KR20160051525A

KR20160051525A - 도포 장치 및 도포 방법

Info

Publication number: KR20160051525A
Application number: KR1020150046334A
Authority: KR
Inventors: 쳉시옹 시아; 히사야 나가이; 마사키 요코야마
Original assignee: 쥬가이로 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2016-05-11
Also published as: KR102270149B1; JP2016087482A; TW201615284A; CN106031913B; CN106031913A; JP5782172B1; TWI644731B

Abstract

[과제] 가압 공급 방식이라도, 도포 처리를 개시할 때에 최초로 노즐로부터 토출되는 도액이 부풀어올라 도포되는 것을 억제하는 것이 가능하고, 도포 처리의 개시 시점부터 적절한 도막 두께로 도포 대상물에 도포할 수 있음과 아울러, 구성이 간단하고 또한 도막 두께 조정을 위한 제어도 용이한 도포 장치 및 도포 방법을 제공한다.
[해결 수단] 탱크(3)에 저류되어 있는 도액(b)을, 가압에 의해 도액 공급계(9)로 밀어내어 공급하는 도액 공급원(2)과, 도액 공급계에 접속되며, 공급되는 도액을 토출하면서, 도포 대상물(11)에 대해 상대 이동되어, 도포 대상물을 도포 처리하는 노즐(12)과, 도액 공급계에 마련되며, 도포 처리를 개시할 때 열려 도액을 노즐에 공급하고, 닫혀져 도액의 노즐로의 공급을 정지하는 개폐 밸브(13)와, 도액 공급계에 마련되고 또한 도액이 내부에 충만되며, 개폐 밸브가 열렸을 때에 노즐을 향해 전파되는 압력의 변화를 억제하는 버퍼 탱크(15)를 구비했다.

Description

도포 장치 및 도포 방법{COATING APPARATUS AND COATING METHOD}

본 발명은, 가압 공급 방식이라도, 도포 처리를 개시할 때에 최초로 노즐로부터 토출되는 도액(塗液)이 부풀어올라 도포되는 것을 억제하는 것이 가능한 것으로서, 도포 처리의 개시 시점부터 적절한 도막 두께로 도포 대상물에 도포할 수 있음과 아울러, 구성이 간단하고 또한 도막 두께 조정을 위한 제어도 용이한 도포 장치 및 도포 방법에 관한 것이다.

기판 등의 도포 대상물에 대해서 상대 이동되는 노즐에, 탱크 내부에 저류(貯留)되어 있는 도액을, 가압에 의한 밀어냄에 의해서 공급하는 가압 공급 방식으로 공급하도록 하고, 이것에 의해 노즐로부터 도액을 토출시켜 도포 대상물을 도포 처리하도록 한 도포 장치로서, 특허 문헌 1 및 2가 알려져 있다.

특허 문헌 1의 「슬릿식 도포 장치」는, 설비 코스트가 불어나지 않고, 도포 개시와 종료시의 약액(藥液)의 토출량을 제어하고, 균일한 도포막을 얻는 슬릿식 도포 장치의 제공을 과제로 하고, 도포 개시와 종료시에 약액의 토출량을 제어하는 슬릿식 도포 장치에 있어서, 상기 도포 약액 공급의 ON/OFF를 행하는 상시 폐쇄의 단동(單動) 약액 밸브를 가지는 기구와, 해당 약액 밸브의 개폐를 구동(제어)하기 위한 에어 압력을 컨트롤러로부터의 전기적 신호에 의해 자유 자재로 변경 가능한 전공(電空, Electro-Pneumatic) 레귤레이터를 가지는 기구와, 상기 레귤레이터에 전기적 신호를 전송하기 위한 컨트롤러를 가지는 기구를 구비하고 있는 슬릿식 도포 장치로 하도록 하고 있다. 특허 문헌 1에서는, 약액은 가압 탱크에 정밀 레귤레이터에 의해 가압되고, 약액 밸브의 밸브 직전까지 공급된 상태로 되어 있으며, 설정된 전공 레귤레이터의 에어압에 의해 약액 밸브의 밸브가 열려, 슬릿 노즐에 약액이 공급되는 구조로 되어 있다.

특허 문헌 2의 「기판 처리 장치 및 송액(送液, 액체를 보냄) 장치」는, 파티클(particle)을 발생시키지 않고, 처리액을 고정밀도로 보내는 장치를 제공하는 것을 과제로 하고, 슬릿 노즐에 대해서 레지스터액(처리액)을 보내는 송액 기구에, 레지스터 펌프와 구동 기구를 마련한다. 게다가, 레지스터 펌프에, 소경(小徑)의 제1 벨로우즈, 대경(大徑)의 제2 벨로우즈, 제1 벨로우즈와 제2 벨로우즈와의 접합 부재, 및 레지스터액의 유로가 되는 튜브를 마련한다. 구동 기구가 아래 방향으로 접합 부재를 이동시키는 것에 의해, 튜브의 내부 용적이 감소하고, 튜브 내의 레지스터액이 슬릿 노즐에 보내어진다. 또, 구동 기구가 아래 방향으로 접합 부재를 이동시키는 것에 의해, 튜브의 내부 용적이 증가하고, 레지스터 펌프에 레지스터액이 흡인된다. 특허 문헌 2에서는, 기판 처리 장치는, 레지스터액을 공급하는 공급 기구로서, 보급 장치, 버퍼 탱크, 센서를 구비하며, 버퍼 탱크는, 레지스터액을 일시적으로 저류하는 것에 의해서, 레지스터액에 혼입되어 있는 에어를 분리 제거하기 위해서 마련되어 있고, 제어계가 버퍼 탱크를 제어하는 것에 의해 대기압에 의해서 슬릿 노즐에 레지스터액의 송액을 행하도록 되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 제2002－254008호 공보 특허 문헌 2 : 일본특허공개 제2004－281640호 공보

도 5에는, 가압 공급 방식의 기본 구성이 나타내어져 있다. 기밀 구조의 탱크(a)에는, 도액(b)을 보충하기 위해서, 도액 보충용 개폐 밸브(c)를 가지는 도액 보충계(d)가 접속됨과 아울러, 공기 등의 가압용 가스를 탱크(a)로 도입하기 위해서, 가스 도입용 개폐 밸브(e)를 가지는 가스 도입계(f)가 접속되어 있다. 탱크(a)에 도입된 가스는, 탱크(a) 내부가 소정의 일정 압력값으로 유지되도록 가압하면서, 이 가압에 의해, 탱크(a)로부터 도액(b)을 밀어내도록 되어 있다.

탱크(a)와 노즐(g)과의 사이에는, 탱크(a)로부터 밀어내어진 도액(b)을 노즐(g)로 공급하여 토출시키기 위해서, 개폐 밸브(h)를 가지는 도액 공급계(i)가 마련되어 있다. 노즐(g)과 도포 대상물(j)과는 상대 이동되고, 이것에 의해 노즐(g)로부터 토출되는 도액(b)으로 도포 대상물(j)가 도포 처리되도록 되어 있다.

도포 대상물(j)을 도포 처리할 때에는, 탱크(a)에는 미리, 도액 보충계(d)로부터, 적어도 도포 처리 1회분의 도액(b)이 보충되어 저류되어 있다. 가스 도입용 개폐 밸브(e)가 열림으로써 탱크(a) 내부에 도입되는 가스는, 그 가압 작용에 의해, 탱크(a)로부터 도액 공급계(i)로 도액(b)을 밀어낸다.

상세하게는, 도액(b)의 밀어냄에 의한 탱크(a) 내부의 도액(b)의 감소에 따라서, 가스가 계속적으로 탱크(a) 내부에 도입되고, 이것에 의해 탱크(a) 내부가 소정의 일정 압력값으로 유지되면서, 도액(b)을 밀어내는 가압 작용이 유지된다.

일정 압력값으로 가압되어 있는 탱크(a)로부터 밀어내어진 도액(b)은, 열려 있는 개폐 밸브(h)를 통하여 노즐(g)로 공급되고, 노즐(g)에 공급된 도액(b)은, 노즐(g)로부터 도포 대상물(j)을 향해서 항상 일정한 토출압으로 토출되어, 토출 중에도 압력의 변동은 일어나지 않는다. 이것에 의해, 도포 대상물(j)은, 일정한 도막 두께로 도포 처리된다고 하는 장점이 있다.

도포 처리를 개시할 때에는 통상, 탱크(a) 내부로부터 노즐(g) 내부에 걸쳐, 도액(b)이 거의 충만되어 있음과 아울러, 도액 공급계(i)의 개폐 밸브(h)가 닫혀져 도액(b)의 유통이 차단되어 있다. 이 때, 탱크(a)에는, 도포 처리의 개시에 따라 도액(b)을 공급하기 위해서 가스가 도입되어 있어, 이 가스에 의해, 탱크(a) 내부는 소정의 일정 압력값으로 가압되어 있다. 따라서, 도액(b)은, 탱크(a)로부터 개폐 밸브(h)를 향해서, 이미 밀어냄 작용을 받고 있다.

이 때문에, 개폐 밸브(h)를 열면, 탱크(a) 내부는, 거의 소정의 일정 압력값이지만, 도액(b)은, 닫힌 상태에 있던 개폐 밸브(h)가 순간적으로 열리는 것에 의해, 노즐(g)을 향해 단번에 흘러, 탱크(a) 내부의 일정한 압력 상태와는 관계없이, 도 5 중의 그래프에 나타낸 바와 같이, 많은 토출량으로 노즐(g)로부터 토출되어 버린다.

이 결과, 도포 처리를 개시할 때, 예를 들면 최초로 노즐(g)로부터 토출되는 도액(b)이 도포되는 도포 시단(始端)(k)에서는, 도면 중, m부분으로 나타내는 바와 같이, 도액(b)이 부풀어올라 버린다고 하는 과제가 있었다.

본 발명은 상기 종래의 과제를 감안하여 창안된 것으로서, 가압 공급 방식이라도, 도포 처리를 개시할 때에 최초로 노즐로부터 토출되는 도액이 부풀어올라 도포되는 것을 억제하는 것이 가능한 것으로서, 도포 처리의 개시 시점부터 적절한 도막 두께로 도포 대상물에 도포할 수 있음과 아울러, 구성이 간단하고 또한 도막 두께 조정을 위한 제어도 용이한 도포 장치 및 도포 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 도포 장치는, 탱크 내에 저류(貯留)되어 있는 도액(塗液)을, 가압에 의해 도액 공급계로 밀어내어 공급하는 도액 공급원과, 해당 도액 공급계에 접속되며, 공급되는 도액을 토출하면서, 도포 대상물에 대해 상대 이동되어, 도포 대상물을 도포 처리하는 노즐과, 상기 도액 공급계에 마련되며, 도포 처리를 개시할 때에 열려 도액을 상기 노즐에 공급하고, 닫혀져 도액의 해당 노즐로의 공급을 정지하는 개폐 밸브와, 상기 도액 공급계에 마련되고, 또한 도액이 내부에 충만되며, 상기 개폐 밸브가 열렸을 때에 상기 노즐을 향해 전파되는 압력의 변화를 억제하는 버퍼 탱크(buffer tank)를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 버퍼 탱크는 가변 용량형인 것을 특징으로 한다.

상기 버퍼 탱크를 대신하여, 상기 도액 공급계에, 상기 개폐 밸브와 상기 노즐과의 사이에 배치하여, 도포 처리를 개시할 때 해당 개폐 밸브가 닫혀진 상태에서, 도액을 해당 노즐에 공급하는 시린지 펌프(syringe pump)를 마련하며, 해당 개폐 밸브는, 도포 처리를 개시할 때에 열리는 것을 대신하여, 상기 시린지 펌프에 의한 도액의 공급 정지에 따라 열리는 것을 특징으로 한다.

상기 도액 공급원과 상기 노즐과의 사이에, 도액 공급계와 병렬로, 추가의 도액 공급계를 마련함과 아울러, 해당 추가의 도액 공급계에, 도포 처리를 개시할 때 상기 개폐 밸브가 닫혀진 상태에서, 도액을 상기 노즐에 공급하는 시린지 펌프를 마련하며, 해당 개폐 밸브는, 도포 처리를 개시할 때에 열리는 것을 대신하여, 상기 시린지 펌프에 의한 도액의 공급 정지에 따라 열리는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 도포 방법은, 버퍼 탱크를 대신하여, 시린지 펌프를 구비한 상기 도포 장치를 이용하며, 도포 처리를 개시할 때 상기 개폐 밸브가 닫혀진 상태에서, 상기 시린지 펌프로부터 상기 노즐에 도액이 공급되고, 이어서 도포 처리를 속행하기 위해서, 상기 시린지 펌프에 의한 도액의 공급 정지에 따라서, 상기 개폐 밸브가 열려 상기 도액 공급원으로부터 상기 노즐에 도액이 공급되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 도포 방법은, 추가의 도액 공급계를 구비한 상기 도포 장치를 이용하며, 도포 처리를 개시할 때 상기 도액 공급계의 상기 개폐 밸브가 닫혀진 상태에서, 상기 시린지 펌프로부터 상기 추가의 도액 공급계를 매개로 하여 상기 노즐에 도액이 공급되고, 이어서 도포 처리를 속행하기 위해서, 상기 시린지 펌프에 의한 도액의 공급 정지에 따라서, 상기 개폐 밸브가 열려 상기 도액 공급원으로부터 상기 도액 공급계를 매개로 하여 상기 노즐에 도액이 공급되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 도포 장치 및 도포 방법에 있어서는, 가압 공급 방식이라도, 도포 처리를 개시할 때에 최초로 노즐로부터 토출되는 도액이 부풀어올라 도포되는 것을 억제할 수 있고, 도포 처리의 개시 시점부터 적절한 도막 두께로 도포 대상물에 도포할 수 있음과 아울러, 구성이 간단하고 또한 도막 두께 조정을 위한 제어도 용이하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 도포 장치 및 도포 방법의 제1 실시 형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명에 관한 도포 장치 및 도포 방법의 제2 실시 형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명에 관한 도포 장치 및 도포 방법의 제3 실시 형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 4는 본 발명에 관한 도포 장치 및 도포 방법의 제4 실시 형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 5는 종래의 도포 장치의 개략 구성도이다.

이하에, 본 발명에 관한 도포 장치 및 도포 방법의 바람직한 실시 형태를, 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1에는, 제1 실시 형태에 관한 도포 장치 및 도포 방법의 개략 구성이 나타내어져 있다.

제1 실시 형태에 관한 도포 장치(1)는, 도액 공급원(2)을 구비한다. 도액 공급원(2)은, 도액(b)을 저류하는 기밀 구조의 탱크(3)와, 탱크(3)에 접속되며, 탱크(3)로 도액(b)을 보충하는 도액 보충계(4)와, 탱크(3)에 접속되며, 탱크(3) 내부를 소정의 일정 압력값으로 가압하기 위해서, 탱크(3) 내부에 공기 등의 가스를 도입하는 가스 도입계(5)와, 탱크(3) 내부의 압력을 나타내는 압력계(6)로 구성된다.

도액 보충계(4)에는, 열리는 것에 의해, 도액(b)을 탱크(3)에 보충하고, 닫히는 것에 의해, 도액(b)의 보충을 정지하는 도액 보충용 개폐 밸브(7)가 마련된다. 탱크(3) 내부에는, 도포 처리 개시 전에 미리, 적어도 도포 처리 1회분의 도액(b)이 보충되어 저류된다.

가스 도입계(5)에는, 열리는 것에 의해, 가압용의 가스를 탱크(3)에 도입하고, 닫혀지는 것에 의해, 가스의 도입을 정지하는 가스 도입용 개폐 밸브(8)가 마련된다. 탱크(3) 내부에 도입되는 가스는, 탱크(3) 내부가 소정의 일정 압력값으로 유지되도록 가압하고, 이 가압에 의해, 탱크(3) 내부에 저류되어 있는 도액(b)을 해당 탱크(3)로부터 밀어내어, 후술하는 도액 공급계(9)에 공급한다.

구체적으로는, 가스는, 도액(b)의 밀어냄에 의한 탱크(3) 내부의 도액(b)의 감소에 따라서, 계속적으로 탱크(3) 내부에 도입되고, 이것에 의해 탱크(3) 내부가 소정의 일정 압력값으로 유지되면서, 도액(b)을 밀어내는 가압 작용이 유지되도록 되어 있다. 탱크(3) 내부의 일정 압력값은, 압력계(6)에 의해서 확인할 수 있다.

도액 공급원(2)의 탱크(3)에는, 도액 공급계(9)의 일단이 접속되고, 탱크(3)로부터 가압에 의해서 밀어내어진 도액(b)이 공급되고, 유통된다. 도액 공급계(9)의 타단에는, 해당 도포 공급계(9)를 통하여 공급되는 도액(b)을 토출하여, 기대(基台)(10)에 재치(載置)된 기판 등의 도포 대상물(11)을 도포 처리하는 노즐(12)이 접속된다.

노즐(12)이 도액(b)을 토출하고 있을 때에, 이들 노즐(12)과 기대(10)가, 도시하지 않는 이동 기구에 의해, 어느 일방이 타방에 대해, 혹은 쌍방이 서로, 상대 이동되는 것에 의해서, 노즐(12)로부터 토출되는 도액(b)으로 도포 대상물(11)이 도포 처리되도록 되어 있다. 도포 처리는 통상, 도포 대상물(11)이 길이 방향 일방의 단부인 도포 시단(11a)으로부터 개시되고, 도포 대상물(11)의 길이 방향 타방의 단부인 도포 종단(終端)(도시하지 않음)을 향해 행해진다.

노즐(12)과 탱크(3)와의 사이에 마련되는 도액 공급계(9)에는, 개폐 밸브(13a)가 마련된다. 개폐 밸브(13a)는, 열리는 것에 의해, 도액(b)을 탱크(3)(도액 공급원(2))으로부터 노즐(12)에 공급하고, 닫혀지는 것에 의해, 도액(b)의 노즐(12)로의 공급을 정지한다. 따라서, 개폐 밸브(13a)는, 도포 처리를 개시할 때에 열림 동작되고, 도포 처리 중, 개방 상태가 유지된다. 또, 도포 처리가 완료했을 때 등, 도포 처리를 행하지 않을 때에 닫힘 동작되어, 폐쇄 상태가 유지된다.

개폐 밸브(13a)의 개폐는, 수동이라도 좋고, 자동 제어되도록 해도 괜찮다.

도액 공급계(9)에는, 버퍼 탱크(15)가 마련된다. 도액 공급계(9)는, 탱크(3)에 접속되는 탱크측 계로(系路)(9a)와 노즐(12)에 접속되는 노즐측 계로(9b)의 2개의 계로로 구성되고, 이들 계로(9a, 9b)의 단부가 버퍼 탱크(15) 내부에 삽입되는 것에 의해, 버퍼 탱크(15)는 도액 공급계(9)에 개재된다. 본 실시 형태에서는, 도액 공급계(9)의 개폐 밸브(13a)는 탱크측 계로(9a)에 마련되어 있다.

버퍼 탱크(15)의 내부에는, 도액(b)이 충만된다. 버퍼 탱크(15)로의 도액(b)의 충전은, 사전에, 개폐 밸브(13a)를 열어 탱크(3)로부터 보내 두면 좋다.

도포 처리를 개시할 때에는 통상, 탱크(3) 내부로부터 노즐(12) 내부에 걸쳐, 도액(b)이 충만되어 있음과 아울러, 개폐 밸브(13a)가 닫혀 도액(b)의 유통이 차단되어 있다. 이 때, 탱크(3)에는, 도포 처리의 개시에 따라 도액(b)을 공급하기 위해서 가스가 도입되어 있고, 이 가스에 의해, 탱크(3) 내부는 소정의 일정 압력값으로 가압되어 있다. 따라서, 도액(b)은, 탱크(3)로부터 개폐 밸브(13a)를 향해서, 이미 밀어냄 작용을 받고 있다.

개폐 밸브(13a)를 열면, 탱크(3) 내부는, 거의 소정의 일정 압력값이지만, 도액(b)은, 닫힘 상태에 있던 개폐 밸브(13a)가 순간적으로 열리는 것에 의해, 탱크(3) 내부의 일정한 압력 상태와는 관계없이, 노즐(12)을 향해 단번에 흐르게 되어, 도액 공급계(9)에는, 노즐(12)을 향해 전파되는 압력의 변화가 발생한다.

버퍼 탱크(15)는, 개폐 밸브(13a)가 열렸을 때에 생기는 이 압력 변화를 억제한다. 도액(b)은, 완전한 비압축성 유체가 아니고, 압축 탄성을 가지므로, 개폐 밸브(13a)가 열림으로써, 탱크측 계로(9a)로부터 버퍼 탱크(15)에 유입한 도액(b)은, 큰 용량의 버퍼 탱크(15)에 의해, 해당 버퍼 탱크(15)의 내부에서 도액(b) 자신의 압축 탄성에 의해서, 단번에 흐르는 수격적(水擊的)인 현상이 완충된다. 이것에 의해, 개폐 밸브(13a)가 열렸을 때에, 도액 공급계(9)를 통하여 노즐(12)을 향해 전파되는 압력의 변화가 억제된다.

제1 실시 형태에 관한 도포 장치(1)의 작용에 대해 설명한다. 도포 처리를 개시하기 전의 준비 단계에서는, 탱크(3) 내부에 도액 보충계(4)로부터 도액(b)이 보충되어 저류되고, 그 후, 탱크(3) 내부에 가스 도입계(5)로부터 가압용의 가스가 도입되어, 해당 탱크(3) 내부가 소정의 일정 압력값으로 가압된다.

이 때, 도액 공급계(9)의 개폐 밸브(13a)는 닫혀져 있어, 도액(b)의 유통이 차단되어 있고, 도액(b)은, 탱크(3)로부터 개폐 밸브(13a)를 향해서 밀어냄 작용을 받고 있다. 이 때, 개폐 밸브(13a)로부터 노즐(12)에 걸치는 도중에는, 도액(b)이 충만되어 있음과 아울러, 버퍼 탱크(15) 내부에도 도액(b)이 충만되어 있다.

기대(10)에 재치된 도포 대상물(11)에 대해, 그의 도포 시단(11a)으로부터 도포 처리를 개시할 때에는, 도액 공급계(9)의 개폐 밸브(13a)가 열린다. 개폐 밸브(13a)가 열리면, 탱크(3) 내부는 거의 소정의 일정 압력값이지만, 도액(b)은, 닫혀져 있던 개폐 밸브(13a)가 순간적으로 열리는 것에 의해, 노즐(12)을 향해 단번에 흐르려고 한다.

개폐 밸브(13a) 위치로부터 유통하는 도액(b)은, 개폐 밸브(13a) 보다도 노즐(12)측에 위치하는 버퍼 탱크(15)로 흘러 들어간다. 버퍼 탱크(15)는, 상술한 바와 같이 그의 큰 용량과, 도액(b) 자신의 압축 탄성에 의해서, 도액(b)의 수격적인 흐름을 완충할 수 있어, 도액 공급계(9)를 노즐(12)을 향해 전파하는 압력의 변화를 억제할 수 있다. 그 때문에, 버퍼 탱크(15)에 모여지는 도액(b)의 용량은, 적어도, 도포 시단(11a)에서 도액(b)이 부풀어올라 버리는 양을 압축 탄성으로 흡수 가능한 만큼의 용량이 필요하게 된다.

버퍼 탱크(15)에 의해, 개폐 밸브(13a)가 열리는 것에 수반하는 압력 변화가 억제되고, 탱크측 계로(9a)로부터 버퍼 탱크(15) 내에 유입한 도액 유량에 상당하는 도액(b)이, 버퍼 탱크(15)로부터 노즐측 계로(9b)를 매개로 하여 노즐(12)에 공급된다. 따라서, 노즐(12)로부터 토출되는 도액(b)의 토출량은, 도 1 중의 그래프에 나타낸 바와 같이, 개폐 밸브(13a)의 개방에 의해서도, 급격하게 상승하지 않고, 도포 처리를 개시할 때부터, 거의 탱크(3) 내부에 가해지고 있는 소정의 일정 압력값에 대응하는 토출량으로 토출되게 된다.

이것에 의해, 개폐 밸브(13a)를 열어 도포 처리를 개시할 때에, 최초로 노즐(12)로부터 토출되는 도액(b)이 부풀어올라 도포되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 도포 처리 개시부터, 그 후의 계속적인 도포 처리에 걸쳐서, 거의 일정량으로 도액(b)을 노즐(12)로부터 토출시킬 수 있어, 적절한 도막 두께로 도포 대상물(11)을 도포 처리할 수 있다.

제1 실시 형태에 관한 도포 장치(1)는, 도액 공급계(9)에 버퍼 탱크(15)를 마련할 뿐이며, 구성이 극히 간단함과 아울러, 도막 두께 조정에 대한 특단의 제어도 필요가 없어, 용이하게 실시할 수 있다.

도 2에는, 제2 실시 형태에 관한 도포 장치 및 도포 방법의 개략 구성이 나타내어져 있다. 제2 실시 형태의 도포 장치(16)에서는, 버퍼 탱크(17)는, 용량 가변형으로 구성된다. 버퍼 탱크(17)에는, 그 용량을 변화시키기 위해서, 버퍼 탱크(17) 내부로의 압입량이 조정 가능한 샤프트(18)가 마련된다. 버퍼 탱크(17) 내로의 샤프트(18)의 압입량을 늘리면, 버퍼 탱크(17)로서의 용량이 작게 되고, 반대로 압입량을 줄이면, 용량이 크게 된다.

용량 가변의 버퍼 탱크(17)를 마련하는 것에 의해, 제1 실시 형태와는 달리, 개폐 밸브(13a)를 열었을 때의 도액(b)의 흐름의 응답성을 조정하는, 즉 도포 처리를 개시할 때에 노즐(12)로부터 최초로 토출되는 도액(b)의 토출량을 늘리거나 줄이거나 하여, 용이하게 도포 시단(11a)에서의 도액(b)의 부풀어 오름이 없게 되도록 조정을 행할 수 있다. 이와 같은 제2 실시 형태라도, 상기 제 1 실시 형태와 동일한 작용 효과를 나타낸다.

도 3에는, 제3 실시 형태에 관한 도포 장치 및 도포 방법의 개략 구성이 나타내어져 있다. 제3 실시 형태의 도포 장치(19)에서는 기본적으로, 버퍼 탱크(15, 17)를 대신하여, 그것 자신으로 도액(b)을 토출하는 기능을 가지는 시린지 펌프(syringe pump)(20)가 이용된다. 시린지 펌프(20)는, 탱크측 계로(9a)에 마련된 개폐 밸브(13a)와, 노즐측 계로(9b)에 마련된 개폐 밸브(13b)와의 사이에, 이들 양 계로(9a, 9b)의 단부와 접속하여, 도액 공급계(9)에 마련된다.

이것에 의해, 시린지 펌프(20)는, 개폐 밸브(13a)와 개폐 밸브(13b)와의 사이에 배치된다. 시린지 펌프(20)는, 피스톤 로드(20a)를 모터(20b)로 구동하는 것에 의해, 피스톤(20c)과 실린더(20d)의 사이에 충만 상태로 모여진 도액(b)을, 해당 시린지 펌프(20) 외측, 본 실시 형태에서는 도액 공급계(9)로 밀어내도록 되어 있다. 시린지 펌프(20)는 잘 알려져 있는 바와 같이, 고정밀도로 도액(b) 등의 액체나 기체의 밀어냄량을 조정할 수 있는 기능을 가지며, 토출 개시시에, 도포 시단(11a)에서 도액(b)이 부풀어 오름과 같은 사태가 생기지 않는다고 하는 장점이 있다.

시린지 펌프(20)로의 도액(b)의 충전은, 사전에, 개폐 밸브(13a)를 열고 또한 개폐 밸브(13b)를 닫아, 탱크(3)로부터 보내 두면 좋다. 개폐 밸브(13b)는, 도액(b)을 보낼 때 이외에는, 열린 상태가 유지된다. 시린지 펌프(20)에 모아 두는 도액(b)의 양은, 상기 제1 및 제2 실시 형태의 버퍼 탱크(15)의 경우와 마찬가지로, 적어도, 도포 시단(11a)에서 도액(b)이 부풀어올라 버리는 양을 압축 탄성으로 흡수 가능한 만큼의 양이 필요하게 된다.

큰 용량의 시린지 펌프(20)에 의해, 해당 시린지 펌프(20)의 내부에서 도액(b) 자신의 압축 탄성에 의해서, 단번에 흐르는 수격적인 현상이 완충된다. 이것에 의해, 개폐 밸브(13b)가 열려 있는 상태에서, 개폐 밸브(13a)가 열렸을 때에, 도액 공급계(9)를 통하여 노즐(12)을 향해 전파되는 압력의 변화가 억제된다.

시린지 펌프(20)에 의한 도액(b)의 밀어냄은, 개폐 밸브(13a)가 닫혀진 상태에서 행해진다. 한편, 개폐 밸브(13a)는, 피스톤(20c)과 실린더(20d)의 사이에 도액(b)이 충만하도록 모여져 있는 상태에서, 열림 동작된다.

구체적으로는, 시린지 펌프(20)는, 도포 처리를 개시할 때 개폐 밸브(13a)가 닫혀진(개폐 밸브(13b)는 열려 있는) 상태에서, 도액(b)을 노즐(12)에 공급한다. 한편, 개폐 밸브(13a)는, 도포 처리를 개시할 때에 열리는 제1 및 제2 실시 형태와는 달리, 시린지 펌프(20)에 의한 도액(b)의 공급 정지 후에, 그것에 따라서 열리도록 되어 있다.

제3 실시 형태의 도포 장치에 의한 도포 방법에 대해 설명한다. 도포 처리를 개시하기 전의 준비 단계는, 제1 및 제2 실시 형태와 동일하다. 도액 공급계(9)의 개폐 밸브(13a)는 닫혀져 있어, 도액(b)의 유통이 차단되어 있고, 도액(b)은, 탱크(3)로부터 개폐 밸브(13a)를 향해서 밀어냄 작용을 받고 있다. 이 때, 개폐 밸브(13a)로부터 노즐(12)에 걸치는 도중에는, 도액(b)이 충만되어 있음과 아울러, 시린지 펌프(20) 내부에도 도액(b)이 충만되어 있다.

도포 처리를 개시할 때에는, 개폐 밸브(13a)가 닫혀진(개폐 밸브(13b)는 열려 있는) 상태에서, 모터(20b)로 구동되는 시린지 펌프(20)에 의해 도액(b)이 노즐(12)에 공급되고, 노즐(12)로부터 도액(b)이 토출되어, 초기 단계의 도포가 행해진다. 그 후 곧바로, 도포 처리를 계속하기 위해서, 모터(20b)의 정지에 의해 시린지 펌프(20)에 의한 도액(b)의 노즐(12)로의 공급이 정지되면, 그것에 따라서 해당 공급 정지와 동시에, 도액 공급계(9)의 개폐 밸브(13a)가 열린다.

개폐 밸브(13a)가 열리면, 탱크(3) 내부는 거의 소정의 일정 압력값이지만, 도액(b)은, 닫혀져 있던 개폐 밸브(13a)가 순간적으로 열리는 것에 의해, 노즐(12)을 향해 단번에 흐르려고 하지만, 상기 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지로, 시린지 펌프(20)는, 상술한 바와 같이 그의 큰 용량과, 도액(b) 자신의 압축 탄성에 의해서, 도액(b)의 수격적인 흐름을 완충할 수 있어, 탱크(3)로부터 도액 공급계(9)를 매개로 하여 노즐(12)을 향해 전파하는 압력의 변화를 억제할 수 있다.

이것에 의해, 노즐(12)로부터 토출되는 도액(b)의 토출량은, 도 3 중의 그래프에 나타낸 바와 같이, 개폐 밸브(13a)의 개방에 의해서도, 급격하게 상승하지 않고, 시린지 펌프(20)에 의한 초기 단계의 도포에 이어서, 탱크(3) 내부에 가해지고 있는 소정의 일정 압력값에 대응하는 토출량으로 토출되게 된다.

이와 같이 고정밀도의 토출량 제어가 가능한 시린지 펌프(20)와 그것에 이어지는 개폐 밸브(13a)의 개방에 의해, 도포 처리를 개시할 때에, 최초로 노즐(12)로부터 토출되는 도액(b)이 부풀어 올라 도포되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 도포 처리 개시부터, 그 후의 계속적인 도포 처리에 걸쳐서, 거의 일정량으로 도액(b)을 노즐(12)로부터 토출시킬 수 있어, 적절한 도막 두께로 도포 대상물(11)을 도포 처리할 수 있다.

또, 시린지 펌프(20)는, 모터(20b)에 의해 구동할 때에 피스톤(20c)과 실린더(20d)와의 마찰에 의해서 미소(微小)한 채터링(chattering)이 발생하기 때문에, 시린지 펌프(20)만에 의한 도포 처리에서는, 도막 두께가 미소하게 변동할 우려가 있다.

시린지 펌프(20)는, 가변 용량형의 버퍼 탱크(17)라고 할 수 있으며, 개폐 밸브(13a)를 열었을 때의 도액(b)의 흐름의 응답성을 조정하는, 즉 도포 처리를 개시할 때에 노즐(12)로부터 최초로 토출되는 도액(b)의 토출량을 늘리거나 줄이거나 하여 조정할 수 있다.

이 제3 실시 형태에서는, 개폐 밸브(13a)의 개방에 따르는 도액(b)의 과잉인 토출을 억제할 필요가 있는 도포 처리의 초기 단계만, 시린지 펌프(20)를 이용하여, 해당 시린지 펌프(20)가 나타내는 도액(b)의 튀어나옴이 없는(탱크 가압에서는 튀어나옴이 있는), 즉 도포 시단(11a)에서 도액(b)이 부풀어 오르지 않는다고 하는 장점을 살리고, 그 후 곧바로, 탱크(3)로부터의 도액(b)의 밀어냄에 의한 이점, 즉 안정된 토출량의 확보(시린지 펌프(20)에서는 채터링에 의한 토출 변동의 우려가 있음)라고 하는 장점을 살린 도포 처리로 전환하고, 그리고, 이 전환한 순간의 도액(b)의 과잉인 흐름을, 시린지 펌프(20)의 버퍼 탱크로서의 완충 기능으로 방지할 수 있으므로, 도포 처리 개시시에서의 도액(b)의 부풀어 오름 방지와, 그 후의 도막 두께의 균일화를 일련으로 연속하여 확보할 수 있다.

이러한 제3 실시 형태라도, 상기 제1 및 제2 실시 형태와 동일한 작용 효과를 나타낸다.

제3 실시 형태에 관한 도포 장치(19)는, 도액 공급계(9)에 시린지 펌프(20)를 마련할 뿐이며, 구성이 극히 간단함과 아울러, 도막 두께 조정을 위한 제어도, 시린지 펌프(20)의 정지와 개폐 밸브(13a)의 개방을 동시에 행하는 것만으로 가능하여 간단하고, 용이하게 실시할 수 있다.

도 4에는, 제4 실시 형태에 관한 도포 장치 및 도포 방법의 개략 구성이 나타내어져 있다. 제4 실시 형태의 도포 장치(21)는 기본적으로, 제1 실시 형태의 구성에 부가하여, 시린지 펌프(20)를 가지는 추가의 도액 공급계(22)를, 도액 공급계(9)와 병렬 배치로, 탱크(3)와 노즐(12)의 사이에 마련하여 구성된다.

시린지 펌프(20)는, 상술과 거의 마찬가지로, 추가의 도액 공급계(22)의 탱크측 계로(22a)와 노즐측 계로(22b)와의 사이에, 이들 양 계로(22a, 22b)의 단부와 접속하여, 추가의 도액 공급계(22)에 마련된다. 제3 실시 형태와 마찬가지로, 양 계로(22a, 22b)에는, 시린지 펌프(20)를 사이에 둔 배치로, 개폐 밸브(13b)와, 추가한 개폐 밸브(13c)가 마련되어 있다. 이것에 의해, 시린지 펌프(20)는, 탱크(3)와 노즐(12)과의 사이에 배치된다. 시린지 펌프(20)는, 피스톤(20c)과 실린더(20d)의 사이에 충만 상태로 모여진 도액(b)을, 추가의 도액 공급계(22)로 밀어내도록 되어 있다. 개폐 밸브(13b 및 13c)는 각각, 제3 실시 형태의 개폐 밸브(13b 및 13a)와 동일하게 동작된다. 즉, 개폐 밸브(13b)는, 도액(b)을 시린지 펌프(20)로 보낼 때에만, 닫혀진다.

시린지 펌프(20)는, 제4 실시 형태에서는 추가의 도액 공급계(22)에 마련되며, 개폐 밸브(13a)를 가지는 도액 공급계(9)에는 마련되지 않으므로, 개폐 밸브(13a)가 열렸을 때에 생기는 압력의 변화를 억제하는 기능을 구비할 필요는 없고, 따라서, 제3 실시 형태의 경우와는 달리, 소용량으로 형성된다. 압력 변화의 억제 작용은, 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지로, 버퍼 탱크(15)(가변 용량형의 버퍼 탱크(17)라도 괜찮음)에 의해서 달성된다.

시린지 펌프(20)는, 도포 처리를 개시할 때에는, 탱크(3)로의 역류 방지를 위해, 개폐 밸브(13c)를 닫고, 또한 도액 공급계(9)의 개폐 밸브(13a)가 닫혀진 상태에서, 추가의 도액 공급계(22)를 매개로 하여 도액(b)을 노즐(12)에 공급한다. 한편, 개폐 밸브(13a)는, 도포 처리를 개시할 때에 열리는 제1 및 제2 실시 형태와는 달리, 시린지 펌프(20)에 의한 도액(b)의 공급 정지에 따라 열리며, 이것에 의해 탱크(3)로부터 도액 공급계(9)를 매개로 하여 노즐(12)에 도액(b)이 공급되도록 되어 있다.

제4 실시 형태의 도포 장치(21)에 의한 도포 방법에 대해 설명한다. 도포 처리를 개시하기 전의 준비 단계는, 제1 ~ 제3 실시 형태와 동일하다. 도액 공급계(9)의 개폐 밸브(13a)는 닫혀져 있어, 도액(b)의 유통이 차단되어 있고, 도액(b)은, 탱크(3)로부터 개폐 밸브(13a)를 향해서 밀어냄 작용을 받고 있다.

이 때, 도액 공급계(9)에서는, 개폐 밸브(13a)로부터 노즐(12)에 걸치는 도중에 도액(b)이 충만되어 있음과 아울러, 추가의 도액 공급계(22)에서도, 탱크(3)로부터 노즐(12)에 걸치는 도액(b)이 충만되고, 또한 시린지 펌프(20) 내부에도 도액(b)이 충만되어 있다. 탱크(3)로의 역류 방지를 위해, 개폐 밸브(13c)는 닫혀 있다.

도포 처리를 개시할 때에는, 개폐 밸브(13a)가 닫혀진 상태에서, 모터(20b)로 구동되는 시린지 펌프(20)에 의해 도액(b)이 추가의 도액 공급계(22)를 매개로 하여 노즐(12)에 공급되고, 노즐(12)로부터 도액(b)이 토출되어, 초기 단계의 도포가 행해진다. 그 후 곧바로, 도포 처리를 계속하기 위해서, 모터(20b)의 정지에 의해 시린지 펌프(20)에 의한 도액(b)의 노즐(12)로의 공급이 정지되면, 그것에 따라서 해당 공급 정지와 동시에, 도액 공급계(9)의 개폐 밸브(13a)가 열린다.

개폐 밸브(13a)가 열리면, 탱크(3)로부터 도액 공급계(9)를 매개로 하여 노즐(12)에 도액(b)이 공급된다. 도액 공급계(9)를 도액(b)이 유통할 때, 상기 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지로, 버퍼 탱크(15)는, 상술한 바와 같이 그의 큰 용량과, 도액(b) 자신의 압축 탄성에 의해서, 도액(b)의 수격적인 흐름을 완충할 수 있어, 탱크(3)로부터 도액 공급계(9)를 매개로 하여 노즐(12)을 향해 전파하는 압력의 변화를 억제할 수 있다.

이것에 의해, 노즐(12)로부터 토출되는 도액(b)의 토출량은, 도 4 중의 그래프에 나타낸 바와 같이, 개폐 밸브(13a)의 개방에 의해서도, 급격하게 상승하지 않고, 시린지 펌프(20)에 의한 초기 단계의 도포에 이어서, 탱크(3) 내부에 가해지고 있는 소정의 일정 압력값에 대응하는 토출량으로 토출되게 된다.

이와 같이 고정밀도의 토출량 제어가 가능한 시린지 펌프(20)와, 그것에 이어지는 개폐 밸브(13a)의 개방에 대한 버퍼 탱크(15)의 압력 완충 작용에 의해, 도포 처리를 개시할 때에, 최초로 노즐(12)로부터 토출되는 도액(b)이 부풀어 올라 도포되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 도포 처리 개시부터, 그 후의 계속적인 도포 처리에 걸쳐서, 거의 일정량으로 도액(b)을 노즐(12)로부터 토출시킬 수 있어, 적절한 도막 두께로 도포 대상물(11)을 도포 처리할 수 있다.

제4 실시 형태라도, 물론, 개폐 밸브(13a)의 개방에 수반하는 도액(b)의 과잉인 토출을 억제할 필요가 있는 도포 처리의 초기 단계만, 시린지 펌프(20)를 이용하고, 그 후 곧바로, 탱크(3)로부터의 도액(b)의 밀어냄에 의한, 안정된 토출량의 도포 처리로 전환하며, 그 전환 직후의 도액(b)의 과잉인 토출을 버퍼 탱크(15)로 완충하므로, 도포 처리 개시시에서의 도액(b)의 부풀어 오름 방지와, 그 후의 도막 두께의 균일화를 확보할 수 있다. 이와 같은 제4 실시 형태라도, 상기 제1~ 제3 실시 형태와 동일한 작용 효과를 나타낸다.

제4 실시 형태에 관한 도포 장치(21)는, 제1 실시 형태의 구성에, 시린지 펌프(20)를 구비하는 추가의 도액 공급계(22)를 마련할 뿐이며, 시린지 펌프(20)를 소용량화할 수 있는 등, 구성이 극히 간단함과 아울러, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 시린지 펌프(20)의 정지와 개폐 밸브(13a)의 개방을 동시에 행한다고 하는 간단한 제어로, 용이하게 실시할 수 있다.

버퍼 탱크(15)는, 제2 실시 형태에서 설명한 가변 용량형으로 해도 좋은 것은 물론이며, 이것에 의해 도막 두께의 조정을 더 자유 자재로 행할 수 있다.

1, 16, 19, 21 : 도포 장치 2 : 도액 공급원
3 : 탱크 4 : 도액 보충계
5 : 가스 도입계 6 : 압력계
7 : 도액 보충용 개폐 밸브 8 : 가스 도입용 개폐 밸브
9 : 도액 공급계 9a : 탱크측 계로
9b : 노즐측 계로 10 : 기대
11 : 도포 대상물 11a : 도포 시단
12 : 노즐 13a, 13b, 13c : 개폐 밸브
15 : 버퍼 탱크 17 : 가변 용량형 버퍼 탱크
18 : 샤프트 20 : 시린지 펌프
20a : 피스톤 로드 20b : 모터
20c : 피스톤 20d : 실린더
22 : 추가의 도액 공급계 22a : 탱크측 계로
22b : 노즐측 계로 a : 탱크
b : 도액 c : 도액 보충용 개폐 밸브
d : 도액 보충계 e : 가스 도입용 개폐 밸브
f : 가스 도입계 g : 노즐
h : 개폐 밸브 i : 도액 공급계
j : 도포 대상물 k : 도포 시단
m : 도액의 부풀어 오름

Claims

탱크 내에 저류(貯留)되어 있는 도액(塗液)을, 가압에 의해 도액 공급계로 밀어내어 공급하는 도액 공급원과,
해당 도액 공급계에 접속되며, 공급되는 도액을 토출하면서, 도포 대상물에 대해 상대 이동되어, 도포 대상물을 도포 처리하는 노즐과,
상기 도액 공급계에 마련되며, 도포 처리를 개시할 때에 열려 도액을 상기 노즐에 공급하고, 닫혀져 도액의 해당 노즐로의 공급을 정지하는 개폐 밸브와,
상기 도액 공급계에 마련되고, 또한 도액이 내부에 충만되며, 상기 개폐 밸브가 열렸을 때에 상기 노즐을 향해 전파되는 압력의 변화를 억제하는 버퍼 탱크(buffer tank)를 구비한 것을 특징으로 하는 도포 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 버퍼 탱크는 가변 용량형인 것을 특징으로 하는 도포 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 버퍼 탱크를 대신하여, 상기 도액 공급계에, 상기 개폐 밸브와 상기 노즐과의 사이에 배치하여, 도포 처리를 개시할 때 해당 개폐 밸브가 닫혀진 상태에서, 도액을 해당 노즐에 공급하는 시린지 펌프(syringe pump)를 마련하며,
해당 개폐 밸브는, 도포 처리를 개시할 때에 열리는 것을 대신하여, 상기 시린지 펌프에 의한 도액의 공급 정지에 따라 열리는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 도액 공급원과 상기 노즐과의 사이에, 도액 공급계와 병렬로, 추가의 도액 공급계를 마련함과 아울러,
해당 추가의 도액 공급계에, 도포 처리를 개시할 때 상기 개폐 밸브가 닫혀진 상태에서, 도액을 상기 노즐에 공급하는 시린지 펌프를 마련하며,
해당 개폐 밸브는, 도포 처리를 개시할 때에 열리는 것을 대신하여, 상기 시린지 펌프에 의한 도액의 공급 정지에 따라 열리는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
청구항 3에 기재된 도포 장치를 이용하며,
도포 처리를 개시할 때 상기 개폐 밸브가 닫혀진 상태에서, 상기 시린지 펌프로부터 상기 노즐에 도액이 공급되고,
이어서 도포 처리를 속행하기 위해서, 상기 시린지 펌프에 의한 도액의 공급 정지에 따라서, 상기 개폐 밸브가 열려 상기 도액 공급원으로부터 상기 노즐에 도액이 공급되는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
청구항 4에 기재된 도포 장치를 이용하며,
도포 처리를 개시할 때 상기 도액 공급계의 상기 개폐 밸브가 닫혀진 상태에서, 상기 시린지 펌프로부터 상기 추가의 도액 공급계를 매개로 하여 상기 노즐에 도액이 공급되고,
이어서 도포 처리를 속행하기 위해서, 상기 시린지 펌프에 의한 도액의 공급 정지에 따라서, 상기 개폐 밸브가 열려 상기 도액 공급원으로부터 상기 도액 공급계를 매개로 하여 상기 노즐에 도액이 공급되는 것을 특징으로 하는 도포 방법.