ポンプモジュール
【課題】各種平板ディスプレーの製造工程において、流体の吐出精度が向上できるだけでなく、吐出量の再現性を十分に確保できるポンプモジュールを提供する。
【解決手段】本発明のポンプモジュールは、内部空間を有し、側面に吸入口と吐出口とが形成されたシリンダーと前記シリンダー内に挿入された状態で回転及び往復移動し、回転位置によって前記吸入口と吐出口を選択的に開放させる開口溝が形成されたピストンと、ピストンを回転させる回転アクチュエーターと、ピストンを往復移動させるリニアアクチュエーターと、吸入口を通じて流体を一回吸入した後、吐出口を通じて流体を設定量で２回以上吐出できるように、回転アクチュエーター及びリニアアクチュエーターを制御する制御部と、を含んで構成される。
【解決手段】本発明のポンプモジュールは、内部空間を有し、側面に吸入口と吐出口とが形成されたシリンダーと前記シリンダー内に挿入された状態で回転及び往復移動し、回転位置によって前記吸入口と吐出口を選択的に開放させる開口溝が形成されたピストンと、ピストンを回転させる回転アクチュエーターと、ピストンを往復移動させるリニアアクチュエーターと、吸入口を通じて流体を一回吸入した後、吐出口を通じて流体を設定量で２回以上吐出できるように、回転アクチュエーター及びリニアアクチュエーターを制御する制御部と、を含んで構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポンプモジュールに係り、より詳細には各種平板ディスプレーの製造工程において、基板に流体を吐出するポンプモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、平面ディスプレー（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐａｌｙ、ＦＰＤ）とは、ブラウン管を採用したテレビやモニターより薄くて軽い映像表示装置を称する。このような平面ディスプレーとしては、液晶ディスプレー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）、プラズマディスプレーパネル（Ｐｌａｚｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ、ＰＤＰ）、電界放出ディスプレー（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＦＥＤ）、有機ＥＬディスプレー（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐａｌｙ、ＯＬＥＤ）などが開発されて使われている。
【０００３】
この中で、液晶ディスプレーはマトリックス形態で配列された液晶セルに画像情報によるデータ信号を個別的に供給して液晶セルの光透過率を調節することによって、所要の画像を表示できるようにした表示装置である。液晶ディスプレーは薄くて軽く、消費電力と動作電圧が低いなどの長所があって広く利用されている。
【０００４】
このような液晶ディスプレーに一般的に採用する液晶パネルの製造方法を一例として説明すれば、次のようである。
まず、上部ガラス基板にカラーフィルター及び共通電極をパターン形成し、上部ガラス基板と対向する下部ガラス基板に薄膜トランジスター（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）及び画素電極をパターン形成する。続いて、基板にそれぞれ配向膜を塗布した後、これらの間に形成される液晶層の液晶分子にプレチルト角（ｐｒｅｔｉｌｔ ａｎｇｌｅ）と配向方向を提供するために配向膜をラビングする。
【０００５】
そして、基板間のギャップを維持する一方、液晶が外部に漏れることを防止し、基板間を密封させることができるように、いずれか一つの基板にペーストを所定パターンで塗布してペーストパターンを形成する。この時、基板にそれぞれ形成された共通電極と画素電極との間を連通させることができるように導電性ペーストを打点（ｄｏｔｔｉｎｇ）する過程をさらに行う
次に、基板間に液晶層を形成した後、液晶パネルを製造するようになる。液晶層を形成する方式として、最近は液晶積荷方式を主に利用している。液晶積荷方式は基板のシールペーストにより限定した空間に液晶積荷装置を利用して液晶を積荷した後、基板間を合着してシールペーストを硬化、及び接合する方式である。
【０００６】
このような液晶積荷方式は液晶パネルの品質を十分に確保するために、液晶セルごとに液晶の積荷量を一定に維持することが主な課題である。したがって、液晶積荷方式に利用するポンプモジュールは、定量吐出ができるように吐出精度の高い性能が必要であり、また毎度吐出する量が一定になるように吐出量の再現性に優れた性能を有する必要がある。
【０００７】
このような液晶積荷方式に利用するポンプモジュールとしては、回転機構を介して、軸を回転さ、軸とスリーブ内面の隙間に存在する液晶を、らせん溝の影響によりノズル先端方向に押し下げ、液晶の滴下を行う方式がある（例えば特許文献１参照）。この方式は、軸の回転数、あるいは溝の形状、角度を変えることによって、液晶の滴下量を任意に変えることができるが、この方式は、液晶の吐出精度が悪く、吐出速度も充分なものではなかった。
【０００８】
また、シリンダと、傾斜した回転軸の周りを回転し、歳差運動によって１回転で１往復する様に構成されたピストンと、を含む吐出ポンプの報告がある（例えば特許文献２，３参照）。この吐出ポンプは、ピストンの回転軸の角度を変えることで液晶の吐出量を調節することができる。
しかしこの吐出ポンプは、ピストンの回転軸の角度と液晶の吐出量との微細な調整が必要であり、吐出量の精度、再現性とも満足のいくものではなかった。また、ピストン１回転で液晶を１回吐出するので、吐出速度も充分なものではなかった。
【０００９】
【特許文献１】特開平６−５１２５６号公報
【特許文献２】特開２００５−１８０７８号公報
【特許文献３】特開２００５−１８０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような点に鑑みてなされた本発明は、流体の吐出精度が向上できるだけでなく、吐出量の再現性を十分に確保できるポンプモジュールを提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するための本発明に係るポンプモジュールは、内部空間を有し、側面に吸入口と吐出口とが形成されたシリンダーと、シリンダーの内部で回転及び往復移動し、回転位置によって吸入口又は吐出口のいずれか一方を選択的に開放する開口溝が形成されたピストンと、ピストンを回転させる回転アクチュエーターと、前記吸入口の開放時に、ピストンを内部空間の体積が増加する方向に移動させることによって流体を吸入し、吐出口の開放時にピストンを体積が減少する方向に移動させることによって流体を吐出するために、ピストンを往復移動させるリニアアクチュエーターと、吸入口を通じて流体を一回吸入した後、吐出口を通じて流体を設定量で２回以上吐出するように、回転アクチュエーターとリニアアクチュエーターとを制御する制御部と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、流体を一度吸入した後、流体をさらに吸入しないで、設定量の流体を少なくとも２回以上吐出できるので、流体を一回吸入し一回吐出する過程を繰り返し行うことに比べて、より効率的で迅速な流体吐出が可能になる。
そして、本発明によれば、２回目の流体の吐出からはピストンが９０°範囲で往復回転しながら流体を吐出するようになるので、流体吐出のためにピストンが３６０°ずつ回転することに比べて、一回の吐出に必要とする時間を十分に短縮できるだけでなく、ピストンの加工誤差による吐出量の誤差も低減できる。
【００１３】
また、ピストンの回転とは独立してピストンが往復移動し、吐出回数に比例してピストンが段階的に移動することによって流体が吐出できるので、吐出精度が向上するだけでなく、吐出量の再現性を十分に確保することができる。したがって、液晶パネルで液晶を積荷する場合に適用すると、液晶パネルの品質確保に効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るポンプモジュールを示す斜視図であり、図２は図１に示したポンプモジュールの分解斜視図である。
図１及び図２を参照すれば、本発明の一実施形態に係るポンプモジュール１００は、各種平板ディスプレー製造工程において、流体を吸入した後設定量の流体を基板に吐出させる機能を有する。
【００１５】
ポンプモジュール１００の上部には流体貯蔵容器１１が設けられている。流体貯蔵容器１１はポンプモジュール１００に流体を供給できるように、内部に流体が満たされている。ここで、ポンプモジュール１００が液晶を基板に積荷して液晶セルを形成する液晶積荷装置である場合、流体は液晶であることができる。
このように流体が満たされた流体貯蔵容器１１は、流体との反応を防ぐため、ポリエチレンなどのような素材で製造することができる。流体貯蔵容器１１を前記素材で製造する場合、外部からの弱い衝撃でも変形する恐れがあるので、ステンレススチールなどのような剛性素材で製作したケース１２に収納することが好ましい。
【００１６】
流体貯蔵容器１１は支持部１３により支持される。支持部１３は注射針のように内部に流路が形成されたピン１４を有する。ピン１４は第１連結管１５の一端部に結合して連結している。そして、第１連結管１５の他端部はポンプモジュール１００のハウジング１１０に設けられた流体吸入部１１１に結合して連結している。
これによって、流体貯蔵容器１１に貯蔵されている流体がピン１４と第１連結管１５を通じてポンプモジュール１００の流体吸入部１１１に流入することができる。そして、ピン１４を流体貯蔵容器１１に挿入または脱離することで流体貯蔵容器１１との着脱が可能になるので、流体貯蔵容器１１の交換が容易になる。
【００１７】
そして、ポンプモジュール１００の下側にはノズル１６が設けられる。ノズル１６はハウジング１１０に設けられた流体吐出部１１２と第２連結管１７により連結される。これによって、流体吐出部１１２から吐出された流体は第２連結管１７を経てノズル１６を通じて基板に吐出できる。ここで、流体吐出部１１２は流体吸入部１１１の反対側に設けることができる。そして、ノズル１６はポンプモジュール１００のブラケット１０１に設けた支持ブロック１０２により支持することができる。
このようにして、流体貯蔵容器１１から供給された流体を吸入してノズル１６を通じて吐出することができる。
【００１８】
ポンプモジュール１００は更に、図３に示したようにハウジング１１０、シリンダー１２０、ピストン１３０、リニアアクチュエーター１４０、回転アクチュエーター１５０、及び制御部１６０を含んで構成される。
シリンダー１２０はハウジング１１０の開口を通じて内部空間に収容される。シリンダー１２０はピストン１３０の往復移動及び回転を案内できるように円筒状の内部空間を有する。シリンダー１２０は一方の側面に吸入口１２１が形成され、他方の側面には吐出口１２２が形成される。
【００１９】
吸入口１２１をハウジング１１０の流体吸入部１１１に連通するように形成することによって、流体貯蔵容器１１から供給される流体をシリンダー１２０の内部に吸入する。そして、吐出口１２２をハウジング１１０の流体吐出部１１２に連通するように形成することによって、シリンダー１２０の内部に吸入した流体をシリンダー１２０の外部に吐出する。吐出口１２２は吸入口１２１と約１８０°をなすように配置することができるが、本発明はそれに限定されるものではない。
シリンダー１２０をハウジング１１０内に収容した状態で、ハウジング１１０には開口を閉鎖するためのキャップ１１５が冠設される。キャップ１１５はシリンダー１２０内にピストン１３０を挿入させることができる構造になっている。そして、ハウジング１１０内のシリンダー１２０とキャップ１１５間に流体の漏洩を阻止するためにシーリング部材１１６が設けられる。
【００２０】
ピストン１３０は円筒状の内部空間を有するシリンダー１２０に対応する円筒状の構造からなり、組み立てる時にシリンダー１２０内に挿入する。このような状態で、ピストン１３０はリニアアクチュエーター１４０により往復移動を行い、回転アクチュエーター１５０により回転を行う。そして、ピストン１３０には、回転位置によってシリンダー１２０の吸入口１２１又は吐出口１２２のいずれか一方を選択的に開放できるように開口溝１３１が形成される。
開口溝１３１は中心軸と平行にピストン１３０の側面に形成される。なお、開口溝１３１はＶ字状を有するように形成されたものを図示したが、回転位置によって吸入口１２１又は吐出口１２２を選択的に開放できる範囲で多様な形状を有するように形成することもできる。
【００２１】
リニアアクチュエーター１４０はピストン１３０を往復移動させて流体を吸入及び吐出させることができるように設置する。すなわち、リニアアクチュエーター１４０は吸入口１２１の開放時にピストン１３０を前記シリンダー１２０の内部空間の体積が増加する方向に移動させることによって、シリンダー１２０内に吸入力を発生させて流体を吸入し、吐出口１２２の開放時にピストン１３０を前記空間の体積が減少する方向に移動させるにことによって、シリンダー１２０内に吐出力を発生させて流体を吐出する。
このように流体の吐出量はピストン１３０が前記体積が最大となる上死点と前記体積が最小となる下死点との間を往復する運動範囲、すなわちピストン１３０の行程長さによって左右される。ピストン１３０の行程長さが長いと、流体の吐出量が多くなり、この反対にピストン１３０の行程長さが短いと、流体の吐出量は少なくなる。
【００２２】
本実施形態は、流体の吐出量を任意に設定できるように、リニアアクチュエーター１４０におけるピストン１３０の行程長さの調節ができるように構成する。そして、リニアアクチュエーター１４０は、回転アクチュエーター１５０によるピストン１３０の回転とは独立して、ピストン１３０を往復移動させることができるように構成する。これによって、リニアアクチュエーター１４０によるピストン１３０の往復移動が回転アクチュエーター１５０の影響を受けなくなるので、流体の吐出精度が向上するだけでなく、吐出量の再現成も十分に確保することができる。
【００２３】
また、リニアアクチュエーター１４０は、図４に示したように、ピストン１３０が最大で移動できる範囲、すなわちピストン１３０の全体行程の長さの範囲内で少なくとも２段階以上にピストンを移動させることができるように、後述する制御部１６０により制御する。
【００２４】
また、リニアアクチュエーター１４０は一例として、圧電素子を含んで構成することができる。圧電素子の逆圧電効果を利用する場合、電気を入力エネルギーとして機械的変位を起こすことができる。圧電素子は微小変位の高精度制御が可能で、応答性が速いという特性があるので、ノズル１６を通じて吐出する流体量を微細に調整することができ、流体を速かに吐出させるのに有利である。また、圧電素子はポンプモジュール１００にわずかな機構的な変更を加えるだけで流体の吐出精度を一層高めるのという利点がある。
このようにリニアアクチュエーター１４０を圧電素子を含んで構成する場合、圧電素子はピストン１３０とヘッド１５３の間に設置する。圧電素子に電圧を印加すると膨張し、印加電圧を遮断すると元の状態に収縮する。これによって、ピストン１３０の往復移動が可能になる。一方、リニアアクチュエーター１４０の他の例として、リニアモーターを含んでなる構成も可能である。
【００２５】
回転アクチュエーター１５０はピストン１３０に回転力を提供し、これを回転させる。ピストン１３０の回転位置によって開口溝１３１はシリンダー１２０の吸入口１２１又は吐出口１２２のいずれか一方を選択的に開放する。
詳述すると、回転アクチュエーター１５０は開口溝１３１が吸入口１２１と連通するようにピストン１３０を回転させて、吸入口１２１を通じてシリンダー１２０内の内部空間に流体を吸入する。そして、回転アクチュエーター１５０はシリンダー１２０内の内部空間に流体が吸入した状態で、開口溝１３１が吸入口１２１に連通しないように吸入口１２１を閉鎖し、吐出口１２２を開放するようにピストン１３０を回転させて吐出口１２２を通じて流体が吐出できるようにする。すなわち、回転アクチュエーター１５０はピストン１３０が流体の吸入及び吐出を制御する弁の役割を行わせることができる。この実施形態においては、回転アクチュエーター１５０はピストン１３０を正逆回転させることができるように構成される。
【００２６】
このような回転アクチュエーター１５０は図２に示したように、正逆回転が可能な回転モーター１５１を含んで構成することができる。即ち、回転モーター１５１からの回転力をピストン１３０に伝えることができるように、回転モーター１５１の回転軸を固定部１０３に回転自在に設けた回転部材１５２に固設し、回転部材１５２をピストン１３０の上側に設けたリニアアクチュエーター１４０を備えたヘッド１５３に固設する。
なお、回転アクチュエーター１５０は図２に示したような構成に限定されず、ピストン１３０を回転させることができるものであれば、いかなる構成でも採用できる。
【００２７】
制御部１６０はピストン１３０の回転及び往復移動による流体の吸入及び吐出過程を制御するためのものである。すなわち、制御部１６０はピストン１３０を回転させて開口溝１３１が吸入口１２１と吐出口１２２を選択的に開放するように、回転アクチュエーター１５０を制御する一方、吸入口１２１の開放時にピストン１３０をシリンダーの内部空間の体積が増加する方向に移動させ、吐出口１２２の開放時にピストン１３０を内部空間の体積が減少する方向に移動させることができるように、リニアアクチュエーター１４０を制御することによって、流体の吸入及び吐出を制御する。
この実施形態によれば、制御部１６０は吸入口１２１を通じて流体を一回吸入した後、吐出口１２２を通じて流体が設定量で２回以上吐出できるように、リニアアクチュエーター１４０及び回転アクチュエーター１５０を制御する。
【実施例１】
【００２８】
このような制御部１６０による液晶の吸入及び吐出過程について、図５ないし図８に示した一例を参照して説明する。
まず、図５に示すように、制御部１６０は回転アクチュエーター１５０によりピストン１３０の開口溝１３１を吸入口１２１に連通させる。吸入口１２１が開放されると、制御部１６０はシリンダー１２０内に吸入力が発生するようにリニアアクチュエーター１４０によりピストン１３０をＡ地点まで移動させる。この時、ピストン１３０がＡ地点まで移動した距離は、設定量の流体が少なくとも２回以上吐出できる量の流体が吸入できる距離である。前述した過程を行うと、流体は吸入口１２１を通じてシリンダー１２０内の内部空間に吸入される。
【００２９】
その後、図６に示すように、制御部１６０は回転アクチュエーター１５０により開口溝１３１を吸入口１２１から、例えば、反時計回りに１８０°回転させて吐出口１２２に連通させる。吐出口１２２が開放されると、制御部１６０はシリンダー１２０内に吸入した流体に吐出力を加えるようにリニアアクチュエーター１４０によりピストン１３０をＡ地点からＢ地点に移動させる。この時、ピストン１３０がＡ地点からＢ地点まで移動した距離は、設定量の流体を１回吐出できる距離である。前述した過程を行うと、設定量の流体が吐出口１２２を通じてシリンダー１２０の外部に１回吐出できる。
【００３０】
その後、図７及び図８に示したように、制御部１６０は回転アクチュエーター１５０により吸入口１２１を引き続き閉鎖した状態で吐出口１２２を開閉させた後、吐出口１２２の開放時リニアアクチュエーター１４０によりピストン１３０を内部空間の体積が減少する方向に移動させる。これによって、流体の２回目の吐出ができる。
【００３１】
詳述すれば、図７に示すように、制御部１６０は前述した過程により流体を１回吐出した後、回転アクチュエーター１５０により開口溝１３１を吐出口１２２から吸入口１２１に向かって９０°回転させて移動させる。すなわち、制御部１６０は開口溝１３１を吸入口１２１と吐出口１２２との間でシリンダー１２０の内壁に対向して位置させることによって、吸入口１２１と吐出口１２２の両者を閉鎖する。
【００３２】
この時、制御部１６０は吸入口１２１及び吐出口１２２の閉鎖のための開口溝１３１を９０°回転させる方向が、前述した流体の１回吐出のための開口溝１３１が１８０°回転する方向と反対回りになるように回転方向を制御できる。例えば、制御部１６０は流体の１回吐出のために開口溝１３１を反時計回りに１８０°回転させる場合、吸入口１２１及び吐出口１２２の閉鎖のために開口溝１３１を時計回りに９０°回転させるように回転方向を制御できる。これは流体を２回以上吐出する間、流体吐出のための開口溝１３１の回転方向を全て同一になるようにすることによって、流体の吐出精度と吐出量の再現性がより一層向上することができるようにするためである。
【００３３】
一方、制御部１６０は吸入口１２１及び吐出口１２２を閉鎖するために開口溝１３１を９０°回転させる方向が、流体を１回吐出させるために開口溝１３１を１８０°回転させる方向と同一になるように、回転方向を制御することも可能であるので、回転方向はこれに限定しないことは勿論である。
【００３４】
さらに、制御部１６０は、回転アクチュエーター１５０により開口溝１３１が吐出口１２２から吸入口１２１に向かって９０°回転する間は流体の１回吐出後ピストン１３０の位置がＢ地点まで移動した状態をそのまま維持できるように、リニアアクチュエーター１４０を制御することが好ましい。これは流体を１回吐出した後、シリンダー１２０内に残っている流体に加わる圧力をそのまま維持できるようにすることによって、継続して流体を吐出する時に、流体吐出の精度と吐出量の再現性を十分に確保するためである。
【００３５】
前述した、開口溝１３１が吸入口１２１と吐出口１２２との間で９０°回転した状態から、図８に示すように、制御部１６０は回転アクチュエーター１５０により開口溝１３１を９０°回転させて吐出口１２２に再度連通させる。吐出口１２２が開放されると、制御部１６０はリニアアクチュエーター１４０によりピストン１３０を次段階、すなわちＢ地点からＣ地点に移動させる。この時、ピストン１３０がＢ地点からＣ地点まで移動する距離は流体が設定量で一度吐出できる距離である。前述した過程を行うと、設定量の流体を２回目の吐出ができる。
【００３６】
このように２回目に流体が吐出された後、シリンダー１２０内に残っている流体の量が設定量でもう一度吐出される量に比べて多い状態であれば、制御部１６０は３回目の吐出を行うように制御する。この時、制御部１６０は流体が２回目に吐出される過程と同一な過程を通じて流体を吐出させる。
すなわち、制御部１６０は回転アクチュエーター１５０により開口溝１３１を吐出口１２２から吸入口１２１の方向に向かって９０°回転させて吐出口１２２と吸入口１２１との両者を閉鎖する。この時、制御部１６０は流体の２回吐出後ピストン１３０の状態をそのまま維持できるように、リニアアクチュエーター１４０を制御する。その後、制御部１６０は回転アクチュエーター１５０により開口溝１３１を９０°回転させて吐出口１２２に再連通させる。吐出口１２２が開放されると、リニアアクチュエーター１４０により流体が設定量で一度吐出できるようにピストン１３０を内部空間の体積が減少する方向に移動させる。これによって、流体の３回目の吐出ができる。
【００３７】
このように、本発明によれば、制御部１６０により流体が一回吸入された後、さらに流体を吸入しない状態で、設定量の流体が少なくとも２回以上吐出できるように制御する。これによって、流体を一回吸入して一回吐出する過程を繰り返し行うことに比べて、より効率的で迅速な流体吐出が可能になる。また、本発明によれば、流体が吐出される２回目からはピストン１３０が９０°角度の範囲を往復回転しながら流体を吐出するので、流体吐出のためにピストンが３６０°ずつ回転することに比べて、吐出に必要とする時間を十分に短縮することができるだけでなく、ピストンの加工誤差による吐出量の誤差も低減することができる。したがって、流体の吐出精度及び吐出再現性を向上することができる。
【００３８】
シリンダー１２０内に残っている流体の量が設定量でもう一度吐出する量に比べて少ない状態であるが、流体を引き続き吐出させる必要があれば、制御部１６０は図５に示したように回転アクチュエーター１５０により開口溝１３１を吸入口１２１に連通させる。吸入口１２１が開放されると、制御部１６０はピストン１２０をＡ地点まで移動させることによって、吸入口１２１を通じてシリンダー１２０内に流体を新しく吸入するようにリニアアクチュエーター１４０に指令する。このように流体が新しく吸入された状態で、流体吐出過程は前述したのと同一に行うことができる。
【実施例２】
【００３９】
制御部１６０は前述した過程において、流体が吐出される２回目から吸入口１２１と吐出口１２２の両者を閉鎖できる位置へピストン１３０の開口溝１３１を移動させる過程を省略するように、回転アクチュエーター１５０を制御することも可能である。すなわち、制御部１６０は開口溝１３１を吸入口１２１に位置させて流体が一度吸入できるようにピストン１３０を内部空間の体積が増大する方向に移動させた後、開口溝１３１を吐出口１２２に位置させたまま、ピストン１３０を吐出回数に比例して段階的に内部空間の体積が減少する方向に移動させるように、回転アクチュエーター１５０及びリニアアクチュエーター１４０を制御できる。
【００４０】
詳述すれば、制御部１６０は図５に示したように、ピストン１３０の開口溝１３１を吸入口１２１に位置させた後、ピストン１３０をＡ地点まで移動させることによって、流体を吸入口１２１を通じてシリンダー１２０内の下部空間に吸入するように制御する。その後、制御部１６０は図６に示したように、開口溝１３１を吸入口１２１から１８０°回転させて吐出口１２２に位置させた後、ピストン１３０をＡ地点からＢ地点に移動させることによって、設定量の流体を吐出口１２２を通じてシリンダー１２０の外部に１回吐出するように制御する。
【００４１】
その後、制御部１６０は、図７に示した過程を省略したままで、開口溝１３１を吐出口１２２に連通する一方、ピストン１３０にはＢ地点の位置をそのまま維持させる。このような状態で、制御部１６０は図８に示したように、ピストン１３０をＢ地点からＣ地点に移動させることによって、設定量の流体を吐出口１２２を通じてシリンダー１２０の外部に２回吐出できる。
【００４２】
このように流体を２回吐出した後、シリンダー１２０内に残っている流体の量が設定量でもう一回吐出する量に比べて多ければ、制御部１６０は流体が２回目と同一な過程で流体を吐出するようにすることによって、設定量の流体の３回目の吐出ができる。このように、制御部１６０により流体の吐出が制御されることによって、本発明によれば、流体を吐出するためにピストンが３６０°ずつ回転することに比べて、一回の吐出に必要とする時間を短縮することができるだけでなく、ピストンの加工誤差による吐出量の誤差も低減することができる。したがって、流体の吐出精度及び吐出の再現性を向上させることができる。
【００４３】
もし、シリンダー１２０内に残っている流体の量が設定量でもう一度吐出される量に比べて少ないが、流体を引き続き吐出させる必要があれば、制御部１６０は図５に示したように開口溝１３１を吸入口１２１に連通させた後、ピストン１２０をＡ地点まで移動させることによって、吸入口１２１を通じてシリンダー１２０内に新しく流体を吸入できるようにする。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、流体を一回吸入した後、流体をさらに吸入しない状態で、設定量の流体を少なくとも２回以上吐出できるので、流体を一回吸入して一回吐出する過程を繰り返し行うことに比べて、より効率的で迅速な流体吐出が可能になる。
【００４５】
そして、流体が吐出される２回目からはピストンが９０角度範囲で往復回転しながら流体を吐出したり、吐出口が開放された状態でピストンが段階的に移動しながら流体を吐出するようになるので、流体吐出のためにピストンが３６０°ずつ回転することに比べて、一回の吐出に必要とする時間を十分に短縮できるだけでなく、一度吐出する時ごとにピストンの加工誤差による吐出量の誤差も低減できる。
【００４６】
また、ピストンの回転とは独立してピストンが往復移動し、吐出回数に比例してピストンが段階的に移動することによって流体が吐出できるので、吐出精度が向上するだけでなく、吐出量の再現性を十分に確保することができる。したがって、液晶パネルで液晶を積荷する場合に適用すると、液晶パネルの品質確保に効果がある。従って、本発明の産業利用性はきわめて高いものといえる。
一方、本明細書内で本発明をいくつかの好ましい実施形態によって記述したが、当業者ならば、添付の特許請求範囲に開示した本発明の範疇及び思想から外れずに、多くの変形及び修正がなされ得ることがわかるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係るポンプモジュールを示す斜視図である。
【図２】図１に示したポンプモジュールの分解斜視図である。
【図３】図２に示したポンプモジュールの一部を示す分解斜視図である。
【図４】図３に示したピストンが段階的に移動する過程を説明するための図面である。
【図５】図１に示したポンプモジュールによる流体吐出過程を説明するための図面である。
【図６】図１に示したポンプモジュールによる流体吐出過程を説明するための図面である。
【図７】図１に示したポンプモジュールによる流体吐出過程を説明するための図面である。
【図８】図１に示したポンプモジュールによる流体吐出過程を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００４８】
１１０ ハウジング
１２０ シリンダー
１２１ 吸入口
１２２ 吐出口
１３０ ピストン
１３１ 開口溝
１４０ リニアアクチュエーター
１５０ 回転アクチュエーター
１６０ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明はポンプモジュールに係り、より詳細には各種平板ディスプレーの製造工程において、基板に流体を吐出するポンプモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、平面ディスプレー（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐａｌｙ、ＦＰＤ）とは、ブラウン管を採用したテレビやモニターより薄くて軽い映像表示装置を称する。このような平面ディスプレーとしては、液晶ディスプレー（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）、プラズマディスプレーパネル（Ｐｌａｚｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ、ＰＤＰ）、電界放出ディスプレー（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＦＥＤ）、有機ＥＬディスプレー（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐａｌｙ、ＯＬＥＤ）などが開発されて使われている。
【０００３】
この中で、液晶ディスプレーはマトリックス形態で配列された液晶セルに画像情報によるデータ信号を個別的に供給して液晶セルの光透過率を調節することによって、所要の画像を表示できるようにした表示装置である。液晶ディスプレーは薄くて軽く、消費電力と動作電圧が低いなどの長所があって広く利用されている。
【０００４】
このような液晶ディスプレーに一般的に採用する液晶パネルの製造方法を一例として説明すれば、次のようである。
まず、上部ガラス基板にカラーフィルター及び共通電極をパターン形成し、上部ガラス基板と対向する下部ガラス基板に薄膜トランジスター（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）及び画素電極をパターン形成する。続いて、基板にそれぞれ配向膜を塗布した後、これらの間に形成される液晶層の液晶分子にプレチルト角（ｐｒｅｔｉｌｔ ａｎｇｌｅ）と配向方向を提供するために配向膜をラビングする。
【０００５】
そして、基板間のギャップを維持する一方、液晶が外部に漏れることを防止し、基板間を密封させることができるように、いずれか一つの基板にペーストを所定パターンで塗布してペーストパターンを形成する。この時、基板にそれぞれ形成された共通電極と画素電極との間を連通させることができるように導電性ペーストを打点（ｄｏｔｔｉｎｇ）する過程をさらに行う
次に、基板間に液晶層を形成した後、液晶パネルを製造するようになる。液晶層を形成する方式として、最近は液晶積荷方式を主に利用している。液晶積荷方式は基板のシールペーストにより限定した空間に液晶積荷装置を利用して液晶を積荷した後、基板間を合着してシールペーストを硬化、及び接合する方式である。
【０００６】
このような液晶積荷方式は液晶パネルの品質を十分に確保するために、液晶セルごとに液晶の積荷量を一定に維持することが主な課題である。したがって、液晶積荷方式に利用するポンプモジュールは、定量吐出ができるように吐出精度の高い性能が必要であり、また毎度吐出する量が一定になるように吐出量の再現性に優れた性能を有する必要がある。
【０００７】
このような液晶積荷方式に利用するポンプモジュールとしては、回転機構を介して、軸を回転さ、軸とスリーブ内面の隙間に存在する液晶を、らせん溝の影響によりノズル先端方向に押し下げ、液晶の滴下を行う方式がある（例えば特許文献１参照）。この方式は、軸の回転数、あるいは溝の形状、角度を変えることによって、液晶の滴下量を任意に変えることができるが、この方式は、液晶の吐出精度が悪く、吐出速度も充分なものではなかった。
【０００８】
また、シリンダと、傾斜した回転軸の周りを回転し、歳差運動によって１回転で１往復する様に構成されたピストンと、を含む吐出ポンプの報告がある（例えば特許文献２，３参照）。この吐出ポンプは、ピストンの回転軸の角度を変えることで液晶の吐出量を調節することができる。
しかしこの吐出ポンプは、ピストンの回転軸の角度と液晶の吐出量との微細な調整が必要であり、吐出量の精度、再現性とも満足のいくものではなかった。また、ピストン１回転で液晶を１回吐出するので、吐出速度も充分なものではなかった。
【０００９】
【特許文献１】特開平６−５１２５６号公報
【特許文献２】特開２００５−１８０７８号公報
【特許文献３】特開２００５−１８０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような点に鑑みてなされた本発明は、流体の吐出精度が向上できるだけでなく、吐出量の再現性を十分に確保できるポンプモジュールを提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するための本発明に係るポンプモジュールは、内部空間を有し、側面に吸入口と吐出口とが形成されたシリンダーと、シリンダーの内部で回転及び往復移動し、回転位置によって吸入口又は吐出口のいずれか一方を選択的に開放する開口溝が形成されたピストンと、ピストンを回転させる回転アクチュエーターと、前記吸入口の開放時に、ピストンを内部空間の体積が増加する方向に移動させることによって流体を吸入し、吐出口の開放時にピストンを体積が減少する方向に移動させることによって流体を吐出するために、ピストンを往復移動させるリニアアクチュエーターと、吸入口を通じて流体を一回吸入した後、吐出口を通じて流体を設定量で２回以上吐出するように、回転アクチュエーターとリニアアクチュエーターとを制御する制御部と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、流体を一度吸入した後、流体をさらに吸入しないで、設定量の流体を少なくとも２回以上吐出できるので、流体を一回吸入し一回吐出する過程を繰り返し行うことに比べて、より効率的で迅速な流体吐出が可能になる。
そして、本発明によれば、２回目の流体の吐出からはピストンが９０°範囲で往復回転しながら流体を吐出するようになるので、流体吐出のためにピストンが３６０°ずつ回転することに比べて、一回の吐出に必要とする時間を十分に短縮できるだけでなく、ピストンの加工誤差による吐出量の誤差も低減できる。
【００１３】
また、ピストンの回転とは独立してピストンが往復移動し、吐出回数に比例してピストンが段階的に移動することによって流体が吐出できるので、吐出精度が向上するだけでなく、吐出量の再現性を十分に確保することができる。したがって、液晶パネルで液晶を積荷する場合に適用すると、液晶パネルの品質確保に効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るポンプモジュールを示す斜視図であり、図２は図１に示したポンプモジュールの分解斜視図である。
図１及び図２を参照すれば、本発明の一実施形態に係るポンプモジュール１００は、各種平板ディスプレー製造工程において、流体を吸入した後設定量の流体を基板に吐出させる機能を有する。
【００１５】
ポンプモジュール１００の上部には流体貯蔵容器１１が設けられている。流体貯蔵容器１１はポンプモジュール１００に流体を供給できるように、内部に流体が満たされている。ここで、ポンプモジュール１００が液晶を基板に積荷して液晶セルを形成する液晶積荷装置である場合、流体は液晶であることができる。
このように流体が満たされた流体貯蔵容器１１は、流体との反応を防ぐため、ポリエチレンなどのような素材で製造することができる。流体貯蔵容器１１を前記素材で製造する場合、外部からの弱い衝撃でも変形する恐れがあるので、ステンレススチールなどのような剛性素材で製作したケース１２に収納することが好ましい。
【００１６】
流体貯蔵容器１１は支持部１３により支持される。支持部１３は注射針のように内部に流路が形成されたピン１４を有する。ピン１４は第１連結管１５の一端部に結合して連結している。そして、第１連結管１５の他端部はポンプモジュール１００のハウジング１１０に設けられた流体吸入部１１１に結合して連結している。
これによって、流体貯蔵容器１１に貯蔵されている流体がピン１４と第１連結管１５を通じてポンプモジュール１００の流体吸入部１１１に流入することができる。そして、ピン１４を流体貯蔵容器１１に挿入または脱離することで流体貯蔵容器１１との着脱が可能になるので、流体貯蔵容器１１の交換が容易になる。
【００１７】
そして、ポンプモジュール１００の下側にはノズル１６が設けられる。ノズル１６はハウジング１１０に設けられた流体吐出部１１２と第２連結管１７により連結される。これによって、流体吐出部１１２から吐出された流体は第２連結管１７を経てノズル１６を通じて基板に吐出できる。ここで、流体吐出部１１２は流体吸入部１１１の反対側に設けることができる。そして、ノズル１６はポンプモジュール１００のブラケット１０１に設けた支持ブロック１０２により支持することができる。
このようにして、流体貯蔵容器１１から供給された流体を吸入してノズル１６を通じて吐出することができる。
【００１８】
ポンプモジュール１００は更に、図３に示したようにハウジング１１０、シリンダー１２０、ピストン１３０、リニアアクチュエーター１４０、回転アクチュエーター１５０、及び制御部１６０を含んで構成される。
シリンダー１２０はハウジング１１０の開口を通じて内部空間に収容される。シリンダー１２０はピストン１３０の往復移動及び回転を案内できるように円筒状の内部空間を有する。シリンダー１２０は一方の側面に吸入口１２１が形成され、他方の側面には吐出口１２２が形成される。
【００１９】
吸入口１２１をハウジング１１０の流体吸入部１１１に連通するように形成することによって、流体貯蔵容器１１から供給される流体をシリンダー１２０の内部に吸入する。そして、吐出口１２２をハウジング１１０の流体吐出部１１２に連通するように形成することによって、シリンダー１２０の内部に吸入した流体をシリンダー１２０の外部に吐出する。吐出口１２２は吸入口１２１と約１８０°をなすように配置することができるが、本発明はそれに限定されるものではない。
シリンダー１２０をハウジング１１０内に収容した状態で、ハウジング１１０には開口を閉鎖するためのキャップ１１５が冠設される。キャップ１１５はシリンダー１２０内にピストン１３０を挿入させることができる構造になっている。そして、ハウジング１１０内のシリンダー１２０とキャップ１１５間に流体の漏洩を阻止するためにシーリング部材１１６が設けられる。
【００２０】
ピストン１３０は円筒状の内部空間を有するシリンダー１２０に対応する円筒状の構造からなり、組み立てる時にシリンダー１２０内に挿入する。このような状態で、ピストン１３０はリニアアクチュエーター１４０により往復移動を行い、回転アクチュエーター１５０により回転を行う。そして、ピストン１３０には、回転位置によってシリンダー１２０の吸入口１２１又は吐出口１２２のいずれか一方を選択的に開放できるように開口溝１３１が形成される。
開口溝１３１は中心軸と平行にピストン１３０の側面に形成される。なお、開口溝１３１はＶ字状を有するように形成されたものを図示したが、回転位置によって吸入口１２１又は吐出口１２２を選択的に開放できる範囲で多様な形状を有するように形成することもできる。
【００２１】
リニアアクチュエーター１４０はピストン１３０を往復移動させて流体を吸入及び吐出させることができるように設置する。すなわち、リニアアクチュエーター１４０は吸入口１２１の開放時にピストン１３０を前記シリンダー１２０の内部空間の体積が増加する方向に移動させることによって、シリンダー１２０内に吸入力を発生させて流体を吸入し、吐出口１２２の開放時にピストン１３０を前記空間の体積が減少する方向に移動させるにことによって、シリンダー１２０内に吐出力を発生させて流体を吐出する。
このように流体の吐出量はピストン１３０が前記体積が最大となる上死点と前記体積が最小となる下死点との間を往復する運動範囲、すなわちピストン１３０の行程長さによって左右される。ピストン１３０の行程長さが長いと、流体の吐出量が多くなり、この反対にピストン１３０の行程長さが短いと、流体の吐出量は少なくなる。
【００２２】
本実施形態は、流体の吐出量を任意に設定できるように、リニアアクチュエーター１４０におけるピストン１３０の行程長さの調節ができるように構成する。そして、リニアアクチュエーター１４０は、回転アクチュエーター１５０によるピストン１３０の回転とは独立して、ピストン１３０を往復移動させることができるように構成する。これによって、リニアアクチュエーター１４０によるピストン１３０の往復移動が回転アクチュエーター１５０の影響を受けなくなるので、流体の吐出精度が向上するだけでなく、吐出量の再現成も十分に確保することができる。
【００２３】
また、リニアアクチュエーター１４０は、図４に示したように、ピストン１３０が最大で移動できる範囲、すなわちピストン１３０の全体行程の長さの範囲内で少なくとも２段階以上にピストンを移動させることができるように、後述する制御部１６０により制御する。
【００２４】
また、リニアアクチュエーター１４０は一例として、圧電素子を含んで構成することができる。圧電素子の逆圧電効果を利用する場合、電気を入力エネルギーとして機械的変位を起こすことができる。圧電素子は微小変位の高精度制御が可能で、応答性が速いという特性があるので、ノズル１６を通じて吐出する流体量を微細に調整することができ、流体を速かに吐出させるのに有利である。また、圧電素子はポンプモジュール１００にわずかな機構的な変更を加えるだけで流体の吐出精度を一層高めるのという利点がある。
このようにリニアアクチュエーター１４０を圧電素子を含んで構成する場合、圧電素子はピストン１３０とヘッド１５３の間に設置する。圧電素子に電圧を印加すると膨張し、印加電圧を遮断すると元の状態に収縮する。これによって、ピストン１３０の往復移動が可能になる。一方、リニアアクチュエーター１４０の他の例として、リニアモーターを含んでなる構成も可能である。
【００２５】
回転アクチュエーター１５０はピストン１３０に回転力を提供し、これを回転させる。ピストン１３０の回転位置によって開口溝１３１はシリンダー１２０の吸入口１２１又は吐出口１２２のいずれか一方を選択的に開放する。
詳述すると、回転アクチュエーター１５０は開口溝１３１が吸入口１２１と連通するようにピストン１３０を回転させて、吸入口１２１を通じてシリンダー１２０内の内部空間に流体を吸入する。そして、回転アクチュエーター１５０はシリンダー１２０内の内部空間に流体が吸入した状態で、開口溝１３１が吸入口１２１に連通しないように吸入口１２１を閉鎖し、吐出口１２２を開放するようにピストン１３０を回転させて吐出口１２２を通じて流体が吐出できるようにする。すなわち、回転アクチュエーター１５０はピストン１３０が流体の吸入及び吐出を制御する弁の役割を行わせることができる。この実施形態においては、回転アクチュエーター１５０はピストン１３０を正逆回転させることができるように構成される。
【００２６】
このような回転アクチュエーター１５０は図２に示したように、正逆回転が可能な回転モーター１５１を含んで構成することができる。即ち、回転モーター１５１からの回転力をピストン１３０に伝えることができるように、回転モーター１５１の回転軸を固定部１０３に回転自在に設けた回転部材１５２に固設し、回転部材１５２をピストン１３０の上側に設けたリニアアクチュエーター１４０を備えたヘッド１５３に固設する。
なお、回転アクチュエーター１５０は図２に示したような構成に限定されず、ピストン１３０を回転させることができるものであれば、いかなる構成でも採用できる。
【００２７】
制御部１６０はピストン１３０の回転及び往復移動による流体の吸入及び吐出過程を制御するためのものである。すなわち、制御部１６０はピストン１３０を回転させて開口溝１３１が吸入口１２１と吐出口１２２を選択的に開放するように、回転アクチュエーター１５０を制御する一方、吸入口１２１の開放時にピストン１３０をシリンダーの内部空間の体積が増加する方向に移動させ、吐出口１２２の開放時にピストン１３０を内部空間の体積が減少する方向に移動させることができるように、リニアアクチュエーター１４０を制御することによって、流体の吸入及び吐出を制御する。
この実施形態によれば、制御部１６０は吸入口１２１を通じて流体を一回吸入した後、吐出口１２２を通じて流体が設定量で２回以上吐出できるように、リニアアクチュエーター１４０及び回転アクチュエーター１５０を制御する。
【実施例１】
【００２８】
このような制御部１６０による液晶の吸入及び吐出過程について、図５ないし図８に示した一例を参照して説明する。
まず、図５に示すように、制御部１６０は回転アクチュエーター１５０によりピストン１３０の開口溝１３１を吸入口１２１に連通させる。吸入口１２１が開放されると、制御部１６０はシリンダー１２０内に吸入力が発生するようにリニアアクチュエーター１４０によりピストン１３０をＡ地点まで移動させる。この時、ピストン１３０がＡ地点まで移動した距離は、設定量の流体が少なくとも２回以上吐出できる量の流体が吸入できる距離である。前述した過程を行うと、流体は吸入口１２１を通じてシリンダー１２０内の内部空間に吸入される。
【００２９】
その後、図６に示すように、制御部１６０は回転アクチュエーター１５０により開口溝１３１を吸入口１２１から、例えば、反時計回りに１８０°回転させて吐出口１２２に連通させる。吐出口１２２が開放されると、制御部１６０はシリンダー１２０内に吸入した流体に吐出力を加えるようにリニアアクチュエーター１４０によりピストン１３０をＡ地点からＢ地点に移動させる。この時、ピストン１３０がＡ地点からＢ地点まで移動した距離は、設定量の流体を１回吐出できる距離である。前述した過程を行うと、設定量の流体が吐出口１２２を通じてシリンダー１２０の外部に１回吐出できる。
【００３０】
その後、図７及び図８に示したように、制御部１６０は回転アクチュエーター１５０により吸入口１２１を引き続き閉鎖した状態で吐出口１２２を開閉させた後、吐出口１２２の開放時リニアアクチュエーター１４０によりピストン１３０を内部空間の体積が減少する方向に移動させる。これによって、流体の２回目の吐出ができる。
【００３１】
詳述すれば、図７に示すように、制御部１６０は前述した過程により流体を１回吐出した後、回転アクチュエーター１５０により開口溝１３１を吐出口１２２から吸入口１２１に向かって９０°回転させて移動させる。すなわち、制御部１６０は開口溝１３１を吸入口１２１と吐出口１２２との間でシリンダー１２０の内壁に対向して位置させることによって、吸入口１２１と吐出口１２２の両者を閉鎖する。
【００３２】
この時、制御部１６０は吸入口１２１及び吐出口１２２の閉鎖のための開口溝１３１を９０°回転させる方向が、前述した流体の１回吐出のための開口溝１３１が１８０°回転する方向と反対回りになるように回転方向を制御できる。例えば、制御部１６０は流体の１回吐出のために開口溝１３１を反時計回りに１８０°回転させる場合、吸入口１２１及び吐出口１２２の閉鎖のために開口溝１３１を時計回りに９０°回転させるように回転方向を制御できる。これは流体を２回以上吐出する間、流体吐出のための開口溝１３１の回転方向を全て同一になるようにすることによって、流体の吐出精度と吐出量の再現性がより一層向上することができるようにするためである。
【００３３】
一方、制御部１６０は吸入口１２１及び吐出口１２２を閉鎖するために開口溝１３１を９０°回転させる方向が、流体を１回吐出させるために開口溝１３１を１８０°回転させる方向と同一になるように、回転方向を制御することも可能であるので、回転方向はこれに限定しないことは勿論である。
【００３４】
さらに、制御部１６０は、回転アクチュエーター１５０により開口溝１３１が吐出口１２２から吸入口１２１に向かって９０°回転する間は流体の１回吐出後ピストン１３０の位置がＢ地点まで移動した状態をそのまま維持できるように、リニアアクチュエーター１４０を制御することが好ましい。これは流体を１回吐出した後、シリンダー１２０内に残っている流体に加わる圧力をそのまま維持できるようにすることによって、継続して流体を吐出する時に、流体吐出の精度と吐出量の再現性を十分に確保するためである。
【００３５】
前述した、開口溝１３１が吸入口１２１と吐出口１２２との間で９０°回転した状態から、図８に示すように、制御部１６０は回転アクチュエーター１５０により開口溝１３１を９０°回転させて吐出口１２２に再度連通させる。吐出口１２２が開放されると、制御部１６０はリニアアクチュエーター１４０によりピストン１３０を次段階、すなわちＢ地点からＣ地点に移動させる。この時、ピストン１３０がＢ地点からＣ地点まで移動する距離は流体が設定量で一度吐出できる距離である。前述した過程を行うと、設定量の流体を２回目の吐出ができる。
【００３６】
このように２回目に流体が吐出された後、シリンダー１２０内に残っている流体の量が設定量でもう一度吐出される量に比べて多い状態であれば、制御部１６０は３回目の吐出を行うように制御する。この時、制御部１６０は流体が２回目に吐出される過程と同一な過程を通じて流体を吐出させる。
すなわち、制御部１６０は回転アクチュエーター１５０により開口溝１３１を吐出口１２２から吸入口１２１の方向に向かって９０°回転させて吐出口１２２と吸入口１２１との両者を閉鎖する。この時、制御部１６０は流体の２回吐出後ピストン１３０の状態をそのまま維持できるように、リニアアクチュエーター１４０を制御する。その後、制御部１６０は回転アクチュエーター１５０により開口溝１３１を９０°回転させて吐出口１２２に再連通させる。吐出口１２２が開放されると、リニアアクチュエーター１４０により流体が設定量で一度吐出できるようにピストン１３０を内部空間の体積が減少する方向に移動させる。これによって、流体の３回目の吐出ができる。
【００３７】
このように、本発明によれば、制御部１６０により流体が一回吸入された後、さらに流体を吸入しない状態で、設定量の流体が少なくとも２回以上吐出できるように制御する。これによって、流体を一回吸入して一回吐出する過程を繰り返し行うことに比べて、より効率的で迅速な流体吐出が可能になる。また、本発明によれば、流体が吐出される２回目からはピストン１３０が９０°角度の範囲を往復回転しながら流体を吐出するので、流体吐出のためにピストンが３６０°ずつ回転することに比べて、吐出に必要とする時間を十分に短縮することができるだけでなく、ピストンの加工誤差による吐出量の誤差も低減することができる。したがって、流体の吐出精度及び吐出再現性を向上することができる。
【００３８】
シリンダー１２０内に残っている流体の量が設定量でもう一度吐出する量に比べて少ない状態であるが、流体を引き続き吐出させる必要があれば、制御部１６０は図５に示したように回転アクチュエーター１５０により開口溝１３１を吸入口１２１に連通させる。吸入口１２１が開放されると、制御部１６０はピストン１２０をＡ地点まで移動させることによって、吸入口１２１を通じてシリンダー１２０内に流体を新しく吸入するようにリニアアクチュエーター１４０に指令する。このように流体が新しく吸入された状態で、流体吐出過程は前述したのと同一に行うことができる。
【実施例２】
【００３９】
制御部１６０は前述した過程において、流体が吐出される２回目から吸入口１２１と吐出口１２２の両者を閉鎖できる位置へピストン１３０の開口溝１３１を移動させる過程を省略するように、回転アクチュエーター１５０を制御することも可能である。すなわち、制御部１６０は開口溝１３１を吸入口１２１に位置させて流体が一度吸入できるようにピストン１３０を内部空間の体積が増大する方向に移動させた後、開口溝１３１を吐出口１２２に位置させたまま、ピストン１３０を吐出回数に比例して段階的に内部空間の体積が減少する方向に移動させるように、回転アクチュエーター１５０及びリニアアクチュエーター１４０を制御できる。
【００４０】
詳述すれば、制御部１６０は図５に示したように、ピストン１３０の開口溝１３１を吸入口１２１に位置させた後、ピストン１３０をＡ地点まで移動させることによって、流体を吸入口１２１を通じてシリンダー１２０内の下部空間に吸入するように制御する。その後、制御部１６０は図６に示したように、開口溝１３１を吸入口１２１から１８０°回転させて吐出口１２２に位置させた後、ピストン１３０をＡ地点からＢ地点に移動させることによって、設定量の流体を吐出口１２２を通じてシリンダー１２０の外部に１回吐出するように制御する。
【００４１】
その後、制御部１６０は、図７に示した過程を省略したままで、開口溝１３１を吐出口１２２に連通する一方、ピストン１３０にはＢ地点の位置をそのまま維持させる。このような状態で、制御部１６０は図８に示したように、ピストン１３０をＢ地点からＣ地点に移動させることによって、設定量の流体を吐出口１２２を通じてシリンダー１２０の外部に２回吐出できる。
【００４２】
このように流体を２回吐出した後、シリンダー１２０内に残っている流体の量が設定量でもう一回吐出する量に比べて多ければ、制御部１６０は流体が２回目と同一な過程で流体を吐出するようにすることによって、設定量の流体の３回目の吐出ができる。このように、制御部１６０により流体の吐出が制御されることによって、本発明によれば、流体を吐出するためにピストンが３６０°ずつ回転することに比べて、一回の吐出に必要とする時間を短縮することができるだけでなく、ピストンの加工誤差による吐出量の誤差も低減することができる。したがって、流体の吐出精度及び吐出の再現性を向上させることができる。
【００４３】
もし、シリンダー１２０内に残っている流体の量が設定量でもう一度吐出される量に比べて少ないが、流体を引き続き吐出させる必要があれば、制御部１６０は図５に示したように開口溝１３１を吸入口１２１に連通させた後、ピストン１２０をＡ地点まで移動させることによって、吸入口１２１を通じてシリンダー１２０内に新しく流体を吸入できるようにする。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、流体を一回吸入した後、流体をさらに吸入しない状態で、設定量の流体を少なくとも２回以上吐出できるので、流体を一回吸入して一回吐出する過程を繰り返し行うことに比べて、より効率的で迅速な流体吐出が可能になる。
【００４５】
そして、流体が吐出される２回目からはピストンが９０角度範囲で往復回転しながら流体を吐出したり、吐出口が開放された状態でピストンが段階的に移動しながら流体を吐出するようになるので、流体吐出のためにピストンが３６０°ずつ回転することに比べて、一回の吐出に必要とする時間を十分に短縮できるだけでなく、一度吐出する時ごとにピストンの加工誤差による吐出量の誤差も低減できる。
【００４６】
また、ピストンの回転とは独立してピストンが往復移動し、吐出回数に比例してピストンが段階的に移動することによって流体が吐出できるので、吐出精度が向上するだけでなく、吐出量の再現性を十分に確保することができる。したがって、液晶パネルで液晶を積荷する場合に適用すると、液晶パネルの品質確保に効果がある。従って、本発明の産業利用性はきわめて高いものといえる。
一方、本明細書内で本発明をいくつかの好ましい実施形態によって記述したが、当業者ならば、添付の特許請求範囲に開示した本発明の範疇及び思想から外れずに、多くの変形及び修正がなされ得ることがわかるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係るポンプモジュールを示す斜視図である。
【図２】図１に示したポンプモジュールの分解斜視図である。
【図３】図２に示したポンプモジュールの一部を示す分解斜視図である。
【図４】図３に示したピストンが段階的に移動する過程を説明するための図面である。
【図５】図１に示したポンプモジュールによる流体吐出過程を説明するための図面である。
【図６】図１に示したポンプモジュールによる流体吐出過程を説明するための図面である。
【図７】図１に示したポンプモジュールによる流体吐出過程を説明するための図面である。
【図８】図１に示したポンプモジュールによる流体吐出過程を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００４８】
１１０ ハウジング
１２０ シリンダー
１２１ 吸入口
１２２ 吐出口
１３０ ピストン
１３１ 開口溝
１４０ リニアアクチュエーター
１５０ 回転アクチュエーター
１６０ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有し、側面に吸入口と吐出口とが形成されたシリンダーと、
一端部に開口溝が形成され、かつ前記シリンダーの内部で回転及び往復するピストンと、
前記ピストンを回転させて、前記開口溝を前記吸入口または前記吐出口のいずれか一方に選択的に連通させる回転アクチュエーターと、
前記ピストンを、前記吸入口の開放時に前記内部空間の体積が増加する方向に移動させ、前記吐出口の開放時に前記ピストンを前記体積が減少する方向に移動させるリニアアクチュエーターと、
前記吸入口を通じて前記流体を一回吸入した後、前記吐出口を通じて前記流体を設定量で複数回吐出するように、前記回転アクチュエーターとリニアアクチュエーターとを制御する制御部と、
を含むことを特徴とするポンプモジュール。
【請求項２】
前記制御部は、
前記回転アクチュエーターにより前記開口溝を前記吸入口に連通させかつ前記リニアアクチュエーターにより前記ピストンを前記体積が増加する方向に移動させて前記シリンダー内に流体を吸入する吸入工程と、
前記回転アクチュエーターにより前記吸入口と前記吐出口の両方を閉じる工程と、
前記回転アクチュエーターにより前記開口溝を前記吐出口に連通させ、次いで前記リニアアクチュエーターにより前記ピストンを前記体積が減少する方向に移動させて前記シリンダー内の流体の一部を吐出する操作を複数回行う吐出工程と、
を行うように、前記回転アクチュエーター及び前記リニアアクチュエーターを制御することを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール。
【請求項３】
前記制御部は、
前記吸入口を閉鎖した状態で前記吐出口を開閉させるために、前記開口溝が前記シリンダーの内壁に対向する位置と前記吐出口に連通する位置との間を回転移動するように、前記回転アクチュエーターを制御することを特徴とする請求項２に記載のポンプモジュール。
【請求項４】
前記制御部は、
前記ピストンを前記体積が減少する方向に移動させ、前記流体を吐出した後に、前記ピストンを回転させて前記吐出口を閉鎖する間、前記ピストンの位置を変えないように、前記リニアアクチュエーターを制御することを特徴とする請求項２または３に記載のポンプモジュール。
【請求項５】
前記制御部は、
前記吐出口を通じて前記流体が設定量で２回以上吐出される間、前記吐出口の開放のために前記開口溝を回転させる方向が全て同一になるように、前記回転アクチュエーターを制御することを特徴とする請求項４に記載のポンプモジュール。
【請求項６】
前記制御部は、
前記開口溝を前記吸入口に連通させて前記流体を一回吸入するように前記ピストンを前記体積が増大する方向に移動させた後、前記開口溝を前記吐出口に連通させると共に、前記ピストンを段階的に前記体積が減少する方向に移動させるように、前記回転アクチュエーター及びリニアアクチュエーターを制御することを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール。
【請求項７】
前記リニアアクチュエーターは、圧電素子を備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール。
【請求項８】
前記リニアアクチュエーターは、リニアモーターを備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール。
【請求項９】
前記回転アクチュエーターは、回転モーターを備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール。
【請求項１】
内部空間を有し、側面に吸入口と吐出口とが形成されたシリンダーと、
一端部に開口溝が形成され、かつ前記シリンダーの内部で回転及び往復するピストンと、
前記ピストンを回転させて、前記開口溝を前記吸入口または前記吐出口のいずれか一方に選択的に連通させる回転アクチュエーターと、
前記ピストンを、前記吸入口の開放時に前記内部空間の体積が増加する方向に移動させ、前記吐出口の開放時に前記ピストンを前記体積が減少する方向に移動させるリニアアクチュエーターと、
前記吸入口を通じて前記流体を一回吸入した後、前記吐出口を通じて前記流体を設定量で複数回吐出するように、前記回転アクチュエーターとリニアアクチュエーターとを制御する制御部と、
を含むことを特徴とするポンプモジュール。
【請求項２】
前記制御部は、
前記回転アクチュエーターにより前記開口溝を前記吸入口に連通させかつ前記リニアアクチュエーターにより前記ピストンを前記体積が増加する方向に移動させて前記シリンダー内に流体を吸入する吸入工程と、
前記回転アクチュエーターにより前記吸入口と前記吐出口の両方を閉じる工程と、
前記回転アクチュエーターにより前記開口溝を前記吐出口に連通させ、次いで前記リニアアクチュエーターにより前記ピストンを前記体積が減少する方向に移動させて前記シリンダー内の流体の一部を吐出する操作を複数回行う吐出工程と、
を行うように、前記回転アクチュエーター及び前記リニアアクチュエーターを制御することを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール。
【請求項３】
前記制御部は、
前記吸入口を閉鎖した状態で前記吐出口を開閉させるために、前記開口溝が前記シリンダーの内壁に対向する位置と前記吐出口に連通する位置との間を回転移動するように、前記回転アクチュエーターを制御することを特徴とする請求項２に記載のポンプモジュール。
【請求項４】
前記制御部は、
前記ピストンを前記体積が減少する方向に移動させ、前記流体を吐出した後に、前記ピストンを回転させて前記吐出口を閉鎖する間、前記ピストンの位置を変えないように、前記リニアアクチュエーターを制御することを特徴とする請求項２または３に記載のポンプモジュール。
【請求項５】
前記制御部は、
前記吐出口を通じて前記流体が設定量で２回以上吐出される間、前記吐出口の開放のために前記開口溝を回転させる方向が全て同一になるように、前記回転アクチュエーターを制御することを特徴とする請求項４に記載のポンプモジュール。
【請求項６】
前記制御部は、
前記開口溝を前記吸入口に連通させて前記流体を一回吸入するように前記ピストンを前記体積が増大する方向に移動させた後、前記開口溝を前記吐出口に連通させると共に、前記ピストンを段階的に前記体積が減少する方向に移動させるように、前記回転アクチュエーター及びリニアアクチュエーターを制御することを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール。
【請求項７】
前記リニアアクチュエーターは、圧電素子を備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール。
【請求項８】
前記リニアアクチュエーターは、リニアモーターを備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール。
【請求項９】
前記回転アクチュエーターは、回転モーターを備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプモジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−５１１０９（Ｐ２００８−５１１０９Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２０３６０（Ｐ２００７−２２０３６０）
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【出願人】（５０７２８７３３１）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【出願人】（５０７２８７３３１）
【Ｆターム（参考）】
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