KR20150023028A - 액체 재료 토출 장치의 세정 장치 및 세정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 봉형 부재가 작동하는 작동 공간과 공급 유로를 포함하는 토출 장치의 접액부(401)를 세정하기 위한 세정 장치로서, 압축 기체원(106)과, 세정액 공급 탱크(101)와, 압축 기체 또는 세정액을 공급하는 복수 개의 공급 기구(109, 110)와, 세정액 회수 탱크(129)와, 복수 개의 공급 기구(109, 110) 및 세정액 회수 탱크(129)가 유체적으로 접속되고, 토출 장치의 접액부(401)를 저장하는 접액부 고정 지그(300)와, 제어 장치를 구비하고, 제어 장치에 의해 각각의 공급 기구(109, 110)에 개별적으로 지정한 압력값에 기초하여 세정액을 접액부 고정 지그(300)에 공급하는 것이다. 상기 구성에 의해, 합류점·분기점이 있는 유로 구조를 가지는 토출 장치의 접액부를 분해하지 않고, 균일한 흐름으로 세정할 수 있다.

Description

액체 재료 토출 장치의 세정 장치 및 세정 방법{CLEANING DEVICE AND CLEANING METHOD FOR LIQUID MATERIAL DISCHARGE DEVICE}
기계적으로 작동하는 봉형(棒形) 부재의 작용에 의해 노즐로부터 액체 재료를 토출(吐出)하는 토출 장치의 접액부(接液部)의 내부 유로(流路)를 세정하기 위한 세정 장치 및 세정 방법에 관한 것이다. 본 명세서에서의 「접액부」란, 봉형 부재가 작동하는 작동 공간 및 액체 재료에 접하는 유로[예를 들면, 액체 재료 저류(貯留) 용기로부터 노즐에 이르는 유로]가 형성된 1 또는 복수 개의 부재를 말하는 것으로 한다.
액체 재료 토출 장치에서는, 시간 경과에 따라 액체 재료의 점도가 높아져, 장치 본체 내의 유로나 노즐 등에서 막힘이 발생하거나, 토출량이 변화(주로 감소)하거나 할 우려가 있다. 그러므로, 액체 재료에 접하는 유로를 정기적으로 세정할 필요가 있다. 특히, 기계적으로 작동하는 봉형 부재의 작용에 의해 노즐로부터 액체 재료를 토출하는 타입의 토출 장치(도 4 내지 도 6 참조)에서는, 일반적으로 복잡한 유로 구조를 가지므로, 세정은 필수이다.
토출 장치의 세정 방법으로서 일반적으로 행해지고 있는 것은, 구성 부품을 분해하고, 액체 재료가 부착되어 있는 부품을 용기에 소량으로 나눈 용제(세정액)에 침지하여 초음파 세정기에 의해 세정을 행하는 방법이다. 이 방법은, 대규모의 설비를 필요로 하지 않고 간단하게 실시 가능하지만, 다음과 같은 문제가 있다.
첫째, 시간에 관한 문제, 즉 분해·조립에 시간이 걸리는 것, 초음파 가진(加振)을 비교적 긴 시간 실시하지 않으면 액재(液材)를 떨어뜨릴 수 없는 것, 미려하게 떨어뜨리기 위해 용제를 교환하면서 수회 실시하지 않으면 안되는 것을 들 수 있다. 둘째, 세정의 효과에 관한 문제, 즉 용제에 용출된 액재가 재부착되어 버리는 경우가 있어, 액재를 미려하게 떨어뜨릴 수 없는 것을 들 수 있다. 셋째, 안전성에 관한 문제, 즉 기본적으로 수작업이므로, 인체에 유해한 물질(용제나 액재)에 접촉할 우려가 있는 것을 들 수 있다.
분해를 하지 않고 토출 장치 본체나 노즐에 배관을 접속하고, 직접 세정액을 유입(流入)하여 세정하는 방법도 있다.
예를 들면, 특허 문헌 1에는, 헤드 내 유로에 세정액을 통액함으로써, 헤드 내 유로를 세정하는 기능 액적(液適; droplet) 토출 헤드의 세정 장치에 있어서, 통액하는 세정액을 공급하는 세정액 탱크와, 헤드 내 유로를 통액한 세정액을 회수하는 세정액 회수부와, 세정액 탱크로부터 도입부 접속 조인트 및 캡을 거쳐, 세정액을 세정액 회수부에 안내하는 세정액 유로와, 세정액 유로에 세정액을 통액시키는 통액 수단과, 세정액 유로에 에어를 도입하면서 강제적으로 통기시키는 강제 통기 수단과, 세정액의 통액을 종료시킨 후, 강제 통기 수단을 구동하여 세정액 유로에 에어를 강제적으로 통기시키는 제어 수단을 구비한 기능 액적 토출 헤드의 세정 장치가 개시되어 있다.
또한, 특허 문헌 2에는, 선단에 도료 토출용의 슬릿형 노즐 포트를 가지는 노즐에 도료 공급관을 접속한 노즐 코터(coater)의 노즐 선단부를 수용할 수 있고, 또한 폭이 노즐 포트 부분보다 넓은 캡을 제작하여, 캡의 노즐 포트와 대향하는 부분에 도료 배출공을 형성하고, 캡 외부의 도료 배출공 부분에 도료 배출관을 고착시킨 연속 도장용 노즐 코터의 노즐 세정 장치가 개시되어 있다.
일본 공개특허 제2005―58946호 공보 일본 실용신안등록출원 공개 평5―76563호 공보
상기 특허 문헌 기재된 세정 장치는, 세정 대상의 유로 형상이 액재 공급측으로부터 액재 배출측까지 일체도(一體道)이며, 세정액을 일정한 압력으로 유로 내에 흐르게 하는 것을 전제로 하는 것이다. 그러나, 합류점이나 분기점을 가지거나, 유로의 단면(斷面) 형상이 일정하지 않은 등의 복잡한 경로의 유로에 있어서는, 유로에 세정액을 일정한 압력으로 흐르게 하려고 하면, 유동(流動) 저항의 상위에 따라, 합류·분기하는 유로의 일부의 흐름이 막히거나, 경우에 따라서는 역류해 버리거나 하는 문제가 있었다.
또한, 같은 종류의 토출 장치를 같은 조건 하에서 사용한 경우라도, 접액부의 유로 내에 남은 액체 재료의 상황에 따라, 필요한 세정액의 양 및 세정 시간이 상이한 경우가 있었다. 세정을 확실하게 행하기 위해서는, 가장 나쁜 상황을 염두에 두고 세정 조건을 설정할 필요가 있어, 세정액의 낭비, 세정 시간 연장에 의한 생산성 저하의 문제가 생기고 있었다.
또한, 접액부의 유로 내에 남은 액체 재료의 상황에 따라서는, 세정액을 흐르게 하기 위해 높은 압력을 필요로 하는 경우가 있고, 유로 형상의 변형이나 파손의 원인으로 되어 있었다. 이 문제는, 특히 액체 재료의 점도가 높은 경우에 현저했다.
그래서, 본 발명은, 상기 문제점을 해결할 수 있는 세정 장치 및 세정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
세정 장치에 관한 본 발명은, 기계적으로 작동하는 봉형 부재의 작용에 의해 노즐로부터 액체 재료를 토출하는 토출 장치의 접액부를 세정하기 위한 세정 장치로서, 상기 접액부는, 봉형 부재가 삽통(揷通)되는 작동 공간과, 상기 작동 공간에 액체 재료를 공급하는 공급 유로를 포함하고, 상기 세정 장치는, 압축 기체원(氣體源)으로부터 공급되는 압축 기체(氣體)의 작용에 의해 세정액을 공급하는 세정액 공급 탱크와, 압축 기체 또는 세정액을 공급하는 복수 개의 공급 기구와, 복수 개의 공급 기구와 유체적으로 접속되는 접액부 고정 지그와, 접액부 고정 지그와 유체적으로 접속되는 세정액 회수 탱크와, 제어 장치를 구비하고, 상기 공급 기구가, 상기 제어 장치가 각각의 공급 기구에 개별적으로 지정한 압력값에 기초하여 세정액을 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 세정 장치의 발명에 있어서, 상기 공급 기구가, 상기 제어 장치가 각각의 공급 기구에 개별적으로 지정한 압력값에 기초하여 압축 기체를 공급하는 것을 특징으로 해도 된다.
상기 세정 장치의 발명에 있어서, 상기 공급 기구가, 상기 제어 장치가 지정한 압력값에 기초하여 압축 기체원으로부터 공급되는 압축 기체를 원하는 압력으로 압력 조정하는 레귤레이터와, 레귤레이터와 유체적으로 접속되는 제1 상류 개폐 밸브와, 세정액 공급 탱크와 유체적으로 접속되는 제2 상류 개폐 밸브와, 제1 및 제2 상류 개폐 밸브 및 접액부 고정 지그와 유체적으로 접속되는 서브 탱크와, 서브 탱크와 접액부 고정 지그와의 사이에 설치된 하류 개폐 밸브를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 해도 된다.
상기 세정 장치의 발명에 있어서, 압축 기체원으로부터 공급되는 압축 기체가, 복수 개의 레귤레이터를 통과하여 상기 세정액 공급 탱크에 공급되는 것을 특징으로 해도 된다.
상기 세정 장치의 발명에 있어서, 상기 접액부 고정 지그가, 연결구에 의해 분할 가능하게 고정되는 복수 개의 부재로 이루어지는 것을 특징으로 해도 된다.
세정 방법에 관한 본 발명은, 상기한 본 발명에 관한 세정 장치를 사용한 세정 방법으로서, 상기 공급 기구가 압력 조정된 압축 기체를 상기 접액부 고정 지그에 공급하는 기체 세정 단계와, 상기 공급 기구가 압력 조정된 압축 기체의 작용에 의해 세정액을 상기 접액부 고정 지그에 공급하는 액체 세정 단계와, 상기 공급 기구가 압력 조정된 압축 기체를 상기 접액부 고정 지그에 공급하는 건조 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
세정 방법에 관한 본 발명은, 기계적으로 작동하는 봉형 부재의 작용에 의해 노즐로부터 액체 재료를 토출하는 토출 장치의 접액부의 세정 방법으로서, 상기 접액부는, 봉형 부재가 삽통되는 작동 공간과, 상기 작동 공간에 액체 재료를 공급하는 공급 유로를 포함하고, 압력 조정된 압축 기체를, 상기 접액부를 저장한 접액부 고정 지그에 공급하는 기체 세정 단계와, 압력 조정된 압축 기체의 작용에 의해 세정액을 상기 접액부 고정 지그에 공급하는 액체 세정 단계와, 압력 조정된 압축 기체를 상기 접액부 고정 지그에 공급하는 건조 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 합류점 및/또는 분기점이 있는 유로 구조를 가지는 접액부를 균일한 흐름으로 세정할 수 있다.
또한, 공급 기구마다 개별적으로 지정한 압력값에 기초하여 세정액 및/또는 압축 기체를 공급하는 것이 가능해진다.
또한, 기체 세정 단계를 포함하는 본 발명에 의하면, 세정액의 사용량, 세정 시간 및 세정액 송출 압력의 저감을 실현하는 것이 가능해진다.
도 1은 실시형태에 관한 세정 장치의 개략 계통도이다.
도 2는 실시형태에 관한 세정 장치의 동작 플로우차트이다.
도 3은 실시형태에 관한 세정 장치의 접액부 고정 지그를 설명하는 단면도(斷面圖)이며, (a)는 조립된 상태, (b)는 분리해 낸 상태를 나타낸다.
도 4는 본 발명에서 세정 대상으로 하는 제트식 토출 장치를 설명하는 주요부 단면도이다.
도 5는 본 발명에서 세정 대상으로 하는 스크루식 토출 장치를 설명하는 주요부 단면도이다.
도 6은 본 발명에서 세정 대상으로 하는 플런저식(plunger type) 토출 장치를 설명하는 주요부 단면도이다.
본 발명은, 기계적으로 작동하는 봉형 부재의 작용에 의해 노즐로부터 액체 재료를 토출하는 타입의 토출 장치의 접액부를 세정하기 위한 세정 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 세정 장치는, 접액부가 복잡한 유로 구조를 가지는 경우(특히 복수의 유입구 및 유입구보다 적은 수의 유출구를 가지는 경우)에 있어서, 세정액을 일정한 압력으로 공급해도 접액부 내의 유로의 흐름은 균일하게는 되지 않는다는 문제점을 해결하는 것을 가능하게 하는 것이다.
본 발명의 세정 장치는, 접액부의 유입구와 같은 수의 공급 기구를 구비하고 있다. 이 공급 기구는 독립적으로 압력 조정된 압력으로 세정액을 공급하는 것을 가능하게 하는 것으로서, 레귤레이터와, 레귤레이터와 유체적으로 접속되는 제1 상류 개폐 밸브와, 세정액 공급 탱크와 유체적으로 접속되는 제2 상류 개폐 밸브와, 제1 및 제2 상류 개폐 밸브 및 접액부 고정 지그와 유체적으로 접속되는 서브 탱크와, 서브 탱크와 접액부 고정 지그와의 사이에 설치된 하류 개폐 밸브를 구비하여 구성된다. 바람직하게는, 접액부 고정 지그에 접속되는 배출관(하류 개폐 밸브가 설치되는 배출 유로)은, 접액부의 유출구의 수와 같은 수로 한다. 이하에, 본 발명을 실시하기 위한 형태예를 설명한다.
<접액부>
도 4 내지 도 6에 본 발명의 세정 장치에 의해 세정되는 접액부를 가지는 토출 장치(400)의 예를 나타낸다. 도 4는, 봉형 부재인 로드(402)를 상하 이동시켜, 로드 선단을 밸브 시트(valve seat)(411)와 맞닿게 함으로써, 액체 재료를 노즐(405)로부터 액적의 상태로 토출하는 제트식 토출 장치이다. 도 5는, 봉형 부재인 나선형의 플랜지(412)를 구비하는 스크루(402)를 회전시키고, 플랜지(412)의 작용에 의해 액체 재료를 노즐(405)로부터 토출하는 스크루식 토출 장치이다. 도 6은, 봉형 부재인 플런저(plunger)(402)를 급속히 진출 이동시킨 후, 급정지함으로써 액체 재료에 관성력을 부여하여 노즐(405)로부터 토출하는 플런저식 토출 장치이다. 그리고, 토출 시에는, 회전 밸브(413)가 회전하고, 봉형 부재(402)가 동작하는 작동 공간(403)과 노즐(405)을 연통시킨다.
상기 타입의 토출 장치(400)의 접액부(401)의 내부 유로는, 도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 봉형 부재(402)가 작동하는 작동 공간(403)에, 액체 재료를 공급하기 위한 유로(404)가 직접적 또는 간접적으로 접속하는 구조이다. 바꾸어 말하자면, 봉형 부재(402)가 작동하는 작동 공간(403)과, 액체 재료를 공급하기 위한 유로(404)가 합류하여 1개로 되어 노즐(405)과 통하고 있는 합류·분기 구조이다. 유로(404)는, 갈고리형, 측면에서 볼 때 L자형인 것이 일반적이지만, 액체 재료 저류 용기(410)로부터 경사지게 연장되는 직선형의 유로인 경우도 있다.
이 접액부(401)를 세정할 때는, 봉형 부재(402)를 포함하는 구동부(409)와, 그 반대측에 설치되어 있는 노즐(405)을 분리하고나서 세정을 실시한다. 세정액은, 액체 재료 저류 용기(410)와 접속되는 접속부 유입구 A(406)와, 봉형 부재(402)가 삽통되는 접속부 유입구 B(407)로부터 들어가, 노즐(405)과 접속하는 포트인 접속부 유출구(408)로부터 나오도록 흐르게 한다.
<세정 장치>
실시형태에 관한 세정 장치의 구성을 도 1을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 실시형태에 관한 세정 장치(100)의 계통도이다. 여기서, 도면 중의 화살표는, 기체 및/또는 액체의 흐름 방향을 나타낸다.
실시형태에 관한 세정 장치(100)는, 세정액 공급 탱크(101)와, 서브 탱크(109, 110)와, 접액부 고정 지그(300)와, 세정액 회수 탱크(129)와, 도시하지 않은 제어 장치를 주요한 구성 요소로 한다. 본 실시형태에서는, 2개의 공급 기구를 구비하고 있다. 각각의 공급 기구는, 액체 계통의 배관(예를 들면, 부호 "104") 및 기체 계통의 배관(예를 들면, 부호 "103")과 접속된 서브 탱크(109, 110)를 구비하고 있다.
세정액 공급 탱크(101)는, 세정액을 저류하기 위한 용기 본체(102)와, 용기 본체(102) 내의 세정액의 양을 검지하기 위한 센서 A(105)를 구비한다. 용기 본체(102)에는, 세정액을 송출하기 위한 압축 기체가 공급되는 기체 배관(103)과, 용기 본체(102)의 가압된 세정액을 송출하기 위한 액체 배관(104)이 접속된다. 액체 배관(104)은, 공급 기구[서브 탱크(109, 110)]의 수에 맞추어 분기되어 있다. 본 실시형태에서는, 센서 A(105)에 접액형 센서를 사용하고 있다. 이것은, 수지제의 검출부가 액체에 접촉되었을 때 광을 반사하지 않는 것을 이용하여 검출을 행하는 것이다. 이 이외에도, 예를 들면, 초음파의 반사에 의해 액면을 검지하는 센서 등을 사용할 수 있다. 세정액 공급 탱크(101)의 용량은, 복수회 분의 세정액을 저류할 수 있는 용량인 것이 바람직하다. 후술하는 바와 같이, 액체 세정 단계를 반복하거나, 복수의 접액부(401)에 연속하여 세정을 실시하거나 하는 경우에, 도중에 세정액이 없어지는 것을 방지하기 위해서이다.
세정 장치(100)는, 압축 기체를 공급하는 압축 기체원(106)에 접속된다. 압축 기체원(106)은, 레귤레이터 A(107)에 의해 원하는 압력으로 압력 조정된 후에 분기하고, 그 한쪽이 2개의 공급 기구에, 다른 쪽이 레귤레이터 B(108)에 접속된다. 레귤레이터 A(107)는, 미스트 세퍼레이터(mist separator)나 필터를 구비하고 있고, 압축 기체원(106)으로부터 공급되는 기체를 건조한 청정한 상태로 하고, 또한 압력 조정을 행함으로써 압축 기체원(106)에서의 맥동(脈動)을 억제한다. 레귤레이터 B(108)는, 세정액을 압송(壓送)하기 위한 압력으로 조절한다. 레귤레이터 A(107) 및 레귤레이터 B(108)의 2단계로 압력 조정을 행함으로써, 보다 한층 맥동을 억제한 압축 기체를 세정액 공급 탱크(101)에 공급할 수 있다.
본 실시형태에서는, 레귤레이터 A(107) 및 레귤레이터 B(108)에 손잡이를 수동으로 회전시켜 조절을 행하는 타입의 레귤레이터를 사용하고 있다. 단, 이에 한정되지 않고, 후술하는 전기 신호에 의해 압력을 제어하는 비례 제어 밸브[전공 레귤레이터(electropneumatic regulator)]를 사용해도 된다. 또한, 설정값을 확인할 수 있도록 게이지(압력계)를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
서브 탱크(109, 110)는, 세정액을 일시 저류하기 위한 용기 본체(111, 112)와, 용기 본체(111, 112) 내의 세정액의 양을 검지하기 위한 센서 C(115), 센서 D(116)를 구비한다. 용기 본체(111, 112)에는, 압축 기체를 공급하는 기체 배관(103)과 세정액이 유입되는 유입 액체 배관(113)과 배출 배관(114)이 접속된다. 본 실시형태에서는, 센서 C(115), 센서 D(116)에 투과형의 센서를 사용하고 있다. 이것은, 투광부로부터 수광부에 조사된 광이 차단되었을 때 검출을 행하는 것이다. 이 이외에도, 예를 들면, 초음파의 반사에 의해 액면을 검지하는 센서 등을 사용할 수 있다. 그리고, 서브 탱크(109, 110)는 후술하는 접액부(401)의 유입구의 수와 같은 수만큼 설치된다.
세정액 공급 탱크(101)와 각 서브 탱크(109, 110)와의 사이는 분기된 액체 배관(104)에 의해 접속된다. 분기된 액체 배관(104)에는, 개폐 밸브 C(121) 및 개폐 밸브 D(122)가 설치되고, 세정액 공급 탱크(101)로부터의 세정액의 공급 및 정지를 제어한다. 본 실시형태에서는, 개폐 밸브 C(121) 및 개폐 밸브 D(122)에 다이어프램 밸브를 사용하고 있다.
압축 기체원(106)과 각 서브 탱크(109, 110)와의 사이는 분기된 기체 배관(103)에 의해 접속된다. 분기된 기체 배관(103)에는, 레귤레이터 C(117) 및 개폐 밸브 A(119) 및 레귤레이터 D(118) 및 개폐 밸브 B(120)가 설치되고, 레귤레이터 A(107)에 의해 압력 조정된 압축 기체를 원하는 압력으로 조절하는 동시에 압축 기체의 공급 및 정지를 제어한다. 전술한 세정액 공급 탱크(101)의 경우와 마찬가지로, 레귤레이터 A(107) 내지 레귤레이터 C(117) 및 레귤레이터 D(118)의 2단계로 압력 조정을 행함으로써, 보다 한층 맥동을 억제한 압축 기체를 서브 탱크(109, 110)에 공급할 수 있다. 본 실시형태에서는, 레귤레이터 C(117) 및 레귤레이터 D(118)에 전기 신호에 의해 압력을 제어하는 비례 제어 밸브(전공 레귤레이터)를, 개폐 밸브 A(119) 및 개폐 밸브 B(120)에 솔레노이드 밸브를 사용하고 있다.
세정액을 접액부 고정 지그(300)[접액부(401)]에 공급할 때는, 세정액을 일단 서브 탱크(109, 110)에 저장한 후, 압축 기체의 작용에 의해 접액부(401)에 공급한다. 또한, 압축 기체를 고정 지그(300)[접액부(401)]에 공급할 때는, 빈 상태의 서브 탱크(109, 110)를 경유하여 압축 기체를 접액부(401)에 공급한다. 세정액 및 압축 기체를 접액부 고정 지그(300)에 공급할 때의 압축 기체의 압력은, 압축 기체원(106)과 서브 탱크(109, 110)와의 사이에 설치한 레귤레이터 C(117), 레귤레이터 D(118)에 의해 개별적으로 압력이 조정된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 서브 탱크(109, 110)를 설치함으로써, 액체 계통(예를 들면, 부호 "104") 및 기체 계통(예를 들면, 부호 "103")의 각각에 레귤레이터를 설치하지 않고, 서브 탱크마다 설치된 1개의 공통된 레귤레이터(117, 118)로 압력의 조정을 행할 수 있다. 부가하여, 서브 탱크(109, 110)마다 개폐 밸브(119 내지 124)나 레귤레이터(117, 118)를 구비하고 있으므로, 서브 탱크(109, 110)마다 상이한 설정값(압력값)으로 압력을 제어할 수 있다.
접액부 고정 지그(300)는, 2개의 부재(301, 302)에 의해 접액부(401)를 협지하는 기구(器具)이며, 각 서브 탱크(109, 110)와 연통되는 배출 배관(114, 114) 및 세정액 회수 탱크(129)와 연통되는 배출액 배관 A(127)이 접속되어 있다. 접액부 고정 지그(300)는, 세정 장치(100)에 착탈 가능하게 배치되어 있다. 접액부 고정 지그(300)의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
서브 탱크(109)와 접액부 고정 지그(300)와의 사이에는 개폐 밸브 E(123)가, 서브 탱크(110)와 접액부 고정 지그(300)와의 사이에는 개폐 밸브 F(124)가 설치되고, 세정액 또는 압축 기체의 공급 및 정지를 제어한다. 본 실시형태에서는, 개폐 밸브 E(123) 및 개폐 밸브 F(124)에 다이어프램 버블을 사용하고 있다.
서브 탱크(109)와 개폐 밸브 E(123)와의 사이에는 전환 밸브 A(125)가, 서브 탱크(110)와 개폐 밸브 F(124)와의 사이에는 전환 밸브 B(126)가 설치되어 있다. 이 전환 밸브(125, 126)에 의해, 서브 탱크(109, 110)로부터 접액부(401)를 거치지 않고 세정액 회수 탱크(129)에 세정액을 직접 배출할 수 있다. 전환 밸브(125, 126)는, 통상 시는 서브 탱크(109, 110)와 접액부 고정 지그(300)와의 사이의 개폐 밸브(123, 124)를 연통시키도록 되어 있고, 배출 시에 전환 밸브(125, 126)를 전환하여 사용한다. 본 실시형태에서는, 전환 밸브 A(125) 및 전환 밸브 B(126)에 수동의 전환 밸브를 사용하고 있다.
세정액 회수 탱크(129)는, 사용이 끝난 세정액을 저류하는 용기 본체(130)와, 탱크(129) 내의 사용이 끝난 세정액의 양을 검지하기 위한 센서 B(131)를 구비한다. 용기 본체(130)에는, 접액부 고정 지그(300)로부터의 배출액을 유입하는 배출액 배관 A(127)과, 전환 밸브 A(125) 및 전환 밸브 B(126)로부터의 배출액을 유입하는 배출액 배관 B(128, 128)이 접속된다. 세정액 회수 탱크(129)는, 세정액 공급 탱크(101)와 같은 정도이거나 그 이상의 용량을 가지고 있는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 센서 B(131)에 접액형 센서를 사용하고 있다. 이것은, 수지제의 검출부가 액체에 접촉되었을 때 광을 반사하지 않는 것을 이용하여 검출을 행하는 것이다. 이 이외에도, 예를 들면, 초음파의 반사에 의해 액면을 검지하는 센서 등을 사용할 수 있다.
도시하지 않은 제어 장치는, 입력 장치, 출력 장치, 처리 장치 및 기억 장치로 구성되며, 개폐 밸브 A(119)∼개폐 밸브 F(124), 레귤레이터 C(117) 및 레귤레이터 D(118), 센서 A(105)∼센서 D(116)와 접속되고, 이들의 제어를 행한다. 입력 장치로서는, 예를 들면, 키보드나 마우스 등을 사용할 수 있다. 출력 장치로서는, 예를 들면, 액정 디스플레이 등의 모니터를 사용할 수 있다. 또한, 입력 장치와 출력 장치를 겸하는 것으로 하여 터치 패널 등을 사용해도 된다. 처리 장치 및 기억 장치로서는, 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터나 프로그래머블 컨트롤러 등을 사용할 수 있다.
<접액부 고정 지그>
접액부 고정 지그(300)의 상세를 도 3을 참조하면서 설명한다. 도 3은, 실시형태에 관한 세정 장치(100)의 접액부 고정 지그(300)를 설명하는 단면도이다. 여기서, (a)는 조립된 상태, (b)는 분리해 낸 상태를 나타낸다. 접액부(401)는, 도 4의 제트식 토출 장치(400)의 것을 예시하고 있다.
접액부 고정 지그(300)는, 입구측 부재(301)와 출구측 부재(302)로 구성된다.
입구측 부재(301)에는, 접속부 유입구 A(406) 및 접속부 유입구 B(407)와 각 서브 탱크(109, 110)의 배출 배관(114, 114)과 접속하기 위한 유입관 A(303) 및 유입관 B(304)이 설치되어 있다. 각각의 유입관(303, 304)의 단부(端部)는, 접속부 유입구 A(406), 접속부 유입구 B(407)와 연통되는 형상으로 형성되어 있고, 그 접합 부분에 패킹 A(306) 및 패킹 B(307)을 설치하여, 세정액 등이 누출되지 않도록 하고 있다.
출구측 부재(302)에는, 접속부 유출구(408)와 세정액 회수 탱크(129)와 접속하기 위한 유출관(流出管)(305)이 설치된다. 출구측 부재(302)에는, 접액부(401)가 끼워맞추어지는 형상의 오목부(312)가 형성되어 있고, 본 실시형태에서는, 접액부(401)의 체적의 절반 이상이 끼워지도록 되어 있다. 오목부(312)의 하단부에는, 유출관(305)이 설치되어 있다. 유출관(305)의 단부는, 접액부 유출구(408)와 연통되는 형상으로 형성되어 있고, 그 접합 부분에 패킹 C(308)을 설치하고, 세정액 등이 누출되지 않도록 하고 있다.
입구측 부재(301)와 출구측 부재(302)는, 연결구에 의해 착탈 가능하게 고정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 드로우 래치(draw latch)(309)를 접액부 고정 지그(300)의 측면의 2개소에 설치하고, 2개의 부재(301, 302)를 착탈(着脫) 용이하게 고정하고 있다.
이상에서는, 접액부 고정 지그(300)의 일례를 설명하였으나, 입구/출구측 부재(301, 302)나 유입/유출관(303∼305)은, 토출 장치마다 상이한 접액부(401)의 형상에 맞추어 형성되는 것이며, 도면에 도시한 부재의 형상 및 개수에 한정되지 않는다. 또한, 접액부 고정 지그(300)는, 도시한 바와 같이 접액부(401)를 상하로부터 협지하는 구성이 아니고, 좌우 내지 측방으로부터 협지하는 구성으로 해도 된다.
이상과 같이, 접액부(401)의 외형에 맞추어 형성한 지그(300)를 설치함으로써, 접액부(401)의 세정 시의 배관 접속을 용이하게 할 수 있고, 또한 접액부(401)를 분해하지 않고 세정할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 접액부(401)의 형상에 맞추어 지그(300)를 몇 가지 준비하여 둠으로써, 다른 토출 장치(400)의 접액부(401)의 세정도 간단하게 할 수 있는 장점이 있다.
<세정 작업>
상기한 세정 장치는 다음과 같이 동작하고, 세정 작업이 행해진다. 도 2에, 그 동작 플로우차트의 일례를 나타낸다.
(1) 접액부의 접속(STEP 201)
세정을 실시하도록 하는 접액부(401)에 접액부 고정 지그(300)를 장착하고, 접액부 고정 지그(300)에 각 배관(114, 127)을 접속한다. 그리고, 그 외의 기기(機器)는 설치·배관이 끝난 상태로 한다.
또한, 세정액 공급 탱크(101)에 세정액을 투입한다. 세정액 회수 탱크(129) 및 서브 탱크(109, 110)는 빈 상태로 있다. 본 실시형태에서는, 세정액으로서 아세톤을 사용하고 있다. 단, 이에 한정되지 않고, 액체 재료의 성질에 따른 세정액을 선택하면 된다. 예를 들면, 용제라도 되고 사용되는 에탄올이나 이소프로필 알코올 등을 사용할 수 있다.
(2) 초기 설정(STEP 202)
먼저, 레귤레이터 A(107) 및 레귤레이터 B(108)의 압력을 설정한다. 본 실시형태에서는, 게이지를 육안 관찰에 의해 확인하면서 손잡이를 돌려 조절을 행한다.
그 다음에, 레귤레이터 C(117) 및 레귤레이터 D(118)의 압력을 설정한다. 본 실시형태에서는, 제어 장치의 입력 장치를 통해 압력 설정을 행한다. 이 레귤레이터 A∼B의 설정은, 후술하는 단계(기체 세정, 액체 세정, 건조)마다 행한다. 그리고, 레귤레이터 C(117)와 레귤레이터 D(118)에 의해 설정값을 상이하게 하는 경우와, 상이하게 하지 않은 경우가 있다.
그 다음에, 제어 장치의 입력 장치로부터, 각 개폐 밸브(119∼124)의 개폐 시간(세정 시간, 건조 시간), 세정액의 양, 액체 세정 단계의 횟수를 설정한다.
이상의 조작을 끝낸 후, 세정을 개시한다.
(3) 기체 세정 단계(STEP 203)
접액부 고정 지그(300)에 세정액을 공급하기 전에, 압축 기체를 공급한다.
먼저, 개폐 밸브 C(121) 및 개폐 밸브 D(122)를 「폐쇄」로 한 상태에서, 개폐 밸브 E(123) 및 개폐 밸브 F(124)를 「개방」으로 한 후, 개폐 밸브 A(119) 및 개폐 밸브 B(120)를 「개방」으로 한다. 그러면, 압축 기체는, 레귤레이터 C(117)→개폐 밸브 A(119)→서브 탱크 A(109)→전환 밸브 A(125)→개폐 밸브 E(123) 및 레귤레이터 D(118)→서브 탱크 B(110)→개폐 밸브 B(120)→전환 밸브 B(126)→개폐 밸브 F(124)를 통하여 접액부 고정 지그(300)[접액부(401)]에 공급된다. 접액부 고정 지그(300)를 통과한 압축 기체는, 세정액 회수 탱크(129)에 도달한 후, 대기로 개방된다. 설정 시간 경과 후, 개폐 밸브 A(119) 및 개폐 밸브 B(120)를 「폐쇄」로 한 후, 개폐 밸브 E(123) 및 개폐 밸브 F(124)를 「폐쇄」로 한다.
기체 세정 단계에 의해, 접액부(401)의 유로(403, 404) 내를 채우고 있는 액체 재료에 구멍이 형성되고, 계속되는 액체 세정 단계에서 내벽에 부착된 액체 재료가 유로벽으로부터 쉽게 벗겨지는 효과가 얻어진다. 왜냐하면, 액체 재료와 세정액과의 접촉 면적이 증가함으로써, 세정액이 액체 재료를 녹이는 작용이 촉진되고, 또한 힘을 미치는 범위의 확대가 행해지기 때문이다.
또한, 액체 재료가 유로벽으로부터 쉽게 벗겨지는 것은, 세정액의 사용량의 삭감, 세정 시간의 단축, 세정액 송출 압력의 저감이라는 효과도 얻을 수 있다.
그리고, 시간 경과에 의하지 않고, 배출액 배관 A(127)에 압력 센서를 설치하고, 압력의 변화에 따라 각 개폐 밸브(119∼124)의 제어를 행해도 된다. 접액부(401)의 유로(403, 404) 내를 만족시키는 액체 재료에 구멍이 생기면, 압력에 변화가 있기 때문이다.
(4) 액체 세정 단계(STEP 204)
접액부 고정 지그(300)[접액부(401)]에, 세정액의 공급을 행한다. 상세하게는, 다음의 2개의 단계로 이루어진다.
(4a) 서브 탱크로의 세정액의 공급(STEP 204a)
개폐 밸브 A(119) 및 개폐 밸브 B(120) 및 개폐 밸브 E(123) 및 개폐 밸브 F(124)를 「폐쇄」로 한 상태에서, 개폐 밸브 C(121) 및 개폐 밸브 D(122)를 「개방」으로 한다. 그러면, 레귤레이터 B(108)에 의해 압력이 조정된 압축 기체의 작용에 의해, 세정액이 세정액 공급 탱크(101)로부터, 서브 탱크(109, 110)로 공급된다. 설정 시간 경과 후, 개폐 밸브 C(121) 및 개폐 밸브 D(122)를 「폐쇄」로 한다.
여기서, 세정액의 공급량은, 1회분의 세정으로 사용하는 양으로 한다. 또한, 설정 시간이 아니고, 센서 C(115) 및 센서 D(116)의 검지의 유무로 공급 제어해도 된다. 그 경우, 서브 탱크(109, 110)의 용량 그 자체를 1회분의 세정액의 용량과 같은 정도로 하면 된다.
(4b) 접액부로의 세정액의 공급(STEP 204b)
개폐 밸브 C(121) 및 개폐 밸브 D(122)를 「폐쇄」로 한 상태에서, 개폐 밸브 A(119) 및 개폐 밸브 B(120)를 「개방」으로 한 후, 개폐 밸브 E(123) 및 개폐 밸브 F(124)를 「개방」으로 한다. 그러면, 서브 탱크(109, 110) 내의 세정액이, 레귤레이터 C(117), 레귤레이터 D(118)에 의해 압력이 조정된 압축 기체에 의해 가압되고, 세정액이 접액부 고정 지그(300)[접액부(401)]에 공급된다. 설정 시간 경과 후, 개폐 밸브 E(123) 및 개폐 밸브 F(124)를 「폐쇄」로 한 후, 개폐 밸브 A(119) 및 개폐 밸브 B(120)를 「폐쇄」로 한다.
그리고, 이 단계의 세정액 공급 개시 시의 개폐 밸브의 개폐의 순서는, STEP 203와 다르므로 주의한다. 이것은, 개폐 밸브 A(119) 및 개폐 밸브 B(120)를 먼저 「개방」으로 함으로써, 서브 탱크(109, 110) 내의 세정액을 충분히 가압한 후, 접액부(401)로 공급하기 때문이다 .
전술한 바와 같이, 본 발명이 대상으로 하고 있는 접액부(401)의 내부의 유로(403, 404)는 합류·분기 구조이므로, 세정액을 일정한 압력으로 흐르게 해도 상기 유로(403, 404)의 흐름은 균일하게는 되지 않는다는 문제가 있다. 그래서, 본 발명에서는, 접액부(401)의 유입구와 같은 수의 공급 기구를 설치함으로써, 이러한 문제점을 해결하고 있다. 구체적으로는, 복수의 서브 탱크(109, 110)를 설치하는 동시에 서브 탱크(109, 110)마다 개폐 밸브(119∼124)나 레귤레이터(117, 118)를 설치하고, 서브 탱크(109, 110)마다 상이한 설정값(압력값)으로 제어하는 것을 가능하게 하였다. 발명자가 행한 실험에 의하면, 도 4에 나타낸 제트식 토출 장치의 접액부(401)의 세정에 있어서, 레귤레이터 C(117)를 100[kPa], 레귤레이터 D(118)를 50[kPa]로 설정했을 때, 접액부(401)의 유로(403, 404) 내의 흐름이 균일한 흐름으로 되었다. 이것은, 접속부 유입구 A(406) 측의 유로(공급 유로) 쪽이, 접속부 유입구 B(407) 측의 유로(작동 공간)에 비하여, 직경이 작고, 또한 길므로, 유동 저항이 커서, 보다 큰 압력이 필요해지는 것으로 생각된다.
그리고, 동 실험에서는, STEP 203 및 STEP 206에서의 레귤레이터 C(117) 및 레귤레이터 D(118)의 설정은, 모두 200[kPa]로 하였다.
(5) 판정(STEP 205)
액체 세정 단계(STEP 204)의 실시 횟수가, STEP 202에서 설정한 설정 횟수에 도달하고 있지 않은 경우, STEP 204로 복귀하여 다시 액체 세정 단계를 실시한다. 설정 횟수에 달하고 있으면 다음 단계의 「건조 단계(STEP 206)」로 진행된다.
(6) 건조 단계(STEP 206)
접액부(401) 내의 유로(403, 404) 내로부터 세정액을 완전히 없애기 위해, 압축 기체를 공급한다.
먼저, 개폐 밸브 C(121) 및 개폐 밸브 D(122)를 「폐쇄」로 한 상태에서, 개폐 밸브 E(123) 및 개폐 밸브 F(124)를 「개방」으로 한 후, 개폐 밸브 A(119) 및 개폐 밸브 B(120)를 「개방」으로 한다. 그러면, 압축 기체는, 레귤레이터 C(117)→개폐 밸브 A(119)→서브 탱크 A(109)→전환 밸브 A(125)→개폐 밸브 E(123) 및 레귤레이터 D(118)→서브 탱크 B(110)→전환 밸브 B(126)→개폐 밸브 F(124)를 통하여 접액부 고정 지그(300)[접액부(401)]에 공급된다. 접액부 고정 지그(300)를 통과한 압축 기체는, 세정액 회수 탱크(129)에 도달한 후, 대기로 개방된다. 설정 시간 경과 후, 개폐 밸브 A(119) 및 개폐 밸브 B(120)를 「폐쇄」로 한 후, 개폐 밸브 E(123) 및 개폐 밸브 F(124)를 「폐쇄」로 한다.
이상에 의해 세정 작업은 종료로 된다.
여기서, STEP 202에 의한 설정을 제어 장치의 기억 장치에 기억하여 두면, STEP 203∼205의 단계는 자동화할 수 있다. 세정을 실시하는 접액부(401)가 다수 있어, 반복하여 같은 작업을 해야만하는 경우에도 효율적으로 세정 작업을 행할 수 있다.
100: 세정 장치, 101: 세정액 공급 탱크, 102; 용기 본체(공급), 103; 기체 배관, 104; 액체 배관, 105; 센서 A, 106: 압축 기체원, 107; 레귤레이터 A, 108: 레귤레이터 B, 109; 서브 탱크 A, 110: 서브 탱크 B, 111; 용기 본체(서브 A),112; 용기 본체(서브 B), 113; 유입 액체 배관, 114; 배출 배관, 115; 센서 C, 116; 센서 D, 117; 레귤레이터 C, 118; 레귤레이터 D, 119; 개폐 밸브 A, 120: 개폐 밸브 B, 121; 개폐 밸브 C, 122; 개폐 밸브 D, 123; 개폐 밸브 E, 124; 개폐 밸브 F, 125; 전환 밸브 A, 126: 전환 밸브 B, 127; 배출액 배관 A, 128: 배출액 배관 B, 129; 세정액 회수 탱크, 130; 용기 본체(회수), 131; 센서 B, 300; 접액부 고정 지그, 301; 입구측 부재, 302; 출구측 부재, 303; 유입관 A, 304: 유입관 B, 305; 유출관, 306; 패킹 A, 307: 패킹 B, 308; 패킹 C, 309; 드로우 래치, 310; 유입관 단부 A, 311: 유입관 단부 B, 312; 오목부, 400; 토출 장치, 401; 접액부, 402; 봉형 부재, 403; 작동 공간(유로 A), 404; 액체 재료 공급 유로(유로 B), 405; 노즐, 406; 접속부 유입구 A, 407: 접속부 유입구 B, 408; 접속부 유출구, 409; 구동부, 410; 액체 재료 저류 용기, 411; 밸브 시트, 412; 나선형의 플랜지, 413; 회전 밸브

Claims (7)

  1. 기계적으로 작동하는 봉형(棒形) 부재의 작용에 의해 노즐로부터 액체 재료를 토출(吐出)하는 토출 장치의 접액부(接液部)를 세정하기 위한 세정 장치로서,
    상기 접액부는, 상기 봉형 부재가 삽통(揷通)되는 작동 공간과, 상기 작동 공간에 액체 재료를 공급하는 공급 유로(流路)를 포함하고,
    상기 세정 장치는,
    압축 기체원(氣體源)으로부터 공급되는 압축 기체의 작용에 의해 세정액을 공급하는 세정액 공급 탱크;
    상기 압축 기체 또는 상기 세정액을 공급하는 복수 개의 공급 기구;
    복수 개의 상기 공급 기구와 유체적으로 접속되는 접액부 고정 지그;
    상기 접액부 고정 지그와 유체적으로 접속되는 세정액 회수 탱크; 및
    제어 장치;를 구비하고,
    상기 공급 기구는, 상기 제어 장치가 각각의 공급 기구에 개별적으로 지정한 압력값에 기초하여 세정액을 공급하는,
    세정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급 기구는, 상기 제어 장치가 각각의 공급 기구에 개별적으로 지정한 압력값에 기초하여 압축 기체를 공급하는, 세정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공급 기구는,
    상기 제어 장치가 지정한 압력값에 기초하여 압축 기체원으로부터 공급되는 압축 기체를 원하는 압력으로 압력 조정하는 레귤레이터;
    상기 레귤레이터와 유체적으로 접속되는 제1 상류 개폐 밸브;
    상기 세정액 공급 탱크와 유체적으로 접속되는 제2 상류 개폐 밸브;
    상기 제1 상류 개폐 밸브 및 상기 제2 상류 개폐 밸브, 및 상기 접액부 고정 지그와 유체적으로 접속되는 서브 탱크; 및
    상기 서브 탱크와 상기 접액부 고정 지그 사이에 설치된 하류 개폐 밸브;를 구비하여 구성되는, 세정 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압축 기체원으로부터 공급되는 압축 기체는, 복수 개의 레귤레이터를 통과하여 상기 세정액 공급 탱크에 공급되는, 세정 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접액부 고정 지그는가, 연결구에 의해 분할 가능하게 고정되는 복수 개의 부재로 이루어지는, 세정 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 세정 장치를 사용한 세정 방법으로서,
    상기 공급 기구가 압력 조정된 압축 기체를 상기 접액부 고정 지그에 공급하는 기체 세정 단계;
    상기 공급 기구가 압력 조정된 압축 기체의 작용에 의해 세정액을 상기 접액부 고정 지그에 공급하는 액체 세정 단계; 및
    상기 공급 기구가 압력 조정된 압축 기체를 상기 접액부 고정 지그에 공급하는 건조 단계;
    를 포함하는 세정 방법.
  7. 기계적으로 작동하는 봉형 부재의 작용에 의해 노즐로부터 액체 재료를 토출하는 토출 장치의 접액부의 세정 방법으로서,
    상기 접액부는, 봉형 부재가 삽통되는 작동 공간과, 상기 작동 공간에 액체 재료를 공급하는 공급 유로를 포함하고,
    압력 조정된 압축 기체를, 상기 접액부를 저장한 접액부 고정 지그에 공급하는 기체 세정 단계;
    압력 조정된 상기 압축 기체의 작용에 의해 세정액을 상기 접액부 고정 지그에 공급하는 액체 세정 단계;
    압력 조정된 상기 압축 기체를 상기 접액부 고정 지그에 공급하는 건조 단계;
    를 포함하는 세정 방법.
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