(57)【要約】【課題】  定量吐出を安定して行うための液体供給装置を提供すること。【解決手段】  液チューブを介して液体供給ポンプに接続され、水平方向に移動しながら液体をノズル４から吐出するものであって、液チューブを介して液体供給ポンプから供給される液体を液室１１ｂに充填し、その液室１１ｂ内に充填した液体を移動に伴って押し出すことによりノズルから吐出するためのポンプ機構１１，１２と、液室１１ｂと液チューブが連結される液供給ポート２とをつなぐ液流路２２の途中に弁からなる液遮断機構３２，３４とを有する液体吐出装置１。【選択図】        図１
2005246278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液チューブを介して液体供給ポンプに接続され、水平方向に移動しながら液体をノズルから吐出する液体吐出装置であって、
前記液チューブを介して液体供給ポンプから供給される液体を液室に充填し、その液室内に充填した液体を移動に伴って押し出すことによりノズルから吐出するためのポンプ機構と、前記液室と前記液チューブが連結される液供給ポートとをつなぐ液流路の途中に弁からなる液遮断機構とを有することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載する液体吐出装置において、
前記ポンプ機構は、空気室内のエアによる加圧及び減圧によって駆動させるものであって、その空気室の加圧又は減圧によって前記液遮断機構を構成する弁が駆動するものであることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
液チューブを介して液体供給ポンプに接続され、水平方向に移動しながら液体をノズルから吐出する液体吐出装置であって、
前記液チューブを介して液体供給ポンプから供給される液体を液室に充填し、その液室内に充填した液体を移動に伴って押し出すことによりノズルから吐出するためのポンプ機構と、前記液室と前記ノズルとをつなぐ液流路の途中に、前記ノズルから前記液室への液体の逆流を防止するチェック機構とを有することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
液チューブに接続する液供給ポートと液体を吐出するノズルとをつなぐ液流路の途中にシリンダ部が形成され、そのシリンダ部内には、ベローズの一端がピストン部材で塞がれ他端には固定部材が設けられたベローズ組立が挿入固定されて該ベローズ組立の内側と外側との一方が液室として他方が空気室として形成され、
エア給排気ポートに接続された前記空気室内のエアによる加圧及び減圧によってベローズを伸縮させて、前記液室内に充填された液体をノズルから吐出させ、または液チューブから供給された液体を前記液室内に充填する液体吐出装置であって、
前記液供給ポートと液室とをつなぐ流路上に弁座が形成され、その弁座に対して設けられたダイアフラム弁体が前記空気室内の加圧及び減圧によって弁座に当接・離間するものであることを特徴とする液体供給装置。
【請求項５】
液チューブに接続する液供給ポートと液体を吐出するノズルとを結ぶ液流路の途中にシリンダ部が形成され、そのシリンダ部内には、ベローズの一端がピストン部材で塞がれ他端には固定部材が設けられたベローズ組立が挿入固定されて該ベローズ組立の内側と外側との一方が液室として他方が空気室として形成され、
エア給排気ポートに接続された前記空気室内のエアによる加圧及び減圧によってベローズを伸縮させて、前記液室内に充填された液体をノズルから吐出させ、または液チューブから供給された液体を前記液室内に充填する液体吐出装置であって、
前記液供給ポートと液室とをつなぐ流路上にボールを挿入した弁室が設けられ、その弁室の液室側に形成された一次側開口部は、ボールがはまり込むように形成され、ノズル側に形成された二次側開口部は、その中心がボールの半径よりも弁室を構成する壁に近い位置にあって、そのボールが壁に当たって塞がれることがないように形成されたものであることを特徴とする液供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造や磁気ディスク製造などに利用される液体吐出装置に関し、特に定量吐出を安定して行う吐出精度の高い液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造業や磁気ディスク製造業などの製造プロセスでは、塗布膜の形成にはスピンコート法が使用され、高速回転するウェハの中心に液状の塗布材料を垂らし（吐出し）、遠心力によって塗布材料を外周へ押し広げる方法が使用されていた。しかし、これでは塗布材料がウェハの外に振り切られてしまい、吐出した量の９割もの塗布材料が有効に利用されていなかった。そこで、本出願人は、特開２００３−１１７４７７号公報に新たな塗布方法を提案した。これはスピンコート法に代わる液膜形成方法であり、薬液供給ノズル８から吐出される微細噴流の薬液を、回転するウェハ１０に対して螺旋状に塗布するいわゆる螺旋塗布を実行するものである。図６は、そうした螺旋塗布を実行するための塗布システムを示した図である。以下に、その螺旋塗布方法について簡単に説明する。
【０００３】
この塗布システムでは先ず、回転駆動モータ１０１によって回転テーブル１０２に回転が与えられ、吸着プレート１０３に保持されたウェハ１０５が回転駆動モータ１０１の出力に応じた所定の回転数で回転する。一方、薬液供給ポンプ１１２によって薬液タンク１１１内の薬液が薬液供給ノズル１０６へ圧送され、その薬液供給ノズル１０６からは微細噴流となった薬液が直下に吐出される。薬液は細い流線となって途切れることなく吐出され、薬液供給ノズル１０６が移動する間にスリット１０７を通ってウェハ１０５上に供給される。
【０００４】
ウェハ１０５に対する薬液の供給は、薬液供給ノズル１０６がウェは１０５の中心部から外周部に向けて又はその逆方向に移動しながら行われる。薬液供給ノズル１０６の移動はノズル移動モータ１０８の駆動によって行われ、回転軸１０９に回転が与えられると、その回転が不図示のボールネジや磁気ネジによって薬液供給ノズル１０６の直線運動に変換される。そのため、薬液供給ノズル１０６は、スライドレール１１０を摺動して吐出口を真下にした姿勢を崩さずに移動していく。
【０００５】
ここで図７は、螺旋塗布のイメージ図であるが、液膜形成時には回転するウェハ１０５に対して径方向に移動する薬液供給ノズル１０６から薬液が吐出されると、ウェハ１０５上には、図示するように微細噴流の薬液が流線になって渦巻き状に順次供給される。そして渦巻き状に供給された薬液は広がって隣接する薬液同士が結合し、ウェハ１０５上には一つの液膜が形成される。なお、こうして形成されたウェハ１０５上の液膜はその後、液膜中にある溶剤の乾燥除去が行われるが、その乾燥手法には加熱や溶剤の飽和蒸気圧以下での減圧乾燥、表面の気流に接触させる手法などが用いられる。
【特許文献１】特開２００３−１１７４７７号公報（第７−８頁、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
こうした螺旋塗布方法を行う塗布システムでは、薬液供給ノズル１０６から定量吐出される薬液は、空気圧供給弁１１３からの空気圧によって薬液供給ポンプ１１２が動作し、薬液タンク１１１内から液チューブ１１４，１１５を介して送り出される。そのため、薬液を螺旋塗布する場合に薬液供給ノズル１０６が移動すると、その薬液供給ノズル１０６に接続された液チューブ１１５が移動に伴って発生する加速度により振動し、あるいはコリオリ力が働くことによって薬液供給ノズル１０６からの液体の吐出が乱れてしまう。そして、このとき薬液の吐出圧力や吐出量に微妙な変化が起こり定量吐出が乱れてしまい、薬液供給ポンプ１１２への供給エアを高精度に制御しても吐出面が不均一な状態になって塗りムラができてしまう。
更に、螺旋塗布方法を行う塗布システムでは、薬液を吐出しない時には不図示のバキュームによって薬液供給ノズル１０６内の液体のバランス調整して液ダレが生じないようにしている。しかし、そのバランス調整は制御が微妙であり、場合によっては吸引しすぎて液体内に気泡が混入してしまう。そうした場合に、そのまま薬液塗布を行うと気泡が出たところで定量吐出が乱れてしまい、やはり吐出面が不均一な状態になって塗りムラができてしまう。
【０００７】
そこで本発明は、かかる課題を解決すべく、定量吐出を安定して行うための液体供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体吐出装置は、液チューブを介して液体供給ポンプに接続され、水平方向に移動しながら液体をノズルから吐出するものであって、前記液チューブを介して液体供給ポンプから供給される液体を液室に充填し、その液室内に充填した液体を移動に伴って押し出すことによりノズルから吐出するためのポンプ機構と、前記液室と前記液チューブが連結される液供給ポートとをつなぐ液流路の途中に弁からなる液遮断機構とを有することを特徴とする。
また、本発明の液体吐出装置は、前記ポンプ機構は、空気室内のエアによる加圧及び減圧によって駆動させるものであって、その空気室の加圧又は減圧によって前記液遮断機構を構成する弁が駆動するものであることを特徴とする。
【０００９】
よって、本発明の液体吐出装置では、ポンプ機構の駆動により液室内の液体を押し出してノズルから吐出する際、液遮断機構によって液供給ポートと液室とをつなぐ液流路を遮断する。その一方、ポンプ機構の液室に液体を送り込む場合には液遮断機構によって液供給ポートと液室とをつなぐ液流路を連通させ、液室への液体充填を可能とする。例えばこうした液遮断機構の駆動は、ポンプを駆動させる空気室内のエアによる加圧及び減圧に連動させることによって行う。
【００１０】
また、本発明の液体吐出装置は、液チューブを介して液体供給ポンプに接続され、水平方向に移動しながら液体をノズルから吐出するものであって、前記液チューブを介して液体供給ポンプから供給される液体を液室に充填し、その液室内に充填した液体を移動に伴って押し出すことによりノズルから吐出するためのポンプ機構と、前記液室と前記ノズルとをつなぐ液流路の途中に、前記ノズルから前記液室への液体の逆流を防止するチェック機構とを有することを特徴とする。
【００１１】
よって、本発明の液体吐出装置では、ポンプ機構の駆動により液室内の液体を押し出してノズルから吐出する際、チェック機構は液室の二次側流路を遮断させることはないが、ポンプ機構の液室に液体を送り込む場合には、拡張する液室内が減圧して二次側流路内の液体が逆流しようとするが、チェック機構が機能して流体の逆流が阻止される。
【００１２】
本発明の液体吐出装置は、液チューブに接続する液供給ポートと液体を吐出するノズルとをつなぐ液流路の途中にシリンダ部が形成され、そのシリンダ部内には、ベローズの一端がピストン部材で塞がれ他端には固定部材が設けられたベローズ組立が挿入固定されて該ベローズ組立の内側と外側との一方が液室として他方が空気室として形成され、エア給排気ポートに接続された前記空気室内のエアによる加圧及び減圧によってベローズを伸縮させて、前記液室内に充填された液体をノズルから吐出させ、または液チューブから供給された液体を前記液室内に充填するものであって、前記液供給ポートと液室とをつなぐ流路上に弁座が形成され、その弁座に対して設けられたダイアフラム弁体が前記空気室内の加圧及び減圧によって弁座に当接・離間するものであることを特徴とする。
【００１３】
よって、本発明の液体吐出装置では、空気室内にエアが送り込まれてピストン部材が加圧されると、ベローズが収縮又は伸長して液室内の液体がそこから押し出されてノズルから吐出される。その際、空気室内のエア圧によってダイアフラム弁体も作動して弁座に当接し、液供給ポートと液室とをつなぐ液流路が遮断される。一方、空気室内からエアを吸い出して排出すると、空気室内が減圧してベローズが伸長又は収縮し液室内の容積が拡張する。その際、空気室内の減圧によってダイアフラム弁体も作動して弁座から離間し液供給ポートと液室とをつなぐ液流路が連通するため、液供給ポートから送り込まれた液体が拡張した液室内に充填される。
【００１４】
本発明の液体吐出装置は、液チューブに接続する液供給ポートと液体を吐出するノズルとを結ぶ液流路の途中にシリンダ部が形成され、そのシリンダ部内には、ベローズの一端がピストン部材で塞がれ他端には固定部材が設けられたベローズ組立が挿入固定されて該ベローズ組立の内側と外側との一方が液室として他方が空気室として形成され、エア給排気ポートに接続された前記空気室内のエアによる加圧及び減圧によってベローズを伸縮させて、前記液室内に充填された液体をノズルから吐出させ、または液チューブから供給された液体を前記液室内に充填するものであって、前記液供給ポートと液室とをつなぐ流路上にボールを挿入した弁室が設けられ、その弁室の液室側に形成された一次側開口部は、ボールがはまり込むように形成され、ノズル側に形成された二次側開口部は、その中心がボールの半径よりも弁室を構成する壁に近い位置にあって、そのボールが壁に当たって塞がれることがないように形成されたものであることを特徴とする。
【００１５】
よって、本発明の液体吐出装置では、空気室内にエアが送り込まれてピストン部材が加圧されると、ベローズが収縮又は伸長して液室内の液体がそこから押し出される。その際、弁室内では液室から押し出された液体が二次側開口部から流れ出るため、ボールもその流れに従って二次側開口部へと移動するが、弁室を構成する壁に当たってその二次側開口部を塞ぐことはできない。そのため、液体はノズルへと流れて吐出される。一方、空気室内からエアを吸い出して排出すると、空気室内が減圧してベローズが伸長又は収縮し液室内の容積が拡張する。その際、液室内の減圧によってノズル側の液体が逆流しようとするが、弁室内ではボールが吸い上げられて一次側開口部を塞ぐため、液室の二次側の流路は遮断されノズルからの液体も逆流は起きない。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、液チューブを介して液体供給ポンプに接続され、水平方向に移動しながら液体をノズルから吐出するものであって、前記液チューブを介して液体供給ポンプから供給される液体を液室に充填し、その液室内に充填した液体を移動に伴って押し出すことによりノズルから吐出するためのポンプ機構と、前記液室と前記液チューブが連結される液供給ポートとをつなぐ液流路の途中に弁からなる液遮断機構とを有する構成としたので、定量吐出を安定して行うための液体供給装置を提供することが可能となった。
また、本発明は、前記ポンプ機構が空気室内のエアによる加圧及び減圧によって駆動させるものであって、その空気室の加圧又は減圧によって前記液遮断機構を構成する弁が駆動する構成としたので、ポンプ機構と液遮断機構を駆動させるエアの供給或いは排気する駆動源が１つで済む簡便かつ低コストな構造となった。
また、本発明は、液チューブを介して液体供給ポンプに接続され、水平方向に移動しながら液体をノズルから吐出するものであって、前記液チューブを介して液体供給ポンプから供給される液体を液室に充填し、その液室内に充填した液体を移動に伴って押し出すことによりノズルから吐出するためのポンプ機構と、前記液室と前記ノズルとをつなぐ液流路の途中に、前記ノズルから前記液室への液体の逆流を防止するチェック機構とを有する構成としたので、液充填を行う場合にノズルからの液ダレを防止することができ、液室への気泡の混入を防止した液体供給装置を提供することが可能になった。
【００１７】
本発明は、液供給ポートと液室とをつなぐ流路上に弁座が形成され、その弁座に対して設けられたダイアフラム弁体が前記空気室内の加圧及び減圧によって弁座に当接・離間する構成としたので、液体の吐出時に液体吐出装置の移動に伴って液供給ポートに接続された液チューブが動いても液体中を振動が伝わってノズルから吐出される吐出液の吐出圧力に影響を及ぼすことがなくなって、定量吐出を安定して行うための液体供給装置を提供することが可能になった。
また、本発明では、液供給ポートと液室とをつなぐ流路上にボールを挿入した弁室が設けられ、その弁室の液室側に形成された一次側開口部は、ボールがはまり込むように形成され、ノズル側に形成された二次側開口部は、その中心がボールの半径よりも弁室を構成する壁に近い位置にあって、そのボールが壁に当たって塞がれることがないように形成されているので、液充填を行う場合にノズルからの液ダレを防止することができ、液室への気泡の混入を防止した液体供給装置を提供することが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明に係る液体吐出装置の一実施形態について、図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態の液体吐出装置は、例えば従来例でも説明したように、半導体製造工程における塗布膜の形成に使用されるものであり、図６に示したノズル１０６のようにウェハ１０５の中心から外周側にスキャンさせ、そのウェハ全面に必要量の塗布材料を吐出して塗布する螺旋塗布装置に組み込まれるものである。そして、そのノズル１０６に代わる本実施形態の液体吐出装置は自らポンプを備えるものである。図１及び図２は、その液体吐出装置を示した断面図であり、液体吐出状態と液体充填状態とを示している。
【００１９】
液体吐出装置１は、まずエア圧によって塗布材料（液体）を押し出して吐出するポンプ機構を持つのものであり、この液体吐出装置１に液体を供給するための液供給ポート２と、ポンプを駆動させるための圧縮エアの供給及び排気を行うためのエア給排気ポート３とが上方に設けられ、下方にはポンプの駆動によって液体が垂直に吐出するようにノズル４が垂設されている。そして、液体吐出装置１のポンプ構造は、ボディ５に形成されたシリンダ部１１内にベローズ組立１２を挿入して構成されている。すなわちボディ５にはシリンダ部１１を形成する穴が底面側に開口して形成され、そこにベローズ組立１２が挿入され、開口部が下板６によって気密に閉じられている。
【００２０】
ベローズ組立１２は、ベローズ１２ａの上端部分がピストン部１２ｂによって塞がれ、下端のアダプタ１２ｃがボディ５と下板６に挟み込まれて組み付けられている。液体吐出装置１のポンプ構造は、シリンダ部１１内がこうしたベローズ組立１２によって、そのピストン部１２ｂ上方の空気室１１ａとベローズ１２ａ内の液室１１ｂとに分けらている。そして、その空気室１１ａには、ボディ５及びボディ５上面に固定された上板７に形成されたエア流路２１を介してエア給排気ポート３に接続されている。そして他方のベローズ組立１２内の液室１１ｂには、ボディ５、下板６および上板７にわたって形成された液流路２２を介して液供給ポート２に接続されている。
【００２１】
次に、この液体吐出装置１には、液流路２２上に、定量吐出の不安定要因となる振動やコリオリ力の影響を受けないための液遮断機構が設けられている。その液遮断機構は、図面上に波線で囲んだＡ部分にあって、ボディ５と上板７との間に形成されている。上板７の底面には、液流路２２の一部を構成する２つの切欠き溝２５，２６が形成され、液遮断機構は、これら液流路２２の途中にある切欠き溝２５，２６を連通及び遮断するための弁である。ここで、図３はその液遮断機構を示したＡ部分の拡大断面図であり、図（ａ）は流路を連通する開弁時の状態を示した図で、図（ｂ）は流路を遮断する閉弁時の状態を示した図である。
【００２２】
ボディ５には、シリンダ部１１の上に凹部３１が形成され、そこにダイアフラム弁体３２が入れられてその凹部３１が弁プレート３３によって塞がれている。その弁プレート３３には、切欠き溝２５，２６の位置に対応して貫通孔３５，３６が形成され、二次側の貫通孔３６には下端開口部に弁座３４が形成されている。一方、ダイアフラム弁体３２は、中心には弁座３４と当接・離間する弁体部３２ａを有し、その外周面から外側に連続して広がった膜部３２ｂと、その膜部３２ｂの外周に形成された環状の固定部３２ｃとが形成されている。
【００２３】
そのダイアフラム弁体３２は、固定部３２ｃが弁プレート３３によって図示するように挟み込まれ、弁体部３２ａが可撓性の膜部３２ｂの撓みによって上下に移動するように構成されている。液遮断機構は、凹部３１内の空間がダイアフラム弁体３２によって上下に仕切られ、上方の空間は切欠き溝２５，２６を連通する液流路２２の一部なっており、下方の空間は連通孔３７によってシリンダ部１１の空気室１１ｂとつながった空気室の一部となっている。従って、液遮断機構は、空気室１１ｂ内の圧力によってダイアフラム弁体３２が加圧されて弁体部３２ａが持ち上げられて弁座３４に当接し、逆に空気室１１ｂが減圧した場合には下方に引っ張られて弁座３４から離間するように構成されている。
【００２４】
次に、ベローズ組立１２内に形成された液室１１ｂの二次側には二次側液流路２３が形成され、ノズル４先端のオリフィス２７に連通している。ここで図４は、図１に波線で示したＢ部分であってノズル４先端部分を示した拡大断面図である。このノズル４先端に形成されたオリフィス２７は、例えば一定の圧力でベローズ組立１２内の液体が押し出され、ウェハ上に４cm3 の液体を１分以上で吐出できるように形成された絞りである。そして、この液体吐出装置１には、ノズル４までの二次側流路２３上にノズル４から液ダレが起きるのを防止するためのチェック機構が形成されている。
【００２５】
ボディ５の底面に固定された下板６は、二次側流路２３及びチェック機構が形成された凸部４６が設けられ、そこにはノズル４が取り付けられている。チェック機構は、図１に波線で示すＣ部分にあって、下板６の凸部４６が位置する部分に形成れた凹部４１に設けられている。ここで図５は、図１に波線で示したＣ部分にあるチェック機構を示した拡大断面図である。チェック機構は、凹部４１内に装填されたブロック４３によって弁室４２が形成され、その弁室４２内にチェック弁として機能するボール４４が入れられている。弁室４２は、その二次側開口部４２ｂが図５（ａ）に示すようにボール４４によって塞がれないように形成され、一次側開口部４２ａは図５（ｂ）に示すようにボール４４がはまり込んで塞がれるように形成されている。すなわち、二次側開口部４２ｂは、その中心がボール４４の半径よりも弁室４２を構成する壁に近い位置にあって、ボール４４がオフセット状態となるように形成されている。
【００２６】
こうした構成の液体吐出装置１は、図６に示した液体供給ノズル１０６に代わるものであり、スライドレール１１０に対して摺動可能に取り付けられ、液供給ポート２には液チューブ１１５から薬液供給ポンプ１１２を介して薬液タンク１１１に接続される。またエア給排気ポート３には不図示のエアコンプレッサや吸引ポンプに切換え弁を介するなどして接続されている。
そこで、モータ１０８の駆動によって回転軸１０９に回転が与えられると、その回転が不図示のボールネジや磁気ネジによって液体吐出装置１がスライドレール１１０を摺動し、図７に示すように回転するウェハ１０５上を径方向に移動しながら薬液を定量吐出する。そのため、ウェハ１０５上には図７に示するように微細噴流の薬液が流線になって渦巻き状に順次供給され、その薬液が広がって隣接する薬液同士が結合し、ウェハ１０５上に液膜が形成される。
【００２７】
こうした薬液塗布を行う液体吐出装置１は、移動しながら吐出動作を行う場合、先ず図２に示すようにベローズ組立１２のベローズ１２ａが伸びてその中に薬液が充填された吐出可能状態になっている。そこで、液体吐出装置１には移動に伴いエア給排気ポート３に接続されたエアチューブを介して圧縮エアが供給され、エア給排気ポート３からエア流路２１を通ってシリンダ部１１の空気室１１ａ内に圧縮エアが送り込まれる。そして、空気室１１ａ内が圧縮エアによって加圧されると、ベローズ組立１２はピストン部１２ｂが上方からエア圧によって押し下げられ、ベローズ１２ａが収縮して液室１１ｂ内の薬液を押し出すポンプ動作が行われる。
【００２８】
一方、こうして薬液が液体吐出装置１から吐出される場合、液流路２２上に設けられた液遮断機構が作用し、液供給ポート２に接続された不図示の液チューブとベローズ組立１２内の液室１１ｂとの間が遮断される。
すなわち、液吐出に際してシリンダ部１１の空気室１１ａが圧縮エアによって加圧されると、図３（ａ）に示す状態にあったダイアフラム弁体３２が連通孔３７を介して送り込まれる圧縮エアによって下から加圧される。するとダイアフラム弁体３２は、図３（ｂ）に示すように弁体部３２ａが上昇して弁座３４に当接し、液流路２２上ではこの液遮断機構が構成された切欠き溝２５，２６間が閉弁され、不図示の液チューブとベローズ組立１２内の液室１１ｂとの間が遮断される。
【００２９】
液体吐出装置１は、液流路２２が遮断された状態でベローズ組立１２のポンプ動作によって薬液が押し出されて吐出するが、その際、液室１１ｂ内の薬液はチェック機構を通って二次側流路２３を介してノズル４先端のオリフィス２７から微少量が吐出される。薬液が吐出される場合のチェック機構では、ボール４４が流体圧によって下流側に押される。しかし、このチェック機構の構造では、図５（ａ）に示すようにボール４４が弁室４２の壁に当たって二次側開口部４２ｂに対してオフセット状態となり閉じることができない。従って、ベローズ組立１２によって液室１１ｂから押し出された薬液は、弁室４２をボール４４による二次側開口部４２ｂの隙間を通って流れ、二次側流路２３を通りノズル４先端のオリフィス２７から吐出される。
【００３０】
液体吐出装置１は、図２に示すようにベローズ組立１２のベローズ１２ａが伸びきった状態で液室１１ｂ内に最大量の液体充填が可能であり、その状態から図１に示すようにベローズ１２ａが縮みきった状態で液吐出が不可能になる。そこで、薬液の吐出によって図１に示すようにベローズ１２ａが縮みきった状態になり、或いはその少し手前の状態で液室１１ｂに対する薬液の充填が行われる。
そこで、液体吐出装置１内に薬液を充填する場合には、エア給排気ポート３に接続されたエアチューブを介して空気室１１ａ内の空気が吸い出される。空気室１１ａ内の空気が吸い出されて減圧されると、ベローズ組立１２はピストン部１２ｂが吸い上げられて上昇し、ベローズ１２ａが伸びる。また同時に液供給ポート２から薬液が送り込まれるため、その薬液は液流路２２を流れて容積が拡大した液室１１ｂに流れ込んで充填される。
【００３１】
こうしてエア給排気ポート３から空気が吸い出されて空気室１１ａ内が減圧状態になると、図３（ｂ）に示すようにダイアフラム弁体３２が下方に引かれて弁体部３２ａが弁座３４から離間する。従って、液供給ポート２から送り込まれた薬液は、ダイアフラム弁体３２からなる液遮断機構部分を通って液流路２２を流れ、ベローズ組立１２の伸長動作により拡張した液室１１ｂ内に充填される。
一方、ベローズ組立１２のピストン部１１ｂが引き上げられて拡張した液室１１ｂ内は減圧状態になるため、二次側流路２３内の薬液が一次側に引き戻されることになる。しかし、液体吐出装置１では、チェック機構によって二次側流路２３における逆流が阻止される。すなわち、液室１１ｂ内が減圧されると弁室４２内のボール４４が引き上げられ、一次側開口部４２ａにはまり込んで流路が塞がれるからである。
【００３２】
よって、本実施形態の液体吐出装置１によれば、安定した液体吐出が可能になり供給エアを高精度に制御しなくても吐出面を均一にすることが可能になった。すなわち、液体吐出装置１を移動させながら液体吐出を行う場合には、発生する加速度により液チューブが振動したりコリオリ力が生じるが、この液体吐出装置１によれば、ノズル４から液体を吐出させる際にベローズ組立１２を収縮させる際、そのための圧縮エアの供給によってダイアフラム弁体３２などからなる液遮断機構が同時に動作して液チューブとの流路を遮断する。そのため、この液体吐出装置１の移動に伴って液チューブが動いても液体中を振動が伝わってノズル４から吐出される吐出液の吐出圧力に影響を及ぼすことはない。従って安定した液体の定量吐出が可能になる。
【００３３】
また本実施形態の液体吐出装置１によれば、弁室４２内にボール４４を設けたチェック機構によって液ダレ防止が可能になった。すなわち、ベローズ組立１２内へ液充填を行う際には液室１１ｂ内の減圧によってボール４４が一次側開口部４２ａを塞ぐため、液体吐出装置１へ送り込まれた液体がノズル４側へは流れない。この点、従来は液ダレ防止のためにバキュームによってバランスをとっていたが、本実施形態では液充填に伴ってチェック機構が作動する簡便な構成で液ダレを防止している。更に、従来のバキューム調整ではノズルの先から気泡が入り込み易かったが、本実施形態では、ボール４４が開口部４２ａを塞いでチェック弁として機能するため、気泡の混入を考慮する必要がなくなって操作性の点も非常に簡単になっている。そして、気泡の発生を防止することにより難しい制御を行う必要がなく、かつ高い吐出性能を維持している。
【００３４】
更に、本実施形態の液体吐出装置１では、前記効果を奏する液遮断機構やチェック機構は液体を吐出或いは充填するために行う圧縮エアの供給或いは排気に連動させる構成をとっているため、駆動源が１つで済む簡便かつ低コストな構造とすることができた。しかもこうした構造の簡便さは液体吐出装置１を含む図６に示すシステム全体の小型化や軽量化に寄与し、更にはメンテナンスを容易にするという効果も奏する。
また、ベローズ組立１２の伸縮動作によって液体を吐出しているため、液体が外部との接触をもたないことによってパーティクルの混入を防いだものとなっている。
【００３５】
なお。本発明は前記実施形態の液体吐出装置に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
前記実施形態では、ベローズ１２内に液室を形成し、その液室の容積を拡張及び縮小することによって、液体の吐出と充填とを行うよう構成されているが、例えばベローズの向きを上下逆転させてベローズの外に液室を形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】液体吐出装置の一実施形態を示した液吐出状態の断面図である。
【図２】液体吐出装置の一実施形態を示した液充填状態の断面図である。
【図３】液体吐出装置の液遮断機構を示した拡大断面図であり、図（ａ）は液吐出時の状態を示した図で、図（ｂ）は液充填時の状態を示した図である。
【図４】液体吐出装置のノズル先端部分を示した拡大断面図である。
【図５】液体吐出装置のチェック機構を示した拡大断面図である。
【図６】螺旋塗布を実行するための塗布システムを示した図である。
【図７】螺旋塗布のイメージ図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    液体吐出装置
２    液供給ポート
３    エア給排気ポート
４    ノズル
１１  シリンダ部
１１ａ  空気室
１１ｂ  液室
１２  ベローズ組立
２２  液流路
３２  ダイアフラム弁体
３４  弁座
４２  弁室
４４  ボール
【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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