KR20210047931A - 액체 도포 장치 - Google Patents

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KR20210047931A
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아키히로 니시무라
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니혼 덴산 머시너리 가부시키가이샤
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Abstract

액체를 토출하는 토출부에 액체를 공급하는 액체 저류부 내의 압력을, 신속히 소정의 부압으로 할 수 있는 액체 도포 장치를 제공한다.
액체 도포 장치(1)는, 액체를 저류하는 액체 저류부(10)와, 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량을 검출하는 압력 센서(26)와, 액체 저류부(10) 내의 상기 액체를 외부로 토출하는 토출부(30)와, 대기압보다도 낮은 부압을 발생시키는 부압용 펌프(22a)와, 부압용 펌프(22a)에 의해 내부가 소정의 부압으로 조정되는 부압 조정 용기(22b)와, 압력 센서(26)의 검출 결과에 기초하여, 부압용 펌프(22a)의 구동을 제어하는 압력 조정 제어부(61)와, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 부압 조정 용기(22b) 내의 상기 소정의 부압으로 전환 가능한 압력 전환부(50)를 갖는다.

Description

액체 도포 장치
본 발명은 액체 도포 장치에 관한 것이다.
액체 저류부로부터 공급되는 액체를, 피 도포재로 토출하는 액체 도포 장치가 알려져 있다. 이러한 액체 도포 장치에서는, 액실의 용적을 바꿈으로써, 상기 액실 내의 액체가 토출된다. 상기 액체 도포 장치의 일례로서, 특허 문헌 1에는, 압전 소자를 구동시킴으로써 변형되는 가요판에 의해, 액체를 수용하는 액실 내의 용적을 변화시켜, 노즐로부터 액체를 토출시키는 도포 장치가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2016-59863호 공보
상기 특허 문헌 1에 개시되는 구성과 같이 노즐로부터 액실 내의 액체를 토출시키는 구성의 경우, 상기 노즐로부터 액체를 토출시키는 타이밍 이외에서, 상기 노즐로부터 액체가 누출될 가능성이 있다. 그 때문에, 부압용 펌프 등의 부압 조정기에 의해, 상기 액실 내에 액체를 공급하는 액체 저류부에 부압을 작용시킴으로써, 상기 노즐로부터 액체가 누출되는 것을 방지하는 구성을 생각할 수 있다.
그러나, 상기 부압 조정기에 의해 상기 액체 저류부 내의 액체에 부압을 작용시키는 구성의 경우, 상기 액체 저류부 내의 압력이 소정의 부압이 될 때까지 시간을 요한다. 그 때문에, 상기 액체 저류부 내의 압력이 상기 소정의 부압이 될 때까지의 동안, 상기 노즐로부터 액체가 누출될 가능성이 있다. 한편, 상기 액체 저류부 내의 부압이 상기 소정의 부압보다도 높으면, 상기 노즐로부터 액실 내에 액체가 인입될 때, 상기 액실 내에 공기가 들어갈 가능성이 있다.
또한, 부압용 펌프 등의 부압 조정기에 의해 부압을 발생시킨 경우에는, 상기 부압 조정기에 의해 압력의 맥동이 생기기 때문에, 상기 액체 저류부 내의 부압이 변동되는 것과 함께 상기 액체 저류부 내의 압력을 안정시키기 위해 시간을 요한다.
본 발명의 목적은, 액체를 토출하는 토출부에 액체를 공급하는 액체 저류부 내의 압력을, 신속히 소정의 부압으로 할 수 있는 액체 도포 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 액체 도포 장치는, 액체를 저류하는 액체 저류부와, 상기 액체 저류부 내의 액체 잔량을 검출하는 액체 잔량 검출부와, 상기 액체 저류부 내의 상기 액체를 외부로 토출하는 토출부와, 대기압보다도 낮은 부압을 발생시키는 부압 발생부와, 상기 부압 발생부에 의해 내부가 소정의 부압으로 조정되는 부압 조정 용기와, 상기 액체 잔량 검출부의 검출 결과에 기초하여, 상기 부압 발생부의 구동을 제어하는 부압 발생 제어부와, 상기 액체 저류부 내의 압력을, 상기 부압 조정 용기 내의 상기 소정의 부압으로 전환 가능한 압력 전환부를 갖는다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 액체 도포 장치에 따르면, 액체를 토출하는 토출부에 액체를 공급하는 액체 저류부 내의 압력을, 신속히 소정의 부압으로 할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 관한 액체 도포 장치의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 토출부의 개략 구성을 확대해 도시하는 도면이다.
도 3은 액체 도포 장치의 동작의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 4는 그 밖의 실시 형태에 관한 액체 도포 장치의 도 1 상당도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 상세히 설명한다. 또한, 도면 중의 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하여 그 설명은 반복하지 않는다. 또한, 각 도면 중의 구성 부재의 치수는, 실제의 구성 부재의 치수 및 각 구성 부재의 치수 비율 등을 충실하게 표시하지 않았다.
(액체 도포 장치) 도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 액체 도포 장치(1)의 개략 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 2는, 액체 도포 장치(1)의 동작을 도시하는 흐름도이다.
액체 도포 장치(1)는, 액체를 액적 형상으로 외부로 토출하는 잉크젯 방식의 액체 도포 장치이다. 상기 액체는, 예를 들어 땜납, 열경화성 수지, 잉크, 기능성 박막(배향막, 레지스트, 컬러 필터, 유기 일렉트로루미네센스 등)을 형성하기 위한 도포액 등이다.
액체 도포 장치(1)는, 액체 저류부(10)와, 압력 조정부(20)와, 토출부(30)와, 제어부(60)를 구비한다.
액체 저류부(10)는, 내부에 액체를 저류하는 용기이다. 액체 저류부(10)는, 저류된 액체를 토출부(30)에 공급한다. 즉, 액체 저류부(10)는, 저류된 액체를 토출부(30)에 공급하는 유출구(10a)를 갖는다. 액체 저류부(10) 내의 압력은, 압력 조정부(20)에 의해 조정된다. 또한, 액체 저류부(10)에는, 도시하지 않은 공급구로부터 액체가 공급된다.
(압력 조정부) 압력 조정부(20)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 대기압보다도 높은 정압, 대기압보다도 낮은 부압 또는 대기압의 어느 것으로 조정한다. 이와 같이 액체 저류부(10) 내의 압력을 조정함으로써, 후술하는 바와 같이, 토출부(30)의 토출구(32a)로부터 액체를 안정적으로 토출할 수 있음과 함께, 토출구(32a)로부터 액체가 누설되는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로는, 압력 조정부(20)는, 정압 생성부(21)와, 부압 생성부(22)와, 압력 전환부(50)와, 대기 개방부(25)와, 압력 센서(26)를 갖는다.
정압 생성부(21)는, 대기압보다도 높은 정압을 생성한다. 정압 생성부(21)는, 정압용 펌프(21a)를 갖는다. 정압용 펌프(21a)는, 대기압보다도 높은 정압을 발생시키는 정압 발생부이다.
부압 생성부(22)는, 대기압보다도 낮은 부압을 생성한다. 부압 생성부(22)는, 부압용 펌프(22a)와, 부압 조정 용기(22b)를 갖는다.
부압용 펌프(22a)는, 대기압보다도 낮은 부압을 발생시키는 부압 발생부이다. 부압 조정 용기(22b)의 내부의 압력은, 부압용 펌프(22a)에 의해 생성된 부압으로 된다. 부압 조정 용기(22b)는, 부압용 펌프(22a)와 제2 전환 밸브(24) 사이에 위치한다. 부압 생성부(22)가 부압 조정 용기(22b)를 가짐으로써, 부압용 펌프(22a)에서 생성된 부압은 소정의 부압으로 균일화된다.
이에 의해, 부압용 펌프(22a)에서 생기는 부압의 맥동을 저감시킬 수 있음과 함께, 부압 생성부(22)에서 안정된 소정의 부압이 얻어진다. 또한, 후술하는 바와 같이, 부압용 펌프(22a)의 출력이, 압력 센서(26)에 의한 액체 저류부(10) 내의 압력 검출 결과에 따라 변화하는 경우에도, 부압 조정 용기(22b)에 의해, 부압용 펌프(22a)에서 생기는 부압의 맥동이 저감되고, 또한 변화 후의 부압에 있어서 균일화된 소정의 부압이 얻어진다. 따라서, 후술하는 바와 같이 부압 생성부(22)를 액체 저류부(10)에 접속하였을 때, 액체 저류부(10) 내의 압력을 신속히 소정의 부압으로 할 수 있다.
압력 전환부(50)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을 전환한다. 상세하게는, 압력 전환부(50)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 정압 생성부(21)에 의해 생성된 정압과, 부압 조정 용기(22b) 내의 소정의 부압과, 대기압으로 전환한다. 즉, 본 실시 형태의 압력 전환부(50)는, 제1 전환 밸브(23) 및 제2 전환 밸브(24)를 사용하여, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 부압 조정 용기(22b) 내의 소정의 부압으로 전환 가능하다.
구체적으로는, 압력 전환부(50)는, 제1 전환 밸브(23)와 제2 전환 밸브(24)를 갖고, 이들 제1 전환 밸브(23) 및 제2 전환 밸브(24)를 사용하여 액체 저류부(10) 내의 압력을 전환한다.
제1 전환 밸브(23) 및 제2 전환 밸브(24)는, 각각 세 방향 밸브이다. 즉, 제1 전환 밸브(23) 및 제2 전환 밸브(24)는, 각각 세 포트를 갖는다. 제1 전환 밸브(23)의 세 포트에는, 액체 저류부(10), 정압 생성부(21) 및 제2 전환 밸브(24)가 접속된다. 제2 전환 밸브(24)의 세 포트에는, 부압 생성부(22), 대기 개방부(25) 및 제1 전환 밸브(23)가 접속된다.
제1 전환 밸브(23) 및 제2 전환 밸브(24)는, 각각의 내부에서, 세 포트 중 두 포트를 접속한다. 본 실시 형태에서는, 제1 전환 밸브(23)는, 액체 저류부(10)에 접속되는 포트에 대해, 정압 생성부(21)에 접속되는 포트 또는 제2 전환 밸브(24)에 접속되는 포트를 접속한다. 즉, 제1 전환 밸브(23)는, 액체 저류부(10)에 대해, 정압 생성부(21)에 연결되는 회로와 제2 전환 밸브(24)에 연결되는 회로를 전환하여 접속한다. 제2 전환 밸브(24)는, 제1 전환 밸브(23)에 접속되는 포트에 대해, 부압 생성부(22)에 접속되는 포트 또는 대기 개방부(25)에 접속되는 포트를 접속한다. 즉, 제2 전환 밸브(24)는, 제1 전환 밸브(23)에 대해, 부압 생성부(22)에 연결되는 회로와 대기 개방부(25)에 연결되는 회로를 전환하여 접속한다.
또한, 제1 전환 밸브(23) 및 제2 전환 밸브(24)는, 제어부(60)로부터 출력되는 개폐 신호에 따라, 포트끼리의 접속을 전환한다. 상기 개폐 신호는, 후술하는 제1 제어 신호, 제2 제어 신호, 제3 제어 신호 및 제4 제어 신호를 포함한다.
압력 센서(26)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을 검출한다. 압력 센서(26)는, 검출한 액체 저류부(10) 내의 압력을 압력 신호로서, 제어부(60)에 출력한다. 압력 센서(26)에 의해 검출되는 부압은, 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량에 따라 변화한다. 즉, 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량이 적어지면, 압력 센서(26)에 의해 검출되는 부압은, 액체 잔량이 많은 경우에 비하여 높아진다. 또한, 부압이 높아진다는 것은, 예를 들어 -1kPa로부터 -1.1kPa로 변화된 상태를 의미한다.
이와 같이, 압력 센서(26)는, 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량을, 액체 저류부(10) 내의 압력으로서 검출한다. 즉, 압력 센서(26)는, 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량을 검출하는 액체 잔량 검출부이다. 이에 의해, 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량을, 액체 저류부(10) 내의 압력으로서 검출하고, 해당 검출한 압력을 사용하여, 후술하는 제어부(60)에 의해 부압용 펌프(22a)의 구동을 제어할 수 있다.
후술하는 제어부(60)는, 압력 센서(26)로부터 출력된 압력 신호에 따라, 부압용 펌프(22a)의 구동을 제어한다. 제어부(60)는, 액체 저류부(10) 내에 있어서의 액체 잔량의 감소가, 압력 센서(26)에 의해, 액체 저류부(10) 내의 높은 부압으로서 검출되면, 부압 목표값을 낮게 설정함으로써, 부압용 펌프(22a)에서 발생하는 부압을 대기압에 근접시킨다.
이상의 구성에 의해, 압력 조정부(20)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을 정압으로 하는 경우, 즉 액체 저류부(10) 내를 정압으로 가압하는 경우에는, 제1 전환 밸브(23)를 전환하여, 정압 생성부(21)와 액체 저류부(10)를 접속한다. 이에 의해, 액체 저류부(10)로부터 토출부(30)로 액체를 압출할 수 있다. 따라서, 토출부(30)에 액체를 안정적으로 공급할 수 있다.
또한, 압력 조정부(20)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을 부압으로 하는 경우에는, 제2 전환 밸브(24)를 전환하여 부압 생성부(22)와 제1 전환 밸브(23)를 접속하고, 또한 제1 전환 밸브(23)를 전환하여 제2 전환 밸브(24)와 액체 저류부(10)를 접속한다. 이에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 부압 조정 용기(22b) 내의 소정의 부압으로 하여, 토출부(30)의 토출구(32a)로부터 액체가 누출되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 압력 조정부(20)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을 대기압으로 하는 경우에는, 제2 전환 밸브(24)를 전환하여 대기 개방부(25)와 제1 전환 밸브(23)를 접속한다. 이 때, 제1 전환 밸브(23)는, 제2 전환 밸브(24)와 액체 저류부(10)를 접속한 상태이다. 이에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력을 대기압으로 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 전환 밸브(23)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 정압 생성부(21)에 의해 생성된 정압과, 정압 이외의 압력으로 전환한다. 제2 전환 밸브(24)는, 상기 정압 이외의 압력으로서, 대기압과 부압 조정 용기(22b) 내의 상기 소정의 부압을 전환한다.
즉, 압력 전환부(50)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 정압 생성부(21)에 의해 생성된 상기 정압과, 정압 이외의 압력으로 전환하는 제1 전환 밸브(23)와, 상기 정압 이외의 압력으로서, 대기압과 부압 조정 용기(22b) 내의 상기 부압을 전환하는 제2 전환 밸브(24)를 갖는다. 제1 전환 밸브(23)는, 제1 압력 전환부이다. 제2 전환 밸브(24)는, 제2 압력의 전환 밸브이다.
이에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 정압 생성부(21)에 의해 생성된 정압과, 부압 조정 용기(22b) 내의 소정의 부압과, 대기압으로 전환할 수 있다. 게다가, 두 전환 밸브에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력을 세 압력으로 전환할 수 있기 때문에, 적은 부품수로 액체 저류부(10) 내의 압력의 전환을 실현할 수 있다. 이에 의해, 액체 도포 장치(1)를 간단하고 또한 저비용의 구성으로 실현할 수 있다.
(토출부) 토출부(30)는, 액체 저류부(10)로부터 공급된 액체를, 외부로 액적 형상으로 토출한다. 도 2는, 토출부(30)의 구성을 확대해 도시하는 도면이다. 이하, 도 2를 사용하여, 토출부(30)의 구성을 설명한다.
토출부(30)는, 액체 공급부(31)와, 다이어프램(35)과, 구동부(40)를 갖는다.
액체 공급부(31)는, 내부에 액실(33) 및 유입로(34)을 갖는 베이스 부재(32)와, 가열부(36)를 갖는다. 베이스 부재(32) 상에는 액체 저류부(10)가 위치한다. 베이스 부재(32)의 유입로(34)는, 액체 저류부(10)의 유출구(10a)에 접속된다. 유입로(34)는, 액실(33)에 접속된다. 즉, 유입로(34)는, 액실(33)에 연결되고 또한 액체 저류부(10)로부터 액실(33) 내에 액체를 공급한다. 액실(33)은, 액체를 저류한다.
베이스 부재(32)는, 액실(33)에 연결되는 토출구(32a)를 갖는다. 토출구(32a)는, 액실(33) 내에 공급된 액체를 외부로 토출하기 위한 개구이다. 본 실시 형태에서는, 토출구(32a)는 하방을 향하여 개구되기 때문에, 유입로(34) 및 액실(33) 내에 공급된 액체는, 메니스커스에 의해, 토출구(32a) 내에 있어서 하방으로 돌출되는 액면을 갖는다.
가열부(36)는, 베이스 부재(32) 내에서 유입로(34)의 근방에 위치한다. 가열부(36)는, 유입로(34) 내의 액체를 가열한다. 특별히 도시하지는 않지만, 가열부(36)는, 예를 들어 판형의 히터 및 전열 블록을 갖는다. 또한, 가열부(36)는, 유입로 내의 액체를 가열 가능하면, 봉형의 히터 또는 펠티에 소자 등의 다른 구성을 가져도 된다.
가열부(36)에 의해 유입로(34) 내의 유체를 가열함으로써, 해당 액체의 온도를 실온보다도 높은 일정 온도에서 유지할 수 있다. 이에 의해, 상기 액체의 물성이 온도에 따라 변화하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 특별히 도시하지는 않지만, 액체 도포 장치(1)는, 가열부(36)를 가열 제어하기 위한 온도 센서를, 가열부(36)의 근방 또는 토출구(32a)의 근방에 가져도 된다. 또한, 가열부(36)는, 유입로(34) 내의 유체를 가열 가능하면, 베이스 부재(32) 상에 위치해도 된다.
다이어프램(35)은, 액실(33)을 구획하는 벽부의 일부를 구성한다. 다이어프램(35)은, 액실(33)을 사이에 두고 토출구(32a)와는 반대측에 위치한다. 다이어프램(35)은, 두께 방향으로 변형 가능하게 베이스 부재(32)에 지지된다. 다이어프램(35)은, 액실(33)을 구획하는 벽부의 일부를 구성하면서 또한 변형에 의해 액실(33)의 용적을 변화시킨다. 다이어프램(35)의 두께 방향의 변형에 의해 액실(33)의 용적이 변화됨으로써, 액실(33) 내의 액체가 토출구(32a)로부터 외부를 향하여 토출된다.
구동부(40)는, 다이어프램(35)을 두께 방향으로 변형시킨다. 구체적으로는, 구동부(40)는, 압전 소자(41)와, 제1 지지대(42)와, 제2 지지대(43)와, 플런저(44)와, 코일 스프링(45)과, 케이싱(46)을 갖는다.
압전 소자(41)는, 소정의 전압을 인가함으로써, 일 방향으로 신장된다. 즉, 압전 소자(41)는, 상기 일 방향으로 신축 가능하다. 압전 소자(41)는, 상기 일 방향으로 신축함으로써, 다이어프램(35)을 두께 방향으로 변형시킨다. 또한, 다이어프램(35)을 두께 방향으로 변형시키는 구동력은, 자기 변형 소자 등의 다른 구동 소자에 의해 생기게 해도 된다.
본 실시 형태의 압전 소자(41)는, 상기 일 방향으로 긴 직육면체형이다. 또한, 특별히 도시하지는 않지만, 본 실시 형태의 압전 소자(41)는, 예를 들어 지르콘산 티타늄산 납(PZT) 등의 압전 세라믹스에 의해 구성된 복수의 압전체(41a)를 상기 일 방향으로 적층한 상태에서 전기적으로 접속함으로써 구성된다. 즉, 압전 소자(41)는, 상기 일 방향으로 적층된 복수의 압전체(41a)를 갖는다. 이에 의해, 압전 소자(41)가 하나의 압전체를 갖는 경우에 비하여, 상기 일 방향에 있어서의 압전 소자(41)의 신축량을 크게 할 수 있다. 또한, 압전 소자의 형상은 직육면체형에 한하지 않고, 그 밖의 형상, 예를 들어 원기둥형 등이어도 된다.
복수의 압전체(41a)는, 상기 일 방향과 교차하는 방향에 대향하여 위치하는 도시하지 않은 측면 전극에 의해 전기적으로 접속된다. 따라서, 압전 소자(41)는, 상기 측면 전극에 소정의 전압을 인가함으로써, 상기 일 방향으로 신장된다. 압전 소자(41)에 인가되는 상기 소정의 전압은, 후술하는 제어부(60)로부터 입력되는 구동 신호이다.
또한, 압전 소자(41)의 구성은, 종래의 압전 소자의 구성과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명을 생략한다. 또한, 압전 소자(41)는, 하나의 압전체만을 가져도 된다.
플런저(44)는, 봉형의 부재이다. 플런저(44)에 있어서의 축선 방향의 한쪽 단부는, 다이어프램(35)에 접촉한다. 플런저(44)에 있어서의 축선 방향의 다른 쪽 단부는, 압전 소자(41)의 상기 일 방향의 단부를 덮는 후술하는 제1 지지대(42)에 접촉한다. 즉, 압전 소자(41)의 상기 일 방향과 플런저(44)의 축선 방향은 일치한다. 또한, 압전 소자(41)와 다이어프램(35) 사이에 플런저(44)가 위치한다. 이에 의해, 압전 소자(41)의 신축은, 플런저(44)를 거쳐, 다이어프램(35)에 전달된다. 플런저(44)는, 봉형의 전달 부재이다.
플런저(44)에 있어서의 상기 다른 쪽 단부는, 반구형이다. 즉, 플런저(44)는, 압전 소자(41)측의 선단부가 반구형이다. 이에 의해, 압전 소자(41)의 신축을, 플런저(44)를 통하여 다이어프램(35)에 보다 확실하게 전달할 수 있다.
제1 지지대(42)는, 압전 소자(41)에 있어서의 상기 일 방향의 다이어프램(35)측의 단부를 덮는다. 제1 지지대(42)는, 플런저(44)에 접촉한다. 제2 지지대(43)는, 압전 소자(41)에 있어서의 상기 일 방향의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를 덮는다. 제2 지지대(43)는, 후술하는 고정 케이싱(47)의 고정 케이싱 저벽부(47a)에 지지된다.
제1 지지대(42) 및 제2 지지대(43)는, 각각, 저부(42a, 43a)와, 외주측에 위치하는 종벽부(42b, 43b)를 갖는다. 저부(42a, 43a)는, 각각 압전 소자(41)의 상기 일 방향의 단부면을 덮는 크기를 갖는다. 종벽부(42b, 43b)는, 각각 압전 소자(41)의 측면의 일부를 덮는다.
또한, 제1 지지대(42) 및 제2 지지대(43)는, 각각 내마모 재료에 의해 구성되어 있다. 제1 지지대(42) 및 제2 지지대(43)의 적어도 한쪽은, 내마모성 향상을 위해 소결 재료에 의해 구성되어도 된다. 또한, 제1 지지대(42)의 경도와 제2 지지대(43)의 경도는, 달라도 된다.
압전 소자(41)는, 케이싱(46) 내에 수용된다. 케이싱(46)은, 고정 케이싱(47)과, 여압 케이싱(48)을 갖는다. 여압 케이싱(48)은, 고정 케이싱(47) 내에 수용된다. 압전 소자(41)는, 여압 케이싱(48) 내에 수용된다. 또한, 고정 케이싱(47)과 여압 케이싱(48)은, 도시하지 않은 볼트 등에 의해 고정된다.
고정 케이싱(47)은, 다이어프램(35)측이 개구되는 상자형이다. 구체적으로는, 고정 케이싱(47)은, 고정 케이싱 저벽부(47a)와, 고정 케이싱 측벽부(47b)를 갖는다.
고정 케이싱 저벽부(47a)는, 압전 소자(41)를 사이에 두고 다이어프램(35)과는 반대측에 위치한다. 고정 케이싱 저벽부(47a)는, 압전 소자(41)의 상기 일 방향의 단부를 지지하는 반구형의 돌출부(47c)를 갖는다. 즉, 액체 도포 장치(1)는, 고정 케이싱 저벽부(47a)로부터 압전 소자(41)를 향하여 상기 일 방향으로 돌출하고, 압전 소자(41)에 있어서의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를 지지하는 반구형의 돌출부(47c)를 갖는다. 이에 의해, 압전 소자(41)에 있어서의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를, 고정 케이싱 저벽부(47a)의 돌출부(47c)에 의해, 국부 접촉하는 일 없이 지지할 수 있다. 따라서, 압전 소자(41)에 있어서의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를, 고정 케이싱 저벽부(47a)에 의해, 보다 확실하게 지지할 수 있다.
압전 소자(41)와 돌출부(47c) 사이에는, 제2 지지대(43)가 위치한다. 즉, 액체 도포 장치(1)는, 압전 소자(41)와 돌출부(47c) 사이에 제2 지지대(43)를 갖는다. 이에 의해, 압전 소자(41)에 있어서의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를 제2 지지대(43)에 의해 보유 지지하면서, 압전 소자(41)에 있어서의 다이어프램(35)과는 반대측의 단부를, 제2 지지대(43)를 통하여, 돌출부(47c)에 의해, 보다 확실하게 지지할 수 있다.
여압 케이싱(48)은, 압전 소자(41)를 사이에 두고 다이어프램(35)과는 반대측이 개구되는 상자형이다. 따라서, 여압 케이싱(48)이 고정 케이싱(47) 내에 수용된 상태에서, 고정 케이싱 저벽부(47a)의 일부는, 케이싱(46) 내에 노출된다. 또한, 상술한 돌출부(47c)는, 고정 케이싱 저벽부(47a)에 있어서 노출된 부분에 위치한다.
여압 케이싱(48)은, 여압 케이싱 저벽부(48a)와, 여압 케이싱 측벽부(48b)를 갖는다.
여압 케이싱 저벽부(48a)는, 다이어프램(35)측에 위치한다. 여압 케이싱 저벽부(48a)는, 플런저(44)가 관통하는 관통 구멍을 갖는다. 따라서, 플런저(44)는, 압전 소자(41)와 다이어프램(35) 사이에서 상기 일 방향으로 연장되어 여압 케이싱 저벽부(48a)를 관통하여, 압전 소자(41)의 신축을 다이어프램(35)에 전달한다.
여압 케이싱 저벽부(48a)는, 베이스 부재(32)의 상면에 의해 지지되어 있다. 이에 의해, 여압 케이싱 저벽부(48a)와 제1 지지대(42)에 의해 끼워진 후술하는 코일 스프링(45)에 의해 생기는 힘은, 베이스 부재(32)에 의해 지지되는 다이어프램(35)에 작용하지 않거나, 다이어프램(35)에 작용한다고 해도 매우 작다.
또한, 여압 케이싱 저벽부(48a)는, 후술하는 코일 스프링(45)을 제1 지지대(42) 사이에서 보유 지지한다.
여압 케이싱 측벽부(48b)의 외면이 고정 케이싱 측벽부(47b)의 내면에 접촉하고, 여압 케이싱 측벽부(48b)의 내면이 제1 지지대(42) 및 제2 지지대(43)의 종벽부(42b, 43b)에 접촉한다. 이에 의해, 여압 케이싱 측벽부(48b)에 의해, 제1 지지대(42) 및 제2 지지대(43)를 보유 지지할 수 있다. 따라서, 압전 소자(41)에 소정의 전압이 인가된 경우에도, 상기 일 방향과 직교하는 방향으로의 압전 소자(41)의 변형이 억제된다.
이상의 구성에 의해, 압전 소자(41)는, 플런저(44)와, 고정 케이싱 저벽부(47a)의 돌출부(47c)에 의해, 상기 일 방향으로 끼워 넣어진다. 이에 의해, 압전 소자(41)가 상기 일 방향으로 신축한 경우에, 압전 소자(41)의 신축을 플런저(44)에 의해 다이어프램(35)에 전달할 수 있다. 따라서, 압전 소자(41)의 신축에 의해, 다이어프램(35)을 두께 방향으로 변형시킬 수 있다. 또한, 도 2에, 압전 소자(41)의 상기 일 방향의 신축에 의한 플런저(44)의 이동을, 실선 화살표로 나타낸다.
코일 스프링(45)은, 상기 일 방향으로 축선을 따라 나선형으로 연장되는 스프링 부재이다. 코일 스프링(45)은, 제1 지지대(42)와 여압 케이싱 저벽부(48a)에 의해, 상기 일 방향으로 끼워 넣어진다. 코일 스프링(45)에는, 봉형의 플런저(44)가 축선 방향으로 관통한다. 즉, 압전 소자(41)와 플런저(44) 및 코일 스프링(45)과의 사이에 제1 지지대(42)가 위치한다. 또한, 코일 스프링(45)은, 압전 소자(41)와 여압 케이싱 저벽부(48a) 사이에 플런저(44)의 축선을 따라 연장된다.
이에 의해, 코일 스프링(45)은, 제1 지지대(42)를 통하여 압전 소자(41)에 상기 일 방향으로 압축하는 힘을 부여한다. 도 2에, 코일 스프링(45)에 의한 압축력을 외곽선 화살표로 나타낸다. 또한, 코일 스프링(45)에 의해 생기는 압축력은, 압전 소자(41)에 전압이 인가되지 않은 상태에서, 제1 지지대(42)를 플런저(44)와 접촉하는 위치에 위치시키는 힘이 바람직하다. 예를 들어, 상기 압축력은, 압전 소자(41)에 정격 전압이 인가되었을 때 압전 소자(41)에 발생하는 힘에 대해 30 내지 50％의 힘이 바람직하다.
게다가, 압전 소자(41)와 플런저(44) 및 코일 스프링(45) 사이에 제1 지지대(42)가 위치함으로써, 제1 지지대(42)를 통하여, 플런저(44)에 대해 압전 소자(41)의 신축을 안정적으로 전달할 수 있음과 함께, 제1 지지대(42)를 통하여, 압전 소자(41)에 대해 코일 스프링(45)의 압축력을 안정적으로 전달할 수 있다.
여기서, 액체의 점도가 높은 경우 등에는, 압전 소자(41)를 고속으로 동작시킬 것이 요구된다. 그 때문에, 압전 소자(41)에 대해 구형(矩形)파의 구동 신호를 입력함으로써, 압전 소자(41)의 응답성을 높이는 것을 생각할 수 있다. 이 경우, 압전 소자(41)가 고속으로 신축하였을 때, 압전 소자(41)가 과잉으로 신축하여 내부에서 박리 등의 손상을 일으킬 가능성이 있다. 특히, 압전 소자(41)가 신축 방향으로 적층된 복수의 압전체(41a)를 갖는 경우에는, 압전 소자(41)의 고속 동작에 의해, 압전 소자(41)의 내부에 박리 등의 손상이 생기기 쉽다. 또한, 압전 소자(41)가 과잉으로 신축된다는 것은, 압전 소자(41)의 신축량이, 압전 소자(41)에 정격 전압이 인가되었을 때의 최대 신축량보다도 큰 경우를 의미한다.
이에 비하여, 본 실시 형태와 같이 코일 스프링(45)에 의해 압전 소자(41)를 상기 일 방향으로 압축함으로써, 압전 소자(41)에 대해 구형파의 구동 신호를 입력한 경우에도, 압전 소자(41)의 신축에 의해 압전 소자(41)의 내부에서 박리 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다. 즉, 코일 스프링(45)에 의해, 압전 소자(41)의 과잉 신축을 억제할 수 있고, 압전 소자(41)의 신축에 의한 내부 손상의 발생을 방지할 수 있다. 이에 의해, 압전 소자(41)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
게다가, 상술한 바와 같이 코일 스프링(45)이 압전 소자(41)와 여압 케이싱 저벽부(48a) 사이에 위치함으로써, 코일 스프링(45)의 탄성 복원력을 여압 케이싱 저벽부(48a)에 의해 받을 수 있다. 따라서, 코일 스프링(45)의 탄성 복원력에 의해, 다이어프램(35)이 변형을 일으키는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 토출구(32a)로부터 액체가 누설되거나, 액체의 토출 성능이 저하되거나 하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 플런저(44)가 축선을 따라 나선형으로 연장되는 코일 스프링(45)을 축선 방향으로 관통함으로써, 플런저(44) 및 코일 스프링(45)을 콤팩트하게 배치할 수 있다. 이에 의해, 액체 도포 장치(1)의 소형화가 도모된다.
(제어부) 다음에, 이하에서 제어부(60)의 구성에 대해 설명한다.
제어부(60)는, 액체 도포 장치(1)의 구동을 제어한다. 즉, 제어부(60)는, 압력 조정부(20) 및 구동부(40)의 구동을 각각 제어한다.
제어부(60)는, 압력 조정 제어부(61)와, 구동 제어부(62)를 갖는다.
압력 조정 제어부(61)는, 압력 조정부(20)의 제1 전환 밸브(23) 및 제2 전환 밸브(24)에 대해, 제어 신호를 출력한다. 또한, 압력 조정 제어부(61)는, 정압용 펌프(21a)에 대해, 정압용 펌프 구동 신호를 출력한다. 또한, 압력 조정 제어부(61)는, 부압용 펌프(22a)에 대해, 부압용 펌프 구동 신호를 출력한다. 압력 조정 제어부(61)는, 제1 전환 밸브(23) 및 제2 전환 밸브(24)에 대해 제어 신호를 출력함으로써, 액체 저류부(10) 내의 압력을 제어한다.
예를 들어, 액체 저류부(10) 내에 정압을 부여하는 경우에는, 압력 조정 제어부(61)는, 제1 전환 밸브(23)에 대해, 정압 생성부(21)와 액체 저류부(10)를 접속하는 제1 제어 신호를 출력한다. 또한, 액체 저류부(10) 내에 부압을 부여하는 경우에는, 압력 조정 제어부(61)는, 제1 전환 밸브(23)에 대해, 제2 전환 밸브(24)와 액체 저류부(10)를 접속하는 제2 제어 신호를 출력하고, 제2 전환 밸브(24)에 대해, 부압 생성부(22)와 제1 전환 밸브(23)를 접속하는 제3 제어 신호를 출력한다. 또한, 액체 저류부(10) 내를 대기압으로 하는 경우에는, 압력 조정 제어부(61)는, 제1 전환 밸브(23)에 대해, 제2 전환 밸브(24)와 액체 저류부(10)를 접속하는 제2 제어 신호를 출력하고, 제2 전환 밸브(24)에 대해, 대기 개방부(25)와 제1 전환 밸브(23)를 접속하는 제4 제어 신호를 출력한다.
압력 조정 제어부(61)는, 압력 센서(26)로부터 출력된 압력 신호에 따라, 부압용 펌프(22a)의 구동을 제어한다. 즉, 압력 조정 제어부(61)는, 부압용 펌프(22a)를 구동시켜도 압력 센서(26)에서 검출된 압력이 부압 목표값에 도달하지 않는 경우, 상기 부압 목표값을 낮게 설정하고, 새로운 부압 목표값에 따라 부압용 펌프(22a)를 구동시킨다. 이와 같이, 압력 조정 제어부(61)는, 압력 센서(26)에 의해, 액체 저류부(10) 내에 있어서의 액체 잔량의 감소가 액체 저류부(10) 내의 높은 부압으로서 검출되면, 부압 목표값을 낮게 설정함으로써, 부압용 펌프(22a)에서 발생하는 부압을 대기압에 근접시킨다. 즉, 압력 조정 제어부(61)는, 압력 센서(26)에 의해 액체 저류부(10) 내에 있어서의 액체 잔량의 감소가 검출된 경우에, 부압용 펌프(22a)에서 발생되는 부압을 대기압에 근접시킨다.
이에 의해, 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량에 따라, 액체 저류부(10) 내의 압력을 적절한 부압으로 할 수 있다. 즉, 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량이 많은 경우에, 액체 저류부(10) 내의 부압이 너무 낮으면, 토출부(30)로부터 액체가 누출될 가능성이 있다. 한편, 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량이 적은 경우에, 액체 저류부(10) 내의 부압이 너무 높으면, 액실(33) 내에 공기가 들어갈 가능성이 있다. 이에 반하여, 상술한 구성에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 토출부(30)로부터 액체가 누출되지 않고, 또한 액실(33) 내에 공기가 들어가지 않는 적절한 부압으로 할 수 있다.
또한, 압력 조정 제어부(61)는, 정압용 펌프(21a)의 구동도 제어한다. 또한, 정압용 펌프(21a)의 구동은, 종래의 구성과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명을 생략한다.
구동 제어부(62)는, 압전 소자(41)의 구동을 제어한다. 즉, 구동 제어부(62)는, 압전 소자(41)에 대해 구동 신호를 출력한다. 이 구동 신호는, 토출 신호를 포함한다.
상기 토출 신호는, 후술하는 바와 같이 압전 소자(41)를 신축시켜 다이어프램(35)을 진동시킴으로써, 액실(33) 내의 액체를 토출구(32a)로부터 외부로 토출시키는 신호이다.
제어부(60)는, 구동 제어부(62)에 의해, 상기 토출 신호를 압전 소자(41)로 출력하는 타이밍 및 상기 제어 신호를 압력 조정부(20)로 출력하는 타이밍을 제어한다.
도 3은, 토출부(30)에 의한 액체의 토출 및 압력 조정부(20)에 의한 액체 저류부(10) 내의 압력 조정의 동작의 일례를 도시하는 흐름도이다. 제어부(60)의 구동 제어부(62)에 의한, 상기 토출 신호를 압전 소자(41)로 출력하는 타이밍과 상기 제어 신호를 압력 조정부(20)로 출력하는 타이밍의 제어에 대해 설명한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 우선, 제어부(60)는, 토출을 지시하는 외부 신호가 입력되었는지 여부를 판정한다(스텝 S1). 이 외부 신호는, 제어부(60)보다도 상위의 컨트롤러 등으로부터 제어부(60)에 입력된다.
제어부(60)에 외부 신호가 입력된 경우(스텝 S1에서 "예"인 경우)에는, 스텝 S2에서, 제어부(60)의 압력 조정 제어부(61)는, 압력 조정부(20)의 제1 전환 밸브(23)에 있어서 정압 생성부(21)와 액체 저류부(10)를 접속하는 제1 제어 신호를 생성하고, 제1 전환 밸브(23)로 출력한다. 제1 전환 밸브(23)는 상기 제1 제어 신호에 따라 구동한다. 이에 의해, 액체 저류부(10) 내는, 정압으로 가압된다. 한편, 제어부(60)에 외부 신호가 입력되지 않은 경우(스텝 S1에서 "아니오"인 경우)에는, 제어부(60)에 외부 신호가 입력될 때까지 스텝 S1의 판정을 반복한다.
스텝 S2의 후에, 제어부(60)의 구동 제어부(62)는, 압전 소자(41)에 대해 토출 신호를 출력하여, 토출부(30)에 토출구(32a)로부터 액체를 토출시킨다(스텝 S3).
또한, 구동 제어부(62)가 압전 소자(41)에 대해 토출 신호를 출력한 후, 압력 조정 제어부(61)가 상기 제1 제어 신호를 제1 전환 밸브(23)로 출력해도 된다. 즉, 토출부(30)의 토출을, 액체 저류부(10) 내의 정압의 가압보다도 전에 행해도 된다.
그 후, 압력 조정 제어부(61)는, 압력 조정부(20)의 제1 전환 밸브(23)에 있어서 제2 전환 밸브(24)와 액체 저류부(10)를 접속하는 제2 제어 신호를 생성하고, 제1 전환 밸브(23)로 출력한다. 또한, 압력 조정 제어부(61)는, 제2 전환 밸브(24)에 있어서 대기 개방부(25)와 제1 전환 밸브(23)를 접속하는 제3 제어 신호를 생성하여, 제2 전환 밸브(24)로 출력한다(스텝 S4). 제1 전환 밸브(23)는, 상기 제2 제어 신호에 따라 구동한다. 제2 전환 밸브(24)는, 상기 제3 제어 신호에 따라 구동한다. 이에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력은, 대기압이 된다.
이어서, 압력 조정 제어부(61)는, 제2 전환 밸브(24)에 있어서 부압 생성부(22)와 제1 전환 밸브(23)를 접속하는 제4 제어 신호를 생성하여, 제2 전환 밸브(24)로 출력한다(스텝 S5). 제2 전환 밸브(24)는, 상기 제4 제어 신호에 따라 구동한다. 이에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력은, 부압이 된다. 따라서, 토출부(30)의 토출구(32a)로부터 액체가 누출되는 것을 방지할 수 있다. 그 후, 이 플로우를 종료한다(종료). 제어부(60)는, 필요에 따라, 상술한 플로우를 반복하여 실행한다.
상술한 바와 같이 액체 저류부(10) 내의 압력을 제어함으로써, 토출부(30)의 토출구(32a)로부터 액체가 누출되는 일 없이, 적정한 타이밍에 액체를 토출구(32a)로부터 안정적으로 토출시킬 수 있다.
본 실시 형태의 액체 도포 장치(1)는, 액체를 저류하는 액체 저류부(10)와, 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량을 검출하는 압력 센서(26)와, 액체 저류부(10) 내의 상기 액체를 외부로 토출하는 토출부(30)와, 대기압보다도 낮은 부압을 발생시키는 부압용 펌프(22a)와, 부압용 펌프(22a)에 의해 내부가 소정의 부압으로 조정되는 부압 조정 용기(22b)와, 압력 센서(26)의 검출 결과에 기초하여, 부압용 펌프(22a)의 구동을 제어하는 압력 조정 제어부(61)와, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 부압 조정 용기(22b) 내의 상기 소정의 부압으로 전환 가능한 압력 전환부(50)를 갖는다.
이에 의해, 부압용 펌프(22a)에서 생성된 부압이, 부압 조정 용기(22b)에서 균일화된다. 따라서, 압력 전환부(50)에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 부압 조정 용기(22b) 내의 소정의 부압으로 신속히 전환할 수 있다. 또한, 부압용 펌프(22a)로 부압을 생성할 때의 맥동도, 부압 조정 용기(22b)에 의해 저감할 수 있다. 이에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 신속히 소정의 부압으로 할 수 있다.
게다가, 상술한 구성에 의해, 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량에 따라 액체 저류부(10) 내의 부압을 조정할 수 있다. 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량이 많은 경우에, 액체 저류부(10) 내의 부압이 너무 낮으면, 토출부(30)로부터 액체가 누출될 가능성이 있다. 한편, 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량이 적은 경우 등에, 액체 저류부(10) 내의 부압이 너무 높으면, 액실(33) 내에 공기가 들어갈 가능성이 있다. 이에 비해, 상술한 구성에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 토출부(30)로부터 액체가 누출되지 않고, 또한 액실(33) 내에 공기가 들어가지 않는 적절한 부압으로 할 수 있다.
또한, 상술한 구성에서는, 액체 도포 장치(1)가 부압 조정 용기(22b)를 갖기 때문에, 부압 조정 용기(22b)의 체적과 부압 조정 용기(22b)에 연결되는 유로의 체적의 비에 의해, 소정의 부압을 초과하지 않고 해당 소정의 부압에 근접할 수 있다. 즉, 부압 조정 용기(22b)는, 액체 저류부(10)에 공급되는 부압이 상기 소정의 부압을 초과하는 것을 방지하는 기능도 갖는다.
또한, 본 실시 형태에서는, 액체 도포 장치(1)는, 대기압보다도 높은 정압을 생성하는 정압 생성부(21)를 더 갖는다. 압력 전환부(50)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 정압 생성부(21)에 의해 생성된 상기 정압과, 부압 조정 용기(22b) 내의 상기 소정의 부압과, 대기압으로 전환한다.
이에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 액체 저류부(10)로부터 토출부(30)에 액체를 공급하는 정압과, 토출부(30)로부터 액체가 누출되는 것을 방지하는 부압으로 전환할 수 있다. 따라서, 토출부(30)로부터 안정적으로 액체를 토출할 수 있음과 함께, 토출부(30)로부터 액체를 토출하고 있지 않은 경우에 토출부(30)로부터 액체가 누출되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 본 실시 형태와 같이 부압 생성부(22)가 부압 조정 용기(22b)를 가짐으로써, 상술한 바와 같이 액체 저류부(10) 내의 압력을 부압으로 전환할 때, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 신속하고 또한 안정적으로 소정의 부압으로 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 토출부(30)는, 액체가 공급되는 액실(33)과, 액실(33)에 연결되고 또한 액체 저류부(10)로부터 액실(33) 내에 액체를 공급하는 유입로(34)와, 액실(33)을 구획하는 벽부의 일부를 구성하면서 또한 변형에 의해 액실(33)의 용적을 변화시키는 다이어프램(35)과, 다이어프램(35)을 두께 방향으로 변형시키는 구동부(40)를 갖는다.
이러한 구성을 갖는 토출부(30)에서는, 토출부(30)로부터 토출하는 액체가 미량이기 때문에, 액체의 토출량 및 토출 타이밍에 있어서 높은 정밀도가 요구된다. 따라서, 상술한 구성을 갖는 토출부(30)에서는, 액체 저류부(10) 내의 부압을 더 고정밀도로 제어할 필요가 있다. 이러한 토출부(30)를 갖는 액체 도포 장치(1)에 있어서, 본 실시 형태와 같이 부압 생성부(22)가 부압 조정 용기(22b)를 가짐으로써, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 신속하고 또한 안정적으로 소정의 부압으로 할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 구성은, 상술한 구성의 토출부(30)를 갖는 액체 도포 장치(1)에, 더 효과적이다.
(그 밖의 실시 형태) 이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만, 상술한 실시 형태는 본 발명을 실시하기 위한 예시에 지나지 않는다. 따라서, 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 상술한 실시 형태를 적절히 변형하여 실시하는 것이 가능하다.
상기 실시 형태에서는, 액체 도포 장치(1)는, 다이어프램(35)의 두께 방향의 변형에 의해 액실(33)의 용적을 변화시킴으로써, 액실(33) 내의 액체를 외부로 토출하는, 소위 잉크젯 방식의 액체 도포 장치이다. 그러나, 액체 도포 장치는, 액실 내의 압력 변화에 의해 노즐로부터 액체를 토출하는, 소위 노즐 방식의 액체 도포 장치여도 된다. 또한, 액체 도포 장치의 토출부의 구성은, 다이어프램의 두께 방향의 변형에 의해 액실(33) 내의 액체를 외부로 토출 가능한 구성이라면, 본 실시 형태의 구성에 한정되지 않는다.
상기 실시 형태에서는, 정압 발생부는, 정압용 펌프(21a)이며, 부압 발생부는, 부압용 펌프(22a)이다. 그러나, 정압 발생부는, 정압을 발생시킬 수 있으면, 펌프 이외의 구성을 가져도 된다. 부압 발생부는, 부압을 발생시킬 수 있다면, 펌프 이외의 구성을 가져도 된다.
상기 실시 형태에서는, 압력 조정부(20)는, 액체 저류부(10)에 대해, 정압 생성부(21)에 연결되는 회로와 제2 전환 밸브(24)에 연결되는 회로를 전환하여 접속하는 제1 전환 밸브(23)와, 제1 전환 밸브(23)에 대해, 부압 생성부(22)에 연결되는 회로와 대기 개방부(25)에 연결되는 회로를 전환하여 접속하는 제2 전환 밸브(24)를 갖는다.
그러나, 도 4에 도시하는 바와 같이, 액체 도포 장치(101)의 압력 조정부(120)는, 액체 저류부(10)에 대해, 정압 생성부(21), 부압 생성부(22) 및 대기 개방부(25)을 각각 접속하는 압력 전환부(150)을 가져도 된다. 또한, 도 4에 있어서, 도 1과 동일한 구성에는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
압력 전환부(150)는, 정압 전환 밸브(121)와, 부압 전환 밸브(122)와, 대기압 전환 밸브(123)를 갖는다. 정압 전환 밸브(121)는, 정압 생성부(21)와 액체 저류부(10) 사이에 위치한다. 부압 전환 밸브(122)는, 부압 생성부(22)와 액체 저류부(10) 사이에 위치한다. 대기압 전환 밸브(123)는, 대기 개방부(125)와 액체 저류부(10) 사이에 위치한다. 부압 생성부(22)의 부압 조정 용기(22b)는, 부압용 펌프(22a)와 부압 전환 밸브(122) 사이에 위치한다. 정압 전환 밸브(121), 부압 전환 밸브(122) 및 대기압 전환 밸브(123)는, 각각 제어부(60)로부터 입력되는 제어 신호에 따라 개폐 가능하다.
정압 전환 밸브(121)는, 액체 저류부(10) 내의 압력을 정압으로 할 때 개방 상태로 되어 정압 생성부(21)와 액체 저류부(10)를 접속하는 한편, 그 이외의 경우에는 폐쇄 상태이다. 부압 전환 밸브(122)는, 액체 저류부(10) 내를 부압으로 할 때 개방 상태로 되어 부압 생성부(22)와 액체 저류부(10)를 접속하는 한편, 그 이외의 경우에는 폐쇄 상태이다. 대기압 전환 밸브(123)는, 액체 저류부(10) 내를 대기압으로 할 때 개방 상태로 되어 대기 개방부(25)와 액체 저류부(10)를 접속하는 한편, 그 이외의 경우에는 폐쇄 상태이다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 액체 도포 장치(101)에서도, 압력 전환부(150)에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 정압 생성부(21)에 의해 생성된 정압과, 부압 조정 용기(22b) 내의 상기 소정의 부압과, 대기압으로 전환할 수 있다. 그리고, 상술한 액체 도포 장치(101)도 상기 실시 형태와 마찬가지의 부압 조정 용기(22b)를 가짐으로써, 액체 저류부(10) 내의 압력을, 신속히 소정의 부압으로 할 수 있다. 따라서, 액체 도포 장치(101)의 구성에 의해서도, 상기 실시 형태의 구성과 마찬가지의 작용 효과가 얻어진다.
또한, 압력 조정부는, 도 1 및 도 4에 도시하는 구성에 한정되지 않고, 액체 저류부에 대해, 정압 생성부, 부압 생성부 및 대기 개방부를 각각 접속 가능한 구성이라면, 어떤 구성을 가져도 된다.
상기 실시 형태에서는, 액체 도포 장치(1)는, 액체 저류부(10) 내의 액체 잔량을, 압력 센서(26)에 의해, 액체 저류부(10) 내의 압력으로서 검출한다. 그러나, 액체 도포 장치는, 액체 잔류부 내의 액체 잔량을, 다른 구성에 의해 검출해도 된다.
상기 실시 형태에서는, 압력 조정부(20)에 의해, 액체 저류부(10)와 대기 개방부가 접속 가능하다. 그러나, 압력 조정부는, 액체 저류부에 대해 대기 개방부를 접속할 수 없는 구성을 가져도 된다. 압력 조정부는, 액체 저류부 내의 압력을, 부압 조정 용기 내의 소정의 부압으로 할 수 있는 구성이라면, 어떤 구성을 가져도 된다.
상기 실시 형태에서는, 압력 조정부(20)에 의해, 액체 저류부(10)와 정압 생성부(21)가 접속 가능하다. 그러나, 액체 도포 장치는, 정압 생성부를 갖고 있지 않아도 된다. 즉, 액체 도포 장치는, 부압과 대기압에 의해, 액체 저류부 내의 압력을 제어해도 된다.
상기 실시 형태에서는, 코일 스프링(45)에 의해, 압전 소자(41)를 일 방향으로 압축한다. 그러나, 압전 소자를 상기 일 방향으로 압축할 수 있으면, 코일 스프링 이외의 구성에 의해, 상기 압전 소자를 압축해도 된다. 즉, 상기 실시 형태에서는, 압축력 부여부의 일례로서, 나선형 스프링 부재인 코일 스프링(45)을 예로 들었지만, 이에 한정되지 않고, 상기 나선형 스프링 부재는, 소정 길이를 가지면서, 또한 파형상을 갖는 선재 또는 평판이 나선형으로 감긴, 소위 코일드 웨이브 스프링 등이어도 된다. 또한, 압축력 부여부는, 압전 소자를 일 방향으로 압축 가능한 구성이라면, 나선형 이외의 구성을 가져도 된다. 또한, 압축력 부여부는, 어떤 구성을 갖고 있는 경우에도, 플런저와 간섭하지 않도록 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명은 액체를 토출부로부터 토출하는 액체 도포 장치에 이용 가능하다.
1, 101: 액체 도포 장치
10: 액체 저류부
10a: 유출구
20: 압력 조정부
21: 정압 생성부
21a: 정압용 펌프(정압 발생부)
22: 부압 생성부
22a: 부압용 펌프(부압 발생부)
22b: 부압 조정 용기
23: 제1 전환 밸브(제1 압력 전환부)
24: 제2 전환 밸브(제2 압력 전환부)
25: 대기 개방부
26: 압력 센서(액체 잔량 검출부)
30: 토출부
31: 액체 공급부
32: 베이스 부재
32a: 토출구
33: 액실
34: 유입로
35: 다이어프램
36: 가열부
40: 구동부
41: 압전 소자
41a: 압전체
42: 제1 지지대
42a: 저부
42b: 종벽부
43: 제2 지지대
43a: 저부
43b: 종벽부
44: 플런저
45: 코일 스프링
46: 케이싱
47: 고정 케이싱
47a: 고정 케이싱 저벽부
47b: 고정 케이싱 측벽부
47c: 돌출부
48: 여압 케이싱
48a: 여압 케이싱 저벽부
48b: 여압 케이싱 측벽부
50, 150: 압력 전환부
60: 제어부
61: 압력 조정 제어부
62: 구동 제어부
121: 정압 전환 밸브
122: 부압 전환 밸브
123: 대기압 전환 밸브

Claims (6)

  1. 액체를 저류하는 액체 저류부와, 상기 액체 저류부 내의 액체 잔량을 검출하는 액체 잔량 검출부와, 상기 액체 저류부 내의 상기 액체를 외부로 토출하는 토출부와, 대기압보다도 낮은 부압을 발생시키는 부압 발생부와, 상기 부압 발생부에 의해 내부가 소정의 부압으로 조정되는 부압 조정 용기와, 상기 액체 잔량 검출부의 검출 결과에 기초하여, 상기 부압 발생부의 구동을 제어하는 압력 조정 제어부와, 상기 액체 저류부 내의 압력을, 상기 부압 조정 용기 내의 상기 소정의 부압으로 전환 가능한 압력 전환부를 갖는 액체 도포 장치.
  2. 제1항에 있어서, 대기압보다도 높은 정압을 생성하는 정압 생성부를 더 갖고, 상기 압력 전환부는, 상기 액체 저류부 내의 압력을, 상기 정압 생성부에 의해 생성된 상기 정압과, 상기 부압 조정 용기 내의 상기 소정의 부압과, 대기압으로 전환하는, 액체 도포 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 압력 조정 제어부는, 상기 액체 잔량 검출부에 의해 상기 액체 저류부 내에 있어서의 액체 잔량의 감소가 검출된 경우에, 상기 부압 발생부에서 발생하는 부압을 대기압에 근접시키는, 액체 도포 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체 잔량 검출부는, 상기 액체 저류부 내의 압력에 기초하여, 상기 액체 저류부 내의 액체 잔량을 검출하는, 액체 도포 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 압력 전환부는, 상기 액체 저류부 내의 압력을, 상기 정압 생성부에 의해 생성된 상기 정압과, 정압 이외의 압력으로 전환하는 제1 압력 전환부와, 상기 정압 이외의 압력으로서, 대기압과 상기 부압 조정 용기 내의 상기 소정의 부압을 전환하는 제2 압력 전환부를 갖는 액체 도포 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 토출부는, 상기 액체가 공급되는 액실과, 상기 액실에 연결되고 또한 상기 액체 저류부로부터 상기 액실 내에 액체를 공급하는 유입로와, 상기 액실을 구획하는 벽부의 일부를 구성하면서 또한 변형에 의해 상기 액실의 용적을 변화시키는 다이어프램과, 상기 다이어프램을 두께 방향으로 변형시키는 구동부를 갖는 액체 도포 장치.
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