泵的流量控制方法和塗膜形成方法

2023-06-30 18:05:01 2

泵的流量控制方法和塗膜形成方法
【專利摘要】本發明提供一種由具有滑動部的驅動系統驅動而輸送液體的泵（10）的流量控制方法，在泵（10）的動作初期，使流量保持在微小的第一流量（R1）後，使流量增加至穩定的第二流量（R）。根據該方法，在泵（10）的工作初期，預先建立泵（10）穩定在微小的第一流量的狀態，以免發生粘滑現象，從該狀態起增加泵流量，因此不發生靜摩擦至動摩擦的轉移，由電動機（12）的粘滑現象引起的泵流量的紊亂受到抑制。由此，能夠穩定地控制泵（10）的工作初期的流量。
【專利說明】泵的流量控制方法和塗膜形成方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及對輸送液體的泵的流量進行控制的方法和在塗敷面排出由泵輸送的塗料形成塗膜的方法。
【背景技術】
[0002]一般而言，在液體的輸送用所使用的活塞泵、隔膜泵等的容積泵中，具有滑動部，因此發生輕微的粘滑(stick slip)現象，為了挽回時間的、位置的延遲，利用伺服電動機(伺服電機)等具有反饋機構的電動機控制泵的流量(例如參照專利文獻I)。
[0003]圖3是表示這種隔膜泵的一個例子的概略結構的框圖。該泵10包括主體11、線性電動機12、活塞13、隔膜14、連結模塊16、線性電動機模塊17、線性電動機導向件18。
[0004]在主體11的一端面形成有吸入口 IlA和排出口 11B。在主體11的另一端面側安裝有線性電動機12。在主體11內形成有壓力室IlC和動力室11D。壓力室IlC和動力室IlD由被支承於主體11的隔膜14隔離。吸入口 IlA和排出口 IlB與壓力室IlC連通。在動力室IlD中，在主體11的內壁設置有線性電動機導向件18。在線性電動機導向件18，自由滑動地設置有線性電動機模塊17。活塞13經由連結模塊16與線性電動機模塊17連結。在隔膜14的動力室IlD側的面，突出地設置有凸起14A。在凸起14A插裝有活塞13的前端。
[0005]在該隔膜泵的結構中，當線性電動機12被驅動時，活塞13在固定的直線軌道上往復運動，隔膜14也與其聯動進行往復運動。由此，壓力室IlC內的壓力發生脈動，從吸入口IlA吸入的液體被從排出口 IlB排出。
[0006]線性電動機12具有反饋機構。換而言之，命令部20經由控制部30控制線性電動機12，檢測器40確認控制狀態並反饋至控制部30.控制部30對檢測信號和指令信號(目標值)進行比較，當存在差時，使線性電動機12向減少與目標值的差量的方向動作。這樣，與目標位置的差量減少。反覆進行該步驟，最終到達目標值或繼續該步驟直至進入允許範圍。
[0007]如圖4 (A)所示，考慮如下情況:在作為泵10的待機期間的時間Tl之前，指令信號為零，在時間Tl，使指令信號從零開始線性增加，在時間T2 (T2 > Tl)達到穩定值S，之後保持在該值。
[0008]在上述泵10的結構中，線性電動機模塊17沿線性電動機導向件18滑動，因此在該滑動部F中從靜摩擦轉移至動摩擦的最初期間發生粘滑現象。換而言之，表示線性電動機12的實際工作狀態的檢測信號不能追隨指令信號，稍微延遲，從時間Tl』(Tl』 > Tl)起開始增加。由此，檢測信號與目標值間產生差。上述反饋機構進行控制以使該差減少。
[0009]然而，反饋機構採用特有的控制也具有難點，但是為了快速挽回不足之處，對信號加速，在時間TA (Tl < TA < T2)檢測信號達到目標值後，該加速的趨勢不能快速停止，而如圖所示導致調整過多。現在，為了消除該過剩量，反饋機構向相反方向工作。因此，使差異收斂到零附近需花費一定程度的時間TB (TA < TB < T2)。
[0010]這樣，反饋機構工作期間的線性電動機12的動作也會對泵10的流量帶來影響。換而言之，在圖4 (B)的例中，在時間Tl?TA期間，與理想流量相比，流量不足，在時間TA?TB期間，與理想流量相比，流量過剩。即，至少在時間Tl?TB期間，泵的流量出現紊亂，變得不穩定。特別是，在泵的流量對產品的品質產生直接影響的用途例如固態成分濃度高且液膜的形狀原樣地反映於乾燥膜上的用途、在基板上均勻形成膜厚IOOnm以下的薄膜的用途等中，不能控制泵的工作初期的膜厚，存在不能有效利用塗敷在基板上的面積的問題。
[0011]現有技術問題
[0012]專利文獻
[0013]專利文獻1:日本特開2005-76492號公報
【發明內容】

[0014]發明想要解決的技術問題
[0015]本發明是為了解決上述的技術問題而完成的，其目的在於能夠穩定地控制泵的工作初期的流量。
[0016]用於解決技術問題的技術方案
[0017]本發明的泵的流量控制方法是由具有滑動部的驅動系統驅動而輸送液體的泵的流量控制方法，其中，在泵的工作初期，使流量保持在微小的第一流量後，使流量增加至穩定的第二流量。
[0018]根據該方法，在泵的工作初期，預先建立泵穩定在微小的第一流量的狀態，使得不發生粘滑現象，從該狀態起使泵流量增加，因此不發生靜摩擦至動摩擦的轉移，電動機的粘滑現象引起的泵流量的紊亂受到抑制。由此，能夠穩定地控制泵的工作初始的流量。例如，能夠進行使流量線性地從上述第一流量增加至上述第二流量的控制。此外，在從停止狀態開始以第一流量排出的狀態的情況下發生的粘滑引起的流量排出不穩定，因為第一流量極其微小，所以對膜產生的影響能夠抑制得極其微小。
[0019]另外，本發明的塗膜形成方法使用利用上述方法控制流量的泵和排出由該泵輸送的塗料的噴嘴頭，其中，通過使上述噴嘴頭接近平坦的塗敷面，從該噴嘴頭連續地排出上述塗料，而在上述噴嘴頭與上述塗敷面之間形成上述塗料的積液，通過使上述塗敷面水平移動，使上述塗料的積液在上述塗敷面上相對移動。
[0020]由此，沿著從噴嘴頭排出的塗料的移動軌跡，在塗敷面形成塗料的塗膜。該塗膜能夠通過使塗敷面的移動速度與上述泵的流量同步，能夠控制膜厚。具體而言，在塗敷面的移動速度與泵的流量之間建立比例關係，由此能夠使膜厚均勻。
[0021]另外，也可以將噴嘴頭支承於可動支承部件並使噴嘴頭在塗敷面上水平移動，來替代使塗敷面水平移動。由此，也能夠使塗料的積液在塗敷面上移動，同樣形成塗膜。
[0022]發明效果
[0023]根據本發明，能夠使泵的工作初期的流量穩定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1 (A)是表示本發明方法的泵的工作初期的電動機驅動的指令信號和檢測信號的時間變化的一個例子的圖。圖1 (B)是表示本發明方法的泵的工作初期的流量的時間變化的圖。[0025]圖2是表示本發明的泵的流量控制和塗敷速度控制的一個例子的時序圖。
[0026]圖3是表示隔膜泵的一個例子的概略結構的框圖。
[0027]圖4 (A)是表示現有技術方法的泵的工作初期的電動機驅動的指令信號和檢測信號的時間變化的一個例子的圖。圖4 (B)是表示現有技術方法的泵的工作初期的流量的時間變化的圖。
【具體實施方式】
[0028]以下，參照附圖，對本發明的實施方式的泵的流量控制方法進行說明。在以下的說明中，作為容積泵的一個例子，以使用與圖3相同結構的隔膜泵的情形為例進行說明。其中，本發明所適用的泵並不限於隔膜泵。例如，也能夠適用於活塞泵等發生粘滑現象的泵。
[0029]本發明中，如圖1 (A)所示，達到作為線性電動機12的待機期間的時間Tl之前，預先賦予微小的規定信號值Si的指令信號，使檢測信號與指令信號一致。換言之，用微小的輸入使線性電動機12加熱驅動，預先成為不發生粘滑現象的狀態，即受到動摩擦力、由反饋控制引起的泵流量的紊亂受到抑制的狀態。這樣，在時間Tl，檢測信號成為能夠追隨指令信號的狀態。
[0030]另外，從時間Tl至時間T2，使指令信號線性增加至穩定值S，之後保持該穩定值。檢測信號能夠追隨指令信號，線性電動機12按指令信號驅動。
[0031]該結果，如圖1 (B)所示，泵10的流量也在時間Tl穩定為微小的第一流量R1，從時間Tl至時間T2，流量線性增加，以後維持在作為穩定流量的第二流量R。因此，能夠完全控制時間Tl以後的泵10的流量，在現有技術中不能控制流量的時間帶(參照圖4的時間Tl?TB。)中也能夠穩定地控制流量。
[0032]相反而言，不能控制時間Tl前的流量，但該期間輸送的液體極其微小，因此不會對液體的消耗量帶來很大影響。另外，在後述的塗膜形成的用途中，該期間是保持形成在塗敷面的被稱為珠(bead)的積液的階段(參照圖4的步驟#6。)，其作為有效的塗膜被利用，因此不會浪費。
[0033]上述的本發明的泵的控制方法能有效用於泵的流量對產品的品質產生直接影響的用途，例如在基板上均勻地形成膜厚10 μ m以下的塗膜的用途。
[0034]以下，用圖2說明使用利用本發明方法控制流量的泵和排出由該泵輸送的液態塗料的的噴嘴頭的塗膜形成方法。圖2是表示該塗膜形成方法的泵的流量控制和塗膜速度控制的一個例子的時序圖。
[0035]首先，為了除去噴嘴頭50內的氣泡對液量進行調整，進行被稱作啟動注液(priming)的準備工序。啟動注液是，為了使泵的流量從零線性增加至規定的啟動注液流量(圖2中是20 μ L/s),使泵10工作，從噴嘴頭50向停止的啟動注液輥60的表面緩慢排出塗料(步驟#1)。由此，噴嘴頭50內的氣泡被趕出來，能夠包住噴嘴頭50前端部的珠狀的積液101形成在啟動注液輥60的表面。
[0036]然後，通過使啟動注液輥60旋轉一定時間，對液量進行調整(步驟#2)。在此期間，使泵的流量暫時保持為上述啟動注液流量後，控制泵10的動作，使得流量線性減少至零而停止，直至啟動注液輥60的旋轉停止為止。當啟動注液輥60的旋轉已停止時，塗料的排出也停止，在噴嘴頭50的前端面由表面張力形成液滴102。[0037]然後，使在前端具有液滴102的噴嘴頭50在基板70上移動(步驟#3)。噴嘴50的前端接近基板70的塗敷面，在維持規定間隔的非接觸狀態下，噴嘴頭50固定在定點。基板70被載置於能夠水平移動的可動載置臺(未圖示)。
[0038]接著，通過使泵10工作，從噴嘴頭50連續地排出塗料，而在噴嘴頭50的前端與塗敷面之間形成被稱作珠的塗料的積液103(步驟#4)。在此期間，可動載置臺為停止的狀態，控制泵10，使得泵10的流量從零線性增加至積液103的形成用的預備流量，在保持在預備流量後，線性減少。此時，為了轉移至上述的本發明的特徵性控制，如圖所示，不將減少的流量的目標值設定為零，而設定為微小的第一流量(圖2中是0.2 μ L/s).[0039]接著，維持泵10工作，使泵的流量保持在該微小的第一流量(步驟#5)。該第一流量是作為穩定流量的第二流量(圖2中是100 μ L/s)的0.2%，是極其微小的量，因此，在此期間排出的塗料也極其微小，這是對處理成本也不構成任何問題的量。
[0040]然後，使泵10和可動載置臺同時動作，進行塗敷(塗膜形成)(步驟#6)。此時，控制泵10的動作，使得泵的流量從第一流量線性增加至作為穩定流量的第二流量(圖2中是100 μ L/s)，在保持為穩定流量後，線性減少至零。由此，在塗敷工序的初期，不會發生電動機的粘滑引起的泵流量的紊亂。因此，在塗敷工序期間，能夠穩定地控制泵的流量。
[0041]在塗敷工序(步驟#6)中，使可動載置臺動作，使基板70水平移動。由此，積液103在基板70的塗敷面上移動，沿該移動軌跡形成塗膜。此時，形成在基板70上的塗膜的膜厚依賴於泵10的流量和基板70的移動速度這兩個參數。如上所述，泵10的流量處於控制之下，因此若進行控制使得基板70的移動速度與泵10的流量變化同步，則能夠控制膜厚。例如，若想要使膜厚均勻，則在泵10的流量小時，也減小基板70的移動速度，在泵10的流量大時,也增大基板70的移動速度即可。
[0042]在本實施方式中，控制可動載置臺的動作，使得基板70的移動速度與泵10的流量同步，在兩者之間比例關係成立。具體而言，如圖所示，控制可動載置臺的動作，使得在泵的流量從第一流量線性增加至第二流量期間，使基板70的移動速度從零線性增加至規定速度，在泵流量保持為穩定流量期間，使基板70的移動速度維持為規定速度，在泵流量從穩定流量線性減少至零期間，使基板70的移動速度從規定速度線性減少至零。由此，能夠在塗敷工序器件均勻地控制塗膜的膜厚。
[0043]另外，在上述實施方式中，使基板70載置在可動載置臺上水平移動，由此使塗料的積液103在塗敷面上相對移動，但是也可以使噴嘴頭50支承於可動支承部件，使噴嘴頭50在塗敷面上水平移動。由此，也能夠使塗料的積液103在塗敷面上移動，同樣形成塗膜。
[0044]上述的實施方式的說明在所有方面都是例示性的，不應該理解為對本發明的限制。本發明的範圍不由上述的實施方式而由權利要求限定。另外，本發明的範圍包含與權利要求的範圍等效的意義以及範圍內的所有變更。
[0045]工業上的可利用性
[0046]本發明能夠應用於泵的流量對品質能夠直接產生影響的用途，例如藥液注入、塗裝、薄膜形成(例如基板上均勻形成IOOnm以下的塗膜。)用途等。
[0047]附圖標記說明
[0048]IO—泵
[0049]2O—命令部[0050]30—控制部
[0051]40—檢測器
[0052]50—噴嘴頭
[0053]60啟動注液棍
[0054]70—基板
[0055]103—塗料的積液
【權利要求】
1.一種由具有滑動部的驅動系統驅動而輸送液體的泵的流量控制方法，其特徵在於: 在泵的工作初期，使流量保持為微小的第一流量後，使流量增加至穩定的第二流量，由此抑制所述泵從停止狀態轉移至工作狀態時作用於所述滑動部的摩擦弓I起的流量的紊亂。
2.一種塗膜形成方法，其特徵在於:其使用利用如權利要求1所述的方法控制流量的泵和排出由該泵輸送的塗料的噴嘴頭， 通過使所述噴嘴頭接近平坦的塗敷面，從該噴嘴頭連續地排出所述塗料，而在所述噴嘴頭與所述塗敷面之間形成所述塗料的積液，通過使所述塗敷面水平移動，使所述塗料的積液在所述塗敷面上相對移動。
3.如權利要求2所述的塗膜形成方法，其特徵在於: 使所述塗敷面的移動速度與所述泵的流量同步。
4.一種塗膜形成方法，其特徵在於: 其使用利用如權利要求1所述的方法控制流量的泵和排出由該泵輸送的塗料的噴嘴頭， 通過使所述噴嘴頭接近平坦的塗敷面，從該噴嘴頭連續地排出所述塗料，而在所述噴嘴頭與所述塗敷面之間形成所述塗料的積液，通過使所述噴嘴頭在所述塗敷面上水平移動，使所述塗料的積液在所述塗敷面上相對移動。
5.如權利要求4所述的塗膜形成方法，其特徵在於: 使所述噴嘴頭的移動速度與所述泵的流量同步。
【文檔編號】F04B49/02GK103620220SQ201280026662
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年5月25日 優先權日:2011年6月1日
【發明者】五十川良則 申請人:龍雲株式會社