계측한 압력에 기초하여 마스터 펌프(50)의 동작을 제어하는 것이 바람직하다. 이에 의해 구동측 유로(900)내의 유체(구동용 유체)에 원하는 압력을 가할 수 있다.

또한, 구동용 유체에는 도포액(31)과 섞였다고 하더라도 도포액(31)을 오염시키지 않는 유체가 이용되어도 된다. 이에 의해 슬레이브 펌프(10)에 있어서 구동실(11)로부터 토출실(12)로 구동용 유체가 스며 나왔다 하더라도 도포액(31)을 사용 가능한 상태로 유지할 수 있다.

(4) 제4 변형예

도포액(31)을 토출하는 노즐에는 슬릿노즐(20)에 한정되지 않는 다양한 토출용 노즐이 이용되어도 된다. 노즐로부터는 도포액(31) 등의 액체만이 아니라 분체를 포함하는 다양한 유체가 토출되어도 된다. 즉, 토출용 유체에는 액체 및 분체를 포함하는 다양한 유체를 적용할 수 있다.

(5) 제5 변형예

다이어프램(13)의 변위속도는 구동측 유로(900)내의 물(41)(구동용 유체)의 유량에 따라 변화한다. 그래서 도 3에 도시되는 바와 같이 도포장치는 구동측 유로(900)내에 있어서의 물(41)(구동용 유체)의 유량을 제어하는 유량제어밸브(70)를 더 구비하고 있어도 된다. 본 변형예에서는 유량제어밸브(70)는 접속튜브(62)에 설치되어 있다. 그리고 유량제어밸브(70)에 의해 구동측 유로(900)내의 물(41)의 유량이 제어됨으로써 다이어프램(13)의 변위속도가 제어된다. 이에 의해 슬릿(22)으로부터 토출되는 도포액(31)의 단위시간당 양을 일정하게 유지하는 것이 가능해진다.

[2] 제2 실시형태

제2 실시형태로서 도포장치는 슬릿노즐(20), 슬레이브 펌프(10) 및 저류탱크(30)를 복수조 구비하고 있어도 된다. 제2 실시형태의 일례로서 도 4에 도시되는 바와 같이 도포장치는 3개의 슬릿노즐(20A 내지 20C)과 3개의 슬레이브 펌프(10A 내지 10C)와 3개의 저류탱크(30A 내지 30C)를 구비한다. 그리고 슬릿노즐(20A 내지 20C)의 각각에 슬레이브 펌프(10A 내지 10C)가 1개씩 대응함과 함께 저류탱크(30A 내지 30C)도 1개씩 대응하고 있다.

저류탱크(30A)는 슬레이브 펌프(10A)에 공급되는 도포액(31A)(예를 들어 금을 포함하는 도전성 잉크)을 저류하고 있다. 저류탱크(30B)는 슬레이브 펌프(10B)에 공급되는 도포액(31B)(예를 들어 백금을 포함하는 도전성 잉크)을 저류하고 있다. 저류탱크(30C)는 슬레이브 펌프(10C)에 공급되는 도포액(31C)(예를 들어 레지스트액)을 저류하고 있다.

이와 같은 구성에 있어서 도포장치는 슬레이브 펌프(10A 내지 10C)의 각각을 마스터 펌프(50)에 연결하는 유로분기밸브(71)를 구비하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 유로분기밸브(71)는 마스터 펌프(50)로부터의 구동측 유로(900)를 3개로 분기함과 함께 각각을 슬레이브 펌프(10A 내지 10C)에 연결한다. 본 실시형태에서는 유로분기밸브(71)는 3개의 접속튜브(62A 내지 62C)를 각각 통해 슬레이브 펌프(10A 내지 10C)에 접속되어 있다. 또한, 접속튜브(62A 내지 62C)의 각각에 상술한 유량제어밸브(70)와 동일한 3개의 유량제어밸브(70A 내지 70C)가 1개씩 설치되어 있다.

도포장치는 반송로를 따라 3개의 워크(W)를 반송방향으로 반송함과 함께 워크(W)의 각각에 슬릿노즐(20A 내지 20C)이 대향했을 때에 해당 슬릿노즐(20A 내지 20C)의 각각으로부터 도포액(31A 내지 31C)을 토출한다. 이에 의해 워크(W)의 각각의 주면 상에 도포액(31A 내지 31C)의 도막이 형성된다. 따라서, 3개의 워크(W)에 대하여 도포액(31A 내지 31C)의 각각의 도막을 형성하는 도포공정이 동시에 실행된다.

워크(W)는 각 도포공정의 실행 후에 반송방향에 수직인 방향(도 4에서는 하방)으로 순차 이송되고, 다음 도포공정을 수행하기 위한 위치에 설치된다. 그리고 각 워크(W)에 대하여 상기 3개의 도포공정이 건조공정을 사이에 두고 차례로 실행된다. 즉, 1매의 워크(W)의 주면 상에 도포액(31A)으로 형성된 막, 도포액(31B)으로 형성된 막 및 도포액(31C)으로 형성된 막이 차례로 적층된다.

본 실시형태의 도포장치에 따르면 도포액(31A 내지 31C)의 각각에 대하여 제1 실시형태와 마찬가지로 사용 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 실시형태와 마찬가지로 구동측 유로(900)로 연결되는 슬레이브 펌프(10)의 각각과 마스터 펌프(50)의 사이의 거리가 현저하게 제한되는 경우가 없다.

또한, 본 실시형태의 도포장치는 슬릿노즐(20A 내지 20C)의 각각에 대응하는 유량제어밸브(70A 내지 70C)에 의해 도포액(31A 내지 31C)의 각각의 유량이 제어된다. 따라서 도포액(31A 내지 31C)의 도막의 두께를 서로 달리하는 경우이더라도 3개의 도포공정을 동시에 실시할 수 있다.

제2 실시형태의 도포장치는 상술한 3개의 도포공정 중 하나를 선택적으로 실행하는 구성을 갖고 있어도 된다. 일례로서 도포장치는 유로분기밸브(71) 대신에 유로전환밸브를 구비하고 있어도 된다. 유로전환밸브는 슬레이브 펌프(10A 내지 10C)의 각각이 갖는 구동실(11)의 적어도 1개를 선택적으로 마스터 펌프(50)에 연결한다. 이 구성에 따르면 유로전환밸브에 의한 유로의 전환에 의해 도포하는 도포액을 용이하게 선택할 수 있다. 또한, 도포액을 변경할 때마다 슬레이브 펌프의 세정이나 도포액의 교환 등을 수행하는 번잡한 작업이 불필요해진다.

[3] 제3 실시형태

상술한 도포장치는 마스터 펌프(50)를 가열하지 않고 적어도 슬레이브 펌프(10)를 가열하는 가열장치를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 있어서의 가열장치(80)는 도 5에 도시되는 바와 같이 케이스(81)와 해당 케이스(81)내를 가열하는 히터(82)를 갖는다. 그리고 케이스(81)에는 히터(82)가 수납됨과 함께 슬레이브 펌프(10), 슬릿노즐(20), 저류탱크(30) 및 이들을 접속하는 접속튜브가 수납되어 있다. 여기서 슬릿노즐(20)은 도포액(31)을 토출하는 선단(슬릿(22))을 케이스(81)로부터 노출시킨 상태로 수납되어 있다. 또한, 케이스(81)에 수납되는 각부 구성은 히터(82)에 의해 가열되기 때문에 각각의 기능의 저하나 파괴가 일어나는 일이 없도록 내열성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 또한, 히터(82)의 열이 케이스(81)의 외부로 도피하는 것을 방지하기 위해서 케이스(81)는 그 주위가 단열재로 덮여 있는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 실시형태의 도포장치는 전기적 구성(모터 등)을 필요로 하는 펌프를 구동측 펌프(마스터 펌프(50))로 하고, 이러한 펌프와는 별도로 전기적 구성을 필요로 하지 않는 펌프를 토출측 펌프(슬레이브 펌프(10))로 하여 구성되어 있다. 그리고 이와 같은 구성이기 때문에 도포액(31)(토출용 유체)을 효율적으로 가열하기 위한 구성으로서 상술한 가열장치(80)를 적용할 수 있다. 즉, 마스터 펌프(50)를 가열하지 않고 슬레이브 펌프(10)를 포함하는 토출측 유로(901)를 가열할 수 있다.

따라서, 본 실시형태의 도포장치에 따르면 마스터 펌프(50)의 내열화를 필요한 최소한으로 억제할 수 있다. 예를 들어 마스터 펌프(50)의 구동원인 모터(51)를 차열재 등으로 덮을 필요가 없어지거나 또는 차열재 등의 필요성을 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 마스터 펌프(50)의 구조체에 내열부품을 삽입할 필요가 없고, 또한 마스터 펌프(50) 자체에 냉각기구를 설치할 필요도 없다. 따라서, 도포장치에 있어서의 고비용화나 복잡화를 억제할 수 있다.

한편, 슬레이브 펌프(10)는 케이스(1)의 내부를 다이어프램(13)으로 구획하여 구동실(11) 및 토출실(12)이 형성된 간단한 구조이고, 모터 등의 전기적 구성을 필요로 하지 않는다. 따라서, 슬레이브 펌프(10)에 대해서는 내열화를 용이하게 실현할 수 있다. 예를 들어 케이스(1) 및 다이어프램(13)을 스테인리스 등의 내열재료로 형성함으로써, 슬레이브 펌프(10)에 수백℃의 온도까지 견딜 수 있는 내열성을 갖게 할 수 있다.

이와 같이 본 실시형태의 도포장치에 따르면 가열장치(80)에 의해 도포액(31)을 가열할 수 있고 또한 펌프(마스터 펌프(50) 및 슬레이브 펌프(10))의 내열화를 필요한 최소한으로 억제할 수 있다.

본 실시형태의 도포장치에 있어서 구동측 유로(900) 전체가 케이스(81)의 외측에 배치되는 것이 바람직하다. 이 구성에 따르면 마스터 펌프(50)에의 열의 영향을 더욱 억제할 수 있다. 또한, 구동측 유로(900)는 물(41) 대신에 도포액(31)의 비점 이상의 비점을 갖는 액체(예를 들어 오일)로 채워져 있는 것이 바람직하다. 이에 의해 구동측 유로(900)내의 액체가 비등하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 도포액(31)을 가열하였을 때에 구동측 유로(900)내의 압력이 의도치 않게 높아지는 것이 방지된다.

또한, 제3 실시형태에 있어서 도포장치는 슬레이브 펌프(10)에 있어서의 토출실(12)의 용적을 마스터 펌프(50)에 있어서의 토출실(52)의 용적보다 크게 한 구성이나 이들 용적을 동일하게 한 구성을 갖고 있어도 된다. 이들 구성이더라도 상술한 것과 마찬가지로 마스터 펌프(50) 및 슬레이브 펌프(10)의 내열화를 필요한 최소한으로 억제할 수 있다.

본 실시형태의 도포장치는 도 6에 도시되는 바와 같이 구동측 유로(900)를 냉각하는 냉각장치(90)를 구비하고 있어도 된다. 일례로서 냉각장치(90)는 접속튜브(62)에 설치된 열교환기(91)를 구비하고, 해당 열교환기(91)에 의해 접속튜브(62)로부터 열을 빼앗는다. 보다 구체적으로는 열교환기(91)에는 냉각수가 유입되고, 접속튜브(62)로부터 빼앗은 열로 따뜻해진 온수가 열교환기(91)로부터 유출된다. 열교환기(91)내에서 접속튜브(62)는 열교환기(91)와의 접촉면적이 커지도록 나선형상으로 감겨 있는 것이 바람직하다.

냉각장치(90)를 구비한 도포장치에 따르면 냉각장치(90)에 의해 접속튜브(62)가 냉각되기 때문에 가열장치(80)의 열이 접속튜브(62)를 타고 마스터 펌프(50)에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 도포장치에 있어서 마스터 펌프(50)의 내열화의 필요성이 더욱 억제된다.

[4] 제4 실시형태

제4 실시형태로서 가열장치(80)는 케이스(81)와 히터(82)로 구성된 것 대신에 도 7에 도시되는 바와 같이 슬레이브 펌프(10), 슬릿노즐(20), 저류탱크(30), 접속튜브(63) 및 접속튜브(64)의 각각을 개별적으로 가열하는 히터(82A 내지 82E)를 구비한 것이어도 된다.

제3 실시형태와 마찬가지로 본 실시형태의 도포장치도 전기적 구성(모터 등)을 필요로 하는 펌프를 구동측 펌프(마스터 펌프(50))로 하고, 이러한 펌프와는 별도로 전기적 구성을 필요로 하지 않는 펌프를 토출측 펌프(슬레이브 펌프(10))로 하여 구성되어 있다. 그리고 이와 같은 구성이기 때문에 복수의 히터(82A 내지 82E)를 구비한 가열장치(80)를 적용할 수 있다. 즉, 마스터 펌프(50)를 가열하지 않고, 슬레이브 펌프(10)를 포함하는 토출측 유로(901) 전체를 가열할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 도포장치에 따르면 히터(82A 내지 82E)의 온도를 개별적으로 제어함으로써, 토출측 유로(901)내의 도포액(31)을 그 위치에 따라 적합한 온도로 효율적으로 가열할 수 있다. 따라서, 슬릿노즐(20)으로부터는 도포액(31)을 도포에 적합한 상태로 토출할 수 있다.

따라서, 본 실시형태의 도포장치에 따르면 가열장치(80)에 의해 도포액(31)을 효율적으로 가열할 수 있고 또한 펌프(마스터 펌프(50) 및 슬레이브 펌프(10))의 내열화를 필요한 최소한으로 억제할 수 있다.

본 실시형태에서는 주로 슬레이브 펌프(10)를 가열하는 것이 중요하다. 왜냐하면 토출측 유로(901) 전체의 용적에 있어서 슬레이브 펌프(10)에 있어서의 토출실(12)이 차지하는 비율이 가장 크고, 따라서 슬레이브 펌프(10)를 가열함으로써 토출측 유로(901)내의 도포액(31)의 대부분이 가열되고, 그 결과로서 도포액(31)이 효율적으로 가열되기 때문이다. 따라서, 본 실시형태에 있어서의 가열장치(80)는 슬레이브 펌프(10)를 가열하는 히터(82A)만을 구비한 구성을 갖고 있어도 되고, 히터(82A 내지 82E) 중 히터(82A)를 포함한 몇 개의 히터만을 구비한 구성을 갖고 있어도 된다.

또한, 제3 실시형태 및 제4 실시형태의 각부 구성은 제2 실시형태의 도포장치에 적용되어도 된다. 이 경우, 모든 슬레이브 펌프(10A 내지 10C)를 개별적으로 가열하는 양태여도 되고, 1개 또는 몇 개의 슬레이브 펌프를 가열하는 양태여도 된다.

상술한 실시형태의 설명은 모든 점에서 예시이며, 제한적인 것은 아니라고 여겨져야 한다. 본 발명의 범위는 상술한 실시형태가 아니라 특허청구의 범위에 의해 나타난다. 또한, 본 발명의 범위에는 특허청구의 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

1 : 케이스
1A : 뚜껑부
1B : 본체부
2, 3, 4 : 접속구
5 : 에어배출구
10, 10A, 10B, 10C : 슬레이브 펌프
11 : 구동실
12 : 토출실
12a : 내면
13 : 다이어프램
20, 20A, 20B, 20C : 슬릿노즐
21 : 저류부
22 : 슬릿
30, 30A, 30B, 30C : 저류탱크
31, 31A, 31B, 31C : 도포액
32 : 공기작동밸브
40 : 저류탱크
41 : 물
42 : 공기작동밸브
50 : 마스터 펌프
50A : 실린지
50B : 플런저
51 : 모터
52 : 토출실
61, 62, 63, 64 : 접속튜브
62A, 62B, 62C : 접속튜브
70, 70A, 70B, 70C : 유량제어밸브
71 : 유로분기밸브
80 : 가열장치
81 : 케이스
82, 82A, 82B, 82C : 히터
90 : 냉각장치
91 : 열교환기
900 : 구동측 유로
901 : 토출측 유로
CF : 도막
W : 워크

Claims

토출용 유체를 토출하는 노즐과,
압력전달부재와, 상기 노즐에 접속됨과 함께 상기 토출용 유체로 채워지는 제1 토출실과,
상기 압력전달부재를 통해 상기 제1 토출실에 인접하는 구동실을 갖는 토출측 펌프와,
상기 구동실로 통하는 구동측 유로와,
상기 구동측 유로를 통해 상기 구동실로 연통하는 제2 토출실을 가지는 구동측 펌프를 구비하고,
상기 토출측 펌프는 착탈가능하고,
상기 토출측 펌프가 장착되어 있는 경우, 상기 구동실, 상기 구동측 유로 및 상기 제2 토출실 모두가 구동용 유체로 채워지고, 상기 제2 토출실 내의 구동용 유체에 상기 구동측 펌프가 압력을 부여함으로써, 상기 구동용 유체를 통해 압력이 상기 토출측 펌프로 압력이 전달되며, 상기 토출측 펌프는 상기 구동용 유체를 통해 전해지는 압력을 상기 압력전달부재를 통해 상기 제1 토출실 내의 상기 토출용 유체에 전달함으로써, 해당 토출용 유체를 상기 노즐로부터 토출하며,
상기 토출측 펌프가 분리되어 있는 경우, 상기 제2 토출실에 상기 노즐이 접속됨과 함께 상기 제2 토출실이 상기 토출용 유체로 채워져, 상기 구동측 펌프가 상기 제2 토출실 내의 상기 토출용 유체에 압력을 부여하는 것에 의해, 해당 토출용 유체를 상기 노즐로부터 토출하는, 토출장치.
제1항에 있어서,
상기 토출측 펌프에서의 상기 제1 토출실의 용적이 상기 구동측 펌프에서의 상기 제2 토출실의 용적보다 작은, 토출장치.
제1항에 있어서,
상기 압력전달부재는, 상기 토출측 펌프에서 상기 구동실 및 상기 제1 토출실을 서로 분리하는 다이어프램인, 토출장치.
제1항에 있어서,
상기 토출측 펌프는 케이스를 가지고, 상기 케이스의 내부가 상기 압력전달부재로 구획됨에 의해 상기 구동실 및 상기 제1 토출실이 형성되고,
상기 케이스는, 상기 구동실을 형성하는 본체부와, 상기 제1 토출실을 형성하는 뚜껑부로 구성되고, 상기 뚜껑부는 상기 본체부에 착탈가능하고, 상기 압력전달부재는 상기 본체부에 장착되어 있는, 토출장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐 및 상기 토출측 펌프를 복수조 구비하고,
상기 토출측 펌프 각각이 가지는 상기 구동실의 적어도 하나를 선택적으로 상기 구동측 펌프에 연결하는 유로전환부를 더 구비하는, 토출장치.
제1항에 있어서,
상기 토출측 펌프가 장착되어 있는 경우에, 상기 구동측 펌프를 가열하지 않고, 적어도 상기 토출측 펌프를 가열하는 가열장치를 더 구비하는, 토출장치.
제6항에 있어서,
상기 토출용 유체가 저류된 저류부와,
상기 저류부와 상기 노즐을 상기 제1 토출실을 경유하여 연결하는 접속부재를 더 구비하고,
상기 저류부 및 상기 접속부재는, 상기 토출측 펌프와 함께 착탈가능하고, 상기 토출측 펌프가 장착되어 있는 경우에, 상기 가열장치는 상기 저류부 및 상기 접속부재의 적어도 어느 한쪽을 더 가열하는, 토출장치.
제6항에 있어서,
상기 가열장치는 상기 노즐을 더 가열하는, 토출장치.
제6항에 있어서,
상기 가열장치는,
상기 노즐이 상기 토출용 유체를 토출하는 선단을 케이스로부터 노출시킨 상태로 수납된 케이스와,
상기 케이스 내를 가열하는 히터를 갖고,
상기 케이스 내에는 상기 토출측 펌프가 더 수납되어 있는, 토출장치.
제1항에 있어서,
상기 노즐을 가열하는 가열장치를 더 구비하는, 토출장치.
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동측 유로를 냉각하는 냉각장치를 더 구비하는, 토출장치.
제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동측 유로내에 있어서의 상기 구동용 유체의 유량을 제어하는 유량제어밸브를 더 구비하는, 토출장치.
제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 토출용 유체는 액체이고,
상기 구동용 유체는, 상기 토출용 유체의 비점 이상의 비점을 갖는 액체인, 토출장치.
제1항 내지 제4항, 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동용 유체는 비압축성 유체인, 토출장치.