涂布液供给装置的制作方法

本发明涉及一种适用于涂布装置的涂布液供给装置。

背景技术：

以往，已知一种作为表涂布机等的涂布液抽吸、吐出用泵的杆型注射泵。但是，上述泵在杆的滑动部分使用有O形环等，需要考虑涂布液的微量的泄漏、固接的可行性。因此，如专利文献1所示，在O形环的外侧还包括涂布液回收室，但是结构会变得复杂且大型，此外，涂布液回收室和杆最终是由O形环来密封的，需要考虑同样的技术问题。在此，如专利文献2的波纹管58所示，提供一种利用波纹管构件的伸缩，使涂布液与杆的滑动部分不会接触的泵。此外，作为采用波纹管构件的注射泵，一般而言，是如专利文献3所示的构件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008－161740号公报

专利文献2：日本专利特开2011－14732号公报

专利文献3：日本专利特开昭60－261464号公报

但是，波纹管构件由金属、合成树脂的薄片而形成，因此当波纹管构件的单面受到压力时，波纹管构件会产生隆起等弹性变形。此外，在使用有如上所示的波纹管构件的泵中，波纹管构件的单面暴露在大气压下。因此，存在当涂布液吐出时将杆压入，因上述杆的压入压力导致波纹管构件产生变形、杆的压入量(体积)与吐出的涂布液的量不一致、涂布量发生变动导致难以在基材上厚度均匀地进行涂布这样的技术问题。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种能够提高涂布液的涂布量的精度的涂布液供给装置。

本发明包括：收容涂布液的收容容器；杆，该杆在上述收容容器内沿轴向移动，使收容于上述收容容器的涂布液从上述收容容器吐出；以及波纹管构件，波纹管构件将收容于上述收容容器的涂布液与上述杆隔离，以与上述杆形成封闭空间即封入空间的方式安装于上述杆，并且相对于上述杆的轴向移动进行伸缩，在上述封入空间中，封入有液体。

根据上述结构，通过将液体封入至封入空间，从而即使受到由杆的轴向移动引起的压力，封入空间的体积也不会发生变化，能够防止波纹管构件产生变形，因而由杆的轴向移动而导致的、收容容器内的体积的变化量与吐出的涂布液的量一致。因此，能够提高涂布液的涂布量的精度。

此外，较为理想的是，本发明还包括以下结构。

(1)上述封入空间具有形成于上述杆的外周面与上述波纹管构件的内表面之间的第一空间，当上述波纹管构件的伸缩导致上述第一空间的体积发生增减时，上述封入空间具有能够使封入至上述封入空间的液体移动的调整空间。

(2)在上述结构(1)中，在上述杆的前端部，安装有能相对于上述杆的前端沿轴向移动的突出构件，上述波纹管构件的前端安装于上述突出构件，上述调整空间的一部分由上述杆的前端和上述突出构件形成。

(3)在上述结构(1)中，上述波纹管构件的轴向中间部安装于上述杆的前端，上述波纹管构件的前端部是封闭的，上述调整空间由上述杆的前端和上述波纹管构件的前端部形成。

(4)在上述结构(1)～(3)中的任一个结构中，上述调整空间的一部分经由形成于上述杆的内部的空间，与上述第一空间连通。

(5)在上述结构(1)～(4)中的任一个结构中，上述液体在上述第一空间的体积处于最大的状态下，被封入至上述封入空间。

(6)上述波纹管构件的基端安装于上述收容容器，前端被自身封闭。

根据上述结构(1)，由于封入空间具有供液体移动的调整空间，因此能容易地实现相对于杆的轴向移动，使封入空间的体积恒定的结构。

根据上述结构(2)，能够通过杆的前端和突出构件形成调整空间的一部分，从而形成由波纹管构件的伸缩导致第一空间的体积发生增减时的液体的移动来源、移动去处。其结果是，能够容易地实现以下结构：在波纹管构件进行伸缩时，能够使移动顺畅，能够使封入空间的体积恒定。

根据上述结构(3)，能够通过杆的前端和波纹管构件的前端部形成调整空间，从而形成由波纹管构件的伸缩导致第一空间的体积发生增减时的液体的移动来源、移动去处。其结果是，能够容易地实现以下结构：在波纹管构件进行伸缩时，能够使封入空间的体积恒定。

根据上述结构(4)，当由波纹管构件的伸缩导致第一空间的体积发生增减时，液体穿过杆的内部，在第一空间与调整空间之间能够容易地进行移动。

根据上述结构(5)，由于液体是在第一空间的体积处于最大的状态下被封入，因而无论杆处于什么位置，都能准确地发挥上述作用。

根据上述结构(6)，能够提供一种包括有波纹管构件的、结构非常简单的涂布液供给装置。

总之，根据本发明，能够提供一种提高涂布液的涂布量的精度的涂布液供给装置。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的涂布装置的示意图。

图2是收容容器的示意图。

图3是第一空间的体积达到最大状态的收容容器的示意图。

图4A是使杆最大限度地后退状态的收容容器的示意图。

图4B是表示第一～第五空间、θ以及L的局部细节图。

图5是形成第五空间的外周孔到达第二空间时的示意图。

图6是杆从初始位置前进并且位于最大插入位置的状态的收容容器的示意图。

图7是杆从最大插入位置后退并且位于初始位置的状态的收容容器的示意图。

图8是本发明的其它实施方式中，杆上没有安装突出构件的涂布液供给装置的示意图。

图9是本发明的其它实施方式中，杆上没有安装突出构件的涂布液供给装置的示意图。

图10是本发明的其它实施方式中，波纹管构件8没有安装于杆6的涂布液供给装置的示意图。

图11是本发明的其它实施方式中，通过轴电动机使杆沿轴向进行往复移动的涂布液供给装置的示意图。

图12是表示在封入的液体较少的情况下，杆被压入时的波纹管构件的形状的示意图。

符号说明

1 储存箱

10 涂布装置

11 支承台

12 基材

13 涂布液供给管 13a 供给阀

14 涂布液吐出管 14a 吐出阀

15 空气排出管 15a 排出阀

16 液体封入管 16a 封入阀

2 狭缝喷嘴

3 涂布液供给装置

4 控制装置

5 收容容器

51 密封构件 51a 插通孔 52 密封构件

6 杆

6a 导向孔 6b 外周孔 6c 连通孔

61 突出构件

61a 圆板部 61b 销部

7 驱动构件

71 电动机 72 滚珠丝杠 73 支承部 74 轴电动机

75 球衬套

8 波纹管构件

8a 环构件

81 第一波纹管构件 82 第二波纹管构件

9 封入空间 91 第一空间 92 第二空间 93 第三空间 94 第四空间 95 第五空间 96 第六空间

C1 间隙 C2 间隙

T 距离

P 涂布液

W 封入液

具体实施方式

(整体结构)

图1是本发明第一实施方式的涂布装置10的示意图。如图1所示，涂布装置10包括：储存涂布液的储存箱1；将涂布液涂布于支承台11上的基材12的狭缝喷嘴2；将涂布液从储存箱1向狭缝喷嘴2供给的涂布液供给装置3；以及对涂布装置10进行控制的控制装置4。狭缝喷嘴2形成有用于将涂布液向喷嘴自身吐出的、规定宽度的狭缝，是通过使狭缝喷嘴2移动从而将涂布液涂布于基材12的、表涂布机(注册商标：テーブルコーター)用的狭缝喷嘴。狭缝喷嘴2的移动由控制装置4控制。

在储存箱1供给有压缩空气，利用上述压缩空气的压力，将涂布液从下方压出。另外，储存箱1内的涂布液也可以不使用压缩空气，而是利用重力来压出。

涂布液供给装置3包括：收容涂布液的收容容器5；使收容于收容容器5的涂布液从收容容器5向狭缝喷嘴2吐出的杆6；以及使杆6沿轴向移动的驱动构件7。

收容容器5由圆筒状的气缸构成。在本实施方式中，为了提高内部的可视性，收容容器5使用玻璃制的气缸。但是，收容容器5也可以由不锈钢等金属材料制造。在这种情况下，需要通过镜面加工等来降低收容容器5的内表面的表面粗糙度。

收容容器5的一端部被封闭，在另一端部安装有密封构件51，上述密封构件51形成有供杆6插通的插通孔51a。在插通孔51a的内周面，配置有O形环等密封构件52。密封构件52确保密封构件51与杆6之间的密封性。

涂布液穿过涂布液供给管13，从储存箱1向收容容器5供给。在涂布液供给管13设有供给阀13a，根据供给阀13a的开闭，向收容容器5供给涂布液、停止向收容容器5供给涂布液。供给阀13a的开闭由控制装置4控制。

涂布液穿过涂布液吐出管14，从收容容器5向狭缝喷嘴2供给。在涂布液吐出管14设有吐出阀14a，根据吐出阀14a的开闭，向狭缝喷嘴2供给涂布液、停止向狭缝喷嘴2供给涂布液。吐出阀14a的开闭由控制装置4控制。

在收容容器5连接有排出收容容器5内的空气的空气排出管15。在空气排出管15设有排出阀15a，将排出阀15a打开从而将收容容器5内的空气排出。排出阀15a的开闭由控制装置4控制。

在收容容器15连接有将封入液W封入至后述的封入空间的液体封入管16。在液体封入管16设有封入阀16a，将封入阀16a打开从而将封入液W封入至封入空间。当封入液W充满封入空间时，将封入阀16a关闭。封入阀16a的开闭由控制装置4控制。

杆6例如由不锈钢、合成树脂、或者在金属材料的表面进行铬镀覆的材料等构成，并且具有圆柱形状。通过镜面加工等来降低杆6的表面的表面粗糙度。

在驱动构件7的步进电动机即电动机71的驱动下，与电动机71的旋转轴一体形成的滚珠丝杠72进行旋转，经由与滚珠丝杠72螺合的支承部(滚珠螺母)73，使杆6沿轴向进行往复移动。

图2是收容容器5的示意图。如图2所示，在杆6的前端部，安装有能相对于杆6的前端沿轴向移动的突出构件61。突出构件61包括圆板部61a和圆柱状的销部61b。此外，杆6包括：圆形的导向孔6a，突出构件61的销部61b由该导向孔6a沿杆6的轴向引导并进行滑动；以及设于杆6的外周面的外周孔6b。此外，为了防止后述的波纹管构件的扭转，可以将突出构件61的销部61b以及导向孔6a设为多个或形成多边形形状等，以对突出构件61进行止转。

在突出构件61安装有波纹管构件8。波纹管构件8的一端安装于突出构件61的圆板部61a的外周(图2中的A)，另一端安装于环构件8a(图2中的B)。环构件8a的外周例如夹在将收容容器5形成分割构造的结构体5a、5b之间并固定。结构体5a和结构体5b的连接方法可以采用任意方法。藉此，将收容于收容容器5的涂布液P与杆6隔离，与杆6形成封闭空间即封入空间9。另外，在杆6的外周面与波纹管构件8的内表面之间设有间隙C1，此外，在杆6的外周面与环构件8a的内周之间设有间隙C2，从而可以使波纹管构件8进行伸缩，可以使封入液W通过。此外，波纹管构件8相对于杆6的轴向移动进行伸缩。

在封入空间9封入有来自液体封入管16的封入液W。封入的封入液W是不可压缩的流体。封入空间9包括：形成于波纹管构件8的内表面与杆6的外周面之间的第一空间91；形成于收容容器5、密封构件51及杆6之间的第二空间92；形成于突出构件61、波纹管构件8及杆6的前端之间的第三空间93；形成于杆6内，并且形成于突出构件61与杆6之间的第四空间94；以及形成于杆6内，并且将第一空间91与第四空间94连通的第五空间95。封入液W通过第一空间91～第五空间95以及前述的间隙C1、C2，能够在整体进行流动。

在使用涂布装置10之前，进行以下准备。

首先，如图3所示，使杆6前进到波纹管构件8的一个尖的体积达到最大的位置处。波纹管构件8的一个尖的体积达到最大的状态是波纹管构件8的一个尖的角度θ为规定角度(根据波纹管构件8的形状而不同，通常为60度左右)时的状态，此时，第一空间91的体积最大。然后，此时，利用波纹管构件8的弹性力，杆6的前端面与圆板部61a接触，第四空间94处于最小体积。在此，将封入阀16a打开，一边将封入空间9的内部的空气排出一边经由液体封入管16将封入液W向封入空间9供给，之后将封入阀16a关闭，为了不使空气残留于封入空间9而将封入液W封入。另外，封入液W是否已经充满封入空间9根据封入液W的供给使圆板部61a从杆6的前端稍稍偏离来判断即可。此时，供给阀13a、吐出阀14a、排出阀15a处于关闭状态，但为了使杆6流畅地进行移动，可以预先将排出阀15a打开，经由空气排出管15将收容容器5的内部的空气排出。

如图4所示，使杆6后退至最大限度的后退位置(杆6的前端面与收容容器5的另一端部最接近的位置，以下称为初始位置)处，将供给阀13a打开，经由涂布液供给管13，将储存于储存箱1的涂布液P向收容容器5内供给。此时，将排出阀15a打开，经由空气排出管15，将收容容器5内的空气排出。空气排出管15位于与涂布液供给管13相反侧的位置，设于收容容器5内的最高的位置。因此，收容容器5内的空气能顺畅地排出。另外，当涂布液P从空气排出管15溢出时，将排出阀15a关闭。

在此，封入液W是不可压缩的流体，在封入空间9没有空气残留，因而即使波纹管构件8随着杆6的进退而产生变形，封入空间9的体积始终恒定。因此，在杆6进退期间，封入液W在图4B所示的第一空间91、第三空间93、第四空间94以及第五空间95之间发生流动，第一空间91、第三空间93以及第四空间94的体积发生变化。在第五空间95中，体积没有发生变化，在第二空间92中，体积没有发生变化，封入液W也没有发生流动。因此，相对于第一空间91的体积增减进行调整的空间是第三空间93和第四空间94。

具体而言，从图3的状态到图4的状态，波纹管构件8的一个尖的角度θ在变小，第一空间91的体积在变小。但是，由于封入液W的体积恒定，因而由第一空间91的体积变小而压出的封入液W流向第三空间93，相应地，其结果是，杆6的前端面与突出构件61的圆板部61a之间分开，同时杆6后退。

此外，随着销部61b与圆板部61a一起进行移动，第四空间94的体积变大，此时，由于封入液W从第一空间91穿过第五空间95而发生流动，从而封入液W的体积保持恒定。

另外，由于设计的问题，在形成第五空间95的外周孔6b到达第二空间92时，封入液W在第二空间92也会发生流动(参照图5)。此外，设计时，需要设计成使外周孔6b穿过第二空间92，但不会被密封构件51覆盖(需要有图5所示的距离T)。

这样，封入液W封入至封入空间9，涂布液P填充于收容容器5内，涂布装置10进行以下的动作。实际上，涂布液P也填充于涂布液吐出管14和狭缝喷嘴2，此处省略说明。

如图6所示，将吐出阀14a打开，使驱动构件7的电动机71驱动而使滚珠丝杠72进行旋转，从而根据狭缝喷嘴2所需要的吐出量、吐出速度来使杆6前进。由于杆6的前进，安装于杆6的前端部的突出构件61也前进，但由于封入空间9的体积维持恒定，因而突出构件61仅前进比杆6的前进量更小的距离(同时图4B所示的杆6的前端面与圆板部61a之间的距离L缩小)。安装于突出构件61的波纹管构件8仅伸长突出构件61的前进量。接着，收容容器5内的涂布液P经由涂布液吐出管14，向狭缝喷嘴2吐出。向狭缝喷嘴2吐出的涂布液P从狭缝喷嘴2的狭缝向基材12进行涂布。当涂布停止时，将吐出阀14a关闭，当涂布再次开始时，将吐出阀14a打开。

另外，杆6继续前进，当波纹管构件8的一个尖的角度θ超过规定角度(例如60度左右)时(杆6越过图3的位置前进时)，由于第一空间91的容积在变小，至此，封入液W反向流动，在图4B的距离L扩大的同时杆6在前进。

这样，在涂布装置10中，由于封入空间9的体积不会发生变化，因而由杆6的前进而导致的、收容容器5内部的容积变化与涂布液P的吐出量一致。此外，由薄片形成的波纹管构件8的内外被不可压缩的液体填充，因而由杆6前进时而产生的压力经由弹性的波纹管构件8进行传递，涂布液P和封入液W的压力相同，因而波纹管构件8不会产生弹性变形。藉此，涂布液P的涂布量不会发生变动，涂布液P被厚度均匀地涂布于基材12。

如图7所示，使杆6前进至最大限度的前进位置(以下，称为最大插入位置)之后，将吐出阀14a关闭并且将供给阀13a打开，与此同时，使驱动构件7的电动机71进行反转驱动，使杆6从最大插入位置后退至初始位置，经由涂布液供给管13，将涂布液P向收容容器5内供给。根据杆6后退而增大的空间体积，逐渐地将涂布液P向收容容器5内供给，因而在第二次之后的涂布液供给工序中，使排出阀15a维持关闭状态。另外，如图12所示，在封入至封入空间9的封入液W的量很少的情况下，在杆6前进的中途，波纹管构件8的膜以凹陷的方式开始变形，无法实现正确的吐出量，但如图3所示，由于在波纹管构件8的一个尖的体积为最大的状态下将封入液W封入，因此不会产生上述问题。

重复以上工序，来进行涂布作业。

根据上述结构的涂布装置10，能起到如下效果。

(1)通过将液体即封入液W封入至封入空间9，相对于杆6的轴向移动，封入空间9的体积不会发生变化，能够防止由薄片形成的波纹管构件8自身产生变形，因而由杆6的轴向移动而导致的、收容容器5内的体积的变化量与排出的涂布液P的量一致。因此，能够提高涂布液P的涂布量的精度(定量性)。

(2)能够容易地实现以下结构：当由波纹管构件8的伸缩导致第一空间91的体积发生增减时，由于封入空间9具有能够使封入至封入空间9的封入液W移动的调整空间(第三空间93和第四空间94)，因而相对于杆6的轴向移动能够使封入空间9的体积恒定。

(3)能够通过杆6的前端和突出构件61而形成调整空间的一部分(第三空间)，从而形成由波纹管构件8的伸缩导致第一空间91的体积发生增减时的封入液W的移动来源、移动去处。其结果是，能够容易地实现以下结构：在波纹管构件8进行伸缩时，能够使移动顺畅，能够使封入空间9的体积恒定。

(4)由于调整空间的一部分(第四空间94)经由形成于杆6内部的第五空间95而与第一空间91连通，因而当由波纹管构件8的伸缩导致第一空间91的体积发生增减时，液体会穿过杆6的内部，在第一空间91与调整空间之间移动。

(5)由于封入液W在第一空间91的体积处于最大的状态下，被封入至封入空间9，因而无论杆6处于什么位置，都能准确地发挥上述作用。具体而言，如图12所示，如果在第一空间91的体积处于很小的状态下将液体封入，那么当杆6被压入时，波纹管构件8会被朝内侧吸而产生变形，会出现涂布液的吐出量比杆6的压入量少的状态，因而根据本结构能够解决上述问题。

(6)由于杆6与涂布液P不会直接发生接触，因而能够防止由杆6的移动而引起的涂布液P干燥、进灰、液体泄漏等。另外，能够防止由涂布液P的滞留而引起的液体沉降、聚合不均匀等。

(其它实施方式)

图8和图9是本发明的其它实施方式中，杆6上没有安装突出构件61的涂布液供给装置的示意图。其它实施方式不具有突出构件61，在这点上与上述实施方式不同，其它的结构与上述实施方式相同。因此，在其它实施方式的说明中，对与上述实施方式相同的部分标注相同的符号，并省略上述内容的详细说明。

如图8和图9所示，波纹管构件8的轴向中间部安装于杆6的前端(图中X1的部分)，此外，波纹管构件8的前端部是封闭的(图中X2的部分)。波纹管构件8包括第一波纹管构件81和第二波纹管构件82，上述第一波纹管构件81的一端安装于杆6的前端，另一端安装于杆6与收容容器5之间的边界，上述第二波纹管构件82的一端封闭，另一端安装于杆6的前端。另外，在第一波纹管构件81与第二波纹管构件82之间，以使封入的液体能自由移动的方式，设有间隙、连通孔6c。

封入空间9包括：形成于第一波纹管构件81的内表面与杆6的外周面之间的第一空间91；形成于收容容器5、密封构件51及杆6的外周面之间的第二空间92；以及形成于第二波纹管构件82与杆6的前端之间的第六空间96。

波纹管构件8相对于杆6的轴向移动进行伸缩，藉此，第一空间91的体积、第六空间96的体积会发生变动，但第二空间92的体积恒定。如图8和图9所示，当杆6被插入至收容容器5内，第一波纹管构件81伸长，第二波纹管构件82收缩。其结果是，第一空间91的体积增加，第六空间96的体积减少量仅为第一空间91的体积增加量。因此，封入空间9整体的体积恒定，封入至封入空间9的液体的压力也恒定。

如从图9至图8的动作所示，当杆6从收容容器5后退时，第一波纹管构件81收缩，第二波纹管构件82伸长。

其结果是，第一空间91的体积减少，第六空间96的体积增加量仅为第一空间91的体积减少量。

因此，封入空间9整体的体积恒定，封入至封入空间9的液体的压力也恒定。

根据上述结构的涂布装置10，能起到如下效果。

(1)能够通过杆6的前端和波纹管构件8的前端部形成调整空间(第六空间96)，从而形成由波纹管构件8的伸缩导致第一空间91的体积发生增减时的液体的移动来源、移动去处。其结果是，能够容易地实现以下结构：在波纹管构件8进行伸缩时，能够使封入空间9的体积恒定。

(2)波纹管构件8的轴向中间部安装于杆6的前端，中间部作为边界，当波纹管构件8的一方侧即第一波纹管构件81伸长时，另一方侧即第二波纹管构件82收缩，当一方侧即第一波纹管构件81收缩时，另一方侧即第二波纹管构件82伸长。其结果是，根据本结构，相对于杆6的轴向移动，能够维持封入空间9的体积恒定。

(3)不需要设置能相对于杆6的前端沿轴向移动的突出构件，此外，不需要在杆6的内部形成包含于封入空间9的、供液体封入的空间。因此，能够简化杆6周围的结构。

此外，如图10所示，也可以不将波纹管构件8安装于杆6。在这种情况下，通过非常简单的结构，就能使波纹管构件8相对于杆6的轴向移动进行伸缩，就能维持封入空间9的体积恒定。但是，在这种情况下，由于没有将波纹管构件8安装于杆6，因而需要注意使波纹管构件8不产生弯曲、扭转或者伸缩的不均匀。另外，根据直至图9的实施例，在波纹管构件8进行伸缩时，不会发生上述问题，能够使波纹管构件8的动作顺畅，能够提高波纹管构件8的耐久性。

(其它实施方式)

在上述各实施方式中，在驱动构件7的电动机71的驱动下，与电动机71的旋转轴一体形成的滚珠丝杠72进行旋转，经由与滚珠丝杠72螺合的支承部73，杆6沿轴向进行往复移动。但是，也可以如图11所示，通过轴电动机74，使杆6沿轴向进行往复移动。

驱动构件7包括：轴电动机74；以及对轴电动机74进行支承的球衬套75。

根据本实施方式，由于是将来自轴电动机74的驱动力直接传递至杆6，因而能够提高杆6的轴向移动的响应性。此外，由于能够将滚珠丝杠和支承构件删除，因而能够减小驱动构件7所需要的空间。另外，能够防止由滚珠丝杠的旋转运动产生的振动而对杆造成影响，能够提高杆的轴向移动的精度，其结果是，能够减少涂布液的涂布不均匀。

另外，在上述各实施方式中，涂布液供给装置3是横向地、即以使杆6沿水平方向进行往复移动的方式配置的，但涂布液供给装置也可以是纵向地、即以使杆沿垂直方向进行往复移动的方式配置，或者可以倾斜地配置。

在不脱离记载于权利要求书的本发明的精神和范围的前提下，能进行各种变形及变更。

工业上的可利用性

在本发明中，由于能够提供一种使涂布液的涂布量的精度提高的涂布液供给装置，因此在工业上的利用价值很大。