KR102351754B1 - 모노 펌프에 의한 공급을 포함하는 분사 분배 시스템 및 관련 방법 - Google Patents

Abstract

분사 분배 시스템은 유체 챔버와 밸브 요소를 구비하는 분배기 본체, 및 유체 챔버 내로 유체를 공급하기 위한 모노 펌프를 포함한다. 모노 펌프는 분배기 본체의 유체 유입구 및 유체 챔버에서 유입 유체 압력을 발생시키고 유지하도록 그 세장형 길이를 따라서 유체의 복수의 분리된 캐비티를 전파한다. 따라서, 분사 분배 사이클에서 밸브 요소를 작동시키는 것으로부터 발생된 액적은 유체 점도에서의 변화 및 분사 분배 시스템의 작동 속도에서의 변화에 관계없이 유체의 체적을 한정한다. 또한, 분배기 본체를 빠져나가는 유체의 속도 프로파일은 유체 입자를 손상시키고 및/또는 기판을 향해 비행하는 액적의 회전 텀블링 및 개화를 유발할 수 있는 유체 속도에서의 변화를 유발하는 것을 피하도록 더욱 일정할 수 있다.

Description

모노 펌프에 의한 공급을 포함하는 분사 분배 시스템 및 관련 방법

관련 출원에 대한 상호 참조

본원은 그 전체 내용이 참조에 의해 본원에 통합되는 2015년 8월 5일 출원된 미국 특허 출원 제62/201,224호에 대해 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 유체 물질 분배 시스템 및 방법에 관한 것이며, 특히 기판 상에 액적을 형성하기 위한 분사 시스템에 관한 것이다.

분사 시스템은 기판 상에 미량의 유체 물질을 도포하기 위하여 분배 기술 분야에서 널리 공지되어 있다. 이를 위하여, "분사 시스템"은 분배기로부터 기판에 도달하도록 물질의 액적을 토출 또는 "분사"하는 디바이스이며, 액적은 그 자체의 운동량에 따라서 이탈하도록 충분한 속도로 분배기 노즐로부터 분리된다. 그러므로, 분사형 분배기에서, 액적은 노즐로부터 멀리 물질을 당기도록 기판으로부터의 표면 장력에 의지하지 않는다. 추가적으로, 분사 시스템은 밸브 요소의 왕복 움직임으로 유체를 가압하고 분배기로부터 그 유체를 강제 배출하는 것에 의해 예측 가능한 액적의 형성을 발생시킨다. 이를 위해, 밸브 요소의 움직임은 분배기로부터 일정량의 유체를 밀고 분배기로부터 액적으로서 이를 분리시키는데 요구되는 힘의 상당한 부분(고압의 단기간 파열)을 발생시킨다.

분사 분배기의 비접촉식 구현에서, 물질의 액적은 기판과 접촉하기 전에 분배기 노즐로부터 분리된다. 그러므로, 비접촉 분사 분배기에서, 분배된 액적은 분배기와 기판 사이에서 "비행중(inflight)"이며, 분배기와 기판 사이의 거리의 적어도 일부에 대해 분배기 또는 기판과 접촉하지 않는다. 비록, 비접촉 분사 분사기의 일부 사용에서, 분배기는 기판에 근접하여 위치될 수 있을지라도, 이러한 것은 분배된 액적이 기판과 분배기와 순간적으로 접촉하게 한다. 다른 형태의 분사 분배기에서, 물질의 스트림이 분배기로부터 생성되어서, 물질의 스트림은 분배 공정의 적어도 일부 동안 분배기 및 기판 모두와 접촉하고 있다.

특히 전자 기기 조립 산업 내에서, 언더필 물질, 캡슐화 물질, 표면 실장 접착제, 납땜 페이스트, 전도성 접착제, 납땜 마스크 물질, 플럭스, 및 열 화합물을 분배하는 분사 시스템에 대한 많은 적용이 존재한다. 분사 시스템에 대한 적용 형태가 변화함에 따라서, 분사 시스템 형태 또한 적용 변화에 부응하도록 맞추어져야만 한다. 한 형태의 분사 시스템은 밸브 시트(valve seat)를 선택적으로 결합하도록 구성된 팁을 구비한 니들의 형태를 하는 밸브 요소를 포함한다. 분사 작동 동안, 분사 시스템의 니들은 또한 밸브 액튜에이터로서 지칭되는 구동 메커니즘에 의해 밸브 시트에 대해 움직인다. 니들의 팁과 밸브 시트 사이의 접촉은 압력 하에서 유체 물질이 공급되는 유체 챔버로부터의 배출 통로를 밀봉한다. 그러므로, 유체 물질의 액적을 분배하도록, 밸브 요소는 새롭게 형성된 갭을 통해 배출 통로 내로 한정된 양의 유체 물질이 유동하는 것을 허용하도록 밸브 시트와의 접촉으로부터 후퇴된다. 니들의 팁은 갭을 폐쇄하도록 밸브 시트를 향해 급격하게 움직이며, 이러한 것은 배출 통로를 통해 한정된 양의 유체 물질을 가속하여 물질의 액적을 배출 통로의 출구로부터 토출시키거나 또는 분사시키는 압력을 발생시킨다.

분사 시스템은 기판 위에서 제어된 움직임을 위해 구성되고, 유체 물질은 기판의 의도된 적용 영역에 도달하도록 분사된다. 물질을 연속적으로 그리고 "즉석에서(on the fly)" (즉, 분사 시스템이 움직이는 동안) 급격히 분사하는 것에 의해, 분배된 액적은 연속적인 선을 형성하도록 합쳐질 수 있다. 그러므로, 분사 시스템은 필요한 패턴의 유체 물질을 분배하도록 용이하게 프로그램될 수 있다. 이러한 다양성은 전자 기기 산업에서의 다양한 적용에 적합한 분사 시스템을 만들었다. 예를 들어, 언더필 물질은 칩의 하나 이상의 가장자리에 근접하여 유체 물질을 분배하도록 분사 시스템을 사용하여 적용될 수 있으며, 물질은 그런 다음 모세관 현상에 의해 칩 아래로 유동한다.

분배기의 움직임 및 밸브 요소의 왕복 운동 또는 속도 모두는 기판 상에 필요한 패턴을 생성하도록 신중하게 프로그램됨에 따라서, 분배기의 사이클 동안 분배되는 각각의 액적이 일관되고 예측 가능한 체적인 것이 필요하다. 이를 위해, 분배된 액적당 체적 변화는 형성된 유체의 패턴에 악영향을 미칠 수 있다. 종래의 분사 시스템에서, 공압 주사기는 전형적으로 유체를 분사 분배기 내로 공급하기 위한 공급 시스템으로 사용된다. 이러한 주사기 기반 공급 시스템의 하나의 예가 본 출원에 기재된 출원인에게 양도된 미국 특허 제5,747,102호에 개시되어 있다. 그러나, 이러한 공압 기반 시스템은 전형적으로 전형적인 산업 압축 공기 시스템 및 압축 가스에 관한 안전 요건에 의해 제한되는 약 6 내지 7 barg(바 게이지)(대략 87.02 psig(평방 인치 게이지당 파운드) 내지 101.53 psig)까지 유입 유체(incoming fluid)를 가압하고, 압력은 주사기에서의 충전량에 따라 적어도 소량으로 변화하는 경향이 있다. 유체에 인가되는 비교적 낮은 압력 및 발생할 수 있는 변동은 특히 주사기 공급 사이클의 시작과 말기 사이에서 분사 시스템에 의해 분사되는 액적의 체적에서의 작은 변화로 이어진다. 이러한 액적 크기에서의 변화는 상기된 이유로 바람직하지 않다.

주사기 기반 공급 시스템에 의해 유체에 제공될 수 있는 대체로 낮은 압력은 또한 추가적인 단점을 가진다. 이와 관련하여, 도 7은 상기된 종래의 분사 시스템, 특히 단일 분사 분사 사이클에 걸쳐서 시간 경과에 따른(밸브 시트 또는 분사 시스템의 분배 배출구에 대한) 유체 변위의 개략적인 그래프 구성을 도시한다. 그러므로, 도표 상의 지점(A 및 E)들은 밸브 팁이 밸브 시트와 결합되는, 즉 밸브 팁이 밸브 시트로부터 위로 움직이는 것에 의해 후퇴되기 직전, 및 밸브 팁이 밸브 시트와의 결합으로 다시 전진된 직후의 시간들이다. 유체는 일시적인 스너프-백 효과(snuff-back effect)를 겪고, 수평의 0축 아래로 움직이는 유체 변위 라인에 의해 표시된 지점(A 및 B)들 사이에서 밸브 팁 후퇴의 결과로서 밸브 시트로부터 멀리 움직인다. 지점(B 및 D)들 사이에서, 밸브 요소는 밸브 액튜에이터에 의해 일시적으로 개방 위치에서 홀딩되고, 주사기에 의해 인가된 가압은 밸브 시트를 통해 다시 밸브 시트로 유체를 유동시키며, 이러하 것은 지점(C)에서 분배기로부터의 액적의 압출을 시작한다. 유체 변위 라인의 기울기는 대체로 이러한 시간 윈도우에 걸쳐서 일정하다. 밸브 팁은 지점(D)으로부터 지점(E)까지의 기간에 걸쳐서 밸브 시트와의 결합으로 다시 전진되고, 도 7에 도시된 바와 같이, 이러한 압력 스파이크는 유체의 최종 부분이 밸브 시트 및/또는 출구를 통해 분배기를 빠져나감에 따라서 유체 속도에서의 현저한 증가를 유발한다.

도 7의 이러한 도표에 의해 도시된 비선형 속도 프로파일은 종래의 주사기 기반 공급 분사 시스템에서 전형적이며, 지점(C)(유체가 분배기를 나가기 시작하는)과 지점(E)(액적이 분배기로부터 이탈하는) 사이의 상당한 기울기 또는 속도 차이는 분배기를 빠져나가는 마지막 유체가 유체가 분배기를 빠져나가는 처음의 유체보다 훨씬 더 빠른 속도라는 것을 의미한다. 따라서, 마지막 물질은 보다 느리게 움직이는 유체에 부딪 치고, 액적의 개화(blossoming) 및 회전 텀블링(rotational tumbling)를 유발한다. 이러한 형태의 액적의 텀블링 또는 움직임은 기판 상에 예측 가능한 액적으로서 도포되도록 비행 중에 액적을 제어하기 어렵게 한다. 속도에서의 변화를 유발하는 상당한 압력 스파이크는 또한 분배되는 유체에 너무 강한 경향이 있으며, 이는 액적에서의 일부 유체가 구조적으로 손상될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 결과 모두는 바람직하지 않지만, 종래의 분사 시스템에서는 대개 피할 수 없는 것이다.

종래의 분사 시스템에서의 주사기 기반 공급 시스템은 유체 점도에서의 변화에 또한 민감하고, 이러한 것은 일관된 액적을 얻고 생산하도록 분사 시스템의 제어를 프로그래밍하는 복잡성을 증가시킨다. 이러한 문제 중 일부를 해결하기 위한 노력의 일환으로, 한 형태의 분사 시스템의 공급 시스템은, 본 출원에 기재된 출원인에게 양도되고 그 개시 내용이 참조에 의해 본원에 통합되는 미국 특허 공개 제2013/0048759호의 이중 교번 용적형 펌프(dual alternating positive displacement pump)를 포함하도록 변형되었다. 이러한 배열의 교번 펌프는 하나의 펌프 챔버가 유체 공급원(fluid source)에 의해 재충전되는 것을 허용하는 한편, 다른 챔버는 분사 분배기 내로의 공급으로서 펌핑된다. 챔버들의 이러한 주기적인 재충전 및 유체의 공급원으로서 하나의 펌프 챔버로부터 다른 펌프 챔버로의 전환은 잠재적으로 2개의 펌프 사이에서 전환할 때 "윙크(wink)" 효과와 같은 특정의 악영향, 예를 들어, 분사 분배기 내로의 유체 공급의 압력 또는 부피에서의 불연속성으로 이어진다. 주사기 기반 시스템에 대한 논의로부터 이해되는 바와 같이, 이러한 사소한 변동은 분사 시스템에서 일관성없는 가압 및 분사 시스템으로부터 배출되는 최종 분사된 액적의 일관되지 않는 체적으로 이어질 수 있다.

종래의 분사 시스템이 그 의도된 목적에 적합한 것으로 판명되었지만, 각각의 분사된 액적에서 더욱 일정한 체적 및 제어 가능한 비행에 대한 필요성을 다루는 한편, 다양한 점도를 가지는 유체를 사용하는 것을 포함하는, 다양한 분사 적용을 위해 분사 시스템이 비교적 용이하게 구성되도록 추가적인 정도의 유연성을 도입하는 개선된 분사 시스템이 요구된다.

한 실시예에 따라서, 기판 상에 유체의 액적을 분배하기 위한 분사 시스템이 제공된다. 분사 시스템은 유체 챔버, 상기 유체 챔버와 연통하는 유체 유입구 및 분배 배출구를 가지는 분사 분배기 본체를 포함한다. 밸브 시트는 유체 유입구와 분배 배출구 사이에서 유체 챔버에서 한정된다. 분사 시스템은 또한 유체 챔버 내로 연장되는 밸브 요소, 및 밸브 시트와의 결합 및 분리로 밸브 요소를 움직이고, 이에 의해 분배 배출구로부터 액적을 강제하기 위한 분사 분배 사이클을 한정하기 위하여 밸브 요소와 작동 가능하게 결합되는 밸브 액튜에이터를 포함한다. 유체 공급 조립체는 분사 분배기 본체와 결합되고, 유체 공급원으로부터 분사 분배기 본체의 유체 유입구로 유체를 공급하는 모노 펌프(progressive cavity pump)를 포함한다. 이러한 배열은 분사 분배 사이클 동안 배출되는 일정한 체적의 액적를 유발할 수 있다.

하나의 예시적인 작동에서, 모노 펌프는 유입 유체 압력으로 분사 분배기 본체 내로 유체를 제공한다. 따라서, 유체 챔버 내의 압력은 또한 일정하도록 유지되고, 이러한 것은 분사 분배 사이클 동안 유체의 일정한 체적의 액적이 시스템으로부터 배출되도록 하는 것을 도울 수 있다. 더욱이, 모노 펌프는 각각의 분사 분배 사이클 동안 제거되는 유체와 동등한 체적의 유체가 유체 챔버를 재충전하도록 작동한다. 전형적인 산업용 압축 공기 공급은 7 barg(약 101.53 psig)로 제한되지만, 모노 펌프는 펌프의 배출구에서 최대 30 barg(약 435.11 psig)의 유체 공급 압력을 생성할 수 있지만, 공급시에 오직 낮은 압력을 요구한다. 이러한 것은 고압 유체 공급을 요구하는 분배 적용에서 고압의 공압 시스템의 필요성을 제거한다.

한 양태에서, 분사 시스템의 모노 펌프는 펌프 하우징 및 중앙 구동 부재를 추가로 포함한다. 펌프 하우징은 그 세장형 길이(elongate length)를 따라서 도관을 한정하고, 도관은 윤곽진 주변(contoured periphery)을 포함한다. 중앙 구동 부재는 중앙 구동 부재와 윤곽진 주변 사이에서 한정된 복수의 분리된 캐비티를 한정하도록 도관을 통해 연장된다. 중앙 구동 부재의 회전은 도관의 세장형 길이를 따라서 유체 유입구를 향해 복수의 분리된 캐비티의 전파를 유발하여서, 복수의 분리된 캐비티의 각각에서의 유체 상의 변위 힘은 도관의 전체 세장형 길이를 따라서 인가된다. 이를 위해, 모노 펌프는 분사 시스템이 분사 분배기 본체의 유체 챔버 내에서 항상 유입 유체 압력을 유지하도록 "즉석에서" 계속적으로 작동할 때 연속적으로 작동한다. 상기에서 개괄된 바와 같이, 밸브 액튜에이터는 유입 유체 압력이 각각의 분사 분배 사이클 동안 일정한 체적을 가지는 액적이 배출될 수 있도록 분사 분배 사이클을 제어한다.

또 다른 양태에서, 분사 시스템은 압력이 분사 분배기 본체에 전달되고 유지되는 것을 확인하기 위한 압력 센서를 포함한다. 예를 들어, 시스템은 유체 유입구와 유체 챔버 사이의 유동 경로와 연통하는 분사 분사기 본체에 위치된 다이아프램을 추가로 포함할 수 있다. 다이아프램은 유입 유체 압력을 수용한다. 다이아프램과 결합된 부하 센서(load sensor)는 유체에 의해 다이아프램에 전달된 압력에 기초하여 힘을 측정하고, 이에 의해, 유입 유체 압력이 일정하게 유지되는지를 확인한다. 분사 시스템은 이러한 실시예에서, 압력 센서(예를 들어, 부하 센서)로부터의 피드백에 기초하여 모노 펌프의 작동을 조절하고, 이에 의해 유입 유체 압력을 유지하는 컨트롤러를 또한 포함한다. 선택적으로 또는 대안적으로, 컨트롤러는 밸브 액튜에이터의 각각의 작동에 대해 설정 증분량(set incremental amount) 회전하거나 또는 움직이도록 모노 펌프를 작동시킬 수 있다.

다른 양태에서, 분사 시스템은 유입 펌프가 0.5barg(약 7.25psig) 내지 30barg(약 435.11psig), 바람직하게 1 내지 2 bar(약 14.5 내지 29.00 psig)의 범위인 유입 유체 압력으로 유체 유입구에 유체를 공급하도록 모노 펌프를 작동시키는 컨트롤러를 포함한다. 더욱이, 일부 실시예에서, 컨트롤러는 밸브 요소가 초당 500회까지의 분사 분배 사이클을 실행하도록 밸브 액튜에이터를 작동시킨다. 다른 실시예에서, 컨트롤러는 밸브 요소가 초당 3000 까지의 분사 분배 사이클까지 실행하도록 밸브 액튜에이터를 작동시키고, 특히 밸브 액튜에이터는 압전 요소(piezoelectric element)를 포함한다. 액적 크기는 분사 분배 사이클의 속도에 관계없이, 또한 모노 펌프의 제어된 유체 전달 덕분에 유체에서의 점도의 변화에 관계없이 일정하게 유지될 수 있다.

본 명세서에 설명된 다른 실시예에 따라서, 복수의 유체 액적을 기판 상에 분배하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 유체가 분사 분배기 본체로 들어가도록 유체 공급원로부터 분사 분배기 본체의 유체 유입구로 모노 펌프로 유체를 펌핑하는 단계를 포함한다. 유체는 유체 유입구로부터 분사 분배기 본체의 유체 챔버 내로 유동하고, 유체 챔버는 또한 분배 배출구와 연통하며 유입구와 배출구 사이에 밸브 시트를 한정한다. 상기 방법은 밸브 시트와의 결합으로부터 멀어지고 결합을 향해 움직이도록 유체 챔버 내로 연장되는 밸브 요소를 밸브 액튜에이터로 작동시키고, 이에 의해 기판을 향해 기판 상으로의 비행을 위해 분배 배출구로부터의 액적을 강제하기 위한 분사 분배 사이클을 규정한다. 모노 펌프 및 분사 분배 사이클에 의해 분사 분배기 본체 내로의 유체의 펌핑은 각각의 분배 사이클 동안 일정한 체적을 가지는 액적의 배출을 공동으로 유발할 수 있다.

상기 방법은 마찬가지로 하나 이상의 추가의 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은 유체의 점도에서의 변화에 관계없이 각각의 분사 분배 사이클 동안 일정한 체적을 가지는 액적을 배출하는 단계를 또한 포함한다. 밸브 요소의 작동은 시간 경과에 따라 밸브 시트와 관련된 유체의 움직임을 유발하고, 이에 의해 시간 경과에 따른 유체 속도 프로파일을 한정한다. 유체 속도 프로파일은 임의의 주어진 액적에서 분배 배출구를 처음 빠져나가는 유체의 속도가 그 액적에서 분배 배출구를 마지막으로 빠져나가는 유체의 속도에 근접하도록 대체로 일정하다. 이와 관련하여, 분배 배출구를 빠져나가는 유체의 속도는 기판으로의 비행 동안 액적의 개화 또는 회전 텀블링 움직임을 피하도록 시간 경과에 따라서 제어된다.

유체 속도 프로파일은 유체 챔버 내에서 고압의 유체의 결과로서 대체로 일정하다. 따라서, 밸브 요소를 밸브 시트와의 결합으로 폐쇄할 때 밸브 요소의 작동이 전형적으로 압력 스파이크를 유발하더라도, 모노 펌프에 의해 유지되는 유입 유체 압력은 유체 챔버에서의 이러한 압력 스파이크를 최소화하도록 충분히 높다. 최소화된 압력 스파이크는 압력 스파이크에 의해 유발되는 유체의 입자에 대한 손상이 최소화된다. 이러한 이점은 예를 들어 적어도 7 barg의 유입 유체 압력을 생성하도록 모노 펌프를 작동시키는 것에 의해 달성할 수 있다.

상기된 바와 같이, 상기 방법은 초당 500회까지의 분사 분배 사이클을 실행하도록 밸브 요소를 작동시키는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 특히, 밸브 요소가 압전 액튜에이터를 통해 작동되는 실시예에서, 밸브 요소는 초당 3000회까지의 분사 분배 사이클까지 실행하도록 작동될 수 있다. 분사 시스템이 유체 유입구를 향해 분리된 캐비티들을 전파하고 항상 유입 유체 압력을 유지하도록 "즉석에서" 연속적으로 작동할 때, 모노 펌프는 펌프 하우징과 관련되어 연속적으로 회전하는 중앙 구동 부재를 다시 한번 포함한다. 이러한 압력은, 다양한 실시예에서 유입 유체 압력이 일정하게 유지되고, 부응하여 모노 펌프의 작동을 조절하는 것을 확인하도록 부하 센서 또는 일부 다른 형태의 압력 센서에 의해 감지될 수 있다. 물론, 모노 펌프는 다른 실시예에서 밸브 액튜에이터의 각각의 작동 동안 또한 설정 증분량만큼 움직이거나 회전될 수 있다.

본 발명의 이러한 및 다른 목적 및 이점은 본 명세서에서 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명 동안 더욱 명백해질 것이다.

도 1은 분사 시스템이 모노 펌프에 의해 공급되는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 분사 시스템의 개략.
도 2는 분사 시스템이 밸브 액튜에이터 및 분사 분사기 본체를 에워싸는 외부 하우징, 및 분사 분사기 본체를 공급하는 모노 펌프를 포함하는, 한 실시예에 따른 분사 시스템의 사시도.
도 2a는 분사 시스템의 외부 하우징이 몇몇 내부 구성 요소를 더욱 상세히 나타내도록 제거된, 도 2와 유사한 사시도.
도 3은 특히 도 2a의 3-3 선을 따라 취한, 도 2a의 분사 시스템의 단면도.
도 3a는 도 2의 분사 시스템에서 밸브 액튜에이터로서 사용될 수 있는 압전 구동 모듈의 일부의 도면.
도 3b는 분사 시스템의 대안적인 실시예, 특히 밸브 요소, 밸브 시트, 및 그 분배 배출구 주위의 도면.
도 3c는 분사 시스템의 또 다른 대안적인 실시예, 특히 밸브 요소, 밸브 시트 및 그 분배 배출구 주위의 도면.
도 4는 도 3에 도시된 바와 같은 분사 시스템의 일부의 확대 단면도.
도 5는 도 2의 분사 시스템과 함께 사용되는 모노 펌프의 사시도.
도 6은 그 내부 구성 요소를 도시하도록 도 5의 6-6 선을 따라 취한, 도 5의 모노 펌프의 단면도.
도 7은 시간 경과에 따른 종래의 분사 분배기의 밸브 시트에 대한 유체의 변위를, 특히 단일 분사 분배 사이클에 걸쳐 개략적으로 도시한 그래프.
도 8은 도 7에 도시된 종래 기술과 관련하여 비교 목적을 위해, 특히 단일 분사 분주 사이클에 걸쳐 시간 경과에 걸쳐서, 도 1에 따른 분사 시스템의 밸브 시트와 관련된 유체 변위의 개략적인 그래프.

분사 분배 시스템(10)의 여러 실시예가 도 1 내지 도 6에 도시되어 있으며, 시스템(10)은 각각의 액적이 일정 체적의 유체를 한정하도록 기판 상으로 복수의 액적을 분사/분배할 수 있다. 전자 기기 조립과 같은 기술 분야에서, 이러한 것은 분사된 액적이 기판의 불필요한 영역으로 흘림이 없이 좁은 그루브들 및 공간들에 더욱 예측 가능하게 도포되는 것을 가능하게 한다. 또한, 분사 분배 시스템(10)은 분배되는 유체에서의 점도 변화와 같은 일부 작업 파라미터 변화에 관계없이 일정 체적의 액저을 계속 분배하도록 구성된다. 아울러, 분사 분배 시스템(10)을 빠져나가는 유체의 속도 프로파일은 대체로 일정하게 유지되어, 유체 입자를 손상시킬 수 있는 유체 속도에서의 변화 및/또는 기판을 향해 비행하는 동안 액적의 회전 텀블링 또는 개화를 유발하는 것을 피한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 분사 분배 시스템(10)의 일반화된 개략 블록도가 도시되어 있다. 이와 관련하여, 분사 분배 시스템(10)은 유체 챔버(도 1에 도시되지 않음) 및 밸브 요소(도 1에 도시되지 않음)를 가지는 분사 분배기 본체(12), 및 유체 공급원(16)으로부터 분사 분배기 본체(12)의 유체 챔버 내로 유체를 공급하기 위한 모노 펌프(14)를 포함한다. 모노 펌프(14)는 분사 분배 시스템(10)의 컨트롤러(18)에 의해 작동되고, 이러한 컨트롤러(18)는 기판(24)을 향해 유체의 액적(22)을 보내기 위한 분사 분배 사이클을 생성하도록 분사 분배기 본체(12) 내에서 밸브 요소의 움직임을 유발하는 밸브 액튜에이터(20)를 작동시키도록 구성된다. 모노 펌프(14)는 분사 분배기 본체(12)에서 일정한 유입 유체 압력을 발생시키고 유지하도록 세장형 길이를 따라서 유체의 복수의 분리된 캐비티를 전파한다. 따라서, 분사 분배 사이클에서 밸브 요소를 작동시키도록 밸브 액튜에이터(20)를 사용하는 것으로부터 발생된 액적(22)은 유체 점도에서의 변동 및 분사 분배 시스템(10)의 작동 속도에서의 변동에 관계없이 각각 일정 체적의 유체를 한정한다.

다음에 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 상이한 형태의 분사 분배기 본체(12) 및 밸브 액튜에이터(20)는 본 발명에 따라서 다양한 실시예에서 사용될 수 있다. 또한, 컨트롤러(18)는 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예에서 모노 펌프(14) 및 밸브 액튜에이터(20)를 위한 2개의 개별 컨트롤러 또는 제어 요소를 포함할 수 있다. 다음에 상세하게 설명되는 몇몇 실시예는 단지 예시적인 목적을 위해 제공되며, 그 특징들은 분사 분배기 본체(12)를 공급하는 모노 펌프(14)를 포함하는 한 어떠한 방식으로도 조합될 수 있으며, 이에 의해 본 명세서 전체에 걸쳐 개략적으로 설명된 다수의 기능적 이익 및 이점을 달성할 수 있다.

도 2, 도 2a, 도 3 및 도 3a를 참조하면, 분사 분배 시스템(10)의 하나의 예시적인 실시예가 더욱 상세히 도시된다. 이러한 실시예의 분사 분배 시스템(10)은 본 출원의 출원인인 Nordson Corporation으로부터 상업적으로 입수 가능한 분사 시스템의 Intellijet(상표명) 제품 라인의 추가 개발이다. 특히, 이러한 분사 분배 시스템(10)은 미국 특허 공개 제2013/0048759호(상기 참조)에 개시된 시스템과 많은 유사한 요소를 포함하고, 결과적으로, 분사 분배 시스템(10)은 이전의 특허 공보에서 제시된 것과 동일한 많은 기능적 이점을 달성한다. 그러나, 분사 분배 시스템(10)은 전자 기기 조립 및 제조 분야에서와 같이 유체를 분사할 때 다수의 추가적인 기능적 이점 및 이익을 제공하는, 상기에서 간단히 설명한 모노 펌프(14)를 지금 포함한다. 다음의 상세한 설명은 본 명세서에서 제시된 발명의 한 실시예의 포괄적인 서술을 제공하도록 종래의 공개된 출원과 유사한 요소 및 새로운 요소에 관한 세부 사항을 포함한다.

이러한 도면에 도시된 바와 같이, 분사 분배 시스템(10)은 대부분이 외부 커버(26) 내에 수용되는 유체 모듈, 뿐만 아니라 실질적으로 외부 커버(26) 내에 수용되는 압전 구동 모듈의 형태를 하는 밸브 액튜에이터(20)를 포함한다. 유체 모듈은 분사 분배기 본체(12) 및 다음에 상세하게 설명되는 다른 요소들을 포함한다. 외부 커버(26)는 이 실시예에서 박판 금속으로 구성되고, 종래 체결구들에 의해 분사 분배 시스템(10)의 주 지지 구조체(27)에 체결된다. 다음에 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 주 지지 구조체(27)는 유체 모듈 및 압전 구동 모듈의 다양한 요소들을 위한 연결 지점으로서 역할을 하는 다수의 요소를 포함하며, 이러한 다수의 요소는 적어도 하부 구조 부재(115), 상부 구조 부재(113), 및 상부 및 하부 구조 부재(113, 115)들 사이에서 연장되고 이러한 것들을 합치는 지지 벽(111)을 포함한다(이러한 요소들은 도 2a에 가장 잘 도시되어 있다). 분사 분배 시스템(10)은 이 실시예에서 모노 펌프(14)와 유체 공급원(16)을 모두 포함하는 유체 공급 조립체를 또한 포함한다. 그러므로, 가장 넓은 의미에서, 유체 공급 조립체로부터의 유체는 유체 모듈로 유도되고, 압전 구동 모듈은 기판(24)을 향해 비행하는 액적(22)으로서 유체를 분배하도록 유체 모듈의 요소들을 작동시킨다.

도 3을 특히 참조하면, 유체 모듈이 더욱 상세히 도시된다. 이와 관련하여, 유체 모듈은 노즐(28), 분사 분배기 본체(12), 및 분사 분배기 본체(12)를 위한 유체 유입구(32)를 한정하는 유체 연결 접속기(30)를 포함한다. 이 실시예에서 유체 연결 접속기(30)는 모노 펌프(14)로부터 연장되는 배출 배관 또는 도관에 연결되도록 구성된 루어 피팅(Luer fitting)을 포함한다. 그리하여, 모노 펌프(14) 및 유체 공급 조립체 전체는 필요시에 유체 모듈로부터 신속하고 용이하게 분리될 수 있다. 다른 형태의 유체 연결 접속기들이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예에서 사용될 수 있다.

유체 챔버(34)는 유체 유입구(32)와 노즐(28)에 근접하여 제공된 분배 배출구(36) 사이에서 연통하도록 분사 분사기 본체(12) 내에 한정된다. 분사 분배기 본체(12)의 제1 섹션(40)은 유체 유입구(32)(유체 연결 접속기(30)에 있는)와, 유체 챔버(34) 내로 연통 상태로 유체 유입구(32)를 결합하는 유동 경로를 한정하는 통로(42)를 포함한다. 분사 분배기 본체(12)의 제2 섹션(44)은 노즐(28)을 지지하도록 구성된다. 제2 섹션(44) 내로 삽입된 센터링편(centering piece)(46)은 노즐(28)에서의 분배 배출구(36)를 분사 분배기 본체(12)의 제2 섹션(44)을 통해 연장되는 중앙 통로(50)와 정렬시킨다. 밸브 시트(52)는 유체 유입구(32)와 분배 배출구(36) 사이에, 보다 구체적으로, 유체 챔버(34)의 저부 단부와 노즐(28) 사이에 위치된다. 밸브 시트(52)는 분배 배출구(36)와 유체 연통하는 개구(54)를 가진다. 센터링편(46)은 노즐(28)에 있는 분배 배출구(36), 분사 분배기 본체(12)의 제2 섹션(44)에 있는 중앙 통로(50), 및 밸브 시트(52)에 있는 개구(54)를 대체로 동축 정렬로 유지한다. 특히, 도시된 실시예에서, 제2 섹션(44)은 중앙 통로(50)의 일부에 있는 어깨부를 포함하고, 이러한 어깨부는 센터링편(46), 노즐(28), 및 밸브 시트(52)의 각각을 필요한 위치에서 지지한다. 이러한 요소(44, 46, 52 및 28)들은 이 실시예에서 개별적으로 형성되고, 그러므로 구성 요소들 사이의 접착제 결합에 의해 서로에 대해 적소에서 홀딩될 수 있다.

대안적으로, 이러한 요소(44,46,52 및 28)들의 일부 또는 전부는 단일의 통합/일체화된 부분으로서 만들어질 수 있다. 이러한 대안의 하나의 예로서, 도 3b는 제2 섹션(44), 센터링편(46), 및 밸브 시트(52)가 단일 통합된 부분(200)로서 대체되고 만들어지고 노즐(28)이 예를 들어, 접착제 또는 나사 연결에 의해 "밸브 시트" 에 인접한 통합된 부분(200)에 부착된 실시예를 도시한다. 다른 대안적인 별개의 일체형 구조물들이 유체 모듈에 기술된 요소들에서 사용될 수 있다는 것을 알 것이다.

도 3에 도시된 실시예로 다시 참조하면, 밸브 요소(56)는 밸브 시트(52)와의 결합 및 분리로 움직임을 위해 위치되도록 유체 챔버(34) 내에 위치된다. 밸브 요소(56)는 추후에 상세하게 설명되는 바와 같이 왕복 움직임을 실행하도록 밸브 액튜에이터(20)(예를 들어, 압전 구동 모듈)에 의해 구동된다. 밸브 요소(56)는 가동 요소(60)에 있는 유체 모듈에 장착된다. 가동 요소(60)는 용기들에 의해 상부 및 하부 측면들에서 경계가 정해지는 가로놓인 벽(62)의 형태를 하는 타격 플레이트(strike plate)를 추가로 한정한다. 이러한 용기들 중 하나는 밸브 요소(56)를 수용하고, 반대편 용기는 가동 니들 또는 구동 핀(58)의 팁(58a)을 수용한다. 이를 위해, 구동 핀(58)의 팁(58a)은 가동 요소(60)의 벽(62)에 인접하여 밸브 요소(56)의 벽(62)의 반대편 측면에 위치된다. 이러한 도면들에 도시된 바와 같이, 구동 핀(58)은 밸브 액튜에이터(20)로의 연결을 위해 유체 모듈로부터 외부로 연장되는 요소이다.

분사 분배기 본체(12)는 인서트(70)를 지지하는 제3 섹션(66)을 추가로 포함하며, 이러한 요소들은 유체 챔버(34)의 반대편 또는 상부 단부를 한정하도록 분사 분배기 본체(12)의 제2 섹션(44)을 향해 총체적으로 대면한다. 제3 섹션(66) 및 인서트(70)는 구동 핀(58)과 가동 요소(60)가 관통 연장되는 보어(66a)를 공동으로 형성한다. 스프링과 같은 편향 요소(biasing element)(68)는 가동 요소(60)와 인서트(70) 사이에 위치되고, 편향 요소(68)는 가밸브 시트(52)와의 접촉으로부터 멀어지도록 동 요소(60) 및 밸브 요소(56)를 편향시키는 축 방향 힘을 제공한다.

밀봉 링(64)은 인서트(70)와 가동 요소(60)의 외부 사이의 밀봉 결합을 제공한다. 밀봉 링(64)은 가동 요소(60)의 움직임으로 구부러지는 O-링, 또는 가동 요소(60)가 슬라이딩하는 동적 밀봉(dynamic seal)을 포함할 수 있다. 밀봉 링(64) 아래에 있는 가동 요소(60)의 부분은 또한 유체 챔버(34)의 경계의 일부를 한정한다. 밸브 요소(56)는 가동 요소(60)에 부착되고, 그러므로 가동 요소(60)의 벽(62)과 밸브 시트(52) 사이의 유체 챔버(34) 내부에 위치된다. 가동 요소(60)는 밸브 요소(56)의 움직임으로 구동 핀(58)의 움직임을 전달한다. 대안적으로, 유체 모듈의 이러한 부분에서 서로 조립된 별개의 요소들(밸브 요소(56)와 가동 요소(60))은 도 3c의 대안적인 실시예에 도시된 바와 같이 단일의 통합된 가동 요소로서 만들어질 수 있다.

도 3c에 도시된 바와 같이, 통합된 가동 요소(300)가 사용되는 실시예에서, 요소(300)는 구동 핀(58)을 향한 상부 부분(302) 및 유체 챔버(34)를 향한 하부 단부(304)를 포함할 것이다. 그러므로, 구동 핀(58)은 요소(300)의 상부 부분(302)을 접촉하여, 요소를 선택적으로 아래로 움직여 하부 단부(304)를 밸브 시트와 접촉시키고, 유체의 액적을 분사시킨다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 다른 개시된 실시예와 동일한 방식으로, 요소(300)의 외부 표면은 밀봉 링(64)에 대해 밀봉되고, 편향 요소(68)는 요소(300)에 편향력을 제공할 것이다. 그리하여, 일반적인 작동은 일부 요소들이 도 3b 및 도 3c의 대안적인 실시예들 또는 다른 잠재적인 유사한 조합 및 대안에 도시된 단일편(200, 300)들에서 서로 조합되었는지에 관계없이 변화하지 않는다.

도 3에 도시된 바와 같이, 유체 모듈의 부품들의 조립은 다음과 같이 수행된다. 분사 분배기 본체(12)의 제3 섹션(66)은 마찰 끼워맞춤에 의해 인서트(70)의 상부에 부착될 수 있다. 분사 분배기 본체(12)의 제2 섹션(44)은 그런 다음 유체 모듈의 다른 모든 구성 요소를 둘러싸도록 분사 분배기 본체(12)의 제1 섹션(40)에 마찰 끼워맞춤에 의해 부착된다. 예를 들어, 인서트(70)는 인서트(70)의 위와 아래에 위치된 제1 및 제2 섹션(40, 44)들의 부분보다 단면적이 크고, 그래서, 분사 분배기 본체(12)의 제1 및 제2 섹션(40, 44)들의 마찰 끼워맞춤 결합은 유체 모듈 내의 위치 내로 인서트(70)를 포획하거나 또는 샌드위치시킨다. 일부 실시예에서 인서트(70)는 마찬가지로 제2 섹션(44)과 함께 그 바닥을 따라서 마찰 끼워맞춤으로 또한 강제될 수 있다. 일반적으로, 제1 섹션(40)과 제2 섹션(44)은 유체 모듈의 이러한 부분들, 즉 노즐(28), 밸브 시트(52), 센터링편(46), 밸브 요소(56), 가동 요소(60), 밀봉 링(64), 편향 요소(68), 인서트(70), 및 분사 분배기 본체(12)의 제3 섹션(66)을 실질적으로 둘러싸도록 서로 가압된다. 그러므로, 바람직한 실시예에서, 유체 모듈은 상기된 부분들의 조립 이후에 이러한 요소들의 각각으로 구성된다. 유체 모듈의 특정 구성 요소들이 마찰 끼워맞춤에 의해 연결되는 것으로 설명되었지만, 이러한 구성 요소들 사이의 마찰 끼워맞춤은 나사로 대체되어 구성 요소들이 다른 방식으로 분해 및 재조립되는 것을 가능하게 할 수 있다. 이러한 부분들 사이의 다른 연결 방법들 또한 본 발명의 범위 내에 놓일 수 있다.

상기되고 도 3에 도시된 조립 위치에서, 유체 챔버(34)와 유체 연통하는 유체 유입구(32)를 결합하는 통로(42)는 다음과 같이 제공된다. 통로(42)의 제1 부분은 분사 분배기 본체(12)의 제1 섹션(40) 내에서 완전히 연장된다. 통로(42)의 환형 부분은 이러한 제1 부분과 연통하고, 분사 분배기 본체(12)의 제1 섹션(40)과 제3 섹션(66) 사이에 제공되는 공간에 의해 생성된다. 통로(42)는 그런 다음 유체 챔버(34)에 이르기까지 인서트(70)와 제2 섹션(44) 사이의 이러한 환형 부분으로부터 계속된다. 인서트(70)가 유체 모듈의 조립 동안 제2 섹션(44) 내부에 마찰 끼워맞춤되는 실시예에서, 인서트(70)는 통로(42)의 이러한 최종 부분을 한정하도록 그 외주변을 따라서 몇개의 그루브를 구비한다. 인서트(70)를 관통하는 구멍을 천공하는 것과 같은 대안이 또한 제공될 수 있다(이러한 것은 대안적인 실시예에서 인서트(70)가 제2 섹션(44)과 나사 연결되면 충분할 것이다). 따라서, 분사 분배기 본체(12)가 완전히 조립될 때, 유체 유동을 위한 경로는 유체 연결 접속기(30)에 있는 유체 유입구(32)로부터 통로(42)를 통해 유체 챔버(34)까지, 그런 다음 밸브 시트(52)의 개구(54)를 통해 분배 배출구(36)까지 한정된다.

도 3에 도시된 유체 모듈의 습윤 부분(wetted portion)에서 밸브 구성 요소들의 작동이 지금 요약될 것이다. 구동 핀(58)은 가동 요소(60)를 통해 밸브 요소(56)와 간접적으로 결합되고, 압전 구동 모듈의 구성 요소로서 작동한다. 구동 핀(58)과 밸브 요소(56)는 분사 분배 시스템(10)으로부터 분사하는 것에 의해 유체 물질을 분배하도록 공동으로 협력한다. 밸브 요소(56)를 밸브 시트(52)와 접촉하도록 구동 핀(58)이 움직일 때, 구동 핀(58)의 팁(58a)은 그 힘 및 운동량을 벽(62)에 전달하도록 가동 요소(60)의 벽(62)을 타격하는 것에 의해 해머의 작동처럼 작동하고, 이러한 것은 그런 다음 밸브 요소(56)가 밸브 시트(52)를 급격히 타격하도록 하여, 분사 시스템으로부터 물질의 액적을 분사한다. 특히, 구동 핀(58)과 직접 연결되지 않는 밸브 요소(56)는 작동된 구동 핀(58)의 팁(58a)에 의해 가동 요소(60)의 벽(62)에 부과된 충격에 의해 밸브 시트(52)와의 접촉으로 움직이도록 구성된다. 그 결과, 구동 핀(58)은 작동되고, 팁(58a)을 포함하지만 이에 한정되지 않는 구동 핀(58)의 어떠한 부분도 유체 물질에 의해 습윤됨이 없이, 일정량의 유체 물질이 유체 챔버(34)로부터 분사된다. 구동 핀(58)과 벽(62) 사이의 접촉이 제거될 때, 편향 요소(68)에 의해 인가되는 축 방향 힘은 구동 핀(58)의 길이 방향 축과 정렬되는 방향으로 밸브 시트(52)로부터 멀어지도록 밸브 요소(56)와 가동 요소(60)를 움직이도록 작용한다. 그러므로, 구동 핀(58)과 밸브 요소(56)의 각각의 왕복 사이클은 유체 물질의 액적을 분사한다. 이러한 사이클은 필요에 따라 유체 물질의 연속적인 액적을 분사하도록 반복된다. 또한, 일부 실시예에서, 밸브 액튜에이터(20)는 이러한 분사 분배 사이클이 초당 500회까지 반복될 수 있도록 구성된다. 특히 밸브 액튜에이터(20)가 압전 액튜에이터를 포함하는 다른 실시예에서, 밸브 액튜에이터(20)는 초당 3000회까지의 분사 분배 사이클까지 제공하도록 구성된다. 밸브가 개방될 때 유체의 흐름은 도 3에 도시되고 상기에서 상세히 설명된 유체 모듈의 확대된 확대도인 도 4에서 유동 화살표에 의해 보다 명확하게 도시된다.

밸브 시트(52)를 향한 밸브 요소(56)의 표면은 개구(54)를 둘러싸는 밸브 시트(52)의 표면의 곡률 또는 형상과 조화되는 곡률을 가질 수 있다. 형상 조화의 결과로서, 유체 밀봉은 밸브 요소(56)가 분사 동안 밸브 시트(52)와 접촉 관계를 가질 때 임시로 형성된다. 밸브 요소(56)의 운동 동안 유체 밀봉의 확립은 유체 챔버(34)로부터의 유체 물질의 유동을 밸브 시트(52)를 지나서 정지시키고, 이러한 요소들의 충격은 분배 배출구(36)로부터 멀어지는 유체 액적을 파괴하는 힘 또는 압력을 인가하는 경향이 있다.

밸브 요소(56)가 유체 챔버(34) 내에 수용된 유체 물질에 노출되는 동안, 구동 핀(58)을 수용하는 보어(66a)는 구동 핀(58)이 유체 물질에 의해 습윤되지 않도록 유체 챔버(34)에 있는 유체 물질로부터 격리된다(예를 들어, 밀봉 링(64)에 의해). 그 결과, 분사 분배 시스템(10)의 구성은, 구동 핀(58)의 동력화된 운동을 허용하는 한편, 구동 핀(58)을 위한 구동 또는 작동 메커니즘(예를 들어, 압전 구동 모듈)을 유체 챔버(34)에 있는 유체 물질로부터 격리하는 종래의 유체 밀봉을 생략할 수 있다. 이는 분사 분배 시스템(10)의 조립 및 작동을 단순화한다.

분사 분배 시스템(10)을 사용하여 분사될 수 있는 유체들 중 하나는 전형적으로 분사 공정 동안 가열된 채로 있어야 하는 접착제이다. 결과적으로, 히터(76)는 도 2, 도 2a 및 도 3에 도시된 바와 같은 이러한 실시예에서 열 전달 부재로서 동작하는 바디(80)를 구비하고, 히터(76)는 유체 모듈을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 히터(76)는 바디(80) 내에서 한정된 보어 내에 존재하는 카트리지-스타일 저항 가열 소자와 같은 종래의 가열 소자(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 히터(76)는 또한 히터(76)에 공급되는 전력을 조절할 때 온도 컨트롤러(컨트롤러(18)일 수 있음)에 의해 사용하기 위한 피드백 신호를 제공하는 저항 열 디바이스(RTD), 서미스터, 또는 열전쌍과 같은 종래의 온도 센서(도시되지 않음)가 장비될 수 있다. 히터(76)는, 온도 센서를 위한 신호 경로 및 히터(76) 및 온도 센서에 전력을 전달하기 위한 전류 경로를 제공하기 위하여 액튜에이터 바디(74)(후술됨)와 관련된 각각의 연질 전기 전도성 접점(72)들을 접촉하는 핀(79)들을 포함한다. 분사 분배기 본체(12)의 제2 섹션(44) 및 인서트(70)를 포함하는 유체 모듈의 적어도 일부는 히터(76) 내에 위치되며, 히터(76)가 리테이너 아암들에 의해 액튜에이터 바디(74)에 대해 당겨질 때, 유체 모듈은 히터(76)와 액튜에이터 바디(74) 사이의 압축에 의해 적소에서 효과적으로 홀딩된다.

도 2 내지 도 3a를 참조하면, 한 실시예에서, 밸브 액튜에이터(20)로서 지칭되는 압전 구동 모듈은 유체 모듈의 밸브 요소(56)를 작동시키도록 사용된다. 밸브들을 분배하기 위한 압전 구동기가 공지되어 있으며, 하나의 예시적인 구동기 또는 구동 모듈이 다음에 더욱 상세히 설명된다. 이러한 세부 사항을 설명하기 전에, 밸브 액튜에이터(20)는 도 2a 및 도 3에 도시된 바와 같이 액튜에이터 바디(74)를 포함한다. 액튜에이터 바디(74)는 유체 모듈 및 히터(76) 바로 위와 짝맞춤되고 위치된다. 이를 위해, 액튜에이터 바디(74)는 분사 분배기 본체(12)의 제1 및 제3 섹션(40, 66)들의 상부 단부와 접촉되도록 위치될 수 있다. 액튜에이터 바디(74)는 또한 히터(76)와 접촉되지만, 히터 바디(80)는 이러한 요소들 사이에 위치된 단열 블록(82) 또는 도 3에 도시된 바와 같이 남아있는 갭으로 설계된다. 이러한 것은 히터(76)로부터 액튜에이터 바디(74) 대신에 유체 모듈로 열 전달에 집중하며, 이러한 것은 열 에너지를 필요로 하는 유체가 위치되기 때문에 유익하다. 유체 모듈의 반대편 측면에, 액튜에이터 바디(74)는 지지 벽(111)의 하부 구조 부재(115)에 장착된다(적어도 하나의 로드형 연결(rod-like connection)이 예를 들어 도 2a에서 이러한 요소들 사이에 도시됨). 그러므로, 액튜에이터 바디(74)는 유체 모듈과 결합되면, 밸브 액튜에이터(20)뿐만 아니라 유체 모듈의 다른 요소들을 위한 구조적 지지를 제공한다.

본 출원의 도면에 상세히 도시되지는 않았을지라도, 유체 모듈은 액튜에이터 바디(74) 및 지지 벽(111)으로부터의 신속한 연결 및 분리를 위해 구성될 수 있다. 이를 위해, 도 2 및 도 2a에 도시된 바와 같이 상부 구조 부재(113)에 인접하여 위치된 해제 레버(86)에 로드 또는 일부 다른 구조물을 통해 연결된 드로우 바(draw bar)가 분사 분배기 본체(12)와 결합될 수 있다. 해제 레버(86)는 지지 벽(111)을 향해 위로 드로우 바를 당기거나 또는 아래로 드로우 바를 미는 캠 운동을 유발하도록 선회 축(88)을 중심으로 회전한다. 드로우 바가 도면들에 도시된 위치에 해제 레버(86)를 배치하는 것에 의한 것과 같이 위로 당겨질 때, 분사 분배기 본체(12)를 포함하는 유체 모듈은 상기된 바와 같이 액튜에이터 바디(74)와 접촉하도록 위로 당겨진다. 그러므로, 미국 특허 공개 제2013/0048759호에 기술된 것과 유사하게, 유체 모듈 및 히터(76)는 필요하면 신속하고 용이하게 해제 및 제거될 수 있다.

밸브 액튜에이터(20)는 압전 구동 모듈로서 구현되고, 압전 스택(92a, 92b), 플런저(93), 및 비대칭 굴곡부(94)를 포함한다. 2개의 압전 스택(92a, 92b)이 이 실시예에서 제공되지만, 단지 하나의 압전 스택이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예에서 2개 이상의 스택을 사용할 수 있다. 굴곡부(94)는 이 실시예에서 액튜에이터 바디(74)의 일체 부분으로서 형성되고, 플런저(93)에 굴곡부(94)를 연결하는 한쪽 측면(반대편 측면은 액튜에이터 바디(74)의 나머지 부분에 일체로 연결된다)을 따라서 커플링 요소(97)를 포함한다. 굴곡부(94)는 구동 핀(58)으로부터 크게 편심되어 위치되지만, 굴곡부(94)는 다음에 더욱 상세하게 제시된 목적을 위해 구동 핀(58)을 향해 측 방향으로 연장되는 대향 측면들 사이의 아암(95)을 포함한다. 스프링(96)은 압축력을 유지하도록 플런저(93) 및 압전 스택(92a, 92b)들에 스프링력을 인가한다. 압전 구동 모듈의 이러한 요소들은 도 2a 및 도 3에 도시되어 있으며, 예시적인 실시예에서, 이러한 요소들의 기능 및 동작이 다음에 더욱 상세하게 설명된다.

도 3a를 참조하면, 밸브 액튜에이터(20) 및 압전 요소를 위한 주위 지지체에 관한 추가의 상세가 도시된다. 이와 관련하여, 압전 스택(92a, 92b)들, 플런저(93), 및 스프링(96)은 상부 및 하부 연장부(106,108)들을 가지는 C-자 형상 브래킷(104)에 의해 제공된 기계적 구속부들 사이의 조립체로서 구속된다. 도 2a에서 가상선으로 또한 도시된 브래킷(104)은 하부 구조 부재(115)와 상부 구조 부재(113)에 부착된 적어도 하나의 세장형 지지 부재(111a) 사이에 지지된다. 더욱 구체적으로, 도 3a에 도시된 구조는 브래킷(104)의 상부 연장부(106)는 압전 스택(92a, 92b)의 상부에서 강성 지지체를 제공하도록 세장형 지지 부재(111a)에 연결된다. 브래킷(104)의 하부 연장부(108)는 압전 스택(92a, 92b)들의 바닥에서, 구체적으로 스프링(96)에서의 강성 지지를 제공하도록 하부 구조 부재(115)에 결합되거나 또는 그 정상부에 위치된다. 플런저(93)는 커플링 요소(97)에서 굴곡부(94)에 결합될 수 있도록 브래킷(104)의 하부 연장부(108)를 통해 그리고 하부 구조 부재(115)를 통해 돌출하는 하부 부분을 가진다. 반대편 상부 단부 부분에서, 플런저(93)는 상부 플랜지 스프링(96)의 상부 단부와 결합하는 확장 어깨부를 가진다. 스프링(96)의 하부 단부가 브래킷(104)의 하부 연장부(108) 위에 놓임에 따라서, 스프링(96)은 언제나 압전 스택(92a, 92b)들에 대해 일정한 압축을 유지하도록 플런저(93)를 위로 민다. 도 3a에 도시된 액튜에이터 요소들의 특정 구조적 지지 및 레이아웃은 다른 실시예에서 변형될 수 있다.

플런저(93)는 압전 스택(92a, 92b)을 비대칭 굴곡부(94)와 연결하는 기계적 접속기로서 기능한다. 스프링(96)은 스프링(96)에 의해 발생된 스프링력이 압전 스택 92a, 92b)들에 일정 부하를 인가하도록 조립체에서 압축되며, 일정 부하는 압전 스택(92a, 92b)을 프리로드한다. 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 금속으로 구성될 수 있는 비대칭 굴곡부(94)의 아암(95)은 구동 핀(58)의 팁(58a) 반대편의 구동 핀(58)의 단부와 물리적으로 고정된다. 비대칭 굴곡부(94)는 압전 스택(92a, 92b)의 비교적 작은 변위를 압전 스택(92a, 92b)들의 본래의 변위보다 상당히 큰 구동 핀(58)에 대해 더욱 크고 유용한 변위로 변환하는 레버형 기계적 증폭기이다.

압전 구동 모듈의 압전 스택(92a, 92b)들은 당업계에서 통상적인 도체의 층과 교번하는 압전 세라믹 층들로 구성된 라미네이트이다. 스프링(96)으로부터의 스프링력은 압축의 정상 상태(steady state)에서 압전 스택(92a, 92b)들의 적층된 층들을 유지한다. 압전 스택(92a, 92b)들에 있는 도체들은 펄스 폭 변조, 주파수 변조, 또는 그 조합으로 당업계에 널리 공지된 방식으로 전류 제한 출력 신호를 공급하는 구동 회로(120)와 전기적으로 결합된다. 전력이 구동 회로(120)로부터 주기적으로 공급될 때, 압전 스택(92a, 92b)들에 있는 압전 세라믹 층들의 치수를 변화시키는 전기장이 확립된다.

비대칭 굴곡부(94)에 의해 기계적으로 증폭된, 압전 스택(92a, 92b)에 의해 경험되는 치수 변화는 그 길이 방향 축에 평행한 방향으로 구동 핀(58)을 선형으로 움직인다. 압전 스택(92a, 92b)들의 압전 세라믹 층들이 확장할 때, 스프링(96)은 확장력에 의해 압축되고, 비대칭 굴곡부(94)는 가동 요소(60)의 벽(62)으로부터 멀어지게 도 3에서 위를 향해 구동 핀(58)의 팁(58a)의 움직임을 유발하도록 고정된 선회 축을 중심으로 선회한다. 이러한 것은 편향 요소(68)가 가동 요소(60) 및 밸브 요소(56)를 밸브 시트(52)로부터 멀어지게 움직이는 것을 허용한다. 작동력이 제거되고, 압전 스택(92a, 92b)들의 압전 세라믹 층들이 수축하도록 허용될 때, 스프링(96)은 확장하고, 비대칭 굴곡부(94)는 도 2에서 구동 핀(58)을 아래로 움직이도록 선회하여, 팁(58a)은 벽(62)과 접촉하도록 움직여, 밸브 요소(56)가 밸브 시트(52)와 접촉하여 물질의 액적을 분사한다. 그러므로, 무전압 상태에서, 압전 스택 조립체는 밸브를 정상적으로 폐쇄된 위치에서 유지한다. 정상적인 동작에서, 압전 스택(92a, 92b)들이 급속한 속도로 물질의 액적을 분사하도록 가동 요소(60)의 벽(62)과 접촉 및 비접촉 상태로 구동 핀(58)의 팁(58a)을 움직이도록 전압이 인가되고 전원이 끊어짐에 따라서, 비대칭 굴곡부(94)는 고정된 선회 축을 중심으로 반대 방향으로 간헐적으로 요동한다.

밸브 액튜에이터(20)를 위한 구동 회로(98)는 상기된 바와 같이 모노 펌프(14)를 작동 및 동작시키는 동일한 컨트롤러(18)일 수 있는 컨트롤러(18)에 의해 제어된다. 컨트롤러(18)는 하나 이상의 입력에 기초하여 하나 이상의 변수를 제어하도록 구성된 임의의 전기 제어 장치를 포함할 수 있다. 컨트롤러(18)는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 마이크로컴퓨터, 디지털 신호 프로세서, 중앙 처리 유닛, 필드 프로그래머블 게이트 어레이, 프로그램 가능한 논리 디바이스, 상태 기계, 논리 회로, 아날로그 회로, 디지털 회로, 및/또는 메모리에 저장된 동작 명령에 기초하여 신호(아날로그 및/또는 디지털)를 조작하는 임의의 다른 디바이스로부터 선택된 적어도 하나의 프로세서를 사용하여 구현될 수 있다. 메모리는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM), 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 플래시 메모리, 캐시 메모리, 및/또는 디지털 정보를 저장할 수 있는 임의의 다른 디바이스를 포함하지만 이에 한정되지 않는 단일 메모리 디바이스 또는 다수의 메모리 디바이스일 수 있다. 컨트롤러(18)는 또한 다양한 형태의 대용량 저장 디바이스 및 사용자와 상호 작용하기 위한 인간 기계 인터페이스를 포함할 수 있다.

컨트롤러(18)의 프로세서는 운영 체제의 제어에 따라서 동작하며, 다양한 컴퓨터 소프트웨어 애플리케이션, 구성 요소, 프로그램, 객체, 모듈, 데이터 구조 등에서 구현된 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하거나 또는 그렇지 않으면 의지한다. 메모리에 상주하고 대용량 저장 디바이스에 저장된 프로그램 코드는, 프로세서에서 실행될 때, 밸브 액튜에이터(20)의 동작을 제어하고, 특히 압전 구동 모듈을 구동하기 위한 구동 회로(98)에 제어 신호를 제공하는 제어 알고리즘을 또한 포함한다. 컴퓨터 프로그램 코드는, 전형적으로 메모리에서 여러 경우에 상주하고 프로세서에 의해 판독되고 실행될 때 컨트롤러(18)가 본 발명의 다양한 실시예 및 양태를 구현하는 단계 또는 요소를 실행하는데 필요한 단계를 실행하게 하는 하나 이상의 명령을 포함한다.

예를 들어, 컨트롤러(18)에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 코드는 초당 500회 또는 초당 3000회까지 압전 스택(92a, 92b)들을 확장 및 수축시키는 작동 신호를 제공할 수 있으며, 이러한 것은 결과적으로 각각 초당 최대 500 또는 최대 3000의 분사 분배 사이클을 유발한다. 그러나, 특정 컴퓨터 프로그램 코드 및 동작 기능은 본 발명과 일치하는 다른 실시예에서 변형될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

또한, 이 실시예의 컨트롤러(18)는 분사 분배 시스템(10)의 작동을 지원하는 추가의 디바이스들의 작동을 제어하도록 사용된다. 이와 관련하여, 컨트롤러(18)는 압력 센서와 작동 가능하게 결합되고, 압력 센서는 유체 챔버(34)에 제공되는 유체의 힘 또는 압력을 측정하고 분사 분배기 본체(12) 내로 유체의 공급 동작을 제어하도록 사용된다. 특히, 한 실시예에서, 컨트롤러(18)는 다음에 설명되는 바와 같이 로드(126)에 의해 다이아프램(124)과의 연결을 통해 아력 측정 판독값을 발생시키는 로드 셀(도시되지 않음)과 통신한다. 다이아프램(124)은 유체 유입구(32)에서 모노 펌프(14)에 의해 인가된 일정한 유입 유체 압력을 수용하도록 위치된다. 그러므로, 이러한 압력 측정 판독값들은 분사 분배 시스템(10)의 모노 펌프(14)의 동작의 폐루프 제어에서 사용하기 위한 피드백으로서 컨트롤러(18)로 통신된다. 컨트롤러(18)는 분사 분배 시스템(10) 내에 있는 임의의 수의 요소들로부터의 피드백을 제어하고 수신하도록 사용될 수 있다. 최소 한도로, 컨트롤러(18)(또는 함께 작업하는 복수의 제어 요소)는, 일관된 고압의 유체가 분사 분배기 본체(12) 내로 전달되고 그런 다음 기판(24)을 향해 비행하기 위해 분사 분사 시스템(10)으로부터 액적으로서 분사되도록 하는 밸브 액튜에이터(20)에 있는 압전 구동 모듈과 모노 펌프(14)에 있는 공급 디바이스(feed device)를 작동시킨다. 압력 센서가 본 명세서에 상세하게 설명된 특정 다이아프램형 센서로 제한되지 않고, 예를 들어, 저항성 트랜스듀서, 직접 압전 로드 셀, 또는 유체 압력을 측정하고 바람직하게 상기 유체 압력을 전기 신호로 변환할 수 있는 임의의 다른 형태의 센서의 형태로 또한 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

압력 센서의 일반적인 기능 및 컨트롤러(18)와의 그 작동 연결을 설명하였으므로, 하나의 가능한 구성의 상세가 지금 설명될 것이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 유체 연결 접속기(30)를 유체 챔버(34)와 연결하는 통로(42)는 다양한 길이 및 배향의 다수의 상호 연결된 세그먼트를 포함한다. 유체 물질이 유체 연결 접속기(30)를 통과한 직후에, 유체 유입구(32)에서 유동하는 유체 물질은 다이아프램(124)과 상호 작용한다. 다이아프램(124)은, 고정적으로 정착된 주변 링과, 주변 링에 의해 그 주변 주위을 둘러싸인 얇은 반강성 멤브레인을 포함한다. 다이아프램(124)의 멤브레인의 정면측은 유체 유입구(32)에서 유동하는 유체 물질에 의해 습윤되며, 다이아프램(124)의 멤브레인의 배면측은 습윤되지 않는다. 다이아프램(124)의 멤브레인의 반대편 측면을 가로지르는 차동 유체 압력은 멤브레인이 다이아프램(124)으로 유체 물질에 의해 인가되는 유체 압력의 양에 비례하여 멤브레인을 편향시킨다. 유체 유입구(32)에서 유체 압력을 증가시키는 것은 보다 큰 양의 편향을 유발한다. 예시된 실시예에서, 다이아프램(124)은 분사 분배기 본체(12)의 제1 섹션(40)과 제1 섹션(40)과 연결된 다이아프램 잠금 부재(128) 사이에 샌드위치된다. 다이아프램 잠금 부재(128)는, 유체 모듈이 액튜에이터 바디(74)와 결합될 때 로드(126)가 다이아프램 잠금 부재(128)를 통해 연장되는 것에 의해 다이아프램(124)과 접촉할 수 있도록 액튜에이터 바디(74)에서 로드(126)를 지지하는 보어 내에 부분적으로 끼워지도록 도시된 바와 같이 가늘고 길다.

상기된 바와 같이, 로드(126)는 로드 셀(도시되지 않음)과 접촉하도록 다이아프램(124)의 멤브레인의 배면으로부터 연장된다. 다이아프램(124)의 멤브레인의 변형은 유체 압력에 비례하여 변한다. 유체 압력이 변화함에 따라서, 다이아프램(124)은 유체 압력에 비례하는 개재 로드(intervening rod)(126)를 경유하여 로드 셀에 힘을 통신한다. 로드 셀은 압력 측정 판독값을 분사 분배 시스템(10)을 위한 컨트롤러(18)에 통신한다. 이러한 방식으로, 다이아프램(124) 및 로드 셀은 분사 분배 시스템(10)(및 특히 모노 펌프(14))의 작동을 제어하는데 사용하기 위하여 유체 유입구(32)에서의 유체 압력을 측정 및 평가하는 압력 센서를 형성하도록 협력한다. 필요하면, 모노 펌프(14)의 동작 또는 작동은, 분사 분배 사이클에서 제거되는 동등한 체적의 유체로 유체 챔버(34)를 재충전하는 것에 의해 유발될 수 있는 일정한 유입 유체 압력이 유체 챔버(34) 내에서 유지되는 것을 보장하도록 로드 셀로부터의 신호에 기초하여 컨트롤러(18)에 의해 조절될 수 있다.

대안적으로, 분사 분배 시스템(10)의 일부 실시예는 다른 형태의 피드백에 기초하여 컨트롤러(18)를 작동시킬 수 있으며, 이는 일부 예에서 압력 센서에 대한 필요성을 생략할 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 컨트롤러(18)는 밸브 액튜에이터(20)에 작동 가능하게 연결되며, 밸브 액튜에이터(20)가 분사 분배 시스템(10)으로부터 유체의 액적을 배출시키도록 분사 분배 사이클을 유발할 때를 나타내는 신호를 수신할 것이다. 밸브 액튜에이터(20) 또는 분사 분배 사이클의 각각의 작동 동안, 모노 펌프(14)는 각각의 분사 분배 사이클을 위해 설정된 증분량을 움직이도록 작동되고, 설정된 증분량은 밸브 액튜에이터(20)의 작동에 의해 유발되는 바와 같은 액적을 분배하는 것에 의해 제거된 등가의 유체를 유체 챔버(34) 내로 공급하도록 구성된다. 다음에 추가로 설명되는 모노 펌프(14)의 예에서, 설정 증분량만큼의 움직임은 각각의 분사 분배 사이클 동안 소정의 회전 각도를 통한 중앙 구동 부재(142)의 회전을 포함할 수 있다. 이러한 제어 배열은 컨트롤러(18)의 이러한 대안적인 실시예에서의 개방 루프 제어에 더욱 가깝다. 분사 분배 시스템(10)에 의해 가능한 특정 형태의 제어에 관계없이, 모노 펌프(14)는 분사 또는 배출 공정에 의해 제거되는 유체와 동일한 유량으로 유체 챔버(34)를 유체(예를 들어, 고압 유체)로 재충전하도록 제어된다.

도 2 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 분사 분배기 본체(12)의 유체 연결 접속기(30)는 모노 펌프(14)와의 연결에 의해 유체가 공급된다. 모노 펌프(14)의 예시적인 실시예는 다음에 더욱 상세하게 설명된다. 예비의 문제로서, 모노 펌프(14)는 임의의 공지된 형태의 유체 공급원 또는 공급원에 의해 그 입구에서 공급되며, 그 하나의 예가 도 2 및 도 2a에서 가압 주사기(132)로 도시된다. 이러한 도면들에 도시된 유체 공급원(16)의 이러한 주사기(132)는 종래의 디자인의 분사 분배 시스템들로 직접 공급하도록 사용된 주사기와 유사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 주사기(132)는 유체 물질을 모노 펌프(14)의 입구를 향해 유동시키도록 가압 공기를 사용할 수 있으며, 유체 물질은 궁극적으로 유체 모듈의 유체 챔버(34)로 공급된다. 주사기(132)에 수용된 유체 물질 위의 헤드 공간에 공급되는 압력은 0.5 barg(약 7.25 psig) 내지 4 barg(약 58.02 psig)의 범위일 수 있다. 특정 분배 적용에 요구되면 모노 펌프(14)가 본 발명의 유익한 이점 중 일부를 제공할 수 있는 유체에 충분한 가압을 제공할 수 있기 때문에, 모노 펌프(14)의 유입구 내로 전달되는 유체의 특정 압력은 중요하지 않다. 상이한 형태의 유체 공급원(16)들은 본 발명과 일치하는 다른 실시예에서 모노 펌프(14) 내로 유체를 공급하도록 사용될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 분사 분배 시스템(10)의 예시적인 실시예와 함께 사용되는 모노 펌프(14)가 더욱 상세하게 도시되어 있다. 모노 펌프(14) 및 유체 공급원(16)은 유체 공급 조립체를 공동으로 한정한다. 모노 펌프(14)는 펌프 하우징(140) 및 중앙 구동 부재(142)를 포함하며, 그 각각은 도 5에서의 펌프 하우징(140)의 유입구 단부(144)에서 볼 수 있다. 도 5에 더욱 잘 도시된 바와 같이, 펌프 하우징(140)은 유입구 단부(144)로부터 유입구 단부(144) 반대편의 배출구 단부(146)까지 세장형 길이를 따라서 연장된다. 중앙 구동 부재(142)의 단부에 인접하여 개방된 유입구 단부(144)가 도 5에 도시되었을지라도, 유입구는 도 2 및 도 2a의 레이아웃에 도시된 바와 같은 다른 실시예에서 펌프 하우징(140)의 측벽으로부터 바깥을 향해 돌출하는 반경 방향 연장 통로에 의해 한정될 수 있다. 펌프 하우징(140)은 이러한 세장형 길이를 따라서 유동하는 유체를 위한 도관(148)을 한정하며, 도관(148)은 중앙 구동 부재(142)가 부분적으로 충전된다. 이러한 도관(148)의 적어도 펌핑 부분(150)에 따라서, 펌프 하우징(140)은 도관(148)의 최외측 연장부를 한정하는 윤곽진 주변(152)을 한정한다. 이러한 윤곽진 주변(152)은 단면으로 보았을 때 다수의 기복 또는 롤링 윤곽으로서 형성되며, 이러한 형상은 별도의 유체 캐비티를 생성하도록 중앙 구동 부재(142)의 대응하는 윤곽진 형상과 결합하도록 구성된다.

중앙 구동 부재(142)는 전형적으로 그 외부 표면(154)을 따라서 트윈 나선 형상(twin helix shape)을 한정하는 실축형 나선 형상(solid helical shape)을 한정한다. 요소들이 상이한 형태의 물질로 형성될 수 있지만, 예시적인 실시예에서, 펌프 하우징(140)은 펌핑 부분(150) 및 윤곽진 주변(152)을 한정하는 고무 또는 일부 다른 탄성중합체 슬리브(156)를 포함하는 한편, 중앙 구동 부재(142)는 강과 같은 강성 물질로 형성된다. 중앙 구동 부재(142)가 회전함에 따라서, 나선 형상은 서로 밀봉된 일련의 별개의 캐비티(158)들을 생성하도록 슬리브(156)의 고무 물질에 대해 회전한다. 캐비티(158)들은 또한 하나의 캐비티(158)의 시작부가 중앙 구동 부재(142)에 의해 한정된 로터의 반대편 측면 상의 다른 캐비티(158)의 단부와 중첩하도록 테이퍼진 단부를 구비하는 대체로 나선 형상이다. 이를 위해, 이산 캐비티(158)들이 배출구 단부(146)에 도달하고 아래로 테이퍼지되기 시작하여 배출구 단부(146)에 보다 적은 유동을 전달함에 따라서, 다음의 캐비티 또한 배출구 단부(146)로 개방하기 시작하여, 중앙 구동 부재(142)는 계속 회전하는 동안 전체 유동 체적 및 압력을 대체로 일정하게 유지한다. 이를 위해, 모노 펌프(14)에 의해 전달된 압력에 주기적으로 또는 악영향을 미칠 수 있는 "펌프 윙크(pump wink)" 효과 또는 재충전 사이클이 없다. 캐비티(158)들은 대체로 모두 동일한 크기 및 형상이며, 그러므로 캐비티(158)가 도관(148)을 따라서 움직임에 따라서 변하지 않는 고정된 양의 유체 체적을 수용한다.

도관(148)의 세장형 길이를 통한 개방 유동 경로의 부재는 모노 펌프(14)에 의해 전달된 체적 유량이 중앙 구동 부재(142)의 회전 속도에 정비례 한다는 것을 의미한다. 따라서, 이러한 것은 모노 펌프(14)가 중앙 구동 부재(142)의 회전 속도(캐비티(158)들의 대응하는 길이 방향 움직임 속도)에만 기초하여 배출구에서 설정 압력 및 유량을 생성함에 따라서, 유체 공급원(16)에 의해 전달된 특정 유입구 압력은 중요하지 않기 때문이다. 각각의 캐비티(158)가 중앙 구동 부재(142)의 이러한 회전 동안 중앙 구동 부재(142) 주위의 나선처럼 효과적으로 회전하여서, 유체가 도관(148)의 길이를 따라서 움직임에 따라서 유체에 인가되는 매우 낮거나 심지어 제로 레벨의 전단력이 있다. 결과적으로, 유체 상에서의 전단 작용이 사용되는 다른 형태의 펌프에서 유발될 수 있는 임의의 유체 입자 손상은 모노 펌프(14)의 작동으로 인해 이 실시예에서 회피될 것이다. 이와 관련하여, 모노 펌프(14)는 다른 통상적인 펌프 디자인보다 분사 분배기 본체(12)로 유체를 펌핑하는 보다 적당한 공정을 제공한다. 대안적으로, 중앙 구동 부재(142) 주위에서 그리고 도관(148)의 길이를 따라서 캐비티(158)들을 움직이는 변위 힘은 펌핑 부분(150)의 전체 길이를 따라서 인가된다. 이를 위해, 모노 펌프(14)는 중앙 구동 부재(142)의 각각의 고정된 회전 또는 움직임을 위해 고정된 체적의 물질을 변위시키는 용적형 펌프처럼 기능한다.

모노 펌프(14)의 일부 설계에서, 중앙 구동 부재(142)의 외부 표면(154)의 운동은 유성 기어 시스템에서 더욱 작은 기어의 운동과 유사하게 윤곽진 주변(152) 주위에서 이에 대한 구름 운동이다. 그러므로, 중앙 구동 부재(142)는 도관(148) 주위에서 움직이고 동시에 회전, 하이포사이클로이드(hypocycloid) 형태의 편심 운동하도록 모노 펌프(14) 내에 장착될 수 있다. 중앙 구동 부재(142)는 펌프 하우징(140) 내에서 이러한 움직임을 허용하도록 하나 이상의 유니버셜 조인트들 및 다른 공지된 베어링 부재들을 포함할 수 있다. 중앙 구동 부재(142)의 다른 설계 및 특정 움직임 패턴들은 모노 펌프(14)의 다른 실시예에서 가능하지만, 선택된 움직임 및 장착 방법에 관계없이, 중앙 구동 부재(142)는 중앙 구동 부재(142)가 회전할 때마다 도관(148)의 길이를 따라서 전파하는 유체의 이산의 분리된 캐비티들를 항상 유발한다.

모노 펌프(14)는 상기에서 간략히 기술된 바와 같이 컨트롤러(18)에 작동 가능하게 결합된다. 특히, 모노 펌프(14)는, 중앙 구동 부재(142)에 연결되고 제어 가능한 가변 속도로 중앙 구동 부재(142)를 회전시키기 위해 작동되는 구동부(160)(모터 등)의 일부 형태를 포함한다. 컨트롤러(18)는 분사 분배 시스템(10)의 정상 작동 동안 중앙 구동 부재(142)의 일정한 회전 속도로 모노 펌프를 작동시키도록 구동부(160)에 구동 신호를 전송한다. 분사 분배기 본체(12)에서의 유체 압력이 필요한 값이 아니라는 것을 압력 센서(예를 들어, 다이아프램(124), 로드(126) 및 부하 센서에 의해 한정된 압력 센서)가 검출하면, 중앙 구동 부재(142)의 회전 속도는 압력에서의 결함을 교정하도록 컨트롤러(18)에 의해 부응하여 조절된다.

요약하면, 컨트롤러(18)는 유체 유입구(32) 및 유체 챔버(34)에서 일정한 유입 유체 압력을 제공하도록 모노 펌프(14)를 작동시키며, 이러한 압력은 종래의 주사기 기반 압력 공급보다 훨씬 높을 수 있다. 예를 들어, 모노 펌프(14)에 의해 전달되는 일정한 유입 유체 압력은 10 barg(약 145.04 psig)보다 클 수 있지만, 주사기 기반 공급 조립체들은 최대 약 6 내지 7 barg(약 87.02 psig 내지 약 101.52 psig)일 수 있다. 모노 펌프(14)의 보다 높은 잠재적인 압력 출력은 또한 펌핑 부분(150)에서 도관(148)의 전체 길이를 따라서 캐비티(158)들에 변위 힘을 인가하는 결과이다. 이러한 보다 높은 압력은 30 barg(대략 435.11 psig) 또는 심지어 그 이상일 수 있으며, 이는 분사 분배기 본체(12)로부터 유체를 분사할 때 추가의 이점을 제공할 수 있다. 이를 위해, 유체 챔버(34) 내에서의 더욱 높은 일정한 압력은 분사 분배 분배 사이클이 동일할 때(예를 들어, 압전 스택(92a, 92b)들이 각각의 분사 분배 사이클에서 동일한 양의 시간 동안 작동될 때) 각각의 분사된 액적이 유체의 일정한 체적을 한정하는 것을 가능하게 한다. 동일한 크기의 액적의 이러한 발생은 이러한 분사 분배 시스템(10)을 사용하여 본 출원인에 의해 수행된 실험실 테스트에 의해 입증된 바와 같이 유체에서의 점도 변화에 관계없이 공급하는 모노 펌프(14)를 사용하여 달성된다. 또한, 일부 실시예에서 대략 초당 500개의 액적까지 또는 다른 실시예, 특히 압전 액튜에이터에 의해 작동되는 실시예에서 초당 3000개의 액적까지를 포함하는 보다 큰 양의 실질적인 체적의 액적은 분사 분배 시스템(10)을 신속하게 순환시키는 것에 의해 만들어질 수 있다. 가설적으로, 분사 분사 사이클의 이러한 증가된 빈도는 또한 보다 낮은 밸브 요소 속도로 성공적으로 달성될 수 있으며, 이는 시간 경과에 따른 마모 손상을 제한하고, 분사 분사 시스템(10)의 가동 부품을 교체하거나 이에 대한 유지 보수를 제공할 필요성을 감소시킨다.

이 실시예의 분사 분배 시스템(10)에서의 모노 펌프(14)의 사용의 또 다른 이점은 시간 경과에 따른, 특히 단일 분사 분배 사이클에 걸쳐서 유체 변위(분사 분배 시스템(10)의 분배 배출구(36)에 대한)의 개략적인 그래프인 도 8에 나타난다. 이러한 것은 비교 목적을 위하여, 종래의 분사 설계를 위한 도 7에 도시된 것과 유사하다. 그러나, 다음에 설명되는 바와 같이, 시간 경과에 따른 유체 변위 및 속도는 본 명세서의 분사 분배 시스템(10)에서 훨씬 더 균일하다.

그러므로, 도표 상의 지점(A 및 E)들은 밸브 요소(56)가 밸브 시트(52)와 결합되는 시간, 예를 들어 밸브 요소(56)를 밸브 시트(52)로부터 위쪽으로 움직이는 것에 의해 밸브 요소(56)가 후퇴되기 직전, 및 밸브 요소(56)가 밸브 시트(52)와의 결합으로 다시 전진한 직후이다. 유체는 일시적인 스너프-백 효과를 경험하고, 수평의 0축 아래에서 움직이는 유체 변위 라인에 의해 예시되는 지점(A 및 B)들 사이에서 후퇴된 밸브 요소(56)의 결과로서 밸브 시트(52)로부터 멀어지게 유체 챔버(34) 내로 다시 움직인다. 지점(B 및 D)들 사이에서, 밸브 요소(56)는 밸브 액튜에이터(20)에 의해 일시적으로 개방 위치에서 홀딩되고, 모노 펌프(14)에 의해 인가된 가압은 유체를 밸브 시트(52)로 다시 유동시켜 밸브 시트(52)를 통해 유동시키며, 이러한 것은 지점(C)에서 분사 분배기 본체(12)로부터 액적의 압출을 시작한다. 유체 변위 라인의 기울기는 이러한 시간 윈도우에 걸쳐서 일정하다(그리고, 유체 챔버(34) 내에서의 유체의 더욱 높은 인가된 압력의 결과로서, 도 7에서의 기울기보다 더욱 크다). 밸브 요소(56)는 지점(D)으로부터 지점(E)까지의 기간에 걸쳐서 밸브 시트(52)와의 결합으로 다시 전진되지만, 종래의 설계와는 달리, 기울기 또는 유체 속도는 이러한 것이 지점들 동안(B 내지 D)이었음에 따라서 대체로 일정한 동일한 값에서 계속 정지한다. 이러한 차이를 명확히 하도록, 도 7의 점선은 도 8의 가상선으로 반복되어서, 시간 경과에 따른 유체 변위에서의 이러한 차이가 더욱 명확하다.

그러므로, 실질적으로 유사한 유체 속도는 분사 분배기 본체(12)로부터의 유체 배출의 초기 및 임의의 액적에 대한 유체 배출의 종료시 모두에서 현재의 실시예의 분사 분배 시스템(10)을 사용할 때 유지된다. 이러한 유사한 속도는 비행 동안 액적의 다른 부분보다 액적의 일 부분이 더욱 빠르게 움직이는 것을 피하며, 그러므로, 액적의 회전 텀블링 또는 개화 움직임은 전형적으로 기판(24)으로의 비행 동안 마주치지 않는다. 이러한 것은 시스템(10)에 의해 분배된 액적(22)을 더욱 예측 가능하고 제어 가능하게 만들며, 이러한 것은 유체의 적용이 정밀하여야만 하는 특정 분야에서 바람직하다. 예를 들어, 이러한 분야는 90 마이크로미터 슬롯 내로 에폭시 접착제를 분사하여야만 하는 카메라 모듈 조립 또는 고점도 납땜 페이스트가 300 마이크로미터 비드 내로 분사하여야만 하는 RF(radio frequency) 차폐 부착을 포함할 수 있다. 유체 점도에 대한 민감성의 결여는, 납땜 페이스트와 함께 작업할 때에도, 그리고 카메라 모듈 조립 분야 또는 칩 언더필 분야에서와 같이 더욱 작은 기하학적 형태로 액적을 분사할 필요가 있을 때에도 이러한 기능적 이점을 분사 분배 시스템(10)이 제공하는 것을 가능하게 한다.

일반적으로, 분사 분배 시스템(10)은 기판(24) 상에 유체 물질의 양을 간헐적으로 분사하기 위해 기계 또는 시스템(도시되지 않음)에 설치될 수 있으며, 유체 물질의 양이 분사됨에 따라서 기판(24)에 대해 움직일 수 있다. 분사 분배 시스템(10)은, 유체 물질의 연속적인 분사된 양 또는 액적(22)이 이격된 물질 도트의 라인(비드로 합쳐질 수 있는)으로서 기판(24) 상에 침착되도록 작동될 수 있다. "비행 중" 작동으로서 또한 지칭되는 이러한 연속적인 일련의 분사 분배 사이클 동안, 모노 펌프(14)는 유체 챔버(34) 내에서 항상 일정한 유입 유체 압력을 유지하도록 연속적으로 작동한다. 분사 분배 시스템(10)에 의해 목표화된 기판(24)은, 미세한 양의 유체 물질의 급격한 비접촉 분사와 기판(24) 상의 목표 위치들에 유체 물질을 침착하도록 정확한 배치를 필요로 하는 다양한 표면 실장 전자 부품을 지지할 수 있다.

상기된 바와 같이, 분사 분배 시스템(10)은 적어도 부분적으로, 모노 펌프(14)에 의해 유체 모듈에 제공된 일정한 유입 유체 압력으로 인하여 이러한 정확한 배치를 가능하게 할 수 있다. 이를 위해, 분사 분배 시스템(10)이 분사 분배 사이클을 수행할 때마다, 동일한 양의 유체가 액적(22)을 만들도록 일정 압력에 의해 강제되며, 모노 펌프(14)는 매 사이클마다 동일한 양을 유체 챔버(34)에 확실하게 재충전한다. 이를 위해, 모노 펌프(14)는 개방 루프 또는 폐쇄 루프 제어로 작동하여 유체 챔버(34)로부터 제거되는 것과 동일한 양의 유체 유동을 공급하여, 유체 챔버 내에서 대체로 높은 압력을 유지한다. 이러한 이점은 분배되는 유체의 점도와 압축성에 관계없이 달성되어, 이러한 것을 납땜 페이스트와 같은 고점도 유체를 분사하는데 유용한 시스템으로 만든다. 추가적으로, 유체 모듈은 분사 분배 시스템(10)의 저부로부터의 공구없이 용이한 제거를 허용한다. 분사 분배 시스템(10)은 다양한 형태의 유체의 보다 일정한 체적 및 예측 가능한 액적(22)을 제공하고, 이에 의해 종래의 분사 디바이스가 가지는 결점의 일부를 다룬다.

본 발명이 예시적인 실시예에 대한 설명에 의해 예시되고 이러한 실시예들이 일부 상세히 설명되었지만, 첨부된 청구항의 범위를 이러한 상세로 한정하거나 또는 어떤 방식으로든 제한하는 것은 본 출원인의 의도는 아니다. 추가적인 장점들 및 변형들은 당업자에게 용이하게 나타날 것이다. 예를 들어, 압전 작동이 밸브 액튜에이터(20)에 대해 상기되었을지라도, 밸브 요소(56)가 가압 공기(피스톤 등에서 작용하는), 기계식 모터 기반 구동부, 및 다른 공지된 액튜에이터들로 구동 핀(58)을 움직이는 전자-공압 구동부들을 포함하는, 다른 공지된 형태의 액튜에이터에 의해 작동될 수 있다는 것을 알 것이다. 본 발명의 다양한 특징은 사용자의 필요 및 선호도에 따라 단독으로 또는 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 이러한 것은 현재 공지된 것으로서 이를 실행하는 바람직한 방법과 함께, 본 발명의 설명이었다. 그러나, 본 발명 자체는 첨부된 청구항들에 의해서만 한정되어야 한다.

Claims (28)

1. 기판 상에 유체의 분산된 액적을 분배하기 위한 분사 시스템으로서,
   유체 챔버, 상기 유체 챔버와 유체 연통하는 유체 유입구, 상기 유체 챔버와 유체 연통하는 분배 배출구, 및 상기 유체 유입구와 상기 분배 배출구 사이의 상기 유체 챔버에 한정된 밸브 시트를 포함하는 분사 분배기 본체;
   상기 분사 분배기 본체와 결합되고 유체 공급원으로부터 상기 유체 유입구로 유체를 공급하는 모노 펌프(progressive cavity pump)를 포함하는 유체 공급 조립체로서, 상기 모노 펌프는,
   윤곽진 주변을 가지는 도관을 세장형 길이를 따라 한정하는 펌프 하우징; 및
   상기 도관을 통해 연장하는 중앙 구동 부재로서, 상기 중앙 구동 부재는 상기 중앙 구동 부재와 상기 윤곽진 주변 사이에 한정된 복수의 분리된 캐비티들을 한정하고, 상기 중앙 구동 부재는 상기 도관의 세장형 길이를 따라 상기 유체 유입구를 향해 상기 복수의 분리된 캐비티들을 전파하게 회전하도록 구성되어 상기 복수의 분리된 캐비티들 각각에서 상기 유체 상의 변위 힘이 상기 도관의 세장형 길이 전체를 따라서 인가되는, 상기 중앙 구동 부재;를 포함하는, 상기 유체 공급 조립체;
   상기 유체 챔버 내로 연장하고 상부 부분과 하부 단부를 한정하는 밸브 요소;
   상기 밸브 요소가 상기 밸브 시트와의 결합 및 결합해제하게 움직이도록 상기 밸브 요소와 작동 가능하게 결합되는 밸브 액튜에이터로서, 상기 밸브 요소가 상기 밸브 시트와 결합할 시에 상기 유체의 분산된 체적을 상기 체적 자신의 운동량하에서 상기 분배 배출구로부터 강제 배출하는, 상기 밸브 액튜에이터; 및
   상기 밸브 요소와 상기 모노 펌프에 작동 가능하게 결합된 컨트롤러로서, 상기 컨트롤러는 상기 모노 펌프를 작동시켜서 상기 밸브 요소의 각각의 작동 동안 설정 증분량만큼 상기 중앙 구동 부재를 회전시키도록 구성되는, 상기 컨트롤러;를 포함하는, 분사 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 모노 펌프는 상기 분사 시스템에서 연속적인 일련의 분사 분배 사이클 동안 연속적으로 작동하여 상기 분사 분배기 본체의 상기 유체 챔버 내의 유입 유체 압력을 항상 유지하도록 구성되는, 분사 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 유체 챔버 내의 상기 유입 유체 압력은 각각의 분사 분배 사이클 동안 일정 체적을 가지는 액적을 유발하는, 분사 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 모노 펌프는 상기 각각의 분사 분배 사이클 동안 제거되는 상기 유체의 등가 체적으로 상기 유체 챔버를 재충전하도록 구성되는, 분사 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 유체 유입구와 상기 유체 챔버 사이의 유동 경로에 위치되고 상기 유동 경로 내의 상기 유입 유체 압력을 측정하도록 구성된 압력 센서를 추가로 포함하고,
   상기 컨트롤러는 상기 압력 센서로부터의 피드백에 기초하여 상기 모노 펌프의 작동을 조절하여 유입 유체 압력을 유지하도록 구성되는, 분사 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 압력 센서는,
   상기 유체 유입구와 상기 유체 챔버 사이의 상기 유동 경로와 연통하게 상기 분사 분배기 본체에 위치되고, 이에 의해 상기 유동 경로에서의 유체 압력을 수용하는 다이아프램; 및
   상기 다이아프램에 결합되고 상기 다이아프램으로부터 전달된 상기 유체 압력에 기초하여 힘을 측정하고, 이에 의해 상기 유체 압력이 일정하다는 것을 확인하도록 구성된 부하 센서;를 포함하는, 분사 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 모노 펌프를 작동시켜서 적어도 7 barg의 유입 유체 압력으로 상기 유체 유입구로 유체를 공급하도록 구성되는 것을 더 포함하는, 분사 시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 밸브 액튜에이터에 작동 가능하게 결합되고, 상기 밸브 액튜에이터를 작동시켜서 상기 밸브 요소가 초당 500까지의 분사 분배 사이클을 실행하도록 구성되는, 분사 시스템.
9. 제7항에 있어서, 상기 밸브 요소에 작동 가능하게 결합되어 상기 밸브 요소의 왕복 움직임을 발생시키는 압전 요소를 추가로 포함하는, 분사 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 밸브 액튜에이터에 작동 가능하게 결합되고, 상기 밸브 액튜에이터를 작동시켜서 상기 밸브 요소가 초당 3000까지의 분사 분배 사이클을 실행하도록 구성되는, 분사 시스템.
11. 분사 분배기 본체, 밸브 액튜에이터, 및 모노 펌프를 구비한 유체 공급 조립체를 포함하는 분사 시스템을 사용하여 기판 상에 유체의 복수의 분산된 액적을 분배하기 위한 방법으로서,
    유체 공급원으로부터 상기 분사 분배기 본체의 유체 유입구로 상기 모노 펌프로 유체를 펌핑하는 단계로서, 상기 모노 펌프는 세장형 길이를 따라 도관을 한정하는 펌프 하우징, 및 상기 도관을 통해 연장하여 중앙 구동 부재와 상기 펌프 하우징 사이에 한정된 복수의 분리된 캐비티들을 한정하는 중앙 구동 부재를 포함하는, 상기 펌핑하는 단계;
    상기 유체 유입구로부터 상기 분사 분배기 본체의 유체 챔버 내로 상기 유체를 유동시키는 단계로서, 상기 유체 챔버는 또한 분배 배출구와 연통하고 상기 유체 유입구와 상기 분배 배출구 사이에 밸브 시트를 한정하는, 상기 유체를 유동시키는 단계; 및
    상기 유체 챔버 내로 연장하는 밸브 요소를 상기 밸브 액튜에이터로 작동시켜 상기 밸브 요소가 상기 밸브 시트와의 결합 및 결합해제하도록 움직이게 하고, 상기 밸브 요소가 상기 밸브 시트와 결합할 시에 상기 유체의 분산된 체적을 상기 체적 자신의 운동량 하에서 상기 분배 배출구로부터 강제 배출하는 단계;를 포함하고,
    상기 모노 펌프로 유체를 펌핑하는 단계는 상기 밸브 요소의 각각의 작동 동안 설정 증분량만큼 회전하도록 상기 밸브 액튜에이터로 상기 중앙 구동 부재를 작동시키고 상기 도관의 세장형 길이를 따라 상기 유체 유입구를 향해 상기 복수의 분리된 캐비티들 및 상기 캐비티에 있는 유체를 전파하여, 상기 세장형 길이의 전체를 따라 상기 유체에 변위 힘을 인가하는 단계를 포함하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 분사 시스템에 의해 분배되는 유체는 점도가 변하며, 상기 방법은,
    상기 유체의 점도에서의 변화에 관계없이, 각각의 분사 분배 사이클 동안 일정한 체적을 가지는 액적을 배출하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 모노 펌프로 유체를 펌핑하는 단계는 상기 각각의 분사 분배 사이클 동안 제거되는 유체의 등가 체적으로 상기 유체 챔버를 재충전하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
14. 제11항에 있어서, 상기 밸브 요소를 작동시키는 단계는 시간 경과에 따른 유체 속도 프로파일을 한정하는 상기 밸브 시트에 대한 상기 유체의 움직임을 유발하며, 상기 유체 속도 프로파일은 일정하여 상기 분배 배출구를 통해 배출되는 임의의 액적에 대하여, 상기 분배 배출구를 최초로 빠져나가는 유체의 속도가 상기 분배 배출구를 마지막으로 빠져나가는 유체의 속도에 근접하는 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 기판으로의 비행 동안 상기 액적의 개화(blossoming) 또는 회전 텀블링(rotational tumbling) 움직임들을 회피하도록 상기 분배 배출구를 빠져나가는 상기 유체의 속도의 시간 경과를 제어하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
16. 제11항에 있어서, 상기 모노 펌프로 유체를 펌핑하는 단계는 상기 모노 펌프에 의해 설정된 유입 유체 압력으로 상기 분사 분배기 본체 내의 상기 유체를 유지하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 밸브 요소를 작동시키는 단계는 상기 밸브 요소를 상기 밸브 시트와 결합시켜서 폐쇄시키는 단계를 포함하여, 상기 유체 챔버 내에서 압력 스파이크를 유발하며, 상기 방법은,
    상기 유체 챔버 내에서 상기 압력 스파이크를 최소화하도록 상기 모노 펌프로 상기 유입 유체 압력을 설정하여, 이에 의해 상기 압력 스파이크에 의해 유발되는 유체의 입자들에 행해지는 손상을 최소화하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 모노 펌프로 상기 유입 유체 압력을 설정하는 단계는 상기 모노 펌프를 작동시켜서 적어도 7 barg인 상기 유입 유체 압력을 생성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
19. 제11항에 있어서, 상기 밸브 요소를 작동시키는 단계는 상기 밸브 요소를 상기 밸브 액튜에이터로 작동시켜서 초당 500까지의 분배 사이클을 실행하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
20. 제11항에 있어서, 상기 밸브 액튜에이터는 상기 밸브 요소에 작동 가능하게 결합되어 상기 밸브 요소를 작동시키는 압전 요소를 포함하는 방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 밸브 요소를 작동시키는 단계는 상기 밸브 요소를 상기 밸브 액튜에이터로 작동시켜서 초당 3000까지의 분배 사이클을 실행하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
22. 제11항에 있어서, 상기 모노 펌프로 유체를 펌핑하는 단계는 상기 분사 시스템에서 연속적인 일련의 분사 분배 사이클 동안 연속적으로 상기 중앙 구동 부재를 회전하도록 작동시켜서 상기 분사 분배기 본체의 유체 챔버 내의 유입 유체 압력을 항상 유지하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
23. 제11항에 있어서,
    다이아프램 및 부하 센서로, 상기 분사 분배기 본체의 유체 유입구와 유체 챔버 중 적어도 하나에 인접한 유체 압력을 감지하고, 이에 의해 유입 유체 압력이 일정하다는 것을 확인하는 단계; 및
    상기 부하 센서로부터의 피드백에 기초하여 상기 모노 펌프의 작동을 조절하여 상기 유체 챔버 내에서 상기 유입 유체 압력을 유지하는 단계;를 추가로 포함하는 방법.
24. 제11항에 있어서, 상기 모노 펌프 및 상기 분사 분배 사이클로 상기 분사 분배기 본체 내로 상기 유체를 펌핑하는 단계는 각각의 분사 분배 사이클 동안 일관된 체적을 가지는 액적의 방출을 공동으로 유발하는 방법.
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