JP4392269B2

JP4392269B2 - Liquid ejection device

Info

Publication number: JP4392269B2
Application number: JP2004061724A
Authority: JP
Inventors: 勝弥奥村; 幸生小澤; 寛板藤; 一寿伊藤; 慎伊藤; 龍哲佐藤
Original assignee: CKD Corp; Octec Inc
Current assignee: CKD Corp; Octec Inc
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2024-03-05
Also published as: JP2005246278A

Description

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。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus used for semiconductor manufacturing, magnetic disk manufacturing, and the like, and more particularly to a liquid ejecting apparatus with high ejection accuracy that stably performs quantitative ejection.

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。 In manufacturing processes such as the semiconductor manufacturing industry and magnetic disk manufacturing industry, the spin coating method is used to form the coating film. A liquid coating material is dropped (discharged) at the center of a wafer that rotates at high speed, and the coating material is applied by centrifugal force. The method of pushing the rim to the outer periphery was used. However, in this case, the coating material is shaken out of the wafer, and 90% of the discharged coating material is not effectively used. Therefore, the present applicant has proposed a new coating method in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-117477. This is a liquid film forming method that replaces the spin coating method, and executes a so-called spiral coating in which a fine jet of chemical liquid discharged from the chemical liquid supply nozzle 8 is spirally applied to the rotating wafer 10. FIG. 6 is a view showing a coating system for performing such spiral coating. Hereinafter, the spiral coating method will be briefly described.

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。 In this coating system, first, the rotation table 102 is rotated by the rotation drive motor 101, and the wafer 105 held on the suction plate 103 rotates at a predetermined rotation number corresponding to the output of the rotation drive motor 101. On the other hand, the chemical liquid in the chemical liquid tank 111 is pumped to the chemical liquid supply nozzle 106 by the chemical liquid supply pump 112, and the chemical liquid in a fine jet is discharged from the chemical liquid supply nozzle 106 directly below. The chemical liquid is discharged as a thin stream line without interruption, and is supplied onto the wafer 105 through the slit 107 while the chemical liquid supply nozzle 106 moves.

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。 The chemical solution is supplied to the wafer 105 while the chemical solution supply nozzle 106 moves from the center of the wafer 105 toward the outer periphery or in the opposite direction. The chemical solution supply nozzle 106 is moved by driving a nozzle moving motor 108. When rotation is applied to the rotating shaft 109, the rotation is converted into a linear motion of the chemical solution supply nozzle 106 by a ball screw or a magnetic screw (not shown). Therefore, the chemical supply nozzle 106 moves without breaking the posture in which the slide rail 110 is slid and the discharge port is directly below.

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。
特開２００３−１１７４７７号公報（第７−８頁、図１、図２） Here, FIG. 7 is an image diagram of spiral coating, but when a chemical solution is discharged from a chemical solution supply nozzle 106 that moves in the radial direction with respect to the rotating wafer 105 at the time of forming a liquid film, it is illustrated on the wafer 105. As described above, the chemical liquid of the fine jet becomes a streamline and is sequentially supplied in a spiral shape. Then, the chemical liquid supplied in a spiral shape spreads and the adjacent chemical liquids are coupled to each other, so that one liquid film is formed on the wafer 105. The liquid film on the wafer 105 thus formed is then dried and removed of the solvent in the liquid film. The drying method includes heating, vacuum drying below the saturated vapor pressure of the solvent, and airflow on the surface. For example, a method of contacting the surface is used.
JP 2003-117477 A (page 7-8, FIGS. 1 and 2)

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。 In a coating system that performs such a spiral coating method, the chemical liquid that is quantitatively discharged from the chemical liquid supply nozzle 106 is operated by the chemical liquid supply pump 112 by the air pressure from the air pressure supply valve 113, and the liquid tubes 114 and 115 are supplied from the chemical liquid tank 111. Sent out. Therefore, when the chemical solution supply nozzle 106 moves when the chemical solution is spirally applied, the liquid tube 115 connected to the chemical solution supply nozzle 106 vibrates due to the acceleration generated by the movement, or the Coriolis force acts to supply the chemical solution. Discharge of the liquid from the nozzle 106 is disturbed. At this time, a slight change occurs in the discharge pressure and discharge amount of the chemical liquid, and the quantitative discharge is disturbed. Even when the supply air to the chemical liquid supply pump 112 is controlled with high accuracy, the discharge surface becomes uneven. Uneven coating will occur.
Further, in the coating system that performs the spiral coating method, when the chemical liquid is not discharged, the balance of the liquid in the chemical liquid supply nozzle 106 is adjusted by a vacuum (not shown) so that liquid dripping does not occur. However, the balance adjustment is delicately controlled. In some cases, the balance is excessively sucked and bubbles are mixed in the liquid. In such a case, if the chemical solution is applied as it is, the quantitative discharge is disturbed when bubbles are generated, and the discharge surface is still non-uniform, resulting in uneven coating.

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。 Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid supply apparatus for stably performing a fixed amount discharge in order to solve such a problem.

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。 The liquid discharge apparatus of the present invention is connected to a liquid supply pump via a liquid tube, and discharges liquid from a nozzle while moving in the horizontal direction, and is supplied from the liquid supply pump via the liquid tube. A pump mechanism for filling a liquid chamber with a liquid and discharging the liquid filled in the liquid chamber from the nozzle by pushing out the liquid chamber as it moves is connected to a liquid supply port to which the liquid chamber and the liquid tube are connected. A liquid blocking mechanism including a valve is provided in the middle of the liquid flow path.
Further, in the liquid discharge apparatus of the present invention, the pump mechanism is driven by pressurization and decompression by air in the air chamber, and a valve constituting the liquid shut-off mechanism by pressurization or decompression of the air chamber is provided. It is characterized by being driven.

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。 Therefore, in the liquid discharge apparatus of the present invention, when the liquid in the liquid chamber is pushed out by the drive of the pump mechanism and discharged from the nozzle, the liquid flow path connecting the liquid supply port and the liquid chamber is blocked by the liquid blocking mechanism. On the other hand, when the liquid is fed into the liquid chamber of the pump mechanism, the liquid flow path connecting the liquid supply port and the liquid chamber is communicated by the liquid blocking mechanism, so that the liquid can be filled into the liquid chamber. For example, such a liquid shut-off mechanism is driven by interlocking with pressurization and decompression by air in the air chamber that drives the pump.

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。 The liquid discharge apparatus of the present invention is connected to a liquid supply pump via a liquid tube and discharges liquid from a nozzle while moving in the horizontal direction, and is supplied from the liquid supply pump via the liquid tube. In the middle of the liquid flow path connecting the liquid chamber and the nozzle, and a pump mechanism for discharging the liquid filled in the liquid chamber from the nozzle by pushing out the liquid filled in the liquid chamber as it moves And a check mechanism for preventing a back flow of liquid from the nozzle to the liquid chamber.

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。 Therefore, in the liquid discharge device of the present invention, when the liquid in the liquid chamber is pushed out by the drive of the pump mechanism and discharged from the nozzle, the check mechanism does not block the secondary flow path of the liquid chamber. When the liquid is fed into the liquid chamber, the liquid chamber to be expanded is depressurized and the liquid in the secondary channel attempts to flow backward, but the check mechanism functions to prevent the fluid from flowing backward.

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。 In the liquid discharge apparatus of the present invention, a cylinder part is formed in the middle of a liquid flow path connecting a liquid supply port connected to a liquid tube and a nozzle for discharging liquid, and one end of the bellows is a piston member in the cylinder part. A bellows assembly with a fixing member provided at the other end is inserted and fixed, and one of the inner side and the outer side of the bellows assembly is formed as a liquid chamber and the other is formed as an air chamber and connected to an air supply / exhaust port. The bellows is expanded and contracted by pressurization and decompression by air in the air chamber, the liquid filled in the liquid chamber is discharged from a nozzle, or the liquid supplied from a liquid tube is filled in the liquid chamber. A valve seat is formed on a flow path connecting the liquid supply port and the liquid chamber, and a diaphragm valve body provided for the valve seat is brought into contact with the valve seat by pressurization and decompression of the air chamber. Characterized in that - those away.

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。 Therefore, in the liquid discharge apparatus of the present invention, when air is sent into the air chamber and the piston member is pressurized, the bellows contracts or expands, and the liquid in the liquid chamber is pushed out from the nozzle and discharged from the nozzle. At this time, the diaphragm valve element is also actuated by the air pressure in the air chamber and comes into contact with the valve seat, and the liquid flow path connecting the liquid supply port and the liquid chamber is shut off. On the other hand, when air is sucked out and discharged from the air chamber, the air chamber is depressurized and the bellows expands or contracts to expand the volume of the liquid chamber. At that time, the diaphragm valve element is also activated by the pressure reduction in the air chamber, and the liquid flow path connecting the liquid supply port and the liquid chamber is separated from the valve seat and communicates with the liquid chamber in which the liquid fed from the liquid supply port is expanded. Filled.

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。 In the liquid discharge device of the present invention, a cylinder part is formed in the middle of a liquid flow path connecting a liquid supply port connected to a liquid tube and a nozzle for discharging liquid, and one end of the bellows is a piston member in the cylinder part. A bellows assembly with a fixing member provided at the other end is inserted and fixed, and one of the inner side and the outer side of the bellows assembly is formed as a liquid chamber and the other is formed as an air chamber and connected to an air supply / exhaust port. The bellows is expanded and contracted by pressurization and decompression by air in the air chamber, the liquid filled in the liquid chamber is discharged from a nozzle, or the liquid supplied from a liquid tube is filled in the liquid chamber. A valve chamber in which a ball is inserted is provided on a flow path connecting the liquid supply port and the liquid chamber, and a primary side opening formed on the liquid chamber side of the valve chamber is formed so that the ball fits in The secondary side opening formed on the nozzle side is positioned so that its center is closer to the wall constituting the valve chamber than the radius of the ball, and the ball does not hit against the wall to be blocked. It is characterized by being made.

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。 Therefore, in the liquid ejection device of the present invention, when air is sent into the air chamber and the piston member is pressurized, the bellows contracts or expands and the liquid in the liquid chamber is pushed out therefrom. At that time, since the liquid pushed out from the liquid chamber flows out from the secondary side opening in the valve chamber, the ball also moves to the secondary side opening according to the flow, but hits the wall constituting the valve chamber and the secondary side The opening cannot be blocked. Therefore, the liquid flows to the nozzle and is discharged. On the other hand, when air is sucked out and discharged from the air chamber, the air chamber is depressurized and the bellows expands or contracts to expand the volume of the liquid chamber. At that time, the liquid on the nozzle side tries to flow backward due to the pressure reduction in the liquid chamber, but the ball is sucked up in the valve chamber and closes the primary side opening, so that the flow path on the secondary side of the liquid chamber is blocked and the nozzle The liquid does not flow backward.

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。 The present invention is connected to a liquid supply pump via a liquid tube and discharges the liquid from a nozzle while moving in the horizontal direction. The liquid supplied from the liquid supply pump via the liquid tube is a liquid chamber. And a liquid flow path connecting the liquid chamber and the liquid supply port to which the liquid tube is connected, and a pump mechanism for discharging the liquid filled in the liquid chamber from the nozzle by pushing out the liquid as it moves. Since it has a configuration having a liquid shut-off mechanism including a valve in the middle, it is possible to provide a liquid supply device for performing a fixed amount discharge stably.
Further, in the present invention, the pump mechanism is driven by pressurization and decompression by air in the air chamber, and the valve constituting the liquid shut-off mechanism is driven by pressurization or decompression of the air chamber. Therefore, a simple and low-cost structure that requires only one drive source for supplying or exhausting air for driving the pump mechanism and the liquid shut-off mechanism has been achieved.
Further, the present invention is connected to a liquid supply pump via a liquid tube, and discharges liquid from a nozzle while moving in the horizontal direction, and the liquid supplied from the liquid supply pump via the liquid tube A pump mechanism for filling the liquid chamber and ejecting the liquid filled in the liquid chamber from the nozzle by pushing out the liquid chamber as it moves, and in the middle of the liquid flow path connecting the liquid chamber and the nozzle, from the nozzle Since it has a structure having a check mechanism for preventing the back flow of the liquid into the liquid chamber, the liquid can be prevented from dripping from the nozzle when filling the liquid, and the liquid in which bubbles are prevented from entering the liquid chamber It has become possible to provide a supply device.

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、ボールを挿入した弁室が、液流路のうち、液室とノズルとの間に設けられ、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。
In the present invention, a valve seat is formed on a flow path connecting the liquid supply port and the liquid chamber, and a diaphragm valve body provided for the valve seat abuts on the valve seat by pressurization and decompression of the air chamber. Since it is configured to be separated, even if the liquid tube connected to the liquid supply port moves along with the movement of the liquid discharge device during liquid discharge, vibration is transmitted through the liquid and the discharge pressure of the discharge liquid discharged from the nozzle is set. It has become possible to provide a liquid supply apparatus for performing a fixed amount discharge stably without any influence.
Further, in the present invention, the valve chamber into which the ball is inserted is provided between the liquid chamber and the nozzle in the liquid flow path, and the primary side opening formed on the liquid chamber side of the valve chamber is The secondary side opening formed on the nozzle side that fits in is located at a position closer to the wall constituting the valve chamber than the radius of the ball, and the ball hits the wall and is blocked. Since it is formed so that there is no liquid, it is possible to prevent liquid dripping from the nozzle when filling the liquid, and it is possible to provide a liquid supply device that prevents air bubbles from entering the liquid chamber. .

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。 Next, an embodiment of a liquid ejection apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The liquid ejection apparatus according to the present embodiment is used for forming a coating film in a semiconductor manufacturing process, for example, as described in the conventional example, and the outer periphery from the center of the wafer 105 like the nozzle 106 shown in FIG. It is incorporated into a spiral coating apparatus that scans the wafer side and discharges and coats the required amount of coating material over the entire surface of the wafer. And the liquid discharge apparatus of this embodiment replaced with the nozzle 106 is provided with a pump itself. FIG. 1 and FIG. 2 are cross-sectional views showing the liquid ejection device, showing a liquid ejection state and a liquid filling state.

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。 The liquid discharge apparatus 1 has a pump mechanism that first pushes and discharges a coating material (liquid) by air pressure, and drives a liquid supply port 2 for supplying liquid to the liquid discharge apparatus 1 and a pump. An air supply / exhaust port 3 for supplying and exhausting compressed air for discharge is provided at the upper side, and a nozzle 4 is vertically provided at the lower side so that liquid is discharged vertically by driving a pump. The pump structure of the liquid ejection device 1 is configured by inserting a bellows assembly 12 into a cylinder portion 11 formed in the body 5. That is, a hole for forming the cylinder portion 11 is formed in the body 5 so as to open to the bottom surface side, the bellows assembly 12 is inserted therein, and the opening portion is hermetically closed by the lower plate 6.

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。 The bellows assembly 12 is assembled such that the upper end portion of the bellows 12a is closed by the piston portion 12b, and the adapter 12c at the lower end is sandwiched between the body 5 and the lower plate 6. The pump structure of the liquid discharge apparatus 1 is divided into an air chamber 11a above the piston portion 12b and a liquid chamber 11b in the bellows 12a by the bellows assembly 12 in the cylinder portion 11. The air chamber 11 a is connected to the air supply / exhaust port 3 through an air flow path 21 formed in the body 5 and the upper plate 7 fixed to the upper surface of the body 5. The liquid chamber 11 b in the other bellows assembly 12 is connected to the liquid supply port 2 through a liquid flow path 22 formed across the body 5, the lower plate 6 and the upper plate 7.

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。 Next, the liquid discharge apparatus 1 is provided with a liquid blocking mechanism on the liquid flow path 22 so as not to be affected by vibration and Coriolis force that cause unstable discharge of the fixed amount discharge. The liquid blocking mechanism is formed in a portion A surrounded by a wavy line on the drawing, and is formed between the body 5 and the upper plate 7. Two cutout grooves 25 and 26 constituting a part of the liquid flow path 22 are formed on the bottom surface of the upper plate 7, and the liquid blocking mechanism is provided with cutout grooves 25 and 26 in the middle of the liquid flow path 22. It is a valve for communicating and blocking. Here, FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion A showing the liquid blocking mechanism, FIG. 3A is a view showing a state when the valve is opened, and FIG. It is the figure which showed the state at the time of valve closing which interrupts | blocks.

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。 In the body 5, a concave portion 31 is formed on the cylinder portion 11, and a diaphragm valve body 32 is put therein, and the concave portion 31 is closed by a valve plate 33. The valve plate 33 has through holes 35 and 36 corresponding to the positions of the cutout grooves 25 and 26, and the secondary through hole 36 has a valve seat 34 at the lower end opening. On the other hand, the diaphragm valve body 32 has a valve body portion 32a that contacts and separates from the valve seat 34 at the center, a membrane portion 32b that continuously spreads outward from the outer circumferential surface thereof, and an outer circumference of the membrane portion 32b. An annular fixing portion 32c formed in the above is formed.

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１１ａ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１１ａ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１１ａ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。 The diaphragm valve body 32 is configured such that the fixed portion 32c is sandwiched between the valve plates 33 as shown in the figure, and the valve body portion 32a moves up and down by the bending of the flexible film portion 32b. In the liquid blocking mechanism, the space in the recess 31 is vertically divided by the diaphragm valve body 32, the upper space is a part of the liquid flow path 22 that communicates the notched grooves 25 and 26, and the lower space is in communication. It is part of the air chamber connected to the air chamber 11a of the cylinder portion 11 by the hole 37. Accordingly, the liquid shut-off mechanism moves downward when the diaphragm valve body 32 is pressurized by the pressure in the air chamber 11a , the valve body portion 32a is lifted and comes into contact with the valve seat 34, and conversely the air chamber 11a is depressurized. It is comprised so that it may be pulled by and may space apart from the valve seat 34.

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。 Next, a secondary side liquid flow path 23 is formed on the secondary side of the liquid chamber 11 b formed in the bellows assembly 12 and communicates with the orifice 27 at the tip of the nozzle 4. Here, FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a tip portion of the nozzle 4 which is a portion B indicated by a wavy line in FIG. The orifice 27 formed at the tip of the nozzle 4 is a diaphragm formed so that, for example, the liquid in the bellows assembly 12 is pushed out at a constant pressure, and 4 cm ³ of liquid can be discharged onto the wafer in one minute or more. In the liquid ejection apparatus 1, a check mechanism is formed to prevent liquid dripping from the nozzle 4 on the secondary flow path 23 to the nozzle 4.

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。 The lower plate 6 fixed to the bottom surface of the body 5 is provided with a convex portion 46 in which a secondary flow path 23 and a check mechanism are formed, and a nozzle 4 is attached thereto. The check mechanism is provided in a concave portion 41 formed at a portion where the convex portion 46 of the lower plate 6 is located in a portion C indicated by a wavy line in FIG. Here, FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a check mechanism in a portion C indicated by a wavy line in FIG. In the check mechanism, a valve chamber 42 is formed by a block 43 loaded in a recess 41, and a ball 44 that functions as a check valve is placed in the valve chamber 42. The valve chamber 42 is formed such that the secondary side opening 42b is not blocked by the ball 44 as shown in FIG. 5 (a), and the primary side opening 42a is formed as a ball as shown in FIG. 5 (b). 44 is formed so as to be fitted and closed. That is, the secondary side opening 42b is formed such that the center of the secondary opening 42b is closer to the wall constituting the valve chamber 42 than the radius of the ball 44, and the ball 44 is in an offset state.

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。 The liquid discharge apparatus 1 having such a configuration is an alternative to the liquid supply nozzle 106 shown in FIG. 6, is slidably attached to the slide rail 110, and is connected to the liquid supply port 2 from the liquid tube 115 to the chemical liquid supply pump. It is connected to the chemical tank 111 through 112. The air supply / exhaust port 3 is connected to an air compressor (not shown) or a suction pump via a switching valve.
Therefore, when rotation is applied to the rotation shaft 109 by driving the motor 108, the rotation of the liquid ejection device 1 slides on the slide rail 110 by a ball screw or magnetic screw (not shown), and the wafer rotates as shown in FIG. A fixed amount of the chemical solution is discharged while moving in the radial direction on 105. Therefore, as shown in FIG. 7, a fine jet of chemical liquid is sequentially supplied in a spiral shape on the wafer 105, and the chemical liquid spreads and the adjacent chemical liquids are combined to form a liquid film on the wafer 105. Is formed.

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。 When the liquid discharge apparatus 1 that performs such chemical liquid application performs a discharge operation while moving, first, as shown in FIG. 2, the bellows 12a of the bellows assembly 12 is extended and is in a dischargeable state in which the chemical liquid is filled therein. Yes. Accordingly, compressed air is supplied to the liquid discharge device 1 through an air tube connected to the air supply / exhaust port 3 as it moves, and the air chamber of the cylinder unit 11 passes from the air supply / exhaust port 3 through the air flow path 21. Compressed air is sent into 11a. When the inside of the air chamber 11a is pressurized with compressed air, the bellows assembly 12 performs a pumping operation in which the piston portion 12b is pushed down by air pressure from above, and the bellows 12a contracts to push out the chemical liquid in the liquid chamber 11b. Is called.

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。 On the other hand, when the chemical liquid is discharged from the liquid discharge device 1 in this way, the liquid blocking mechanism provided on the liquid flow path 22 acts, and the liquid tube (not shown) connected to the liquid supply port 2 and the bellows assembly 12 The connection with the liquid chamber 11b is blocked.
That is, when the air chamber 11a of the cylinder portion 11 is pressurized by compressed air during liquid discharge, the diaphragm valve body 32 in the state shown in FIG. 3A is lowered by the compressed air fed through the communication hole 37. Is pressurized. Then, as shown in FIG. 3 (b), the diaphragm valve body 32 rises in the valve body portion 32a and comes into contact with the valve seat 34. On the liquid flow path 22, the notch groove 25 in which this liquid blocking mechanism is configured, 26 is closed, and a liquid tube (not shown) and the liquid chamber 11b in the bellows assembly 12 are blocked.

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。 The liquid discharge device 1 pushes out and discharges the chemical liquid by the pump operation of the bellows assembly 12 in a state where the liquid flow path 22 is blocked. At this time, the chemical liquid in the liquid chamber 11b passes through the check mechanism to the secondary side. A very small amount is discharged from the orifice 27 at the tip of the nozzle 4 through the flow path 23. In the check mechanism when the chemical solution is discharged, the ball 44 is pushed downstream by the fluid pressure. However, in the structure of this check mechanism, as shown in FIG. 5A, the ball 44 hits the wall of the valve chamber 42 and is offset from the secondary side opening 42b, and cannot be closed. Therefore, the chemical liquid pushed out from the liquid chamber 11 b by the bellows assembly 12 flows through the valve chamber 42 through the gap of the secondary side opening 42 b by the ball 44, passes through the secondary side flow path 23, and the orifice 27 at the tip of the nozzle 4. It is discharged from.

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。 As shown in FIG. 2, the liquid discharge device 1 can fill the liquid chamber 11b with the maximum amount of liquid when the bellows 12a of the bellows assembly 12 is fully extended, and from that state, as shown in FIG. Discharge of the liquid becomes impossible in the state where is fully contracted. Therefore, as shown in FIG. 1, the bellows 12a is fully contracted by the discharge of the chemical liquid, or the liquid chamber 11b is filled with the chemical liquid in a state slightly before that.
Therefore, when the chemical liquid is filled in the liquid ejection device 1, the air in the air chamber 11 a is sucked out through the air tube connected to the air supply / exhaust port 3. When the air in the air chamber 11a is sucked out and depressurized, the bellows assembly 12 rises with the piston portion 12b sucked up, and the bellows 12a extends. At the same time, since the chemical liquid is fed from the liquid supply port 2, the chemical liquid flows through the liquid flow path 22 and flows into the liquid chamber 11 b whose volume is increased, and is filled.

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（ａ）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１２ｂ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。 Thus from the air supply and exhaust port 3 when the air is sucked out the air chamber 11a becomes vacuum state, Fig 3 the diaphragm valve body 32 as shown in (a) is pulled downwardly the valve body 32a is the valve seat 34 Separate from. Accordingly, the chemical liquid fed from the liquid supply port 2 flows through the liquid flow path 22 through the liquid blocking mechanism portion including the diaphragm valve body 32 and is filled in the liquid chamber 11b expanded by the extension operation of the bellows assembly 12. .
Meanwhile, since the piston section 1 2 b is pulled liquid chamber was extended 11b which the bellows assembly 12 is made in a reduced pressure state, so that the drug solution of the secondary-side flow path 23 is pulled back to the primary side. However, in the liquid ejecting apparatus 1, the check mechanism prevents back flow in the secondary side flow path 23. That is, when the pressure in the liquid chamber 11b is reduced, the ball 44 in the valve chamber 42 is pulled up, and is inserted into the primary side opening 42a to close the flow path.

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。 Therefore, according to the liquid ejection apparatus 1 of the present embodiment, stable liquid ejection is possible, and the ejection surface can be made uniform without controlling the supply air with high accuracy. That is, when performing liquid discharge while moving the liquid discharge apparatus 1, the liquid tube vibrates or Coriolis force is generated due to the generated acceleration. According to this liquid discharge apparatus 1, liquid is discharged from the nozzle 4. When the bellows assembly 12 is contracted, the liquid shut-off mechanism including the diaphragm valve body 32 and the like is simultaneously operated by the supply of compressed air to shut off the flow path from the liquid tube. Therefore, even if the liquid tube moves as the liquid discharge apparatus 1 moves, vibrations are not transmitted through the liquid and the discharge pressure of the discharge liquid discharged from the nozzle 4 is not affected. Accordingly, it is possible to stably dispense a fixed amount of liquid.

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。 Further, according to the liquid discharge apparatus 1 of the present embodiment, it is possible to prevent liquid dripping by the check mechanism in which the ball 44 is provided in the valve chamber 42. That is, when filling the bellows assembly 12 with the liquid, the ball 44 closes the primary side opening 42a due to the reduced pressure in the liquid chamber 11b, so that the liquid fed into the liquid discharge device 1 does not flow to the nozzle 4 side. . In this respect, the balance is conventionally achieved by vacuum in order to prevent liquid sag, but in this embodiment, liquid sag is prevented with a simple configuration in which the check mechanism is activated when the liquid is filled. Furthermore, in the conventional vacuum adjustment, it was easy for bubbles to enter from the tip of the nozzle. However, in this embodiment, the ball 44 functions as a check valve by closing the opening 42a, so that there is no need to consider mixing of bubbles. Sexuality is also very simple. Further, it is not necessary to perform difficult control by preventing the generation of bubbles, and high discharge performance is maintained.

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。 Furthermore, in the liquid discharge apparatus 1 of the present embodiment, the liquid blocking mechanism and the check mechanism that achieve the above-described effects are configured to be linked to the supply or exhaust of compressed air performed to discharge or fill the liquid. A simple and low-cost structure that requires only one can be achieved. Moreover, the simplicity of the structure contributes to the reduction in size and weight of the entire system shown in FIG. 6 including the liquid ejection device 1, and also has the effect of facilitating maintenance.
Further, since the liquid is discharged by the expansion and contraction operation of the bellows assembly 12, the liquid does not have contact with the outside, thereby preventing particles from being mixed.

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。 Note that. The present invention is not limited to the liquid ejection device of the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, a liquid chamber is formed in the bellows 12, and the volume of the liquid chamber is expanded and contracted to discharge and fill the liquid. For example, the direction of the bellows is reversed upside down. A liquid chamber may be formed outside the bellows.

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。It is sectional drawing of the liquid discharge state which showed one Embodiment of the liquid discharge apparatus. 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。It is sectional drawing of the liquid filling state which showed one Embodiment of the liquid discharge apparatus. 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。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a liquid blocking mechanism of the liquid discharge device, where FIG. (A) is a view showing a state during liquid discharge, and FIG. (B) is a view showing a state during liquid filling. 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。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing a nozzle tip portion of the liquid ejection device. 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。It is an expanded sectional view showing a check mechanism of a liquid discharge device. 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。It is the figure which showed the application | coating system for performing spiral application | coating. 螺旋塗布のイメージ図である。It is an image figure of spiral application.

符号の説明Explanation of symbols

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid discharge apparatus 2 Liquid supply port 3 Air supply / exhaust port 4 Nozzle 11 Cylinder part 11a Air chamber 11b Liquid chamber 12 Bellows assembly 22 Liquid flow path 32 Diaphragm valve body 34 Valve seat 42 Valve chamber 44 Ball

Claims

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、
前記ダイアフラム弁体のエアの受圧側と、前記ピストン部材のエアの受圧側とが、前記空気室を挟んで対向した配置になっており、前記ベローズ組立と、前記ダイアフラム弁体及び前記弁座とが、前記シリンダ部を設けたボディに、一体で構成されていること、
前記ダイアフラム弁体及び前記ベローズが、前記エア給排気ポート内のエア圧によって同時に制御されていることを特徴とする液体供給装置。 A cylinder part is formed in the middle of the liquid flow path that connects the liquid supply port connected to the liquid tube and the nozzle that discharges the liquid. One end of the bellows is closed by a piston member in the cylinder part and fixed to the other end. The bellows assembly provided with the member is inserted and fixed, and one of the inside and the outside of the bellows assembly is formed as a liquid chamber and the other is formed as an air chamber,
The bellows is expanded and contracted by pressurization and decompression by the air in the air chamber connected to the air supply / exhaust port, and the liquid filled in the liquid chamber is discharged from the nozzle, or the liquid supplied from the liquid tube is discharged to the liquid A liquid ejection device for filling a room,
A valve seat is formed on the flow path connecting the liquid supply port and the liquid chamber, and a diaphragm valve body provided for the valve seat abuts and separates from the valve seat by pressurization and decompression of the air chamber. Being
The air pressure receiving side of the diaphragm valve body and the air pressure receiving side of the piston member are arranged to face each other across the air chamber, and the bellows assembly, the diaphragm valve body, and the valve seat, Is configured integrally with the body provided with the cylinder part,
The liquid supply apparatus, wherein the diaphragm valve body and the bellows are simultaneously controlled by air pressure in the air supply / exhaust port.

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、
ボールを挿入した弁室が、前記液流路のうち、前記液室と前記ノズルとの間に設けられ、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体供給装置。 A cylinder part is formed in the middle of the liquid flow path connecting the liquid supply port connected to the liquid tube and the nozzle that discharges the liquid. One end of the bellows is closed by the piston member in the cylinder part and fixed to the other end. The bellows assembly provided with the member is inserted and fixed, and one of the inside and the outside of the bellows assembly is formed as a liquid chamber and the other is formed as an air chamber,
The bellows is expanded and contracted by pressurization and decompression by the air in the air chamber connected to the air supply / exhaust port, and the liquid filled in the liquid chamber is discharged from the nozzle, or the liquid supplied from the liquid tube is discharged to the liquid A liquid ejection device for filling a room,
A valve chamber into which a ball is inserted is provided between the liquid chamber and the nozzle in the liquid flow path, and the primary side opening formed on the liquid chamber side of the valve chamber so that the ball fits in the valve chamber. The secondary side opening formed on the nozzle side is located closer to the wall constituting the valve chamber than the radius of the ball so that the ball will not be blocked by hitting the wall. A liquid supply apparatus formed by the method described above.