KR20150133885A - 디스펜서 장치 - Google Patents

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KR20150133885A
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장철희
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    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
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Abstract

본 발명은 디스펜서 장치로서, 기판에 액상물을 도포하는 디스펜서 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시 형태는 액상물이 채워진 실린지; 내부 공간을 구비한 디스펜서 밸브 하우징; 상기 실린지와 상기 내부 공간을 상기 디스펜서 밸브 하우징의 측벽에서 연통시켜, 상기 실린지로부터의 액상물을 상기 내부 공간에 공급하는 공급 포트; 상기 내부 공간과 노즐을 상기 디스펜서 밸브 하우징의 측벽에서 연통시킨 노즐 포트; 상기 내부 공간 내에서 전후진하여, 상기 내부 공간의 내부면과의 이격틈 사이에 존재하는 액상물을 상기 노즐 포트를 통하여 상기 노즐로 전달하는 실린더 로드;를 포함한다.

Description

디스펜서 장치{Apparatus for dispensing}
본 발명은 디스펜서 장치로서, 기판에 액상물을 도포하는 디스펜서 장치에 관한 것이다.
액정표시장치(LCD)는 하나의 기판에 복수개의 픽셀 패턴을 형성하고 대향된 다른 하나의 기판에 칼라 필터층을 형성한 다음, 이들 두 유리 기판을 합착하고, 합착된 두 기판과 내부 밀봉제에 의해 형성된 공간에 소정의 방법으로 액정이 주입되는 방식으로 제조된다.
상술한 액정표시장치의 제조과정에서 유리 기판에 소정의 패턴으로 페이스트를 토출하는 작업은 페이스트 토출 장치에 의해 이루어진다.
평판형 기판에 페이스트를 토출하는 토출 장치는, 상부기판 및 하부기판이 각각 안치되는 스테이지, 원료물질(페이스트)이 채워진 실린지(syringe) 및 스테이지 상의 기판에 페이스트를 토출하는 노즐(500)을 포함한 디스펜서, 기판과 노즐(500) 사이의 갭(gap)을 측정하는 센서, 디스펜서를 승하강시키는 구동부, 디스펜서를 수평 이동시키는 이송부 및 디스펜서의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
토출 장치를 이용하여 기판상에 패턴을 형성하기 위해서는 먼저, 센서를 이용하여 기판과 노즐(500) 간의 갭(gap)을 측정한다. 그리고 디스펜서를 상승 또는 하강시켜, 상기 기판과 노즐(500) 간의 갭(gap)을 조절한다. 이후, 노즐(500)로부터 원료물질을 토출하면서 디스펜서를 이동시켜 원하는 형태의 페이스트 패턴을 형성한다.
예를 들어, 단일 패널용 기판 가장자리에 페이스트 패턴을 형성하는 경우, 페이스트 패턴(20)은 도 1에 도시된 바와 같은 형상을 갖는다. 도 1에 도시된 바에 의하면, 페이스트 패턴(20)은 기판(10) 위 가장자리에서 기판(10)의 중앙을 둘러싸는 형상을 갖는다. 여기서, 페이스트 패턴(20)은 기판(10)의 각 코너를 제외한 가장자리 쪽에 위치하는 부위가 균일한 폭과 높이를 갖는 직선부(23)로 이루어져 있다. 그리고, 페이스트 패턴(20)은 전체에 걸쳐 균일한 폭과 높이를 갖도록 기판(10)의 각 코너 쪽에 위치하는 부위가 곡선부(22)로 이루어져 있다.
따라서 시작점(21)을 기점으로 토출이 시작되어 직선부(23) 및 곡선부(22)를 돌아서 다시 시작점(21) 직전에 있는 종료점(24)에 도달함으로써 페이스트 패턴(20)이 이루어진다.
그런데, 원하는 패턴을 형성하기 위해 페이스트 토출을 하는데 있어서 정량의 페이스트를 토출하는 것이 중요시된다. 정량의 페이스트를 토출하지 못할 경우, 결과적으로 페이스트 패턴의 높이가 전체적으로 불균일하게 되는 문제가 발생된다. 또한 실린지에 액상물을 충진하는 충진 시간이 많이 소요되는 문제가 있다. 또한 토출 완료 후 실린지 충진 시에 노즐에 뭉침 현상이 발생하는 문제가 있다.
한국공개특허 10-2013-0007134
본 발명의 기술적 과제는 실린지에 액상물을 충진하는 시간을 단축하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 정량의 액상물을 빠른 시간내에 토출하도록 하는데 있다. 또한 본 발명의 기술적 과제는 실린지의 충진 시에 노즐 끝단의 뭉침 현상을 최소화하는데 있다.
본 발명의 실시 형태는 액상물이 채워진 실린지; 내부 공간을 구비한 디스펜서 밸브 하우징; 상기 실린지와 상기 내부 공간을 상기 디스펜서 밸브 하우징의 측벽에서 연통시켜, 상기 실린지로부터의 액상물을 상기 내부 공간에 공급하는 공급 포트; 상기 내부 공간과 노즐을 상기 디스펜서 밸브 하우징의 측벽에서 연통시킨 노즐 포트; 상기 내부 공간 내에서 전후진하여, 상기 내부 공간의 내부면과의 이격틈 사이에 존재하는 액상물을 상기 노즐 포트를 통하여 상기 노즐로 전달하는 실린더 로드;를 포함한다.
상기 공급 포트는, 외부의 제1실린지와 상기 내부 공간을 연통시키는 제1공급 포트; 외부의 제2실린지와 상기 내부 공간을 연통시키는 제2공급 포트;를 포함한다.
상기 제1실린지는 상기 제2실린지보다 더 큰 용량을 가진다. 상기 제1실린지의 액상물 잔량을 감지하는 제1잔량 감지 센서; 상기 제2실린지의 액상물 잔량을 감지하는 제2잔량 감지 센서;를 포함한다.
상기 제1공급 포트, 제2공급 포트, 노즐 포트가 상기 디스펜서 밸브 하우징의 길이 방향을 따라 순차적으로 배치된다.
상기 실린더 로드는, 상기 실린더 로드의 기둥면 둘레를 따라 파여진 제1둘레 단차홈; 상기 제1둘레 단차홈과 이격되어, 상기 실린더 로드의 기둥면 둘레를 따라 파여진 제2둘레 단차홈;을 포함한다.
상기 제1둘레 단차홈 및 상기 제2둘레 단차홈 각각은, 단차 저면, 상기 단차 저면과 실린더 로드의 기둥면 사이를 경사지게 잇는 단차 연결면을 포함한다.
상기 제1둘레 단차홈의 단차폭은 상기 제1공급 포트와 제2공급 포트 사이의 이격 거리보다 크게 형성되며, 상기 제2둘레 단차홈의 단차폭은 상기 제2공급 포트와 노즐 포트 사이의 이격 거리보다 크게 형성된다.
상기 제1연결 포트와 제2연결 포트 사이의 내부 공간의 내부면에 돌출된 링 형상의 제1탄성체; 상기 제2연결 포트와 노즐 포트 사이의 내부 공간의 내부면에 돌출된 링 형상의 제2탄성체;를 포함한다.
상기 제1탄성체 및 제2탄성체 각각은, 상기 실린더 로드의 기둥면과 상기 내부 공간 내부면 사이의 이격틈의 간격보다 큰 높이로서 돌출되며, 상기 단차 저면과 상기 내부 공간 내부면 사이의 이격틈의 간격보다 작은 높이로서 돌출되어 있음을 특징으로 한다.
상기 실린더 로드의 이동 상태에 따라서 상기 노즐 포트, 제1공급 포트, 제2공급 포트 사이의 연결 경로 개폐를 제어하는 개폐 제어부;를 포함한다.
상기 개폐 제어부는, 상기 제2실린지에 액상물을 공급하여 충진하는 제2실린지 충진 모드로 동작하는 경우, 상기 제1둘레 단차홈이 상기 제1공급 포트와 제2공급 포트의 모두에 대향하는 지점에 위치할 때까지 상기 실린더 로드를 이동시켜 제1공급 포트와 제2공급 포트를 서로 연통되도록 하며, 상기 제1실린지의 액상물에 압력을 가한다.
상기 개폐 제어부는, 상기 제2실린지에 미리 설정한 용량의 액상물이 채워진 경우, 상기 제1둘레 단차홈이 상기 제2공급 포트에 대향하는 지점에 위치하지 않도록 상기 실린더 로드를 후진시킨다.
상기 개폐 제어부는, 노즐을 통하여 액상물을 토출하는 노즐 토출 모드로 동작하는 경우, 상기 제2둘레 단차홈이 상기 제2공급 포트와 노즐 포트에 모두 위치할 때까지 상기 실린더 로드를 이동시켜 제2공급 포트와 노즐 포트를 서로 연통되도록 하며, 상기 제2실린지에 채워진 액상물에 압력을 가한다.
상기 개폐 제어부는, 상기 실린더 로드가 후진된 상태에서, 상기 제1실린지의 액상물에 압력을 가하여 상기 제1공급 포트를 통하여 상기 제1둘레 단차홈에 액상물을 채운다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 대용량의 실린지와 소용량의 실린지로 된 2개의 실린지를 사용하여 충진 및 토출을 함으로써, 액상물의 실린지 충진 시간 및 노즐 토출 시간을 단축시킬 수 있다. 또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 포트간의 실링 처리에 의하여, 실린지의 충진시에 노즐 끝단의 뭉침 현상을 개선할 수 있다.
도 1은 단일 패널용 기판 가장자리에 페이스트 패턴을 형성하는 모습을 도시한 그림이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서 장치를 나타낸 그림이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서 밸브를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서 밸브 하우징의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서 밸브의 사시 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 실린더 로드가 전진하여 제1공급 포트와 제2공급 포트가 서로 연통된 모습을 도시한 디스펜서 밸브의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 실린더 로드가 후진하여 제2공급 포트와 노즐 포트가 서로 연통된 모습을 도시한 디스펜서 밸브의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 실린더 로드의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따라 실린더 밸브를 제2실린지 충진 모드로 동작시킬 때, 제1공급 포트와 제2공급 포트의 연결 경로를 개념적으로 도시한 그림이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 제2실린지에 채워진 액상물을 노즐을 통하여 토출하는 노즐 토출 모드로 동작시킬 때, 제2공급 포트와 노즐 포트의 연결 경로를 개념적으로 도시한 그림이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서 장치를 나타낸 그림이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서 밸브를 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서 밸브 하우징의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디스펜서 밸브의 사시 단면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 실린더 로드가 전진하여 제1공급 포트와 제2공급 포트가 서로 연통된 모습을 도시한 디스펜서 밸브의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 실린더 로드가 후진하여 제2공급 포트와 노즐 포트가 서로 연통된 모습을 도시한 디스펜서 밸브의 단면도이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 실린더 로드의 사시도이다.
본 발명의 실시예에서는 기판(S) 상에 적하되는 액상물로 실런트를 사용하며, 실시예에 따른 디스펜서 장치는 실 디스펜서(seal dispenser)가 될 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고 다양한 액상물이 사용될 수 있는데, 기판(S) 상에 적하되는 액정이 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스펜서 장치는 기판(S)이 안착되는 스테이지(100), 스테이지(100)의 상측에 배치된 겐트리(200), 겐트리(200) 상에 장착 고정되며 일방향으로 나열되어 이격 배치된 복수의 디스펜서 밸브(300), 기판(S) 상에 액상물을 토출하는 복수의 노즐(500)을 포함한다. 또한 복수의 디스펜서 밸브(300)를 X축 방향으로 가이드 레일(700)을 따라 수평 이동시키거나, 디스펜서 밸브를 X축 방향과 직각된 Z 방향으로 수직 이동시키는 헤드 블럭(400)을 포함한다. 또한 스테이지(100) 상에 설치되어 겐트리(200)를 Y축 방향으로 수평방향으로 이동시키는 겐트리 이동유닛(600)을 포함한다. 참고로, X축, Y축, Z축은 직각된 방향을 이루며, 겐트리(200)는 Y축을 따라 수평 이동하며, 헤드 블럭(400)에 부착된 디스펜서 밸브(300)는 X축을 따라 수평 이동 및 Z축을 따라 수직 이동한다.
노즐(500)은 각 디스펜서 밸브(300)의 측면에 형성된 노즐 포트(323)에 연통되어, 기판상에 액상물을 토출한다.
스테이지(100)는 기판(S)을 안치하기 위해 기판(S)과 대응되는 형상으로 제작된다. 본 발명의 실시예에서는 기판(S)으로 사각형 형태의 기판(S)을 사용한다. 이에, 스테이지(100)도 사각형 형태의 스테이지(100)를 사용한다. 스테이지(100)는 도시되지는 않았지만, 기판(S)을 안치 고정시키기 위한 별도의 고정부를 구비할 수 있다. 이때, 고정부로 정전척 또는 진공 고정 장치를 사용할 수 있다. 여기서, 진공 고정 장치를 사용하는 경우, 스테이지(100)의 상측에는 진공 펌프에 연통된 복수의 홀이 마련될 수 있다. 이를 통해 스테이지(100) 상측에 안치되는 기판(S)을 고정시킬 수 있다.
겐트리 이동유닛(600)은 복수의 디스펜서 밸브(300)가 수평이동하는 방향과 교차하는 방향으로 겐트리(200)를 이동시키도록 제작되는 것이 바람직하다. 이러한 겐트리 이동유닛(600)은 스테이지(100) 상부에서 나란하게 이격되어 평행하게 설치되는 한 쌍의 겐트리 가이드 레일(610), 한 쌍의 겐트리 가이드 레일(610) 상부에 각각 설치되어 상기 한 쌍의 겐트리 가이드 레일(610)을 따라 활주하는 겐트리 구동유닛(620)을 포함한다. 여기서, 한 쌍의 겐트리 가이드 레일(610)은 복수의 토출부(410)가 X방향으로 수평이동하는 방향과 직교하도록 스테이지(100) 상에 Y축 방향을 따라 설치된다. 그리고, 겐트리 구동유닛(620)의 상부는 겐트리(200)의 하부와 결합되어 있다. 이에, 겐트리 구동유닛(620)이 겐트리 가이드 레일(610)을 따라 활주함에 따라, 상기 겐트리 구동유닛(620)과 결합된 겐트리(200)가 수평이동하게 된다. 이때, 겐트리 구동유닛(620)은 예를 들어 직선운동을 발생하는 리니어 모터 및 볼스크류와 볼스크를 회전시키는 모터의 조합일 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 겐트리 구동유닛(620)은 겐트리 가이드 레일(610) 상에서 활주할 수 있는 어떠한 방식이 적용되어도 무방하다.
헤드 블럭(400)은 기판(S) 상에 액정을 토출하는 토출부(410)를 구비한 디스펜서 밸브(300)를 X축 방향으로 수평 이동시키거나, Z축 방향으로 상하 이동시키는 역할을 한다. 이러한 헤드 블럭(400)은 가이드 레일(700)을 따라서 X축 방향으로 수평 이동하기 때문에 이에 부착된 디스펜서 밸브(300) 역시 수평 이동할 수 있다. 또한 디스펜서 밸브(300)는 헤드 블럭의 표면을 따라 Z축 방향으로 상하 이동할 수 있다. 디스펜서 밸브(300)를 이동시키는 헤드블럭 이동유닛(미도시)은 다양한 예로 구현 가능한데, 예컨대, 마그네틱부로 구동하거나, 모터 구동을 하는 등의 다양한 방법이 있을 수 있다. 또한 각 디스펜서 밸브(300)에는 비전 카메라(미도시)가 마련될 수 있다. 비전 카메라(vision camera)는 헤드 블럭(400)의 저면에 형성된 노즐(500) 옆, 헤드 블럭(400)의 측벽면, 헤드 블럭(400)의 전면 등에 설치되어 기판을 향하도록 설치될 수 있다.
실린지(311,312)는 액상물 저장탱크(미도시)로부터 액상물을 공급받아, 일정량을 디스펜서 밸브(300)로 제공하는 역할을 한다. 여기서, 실린지(311,312)는 캐리어 가스 예를 들어, 질소 가스를 주입하여 액정을 일정한 압력으로 디스펜서 밸브(300)에 공급하도록 하는 가압 장치(미도시)와 연결될 수 있다.
실린지는 대용량의 액상물을 디스펜서 밸브(300)에 공급하는 제1실린지(311)와, 대용량보다 적은 양의 액상물을 공급하는 디스펜서 밸브(300)에 공급하는 제2실린지(312)를 포함한다. 제1실린지(311)는 디스펜서 밸브(300)에 마련된 제1공급 포트(321)에 연결된다. 제1실린지(311)는 제2실린지 충진 모드에서는 액상물 저장탱크(미도시)로부터 액상물을 공급받아 제1공급 포트(321)를 통하여 디스펜서 밸브(300)의 내부 공간에 공급한다. 한편, 액상물 저장탱크(미도시)와 제1실린지(311) 사이에는 밸브(미도시)가 설치될 수 있다. 이에, 밸브(미도시)가 오픈되면 액상물 저장 탱크(미도시) 내의 액상물이 제1실린지(311)로 전달될 수 있다. 제1실린지(311)는 액상물 저장 탱크로부터 대용량의 액상물을 공급받는다. 또한 액상물 저장탱크(미도시)와 제1실린지(311)의 연결체와, 제1실린지(311)의 가압수단은 별도로 도시하지 않았다.
제2실린지(312)는 디스펜서 밸브(300)에 마련된 제2공급 포트(322)에 연결되어, 제2실린지 충진 모드에서는 제2공급 포트(322)로부터 액상물을 공급받으며, 노즐 토출 모드에서는 다시 제2공급 포트(322)를 통하여 디스펜서 밸브(300)의 내부 공간으로 액상물을 공급한다. 제2실린지(312)는 제1실린지(311)보다 적은 용량을 가져, 액상물 토출을 위한 정량의 액상물만을 임시로 보관하는 실린지이다.
제1실린지(311)와 제2실린지(312)는 각각의 액상물 잔량을 감지하는 감지 센서가 구비된다. 즉, 제1실린지(311)의 액상물 잔량을 감지하는 제1잔량 감지 센서(361)와, 제2실린지(312)의 액상물 잔량을 감지하는 제2잔량 감지 센서(362)를 포함한다.
디스펜서 밸브(300)는 겐트리(200) 상에서 가이드 레일(700)과 직교하는 방향으로 X축 방향으로 나열되어 이격 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 복수의 헤드블럭(300)은 가이드 레일(700)과 직교하는 방향으로 나열되도록 배치된다.
디스펜서 밸브(300)는, 제1실린지(311)을 통해 충진된 제2실린지(312)의 액상물을 노즐 포트(323)을 통하여 노즐(500)에 제공하는 개폐를 수행한다. 이를 위하여 디스펜서 밸브(300)는 디스펜서 밸브 하우징(301), 제1공급 포트(321), 제2공급 포트(322), 노즐 포트(323), 실린더 로드(330)를 포함한다.
디스펜서 밸브 하우징(301)은, 내부 벽면으로 둘러싸인 내부 공간을 구비한다. 내부 공간은 실린더 로드(330)의 길이보다 더 긴 내부 공간을 가지도록 하여, 실린더 로드(330)가 내부 공간의 길이 방향을 따라서 이동(전진 및 후진)이 이루어질 수 있도록 한다. 디스펜서 밸브 하우징(301)은 원형 기둥체, 다각형 기둥체의 형태를 가질 수 있으며, 디스펜서 밸브 하우징(301)의 측벽에 제1공급 포트(321), 제2공급 포트(322) 및 노즐 포트(323)가 마련된다.
공급 포트(321,322)는, 디스펜서 밸브 하우징(301)의 측벽에 마련되어, 실린지(311,312))와 디스펜서 밸브 하우징(301)의 내부 공간을 디스펜서 밸브 하우징(301)의 측벽에서 연통시켜, 제1실린지(311) 및 제2실린지(312)로부터의 액상물을 디스펜서 밸브 하우징(301)의 내부 공간에 공급한다. 즉, 공급 포트는, 제1실린지(311)와 내부 공간을 연통(連通)시키는, 즉, 제1실린지(311)와 내부 공간을 관통하여 연결시키는 제1공급 포트(321)와, 제2실린지(312)와 내부 공간을 관통하여 연결시키는 제2공급 포트(322)를 포함한다. 참고로 도 6 및 도 7의 단면도에서 제2공급 포트(322)의 위치를 원으로 표시하였는데, 도 3의 디스펜서 밸브(300)의 그림에서 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322)가 대향하는 맞은편 측벽에 형성된 예시가 아니고, 서로 인접한 측벽에 형성되어 있기 때문에 도 6 및 도 7의 단면도에서 제2공급 포트(322)가 표시될 수 없기 때문에 원으로 표시하였다.
따라서 도 6에 도시한 바와 같이 실린더 로드(330)가 전진 이동되어 실린더 로드(330)의 제1둘레 단차홈(331)이 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322)에 위치하게 되어, 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322)가 서로 연통된 상태가 된다. 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322)가 서로 연통된 상태에서는, 제1실린지(311)의 액상물은 제1공급 포트(321)로 공급되어 디스펜서 밸브 하우징(301)의 내부 공간과 실린더 로드(330) 사이의 제1둘레 단차홈(331)으로 유입되고, 제1둘레 단차홈(331)으로 유입된 액상물은 제1둘레 단차홈(331)과 내부공간의 내부면 사이의 이격틈 사이를 채우게 되고, 제1둘레 단차홈(331)과 연통된 제2공급 포트(322)를 통하여 제2실린지(312)를 채우게 된다. 이때 제1실린지(311)에는 비반응 가스 등으로 가압하여 제1실린지(311)의 액상물이 제1공급 포트(321)로 공급되도록 한다.
한편, 도 7에 도시한 바와 같이 실린더 로드(330)가 후진 이동하여 실린더 로드(330)의 제2둘레 단차홈(332)이 제2공급 포트(322)와 노즐 포트(323)에 위치하게 되어, 제2공급 포트(322)와 노즐 포트(323)가 서로 연통된 상태가 된다. 제2공급 포트(322)와 노즐 포트(323)가 서로 연통된 상태에서는, 제2실린지(312)에 충진된 액상물은 제2공급 포트(322)를 통하여 디스펜서 밸브 하우징(301)의 내부 공간과 실린더 로드(330) 사이의 제2둘레 단차홈(332) 사이의 이격틈 사이로 유입되고, 제2둘레 단차홈(332)과 내부 공간의 내부면 사이의 이격틈 사이로 유입된 액상물은, 노즐 포트(323)를 통하여 노즐(500)에 공급된다. 이때 제2실린지(312)에는 비반응 가스 등으로 가압이 이루어져 제2실린지(312)의 액상물이 제2공급 포트(322)로 공급되도록 한다.
노즐 포트(323)는 디스펜서 밸브(300)의 내부 공간과 노즐(500)을 디스펜서 밸브 하우징(301)의 측벽에서 연통시킨다. 따라서 노즐 포트(323)를 통하여 공급되는 액상물은 노즐 연결관을 거쳐서 노즐(500)에서 토출될 수 있다.
한편, 디스펜서 밸브 하우징(301)의 측벽에 마련되는 제1공급 포트(321), 제2공급 포트(322)는 서로 다른 측벽 위치에 마련될 수 있다. 예를 들어, 디스펜서 하우징의 제1측벽에 제1공급 포트(321)가 마련되면, 제1측벽이 아닌 제2측벽에 제2공급 포트(322)가 마련되도록 할 수 있다. 동일한 측벽에 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322)를 마련할 경우, 제1실린지(311)와 제2실린지(312)를 배치하는 설계가 복잡해지기 때문이다. 또한 제1공급 포트(321), 제2공급 포트(322), 노즐 포트(323)가 디스펜서 밸브 하우징(301)의 길이 방향을 따라 순차적으로 배치되도록 한다. 즉, 디스펜서 밸브 하우징(301)의 길이 방향을 Z축이라 할 경우, 가장 상측에 제1공급 포트(321)를 배치하며, 제1공급 포트(321)의 하측에 제2공급 포트(322)를 배치하며, 제2공급 포트(322)의 하측에 노즐 포트(323)를 배치한다.
실린더 로드(330)는 디스펜서 밸브(300)의 내부 공간 내에서 전후진하여, 내부 공간의 내부면과의 이격틈 사이에 존재하는 액상물을 노즐 포트(323)를 통하여 노즐(500)로 전달한다. 도 8은 실린더 로드(330)의 사시도를 참조하면, 실린더 로드(330)는, 실린더 로드(330)의 기둥면 둘레를 따라 파여진 제1둘레 단차홈(331)과, 제1둘레 단차홈(331)과 이격되어, 실린더 로드(330)의 기둥면 둘레를 따라 파여진 제2둘레 단차홈(332)을 포함한다. 'U'자 형태의 홈이 실린더 로드(330)의 기둥체의 둘레를 따라서 일정한 형태로 파여진다. 제1둘레 단차홈(331)과 제2둘레 단차홈(332)은 일정한 거리를 두고 이격되어 형성된다.
이러한 제1둘레 단차홈(331)은 제1단차 저면(331a)과, 제1단차 저면(331a)과 실린더 로드(330)의 기둥면 사이를 경사지게 잇는 제1단차 제1연결면(331b) 및 제1단차 제1연결면(331b)을 포함한다. 마찬가지로, 제2둘레 단차홈(332)은, 제2단차 저면(332a)과, 제2단차 저면(332a)과 실린더 로드(330)의 기둥면 사이를 경사지게 잇는 제2단차 제1연결면(332b) 및 제2단차 제2연결면(332c)을 포함한다.
또한 제1둘레 단차홈(331)의 단차폭(d1)은 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322) 사이의 이격 거리보다 크게 형성되도록 한다. 마찬가지로, 제2둘레 단차홈(332)의 단차폭(d2)은 제2공급 포트(322)와 노즐 포트(323) 사이의 이격 거리보다 크게 형성되도록 한다. 여기서 단차폭이라 함은, 실린더 로드(330)의 기둥면에서 파여진 폭을 말하는 것으로, 제1단차 연결면과 기둥면의 연결 지점부터 제2단차 연결면과 기둥면의 연결 지점까지의 거리를 말한다.
한편, 실린더 로드(330)의 전진 이동에 의하여 도 6에 도시한 바와 같이 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322)가 제1둘레 단차홈(331)에 연통되어, 제2공급 포트(322)에 연결된 제2실린지(312)로 액상물이 충진될 때, 제2포트의 액상물이 노즐 포트(323)로 흘러가지 않도록 실링(sealing)하기 위하여, 제2연결 포트와 노즐 포트(323) 사이의 내부 공간의 내부면에 돌출된 링 형상의 제2탄성체(342)를 구비한다.
또한 실린더 로드(330)의 후진 이동에 의하여 도 7에 도시한 바와 같이 제2공급 포트(322)와 노즐 포트(323)가 제2둘레 단차홈(332)에 연통되어, 제2실린지(312)의 액상물이 노즐 포트(323)를 통해 노즐(500)로 제공될 때, 노즐 포트(323)의 액상물이 제1공급 포트(321)로 흘러가지 않도록 실링하기 위하여, 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322) 사이의 내부 공간의 내부면에 돌출된 링 형상의 제1탄성체(341)를 구비한다.
이러한 제1탄성체(341) 및 제2탄성체(342) 각각은, 실린더 로드(330)의 기둥면과 내부 공간 내부면 사이의 이격틈의 간격보다 큰 높이로서 돌출되며, 단차 저면과 내부 공간 내부면 사이의 이격틈의 간격보다 작은 높이로서 돌출되도록 형성한다. 제1탄성체(341) 및 제2탄성체(342)가 이러한 높이를 가짐으로써, 제2실린지 충진 모드 시에 제1탄성체(341)가 제1공급 포트(321)에서 제2공급 포트(322)로 흘러가는 액상물의 흐름을 막지 않도록 하면서, 제2탄성체(342)가 제2공급 포트(322)에서 노즐 포트(323)로 흘러가지 않도록 할 수 있다. 따라서 제2실린지 충진 모드로 동작할 때 노즐 끝단에 액상물 뭉침 현상을 개선할 수 있다. 또한 노즐 토출 모드시에 제2탄성체(342)가 제2공급 포트(322)에서 노즐 포트(323)로 흘러가는 액상물의 흐름을 막지 않도록 하면서, 제1탄성체(341)가 제2공급 포트(322)에서 제1공급 포트(321)로 흘러가지 않도록 할 수 있다.
상기에서 살핀 바와 같이 디스펜서 밸브(300)는, 실린더 로드(330)의 전진 또는 후진 상태에 따라서 제2실린지(312)가 충진되는 모드(제2실린지 충진 모드), 노즐(500)을 통해 액상물이 토출되는 모드(노즐 토출 모드)로 동작하게 된다. 참고로 실린더 로드(330)는 원하는 만큼 전진 및 후진 이동을 수행하는 다양한 구동 수단에 의하여 전후진이 이루어질 수 있다.
구동 수단은, 디스펜서 밸브 하우징(301)의 길이 방향의 한끝단에 마련된 복동 실린더에 의하여 실린더 로드(330)의 전진 또는 후진이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시한 바와 같이 기체 공급 실린더(371)를 차단한 상태에서 기체 흡입 실린더(372)를 통하여 감압을 할 경우, 디스펜서 밸브 하우징(301) 내의 기체실(R) 내부의 기체는 흡입 밸브 실린더를 통하여 외부로 배출되어 음압이 되어, 실린더 로드(330)가 기체 흡입 실린더 방향으로 전진되어, 제1공급 포트(321)과 제2공급 포트(322)가 오픈되어 연통될 수 있다.
반대로 도 7에 도시한 바와 같이 기체 흡입 실린더(372)를 차단한 상태에서 기체 공급 실린더(371)를 통하여 양압의 기체를 공급할 경우, 디스펜서 밸브 하우징(301) 내의 기체실(R) 내부에 기체가 채워지며 실린더 로드(330)를 밀어서 후진시킬 수 있다. 실린더 로드(330)의 후진으로 인하여, 도 7에 도시한 바와 같이 제2공급 포트(322)와 노즐 포트(323)는 서로 오픈되어 연통될 수 있다. 참고로, 기체실(R)에 채워진 기체는 노즐 포트(323)와 기체실(R) 사이에 위치한 탄성체에 의하여 노즐 포트(323)로 유입되지 않는다.
또한 참고로, 실린더 로드(330)가 디스펜서 밸브 하우징(301)의 내부의 밀폐 공간에 존재하는데, 이는, 디스펜서 밸브 하우징(301)을 두 개의 분리된 하우징으로 제작하여, 어느 하나의 하우징 내부에 실린더 로드(330)를 위치시킨 후 다른 하우징을 밀폐 결합시키는 방식으로 구현할 수 있다.
한편, 디스펜서 밸브(300)를 제2실린지 충진 모드 또는 노즐 토출 모드로 동작시키기 위하여, 개폐 제어부(미도시)는, 실린더 로드(330)의 전진 이동 또는 후진 이동에 따라서 노즐 포트(323), 제1공급 포트(321), 제2공급 포트(322) 사이의 연결 경로 개폐를 제어한다.
도 9는 실린더 밸브를 제2실린지 충진 모드로 동작시킬 때, 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322)의 연결 경로를 개념적으로 도시한 그림이다. 참고로, 도 3 내지 도 7의 그림에서는, 제1공급 포트(321), 제2공급 포트(322), 노즐 포트(323)는 디스펜서 밸브 하우징(301)의 서로 다른 벽체에 형성됨을 도시하였지만, 도 9는 설명의 편의를 위하여, 제2공급 포트(322)와 노즐 포트(323)가 서로 같은 벽체에 형성되고, 제1공급 포트(321)는 이와 마주보는 대향하는 벽체에 형성되었을 때의 단면도를 도시하였다.
제2실린지(312)에 액상물을 공급하고자 하는 제2실린지 충진 모드로 동작하는 경우, 개폐 제어부(미도시)는, 제1둘레 단차홈(331)이 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322)의 모두에 대향하는 지점에 위치할 때까지 실린더 로드(330)를 전진 이동시켜 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322)를 서로 연통되도록 하며, 제1실린지(311)의 액상물에 압력을 가한다. 따라서 제1실린지(311)의 액상물에 압력을 가함으로써, 제1실린지(311)의 액상물이 제1공급 포트(321), 제1둘레 단차홈(331), 제2공급 포트(322)를 차례로 거쳐서 제2실린지(312)에 채워져 충진될 수 있다. 이때, 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322) 사이에 위치한 링 형상의 제1탄성체(341)의 돌출이 제1둘레 단차홈(331)의 저면에 닿지 않기 때문에, 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322)는 제1탄성체(341)에 의해 영향받지 않고 연통될 수 있다. 반면에, 제2공급 포트(322)와 노즐 포트(323) 사이에 위치한 링 형상의 제2탄성체(342)의 돌출이 실린더 로드(330)의 기둥면에 밀착되어 닿아 실링되기 때문에 제2공급 포트(322)의 액상물이 노즐 포트(323)로 흘러가지 않게 된다. 따라서 충진 시에 노즐 끝단의 뭉침 현상이 발생하지 않는다.
또한 제2실린지(312)는 제1실린지(311)보다 적은 용량의 용기로 이루어져, 정밀한 정량의 실린지의 양을 제2실린지(312)에 충진시킬 수 있다. 제2실린지(312)에 충진되는 용량이 미리 설정한 정량에 도달할 경우, 실린더 로드(330)를 후진 이동시켜 제1둘레 단차홈(331)이 제1공급 포트(321)에만 위치시키고 제2공급 포트(322)에 대향하는 지점에 위치하지 않도록 하여, 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322)의 연통을 차단한다. 참고로, 제2실린지(312)의 충진량의 감지는, 제2실린지(312)의 액상물 잔량을 감지하는 제2잔량 감지 센서(362)에 의해 감지될 수 있다.
도 10은 제2실린지(312)에 채워진 액상물을 노즐(500)을 통하여 토출하는 노즐 토출 모드로 동작시킬 때, 제2공급 포트(322)와 노즐 포트(323)의 연결 경로를 개념적으로 도시한 그림이다. 참고로, 도 3 내지 도 7의 그림에서는, 제1공급 포트(321), 제2공급 포트(322), 노즐 포트(323)는 디스펜서 밸브 하우징(301)의 서로 다른 벽체에 형성됨을 도시하였지만, 도 10은 설명의 편의를 위하여 도 7과 마찬가지로, 제2공급 포트(322)와 노즐 포트(323)는 서로 같은 벽체에 형성되고, 제1공급 포트(321)는 이와 마주보는 대향하는 벽체에 형성되었을 때의 단면도를 도시한 그림이다.
노즐(500)을 통하여 액상물을 토출하는 노즐 토출 모드로 동작하는 경우, 개폐 제어부(미도시)는, 제2둘레 단차홈(332)이 상기 제2공급 포트(322)와 노즐 포트(323)에 모두 위치할 때까지 상기 실린더 로드(330)를 후진 이동시켜 제2공급 포트(322)와 노즐 포트(323)를 서로 연통되도록 하며, 제2실린지(312)에 채워진 액상물에 압력을 가함으로써, 제2실린지(312)의 액상물이 제2공급 포트(322), 제2둘레 단차홈(332), 노즐 포트(323)를 차례로 거쳐서 노즐(500)을 통하여 토출될 수 있다.
이때, 제2공급 포트(322)와 노즐 포트(323) 사이에 위치한 링 형상의 제2탄성체(342)의 돌출이 제2둘레 단차홈(332)의 저면에 닿지 않기 때문에, 제2공급 포트(322)와 노즐 포트(323)는 제2탄성체(342)에 의해 영향받지 않고 연통될 수 있다. 반면에, 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322) 사이에 위치한 링 형상의 제1탄성체(341)의 돌출이 실린더 로드(330)의 기둥면에 밀착되어 닿아 실링되기 때문에 제2공급 포트(322)의 액상물이 제1공급 포트(321)로 역으로 흘러가지 않게 된다.
한편, 실린더 로드(330)가 후진된 상태에서, 제1실린지(311)의 액상물에 압력을 가하여 제1공급 포트(321)를 통하여 제1둘레 단차홈(331)에 액상물을 채운다. 그 후, 제2실린지(312)의 액상물이 노즐(500)을 통하여 전부 토출이 감지된 경우에는, 실린더 로드(330)를 다시 전진 이동하여 도 7에 도시한 바와 같이 제1공급 포트(321)와 제2공급 포트(322)가 서로 연통되도록 하여, 정량 부피를 가지는 제2실린지(312)에 액상물이 충진되도록 한다. 실린더 로드(330)가 후진된 상태에서 제1둘레 단차홈(331)에 액상물을 채워두는 것은, 실린더 로드(330)의 전진 이동이 있을 때 곧바로 제2실린지(312)를 충진할 수 있도록 하여 충진 시간 단축을 위함이다.
또한 실린더 로드가 후진하여 노즐(500)을 통하여 액상물을 토출하는 노즐 토출 모드로 동작하는 경우, 제2단차홈(332)에 의하여 제2공급 포트(322)와 노즐 포트(323)가 서로 연통되는데, 이때, 제2공급 포트(322)에 음압(suck back)을 적용할 수 있다. 액상물의 고점도 또는 저점도의 특성에 따라서 노즐 뭉침 현상을 점도 상황에 따라 별도로 적용 가능하다.
결국, 본 발명의 실시예와 같이 대용량의 제1실린지(311)와 소용량(정량)의 제2실린지(312)를 함께 사용함으로써, 제2실린지(312)의 토출 종료 후 충진이 이루어질 때 제2실린지(312)의 교체없이 제1실린지(311)에서 제2실린지(312)로 액상물을 곧바로 충진할 수 있어 실린지 교체 시간을 단축할 수 있다 또한 제2실린지(312)의 충진 시에 제2탄성체(342)에 의하여 노즐 포트(323)으로 액상물이 흘러가지 않도록 함으로써, 노즐 끝단의 뭉침 현상 문제를 해결할 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
300:디스펜서 밸브 311:제1실린지
312:제2실린지 321:제1공급 포트
322:제2공급 포트 323;노즐 포트
330:실린더 로드 331:제1둘레 단차홈
332:제2둘레 단차홈 341:제1탄성체
342:제2탄성체 500:노즐

Claims (15)

  1. 액상물이 채워진 실린지;
    내부 공간을 구비한 디스펜서 밸브 하우징;
    상기 실린지와 상기 내부 공간을 상기 디스펜서 밸브 하우징의 측벽에서 연통시켜, 상기 실린지로부터의 액상물을 상기 내부 공간에 공급하는 공급 포트;
    상기 내부 공간과 노즐을 상기 디스펜서 밸브 하우징의 측벽에서 연통시킨 노즐 포트;
    상기 내부 공간 내에서 전후진하여, 상기 내부 공간의 내부면과의 이격틈 사이에 존재하는 액상물을 상기 노즐 포트를 통하여 상기 노즐로 전달하는 실린더 로드;
    를 포함하는 디스펜서 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 공급 포트는,
    외부의 제1실린지와 상기 내부 공간을 연통시키는 제1공급 포트;
    외부의 제2실린지와 상기 내부 공간을 연통시키는 제2공급 포트;
    를 포함하는 디스펜서 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1실린지는 상기 제2실린지보다 더 큰 용량을 가지는 디스펜서 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1실린지의 액상물 잔량을 감지하는 제1잔량 감지 센서;
    상기 제2실린지의 액상물 잔량을 감지하는 제2잔량 감지 센서;
    를 포함하는 디스펜서 장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 제1공급 포트, 제2공급 포트, 노즐 포트가 상기 디스펜서 밸브 하우징의 길이 방향을 따라 순차적으로 배치되는 디스펜서 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 실린더 로드는,
    상기 실린더 로드의 기둥면 둘레를 따라 파여진 제1둘레 단차홈;
    상기 제1둘레 단차홈과 이격되어, 상기 실린더 로드의 기둥면 둘레를 따라 파여진 제2둘레 단차홈;
    을 포함하는 디스펜서 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제1둘레 단차홈 및 상기 제2둘레 단차홈 각각은,
    단차 저면, 상기 단차 저면과 실린더 로드의 기둥면 사이를 경사지게 잇는 단차 연결면을 포함하는 디스펜서 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 제1둘레 단차홈의 단차폭은 상기 제1공급 포트와 제2공급 포트 사이의 이격 거리보다 크게 형성되며, 상기 제2둘레 단차홈의 단차폭은 상기 제2공급 포트와 노즐 포트 사이의 이격 거리보다 크게 형성되는 디스펜서 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1연결 포트와 제2연결 포트 사이의 내부 공간의 내부면에 돌출된 링 형상의 제1탄성체;
    상기 제2연결 포트와 노즐 포트 사이의 내부 공간의 내부면에 돌출된 링 형상의 제2탄성체;
    를 구비한 디스펜서 장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 제1탄성체 및 제2탄성체 각각은, 상기 실린더 로드의 기둥면과 상기 내부 공간 내부면 사이의 이격틈의 간격보다 큰 높이로서 돌출되며, 상기 단차 저면과 상기 내부 공간 내부면 사이의 이격틈의 간격보다 작은 높이로서 돌출되어 있음을 특징으로 하는 디스펜서 장치.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 실린더 로드의 이동 상태에 따라서 상기 노즐 포트, 제1공급 포트, 제2공급 포트 사이의 연결 경로 개폐를 제어하는 개폐 제어부;를 포함하는 디스펜서 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 개폐 제어부는,
    상기 제2실린지에 액상물을 공급하여 충진하는 제2실린지 충진 모드로 동작하는 경우, 상기 제1둘레 단차홈이 상기 제1공급 포트와 제2공급 포트의 모두에 대향하는 지점에 위치할 때까지 상기 실린더 로드를 이동시켜 제1공급 포트와 제2공급 포트를 서로 연통되도록 하며, 상기 제1실린지의 액상물에 압력을 가하는 디스펜서 장치.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 개폐 제어부는,
    상기 제2실린지에 미리 설정한 용량의 액상물이 채워진 경우, 상기 제1둘레 단차홈이 상기 제2공급 포트에 대향하는 지점에 위치하지 않도록 상기 실린더 로드를 후진시키는 디스펜서 장치.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 개폐 제어부는,
    노즐을 통하여 액상물을 토출하는 노즐 토출 모드로 동작하는 경우, 상기 제2둘레 단차홈이 상기 제2공급 포트와 노즐 포트에 모두 위치할 때까지 상기 실린더 로드를 이동시켜 제2공급 포트와 노즐 포트를 서로 연통되도록 하며, 상기 제2실린지에 채워진 액상물에 압력을 가하는 디스펜서 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 개폐 제어부는,
    상기 실린더 로드가 후진된 상태에서, 상기 제1실린지의 액상물에 압력을 가하여 상기 제1공급 포트를 통하여 상기 제1둘레 단차홈에 액상물을 채우는 디스펜서 장치.
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