(57)【要約】【課題】薬液を高精度で吐出することができ、ピストンとシリンダとの間からの非圧縮性媒体の漏出を監視することができる薬液供給装置を提供する。【解決手段】ポンプ１１はポンプ室１７と駆動室１８とを仕切る可撓性チューブ１６を有し、駆動室１８にはシリンダ１２のシリンダ孔３３内を往復動するピストン３４によって非圧縮性媒体３８が供給される。大径ピストン部３４ａとシリンダ１２との間には第１のシール室６３ａを形成する第１のベローズカバー６４ａが設けられ、小径ピストン部３４ｂとシリンダ１２との間には第２のシール室６３ｂを形成する第２のベローズカバー６４ｂが設けられている。シール室６３ａ，６３ｂ内に封入された非圧縮性媒体３８ａの圧力を検出するためにシリンダ１２にはシール室圧力センサ８１が取り付けられており、この圧力を検出することによってシール材７９ａ，７９ｂの劣化度が判断される。【選択図】図１
2008133800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体流入口および流出口に連通するポンプ室とポンプ側の駆動室とを仕切る弾性変形自在の仕切り膜が設けられたポンプと、
大径のシリンダ孔と小径のシリンダ孔とが形成され前記ポンプに連結されるシリンダと、
前記大径のシリンダ孔に嵌合する大径ピストン部および前記小径のシリンダ孔に嵌合する小径ピストン部を備え、前記シリンダの内部に軸方向に往復動自在に装着され、前記ポンプ側の駆動室に連通するピストン側の駆動室を前記シリンダ内に形成し、前記ポンプ側の駆動室に非圧縮性媒体を給排するピストンと、
前記大径ピストン部と前記シリンダとの間に設けられ、前記大径ピストン部の摺動面に連なる第１のシール室を形成するベローズカバーと、
前記小径ピストン部と前記シリンダとの間に設けられ、前記小径ピストン部の摺動面に連なるとともに前記第１のシール室に連通する第２のシール室を形成する弾性変形部材と、
前記第１および前記第２のシール室に封入される非圧縮性媒体と、
前記ピストンを軸方向に往復動し、前記ピストン側の駆動室と前記ポンプ側の駆動室内の前記非圧縮性媒体を介して前記ポンプ室を膨張収縮する駆動手段と、
前記シール室の圧力と前記駆動室の圧力の少なくともいずれか一方の圧力を検出する圧力検出手段とを有することを特徴とする薬液供給装置。
【請求項２】
請求項１記載の薬液供給装置において、前記弾性変形部材はベローズカバーであることを特徴とする薬液供給装置。
【請求項３】
大径外周面と小径外周面とを有するシリンダと、
前記シリンダ内に組み込まれ、液体流入口および流出口に連通するポンプ室と前記シリンダの内周面との間のポンプ側の駆動室とを仕切る可撓性チューブと、
前記大径外周面に摺動自在に嵌合する大径ピストン部、および前記小径外周面に摺動自在に嵌合する小径ピストン部を備え、前記ポンプ側の駆動室に連通するピストン側の駆動室を前記シリンダとの間に形成し、前記ポンプ側の駆動室に非圧縮性媒体を給排するピストンと、
前記シリンダの一端部側と前記ピストンの前記大径ピストン部との間に設けられ前記大径外周面との間で前記大径ピストン部の摺動面に連なる第１のシール室を形成する第１のベローズカバーと、
前記シリンダの他端部側と前記ピストンの小径ピストン部との間に設けられ前記小径外周面との間で前記小径ピストン部の摺動面に連なるとともに前記第１のシール室に連通する第２のシール室を形成する第２のベローズカバーと、
前記第１および前記第２のシール室に封入される非圧縮性媒体と、
前記ピストンを軸方向に往復動し、前記ピストン側の駆動室と前記ポンプ側の駆動室内の前記非圧縮性媒体を介して前記ポンプ室を膨張収縮する駆動手段と、
前記シール室の圧力と前記駆動室の圧力の少なくともいずれか一方の圧力を検出する圧力検出手段とを有することを特徴とする薬液供給装置。
【請求項４】
液体流入口および流出口に連通するポンプ室と駆動室とを仕切る弾性変形自在の仕切り膜が設けられたポンプと、
前記駆動室に非圧縮性媒体を給排するピストンが往復動自在に組み付けられるシリンダと、
前記ピストンと前記シリンダとの間に設けられ、前記ピストンの摺動面に連なるとともに非圧縮性媒体が封入される第１のシール室を形成する軸方向に弾性変形自在のベローズカバーと、
前記第１のシール室に連通するとともに前記ピストンの往復動時における前記第１のシール室の容積変化に追従して非圧縮性媒体が流入しかつ排出される第２のシール室を形成する第２のベローズカバーと、
前記ピストンおよび前記第２のベローズカバーを軸方向に往復動し、前記非圧縮性媒体を介して前記ポンプ室を膨張収縮するとともに前記第１のシール室の収縮時に前記第２のシール室を膨張させ、第１のシール室の膨張時に前記第２のシール室を収縮させる駆動手段と、
前記シール室の圧力と前記駆動室の圧力の少なくともいずれか一方の圧力を検出する圧力検出手段とを有することを特徴とする薬液供給装置。
【請求項５】
液体流入口および流出口に連通するポンプ室と駆動室とを仕切る弾性変形自在の仕切り膜が設けられたポンプと、
前記駆動室に非圧縮性媒体を給排するピストンが往復動自在に組み付けられるシリンダと、
前記ピストンと前記シリンダとの間に設けられ、前記ピストンの摺動面に連なるとともに非圧縮性媒体が封入される第１のシール室を形成する軸方向に弾性変形自在のベローズカバーと、
前記第１のシール室に連通するとともに前記ピストンの往復動時における前記第１のシール室の容積変化に追従して非圧縮性媒体が流入しかつ排出される第２のシール室を形成する弾性変形部材と、
前記ピストンを軸方向に往復動し、前記非圧縮性媒体を介して前記ポンプ室を膨張収縮する駆動手段と、
前記シール室の圧力と前記駆動室の圧力の少なくともいずれか一方の圧力を検出する圧力検出手段とを有することを特徴とする薬液供給装置。
【請求項６】
請求項５記載の薬液供給装置において、前記弾性変形部材はダイヤフラムであることを特徴とする薬液供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフォトレジスト液等の薬液を定量吐出する薬液供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハや液晶用ガラス基板等の表面には、フォトリソグラフィ工程およびエッチング工程により微細な回路パターンが作り込まれる。フォトリソグラフィ工程ではウエハやガラス基板の表面にフォトレジスト液等の薬液を塗布するために薬液供給装置が使用されており、容器内に収容された薬液はポンプにより吸い上げられてフィルタ等を通過してノズルからウエハ等の被塗布物に塗布される。特許文献１にはウエハフォトレジスト液を供給するための処理液供給装置が記載され、特許文献２には液晶用ガラス基板にフォトレジスト液を供給するための塗工装置が記載されている。
【０００３】
このような薬液供給装置においては、塗布される薬液の中にゴミ等の粒子つまりパーティクルが混在するとそれが被塗布物に付着し、パターン欠陥を引き起こして製品の歩留まりを低下させる。容器内の薬液がポンプ内に滞留すると変質し、変質した薬液がパーティクルとなる場合があるので、薬液を吐出するポンプは滞留がないことが求められる。
【０００４】
薬液を吐出するポンプとしては、薬液が流入するポンプ室とポンプ室を膨張収縮する駆動室とを弾性変形自在のダイヤフラムやチューブ等の仕切り膜により仕切るようにしたものが使用されている。駆動室に間接液つまり非圧縮性媒体を充填し仕切り膜を介して薬液を加圧するようにしており、非圧縮性媒体の加圧方式には、特許文献３に記載されるようにベローズタイプのものと、特許文献４に示されるようにピストンを用いたシリンジタイプとがある。
【特許文献１】特開２０００−１２４４９号公報
【特許文献２】特開２００４−５００２６号公報
【特許文献３】特開平１０−６１５５８号公報
【特許文献４】米国特許第５１６７８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非圧縮性媒体によりダイヤフラムやチューブを弾性変形させてポンプ動作を行うようにすると、ポンプの膨張収縮室内での薬液の滞留を防止することができ、薬液の滞留に起因したパーティクルの発生を防止できる反面、非圧縮性媒体がポンプの性能を決定する重要な役割を担うことになる。つまり、非圧縮性媒体の中に外部から空気が入り込むとマクロ的には非圧縮性媒体の非圧縮性は失われ、ベローズやピストンの移動を忠実にダイヤフラムやチューブに伝達することができなくなり、ベローズやピストンの移動ストロークと薬液の吐出量とが対応しなくなる。また、非圧縮性媒体が漏れた場合にも同様にベローズ等の移動ストロークと薬液の吐出量とが対応しなくなり、高精度に薬液を吐出することができなくなる。
【０００６】
上述した特許文献４に示されるシリンジタイプのポンプにおいては、通常、シリンダにピストンの外周面と接触するシール材を設け、ピストンの先端面側の駆動室内とピストン基端面側の外部との間をシールするようにしており、ピストンはシール材を境に非圧縮性媒体がある部分と外部との間を往復動することになる。このため、非圧縮性媒体がピストンの外周面に付着した状態で外部まで露出することがある。付着した非圧縮性媒体は、薄い膜状となって外周面とシール材との間に入り込むので、シール材とピストン外周面との直接接触を回避して潤滑剤としての役割を果たすことになる反面、外部に露出した非圧縮性媒体は一部が少しずつ蒸発したり、乾燥したりすることもあってピストン表面から消失し、非圧縮性媒体の量が減少することになる。また、外部に露出した非圧縮性媒体が揮発すると、ピストン外周面には潤滑剤として機能する非圧縮性媒体が消失して油膜切れ状態となるので、シール材が直接ピストン外周面に接触してシール材の摩耗が促進されることになる。
【０００７】
仕切り膜により仕切られた駆動室を膨張させてポンプ室の内部に容器内の薬液を吸入するためにピストンを後退移動させると、非圧縮性媒体が負圧状態となるので、外部の周囲空気がピストン外周面とシリンダの内周面との間から駆動室内の非圧縮性媒体の内部に入り込むことがある。この現象は、ピストンの外周面に摺動接触するシール材が磨耗してシール性が低下すると顕著になり、ピストンにより非圧縮性媒体に大きな負圧を印加させた場合も同様である。
【０００８】
これに対し、上述したベローズタイプのポンプは、摺動面に接触するシール材は使用されていないので、非圧縮性媒体が充填された駆動室や薬液を加圧するポンプ室の密閉性は高いという利点がある。しかし、ベローズタイプはシリンジタイプに比較して非圧縮性媒体に加えられる圧力は低い傾向がある。例えば、レジストをフィルタを介してノズルに吐出する場合、フィルタの流通抵抗が大きいのでポンプ室の圧力を高くする必要がある。このため、ベローズを駆動したときに駆動室内の非圧縮性媒体の圧力は高くなり、ベローズが僅かに径方向に膨張することがあり、膨張するとベローズの移動ストロークと薬液の吐出量とが高精度に対応しなくなる。
【０００９】
ポンプからの吐出圧を高めるには、上述したシリンジタイプのポンプが好ましいが、シール材の摩耗が進むと、駆動室内の非圧縮性媒体が外部に漏出することになる。このため、シール材を定期的に交換するようにしている。シール材を用いることなく、ピストン外周面とシリンダ内周面との隙間を狭くして駆動室内の非圧縮性媒体の漏出を防止するようにしたタイプの薬液吐出ポンプにおいても、同様に、ピストンとシリンダとの摺動面の摩耗が進むと、駆動室内の非圧縮性媒体が外部に漏出するので、ピストンやシリンダを交換する必要がある。
【００１０】
したがって、駆動室内の非圧縮性媒体のピストンとシリンダとの摺動面からの漏れを外部から検出することができれば、シール材の交換時期やピストン等の交換時期を判定することができる。
【００１１】
本発明の目的は、駆動室内の非圧縮性媒体のピストンとシリンダとの間からの漏れを監視することができるようにした薬液供給装置を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、駆動室内の非圧縮性媒体の漏れ量によって寿命を判断することができるようにした薬液供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の薬液供給装置は、液体流入口および流出口に連通するポンプ室とポンプ側の駆動室とを仕切る弾性変形自在の仕切り膜が設けられたポンプと、大径のシリンダ孔と小径のシリンダ孔とが形成され前記ポンプに連結されるシリンダと、前記大径のシリンダ孔に嵌合する大径ピストン部および前記小径のシリンダ孔に嵌合する小径ピストン部を備え、前記シリンダの内部に軸方向に往復動自在に装着され、前記ポンプ側の駆動室に連通するピストン側の駆動室を前記シリンダ内に形成し、前記ポンプ側の駆動室に非圧縮性媒体を給排するピストンと、前記大径ピストン部と前記シリンダとの間に設けられ、前記大径ピストン部の摺動面に連なる第１のシール室を形成するベローズカバーと、前記小径ピストン部と前記シリンダとの間に設けられ、前記小径ピストン部の摺動面に連なるとともに前記第１のシール室に連通する第２のシール室を形成する弾性変形部材と、前記第１および前記第２のシール室に封入される非圧縮性媒体と、前記ピストンを軸方向に往復動し、前記ピストン側の駆動室と前記ポンプ側の駆動室内の前記非圧縮性媒体を介して前記ポンプ室を膨張収縮する駆動手段と、前記シール室の圧力と前記駆動室の圧力の少なくともいずれか一方の圧力を検出する圧力検出手段とを有することを特徴とする。本発明の薬液供給装置において前記弾性変形部材はベローズカバーであることを特徴とし、それぞれのベローズカバーは同軸状に配置されるとともに駆動手段により同期駆動される。
【００１４】
本発明の薬液供給装置は、大径外周面と小径外周面とを有するシリンダと、前記シリンダ内に組み込まれ、液体流入口および流出口に連通するポンプ室と前記シリンダの内周面との間のポンプ側の駆動室とを仕切る可撓性チューブと、前記大径外周面に摺動自在に嵌合する大径ピストン部、および前記小径外周面に摺動自在に嵌合する小径ピストン部を備え、前記ポンプ側の駆動室に連通するピストン側の駆動室を前記シリンダとの間に形成し、前記ポンプ側の駆動室に非圧縮性媒体を給排するピストンと、前記シリンダの一端部側と前記ピストンの前記大径ピストン部との間に設けられ前記大径外周面との間で前記大径ピストン部の摺動面に連なる第１のシール室を形成する第１のベローズカバーと、前記シリンダの他端部側と前記ピストンの小径ピストン部との間に設けられ前記小径外周面との間で前記小径ピストン部の摺動面に連なるとともに前記第１のシール室に連通する第２のシール室を形成する第２のベローズカバーと、前記第１および前記第２のシール室に封入される非圧縮性媒体と、前記ピストンを軸方向に往復動し、前記ピストン側の駆動室と前記ポンプ側の駆動室内の前記非圧縮性媒体を介して前記ポンプ室を膨張収縮する駆動手段と、前記シール室の圧力と前記駆動室の圧力の少なくともいずれか一方の圧力を検出する圧力検出手段とを有することを特徴とする。この薬液供給装置は、２つのベローズカバーが同軸状に配置されるとともに駆動手段により同期駆動され、さらにピストンはシリンダの外側に配置される。
【００１５】
本発明の薬液供給装置は、液体流入口および流出口に連通するポンプ室と駆動室とを仕切る弾性変形自在の仕切り膜が設けられたポンプと、前記駆動室に非圧縮性媒体を給排するピストンが往復動自在に組み付けられるシリンダと、前記ピストンと前記シリンダとの間に設けられ、前記ピストンの摺動面に連なるとともに非圧縮性媒体が封入される第１のシール室を形成する軸方向に弾性変形自在のベローズカバーと、前記第１のシール室に連通するとともに前記ピストンの往復動時における前記第１のシール室の容積変化に追従して非圧縮性媒体が流入しかつ排出される第２のシール室を形成する第２のベローズカバーと、前記ピストンおよび前記第２のベローズカバーを軸方向に往復動し、前記非圧縮性媒体を介して前記ポンプ室を膨張収縮するとともに前記第１のシール室の収縮時に前記第２のシール室を膨張させ、第１のシール室の膨張時に前記第２のシール室を収縮させる駆動手段と、前記シール室の圧力と前記駆動室の圧力の少なくともいずれか一方の圧力を検出する圧力検出手段とを有することを特徴とする。この薬液供給装置は、２つのベローズカバーが平行に配置されるとともに駆動手段により同期駆動される。
【００１６】
本発明の薬液供給装置は、液体流入口および流出口に連通するポンプ室と駆動室とを仕切る弾性変形自在の仕切り膜が設けられたポンプと、前記駆動室に非圧縮性媒体を給排するピストンが往復動自在に組み付けられるシリンダと、前記ピストンと前記シリンダとの間に設けられ、前記ピストンの摺動面に連なるとともに非圧縮性媒体が封入される第１のシール室を形成する軸方向に弾性変形自在のベローズカバーと、前記第１のシール室に連通するとともに前記ピストンの往復動時における前記第１のシール室の容積変化に追従して非圧縮性媒体が流入しかつ排出される第２のシール室を形成する弾性変形部材と、前記ピストンを軸方向に往復動し、前記非圧縮性媒体を介して前記ポンプ室を膨張収縮する駆動手段と、前記シール室の圧力と前記駆動室の圧力の少なくともいずれか一方の圧力を検出する圧力検出手段とを有することを特徴とする。この薬液供給装置において前記弾性変形部材はダイヤフラムであることを特徴とし、弾性変形部材としてのダイヤフラムは第１のシール室からの媒体により弾性変形する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、非圧縮性媒体が充填される駆動室をピストンにより膨張収縮させてポンプ室を非圧縮性媒体を介して膨張収縮させるようにしたので、ベローズにより非圧縮性媒体を加圧する場合よりも非圧縮性媒体に高い圧力を加えることができる。これにより、ポンプ室の収縮時にポンプ室に高い流通抵抗が加わっても薬液を供給することができる。
【００１８】
ピストンとシリンダとの間に設けられたベローズカバー等の弾性変形部材により、ピストンとシリンダとの摺動面に連なる第１のシール室が形成され、この第１のシール室に連通する第２のシール室が弾性変形部材により形成されており、それぞれのシール室には非圧縮性媒体が封入されている。このようにシール室を形成するための弾性変形部材は摺動部を有していないので、弾性変形部材からの非圧縮性媒体の漏出は完全に防止することができる。したがって、駆動室をピストンによって加圧することによりピストンの摺動面とシリンダの摺動面との間から内部の非圧縮性媒体が漏出してもその非圧縮性媒体はシール室内に流入することになるので、装置の外部には非圧縮性媒体が漏出することが防止される。
【００１９】
ピストンの摺動面とシリンダ孔内周面の摺動面との間に設けられたシール材が摩耗したり、シール材をこれらの間に設けることなく両方の摺動面の間でシール性を確保するようにした場合にはこれらの摺動面が摩耗すると、シール性が劣化して駆動室からシール室に非圧縮性媒体が漏出することになる。漏出するとシール室の圧力が変化することになるので、シール室の圧力を検出することによって非圧縮性媒体の漏出量に応じたシール性の劣化度を判断することができる。シール性の劣化度によりシール材の寿命やシール材を用いていない場合にはピストン等の判断することができる。
【００２０】
シール性が劣化すると、駆動室の圧力変化特性が変化することになるので、駆動室の圧力を検出することによってシール性の劣化度を検出することができ、同様にしてシール材の寿命等を判断することができる。
【００２１】
シール室の圧力と駆動室の圧力とを検出することによって、駆動室の圧力変動によるシール室の圧力変動の影響を加味してシール性の劣化度をより正確に判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である薬液供給装置を示す断面図である。
【００２３】
この薬液供給装置１０ａはポンプ１１とシリンダ１２とを有している。ポンプ１１はシリンダ１２に対してボルト１３により固定されるポンプケース１４と、ポンプケース１４内の円筒形状のスペース１５内に取り付けられる可撓性チューブ１６とを備えている。可撓性チューブ１６は径方向に膨張収縮自在の弾性部材により形成されており、この可撓性チューブ１６によりその内側のポンプ室１７と外側のポンプ側の駆動室１８とにスペース１５は仕切られており、可撓性チューブ１６は仕切り膜を構成している。
【００２４】
可撓性チューブ１６の両端部にはアダプタ部２１，２２が取り付けられており、一方のアダプタ部２１にはポンプ室１７に連通する液体流入口２３が形成されるとともに供給側流路２４が接続され、他方のアダプタ部２２にはポンプ室１７に連通する液体流出口２５が形成されるとともに吐出側流路２６が接続されている。供給側流路２４はレジスト液等の薬液を収容する薬液タンク２７に接続され、吐出側流路２６はフィルタ２８を介して塗布ノズル２９に接続されている。
【００２５】
可撓性チューブ１６はフッ素樹脂であるテトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）により形成されており、アダプタ部２１，２２も同様にＰＦＡにより形成されている。ＰＦＡにより形成されたこれらの部材はフォトレジスト液と反応しない。ただし、薬液の種類によっては、ＰＦＡに限られず、弾性変形する材料であれば、他の樹脂材料やゴム材料等の可撓性材料を可撓性チューブ１６の素材として用いるようにしても良い。アダプタ部２１，２２も同様に他の樹脂材料や金属材料を素材として用いるようにしても良い。
【００２６】
供給側流路２４にはこの流路を開閉するための供給側開閉弁３１が設けられ、吐出側流路２６にはこの流路を開閉するための吐出側開閉弁３２が設けられている。それぞれの開閉弁３１，３２としては、電気信号により作動するソレノイドバルブや、モータ駆動バルブ、空気圧により作動するエアオペレートバルブが用いられる。さらには、逆止弁つまりチェッキ弁を用いるようにしても良い。
【００２７】
シリンダ１２の基端部側にはシリンダ孔３３が形成され、シリンダ孔３３にはピストン３４が軸方向に往復動自在に組み付けられている。シリンダ孔３３は、大径のシリンダ孔３３ａとこれに連通する小径のシリンダ孔３３ｂを有しており、大径のシリンダ孔３３ａはシリンダ１２の基端部側の開口部に開口している。一方、小径のシリンダ孔３３ｂはシリンダ１２の先端部側に開口して形成された収容孔３５に開口しており、大径のシリンダ孔３３ａと小径のシリンダ孔３３ｂとに連通している。ピストン３４は大径のシリンダ孔３３ａに嵌合する大径ピストン部３４ａと小径のシリンダ孔３３ｂに嵌合する小径ピストン部３４ｂとを有しており、小径ピストン部３４ｂは収容孔３５内に突出している。
【００２８】
大径ピストン部３４ａと大径のシリンダ孔３３ａの底面との間にピストン側の駆動室３６が形成されており、シリンダ１２に形成された連通孔３７によりピストン側の駆動室３６はポンプ側の駆動室１８に連通している。両方の駆動室１８，３６には液体が駆動用の非圧縮性媒体３８として封入されており、駆動室１８，３６内の非圧縮性媒体３８は連通孔３７を介して連通している。したがって、ピストン３４を大径ピストン部３４ａが大径のシリンダ孔３３ａの底面に接近させる方向に前進移動させると、ピストン側の駆動室３６が収縮して駆動室３６内の非圧縮性媒体３８はポンプ側の駆動室１８内に流入し、可撓性チューブ１６の内側のポンプ室１７は収縮する。一方、ピストン３４を後退方向に移動させると、ピストン側の駆動室３６が膨張してポンプ側の駆動室１８内の非圧縮性媒体３８は駆動室３６内に流入し、ポンプ室１７は膨張する。
【００２９】
可撓性チューブ１６とポンプケース１４とを有するポンプ１１は、シリンダ１２内のピストン３４が往復動すると、両方の駆動室１８，３６内に封入された非圧縮性媒体３８の移動によりポンプ室１７が膨張収縮し、ポンプ室１７の膨張収縮に連動させて供給側開閉弁３１と吐出側開閉弁３２とを開閉作動することによって薬液タンク２７内の薬液は塗布ノズル２９に供給される。
【００３０】
ポンプ１１を構成するポンプケース１４はシリンダ１２に取り付けられており、ポンプケース１４とシリンダ１２との間からの非圧縮性媒体３８の漏れを防止するために、シール材が設けられたシール駒３９がポンプケース１４とシリンダ１２との間に組み込まれている。ただし、ポンプケース１４とシリンダ１２とを一体の部材により形成するようにしても良い。また、ポンプケース１４をシリンダ１２から分離させ、連通孔を有するホースやチューブによりポンプケース１４とシリンダ１２とを連結するようにしても良い。
【００３１】
図２は図１における２−２線断面図であり、ポンプ部材としての可撓性チューブ１６はアダプタ部２１，２２に嵌合する部分を除いて横断面は長円形となっており、平坦部と円弧状部とを有している。図１に示されるようにピストン３４がほぼ前進限位置となると可撓性チューブ１６は図２において実線で示すように平坦部が相互に接近するように収縮変形し、ピストン３４が後退限位置となると図２において二点鎖線で示すように平坦部が相互に平行となった長円形となる。ただし、可撓性チューブ１６の横断面形状は長円形に限られず、円形等の他の形状であっても良い。
【００３２】
シリンダ１２は駆動ボックス４１に取り付けられており、駆動ボックス４１は断面四角形のボックス本体４２を有し、これの両端には端壁４３，４４が固定されている。端壁４４の内面には軸受ホルダー４５により軸受４６が固定され、軸受４６にはボールねじ軸４７がその基端部で回転自在に支持されている。ボールねじ軸４７は端壁４４の外側に固定された駆動手段としてのモータ４８の主軸に連結されており、モータ４８により正逆両方向にボールねじ軸４７は回転駆動される。
【００３３】
ピストン３４の後端には駆動スリーブ５１が連結されており、駆動スリーブ５１は雄ねじ部５２が一体に設けられた端壁部５１ａとこれと一体となった円筒部５１ｂを有している。雄ねじ部５２はピストン３４の端部に形成されたねじ孔にねじ結合され、円筒部５１ｂは駆動ボックス４１内の支持板５３に固定されたガイド筒５４により軸方向に移動自在に支持されている。ボールねじ軸４７は駆動スリーブ５１の内部に同軸状に組み込まれており、駆動スリーブ５１の開口端部には、ボールねじ軸４７にねじ結合するナット５５が固定されている。ナット５５は駆動スリーブ５１内に嵌合されるねじ部５５ａとこれと一体となったフランジ部５５ｂとを有し、フランジ部５５ｂは図示しないねじ部材により駆動スリーブ５１に締結されている。したがって、モータ４８によりボールねじ軸４７を回転駆動すると、ナット５５を介して駆動スリーブ５１がガイド筒５４に案内されて軸方向に直線往復動する。ボールねじ軸４７の回転駆動時にボールねじ軸４７が傾斜しないようにボールねじ軸４７の先端部にはガイドリング５６が装着され、このガイドリング５６は駆動スリーブ５１の内周面に嵌合している。
【００３４】
駆動スリーブ５１を軸方向移動に案内するためのガイド筒５４の内周面と駆動スリーブ５１の外周面にスプラインを形成し、両方のスプラインの間にボールを介在させるようにすると、モータ４８により駆動スリーブ５１を介してピストン３４を駆動するときにおける駆動スリーブ５１の摺動抵抗を小さくすることができるとともに駆動スリーブ５１の回転が規制される。
【００３５】
ピストン３４の大径ピストン部３４ａの外周面は、大径のシリンダ孔３３ａの内周面である摺動面６１ａに摺動接触する摺動面６２ａとなっており、小径ピストン部３４ｂの外周面は、小径のシリンダ孔３３ｂの内周面である摺動面６１ｂに摺動接触する摺動面６２ｂとなっている。大径ピストン部３４ａとシリンダ１２との間には、これらの間で大径ピストン部３４ａの摺動面６２ａに連なる第１のシール室６３ａを形成するためのベローズカバー６４ａが設けられている。ベローズカバー６４ａは、シリンダ１２の基端部側開口部に形成された大径孔６５に固定される環状部６６と、大径ピストン部３４ａの突出部つまり基端部に固定される環状部６７と、これらの間のベローズ部６８とを有し、大径ピストン部３４ａを覆うように設けられたベローズカバー６４ａの内側にシール室６３ａが形成されている。
【００３６】
小径ピストン部３４ｂとシリンダ１２の先端部との間には、これらの間で小径ピストン部３４ｂの摺動面６２ｂに連なる第２のシール室６３ｂを形成するための弾性変形部材としてベローズカバー６４ｂが設けられている。ベローズカバー６４ｂは、シリンダ１２の先端部側開口部に形成された大径孔７１に固定されるディスク部７２と、小径ピストン部３４ｂの突出部、つまり収容孔３５に入り込む先端部に固定される端板部７３と、これらの間のベローズ部７４とを有している。ベローズカバー６４ｂのディスク部７２は、ボルト７５によりシリンダ１２の端面に取り付けられる締結板７６によりシリンダ１２に固定されており、収容孔３５はディスク部７２により閉じられている。これにより、ベローズカバー６４ｂの外側にシール室６３ｂが形成され、ベローズカバー６４ｂは小径ピストン部３４ｂに同軸状に連なって設けられている。ベローズカバー６４ｂの内部は締結板７６に形成された貫通孔７７により外部に連通されている。それぞれのベローズカバー６４ａ，６４ｂは、ＰＴＦＥ等の樹脂材料により形成されているが、ゴム材料や金属材料により形成するようにしても良い。なお、ベローズカバー６４ｂに代えてダイヤフラムを用いるようにしても良い。
【００３７】
両方のシール室６３ａ，６３ｂはシリンダ１２に形成された連通孔７８により相互に連通している。両方のシール室６３ａ，６３ｂ内にはシール用の非圧縮性媒体３８ａが封入されており、封入された非圧縮性媒体３８ａは連通孔７８により両方のシール室６３ａ，６３ｂ内に移動できるようになっている。それぞれのシール室６３ａ，６３ｂ内に封入される非圧縮性媒体３８ａとしては、駆動室１８，３６に封入される非圧縮性媒体３８と同種のものが使用されているが、非圧縮性媒体３８ａと非圧縮性媒体３８とを異種のものとしても良い。なお、連通孔７８をピストン３４に形成して両方のシール室６３ａ，６３ｂを連通させるようにしても良い。
【００３８】
両方のシール室６３ａ，６３ｂは連通孔７８により連通しているので、駆動室３６を収縮させる方向にピストン３４を駆動すると、第１のシール室６３ａはその容積が小さくなるように収縮し、第２のシール室６３ｂはその容積が大きくなるように膨張するので、第１のシール室６３ａ内の非圧縮性媒体３８ａは連通孔７８を介して排出されて第２のシール室６３ｂ内に供給される。一方、駆動室３６を膨張させる方向にピストン３４を駆動すると、第１のシール室６３ａの容積は膨張し、第２のシール室６３ｂの容積は収縮するので、第２のシール室６３ｂ内の非圧縮性媒体３８ａは連通孔７８を介して排出されて第１のシール室６３ａ内に供給される。
【００３９】
第１のベローズカバー６４ａのベローズ部６８の平均有効断面積をＡとし、大径ピストン部３４ａの断面積をＢとし、第２のベローズカバー６４ｂのベローズ部７４の平均有効断面積をＣとし、小径ピストン部３４ｂの断面積をＤとすると、Ａ−Ｂ＝Ｃ−Ｄとなるように、それぞれのベローズ部６８，７４の平均有効断面積と大径ピストン部３４ａおよび小径ピストン部３４ｂの断面積とが設定されている。これにより、駆動室３６を膨張収縮させるときにおけるそれぞれのシール室６３ａ，６３ｂのピストン３４の単位ストローク当たりの容積減少量と容積増加量とが相互にほぼ同一となる。このように、ピストン３４の往復動時におけるそれぞれのシール室６３ａ，６３ｂ内の非圧縮性媒体３８ａの排出量と供給量とが釣り合うようになっており、それぞれのシール室６３ａ，６３ｂ内の容積は変化せず、ピストン３４の往復動時にはベローズ部６８，７４は軸方向のみに変形し、径方向には変形しない。
【００４０】
大径のシリンダ孔３３ａの摺動面６１ａと大径ピストン部３４ａの摺動面６２ａとの間をシールするために、シリンダ孔３３ａに形成された環状溝にはシール材７９ａが装着されており、大径ピストン部３４ａの摺動面６２ａはシール材７９ａに摺動接触する。小径のシリンダ孔３３ｂの摺動面６１ｂと小径ピストン部３４ｂの摺動面６２ｂとの間をシールするために、シリンダ孔３３ｂに形成された環状溝にはシール材７９ｂが装着されている。ただし、大径ピストン部３４ａと小径ピストン部３４ｂの外周面にそれぞれ環状溝を形成し、環状溝にシール材７９ａ，７９ｂを装着するようにしても良く、その場合にはシール材７９ａ，７９ｂはピストン３４の往復動時にそれぞれのシリンダ孔３３ａ，３３ｂの摺動面６１ａ，６１ｂに摺動接触する。
【００４１】
この薬液供給装置１０ａにおいては、ピストン側の駆動室３６の非圧縮性媒体３８をピストン３４により加圧して非圧縮性媒体３８をピストン側の駆動室３６からポンプ側の駆動室１８に供給するようにしたので、ポンプ側の駆動室１８の圧力を高めることができる。ピストン側の駆動室３６内の非圧縮性媒体３８はシール材７９ａ，７９ｂによりシールされるが、ピストン３４により駆動室３６を加圧すると、それぞれの摺動面６２ａ，６２ｂに付着した非圧縮性媒体３８が駆動室３６の圧力によりそのままシール材７９ａ，７９ｂと摺動面６２ａ，６２ｂのごく僅かな隙間を通過して駆動室３６から外方に案内されて漏出するおそれがある。しかし、大径ピストン部３４ａ，小径ピストン部３４ｂの外周面に付着して外部に漏れた非圧縮性媒体３８は、シール室６３ａ，６３ｂ内の非圧縮性媒体３８ａに取り込まれることになり、装置の外部に漏出することはない。ベローズカバー６４ａ，６４ｂは摺動部を有していないので、両方の摺動面６１ａ，６１ｂと６１ｂ，６２ｂの間から漏れた非圧縮性媒体３８がシール室６３ａ，６３ｂから外部へ漏出したり飛散することが防止される。
【００４２】
ピストン３４を後退移動させてピストン側の駆動室３６の容積を大きくする際に両方の駆動室１８，３６内の非圧縮性媒体３８が負圧状態となっても、ピストン３４の両端部はベローズカバー６４ａ，６４ｂにより外部から遮蔽されており、シール室６３ａ，６３ｂ内に封入された非圧縮性媒体３８ａが駆動室３６内に逆流して入り込んだとしても、外部の空気が駆動室１８，３６内に混入することはない。
【００４３】
しかも、気体に比べて液体等の非圧縮性媒体３８，３８ａは分子量が大きいので、シール材７９ａ，７９ｂと両方の摺動面６１ａ，６１ｂと６２ａ，６２ｂと
間の微細な隙間を通り難く、シール室６３ａ，６３ｂから駆動室３６へ入り込む非圧縮性媒体３８ａの量は少なくなる。このように、液体等の非圧縮性媒体３８ａをシール室６３ａ，６３ｂ内に封入することにより、ポンプ１１からの薬液の吐出精度を長期間にわたり高精度に維持することができる。
【００４４】
さらに、ピストン３４の摺動面６２ａ，６２ｂとシリンダ孔３３ａ，３３ｂの摺動面６１ａ，６ｂとの間をシールするシール材７９ａ，７９ｂを境としてこれの軸方向両側に非圧縮性媒体３８，３８ａが満たされているので、シール材７９ａ，７９ｂとピストン３４の外周面には薄膜状となった非圧縮性媒体３８，３８ａが介在することになり、シール材７９ａ，７９ｂの潤滑性が高められ、シール材７９ａ，７９ｂの摩耗が防止される。これにより、シール材７９ａ，７９ｂの耐久性が向上し、装置の寿命を長くすることができる。
【００４５】
また、シール材７９ａ，７９ｂが長期使用により磨耗してシール性が低下しても、駆動室１８，３６内に空気が混入することを防止することができ、ピストン３４の往復動ストロークと可撓性チューブ１６内からの薬液の吐出量とを高精度に対応させることができる。したがって、液晶用ガラス基板にフォトレジスト液を塗布する場合には、一定量のフォトレジスト液を高い精度で塗布ノズル２９から吐出することができる。
【００４６】
シリンダ１２にはシール室６３ａ，６３ｂ内の非圧縮性媒体３８ａの圧力を検出するためにシール室圧力センサ８１がシール室圧力検出手段として取り付けられ、ポンプケース１４には駆動室３６内の非圧縮性媒体３８の圧力を検出するために駆動室圧力センサ８２が駆動室圧力検出手段として取り付けられており、それぞれのセンサ８１，８２は圧力に応じた電気信号を出力する。図１に示すように、シール室圧力センサ８１は第２のシール室６３ｂの圧力を検出しているが、第１のシール室６３ａと第２のシール室６３ｂの圧力は同一であり、シール室圧力センサ８１により第１のシール室６３ａの圧力を検出するようにしても良い。
【００４７】
図３はピストン３４を駆動室３６を収縮する方向に前進移動させ、ポンプ室１７を収縮させる薬液吐出工程開始時のポンプ室１７における薬液の圧力変化を示すグラフであり、この圧力変化は駆動室１８，３６内の非圧縮性媒体の圧力変化にほぼ対応することになる。
【００４８】
図３において波形Ａはシール材７９ａ，７９ｂが所望のシール効果を発揮しているときのポンプ室１７の圧力変化特性であり、吐出開始時にはポンプ室１７の圧力は急峻に立ち上がるように変化することになり、その圧力は駆動室圧力センサ８２で検出される。このような急峻な変化は、ベローズに代えてピストン３４により駆動室３６を形成することによって達成することができる。しかし、シール材７９ａ，７９ｂが摩耗したり、ピストン３４の摺動面６２ａ，６２ｂ、シリンダ孔３３の摺動面６１ａ，６１ｂが摩耗したりして摺動面６１ａ，６１ｂと摺動面６２ａ，６２ｂの間のシール性が劣化すると、駆動室３６からシール室６３ａ，６３ｂへ漏出する非圧縮性媒体３８の量が増加して、波形Ａで示す特性が維持できなくなり、シール性の劣化進行に伴って、波形Ｂから波形Ｃのようになだらかな立ち上がり変化となる。
【００４９】
つまり、シール性が劣化すると、薬液の吐出時には駆動室３６からシール室６３ａ，６３ｂへの非圧縮性媒体３８の移動抵抗が小さくなって駆動室３６から漏出する媒体量が増加するので、ピストン３４の推力が駆動室１８，３６の圧力に正確には伝わらなくなり、図３において波形Ｂ，Ｃに示すようになだらかな立ち上がりとなる。立ち上がり特性が許容値を超えた状態は、駆動室３６の圧力を駆動室圧力センサ８２により検出することができ、立ち上がり特性が分かれば、シール性の劣化が許容範囲を超えたことに起因するシール材７９ａ，７９ｂの交換時期を判断できる。
【００５０】
ピストン３４を後退移動させてポンプ室１７内に薬液を吸入するときにはポンプ室１７内の圧力が急峻に変化する必要は少ないが、シール性が劣化すると、ポンプ吸入工程ではシール室６３ａ，６３ｂから駆動室３６へ移動する非圧縮性媒体３８ａの量が増加するので、吸入時における駆動室３６の圧力変化によってもシール材７９ａ，７９ｂの交換時期を判断することができる。
【００５１】
したがって、シール室６３ａ，６３ｂ内の圧力を検出するシール室圧力センサ８１からの出力信号や、駆動室３６内の圧力を検出するために駆動室圧力センサ８２からの出力信号によってシール性の劣化度、つまり非圧縮性媒体３８，３８ａの漏出度を検出することができる。
【００５２】
図４はポンプ吐出工程とポンプ吸入工程の１サイクルにおける駆動室圧力の変化と、シール室圧力の変化とを示すグラフである。
【００５３】
ピストン３４を前進させるポンプ吐出工程と後退移動させるポンプ吸入工程においては、駆動室１８，３６の圧力は時間とともに図４における駆動室圧力のグラフのように変化する。これに対し、シール室６３ａ，６３ｂの圧力は、シール材７９ａ，７９ｂが所望のシール性を発揮していれば、摺動面６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂからのシール室６３ａ，６３ｂへの非圧縮性媒体３８の漏れがないので、ピストン３４の往復動によるポンプ吐出工程およびポンプ吸入工程においても、変化することなく初期値Ｅを維持することになる。初期値Ｅはシール室６３ａ，６３ｂ内に非圧縮性媒体３８ａが封入されていることから、ゲージ圧ゼロよりもやや高くなっているが、この初期値はゼロとしても良く、負圧等の任意の値に設定することができる。
【００５４】
シール性の劣化が進むと、ポンプ吐出工程時には駆動室３６からシール室６３ａ，６３ｂに漏出する非圧縮性媒体３８の量が増加してシール室６３ａ，６３ｂの圧力が初期値Ｅよりも高くなる。これに対し、ポンプ吸入工程時にはシール室６３ａ，６３ｂから駆動室３６に漏入する非圧縮性媒体３８ａの量が増加してシール室６３ａ，６３ｂの圧力が初期値よりも低くなり、ゲージ圧ゼロに対して負圧値が大きくなる。したがって、シール室６３ａ，６３ｂの圧力を検出することによってシール性の劣化に起因する漏出度を判断することができる。なお、駆動室１８，３６の圧力変化に比べてシール室６３ａ，６３ｂの圧力変化は低くなるが、図４においては理解し易くするためにシール室６３ａ，６３ｂの圧力変化は駆動室の圧力変化よりも拡大して示されている。
【００５５】
図４のシール室圧力に示すように、吐出時におけるシール性の劣化度を判定する圧力値として、しきい値をＰ１，Ｐ２の２種類設定しておくと、しきい値Ｐ１を越えたときにはある程度シール性の劣化が進行したことをシール室圧力センサ８１からの検出信号によって判断することができ、しきい値Ｐ２を越えたときにはシール材７９ａ，７９ｂを交換しなければならない程度までシール性が劣化したことを判断することができる。一方、ポンプ吸入工程時における劣化判定圧力値として、しきい値Ｓ１，Ｓ２の２種類設定しておくと、同様にして劣化度を判断することができる。
【００５６】
シール性の劣化度が同じであっても、薬液粘度や吐出側流路２６の流通抵抗等による駆動室１８，３６の圧力に応じて、シール室６３ａ，６３ｂの圧力変化は相違することになる。そこで、駆動室１８，３６の圧力に応じて、シール性劣化の判断を行うしきい値を変更するようにすることができる。
【００５７】
図４における特性線Ｆ，Ｇは、シール材７９ａ，７９ｂの摩耗が始まってシール性が少し劣化した場合のシール室６３ａ，６３ｂの圧力変化を示す。特性線Ｆは、薬液粘度が低い場合やポンプ１１の吐出側流路２６の流通抵抗が小さい場合のようにポンプ吐出工程における駆動室１８，３６の圧力が高くならない場合におけるシール室６３ａ，６３ｂの圧力変化を示し、駆動室１８，３６の圧力が高くならないので、ポンプ吸入工程ではゲージ圧ゼロよりも低い圧力となる。
【００５８】
これに対し、シール性の劣化程度が特性線Ｆで示す場合と同じでも、薬液粘度が高い場合や吐出側流路にフィルタが設けられていた場合のようにポンプ吐出工程におけるポンプ室１７の圧力が上述した場合よりも高くなる場合には、シール室６３ａ，６３ｂの圧力は特性線Ｆよりも高くなるとともに、ポンプ停止時における圧力も初期値より高くなる。また、ポンプ室１７の圧力が高い場合には、ポンプ停止時のシール室６３ａ，６３ｂの圧力は初期値Ｅから徐々に上昇することになる。ただし、停止時の圧力はポンプ運転条件の変化により初期状態に戻る場合もある。例えば、ポンプを長期間停止させていたり、吸入時の流速を上げて駆動室１８，３６が負の圧力となるような条件の場合である。
【００５９】
ポンプ吐出工程における駆動室１８，３６の圧力が特性線Ｆで示した場合と同じであっても、シール性の劣化が進行すると、非圧縮性媒体３８，３８ａの漏出度が高まって、ポンプ吐出工程時におけるシール室６３ａ，６３ｂの圧力はしきい値Ｐ１を超えることになるので、シール室６３ａ，６３ｂの圧力をシール室圧力センサ８１により検出することによって、シール性の劣化を判断することができる。さらに、媒体漏出量が増加すると、シール室６３ａ，６３ｂの圧力はしきい値Ｐ２を超えることになる。
【００６０】
図４に示す駆動室圧力およびシール室圧力の１サイクル中の圧力変化は代表的なものであり、これはポンプの運転の仕方、シール性の劣化状態により変化する。例えば、シール性の劣化が進行していくと次第に駆動室圧力変化に高いグラフとなる。
【００６１】
図５はポンプの作動回数の増加にともなうポンプ吐出工程におけるシール室圧力のピーク値変化の一例を概略的に示すグラフである。図４に示したしきい値Ｐ２をシール材の交換時期つまりシール材の寿命とし、しきい値Ｐ１を超えてからしきい値Ｐ２に到達するまでのポンプの作動回数が予め分かっていれば、しきい値Ｐ１を超えた時点でシール材７９ａ，７９ｂの寿命を予測することができる。また、作動回数とシール室圧力との関係が予め分かっていれば、任意の検出圧力からシール材の寿命を予測することができる。なお、ポンプ吸入工程における図４に示したしきい値Ｓ１，Ｓ２に基づいてシール材の寿命を予測することができる。
【００６２】
図６はポンプ吐出工程における駆動室１８，３６の圧力とシール室６３ａ，６３ｂの圧力の関係を示すグラフである。図６に示すように、駆動室１８，３６の圧力が高くなると、シール室６３ａ，６３ｂへの媒体漏出量が増加するとともにシール性の劣化が進行すると媒体漏出量が増加し、シール室６３ａ，６３ｂの圧力も高くなる傾向がある。したがって、ポンプの運転が同一条件の下で行われて薬液吐出時のポンプ圧が一定であれば、シール室６３ａ，６３ｂの圧力変化によってシール材７９ａ，７９ｂの寿命を判断することができるが、吐出側流路２６に設けられたフィルタ２８の目詰まりが進行するに伴って吐出時のポンプ室１７の圧力が上昇すると、シール材７９ａ，７９ｂが寿命に至っていなくとも、シール室６３ａ，６３ｂの圧力がしきい値を超えることがあり得る。
【００６３】
そこで、駆動室３６の圧力を駆動室圧力センサ８２により検出することによって、例えば駆動室３６の圧力とシール室６３ａ，６３ｂの圧力との差によってシール性の劣化を判断したり、駆動室３６の圧力に応じてシール室６３ａ，６３ｂの圧力のしきい値を変更したりすると、フィルタの目詰まりなどによる吐出側流路２６の圧力変化に左右されず、シール材７９ａ，７９ｂの寿命をより正確に判断することができる。
【００６４】
図７は薬液供給装置の制御回路を示すブロック図であり、シール室圧力センサ８１と駆動室圧力センサ８２の検出信号はコントローラ８３に送られ、コントローラ８３からはモニター８４に信号が送られて、モニター８４にはシール性が表示される。コントローラ８３は、制御プログラム、寿命の演算式、しきい値のテーブルデータ等が格納されるＲＯＭと、検出信号に基づいてシール性の劣化度を演算するマイクロプロセッサ等を有している。したがって、図４に示すようにシール室６３ａ，６３ｂの圧力、駆動室３６の圧力、あるいはシール室６３ａ，６３ｂの圧力と駆動室３６の圧力とによりシール性の劣化度を判定し、モニター８４には劣化度を表示したり、シール材７９ａ，７９ｂが寿命に至ったことを表示したり、シール材７９ａ，７９ｂが寿命に至る時期の予測を表示することになる。モニター８４に加えて、シール材７９ａ，７９ｂが寿命に至ったときには、警報を発するようにしたり警告灯を点灯するようにしても良い。
【００６５】
図８（Ａ）は図１に示された薬液供給装置１０ａの概略図であり、図８（Ｂ）〜図８（Ｄ）および図９（Ａ）〜図９（Ｄ）はそれぞれ薬液供給装置の変形例を示す概略図である。それぞれの図においては、図８（Ａ）に示された薬液供給装置における部材と共通する部材には同一の符号が付されている。
【００６６】
図８（Ｂ）に示す薬液供給装置１０ｂは、薬液供給装置１０ａと同様に、大径のシリンダ孔３３ａと小径のシリンダ孔３３ｂとが形成されたシリンダ１２を有し、ピストン３４は大径のシリンダ孔３３ａに嵌合する大径ピストン部３４ａと、小径のシリンダ孔３３ｂに嵌合する小径ピストン部３４ｂとを有している。大径ピストン部３４ａとシリンダ１２の一端部との間には、図１および図８（Ａ）に示す場合と同様に、大径ピストン部３４ａを覆うように第１のベローズカバー６４ａが設けられている。
【００６７】
一方、小径ピストン部３４ｂとシリンダ１２の他端部との間には、図１および図８（Ａ）に示す薬液供給装置１０ａでは第２のベローズカバー６４ｂが小径ピストン部３４ｂの延長上に設けられているのに対し、小径ピストン部３４ｂを覆うようにして第２のベローズカバー６４ｂが設けられている。また、ベローズカバー６４ａは大径ピストン部３４ａの端面を覆う端板部を有し、ベローズカバー６４ａの内部には第１のシール室６３ａが形成され、ベローズカバー６４ｂは小径ピストン部３４ｂの端面を覆う端板部を有し、ベローズカバー６４ｂの内部には第２のシール室６３ｂが形成されている。両方のベローズカバー６４ａ，６４ｂの端板部は連結部材８６により連結されており、この連結部材８６にはピストン３４に平行に配置されるボールねじ軸４７にねじ結合されるナット５５が取り付けられている。
【００６８】
図８（Ｃ）に示す薬液供給装置１０ｃは、シリンダ１２の中心部に円柱形状のスペース１５が形成され、このスペース１５の中に可撓性チューブ１６が組み込まれており、可撓性チューブ１６によりその内側のポンプ室１７と外側の駆動室１８とに仕切られている。シリンダ１２には大径外周面８７と小径外周面８８とが形成され、大径外周面８７に摺動自在に嵌合する大径ピストン部３４ａと、小径外周面８８に摺動自在に嵌合する小径ピストン部３４ｂとを有する中空のピストン３４がシリンダ１２の外側に配置されている。シリンダ１２の大径外周面８７と小径外周面８８の境界をなす径方向面と、中空のピストン３４の大径ピストン部３４ａと小径ピストン部３４ｂとの境界をなす径方向面との間に、駆動室３６が形成されており、駆動室３６は駆動室１８に連通孔３７により連通している。
【００６９】
シリンダ１２の一端部と大径ピストン部３４ａとの間には第１のベローズカバー６４ａが設けられ、大径ピストン部３４ａとベローズカバー６４ａとの間には摺動面６２ａに連なる第１のシール室６３ａが形成されている。また、シリンダ１２の他端部と小径ピストン部３４ｂとの間には第２のベローズカバー６４ｂが設けられ、小径ピストン部３４ｂとベローズカバー６４ｂとにより摺動面６２ｂに連なる第２のシール室６３ｂが形成されている。ピストン３４を軸方向に往復動するために、ピストン３４には、これに平行に配置されるボールねじ軸４７にねじ結合されるナット５５が取り付けられている。
【００７０】
図８（Ｂ）および（Ｃ）に示す薬液供給装置１０ｂ，１０ｃは、ボールねじ軸４７がピストン３４と平行となっているので、ボールねじ軸４７をピストン３４と同軸状に配置した図１の薬液供給装置１０ａよりも、装置の長さ寸法を短くすることができる。
【００７１】
図８（Ｄ）に示す薬液供給装置１０ｄは、ピストン３４が軸方向に往復動自在に組み込まれたシリンダ１２の開口端部とピストン３４の端部との間には、第１のベローズカバー６４ａが設けられ、このベローズカバー６４ａの外側とシリンダ孔３３との間に第１のシール室６３ａが形成されている。シリンダ１２には第１のベローズカバー６４ａと平行に軸方向に弾性変形自在に第２のベローズカバー６４ｂが取り付けられており、このベローズカバー６４ｂの内部には、連通孔７８によりシール室６３ａに連通する第２のシール室６３ｂが形成されている。
【００７２】
ピストン３４とベローズカバー６４ｂとに連結された連結部材８９には、図１に示す場合と同様に、駆動手段としてのモータ４８により軸方向に往復動する駆動スリーブ５１が取り付けられている。図８（Ｄ）に示すピストン３４は、上述したピストンと相違して段付きとはなっておらず、ピストン３４とシリンダ孔３３との間は１つのシール材７９によりシールされている。
【００７３】
図９（Ａ）に示す薬液供給装置１０ｅは、ピストン３４が軸方向に往復動自在に組み込まれたシリンダ１２の開口端部とピストン３４の突出端部との間に、第１のベローズカバー６４ａが設けられ、このベローズカバー６４ａの内側とピストン３４との間に第１のシール室６３ａが形成されている。シール室６３ａに連通孔７８を介して連通する凹部９１がシリンダ１２に形成されており、シリンダ１２に凹部９１を覆うようにして取り付けられたダイヤフラム９２により第２のシール室６３ｂが形成されている。この薬液供給装置１０ｅにおいては、ピストン３４が軸方向に往復動して第１のシール室６３ａが膨張収縮すると、それに対応してダイヤフラム９２の弾性変形により第２のシール室６３ｂが膨張収縮することになる。
【００７４】
図９（Ｂ）に示す薬液供給装置１０ｆは、図９（Ａ）に示す薬液供給装置１０ｅと同様に、ダイヤフラム９２により第２のシール室６３ｂが形成されている。これに対し、ポンプ１１は、薬液供給装置１０ａ〜１０ｅと相違して、ダイヤフラム９３を有し、ポンプケース１４内のスペース１５はダイヤフラム９３によりポンプ室１７と駆動室１８とに仕切られている。このように、薬液供給装置１０ｆにおいては、流体流入口と流体流出口とに連通するポンプ室１７と駆動室１８とを仕切る弾性変形自在の仕切り膜としてダイヤフラム９３が用いられている。図９（Ｂ）に示す第１のシール室６３ａは、図８（Ｄ）に示す場合と同様に、シリンダ孔３３の内側とベローズカバー６４ａの外側との間に形成されている。
【００７５】
図９（Ｃ）に示す薬液供給装置１０ｇは、シリンダ１２の先端開口部にこれを覆うように取り付けられるポンプケース９４を有し、ポンプケース９４とシリンダ１２の先端面との間にダイヤフラム９３がピストン３４に対向するように設けられている。このダイヤフラム９３によりポンプ室１７と駆動室１８とが形成され、駆動室１８は上述した駆動室３６を兼ねている。
【００７６】
図９（Ｄ）に示す薬液供給装置１０ｈは、図９（Ｂ），（Ｃ）に示した薬液供給装置１０ｆ，１０ｇと同様に第１のシール室６３ａがベローズカバー６４ａの外側とシリンダ孔３３の内面との間に形成されており、他の構造は図９（Ａ）に示す薬液供給装置１０ｅと同様となっている。図９（Ａ）〜図９（Ｄ）に示す薬液供給装置１０ｅ〜１０ｈのピストン３４は、図８（Ｄ）に示す場合と同様に段付きとはなっていないので、ピストン３４には１つのシール材７９が設けられシリンダ孔３３の摺動面に接触して非圧縮性媒体をシールする。
【００７７】
図８（Ｂ）〜図８（Ｄ）および図９（Ａ）〜図９（Ｄ）に示されるそれぞれのシール室６３ａ，６３ｂの圧力はシール室圧力センサ８１により検出され、駆動室１８，３６の圧力は駆動室圧力センサ８２により検出されて、上述したようにシール材７９，７９ａ，７９ｂの寿命が判定される。
【００７８】
図８および図９に示されたそれぞれの薬液供給装置をタイプ別に分類すると以下の通りである。
【００７９】
それぞれの薬液供給装置１０ａ〜１０ｈは、シリンダ１２に対して軸方向に往復動自在のピストン３４によってポンプ１１の駆動室に１８に非圧縮性媒体３８を供給しかつ排出する基本構造を有している。ポンプ１１のタイプとしては、図９（Ｂ），（Ｃ）に示すようにポンプ室１７と駆動室１８とを仕切る弾性変形自在の仕切り膜としてダイヤフラム９３を使用したものと、図８（Ａ）〜図８（Ｄ）および図９（Ａ），（Ｄ）に示すように可撓性チューブ１６を使用したものとがある。
【００８０】
それぞれの薬液供給装置１０ａ〜１０ｈにおいては、駆動室１８，３６から漏出した非圧縮性媒体３８を収容するシール室は、第１と第２の２つが設けられており、それぞれのシール室６３ａ，６３ｂはダイヤフラムやベローズカバーなどの弾性変形部材により形成されている。それぞれの薬液供給装置１０ａ〜１０ｈにおいては、第１のシール室６３ａがベローズカバー６４ａにより形成されている。
【００８１】
一方、薬液供給装置１０ｅ〜１０ｈにおける第２のシール室６３ｂはダイヤフラム９２により形成されており、ダイヤフラム９２は第２のシール室６３ｂ内に流入する非圧縮性媒体３８ａにより膨張収縮する媒体駆動式となっている。このダイヤフラム９２に代えて弾性変形部材としてベローズを使用するようにしても良い。これに対し、薬液供給装置１０ａ〜１０ｄにおいては第２のシール室６３ｂもベローズカバー６４ｂにより形成されるとともに、両方のベローズカバー６４ａ，６４ｂが共に駆動手段によって駆動される同期駆動式となっており、一方のシール室６３ａが膨張すると他方のシール室６３ｂは収縮するように容積をバランスさせるバランス式となっている。ただし、両方のベローズカバー６４ａ，６４ｂが同期するときには、図８（Ａ）に示す薬液供給装置１０ａにおいては一方のベローズカバー６４ａが軸方向に膨張する際には他方のベローズカバー６４ｂも膨張するのに対し、他の同期タイプの薬液供給装置１０ｂ〜１０ｄにおいては、一方のベローズカバー６４ａが軸方向に膨張すると他方のベローズカバー６４ｂが軸方向に収縮する。一方のベローズカバー６４ａが軸方向に収縮すると他方のベローズカバー６４ｂが軸方向に膨張する。
【００８２】
第２のシール室６３ｂをベローズカバー６４ｂにより形成するようにしたタイプとしては、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように両方のベローズカバー６４ａ，６４ｂを同軸状に配置するタイプと、図８（Ｄ）に示すように平行に配置するタイプとがある。同軸状に配置するタイプにおいては、図８（Ａ），（Ｂ）に示すようにピストン３４に大径ピストン部３４ａと小径ピストン部３４ｂを形成し、大径ピストン部３４ａと小径ピストン部３４ｂとにそれぞれベローズカバー６４ａ，６４ｂが設けられている。一方、図８（Ｃ）に示す薬液供給装置１０ｃにおいては、シリンダ１２の外周面に大径外周面８７と小径外周面８８とを設けて、シリンダ１２の外側に中空のピストン３４を軸方向に摺動自在に嵌合しており、ポンプ１１はシリンダ１２の内部に形成されている。このように、ピストン３４をシリンダ１２の内部に配置するタイプと、ピストン３４を中空としてシリンダ１２の外側に配置するタイプとがある。
【００８３】
両方のベローズカバー６４ａ，６４ｂを同軸状に配置するタイプにおいては、それぞれのシール室６３ａ，６３ｂは相互に連通孔７８により連通されるとともにピストン３４から漏れた非圧縮性媒体がそれぞれ入り込むようになっており、ピストン３４とシリンダ１２との間の隙間をシールするために２つのシール材７９ａ，７９ｂが用いられている。他のタイプの薬液供給装置１０ｄ，１０ｅ〜１０ｈにおいてはピストン３４とシリンダ１２の間には１つのシール材７９が用いられることになる。
【００８４】
２つのシール材７９ａ，７９ｂが用いられる場合には、少なくともいずれか一方のシール材が所定値以上摩耗した場合にはそれをセンサからの信号により判断することができる。それぞれの薬液供給装置においては、シール材が設けられているが、シリンダ１２とピストン３４との間の隙間を小さくすることによって、シール材を用いることなく、両方の間のシール性を確保することもできる。その場合には、シール室や駆動室の圧力を検出することによってシール性の劣化度に応じてピストン等の部品交換時期を判断することができる。
【００８５】
図８（Ａ）〜（Ｃ）および図９（Ａ）〜（Ｄ）に示すそれぞれの薬液供給装置の詳細構造は、既に発明者により提案されて出願された特願２００６−２９１１５３号の特許出願明細書に記載されている。
【００８６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、ピストン３４をモータ４８により駆動するようにしているが、駆動手段としてはモータ４８に限らず、空気圧シリンダ等の他の駆動手段を使用するようにしても良い。また、シール室圧力検出手段および駆動室圧力検出手段としては、圧力に応じて電気信号を送るセンサに限られず、それぞれの圧力が所定値以上となるとオン信号を発するスイッチや、圧力に応じて移動する部材により圧力を外部に表示するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の一実施の形態である薬液供給装置を示す断面図である。
【図２】図１における２−２線断面図である。
【図３】薬液吐出工程開始時のポンプ室における薬液の圧力変化を示すグラフである。
【図４】ポンプ吐出工程とポンプ吸入工程の１サイクルにおける駆動室圧力の変化と、シール室圧力の変化とを示すグラフである。
【図５】ポンプの作動回数の増加にともなうポンプ吐出工程におけるシール室圧力のピーク値変化の一例を概略的に示すグラフである。
【図６】ポンプ吐出工程における駆動室の圧力とシール室の圧力の関係を示すグラフである。
【図７】薬液供給装置の制御回路を示すブロック図である。
【図８】（Ａ）は図１に示された薬液供給装置の概略図であり、（Ｂ）〜（Ｄ）はそれぞれ薬液供給装置の変形例を示す概略図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ薬液供給装置の変形例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０ａ〜１０ｈ    薬液供給装置
１１      ポンプ
１２      シリンダ
１６      可撓性チューブ（仕切り膜）
１７      ポンプ室
１８      駆動室（ポンプ側の駆動室）
３３      シリンダ孔
３４      ピストン
３６      駆動室（ピストン側の駆動室）
３８      非圧縮性媒体（駆動用）
３８ａ    非圧縮性媒体（シール用）
４８      モータ（駆動手段）
６１ａ，６１ｂ      摺動面
６２ａ，６２ｂ      摺動面
６３ａ    第１のシール室
６３ｂ    第２のシール室
６４ａ    ベローズカバー
６４ｂ    ベローズカバー
７９，７９ａ，７９ｂ    シール材
８１      シール室圧力センサ（シール室圧力検出手段）
８２      駆動室圧力センサ（駆動室圧力検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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