KR102678572B1 - 액체공급장치 - Google Patents

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Abstract

[과제] 본 발명은 필터가 설치된 액체공급로내를 순환하는 액체의 양을 증가시켜, 액체에 포함되는 이물질의 저감량을 증가시킨다.
[해결수단] 액체공급장치(10)는 액체수용부(11)에 수용된 액체를 도포구(13)에 공급하는 액체공급로(12)에 각각 설치되는 제1펌프(21) 및 제2 펌프(22)와, 도포구(13)를 향해 흐르는 액체를 여과하는 필터(15)와, 필터를 통과한 액체를 액체수용부(11)로 리턴시키는 리턴유로(27)를 갖고, 리턴유로(27)에 액체를 공급하여 도포구(13)에의 액체의 공급을 정지하는 순환 모드에서는, 제1 펌프(21) 및 제2 펌프(22) 중 어느 하나가 액체를 리턴유로(27)에 연속적으로 공급한다.

Description

액체공급장치{LIQUID SUPPLY APPARATUS}
본 발명은 약액 등의 액체를 피도포물에 도포하는 액체공급장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 액정 기판의 제조 공정에서는, 포토레지스트액 등의 약액이 사용되고 있다. 예를 들어, 반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 반도체 웨이퍼의 표면에 포토레지스트액을 도포하기 위해서, 반도체 웨이퍼를 수평면 내로 회전시킨 상태하에서, 반도체 웨이퍼의 표면에 포토레지스트액을 적하하도록 하고 있다. 레지스트액의 도포를 위해서 사용되는 약액공급장치에 사용되는 펌프에는, 직경방향으로 팽창수축가능한 가요성 튜브인 튜브 프램(tube phragm)을 구비한 튜브 프램 펌프와, 축방향으로 신축가능한 가요성의 벨로우즈를 갖는 벨로우즈 펌프 등이있다. 이들 펌프는, 흡입 공정과 토출 공정을 갖는 용적식 펌프이다.
튜브 프램 펌프는, 특허문헌 1에 기재된 바와 같이, 유입측의 조인트 부재와 유출측의 조인트 부재 사이에 배치되는 튜브 프램, 즉, 가요성의 튜브를 갖고 있다. 튜브의 내측은 팽창수축하는 펌프실을 형성하고, 튜브의 외측에는 비압축성의 액체매체가 충전되는 구동실이 형성된다. 튜브는 용기의 내부에 수용되어 용기와 튜브 사이에 구동실이 형성되는 용기 수용(收容) 타입과, 직경이 상이한 크고 작은 2개의 벨로우즈가 연결된 벨로우즈의 내부에 수용되고, 벨로우즈와 튜브 사이에 구동실이 형성되는 벨로우즈 수용 타입이 있다.
용기 수용 타입에서는, 용기의 외부로부터의 액체매체의 급배(給排)에 의해, 구동실 내의 액체매체를 통하여 펌프실이 팽창수축하여 펌프 동작이 행해진다. 한편, 벨로우즈 수용 타입에서는, 연결부를 축방향으로 왕복운동시킴으로써, 대소 2개의 벨로우즈의 내측에 형성되는 구동실 내의 액체매체를 통하여 펌프실이 팽창수축하여 펌프 동작이 행해진다 .
벨로우즈 펌프는, 특허문헌 2에 기재된 바와 같이, 펌프 케이스로서의 펌프 블록과, 그 내부에 배치되는 벨로우즈를 갖고, 벨로우즈와 펌프 케이스 사이에는 펌프실이 형성된다. 벨로우즈는 축방향으로 신축가능한 벨로우즈부와, 벨로우즈부의 선단에 설치된 선단부(先端部)와, 벨로우즈부의 기단에 설치된 환상의 기단부(基端部)를 구비하고 있다. 벨로우즈의 내부에 배치되는 구동축은 벨로우즈부의 선단부에 연결되고, 구동축에 의해 벨로우즈부는 축방향으로 신축하여 펌프실이 팽창수축하여 펌프 동작이 행해진다. 특허문헌 2에는 2개의 벨로우즈에 의해 2개의 펌프실을 교대로 팽창수축시켜 연속적으로 액체를 토출하는 벨로우즈 펌프가 기재되어 있다.
벨로우즈 수용 타입의 튜브 프램 펌프를 구비한 약액공급장치가 특허문헌 3에 기재되어 있다. 이 약액공급장치는, 보틀에 수용된 레지스트액이나 폴리이미드액 등의 약액 즉 액체를, 웨이퍼 등의 피도포물에 도포하는 노즐 즉 도포구에 공급하는 액체공급로를 갖고, 펌프와 필터가 액체공급로에 설치되어 있다. 펌프로부터 토출된 액체는, 도포구에 공급됨과 동시에, 액체공급로의 상류부나 보틀로 리턴하기 위한 리턴유로를 갖고 있다.
JP 2005-83337 A JP H10-54368 A JP 2000-120530 A
액체공급로에 리턴유로가 설치된 액체공급장치에서는, 도포구로부터 액체가 도포되어 있지 않은 경우에는, 리턴유로를 통해 액체를 상류부로 리턴시킬 수 있다. 이에 의해, 액체는 필터를 복수회 통과시켜 여과하므로, 액체에 포함되어 있는 미소 입자 즉 파티클이나 기포 등의 이물을 필터에 의해 제거하고, 피도포물에 도포되는 액체에 포함되는 이물을 저감시킬 수 있다.
최근, 반도체 제조 기술 등의 분야에서는 제조 수율을 향상시키기 위해, 액체에 포함되는 이물의 저감률 내지 저감량을 보다 높이는 것이 요망되고 있다. 리턴유로에 의해 보틀측으로 리턴되는 액체의 유량을 높이는 것에 의해, 필터를 통과하는 액체의 순환 횟수를 증가시키면, 피도포물에 포함되는 이물의 저감량을 향상시킬 것으로 생각할 수 있다.
액체의 순환 횟수를 증가시키려면, 제한된 시간 내에서의 액체의 유량을 증가시킬 필요가 있다. 그러나, 가요성 수지 재료로 이루어지는 튜브 프램이나 벨로우즈 등을 펌프 부재로 하는 펌프는, 피도포물에의 도포량 내지 도포 동작에 최적화된 구조로 되어 있어, 이러한 타입의 펌프의 유량을 증가시키는 데에는 한계가 있다.
본 발명의 목적은, 필터가 설치된 액체공급로 내를 순환하는 액체량을 증가시켜, 액체에 포함되는 이물의 저감량을 높이는 것이다.
본 발명의 액체공급장치는, 피도포물에 액체를 도포하는 도포구에, 액체수용부에 수용된 액체를 공급하는 액체공급장치로서, 상기 액체수용부에 수용된 액체를 상기 도포구에 공급하는 액체공급로에 각각 설치되는 제1 펌프 및 제2 펌프와, 상기 액체공급로에 설치되어, 상기 도포구를 향해 흐르는 액체를 여과하는 필터와, 상기 필터를 통과한 액체를 상기 액체수용부로 리턴시키는 리턴유로와, 상기 도포구에 액체를 공급하고 상기 리턴유로에의 액체의 공급을 정지하는 도포 모드 및 상기 리턴유로에 액체를 공급하여 상기 도포구에의 액체의 공급을 정지하는 순환 모드로, 상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프를 제어하는 제어부를 갖고, 상기 도포 모드에서, 상기 제1 펌프와 상기 제2 펌프 중 일방은, 피도포물에 도포량의 액체를 토출하고, 상기 순환 모드에서, 상기 제1펌프와 상기 제2 펌프의 타방은, 상기 리턴유로로의 리턴 유량의 액체를 연속하여 흘린다.
순환 모드에서는, 리턴 유로에 액체가 연속적으로 순환하고, 리턴 유로에 의해 액체수용부를 향해 리턴된 액체가 액체공급로에 공급되기 때문에, 액체는 필터를 복수회 통과하여, 액체에 포함되는 이물질을 저감시킬 수 있다. 제1및 제2 펌프를 구비하고 있기 때문에, 순환 모드에서 액체를 항상 순환시킴과 동시에, 도포 모드에서 토출량을 고정밀도로 제어할 수 있다.
도 1은 일 실시예의 형태인 액체공급장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 액체공급장치의 제어회로를 도시한 블록도이다.
도 3은 튜브 프램 펌프의 일례를 도시한 단면도(斷面圖)이다.
도 4는 변형예인 튜브 프램 펌프를 도시한 단면도이다.
도 5는 벨로우즈 펌프의 외관을 도시한 정면도이다.
도 6은 도 5의 A-A 선 단면도이다.
도 7은 도 5의 B-B 선 단면도이다.
도 8은 도포구로부터의 액체의 도포 동작을 행하기 위한 펌프 구동예를 도시한 타임 차트이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 도 1에 도시한 액체공급장치(10)는, 액체수용부(11)에 수용된 포토레지스트액 등의 액체(L)를, 반도체 웨이퍼 등의 피도포물(W)에 도포하기 위해 사용된다. 액체공급장치(10)는, 배관이나 호스 등으로 이루어지는 액체공급로(12)를 갖고, 액체공급로 (12)의 선단(先端)에는 노즐 등의 도포구(13)가 설치되어 있고, 액체공급로(12)의 기단부(基端部)에는, 액체수용부(11)가 설치되어 있다.
2대의 펌프(21, 22)가 액체공급로(12)에 직렬로 설치되어 있고, 액체공급로 (12)의 하류측에 설치되는 펌프(21)를 제1 펌프로 하고, 상류측에 설치되는 펌프 (22)를 제2 펌프로 한다. 양방의 펌프(21, 22)에 의해 액체수용부(11) 내의 액체는 도포구(13)에 공급된다. 액체수용부(11)는, 탱크(11a)와 버퍼 탱크(11b)로 구성되고, 탱크(11a) 내의 액체 잔량이 소정값 이하의 빈 상태가 되었을 때에는, 새로운 탱크로 교환된다. 그 교환 시에도, 도포구(13)에 액체를 공급하기 위해서, 펌프(22)의 상류측에 위치시키고 액체공급로(12)에는 버퍼 탱크(11b)가 설치되어 있다. 버퍼 탱크(11b)는, 빈 탱크(11a)를 액체가 충전된 새로운 탱크(11a)로 교환하기 위한 시간적 유예를 위한 것으로, 탱크(11a)의 교환 작업은 버퍼 탱크(11b) 내의 액체가 비워질 때까지 행해진다.
펌프(21)로부터 토출된 액체를 여과하기 위한 필터(15)가 펌프(21)보다 하류측에 설치되어 있다. 필터(15) 내의 기체를 외부로 배출하기 위해 벤트 유로(16)가 필터(15)에 연결되어 있다. 또한 버퍼 탱크(11b) 내의 기체를 외부로 배출하기 위해 밴트 유로(17)가 버퍼 탱크(11b)에 연결되어 있다. 각각의 벤트 유로(16, 17)에는 개폐 밸브(18, 19)가 설치되어 있다.
버퍼 탱크(11b) 내의 기체를 외부로 배출하기 위해, 가압 유로(23)가 탱크(11a)에 접속되고, 가압 유로(23)에 의해 외부로부터 불활성 기체인 질소 기체가 공급된다. 개폐 밸브(19)에 의해 벤트 유로(17)를 개방한 상태 하에서, 가압유로(23)에 설치된 개폐 밸브(24)에 의해 가압 유로(23)로부터 불활성 기체를 탱크 (11a) 내로 공급하면, 버퍼 탱크(11b) 내의 기체는 벤트 유로(17)에 의해 외부로 배출된다. 개폐 밸브(18)에 의해 벤트 유로(16)를 개방시킨 상태 하에서 탱크(11a) 내에 불활성 기체를 공급하면, 필터(15) 내의 기체는 외부로 배출된다. 단, 필터(15) 내의 기체는, 개폐 밸브(18)에 의해 벤트 유로(16)를 개방한 상태 하에서 펌프(21)로부터 액체를 토출시키는 것에 의해서도 배출할 수 있다. 각각의 벤트 유로(16, 17)로부터 기체를 배출할 때에 기체와 함께 배출된 액체 등을 회수하기 위해, 벤트 유로(16, 17)의 배출단(排出端)은 회수용기(25) 내에 배치되어 있다.
필터(15)에 의해 여과시킨 액체를 도포구(13)로부터 피도포물(W)에 도포하기 위해, 도포 밸브(26)가 액체공급로(12)에 설치되어 있다. 필터(15)를 통과한 액체를 액체수용부(11)로 리턴시키기 위한 리턴유로(27)가 액체공급로(12)에 연결되어 있다. 리턴유로(27)의 상류단은 필터(15)와 도포 밸브(26) 사이의 접속부(29)에서 액체공급로(12)에 접속되고, 리턴유로(27)의 하류 단부는, 액체수용부(11)에 접속되어 있다. 리턴유로(27)에는 순환 밸브(28)가 설치되어 있다. 리턴유로(27)의 하류 단부는 탱크(11a), 버퍼 탱크(11b) 또는 버퍼 탱크(11b)와 펌프(22) 사이에 연결될 수 있다.
도 2는 액체공급장치의 제어회로를 도시한 블록도이며, 상술한 제1 펌프(21), 제2 펌프(22), 도포 밸브(26) 및 순환 밸브(28)는, 제어부(30)에 의해 동작이 제어된다. 제어부(30)는 조작반(20)에 접속되어 있고, 조작반(20)에 설치된 도시하지 않은 지시 키에 의해 액체공급장치(10)의 동작이 개시된다. 제어부(30)는 제어 신호를 연산하는 마이크로프로세서나 제어 프로그램이 저장되는 메모리 등을 갖고 있다.
제어부(30)에 의해 펌프(21, 22)와 밸브(26, 28)의 동작이 제어되고, 액체공급장치(10)는 도포 모드와 순환 모드로 설정된다. 도 1에 도시한 다른 부재도 제어부(30)로부터 신호에 의해 제어되지만, 도 2에서는 도포 모드 및 순환 모드로 설정되는 부재만이 도시되어 있다.
도 3은 튜브 프램 펌프(31)를 도시한 단면도(斷面圖)이고, 이 튜브 프램 펌프(31)는 용적식(容積式)이며, 도 1에 도시한 펌프(21, 22)로서 적용할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 튜브 프램 펌프(31)는 수용부재로서의 원통 형상의 수용용기(32), 이것의 일단부에 설치되는 유입측의 조인트 부재(33) 및 타단부에 설치되는 유출측의 조인트 부재(34)를 갖고 있다. 유입측의 조인트 부재(33)에는 액체공급로(12)의 유입측부(12a)가 접속되고, 유출측의 조인트 부재(34)에는 유출측부(12b)가 접속된다. 가요성 튜브, 즉 튜브 프램(35)이 수용용기(32) 내에 설치되어 있고, 튜브 프램(35)은, 유입측의 조인트 부재(33)에 고정되는 유입측의 고정 단부(36)와, 유출측의 조인트 부재(34)에 고정되는 유출측의 고정단부(37)와, 양쪽의 고정단부(36, 37) 사이의 탄성변형부(38)를 갖고 있다. 조인트 부재(33, 34)와 튜브 프램(35)은, 각각 불소 수지 등의 합성수지에 의해 형성되어 있다.
튜브 프램(35)에 의해 그 내측의 펌프실(39)과 외측의 액체수용실(41)로 구획되어 있고, 액체수용실(41)은 튜브 프램(35)과 수용용기(32) 사이에 형성되어 있다. 이와 같이, 튜브 프램(35)이 수용용기(32) 내에 설치되어 있고, 이 튜브 프램 펌프(31)는 용기 수용 타입이다.
액체수용실(41)에는 비압축성인 액체가 액체매체(M)로서 충전되어 있고, 수용용기(32)에 형성된 급배 포트(42)를 통하여 외부로부터 액체수용실(41)에 액체매체(M)가 공급된다. 급배 펌프(43)가 급배 포트(42)에 연결되어 있다. 이 급배 펌프 (43)는 직선 왕복 운동하는 로드(44)에 취부된 벨로우즈(45)를 갖고 있고, 로드 (44)는 전동모터, 공압실린더 등의 구동 부재에 의해 축방향으로 구동된다. 벨로우즈(45)의 외측의 액체수용실(46)에도 액체매체가 충전되어 있고, 액체매체(M)에 의해 액체수용실(46)은 튜브 프램 펌프(31)의 액체수용실(41)과 연통하고 있다.
급배 펌프(43)를 구동함으로써, 액체수용실(46)로부터 액체수용실(41)을 향하여 액체매체(M)가 공급되면, 액체수용실(41)의 액체매체에 의해 튜브 프램(35)의 탄성변형부(38)는 직경방향으로 수축하여 펌프실(39)이 수축한다. 한편, 액체수용실(41)로부터 액체매체가 배출되면, 탄성변형부(38)는 직경방향으로 팽창하여, 펌프실(39)이 팽창한다. 체크 밸브(47)가 액체공급로(12)의 유입측부(12a)에 설치되고, 체크 밸브(48)가 유출측부(12b)에 설치되어 있어, 펌프실(39)이 팽창하면, 유입측부(12a)로부터 액체(L)가 펌프실(39)로 유입한다. 이때에는, 유출측부(12b)로부터의 액체의 역류가 저지된다. 한편, 펌프실(39)이 수축하면, 펌프실(39)로부터 유출측부(12b)를 향해 액체(L)가 유출한다. 이때에는, 유입측부(12a)로의 액체의 역류가 방지된다. 체크 밸브(47)를 조인트 부재(33)에 장착하고, 체크 밸브(48)는 조인트 부재(34)에 장착할 수 있다. 또한, 급배 펌프(43)에 벨로우즈(45)를 설치하지 않고,로드(44)에 의해 액체매체(M)를 액체수용실(41)에 급배해도 된다.
도 4는 변형예인 튜브 프램 펌프(51)를 도시한 단면도이고, 이 튜브 프램 펌프(51)도 도 1에 도시한 펌프(21, 22)로서 적용할 수 있다.
이 튜브 프램 펌프(51)는, 튜브 프램(35)이 수용 부재로서의 벨로우즈 용기(52)의 내부에 수용되어 있어, 벨로우즈 수용 타입이다. 벨로우즈 용기(52)는, 유입측의 조인트 부재(33)에 취부되는 고정 링(53)과, 유출측의 조인트 부재(34)에 취부되는 고정 링(54)을 갖고 있다. 고정 링(53)에는 대형의 벨로우즈(55)가 설치되고, 고정 링(54)에는 소형의 벨로우즈(56)가 설치되어 있고, 양방의 벨로우즈 (55, 56) 사이에는 작동링(57)이 설치되어 있다. 대형 벨로우즈(55)의 평균 유효 직경은 소형 벨로우즈(56)의 평균 유효 직경보다 큰 직경이다. 벨로우즈 용기(52)는, 양쪽의 고정 링(53, 54)과 이들 사이의 부분을 포함하여 불소 수지 등의 강성 수지에 의해 일체로 성형되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같은 튜브 프램(35)이 벨로우즈 용기(52)의 내부에 장착되어 있고, 튜브 프램(35)과 벨로우즈 용기(52) 사이에 액체수용실(41)이 형성되어 있다. 양방의 벨로우즈(55, 56)를 축방향으로 변형시켜 액체수용실(41)의 액체매체(M)를 통하여 펌프실(39)을 직경방향으로 팽창수축시키기 위해서, 펌프구동유닛(61)이 벨로우즈 용기(52)에 취부되어 있다. 펌프구동유닛(61)은, 전동모터(62)에 의해 동력전달기구(63)를 통해서 구동되는 볼 나사(64)와 볼 나사(64)에 나사결합되는 볼 너트(65)를 갖고, 볼 너트(65)에는 작동 링(57)에 맞물리는 작동 부재(66)가 설치되어 있다.
전동모터(62)에 의해 작동 링(57)이 도 4에서 상방을 향해 구동되면, 대형의 벨로우즈(55)가 축방향으로 신장하고 소형의 벨로우즈(56)가 축방향으로 수축하기 때문에, 벨로우즈 전체의 평균 유효 직경이 커진다. 이것에 의해, 튜브 프램(35)이 직경방향으로 팽창하고, 펌프실(39) 내에 유입측부(12a)로부터 액체(L)가 유입된다. 한편, 작동 링(57)이 역방향으로 구동되면, 대형의 벨로우즈(55)가 축방향으로 수축하고, 소형의 벨로우즈(56)가 축방향으로 신장하기 때문에, 벨로우즈 전체의 평균 유효 직경이 작아진다. 이에 의해, 튜브 프램(35)이 직경방향으로 수축하여 펌프실(39) 내의 액체(L)가 유출측부(12b)로부터 유출한다.
따라서, 전동모터(62)에 의해 볼 너트(65)를 직선 왕복동시킴으로써 튜브 프램(35)의 탄성변형부(38)가 팽창수축하고, 도 3에 도시한 튜브 프램 펌프(31)와 마찬가지로, 액체(L)가 펌프실(39)로부터 유출측부(12b)를 향해 유출되어, 펌프 동작이 행해진다.
도 3 및 도 4에 도시한 튜브 프램 펌프(31, 51)는 펌프실(39)로부터의 액체의 토출 동작과 흡입 동작이 교대로 행해지는 간헐 토출 펌프이다. 간헐 토출 펌프는 토출량을 고정밀도로 제어할 수 있다. 적어도 2개의 튜브 프램 펌프를 하나로 유닛화하고, 적어도 2개의 펌프실을 갖는 펌프로서, 1개의 펌프실이 수축하여 토출 동작을 행하고 있을 때에, 다른 펌프실을 팽창시켜 흡입 동작하도록 설정하면, 액체를 연속적으로 토출할 수 있는 연속 토출 펌프가 된다.
도 5 내지 도 7은, 용적식(容積式) 펌프의 변형예로서의 벨로우즈 펌프(71)를 나타낸다. 이러한 벨로우즈 펌프(71)는, 펌프 하우징(72)과 구동 유닛(73)을 갖고, 펌프 하우징(72)은, 불소 수지 등의 합성수지로 구성되는 펌프 블록(74)을 구비하고 있다. 펌프 블록(74)에 2개의 펌프실(39a, 39b)이 형성되어 있고, 펌프실 39a)에는 벨로우즈(75a)가 장착되고, 펌프실(39b)에는 벨로우즈(75b)가 장착되어 있다. 각각의 벨로우즈(75a, 75b)는, 펌프 블록(74)에 고정되는 환상 기부(基部) 76a, 76b)와 폐색 단부(閉塞 端部)(77a, 77b)와 이들 사이의 신축가능한 벨로우즈부(78a, 78b)로 갖고 있고, 합성수지에 의해 형성되어 있다.
각각의 벨로우즈부(78a, 78b)를 축방향으로 신축구동하기 위해서, 벨로우즈(75a, 75b)의 내부에는 구동축(79a, 79b)이 배치되고, 각각의 구동축(79a, 79b)의 선단은 폐색단부(77a, 77b)에 취부되어 있다. 너트(81a, 81b)가 구동축 (79a, 79b)의 직경이 큰 기단부(基端部)에 취부되고, 볼 나사(82a, 82b)가 너트 (81a, 81b)에 나사결합되어 있다. 볼 나사(82a, 82b)는 구동 유닛(73)에 설치된 베어링(83a, 83b)에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 볼 나사(82a)가 전동모터(84a)의 샤프트에 조인트(85a)에 의해 연결되고, 볼 나사(82b)는 전동모터(84b)의 샤프트에 조인트(85b)에 의해 연결되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 유입측 블록(86)이 펌프 블록(74)의 하면에 취부되고, 유출측 블록(87)이 상면에 취부되어 있다. 액체공급로(12)의 유입측부(12a)에 연통하는 유입 유로(88a, 88b)가 유입측 블록(86)에 형성되고, 유입 유로(88a)는 펌프실(39a)에 연통하고, 유입 유로(88b)는 펌프실(39b)에 연통하고 있다. 유출측부(12b)에 연통하는 유출 유로(89a, 89b)가 유출측 블록(87)에 형성되고, 유출 유로(89a)는 펌프실(39a)에 연통하고, 유출 유로(89b)는 펌프실(39b)에 연통하고 있다. 각각의 유입 유로(88a, 88b)에는 체크 밸브(47a, 47b)가 설치되고, 각각의 유출 유로(89a, 89b)에는 체크 밸브(48a, 48b)가 설치되어 있다.
전동모터(84a, 84b)의 구동에 의해, 벨로우즈(75a, 75b)를 신장시키면 펌프실(39a, 39b)이 수축하고, 체크 밸브(48a, 48b)를 통과하여 유출측부(12b)로 액체(L)가 토출된다. 한편, 벨로우즈(75a, 75b)를 수축시키면 펌프실(39a, 39b)이 팽창하고, 체크 밸브(47a, 47b)를 통과하여 유입측부(12a)로부터 액체가 유입한다. 도 6에서는, 벨로우즈(75b)가 신장하고 벨로우즈(75a)가 수축한 상태가 도시되어 있다.
벨로우즈 펌프(71)는 2개의 벨로우즈(75a, 75b)를 구비하고 있기 때문에, 벨로우즈(75a, 75b)의 일방을 신장시켜 펌프실(39a, 39b)의 일방으로부터 액체를 토출하고 있을 때에, 벨로우즈(75a, 75b)의 타방을 수축시켜 펌프실(39a, 39b)의 타방에 액체를 흡입함으로써, 유출측부(12b)로 연속적으로 액체(L)를 토출할 수 있는 연속 토출 펌프이다. 각각의 전동모터(84a, 84b)의 회전수 및 회전 방향을 검출하기 위해, 전동모터(84a, 84b)에는 인코더(90a, 90b)가 설치되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 2대의 펌프(21, 22)가 액체공급로(12)에 설치되어 있다. 도포 밸브(26)가 개방 조작되고, 순환 밸브(28)가 폐색 조작되면, 제1 펌프 (21)와 제2 펌프(22) 중 어느 일방은, 도포구(13)에 액체를 공급하여, 피도포물(W)에 도포량의 액체를 토출한다. 한편, 도포 밸브(26)가 폐색 조작되고, 순환 밸브 (28)가 개방 조작되면, 제1 펌프(21)와 제2 펌프(22)의 타방은, 리턴유로(27)에는 리턴 유량의 액체를 공급한다. 양방의 펌프(21, 22)로부터 토출된 액체는, 모두 필터(15)를 통과하여, 리턴유로(27)와 도포구(13)에 공급되기 때문에, 액체를 필터(15)에 복수회 통과시키는 것보다, 액체의 청정도를 향상시킬 수 있다.
도 8은 하류에 설치되는 제1 펌프(21)를 간헐 토출 펌프로 하고, 상류에 설치되는 제2 펌프를 연속 토출 펌프로 한 경우에, 도포구(13)로부터의 액체(L)의 도포 동작을 행하는 도포 모드와 순환 동작을 행하는 순환 모드를 도시한 타임 차트이다. 도 8의 도포 유량은 도포구(13)에 흐르는 액체의 유량을 나타내고, 순환 유량은 리턴유로(27)를 흐르는 액체의 유량을 나타내고 있다.
도포 모드에서는, 도포 밸브(26)가 열리고, 순환 밸브(28)가 닫히기 때문에, 피도포물(W)에 액체가 토출되고, 리턴유로(27)에의 액체의 공급이 정지된다. 한편, 순환 모드에서는, 도포 밸브(26)를 닫고, 순환 밸브(28)를 열기 때문에, 피도포물(W)로의 토출이 정지되고, 리턴유로(27)에의 액체가 공급된다. 도포 밸브(26)와 순환 밸브(28) 대신에, 접속부(29)에 도포 모드와 순환 모드를 절환하는 절환수단으로서의 삼방향 밸브를 설치해도 된다.
순환 모드에서는 연속 토출 펌프인 제2 펌프(22)만을 구동하기 때문에, 항상 리턴유로(27)에 액체를 순환시킬 수 있다. 그 때문에, 순환 모드에서는, 순환하는 액체량을 증가시켜, 액체에 포함되는 이물의 저감량을 높일 수 있다. 또한, 도포 모드에서는, 간헐 토출 펌프인 제1 펌프(21)만을 구동하기 때문에, 토출량을 고정밀도로 제어할 수 있다. 또한, 제1 펌프의 흡입 동작은 순환 모드 중에 행해도 되고, 도포 모드 중에 행해도 된다.
양쪽 펌프(21, 22)로서 튜브 프램 펌프(31, 51)와 벨로우즈 펌프(71)의 일방을 사용하면, 피스톤 타입의 펌프와 달라서, 슬라이딩 부분이 없기 때문에, 마모 분말 등의 이물질이 액체에 포함될 가능성을 줄일 수 있다. 또한, 양방의 펌프(21, 22)를 직렬로 배치하면, 항상 액체가 양쪽 펌프(21, 22)를 통과하므로, 파티클의 발생을 억제할 수 있어, 액체의 청정도를 높일 수 있다. 더욱이 제1 펌프(21)를 간헐 토출 펌프로서, 제2 펌프(22)를 연속 토출 펌프로 하면, 액체의 토출 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시형태로 한정되지 않고, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 제1 펌프를 연속 토출 펌프로 하고, 제2 펌프를 간헐 토출 펌프로 해서, 도포 모드에서 제2 펌프(22)를 구동하고 제1 펌프(21)를 정지하고, 순환 모드에서 제1 펌프(21)를 정지하고, 제2 펌프(22)를 구동하도록 해도 된다.
10 액체공급장치
11 액체수용부
12 액체공급로
13 도포구
15 필터
21 제1 펌프
22 제2 펌프
26 도포 밸브
27 리턴 유로
28 순환 밸브
29 접속부
31 튜브 프램 펌프
32 수용용기
35 튜브 프램
38 탄성변형부
39 펌프실
41, 46 액체수용실
51 튜브 프램 펌프
52 벨로우즈 용기
55, 56 벨로우즈
57 작동 링
61 펌프구동유닛
71 벨로우즈 펌프
75a, 75b 벨로우즈
79a 구동축
84a, 84b 전동모터

Claims (8)

  1. 피도포물에 액체를 도포하는 도포구에, 액체수용부에 수용된 액체를 공급하는 액체공급장치로서,
    상기 액체수용부에 수용된 액체를 상기 도포구에 공급하는 액체공급로에 각각 설치되는 제1 펌프 및 제2 펌프와,
    상기 액체공급로에 설치되고 상기 도포구를 향하여 흐르는 액체를 여과하는 필터와,
    상기 필터를 통과한 액체를 상기 액체수용부로 리턴시키는 리턴 유로와,
    상기 도포구에 액체를 공급하고 상기 리턴 유로에의 액체의 공급을 정지하는 도포 모드 및 상기 리턴 유로에 액체를 공급하고 상기 도포구에의 액체의 공급을 정지하는 순환 모드로, 상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프를 제어하는 제어부를 갖고,
    상기 도포 모드에서, 상기 제1 펌프와 상기 제2 펌프의 일방은, 액체의 토출동작과 흡입동작을 교대로 행함으로써 피도포물에 도포량의 액체를 토출하고,
    상기 순환 모드에서, 상기 제1 펌프와 상기 제2 펌프 중 타방은, 액체를 연속적으로 토출함으로써 상기 리턴 유로에의 리턴 유량의 액체를 연속해서 흘리는 액체공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 펌프와 상기 제2 펌프는 직렬로 접속되고, 하류측의 펌프와 상기 도포구의 사이에 상기 필터가 배치되고, 상기 도포구와 상기 필터 사이에 상기 리턴 유로와 상기 액체공급로를 접속하는 접속부가 설치되는 액체공급장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접속부와 상기 도포구 사이에 설치되는 도포 밸브와,
    상기 리턴 유로에 설치되는 순환 밸브를 갖고,
    상기 순환 모드에서는, 상기 도포 밸브를 닫는 것과 동시에 상기 순환 밸브를 열고,
    상기 도포 모드에서는, 상기 도포 밸브를 여는 것과 동시에 상기 순환 밸브를 닫는 액체공급장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 접속부에, 상기 도포 모드와 상기 순환 모드를 절환하는 절환 수단이 설치되는 액체공급장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 펌프는, 적어도 2개의 펌프실을 갖고, 순환모드에서 하나의 펌프실이 수축할 때, 다른 펌프실은 팽창하는 액체공급장치.
  6. 　제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    　상기 제2 펌프는, 상기 제1 펌프의 상류에 설치되고,
    　상기 도포 모드에서는, 상기 제1 펌프만으로 도포량의 액체를 상기 피도포물에 도포하고, 상기 순환 모드에서는, 상기 제2 펌프만으로 리턴 유량의 액체를 상기 리턴 유로로 흘리는 액체공급장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 펌프는, 직경방향으로 팽창수축하여 내측에 펌프실이 형성된 튜브 프램과 해당 튜브 프램이 장착되어 해당 튜브 프램과의 사이에서 액체수용실을 형성하는 수용 부재와, 상기 액체수용실 내에 충전되는 액체 매체를 구비하고 액체 매체에 의해 상기 튜브 프램을 팽창수축하여 펌프 동작을 행하는 튜브 프램 펌프인 액체공급장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 펌프는, 축방향으로 신축하는 벨로우즈와 해당 벨로우즈가 장착되어 해당 벨로우즈와의 사이에서 액체수용실을 형성하는 수용부재와, 상기 액체수용실에 충전되는 액체 매체를 구비하고, 상기 벨로우즈를 축방향으로 신축 구동하여 펌프 동작을 행하는 벨로우즈 펌프인 액체공급장치.
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