喷出装置的制作方法

本发明涉及一种通过泵的动作从喷嘴喷出流体的喷出装置。

背景技术：

作为从喷嘴喷出流体的喷出装置的一个例子，举出涂敷装置。通常，在涂敷装置中，使用泵来喷出涂敷液(例如参照专利文献1)。具体来说，泵连接于狭缝喷嘴以及涂敷液罐，涂敷液罐的涂敷液通过泵的动作而经由该泵向狭缝喷嘴供给，并从狭缝喷嘴喷出。

在这样的涂敷装置中，存在利用加热装置来对喷出的涂敷液进行加热的结构。加热装置主要对喷嘴进行加热，由此加热喷出前的涂敷液。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-184405号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

然而，在具备加热装置的涂敷装置中，需要泵的耐热化。例如，需要利用隔热材料等覆盖向泵提供驱动力的驱动源(包含电气结构的电动机)。另外，考虑了将耐热部件组装在泵的结构体中、将冷却机构设置于泵的情况，但均存在使成本升高且结构变得复杂这样的问题。

因此，本发明的目的在于，提供一种喷出装置，能够进行喷出的流体的加热，并且将泵的耐热化抑制为所需最小限度。

用于解决课题的技术方案

本发明的喷出装置具备将喷出用流体喷出的喷嘴、喷出侧泵、驱动侧泵以及加热装置。喷出侧泵具有压力传递构件和隔着该压力传递构件而彼此相邻的喷出室以及驱动室，喷出室由喷出用流体充满，驱动室由驱动用流体充满。驱动侧泵是对驱动用流体施加压力的泵，施加于驱动用流体的压力通过压力传递构件向喷出室内的喷出用流体传递。加热装置在不加热驱动侧泵的情况下至少加热喷出侧泵。

发明效果

根据本发明的喷出装置，能够对喷出的流体进行加热，并且能够将泵的耐热化抑制为所需最小限度。

附图说明

图1是第一实施方式的涂敷装置的概念图。

图2的(a)是示意性表示涂敷装置所具备的从泵的内部结构的剖视图，以及图2的(b)是从泵的分解图。

图3是表示第一实施方式中的涂敷装置的变形例的概念图。

图4是第二实施方式的涂敷装置的概念图。

图5是第三实施方式的涂敷装置的概念图。

图6是表示第三实施方式中的涂敷装置的变形例的概念图。

图7是第四实施方式的涂敷装置的概念图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明适用于涂敷装置的实施方式进行具体说明。

[1]第一实施方式

[1-1]涂敷装置的结构

首先，将涂敷装置不具有加热装置的结构作为第一实施方式而进行说明。此外，在第三实施方式以后对具备加热装置的涂敷装置的实施方式进行说明。如图1所示，涂敷装置具备狭缝喷嘴20、主泵50(相当于权利要求书所记载的“驱动侧泵”)、贮存罐40、从泵10(相当于权利要求书所记载的“喷出侧泵”)以及贮存罐30。

狭缝喷嘴20具备：贮存部21，贮存涂敷液31(相当于权利要求书所记载的“喷出用流体”)；以及狭缝22，设置于下方末端，并且从贮存部21被供给涂敷液31。狭缝喷嘴20以在水平面上使狭缝22的长度方向与工件w的输送方向正交的方式配置。狭缝喷嘴20通过从狭缝22向沿输送方向输送的工件w的主面上喷出涂敷液31来形成涂膜cf。此外，也可以通过在水平面上沿与狭缝22的长度方向正交的方向移动狭缝喷嘴20，而使工件w相对于狭缝喷嘴20相对地被输送。

主泵50是通过来自电动机51的驱动力而进行动作的注射泵。具体来说，主泵50由注射器50a以及由电动机51驱动的柱塞50b构成。而且，在注射器50a内形成有能够由柱塞50b加压的喷出室52。喷出室52经由连接管61与贮存罐40连通，并且经由连接管62与从泵10连通。连接管61以及62是连接构件之一，且是具有挠性的树脂制的管。贮存罐40贮存水41，并且以预定压力被加压。在连接管61的流路中配置有开闭自如的气动阀42。由此，经由连接管62将主泵50的喷出室52与从泵10(具体来说，后述的驱动室11)连结，形成驱动侧流路900。此外，作为连接管61以及62，不限于具有挠性的树脂制的管，也能够使用几乎没有挠性的配管等各种连接构件。

在本实施方式中，驱动侧流路900是从主泵50的喷出室52至从泵10的驱动室11(参照图2的(a))的流路。而且，驱动侧流路900由作为用于传递压力的驱动用流体而发挥功能的水41充满。此外，如果能够维持由水41充满驱动侧流路900的状态，则也可以不设置贮存罐40。

此外，作为主泵50，不限于注射泵，也可以使用隔膜泵、螺旋泵等能够向喷出室52内的水41(驱动用流体)施加压力(正压)的各种泵。例如，作为主泵50，能够使用预先设置在涂敷装置上的泵。

从泵10经由连接管63与贮存罐30连接，并且经由连接管64与狭缝喷嘴20的贮存部21连接。贮存罐30贮存涂敷液31，并且以预定的压力被加压。在连接管63的流路上配置有开闭自如的气动阀32。

如图2的(a)所示，从泵10具备壳体1以及设置于该壳体1的内部的隔膜13(相当于权利要求书所记载的“压力传递构件”)。而且，壳体1的内部由隔膜13分隔，由此，在壳体1内通过隔膜13形成彼此分离的驱动室11以及喷出室12。此外，从泵10不限于隔膜13，也可以具备能够从驱动室11向喷出室12传递压力的各种压力传递构件。作为一个例子，从泵10也可以具备构成为能够在驱动室11与喷出室12之间移动的气缸而作为压力传递构件，以替代隔膜13。

在壳体1设置有三个连接口2～4和排气口5。连接口2与驱动室11连通，在连接口2连接有连接管62的一端。另外，连接口3以及连接口4均与喷出室12连通，在连接口3连接有连接管63的一端，在连接口4连接有连接管64的一端。连接管63以及64是连接构件之一，且是具有挠性的树脂制的管。此外，作为连接管63以及64，不限于具有挠性的树脂制的管，能够使用几乎没有挠性的配管等各种连接构件。

通过连接管62～64的上述连接，驱动室11经由连接口2以及连接管62与主泵50的喷出室52连通，喷出室12经由连接口3以及连接管63与贮存罐30连通，并且经由连接口4以及连接管64与狭缝喷嘴20的贮存部21连通。由此，依次经由连接管63、喷出室12以及连接管64来连结贮存罐30与贮存部21，形成喷出侧流路901。然后，喷出侧流路901由作为喷出用流体的涂敷液31充满。

在这样的涂敷装置的结构中，从泵10中的喷出室12的容积小于主泵50中的喷出室52的容积。在本实施方式中，如图2的(a)所示地，喷出室12具有与隔膜13相对且呈沿着该隔膜13的形状的内表面12a。另外，该内表面12a形成为与隔膜13的分隔距离恒定。作为一个例子，分隔距离与连接管63或者64的内径相等。作为其他例子，分隔距离与隔膜13的位移宽度相等。根据这样的喷出室12的内表面12a的形状，能够容易使喷出室12的容积比主泵50的喷出室52的容积小。

另外，为了抑制由涂敷液31充满喷出侧流路901整体以便能够从狭缝22喷出涂敷液31时的涂敷液31的所需量，以使喷出侧流路901达到最短的方式设定长度，并且将内径设定得较小。由此，喷出侧流路901的容积于驱动侧流路900的容积。

涂敷装置通过在涂敷液31的涂敷处理之前控制向气动阀32以及42的空气供给，而在预定时间打开气动阀32以及42。由此，驱动侧流路900由水41填充，并且喷出侧流路901由涂敷液31填充。之后，通过将气动阀42关闭，驱动侧流路900被封闭。另外，也将气动阀32关闭。此外，即使在驱动侧流路900中混入有空气的情况下，该空气也由从泵10的排气口5喷出。

当在主泵50中柱塞50b移动而使喷出室52的容积减少时，对喷出室52内的水41(驱动用流体)施加压力(正压)。其结果是，压力经由驱动侧流路900内的水41向从泵10传递。然后，从泵10将经由水41传递来的压力进一步经由隔膜13向喷出室12内的涂敷液31传递。具体来说，伴随着主泵50中的喷出室52的容积变化，隔膜13从驱动室11侧向喷出室12侧位移，由此将压力向喷出室12传递。这样，向喷出侧流路901内的涂敷液31施加压力(正压)，由此将涂敷液31从狭缝22喷出。隔膜13在涂敷液31被喷出时向驱动室11侧位移。

在上述的一系列的涂敷动作结束之后，涂敷装置进行再装填动作。再装填动作是指，为了再次产生在涂敷时所需的隔膜13的移动，在主泵50中使柱塞50b返回涂敷动作前的位置的动作。然后，涂敷装置通过交替重复上述的涂敷动作和再装填动作，从狭缝喷嘴20的狭缝22反复喷出涂敷液31。

在本实施方式的涂敷装置中，从泵10中的喷出室12的容积小于主泵50中的喷出室52的容积。因此，用于充满喷出室12的涂敷液31的量较少即可，因此，能够抑制涂敷动作的执行所需要的涂敷液31的量。其结果是，能够提高涂敷液31的使用效率。尤其是，在使用比较昂贵的涂敷液作为涂敷液31的情况或者在实验用途下使用涂敷液31的情况等涂敷的涂敷液31的量为少量的情况下，能够抑制不喷出而仅用作执行涂敷动作的涂敷液31的量。因此，即使在更换涂敷液31等时喷出侧流路901内的涂敷液31无法再利用而被放弃的情况下，也可以抑制所浪费的涂敷液31的量。

在此，对涂敷装置的效果的具体例进行说明。首先，在仅使用喷出室的容积比较大的主泵的现有技术的结构中，考虑将为了充满从主泵至狭缝喷嘴的流路所需的涂敷液的量设为100cc、将从狭缝喷嘴喷出的涂敷液的喷出量设为0.1cc的情况。在这种情况下，为了能够执行涂敷动作，需要准备与实际喷出的量相比为1000倍(100/0.1)的量的涂敷液。

与此相对地，在本实施方式的涂敷装置中，通过减小从泵10的喷出室12的容积，能够将喷出侧流路901的填充所需的涂敷液31的量抑制为例如5cc左右。因此，为了执行涂敷动作所需的涂敷液31的量与实际喷出的量(0.1cc)相比为50倍(5/0.1)左右即可。这样，本实施方式的涂敷装置能够提高涂敷液31的使用效率。

根据本实施方式的涂敷装置，通过使主泵50对水41(驱动用流体)施加的压力经由驱动侧流路900向从泵10传递而驱动隔膜13，由此将压力向涂敷液31(喷出用流体)传递。这样，通过经由驱动侧流路900传递压力，即使驱动侧流路900较长，也可以将压力高效地传递至从泵10。因此，由驱动侧流路900连结的从泵10与主泵50之间的距离不会显著地受到限制。

因此，根据本实施方式的驱动装置，关于从泵10与主泵50的配置，能获得较高的自由度。例如，在涂敷液31(喷出用流体)为不期望与大气接触的液体(由于与大气的接触而发生变质的液体等)的情况下，能够将主泵50设置在大气中，并将从泵10与大气隔离设置。

另外，在利用水41(驱动用流体)传递压力的本实施方式的结构中，通过使从泵10中的喷出室12的容积比主泵50中的喷出室52的容积小，即使主泵50中的喷出室52的容积变化小，也能够向从泵10传递较大的压力，主泵50的负载变小。

进而，根据本实施方式的涂敷装置，利用水41(驱动用流体)驱动从泵10，因此在从泵10中不需要电动机等电气结构。另一方面，主泵50能够设为由电气结构(在本实施方式中为电动机51)驱动的泵。即，能够构成为，将需要电气结构(电动机等)的泵设为驱动侧泵，且将在这样的泵之外另行设置的不需要电气结构的泵设为喷出侧泵。

进而，根据本实施方式的涂敷装置，由于使用水41作为向驱动侧流路900填充的流体，因此能够减少涂敷装置的运行成本，能够节约成本。另外，作为驱动用流体的水41是非压缩性的液体，因此主泵50对水41施加的压力在中途不会产生损失(即，不会被水41吸收)的情况下向从泵10传递。

[1-2]变形例

(1)第一变形例

上述的涂敷装置也可以具有能够进行从泵10的装卸且能够将主泵50与狭缝喷嘴20直接连接的结构。根据该结构，在喷出量较多的情况下，能够仅使用主泵50从狭缝喷嘴20喷出涂敷液31。因此，能够根据所希望的喷出量，适当变更用于喷出的泵。即，能够在仅使用主泵50的情况与使用主泵50和从泵10这两者的情况之中进行选择。

(2)第二变形例

如图2的(b)所示，也可以是，在从泵10中，壳体1由形成驱动室11的主体部1b以及形成喷出室12的盖部1a构成，盖部1a以能够装卸的方式安装于主体部1b。在该结构中，优选的是，隔膜13安装于主体部1b，将驱动侧流路900封闭。根据这样的从泵10，在进行喷出室12内的清洗等时，通过从主体部1b卸下盖部1a，能够使喷出室12内容易地露出。另外，即使在使喷出室12内露出的情况下，也能利用隔膜13维持驱动侧流路900的封闭状态。因此，能够在由水41充满包括驱动室11在内的驱动侧流路900的状态下进行喷出室12内的清洗等。

(3)第三变形例

填充于驱动侧流路900的驱动用流体(由主泵50施加压力并且传递该压力的流体)也可以使用不限定于水41的各种非压缩性的液体。另外，驱动用流体也能够使用具有压缩性的液体。在这种情况下，优选在构成驱动侧流路900的连接管62安装压力计，基于测量出的压力来控制主泵50的动作。由此，能够向驱动侧流路900内的流体(驱动用流体)施加所希望的压力。

另外，驱动用流体也可以使用即使与涂敷液31混合也不会污染涂敷液31的流体。由此，即使在从泵10中驱动用流体从驱动室11渗出到喷出室12，也能够将涂敷液31维持为能够使用的状态。

(4)第四变形例

作为喷出涂敷液31的喷嘴，也可以使用不限于狭缝喷嘴20的各种喷出用喷嘴。也可以从喷嘴喷出不限于涂敷液31等液体的包括粉末在内的各种流体。即，喷出用流体能够应用包括液体以及粉末在内的各种流体。

(5)第五变形例

隔膜13的位移速度根据驱动侧流路900内的水41(驱动用流体)的流量而进行变化。因此，如图3所示，也可以是，涂敷装置还具备对驱动侧流路900内的水41(驱动用流体)的流量进行控制的流量控制阀70。在本变形例中，流量控制阀70设置于连接管62。而且，利用流量控制阀70来控制驱动侧流路900内的水41的流量，由此控制隔膜13的位移速度。由此，能够将从狭缝22喷出的涂敷液31的每单位时间的量维持为恒定。

[2]第二实施方式

作为第二实施方式，涂敷装置也可以具备多组狭缝喷嘴20、从泵10以及贮存罐30。作为第二实施方式的一个例子，如图4所示，涂敷装置具备三个狭缝喷嘴20a～20c、三个从泵10a～10c以及三个贮存罐30a～30c。而且，狭缝喷嘴20a～20c中的各狭缝喷嘴与从泵10a～10c逐一对应，并且与贮存罐30a～30c逐一对应。

贮存罐30a贮存有向从泵10a供给的涂敷液31a(例如为包含金的导电性墨水)。贮存罐30b贮存有向从泵10b供给的涂敷液31b(例如为包含铂的导电性墨水)。贮存罐30c贮存有向从泵10c供给的涂敷液31c(例如为抗蚀剂液)。

在这样的结构中，涂敷装置优选具备将从泵10a～10c各自与主泵50相连的流路分支阀71。具体来说，流路分支阀71将从主泵50起的驱动侧流路900分支成三部分且使该三部分各自与从泵10a～10c相连。在本实施方式中，流路分支阀71分别经由三个连接管62a～62c与从泵10a～10c连接。另外，与上述的流量控制阀70相同的三个流量控制阀70a～70c逐一地设置于连接管62a～62c中的各连接管。

涂敷装置沿输送路径向输送方向输送三个工件w，并且在狭缝喷嘴20a～20c与工件w各自相对时，从该狭缝喷嘴20a～20c各自喷出涂敷液31a～31c。由此，在工件w各自的主面上形成涂敷液31a～31c的涂膜。由此，对三个工件w同时执行形成涂敷液31a～31c各自的涂膜的涂敷工序。

工件w在执行各涂敷工序之后，被向与输送方向垂直的方向(在图4中为下方)依次移送，并被设置在用于进行接下来的涂敷工序的位置。然后，对各工件w以穿插有干燥工序的方式依次执行上述的三个涂敷工序。即，在一片工件w的主面上依次层叠由涂敷液31a形成的膜、由涂敷液31b形成的膜以及由涂敷液31c形成的膜。

根据本实施方式的涂敷装置，对于涂敷液31a～31c中的各涂覆液，与第一实施方式同样地能够提高使用效率。另外，与第一实施方式同样地，不会显著地限制由驱动侧流路900连结的从泵10a～10c各自与主泵50之间的距离。

另外，本实施方式的涂敷装置通过与狭缝喷嘴20a～20c各自对应的流量控制阀70a～70c来控制涂敷液31a～31c各自的流量。因此，即使在使涂敷液31a～31c的涂膜的厚度彼此不同的情况下，也能够同时实施三个涂敷工序。

第二实施方式的涂敷装置也可以具有选择性地执行上述三个涂敷工序之一的结构。作为一个例子，涂敷装置也可以具备流路切换阀以替代流路分支阀71。流路切换阀将从泵10a～10c中的各从泵所具有的驱动室11中的至少一个驱动室选择性地与主泵50相连。根据该结构，通过基于流路切换阀的流路的切换，能够容易地选择涂敷的涂敷液。另外，在每次变更涂敷液时不需要进行从泵的清洗、涂敷液的更换等的繁杂的作业。

[3]第三实施方式

上述的涂敷装置优选具备不加热主泵50而至少加热从泵10的加热装置。如图5所示，本实施方式中的加热装置80具有壳体81和对该壳体81内进行加热的加热器82。而且，在壳体81中容纳有加热器82，并且容纳有从泵10、狭缝喷嘴20、贮存罐30以及将这些构件连接的连接管。在此，狭缝喷嘴20以使喷出涂敷液31的末端(狭缝22)从壳体81露出的状态被容纳。此外，容纳于壳体81的各部分结构由加热器82加热，因此优选具有耐热性以便不会发生各自的功能的降低或破坏。另外，为了防止加热器82的热量向壳体1的外部逸出，壳体81优选其周围被隔热材料覆盖。

如上所述，本实施方式的涂敷装置构成为，将需要电气结构(电动机等)的泵设为驱动侧泵(从泵10)，将在这样的泵之外另行设置的不需要电气结构的泵设为喷出侧泵(主泵50)。而且，由于采用这样的结构，作为用于高效地加热涂敷液31(喷出用流体)的结构而能够适用上述的加热装置80。即，能够不加热主泵50而加热包括从泵10在内的喷出侧流路901整体。

因此，根据本实施方式的涂敷装置，能够将主泵50的耐热化抑制为所需最小限度。例如，作为主泵50的驱动源的电动机51不需要由隔热材料等覆盖，或者能够将隔热材料等的必要性抑制为最小限度。另外，在主泵50的结构体中不需要组装耐热部件，并且在主泵50的情况下也不需要设置冷却机构。因此，能够抑制涂敷装置的高成本化、复杂化。

另一方面，从泵10是利用隔膜13将壳体1的内部分隔而形成驱动室11以及喷出室12的简单结构，不需要电动机等电气结构。因此，针对从泵10，能够容易地实现耐热化。例如，通过使壳体1以及隔膜13由不锈钢等耐热材料形成，能够使从泵10具有可耐受至数百℃的温度的耐热性。

这样，根据本实施方式的涂敷装置，能够利用加热装置80来加热涂敷液31，并且能够将泵(主泵50以及从泵10)的耐热化抑制为所需最小限度。

在本实施方式的涂敷装置中，优选将驱动侧流路900整体配置在壳体81的外侧。根据该结构，能够进一步抑制热量对主泵50的影响。另外，驱动侧流路900优选替代水41而由具有涂敷液31的沸点以上的沸点的液体(例如油)充满。由此，能够防止驱动侧流路900内的液体沸腾。因此，在加热涂敷液31时，防止驱动侧流路900内的压力意外增高。

此外，在第三实施方式中，涂敷装置也可以具有使从泵10中的喷出室12的容积比主泵50中的喷出室52的容积大的结构或者将它们的容积设为相同的结构。作为这些结构，也与上述同样地能够将主泵50以及从泵10c的耐热化抑制为所需最小限度。

本实施方式的涂敷装置也可以如图6所示地具备对驱动侧流路900进行冷却的冷却装置90。作为一个例子，冷却装置90具备设置于连接管62的热交换器91，利用该热交换器91从连接管62夺取热量。更具体来说，冷却水流入热交换器91中，且被从连接管62夺取的热量加热而得到的热水从热交换器91流出。在热交换器91内，连接管62优选呈螺旋状卷绕以便增大与热交换器91的接触面积。

根据具备冷却装置90的涂敷装置，利用冷却装置90来冷却连接管62，因此能够防止加热装置80的热量在连接管62传递而对主泵50造成不良影响。因此，在涂敷装置中，进一步抑制主泵50的耐热化的必要性。

[4]第四实施方式

作为第四实施方式，如图7所示，加热装置80也可以是具备对从泵10、狭缝喷嘴20、贮存罐30、连接管63以及连接管64的各构件分别进行加热的加热器82a～82e的结构，以替代由壳体81和加热器82构成的结构。

与第三实施方式同样地，本实施方式的涂敷装置也构成为，将需要电气结构(电动机等)的泵设为驱动侧泵(主泵50)，将在这样的泵之外另行设置的不需要电气结构的泵设为喷出侧泵(从泵10)。而且，由于采用这样的结构，能够适用具备多个加热器82a～82e的加热装置80。即，能够不加热主泵50而加热包括从泵10在内的喷出侧流路901整体。

另外，根据本实施方式的涂敷装置，通过独立地控制加热器82a～82e的温度，能够将喷出侧流路901内的涂敷液31高效地加热至适合于其位置的温度。因此，能够从狭缝喷嘴20以适于涂敷的状态喷出涂敷液31。

因此，根据本实施方式的涂敷装置，能够利用加热装置80高效地加热涂敷液31，并且能够将泵(主泵50以及从泵10)的耐热化抑制为所需最小限度。

在本实施方式中，主要加热从泵10是重要的。这是由于，在喷出侧流路901整体的容积中，从泵10中的喷出室12所占的比例最大，因此，通过加热从泵10而加热喷出侧流路901内的涂敷液31的大部分，其结果是，涂敷液31被高效地加热。因此，本实施方式的加热装置80可以具有仅具备加热从泵10的加热器82a的结构，也可以具有仅具备加热器82a～82e中的包括加热器82a在内的几个加热器的结构。

此外，第三实施方式以及第四实施方式的各部分结构也可以适用于第二实施方式的涂敷装置。在这种情况下，可以是单独加热全部的从泵10a～10c的形态，也可以是加热一个或者几个从泵的形态。

应该认为，上述的实施方式的说明在所有方面均为例示，而并非限制性的内容。本发明的范围并非由上述的实施方式表示，而是由权利要求书表示。另外，在本发明的范围中意在包含与权利要求书均等的意思以及范围内的全部变更。

标号说明

1：壳体；

1a：盖部；

1b：主体部；

2、3、4：连接口；

5：排气口；

10、10a、10b、10c：从泵；

11：驱动室；

12：喷出室；

12a：内表面；

13：隔膜；

20、20a、20b、20c：狭缝喷嘴；

21：贮存部；

22：狭缝；

30、30a、30b、30c：贮存罐；

31、31a、31b、31c：涂敷液；

32：气动阀；

40：贮存罐；

41：水；

42：气动阀；

50：主泵；

50a：注射器；

50b：柱塞；

51：电动机；

52：喷出室；

61、62、63、64：连接管；

62a、62b、62c：连接管；

70、70a、70b、70c：流量控制阀；

71：流路分支阀；

80：加热装置；

81：壳体；

82、82a、82b、82c：加热器；

90：冷却装置；

91：热交换器；

900：驱动侧流路；

901：喷出侧流路；

cf：涂膜；

w：工件。